本試卷共10頁(yè),100分??荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘??忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上,在試卷上作答無(wú)效??荚嚱Y(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
第一部分
本部分共15題,每題2分,共30分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中,選出最符合題目要求的一項(xiàng)。
1. 哺乳動(dòng)物的血紅蛋白含4條肽鏈,由574個(gè)氨基酸組成。β鏈上谷氨酸被纈氨酸取代會(huì)使人患鐮狀細(xì)胞貧血(SCA)。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 一個(gè)血紅蛋白含有574個(gè)肽鍵
B. 氨基酸的分子結(jié)構(gòu)通式為
C. 氨基酸替換使蛋白空間結(jié)構(gòu)改變
D. SCA患者血紅蛋白攜氧功能異常
【答案】A
【解析】
【分析】構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸,每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上,這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫和一個(gè)R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
【詳解】A、一個(gè)血紅蛋白分子中含有的肽鍵=574?4=570,A錯(cuò)誤;
B、氨基酸的分子結(jié)構(gòu)通式特點(diǎn)是每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上,這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫和一個(gè)R基,氨基酸的不同在于R基的不同,B正確;
C、氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位,氨基酸的替換可導(dǎo)致蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)改變,C正確;
D、SCA患者血紅蛋白異常,其攜氧功能也會(huì)異常,D正確。
故選A。
2. 下圖是某種植物細(xì)胞的電鏡照片,1~4均為細(xì)胞結(jié)構(gòu),對(duì)其描述錯(cuò)誤的是( )
A. 磷脂雙分子層構(gòu)成1的基本支架
B. 2是該細(xì)胞產(chǎn)生ATP的主要場(chǎng)所
C. 3中有由DNA和蛋白質(zhì)組成的染色質(zhì)
D. 4中基粒和類囊體擴(kuò)大了受光面積
【答案】B
【解析】
【分析】分析題圖:圖中1~4結(jié)構(gòu)依次是細(xì)胞膜、液泡、細(xì)胞核、葉綠體。
【詳解】A、結(jié)構(gòu)1是細(xì)胞膜,磷脂雙分子層構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架,A正確;
B、2是液泡,不產(chǎn)生ATP,B錯(cuò)誤;
C、3是細(xì)胞核,細(xì)胞核中有由DNA和蛋白質(zhì)組成的染色質(zhì),C正確;
D、4是葉綠體,葉綠體中基粒和類囊體擴(kuò)大了受光面積,利于光合作用,D正確。
故選B。
3. 過氧化氫(H2O2)在高溫下分解速率加快,細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫酶可將代謝產(chǎn)生的H2O2及時(shí)分解。下列關(guān)于過氧化氫酶的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A. 提供活化能的效率高B. 催化具有專一性
C. 活性受溫度和pH影響D. 是基因表達(dá)的產(chǎn)物
【答案】A
【解析】
【分析】1、酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),極少數(shù)酶是RNA。
2、酶的特性:高效性、專一性和作用條件溫和的特性。
3、酶促反應(yīng)的原理:酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。
【詳解】A、酶的作用原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,而不是提供活化能 ,A錯(cuò)誤;
B、過氧化氫酶只能催化過氧化氫分解,對(duì)其他化學(xué)反應(yīng)不起作用,體現(xiàn)了酶催化的專一性 ,B正確;
C、溫度和 pH 會(huì)影響酶的活性,過氧化氫酶也不例外,在最適溫度和 pH 條件下活性最高,偏離最適值活性會(huì)降低 ,C正確;
D、過氧化氫酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是基因表達(dá)(轉(zhuǎn)錄和翻譯過程)的產(chǎn)物 ,D正確。
故選A。
4. 研究者利用野生型小鼠(WT)、無(wú)毛突變小鼠品系甲和乙進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),結(jié)果如表所示。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 小鼠有毛和無(wú)毛是一對(duì)相對(duì)性狀
B. 甲、乙無(wú)毛品系均為隱性突變體
C. 甲、乙無(wú)毛突變基因?yàn)榈任换?br>D. 組別三F1測(cè)交子代約為1/4有毛
【答案】C
【解析】
