
? 安徽省江淮名校2023屆高三5月聯(lián)考理科綜合能力測試
一、選擇題:在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1. 真核細胞中的細胞器形態(tài)和結構各異,功能上有分工也有合作。下列有關敘述正確的是( ?。?br />
A. 光學顯微鏡下可觀察到菠菜葉上表皮細胞中葉綠體的流動
B. 酵母菌細胞線粒體外膜上的呼吸酶比線粒體內膜上的多
C. 游離在細胞質基質中核糖體不能移動并附著到內質網上
D. 用一定的離心速率分離細胞器時,上清液中的細胞器顆粒比沉淀物中的小
【答案】D
【解析】
【分析】線粒體:廣泛存在于細胞質基質中,它是有氧呼吸主要場所,被喻為"動力車間"。光鏡下線粒體為橢球形,電鏡下觀察,它是由雙層膜構成的。外膜使它與周圍的細胞質基質分開,內膜的某些部位向內折疊形成嵴,這種結構使線粒體內的膜面積增加。在線粒體內有許多種與有氧呼吸有關的酶,還含有少量的DNA。
葉綠體:是植物、葉肉、細胞特有的細胞器。葉綠體是綠色植物的光合作用細胞中,進行的細胞器,被稱為"養(yǎng)料制造車間"和"能量轉換站"。在電鏡下可以看到葉綠體外面有雙層膜,內部含有幾個到幾十個由囊狀的結構堆疊成的基粒,其間充滿了基質。這些囊狀結構被稱為類囊體,其上含有葉綠素。內質網:是由單層膜連接而成的網狀結構,大大增加了細胞內的膜面積,內質網與細胞內蛋白質合成和加工有關,也是脂質合成的"車間"。
核糖體:細胞中的核糖體是顆粒狀小體,它除了一部分附著在內質網上之外,還有一部分游離在細胞質中。核糖體是細胞內合成蛋白質的場所,被稱為"生產蛋白質的機器"。
高爾基體:本身不能合成蛋白質,但可以對蛋白質進行加工分類和包裝,植物細胞分裂過程中,高爾基體與細胞壁的形成有關。
【詳解】A、菠菜葉表皮細胞中通常不含葉綠體,觀察葉綠體流動時可選擇菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮,以觀察菠菜葉靠近下表皮的葉肉細胞中的葉綠體流動,A錯誤;
B、酵母菌既可進行有氧呼吸,也可進行無氧呼吸,線粒體內膜上附著著大量與有氧呼吸第三階段相關的酶,而線粒體外膜并非酵母菌有氧呼吸與無氧呼吸的場所,因此酵母菌細胞線粒體外膜上的呼吸酶少于線粒體內膜,B錯誤;
C、游離在細胞質基質中的核糖體可以移動并吸附到內質網上,如分泌蛋白的合成與分泌過程中游離的核糖體就與合成的肽鏈一起轉移到粗面內質網上,C錯誤;
D、用差速離心法分離細胞器時,較大的顆粒會率先沉降到管底,較小的顆粒會懸浮在上清液,D正確。
故選D。
2. 生命活動離不開水,最初人們認為水分子是通過自由穿過細胞膜的分子間隙進出細胞的。后來的研究發(fā)現(xiàn)水分子通過細胞膜的速率大于通過人工膜的速率,進一步分離出了水通道蛋白,并從細菌、酵母、植物、動物的細胞中分離出了多種水通道蛋白。下列關于水分子及其進出細胞的敘述錯誤的是
A. 水分子是極性分子,既能通過水通道蛋白的協(xié)助進出細胞,也能通過自由擴散進出細胞
B. 水分子擴散速率取決于細胞膜內外濃度差,濃度差越大,水分子擴散越快
C. 水分子通過人工膜的速率小于通過細胞膜的速率,是由于人工膜缺少相應蛋白質
D. 水分子依賴水通道蛋白跨膜運輸時不需要細胞內的化學反應提供能量
【答案】B
【解析】
【分析】水分子是極性分子,帶有正電荷或負電荷的分子(或離子)都容易與水結合,水既能通過水通道蛋白的協(xié)助進出細胞,也能通過自由擴散進出細胞,自由擴散和協(xié)助擴散均為順濃度梯度運輸,且不需要消耗能量,其中自由擴散速率受細胞膜內外濃度差影響,而協(xié)助擴散速率受細胞膜內外濃度差以及轉運蛋白數量的影響。
【詳解】A、水分子是極性分子,帶有正電荷或負電荷的分子(或離子)都容易與水結合,水既能通過水通道蛋白的協(xié)助進出細胞,也能通過自由擴散進出細胞,A正確;
