江苏扬州市高邮市2025-2026学年高三上学期开学调研测试生物试题
1.(2025高三上·高邮开学考)海参是典型的高蛋白、低脂肪、低胆固醇食物,还富含钙、磷、铁、镁、碘、硒等,具有防止动脉硬化,提高人体免疫能力等功效。相关叙述正确的是( )
A.钙、镁、铁、硒是组成海参细胞的大量元素,多以离子形式存在
B.蛋白质是生命活动的主要承担者,海参体内不同细胞中所含蛋白质完全不同
C.海参细胞中某些糖蛋白和糖脂可参与细胞与细胞之间的分子识别和信号传导
D.海参中的维生素 D 属于胆固醇,能促进人体对钙、磷的吸收
2.(2025高三上·高邮开学考)寨卡病毒通过伊蚊叮咬传播,可导致婴儿患“小头症”,其模式图如图。下列相关叙述正确的是( )
A.病毒的蛋白质一定在细胞内合成
B.寨卡病毒的遗传物质彻底氧化分解可得到尿嘧啶、腺嘌呤
C.可用苏丹Ⅲ染液检测该病毒的囊膜
D.可以使用富含葡萄糖的培养液培养寨卡病毒
3.(2025高三上·高邮开学考)下图为某高等植物细胞亚显微结构模式图,相关叙述正确的是( )
A.①是该细胞的边界,⑤是细胞代谢和遗传的控制中心
B.③、④、⑥、⑦的膜结构属于生物膜系统,为酶提供更多附着位点
C.⑥是一种膜性管道系统,是蛋白质的加工场所和运输通道
D.③、⑧中的基因能进行复制且遗传时遵循分离定律
4.(2025高三上·高邮开学考)有关“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验的叙述,正确的是( )
A.滴加 KNO3溶液时不能在载物台上操作,以防止 KNO3溶液污染载物台和镜头
B.撕取的表皮如果稍带叶肉细胞应重新撕取,因为显微镜只能观察单层细胞的标本
C.洋葱鳞片叶表皮细胞有中央大液泡,因此可以只用低倍镜观察质壁分离和复原
D.体积分数为 70%的乙醇能使洋葱鳞片叶表皮细胞迅速质壁分离后自动复原
5.(2025高三上·高邮开学考)有氧呼吸包括多步化学反应,磷酸果糖激酶催化其中一步化学反应,如下图。细胞中的磷酸果糖激酶可被ADP、Pi激活,被ATP 抑制。相关叙述正确的是( )
A.磷酸果糖激酶存在于真核细胞中而原核细胞没有
B.有氧呼吸三个阶段均有 NADH 和高能磷酸化合物产生
C.葡萄糖分解产生的丙酮酸可转化为甘油、氨基酸等非糖物质
D.ATP 抑制磷酸果糖激酶活性的调节属于正反馈调节
6.(2025高三上·高邮开学考)如图所示,测定新鲜菠菜叶片中提取的色素的吸收光谱,下列相关说法正确的是( )
A.吸收光谱中红光和蓝紫光区域较为明亮,绿光区域较暗
B.提取的色素放置一段时间后实验效果变差,主要原因是色素的挥发
C.若在提取色素时研磨不充分,则吸收光谱的红光和蓝紫光区域都变暗
D.若在提取色素时没有加入碳酸钙,则吸收光谱的红光区域会变亮
7.(2025高三上·高邮开学考)图示纺锤体由星体微管、极微管和染色体动粒微管综合排列组成。下列叙述错误的是( )
A.纺锤体形成的时期处于该细胞分裂的前期
B.细胞中纺锤体可与双缩脲试剂发生紫色反应
C.图示纺锤体所在细胞将发生同源染色体分离
D.破坏动粒微管的收缩会影响染色体移向两极
8.(2025高三上·高邮开学考)洋葱根尖分生区可用来观察细胞有丝分裂,下列相关叙述正确的是( )
A.在取洋葱根尖材料时,切取的洋葱根尖长度是 2~3 cm
B.解离目的是用药液使组织细胞中联会的染色体相互分离开来
C.苯酚品红溶液或甲紫溶液都是酸性染料,可以把染色体染成红色
D.将染色后的根尖放在载玻片上的水滴中央,可以用吸水纸吸去浮色
9.(2025高三上·高邮开学考)细胞的生命历程包括了细胞的生长、分裂、分化、衰老和死亡等多个阶段,是生物体生长、发育、繁殖和维持稳态的基础。相关叙述正确的是( )
A.细胞生长时需要的营养物质增多,与外界进行物质交换的效率提高
B.细胞衰老时多种酶的活性降低,降低端粒酶活性可以延缓细胞的衰老
C.细胞分化的实质是基因的选择性表达,未分化的胚胎干细胞不进行基因选择性表达
D.细胞自噬有利于细胞内物质的循环利用,该现象过强可引起细胞凋亡
10.(2025高三上·高邮开学考)孟德尔通过豌豆杂交实验,利用假说—演绎法发现了分离定律,下列叙述正确的是( )
A.F1在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,属于提出问题
B.孟德尔发现F2中矮茎重新出现且高茎:矮茎=3:1,属于演绎推理
C.测交实验结果为87株高茎、79株矮茎,属于实验验证
D.F1与矮茎豌豆测交,理论上后代表现为高茎:矮茎=1:1,属于作出假设
11.(2025高三上·高邮开学考)已知某种鸟类羽毛颜色受一组复等位基因控制,分别为 AY(红色)、A(绿色)、a(蓝色),三者互为等位基因,且 AY对 A、a 为完全显性,A 对 a 为完全显性,同时基因型 AYAY会导致胚胎在孵化前死亡(不产生成活个体)。下列相关叙述错误的是( )
A.若 AYa 个体与 AYA 个体杂交,从理论上计算,成活子代中纯合子的比例为 0
B.若 AYa 个体与 Aa 个体杂交,则 F1会出现 3 种表型
C.若 1 只红色雄鸟与若干只蓝色雌鸟杂交,F1可能同时出现绿色个体与蓝色个体
D.若 1 只红色雄鸟与若干只纯合绿色雌鸟杂交,F1可能同时出现红色个体与绿色个体
12.(2025高三上·高邮开学考)下列关于生物技术实验操作的叙述,正确的是( )
A.平板划线法中通过连续划线使聚集的菌种稀释分散
B.动物细胞和囊胚的培养都要放在充满 CO2的培养箱中进行
C.诱导形成愈伤组织的过程必须光照培养,以进行光合作用合成有机物
D.将扩增得到的 PCR产物进行凝胶电泳时,加样前应先接通电源
13.(2025高三上·高邮开学考)青梅果实中含有大量的活性物质,常制作成具有保健功能的青梅饮品,其中青梅酒和青梅醋深受人们喜爱,其制作流程如下图。相关叙述正确的是( )
A.常用胰蛋白酶和果胶酶处理细胞破碎物,提高果汁出汁率
B.乙醇为挥发性物质,故果酒发酵过程中空气的进气量不宜太大
C.果醋发酵为有氧发酵,发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时
D.果酒、果醋常采用湿热灭菌法杀灭所有的微生物后装瓶,延长保质期
14.(2025高三上·高邮开学考)下列关于动物细胞工程和植物细胞工程的叙述,正确的是( )
A.植物组织培养和动物细胞培养均使用固体培养基
B.促进动物细胞融合的方法均可用于诱导植物细胞融合
C.植物体细胞杂交和动物细胞融合均可打破生殖隔离,培育新品种
D.愈伤组织和iPS 细胞的诱导形成均发生了基因的选择性表达
15.(2025高三上·高邮开学考)下列关于高中生物学实验的叙述,正确的是( )
A.“探究影响酶活性的条件”中,可通过预实验降低实验误差
B.“鉴定生物组织中的蛋白质”中,所用材料蛋白质含量越高越好
C.“探究植物细胞的吸水和失水”中,可观察到细胞大小发生明显变化
D.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中,两组均需取酵母菌滤液进行酒精检测
16.(2025高三上·高邮开学考)当土壤盐化后,细胞外的 Na+通过转运蛋白 A 顺浓度梯度大量进入细胞,影响植物细胞的代谢,某耐盐植物可通过 Ca2+来减少 Na+在细胞内的积累,相关机制如图所示。图中膜外 H+经转运蛋白 C 进入细胞内的同时,可驱动转运蛋白 C 将 Na+运输到细胞外。下列有关说法错误的是( )
A.氧气浓度不会影响 Na+和 H+运出细胞的效率
B.使用 Na+受体抑制剂会提高植物的抗盐胁迫能力
C.H+进入细胞为被动运输,Na+运出细胞为主动运输
D.胞外 Ca2+对转运蛋白 A 以及胞内 Ca2+对转运蛋白 C 都是促进作用
17.(2025高三上·高邮开学考)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”,如图甲所示;为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图乙所示。已知 DNP 不影响电子传递,可使 H+进入线粒体基质时不经过 ATP 合酶。下列相关叙述正确的是( )
A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段,是有氧呼吸过程中产能最多的阶段,与 25℃ 时相比,4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
B.有氧呼吸第一、二阶段产生的 NADH 所携带的电子最终传递给了氧气,4℃ 时线粒体内膜上的电子传递受阻
C.高能电子在传递过程中逐级释放能量推动 H+跨过内膜到达线粒体基质
D.呼吸链的电子传递所产生的膜两侧 H+浓度差为 ATP 的合成提供了驱动力
18.(2025高三上·高邮开学考)研究发现,细胞中染色体的正确排列、分离与粘连蛋白有关,粘连蛋白的水解是着丝粒分裂的原因。图 1、图 2 表示某果蝇细胞正常分裂过程中某物质数量变化曲线的一部分。下列叙述错误的是( )
A.若图 1 纵坐标表示同源染色体对数,则该曲线不可能表示减数分裂
B.图 2 中,若 b = 8,c = 4,则②表示的细胞可能发生基因重组
C.若细胞进行有丝分裂,a = 8,c = 4,BC 时粘连蛋白水解酶活性最高
D.水解粘连蛋白的酶在初级卵母细胞和次级卵母细胞中均能发挥作用
19.(2025高三上·高邮开学考)科学家通过培育小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞,成功获得了“1母亲0父亲”的雌性小鼠,且该雌性小鼠能正常生殖产生后代,有关技术如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.用雌激素对母鼠进行超数排卵处理可以获得更多的卵母细胞
B.图中过程①②的分裂方式分别为减数分裂和有丝分裂
C.用于过程③的细胞取自孤雌单倍体囊胚中的内细胞团
D.第2阶段的卵子为次级卵母细胞,过程④为减数分裂II的部分过程
20.(2025高三上·高邮开学考)黑藻是一种常见的沉水植物,下图表示低浓度CO2条件下黑藻细胞部分代谢过程。图中 Rubisco是光合作用的关键酶之一,CO2和O2竞争与其结合,分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖;C5氧化则产生乙醇酸C2。请回答下列问题:
(1)该细胞中固定 CO2的场所有 ,过程②还需要 的参与。
(2)图中黑藻细胞通过 的方式将H+运出细胞,主要目的是有利于 。
(3)低浓度CO2条件下黑藻细胞C4循环加快,其意义是 。
(4)为修复城市污染水体,科研人员研究了黑藻、苦草、小眼子菜三种沉水植物的光合特性与分布水深的关系,实验结果见下表。
分布的水深 (m) 光补偿点μE/(m2·s) 光饱和点μE/ (m2·s)
黑藻 0.6~5 17.3 97.1
苦草 0.5~6 6.3 55.6
小眼子菜 1~3 50.3 214.7
①测定光饱和点、光补偿点时,应控制 等外界因素相同且适宜,逐渐增加 并测量对应的净光合速率,绘制叶片的光合-光响应曲线。
②三种沉水植物能够生长的最大深度与光饱和点和光补偿点呈 相关。小眼子菜一般分布在水体的上层,从光补偿点和光饱和点的角度分析原因分别是 。
③建议选择 作为先锋物种来修复城市污染水体。
21.(2025高三上·高邮开学考)某哺乳动物毛色的黄色与黑色由常染色体上一对等位基因(A、a)控制,并有一个致死基因与A、a中的一个基因同在一条染色体上,但致死基因的表达会受到性激素的影响。请根据下列杂交实验及结果回答问题:
杂交组合 亲本类型 子代类型及数目
雌 雄
甲 黄色(♀)×黄色(♂) 黄色238 黄色120
乙 黄色(♂)×黑色(♀) 黄色111,黑色110 黄色112.黑色113
丙 乙组F1的黄色雌雄个体交配 黄色358,黑色121 黄色243,黑色119
(1)通过杂交组合 可以判断 为显性性状。
(2)丙组子代雌雄个体中黄色与黑色的比例存在差异,原因是基因型为 的 性个体因含两个致死基因而死亡。
(3)从上述杂交组合中可以判断致死基因是 (从“显”“隐”中选填)性基因,且与 (从“A”“a”中选填)基因同在一条染色体上, 激素会促进致死基因的表达,该现象 (从“属于”“不属于”中选填)伴性遗传。
(4)杂交组合甲中父本的基因型是 ,若杂交组合甲F1中雌雄个体随机交配,则F2中雄性个体的表型及比例为 。
22.(2025高三上·高邮开学考)I:科学家推测,在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,并引导核糖体附着于内质网上,继续蛋白质的合成,信号肽假说如下图所示。为证明该假说,科学家构建了体外的反应体系,结果见下表。(“+”代表存在,“—”不存在)
组别 核糖体 信号识别颗粒(SRP) 内质网 实验结果
1 + — — 合成的肽链比正常肽链长一段
2 + + — 合成的肽链比正常肽链短一段
3 + + + 合成的肽链与正常肽链一致
(1)若图示过程表示胰岛素的合成路径,最终胰岛素通过 方式被运出细胞。上述过程中所需要的 ATP 可由 (填场所)产生。利用3H标记亮氨酸的羧基, (填“能”或“不能”)有效追踪这一过程。
(2)对比组别 2 和 3 的结果,结合图中信息可知,只有 与内质网膜上的 DP(SRP受体)识别并结合后,肽链的延伸才会继续。
(3)根据信号肽假说,请分析:
①:组别 2 中的肽链 (填“含有”或“不含有”)信号序列。
②:若在合成新生肽阶段就切除了信号序列,游离的核糖体 (填“能”或“不能”)附着于内质网上。
II:纳米材料为癌症治疗带来了曙光。科研人员利用纳米材料 SW 诱导肝癌细胞凋亡开展相关实验。正常情况下,线粒体内膜上的质子泵能够将线粒体基质中的 泵到膜间隙,使得线粒体内膜两侧形成跨膜电位,为 ATP 的合成奠定了基础。
(4)科研人员使用不同浓度的 SW 溶液与肝癌细胞混合后,置于 培养箱中培养 48 小时后,检测肝癌细胞的线粒体膜电位。(已有实验证明对正常细胞无影响)
组别 实验材料 实验处理 实验结果
线粒体膜电位的相对值 ATP 合成酶活性相对值
1 人肝癌细胞 不加入 SW 100 100
2 加入 SW 59 78
1、2组比较说明SW能 、 导致肝癌细胞产生ATP的能力下降, (填“促进”或“抑制”)肝癌细胞凋亡。
(5)科研人员使用SW处理肝癌细胞,一段时间后,相关物质含量变化如下图所示。由于细胞中的 蛋白表达量相对稳定,在实验中可作为 。VADC为线粒体膜上的通道蛋白,SW处理肝癌细胞后,VADC含量 ,促进CYTC ,与细胞凋亡因子结合,诱导细胞凋亡。
23.(2025高三上·高邮开学考)图1表示用不同颜色的荧光标记某雄性动物(2n=8)中两条染色体的着丝粒(分别用“ ”和“o”表示),在荧光显微镜下观察到它们的移动路径如箭头所示;图2表示细胞分裂过程中每条染色体DNA含量变化图;图3表示减数分裂过程中细胞核内染色体数变化图;图4为减数分裂过程(甲~丁)中的染色体数、染色单体数和核DNA分子数的数量关系图。图5表示某哺乳动物的基因型为AaBb,某个卵原细胞进行减数分裂的过程,不考虑染色体互换,①②③代表相关过程,I~IV表示细胞。回答下列问题:
(1)图1中①→②过程发生在图3 时期,细胞中③→④过程每条染色体含DNA含量相当于图2中 段的变化。
(2)图2中A1B1段上升的原因是细胞内发生 ,若图2和图3表示同一个细胞分裂过程,则图2中发生C1D1段变化的原因与图3中 段的变化原因相同。
(3)非同源染色体的自由组合发生在图4的 时期(填甲、乙、丙、丁);基因的分离发生在图5中的 (填序号)过程中。
(4)图5中细胞II的名称为 。细胞III的基因型是aaBB,则细胞IV的基因型是 。
(5)若细胞IV的基因型为ABb的原因可能是 。卵细胞IV与基因型为ab的精子形成的受精卵发育为雄性个体,且该雄性个体减数分裂时同源染色体中的两条分别移向细胞两极,另一条随机移动,则其产生基因型为abb的配子的概率是 。
24.(2025高三上·高邮开学考)干扰素刺激基因(ISG15),作为被干扰素诱导表达的基因,在宿主抵抗病毒感染的过程中发挥重要作用。科研人员拟构建ISG15基因过表达载体,并在牛肾细胞(MDBK)中表达,以期为进一步研究其抗病毒作用机制奠定基础,相关过程如图1,请分析回答:
(1)过程③以cDNA为模板扩增ISG15基因。在PCR体系中除需加入模板、含Mg2+的缓冲液、引物外,还需添加 ,在PCR过程中延伸的温度主要取决于 。
(2)过程④为构建PMD-18T-ISG15克隆质粒,该克隆质粒通常需含有__________。
A.启动子 B.标记基因 C.限制酶切割位点
D.复制原点 E.终止子
