考試時間:75分鐘
注意事項:
1.答題前填寫好自己的姓名、班級、考號等信息
2.請將答案正確填寫在答題卡上
一、選擇題:本題共12小題,每題2分,共24分。在每小題給出的四個選項中有的只有一項符合要求。
1. 2019年,我國科考隊在太平洋馬里亞納海溝采集到一種藍(lán)細(xì)菌,其細(xì)胞內(nèi)存在由兩層膜組成的片層結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)可進(jìn)行光合作用與呼吸作用。在該結(jié)構(gòu)中,下列物質(zhì)存在的可能性最小的是( )
A. ATPB. NADP+C. NADHD. DNA
【答案】D
【解析】
【分析】藍(lán)細(xì)菌屬于原核生物,含有藻藍(lán)素和葉綠素,能進(jìn)行光合作用。
【詳解】由題干信息可知,采集到的藍(lán)細(xì)菌其細(xì)胞內(nèi)存在由兩層膜組成的片層結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)可進(jìn)行光合作用與呼吸作用,進(jìn)行光合作用時,光反應(yīng)階段可以將ADP和Pi轉(zhuǎn)化為ATP,NADP+和H+轉(zhuǎn)化為NADPH,用于暗反應(yīng),有氧呼吸的第一階段和第二階段都可以生成NADH,而DNA存在于藍(lán)細(xì)菌的擬核中,D正確,ABC錯誤。
故選D。
2. 弗蘭克氏菌是一種放線菌(屬于細(xì)菌界)能夠與沙棘等非豆科木本植物形成根瘤,進(jìn)行高效的共生固氮,促進(jìn)植物根系生長,增強(qiáng)其對旱、寒等逆境的適應(yīng)性。下列敘述錯誤的是( )
A. 沙棘可作為西北干旱地區(qū)的修復(fù)樹種
B. 弗蘭克氏菌進(jìn)行有氧呼吸第二階段的場所是線粒體基質(zhì)
C. 二者共生改良土壤條件,可為其他樹種的生長創(chuàng)造良好環(huán)境
D. 研究弗蘭克氏菌的遺傳多樣性有利于沙棘在生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用
【答案】B
【解析】
【分析】生態(tài)工程遵循著整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、自生等生態(tài)學(xué)基本原理。自生:生態(tài)系統(tǒng)具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與功能,一方面是源于其中的“生物”,生物能夠進(jìn)行新陳代謝、再生更新等;另一方面是這些生物之間通過各種相互作用(特別是種間關(guān)系)進(jìn)行自組織,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào),形成有序的整體。這一有序的整體可以自我維持。這種由生物組分而產(chǎn)生的自組織、自我優(yōu)化、自我調(diào)節(jié)、自我更新和維持就是系統(tǒng)的自生。遵循自生原理,需要在生態(tài)工程中有效選擇生物組分。
【詳解】A、結(jié)合題干,弗蘭克氏菌能夠與沙棘等非豆科木本植物形成根瘤,促進(jìn)植物根系生長,增強(qiáng)其對旱、寒等逆境的適應(yīng)性,故沙棘可作為西北干旱地區(qū)的修復(fù)樹種,A正確;
B、弗蘭克氏菌屬于原核生物,原核生物無線粒體,B錯誤;
C、弗蘭克氏菌能夠與沙棘等非豆科木本植物形成根瘤,進(jìn)行高效的共生固氮,二者共生改良土壤條件,可為其他樹種的生長創(chuàng)造良好環(huán)境,C正確;
D、弗蘭克氏菌能夠與沙棘等非豆科木本植物形成根瘤,利于固氮和增強(qiáng)植物的抗逆性,研究弗蘭克氏菌的遺傳多樣性有利于沙棘在生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用,D正確。
故選B。
3. 某病毒具有蛋白質(zhì)外殼,其遺傳物質(zhì)的堿基含量如表所示,下列敘述正確的是( )
A. 該病毒復(fù)制合成的互補(bǔ)鏈中G+C含量為51.2%
B. 被病毒侵入后的細(xì)胞中,病毒的遺傳物質(zhì)可能會引起此宿主細(xì)胞DNA變異
C. 病毒增殖需要的蛋白質(zhì)在自身核糖體合成
D. 病毒基因的遺傳符合分離定律
【答案】B
【解析】
【分析】據(jù)表可知,該病毒遺傳物質(zhì)中含有U,不含T,即該病毒為RNA病毒。病毒必需寄生在活細(xì)胞內(nèi)才能完成正常的生命活動。
【詳解】A、由表可知,該病毒為RNA病毒,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知,該病毒復(fù)制合成的互補(bǔ)鏈中G+C含量與原RNA含量一致,為48.8%,A錯誤;
B、逆轉(zhuǎn)錄病毒經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄得到DNA可能整合到宿主細(xì)胞的DNA上,引起宿主DNA變異,B正確;
C、病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),其不含有核糖體,病毒增殖需要的蛋白質(zhì)在宿主細(xì)胞的核糖體上合成,C錯誤;
D、必需是進(jìn)行有性生殖的真核生物的細(xì)胞核基因遺傳才遵循基因的分離定律,病毒基因的遺傳不符合分離定律,D錯誤。
故選B。
4. 磷酸鹽體系(/)和碳酸鹽體系(/)是人體內(nèi)兩種重要的緩沖體系。下列敘述錯誤的是( )
A. 有氧呼吸的終產(chǎn)物在機(jī)體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)?br>B. 細(xì)胞呼吸生成ATP的過程與磷酸鹽體系有關(guān)
C. 緩沖體系的成分均通過自由擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞
D. 過度劇烈運(yùn)動會引起乳酸中毒說明緩沖體系的調(diào)節(jié)能力有限
【答案】C
【解析】
【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第一 階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水,合成大量ATP。
2、無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段相同。無氧呼吸由于不同生物體中相關(guān)的酶不同,在植物細(xì)胞和酵母菌中產(chǎn)生酒精和二氧化碳,在動物細(xì)胞和乳酸菌中產(chǎn)生乳酸。