【分析】自由組合的實(shí)質(zhì):當(dāng)具有兩對(duì)(或更多對(duì))相對(duì)性狀的親本進(jìn)行雜交,在子一代產(chǎn)生配子時(shí),在等位基因分離的同時(shí),非同源染色體上的基因表現(xiàn)為自由組合。其實(shí)質(zhì)是非等位基因自由組合,即一對(duì)染色體上的等位基因與另一對(duì)染色體上的等位基因的分離或組合是彼此間互不干擾的,各自獨(dú)立地分配到配子中去。因此也稱為獨(dú)立分配定律。
【詳解】A、相對(duì)性狀是同一性狀的不同表現(xiàn)形式,小鼠有毛和無(wú)毛是一對(duì)相對(duì)性狀,A正確;
B、組別一和二的F1相互交配,F(xiàn)2均為有毛∶無(wú)毛=3∶1,因此甲、乙無(wú)毛品系均為隱性突變體,B正確;
C、組3中F1的有毛相互交配,后代有毛∶無(wú)毛=9∶7,為9∶3∶3∶1的變式,因此甲、乙無(wú)毛突變基因?yàn)榉峭慈旧w上的非等位基因,C錯(cuò)誤;
D、組別三中有毛為雙顯性狀,F(xiàn)1(AaBb)測(cè)交(與aabb雜交)子代約為1/4有毛(AaBb),3/4為無(wú)毛(Aabb、aaBb、aabb),D正確。
故選C。
5. 研究人員觀察蘆筍根尖細(xì)胞的有絲分裂并對(duì)染色體進(jìn)行分析,結(jié)果如圖。下列敘述正確的是( )

A. 制作臨時(shí)裝片的流程為解離→染色→漂洗→制片
B. 觀察到有絲分裂前期細(xì)胞染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)最清晰
C. 蘆筍的一個(gè)染色體組含有10條非同源染色體
D. 蘆筍花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂可形成20個(gè)四分體
【答案】C
【解析】
【分析】觀察細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)的步驟:解離(解離液由鹽酸和酒精組成,目的是使細(xì)胞分散開來(lái))、漂洗(洗去解離液,便于染色)、染色(用醋酸洋紅等堿性染料)、制片(該過程中壓片是為了將根尖細(xì)胞壓成薄層,使之不相互重疊影響觀察)和觀察(先低倍鏡觀察,后高倍鏡觀察)。
【詳解】A、制作觀察植物細(xì)胞有絲分裂臨時(shí)裝片的流程為解離→漂洗→染色→制片,A錯(cuò)誤;
B、有絲分裂中期,染色體的著絲粒整齊地排列在赤道板上,染色體形態(tài)比較穩(wěn)定,數(shù)目比較清晰,是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期,而不是前期,B錯(cuò)誤;
C、從圖中可以看出,蘆筍體細(xì)胞中含有20條染色體,其為二倍體生物,含有2個(gè)染色體組,所以一個(gè)染色體組含有10條非同源染色體,C正確;
D、四分體是減數(shù)分裂過程中同源染色體兩兩配對(duì)形成的結(jié)構(gòu)。已知蘆筍體細(xì)胞中含有20條染色體,即10對(duì)同源染色體,所以蘆筍花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)可形成10個(gè)四分體,D錯(cuò)誤。
故選C
6. 杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良(DMD)是一種單基因遺傳病,圖1為該病一個(gè)家系圖,圖2是對(duì)該家族成員相關(guān)基因進(jìn)行PCR的結(jié)果,相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A. DMD是伴X染色體隱性遺傳病
B. 3和6都是致病基因的攜帶者
C. 該家系中的致病基因一定來(lái)自2
D. 該基因突變是堿基對(duì)增添引起的
【答案】C
【解析】
【分析】遺傳病是指由遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。遺傳病是指完全或部分由遺傳因素決定的疾病,常為先天性的,也可后天發(fā)病。如先天愚型、多指(趾)、先天性聾啞、血友病等,這些遺傳病完全由遺傳因素決定發(fā)病,并且出生一定時(shí)間后才發(fā)病,有時(shí)要經(jīng)過幾年、十幾年甚至幾十年后才能出現(xiàn)明顯癥狀。
【詳解】A、3號(hào)和4號(hào)均不患病,生下7號(hào)患病,該病為隱性,4號(hào)只有一條帶,因此該病為伴X染色體隱性遺傳病,A正確;
B、3和6都是兩條帶,基因型為雜合子,都是致病基因的攜帶者,B正確;
C、7號(hào)為XbY,1號(hào)為XBY,2號(hào)為XBXB,3號(hào)為XBXb,Xb為突變而來(lái),因此7號(hào)的致病基因可能來(lái)自1的突變,也可能來(lái)自2的突變,C錯(cuò)誤;
D、7號(hào)患病,條帶較大,因此該基因突變是堿基對(duì)增添引起的,D正確。
故選C。
7. 細(xì)胞色素c是細(xì)胞中普遍存在的一種蛋白質(zhì)。據(jù)測(cè)算,其氨基酸序列每2000萬(wàn)年發(fā)生1%的改變,但對(duì)功能無(wú)影響。不同生物與人的細(xì)胞色素c氨基酸序列差異如表所示,相關(guān)敘述正確的是( )
A. 生物普遍含有細(xì)胞色素c提示他們有共同的祖先
B. 表中數(shù)據(jù)為生物進(jìn)化提供了比較解剖學(xué)證據(jù)
C. 不同生物間細(xì)胞色素c的差異越小,親緣關(guān)系越遠(yuǎn)
D. 自然選擇學(xué)說可解釋細(xì)胞色素c的不斷變化
【答案】A
【解析】
【分析】動(dòng)植物體都有細(xì)胞色素C的事實(shí)說明動(dòng)植物具有一定的親緣關(guān)系,親緣關(guān)系越近的生物,細(xì)胞色素C的差異越??;親緣關(guān)系越遠(yuǎn)的生物,細(xì)胞色素C的差異則越大。
