一、單項選擇題:每題只有一個選項最符合題意。
1. 下列關于單體和多聚體的敘述,正確的是( )
A. 多糖、脂肪、蛋白質、核酸等生物大分子構成細胞生命大廈的基本框架
B. 生物大分子是由許多單體連接成的多聚體,單體都以碳鏈為基本骨架
C. 催化單體核苷酸脫水縮合形成多聚體核酸分子的酶是DNA聚合酶
D. 多聚體徹底水解得到的一定是單體,蛋白質水解得到的單體種類比多糖多
【答案】B
【解析】
【分析】1、生物大分子:指的是作為生物體內主要活性成分的各種分子量達到上萬或更多的有機分子。常見的生物大分子包括:蛋白質、核酸、糖類中的多糖。
2、細胞骨架是真核細胞中由蛋白質聚合而成的三維的纖維狀網(wǎng)架體系。細胞骨架包括微絲、微管和中間纖維。細胞骨架在細胞分裂、細胞生長、細胞物質運輸、細胞壁合成等等許多生命活動中都具有非常重要的作用。
【詳解】A、脂肪不是多聚體,不是生物大分子,A錯誤;
B、生物大分子是由許多單體連接成的多聚體,單體都以碳鏈為基本骨架,B正確;
C、催化脫氧核苷酸脫水縮合形成脫氧核糖核酸的酶是DNA聚合酶,催化核糖核苷酸脫水縮合形成核糖核酸的酶是RNA聚合酶,C錯誤;
D、核酸徹底水解得到的不是單體核苷酸,而是磷酸、五碳糖和含氮堿基,D錯誤。
故選B。
2. 腫瘤細胞主要依賴無氧呼吸產(chǎn)生ATP,這使得腫瘤細胞內pH降低。在該環(huán)境下,進入細胞的由光敏劑組裝成的納米顆粒帶正電并可以與細胞內的核酸結合,光敏劑被光激發(fā)后產(chǎn)生的自由基(ROS)對細胞造成損傷并導致細胞衰老,因此該光敏劑組裝成的納米顆粒可用于腫瘤的治療。下列說法錯誤的是( )
A. 與正常細胞相比癌細胞需要吸收大量的葡萄糖來為生命活動供能
B. 光敏劑被光激發(fā)后會導致腫瘤細胞核減小和細胞膜通透性改變
C. 光敏劑組裝成的納米顆??赡軙c染色質和核糖體結合
D. 光敏劑被光激發(fā)產(chǎn)生的ROS會降低腫瘤細胞的分裂能力
【答案】B
【解析】
【分析】細胞衰老的特征包括細胞體積減小,細胞核體積增大,細胞膜通透性改變,色素沉積,酶的活性降低等。
【詳解】A、腫瘤細胞主要依賴無氧呼吸產(chǎn)生ATP,產(chǎn)生的能量少,故與正常細胞相比癌細胞需要吸收大量的葡萄糖來為生命活動供能,A正確;
B、光敏劑被光激發(fā)后會導致細胞衰老,導致腫瘤細胞核增大和細胞膜通透性改變,B錯誤;
C、光敏劑組裝成的納米顆??梢耘c細胞內的核酸結合,染色體和核糖體都含有核酸,故可能會與染色質和核糖體結合,C正確;
D、光敏劑被光激發(fā)產(chǎn)生的ROS對細胞造成損傷并導致細胞衰老,故會降低腫瘤細胞的分裂能力,D正確。
故選B。
3. 如圖①~③為顯微鏡下某生物(2n)精子形成過程中不同時期的圖像。下列有關敘述錯誤的是( )

A. 圖示細胞均已死亡,且已被堿性染料染色B. 圖示各細胞內染色體數(shù)目相同
C. 圖示各細胞內均可發(fā)生基因重組D. 圖中細胞分裂的順序是③→②→①
【答案】C
【解析】
【分析】圖中①~③中的細胞分別處于減數(shù)分裂Ⅱ后期、減數(shù)分裂Ⅰ后期和減數(shù)分裂Ⅰ前期。
【詳解】A、制作標本時,細胞已經(jīng)被殺死,并且需要用堿性染料染色后才能觀察到染色體的變化,A正確;
BD、圖①~③中的細胞分別處于減數(shù)分裂Ⅱ后期、減數(shù)分裂Ⅰ后期和減數(shù)分裂Ⅰ前期,細胞中染色體的數(shù)目均為2n,B、D正確;
C、圖①中的細胞處于減數(shù)分裂Ⅱ后期,不能發(fā)生基因重組,C錯誤。
故選C。
4. 柳穿魚是一種園林花卉,其花的形態(tài)結構與Lcyc基因的表達直接相關。兩株柳穿魚,它們體內Lcyc基因的序列相同,但花的形態(tài)結構不同。研究表明,植株甲Lcyc基因在開花時表達了,植株乙 Lcyc基因不表達的原因是它被高度甲基化了(Lcyc基因有多個堿基連接甲基基團)。將這兩個植株作為親本進行雜交,F(xiàn)1的花與植株甲相似,F(xiàn)1自交的F2中絕大部分植株的花與植株甲相似,少部分植株的花與植株乙相似。對此現(xiàn)象的敘述,錯誤的是( )
A. DNA甲基化過程導致基因中的遺傳信息發(fā)生改變
B. 若基因的啟動部位被修飾,可能遏制RNA聚合酶的作用而影響轉錄過程
C. DNA甲基化修飾可以遺傳給子代,使后代表現(xiàn)出同樣表現(xiàn)型
D. 同卵雙胞胎之間的差異可由基因的甲基化引起
【答案】A
【解析】
【分析】生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象叫做表觀遺傳,引起表觀遺傳的原因:基因的堿基序列沒有改變,但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾、構成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙酰化等修飾,抑制了基因的表達,進而對表型產(chǎn)生影響,并且DNA甲基化修飾可以遺傳給后代,使后代出現(xiàn)同樣的表型。
【詳解】A、DNA甲基化過程中基因的堿基序列并未改變,所以基因中的遺傳信息未發(fā)生改變,A錯誤;
B、若基因的啟動部位被修飾,則可能遏制了RNA聚合酶的作用而影響轉錄過程,B正確;
C、據(jù)信息知:DNA甲基化修飾可以遺傳給子代,使后代表現(xiàn)出同樣的表現(xiàn)型,C正確;
D、同卵雙胞胎之間的差異可由基因的甲基化引起,D正確。
故選A。
5. 生物變異在生物界中普遍存在,若人的生殖細胞發(fā)生變異則可能導致后代患某些遺傳病。下列相關敘述正確的是( )
A. DNA中發(fā)生三個以上堿基對的替換屬于染色體變異
B. 基因型為Aa的個體自交,由于基因重組導致后代出現(xiàn)性狀分離心
C. 染色體某一片段位置顛倒,在光學顯微鏡下無法觀察該變異
D. 含有致病基因的個體可能不患遺傳病,不含致病基因的個體可能患遺傳病
【答案】D
【解析】
【分析】變異根據(jù)遺傳物質是否發(fā)生改變,可分為不可遺傳變異和可遺傳變異,其中不可遺傳變異的遺傳物質沒有改變,不能遺傳給后代;可遺傳變異的遺傳物質發(fā)生改變,可以遺傳給后代,可遺傳變異的來源有基因突變、基因重組、染色體變異。
【詳解】A、DNA中堿基對替換數(shù)量多少不能決定變異類型,如基因中發(fā)生多個堿基對的替換,只導致該基因發(fā)生突變,A錯誤;
B、Aa個體自交后代出現(xiàn)性狀分離是由于等位基因分離導致的,不屬于基因重組,B錯誤;
C、染色體片段顛倒,會導致染色體結構發(fā)生改變,可在光學顯微鏡下觀察到,C錯誤;
D、含有致病基因的個體可能不患遺傳病,如女性色盲攜帶者,不含致病基因的個體也可能患遺傳病,如21三體綜合征患者,D正確。
故選D。
6. 如圖是細胞核中發(fā)生的某生理過程示意圖。據(jù)圖分析,下列敘述正確的是( )
A. 該圖中包含1種DNA和3種RNA
B. 圖中過程會發(fā)生胸腺嘧啶和腺嘌呤的配對
C. a端為RNA的3′端,而b端為RNA的5′端
