第I卷
本題共12小題,每題4分,共48分,每小題給出的4個選項中,只有一項是最符合題目要求的
1. 細胞色素C是細胞內(nèi)普遍含有的一種蛋白質(zhì),約有104個氨基酸。它是一種線粒體內(nèi)膜蛋白,參與將[H]中電子傳遞給氧氣的過程。據(jù)推算,它的氨基酸序列每2000萬年才發(fā)生1%的改變。下列關于細胞色素C的敘述不正確的是( )
A. 可由C、H、O、N等元素組成
B. 是一種能催化ATP分解的蛋白質(zhì)
C. 是一種由單體所組成的生物大分子
D. 其序列相似性可作為生物進化的證據(jù)
【答案】B
【分析】蛋白質(zhì)的元素組成是C、H、O、N等,由氨基酸脫水縮合而成的,能構成蛋白質(zhì)的氨基酸一般有氨基和羧基連接在同一個碳原子上。
【詳解】A、細胞色素C是一種蛋白質(zhì),由氨基酸脫水縮合而成,含有C、H、O、N等化學元素,A正確;
B、細胞色素C參與將[H]中電子傳遞給氧氣的過程,是電子傳遞鏈的組成成分,不是催化ATP分解的酶,B錯誤;
C、細胞色素C是蛋白質(zhì),是由氨基酸脫水縮合形成的生物大分子,C正確;
D、細胞色素C的氨基酸序列每2000萬年才發(fā)生1%的改變,其序列的相似性可作為生物進化的證據(jù),D正確。
故選B。
2. 細菌細胞膜內(nèi)褶而成的囊狀結構稱為中體,如圖所示。與細胞膜相比,中體膜上蛋白質(zhì)含量較少,而脂質(zhì)含量相當。中體膜上附著細菌的呼吸酶系,中體分布有質(zhì)粒和核糖體。中體下列敘述錯誤的是( )
A. 中體是細菌進行細胞呼吸的場所
B. 中體膜以磷脂雙分子層為基本骨架
C. 中體膜功能比細胞膜的功能更復雜
D. 推測中體可能與線粒體的起源有關
【答案】C
【分析】原核細胞:沒有被核膜包被的成形的細胞核,沒有核膜、核仁和染色質(zhì);沒有復雜的細胞器(只有核糖體一種細胞器);只能進行二分裂生殖,屬于無性生殖,不遵循孟德爾的遺傳定律;含有細胞膜、細胞質(zhì),遺傳物質(zhì)是DNA。
【詳解】A、中體膜上附著細菌的呼吸酶系,中體是細菌進行細胞呼吸的場所,A正確;
B、細菌細胞膜內(nèi)褶而成的囊狀結構稱為中體,與細胞膜一樣,中體膜以磷脂雙分子層為基本骨架,B正確;
C、蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者,與細胞膜相比,中體膜上蛋白質(zhì)含量較少,功能簡單,C錯誤;
D、“中體膜上附著細菌的呼吸酶系,中體分布有質(zhì)粒和核糖體”,這與線粒體相似,推測中體可能與線粒體的起源有關,D正確。
故選C。
3. 研究人員對小鼠進行致病性大腸桿菌接種,構建腹瀉模型。用某種草藥進行治療,發(fā)現(xiàn)草藥除了具有抑菌作用外,對于空腸、回腸黏膜細胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相對表達量也有影響,結果如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A. 水的吸收以自由擴散為主、水通道蛋白的協(xié)助擴散為輔
B. 模型組空腸黏膜細胞對腸腔內(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相對表達量高于對照組,可使回腸對水的轉運增加
【答案】A
【分析】(1)自由擴散是物質(zhì)從高濃度擴散至低濃度,不需要載體協(xié)助也不耗能;協(xié)助擴散是物質(zhì)從高濃度擴散至低濃度,需要轉運蛋白協(xié)助,但不耗能,轉運速率受轉運蛋白數(shù)量制約。
(2)水通道蛋白是一種位于細胞膜上的蛋白質(zhì)(內(nèi)在膜蛋白),在細胞膜上組成“孔道”,可控制水在細胞的進出,就像是“細胞的水泵”一樣。
【詳解】A、水分子跨膜運輸?shù)闹饕绞绞墙?jīng)過水通道蛋白的協(xié)助擴散,A錯誤;
B、模型組空腸AQP3相對表達量降低,空腸黏膜細胞對腸腔內(nèi)水的吸收減少,引起腹瀉,B正確;
C、治療后空腸、回腸AQP3相對表達量提高,對水的轉運增加,緩解腹瀉,減少致病菌排放,C正確;
D、結合題圖可知,治療組回腸AQP3相對表達量高于對照組,可使回腸對水的轉運增加,D正確。
故選A。
4. 玉米根細胞缺氧期間,葡萄糖分解產(chǎn)生的丙酮酸最初轉化為乳酸,導致細胞質(zhì)基質(zhì)pH降低。在低pH時,乳酸脫氫酶活性被抑制,丙酮酸脫羧酶被激活,引起酒精含量增加,生成的乳酸含量減少。下列敘述錯誤的是( )
A. 丙酮酸轉化為酒精或乳酸的過程中不能產(chǎn)生ATP
B. 檢測到玉米根細胞中有乳酸時不一定有酒精生成
C. 玉米根細胞的酒精發(fā)酵途徑和乳酸發(fā)酵途徑均在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行