【詳解】A、有氧呼吸的終產(chǎn)物為二氧化碳和水,二氧化碳溶于水后形成H2CO3 ,再由H2CO3形成H+和HCO3-,A正確;
B、細(xì)胞呼吸生成ATP的過程與磷酸鹽體系有關(guān),如在細(xì)胞呼吸中磷酸鹽作為底物參與了糖酵解和檸檬酸循環(huán)等過程,B正確;
C、緩沖體系的成分如HCO3-、HPO42? 攜帶電荷,不能通過自由擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞,C錯誤;
D、機(jī)體內(nèi)環(huán)境中的緩沖物質(zhì)能夠?qū)θ樗崞鹁彌_作用,但過度劇烈運(yùn)動會引起乳酸中毒說明緩沖體系的調(diào)節(jié)能力有限,D正確。
故選C。
5. 甘肅隴南的“武都油橄欖”是中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品,其果肉呈黃綠色,子葉呈乳白色,均富含脂肪。由其生產(chǎn)的橄欖油含有豐富的不飽和脂肪酸,可廣泛用于食品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域。下列敘述錯誤的是( )
A. 不飽和脂肪酸的熔點(diǎn)較低,不容易凝固,橄欖油在室溫下通常呈液態(tài)
B. 蘇丹Ⅲ染液處理油橄欖子葉,在高倍鏡下可觀察到橘黃色的脂肪顆粒
C. 油橄欖種子萌發(fā)過程中有機(jī)物的含量減少,有機(jī)物的種類不發(fā)生變化
D. 脂肪在人體消化道內(nèi)水解為脂肪酸和甘油后,可被小腸上皮細(xì)胞吸收
【答案】C
【解析】
【分析】脂肪是由三分子脂肪酸與一分子甘油發(fā)生反應(yīng)而形成的酯,即三酰甘油(又稱甘油三酯)。其中甘油的分子比較簡單,而脂肪酸的種類和分子長短卻不相同。脂肪酸可以是飽和的,也可以是不飽和的。植物脂肪大多含有不飽和脂肪酸,在室溫時呈液態(tài);大多數(shù)動物脂肪含有飽和脂肪酸,室溫時呈固態(tài)。
【詳解】A、植物脂肪大多含有不飽和脂肪酸,不飽和脂肪酸的熔點(diǎn)較低,不容易凝固,橄欖油含有豐富的不飽和脂肪酸,在室溫下通常呈液態(tài),A正確;
B、油橄欖子葉富含脂肪,脂肪可被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色,因此在高倍鏡下可觀察到橘黃色的脂肪顆粒,B正確;
C、油橄欖種子萌發(fā)過程中由于細(xì)胞呼吸的消耗,有機(jī)物的總量減少,但由于發(fā)生了有機(jī)物的轉(zhuǎn)化,故有機(jī)物的種類增多,C錯誤;
D、脂肪是由三分子脂肪酸與一分子甘油發(fā)生反應(yīng)而形成的酯,脂肪在人體消化道內(nèi)水解為脂肪酸和甘油后,可被小腸上皮細(xì)胞吸收,D正確。
故選C。
6. 細(xì)胞內(nèi)不具備運(yùn)輸功能的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)是( )
A. 結(jié)合水B. 囊泡C. 細(xì)胞骨架D. tRNA
【答案】A
【解析】
【分析】細(xì)胞中水以自由水和結(jié)合水的形式存在,結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的主要組成成分,自由水是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑,是許多化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì),還參與細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)運(yùn)輸。
細(xì)胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),維持著細(xì)胞的形態(tài),錨定并支撐著許多細(xì)胞器,與細(xì)胞運(yùn)動、分裂、分化以及物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞等生命活動密切相關(guān)。
【詳解】A、結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分,不具備運(yùn)輸功能,A正確;
B、囊泡可運(yùn)輸分泌蛋白等,B錯誤;
C、細(xì)胞骨架與細(xì)胞運(yùn)動、分裂、分化以及物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞等生命活動密切相關(guān),C錯誤;
D、tRNA可運(yùn)輸氨基酸,D錯誤。
故選A。
7. 下列關(guān)于酶的敘述,正確的是( )
A. 作為生物催化劑,酶作用的反應(yīng)物都是有機(jī)物
B. 胃蛋白酶應(yīng)在酸性、37℃條件下保存
C. 酶在化學(xué)反應(yīng)中只能作為催化劑
D. 從成年牛、羊等草食類動物的腸道內(nèi)容物中可獲得纖維素酶
【答案】D
【解析】
【分析】酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,應(yīng)在最適pH、低溫條件下保存。原核生物只有唯一的細(xì)胞器核糖體,無細(xì)胞核和其他細(xì)胞器。
【詳解】A、一般來說,酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,但其作用的反應(yīng)物不一定是有機(jī)物,如過氧化氫酶作用的反應(yīng)物過氧化氫就是無機(jī)物,A錯誤;
B、胃蛋白酶應(yīng)在酸性、低溫下保存,B錯誤;
C、酶在化學(xué)反應(yīng)中也可能是反應(yīng)物,如蛋白酶水解其他酶,C錯誤;
D、成年牛、羊等草食類動物腸道中有可以分解纖維素的微生物,所以從其腸道內(nèi)容物中可以獲得纖維素酶,D正確。
故選D。
8. 種子萌發(fā)形成幼苗離不開糖類等能源物質(zhì),也離不開水和無機(jī)鹽。下列敘述正確的是( )
A. 種子吸收的水與多糖等物質(zhì)結(jié)合后,水仍具有溶解性
B. 種子萌發(fā)過程中糖類含量逐漸下降,有機(jī)物種類不變
C. 幼苗細(xì)胞中的無機(jī)鹽可參與細(xì)胞構(gòu)建,水不參與
D. 幼苗中的水可參與形成NADPH,也可參與形成NADH
【答案】D
【解析】
【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[ H]],合成少量 ATP ;第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[ H ],合成少量 ATP ;第三階段是氧氣和[ H ]反應(yīng)生成水,合成大量 ATP 。