(3)图2为过程⑥构建PEGFP-ISG15表达质粒的相关结构。
CMV启动子可使目的基因能在受体细胞中稳定高表达。EGFP基因为增强型绿色荧光蛋白基因;HindⅢ、BamHⅠ、EcoRV、BglⅡ、XhoⅠ为五种限制酶,其中EcoRV酶切后产生平末端;Kanr/Neor是一种抗性基因,在真核细胞中的表达具有新霉素抗性,在原核细胞中的表达则具有卡那霉素抗性
①该构建过程选择的酶有 。构建好的PEGFP-ISG15表达质粒,选择引物 进行PCR扩增,并进行凝胶电泳检测。
②凝胶电泳跑胶后出现大小为 的条带说明该表达质粒构建成功。某样品检测后出现大小为725bp的条带可能的原因是
(4)过程⑦为构建的PEGFP-ISG15表达质粒转染至MDBK细胞,在培养MDBK细胞的培养液中需加入 进行筛选。过程⑧可根据 检测ISG15基因是否在MDBK细胞中成功高表达,该过程设置对照实验的目的是 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能;细胞膜的功能;脂质的种类及其功能;组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、组成细胞的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Se等。因此钙、镁是大量元素,铁、硒是微量元素,并非均为大量元素,A不符合题意;
B、蛋白质是生命活动的主要承担者,海参体内不同细胞因基因选择性表达,所含蛋白质存在差异,但并非完全不同。例如,所有细胞都需要呼吸酶参与呼吸作用,这类维持基本生命活动的蛋白质在不同细胞中普遍存在,B不符合题意;
C、海参细胞膜表面的糖蛋白(蛋白质与糖类结合)和糖脂(脂质与糖类结合),可作为细胞识别的“信号分子”或“受体”,参与细胞与细胞之间的分子识别和信号传导,C符合题意;
D、维生素D和胆固醇都属于固醇类物质,维生素D由胆固醇转化而来,但二者是不同的物质。维生素D的功能是促进人体肠道对钙、磷的吸收,并非胆固醇的功能,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】需明确大量元素与微量元素的划分。细胞间蛋白质的差异源于基因选择性表达,但存在共有的“管家蛋白”(如呼吸酶)。细胞膜表面的糖蛋白和糖脂是细胞交流的关键结构,负责识别与信号传递。
2.【答案】A
【知识点】检测脂肪的实验;病毒
【解析】【解答】A、病毒无细胞结构,缺乏独立的代谢系统,其蛋白质合成必须依赖宿主细胞的核糖体、原料(氨基酸)和能量,因此一定在细胞内合成,A符合题意;
B、寨卡病毒的遗传物质是RNA,RNA彻底氧化分解的产物是CO2、H2O和含氮废物(如尿素),尿嘧啶、腺嘌呤是RNA的基本组成单位(核糖核苷酸)的组成成分,并非彻底氧化分解产物,B不符合题意;
C、苏丹Ⅲ染液用于检测脂肪,而病毒囊膜的主要成分是磷脂和蛋白质,不含脂肪,无法用苏丹Ⅲ染液检测,C不符合题意;
D、病毒必须寄生在活细胞内才能生存和繁殖,富含葡萄糖的培养液中没有活细胞,寨卡病毒无法在其中增殖,因此不能用该培养液培养,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】病毒的核心特征是“寄生生活”,其生命活动(增殖、蛋白质合成、核酸复制)均需依赖宿主细胞的结构和代谢系统。遗传物质的“彻底氧化分解”与“水解”不同:水解产物是基本组成单位(如核糖核苷酸),彻底氧化分解产物是无机物;检测生物大分子需根据其化学本质选择试剂(如脂肪用苏丹Ⅲ/Ⅳ,蛋白质用双缩脲试剂,核酸用甲基绿吡罗红);培养病毒的关键是提供活细胞(如活鸡胚、宿主细胞培养体系),而非单纯的营养物质溶液。
3.【答案】C
【知识点】细胞膜的功能;细胞的生物膜系统;基因的分离规律的实质及应用;动、植物细胞的亚显微结构
【解析】【解答】A、①是细胞壁,细胞壁具有全透性,不能作为细胞的边界,细胞的边界是细胞膜,⑤细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,该选项表述错误,A不符合题意;
B、生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜,③线粒体、④高尔基体、⑥内质网均具有膜结构,属于生物膜系统,而⑦核糖体无膜结构,不属于生物膜系统,生物膜系统能为酶提供更多附着位点,该选项表述错误,B不符合题意;
C、⑥是内质网,由膜连接而成的膜性管道系统,是蛋白质合成和加工的场所,也是蛋白质的运输通道,该选项表述正确,C符合题意;
D、③线粒体和⑧叶绿体中含有少量DNA,这些基因能进行复制,但它们属于细胞质基因,遗传时不遵循基因的分离定律,分离定律适用于细胞核内的基因,该选项表述错误,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】细胞膜是细胞的边界,细胞壁无选择透过性,不能作为边界;生物膜系统的组成,包括细胞膜、核膜和具膜细胞器膜,核糖体无膜,不属于生物膜系统;内质网的结构和功能,作为膜性管道系统,承担蛋白质的加工和运输功能;细胞质基因的遗传特点,线粒体和叶绿体中的基因属于细胞质基因,能复制但不遵循孟德尔遗传定律,细胞核基因的遗传才遵循分离定律等规律。
4.【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、滴加KNO3溶液时可在载物台上操作(如用吸水纸引流),便于实时观察质壁分离及自动复原过程,操作时注意避免溶液过多污染即可,无需刻意回避载物台,A不符合题意;
B、撕取的表皮稍带少量叶肉细胞仍可使用,只要表皮细胞单层且分散,不影响观察质壁分离现象,无需重新撕取,B不符合题意;
C、洋葱鳞片叶表皮细胞具有大液泡,质壁分离时液泡体积缩小、颜色加深,原生质层与细胞壁分离的现象在低倍镜下即可清晰分辨,因此无需使用高倍镜,C符合题意;
D、体积分数为70%的乙醇浓度过高,会导致洋葱鳞片叶表皮细胞因过度失水而死亡,细胞死亡后原生质层失去选择透过性,无法发生质壁分离复原,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】该实验的核心是观察“原生质层与细胞壁的分离及复原”,关键依赖细胞的活性和大液泡的存在:滴加试剂时可在载物台通过引流法操作,便于连续观察;少量叶肉细胞不影响表皮细胞的观察,无需严格要求“纯表皮”。低倍镜已能满足观察需求(液泡形态、原生质层位置变化明显),高倍镜反而可能因视野范围小、操作复杂影响观察。高浓度乙醇(70%)会破坏细胞结构导致细胞死亡,而KNO3溶液因离子可通过主动运输进入细胞,能引发质壁分离后自动复原,需区分不同试剂的作用机制。
5.【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;ATP的作用与意义;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、磷酸果糖激酶催化有氧呼吸第一阶段的关键反应,有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,真核细胞和原核细胞都能进行该阶段,因此磷酸果糖激酶在真核细胞和原核细胞中都存在,该选项表述错误,A不符合题意;
B、有氧呼吸第一阶段产生少量NADH和ATP,第二阶段产生大量NADH和少量ATP,第三阶段消耗NADH,产生大量ATP,并非三个阶段均有NADH产生,该选项表述错误,B不符合题意;
C、葡萄糖分解产生的丙酮酸是细胞代谢的重要中间产物,可通过不同途径转化为甘油(参与脂肪合成)、氨基酸(通过转氨基作用)等非糖物质,该选项表述正确,C符合题意;
D、ATP抑制磷酸果糖激酶活性,会减少后续ATP的生成,避免ATP过量积累,这种调节方式属于负反馈调节,而非正反馈调节,该选项表述错误,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】有氧呼吸:第一阶段在细胞质基质进行,真核细胞和原核细胞均能发生,相关酶在两类细胞中都存在;有氧呼吸各阶段的物质变化,第一、二阶段产生NADH,第三阶段消耗NADH,三个阶段均有高能磷酸化合物(ATP)产生;丙酮酸的代谢去向,作为中间产物可转化为多种非糖物质,体现细胞呼吸的代谢枢纽作用;反馈调节的类型,ATP抑制相关酶活性以维持ATP含量稳定,属于负反馈调节,正反馈调节会加剧原有变化。
6.【答案】D
【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
【解析】【解答】A、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,二者对绿光吸收最少,因此吸收光谱中红光和蓝紫光区域较暗(光被吸收多,透过少),绿光区域较亮(光被吸收少,透过多),A不符合题意;
B、提取的色素放置一段时间后实验效果变差,主要原因是色素被氧化分解(叶绿素不稳定,易被氧化),而非挥发,B不符合题意;
C、研磨不充分会导致色素提取量减少,对红光和蓝紫光的吸收能力下降,更多红光和蓝紫光会透过色素溶液,因此吸收光谱的红光和蓝紫光区域会变亮,C不符合题意;
D、碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿素被有机酸破坏。若未加碳酸钙,叶绿素会被破坏,其主要吸收的红光区域吸收量减少,透过的红光增多,因此吸收光谱的红光区域会变亮,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)色素吸收的光越多,对应光谱区域越暗;吸收越少,区域越亮。叶绿素(a、b)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄素)主要吸收蓝紫光,对绿光吸收最少。
(2)研磨充分,能保证色素提取量,否则吸收光谱中被吸收的光区域(红光、蓝紫光)会变亮;加碳酸钙能保护叶绿素不被破坏,缺省时叶绿素减少,红光吸收减弱,红光区域变亮;加无水乙醇能溶解色素,加二氧化硅能辅助研磨充分;叶绿素易被氧化分解,放置后实验效果变差的原因是氧化分解,而非挥发(色素为脂溶性,不易挥发)。
7.【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验;有丝分裂的过程、变化规律及其意义;减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、纺锤体在细胞分裂前期形成,图示细胞中染色体着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,其纺锤体已在前期形成,该选项表述正确,A不符合题意;
B、纺锤体的主要成分是蛋白质,蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应,该选项表述正确,B不符合题意;
C、图示细胞含有同源染色体,且染色体着丝粒排列在赤道板上,属于有丝分裂中期,同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期,该选项表述错误,C符合题意;
D、动粒微管连接染色体的动粒与细胞两极,其收缩可拉动染色体移向两极,若破坏动粒微管的收缩,会影响染色体向两极的移动,该选项表述正确,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】细胞分裂前期核膜核仁解体,纺锤体开始形成;纺锤体的化学本质,由蛋白质纤维构成,可与双缩脲试剂发生显色反应;细胞分裂时期的判断,有丝分裂中期染色体着丝粒排列在赤道板,且含同源染色体,减数第一次分裂后期才会发生同源染色体分离;动粒微管的功能,负责牵引染色体移向细胞两极,其功能异常会影响染色体分离。
8.【答案】D
【知识点】观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、观察细胞有丝分裂时,应切取洋葱根尖2~3毫米处(分生区位于根尖顶端,长度极短),若切取2~3厘米,会包含伸长区、成熟区等无分裂能力的细胞,影响观察效果,A不符合题意;
B、解离的目的是用解离液(盐酸+酒精)使组织细胞相互分离开,并杀死细胞固定分裂状态;而“联会”是减数分裂特有的现象,洋葱根尖分生区细胞进行有丝分裂,无联会过程,B不符合题意;
C、苯酚品红溶液、甲紫溶液(龙胆紫溶液)均为碱性染料,可与染色体(酸性物质)结合,将染色体染成红色或紫色,C不符合题意;
D、染色后的根尖放在载玻片的水滴中央,用吸水纸吸去浮色,可避免多余染液影响观察,同时便于后续用镊子弄碎根尖、加盖玻片压片,使细胞分散均匀,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】观察细胞有丝分裂实验中,材料选择的关键是精准获取分生区细胞,其位于根尖顶端2~3毫米处,细胞呈正方形、排列紧密、分裂旺盛,切取过长会混入非分裂细胞。解离的核心作用是分离细胞并固定分裂状态,与减数分裂的联会无关,联会仅发生在减数分裂过程中,而根尖分生区细胞进行的是有丝分裂。染色环节中,染色体作为酸性物质,易与碱性染料结合,苯酚品红溶液和甲紫溶液均属于碱性染料,并非酸性染料。制片时吸去浮色是为了避免多余染液干扰观察,同时为后续压片使细胞分散创造条件,整个实验流程的每一步操作都围绕“清晰观察分裂期细胞的染色体形态和分布”展开。
9.【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义;衰老细胞的主要特征;细胞的凋亡;细胞自噬
【解析】【解答】A、细胞生长时体积增大,相对表面积(表面积与体积的比值)减小,与外界进行物质交换的效率降低,而非提高,该选项表述错误,A不符合题意;
B、细胞衰老时多种酶的活性降低,端粒酶能延长端粒长度,提高端粒酶活性可延缓细胞衰老,降低端粒酶活性会加速衰老,该选项表述错误,B不符合题意;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,未分化的胚胎干细胞也会进行基因选择性表达,以维持自身基本生命活动,如合成呼吸酶相关基因的表达,该选项表述错误,C不符合题意;
D、细胞自噬能分解细胞内衰老的细胞器、异常蛋白质等,将降解产物循环利用,若自噬现象过强,可能过度降解细胞必需的物质或结构,进而引起细胞凋亡,该选项表述正确,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】细胞生长的特点:体积增大导致相对表面积减小,物质交换效率降低;细胞衰老与端粒酶的关系,端粒酶可延长端粒,提高其活性能延缓衰老;细胞分化的实质,基因选择性表达贯穿细胞生命历程,未分化细胞也存在基础代谢相关基因的选择性表达;细胞自噬的意义及影响,正常自噬促进物质循环,过强自噬可能引发细胞凋亡,维持细胞稳态。
10.【答案】C
【知识点】孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、F1在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,是孟德尔基于实验现象提出的核心假说,并非“提出问题”,A不符合题意;
B、孟德尔发现F2中矮茎重新出现且高茎∶矮茎=3∶1,是通过杂交实验观察到的实验现象,属于“提出问题”阶段的依据,而非“演绎推理”,B不符合题意;
C、测交实验的实际结果(87株高茎、79株矮茎)是对演绎推理结论的验证,比例接近1∶1,证明假说成立,属于“实验验证”阶段,C符合题意;
D、F1与矮茎豌豆测交,理论上后代表现为高茎∶矮茎=1∶1,是根据假说推导得出的预期结果,属于“演绎推理”过程,而非“作出假设”,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】假说—演绎法的核心流程为:观察实验现象并提出问题(如F2代3∶1的性状分离比)→ 作出假说(解释分离现象的4点核心假设,包括成对遗传因子分离)→ 演绎推理(根据假说推导测交实验的预期结果)→ 实验验证(进行测交实验,对比实际结果与预期结果)→ 得出结论。需明确各环节的具体内涵,区分“假说”“演绎推理”“实验验证”的不同阶段特征,避免混淆实验现象、假设、推理和验证的逻辑关系。
11.【答案】C
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、AYa个体与AYA个体杂交,子代基因型为AYAY(胚胎致死)、AYA(红色)、AYa(红色)、Aa(绿色),成活子代的基因型均为杂合子,纯合子比例为0,A不符合题意;
B、AYa个体与Aa个体杂交,子代基因型为AYA(红色)、AYa(红色)、Aa(绿色)、aa(蓝色),对应3种表型,B不符合题意;