D. 無法判斷c端是即將解螺旋還是已恢復螺旋狀態(tài)
【答案】B
【解析】
【分析】由圖可知,該過程表示轉錄,以DNA分子的一條鏈為模版,在RNA聚合酶的作用下合成RNA的過程,整個過程遵循堿基互補配對原則。
詳解】A、該圖表示轉錄過程,圖中有1種DNA和1種RNA,A錯誤;
B、轉錄過程中,游離的腺嘌呤核糖核苷酸與DNA模板鏈上的胸腺嘧啶脫氧核苷酸進行配對,B正確;
C、由圖可知,a端為RNA的5'端,而b端為RNA 的3'端,C錯誤;
D、依據(jù)圖中RNA的狀態(tài)可判斷轉錄方向為從左向右,據(jù)此判斷,c端已經(jīng)恢復螺旋狀態(tài),D錯誤。
故選B。
7. 如圖為將槍烏賊巨大神經(jīng)放置在①②③三種不同溶液中,給予相同且適宜刺激時的膜電位變化情況。據(jù)圖分析,下列說法正確的是( )
A. 圖中a點時Na+內流,膜內Na+含量短暫高于膜外
B. 圖中b點時K+外流,膜兩側電位表現(xiàn)為外正內負
C. 溶液①中的K+含量高于溶液②③中的K+含量
D. 三種溶液中的比值的大小順序為③>②>①
【答案】C
【解析】
【分析】靜息電位表現(xiàn)為內負外正,與K+的外流有關(協(xié)助擴散);動作電位表現(xiàn)為內正外負,與Na+的內流有關(協(xié)助擴散)。
【詳解】A、a點處于動作電位的形成過程中Na+內流,但膜外Na+含量始終高于膜內,A錯誤;
B、b點時發(fā)生靜息電位的恢復,雖然為K+外流,但此時膜電位仍為外負內正,B錯誤;
C、溶液①中的神經(jīng)纖維靜息電位絕對值小于②③,靜息電位絕對值與K+外流有關,膜外K+濃度越高,外流的K+量越小,靜息電位絕對值越小,故溶液①中的K+含量高于溶液②③中的K+含量,C正確;
D、動作電位峰值與Na+相關,膜外Na+含量越高,動作電位峰值越大,溶液①的Na+含量高于溶液②,溶液②的Na+含量高于溶液③,而溶液①中的K+含量高于溶液②③,綜合分析無法比較Na+/K+比值,D錯誤。
故選C。
8. 2022年2月19日,韓聰、隋文靜獲得北京冬奧會花樣滑冰自由滑金牌。花樣滑冰又稱“冰上芭蕾”,是一項穿著冰鞋隨著音樂在冰上起舞,展現(xiàn)平衡、跨跳、轉轉、跳躍等連貫動作的運動。關于對該項比賽中運動員神經(jīng)調節(jié)的分析,下列敘述正確的是( )
A. 運動員連貫動作的完成與大腦皮層中央前回有關
B. 運動員的外周神經(jīng)系統(tǒng)分為軀體運動神經(jīng)和內臟運動神經(jīng)
C. 音樂節(jié)拍刺激運動員耳蝸中的聽覺感受器,產(chǎn)生的神經(jīng)沖動傳遞到大腦皮層形成聽覺,這個過程屬于條件反射
D. 運動員血糖含量降低時,下丘腦某個區(qū)域興奮,通過副交感神經(jīng)使胰島A細胞分泌胰高血糖素,使血糖上升,此調節(jié)方式為神經(jīng)-體液調節(jié)
【答案】A
【解析】
【分析】自主神經(jīng)系統(tǒng)由交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)兩部分組成,它們的作用通常是相反的。當人體處于興奮狀態(tài)時,交感神經(jīng)活動占據(jù)優(yōu)勢,心跳加快,支氣管擴張,但胃腸的蠕動和消化腺的分泌活動減弱;而當人處于安靜狀態(tài)時,副交感神經(jīng)活動則占據(jù)優(yōu)勢,此時,心跳減慢,但胃腸的蠕動和消化液的分泌會加強,有利于食物的消化和營養(yǎng)物質的吸收。交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)對同一器官的作用,猶如汽車的油門和剎車,可以使機體對外界刺激作出更精確的反應,使機體更好地適應環(huán)境的變化。
【詳解】A、中央前回是軀體運動中樞,所以運動員連貫動作的完成與大腦皮層中央前回有關 ,A正確;
B、外周神經(jīng)系統(tǒng)分布在全身各處,包括與腦相連的腦神經(jīng)和與脊髓相連的脊神經(jīng),它們都含有傳入神經(jīng)和傳出神經(jīng),其中傳出神經(jīng)分為支配軀體運動的神經(jīng)(軀體運動神經(jīng))和支配內臟器官的神經(jīng)(內臟運動神經(jīng)),B錯誤;
C、聲音在大腦皮層形成聽覺,但由于沒有傳出神經(jīng)和效應器的參與,不屬于反射,C錯誤;
D、當血糖含量降低時,下丘腦某個區(qū)域興奮,通過交感神經(jīng)使胰島A細胞分泌胰高血糖素,使血糖上升,D錯誤。
故選A。
9. 進化拯救指生物種群面臨致死環(huán)境脅迫時,能夠通過適應性進化擺脫滅絕命運的過程。下圖為某種群由溫和環(huán)境到脅迫環(huán)境下種群數(shù)量變化曲線,其中字母代表不同階段,方框內點的不同形狀代表不同表型,點越多代表該種群數(shù)量越多。下列敘述錯誤的是( )
A. 種群由A階段發(fā)展到B階段,不適應環(huán)境的個體被淘汰
B. 溫和環(huán)境中,協(xié)同進化導致A階段的物種多樣性比較豐富
C. B階段種群中雖然含有能適應脅迫環(huán)境的個體,但仍可能會滅絕
D. 種群由C階段發(fā)展到D階段,可能出現(xiàn)了新的可遺傳變異
【答案】B
【解析】
【分析】不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展,這就是協(xié)同進化。通過漫長的協(xié)同進化過程,地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種,豐富多彩的基因庫,而且形成了多種多樣的生態(tài)。生物多樣性主要包括三個層次的內容:遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。生物多樣性的形成經(jīng)歷了漫長的進化歷程。
【詳解】A、種群由A階段發(fā)展到B階段的過程中,方框內點的不同形狀減少,點的數(shù)量減少,是因為環(huán)境由溫和環(huán)境到脅迫環(huán)境,環(huán)境發(fā)生變化,自然選擇發(fā)揮作用,使多數(shù)不能適應脅迫環(huán)境的個體死亡,A正確;
B、圖示表示某種群由溫和環(huán)境到脅迫環(huán)境下種群數(shù)量變化曲線,由圖可知,溫和環(huán)境中,A方框內點的形狀和點的數(shù)量都多,說明基因多樣性比較豐富,種群數(shù)量較多,不能說明物種多樣性增加,B錯誤;
C、在脅迫環(huán)境下,B階段種群含有能適應脅迫環(huán)境的個體,但種群仍有可能滅絕,原因是能適應脅迫環(huán)境的個體數(shù)量可能少于維持種群延續(xù)的最小數(shù)量,C正確;
D、相比C階段種群,D階段種群出現(xiàn)了新的表型,該新的表型可能是可遺傳變異引起的,D正確。
故選B。
10. 下列關于生物進化的敘述,錯誤的是( )
A. 隔離是生物進化的必要條件
B. 兩個種群經(jīng)過長期地理隔離后有可能達到生殖隔離