B、若水的運輸方式為自由擴散,則水分子擴散速率取決于細胞膜內外濃度差,濃度差越大,水分子擴散越快;若水的運輸方式為協(xié)助擴散,則水分子擴散速率取決于細胞膜內外濃度差以及水通道蛋白的數量,B錯誤;
C、結合題干“后來的研究發(fā)現(xiàn)水分子通過細胞膜的速率大于通過人工膜的速率,進一步分離出了水通道蛋白,并從細菌、酵母、植物、動物的細胞中分離出了多種水通道蛋白”可推知水分子通過人工膜的速率小于通過細胞膜的速率,是由于人工膜缺少相應蛋白質,C正確;
D、水分子依賴水通道蛋白跨膜運輸時屬于協(xié)助運輸,協(xié)助運輸不消耗能量,D正確。
故選B。
3. 豆芽是深受老百姓喜愛的蔬菜,它是種子萌發(fā)后得到的。黃豆中富含蛋白質和脂肪,如圖是黃豆芽生產過程中O2的吸收速率和CO2的釋放速率的變化情況。據圖分析,下列說法不正確的是( ?。?br />
A. 在12h時,黃豆種子重量超過干種子,說明有機物積累較多
B. 兩條曲線前端都趨向0,原因是干種子呼吸作用很弱
C. 在a點之前,黃豆種子主要進行的是產生酒精的無氧呼吸
D. 在b點以后,黃豆種子呼吸作用消耗的有機物不全是葡萄糖
【答案】A
【解析】
【分析】根據圖中的二氧化碳和氧氣量的變化,可以判斷12h~24h種子主要進行無氧呼吸;胚根長出后,種子的有氧呼吸呼吸速率明顯增大。
【詳解】A、據圖可知,在12h時,種子萌發(fā),此時有有機物的消耗,故有機物會減少而不會積累,A錯誤;
B、植物呼吸作用分為有氧呼吸和無氧呼吸,有氧呼吸過程需要消耗氧氣釋放二氧化碳,而無氧呼吸不消耗氧氣,但也釋放二氧化碳,兩條曲線前端都趨向0,原因是干種子的呼吸作用很弱,B正確;
C、在a點之前,二氧化碳的釋放量遠高于氧氣的吸收量,說明黃豆種子主要進行的是產生酒精和二氧化碳的無氧呼吸,C正確;
D、在b點以后,氧氣的吸收量大于二氧化碳的釋放量,說明此時黃豆種子呼吸作用消耗的有機物不全是葡萄糖,可能有脂肪等脂質的消耗,D正確。
故選A。
4. 新疆長絨棉在種植初期,需進行適時“打頂”,消除棉花頂端生長優(yōu)勢,減少無效果枝對水肥的消耗,促進棉株早結鈴、多結鈴,減少脫落,達到增產的效果。下列相關說法不正確的是( ?。?br />
A. 棉花種植過程中若噴灑生長素,為確保效果需控制好生長素的濃度
B. 棉桃成熟前可噴灑一定濃度的乙烯利催熟,加快生產進度
C. 頂端優(yōu)勢產生的主要原因是生長素促進頂芽的生長
D. 棉花植株的生長發(fā)育是由多種激素相互作用形成的調節(jié)網絡調控的
【答案】C
【解析】
【分析】植物激素相互間的作用:
1、在植物的生長發(fā)育和適應環(huán)境變化的過程中,某種激素的含量會發(fā)生變化。
2、各種植物激素并不是孤立地起作用,而是多種激素共同調控植物的生長發(fā)育和對環(huán)境的適應。
3、不同激素在代謝上還存在相互作用。
4、決定器官生長、發(fā)育的,往往不是某種激素的絕對含量,而是不同激素的相對含量。
5、在植物生長、發(fā)育過程中,不同種激素的調節(jié)還往往表現(xiàn)出一定的順序性。
【詳解】A、生長素的作用具有兩重性,故控制好生長素的濃度,才會促進棉花的生長,A正確;
B、乙烯利是人工合成的與乙烯作用相似的植物生長調節(jié)劑,具有促進果實成熟的作用,故可以用乙烯利催熟棉桃,B正確;
C、頂端優(yōu)勢產生的原因是頂芽產生生長素極性運輸到側芽,側芽生長素濃度升高,進而抑制側芽的生長,C錯誤;
D、棉花植株的生長發(fā)育依靠多種激素,是多種激素相互作用共同形成的調節(jié)網絡,D正確。
故選C。
5. 早在1300多年前,浙江青田的稻農就開始采用“以魚肥田、以稻養(yǎng)魚、魚稻共存”的農耕方法。這種“稻魚共生系統(tǒng)”大大減少了飼料、化肥,農藥的投入,最終能達到“魚增產,糧穩(wěn)定、品質優(yōu)”的成效。下列相關敘述正確的是( )