D. 酒精發(fā)酵能有效延緩酸中毒,使根細胞可以長時間處于缺氧狀態(tài)
【答案】D
【分析】無氧呼吸全過程:(1)第一階段:在細胞質(zhì)基質(zhì)中,一分子葡萄糖形成兩分子丙酮酸、少量[H]和少量能量,這一階段不需要氧的參與。(2)第二階段:在細胞質(zhì)基質(zhì)中,丙酮酸分解為二氧化碳和酒精或乳酸。
【詳解】A、丙酮酸轉化為酒精或乳酸的過程屬于無氧呼吸第二階段,該階段不會產(chǎn)生能量,不會產(chǎn)生ATP,A正確;
B、由題干可知,玉米根細胞在缺氧時先進行乳酸發(fā)酵,再進行酒精發(fā)酵,檢測到乳酸時,不一定有酒精生成,B正確;
C、無氧呼吸發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中,因此玉米根細胞的酒精發(fā)酵途徑和乳酸發(fā)酵途徑均在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行,C正確;
D、根據(jù)題干信息可知,乳酸的生成導致細胞質(zhì)基質(zhì)pH降低,低pH時,乳酸發(fā)酵被抑制,細胞轉為酒精發(fā)酵,該過程可減緩細胞酸中毒,但酒精對細胞也有毒害作用,不能使根細胞長時間處于缺氧狀態(tài),D錯誤。
故選D。
5. 基因型為GgEE的某二倍體動物(2n=6),觀察卵巢內(nèi)一個正常分裂的細胞,下圖僅表示了該細胞某時期的部分染色體,其余部分未表示。下列敘述正確的是( )
A. 該圖所示的染色體構成了1個染色體組
B. 該細胞最終產(chǎn)生卵細胞的基因型為GE或gE
C. 此圖中有1條染色體的姐妹染色單體未正常分離
D. 據(jù)圖判斷,該細胞處于減數(shù)分裂第二次分裂后期
【答案】B
【分析】題圖分析,該細胞中有姐妹染色單體,其中含E的染色體為端著絲粒染色體,且胞質(zhì)不均等分裂,可推知該細胞為初級卵母細胞減數(shù)第一次分裂后期。
【詳解】A、圖示為二倍體動物(2n=6)減數(shù)第一次分裂后期,細胞中應含有兩個染色體組,該圖只是呈現(xiàn)了其中的2條染色體,而該生物的一個染色體組應該含有3條染色體,A錯誤;
B、圖示不均等分裂,且G、g基因位于姐妹染色單體上,可能原因是交叉互換或者基因突變,因此推測次級卵母細胞的基因型為GgEE或GGEE或ggEE,因此最終產(chǎn)生卵細胞的基因型為GE或gE,B正確;
C、此圖顯示位于一極的非同源染色體有兩條,而該生物細胞中每個染色體組中有3條染色體,因而推測該細胞中有1對同源染色體未正常分離,C錯誤;
D、此圖細胞中每條染色體含有兩個姐妹染色單體,表現(xiàn)為同源染色體分離 ,因而為減數(shù)第一次分裂后期,D錯誤。
故選B。
6. 玉米(2n=20)是雌雄同株異花植物,有栽培玉米(P)與野生玉米(Q)之分,栽培玉米大多產(chǎn)量高、品質(zhì)好,但在耐鹽堿方面不如野生玉米??蒲腥藛T為了改良栽培玉米的遺傳特性,利用純合的野生玉米(Q)與栽培玉米(P)進行雜交獲得雜種玉米F?,F(xiàn)?與親本栽培玉米(P)相比,耐鹽堿能力大大提高,將F?作為母本與P雜交,得到子代并篩選耐鹽堿個體作為母本再與P雜交,連續(xù)多次后獲得耐鹽堿個體,此類個體自交,后代耐鹽堿的個體中性狀不發(fā)生分離的記為D品系,其過程如圖所示。已知耐鹽堿性狀是由單基因控制的,下列說法錯誤的是( )
A. 通過測定玉米體內(nèi)10條染色體上的DNA序列以區(qū)分兩種玉米在基因組序列中的差別
B. F?與親本栽培玉米(P)相比,耐鹽堿能力提高,說明耐鹽堿基因很可能來自野生玉米(Q)
C. 選擇雜種玉米中耐鹽堿個體與栽培玉米(P)反復進行雜交并篩選的目的是獲得能夠穩(wěn)定遺傳的純合子
D. D品系玉米中有18條染色體來自栽培玉米(P),有2條染色體(攜帶耐鹽堿基因)來自野生玉米(Q)
【答案】C
【分析】基因分離定律的實質(zhì):在雜合子的細胞中,位于一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨立性;生物體在進行減數(shù)分裂形成配子時,等位基因會隨著同源染色體的分開而分離,分別進入到兩個配子中,獨立地隨配子遺傳給后代。
【詳解】A、玉米是雌雄同株異花植物,含有20條染色體,沒有性染色體,因此需要測10條染色體上的DNA序列,A正確;
B、野生玉米(Q)與栽培玉米(P)進行雜交獲得雜種玉米F?,F(xiàn)?與親本栽培玉米(P)相比,耐鹽堿能力大大提高,說明親本栽培玉米(P)耐鹽堿能力弱,而野生玉米(Q)耐鹽堿能力強,故耐鹽堿的基因很可能來自野生玉米(Q),B正確;