【詳解】A、細(xì)胞色素c是細(xì)胞中普遍存在的一種蛋白質(zhì),且不同生物間的細(xì)胞色素c具有相似性,只是氨基酸序列存在微小差異。這種普遍性和相似性提示了不同生物可能有共同的祖先,A正確;
B、細(xì)胞色素c是一種蛋白質(zhì)分子,這些生物細(xì)胞色素c的相似性,為生物的進(jìn)化提供分子水平的證據(jù),為共同由來(lái)學(xué)說提供了間接的證據(jù),B錯(cuò)誤;
C、據(jù)題表數(shù)據(jù)分析可知,與人親緣關(guān)系越近的生物,其細(xì)胞色素c的氨基酸組成的差異越小,與人親緣關(guān)系越遠(yuǎn)的生物,其細(xì)胞色素c的氨基酸組成的差異越大,C錯(cuò)誤;
D、細(xì)胞色素c是細(xì)胞中普遍含有的蛋白質(zhì),不同生物與人的細(xì)胞色素c氨基酸序列存在差異,但功能相同,而達(dá)爾文自然選擇學(xué)說強(qiáng)調(diào)了由于自然選擇的原因,使同一生物在不同環(huán)境中進(jìn)化的方向不同,從而其結(jié)構(gòu)和功能不同,而細(xì)胞色素c在不同的生物中結(jié)構(gòu)不同,但功能相同,故自然選擇學(xué)說不能解釋細(xì)胞色素c的不斷變化,D錯(cuò)誤。
故選A。
8. 人和高等動(dòng)物遇到危險(xiǎn)時(shí),心跳、呼吸加快,同時(shí)有逃跑行為。當(dāng)確認(rèn)安全之后,心跳、呼吸逐漸恢復(fù)。以下敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 心跳、呼吸加快受自主神經(jīng)系統(tǒng)控制
B. 逃跑行為不受大腦皮層的運(yùn)動(dòng)中樞支配
C. 遇危險(xiǎn)出現(xiàn)逃跑行為的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射弧
D. 交感和副交感神經(jīng)協(xié)調(diào)使機(jī)體更好適應(yīng)環(huán)境
【答案】B
【解析】
【分析】自主神經(jīng)系統(tǒng)是指支配內(nèi)臟、血管和腺體的傳出神經(jīng),它們的活動(dòng)不受意識(shí)的支配,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。
【詳解】A、自主神經(jīng)系統(tǒng)包括交感神經(jīng)和副交感神經(jīng),當(dāng)人和高等動(dòng)物遇到危險(xiǎn)時(shí),交感神經(jīng)興奮,會(huì)使心跳、呼吸加快,該過程受自主神經(jīng)系統(tǒng)控制,A正確;
B、逃跑行為是一種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)行為,大腦皮層的運(yùn)動(dòng)中樞對(duì)軀體運(yùn)動(dòng)起著調(diào)控作用,逃跑行為受大腦皮層的運(yùn)動(dòng)中樞支配,B錯(cuò)誤;
C、反射活動(dòng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射弧,遇危險(xiǎn)出現(xiàn)逃跑行為屬于反射活動(dòng),其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射弧,C正確;
D、交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的作用通常是相反的,它們相互協(xié)調(diào),使機(jī)體更好地適應(yīng)環(huán)境的變化,如遇到危險(xiǎn)時(shí)交感神經(jīng)興奮,確認(rèn)安全后副交感神經(jīng)興奮使心跳、呼吸逐漸恢復(fù),D正確。
故選B。
9. 在嚴(yán)寒的環(huán)境中,無(wú)論是靜止還是運(yùn)動(dòng),人的體溫總能保持相對(duì)恒定,在此調(diào)節(jié)過程中不會(huì)發(fā)生的是( )
A. 冷覺感受器產(chǎn)生的興奮將傳遞到體溫調(diào)節(jié)中樞
B. 骨骼肌戰(zhàn)栗、汗腺分泌量減少、蒸發(fā)散熱減少
C. 甲狀腺激素、腎上腺素釋放增加,促進(jìn)細(xì)胞代謝
D. 皮膚毛細(xì)血管收縮,血流量減少以降低機(jī)體產(chǎn)熱量
【答案】D
【解析】
【分析】體溫調(diào)節(jié)是溫度感受器接受體內(nèi)、外環(huán)境溫度的刺激,通過體溫調(diào)節(jié)中樞的活動(dòng),相應(yīng)地引起內(nèi)分泌腺、骨骼肌、皮膚血管和汗腺等組織器官活動(dòng)的改變,從而調(diào)整機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱過程,使體溫保持在相對(duì)恒定的水平。寒冷環(huán)境→皮膚冷覺感受器→下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞→增加產(chǎn)熱(骨骼肌戰(zhàn)栗、立毛肌收縮、甲狀腺激素和腎上腺激素分泌增加),減少散熱(毛細(xì)血管收縮、汗腺分泌減少)→體溫維持相對(duì)恒定。
【詳解】A 、在寒冷環(huán)境中,冷覺感受器受到刺激產(chǎn)生興奮,通過傳入神經(jīng)將興奮傳遞到下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞 ,該過程會(huì)發(fā)生,A不符合題意;
B、寒冷時(shí),骨骼肌戰(zhàn)栗增加產(chǎn)熱;汗腺分泌量減少,使蒸發(fā)散熱減少,有助于維持體溫恒定,該過程會(huì)發(fā)生,B不符合題意;
C、寒冷環(huán)境下,甲狀腺激素、腎上腺素釋放增加,提高細(xì)胞代謝水平,增加產(chǎn)熱,該過程會(huì)發(fā)生,C不符合題意;
D、皮膚毛細(xì)血管收縮,血流量減少,目的是減少散熱,而不是降低機(jī)體產(chǎn)熱量 ,該過程不會(huì)發(fā)生,D符合題意。
