二、情境载体
一、选择题
1.(2024·安徽阜阳模拟)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种载体蛋白,由 305 个氨基酸组成。科学家将P 分子中第158 位的丝氨酸替换成亮氨酸,第240位的谷氨酰胺替换成苯丙氨酸,从而得到了新的蛋白质,将其命名为P1,P1不但保留P 的功能,而且还具有了酶的催化活性。下列说法正确的是( )
A.P1 蛋白与P 蛋白相比,可以提高相关化学反应的活化能
B.P1蛋白与P蛋白一样,分子或离子通过时不需要与之结合
C.P1蛋白与P 蛋白相比,肽键数目相等但是必需氨基酸含量降低
D.P蛋白改造成 P1 蛋白可用基因定点突变技术来进行碱基的替换
解析:D P1蛋白与P蛋白相比,具有了酶的催化活性,酶的作用机理是降低化学反应的活化能,A错误;P蛋白是一种载体蛋白,P1蛋白与P蛋白一样,分子或离子通过时需要与之结合,B错误;P1蛋白与P蛋白相比,氨基酸的数目不变,肽键数目相等,但是必需氨基酸含量不一定降低,C错误;P蛋白改造成P1蛋白可用基因定点突变技术来进行碱基的替换,D正确。
2.(2024·山西晋中模拟)植物细胞中的蛋白质会解离为R-(带负电的蛋白质)和H+两种离子,H+被细胞膜上的H+泵(具ATP水解酶活性)逆浓度梯度泵出细胞,使细胞呈现内负外正的电位差,成为细胞积累阳离子的主要动力。由于R-(不能扩散到细胞外)的吸引,溶液中阳离子借助膜上的转运蛋白进入细胞内,最终膜两侧离子浓度不相等,但达到了离子扩散速度相等的平衡,称为杜南平衡。下列叙述正确的是( )
A.蛋白质解离出的H+被膜上H+泵泵出细胞的方式为协助扩散
B.通过杜南平衡在细胞内积累某阳离子时会消耗细胞代谢产生的能量
C.将H+泵出细胞外的过程中,需要ATP提供磷酸基团将H+泵磷酸化
D.当细胞达到杜南平衡状态时,细胞膜内外不再发生水分子的交换
解析:C 蛋白质解离出的H+被膜上H+泵泵出细胞外需要ATP水解提供能量,所以运输方式为主动运输,A错误;由于R-(不能扩散到细胞外)的吸引,溶液中阳离子借助膜上的转运蛋白进入细胞内,最终膜两侧离子浓度不相等,但达到了离子扩散速度相等的平衡,此过程消耗离子电势差产生的能量,B错误;在主动运输过程中,ATP可提供一个磷酸基团将转运蛋白磷酸化,所以将H+泵出细胞外的过程中,需要ATP提供磷酸基团将H+泵磷酸化,C正确;水分可以自由通过细胞膜,所以当细胞达到杜南平衡状态时,细胞膜内、外还会发生水分子的交换,D错误。
3.(2024·湖北二模)近年来研究发现,胞吞作用能参与细胞信号转导,其激活信号转导的最典型例子就是Notch信号通路。例如,果蝇正常发育的神经系统(信号细胞)可以通过该机制抑制上皮细胞(靶细胞)分化形成神经细胞,其过程如下图所示:当信号细胞膜上的DSL与靶细胞膜上的受体Notch结合后,会使Notch的S2位点被切割。进而Notch受体被靶细胞内吞形成内体,然后激活Y-分泌酶并在S3位点切割,最终产生的有活性的NICD调控基因表达。下列叙述错误的是( )
A.信号细胞内含DSL的内体可能来自高尔基体,也可能来自信号细胞的胞吞作用
B.Y-分泌酶基因缺陷的果蝇会因缺乏神经细胞引起神经细胞瘤
C.突触结构中细胞间信息交流的方式与该机制中细胞间信息交流的方式不同
D.大分子物质通过胞吞和胞吐作用进出细胞的过程离不开细胞膜上的蛋白质的参与
解析:B 信号细胞内带有DSL的内体由囊泡包裹,可能来源于高尔基体,也可能来源于信号细胞的胞吞,A正确;由题意可知,Y-分泌酶基因缺陷的果蝇,因无法合成Y-分泌酶,解除了对上皮细胞(靶细胞)分化形成神经细胞的抑制,最终使得神经细胞过多而引起神经系统发育异常,B错误;由题干“当信号细胞膜上的DSL与靶细胞膜上的受体Notch结合后”可知,该机制中细胞间的信息交流是通过细胞间的直接接触,而突触结构中细胞间的信息交流是通过神经细胞(突触前膜)分泌神经递质作用于靶细胞(突触后膜),C正确;胞吞和胞吐的过程中,大分子物质需要先与细胞膜上蛋白质分子结合,通过细胞膜的流动性实现物质进或出细胞,D正确。
4.(2024·江苏徐州模拟)在哺乳动物XX个体中,一条X染色体失活,形成巴氏小体(XY个体中没有巴氏小体),如图所示。有关叙述错误的是( )
A.来自父本和母本的X染色体都有可能失活形成巴氏小体
B.通过巴氏小体检查可以确定胎儿性别和查出性染色体异常的患者
C.红绿色盲基因携带者的所有视网膜细胞都是正常的
D.巴氏小体的形成能使X染色体上的基因在雌雄个体中有近乎相等的有效剂量的遗传效应