A. 魚的排泄物直接為水稻生長提供了充足的物質條件
B. 流經“稻魚共生系統(tǒng)”的總能量就是生產者固定的太陽能
C. “稻魚共生系統(tǒng)”可以實現(xiàn)物質和能量的循環(huán)利用
D. 與普通稻田相比,“稻魚共生系統(tǒng)”不易發(fā)生大規(guī)模的病蟲害
【答案】D
【解析】
【分析】生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復自身結構和功能相對穩(wěn)定的能力,叫做生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持相對穩(wěn)定,是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調節(jié)能力。一般來說,生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多,食物網越復雜,其自我調節(jié)能力就越強,
【詳解】A、魚的排泄物需要經微生物分解后成為無機物才可以為水稻生長提供物質,A錯誤;
B、稻魚共生系統(tǒng)為人工生態(tài)系統(tǒng),流經“稻魚共生系統(tǒng)”的總能量包括生產者固定的太陽能和人工投入的能量,B錯誤;
C、“稻魚共生系統(tǒng)”可以實現(xiàn)物質的循環(huán)利用,能量不能循環(huán)利用,C錯誤;
D、與普通稻田相比,“稻魚共生系統(tǒng)”生物種類更多,營養(yǎng)結構更加復雜,自我調節(jié)能力更強,不易發(fā)生大規(guī)模的病蟲害,D正確。
故選D。
6. 某果蠅精原細胞中8條染色體上的DNA已全部被15N標記,將其放入含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)1個細胞周期得到2個精原細胞,其中1個精原細胞發(fā)育為初級精母細胞。該初級精母細胞進行減數分裂產生4個子細胞,這個過程中,每條染色體上DNA含量的變化情況如圖所示。下列相關分析正確的是( ?。?br />
A. 圖中a~f可表示1個完整的細胞周期
B. b→c的變化原因是DNA復制,d→e的變化原因是著絲粒分裂
C. 4個子細胞中,每個子細胞的核DNA分子均含15N
D. 4個子細胞中,每個子細胞都有一半的核DNA分子含15N
【答案】B
【解析】
【分析】根據題干信息分析,將一個精原細胞的DNA用15N標記后,將其放入含14N的培養(yǎng)液中讓其培養(yǎng)液中培養(yǎng)1個細胞周期得到2個精原細胞,即DNA復制了1次,根據DNA半保留復制的原理,每條染色體上的DNA分子的兩條鏈中一條含有15N,一條含有14N。其中1個精原細胞發(fā)育為初級精母細胞,在減數第一次分裂時,一條染色體上的兩條姐妹染色單體中一條含有15N,一條含有14N,減數第一次分裂后期,同源染色體分離,非同源染色體自由組合,導致染色體數目減半;減數第二次分裂后期時,著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,分別移向細胞兩極。
【詳解】A、細胞周期是指進行連續(xù)分裂的細胞,從一次分裂結束為始到下一次分裂結束為止,圖示過程為減數分裂過程中每條染色體上DNA含量的變化,故不能表示細胞周期,A錯誤;
B、b→c過程,每條染色體上的DNA由1→2,即DNA進行了復制,d→e過程,每條染色體上的DNA由2→1,即著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,B正確;
C、處于減數第二次分裂前期、中期的細胞,其染色體的兩條姐妹染色單體中一條含有15N標記,一條含有14N標記,減數第二次分裂后期,著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,被紡錘體牽引隨機移向細胞兩極,若含15N的染色體均移向同一極,含14N的染色體移向另一極,則會有細胞出現(xiàn)不含15N的現(xiàn)象,C錯誤;