2、光合作用:①光反應(yīng)場所在葉綠體類囊體薄膜,發(fā)生水的光解、 ATP 和 NADPH 的生成;②暗反應(yīng)場所在葉綠體的基質(zhì),發(fā)生CO2的固定和C3的還原,消耗 ATP 和 NADPH 。
【詳解】A、種子吸收的水與多糖等物質(zhì)結(jié)合后,這部分水為結(jié)合水,失去了溶解性,A錯誤;
B、種子萌發(fā)過程中糖類含量逐漸下降,有機(jī)物種類增加,B錯誤;
C、水也參與細(xì)胞構(gòu)成,如結(jié)合水是細(xì)胞的重要組成成分,C錯誤;
D、幼苗中的水可參與光合作用形成NADPH,也可通過有氧呼吸第二階段丙酮酸和水生成NADH,D正確。
故選D。
9. 溶酶體膜穩(wěn)定性下降,可導(dǎo)致溶酶體中酶類物質(zhì)外溢,引起機(jī)體異常,如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等。下列有關(guān)溶酶體的說法,錯誤的是( )
A. 溶酶體的穩(wěn)定性依賴其雙層膜結(jié)構(gòu)
B. 溶酶體中的蛋白酶在核糖體中合成
C. 從溶酶體外溢出的酶主要是水解酶
D. 從溶酶體外溢后,大多數(shù)酶的活性會降低
【答案】A
【解析】
【分析】溶酶體分布在動物細(xì)胞,是單層膜形成的泡狀結(jié)構(gòu),是細(xì)胞內(nèi)的“消化車間”,含多種水解酶,能分解衰老、損傷的細(xì)胞器,吞噬并且殺死侵入細(xì)胞的病毒和細(xì)菌。
【詳解】A、溶酶體不具有雙層膜結(jié)構(gòu),是單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器,其中含有多種水解酶,是細(xì)胞中消化車間,A錯誤;
B、溶酶體內(nèi)的蛋白酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),合成場所在核糖體,B正確;
C、溶酶體中含有多種水解酶,因此,從溶酶體外溢出的酶主要是水解酶,C正確;
D、溶酶體內(nèi)的pH比胞質(zhì)溶膠低,從溶酶體外溢后,由于pH不適宜,因此,大多數(shù)酶的活性會降低,D正確。
故選A。
10. 茶樹根細(xì)胞質(zhì)膜上的硫酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可轉(zhuǎn)運(yùn)硒酸鹽。硒酸鹽被根細(xì)胞吸收后,隨者植物的生長;吸收的大部分硒與胞內(nèi)蛋白結(jié)合形成硒蛋白,硒蛋白轉(zhuǎn)移到細(xì)胞壁中儲存。下列敘述錯誤的是( )
A. 硒酸鹽以離子的形式才能被根細(xì)胞吸收
B. 硒酸鹽與硫酸鹽進(jìn)入細(xì)胞可能存在競爭關(guān)系
C. 硒蛋白從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞壁需轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
D. 利用呼吸抑制劑可推測硒酸鹽的吸收方式
【答案】C
【解析】
【分析】根細(xì)胞從土壤吸收無機(jī)鹽離子的方式主要是主動運(yùn)輸,該運(yùn)輸方式的特點(diǎn)是:從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫?側(cè),需要載體蛋白的協(xié)助,同時還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。
【詳解】A、硒酸鹽是無機(jī)鹽,必需以離子的形式才能被根細(xì)胞吸收,A正確;
B、根據(jù)題意,由于根細(xì)胞質(zhì)膜上的硫酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可轉(zhuǎn)運(yùn)硒酸鹽,故硒酸鹽與硫酸鹽進(jìn)入細(xì)胞可能存在競爭關(guān)系,B正確;
C、硒蛋白從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞壁是通過胞吐的方式實(shí)現(xiàn)的,故不需轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,C錯誤;
D、利用呼吸抑制劑處理根細(xì)胞,根據(jù)處理前后根細(xì)胞吸收硒酸鹽的量可推測硒酸鹽的吸收方式,D正確。
故選C。
11. 為研究土壤中重金屬砷抑制擬南芥生長的原因,研究者檢測了高濃度砷酸鹽處理后擬南芥根的部分指標(biāo)。據(jù)圖分析,下列推測錯誤的是( )
A. 砷處理6h,根中細(xì)胞分裂素的含量會減少
B. 砷處理抑制根的生長可能與生長素含量過高有關(guān)
C. 增強(qiáng)LOG2蛋白活性可能緩解砷對根的毒害作用
D. 抑制根生長后,植物因吸收水和無機(jī)鹽的能力下降而影響生長
【答案】A
【解析】
【分析】生長素作用具有兩重性:低濃度促進(jìn)生長,高濃度抑制生長。
【詳解】A、分析圖1可知,砷處理6h,細(xì)胞分裂素水解酶基因相對表達(dá)量遠(yuǎn)低于細(xì)胞分裂素合成酶基因相對表達(dá)量,根中細(xì)胞分裂素的含量會增加,A錯誤;
B、結(jié)合圖2、3推測,與空白對照組相比,砷處理組生長素含量高但是根長度短,砷處理抑制根的生長可能與生長素含量過高有關(guān),B正確;
C、結(jié)合圖1,隨著砷處理時間的延長,LOG2基因相對表達(dá)量減少,推測增強(qiáng)LOG2蛋白活性可能緩解砷對根的毒害作用,C正確;
D、根可吸收水和無機(jī)鹽,抑制根生長后,植物因吸收水和無機(jī)鹽的能力下降而影響生長,D正確。
故選A。
12. 土壤鎘污染影響糧食生產(chǎn)和食品安全,是人類面臨的重要環(huán)境問題。種植富集鎘的植物可以修復(fù)鎘污染的土壤。為了篩選這些植物,某科研小組研究了土壤中添加不同濃度鎘后植物A和B的生長情況,以不添加鎘為對照(鎘含量0.82mg·kg-1)。一段時間后,測量植物的地上、地下生物量和植物體鎘含量,結(jié)果如下表。下列敘述錯誤的是( )
A. 在不同濃度的鎘處理下,植物A和B都發(fā)生了鎘的富集
B. 與植物A相比,植物B更適合作為土壤鎘污染修復(fù)植物
C. 在被鎘污染的土壤中,鎘對植物B生長的影響更大
D. 若以兩種植物作動物飼料,植物A的安全風(fēng)險更大
【答案】B
【解析】