解析:C 依据题干信息,在哺乳动物XX个体中,一条X染色体失活,形成巴氏小体(XY个体中没有巴氏小体),结合图示信息,可知来自父本和母本的X染色体都有可能失活形成巴氏小体,A正确;XY个体中没有巴氏小体,XX个体中有巴氏小体,所以通过巴氏小体检查可以确定胎儿性别和查出性染色体异常的患者,B正确;红绿色盲基因携带者(即杂合子)的视网膜细胞中,有一部分细胞会失活携带正常基因的X染色体,使携带红绿色盲基因的X染色体上的红绿色盲基因得以表达,因此并不是所有视网膜细胞都是正常的,C错误;巴氏小体的形成使得雌性个体中只有一条X染色体是活跃的,从而使X染色体上的基因在雌雄个体中有近乎相等的有效剂量的遗传效应,D正确。
5.有丝分裂整个过程都受到严格的调控,存在诸多检验机制来保证有丝分裂的正常进行。如图表示Mad2检验机制,在分裂中期时,若某染色体着丝粒只与细胞一极的纺锤丝相连,则该染色体上的 Mad2 蛋白检测到异常后会阻止细胞进入分裂后期; 若染色体着丝粒被细胞两极的纺锤丝相连且排列在赤道板上,则Mad2蛋白会消失,细胞正常进入分裂后期; 若采用微针对异常连接的染色体施加正常情况下的纺锤丝拉力,则细胞也可以进入分裂后期。下列叙述错误的是( )
A.正常情况下,每条染色体上都不存在Mad2 蛋白,细胞才可以进入分裂后期
B.推测 Mad2 蛋白的作用是检测染色体着丝粒是否被纺锤丝正确连接
C.若 Mad2 蛋白功能异常,即使纺锤丝未正确连接染色体,细胞也会进入分裂后期
D.癌细胞即使染色体连接、排列异常仍可以分裂,可能是Mad2检验机制失效
解析:B 从题中信息来看,Mad2蛋白要消失,细胞才能正常进入分裂后期,因此每条染色体上都不存在Mad2蛋白,细胞才能进入分裂后期,A正确; 纺锤丝异常连接,但只要给予正常拉力,还是能进入分裂后期,表明Mad2蛋白的作用不是检测染色体着丝粒是否被纺锤丝正确连接,而是检测拉力大小,B错误;若Mad2蛋白功能异常,则失去检验机制,因此即使纺锤丝未正确连接染色体,细胞也会进入分裂后期,C正确; 染色体上的 Mad2 蛋白检测到异常后会阻止细胞进入分裂后期,癌细胞即使染色体连接、排列异常,仍可以分裂,可能是Mad2检验机制失效,D正确。
6.(2024·重庆九龙坡模拟)动物细胞在分裂间期,每条染色体完成复制后由黏连蛋白 SGO1连接两条姐妹染色单体,在细胞分裂的中、后期转换时,由APC/C复合物介导黏连蛋白 SGO1降解,使两条姐妹染色单体在后期得以分开,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.抑制APC/C 复合物的活性,细胞将停留在中期
B.激活APC/C 复合物的活性可以促进分离酶抑制蛋白的降解
C.黏连蛋白 SGO1 在细胞分裂间期由核糖体合成,通过核孔进入细胞核
D.黏连蛋白 SGO1异常产生染色体数目变异与秋水仙素作用机理相同
解析:D 抑制APC/C 复合物的活性,黏连蛋白 SGO1不会被切割,细胞并不会进入后期,细胞将停留在中期,A正确;APC/C复合物介导黏连蛋白SGO1降解,因此激活APC/C 复合物的活性可以促进分离酶抑制蛋白的降解,B正确;黏连蛋白SGO1在细胞分裂间期由核糖体合成,蛋白质属于大分子,可以通过核孔进入细胞核,C正确;从题图中信息分析可知,黏连蛋白SGO1异常将导致着丝粒分裂异常,使染色体分配异常出现染色体数目变异。秋水仙素是抑制纺锤体形成导致染色体无法移向细胞两极,使染色体数目加倍,因此,黏连蛋白SGO1与秋水仙素作用机理不同,D错误。
7.(2024·黑龙江大庆模拟)果蝇的长翅(A)与残翅(a)、黑身(B)与黄身(b)为两对相对性状,且位于一对常染色体上。一只基因型为AaBb的雌果蝇在减数分裂过程中有20%的初级卵母细胞发生图示行为,雄果蝇则不会发生此行为,但基因型为ab的雄配子半数不育。上述基因型为AaBb的雌雄个体相互交配,后代出现了一定数量的残翅黄身个体,理论上子代中残翅黄身个体占比为( )
A.15% B.20%
C.25% D.30%
解析:A 由题可知,一只基因型为AaBb的雌果蝇在减数分裂过程中有20%的初级卵母细胞发生了(交叉)互换,因此该雌果蝇可产生的卵细胞除AB和ab外,还产生了Ab和aB两种重组类型的卵细胞,假设有100个初级卵母细胞,有20%的初级卵母细胞发生了(交叉)互换,由于每个初级卵母细胞减数分裂只产生一个卵细胞,因此100×20%=20个初级卵母细胞,减数分裂可产生20个卵细胞(4种基因型的卵细胞数目相等,即AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1),故每种类型的卵细胞数为5个,剩余的80%初级卵母细胞减数分裂时未发生互换,产生的80个卵细胞是两种数量相等的卵细胞,即AB=ab=40,即所有初级卵母细胞减数分裂产生的卵细胞基因型和比例为:AB∶Ab∶aB∶ab=9∶1∶1∶9,基因型为ab的卵细胞占9/20,基因型为AaBb的雄果蝇在减数分裂时,不发生(交叉)互换,只能产生AB和ab两种类型的精子,基因型为ab的雄配子中一半不育,故可育的雄配子中基因型为ab的精子占1/3,AB占2/3,因此基因型为AaBb的雌雄个体杂交,后代出现残翅黄身(aabb)个体占比为9/20×1/3=15%,A正确。