故選D。
10. 光照作為環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的過程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 光敏色素是接受光信號(hào)的受體分子
B. 主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞的Ca2+激活酶2
C. 圖示感受信號(hào)→傳導(dǎo)信號(hào)→發(fā)生反應(yīng)調(diào)節(jié)過程
D. 基因、激素和環(huán)境因素共同參與調(diào)控過程
【答案】B
【解析】
【分析】1.光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié):①光是植物進(jìn)行光合作用的能量來(lái)源。②光作為一種信號(hào),影響、調(diào)控植物生長(zhǎng)、發(fā)育的過程。在受到光照時(shí),光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化,這一變化的信息會(huì)經(jīng)過信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核內(nèi),影響特定基因的表達(dá),從而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)。2.光敏色素引起的生理變化為:光信號(hào)→細(xì)胞感受光信號(hào)→光敏色素被激活,結(jié)構(gòu)發(fā)生變化→信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)→細(xì)胞核接受信號(hào)→調(diào)控特定基因表達(dá)→產(chǎn)生特定物質(zhì)→產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。
【詳解】A、植物具有能夠接受光信號(hào)的分子,光敏色素就是其中的一種,光敏色素主要吸收紅光和遠(yuǎn)紅光,A正確;
B、Ca2+經(jīng)過Ca2+通道進(jìn)入細(xì)胞激活酶2,進(jìn)入方式協(xié)助擴(kuò)散,B錯(cuò)誤;
C、光調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制:感受信號(hào)(光敏色素被激活,結(jié)構(gòu)發(fā)生變化)一傳導(dǎo)信號(hào)(信號(hào)經(jīng)過轉(zhuǎn)導(dǎo),傳遞到細(xì)胞核內(nèi))一發(fā)生反應(yīng)(細(xì)胞杉內(nèi)特定基因的轉(zhuǎn)錄變化)一表現(xiàn)效應(yīng)(相應(yīng) mRNA 翻譯出特定蛋白質(zhì)),C正確;
D、植物的生長(zhǎng)發(fā)育不僅受基因、激素調(diào)節(jié),也受環(huán)境因素參與調(diào)控過程,D正確。
故選B。
11. 大熊貓主要食用冷箭竹,但體內(nèi)缺乏纖維素酶,靠腸道內(nèi)的纖維素分解菌幫助消化。由于受到道路、農(nóng)田等干擾,秦嶺地區(qū)的大熊貓被分割成幾個(gè)局域種群,2017年建設(shè)秦嶺國(guó)家公園以保護(hù)野生大熊貓。下列敘述正確的是( )
A. 國(guó)家公園里的大熊貓、冷箭竹共同構(gòu)成一個(gè)群落
B. 大熊貓與腸道內(nèi)纖維素分解菌的種間關(guān)系為寄生
C. 被分隔在不同局域的大熊貓種群間存在地理隔離
D. 建設(shè)國(guó)家公園屬于易地保護(hù)生物多樣性的措施
【答案】C
【解析】
【分析】保護(hù)生物多樣性就是在生態(tài)系統(tǒng)、物種和基因三個(gè)水平上采取保護(hù)戰(zhàn)略和保護(hù)措施。主要有:就地保護(hù),即建立自然保護(hù)區(qū);易地保護(hù),如建立遺傳資源種質(zhì)庫(kù)、植物基因庫(kù),以及野生動(dòng)物園和植物園及水族館等;制定必要的法規(guī),對(duì)生物多樣性造成重大損失的活動(dòng)進(jìn)行打擊和控制。
【詳解】A、群落是指在一定時(shí)間內(nèi)聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合,包括動(dòng)物、植物、微生物等所有生物。而大熊貓和冷箭竹只是這個(gè)群落中的兩個(gè)組成部分,不能代表整個(gè)群落,A錯(cuò)誤;
B、寄生是指一種生物(寄生者)寄居在另一種生物(宿主)的體內(nèi)或體表,并從這種生物體上攝取養(yǎng)料來(lái)維持生活的現(xiàn)象。而大熊貓與腸道內(nèi)纖維素分解菌的關(guān)系是互利共生,即大熊貓為纖維素分解菌提供生存的環(huán)境和食物(纖維素),而纖維素分解菌幫助大熊貓消化纖維素,為大熊貓?zhí)峁I(yíng)養(yǎng),B錯(cuò)誤;
C、地理隔離是指由于地理上的障礙而使彼此間無(wú)法相遇而不能交配。在題目中,由于受到道路、農(nóng)田等干擾,秦嶺地區(qū)的大熊貓被分割成幾個(gè)局域種群,這些種群之間由于地理障礙而無(wú)法相遇交配,因此存在地理隔離,C正確;
D、易地保護(hù)是指將瀕危生物遷出原地,移入動(dòng)物園、植物園、水族館和瀕危動(dòng)物繁育中心等進(jìn)行特殊的保護(hù)和管理。而建設(shè)國(guó)家公園屬于就地保護(hù),即在原來(lái)的生活區(qū)域中對(duì)瀕危生物實(shí)施保護(hù),D錯(cuò)誤。
故選C。
12. 下圖分別示意生態(tài)系統(tǒng)某生物量金字塔(左)和某數(shù)量金字塔(右),敘述正確的是( )
A. 第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)干重值可代表流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量