【分析】本實(shí)驗的目的是為了篩選可以修復(fù)鎘污染土壤的植物,自變量為鎘的濃度和植物種類,因變量為植物的地上、地下生物量和植物體鎘含量。
【詳解】A、由表可知,與對照組相比,不同濃度的鎘處理下,植物A和B的植物體鎘含量都有所增加,說明植物A和B都發(fā)生了鎘的富集,A正確;
B、由表可知,在不同濃度的鎘處理下,植物A的植物體鎘含量,地上生物量和地下生物量都高于植物B,所以與植物B相比,植物A更適合作為土壤鎘污染修復(fù)植物,B錯誤;
C、由表可知,在相同的鎘濃度處理下,植物A的地上生物量和地下生物量都高于植物B,說明在被鎘污染的土壤中,鎘對植物B生長的影響更大,C正確;
D、由表可知,在不同濃度的鎘處理下,植物A的植物體鎘含量高于植物B,說明植物A對鎘的富集能力更強(qiáng),若以植物A作動物飼料,鎘會沿著食物鏈進(jìn)行富集,安全風(fēng)險更大,D正確。
故選B。
二、選擇題:本題共4小題,每題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中有的只有一項符合要求,有的有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全對給2分,有選錯的得0分。
13. 人的前胰島素原是由110個氨基酸組成的單鏈多肽。前胰島素原經(jīng)一系列加工后轉(zhuǎn)變?yōu)橛?1個氨基酸組成的活性胰島素,才具有降血糖的作用。該實(shí)例體現(xiàn)了生物學(xué)中“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的觀念。下列敘述與上述觀念不相符合的是( )
A. 熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)中分解者豐富多樣,其物質(zhì)循環(huán)的速率快
B. 高溫處理后的抗體,失去了與抗原結(jié)合的能力
C 硝化細(xì)菌沒有中心體,因而不能進(jìn)行細(xì)胞分裂
D. 草履蟲具有纖毛結(jié)構(gòu),有利于其運(yùn)動
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白質(zhì)的功能:
(1)免疫功能:抗體的本質(zhì)是免疫球蛋白,會與抗原結(jié)合形成沉淀團(tuán),被吞噬細(xì)胞消化分解。
(2)結(jié)構(gòu)功能:有些蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì),如人和動物的肌肉、毛發(fā)。
(3)催化功能:絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì),具有催化功能。
(4)運(yùn)輸功能:有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸載體的功能,如血紅蛋白運(yùn)輸氧氣。
(5)調(diào)節(jié)功能:有些蛋白質(zhì)有信息傳遞功能,能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動,如胰島素可以調(diào)節(jié)血糖。
【詳解】A、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括組成成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu),其中分解者屬于組成成分,其以動植物殘體、排泄物中的有機(jī)物質(zhì)為生命活動能源,并把復(fù)雜的有機(jī)物逐步分解為簡單的無機(jī)物,所以其重要功能是維持生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的正常進(jìn)行,以保證生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定,因此熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)中分解者豐富多樣,該生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)速率會加快,A不符合題意;
B、抗體的本質(zhì)是免疫球蛋白,會與抗原結(jié)合形成沉淀團(tuán),被吞噬細(xì)胞消化分解,高溫會破壞抗體(免疫球蛋白)的空間結(jié)構(gòu),使抗體失去生物活性(即生物學(xué)功能),所以無法與抗原結(jié)合,B不符合題意;
C、硝化細(xì)菌是原核生物,只含核糖體這一種細(xì)胞器,其分裂時,DNA分子附著在細(xì)胞膜上并復(fù)制為二,然后隨著細(xì)胞膜的延長,復(fù)制而成的兩個DNA分子彼此分開;同時細(xì)胞中部的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁向內(nèi)生長,形成隔膜,將細(xì)胞質(zhì)分成兩半,形成兩個子細(xì)胞,該過程即二分裂,依賴于細(xì)胞膜和細(xì)胞壁,C符合題意;
D、草履蟲的纖毛會輔助運(yùn)動,草履蟲靠纖毛的擺動在水中旋轉(zhuǎn)前進(jìn),還可幫助口溝攝食,D不符合題意。
故選C。
14. 水稻在苗期會表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢,其分蘗相當(dāng)于側(cè)枝。AUX1是參與水稻生長素極性運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白之一。下列分析正確的是( )
A. AUX1缺失突變體的分蘗可能增多
B. 分蘗發(fā)生部位生長素濃度越高越有利于分蘗增多
C. 在水稻的成熟組織中,生長素可進(jìn)行非極性運(yùn)輸
D. 同一濃度的生長素可能會促進(jìn)分蘗的生長,卻抑制根的生長
【答案】ACD
【解析】
【分析】1、生長素的產(chǎn)生:生長素的主要合成部位是幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子,由色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變而成。
2、生長素的運(yùn)輸:胚芽鞘、芽、幼葉、幼根中:生長素只能從形態(tài)學(xué)的上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端,而不能反過來運(yùn)輸,稱為極性運(yùn)輸;在成熟組織中:生長素可以通過韌皮部進(jìn)行非極性運(yùn)輸。