D、由C項分析可知,子細胞中可能含有15N,也可能不含,D錯誤。
故選B。
7. 正常人攝食后,血液中的葡萄糖濃度會略微升高,通常情況下3小時后基本恢復正常。請回答下列問題:
(1)血液中葡萄糖的去向可以概括為以下幾個方面:①_____;②____;③____。
(2)在一次尿常規(guī)檢查中,甲檢測出尿糖,而乙未檢測出尿糖,據此______(填“能”或“不能”)直接判斷二者是否為糖尿病患者,原因是_____。
(3)胰腺分為外分泌部和內分泌部兩部分,外分泌部能分泌胰液,內分泌部主要分泌胰島素、胰高血糖素、生長抑素等激素。其中胰液的分泌受促胰液素的調節(jié),人體產生促胰液素的器官是_____。
(4)在正常的胰腺中,外分泌部分泌的胰液中有胰蛋白酶原,它在小腸腸腔中可由腸激酶激活,轉化為有活性的胰蛋白酶,但人體內的胰島素卻并沒有被胰蛋白酶水解。結合上述信息,推測原因可能是______。
【答案】(1) ①. 隨血液流經各組織時,被組織細胞攝取,氧化分解 ②. 在肝和骨骼肌細胞內合成肝糖原和肌糖原儲存起來 ③. 脂肪組織和肝可將葡萄糖轉變?yōu)榉翘俏镔|
(2) ①. 不能 ②. 出現(xiàn)尿糖≠患糖尿病,一次性攝糖過多的正常人或腎小管重吸收出現(xiàn)障礙的患者,也會出現(xiàn)尿糖,因此不能直接判斷甲是否為糖尿病患者;沒有出現(xiàn)尿糖≠不患糖尿病,糖尿病患者在患病早期雖然血糖濃度高于正常值,但一般不出現(xiàn)尿糖,因此不能直接判斷乙是否為糖尿病患者
(3)小腸 (4)人體內胰蛋白酶和胰島素的產生場所、運輸渠道、作用位置均不同
【解析】
【分析】血液中葡萄糖來源:食物中糖類的消化吸收、肝糖原的分解、非糖物質的轉化;血液中葡萄糖的去向可以概括為以下幾個方面:隨血液流經各組織時,被組織細胞攝取,氧化分解;在肝和骨骼肌細胞內合成肝糖原和肌糖原儲存起來;脂肪組織和肝可將葡萄糖轉變?yōu)榉翘俏镔|。
【小問1詳解】
葡萄糖作為能源物質,血液中葡萄糖的去向有隨血液流經各組織時,被組織細胞攝取,氧化分解(從而提供能量);當葡萄糖較為充足時,除了可以被細胞氧化分解利用外,還能在肝和骨骼肌細胞內合成肝糖原和肌糖原儲存起來;以及脂肪組織和肝可將葡萄糖轉變?yōu)榉翘俏镔|,例如氨基酸等。
【小問2詳解】
在一次尿常規(guī)檢查中,甲檢測出尿糖,而乙未檢測出尿糖,據此不能直接判斷二者是否為糖尿病患者,原因是出現(xiàn)尿糖≠(不等于)患糖尿病。一次性攝糖過多的正常人或腎小管重吸收出現(xiàn)障礙的患者,也會出現(xiàn)尿糖,因此不能直接判斷甲是否為糖尿病患者;沒有出現(xiàn)尿糖≠不患糖尿病,糖尿病患者在患病早期雖然血糖濃度高于正常值,但一般不出現(xiàn)尿糖,因此不能直接判斷乙是否為糖尿病患者。
【小問3詳解】
胰腺分為外分泌部和內分泌部兩部分,外分泌部能分泌胰液,內分泌部主要分泌胰島素、胰高血糖素、生長抑素等激素。其中胰液的分泌受促胰液素的調節(jié),促胰液素由小腸黏膜分泌作用于胰腺,可以促進胰腺分泌胰液,故人體產生促胰液素的器官是小腸。
【小問4詳解】
分析題干“在正常的胰腺中,外分泌部分泌的胰液中有胰蛋白酶原”,而胰島素是有胰腺內分泌部分泌的動物激素,人體內的胰島素卻并沒有被胰蛋白酶水解,可能原因是人體內胰蛋白酶和胰島素的產生場所、運輸渠道、作用位置均不同。
8. 清道夫,別稱吸盤魚,垃圾魚、琵琶魚,原產于南美洲,是雜食魚類,因喜食水族箱里的殘餌、污物起到凈化水質的作用,而得名“清道夫”。成年的清道夫食量巨大,除了吃藻類,水底垃圾之外,它還會大量吞食魚卵和魚苗,在我國屬于外來入侵物種。請回答下列問題:
(1)若要調查我國某河流中清道夫的種群密度,可采用_______法。某同學在用該方法調查清道夫的種群密度時,得到的調查結果比實際值大,可能的原因有______(答出1點即可)。
(2)若清道夫剛到一個新的環(huán)境中,種群數量出現(xiàn)了“J”形增長,原因是_____。
(3)清道夫入侵我國某水域后,使該水域中其他魚類的種群密度減小,其主要原因是清道夫能大量吞食魚卵和魚苗,破壞了其他魚類種群的_______,此時清道夫屬于生態(tài)系統(tǒng)中的______(填組成成分),具有_____的功能。
(4)當清道夫在野外大量繁殖時,會嚴重威脅當地生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性,使生態(tài)系統(tǒng)的______穩(wěn)定性降低。
【答案】(1) ①. 標記重捕 ②. 清道夫活動能力較強,導致部分標記物脫落;第一次捕捉的清道夫被標記后,由于受到驚嚇,第二次很難被捕捉到;調查期間,調查區(qū)域內有較多清道夫出生或遷入
(2)食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種
(3) ①. 年齡結構 ②. 消費者 ③. 加快生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動
(4)抵抗力
【解析】
【分析】1、標記重捕法適于調查活動能力強,活動范圍大的生物。
2、抵抗力穩(wěn)定性主要與生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結構的復雜程度有關,生物多樣性越高,營養(yǎng)結構越復雜,抵抗力穩(wěn)定性越強。
小問1詳解】
清道夫活動能力強,活動范圍大,調查其種群密度,可采用標記重捕法。由于清道夫活動能力較強,導致部分標記物脫落,此外,第一次捕捉的清道夫被標記后,由于受到驚嚇,第二次很難被捕捉到,再加上調查期間,調查區(qū)域內有較多清道夫出生或遷入,故該同學得到的調查結果比實際值大。
【小問2詳解】
在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種,清道夫的種群數量呈“J”形增長。
【小問3詳解】
清道夫能大量吞食魚卵和魚苗,使其他魚類的年齡結構改變,種群密度減小,在此過程中清道夫屬于生態(tài)系統(tǒng)中的消費者,具有加快生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動的功能。
【小問4詳解】
當清道夫在野外大量繁殖時,會嚴重破壞當地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡,使生態(tài)系統(tǒng)中物種數目減少,進而使生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性降低。
9. 研究人員發(fā)現(xiàn)了一種二倍體植物,其性別決定方式為XY型,存在多對易于區(qū)分的優(yōu)良性狀,適合用作遺傳實驗材料。該植物的葉形由等位基因A/a控制,產量高低由等位基因B/b控制,莖色由等位基因D/d控制,這三對等位基因獨立遺傳且控制莖色的基因位于X染色體上。現(xiàn)讓植株M與植株N作為親本進行雜交,分別統(tǒng)計F1中不同性狀的個體數量,結果如下圖所示。已知植株N表現(xiàn)為顯性性狀綠莖高產。不考慮X、Y染色體的同源區(qū)段,請回答下列問題:
(1)根據雜交結果分析,植株M的基因型應該為_____。若要判斷植株N的性別,則需要統(tǒng)計____。
(2)若植株M為雌性,選擇F1中表現(xiàn)為圓葉高產紫莖的植株與表現(xiàn)為細葉高產綠莖的植株進行雜交,F(xiàn)2中純合子所占比例為_____;再選擇F2中表現(xiàn)為圓葉綠莖的雌雄植株雜交,若只考慮葉形與莖色這兩對相對性狀,F(xiàn)3的表型及比例為_____。