8.(2024·重庆渝中三模)科学家在研究细胞中的DNA复制时发现了两个事实,事实1:DNA复制时一条模板链是5'→3'走向,其互补链在5'→3'方向上连续合成,称为前导链;另一条模板链是5'→3'走向,其互补链也是沿5'→3'方向合成,但在复制过程中会形成许多不连续的小片段,最后许多不连续的小片段在DNA连接酶的作用下连成一条完整的DNA单链,称为后随链。事实2:原核生物和真核生物线粒体DNA复制时只有一个复制起点,真核生物核DNA复制时会出现多个复制起点。基于上述事实,不能推出的结论是( )
A.原核生物DNA复制时后随链各小片段之间可在DNA连接酶作用下通过氢键相连
B.真核生物核DNA复制时DNA聚合酶只能催化DNA单链由5'→3'方向延伸
C.真核生物核DNA复制时前导链也需DNA连接酶作用才能形成一条完整的DNA单链
D.真核生物线粒体DNA与原核生物DNA的复制特点相似,二者可能有共同的起源
解析:A 原核生物DNA复制时后随链各小片段之间可在DNA连接酶作用下形成磷酸二酯键,从而将其连接起来,A符合题意;无论前导链还是后随链,其合成过程中都只能由5'→3'方向延伸,说明DNA复制时DNA聚合酶只能催化DNA单链由5'→3'方向延伸,B不符合题意;真核生物核DNA复制时多个复制起点会形成多个前导链片段,这些片段也需要DNA连接酶作用才能形成一条完整的DNA单链,C不符合题意;真核生物线粒体DNA与原核生物DNA复制的特点相似,都只有一个复制起点,表明二者可能有共同的起源,D不符合题意。
9.(2024·山东烟台三模)DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链,另一条叫作有义链。下图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是( )
A.不同基因可能同时复制,但不能同时转录
B.根据启动子和终止子的相对位置可判断哪条链作为反义链
C.DNA分子的一条链对不同基因来说,有的是有义链,有的是反义链
D.基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3'端到5'端进行的
解析:A 不同的基因位置不同,可能同时复制,也可能同时转录,A错误;启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合的位点,驱动基因转录,因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链,B正确;由图可知,不同基因的有义链和反义链不同,因此DNA分子的一条链对不同基因来说,有的是有义链,有的是反义链,C正确;基因的转录是沿着模板的3'端到5'端进行的,翻译是沿着模板的5'端到3'端进行的,D正确。
10.(2024·山东泰安模拟预测)New Phytologist杂志发表了我国科学家有关大豆对盐胁迫响应的分子调控机制,过程如图所示。研究发现,miR160a可通过切割GmARF16基因转录的mRNA使大豆具有耐盐性。下列叙述错误的是( )
A.大豆的不耐盐与耐盐这对性状受多对基因共同决定
B.若GmMYC2基因启动子甲基化程度增加可提高耐盐性
C.脯氨酸含量增加可降低根部细胞渗透压引起耐盐性增强
D.miR160a通过碱基互补配对原则识别mRNA并断裂磷酸二酯键
解析:C 大豆的不耐盐与耐盐受GmARF16基因、GmMYC2基因等多对基因共同决定,A正确;若GmMYC2基因启动子甲基化程度增加,会抑制bHLH转录因子的产生,故脯氨酸合成增加,大豆耐盐性增加,B正确;脯氨酸含量增加可增大根部细胞渗透压,如果外部环境含盐量一定程度的增加,细胞依然可以吸收水分,故大豆耐盐性增强,C错误;miR160a可通过切割GmARF16基因转录的mRNA使大豆具有耐盐性,故miR160a通过碱基互补配对原则识别mRNA并断裂磷酸二酯键,D正确。
11.(2024·江西模拟预测)实验发现,老鼠受到脚下电击时会表现出恐惧和不安。通过脚下电击+苯乙酮气味(类似水果味)可建立老鼠对苯乙酮气味的恐惧反射,且他们刚出生的子代也表现出对苯乙酮气味的恐惧反射。进一步研究发现,此类老鼠鼻子内有负责感知苯乙酮气味的受体,该受体基因(Olfr151基因)的启动子位置甲基化水平较低,导致该基因高表达,从而对该种气体形成高敏感性与恐惧的条件反射。下列相关分析错误的是( )