3.生長素的分布:各器官均有分布,但相對集中地分布于新陳代謝旺盛的部分;老根(葉)>幼根(葉);分生區(qū)>伸長區(qū);頂芽>側(cè)芽。
【詳解】A、AUX1缺失突變體導(dǎo)致生長素不能正常運(yùn)輸,頂端優(yōu)勢消失,分蘗可能增多,A正確;
B、分蘗發(fā)生部位生長素濃度過高時會對分蘗產(chǎn)生抑制,導(dǎo)致分蘗減少,B錯誤;
C、在成熟組織中,生長素可以通過韌皮部進(jìn)行非極性運(yùn)輸,C正確;
D、根對生長素的敏感程度高于芽,同一濃度的生長素可能會促進(jìn)分蘗的生長,卻抑制根的生長,D正確。
故選ACD。
15. 鈣調(diào)蛋白是廣泛存在于真核細(xì)胞的Ca2+感受器。小鼠鈣調(diào)蛋白兩端有近似對稱的球形結(jié)構(gòu),每個球形結(jié)構(gòu)可結(jié)合2個Ca2+。下列敘述正確的是( )
A. 鈣調(diào)蛋白的合成場所是核糖體
B. Ca2+是鈣調(diào)蛋白的基本組成單位
C. 鈣調(diào)蛋白球形結(jié)構(gòu)的形成與氫鍵有關(guān)
D. 鈣調(diào)蛋白結(jié)合Ca2+后,空間結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化
【答案】ACD
【解析】
【分析】蛋白質(zhì)的合成場所為核糖體,組成蛋白質(zhì)的基本單位為氨基酸,蛋白質(zhì)一定含有的元素為C、H、O、N。
【詳解】A、鈣調(diào)蛋白的合成場所是核糖體,核糖體是生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器,A正確;
B、Ca2+不是鈣調(diào)蛋白的基本組成單位,鈣調(diào)蛋白的基本組成單位是氨基酸,B錯誤;
C、氨基酸之間能夠形成氫鍵等,從而使得肽鏈能夠盤曲、折疊,形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子,鈣調(diào)蛋白球形結(jié)構(gòu)的形成與氫鍵有關(guān),C正確;
D、小鼠鈣調(diào)蛋白兩端有近似對稱的球形結(jié)構(gòu),每個球形結(jié)構(gòu)可結(jié)合2個Ca2+,鈣調(diào)蛋白結(jié)合Ca2+后,空間結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化,D正確。
故選ACD。
16. 研究人員對小鼠進(jìn)行致病性大腸桿菌接種,構(gòu)建腹瀉模型。用某種草藥進(jìn)行治療,發(fā)現(xiàn)草藥除了具有抑菌作用外,對于空腸、回腸黏膜細(xì)胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相對表達(dá)量也有影響,結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是( )
A. 水的吸收以自由擴(kuò)散為主、水通道蛋白的協(xié)助擴(kuò)散為輔
B. 模型組空腸黏膜細(xì)胞對腸腔內(nèi)水的吸收減少,引起腹瀉
C. 治療后空腸、回腸AQP3相對表達(dá)量提高,緩解腹瀉,減少致病菌排放
D. 治療后回腸AQP3相對表達(dá)量高于對照組,可使回腸對水的轉(zhuǎn)運(yùn)增加
【答案】BCD
【解析】
【分析】1、自由擴(kuò)散是物質(zhì)從高濃度擴(kuò)散至低濃度,不需要載體協(xié)助也不耗能;協(xié)助擴(kuò)散是物質(zhì)從高濃度擴(kuò)散至低濃度,需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助,但不耗能,轉(zhuǎn)運(yùn)速率受轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量制約。
2、水通道蛋白是一種位于細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)(內(nèi)在膜蛋白),在細(xì)胞膜上組成“孔道”,可控制水在細(xì)胞的進(jìn)出,就像是“細(xì)胞的水泵”一樣。
【詳解】A、水分子跨膜運(yùn)輸?shù)闹饕绞绞墙?jīng)過水通道蛋白的協(xié)助擴(kuò)散,A錯誤;
B、模型組空腸AQP3相對表達(dá)量降低,空腸黏膜細(xì)胞對腸腔內(nèi)水的吸收減少,引起腹瀉,B正確;
C、治療后空腸、回腸AQP3相對表達(dá)量提高,對水的轉(zhuǎn)運(yùn)增加,緩解腹瀉,減少致病菌排放,C正確;
D、治療組回腸AQP3相對表達(dá)量高于對照組,可使回腸對水的轉(zhuǎn)運(yùn)增加,D正確。
故選BCD。
三、非選擇題(除標(biāo)注外,每空2分,共60分)
17. 氣孔是指植物葉表皮組織上兩個保衛(wèi)細(xì)胞之間的孔隙。植物通過調(diào)節(jié)氣孔大小,控制CO2進(jìn)入和水分的散失,影響光合作用和含水量。科研 工作者以擬南芥為實(shí)驗材料,研究并發(fā)現(xiàn)了相關(guān)環(huán)境因素調(diào)控氣孔關(guān)閉的機(jī)理(圖1)。已知ht1基因、rhc1基因各編碼蛋白甲和乙中的一種,但對應(yīng)關(guān)系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突變體(h)、rhc1基因功能缺失突變體(r)和ht1/rhc1雙基因功能缺失突變體(h/r),進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗,結(jié)果如圖2所示。(圖2中均為CO2)
回答下列問題:
(1)保衛(wèi)細(xì)胞液泡中的溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到胞外,導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞___(填“吸水”或“失水”),引起氣孔關(guān)閉,進(jìn)而使植物光合作用速率___(填“增大”或“不變”或“減小”)。
(2)圖2中的wt組和r組對比,說明高濃度CO2時rhc1基因產(chǎn)物___(填“促進(jìn)”或“抑制”)氣孔關(guān)閉。
(3)由圖1可知,短暫干旱環(huán)境中,植物體內(nèi)脫落酸含量上升,這對植物的積極意義是___。
(4)根據(jù)實(shí)驗結(jié)果判斷:編碼蛋白乙的基因是___(填“ht1”或“rhc1”)。
【答案】(1) ①. 失水 ②. 減小