C. 無論是自然選擇還是人工選擇作用,都能使種群基因頻率發(fā)生定向改變
D. 古老地層中都是簡單生物的化石,而新近地層中含有復雜生物的化石
【答案】A
【解析】
【分析】1、現(xiàn)代生物進化理論基本觀點:種群是生物進化的基本單位;生物進化的實質在于種群基因頻率的改變;突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié),其中突變和基因重組是生物進化的原材料,自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變并決定生物進化的方向,隔離是新物種形成的必要條件。
2、生物的進化歷程可概括為:從原核生物到真核生物,從無性生殖到有性生殖,由簡單到復雜,由水生到陸生,由低等到高等。
【詳解】A、隔離是新物種形成的必要條件,生物進化的實質在于種群基因頻率的改變,生物進化不一定需要隔離,A錯誤;
B、地理隔離使不同的種群間不能進行基因交流,在不同自然選擇下種群基因庫的差異逐漸增大,兩個種群經(jīng)過長期地理隔離后有可能達到生殖隔離,B正確;
C、無論是自然選擇還是人工選擇作用,都能使種群中不同表型的個體數(shù)量發(fā)生定向變化,所以種群的基因頻率發(fā)生定向改變,C正確;
D、生物進化的歷程是由簡單到復雜,古老地層中都是簡單生物的化石,而新近地層中含有復雜生物的化石,D正確。
故選A。
11. 通過生物技術與工程可以按照人們預先設計的生物藍圖改造或重新創(chuàng)造設計細胞的遺傳物質,培育出新品種,以工業(yè)規(guī)模制造產(chǎn)品。下列相關敘述正確的是( )
A. 在植物體細胞雜交中,可采用質壁分離實驗檢測制備的原生質體的活性情況
B. 在生產(chǎn)單克隆抗體的過程中,獲得的雜交瘤細胞能產(chǎn)生多種針對同一抗原的抗體
C. 利用動物體細胞核移植的方法得到克隆動物是培育新物種的一種方式
D. 將腸乳糖酶基因導入奶牛基因組生產(chǎn)低乳糖牛奶,涉及基因工程、胚胎工程技術
【答案】D
【解析】
【分析】植物體細胞雜交的原理是細胞膜具有流動性和植物細胞具有全能性,動物細胞融合的原理是細胞膜具有流動性,動物體細胞核移植技術的原理是動物細胞核的全能性。
【詳解】A、在植物體細胞雜交中,需要去除細胞壁才能讓原生質體融合,此時的細胞不能發(fā)生質壁分離現(xiàn)象,A錯誤;
B、生產(chǎn)單克隆抗體過程中,由于用一種抗原刺激小鼠,抗原和抗體特異性結合的原因,獲得的雜交瘤細胞能夠產(chǎn)生針對抗原的一種抗體,B錯誤;
C、動物體細胞核移植技術利用動物細胞核的全能性,屬于無性繁殖,獲得的動物不屬于新物種,沒有存在生殖隔離,C錯誤;
D、將腸乳糖酶基因導入奶?;蚪M生產(chǎn)低乳糖牛奶,涉及目的基因導入受體細胞等基因工程步驟,同時獲得的受精卵需要通過胚胎工程培育長大,D正確。
故選D。
12. 如圖為生態(tài)浮島示意圖,生態(tài)浮島是利用生態(tài)工程原理,以水生植物為主體,以高分子材料等為載體,運用無土栽培技術降解富營養(yǎng)化水體中氮、磷含量的生態(tài)修復技術。下列有關敘述錯誤的是( )
A. 不設置氣孔,爛根的主要原因是根細胞無氧呼吸產(chǎn)生的酒精使根細胞中毒
B. 植物從水體中吸收的P元素可以用于合成蛋白質、核糖等生物大分子有機物
C. 一些需氧微生物通過有氧呼吸可以降解水體中的一些有機污染物
D. 生態(tài)浮島的植物選擇需考慮凈化污染物能力并遵循生態(tài)工程的協(xié)調原理
【答案】B
【解析】
【分析】生態(tài)工程依據(jù)的生態(tài)學原理:(1)自生:由生物組分而產(chǎn)生的自組織、自我優(yōu)化、自我調節(jié)、自我更新和維持就是系統(tǒng)的自生。(2)循環(huán):指在生態(tài)工程中促進系統(tǒng)的物質遷移與轉化,既保證各個環(huán)節(jié)的物質遷移順暢,也保證主要物質或元素的轉化率較高。即保證物質循環(huán)再生。(3)協(xié)調:即生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調與適應等也是需要考慮的問題。要求:處理好協(xié)調問題,需要考慮環(huán)境容納量。(4)整體:樹立整體觀,遵循整體原理。
【詳解】A、如果不設置氣孔,則根細胞會因為缺氧而只能進行無氧呼吸,產(chǎn)生的酒精會使根細胞中毒而死亡,A正確;
B、核糖為小分子,元素組成為C、H、O,蛋白質的組成元素為C、H、O、N,一般也不含有P,故植物從水體中吸收的P元素不可以用于合成蛋白質、核糖,B錯誤;
C、需氧微生物可以通過有氧呼吸分解水體中的一些有機物污染物,C正確;
D、生態(tài)浮島的植物最好選用凈化污染物能力強的植物,并遵循生態(tài)工程的協(xié)調原理,選擇適應當?shù)丨h(huán)境的植物,D正確。
故選B。
13. 科學探究是生物學科核心素養(yǎng)之一。下列有關教材實驗探究的說法正確的是( )
A. “探究pH對酶活性的影響”實驗,實驗溫度屬于無關變量,實驗過程中無需控制
B. “探究酵母菌細胞的呼吸方式”實驗需要設置有氧和無氧兩種條件,其中有氧的為實驗組,無氧的為對照組
C. 設計預實驗是為了避免實驗偶然性,排除其他干擾因素對實驗結果的影響
D. “探究土壤微生物的分解作用”實驗,實驗后觀察落葉分解情況,對照組現(xiàn)象比實驗組要明顯
【答案】D
【解析】
【分析】設計實驗方案時,要求只能有一個變量,這樣才能保證實驗結果是由你所確定的實驗變量引起的,其他因素均處于相同理想狀態(tài),這樣便于排除因其他因素的存在而影響、干擾實驗結果的可能。
【詳解】A、探究pH對酶活性影響的實驗,實驗的自變量是pH,溫度屬于無關變量,應保持等量且適宜,并不是無需控制的,A錯誤;
B、“探究酵母菌細胞的呼吸方式”實驗,通過設置有氧和無氧兩種條件探究酵母菌細胞的呼吸方式,運用對比實驗法,有氧條件和無氧條件都是實驗組,B錯誤;
C、進行預實驗的目的是為正式實驗摸索實驗條件,檢驗實驗設計的科學性與可行性,減少浪費,C錯誤;
D、在“探究自然狀態(tài)下土壤微生物對落葉的分解作用”的實驗中,對照組的土壤不做處理(自然狀態(tài)),實驗組的土壤要進行處理,以盡可能排除土壤微生物的作用,實驗組中落葉的分解速度明顯低于對照組的分解速度,D正確。
故選D。
14. 刺梨是云貴川的特有水果,富含超氧化物歧化酶和大量的維生素C、花青素等,是制作果酒和果醋的優(yōu)質原料。刺梨酒和刺梨醋的主要生產(chǎn)流程如圖所示。下列敘述正確的是( )
A. 發(fā)酵過程Ⅱ需要氧并產(chǎn)生大量CO2
B. 圖示發(fā)酵過程中發(fā)酵液pH先升高后降低
C. 發(fā)酵I過程的溫度比發(fā)酵過程Ⅱ高
D. 發(fā)酵I、Ⅱ是此生產(chǎn)過程的中心環(huán)節(jié)
【答案】D
【解析】