B. 左圖第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量傳遞效率約為13.6%
C. 數(shù)量金字塔呈上寬下窄的形態(tài)是由于害蟲破壞了生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性
D. 上窄下寬的能量金字塔直觀反映能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)
【答案】D
【解析】
【分析】生態(tài)金字塔是指各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的某種數(shù)量關(guān)系,可采用生物量單位、能量單位和個(gè)體數(shù)量單位。采用這些單位所構(gòu)成的生態(tài)金字塔就可以分別稱為生物量金字塔、能量金字塔和數(shù)量金字塔。
【詳解】AB、能量傳遞效率是指相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間同化量的比值。 左圖中僅給出了各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的干重值,干重值并不等同于同化量,所以無(wú)法根據(jù)這些干重值計(jì)算第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率,AB錯(cuò)誤;
C、數(shù)量金字塔呈現(xiàn)上寬下窄的形態(tài),是因?yàn)槔ハx個(gè)體小,數(shù)量多,樹個(gè)體大,數(shù)量少,這是不同生物個(gè)體大小和數(shù)量的自然差異導(dǎo)致的,而不是害蟲破壞了生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,C錯(cuò)誤;
D、能量金字塔上窄下寬,直觀地反映了能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)逐級(jí)遞減的特點(diǎn),即營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高,所含能量越少,D正確。
故選D。
13. 我國(guó)科研人員成功地將大熊貓皮膚成纖維細(xì)胞培養(yǎng)成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC),這些iPSC注入小鼠體內(nèi)后逐漸形成了一個(gè)包括神經(jīng)、肌肉和上皮組織的團(tuán)塊。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是獲得iPSC的基礎(chǔ)
B. 細(xì)胞培養(yǎng)基中應(yīng)含有糖類和動(dòng)物血清等
C. iPSC注入小鼠體內(nèi)屬于細(xì)胞融合技術(shù)
D. iPSC可用于心血管等疾病治療的研究
【答案】C
【解析】
【分析】胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)具有自我更新及多向分化潛能,為發(fā)育學(xué)、遺傳學(xué)、人類疾病的發(fā)病機(jī)理與替代治療等研究提供非常寶貴的資源。iPS細(xì)胞技術(shù)是借助基因?qū)爰夹g(shù)將某些特定因子基因?qū)雱?dòng)物或人的體細(xì)胞,以將其重編程或誘導(dǎo)為ES細(xì)胞樣的細(xì)胞,即iPS細(xì)胞。
【詳解】A、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)的獲取需通過體外培養(yǎng)成纖維細(xì)胞,依賴動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),A正確;
B、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基需提供營(yíng)養(yǎng)(如糖類),和天然成分(如動(dòng)物血清),以支持細(xì)胞生長(zhǎng),B正確;
C、將iPSC注入小鼠體內(nèi)屬于細(xì)胞移植技術(shù),而非細(xì)胞融合技術(shù),C錯(cuò)誤;
D、iPSC具有分化潛能,可用于研究治療因細(xì)胞損傷引起的疾病,如心血管疾病,D正確。
故選C。
14. 化療會(huì)造成癌癥病人血小板減少。血小板生成素(TPO)可促進(jìn)血小板產(chǎn)生。研究人員將含人TPO基因的表達(dá)載體導(dǎo)入中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞中,獲得有生物活性的TPO并應(yīng)用于臨床。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 用PCR技術(shù)可獲取和擴(kuò)增人TPO基因
B. 構(gòu)建表達(dá)載體需要解旋酶和DNA聚合酶
C. 表達(dá)載體包括TPO基因、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子和終止子等
D. 用抗原—抗體雜交技術(shù)可檢測(cè)TPO基因的表達(dá)情況
【答案】B
【解析】
【分析】基因表達(dá)載體的組成:目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等。
1、啟動(dòng)子在基因的首端,它是RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn),能控制著轉(zhuǎn)錄的開始;
2、終止子在基因的尾端,它控制著轉(zhuǎn)錄的結(jié)束;
3、標(biāo)記基因便于目的基因的鑒定和篩選。