C、红色雄鸟的基因型只能是AYA或AYa,与蓝色雌鸟(aa)杂交:若雄鸟为AYA,子代基因型为AYa(红色)、Aa(绿色),仅出现红色和绿色个体;若雄鸟为AYa,子代基因型为AYa(红色)、aa(蓝色),仅出现红色和蓝色个体,F1不可能同时出现绿色和蓝色个体,C符合题意;
D、纯合绿色雌鸟的基因型为AA,红色雄鸟若为AYA,杂交子代基因型为AYA(红色)、AA(绿色),F1可同时出现红色和绿色个体,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】复等位基因是指同源染色体上同一位置存在多个等位基因,且存在明确的显性顺序;胚胎致死基因型会导致相应个体无法成活,需在计算子代比例时排除;基因型决定表型,根据显性关系可确定成活个体的基因型对应的表型。
12.【答案】A
【知识点】微生物的分离和培养;PCR技术的基本操作和应用;植物组织培养的过程;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、平板划线法通过连续划线操作,结合接种环灼烧灭菌,逐步稀释聚集的菌种,最终在划线末端形成单个菌落,实现菌种分散纯化,A符合题意;
B、动物细胞培养需含5% CO2的培养箱维持培养液pH,但囊胚培养并非都需“充满CO2”,其环境需模拟体内生理条件,CO2仅为辅助调节pH的条件,B不符合题意;
C、愈伤组织为未分化细胞,不含叶绿体,无法光合作用,且诱导形成需避光(光照会促进分化),营养来自培养基,C不符合题意;
D、凝胶电泳应先加样再接通电源,若先通电,点样孔处电场会导致DNA扩散,影响实验效果,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】生物技术实验操作需紧扣原理和规范:平板划线法的核心是“逐步稀释菌种”与“无菌操作”,通过连续划线实现菌种分散;动物细胞培养中CO2的作用是调节pH,囊胚培养需结合胚胎发育需求设计环境;愈伤组织诱导的避光要求源于其无叶绿体且光照易诱导分化的特性,营养依赖培养基供给;凝胶电泳的加样顺序直接影响DNA分子的分离效果,需避免先通电导致的DNA扩散问题。
13.【答案】C
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、青梅细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶,为提高果汁出汁率,应使用纤维素酶和果胶酶处理,胰蛋白酶用于分解蛋白质,不适合用于破碎植物细胞,该选项表述错误,A不符合题意;
B、果酒发酵利用酵母菌的无氧呼吸产生乙醇,因此发酵过程需要密封,不能通入大量空气,否则会抑制无氧呼吸,影响酒精生成,该选项表述错误,B不符合题意;
C、果醋发酵是醋酸菌的有氧呼吸,产物为醋酸,无气体产生;果酒发酵是酵母菌无氧呼吸,会产生大量二氧化碳气泡,因此果醋发酵时发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵,该选项表述正确,C符合题意;
D、湿热灭菌法温度较高,会破坏果酒、果醋的风味和营养成分,不能用于成品的灭菌,果酒、果醋装瓶前通常采用巴氏消毒法(较低温度灭菌),既杀灭有害微生物,又保留产品品质,该选项表述错误,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】植物细胞壁的主要成分决定了需用纤维素酶和果胶酶,而非胰蛋白酶;果酒发酵的条件,酵母菌无氧呼吸产生酒精,需密封发酵,避免空气进入;果酒与果醋发酵的气体差异,果酒发酵产二氧化碳(有气泡),果醋发酵无气体产生;灭菌方法的选择,湿热灭菌会破坏产品品质,成品常用巴氏消毒法,兼顾灭菌效果和产品风味。
14.【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞培养技术;细胞融合的方法
【解析】【解答】A、植物组织培养使用固体培养基,动物细胞培养常用液体培养基,二者培养基状态不同,A不符合题意;
B、动物细胞融合的生物法(灭活的病毒诱导)不能用于植物细胞融合,植物细胞融合无生物法诱导方式,B不符合题意;
C、动物细胞融合主要用于制备单克隆抗体等,不能培育新品种,植物体细胞杂交可打破生殖隔离培育新品种,C不符合题意;
D、愈伤组织通过植物细胞脱分化形成,iPS细胞通过体细胞诱导分化形成,二者形成过程均发生基因的选择性表达,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。
15.【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验;探究影响酶活性的因素;质壁分离和复原;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、预实验的目的是为正式实验摸索条件、验证实验设计的科学性,减少实验浪费,不能降低实验误差,降低误差需通过重复实验、控制无关变量等方式,该选项表述错误,A不符合题意;
B、“鉴定生物组织中的蛋白质”时,材料蛋白质含量并非越高越好,如鸡蛋清蛋白质含量过高,直接使用会因浓度过大导致反应后不易观察颜色变化,需稀释后使用,关键是材料应富含蛋白质且颜色浅,避免干扰显色观察,该选项表述错误,B不符合题意;
C、“探究植物细胞的吸水和失水”中,细胞壁的伸缩性很小,细胞整体大小不会发生明显变化,可观察到的是原生质层的收缩或舒张,以及液泡体积的变化,该选项表述错误,C不符合题意;
D、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中,有氧组需检测是否因氧气不足发生无氧呼吸产生酒精,无氧组需检测无氧呼吸是否产生酒精,因此两组均需取酵母菌滤液用酸性重铬酸钾溶液进行酒精检测,该选项表述正确,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)同无机催化剂相比,酶显著降低了化学反应的活化能。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质。酶的催化作用具有专一性、高效性,并对温度、pH等条件有严格的要求。
(2)糖类中的还原糖,如葡萄糖,与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。因此,可以根据有机物与某些化学试剂所产生的颜色反应,检测生物组织中糖类、脂肪或蛋白质的存在。
(3)当细胞液与外界溶液之间出现浓度差时,细胞就会吸水或失水。由于原生质层和细胞壁的伸缩性不同,从而发生质壁分离或质壁分离复原。
(4)橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应,变成灰绿色。
16.【答案】A,B,D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、H+运出细胞为主动运输,需消耗ATP(由细胞呼吸提供),氧气浓度会影响细胞呼吸速率,进而影响H+运出效率;而Na+运出细胞依赖H+顺浓度梯度进入细胞提供的能量,H+运出效率受影响会间接影响Na+运出,因此氧气浓度会影响二者运出效率,A不符合题意;
B、Na+受体与胞外Na+结合后,会促进Ca2+进入细胞,进而促进转运蛋白C将Na+排出细胞,提高抗盐能力。若使用Na+受体抑制剂,会阻断该信号通路,导致Na+排出减少,降低植物抗盐胁迫能力,B不符合题意;
C、H+经转运蛋白C进入细胞是顺浓度梯度,为被动运输;Na+运出细胞是逆浓度梯度,依赖H+的电化学势能驱动,为主动运输,C符合题意;
D、题干未明确胞外Ca2+对转运蛋白A的作用(无法判断是促进还是抑制),仅能推断胞内Ca2+对转运蛋白C有促进作用,D不符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】Na+进入细胞为顺浓度梯度的协助扩散(依赖转运蛋白A),运出细胞为逆浓度梯度的主动运输(依赖转运蛋白C,能量来自H+的电化学势能);H+运出细胞是主动运输(需ATP),进入细胞是被动运输(顺浓度梯度)。氧气浓度通过影响细胞呼吸影响ATP生成,进而影响H+主动运输,间接影响Na+排出;Na+受体抑制剂会阻断抗盐信号通路,降低抗盐能力;胞外Ca2+对转运蛋白A的作用无题干依据,不能随意推断为促进作用。
17.【答案】A,D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】A、图示过程发生在线粒体内膜,是有氧呼吸第三阶段,该阶段产能最多;由图乙可知4℃时耗氧量高于25℃,根据有氧呼吸反应式,耗氧量与葡萄糖消耗量成正比,故4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量更多,A符合题意;
B、有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH携带电子,最终在第三阶段传递给氧气生成水;图乙中4℃与25℃+DNP组耗氧量相近,而DNP不影响电子传递,推测4℃时电子传递未受阻,B不符合题意;
C、高能电子传递时释放的能量,推动H+从线粒体基质跨过内膜到达内外膜间隙,而非线粒体基质,C不符合题意;
D、电子传递过程中建立的膜两侧H+浓度差(内外膜间隙H+浓度高于基质),使H+顺浓度梯度通过ATP合酶进入基质时释放能量,为ATP合成提供驱动力,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】有氧呼吸的全过程十分复杂,可以概括地分为三个阶段,每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。第一个阶段是,1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的。第二个阶段是,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧直接参与,是在线粒体基质中进行的。第三个阶段是,上述两个阶段产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。
18.【答案】B,C,D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因重组及其意义
【解析】【解答】A、果蝇为二倍体生物,减数第一次分裂后期同源染色体分离,减数第二次分裂过程中无同源染色体(同源染色体对数为0),即使减数第二次分裂后期着丝粒分裂,同源染色体对数仍为0,不会出现图1中同源染色体对数先稳定后加倍的变化,因此该曲线不可能表示减数分裂,A符合题意;
B、若图2中b=8、c=4,结合染色体数量变化规律,该曲线可能表示有丝分裂(染色体数从8→16→8)或减数分裂(8→16→8→4)。若为有丝分裂,②段可能为有丝分裂后期,有丝分裂不发生基因重组;若为减数分裂,②段可能为减数第二次分裂后期,也无基因重组(基因重组发生在减数第一次分裂),因此②表示的细胞不可能发生基因重组,B不符合题意;
C、果蝇体细胞有8条染色体,若进行有丝分裂,有丝分裂后期染色体数加倍为16,对应图1中a应为16(而非8)。若图1纵坐标为染色体数,BC段染色体数加倍的原因是着丝粒分裂,此时粘连蛋白水解酶活性最高,C不符合题意;
D、水解粘连蛋白的酶作用于着丝粒分裂时期,即有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。初级卵母细胞进行减数第一次分裂,着丝粒不分裂,该酶不发挥作用;次级卵母细胞进行减数第二次分裂,后期着丝粒分裂,该酶可发挥作用,D不符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】(1)同源染色体对数变化:二倍体生物有丝分裂过程中同源染色体对数为n→2n→n,减数分裂过程中为n→0(减数第一次分裂结束后无同源染色体),据此可判断图1若为同源染色体对数,只能表示有丝分裂,排除减数分裂。
(2)染色体数量变化与基因重组:基因重组仅发生在减数第一次分裂(交叉互换、自由组合),有丝分裂和减数第二次分裂均无基因重组,结合果蝇体细胞染色体数(8条),可判断图2中b=8、c=4时,②段不可能发生基因重组。
(3)粘连蛋白水解酶的作用时期:仅在着丝粒分裂时发挥作用,对应有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,因此在次级卵母细胞中可发挥作用,初级卵母细胞中不发挥作用。
19.【答案】B,C,D
【知识点】卵细胞的形成过程;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、对母鼠进行超数排卵处理需使用促性腺激素,雌激素不能促进卵母细胞大量产生,A不符合题意;
B、过程①是卵母细胞通过减数分裂形成卵细胞,过程②是卵细胞经有丝分裂发育为孤雌单倍体囊胚,分裂方式分别为减数分裂和有丝分裂,B符合题意;
C、囊胚中的内细胞团细胞具有全能性,是胚胎干细胞的主要来源,因此过程③获取的细胞取自孤雌单倍体囊胚的内细胞团,C符合题意;
D、具备受精能力的卵子为次级卵母细胞,处于减数分裂II中期,过程④中孤雌单倍体胚胎干细胞注入后,卵子完成减数分裂II的剩余过程(如产生第二极体),D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】动物细胞工程常用的技术有动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等。动物细胞培养是动物细胞工程的基础;动物细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术;利用动物细胞核移植技术可以培育克隆动物。在克隆动物的培育过程中,还需要用到胚胎移植技术,它属于胚胎工程的范畴。哺乳动物在自然条件下受精和早期胚胎发育的规律是胚胎工程重要的理论基础。胚胎工程技术还包括体外受精、胚胎分割等。
20.【答案】(1)细胞质基质、叶绿体基质;ATP、NADPH
(2)主动运输;减少细胞质基质中的H+数目,有利于苹果酸的形成,提高叶绿体内CO2浓度。
(3)提高细胞叶绿体内CO2浓度,有利于细胞进行光合作用。
(4)温度、CO2浓度;光照强度;负;小眼子菜的光补偿点较高,需要在较高的光照强度下才能正常生长,同时光饱和点也较高,能利用较强的光照强度,所以一般分布在水体的上层。;三种沉水植物中,苦草的光饱和点和光补偿点均相对较低,可在较低的光照强度下正常生长,在水体中的分布深度范围较广
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系;主动运输
【解析】【解答】(1) 该细胞中CO2可在细胞质基质中被固定形成苹果酸,也可在叶绿体基质中被C5固定形成C3,故固定CO2的场所有细胞质基质、叶绿体基质;过程②是C3的还原,需要光反应提供的ATP和NADPH参与。
(2) 图中黑藻细胞运出H+时需要载体蛋白且消耗ATP,属于主动运输;其主要目的是减少细胞质基质中的H+数目,为苹果酸的形成创造条件,而苹果酸后续可释放CO2,从而提高叶绿体内CO2浓度。
(3) 低浓度CO2条件下,C4循环加快能将细胞质基质中固定的CO2转移到叶绿体中,提高叶绿体内CO2浓度,缓解CO2不足对光合作用的限制,有利于光合作用的进行。
(4) ①测定光饱和点和光补偿点时,需遵循单一变量原则,控制温度、CO2浓度等无关变量相同且适宜,自变量是光照强度,通过逐渐增加光照强度并测量净光合速率绘制曲线。②分析表格数据,三种植物的最大生长深度与光饱和点、光补偿点呈负相关;小眼子菜的光补偿点(50.3μE/(m2·s))和光饱和点(214.7μE/(m2·s))均最高,需要较高光照强度才能满足光合作用大于呼吸作用(光补偿点要求),且能利用较强光照(光饱和点要求),故分布在水体上层。③苦草的光补偿点(6.3μE/(m2·s))和光饱和点(55.6μE/(m2·s))均最低,可在较低光照下正常生长,分布水深范围最广(0.5~6m),适应性更强,适合作为修复城市污染水体的先锋物种。
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气;NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应(卡尔文循环),最终将二氧化碳合成为糖分子,并将能量储存到糖分子中。物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