(2)促進(jìn) (3)干旱條件下脫落酸含量升高,能夠抑制氣孔開放,能夠減少蒸騰作用,保存植物體內(nèi)水分,使植物能夠在干旱中生存
(4)ht1
【解析】
【分析】1、溶液的滲透壓是指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力。
2、脫落酸在根冠和萎蔫的葉片中合成較多,在將要脫落和進(jìn)入休眠期的器官和組織中含量較多,脫落酸是植物生長抑制劑,它能夠抑制細(xì)胞的分裂和種子的萌發(fā),還有促進(jìn)葉和果實(shí)的衰老和脫落,促進(jìn)休眠和提高抗逆能力等作用。
3、分析圖2可知,高濃度CO2時,r組氣孔開放度均高于wt組、h組和h/r組,結(jié)合圖1分析,高濃度CO2時蛋白甲經(jīng)過一系列調(diào)控機(jī)制最終使氣孔關(guān)閉。r組是rhc1基因功能缺失突變體,高濃度CO2時,r組氣孔開放度高,說明缺失rhc1基因編碼的蛋白質(zhì)不能夠引起氣孔關(guān)閉,由此推測,rhc1基因編碼的是蛋白甲。
【小問1詳解】
保衛(wèi)細(xì)胞液泡中的溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到胞外,導(dǎo)致細(xì)胞液的滲透壓降低,保衛(wèi)細(xì)胞失水引起氣孔關(guān)閉。氣孔關(guān)閉后,CO2吸收減少,光合速率減小。
【小問2詳解】
根據(jù)題干信息可知,r組是rhc1基因功能缺失突變體,即缺少rhc1基因產(chǎn)物,wt組能正常表達(dá)rhc1基因產(chǎn)物。由圖2可知,高濃度CO2時,wt組氣孔開放度低于r組,說明rhc1基因產(chǎn)物能促進(jìn)氣孔關(guān)閉。
【小問3詳解】
脫落酸是植物生長抑制劑,它能夠抑制細(xì)胞的分裂和種子的萌發(fā),還有促進(jìn)葉和果實(shí)的衰老和脫落。干旱條件下脫落酸含量升高,促進(jìn)葉片脫落,抑制氣孔開放,能夠減少蒸騰作用,保存植物體內(nèi)水分,使植物能夠在干旱中生存。
【小問4詳解】
根據(jù)圖1可知,蛋白甲、乙作用的上下游關(guān)系為蛋白甲在上游、蛋白乙在下游,即缺失蛋白甲,蛋白乙仍然能夠發(fā)揮調(diào)控作用,而若缺失蛋白乙,則蛋白甲即使存在也不能發(fā)揮調(diào)控作用,因蛋白甲必須通過蛋白乙發(fā)揮作用。根據(jù)圖2,h組、h/r組氣孔開度相同,可知在缺失h的前提下,r存在與否都不影響氣孔開度,即r不能單獨(dú)發(fā)揮調(diào)控作用,必須通過h進(jìn)行調(diào)控,即r在h上游;r組、h/r組氣孔開度不同,可知在缺失r的前提下,h仍然能夠發(fā)揮調(diào)控作用,h在r下游。綜上,蛋白甲、乙關(guān)系為甲→乙,h和r關(guān)系為r→h,可知甲對應(yīng)r,即蛋白甲由rhc1編碼,乙對應(yīng)h,即蛋白乙由ht1編碼。
18. 遺傳性牙齦纖維瘤?。℉GF)是一種罕見的口腔遺傳病,嚴(yán)重影響咀嚼、語音、美觀及心理健康。2022年,我國科學(xué)家對某一典型的HGF家系(如圖)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)ZNF862基因突變導(dǎo)致HGF發(fā)生。
回答下列問題:
(1)據(jù)圖分析,HGF最可能的遺傳方式是_________。假設(shè)該致病基因的頻率為p,根據(jù)最可能的遺傳方式,Ⅳ2生育一個患病子代的概率為_______(列出算式即可)。
(2)為探究ZNF862 基因的功能,以正常人牙齦成纖維細(xì)胞為材料設(shè)計實(shí)驗,簡要寫出設(shè)計思路:_______。為從個體水平驗證ZNF862基因突變導(dǎo)致HGF,可制備攜帶該突變的轉(zhuǎn)基因小鼠,然后比較______的差異。
(3)針對HGF這類遺傳病,通過體細(xì)胞基因組編輯等技術(shù)可能達(dá)到治療的目的。是否也可以通過對人類生殖細(xì)胞或胚胎進(jìn)行基因組編輯來防治遺傳病?作出判斷并說明理由________。
【答案】(1) ①. 常染色體顯性遺傳病 ②. (1+p)/2
(2) ①. 將正常細(xì)胞分為甲乙兩組,其中甲組敲除ZNF862基因,觀察甲乙兩組細(xì)胞表型從而探究該基因的功能 ②. 轉(zhuǎn)基因小鼠和正常小鼠牙齦
(3)不可以,違反法律和倫理,且存在安全隱患。
【解析】
【分析】人類遺傳病分為單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體異常遺傳?。?br>(1)單基因遺傳病包括常染色體顯性遺傳?。ㄈ绮⒅福?、常染色體隱性遺傳?。ㄈ绨谆。?、伴X染色體隱性遺傳?。ㄈ缪巡?、色盲)、伴X染色體顯性遺傳病(如抗維生素D佝僂?。?;
(2)多基因遺傳病是由多對等位基因異常引起的,如青少年型糖尿??;
(3)染色體異常遺傳病包括染色體結(jié)構(gòu)異常遺傳?。ㄈ缲埥芯C合征)和染色體數(shù)目異常遺傳?。ㄈ?1三體綜合征)
【小問1詳解】
由圖可知,該病男女患者數(shù)量相當(dāng),且代代遺傳,因此該病最可能的遺傳方式為常染色體顯性遺傳??;假設(shè)該病由基因A/a控制,則致病基因A的基因頻率為p,正?;騛的基因頻率為1-p,Ⅳ2的基因型為Aa,產(chǎn)生配子基因型為1/2A和1/2a,正常人中基因型為AA的概率為p2,基因型為Aa的概率為2p(1-p),基因型為aa的概率為(1-p)2,Ⅳ2與AA生育患病子代的概率為p2,與Aa生育患病子代的概率為2p(1-p)×3/4,與aa生育患病子代的概率為(1-p)2×1/2,故Ⅳ2生育一個患病子代的概率為p2+2p(1-p)×3/4+(1-p)2×1/2=(1+p)/2。(因IV2的基因型為Aa,其遺傳A給后代的概率是1/2,此時無論父方如何,子代一定患病,故概率為1/2×1;其遺傳a給后代的概率是1/2,在這種情形下,父方遺傳A給后代,子代才患病,而其概率就等于A的基因頻率即p,故子代患病概率為1/2*p;綜上,子代患病概率為1/2+p/2=(1+p)/2。)
【小問2詳解】
從細(xì)胞水平分析,培養(yǎng)該細(xì)胞,敲除ZNF862基因,觀察細(xì)胞表型等變化,通過比較含有該基因時的細(xì)胞表型從而探究該基因的功能,設(shè)計思路為:將正常細(xì)胞分為甲乙兩組,其中甲組敲除ZNF862基因,觀察甲乙兩組細(xì)胞表型從而探究該基因的功能;從個體水平分析,通過比較轉(zhuǎn)基因小鼠和正常小鼠牙齦差異可得出該基因的功能。
【小問3詳解】
一般不通過對人類生殖細(xì)胞或胚胎進(jìn)行基因組編輯來防治遺傳,該方式違反法律和倫理,且存在安全隱患。