【分析】果酒制作菌種是酵母菌,代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型,屬于真核細胞,果酒制作的前期需氧,后期不需氧。果醋制作菌種是醋酸菌,屬于原核細胞,適宜溫度為30~35℃,需要持續(xù)通入氧氣。
【詳解】A、果酒制作所用菌種是酵母菌,代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型真菌,屬于真核細胞,果酒制作的前期需氧,后期不需氧。果醋制作所用菌種是醋酸菌,屬于原核細胞,適宜溫度為30~35℃,需要持續(xù)通入氧氣。發(fā)酵過程Ⅱ是醋酸菌利用酒精生產(chǎn)醋酸的過程,醋酸菌為需氧菌,可將酒精分解為乙醛,乙醛再變?yōu)榇姿?,該過程需要氧但不產(chǎn)生CO2,A錯誤;
B、酒精生產(chǎn)過程中酵母菌無氧呼吸會產(chǎn)生CO2,使發(fā)酵液pH降低,醋酸發(fā)酵過程中產(chǎn)生的醋酸會使發(fā)酵液的pH再度降低,B錯誤;
C、酒精發(fā)酵的適宜溫度為28℃左右,醋酸發(fā)酵的適宜溫度為30~35°C,因此發(fā)酵過程Ⅰ(酒精發(fā)酵)的溫度比發(fā)酵過程Ⅱ(醋酸發(fā)酵)低,C錯誤;
D、酒精發(fā)酵是酵母菌在無氧條件下產(chǎn)生酒精,上述醋酸發(fā)酵是醋酸菌利用酒精生產(chǎn)醋酸,因此發(fā)酵Ⅰ、Ⅱ是此生產(chǎn)過程的中心環(huán)節(jié),D正確。
故選D。
二、多項選擇題:每題有不止一個選項符合題意。
15. 細胞中存在3種位于生物膜上的轉運蛋白,其作用機理如下圖所示。相關敘述正確的是( )
A. F型質子泵廣泛分布于線粒體內膜、葉綠體的內膜、類囊體膜上
B. V型質子泵與F型質子泵運輸H+的方式不同,前者屬于主動運輸
C. Ca2+泵可發(fā)生磷酸化改變泵的蛋白質構象從而促進Ca2+的轉運過程
D. 溶酶體膜上存在F型質子泵將H+運入溶酶體維持溶酶體內的酸性環(huán)境
【答案】BC
【解析】
【分析】Ca2+泵是一種能催化ATP水解的載體蛋白;每催化一分子ATP水解釋放的能量可轉運Ca2+到細胞外,說明Ca2+泵出細胞的方式是主動運輸。
【詳解】A、F型泵利用H+濃度差驅動ATP的合成,葉綠體的內膜不能合成ATP,A錯誤;
B、由圖可知,V型質子泵運輸H+需要消耗ATP且需要載體的協(xié)助,屬于主動運輸,F(xiàn)型泵利用H+濃度差驅動ATP的合成,是協(xié)助擴散,因此兩者方式不同,B正確;
C、Ca2+泵催化ATP水解,ATP末端的磷酸基團會脫離下來與載體蛋白結合,使載體蛋白發(fā)生磷酸化,導致其空間結構發(fā)生變化,使Ca2+的結合位點轉向膜外,C正確;
D、F型質子泵的作用是運輸質子的同時利用動力勢能合成ATP,而溶酶體不能合成ATP,D錯誤。
故選BC。
16. 據(jù)新冠病毒致病機制及人體免疫反應特征研制新冠疫苗,廣泛接種疫苗可以快速建立免疫屏障,阻擊病毒擴散。下圖示意人體2次接種抗原后血漿中特異性抗體濃度的變化,相關敘述正確的是( )
A. 滅活的新冠病毒疫苗保留了病毒的抗原性
B. IgM與IgG都是由漿細胞合成、分泌的
C. 兩次接種疫苗時間間隔越短,產(chǎn)生的抗體濃度越高
D. 第二次接種抗原后,漿細胞識別抗原并快速產(chǎn)生大量抗體
【答案】AB
【解析】
【分析】疫苗是將病原微生物(如細菌、立克次氏體、病毒等)及其代謝產(chǎn)物,經(jīng)過人工減毒、滅活或利用基因工程等方法制成的用于預防傳染病的自動免疫制劑。疫苗保留了病原菌刺激動物體免疫系統(tǒng)的特性。
【詳解】A、滅活的新冠病毒疫苗保留了病毒的抗原性,能引起機體產(chǎn)生特異性免疫,A正確;
B、IgM與IgG都是抗體,抗體是由漿細胞合成分泌的,B正確;
C、接種疫苗第二針與第一針間隔時間較短,如在接種第一針后抗體濃度較高時接種第二針疫苗,會導致較多的疫苗被抗體結合而失去作用,而不能產(chǎn)生較多的抗體,C錯誤;
D、漿細胞不能識別抗原,D錯誤。
故選AB。
17. 澳洲老鼠的毛色由常染色體上的兩對等位基因(A、a和B、b)控制,A對a、B對b完全顯性,其中A基因控制黑色素的合成,B基因控制褐色素的合成,兩種色素均不合成時毛色呈白色。當A、B基因同時存在時,二者的轉錄產(chǎn)物會形成雙鏈結構。用純合的黑色和褐色親本雜交,F(xiàn)1為白色,F(xiàn)1雌雄個體相互交配得到F2。若不考慮交叉互換,下列有關敘述錯誤的是( )
A. 同時含有A和B基因的個體毛色呈白色,原因是兩基因不能轉錄
B. 若F2中褐色個體的比例接近1/4,則A和b在同一條染色體上
C. 若F1測交后代中黑鼠與褐鼠數(shù)量相當,則兩對基因不能獨立遺傳
D. 可以推斷F2會有3種表現(xiàn)型,其中的黑色個體會有2種基因型
【答案】ACD
【解析】
【分析】1、由題意知,A_bb表現(xiàn)為黑色,aaB_表現(xiàn)為褐色,A_B_、aabb表現(xiàn)為白色。
2、親本純合的黑毛和褐毛,其基因型分別是AAbb、aaBB,雜交子一代基因型是AaBb,表現(xiàn)為白色;
3、如果兩對等位基因在兩對同源染色上,則遵循自由組合定律,則F1自交子二代的基因型及比例是A_B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1,分別表現(xiàn)為白色、黑色、褐色、白色,黑毛:褐毛:白毛=3:3:10。
4、如果兩對等位基因位于一對同源染色體上,則不遵循自由組合定律,子一代白毛基因型是AaBb,產(chǎn)生的配子類型及比例是Ab:aB=1:1,雌雄個體相互交配,后代的基因型及比例是AAbb:AaBb:aaBB=1:2:1,分別表現(xiàn)為黑毛、白毛、褐毛。
【詳解】A、由題干可知,當A和B基因同時存在時,二者的轉錄產(chǎn)物會形成雙鏈結構進而無法繼續(xù)表達,因此含有A和B基因的個體為白色的原因是轉錄產(chǎn)物沒有翻譯的結果,A錯誤;
B、由分析可知,若F2中褐色個體的比例接近1/4,符合分析中第四條,兩對等位基因位于一對同源染色體上,A和b在同一條染色體上,a和B在同一條染色體上,B正確;
C、若兩對基因獨立遺傳,F(xiàn)1(AaBb)測交后代(AaBb、Aabb、aaBb、aabb)中黑色個體(Aabb)數(shù)量:褐鼠個體(aaBb)數(shù)量=1:1,因此,F(xiàn)1測交后代中黑鼠與褐鼠數(shù)量相當,則兩對基因獨立遺傳,C錯誤;
D、由分析可知,若兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上,則F1(AaBb)自交得到F2,F(xiàn)2中出現(xiàn)3種表現(xiàn)型(黑色、褐色和白色),其中表現(xiàn)型為黑色的個體基因型有AAbb、Aabb兩種;若兩對等位基因位于一對同源染色體上,F(xiàn)2出現(xiàn)3種表現(xiàn)型(黑色、褐色和白色),則F2中黑色只有AAbb一種基因型,D錯誤。
故選ACD。