C、選擇雜種玉米中的耐鹽堿個體與栽培玉米(P)反復進行雜交并篩選的目的是淘汰雜種玉米中來自野生玉米的染色體,使雜交后代中除耐鹽堿基因所在的染色體,其余染色體盡可能多地來自栽培玉米,C錯誤;
D、D品系是通過多次與栽培玉米(P)雜交后再自交所得的純合子,其細胞中,除耐鹽基因所在的2條染色體來自野生玉米(Q)外,其余18條染色體全部來自栽培玉米(P),D正確。
故選C。
7. 趨同進化是指兩種或兩種以上親緣關系甚遠的生物,由于棲居于同一類型的環(huán)境之中,從而演化為具有相似的形態(tài)特征或功能的現(xiàn)象。下列相關敘述正確的是( )
A. 趨同進化中,突變和基因重組決定進化方向
B. 同一環(huán)境下形態(tài)特征相似的生物屬于同一物種
C. 趨同進化中,功能相似的生物基因頻率變化相同
D. 種群仍然是趨同進化過程中生物進化的基本單位
【答案】D
【分析】基因庫是一個群體中所有個體的全部基因的總和?;蝾l率是指在一個種群基因庫中,某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。
【詳解】A、趨同進化屬于進化,自然選擇決定進化的方向,A錯誤;
B、同一環(huán)境下形態(tài)特征相似的生物未必屬于同一物種,判斷新物種形成的標志是生殖隔離的產(chǎn)生,B錯誤;
C、趨同進化導致個體形態(tài)結構的相似,但不同種生物的種群基因庫差異很大,因而不能得出趨同進化中,功能相似的生物基因頻率變化相同的結論,C錯誤;
D、種群是生物進化的基本單位,也是生物繁殖的基本單位,趨同進化過程中生物進化的基本單位依然是種群,D正確。
故選D。
8. 有些人的牙齒遇到寒冷刺激時會有刺痛感,據(jù)研究發(fā)現(xiàn),這可能與成牙本質(zhì)細胞中TRCP5基因過量表達有關。寒冷刺激時,TRCP5蛋白會引起成牙本質(zhì)細胞膜上的鈣離子通道打開,使鈣離子進入并與細胞相互作用,最終導致神經(jīng)產(chǎn)生興奮,進而引起疼痛。臨床上丁香油可用于治療牙疼。下列說法錯誤的是( )
A. 寒冷刺激在大腦皮層產(chǎn)生刺痛感覺的過程,屬于非條件反射
B. Ca2+經(jīng)過通道蛋白時,不需要與其結合,也不需要細胞提供能量
C. 臨床上丁香油用以治療牙疼的原理可能是抑制了TRCP5蛋白的形成
D. 牙疼是因為成牙本質(zhì)細胞的鈣離子通道開放,Ca2+內(nèi)流,使膜兩側的電位表現(xiàn)為外負內(nèi)正
【答案】A
【分析】寒冷刺激時,TRCP5蛋白會引起成牙本質(zhì)細胞膜上的鈣離子通道打開,使鈣離子進入并與細胞相互作用,最終導致神經(jīng)細胞膜兩側電位狀態(tài)發(fā)生改變,產(chǎn)生興奮,進而引起疼痛。
【詳解】A、寒冷刺激在大腦皮層產(chǎn)生刺痛感覺的過程,沒有經(jīng)過完整的反射弧,不屬于反射,A錯誤;
B、鈣離子通道,屬于通道蛋白,在轉運鈣離子時不需要與其結合,不會發(fā)生空間構象的改變,不需要消耗能量,B正確;
C、由“TRCP5蛋白會引起成牙本質(zhì)細胞膜上的鈣離子通道打開,使鈣離子進入并與細胞相互作用,最終導致神經(jīng)產(chǎn)生興奮,進而引起疼痛?!笨芍?,臨床上丁香油用以治療牙疼的原理可能是抑制了TRCP5蛋白的形成,C正確;
D、牙疼是因為牙本質(zhì)細胞的鈣離子通道開放,Ca2+大量內(nèi)流,膜兩側電位狀態(tài)改變,表現(xiàn)為外負內(nèi)正,D正確。
故選A。
9. 植物細胞中的葉綠體和細胞核是兩個相對獨立的遺傳體系,控制著許多優(yōu)良性狀,胞質(zhì)雜交是植物體細胞雜交應用的一個重要方面。下圖為將品種甲葉綠體中的優(yōu)良基因導入品種乙的實驗流程。下列說法錯誤的是( )
A. 過程①可用纖維素酶和果膠酶處理,此過程如在濃度較低的溶液中進行,細胞可能漲破
B. 過程②可以用聚乙二醇(PEG)誘導品種甲和乙的原生質(zhì)體進行融合
C. 過程③篩選同時具備葉綠體和細胞核的融合原生質(zhì)體誘導再生細胞壁
D. 通過④獲得的抗病品種丁,并能穩(wěn)定遺傳品種甲、乙的所有優(yōu)良性狀
【答案】D
【分析】原生質(zhì)體是去除細胞壁后各種結構的總稱,包括細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核和細胞器等。在植物體細胞雜交過程中常采用人工誘導的方法促進原生質(zhì)體的融合,誘導方法包括兩大類:物理法和化學法。化學法一般常用聚乙二醇作為誘導劑。
【詳解】A、植物細胞壁的成分是纖維素和果膠,因此過程①可用纖維素酶和果膠酶處理,所獲得的原生質(zhì)體若在低滲溶液中會吸水漲破,因此需在等滲或較高滲溶液中進行,A正確;
B、過程②即品種甲和乙的原生質(zhì)體融合可以使用聚乙二醇(PEG)誘導,終止融合可采用加培養(yǎng)液稀釋的方法進行,B正確;