(1)据图可知, CO2在该细胞的细胞质基质中可固定形成苹果酸,而在 叶绿体基质中可被C5固定形成C3,过程②是C3的还原,还需要 ATP和NADPH的参与,最终还原生成糖类等有机物。
(2)图中黑藻细胞借助载体蛋白并消耗ATP将H+运出细胞,这是通过主动运输的方式将H+运出细胞,主要目的是减少细胞质基质中的H+数目,有利于苹果酸的形成,提高叶绿体内CO2浓度。
(3)低浓度CO2条件下,细胞从外界吸收的CO2减少,此时黑藻细胞C4循环加快,其意义是提高细胞叶绿体内CO2浓度,有得于细胞进行光合作用。
(4)①测定光饱和点、光补偿点时,应控制温度、CO2浓度等外界因素相同且适宜,逐渐增加光照强度并测量对应的净光合速率,绘制叶片的光合-光响应曲线。
②分析表中数据可知,三种沉水植物能够生长的最大深度与光饱和点和光补偿点呈负相关。小眼子菜一般分布在水体的上层,从光补偿点和光饱和点的角度分析原因分别是小眼子菜的光饱和点和光补偿点均相对较高,需要在较高的光照强度下才能正常生长,所以一般分布在水体的上层。
③三种沉水植物中,苦草的光饱和点和光补偿点均相对较低,可在较低的光照强度下正常生长,在水体中的分布深度范围较广,建议选择苦草作为先锋物种来修复城市污染水体。
21.【答案】(1)丙;黄色
(2)AA;雄
(3)隐;A;雄;不属于
(4)Aa;黄色∶黑色=4∶1
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性;基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)丙组中乙组F1的黄色雌雄个体交配,子代出现黑色(新性状),根据“无中生有”原则,黑色为隐性性状,黄色为显性性状。
(2)丙组亲本均为杂合子(Aa),理论上子代基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1,表型为黄色:黑色=3:1。雌性子代符合该比例,说明AA雌性可存活;雄性子代黄色:黑色=2:1,推测AA雄性因含两个隐性致死基因(与A连锁)而死亡。
(3)①Aa雄性可存活(含1个致死基因),AA雄性致死(含2个致死基因),符合隐性致死基因的遗传特点(隐性纯合致死);②若致死基因与a连锁,AA个体不应致死,故致死基因与A连锁;③AA雌性存活、雄性致死,说明雄性激素会激活致死基因表达;④致死基因位于常染色体上,仅表达受性激素影响,不属于伴性遗传(伴性遗传指基因位于性染色体上)。
(4)①甲组亲本均为黄色,子代无黑色,说明亲本不可能同时为Aa(否则子代可能出现aa黑色);又因AA雄性致死,故父本基因型为Aa,母本基因型为AA(AA雌性可存活)。②甲组F1基因型:雌性为AA:Aa=1:1(产生配子A:a=3:1),雄性仅为Aa(产生配子A:a=1:1)。③F1随机交配,F2基因型及比例为AA:Aa:aa=(3/4×1/2):(3/4×1/2+1/4×1/2):(1/4×1/2)=3:4:1。④雄性中AA致死,存活个体为Aa(黄色):aa(黑色)=4:1,故表型比例为黄色:黑色=4:1。
【分析】(1)位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
(2)基因的分离定律的实质是: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。
(1)杂交组合丙中乙组F1的黄色雌雄个体交配,后代出现了黑色,说明黑色是隐性性状,黄色是显性性状。
(2)丙组亲本为乙组的子代黄色个体,其子代中出现了黑色个体,可以得出丙组的亲本个体都为杂合子(Aa),其子代中黄色与黑色的比例应为3∶1,这在子代雌性个体中得到验证,且子代黄色个体的基因型有AA和Aa两种,比例为1∶2,但在丙组子代的雄性个体中,黄色与黑色的比例为2∶1,推测其原因是子代黄色雄性个体中的个体(基因型为AA)可能带有两个致死基因而死亡。
(3)根据(2)中分析,在雄性中Aa可以存活,AA致死,说明AA的个体中含有纯合的致死基因,而Aa中含有致死基因却可以存活,因此可知致死基因是隐性基因,且与A基因同在一条染色体上,由于AA雌性个体能存活,雄性个体不能存活,因此可知雄性激素会促进致死基因的表达,由于致死基因在常染色体上,因此不属于伴性遗传。
(4)由于杂交组合甲的亲本均为黄色,且子代也均为黄色,没有发生性状分离,因此亲本不会同时为杂合子,又因为AA的雄性个体致死,因此可知甲组的亲本基因型是AA(♀)×Aa(♂),即雄性亲本的基因型为Aa。杂交组合甲的子一代基因型为AA、Aa,雌性中这两种基因型比例为1∶1,但在雄性中只有Aa一种基因型,雌性产生的配子类型和比例为A∶a=3∶1,雄性产生的配子类型和比例为A∶a=1∶1,子一代雌雄个体随机交配,子二代中AA∶Aa∶aa=(3/4×1/2)∶(3/4×1/2+1/4×1/2)∶(1/4×1/2)=3∶4∶1,由于AA在雄性中致死,因此子二代中雄性个体的表型和分离比为黄色∶黑色=4∶1。
22.【答案】胞吐;细胞质基质或线粒体;不能;结合了信号序列的SRP;含有;不能;降低肝癌细胞线粒体膜电位的相对值;降低ATP 合成酶活性相对值;促进;GPDC;标准对照;逐渐增多;由线粒体基质通过VADC通道蛋白转移到细胞质基质
【知识点】细胞器之间的协调配合;胞吞、胞吐的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;细胞的凋亡
【解析】【解答】(1)胰岛素是分泌蛋白,通过胞吐方式排出细胞(依赖细胞膜的流动性,需消耗能量)。动物细胞中,ATP可来自细胞质基质(有氧呼吸第一阶段、无氧呼吸)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段)。氨基酸脱水缩合时,羧基中的H会参与形成水分子,若用3H标记亮氨酸的羧基,放射性会进入水中,无法追踪肽链的合成与运输过程。
(2)组别2(无内质网)中,SRP结合信号序列后肽链合成暂停,肽链较短;组别3(有内质网)中,SRP与内质网的DP受体结合后,肽链合成恢复,最终肽链长度正常,说明该结合是肽链延伸的前提。
(3)①组别2无内质网,无法切除信号序列,故肽链仍含信号序列。
②信号序列是核糖体与内质网结合的“引导信号”,若提前切除,SRP无法识别,游离核糖体不能附着于内质网。
(4)对比组别1(无SW)和2(有SW),线粒体膜电位相对值从100降至59,说明SW可降低膜电位。ATP合成酶活性从100降至78,导致ATP合成能力下降。SW通过破坏线粒体功能(膜电位下降、ATP合成减少),诱导肝癌细胞凋亡。
(5)图中GPDC蛋白表达量相对稳定,不受SW处理影响。稳定表达的GPDC可作为实验的内参,排除实验操作、细胞状态等无关变量的干扰。SW处理后,VADC(线粒体膜通道蛋白)含量随时间增加。图中显示线粒体基质中CYTC含量下降,细胞质基质中CYTC含量上升,推测VADC通道开放,使CYTC从线粒体进入细胞质,启动凋亡信号。
【分析】(1)信号序列引导核糖体与内质网结合,确保分泌蛋白的靶向合成与加工,实验中肽链长度差异是关键观测指标。
(2)分泌蛋白的释放依赖胞吐,能量来自细胞呼吸的细胞质基质和线粒体。
(3)SW通过降低线粒体膜电位、抑制ATP合成酶活性,破坏线粒体功能;同时促进VADC通道蛋白表达,使CYTC从线粒体释放到细胞质,启动凋亡程序。GPDC作为标准对照,保证实验结果的可靠性;各组别通过单一变量(如SRP、内质网的有无)验证假说的关键环节。
23.【答案】(1)减数第一次分裂前期;B1C1
(2)DNA的复制;D2E2
(3)甲;①
(4)次级卵母细胞;Ab
(5)减数第一次分裂后期,含有B、b的同源染色体没有分开,移向了细胞的同一极;1/12
【知识点】卵细胞的形成过程;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因的自由组合规律的实质及应用;减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】(1)图1中①→②过程出现同源染色体联会现象,这是减数第一次分裂前期的典型特征。图1中③→④为同源染色体分离,发生在减数第一次分裂后期,此时每条染色体含2个DNA分子,对应图2中B1C1段(每条染色体DNA含量为2)。
(2)图2中A1B1段每条染色体DNA含量加倍,原因是细胞内发生DNA复制(减数分裂或有丝分裂间期)。图2中C1D1段表示着丝粒分裂,每条染色体DNA含量从2变为1,对应图3(减数分裂染色体数变化)中D2E2段(减数第二次分裂后期,着丝粒分裂导致染色体数暂时加倍),二者变化原因均为着丝粒分裂。
(3)非同源染色体自由组合发生在减数第一次分裂后期,此时细胞中染色体数=2n、染色单体数=4n、核DNA数=4n,对应图4中的甲时期(甲:染色体2n,染色单体4n,DNA4n)。基因的分离定律(等位基因分离)发生在减数第一次分裂后期,对应图5中①过程(卵原细胞→次级卵母细胞和极体,同源染色体分离)。
(4)图5为卵原细胞减数分裂过程,细胞Ⅱ无同源染色体、染色体数目减半,且体积较大,为次级卵母细胞(细胞Ⅲ为极体)。卵原细胞基因型为AaBb,不考虑交叉互换,减数第一次分裂后期同源染色体分离,若细胞Ⅲ(极体)基因型为aaBB,则次级卵母细胞基因型为AAbb,减数第二次分裂后产生的卵细胞(细胞Ⅳ)基因型为Ab。
(5)细胞Ⅳ(卵细胞)基因型为ABb,含等位基因B、b,说明减数第一次分裂后期,B、b所在的同源染色体未分离,导致次级卵母细胞中同时含B和b基因。卵细胞ABb与精子ab结合形成的受精卵基因型为AaBbb。该雄性个体减数分裂时,3条同源染色体(A/a、2条B/b)中,两条分别移向两极,另一条随机移动:产生a配子的概率为1/2(A/a分离,a占1/2);2条B和1条b共3条染色体,产生bb配子的概率为1/6(3条染色体分配方式有6种,仅当2条b移向同一极时产生bb配子);故产生abb配子的概率为1/2×1/6=1/12。
【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)进行有性生殖的生物,在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中,染色体只复制一次,而细胞经减数分裂连续分裂两次,最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中,同源染色体发生分离,非同源染色体自由组合,使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此,在减数分裂过程中同源染色体联会时,非姐妹染色单体间还常常发生互换,进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
(1)图1中①→②过程出现同源染色体联会,发生在减数第一次分裂前期。细胞中③→④为同源染色体分离,发生在减数第一次分裂后期,此时每条染色体上含有2个DNA分子,对应图2中B1C1段的变化。
(2) A1B1段发生DNA的复制,每条染色体上的DNA数目加倍。图3为减数分裂,则图2减数分裂中C1D1表示减数第二次分裂后期着丝粒断裂,与图3中D2E2段变化相同。
(3)非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期,对应图4中的甲时期。基因的分离定律发生在减数第一次分裂后期,对应图5中的①过程。
(4) 图5中细胞Ⅱ不含有同源染色体,所以细胞Ⅱ的名称为次级卵母细胞。若细胞Ⅲ的基因型是aaBB,则细胞Ⅱ的基因型是AAbb,则细胞Ⅳ的基因型是Ab。
(5)若细胞Ⅳ的基因型为ABb,存在等位基因,则最可能的原因是减数第一次分裂后期,含有B、b这对等位基因的同源染色体没有分离。卵细胞Ⅳ与基因型为ab的精子形成的受精卵的基因型为AaBbb,减数分裂产生a的概率为1/2,产生bb的概率为1/6,则产生基因型为abb的配子的概率是1/2×1/6=1/12。
24.【答案】(1)dNTP、Taq DNA聚合酶;Taq DNA聚合酶催化的适宜温度
(2)B;C;D
(3)EcoR V、T4DNA连接酶;1和2;790bp;ISG15基因反向连接,且选择引物1、3扩增
(4)新霉素;绿色荧光的强度;排除未转染的MDBK细胞产生荧光
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)PCR体系的核心成分包括模板(cDNA)、引物、含Mg2+的缓冲液、原料(dNTP,提供DNA合成的四种脱氧核苷酸)和热稳定DNA聚合酶(Taq酶,催化DNA链延伸)。PCR延伸阶段的温度需匹配Taq酶的最适活性温度(通常为72℃左右),因此延伸温度主要取决于该酶的适宜催化温度。
(2)克隆质粒的核心功能是扩增目的基因,需具备:①复制原点(保证质粒在宿主细胞中自主复制);②限制酶切割位点(便于插入目的基因);③标记基因(用于筛选含重组质粒的细胞)。启动子和终止子是表达质粒的必需元件(调控基因转录),克隆质粒无需基因表达,故无需A、E。
(3)①目的基因两侧含EcoR V酶切位点,该酶切割产生平末端;T4 DNA连接酶可连接平末端或黏性末端,适用于该重组过程。引物1结合载体上CMV启动子下游序列,引物2结合ISG15基因末端序列,二者可特异性扩增含“载体片段+ISG15基因”的重组片段,用于检测表达质粒构建是否成功。
②根据图2,引物1与EcoR V酶切位点间的载体片段为500bp,ISG15基因长度为290bp,重组后扩增片段长度为500+290=790bp,因此出现790bp条带说明构建成功。若ISG15基因反向连接,引物3(结合ISG15基因另一端)与引物1扩增的片段长度为500+225=725bp(225bp为反向连接后ISG15基因的部分序列),故出现725bp条带的原因是目的基因反向连接且使用引物1、3扩增。
(4)表达质粒上的Kan /Neo 基因在真核细胞(MDBK细胞)中表达新霉素抗性,因此培养液中加入新霉素可筛选出成功转染的细胞(未转染细胞无抗性,会死亡)。EGFP基因为增强型绿色荧光蛋白基因,与ISG15基因串联表达,荧光强度可反映ISG15基因的表达水平(荧光越强,表达量越高)。设置对照实验(如未转染的MDBK细胞),可排除细胞自身荧光或其他无关因素的干扰,确保荧光信号来自重组质粒的表达。
【分析】(1)基因工程是一种DNA操作技术,需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
(2)PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行,需提供DNA模板,分别与两条模板链结合的2种引物,4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶;同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
(1)在PCR体系中除需加入模板,含Mg2+的缓冲液、引物外,还需添加Taq酶和dNTP(脱氧核苷三磷酸)。Taq酶用于催化DNA的合成,dNTP作为合成DNA的原料,在PCR过程中延伸的温度主要取决于Taq酶催化的适宜温度。
(2)过程④为构建PMD-18T-ISG15克隆质粒,该克隆质粒通常需含有标记基因、限制酶切割位点、复制原点,标记基因用于筛选含有重组质粒的受体细胞,限制酶切割位点用于插入目的基因,复制原点保证质粒在宿主细胞中能自我复制,而启动子和终止子的作用是启动转录和终止转录的,但构建克隆质粒的目的是用于克隆目的基因,不需要基因表达,所以不需要启动子和终止子,BCD正确,AE错误。
故选BCD。
(3)①观察可知,要构建PEGFP-ISG15表达载体,需要选择EcoR V切割目的基因和载体,因为目的基因的两侧含有EcoR V的识别位点,且切割后会形成平末端,所以再用T4DNA连接酶连接目的基因和质粒载体。
对于PCR扩增,引物的选择要能特异性扩增出包含目的基因和部分载体序列的片段,引物1和引物2符合要求。
②从图2质粒上看出,引物1与EcoRⅠ之间共有碱基对500bp,而引物2扩增的目的基因有290bp,凝胶电泳跑胶后出现大小为790bp的条带说明该表达质粒构建成功,如果所以如果某样品检测后出现大小为725bp的条带,725=500+225,所以可能的原因是目的基因与载体反向连接且且选择引物1、3扩增。
(4)质粒上有Kanr/Neor基因,在真核细胞中的表达具有新霉素抗性,在原核细胞中的表达则具有卡那霉素抗性,而MDBK细胞是真核细胞,所以需要在培养液中加入新霉素筛选,由于EGFP基因为增强型绿色荧光蛋白基因,所以过程⑧可根据绿色荧光的强度检测ISG15基因是否在MDBK细胞中成功高表达,该过程设置对照实验的目的是排除未转染的MDBK细胞产生荧光。