18. 田間常施用草銨膦(含碳有機物)農(nóng)藥,在環(huán)境中難以降解??茖W家通過圖1所示方法篩選出了可降解草銨膦的植物乳桿菌(ST-3),并研究了固定態(tài)(固定在多孔載體上)和培養(yǎng)液中游離態(tài)的ST-3的降解效果,結果如圖2所示。下列相關敘述正確的有( )

A. 圖1中②過程可使用無菌水,③④⑤過程應用以草銨膦為唯一碳源的培養(yǎng)基
B. 圖1中平板培養(yǎng)基的配制順序為:稱量→溶解→調pH→定容→滅菌→倒平板
C. 由圖2可知,固定態(tài)ST-3對土壤中草銨膦的降解效果優(yōu)于游離態(tài)ST-3
D. 固定態(tài)ST-3降解率高可能是因為載體避免ST-3直接接觸高濃度草銨膦
【答案】AC
【解析】
【分析】分散的微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內部可以繁殖形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結構的子細胞群體,這就是菌落。采用平板劃線法和稀釋涂布平板法能將單個微生物分散在固體培養(yǎng)基上,之后經(jīng)培養(yǎng)得到的單菌落一般是由單個微生物繁殖形成的純培養(yǎng)物。
【詳解】A、圖1中②過程進行梯度稀釋時要使用無菌水,防止引入雜菌,實驗目的是為了降解草銨膦的植物乳桿菌,所以③④⑤過程應用以草銨膦為唯一碳源的培養(yǎng)基,A正確;
B、圖1中平板培養(yǎng)基的配制順序為:計算→稱量→溶解→定容→調pH→滅菌→倒平板,B錯誤;
C、相同時間條件下,固定態(tài)ST-3對土壤中草銨膦農(nóng)藥降解率均高于游離態(tài)ST-3,C正確;
D、固定態(tài)ST-3降解率高可能是因為固定化載體可為微生物提供大量的有效接觸和附著的表面積,有利于營養(yǎng)物質吸收及代謝廢物運輸,D錯誤。
故選AC。
三、非選擇題
19. 景天科、仙人掌科等植物(CAM植物),夜間固定CO2產(chǎn)生有機酸,白天有機酸脫羧釋放出CO2進入卡爾文循環(huán),如圖所示。請回答下列問題:
(1)夜間,來自外界環(huán)境和_____________產(chǎn)生的CO2轉化為HCO3-,在PEP羧化酶催化下直接與磷酸烯醇式丙酮酸(C3)結合生成______________
(2)白天,液泡中的蘋果酸(C4)被運輸?shù)郊毎|基質進行氧化脫羧,釋放出的CO2直接進入_____________參與卡爾文循環(huán),同時生成的_____________則進入葉綠體生成淀粉,該生理變化將導致液泡的pH_____________(填“升高”或“降低”)。
(3)葉肉細胞中能夠同時進行多種化學反應,而不會互相干擾,從細胞結構角度分析,原因是細胞具有____________________系統(tǒng)。
(4)玉米、甘蔗等C4植物葉肉細胞中CO2被固定到四碳化合物(C4)中,隨后C4進入維管束鞘細胞中,C4又釋放出的CO2參與卡爾文循環(huán),進而生成有機物。由此可見,C4植物中的固定CO2和合成糖發(fā)生在同一時間,而空間錯開。而CAM植物中固定CO2和合成糖的特點是_____________。CAM植物的氣孔在白天時關閉,夜間時打開,有利于適應______________環(huán)境。
(5)Rubisc是一個雙功能酶,既能催化C5與CO2發(fā)生羧化反應固定CO2,又能催化C5與O2發(fā)生加氧反應進行光呼吸,其催化方向取決于CO2和O2相對濃度,從而導致光合效率下降。CAM植物可在夜晚吸收大量的CO2,轉變?yōu)樘O果酸儲存在液泡中,在白天蘋果酸脫羧釋放CO2,使得葉綠體中CO2濃度_______________,在與O2競爭_______________時有優(yōu)勢,因此有人認為CAM途徑是景天科植物長期進化得到的一種可以_____________光呼吸的碳濃縮機制。
【答案】(1) ①. 線粒體(或細胞呼吸) ②. Pi和草酰乙酸(答全給分)
(2) ①. 葉綠體基質 ②. 磷酸丙糖 ③. 升高
(3)生物膜 (4) ①. 發(fā)生在同一個細胞內(空間相同),但時間錯開 ②. 干旱(缺水)
(5) ①. 升高 ②. Rubisc ③. 抑制
【解析】
【分析】1、光合作用第一個階段的化學反應,必須有光才能進行,這個階段叫作光反應階段。光反應階段是在 類囊體的薄膜上進行的。 葉綠體中光合色素吸收的光能,有以下兩方面用途。 一是將水分解為氧和H+ ,氧直接以氧分子的形式釋放出 去,H+ 與氧化型輔酶Ⅱ(NADP+ )結合,形成還原型輔酶 Ⅱ(NADPH)。NADPH作為活潑的還原劑,參與暗反應階 段的化學反應,同時也儲存部分能量供暗反應階段利用;二 是在有關酶的催化作用下,提供能量促使ADP與Pi反應形 成ATP。這樣,光能就轉化為儲存在ATP中的化學能。這些 ATP將參與第二個階段合成有機物的化學反應。
2、光合作用第二個階段中的化學反應,有 沒有光都能進行,這個階段叫作暗反應階段。暗反應階 段的化學反應是在葉綠體的基質中進行的。在這一階段, CO2被利用,經(jīng)過一系列的反應后生成糖類。綠葉通過氣孔從外界吸收的CO2,在特定酶的作用下, 與C5 (一種五碳化合物)結合,這個過程稱作CO2的固定。 一分子的CO2被固定后,很快形成兩個C3分子。在有關酶 的催化作用下,C3接受ATP和NADPH釋放的能量,并且 被NADPH還原。隨后,一些接受能量并被還原的C3,在 酶的作用下經(jīng)過一系列的反應轉化為糖類;另一些接受能 量并被還原的C3,經(jīng)過一系列變化,又形成C5。這些C5又可以參與CO2的固定。這樣,暗反應階段就形成從C5到C3 再到C5的循環(huán),可以源源不斷地進行下去,因此暗反應過 程也稱作卡爾文循環(huán)。
【小問1詳解】
由題圖可知,夜間來自外界環(huán)境和線粒體(或細胞呼吸)產(chǎn)生的CO2轉化為HCO3-,在PEP羧化酶催化下直接與磷酸烯醇式丙酮酸(C3)結合生成Pi和草酰乙酸。
【小問2詳解】
由題圖可知,白天,液泡中的蘋果酸(C4)被運輸?shù)郊毎|基質進行氧化脫羧,釋放出的CO2直接進入葉綠體基質參與卡爾文循環(huán),同時生成的磷酸丙糖則進入葉綠體生成淀粉,該生理變化將導致液泡的pH升高(由于蘋果酸使液泡pH降低,而液泡中蘋果酸減少導致pH升高)。
【小問3詳解】
細胞內的細胞膜、細胞器膜和核膜共同構成生物膜系統(tǒng);葉肉細胞中能夠同時進行多種化學反應,而不會互相干擾,從細胞結構角度分析,原因是細胞具有生物膜系統(tǒng)。
【小問4詳解】
根據(jù)題干信息:景天科、仙人掌科等植物(CAM植物),夜間固定CO2產(chǎn)生有機酸,白天有機酸脫羧釋放出CO2進入卡爾文循環(huán),結合題圖可知,CAM植物中固定CO2和合成糖的特點是發(fā)生在同一個細胞內(空間相同),但時間錯開;CAM植物的氣孔在白天時關閉,夜間時打開,有利于適應干旱(缺水)環(huán)境。
【小問5詳解】