C、品種甲的原生質(zhì)體含有葉綠體不含細胞核,品種乙(根尖細胞)含細胞核不含葉綠體,因此過程③篩選同時具備葉綠體和細胞核的融合細胞誘導再生細胞壁,C正確;
D、丁具備了品種乙的細胞核基因、細胞質(zhì)基因以及品種甲的細胞質(zhì)基因,但不具備甲的細胞核基因,因此不能穩(wěn)定遺傳品種甲、乙的所有優(yōu)良性狀,D錯誤。
故選D。
10. 我國科學家成功獲得了克隆猴“中中”和“華華”,該成果標志著中國率先開啟了以體細胞克隆猴作為實驗動物模型的新時代,實現(xiàn)了我國在非人靈長類研究領域由國際“并跑”到“領跑”的轉變。如圖為“中中”和“華華”的克隆過程,下列敘述錯誤的是( )

A. 圖中除去的細胞核不具有核膜與核仁結構
B. “中中”和“華華”與體細胞供體的性狀不完全相同
C. 利用胚胎分割技術獲得的多個克隆猴性狀完全一致
D. ②過程可用乙醇處理來激活重構胚使之分裂與分化
【答案】C
【分析】克隆技術已展示出廣闊的應用前景,概括起來大致有以下四個方面:(1)培育優(yōu)良畜種和生產(chǎn)實驗動物;(2)生產(chǎn)轉基因動物;(3)生產(chǎn)人胚胎干細胞用于細胞和組織替代療法;(4)復制瀕危的動物物種,保存和傳播動物物種資源。
【詳解】A、圖中除去的細胞核是染色體和紡錘體復合物,不具有核膜與核仁結構,A正確;
B、圖中重構胚中細胞質(zhì)基因來自去核卵母細胞,因此,“中中”和“華華”與體細胞供體的性狀不完全相同,B正確;
C、胚胎分割技術是指采用機械方法將早期胚胎切割成多個等份,然后經(jīng)移植后獲得同卵雙胎或多胎的技術,利用胚胎分割技術獲得的多個克隆猴含有的遺傳物質(zhì)完全一致,但由于表觀遺傳或外界環(huán)境的影響,因而它們的性狀并非完全一致,C錯誤。
D、②過程為激活重構胚的過程,該過程可用乙醇,電刺激、蛋白酶合成抑制劑等處理來激活重構胚使之分裂與分化,D正確。
故選C。
閱讀下列材料,回答下列小題:
人類除了正常的攝食行為,還存在挑食行為,可能表現(xiàn)為厭惡與過敏有關的食物。研究發(fā)現(xiàn),與過敏有關的挑食是大腦對身體的保護,調(diào)控挑食行為的部分過程如圖所示,其中IgE是一種抗體,白三烯是一種細胞因子。

11. 下列有關調(diào)控挑食行為過程的敘述,錯誤的是( )
A. 一般有抗原呈遞細胞、輔助性T細胞、B淋巴細胞參與
B. 細胞毒性T細胞識別、接觸并裂解致敏狀態(tài)的肥大細胞
C. 一般有細胞因子等免疫活性物質(zhì)參與細胞間的相互聯(lián)絡
D. B淋巴細胞增殖分化為漿細胞后,漿細胞合成分泌抗體
12. 科學家用過敏原卵清蛋白(蛋清中一種蛋白質(zhì))給小鼠免疫,然后讓這些小鼠自由選擇正常的飲用水和含蛋清的飲用水。結果發(fā)現(xiàn),免疫過的小鼠避開了含蛋清的水,而未免疫的小鼠則更喜歡含蛋清的水。為驗證該現(xiàn)象的產(chǎn)生是否符合上圖所示的模型,下列實驗設計不合理的是( )
A. 用缺乏肥大細胞的小鼠進行上述實驗
B. 用阻斷白三烯合成的小鼠進行上述實驗
C. 用無法產(chǎn)生IgE的小鼠進行上述實驗
D. 用其他過敏原免疫的小鼠為對照進行上述實驗
【答案】11. B 12. D
【分析】體液免疫基本過程:(1)一些病原體可以和B細胞接觸,這為激活B細胞提供了第一個信號。(2)一些病原體被樹突狀細胞、B細胞等抗原呈遞細胞攝取。(3)抗原呈遞細胞將抗原處理后呈遞在細胞表面,然后傳遞給輔助性T細胞。(4)輔助性T細胞表面的特定分子發(fā)生變化并與B細胞結合,這是激活B細胞的第二個信號;輔助性T細胞開始分裂、分化,并分泌細胞因子。(5)B細胞受到兩個信號的刺激后開始分裂、分化,大部分分化為漿細胞,小部分分化為記憶 B細胞。細胞因子能促進B細腦的分裂、分化過程。(6)漿細胞產(chǎn)生和分泌大量抗體,抗體可以隨體液在全身循環(huán)并與這種病原體結合??贵w與病原體的結合可以抑制病原體的增殖或對人體細胞的黏附。
【第11題詳解】
A、體液免疫過程中有抗原呈遞細胞、輔助性T細胞、B淋巴細胞參與,圖示挑食行為的出現(xiàn)存在體液免疫,A正確;
B、體液免疫過程中沒有細胞毒性T細胞參與,即圖示過程中不涉及細胞免疫,因而不會發(fā)生細胞毒性T細胞識別、接觸并裂解致敏狀態(tài)的肥大細胞的現(xiàn)象,B錯誤;
C、圖示過程中涉及細胞因子的作用,如白三烯是一種細胞因子參與細胞間的相互聯(lián)絡,C正確;
D、體液免疫過程中,B淋巴細胞增殖分化為漿細胞后,漿細胞合成分泌抗體,圖示過程涉及該過程,D正確。
故選B。
【第12題詳解】
與過敏有關的挑食是大腦對身體的保護機制,圖中所示的模型中,該機制與肥大細胞、白三烯、IgE有關,因此可以用缺乏肥大細胞的、用阻斷白三烯合成的、無法產(chǎn)生IgE的小鼠進行上述實驗來驗這些現(xiàn)象是否符合該機制,而選用其他過敏原免疫的小鼠為對照相當于增加了其他過敏原這個變量,不遵循實驗原則,故ABC正確,D錯誤。