【詳解】A、PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)是一種在體外快速擴(kuò)增特定DNA片段的技術(shù),所以可以利用PCR技術(shù)獲取和擴(kuò)增人TPO基因,A正確;
B、構(gòu)建表達(dá)載體需要限制酶來(lái)切割目的基因和載體,以及DNA連接酶來(lái)連接切割后的片段,而解旋酶在DNA復(fù)制等過程中起作用,DNA聚合酶主要用于DNA復(fù)制過程中合成DNA子鏈,構(gòu)建表達(dá)載體不需要解旋酶和DNA聚合酶,B錯(cuò)誤;
C、基因表達(dá)載體通常包含目的基因(這里是TPO基因)、標(biāo)記基因(用于篩選含有重組載體的細(xì)胞)、啟動(dòng)子(啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的部位)和終止子(終止轉(zhuǎn)錄的部位)等元件,C正確;
D、抗原 - 抗體雜交技術(shù)的原理是抗原和抗體的特異性結(jié)合,若TPO基因表達(dá)產(chǎn)生了相應(yīng)的蛋白質(zhì)(TPO),則可以用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原 - 抗體雜交來(lái)檢測(cè)其表達(dá)情況,D正確。
故選B。
15. 下列實(shí)驗(yàn)方法不能達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵? )
A. 紙層析法分離葉綠體色素
B. 調(diào)查法研究遺傳病發(fā)病率
C. 構(gòu)建數(shù)學(xué)模型用于研究種群數(shù)量增長(zhǎng)規(guī)律
D. 低溫誘導(dǎo)洋蔥鱗片葉細(xì)胞染色體數(shù)目加倍
【答案】D
【解析】
【分析】1、葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn):
(1)提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有機(jī)溶劑中,所以可用無(wú)水酒精等提取色素;
(2)分離色素原理:各色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同,從而分離色素。溶解度大,擴(kuò)散速度快;溶解度小,擴(kuò)散速度慢;
2、生物學(xué)中運(yùn)用差速離心法分離細(xì)胞中各種細(xì)胞器;
3、通過定期檢測(cè)培養(yǎng)瓶中的酵母菌種群數(shù)量,然后以時(shí)間為橫坐標(biāo),可畫出該種群的增長(zhǎng)曲線,從而得出該種群在不同時(shí)期的增減情況,建立種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。
【詳解】A、紙層析法基于不同色素在層析液中溶解度不同,溶解度高的色素在濾紙上擴(kuò)散速度快,溶解度低的擴(kuò)散慢,從而能將葉綠體中的葉綠素a、葉綠素b、葉黃素和胡蘿卜素等色素分離開,可達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,A不符合題意;
B、采用調(diào)查法,在人群中隨機(jī)抽樣,且調(diào)查群體足夠大,能夠統(tǒng)計(jì)出遺傳病在人群中的發(fā)病率,能達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,B不符合題意;
C、運(yùn)用數(shù)學(xué)模型,如構(gòu)建種群增長(zhǎng)的 “J” 形曲線(在理想條件下)和 “S” 形曲線(存在環(huán)境阻力時(shí))等公式或圖像模型,可研究種群數(shù)量增長(zhǎng)規(guī)律,能達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,C不符合題意;
D、低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,原理是抑制紡錘體形成,使細(xì)胞不能正常分裂,從而染色體數(shù)目加倍。但洋蔥鱗片葉細(xì)胞是高度分化的成熟細(xì)胞,不再進(jìn)行有絲分裂,所以低溫處理無(wú)法使其染色體數(shù)目加倍,不能達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模珼符合題意。
故選D。
第二部分
本部分共6題,共70分。
16. 琥珀酸是一種天然有機(jī)酸,廣泛應(yīng)用于制藥、食品等行業(yè)。產(chǎn)琥珀酸放線桿菌(SW)生長(zhǎng)的最適pH為7.0,能利用糖類發(fā)酵生產(chǎn)琥珀酸,但耐酸能力較弱。
(1)培養(yǎng)SW的培養(yǎng)基包含水、NaCl、K2HPO4、葡萄糖、蛋白胨等成分,其中葡萄糖為SW提供______。
(2)有些微生物進(jìn)化出由GadC和GadB組成的Gad系統(tǒng)以抵抗酸脅迫。研究人員將編碼Gad系統(tǒng)的基因?qū)隨W中,擬獲得耐酸性強(qiáng)的重組菌株GSW(如圖1)。當(dāng)外界環(huán)境pH降低時(shí),啟動(dòng)Gad系統(tǒng),運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)的谷氨酸(Glu)轉(zhuǎn)化為γ-氨基丁酸(GABA)運(yùn)出細(xì)胞,此過程______,同時(shí)運(yùn)出細(xì)胞的H+也減少,從而緩解酸脅迫。
(3)研究人員對(duì)SW、GSW進(jìn)行耐酸性實(shí)驗(yàn)測(cè)定。
①首先將等量菌液分為兩組,分別接種到含或不含______且pH為4.6的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)1.5 h。