根據(jù)題干信息可知,CAM植物可在夜晚吸收大量的CO2,轉變?yōu)樘O果酸儲存在液泡中,在白天蘋果酸脫羧釋放CO2,使得葉綠體中CO2濃度升高,在于O2競爭Rubisc時有優(yōu)勢;光呼吸是進行光合作用的細胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個生化過程,由上述分析可知,CAM途徑是景天科植物長期進化得到的一種可以抑制光呼吸的碳濃縮機制。
20. 大規(guī)模海水養(yǎng)殖使海水中氮磷的含量增加,水質惡化。生態(tài)浮床技術是一種操作簡單的水體修復技術,北美海蓬子是一種喜鹽植物,下圖是用北美海蓬子作浮床植物對養(yǎng)殖南美白對蝦海水的凈化實驗裝置示意圖,請回答下列問題。
(1)北美海蓬子在生態(tài)系統(tǒng)中屬于________(成分),北美海蓬子能凈化水體又是一種蔬菜,這體現(xiàn)了生物多樣性的________價值。
(2)北美海蓬子是一種天然喜鹽且耐鹽的植物,選擇其作為浮床植物修復養(yǎng)殖海水主要體現(xiàn)了生態(tài)工程________ 的原理。
(3)北美海蓬子吸收水體中的氮同化為自身的__________________等生物大分子,這些氮元素可能的去向有________。
(4)科研人員利用該實驗裝置,研究不同覆蓋率的北美海蓬子生態(tài)浮床對養(yǎng)殖海水總氮濃度以及北美海蓬子、南美白對蝦生長的影響,具體操作如下:CK為對照不設置浮床,T1種植海蓬子8棵,浮床覆蓋率為25%;T2種植海蓬子16棵,浮床覆蓋率為50%;T3種植海蓬子24棵,浮床覆蓋率為75%。每套實驗裝置中分別投放對蝦50尾(2月苗)、一定量的海水,每天投喂對蝦專用飼料,并定期測定,相關實驗結果如下:
①實驗過程中養(yǎng)殖缸中總氮濃度持續(xù)增加的原因有________。
②根據(jù)實驗結果分析,不同覆蓋面積對北美海蓬子植株個體生長________(填“有”或“無”)明顯影響。
③根據(jù)本實驗結果,在生產(chǎn)實踐中北美海蓬子生態(tài)浮床的覆蓋率應為_______左右,主要依據(jù)是________。
【答案】(1) ①. 生產(chǎn)者 ②. 間接和直接
(2)協(xié)調 (3) ①. 蛋白質、核酸 ②. 流向下一營養(yǎng)級、流向分解者
(4) ①. 對蝦糞便的排泄和餌料殘留 ②. 無 ③. 50% ④. 覆蓋率為50%左右時對蝦產(chǎn)量高,同時對氮的去除率高
【解析】
【分析】協(xié)調與平衡原理是指生物要適應環(huán)境,且生態(tài)系統(tǒng)的生物數(shù)量不能超過環(huán)境承載力(環(huán)境容納量)的限度。
【小問1詳解】
北美海蓬子是植物,在生態(tài)系統(tǒng)中屬于生產(chǎn)者;北美海蓬子能凈化水體又是一種蔬菜,北美海蓬子既能調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,又是食用,這體現(xiàn)了生物多樣性的間接和直接價值。
【小問2詳解】
北美海蓬子是一種天然喜鹽且耐鹽的植物,選擇其作為浮床植物修復養(yǎng)殖海水主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的協(xié)調原理。
【小問3詳解】
蛋白質的元素組成主要是C、H、O、N,有些還含有P,核酸的元素組成是C、H、O、N、P,且蛋白質和核酸都是大分子,因此植物吸收的氮同化為自身的核酸和蛋白質;這些氮元素可能沿著食物鏈和食物網(wǎng)流向下一營養(yǎng)級和流向分解者。
【小問4詳解】
因為對蝦糞便的排泄和餌料殘留,所以養(yǎng)殖缸中總氮濃度持續(xù)增加。根據(jù)實驗結果分析,不同覆蓋面積對北美海蓬子植株個體生長無明顯影響。覆蓋率為50%左右時對蝦產(chǎn)量高,同時對氮的去除率高,故北美海蓬子生態(tài)浮床的覆蓋率應為50%左右。
21. 青少年抑郁癥發(fā)病率呈逐年上升趨勢,患者常常表現(xiàn)出精神壓力大、情緒低落等癥狀。最新研究進展表明,抑郁癥的主要發(fā)病機制如圖所示?;卮鹣铝袉栴}。
(1)圖中ACTH的中文全稱是__________研究表明,高達80%的抑郁癥患者存在不同程度的睡眠障礙??刂扑?、覺醒等生物節(jié)律的司令部位于__________。
(2)結合上圖,從激素水平的角度分析。處于應激狀態(tài)下的抑郁癥患者常出現(xiàn)睡眠障礙的原因可能是其HPA軸功能亢進,并且失去__________調節(jié),使得__________從而出現(xiàn)睡眠障礙。
(3)圖中可知神經(jīng)調節(jié)、體液調節(jié)和免疫的實現(xiàn)都離不開信號分子,它們作用方式的共同點是__________。(答出一點即可)
(4)目前帕羅西汀是治療抑郁癥的常用藥物,其選擇性地結合突觸__________上的__________,減少__________,從而使得突觸間隙中5-羥色胺的濃度維持在一定水平,有利于神經(jīng)系統(tǒng)活動的正常進行。
(5)研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)典中醫(yī)方劑柴胡疏肝散對抑郁癥可能有緩解作用,為評價其作用效果,研究人員利用正常實驗大鼠進行了相關實驗,完成表格。
【答案】(1) ①. 促腎上腺皮質激素 ②. 下丘腦
(2) ①. 負反饋 ②. 腎上腺皮質激素水平進一步增加(或腎上腺皮質激素水平過高)
(3)都要與受體相結合、都作用于特定的靶細胞等
(4) ①. 前膜 ②. 5-羥色胺轉運體 ③. 5-羥色胺的回收
(5) ①. 構建抑郁癥模型鼠 ②. 正常大鼠及應激處理成功的 ③. 與柴胡疏肝散灌胃組做對比,以便評價柴胡疏肝散的療效 ④. 低
【解析】
【分析】興奮在神經(jīng)元之間的傳遞:(1)神經(jīng)元之間的興奮傳遞就是通過突觸實現(xiàn)的。突觸:包括突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜。(2)興奮的傳遞方向:由于神經(jīng)遞質只存在于突觸小體的突觸小泡內,所以興奮在神經(jīng)元之間(即在突觸處)的傳遞是單向的,只能是:突觸前膜→突觸間隙→突觸后膜(上個神經(jīng)元的軸突→下個神經(jīng)元的細胞體或樹突)。(3)傳遞形式:電信號→化學信號→電信號。
【小問1詳解】
腎上腺皮質釋放的激素為糖皮質激素,CRH表示促腎上腺皮質激素釋放激素,ACTH表示促腎上腺皮質激素。下丘腦中有滲透壓感受器,是體溫調節(jié)、水平衡調節(jié)、血糖調節(jié)的中樞,還與生物節(jié)律等的控制有關,因此控制睡眠、覺醒等生物節(jié)律的司令部位于下丘腦。
【小問2詳解】
由圖可知,在正常情形下,激素水平對HPA軸具有負反饋調節(jié),即當激素水平過高時,會對HPA軸起抑制作用,而處于應激狀態(tài)下的抑郁癥患者常出現(xiàn)睡眠障礙的原因可能是其HPA軸功能亢進,并且失去負反饋調節(jié),腎上腺皮質激素水平進一步增加,從而出現(xiàn)睡眠障礙。