故選D。
第II卷
13. 西葫蘆是一年生蔓生草本植物,是一種日常食材。圖1為西葫蘆葉片光合作用的部分過程示意圖,甲、乙表示相關生理過程,數(shù)字序號表示相關物質(zhì)。圖2為光照強度對正常葉色幼苗和一種葉色突變體幼苗凈光合作用速率的影響。請回答下列問題:
(1)圖1生理過程可發(fā)生于葉肉細胞_________(填寫具體部位),若光照強度增加,其余條件不變,則短時間內(nèi)③含量_________。乙過程表示_________,若將14CO2提供給葉肉細胞,則圖1生理過程中14C的轉移途徑是_________(用相關物質(zhì)及“→”表示)。
(2)從圖2分析,M點之后縱坐標CO2吸收速率受_________的影響。若光照強度由500 Lx降到50 Lx,此光照強度的變化對_________幼苗光合速率的影響較大。若光照強度繼續(xù)降低到0Lx,此時葉肉細胞中產(chǎn)生 ATP的部位是_________。
(3)將葉色突變體幼苗置于在1 000 Lx光照強度條件下密閉培養(yǎng),隨著培養(yǎng)時間的延長,其光合作用速率的變化趨勢是_______(填“升高”或“降低”),發(fā)生這種變化的原因是____。
【答案】(1) ①. 葉綠體基質(zhì) ②. 增加 ③. CO2的固定 ④. 14CO2→14C3→(14CH2O)
(2) ①. 光照強度 ②. 正常葉色幼苗 ③. 細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
(3) ①. 降低 ②. 隨著培養(yǎng)時間的延長,密閉容器中的CO2被消耗,其濃度逐漸降低,從而影響幼苗暗反應減弱,導致該幼苗的光合作用速率將會降低
【分析】圖1表示暗反應,其中甲表示C3的還原,乙表示CO2的固定,①表示C3、②表示NADPH。
【解析】(1)圖1表示暗反應,發(fā)生與葉肉細胞的葉綠體基質(zhì),若光照強度增加,其余條件不變,則光反應加強, ATP和NADPH的生成增多,C3的還原加快,短時間內(nèi)③C5來源增加,但去路不變,其含量增加。乙過程表示CO2的固定,若將14CO2提供給葉肉細胞,則圖1生理過程中14C的轉移途徑是14CO2→14C3→(14CH2O)。
(2)由圖2可知,M點之后CO2的吸收速率受光照強度的影響。若光照強度由500 Lx降到50 Lx,正常葉色幼苗CO2吸收速率下降較多,即此光照強度的變化對正常葉色幼苗光合速率的影響較大。若光照強度繼續(xù)降低到0Lx,此時葉肉細胞只進行呼吸作用,其中產(chǎn)生 ATP的部位是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。
(3)將葉色突變體幼苗置于在1 000 Lx光照強度條件下密閉培養(yǎng),隨著培養(yǎng)時間的延長,密閉容器中的CO2被消耗,其濃度逐漸降低,從而影響幼苗暗反應減弱,導致該幼苗的光合作用速率將會降低。
14. 大豆是我國非常重要的經(jīng)濟作物,產(chǎn)量是大豆的重要育種目標。已知大豆的葉片顏色正常表現(xiàn)為綠色。育種學家發(fā)現(xiàn)葉柄適度變短,可以增加下位葉的光能吸收比例進而提高產(chǎn)量。
(1)科研人員在綠葉的后代中發(fā)現(xiàn)若干株黃葉突變體yl2,用黃葉突變體yl2與正常葉植株雜交,F(xiàn)1均為正常綠葉,自交后F2中綠葉、黃葉分別為271株、89株?,F(xiàn)將F2中的綠葉單株種植收獲種子并種植,則F3中出現(xiàn)黃葉的比例為__________。
(2)科研人員對黃葉突變體yl1進一步研究發(fā)現(xiàn):與葉色相關的某基因第383位G堿基缺失,從而使對應的蛋白序列由404個氨基酸變?yōu)?69個氨基酸。請從基因與蛋白質(zhì)的關系角度解釋: ________。
(3)科研人員通過大豆田間雜交發(fā)現(xiàn)了若干株葉柄超短突變體,突變體植株經(jīng)過多代自交純化,分別得到兩種純合突變體dsp1和dsp2,已知控制dsp2的葉柄超短基因位于11號染色體上,為探究控制dsp1葉柄超短基因的位置,利用dsp1和dsp2大豆設計實驗:將二者進行雜交,F(xiàn)1自交,統(tǒng)計F2性狀分離比。
①預期一:若F1均為葉柄正常,F(xiàn)2葉柄超短∶葉柄正常為7∶9,則dsp1和dsp2葉柄超短性狀的遺傳遵循____________(填“分離”或自由組合)定律,且葉柄超短均為_________(填“顯性”或“隱性”)突變。
②預期二:若F1,F(xiàn)2均超短,不考慮交叉互換,則控制dsp1和dsp2葉柄超短基因的位置關系可能是___________。