19. 神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制。去甲腎上腺素(NA)既是去甲腎上腺素能神經(jīng)元產(chǎn)生的神經(jīng)遞質(zhì),也是一種由腎上腺髓質(zhì)合成和分泌的激素。一些科學(xué)家在脾臟中發(fā)現(xiàn)了能分泌NA的神經(jīng)纖維,這些神經(jīng)纖維的末梢與淋巴細(xì)胞有突觸樣接觸?;卮鹣铝袉栴}。
(1)在細(xì)胞間傳遞信息的NA由________________合成并分泌,血液中的NA主要來自________________。
(2)研究發(fā)現(xiàn),“下丘腦—垂體—腎上腺軸”(HPA軸)是腦調(diào)控免疫系統(tǒng)的主要傳出通路,抗原刺激機(jī)體免疫細(xì)胞產(chǎn)生的__________________(填一種免疫活性物質(zhì))會激活HPA軸的活動,最終通過腎上腺產(chǎn)生的糖皮質(zhì)激素來抑制免疫活動過度增強(qiáng)。上述過程通過兩種調(diào)節(jié)機(jī)制即__________________實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的維持。
(3)研究人員切除小鼠垂體后,小鼠的淋巴器官萎縮,幾乎所有的特異性免疫功能退化,注射催乳素和生長激素會逆轉(zhuǎn)上述退化。據(jù)此實(shí)驗結(jié)果你能得出的結(jié)論是___________________________(至少答出一條)。
【答案】 ①. 去甲腎上腺素能神經(jīng)元和腎上腺髓質(zhì)(細(xì)胞) ②. 腎上腺髓質(zhì) ③. 淋巴因子 ④. 分級調(diào)節(jié)和反饋調(diào)節(jié) ⑤. 幾乎所有特異性免疫功能的正常維持都受垂體的影響、垂體分泌的催乳素和生長激素對免疫調(diào)節(jié)發(fā)揮重要作用
【解析】
【分析】由題干信息“去甲腎上腺素(NA)既是去甲腎上腺素能神經(jīng)元產(chǎn)生的神經(jīng)遞質(zhì),也是一種由腎上腺髓質(zhì)合成和分泌的激素”可知,去甲腎上腺素既參與神經(jīng)調(diào)節(jié)又參與體液調(diào)節(jié),據(jù)此答題。
【詳解】(1)NA既是神經(jīng)遞質(zhì)又屬于激素,由去甲腎上腺素能神經(jīng)元和腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞合成并分泌;血液循環(huán)中的NA主要來自腎上腺髓質(zhì),神經(jīng)遞質(zhì)大都在突觸間隙中,發(fā)揮作用后會被滅活或回收至突觸前膜內(nèi),不通過血液傳送。
(2)免疫活性物質(zhì)中只有淋巴因子具有信息傳遞功能,抗體和溶菌酶的作用是與病原體(或抗原)結(jié)合發(fā)揮免疫功能,而非傳遞信息。下丘腦→垂體→腎上腺的調(diào)節(jié)屬于分級調(diào)節(jié);抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生的淋巴因子作用于HPA軸,最終調(diào)節(jié)免疫活動,屬于反饋調(diào)節(jié)。
(3)切除垂體會導(dǎo)致淋巴器官萎縮、幾乎所有的特異性免疫功能退化,說明幾乎所有特異性免疫功能的正常維持都受垂體的影響,而注射催乳素和生長激素(均由垂體產(chǎn)生)卻能夠恢復(fù)正常,說明這兩種激素對免疫調(diào)節(jié)發(fā)揮重要作用。
【點(diǎn)睛】本題考查神經(jīng)調(diào)節(jié)及體液調(diào)節(jié)和免疫調(diào)節(jié)的相關(guān)知識,意在考查學(xué)生的理解能力和判斷能力,運(yùn)用所學(xué)知識綜合分析問題的能力。
20. 福壽螺是一種外來入侵物種,因其食性廣泛、繁殖力強(qiáng),給輸入地的生態(tài)系統(tǒng)造成不利影響?;卮鹣铝袉栴}:
(1)某稻田生態(tài)系統(tǒng)中,福壽螺以水稻為食,鴨以福壽螺為食。上述生物組成的食物鏈中,消費(fèi)者是______。
(2)研究人員統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),福壽螺入侵某生態(tài)系統(tǒng)后,種群數(shù)量呈指數(shù)增長。從食物和天敵的角度分析,其原因是____________。
(3)物種多樣性與群落內(nèi)物種的豐富度和均勻度相關(guān)(均勻度指群落內(nèi)物種個體數(shù)目分配的均勻程度。一定條件下,物種均勻度提高,多樣性也會提高)。研究人員統(tǒng)計了福壽螺入侵某濕地生態(tài)系統(tǒng)前后,群落中各科植物的種類及占比(見表)。分析表中的數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn),福壽螺的入侵使得該群落中植物的物種多樣性______,判斷依據(jù)是______。
(4)通過“稻鴨共育”技術(shù)在稻田中引入鴨防治福壽螺的危害,屬于______防治。為了驗證“稻鴨共育”技術(shù)防治福壽螺的效果,研究人員在引入鴨之前,投放了一定數(shù)量的幼齡、中齡和老齡福壽螺(占比分別為70%、20%和10%);引入鴨一段時間后,發(fā)現(xiàn)鴨對幼齡、中齡和老齡福壽螺的捕食率分別為95.2%、60.3%和1.2%,結(jié)果表明該技術(shù)能防治福壽螺危害。從種群年齡結(jié)構(gòu)變化的角度分析,其原因是__________________。
【答案】(1)福壽螺和鴨
(2)福壽螺可以吃的生物種類多,且沒有捕食福壽螺的天敵,數(shù)量增長較快
(3) ①. 下降 ②. 物種數(shù)量減少,均勻度下降
(4) ①. 生物 ②. 引入鴨一段時間后,發(fā)現(xiàn)鴨對幼齡、中齡和老齡福壽螺的捕食率分別為95.2%、60.3%和1.2%,會導(dǎo)致之后幼齡和中齡的個體數(shù)剩余少于老齡個體數(shù),年齡結(jié)構(gòu)會逐漸變?yōu)樗ネ诵?,最終數(shù)量減少甚至滅絕,所以該技術(shù)能防治福壽螺危害。
【解析】
【分析】生態(tài)系統(tǒng)的成分包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和非生物的物質(zhì)和能量,而食物鏈一般只包括生產(chǎn)者和消費(fèi)者。
【小問1詳解】
某稻田生態(tài)系統(tǒng)中,福壽螺以水稻為食,鴨以福壽螺為食,上述生物組成的食物鏈中水稻為生產(chǎn)者,福壽螺和鴨為消費(fèi)者。