【小問3詳解】
神經(jīng)調節(jié)、體液調節(jié)和免疫調節(jié)的實現(xiàn)都離不開信號分子,這些物質的作用方式都是直接與受體接觸、都作用于特定的靶細胞等。
【小問4詳解】
5-羥色胺是一種興奮性的神經(jīng)遞質,抑郁癥患者突觸間隙中5-羥色胺的濃度低于正常水平,容易使人產(chǎn)生消極情緒。抑郁癥治療藥物(帕羅西?。┛蛇x擇性地抑制突觸前膜上的5-羥色胺轉運體,減少對5-羥色胺的回收,使得突觸間隙中5-羥色胺的濃度維持在一定的水平。
【小問5詳解】
該實驗的目的是探究柴胡疏肝散對抑郁癥是否有緩解作用,自變量為柴胡疏肝散的有無,因變量為大鼠血漿中ACTH、腎上腺皮質激素等激素的含量,該實驗步驟為:
第一步:構建抑郁癥模型鼠,即用剝奪睡眠等應急方法處理正常實驗大鼠;
第二步:設置對照組,對正常大鼠及應激處理成功的大鼠均給予適量的生理鹽水進行灌胃;設置實驗組,對應激處理成功的大鼠給予同等劑量的柴胡疏肝散灌胃;與柴胡疏肝散灌胃組做對比,以便評價柴胡疏肝散的療效,對應激處理成功的大鼠給予同等劑量帕羅西汀灌胃,將各組置于相同且適宜條件下進行培養(yǎng);
第三步:檢測各組大鼠血漿中ACTH、腎上腺皮質激素等激素的含量。
由圖可知,當激素水平升高時,5-羥色胺轉運體對5-羥色胺的轉運速率加快,導致5-羥色胺含量降低,從而導致抑郁。柴胡疏肝散對抑郁癥有緩解作用,柴胡疏肝散灌胃組大鼠血漿中ACTH及腎上腺皮質激素含量都比抑郁癥模型鼠組低,與帕羅西汀灌胃組大鼠結果相近。
22. 果蠅(2N=8)是遺傳學研究中的常用材料。果蠅的體色黑體(A)對灰體(a)為顯性, 翅形長翅(B)對殘翅(b)為顯性,均在常染色體上,野生果蠅的翅色是無色透明的?,F(xiàn)用兩種純 合果蠅雜交,得到的 F1代全為黑體長翅,F(xiàn)1代間隨機交配。
(1)雄果蠅的次級精母細胞中含有________個染色體組。若 F2代出現(xiàn) 9∶7的性狀分離比,則存在__種雜合子自交會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象。
(2)若因某種精子沒有受精能力,導致 F2代的 4 種表現(xiàn)型比例為 5:3:3:1,則親本的基因型為_________, F2代黑體長翅果蠅中雙雜合子個體占______。若用 F1代的雄果蠅進行測交,則其子代有_______種表型。
(3)進一步研究發(fā)現(xiàn),存在另一組 C/c基因影響果蠅翅型,c基因純合時表現(xiàn)為小翅。這種一對隱性基因對另一對基因的表現(xiàn)有遮蓋作用的現(xiàn)象稱為“隱性上位”。選擇均為純合的殘翅雌果蠅與小翅雄果蠅雜交,F(xiàn)1全為長翅,讓 F1中的雌雄果蠅隨機交配,F(xiàn)2中長翅:殘翅:小翅=9:3:4,且小翅果蠅均為雄性。據(jù)此分析:C/c基因位于___ 染色體上,F(xiàn)2中長翅雌雄果蠅隨機交配,子代為長翅果蠅的概率是________ 。
(4)GAL4/UAS 是一種基因表達調控系統(tǒng),GAL4蛋白是一類轉錄因子,它能夠與特定的DNA序列 UAS 結合,并驅動 UAS下游基因的表達??蒲腥藛T將一個 GAL4基因插入到雄果蠅的一條3號染色體上;一個 UAS-GFP(綠色熒光蛋白基因)隨機插入到雌果蠅染色體組中一條染色體上,但無法表達,只有與插入 GAL4 基因的雄果蠅雜交得到的子一代中,綠色熒光蛋白基因才會表達(如下圖所示)。甲科研小組利用上述的一對轉基因雌雄果蠅進行雜交得到 F1,F(xiàn)1中綠色翅雌雄個體隨機交配得到 F2,雜交子代的表型及其比例如下表:

①僅根據(jù)甲組雜交后代__分析,可判斷UAS- GFP是否插入到3號染色體上,依據(jù)是_______。
②乙科研小組在重復甲組的雜交實驗時,發(fā)現(xiàn) F2中雌雄果蠅的翅色比例不同,請你推測最可能的原因是_________。若統(tǒng)計 F2中雌雄果蠅翅色比例是_________,說明推測原因是正確的。
【答案】(1) ①. 1 或 2 ②. 3##三
(2) ①. AAbb 和 aaBB ②. 3/5 ③. 3##三
(3) ①. X ②. 7/9
(4) ①. F2 ②. F2雜交結果表型比例為 9:7,符合基因的自由組合定律,可確定這 2 種基因插入到了非同源染色體上 ③. UAS-綠色熒光蛋白基因可能插入到了 X 染色體上 ④. 綠色翅雌性:無色翅雌性:綠色翅雄性:無色翅雄性=6:2:3:5
【解析】
【分析】染色體組:細胞中的一組非同源染色體,在形態(tài)、大小和功能上各不相同,但攜帶著控制生物生長發(fā)育、遺傳變異的全部遺傳信息。
【小問1詳解】
次級精母細胞在減I前期和中期有1個染色體組,后期著絲粒斷裂,姐妹染色單體分離,染色體數(shù)目加倍,染色體組變?yōu)?個,故雄果蠅的次級精母細胞中含有1或2個染色體組。若后代出現(xiàn)9:7,則雙顯A_B_為一種表型,其他的為另一種表型,則AaBB、AABb、AaBb自交后會出現(xiàn)性狀分離,即存在3種雜合子自交會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象。
【小問2詳解】
兩種純合果蠅雜交,F(xiàn)2出現(xiàn)的4種表型比例為5:3:3:1,為9:3:3:1的變式,說明兩對等位基因遵循基因的自由組合定律,F(xiàn)1基因型為AaBb;因某種精子沒有受精能力,F(xiàn)2表型比例為5:3:3:1,說明沒有受精能力的精子基因組成為AB,則親本的基因型為AAbb和aaBB。F2代黑體長翅果蠅的基因型是AaBB、AABb、AaBb,比例為1:1:3,所以雙雜合子個體占3/5。若用F1代的雄果蠅進行測交,即AaBb×aabb,測交父本產(chǎn)生的精子中能受精的只有Ab、aB、ab三種,所以其子代基因型有 Aabb、AaBb、Aabb,表型有3種。
【小問3詳解】
由于小翅果蠅均為雄性,與性別相關聯(lián),即C/c基因位于X染色體上。F2中長翅雌雄果蠅基因型為B_ XCXC、B_ XCXc、B_XCY,隨機交配后,子代含有B基因的概率為8/9,且c基因純合時表現(xiàn)為小翅,故子代為長翅果蠅的概率為8/9×7/8=7/9。
【小問4詳解】
①據(jù)表可知,F(xiàn)2雜交結果顯示表型比例為9:7,符合基因的自由組合定律,所以僅根據(jù)甲組F2可確定這2種基因不是插入到了同一條染色體上,而是插入到了非同源染色體上。
②3號染色體是常染色體,乙科研小組在重復甲組的雜交實驗時,發(fā)現(xiàn)F2中雌雄果蠅的翅色比例不同,最可能的原因是UAS-綠色熒光蛋白基因可能插入到X染色體上。 假設親本基因型為AaXbY×aaXBXb,F(xiàn)1中綠色翅的自由交配基因型及比例為AaXBY×AaXBXb→綠色翅雌性(A_XBX_)=3/4×1/2=3/8,無色翅雌性=1/2-3/8=1/8,綠色翅雄性(A_XBY)=3/4×1/4=3/16,無色翅雄性=1/2-3/16=5/16,即F2中雌雄果蠅翅色比例是綠色翅雌性:無色翅雌性:綠色翅雄性:無色翅雄性=6:2:3:5。