(4)SSR是DNA 中普遍存在的簡單重復序列,不同品系、不同染色體DNA 的SSR互不相同,因此可作為分子標記進行基因定位。研究者構建了葉柄長度為5cm(含 SSR1標記)和 4cm(含SSR2標記)的兩個親本,二者僅在一對基因上存在差異,雜交后再自交,F(xiàn)2中葉柄長度5cm個體占3/4,4cm個體占1/4。測定F2植株的SSR組成,請從下表中選擇一種實驗結果與對應推論的正確組合:__________________。
【答案】(1)1/6 (2)基因發(fā)生堿基缺失后造成轉錄出的mRNA中終止密碼子提前出現(xiàn)導致翻譯提前終止,肽鏈截短
(3)①. 自由組合 ②. 隱性 ③. 互為等位基因(或同一位點上的兩個突變基因)
(4)Ⅰ和②或Ⅱ和①或Ⅲ和①
【分析】自由組合定律的實質(zhì)是:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或自由組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。
【解析】(1)由題意可知,黃化葉突變體相對于正常綠葉植株為隱性突變體,且都由一對等位基因控制,故F3中出現(xiàn)黃化葉植株的比例為1/6。
(2)與葉色相關的某基因第383位G堿基缺失,從而使對應的蛋白序列由404個氨基酸變?yōu)?69個氨基酸,肽鏈變短了,原因可能為基因發(fā)生堿基缺失后造成轉錄出的mRNA中終止密碼子提前出現(xiàn)導致翻譯提前終止,肽鏈截短。
(3)dsp1和dsp2雜交,F(xiàn)1均為葉柄正常,F(xiàn)2葉柄超短:葉柄正常為7:9(1:3:3:9的變形),說明控制dsp1和dsp2葉柄超短性狀的遺傳遵循基因自由組合定律,是由2對等位基因控制的,且為隱性突變。若F2均為葉柄超短,說明F1的兩對基因的遺傳遵循自由組合定律,則dsp1和dsp2葉柄超短基因位于兩對同源染色體上。dsp1和dsp2雜交,F(xiàn)1為雜合性狀正常,F(xiàn)1自交產(chǎn)生的子代基因型中,無論是dspl基因純合還是dsp2基因純合,都體現(xiàn)葉柄超短性狀,則F2均超短。
(4)葉柄把長度為5cm(含SSR1標記)和4cm(含SSR2標記)的兩個親本雜交,子二代和親本類型一樣,比例為3:1,初步判斷長度性狀受一對等位基因控制,SSR序列基因可能和長度性狀基因獨立遺傳,也可能位于一對同源染色體上。若兩性狀獨立遺傳,則可以用乘法原理分開分析,子二代長度比為3:1,SSR序列的分離比為SSR1/SSR1:SSR1SSR2:SSR2SSR2=1:2:1;若二性狀位于一對染色體上,考慮到雙親的SSR序列為葉柄把長度為5cm(含SSR1標記)和4m(含SSR2標記),則SSR1和控制5cm長度的基因位于一條染色體上,SSR2和控制4cm長度的基因位于一條染色體上,即Ⅰ和②或Ⅱ和①或Ⅲ和①。
15. 糖皮質(zhì)激素(GC)是腎上腺皮質(zhì)分泌的類固醇激素,正常生理條件下,血液中糖皮質(zhì)激素水平很穩(wěn)定。應激和炎癥標志物可刺激下丘腦—垂體—腎上腺軸(HPA)調(diào)控腎上腺皮質(zhì)分泌GC,在應激反應中GC可通過抑制細胞因子釋放、誘導細胞凋亡等途徑,調(diào)控免疫系統(tǒng)的功能?;卮鹣铝袉栴}。
(1)GC進入細胞的運輸方式是______。正常情況下,GC含量的穩(wěn)定,一方面是因為在GC的分泌過程中,既存在______調(diào)節(jié)以放大激素的調(diào)節(jié)效應,又存在反饋調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)GC的合成分泌;另一方面的原因是______。
(2)器官移植時,可使用適量GC以提高成功率,其原理是______。
(3)下圖表示除HPA軸之外還存在另一種免疫調(diào)節(jié)機制:“腦—脾神經(jīng)軸”,結合下圖及體液免疫的過程分析,促進B細胞分化的兩個刺激信號分子為______。
(4)膽堿類受體是腦—脾神經(jīng)通路中介導B細胞分化的重要結構。利用以下實驗材料及用具,設計實驗證明小鼠B細胞缺少膽堿類受體導致體液免疫能力降低。請完成下表。
實驗材料及用具:生理狀況相同的小鼠若干只、正常造血干細胞、異常(不能編碼膽堿類受體的)造血干細胞、X抗原、注射器、抗體定量檢測儀器等。
【答案】(1)①. 自由擴散 ②. 分級 ③. 激素起作用后即失活
(2)GC可抑制細胞因子釋放,促進淋巴細胞凋亡,降低機體的免疫排斥反應
(3)乙酰膽堿和抗原 (4)①. 正常造血干細胞并注射適量X抗原 ②. 異常造血干細胞并注射等量X抗原 ③. 減少實驗誤差 ④. 抗X抗原的抗體產(chǎn)生量