1 / 1江苏扬州市高邮市2025-2026学年高三上学期开学调研测试生物试题
1.(2025高三上·高邮开学考)海参是典型的高蛋白、低脂肪、低胆固醇食物,还富含钙、磷、铁、镁、碘、硒等,具有防止动脉硬化,提高人体免疫能力等功效。相关叙述正确的是( )
A.钙、镁、铁、硒是组成海参细胞的大量元素,多以离子形式存在
B.蛋白质是生命活动的主要承担者,海参体内不同细胞中所含蛋白质完全不同
C.海参细胞中某些糖蛋白和糖脂可参与细胞与细胞之间的分子识别和信号传导
D.海参中的维生素 D 属于胆固醇,能促进人体对钙、磷的吸收
【答案】C
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能;细胞膜的功能;脂质的种类及其功能;组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、组成细胞的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Se等。因此钙、镁是大量元素,铁、硒是微量元素,并非均为大量元素,A不符合题意;
B、蛋白质是生命活动的主要承担者,海参体内不同细胞因基因选择性表达,所含蛋白质存在差异,但并非完全不同。例如,所有细胞都需要呼吸酶参与呼吸作用,这类维持基本生命活动的蛋白质在不同细胞中普遍存在,B不符合题意;
C、海参细胞膜表面的糖蛋白(蛋白质与糖类结合)和糖脂(脂质与糖类结合),可作为细胞识别的“信号分子”或“受体”,参与细胞与细胞之间的分子识别和信号传导,C符合题意;
D、维生素D和胆固醇都属于固醇类物质,维生素D由胆固醇转化而来,但二者是不同的物质。维生素D的功能是促进人体肠道对钙、磷的吸收,并非胆固醇的功能,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】需明确大量元素与微量元素的划分。细胞间蛋白质的差异源于基因选择性表达,但存在共有的“管家蛋白”(如呼吸酶)。细胞膜表面的糖蛋白和糖脂是细胞交流的关键结构,负责识别与信号传递。
2.(2025高三上·高邮开学考)寨卡病毒通过伊蚊叮咬传播,可导致婴儿患“小头症”,其模式图如图。下列相关叙述正确的是( )
A.病毒的蛋白质一定在细胞内合成
B.寨卡病毒的遗传物质彻底氧化分解可得到尿嘧啶、腺嘌呤
C.可用苏丹Ⅲ染液检测该病毒的囊膜
D.可以使用富含葡萄糖的培养液培养寨卡病毒
【答案】A
【知识点】检测脂肪的实验;病毒
【解析】【解答】A、病毒无细胞结构,缺乏独立的代谢系统,其蛋白质合成必须依赖宿主细胞的核糖体、原料(氨基酸)和能量,因此一定在细胞内合成,A符合题意;
B、寨卡病毒的遗传物质是RNA,RNA彻底氧化分解的产物是CO2、H2O和含氮废物(如尿素),尿嘧啶、腺嘌呤是RNA的基本组成单位(核糖核苷酸)的组成成分,并非彻底氧化分解产物,B不符合题意;
C、苏丹Ⅲ染液用于检测脂肪,而病毒囊膜的主要成分是磷脂和蛋白质,不含脂肪,无法用苏丹Ⅲ染液检测,C不符合题意;
D、病毒必须寄生在活细胞内才能生存和繁殖,富含葡萄糖的培养液中没有活细胞,寨卡病毒无法在其中增殖,因此不能用该培养液培养,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】病毒的核心特征是“寄生生活”,其生命活动(增殖、蛋白质合成、核酸复制)均需依赖宿主细胞的结构和代谢系统。遗传物质的“彻底氧化分解”与“水解”不同:水解产物是基本组成单位(如核糖核苷酸),彻底氧化分解产物是无机物;检测生物大分子需根据其化学本质选择试剂(如脂肪用苏丹Ⅲ/Ⅳ,蛋白质用双缩脲试剂,核酸用甲基绿吡罗红);培养病毒的关键是提供活细胞(如活鸡胚、宿主细胞培养体系),而非单纯的营养物质溶液。
3.(2025高三上·高邮开学考)下图为某高等植物细胞亚显微结构模式图,相关叙述正确的是( )
A.①是该细胞的边界,⑤是细胞代谢和遗传的控制中心
B.③、④、⑥、⑦的膜结构属于生物膜系统,为酶提供更多附着位点
C.⑥是一种膜性管道系统,是蛋白质的加工场所和运输通道
D.③、⑧中的基因能进行复制且遗传时遵循分离定律
【答案】C
【知识点】细胞膜的功能;细胞的生物膜系统;基因的分离规律的实质及应用;动、植物细胞的亚显微结构
【解析】【解答】A、①是细胞壁,细胞壁具有全透性,不能作为细胞的边界,细胞的边界是细胞膜,⑤细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,该选项表述错误,A不符合题意;
B、生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜,③线粒体、④高尔基体、⑥内质网均具有膜结构,属于生物膜系统,而⑦核糖体无膜结构,不属于生物膜系统,生物膜系统能为酶提供更多附着位点,该选项表述错误,B不符合题意;
C、⑥是内质网,由膜连接而成的膜性管道系统,是蛋白质合成和加工的场所,也是蛋白质的运输通道,该选项表述正确,C符合题意;
D、③线粒体和⑧叶绿体中含有少量DNA,这些基因能进行复制,但它们属于细胞质基因,遗传时不遵循基因的分离定律,分离定律适用于细胞核内的基因,该选项表述错误,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】细胞膜是细胞的边界,细胞壁无选择透过性,不能作为边界;生物膜系统的组成,包括细胞膜、核膜和具膜细胞器膜,核糖体无膜,不属于生物膜系统;内质网的结构和功能,作为膜性管道系统,承担蛋白质的加工和运输功能;细胞质基因的遗传特点,线粒体和叶绿体中的基因属于细胞质基因,能复制但不遵循孟德尔遗传定律,细胞核基因的遗传才遵循分离定律等规律。
4.(2025高三上·高邮开学考)有关“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验的叙述,正确的是( )
A.滴加 KNO3溶液时不能在载物台上操作,以防止 KNO3溶液污染载物台和镜头
B.撕取的表皮如果稍带叶肉细胞应重新撕取,因为显微镜只能观察单层细胞的标本
C.洋葱鳞片叶表皮细胞有中央大液泡,因此可以只用低倍镜观察质壁分离和复原
D.体积分数为 70%的乙醇能使洋葱鳞片叶表皮细胞迅速质壁分离后自动复原
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、滴加KNO3溶液时可在载物台上操作(如用吸水纸引流),便于实时观察质壁分离及自动复原过程,操作时注意避免溶液过多污染即可,无需刻意回避载物台,A不符合题意;
B、撕取的表皮稍带少量叶肉细胞仍可使用,只要表皮细胞单层且分散,不影响观察质壁分离现象,无需重新撕取,B不符合题意;
C、洋葱鳞片叶表皮细胞具有大液泡,质壁分离时液泡体积缩小、颜色加深,原生质层与细胞壁分离的现象在低倍镜下即可清晰分辨,因此无需使用高倍镜,C符合题意;
D、体积分数为70%的乙醇浓度过高,会导致洋葱鳞片叶表皮细胞因过度失水而死亡,细胞死亡后原生质层失去选择透过性,无法发生质壁分离复原,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】该实验的核心是观察“原生质层与细胞壁的分离及复原”,关键依赖细胞的活性和大液泡的存在:滴加试剂时可在载物台通过引流法操作,便于连续观察;少量叶肉细胞不影响表皮细胞的观察,无需严格要求“纯表皮”。低倍镜已能满足观察需求(液泡形态、原生质层位置变化明显),高倍镜反而可能因视野范围小、操作复杂影响观察。高浓度乙醇(70%)会破坏细胞结构导致细胞死亡,而KNO3溶液因离子可通过主动运输进入细胞,能引发质壁分离后自动复原,需区分不同试剂的作用机制。
5.(2025高三上·高邮开学考)有氧呼吸包括多步化学反应,磷酸果糖激酶催化其中一步化学反应,如下图。细胞中的磷酸果糖激酶可被ADP、Pi激活,被ATP 抑制。相关叙述正确的是( )
A.磷酸果糖激酶存在于真核细胞中而原核细胞没有
B.有氧呼吸三个阶段均有 NADH 和高能磷酸化合物产生
C.葡萄糖分解产生的丙酮酸可转化为甘油、氨基酸等非糖物质
D.ATP 抑制磷酸果糖激酶活性的调节属于正反馈调节
【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;ATP的作用与意义;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、磷酸果糖激酶催化有氧呼吸第一阶段的关键反应,有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,真核细胞和原核细胞都能进行该阶段,因此磷酸果糖激酶在真核细胞和原核细胞中都存在,该选项表述错误,A不符合题意;
B、有氧呼吸第一阶段产生少量NADH和ATP,第二阶段产生大量NADH和少量ATP,第三阶段消耗NADH,产生大量ATP,并非三个阶段均有NADH产生,该选项表述错误,B不符合题意;
C、葡萄糖分解产生的丙酮酸是细胞代谢的重要中间产物,可通过不同途径转化为甘油(参与脂肪合成)、氨基酸(通过转氨基作用)等非糖物质,该选项表述正确,C符合题意;
D、ATP抑制磷酸果糖激酶活性,会减少后续ATP的生成,避免ATP过量积累,这种调节方式属于负反馈调节,而非正反馈调节,该选项表述错误,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】有氧呼吸:第一阶段在细胞质基质进行,真核细胞和原核细胞均能发生,相关酶在两类细胞中都存在;有氧呼吸各阶段的物质变化,第一、二阶段产生NADH,第三阶段消耗NADH,三个阶段均有高能磷酸化合物(ATP)产生;丙酮酸的代谢去向,作为中间产物可转化为多种非糖物质,体现细胞呼吸的代谢枢纽作用;反馈调节的类型,ATP抑制相关酶活性以维持ATP含量稳定,属于负反馈调节,正反馈调节会加剧原有变化。
6.(2025高三上·高邮开学考)如图所示,测定新鲜菠菜叶片中提取的色素的吸收光谱,下列相关说法正确的是( )
A.吸收光谱中红光和蓝紫光区域较为明亮,绿光区域较暗
B.提取的色素放置一段时间后实验效果变差,主要原因是色素的挥发
C.若在提取色素时研磨不充分,则吸收光谱的红光和蓝紫光区域都变暗
D.若在提取色素时没有加入碳酸钙,则吸收光谱的红光区域会变亮
【答案】D
【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
【解析】【解答】A、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,二者对绿光吸收最少,因此吸收光谱中红光和蓝紫光区域较暗(光被吸收多,透过少),绿光区域较亮(光被吸收少,透过多),A不符合题意;
B、提取的色素放置一段时间后实验效果变差,主要原因是色素被氧化分解(叶绿素不稳定,易被氧化),而非挥发,B不符合题意;
C、研磨不充分会导致色素提取量减少,对红光和蓝紫光的吸收能力下降,更多红光和蓝紫光会透过色素溶液,因此吸收光谱的红光和蓝紫光区域会变亮,C不符合题意;
D、碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿素被有机酸破坏。若未加碳酸钙,叶绿素会被破坏,其主要吸收的红光区域吸收量减少,透过的红光增多,因此吸收光谱的红光区域会变亮,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)色素吸收的光越多,对应光谱区域越暗;吸收越少,区域越亮。叶绿素(a、b)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄素)主要吸收蓝紫光,对绿光吸收最少。
(2)研磨充分,能保证色素提取量,否则吸收光谱中被吸收的光区域(红光、蓝紫光)会变亮;加碳酸钙能保护叶绿素不被破坏,缺省时叶绿素减少,红光吸收减弱,红光区域变亮;加无水乙醇能溶解色素,加二氧化硅能辅助研磨充分;叶绿素易被氧化分解,放置后实验效果变差的原因是氧化分解,而非挥发(色素为脂溶性,不易挥发)。
7.(2025高三上·高邮开学考)图示纺锤体由星体微管、极微管和染色体动粒微管综合排列组成。下列叙述错误的是( )
A.纺锤体形成的时期处于该细胞分裂的前期
B.细胞中纺锤体可与双缩脲试剂发生紫色反应
C.图示纺锤体所在细胞将发生同源染色体分离
D.破坏动粒微管的收缩会影响染色体移向两极
【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验;有丝分裂的过程、变化规律及其意义;减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、纺锤体在细胞分裂前期形成,图示细胞中染色体着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,其纺锤体已在前期形成,该选项表述正确,A不符合题意;
B、纺锤体的主要成分是蛋白质,蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应,该选项表述正确,B不符合题意;
C、图示细胞含有同源染色体,且染色体着丝粒排列在赤道板上,属于有丝分裂中期,同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期,该选项表述错误,C符合题意;
D、动粒微管连接染色体的动粒与细胞两极,其收缩可拉动染色体移向两极,若破坏动粒微管的收缩,会影响染色体向两极的移动,该选项表述正确,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】细胞分裂前期核膜核仁解体,纺锤体开始形成;纺锤体的化学本质,由蛋白质纤维构成,可与双缩脲试剂发生显色反应;细胞分裂时期的判断,有丝分裂中期染色体着丝粒排列在赤道板,且含同源染色体,减数第一次分裂后期才会发生同源染色体分离;动粒微管的功能,负责牵引染色体移向细胞两极,其功能异常会影响染色体分离。
8.(2025高三上·高邮开学考)洋葱根尖分生区可用来观察细胞有丝分裂,下列相关叙述正确的是( )
A.在取洋葱根尖材料时,切取的洋葱根尖长度是 2~3 cm
B.解离目的是用药液使组织细胞中联会的染色体相互分离开来
C.苯酚品红溶液或甲紫溶液都是酸性染料,可以把染色体染成红色
D.将染色后的根尖放在载玻片上的水滴中央,可以用吸水纸吸去浮色
【答案】D
【知识点】观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、观察细胞有丝分裂时,应切取洋葱根尖2~3毫米处(分生区位于根尖顶端,长度极短),若切取2~3厘米,会包含伸长区、成熟区等无分裂能力的细胞,影响观察效果,A不符合题意;
B、解离的目的是用解离液(盐酸+酒精)使组织细胞相互分离开,并杀死细胞固定分裂状态;而“联会”是减数分裂特有的现象,洋葱根尖分生区细胞进行有丝分裂,无联会过程,B不符合题意;
C、苯酚品红溶液、甲紫溶液(龙胆紫溶液)均为碱性染料,可与染色体(酸性物质)结合,将染色体染成红色或紫色,C不符合题意;
D、染色后的根尖放在载玻片的水滴中央,用吸水纸吸去浮色,可避免多余染液影响观察,同时便于后续用镊子弄碎根尖、加盖玻片压片,使细胞分散均匀,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】观察细胞有丝分裂实验中,材料选择的关键是精准获取分生区细胞,其位于根尖顶端2~3毫米处,细胞呈正方形、排列紧密、分裂旺盛,切取过长会混入非分裂细胞。解离的核心作用是分离细胞并固定分裂状态,与减数分裂的联会无关,联会仅发生在减数分裂过程中,而根尖分生区细胞进行的是有丝分裂。染色环节中,染色体作为酸性物质,易与碱性染料结合,苯酚品红溶液和甲紫溶液均属于碱性染料,并非酸性染料。制片时吸去浮色是为了避免多余染液干扰观察,同时为后续压片使细胞分散创造条件,整个实验流程的每一步操作都围绕“清晰观察分裂期细胞的染色体形态和分布”展开。
9.(2025高三上·高邮开学考)细胞的生命历程包括了细胞的生长、分裂、分化、衰老和死亡等多个阶段,是生物体生长、发育、繁殖和维持稳态的基础。相关叙述正确的是( )
A.细胞生长时需要的营养物质增多,与外界进行物质交换的效率提高
B.细胞衰老时多种酶的活性降低,降低端粒酶活性可以延缓细胞的衰老
C.细胞分化的实质是基因的选择性表达,未分化的胚胎干细胞不进行基因选择性表达
D.细胞自噬有利于细胞内物质的循环利用,该现象过强可引起细胞凋亡
【答案】D
【知识点】细胞分化及其意义;衰老细胞的主要特征;细胞的凋亡;细胞自噬
【解析】【解答】A、细胞生长时体积增大,相对表面积(表面积与体积的比值)减小,与外界进行物质交换的效率降低,而非提高,该选项表述错误,A不符合题意;