23. 人體肝臟細胞中的乙醛脫氫酶2(ALDH2)是人體酒精代謝中的關鍵酶。研究人員利用定點誘變技術對ALDH2基因進行改造后在大腸桿菌中表達,獲得具有較好溶解性的乙醛脫氫酶2。所用質粒和操作過程如圖。其中,Ampr為氨芐青霉素抗性基因,Tetr為四環(huán)素抗性基因。質粒的外側鏈為a鏈,內側鏈為b鏈。基因Tetr轉錄的模板鏈屬于b鏈的片段。改造后的ALDH2基因編碼區(qū)首端到末端(其中一條鏈)的序列為5'-ATCCATGCGCTC…(中間核苷酸序列)CAGTGAGTAGCG-3'。四種限制酶的識別序列及切割位點見下表。
(1)通過定點誘變技術可制備自然界原本__________(選填“存在”或“不存在”)的蛋白質。
(2)基因Amp'轉錄的模板鏈屬于___________鏈的片段,質粒復制的模板鏈是___________鏈。
(3)過程②需要的限制酶是__________,選擇依據(jù)是___________。過程③常采用__________處理以提高操作效果。經(jīng)過程④,在培養(yǎng)基上能形成菌落的大腸桿菌類型有___________。
(4)為擴增上圖中改造的ALDH2基因,某同學設計了如下六種PCR引物,其中可選用(符合題意)的一對引物是___________(選填數(shù)字序號)。根據(jù)選定的引物,經(jīng)過4次循環(huán),最多可獲得__________個符合要求的目的基因。
①5'-TCTAGACGCTACTCACTG-3' ②5'-TCTAGAATCCATGCGCTC-3'
③5'-CTGCAGATCCATGCGCTC-3' ④5'-GGATCCCGCTACTCACTG-3'
⑤5'-GGATCCATCCATGCGCTC-3' ⑥5'-CTCGAGCGCTACTCACTG-3'
【答案】(1)不存在 (2) ①. a ②. a和b
(3) ①. BamHⅠ、XbaⅠ ②. Tetr(四環(huán)素抗性基因)中存在PstⅠ和XhI的識別序列,會將Tetr切斷,導致大腸桿菌不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上存活;選擇BamHⅠ和XbaⅠ兩種酶切能避免質粒、目的基因自身環(huán)化且實現(xiàn)目的基因定向拼接 ③. Ca2+ ④. 導入空白質粒和導入重組質粒兩種類型
(4) ①. ①⑤ ②. 8
【解析】
【分析】基因工程技術的基本步驟:
(1)目的基因的獲取。
(2)基因表達載體的構建:是基因工程的核心步驟,基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。
(3)將目的基因導入受體細胞:根據(jù)受體細胞不同,導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因導入微生物細胞的方法是用Ca2+處理。
(4)目的基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測:①通過PCR等技術檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因或是否轉錄出了mRNA;②檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【小問1詳解】
定點誘變技術屬于蛋白質工程,蛋白質工程是通過修改基因或創(chuàng)造合成新基因來改變生物的遺傳和表達形狀,合成新的蛋白質,從而制造出自然界原本不存在的蛋白質。
【小問2詳解】
質粒的a和b兩條鏈都作為模板進行復制,Tetr的轉錄方向與Ampr的轉錄方向相反,說明Tetr的轉錄模板和Ampr轉錄模板不在一條鏈上,Tetr的轉錄模板鏈屬于b鏈的片段,則Ampr轉錄的模板鏈屬于a鏈的片段。
【小問3詳解】
過程②是構建重組質粒,重組質粒中需具備啟動子、終止子、標記基因、目的基因等元件,由圖可知,Tetr(四環(huán)素抗性基因)中存在PstⅠ和XhI的識別序列,這兩種酶會將Tetr切斷,導致大腸桿菌不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上存活;質粒中有兩個限制酶XhI識別切割位點,且均位于標記基因中,使用限制酶XhI會將標記基因都破壞,因此不能選擇XhI,因此需要選擇BamHⅠ和XbaⅠ兩種酶切能避免質粒、目的基因自身環(huán)化且實現(xiàn)目的基因定向拼接。過程③是將重組質粒導入受體細胞,一般需要用Ca2+處理大腸桿菌,使大腸桿菌細胞處于一種容易吸收周圍環(huán)境DNA分子的狀態(tài)。重組質粒和空白質粒都可能導入受體細胞,所以經(jīng)過過程④,在培養(yǎng)基上能形成菌落的大腸桿菌類型有導入空白質粒的和導入重組質粒的菌落。
【小問4詳解】
PCR過程需要兩種引物,能分別與目的基因兩條鏈的3'端通過堿基互補配對結合。根據(jù)ALDH2基因編碼區(qū)首端到末端的序列為5′-ATCCATGCGGCTC…(中間核苷酸序列)…CAGTGTAGCG-3′,且引物5'端需要添加BamHⅠ、XabI的識別序列,可推測引物鏈為5′-TCTAGACGCTACTCACTG-3′,5′-GGATCCATCCATGCGCTC-3′ ,即①⑤符合題意。利用PCR技術可以擴增目的基因,根據(jù)DNA半保留復制的特點,根據(jù)PCR反應原理,前兩次循環(huán)無法得到符合要求的目的基因,第3次循環(huán)可以得到等長雙鏈,這樣的雙鏈DNA分子的兩端兩條鏈均有限制酶識別序列。3次循環(huán)可以得到2個,4次循環(huán)后有8個符合要求的目的基因。
處理
海蓬子鮮重增加量/g·缸﹣1
對蝦鮮重增加量/g·缸﹣1
CK
/
3.2
T1
91.4
21.3
T2
177.5
28.2
T3
277.4
7.1
操作目的
簡要操作過程
______
用剝奪睡眠等應急方法處理正常實驗大鼠
設置對照組
對_____大鼠均給予適量的生理鹽水進行灌胃
設置實驗組
對應激處理成功大鼠給予同等劑量的柴胡疏肝散灌胃
______
對應激處理成功的大鼠給予同等劑量帕羅西汀灌胃
控制無關變量
將各組置于相同且適宜條件下
檢測因變量
檢測各組大鼠血漿中ACTH、腎上腺皮質激素等激素的含量
實驗結果:柴胡疏肝散灌胃組大鼠血漿中ACTH及腎上腺皮質激素含量都比抑郁癥模型鼠組______;與帕羅西汀灌胃組大鼠結果相近。
組別
F1
F1

綠色翅:無色翅=1:3
綠色翅:無色翅=9:7
限制酶
BamHⅠ
PstⅠ
XhⅠ
XbaⅠ
識別序列和切割位點(5'-3)
G↓GATCC
C↓TGCAG
C↓TCGAG
T↓CTAGA

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