【分析】由于內(nèi)分泌腺沒有導管,其分泌的激素隨血液流到全身,通過血液傳遞各種信息。激素運輸方向是不定的,可以全身運輸,但是起作用的細胞卻各不相同。
【解析】(1)GC是類固醇類激素,進入細胞的方式為自由擴散。激素發(fā)揮作用后即失活,所以激素需要不斷地合成,GC的分泌受到下丘腦—垂體—腎上腺軸的分級調(diào)節(jié)。
(2)由題意可知,GC可抑制細胞因子的釋放,促進淋巴細胞凋亡,降低機體的免疫排斥反應,降低免疫系統(tǒng)的功能,在器官移植時,可使用適量的GC以降低免疫排斥反應,提高成功率。
(3)B細胞可以接受抗原的刺激增殖分化,由圖可知,B細胞可以接受乙酰膽堿和抗原的信號刺激。
(4)本實驗的目的是證明小鼠B細胞缺少膽堿類受體導致體液免疫能力降低,所以實驗的自變量是膽堿類受體是否被破壞。實驗設計思路為:取生理狀態(tài)相同的小鼠若干只,去除小鼠自身造血干細胞,獲得不產(chǎn)生B細胞的小鼠,隨機均分為兩組,將其中一組小鼠移植正常造血干細胞并注射X抗原作為對照組,另一組小鼠移植異常造血干細胞并注射X抗原作為實驗組。一段時間后,檢測兩組小鼠體內(nèi)抗X抗體的產(chǎn)生量。為了減少實驗誤差,對照組和實驗組均要測定多只小鼠。故①為正常造血干細胞并注射適量X抗原;②為異常造血干細胞并注射等量X抗原;③為減少實驗誤差;④為抗X抗原的抗體產(chǎn)生量。
16. 腎臟是人體內(nèi)具有重吸收作用的器官,對機體水鹽平衡的調(diào)控起著至關重要的作用。請結合信息回答下列問題:
(1)當機體細胞外液量減少以及血鈉含量降低時,______分泌的增加,其作用是______,維持血鈉含量的平衡。
(2)當機體缺水時,人體主動飲水的反射弧是______(用文字和箭頭表示)。
(3)NBCn1和NBCn2都是電中性的Na+/共轉運體,與機體水鹽平衡調(diào)節(jié)有著密切的聯(lián)系。為研究不同濃度的NaCl對NBCnl和NBCn2表達量的影響,科研人員以大鼠為材料,設計如下實驗,所用試劑有8%NaC1、0.25%NaC1、0.025%NaCl等。
①實驗步驟中A操作為_______,B器官為_______,C處為________。
②實驗結果如圖:
據(jù)結果可知,與對照組相比,高鹽條件下腎臟中NBCn1、NBCn2的表達量______,低鹽條件下腎臟中NBCn1、NBCn2的表達量有所降低。由此可推測:NBCn1和NBCn2可_______(填“抑制”或“促進”)腎臟對Na+的重吸收,促進Na+_______,維持機體水鹽平衡。
【答案】(1)①. 醛固酮 ②. 促進腎小管和集合管對Na+的重吸收
(2)下丘腦滲透壓感受器→傳入神經(jīng)→大腦皮層→傳出神經(jīng)→肌肉
(3)①. 投喂等量含有0.025%NaCl的飼料 ②. 腎臟 ③. NBCn1和NBCn2的含量 ④. 均明顯增加 ⑤. 抑制 ⑥. 排出體外
【分析】當人飲水不足或吃的食物過咸時,細胞外液滲透壓會升高,下丘腦中滲透壓感受器會受到刺激,這個刺激一方面?zhèn)髦链竽X皮層,通過產(chǎn)生渴覺來直接調(diào)節(jié)水的攝入量,另一方面促使下丘腦分泌、垂體釋放的抗利尿激素增加,從而促進腎小管和集合管對水分的重吸收。
【解析】(1)當機體細胞外液量減少以及血鈉含量降低時,腎上腺皮質(zhì)分泌的醛固酮增加,醛固酮能促進腎小管和集合管對Na+的重吸收,從而維持血鈉含量的平衡。
(2)當機體缺水時,細胞外液的滲透壓升高,相應感受器興奮,經(jīng)一系列傳遞使機體主動飲水,對應的反射弧為:下丘腦滲透壓感受器→傳入神經(jīng)→大腦皮層→傳出神經(jīng)→肌肉。
(3)①該實驗目的是研究不同濃度的NaCl對NBCn1和NBCn2表達量的影響,因此不同組別處理的差異是用含不同濃度NaCl的飼料飼喂大鼠,因變量為NBCn1和NBCn2的表達量。由題意可知,NBCn1和NBCn2都是電中性的Na+/HCO3-共轉運體,與機體水鹽平衡調(diào)節(jié)有著密切的聯(lián)系,可推測這兩種蛋白位于腎臟細胞的細胞膜上,因此檢測時應選擇大鼠的腎臟組織細胞,并檢測細胞膜上NBCn1和NBCn2的含量。故實驗過程為:高鹽實驗組(H)投喂適量含有8%NaCl的飼料;低鹽實驗組(L)投喂等量含有0.025%NaCl的飼料;對照組(N)投喂等量含有0.25%NaCl的飼料;分別喂食兩周后,取大鼠腎臟組織細胞并提取膜蛋白,再進行蛋白免疫印跡檢測NBCn1和NBCn2的含量。
②由實驗結果可知,與對照組相比,高鹽條件下腎臟中NBCn1、NBCn2的蛋白表達量均明顯增加,推測NBCnl和 NBCn2可抑制腎臟對Na+的重吸收,促進Na+排出體外,從而維持機體水鹽平衡。