A.Olfr151基因启动子的高水平甲基化修饰会抑制该基因的表达
B.亲代Olfr151基因的甲基化修饰通过遗传影响后代表型
C.环境因素影响引起的基因甲基化修饰也可遗传给子代
D.Olfr151基因的甲基化修饰使启动子的碱基序列发生了改变
解析:D 由题干信息可知,Olfr151基因启动子位置的甲基化水平较低,导致该基因高表达,说明该基因甲基化会抑制其表达,A正确;建立对苯乙酮气味的恐惧反射的老鼠刚出生的子代也表现出苯乙酮气味的恐惧反射,说明Olfr151基因的甲基化修饰通过遗传影响后代表型,B正确;Olfr151基因的甲基化是建立条件反射过程中相关刺激引起的,且能遗传给子代,说明环境因素影响下引起的基因甲基化修饰也可遗传给子代,C正确;Olfr151基因的甲基化修饰是表观遗传的一种,表观遗传不改变启动子的碱基序列,D错误。
12.(2024·河北张家口模拟预测)神经胶质细胞终身具有分裂能力,当大脑或脊髓发生损伤时,主要依靠神经胶质细胞的增殖来填充组织缺损。某研究团队构建了神经胶质细胞—神经元的体外共培养体系,发现在加入缓激肽后,神经胶质细胞内的钙离子浓度升高,进而诱发谷氨酸释放。释放的谷氨酸通过与神经元表面的谷氨酸受体结合,能引发神经元内钙离子浓度的升高,从而促进神经递质的释放。下列叙述错误的是( )
A.组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞两大类
B.神经胶质细胞是神经系统结构与功能的基本单位,其数量远多于神经元
C.在体外培养条件下,神经胶质细胞能通过释放谷氨酸参与神经系统的信号传导
D.若能实现体外诱导神经胶质细胞分化为神经元,可为神经退行性疾病的治疗提供希望
解析:B 组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞两大类,A正确;神经元是一种高度特化的细胞,是神经系统的基本结构和功能单位之一,它具有感受刺激和传导兴奋的功能,神经胶质细胞广泛分布于神经元之间,其数量比神经元多,大约是神经元数量的10~50倍,具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能,B错误;根据题意可知“某研究团队构建了神经胶质细胞—神经元的体外共培养体系,发现在加入缓激肽后,神经胶质细胞内的钙离子浓度升高,进而诱发谷氨酸释放,释放的谷氨酸通过与神经元表面的谷氨酸受体结合,能引发神经元内钙离子浓度的升高,从而促进神经递质的释放”,说明在体外培养条件下,神经胶质细胞能通过释放谷氨酸参与神经系统的信号传导,C正确;若能实现体外诱导神经胶质细胞分化为神经元,可使诱导形成的神经元代替病变死亡的神经细胞,从而为神经退行性疾病的治疗提供希望,D正确。
13.(2024·湖北襄阳三模)有些人吃苦药时,会在药里加糖,但仍然感觉很苦。下图是哺乳动物感知味觉、调节摄食相关机制的过程,下列相关叙述错误的是( )
注:GCbt区为苦觉皮层区,CeA区为甜觉皮层区;“+”表示促进,“-”表示抑制。
A.产生苦味和甜味这两种感觉的中枢在脑干
B.苦药里加糖,仍然感觉很苦,是因为GCbt区会抑制脑干甜味中枢
C.猫科动物因为缺失了甜味化合物的受体编码基因,所以品尝不出甜味
D.吃苦药产生苦觉的过程不属于非条件反射
解析:A 大脑皮层是所有感觉的产生部位,产生苦味和甜味这两种感觉的中枢在大脑皮层,A错误;苦药里加糖,在GCbt区产生苦的感觉,从图中可知,会正反馈作用于脑干中苦味神经元,感觉更苦,同时抑制脑干中甜味神经元,故苦药里加糖,仍然感觉很苦,B正确;感觉的产生需要相关物质与受体结合,猫科动物因为缺失了甜味化合物的受体编码基因,无法合成相关受体,所以品尝不出甜味,C正确;反射的完成需要经过完整的反射弧,甜味和苦味分子引起大脑皮层产生相应感觉的过程没有传出神经和效应器的参与,故不属于反射,D正确。
14.(2024·辽宁沈阳三模)抑郁症患者的突触间隙中常出现5-羟色胺(5-HT)水平偏低的情况,常用的抗抑郁药氟西汀(化学成分:氟氧苯丙胺)和MAO抑制剂可通过调节5-羟色胺水平来改善抑郁的症状。两种药物的作用机理如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.5-HT与突触后膜上的受体结合后使电信号转变为化学信号
B.氟西汀可通过抑制突触前膜释放5-HT起到抗抑郁作用
C.MAO抑制剂可通过抑制5-HT的分解起到抗抑郁作用
D.5-HT被突触前膜回收和进入突触间隙的方式分别是胞吞和胞吐