【小問2詳解】
福壽螺入侵某生態(tài)系統(tǒng)后,種群數(shù)量呈指數(shù)增長的原因可能是該生態(tài)系統(tǒng)中福壽螺可以吃的生物種類多,且沒有捕食福壽螺的天敵,數(shù)量增長較快。
【小問3詳解】
均勻度指群落內(nèi)物種個體數(shù)目分配的均勻程度。一定條件下,物種均勻度提高,多樣性也會提高,由表格可知,入侵后各物種的個體數(shù)量占比差異增大,即物種均勻度降低,所以福壽螺的入侵使得該群落中植物的物種多樣性減小。
【小問4詳解】
通過“稻鴨共育”技術(shù)在稻田中引入鴨防治福壽螺的危害,屬于生物防治;
引入鴨一段時間后,發(fā)現(xiàn)鴨對幼齡、中齡和老齡福壽螺的捕食率分別為95.2%、60.3%和1.2%,會導(dǎo)致之后幼齡和中齡的個體數(shù)剩余少于老齡個體數(shù),年齡結(jié)構(gòu)會逐漸變?yōu)樗ネ诵?,最終數(shù)量減少甚至滅絕,所以該技術(shù)能防治福壽螺危害。
21. 新城疫病毒可引起家禽急性敗血性傳染病,我國科學(xué)家將該病毒相關(guān)基因改造為r2HN,使其在水稻胚乳特異表達(dá),制備獲得r2HN疫苗,并對其免疫效果進(jìn)行了檢測?;卮鹣铝袉栴}:
(1)實(shí)驗所用載體的部分結(jié)構(gòu)及其限制酶識別位點(diǎn)如圖1所示。其中GtP為啟動子,Ns為終止子。若使r2HN僅在水稻胚乳表達(dá),GtP應(yīng)為___啟動子。r2HN基因內(nèi)部不含載體的限制酶識別位點(diǎn)。因此,可選擇限制酶___和EcRI對r2HN基因與載體進(jìn)行酶切,用于表達(dá)載體的構(gòu)建。
(2)利用___方法將r2HN基因?qū)胨居鷤M織。為檢測r2HN表達(dá)情況,可通過PCR技術(shù)檢測mRNA表達(dá)水平,通過___技術(shù)檢測是否翻譯出r2HN蛋白。
(3)獲得轉(zhuǎn)基因植株后,通常選擇單一位點(diǎn)插入目的基因的植株進(jìn)行研究。此類植株自交一代后,r2HN純合體植株的占比為___。
(4)制備r2HN疫苗后,為研究其免疫效果,對實(shí)驗組雞進(jìn)行接種,對照組注射疫苗溶劑。檢測兩組雞體內(nèi)抗新城疫病毒抗體水平和特異應(yīng)答的CD8+T細(xì)胞(細(xì)胞毒性T細(xì)胞)水平,結(jié)果如圖2所示。據(jù)此分析,獲得的r2HN疫苗能夠成功激活雞的___免疫。
(5)利用水稻作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)r2HN疫苗的優(yōu)點(diǎn)是___(答出兩點(diǎn)即可)。
【答案】(1) ①. 在胚乳中特異性表達(dá)的 ②. Hind III
(2) ①. 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 ②. 抗原-抗體雜交
(3)1/4##25%
(4)體液和細(xì)胞 (5)不受性別的限制、可大量種植、成本低、安全性高
【解析】
【分析】基因工程是一項體外DNA重組技術(shù),需要借助限制酶、 DNA 連接酶和載體等工具才能進(jìn)行。它的基本操作程序包括:目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞和目的基因的檢測與鑒定。
【小問1詳解】
根據(jù)題干信息可知:利用水稻細(xì)胞培育能表達(dá)r2HN的水稻胚乳細(xì)胞生物反應(yīng)器,在胚乳中特異性表達(dá)的啟動子在水稻胚乳細(xì)胞中更容易被RNA聚合酶識別和結(jié)合而驅(qū)動轉(zhuǎn)錄。Ns為終止子,終止子可以終止轉(zhuǎn)錄。r2HN基因內(nèi)部不含載體的限制酶識別位點(diǎn)。Kpn I破壞了啟動子序列不能選用,Sac I位于終止子序列之外不能選用,則為了將目的基因插入載體的啟動子和終止子之間,則需要用限制酶Hind III和EcR I對r2HN基因與載體進(jìn)行酶切,用于表達(dá)載體的構(gòu)建。
【小問2詳解】
獲得水稻愈傷組織后,通過農(nóng)桿菌的侵染,使目的基因進(jìn)入水稻細(xì)胞并完成轉(zhuǎn)化。為檢測r2HN表達(dá)情況,可通過PCR技術(shù)檢測轉(zhuǎn)錄的r2HN mRNA,可從轉(zhuǎn)基因水稻中提取蛋白質(zhì),用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交檢測是否翻譯出r2HN蛋白。
【小問3詳解】
獲得轉(zhuǎn)基因植株后,通常選擇單一位點(diǎn)插入目的基因的植株進(jìn)行研究。單一位點(diǎn)插入目的基因的植株,則相當(dāng)于雜合子,雜合子自交,后代含有r2HN基因的純合子為1/4。
【小問4詳解】
據(jù)圖可知,實(shí)驗組的抗體水平和CD8+T細(xì)胞水平都比對照組高,說明通過體液免疫產(chǎn)生了抗體,通過細(xì)胞免疫產(chǎn)生了細(xì)胞毒性T細(xì)胞,即r2HN疫苗能夠成功激活雞的特異性免疫,即體液免疫和細(xì)胞免疫。
【小問5詳解】
通過水稻作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)r2HN疫苗具有不受性別的限制、可大量種植、成本低、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。堿基種類
A
C
G
T
U
含量(%)
31.2
20.8
28.0
0
20.0
鎘濃度(mg·kg-1)
地上生物量(g·m-2)
地下生物量(g·m-2)
植物體鎘含量(mg·kg-1)
植物A
植物B
植物A
植物B
植物A
植物B
對照
120.7
115.1
23.5
18.0
2.5
2.7
2
101.6
42.5
15.2
7.2
10.1
5.5
5
105.2
35.2
14.3
4.1
12.9
7.4
10
97.4
28.3
12.1
2.3
27.4
11.6
入侵前
入侵后

物種數(shù)目(種)
各物種的個體數(shù)量占比范圍(%)
物種數(shù)目(種)
各物種的個體數(shù)量占比范圍(%)

10
4.6~4.8
8
1.1~1.8

9
3.1~3.3
7
1.8~2.5

5
3.1~3.3
4
3.0~3.2

3
2.7~2.8
3
19.2~22.8
總個體數(shù)(個):2530
總個體數(shù)(個):2550

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