B、细胞衰老时多种酶的活性降低,端粒酶能延长端粒长度,提高端粒酶活性可延缓细胞衰老,降低端粒酶活性会加速衰老,该选项表述错误,B不符合题意;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,未分化的胚胎干细胞也会进行基因选择性表达,以维持自身基本生命活动,如合成呼吸酶相关基因的表达,该选项表述错误,C不符合题意;
D、细胞自噬能分解细胞内衰老的细胞器、异常蛋白质等,将降解产物循环利用,若自噬现象过强,可能过度降解细胞必需的物质或结构,进而引起细胞凋亡,该选项表述正确,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】细胞生长的特点:体积增大导致相对表面积减小,物质交换效率降低;细胞衰老与端粒酶的关系,端粒酶可延长端粒,提高其活性能延缓衰老;细胞分化的实质,基因选择性表达贯穿细胞生命历程,未分化细胞也存在基础代谢相关基因的选择性表达;细胞自噬的意义及影响,正常自噬促进物质循环,过强自噬可能引发细胞凋亡,维持细胞稳态。
10.(2025高三上·高邮开学考)孟德尔通过豌豆杂交实验,利用假说—演绎法发现了分离定律,下列叙述正确的是( )
A.F1在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,属于提出问题
B.孟德尔发现F2中矮茎重新出现且高茎:矮茎=3:1,属于演绎推理
C.测交实验结果为87株高茎、79株矮茎,属于实验验证
D.F1与矮茎豌豆测交,理论上后代表现为高茎:矮茎=1:1,属于作出假设
【答案】C
【知识点】孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、F1在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,是孟德尔基于实验现象提出的核心假说,并非“提出问题”,A不符合题意;
B、孟德尔发现F2中矮茎重新出现且高茎∶矮茎=3∶1,是通过杂交实验观察到的实验现象,属于“提出问题”阶段的依据,而非“演绎推理”,B不符合题意;
C、测交实验的实际结果(87株高茎、79株矮茎)是对演绎推理结论的验证,比例接近1∶1,证明假说成立,属于“实验验证”阶段,C符合题意;
D、F1与矮茎豌豆测交,理论上后代表现为高茎∶矮茎=1∶1,是根据假说推导得出的预期结果,属于“演绎推理”过程,而非“作出假设”,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】假说—演绎法的核心流程为:观察实验现象并提出问题(如F2代3∶1的性状分离比)→ 作出假说(解释分离现象的4点核心假设,包括成对遗传因子分离)→ 演绎推理(根据假说推导测交实验的预期结果)→ 实验验证(进行测交实验,对比实际结果与预期结果)→ 得出结论。需明确各环节的具体内涵,区分“假说”“演绎推理”“实验验证”的不同阶段特征,避免混淆实验现象、假设、推理和验证的逻辑关系。
11.(2025高三上·高邮开学考)已知某种鸟类羽毛颜色受一组复等位基因控制,分别为 AY(红色)、A(绿色)、a(蓝色),三者互为等位基因,且 AY对 A、a 为完全显性,A 对 a 为完全显性,同时基因型 AYAY会导致胚胎在孵化前死亡(不产生成活个体)。下列相关叙述错误的是( )
A.若 AYa 个体与 AYA 个体杂交,从理论上计算,成活子代中纯合子的比例为 0
B.若 AYa 个体与 Aa 个体杂交,则 F1会出现 3 种表型
C.若 1 只红色雄鸟与若干只蓝色雌鸟杂交,F1可能同时出现绿色个体与蓝色个体
D.若 1 只红色雄鸟与若干只纯合绿色雌鸟杂交,F1可能同时出现红色个体与绿色个体
【答案】C
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、AYa个体与AYA个体杂交,子代基因型为AYAY(胚胎致死)、AYA(红色)、AYa(红色)、Aa(绿色),成活子代的基因型均为杂合子,纯合子比例为0,A不符合题意;
B、AYa个体与Aa个体杂交,子代基因型为AYA(红色)、AYa(红色)、Aa(绿色)、aa(蓝色),对应3种表型,B不符合题意;
C、红色雄鸟的基因型只能是AYA或AYa,与蓝色雌鸟(aa)杂交:若雄鸟为AYA,子代基因型为AYa(红色)、Aa(绿色),仅出现红色和绿色个体;若雄鸟为AYa,子代基因型为AYa(红色)、aa(蓝色),仅出现红色和蓝色个体,F1不可能同时出现绿色和蓝色个体,C符合题意;
D、纯合绿色雌鸟的基因型为AA,红色雄鸟若为AYA,杂交子代基因型为AYA(红色)、AA(绿色),F1可同时出现红色和绿色个体,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】复等位基因是指同源染色体上同一位置存在多个等位基因,且存在明确的显性顺序;胚胎致死基因型会导致相应个体无法成活,需在计算子代比例时排除;基因型决定表型,根据显性关系可确定成活个体的基因型对应的表型。
12.(2025高三上·高邮开学考)下列关于生物技术实验操作的叙述,正确的是( )
A.平板划线法中通过连续划线使聚集的菌种稀释分散
B.动物细胞和囊胚的培养都要放在充满 CO2的培养箱中进行
C.诱导形成愈伤组织的过程必须光照培养,以进行光合作用合成有机物
D.将扩增得到的 PCR产物进行凝胶电泳时,加样前应先接通电源
【答案】A
【知识点】微生物的分离和培养;PCR技术的基本操作和应用;植物组织培养的过程;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、平板划线法通过连续划线操作,结合接种环灼烧灭菌,逐步稀释聚集的菌种,最终在划线末端形成单个菌落,实现菌种分散纯化,A符合题意;
B、动物细胞培养需含5% CO2的培养箱维持培养液pH,但囊胚培养并非都需“充满CO2”,其环境需模拟体内生理条件,CO2仅为辅助调节pH的条件,B不符合题意;
C、愈伤组织为未分化细胞,不含叶绿体,无法光合作用,且诱导形成需避光(光照会促进分化),营养来自培养基,C不符合题意;
D、凝胶电泳应先加样再接通电源,若先通电,点样孔处电场会导致DNA扩散,影响实验效果,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】生物技术实验操作需紧扣原理和规范:平板划线法的核心是“逐步稀释菌种”与“无菌操作”,通过连续划线实现菌种分散;动物细胞培养中CO2的作用是调节pH,囊胚培养需结合胚胎发育需求设计环境;愈伤组织诱导的避光要求源于其无叶绿体且光照易诱导分化的特性,营养依赖培养基供给;凝胶电泳的加样顺序直接影响DNA分子的分离效果,需避免先通电导致的DNA扩散问题。
13.(2025高三上·高邮开学考)青梅果实中含有大量的活性物质,常制作成具有保健功能的青梅饮品,其中青梅酒和青梅醋深受人们喜爱,其制作流程如下图。相关叙述正确的是( )
A.常用胰蛋白酶和果胶酶处理细胞破碎物,提高果汁出汁率
B.乙醇为挥发性物质,故果酒发酵过程中空气的进气量不宜太大
C.果醋发酵为有氧发酵,发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时
D.果酒、果醋常采用湿热灭菌法杀灭所有的微生物后装瓶,延长保质期
【答案】C
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、青梅细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶,为提高果汁出汁率,应使用纤维素酶和果胶酶处理,胰蛋白酶用于分解蛋白质,不适合用于破碎植物细胞,该选项表述错误,A不符合题意;
B、果酒发酵利用酵母菌的无氧呼吸产生乙醇,因此发酵过程需要密封,不能通入大量空气,否则会抑制无氧呼吸,影响酒精生成,该选项表述错误,B不符合题意;
C、果醋发酵是醋酸菌的有氧呼吸,产物为醋酸,无气体产生;果酒发酵是酵母菌无氧呼吸,会产生大量二氧化碳气泡,因此果醋发酵时发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵,该选项表述正确,C符合题意;
D、湿热灭菌法温度较高,会破坏果酒、果醋的风味和营养成分,不能用于成品的灭菌,果酒、果醋装瓶前通常采用巴氏消毒法(较低温度灭菌),既杀灭有害微生物,又保留产品品质,该选项表述错误,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】植物细胞壁的主要成分决定了需用纤维素酶和果胶酶,而非胰蛋白酶;果酒发酵的条件,酵母菌无氧呼吸产生酒精,需密封发酵,避免空气进入;果酒与果醋发酵的气体差异,果酒发酵产二氧化碳(有气泡),果醋发酵无气体产生;灭菌方法的选择,湿热灭菌会破坏产品品质,成品常用巴氏消毒法,兼顾灭菌效果和产品风味。
14.(2025高三上·高邮开学考)下列关于动物细胞工程和植物细胞工程的叙述,正确的是( )
A.植物组织培养和动物细胞培养均使用固体培养基
B.促进动物细胞融合的方法均可用于诱导植物细胞融合
C.植物体细胞杂交和动物细胞融合均可打破生殖隔离,培育新品种
D.愈伤组织和iPS 细胞的诱导形成均发生了基因的选择性表达
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞培养技术;细胞融合的方法
【解析】【解答】A、植物组织培养使用固体培养基,动物细胞培养常用液体培养基,二者培养基状态不同,A不符合题意;
B、动物细胞融合的生物法(灭活的病毒诱导)不能用于植物细胞融合,植物细胞融合无生物法诱导方式,B不符合题意;
C、动物细胞融合主要用于制备单克隆抗体等,不能培育新品种,植物体细胞杂交可打破生殖隔离培育新品种,C不符合题意;
D、愈伤组织通过植物细胞脱分化形成,iPS细胞通过体细胞诱导分化形成,二者形成过程均发生基因的选择性表达,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。
15.(2025高三上·高邮开学考)下列关于高中生物学实验的叙述,正确的是( )
A.“探究影响酶活性的条件”中,可通过预实验降低实验误差
B.“鉴定生物组织中的蛋白质”中,所用材料蛋白质含量越高越好
C.“探究植物细胞的吸水和失水”中,可观察到细胞大小发生明显变化
D.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中,两组均需取酵母菌滤液进行酒精检测
【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验;探究影响酶活性的因素;质壁分离和复原;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、预实验的目的是为正式实验摸索条件、验证实验设计的科学性,减少实验浪费,不能降低实验误差,降低误差需通过重复实验、控制无关变量等方式,该选项表述错误,A不符合题意;
B、“鉴定生物组织中的蛋白质”时,材料蛋白质含量并非越高越好,如鸡蛋清蛋白质含量过高,直接使用会因浓度过大导致反应后不易观察颜色变化,需稀释后使用,关键是材料应富含蛋白质且颜色浅,避免干扰显色观察,该选项表述错误,B不符合题意;
C、“探究植物细胞的吸水和失水”中,细胞壁的伸缩性很小,细胞整体大小不会发生明显变化,可观察到的是原生质层的收缩或舒张,以及液泡体积的变化,该选项表述错误,C不符合题意;
D、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中,有氧组需检测是否因氧气不足发生无氧呼吸产生酒精,无氧组需检测无氧呼吸是否产生酒精,因此两组均需取酵母菌滤液用酸性重铬酸钾溶液进行酒精检测,该选项表述正确,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)同无机催化剂相比,酶显著降低了化学反应的活化能。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质。酶的催化作用具有专一性、高效性,并对温度、pH等条件有严格的要求。
(2)糖类中的还原糖,如葡萄糖,与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。因此,可以根据有机物与某些化学试剂所产生的颜色反应,检测生物组织中糖类、脂肪或蛋白质的存在。
(3)当细胞液与外界溶液之间出现浓度差时,细胞就会吸水或失水。由于原生质层和细胞壁的伸缩性不同,从而发生质壁分离或质壁分离复原。
(4)橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应,变成灰绿色。
16.(2025高三上·高邮开学考)当土壤盐化后,细胞外的 Na+通过转运蛋白 A 顺浓度梯度大量进入细胞,影响植物细胞的代谢,某耐盐植物可通过 Ca2+来减少 Na+在细胞内的积累,相关机制如图所示。图中膜外 H+经转运蛋白 C 进入细胞内的同时,可驱动转运蛋白 C 将 Na+运输到细胞外。下列有关说法错误的是( )
A.氧气浓度不会影响 Na+和 H+运出细胞的效率
B.使用 Na+受体抑制剂会提高植物的抗盐胁迫能力
C.H+进入细胞为被动运输,Na+运出细胞为主动运输
D.胞外 Ca2+对转运蛋白 A 以及胞内 Ca2+对转运蛋白 C 都是促进作用
【答案】A,B,D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、H+运出细胞为主动运输,需消耗ATP(由细胞呼吸提供),氧气浓度会影响细胞呼吸速率,进而影响H+运出效率;而Na+运出细胞依赖H+顺浓度梯度进入细胞提供的能量,H+运出效率受影响会间接影响Na+运出,因此氧气浓度会影响二者运出效率,A不符合题意;
B、Na+受体与胞外Na+结合后,会促进Ca2+进入细胞,进而促进转运蛋白C将Na+排出细胞,提高抗盐能力。若使用Na+受体抑制剂,会阻断该信号通路,导致Na+排出减少,降低植物抗盐胁迫能力,B不符合题意;
C、H+经转运蛋白C进入细胞是顺浓度梯度,为被动运输;Na+运出细胞是逆浓度梯度,依赖H+的电化学势能驱动,为主动运输,C符合题意;
D、题干未明确胞外Ca2+对转运蛋白A的作用(无法判断是促进还是抑制),仅能推断胞内Ca2+对转运蛋白C有促进作用,D不符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】Na+进入细胞为顺浓度梯度的协助扩散(依赖转运蛋白A),运出细胞为逆浓度梯度的主动运输(依赖转运蛋白C,能量来自H+的电化学势能);H+运出细胞是主动运输(需ATP),进入细胞是被动运输(顺浓度梯度)。氧气浓度通过影响细胞呼吸影响ATP生成,进而影响H+主动运输,间接影响Na+排出;Na+受体抑制剂会阻断抗盐信号通路,降低抗盐能力;胞外Ca2+对转运蛋白A的作用无题干依据,不能随意推断为促进作用。
17.(2025高三上·高邮开学考)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”,如图甲所示;为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图乙所示。已知 DNP 不影响电子传递,可使 H+进入线粒体基质时不经过 ATP 合酶。下列相关叙述正确的是( )
A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段,是有氧呼吸过程中产能最多的阶段,与 25℃ 时相比,4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
B.有氧呼吸第一、二阶段产生的 NADH 所携带的电子最终传递给了氧气,4℃ 时线粒体内膜上的电子传递受阻
C.高能电子在传递过程中逐级释放能量推动 H+跨过内膜到达线粒体基质
D.呼吸链的电子传递所产生的膜两侧 H+浓度差为 ATP 的合成提供了驱动力
【答案】A,D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】A、图示过程发生在线粒体内膜,是有氧呼吸第三阶段,该阶段产能最多;由图乙可知4℃时耗氧量高于25℃,根据有氧呼吸反应式,耗氧量与葡萄糖消耗量成正比,故4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量更多,A符合题意;