(3)研究人員發(fā)現(xiàn)該植物的花色由另一對位于常染色體上的等位基因E/e控制,但讓表現(xiàn)為紅花的雜合雌雄植株雜交,子代總是表現(xiàn)為紅花:白花≈1:1.研究人員推測出現(xiàn)這種現(xiàn)象是由于含E基因的某種性別的配子致死。若不考慮其他變異,請根據題干信息先作出假設,再設計相關實驗以驗證假設____(寫出實驗思路及預期結果)。
【答案】(1) ①. AabbXdXd或AabbXdY ②. F1綠莖和紫莖中雌雄個體的數量
(2) ①. 1/8 ②. 圓葉綠莖:圓葉紫莖:細葉綠莖:細葉紫莖≈9:3:3:1
(3)假設:含有E基因的雌配子致死;實驗思路:選擇雜合紅花雌株與白花雄株進行雜交,觀察并統(tǒng)計F1的表型及比例;預期結果:若F1全部表現(xiàn)為白花,則假設成立,否則假設不成立
【解析】
【分析】1.該題中這三對等位基因獨立遺傳,符合基因自由組合定律。自由組合定律計算問題可用“拆分法”求解,解題思路是首先,將自由組合定律問題轉化為若干個分離定律問題,然后,按分離定律進行逐一分析。最后,將獲得的結果進行綜合,得到正確答案。該題要分析圖中每一對相對性狀的分離比,可推出親本的基因型。
2.據圖子代的性狀分離比和題目信息“植株N表現(xiàn)為顯性性狀綠莖高產”,可推出圓葉、高產、綠莖為顯性性狀。
【小問1詳解】
根據基因分離定律,據圖分析,子代細葉:圓葉=1:3,則圓葉為顯性性狀,親代都為Aa;子代綠莖:綠莖=1:1,則親代都為Bb和bb;子代高產:綠莖=1:1,且控制莖色的基因位于X染色體上,則親代為XDY和XdXd或XdY和XDXd,已知植株N表現(xiàn)為顯性性狀綠莖高產,基因型應該為AaBbXDY或AaBbXDXd,植株的基因型應該為AabbXdXd或AabbXdY。
控制莖色的基因位于X染色體上,若要判斷植株N的性別,則需要統(tǒng)計F1綠莖和紫莖中雌雄個體的數量才能判斷。
【小問2詳解】
據題目信息圓葉、高產、綠莖為顯性性狀,若植株M為雌性,基因型為AabbXdXd,植株N基因型為AaBbXDY,F(xiàn)1中表現(xiàn)為圓葉高產紫莖的植株基因型為2/3AaBbXdY、1/3AABbXdY,細葉高產綠莖基因型為aaBbXDXd,F(xiàn)2中純合子所占比例為2/3×1/2×1/2×3/4=1/8。
若只考慮葉形與莖色這兩對相對性狀,F(xiàn)1圓葉高產紫莖基因型為2/3AaXdY、1/3AAXdY,細葉綠莖基因型為aaXDXd,自由組合定律計算問題可用“拆分法”求解,兩對等位基因分別考慮,兩個親本都是測交組合,所以F2中表現(xiàn)為圓葉綠莖的雌雄植株的基因型為AaXDXd和AaXDY,兩對等位基因分別考慮,兩個親本都是雜交組合,因此F3的表型及比例為圓葉綠莖:圓葉紫莖:細葉綠莖:細葉紫莖≈9:3:3:1。
【小問3詳解】
根據題目信息假設:含有E基因的雌配子致死;為了驗證這個假設,可以用測交的方法進行檢驗,選擇雜合紅花雌株與白花雄株進行雜交,觀察并統(tǒng)計F1的表型及比例,若假設成立,雜合紅花雌株E基因的雌配子致死,只產生e基因的雌配子,白花雄株產生e基因的雌配子,后代全部都為白色,因此跟F1全部表現(xiàn)為白花,則假設成立,否則假設不成立。
10. 為探究施加氮肥對玉米(C4植物)光合作用的影響,某興趣小組首先通過查閱資料,學習玉米的光合作用和光呼吸過程(如下圖所示)。RuBP羧化酶在CO2濃度高時與CO2親和性更高,催化C5和CO2反應;在有光且O2濃度高時與O2親和性更高,進行光呼吸。
(1)由圖可知,與C3植物相比,C4植物能利用較低濃度的CO2進行光合作用的原因是C4植物中存在_____酶。
(2)由圖可知,玉米的光合作用過程中,光反應階段發(fā)生在______細胞中。