解析:C 5-羟色胺(5-HT)是一种神经递质,由突触前膜释放后,与突触后膜上的特异性受体结合后,使突触后膜的电位发生变化,发生了化学信号转变为电信号,A错误;由图可知,氟西汀通过抑制5-HT转运体的功能,提高突触间隙中5-HT的含量,从而改善抑郁症状,B错误;由图可知,MAO抑制剂通过抑制5-HT的分解保证突触间隙中5-HT的含量,从而使突触后膜持续兴奋,达到治疗抑郁症的效果,C正确;5-HT被突触前膜回收的方式依赖于转运体,不是胞吞,而5-HT进入突触间隙的方式是通过突触前膜的胞吐作用,D错误。
15.(2024·湖南衡阳模拟)在含有5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将兔(2n=44)一个精原细胞置于含BrdU的培养液中,先进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂,取减数分裂Ⅰ后期的细胞(甲)和减数分裂Ⅱ后期的细胞(乙)进行染色并观察。不考虑基因突变和交换,下列推测正确的是( )
A.甲细胞中有44条染色体,共22种形态
B.甲细胞中有22对同源染色体,1/4的脱氧核苷酸链被BrdU标记
C.乙细胞中有2条Y染色体,全部DNA分子被BrdU标记
D.乙细胞中有2个染色体组,22条染色体发出明亮荧光
解析:D 由题可知兔的体细胞染色体数目为44条,则减数分裂Ⅰ后期,染色体数目不变,仍为22对同源染色体,即44条,由于性染色体形态不同,所以共有23种形态,A错误;可知经过一次有丝分裂后有一半的脱氧核苷酸链被标记,而减数分裂也是在含BrdU的培养液中培养的,则在减数分裂Ⅰ后期,共有3/4的脱氧核苷酸链被标记,B错误;乙细胞是减数分裂Ⅱ的次级精母细胞,经过了着丝粒的分裂,有两个染色体组,可能具有两条Y染色体或者两条X染色体。由于是在含BrdU的培养液中培养的,根据DNA的半保留复制可知,一半的染色体为全标记,一半的染色体为半标记,即有22条染色体发出明亮荧光,C错误,D正确。
16.(2024·湖南衡阳模拟)M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体,其DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示,其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述错误的是( )
A.SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链,利于DNA复制
B.过程④新合成DNA子链时不需要引物
C.过程⑥得到的单链环状DNA是过程②~⑤中新合成的DNA
D.M13噬菌体DNA的碱基中嘌呤数和嘧啶数不一定相等
解析:C SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链,利于DNA复制,A正确;过程④新合成DNA子链时可从切口产生的3'末端直接延伸,不需要引物,B正确;从图中可知,过程⑥得到的单链环状DNA仍然是原模板DNA分子,C错误;M13噬菌体DNA是单链DNA,嘌呤碱基不一定等于嘧啶碱基,D正确。
17.(2024·山东泰安模拟)双抗体夹心法是医学上常用的检测抗原含量的方法,流程如图所示。其中固相抗体是经由固相载体连接后的单克隆抗体,酶标抗体是一种具酶活性的抗体,二者可与抗原的不同部位特异性结合。下列有关分析错误的是( )
A.固相抗体的使用量应明显多于待测抗原的数量
B.酶标抗体作用是与待测抗原结合并催化其分解
C.制备相应单克隆抗体时需要使用动物细胞培养技术
D.若不洗去游离的酶标抗体会导致测量结果偏高
解析:B 固相载体连接后的单克隆抗体,具有特异性,故其使用种类(量)应明显多于待测抗原的数量才能识别并结合更多的抗原,A正确;由图可知,酶标抗体可与抗原特异性结合,并催化指示底物分解,B错误;制备相应单克隆抗体时需要使用动物细胞培养技术,C正确;若不洗去游离的酶标抗体,酶标抗体持续催化底物分解,会导致测量结果偏高,D正确。
18.(2024·辽宁沈阳模拟)豌豆萎蔫病毒(BBWV)对多种植物均具有侵染性。被BBWV侵染的植物往往出现花叶、矮化、萎蔫直至枯死等严重症状,影响生长。科研人员成功制备了抗BBWV的单克隆抗体,大致步骤如下:①将BBWV注入小鼠腹腔内,并分别于第3周和第6周进行第二次和第三次注射,然后取出小鼠脾脏;②诱导细胞的融合,并于HAT选择培养基中培养;③克隆化培养及抗体检测。下列叙述错误的是( )
A.步骤①多次注射是为了让小鼠产生更多抗BBWV的抗体
B.步骤①取小鼠脾脏,是因为脾脏中含有多种B淋巴细胞
C.只有融合的杂交瘤细胞才能在HAT选择培养基中生长
D.步骤②诱导融合时,可选用PEG融合法或灭活病毒诱导法等