17. 水稻穗粒數(shù)可影響水稻產(chǎn)量。農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA可以轉移并隨機插入野生型水稻基因組中(可在基因組單一位點插入也可以同時插入多個位點),導致被插入的基因功能喪失,從而得到一系列水稻突變體。研究者從中篩選得到一株穗粒數(shù)異常突變體,為確定T-DNA插入植物細胞的染色體位置,可根據(jù)T-DNA序列,擴增其兩側未知序列比對,從而確定插入的染色體。
(1)圖1所示序列使用限制酶酶切后,將所得DNA使用______酶連成環(huán)狀(如圖2),再設計引物進行PCR擴增,其中復性過程的作用是_____。
(2)請根據(jù)圖1的T-DNA的一條鏈的堿基序列,選出PCR中使用的引物序列是______和______(填序號)。
(3)由圖2中環(huán)狀DNA至少經(jīng)過______輪循環(huán)才能得到圖示鏈狀PCR產(chǎn)物(如圖3)。
(4)經(jīng)過與野生型水稻基因組序列比對,確定T-DNA插入2號染色體上的B基因中。研究發(fā)現(xiàn),該突變體產(chǎn)量明顯低于野生型,據(jù)此推測B基因可______(填“促進”或“抑制”)水稻穗粒的形成,從而控制高產(chǎn)性狀。
【答案】(1)①. DNA連接 ②. 使引物通過堿基互補配對結合到模板鏈上
(2)①. ① ②. ③
(3)3 (4)促進
【分析】基因工程技術的基本步驟:
(1)目的基因的獲取:方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。
(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感受態(tài)細胞法。
(4)目基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測:①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術;②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術;③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--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
【解析】(1)圖1所示序列使用限制酶酶切后,將所得DNA使用DNA連接酶連成環(huán)狀(如圖2),再設計引物進行PCR擴增,其中復性過程的作用是使引物通過堿基互補配對結合到模板鏈上。
(2)
據(jù)上述分析,PCR中使用的引物序列是①和③。
(3)由于是擴增T-DNA兩側未知序列,所以引物應與T-DNA的5′端結合。第一輪擴增產(chǎn)物的兩條鏈為一條完整的環(huán)狀鏈和與其長度相同的單鏈。第二輪擴增產(chǎn)物的兩條鏈為上述長度的單鏈和不包括T-DNA的單鏈。第三輪才可獲得不包括T-DNA的雙鏈DNA。
(4)由于該突變體產(chǎn)量明顯低于野生型,而突變體內(nèi)B基因由于插入了T-DNA導致功能喪失,據(jù)此推測B基因促進水稻穗粒的形成。實驗結果
推論
Ⅰ:5cm 葉柄和 4cm 葉柄植株的 SSR 組
成均為 SSR1/SSR1:SSR1/SSR2:SSR2/SSR2=1:2:1
Ⅱ:4cm葉柄植株僅具有SSR2標記
Ⅲ :5cm葉柄植株僅有2/3具有SSR2標記
IV :4cm葉柄植株中的SSR1:SSR2=1:1
①該葉柄長度基因與該SSR
標記位于同源染色體
②該葉柄長度基因與該SSR
標記位于非同源染色體
簡要操作步驟
實驗步驟的目的
去除小鼠造血干細胞
獲得不能產(chǎn)生B細胞的小鼠
①移植______
設置對照組
②移植______
設置實驗組
對照組和實驗組均測定多只小鼠
③______
抗體定量檢測儀器測定
測定兩組小鼠體內(nèi)的④______
組別
步驟
檢測
高鹽實驗組(H)
投喂適量含有8%NaCl的飼料
分別喂食兩周后,取大鼠B_____組織細胞并提取膜蛋白,再進行蛋白免疫印跡檢測C_____
低鹽實驗組(L)
A_____
對照組(N)
投喂等量含有0.25%NaCl的飼料
T-DNA序列
引物序列
5′-AACTATGCGC……CGTAGCCTAT-3′
①5′-GCGCATAGTT-3′
②5′-ATAGGCTACG-3′
③5′-CGTAGCCTAT-3′
④5′-AACTATGCGC-3′
T-DNA序列
引物序列
5′—AACTATGCGC……CGTAGCCTAT—3′
3′—TTGATACGCG……GCATCGGATA—5′
5′—GCGCATAGTT—3′
5′-CGTAGCCTAT-3′

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