(3)由圖可知,在CO2濃度較低時,RuBP羧化酶與O2結合進行光呼吸的作用是_____。
(4)該興趣小組將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成兩組:對照組和施加氮肥組,測得相關生理指標如下表所示。
生理指標
對照組
施加氮肥組
葉綠素含量/(mg·g-1)
9.8
11.8
RuBP羧化酶活性/(μmol·h-1·g-1)
316
640
光合速率/(μmol·m-2·s-1)
6.5
8.5
①由上表可知,施加氮肥組玉米植株葉片更加蔥綠,原因是氮被吸收后,可參與_____的合成,該類物質存在于葉肉細胞中的_______(填具體的膜結構),作用是_____;另一方面,氮被吸收后也可參與RuBP羧化酶的合成,從而提升植株______的能力。
②綜合上述實驗結果可知,適量增施氮肥有利于提高玉米的光合速率。為有效促進玉米對氮肥的吸收,可在施加氮肥時適當補充水分,原因是______。
【答案】(1)PEP (2)葉肉
(3)生成CO2,提高細胞內CO2的濃度,有利于在CO2濃度較低時維持光合作用的進行
(4) ①. 葉綠素 ②. 類囊體薄膜##葉綠體類囊體薄膜 ③. 吸收﹑傳遞、轉化光能 ④. 固定CO2 ⑤. 補充水分可以使細胞內自由水/結合水的值增大,細胞代謝旺盛,產生更多能量,從而促進玉米根系對氮的主動運輸
【解析】
【分析】植物光合作用包括光反應和暗反應兩個階段,光反應的場所為類囊體薄膜,類囊體薄膜上分布光合色素和與光反應有關的酶,光反應的產物為ATP、NADPH和氧氣;其中ATP和NADPH可用于暗反應中C3的還原,暗反應包括二氧化碳的固定和C3的還原。
【小問1詳解】
據圖可知,C4植物的葉肉細胞中含有PEP酶,可以利用濃度較低的CO2,故與C3植物相比,C4植物能利用較低濃度的CO2進行光合作用的原因是C4植物中存在PEP酶。
小問2詳解】
結合題干可知,玉米為C4植物,從圖中可知,C4植物的葉肉細胞中的葉綠體有類囊體薄膜,無RuBP羧化酶,而維管束鞘細胞中的葉綠體沒有類囊體,有RuBP羧化酶,光合作用的光反應階段發(fā)生在類囊體薄膜上,故由圖可知,玉米的光合作用過程中,光反應階段發(fā)生在葉肉細胞中。
【小問3詳解】
由圖可知,在CO2濃度較低時,RuBP羧化酶與O2結合進行光呼吸,光呼吸的產物有CO2,生成CO2,二氧化碳作為光合作用的原料,提高細胞內CO2的濃度,有利于在CO2濃度較低時維持光合作用的進行。
【小問4詳解】
①由上表可知,施加氮肥組玉米植株葉片更加蔥綠,葉綠素的組成元素中含有N,當氮被吸收后,可參與葉綠素的合成,葉綠素存在于葉肉細胞中的 類囊體薄膜上(葉綠體類囊體薄膜),類囊體是光反應的場所,除了含有色素,還含有與光反應有關的酶,葉綠素的作用是吸收﹑傳遞、轉化光能,可以將光能轉化為ATP和NADPH中活躍的化學能;另一方面,氮被吸收后也可參與RuBP羧化酶的合成,從而提升植株固定CO2的能力。
②綜合上述實驗結果可知,適量增施氮肥有利于提高玉米的光合速率。為有效促進玉米對氮肥的吸收,而氮肥需要溶于水以離子的形式存在被植物根部細胞吸收,植物細胞吸收離子的方式通常為主動運輸,主動運輸的特點之一為需要消耗能量,故可在施加氮肥時適當補充水分,原因是補充水分可以使細胞內自由水/結合水的值增大,細胞代謝旺盛,產生更多能量,從而促進玉米根系對氮的主動運輸。
11. 在防治蔬菜病蟲害方面,科學家利用蘇云金芽孢桿菌和具有內生及防病等優(yōu)良性狀的枯草芽孢桿菌進行原生質體融合,構建了多功能工程菌,其作用效果與黃瓜葉枯病病菌的作用效果相反,對小菜蛾的校正殺蟲率在59%以上,并具有內生定殖能力。請回答下列問題:
(1)蘇云金芽孢桿菌與枯草芽孢桿菌細胞壁的主要成分是______,可選擇______(填“纖維素酶和果膠酶”“蛋白酶”或“溶菌酶”)對這兩種菌進行去壁處理,從而獲得兩者的原生質體。