解析:A 步骤①多次注射是为了让小鼠产生更多抗BBWV抗体的B淋巴细胞,A错误;步骤①取小鼠脾脏,是因为脾脏中含有多种B淋巴细胞,因为脾脏属于淋巴器官,B正确;只有融合的杂交瘤细胞才能在HAT选择培养基中生长,从而将杂交瘤细胞筛选出来,C正确;步骤②诱导融合时,可选用PEG融合法或灭活病毒诱导法等,这两种方法均可诱导动物细胞融合,其中灭活病毒诱导法是诱导动物细胞融合特有的方法,D正确。
二、非选择题
19.(2024·天津模拟预测)强光照条件下,植物细胞可以通过“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”(如图1)实现叶绿体和线粒体中物质和能量的转移,并可以通过信号传递调节植物的生理活动以适应环境变化。回答下列问题:
(1)研究表明,缺磷会抑制光合作用,一方面缺磷会影响 类囊体(薄)膜 (结构)的形成,导致光反应速率降低,另一方面缺磷会抑制 丙糖磷酸 运出叶绿体,从而导致暗反应速率降低。
(2)当光照过强时,“苹果酸/草酰乙酸穿梭”可有效地将光反应产生的 NADPH 中含有的还原能输出叶绿体,再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的 NADH 中含有的还原能,最终在 线粒体内膜 (场所)转化为ATP中的化学能。
(3)当光照过强时,植物细胞释放到胞外的ATP(eATP)可通过受体介导的方式,调节植物生理活动。为探究eATP对光合速率的影响,科研人员用去离子水配制了适宜浓度eATP的溶液处理豌豆叶片,结果如图2所示。
①AMP-PCP作为一种eATP抑制剂,能有效抑制eATP对细胞的调节作用,但却不改变细胞外的eATP浓度,推测其可能的作用是 AMP-PCP阻止eATP与受体结合,使eATP不能发挥信息调节作用 。
②该实验自变量为 eATP的有无、豌豆幼苗的种类 。
③该实验对照组的处理方式为 用等量的去离子水处理普通豌豆的叶片 ,并在相同的条件下培养。
根据实验结果,推测eATP调节植物光合速率的机制: eATP通过调节NADPH氧化酶基因的表达,促进活性氧(ROS)的合成来促进气孔的开放,从而提高光合速率 。
解析:(1)磷可参与生物膜的形成,因此缺磷会影响类囊体(薄)膜的形成,导致光反应速率降低;图示一分子丙糖磷酸运输到叶绿体外的同时需要一分子磷运进叶绿体,因此缺磷会抑制丙糖磷酸运出叶绿体,从而导致暗反应速率降低。(2)由图可知,强光条件下,草酰乙酸/苹果酸穿梭能将NADPH中的H+运出叶绿体,与NAD+结合生成NADH,该过程将光反应产生的NADPH中含有的还原能输出叶绿体,再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的NADH中含有的还原能,最终在线粒体内膜用于ATP的合成。(3)①AMP-PCP作为一种eATP抑制剂,能有效抑制eATP对细胞的调节作用,但却不改变细胞外的eATP浓度,说明AMP-PCP不影响eATP的产生和释放,但会抑制eATP对细胞的调节作用,故推测AMP-PCP可阻止eATP与受体结合,使eATP不能发挥信息调节作用。②根据图示可知,该实验自变量为eATP的有无和豌豆幼苗的种类,因变量为胞间CO2浓度、气孔导度和净光合速率。③该实验中实验组的处理方法是用去离子水配制了适宜浓度eATP的溶液,并用其处理豌豆的叶片,根据实验设计的单一变量原则和等量原则可知,对照组的处理方式为用等量的去离子水处理普通豌豆的叶片,并在相同的条件下培养。活性氧(ROS)能促进植物叶肉细胞气孔的开放,NADPH氧化酶是ROS产生的关键酶,据图可知,eATP可通过调节气孔导度来调节植物光合速率,而活性氧(ROS)也能促进植物叶肉细胞气孔的开放,活性氧(ROS)的合成需要NADPH氧化酶的催化,当NADPH氧化酶缺失,则活性氧(ROS)无法合成,植物叶肉细胞气孔的开放无法增加,科研人员用eATP处理NADPH氧化酶基因缺失突变体,发现净光合速率与对照组基本一致。综合分析可知: eATP通过调节NADPH氧化酶基因的表达,促进活性氧(ROS)的合成,进而促进植物叶肉细胞气孔的开放,提升了叶肉细胞的气孔导度,进而实现了对光合速率的提高。
20.(2024·江苏苏州三模)玉米是世界上最重要的粮食作物之一,南美洲和北美洲的土著人培育出了具有各种不同颜色的玉米籽粒的品种——黄色、白色、紫色等,并且赋予每种颜色不同的审美和宗教价值。例如,一些部落认为有斑点的玉米籽粒是力量和活力的象征。玉米籽粒的颜色如褐色、斑点等的遗传是不稳定的。
(1)种子中的胚乳是由两个极核与一个精子极核形成的。玉米籽粒的颜色与胚乳最外层糊粉层的颜色有关。极核的形成过程如下:
基因型为AAbb的玉米花粉给基因型为aaBb的雌穗授粉,所得到籽粒胚乳的基因型有 2 种。