②將上述菌液進(jìn)行______后,依次分別涂布于pH為7的固體培養(yǎng)基上,37℃培養(yǎng)24 h,圖2所示結(jié)果說明GSW菌株耐酸能力明顯提高。此步驟配制的固體培養(yǎng)基pH為7而非4.6,目的是______。
(4)若要確定GSW菌株是否適用于工業(yè)生產(chǎn),還需檢測(cè)______。
【答案】(1)碳源 (2)消耗H+
(3) ①. 谷氨酸 ②. 梯度稀釋 ③. 通過最適pH培養(yǎng)獲得的菌落檢測(cè)pH=4.6培養(yǎng)基中菌株的存活率
(4)琥珀酸產(chǎn)量
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步驟主要包括四步:①目的基因的獲取;②基因表達(dá)載體的構(gòu)建;③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞;④目的基因的檢測(cè)與表達(dá)。其中,基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心。
【小問1詳解】
微生物培養(yǎng)中的碳源是為微生物提供碳元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),葡萄糖為SW提供碳源。
【小問2詳解】
當(dāng)外界環(huán)境pH降低時(shí),H+增多,啟動(dòng)Gad系統(tǒng),運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)的谷氨酸(Glu)轉(zhuǎn)化為γ-氨基丁酸(GABA)運(yùn)出細(xì)胞,此過程消耗H+,同時(shí)運(yùn)出細(xì)胞的H+也減少,從而緩解細(xì)胞外的H+增多。
【小問3詳解】
①對(duì)SW、GSW進(jìn)行耐酸性實(shí)驗(yàn)測(cè)定,首先將等量菌液分為兩組,分別接種到含或不含谷氨酸且pH為4.6的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)1.5 h。②將上述菌液進(jìn)行梯度稀釋,得到稀釋度不同的菌液,依次分別涂布于pH為7的固體培養(yǎng)基上;配制的固體培養(yǎng)基pH為7而非4.6,是通過最適pH培養(yǎng)獲得的菌落檢測(cè)pH=4.6培養(yǎng)基中菌株的存活率。
【小問4詳解】
琥珀酸是一種天然有機(jī)酸,廣泛應(yīng)用于制藥、食品等行業(yè),若要確定GSW菌株是否適用于工業(yè)生產(chǎn),還需檢測(cè)琥珀酸產(chǎn)量。
17. 學(xué)習(xí)以下材料,回答(1)~(4)題。
線粒體基因編碼蛋白質(zhì)雙重翻譯模式的新發(fā)現(xiàn)
真核細(xì)胞生命活動(dòng)所需能量約95%來(lái)自線粒體。線粒體正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要上千種蛋白質(zhì),但線粒體基因組DNA(mtDNA)只編碼13種蛋白,其中包括線粒體內(nèi)膜上的細(xì)胞色素b(Cytb)。Cytb由380個(gè)氨基酸組成,是電子傳遞鏈復(fù)合體Ⅲ的一個(gè)亞基,參與電子傳遞,驅(qū)動(dòng)ATP合成。
線粒體遺傳密碼與核遺傳密碼(標(biāo)準(zhǔn)密碼子)相似但不完全相同。如標(biāo)準(zhǔn)異亮氨酸密碼子AUA在線粒體中編碼甲硫氨酸,精氨酸密碼子AGA和AGG在線粒體中則為終止密碼子,而終止密碼子UGA在線粒體中編碼色氨酸。以往認(rèn)為,線粒體中的CYTB基因只編碼Cytb。近期,我國(guó)科研人員發(fā)現(xiàn)CYTB基因還能編碼由187個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)C-187,且C-187是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體上按照標(biāo)準(zhǔn)密碼子翻譯出來(lái)的。有意思的是,C-187合成后,再由特定的序列引導(dǎo)其返回線粒體基質(zhì)中。
研究發(fā)現(xiàn),C-187能與線粒體內(nèi)膜上的SL蛋白結(jié)合。SL蛋白由核基因編碼,可跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)磷酸鹽。若C-187合成障礙則會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ATP含量下降,而SL基因過表達(dá)則能夠恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)ATP水平,二者在能量代謝中共同發(fā)揮作用。
該研究不僅改寫了“線粒體基因組編碼13個(gè)蛋白”的論斷,提出的線粒體雙重翻譯模式也為研究能量代謝調(diào)控提供了新視角。
(1)線粒體是真核細(xì)胞進(jìn)行_____的主要場(chǎng)所,前兩階段產(chǎn)生的[H]通過電子傳遞鏈最終傳遞給O2生成_____。
(2)下列能為“C-187來(lái)源于mtDNA”提供證據(jù)支持的實(shí)驗(yàn)有_____。
A. 用抑制線粒體基因轉(zhuǎn)錄的藥物處理細(xì)胞,檢測(cè)Cytb和C-187含量
B. 用抑制細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)核糖體翻譯的藥物處理細(xì)胞,檢測(cè)Cytb和C-187含量
C. 用C-187特異性抗體檢測(cè)正常細(xì)胞和mtDNA缺失細(xì)胞中C-187的含量
(3)在下圖中補(bǔ)充文字、箭頭、Cytb(用 表示)和C-187(用●表示),完善線粒體基因編碼蛋白質(zhì)的雙重翻譯模型______。
(4)闡述C-187和Cytb在合成ATP過程中的協(xié)調(diào)配合_______。