(2)若誘導上述兩種菌的原生質體融合的方法與誘導植物細胞原生質體融合的方法相同,則可利用_____(答出2種即可)等方法誘導,實現(xiàn)原生質體的融合。
(3)從物理性質來講,應選用______培養(yǎng)基對構建的工程菌進行篩選,然后用_______培養(yǎng)基對工程菌進行擴大化培養(yǎng)。
(4)將熒光標記Taqman探針與待測樣本DNA混合,當探針完整時,不產生熒光。在PCR過程中,與目的基因結合的探針被TaqDNA聚合酶水解,R與Q分離后,在特定光的激發(fā)下R發(fā)出熒光(如圖1所示,R表示熒光基因,Q表示淬滅基因),隨著循環(huán)次數的增加,熒光信號強度增加,通過實時檢測熒光信號強度,可得Ct值(如圖2所示,Ct值表示達到熒光閾值所經歷的循環(huán)次數)。
依據上述原理,完善如下鑒定工程菌的實驗思路:
①分別提取純化蘇云金芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和上述工程菌的DNA,作為PCR擴增的_____。
②根據______原則,分別設計出能與蘇云金芽孢桿菌中的特異性DNA序列結合的Taqman探針A以及能與枯草芽孢桿菌中的特異性DNA序列結合的Taqman探針B.
③將等量的熒光標記的Taqman探針A和Taqman探針B分別加入步驟①三組DNA中進行PCR,并測量Ct值。工程菌組的Ct值應明顯______(填“大于”或“小于”)其余兩組。
【答案】(1) ①. 肽聚糖 ②. 溶菌酶
(2)電融合法、離心法、聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法
(3) ①. 固體 ②. 液體
(4) ①. 模板 ②. 堿基互補配對 ③. 小于
【解析】
【分析】PCR技術:1、概念:PCR全稱為聚合酶鏈式反應,是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術。2、原理:DNA復制。3、前提條件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對引物。4、條件:模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)。5、PCR反應過程是:變性→復性→延伸。6、結果:上述三步反應完成后,一個DNA分子就變成了兩個DNA分子,隨著重復次數的增多,DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反應過程都是在PCR擴增儀中完成的。
【小問1詳解】
蘇云金芽孢桿菌與枯草芽孢桿菌等細菌細胞壁的主要成分是肽聚糖,根據酶的專一性,選用溶菌酶可對細菌進行去壁處理。
【小問2詳解】
人工誘導植物原生質體融合的方法有物理法(離心、振動、電激等)和化學法(聚乙二醇)等。
【小問3詳解】
篩選菌株時需要挑菌落,需在固體培養(yǎng)基上進行,擴大培養(yǎng)時用液體培養(yǎng)基進行培養(yǎng),可使菌體與培養(yǎng)基更充分接觸。
【小問4詳解】
①由題意可知, 題干涉及目的基因位于蘇云金芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌中,同時需要工程菌的DNA作為載體,所以需提取三者DNA作為PCR擴增的模板,獲取相應的大量目的基因。
②設計探針的依據是堿基互補配對原則。
③Ct 值是指在PCR 擴增過程中,每個反應管內的熒光信號達到設定的熒光閾值時所經歷的擴增循環(huán)數。因此,當樣本中初始模板越多時,Ct 值就越小,而將熒光標記的Taqman探針與待測樣本DNA混合,當探針完整時,不產生熒光,所以工程菌組的Ct值應明顯小于其余兩組。
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