(2)玉米的第9号染色体上有两对与糊粉层颜色有关的等位基因,CI对C呈显性、Bz对bz呈显性,其中Bz促进糊粉层发育为紫色,bzbz纯合子则促进糊粉层发育为褐色,但CI抑制糊粉层颜色的发生,糊粉层表现为无色。麦克林托克选择CCbzbz的母本与CICIBzBz的父本进行杂交,得到F1。
①理论上F1籽粒的颜色为 无 色。
②实际的杂交结果中,大部分籽粒的确如此,但同时还发现有一些籽粒在此颜色的背景上出现了褐色斑点。麦克林托克猜想这些杂合体中,在胚乳发育的某个时期CI基因连同 Bz基因 一起发生了丢失,导致有些细胞群能够制造褐色色素。如果在胚乳发育早期就发生了丢失,褐色色斑的面积会 较大 (填“较大”或“较小”)。
③麦克林托克提出了关于有关基因丢失机制的解释:9号染色体还有一个重要的基因Ds,它是染色体发生断裂的位点,断裂后的CI所在染色体片段丢失的原因是 CI与Bz基因所在片段无着丝粒,有丝分裂过程中无纺锤丝牵引移向细胞两极 。
综上所述,CCbzbz(不含Ds)的母本与CICIBzBzDsDs的父本杂交所得F1中,发育为褐色细胞群的基因型为 CCbzbzDs ,在此过程中细胞发生了 染色体结构 变异。
(3)麦克林托克随后又发现单独的Ds并不能直接诱导染色体断裂,而是需要另一个因子的帮助,即Ac。Ac位于另一条染色体上,只有在Ac存在的前提条件下,Ds才能发生断裂。更深入的研究发生,Ds不仅能诱导染色体断裂,而且能够从染色体的一个位置上切离,转移到另一个位置上。
①Ds从染色体的一个位置转移到另一个位置上,涉及 磷酸二酯 键的水解与重建。
②基因型为 CBzDs 精子与极核结合形成基因型为CCCBzbzbzDs的胚乳,其糊粉层发育为全褐色,可能的原因是 胚乳刚开始发育时,细胞中含有Ac,Ac帮助Ds诱导染色体断裂,导致细胞中Bz基因丢失 。
(4)麦克林托克用Ac/Ds双因子系统(转座元件)解释了玉米9号染色体的遗传不稳定性。在玉米中转座元件是普遍存在的,转座元件从一个位置移动到另一个位置时,它们会造成染色体结构变异或引起 基因突变 ,因此这些元件有着非常重要的遗传意义。
解析:(1)胚乳由两个极核与一个精子极核形成,基因型为aaBb的雌穗经减数分裂可产生aB、ab的大孢子,再经三次有丝分裂可产生基因型为aB、ab的极核,由图可知,参与形成胚乳细胞的两个极核是经同一个大孢子经三次有丝分裂形成的极核,这两个极核的基因型是相同的,用基因型为AAbb的花粉给基因型为aaBb的雌穗授粉,参与融合的两个极核与一个精子基因型可能是(aB+aB+Ab)或(ab+ab+Ab),可以得到基因型为AaaBBb、Aaabbb两种基因型的胚乳细胞。(2)①CCbzbz的母本产生基因型为Cbz的极核,CICIBzBz的父本产生基因型为CIBz的精子极核,子代胚乳基因型为CICCBzbzbz,细胞中存在CI基因,会抑制糊粉层颜色的发生,因此F1籽粒颜色理论上为无色。②一些籽粒在无色的背景上出现了褐色斑点,说明没有了CI基因的抑制作用,也没有了Bz基因对bz基因的显性作用,而表现出了bz基因指导的褐色,根据题意,应是胚乳发育的某个时期CI基因连同Bz基因一起发生了丢失;胚乳组织由受精极核经有丝分裂细胞分化发育而成,CI和Bz基因丢失的越早,胚乳组织中就有更多的细胞不含这两类基因而表现为褐色,因此,如果在胚乳发育早期就发生了丢失,褐色色斑的面积会较大。③在细胞分裂过程中,着丝粒分裂后,由纺锤丝牵引着着丝粒向细胞两极移动,根据题图可知,染色体在基因Ds处断裂后,CI和Bz基因所在片段没有着丝粒,导致该片段因没有纺锤丝牵引而容易丢失;CCbzbz的母本将产生基因型为Cbz的极核,CICIBzBzDsDs的父本将产生CIBzDs的精子极核,二者杂交后代胚乳细胞中基因型为CICCBzbzbzDs,该基因型理论上表现为无色,但某些细胞实际上表现为褐色,说明这些细胞中在Ds位点发生了染色体断裂且CI、Bz基因所在片段丢失了,细胞中基因型为CCbzbzDs,过程中发生了染色体结构变异。(3)①Ds从染色体上的一个位置转移到另一个位置,涉及到DNA分子的断裂与重新连接,因此过程中涉及到磷酸二酯键的水解与断裂。②基因型CCCBzbzbzDs的胚乳细胞中,因参与形成胚乳细胞的两个极核基因型是相同的,所以参与形成胚乳细胞的两个极核基因型应为CCbzbz,则形成该胚乳细胞的精子极核基因型应为CBzDs,基因型CCCBzbzbzDs的胚乳细胞理论上应表现为Bz决定的紫色,但其糊粉层全表现为褐色,说明经有丝分裂而成的所有细胞中均无Bz基因表达产物,根据题意,Ds发生断裂需要Ac因子的帮助,所有可能原因是在胚胎发育初期,细胞中因存在Ac因子,在Ac因子的帮助下,Ds发生断裂,导致Bz基因所在片段丢失,经有丝分裂产生的子代细胞中均无Bz基因而全表现为褐色。(4)转座元件从一个位置移动到另一个位置时,插入另一个位置的位点是随机的,当转座子插入某个基因中时往往导致该基因的碱基序列改变,即引起基因突变。