B、有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH携带电子,最终在第三阶段传递给氧气生成水;图乙中4℃与25℃+DNP组耗氧量相近,而DNP不影响电子传递,推测4℃时电子传递未受阻,B不符合题意;
C、高能电子传递时释放的能量,推动H+从线粒体基质跨过内膜到达内外膜间隙,而非线粒体基质,C不符合题意;
D、电子传递过程中建立的膜两侧H+浓度差(内外膜间隙H+浓度高于基质),使H+顺浓度梯度通过ATP合酶进入基质时释放能量,为ATP合成提供驱动力,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】有氧呼吸的全过程十分复杂,可以概括地分为三个阶段,每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。第一个阶段是,1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的。第二个阶段是,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧直接参与,是在线粒体基质中进行的。第三个阶段是,上述两个阶段产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。
18.(2025高三上·高邮开学考)研究发现,细胞中染色体的正确排列、分离与粘连蛋白有关,粘连蛋白的水解是着丝粒分裂的原因。图 1、图 2 表示某果蝇细胞正常分裂过程中某物质数量变化曲线的一部分。下列叙述错误的是( )
A.若图 1 纵坐标表示同源染色体对数,则该曲线不可能表示减数分裂
B.图 2 中,若 b = 8,c = 4,则②表示的细胞可能发生基因重组
C.若细胞进行有丝分裂,a = 8,c = 4,BC 时粘连蛋白水解酶活性最高
D.水解粘连蛋白的酶在初级卵母细胞和次级卵母细胞中均能发挥作用
【答案】B,C,D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因重组及其意义
【解析】【解答】A、果蝇为二倍体生物,减数第一次分裂后期同源染色体分离,减数第二次分裂过程中无同源染色体(同源染色体对数为0),即使减数第二次分裂后期着丝粒分裂,同源染色体对数仍为0,不会出现图1中同源染色体对数先稳定后加倍的变化,因此该曲线不可能表示减数分裂,A符合题意;
B、若图2中b=8、c=4,结合染色体数量变化规律,该曲线可能表示有丝分裂(染色体数从8→16→8)或减数分裂(8→16→8→4)。若为有丝分裂,②段可能为有丝分裂后期,有丝分裂不发生基因重组;若为减数分裂,②段可能为减数第二次分裂后期,也无基因重组(基因重组发生在减数第一次分裂),因此②表示的细胞不可能发生基因重组,B不符合题意;
C、果蝇体细胞有8条染色体,若进行有丝分裂,有丝分裂后期染色体数加倍为16,对应图1中a应为16(而非8)。若图1纵坐标为染色体数,BC段染色体数加倍的原因是着丝粒分裂,此时粘连蛋白水解酶活性最高,C不符合题意;
D、水解粘连蛋白的酶作用于着丝粒分裂时期,即有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。初级卵母细胞进行减数第一次分裂,着丝粒不分裂,该酶不发挥作用;次级卵母细胞进行减数第二次分裂,后期着丝粒分裂,该酶可发挥作用,D不符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】(1)同源染色体对数变化:二倍体生物有丝分裂过程中同源染色体对数为n→2n→n,减数分裂过程中为n→0(减数第一次分裂结束后无同源染色体),据此可判断图1若为同源染色体对数,只能表示有丝分裂,排除减数分裂。
(2)染色体数量变化与基因重组:基因重组仅发生在减数第一次分裂(交叉互换、自由组合),有丝分裂和减数第二次分裂均无基因重组,结合果蝇体细胞染色体数(8条),可判断图2中b=8、c=4时,②段不可能发生基因重组。
(3)粘连蛋白水解酶的作用时期:仅在着丝粒分裂时发挥作用,对应有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,因此在次级卵母细胞中可发挥作用,初级卵母细胞中不发挥作用。
19.(2025高三上·高邮开学考)科学家通过培育小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞,成功获得了“1母亲0父亲”的雌性小鼠,且该雌性小鼠能正常生殖产生后代,有关技术如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.用雌激素对母鼠进行超数排卵处理可以获得更多的卵母细胞
B.图中过程①②的分裂方式分别为减数分裂和有丝分裂
C.用于过程③的细胞取自孤雌单倍体囊胚中的内细胞团
D.第2阶段的卵子为次级卵母细胞,过程④为减数分裂II的部分过程
【答案】B,C,D
【知识点】卵细胞的形成过程;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、对母鼠进行超数排卵处理需使用促性腺激素,雌激素不能促进卵母细胞大量产生,A不符合题意;
B、过程①是卵母细胞通过减数分裂形成卵细胞,过程②是卵细胞经有丝分裂发育为孤雌单倍体囊胚,分裂方式分别为减数分裂和有丝分裂,B符合题意;
C、囊胚中的内细胞团细胞具有全能性,是胚胎干细胞的主要来源,因此过程③获取的细胞取自孤雌单倍体囊胚的内细胞团,C符合题意;
D、具备受精能力的卵子为次级卵母细胞,处于减数分裂II中期,过程④中孤雌单倍体胚胎干细胞注入后,卵子完成减数分裂II的剩余过程(如产生第二极体),D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】动物细胞工程常用的技术有动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等。动物细胞培养是动物细胞工程的基础;动物细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术;利用动物细胞核移植技术可以培育克隆动物。在克隆动物的培育过程中,还需要用到胚胎移植技术,它属于胚胎工程的范畴。哺乳动物在自然条件下受精和早期胚胎发育的规律是胚胎工程重要的理论基础。胚胎工程技术还包括体外受精、胚胎分割等。
20.(2025高三上·高邮开学考)黑藻是一种常见的沉水植物,下图表示低浓度CO2条件下黑藻细胞部分代谢过程。图中 Rubisco是光合作用的关键酶之一,CO2和O2竞争与其结合,分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖;C5氧化则产生乙醇酸C2。请回答下列问题:
(1)该细胞中固定 CO2的场所有 ,过程②还需要 的参与。
(2)图中黑藻细胞通过 的方式将H+运出细胞,主要目的是有利于 。
(3)低浓度CO2条件下黑藻细胞C4循环加快,其意义是 。
(4)为修复城市污染水体,科研人员研究了黑藻、苦草、小眼子菜三种沉水植物的光合特性与分布水深的关系,实验结果见下表。
分布的水深 (m) 光补偿点μE/(m2·s) 光饱和点μE/ (m2·s)
黑藻 0.6~5 17.3 97.1
苦草 0.5~6 6.3 55.6
小眼子菜 1~3 50.3 214.7
①测定光饱和点、光补偿点时,应控制 等外界因素相同且适宜,逐渐增加 并测量对应的净光合速率,绘制叶片的光合-光响应曲线。
②三种沉水植物能够生长的最大深度与光饱和点和光补偿点呈 相关。小眼子菜一般分布在水体的上层,从光补偿点和光饱和点的角度分析原因分别是 。
③建议选择 作为先锋物种来修复城市污染水体。
【答案】(1)细胞质基质、叶绿体基质;ATP、NADPH
(2)主动运输;减少细胞质基质中的H+数目,有利于苹果酸的形成,提高叶绿体内CO2浓度。
(3)提高细胞叶绿体内CO2浓度,有利于细胞进行光合作用。
(4)温度、CO2浓度;光照强度;负;小眼子菜的光补偿点较高,需要在较高的光照强度下才能正常生长,同时光饱和点也较高,能利用较强的光照强度,所以一般分布在水体的上层。;三种沉水植物中,苦草的光饱和点和光补偿点均相对较低,可在较低的光照强度下正常生长,在水体中的分布深度范围较广
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系;主动运输
【解析】【解答】(1) 该细胞中CO2可在细胞质基质中被固定形成苹果酸,也可在叶绿体基质中被C5固定形成C3,故固定CO2的场所有细胞质基质、叶绿体基质;过程②是C3的还原,需要光反应提供的ATP和NADPH参与。
(2) 图中黑藻细胞运出H+时需要载体蛋白且消耗ATP,属于主动运输;其主要目的是减少细胞质基质中的H+数目,为苹果酸的形成创造条件,而苹果酸后续可释放CO2,从而提高叶绿体内CO2浓度。
(3) 低浓度CO2条件下,C4循环加快能将细胞质基质中固定的CO2转移到叶绿体中,提高叶绿体内CO2浓度,缓解CO2不足对光合作用的限制,有利于光合作用的进行。
(4) ①测定光饱和点和光补偿点时,需遵循单一变量原则,控制温度、CO2浓度等无关变量相同且适宜,自变量是光照强度,通过逐渐增加光照强度并测量净光合速率绘制曲线。②分析表格数据,三种植物的最大生长深度与光饱和点、光补偿点呈负相关;小眼子菜的光补偿点(50.3μE/(m2·s))和光饱和点(214.7μE/(m2·s))均最高,需要较高光照强度才能满足光合作用大于呼吸作用(光补偿点要求),且能利用较强光照(光饱和点要求),故分布在水体上层。③苦草的光补偿点(6.3μE/(m2·s))和光饱和点(55.6μE/(m2·s))均最低,可在较低光照下正常生长,分布水深范围最广(0.5~6m),适应性更强,适合作为修复城市污染水体的先锋物种。
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气;NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应(卡尔文循环),最终将二氧化碳合成为糖分子,并将能量储存到糖分子中。物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
(1)据图可知, CO2在该细胞的细胞质基质中可固定形成苹果酸,而在 叶绿体基质中可被C5固定形成C3,过程②是C3的还原,还需要 ATP和NADPH的参与,最终还原生成糖类等有机物。
(2)图中黑藻细胞借助载体蛋白并消耗ATP将H+运出细胞,这是通过主动运输的方式将H+运出细胞,主要目的是减少细胞质基质中的H+数目,有利于苹果酸的形成,提高叶绿体内CO2浓度。
(3)低浓度CO2条件下,细胞从外界吸收的CO2减少,此时黑藻细胞C4循环加快,其意义是提高细胞叶绿体内CO2浓度,有得于细胞进行光合作用。
(4)①测定光饱和点、光补偿点时,应控制温度、CO2浓度等外界因素相同且适宜,逐渐增加光照强度并测量对应的净光合速率,绘制叶片的光合-光响应曲线。
②分析表中数据可知,三种沉水植物能够生长的最大深度与光饱和点和光补偿点呈负相关。小眼子菜一般分布在水体的上层,从光补偿点和光饱和点的角度分析原因分别是小眼子菜的光饱和点和光补偿点均相对较高,需要在较高的光照强度下才能正常生长,所以一般分布在水体的上层。
③三种沉水植物中,苦草的光饱和点和光补偿点均相对较低,可在较低的光照强度下正常生长,在水体中的分布深度范围较广,建议选择苦草作为先锋物种来修复城市污染水体。
21.(2025高三上·高邮开学考)某哺乳动物毛色的黄色与黑色由常染色体上一对等位基因(A、a)控制,并有一个致死基因与A、a中的一个基因同在一条染色体上,但致死基因的表达会受到性激素的影响。请根据下列杂交实验及结果回答问题:
杂交组合 亲本类型 子代类型及数目
雌 雄
甲 黄色(♀)×黄色(♂) 黄色238 黄色120
乙 黄色(♂)×黑色(♀) 黄色111,黑色110 黄色112.黑色113
丙 乙组F1的黄色雌雄个体交配 黄色358,黑色121 黄色243,黑色119
(1)通过杂交组合 可以判断 为显性性状。
(2)丙组子代雌雄个体中黄色与黑色的比例存在差异,原因是基因型为 的 性个体因含两个致死基因而死亡。
(3)从上述杂交组合中可以判断致死基因是 (从“显”“隐”中选填)性基因,且与 (从“A”“a”中选填)基因同在一条染色体上, 激素会促进致死基因的表达,该现象 (从“属于”“不属于”中选填)伴性遗传。
(4)杂交组合甲中父本的基因型是 ,若杂交组合甲F1中雌雄个体随机交配,则F2中雄性个体的表型及比例为 。
【答案】(1)丙;黄色
(2)AA;雄
(3)隐;A;雄;不属于
(4)Aa;黄色∶黑色=4∶1
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性;基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)丙组中乙组F1的黄色雌雄个体交配,子代出现黑色(新性状),根据“无中生有”原则,黑色为隐性性状,黄色为显性性状。
(2)丙组亲本均为杂合子(Aa),理论上子代基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1,表型为黄色:黑色=3:1。雌性子代符合该比例,说明AA雌性可存活;雄性子代黄色:黑色=2:1,推测AA雄性因含两个隐性致死基因(与A连锁)而死亡。
(3)①Aa雄性可存活(含1个致死基因),AA雄性致死(含2个致死基因),符合隐性致死基因的遗传特点(隐性纯合致死);②若致死基因与a连锁,AA个体不应致死,故致死基因与A连锁;③AA雌性存活、雄性致死,说明雄性激素会激活致死基因表达;④致死基因位于常染色体上,仅表达受性激素影响,不属于伴性遗传(伴性遗传指基因位于性染色体上)。
(4)①甲组亲本均为黄色,子代无黑色,说明亲本不可能同时为Aa(否则子代可能出现aa黑色);又因AA雄性致死,故父本基因型为Aa,母本基因型为AA(AA雌性可存活)。②甲组F1基因型:雌性为AA:Aa=1:1(产生配子A:a=3:1),雄性仅为Aa(产生配子A:a=1:1)。③F1随机交配,F2基因型及比例为AA:Aa:aa=(3/4×1/2):(3/4×1/2+1/4×1/2):(1/4×1/2)=3:4:1。④雄性中AA致死,存活个体为Aa(黄色):aa(黑色)=4:1,故表型比例为黄色:黑色=4:1。
【分析】(1)位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
(2)基因的分离定律的实质是: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。
(1)杂交组合丙中乙组F1的黄色雌雄个体交配,后代出现了黑色,说明黑色是隐性性状,黄色是显性性状。
(2)丙组亲本为乙组的子代黄色个体,其子代中出现了黑色个体,可以得出丙组的亲本个体都为杂合子(Aa),其子代中黄色与黑色的比例应为3∶1,这在子代雌性个体中得到验证,且子代黄色个体的基因型有AA和Aa两种,比例为1∶2,但在丙组子代的雄性个体中,黄色与黑色的比例为2∶1,推测其原因是子代黄色雄性个体中的个体(基因型为AA)可能带有两个致死基因而死亡。
(3)根据(2)中分析,在雄性中Aa可以存活,AA致死,说明AA的个体中含有纯合的致死基因,而Aa中含有致死基因却可以存活,因此可知致死基因是隐性基因,且与A基因同在一条染色体上,由于AA雌性个体能存活,雄性个体不能存活,因此可知雄性激素会促进致死基因的表达,由于致死基因在常染色体上,因此不属于伴性遗传。
(4)由于杂交组合甲的亲本均为黄色,且子代也均为黄色,没有发生性状分离,因此亲本不会同时为杂合子,又因为AA的雄性个体致死,因此可知甲组的亲本基因型是AA(♀)×Aa(♂),即雄性亲本的基因型为Aa。杂交组合甲的子一代基因型为AA、Aa,雌性中这两种基因型比例为1∶1,但在雄性中只有Aa一种基因型,雌性产生的配子类型和比例为A∶a=3∶1,雄性产生的配子类型和比例为A∶a=1∶1,子一代雌雄个体随机交配,子二代中AA∶Aa∶aa=(3/4×1/2)∶(3/4×1/2+1/4×1/2)∶(1/4×1/2)=3∶4∶1,由于AA在雄性中致死,因此子二代中雄性个体的表型和分离比为黄色∶黑色=4∶1。
22.(2025高三上·高邮开学考)I:科学家推测,在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,并引导核糖体附着于内质网上,继续蛋白质的合成,信号肽假说如下图所示。为证明该假说,科学家构建了体外的反应体系,结果见下表。(“+”代表存在,“—”不存在)
组别 核糖体 信号识别颗粒(SRP) 内质网 实验结果