21.(2024·河北秦皇岛三模)黑腹果蝇性别决定方式为XX、XXY(雌性),XY、XYY(雄性),XO(雄性不育),XXX、YO和YY均致死。XXY的个体在减数分裂时,X与X联会的概率为84%,X与Y联会的概率为16%,两条联会的染色体分离时,另外一条染色体随机分配。已知灰身(A)对黑身(a)为显性,长翅(B)对残翅(b)为显性,两对基因位于常染色体上。红眼(D)对白眼(d)为显性,基因位于X染色体上,甲、乙为两只基因型相同的灰身长翅个体,组别2、3中个体的染色体组成均正常。杂交实验结果如下:
组别 亲本组合 F1表型及比例
1 ♀白眼(XXY)×♂红眼(XY)
2 ♂甲×♀黑身残翅 灰身残翅∶黑身长翅=1∶1
3 ♀乙×♂黑身残翅 灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶4∶4∶1
(1)组别1的白眼个体,在减数分裂时,Xd和Xd染色体的分离发生在 减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期 (时期),产生的配子类型及比例为 Xd∶XdY∶XdXd∶Y=23∶23∶2∶2 。
(2)由组别2可知,控制体色和翅型的基因不遵循基因的自由组合定律,从配子的角度分析原因是 乙的基因型为AaBb,产生了两种比例相等的配子,说明体色和翅型的基因连锁且位于一对同源染色体上 。
(3)组别3中,乙个体发生交换的初级卵母细胞所占比例为 2/5 。
(4)外显率是指某一基因型个体显示预期表型的比例。由于修饰基因的存在,或者由于外界因素的影响,使某基因的预期性状没有表现出来而低于正常比例,他们的后代同样会有相同的比例不能表现出来。果蝇的野生型(E)对间断翅脉(e)为显性,基因位于常染色体上。基因型为Ee的个体自由交配,后代中间断翅脉比例为22.5%。请从后代中选择合适的亲本,进行杂交实验,验证该比例是由于外显率降低导致的。不考虑其他变异和致死。
实验步骤:从后代中选择 间断翅脉(ee)果蝇 自由交配。
实验结果:若后代中表型及比例为 间断翅脉∶野生型=9∶1 ,则为外显率降低导致的。
解析:(1)根据题干知,XXY的个体在减数分裂时,X与X联会的概率为84%,X与Y联会的概率为16%,两条联会的染色体分离时,另外一条染色体随机分配,则组别1的白眼个体,在减数分裂时,Xd和Xd染色体的分离发生可在减数分裂Ⅰ的后期同源染色体分离时,也可发生在减数分裂Ⅱ的后期姐妹染色体分离时;产生配子时Xd和Xd联会的概率为84%,产生两种配子42%XdY、42%Xd,X与Y联会的概率为16%,产生四种配子4%Xd、4%XdY、4%XdXd、4%Y,合并后四种配子46%Xd、46%XdY、4%XdXd、4%Y,即Xd、XdY、XdXd、Y=23∶23∶2∶2。(2)根据题干知,灰身(A)对黑身(a)为显性,长翅(B)对残翅(b)为显性,两对基因位于常染色体上,且甲、乙为两只基因型相同的灰身长翅个体,组别2中♂甲×♀黑身残翅F1表型及比例为灰身残翅∶黑身长翅=1∶1,知甲基因型为AaBb产生两种类型配子Ab∶aB=1∶1,这说明这两对基因连锁位于一对同源染色体上,所以控制体色和翅型的基因不遵循基因的自由组合定律。(3)组别3中♀乙×♂黑身残翅F1表型及比例为灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶4∶4∶1,知乙基因型为AaBb产生四种类型配子AB∶Ab∶aB∶ab=1∶4∶4∶1,这说明这两对基因之间发生了交换,假设乙个体发生交换的初级卵母细胞所占比例为x,则未交换的初级卵母细胞所占比例为1-x,产生配子时xAaBb→x/4AB、x/4Ab、x/4aB、x/4ab,(1-x)AaBb→(1-x)/2Ab、(1-x)/2aB,合并后AB∶Ab∶aB∶ab=x∶(2-x)∶(2-x)∶x=1∶4∶4∶1,可求出x=2/5。(4)基因型为Ee的个体自由交配,理论上后代中ee比例为25%,据题干信息后代中间断翅脉比例为22.5%,则有2.5%表现为野生型,间断翅脉∶野生型=9∶1,从后代中选择合适的亲本,进行杂交实验,验证该比例是由于外显率降低导致的,可从后代中选择间断翅脉ee果蝇自由交配,其子代都为ee,题干信息由于修饰基因的存在,或者由于外界因素的影响,使某基因的预期性状没有表现出来而低于正常比例,他们的后代同样会有相同的比例不能表现出来,则其子代中表型及比例也为间断翅脉∶野生型=9∶1,则说明为外显率降低导致的。
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