1 + — — 合成的肽链比正常肽链长一段
2 + + — 合成的肽链比正常肽链短一段
3 + + + 合成的肽链与正常肽链一致
(1)若图示过程表示胰岛素的合成路径,最终胰岛素通过 方式被运出细胞。上述过程中所需要的 ATP 可由 (填场所)产生。利用3H标记亮氨酸的羧基, (填“能”或“不能”)有效追踪这一过程。
(2)对比组别 2 和 3 的结果,结合图中信息可知,只有 与内质网膜上的 DP(SRP受体)识别并结合后,肽链的延伸才会继续。
(3)根据信号肽假说,请分析:
①:组别 2 中的肽链 (填“含有”或“不含有”)信号序列。
②:若在合成新生肽阶段就切除了信号序列,游离的核糖体 (填“能”或“不能”)附着于内质网上。
II:纳米材料为癌症治疗带来了曙光。科研人员利用纳米材料 SW 诱导肝癌细胞凋亡开展相关实验。正常情况下,线粒体内膜上的质子泵能够将线粒体基质中的 泵到膜间隙,使得线粒体内膜两侧形成跨膜电位,为 ATP 的合成奠定了基础。
(4)科研人员使用不同浓度的 SW 溶液与肝癌细胞混合后,置于 培养箱中培养 48 小时后,检测肝癌细胞的线粒体膜电位。(已有实验证明对正常细胞无影响)
组别 实验材料 实验处理 实验结果
线粒体膜电位的相对值 ATP 合成酶活性相对值
1 人肝癌细胞 不加入 SW 100 100
2 加入 SW 59 78
1、2组比较说明SW能 、 导致肝癌细胞产生ATP的能力下降, (填“促进”或“抑制”)肝癌细胞凋亡。
(5)科研人员使用SW处理肝癌细胞,一段时间后,相关物质含量变化如下图所示。由于细胞中的 蛋白表达量相对稳定,在实验中可作为 。VADC为线粒体膜上的通道蛋白,SW处理肝癌细胞后,VADC含量 ,促进CYTC ,与细胞凋亡因子结合,诱导细胞凋亡。
【答案】胞吐;细胞质基质或线粒体;不能;结合了信号序列的SRP;含有;不能;降低肝癌细胞线粒体膜电位的相对值;降低ATP 合成酶活性相对值;促进;GPDC;标准对照;逐渐增多;由线粒体基质通过VADC通道蛋白转移到细胞质基质
【知识点】细胞器之间的协调配合;胞吞、胞吐的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;细胞的凋亡
【解析】【解答】(1)胰岛素是分泌蛋白,通过胞吐方式排出细胞(依赖细胞膜的流动性,需消耗能量)。动物细胞中,ATP可来自细胞质基质(有氧呼吸第一阶段、无氧呼吸)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段)。氨基酸脱水缩合时,羧基中的H会参与形成水分子,若用3H标记亮氨酸的羧基,放射性会进入水中,无法追踪肽链的合成与运输过程。
(2)组别2(无内质网)中,SRP结合信号序列后肽链合成暂停,肽链较短;组别3(有内质网)中,SRP与内质网的DP受体结合后,肽链合成恢复,最终肽链长度正常,说明该结合是肽链延伸的前提。
(3)①组别2无内质网,无法切除信号序列,故肽链仍含信号序列。
②信号序列是核糖体与内质网结合的“引导信号”,若提前切除,SRP无法识别,游离核糖体不能附着于内质网。
(4)对比组别1(无SW)和2(有SW),线粒体膜电位相对值从100降至59,说明SW可降低膜电位。ATP合成酶活性从100降至78,导致ATP合成能力下降。SW通过破坏线粒体功能(膜电位下降、ATP合成减少),诱导肝癌细胞凋亡。
(5)图中GPDC蛋白表达量相对稳定,不受SW处理影响。稳定表达的GPDC可作为实验的内参,排除实验操作、细胞状态等无关变量的干扰。SW处理后,VADC(线粒体膜通道蛋白)含量随时间增加。图中显示线粒体基质中CYTC含量下降,细胞质基质中CYTC含量上升,推测VADC通道开放,使CYTC从线粒体进入细胞质,启动凋亡信号。
【分析】(1)信号序列引导核糖体与内质网结合,确保分泌蛋白的靶向合成与加工,实验中肽链长度差异是关键观测指标。
(2)分泌蛋白的释放依赖胞吐,能量来自细胞呼吸的细胞质基质和线粒体。
(3)SW通过降低线粒体膜电位、抑制ATP合成酶活性,破坏线粒体功能;同时促进VADC通道蛋白表达,使CYTC从线粒体释放到细胞质,启动凋亡程序。GPDC作为标准对照,保证实验结果的可靠性;各组别通过单一变量(如SRP、内质网的有无)验证假说的关键环节。
23.(2025高三上·高邮开学考)图1表示用不同颜色的荧光标记某雄性动物(2n=8)中两条染色体的着丝粒(分别用“ ”和“o”表示),在荧光显微镜下观察到它们的移动路径如箭头所示;图2表示细胞分裂过程中每条染色体DNA含量变化图;图3表示减数分裂过程中细胞核内染色体数变化图;图4为减数分裂过程(甲~丁)中的染色体数、染色单体数和核DNA分子数的数量关系图。图5表示某哺乳动物的基因型为AaBb,某个卵原细胞进行减数分裂的过程,不考虑染色体互换,①②③代表相关过程,I~IV表示细胞。回答下列问题:
(1)图1中①→②过程发生在图3 时期,细胞中③→④过程每条染色体含DNA含量相当于图2中 段的变化。
(2)图2中A1B1段上升的原因是细胞内发生 ,若图2和图3表示同一个细胞分裂过程,则图2中发生C1D1段变化的原因与图3中 段的变化原因相同。
(3)非同源染色体的自由组合发生在图4的 时期(填甲、乙、丙、丁);基因的分离发生在图5中的 (填序号)过程中。
(4)图5中细胞II的名称为 。细胞III的基因型是aaBB,则细胞IV的基因型是 。
(5)若细胞IV的基因型为ABb的原因可能是 。卵细胞IV与基因型为ab的精子形成的受精卵发育为雄性个体,且该雄性个体减数分裂时同源染色体中的两条分别移向细胞两极,另一条随机移动,则其产生基因型为abb的配子的概率是 。
【答案】(1)减数第一次分裂前期;B1C1
(2)DNA的复制;D2E2
(3)甲;①
(4)次级卵母细胞;Ab
(5)减数第一次分裂后期,含有B、b的同源染色体没有分开,移向了细胞的同一极;1/12
【知识点】卵细胞的形成过程;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因的自由组合规律的实质及应用;减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】(1)图1中①→②过程出现同源染色体联会现象,这是减数第一次分裂前期的典型特征。图1中③→④为同源染色体分离,发生在减数第一次分裂后期,此时每条染色体含2个DNA分子,对应图2中B1C1段(每条染色体DNA含量为2)。
(2)图2中A1B1段每条染色体DNA含量加倍,原因是细胞内发生DNA复制(减数分裂或有丝分裂间期)。图2中C1D1段表示着丝粒分裂,每条染色体DNA含量从2变为1,对应图3(减数分裂染色体数变化)中D2E2段(减数第二次分裂后期,着丝粒分裂导致染色体数暂时加倍),二者变化原因均为着丝粒分裂。
(3)非同源染色体自由组合发生在减数第一次分裂后期,此时细胞中染色体数=2n、染色单体数=4n、核DNA数=4n,对应图4中的甲时期(甲:染色体2n,染色单体4n,DNA4n)。基因的分离定律(等位基因分离)发生在减数第一次分裂后期,对应图5中①过程(卵原细胞→次级卵母细胞和极体,同源染色体分离)。
(4)图5为卵原细胞减数分裂过程,细胞Ⅱ无同源染色体、染色体数目减半,且体积较大,为次级卵母细胞(细胞Ⅲ为极体)。卵原细胞基因型为AaBb,不考虑交叉互换,减数第一次分裂后期同源染色体分离,若细胞Ⅲ(极体)基因型为aaBB,则次级卵母细胞基因型为AAbb,减数第二次分裂后产生的卵细胞(细胞Ⅳ)基因型为Ab。
(5)细胞Ⅳ(卵细胞)基因型为ABb,含等位基因B、b,说明减数第一次分裂后期,B、b所在的同源染色体未分离,导致次级卵母细胞中同时含B和b基因。卵细胞ABb与精子ab结合形成的受精卵基因型为AaBbb。该雄性个体减数分裂时,3条同源染色体(A/a、2条B/b)中,两条分别移向两极,另一条随机移动:产生a配子的概率为1/2(A/a分离,a占1/2);2条B和1条b共3条染色体,产生bb配子的概率为1/6(3条染色体分配方式有6种,仅当2条b移向同一极时产生bb配子);故产生abb配子的概率为1/2×1/6=1/12。
【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)进行有性生殖的生物,在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中,染色体只复制一次,而细胞经减数分裂连续分裂两次,最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中,同源染色体发生分离,非同源染色体自由组合,使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此,在减数分裂过程中同源染色体联会时,非姐妹染色单体间还常常发生互换,进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
(1)图1中①→②过程出现同源染色体联会,发生在减数第一次分裂前期。细胞中③→④为同源染色体分离,发生在减数第一次分裂后期,此时每条染色体上含有2个DNA分子,对应图2中B1C1段的变化。
(2) A1B1段发生DNA的复制,每条染色体上的DNA数目加倍。图3为减数分裂,则图2减数分裂中C1D1表示减数第二次分裂后期着丝粒断裂,与图3中D2E2段变化相同。
(3)非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期,对应图4中的甲时期。基因的分离定律发生在减数第一次分裂后期,对应图5中的①过程。
(4) 图5中细胞Ⅱ不含有同源染色体,所以细胞Ⅱ的名称为次级卵母细胞。若细胞Ⅲ的基因型是aaBB,则细胞Ⅱ的基因型是AAbb,则细胞Ⅳ的基因型是Ab。
(5)若细胞Ⅳ的基因型为ABb,存在等位基因,则最可能的原因是减数第一次分裂后期,含有B、b这对等位基因的同源染色体没有分离。卵细胞Ⅳ与基因型为ab的精子形成的受精卵的基因型为AaBbb,减数分裂产生a的概率为1/2,产生bb的概率为1/6,则产生基因型为abb的配子的概率是1/2×1/6=1/12。
24.(2025高三上·高邮开学考)干扰素刺激基因(ISG15),作为被干扰素诱导表达的基因,在宿主抵抗病毒感染的过程中发挥重要作用。科研人员拟构建ISG15基因过表达载体,并在牛肾细胞(MDBK)中表达,以期为进一步研究其抗病毒作用机制奠定基础,相关过程如图1,请分析回答:
(1)过程③以cDNA为模板扩增ISG15基因。在PCR体系中除需加入模板、含Mg2+的缓冲液、引物外,还需添加 ,在PCR过程中延伸的温度主要取决于 。
(2)过程④为构建PMD-18T-ISG15克隆质粒,该克隆质粒通常需含有__________。
A.启动子 B.标记基因 C.限制酶切割位点
D.复制原点 E.终止子
(3)图2为过程⑥构建PEGFP-ISG15表达质粒的相关结构。
CMV启动子可使目的基因能在受体细胞中稳定高表达。EGFP基因为增强型绿色荧光蛋白基因;HindⅢ、BamHⅠ、EcoRV、BglⅡ、XhoⅠ为五种限制酶,其中EcoRV酶切后产生平末端;Kanr/Neor是一种抗性基因,在真核细胞中的表达具有新霉素抗性,在原核细胞中的表达则具有卡那霉素抗性
①该构建过程选择的酶有 。构建好的PEGFP-ISG15表达质粒,选择引物 进行PCR扩增,并进行凝胶电泳检测。
②凝胶电泳跑胶后出现大小为 的条带说明该表达质粒构建成功。某样品检测后出现大小为725bp的条带可能的原因是
(4)过程⑦为构建的PEGFP-ISG15表达质粒转染至MDBK细胞,在培养MDBK细胞的培养液中需加入 进行筛选。过程⑧可根据 检测ISG15基因是否在MDBK细胞中成功高表达,该过程设置对照实验的目的是 。
【答案】(1)dNTP、Taq DNA聚合酶;Taq DNA聚合酶催化的适宜温度
(2)B;C;D
(3)EcoR V、T4DNA连接酶;1和2;790bp;ISG15基因反向连接,且选择引物1、3扩增
(4)新霉素;绿色荧光的强度;排除未转染的MDBK细胞产生荧光
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)PCR体系的核心成分包括模板(cDNA)、引物、含Mg2+的缓冲液、原料(dNTP,提供DNA合成的四种脱氧核苷酸)和热稳定DNA聚合酶(Taq酶,催化DNA链延伸)。PCR延伸阶段的温度需匹配Taq酶的最适活性温度(通常为72℃左右),因此延伸温度主要取决于该酶的适宜催化温度。
(2)克隆质粒的核心功能是扩增目的基因,需具备:①复制原点(保证质粒在宿主细胞中自主复制);②限制酶切割位点(便于插入目的基因);③标记基因(用于筛选含重组质粒的细胞)。启动子和终止子是表达质粒的必需元件(调控基因转录),克隆质粒无需基因表达,故无需A、E。
(3)①目的基因两侧含EcoR V酶切位点,该酶切割产生平末端;T4 DNA连接酶可连接平末端或黏性末端,适用于该重组过程。引物1结合载体上CMV启动子下游序列,引物2结合ISG15基因末端序列,二者可特异性扩增含“载体片段+ISG15基因”的重组片段,用于检测表达质粒构建是否成功。
②根据图2,引物1与EcoR V酶切位点间的载体片段为500bp,ISG15基因长度为290bp,重组后扩增片段长度为500+290=790bp,因此出现790bp条带说明构建成功。若ISG15基因反向连接,引物3(结合ISG15基因另一端)与引物1扩增的片段长度为500+225=725bp(225bp为反向连接后ISG15基因的部分序列),故出现725bp条带的原因是目的基因反向连接且使用引物1、3扩增。
(4)表达质粒上的Kan /Neo 基因在真核细胞(MDBK细胞)中表达新霉素抗性,因此培养液中加入新霉素可筛选出成功转染的细胞(未转染细胞无抗性,会死亡)。EGFP基因为增强型绿色荧光蛋白基因,与ISG15基因串联表达,荧光强度可反映ISG15基因的表达水平(荧光越强,表达量越高)。设置对照实验(如未转染的MDBK细胞),可排除细胞自身荧光或其他无关因素的干扰,确保荧光信号来自重组质粒的表达。
【分析】(1)基因工程是一种DNA操作技术,需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
(2)PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行,需提供DNA模板,分别与两条模板链结合的2种引物,4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶;同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
(1)在PCR体系中除需加入模板,含Mg2+的缓冲液、引物外,还需添加Taq酶和dNTP(脱氧核苷三磷酸)。Taq酶用于催化DNA的合成,dNTP作为合成DNA的原料,在PCR过程中延伸的温度主要取决于Taq酶催化的适宜温度。
(2)过程④为构建PMD-18T-ISG15克隆质粒,该克隆质粒通常需含有标记基因、限制酶切割位点、复制原点,标记基因用于筛选含有重组质粒的受体细胞,限制酶切割位点用于插入目的基因,复制原点保证质粒在宿主细胞中能自我复制,而启动子和终止子的作用是启动转录和终止转录的,但构建克隆质粒的目的是用于克隆目的基因,不需要基因表达,所以不需要启动子和终止子,BCD正确,AE错误。
故选BCD。
(3)①观察可知,要构建PEGFP-ISG15表达载体,需要选择EcoR V切割目的基因和载体,因为目的基因的两侧含有EcoR V的识别位点,且切割后会形成平末端,所以再用T4DNA连接酶连接目的基因和质粒载体。
对于PCR扩增,引物的选择要能特异性扩增出包含目的基因和部分载体序列的片段,引物1和引物2符合要求。
②从图2质粒上看出,引物1与EcoRⅠ之间共有碱基对500bp,而引物2扩增的目的基因有290bp,凝胶电泳跑胶后出现大小为790bp的条带说明该表达质粒构建成功,如果所以如果某样品检测后出现大小为725bp的条带,725=500+225,所以可能的原因是目的基因与载体反向连接且且选择引物1、3扩增。
(4)质粒上有Kanr/Neor基因,在真核细胞中的表达具有新霉素抗性,在原核细胞中的表达则具有卡那霉素抗性,而MDBK细胞是真核细胞,所以需要在培养液中加入新霉素筛选,由于EGFP基因为增强型绿色荧光蛋白基因,所以过程⑧可根据绿色荧光的强度检测ISG15基因是否在MDBK细胞中成功高表达,该过程设置对照实验的目的是排除未转染的MDBK细胞产生荧光。
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