【答案】(1) ①. 有氧呼吸 ②. H2O (2)AC
(3) (4)C-187與SL互作,促進(jìn)磷酸鹽運(yùn)進(jìn)線粒體,為ATP合成提供原料,Cytb參與生成大量ATP的階段,CYTB基因指導(dǎo)的兩種蛋白協(xié)同調(diào)控ATP的合成
【解析】
【分析】有氧呼吸:細(xì)胞在氧氣的參與下,通過酶的催化作用,把糖類等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生出二氧化碳和水,同時(shí)釋放出大量的能量的過程。
【小問1詳解】
線粒體是真核細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所,有氧呼吸前兩階段產(chǎn)生的[H]通過電子傳遞鏈最終傳遞給O2生成H2O
【小問2詳解】
A、用抑制線粒體基因轉(zhuǎn)錄的藥物處理細(xì)胞,若C-187來(lái)源于mtDNA,那么抑制線粒體基因轉(zhuǎn)錄,Cytb和C-187的含量都應(yīng)該下降,能為“C-187來(lái)源于mtDNA”提供證據(jù)支持,A正確;
B、用抑制細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)核糖體翻譯的藥物處理細(xì)胞,只能說明C-187的合成與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)核糖體有關(guān),但不能直接說明其來(lái)源于mtDNA,B錯(cuò)誤;
C、用C-187特異性抗體檢測(cè)正常細(xì)胞和mtDNA缺失細(xì)胞中C-187的含量,若mtDNA缺失細(xì)胞中C-187含量明顯降低或沒有,能為“C-187來(lái)源于mtDNA”提供證據(jù)支持,C正確。
故選AC。
【小問3詳解】
在圖中,mtDNA轉(zhuǎn)錄形成CYTB-mRNA,一部分在線粒體核糖體上翻譯形成Cytb(用■表示),進(jìn)入復(fù)合體Ⅲ,另一部分CYTB-mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)核糖體上翻譯形成C-187(用●表示),然后C-187進(jìn)入線粒體基質(zhì),與SL結(jié)合,SL將磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入線粒體,參與ATP合成相關(guān)過程 ,模型如圖所示。
【小問4詳解】
Cytb是電子傳遞鏈復(fù)合體Ⅲ的一個(gè)亞基,參與電子傳遞,驅(qū)動(dòng)ATP合成,C-187能與線粒體內(nèi)膜上的SL蛋白結(jié)合,SL蛋白可跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)磷酸鹽,磷酸鹽是合成ATP的原料之一,所以C-187和Cytb在合成ATP過程中的協(xié)調(diào)配合過程是:C-187與SL互作,促進(jìn)磷酸鹽運(yùn)進(jìn)線粒體,為ATP合成提供原料,Cytb參與生成大量ATP的階段,CYTB基因指導(dǎo)的兩種蛋白協(xié)同調(diào)控ATP的合成。
18. 海芋的肉穗花序結(jié)構(gòu)如圖所示,一個(gè)花序的雌花先于雄花開放,單株先后經(jīng)歷雌花期(2.4天)→雄花期(3.2天)→結(jié)實(shí)期。佛焰苞緊縮處在雌花期開放使訪花者進(jìn)入雌花區(qū),在雄花期收縮,花粉和訪花者無(wú)法進(jìn)入雌花區(qū)。整個(gè)種群在盛花期表現(xiàn)為連續(xù)開花。
(1)從生態(tài)系統(tǒng)的組成成分劃分,海芋屬于______。
(2)研究人員在某公園隨機(jī)選擇若干海芋花序,在整個(gè)花期持續(xù)觀察。
①用______法調(diào)查海芋的訪花昆蟲種類及訪花次數(shù),發(fā)現(xiàn)隱翅蟲、芋果蠅、露尾甲和蜜蜂訪花頻次較高,其中芋果蠅是主要傳粉者。
②進(jìn)入花序的芋果蠅在雌花期聚集在下部,可將從上一個(gè)花序攜帶的花粉傳遞至柱頭,并以雄花不育區(qū)和雌花分泌物為食,雄花期則聚集于花序上部,取食花粉并可攜帶花粉前往下一花序。芋果蠅將卵產(chǎn)在雄花區(qū)和不育區(qū)的縫隙,幼蟲在雄花期孵化,在結(jié)實(shí)期成蛹。據(jù)此推測(cè),海芋與芋果蠅的種間關(guān)系最可能是______。
(3)用紙袋或不同目數(shù)(目數(shù)越大,孔徑越小)的網(wǎng)袋對(duì)每組20個(gè)肉穗花序進(jìn)行套袋處理,分組及結(jié)果如表。
注:昆蟲體寬 隱翅蟲<100目,芋果蠅<20目,露尾甲<16目,蜜蜂>16目
組別_______用來(lái)研究海芋雌、雄花在時(shí)間和空間上的隔離。對(duì)第6組結(jié)實(shí)率低于第5組原因的推測(cè),下列合理的有_______。
A.露尾甲不具備傳粉能力反而破壞雌花的結(jié)構(gòu)
B.露尾甲將大量的花粉攜帶到下一個(gè)花序中
C.露尾甲幼蟲和芋果蠅幼蟲競(jìng)爭(zhēng)啃食雄花不育區(qū)
D.雄花期露尾甲聚集于雄花區(qū)取食花粉
(4)闡述海芋花序結(jié)構(gòu)及傳粉策略對(duì)種群進(jìn)化的意義_______。
【答案】(1)生產(chǎn)者 (2) ①. 樣方 ②. 原始合作(互惠)
(3) ①. 1、2、3 ②. ACD
(4)佛焰苞緊縮處隨花期不同而開放或收縮、雌雄花先后花期差異造成了空間上和時(shí)間上的嚴(yán)格分離,避免了自交,借助昆蟲實(shí)現(xiàn)異花傳粉,增加了遺傳多樣性,為自然選擇提供原材料。
【解析】
【分析】
【小問1詳解】
海芋是綠色植物,能進(jìn)行光合作用,屬于生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者。
【小問2詳解】
①昆蟲活動(dòng)范圍小、活動(dòng)能力弱,常用樣方法調(diào)查海芋的訪花昆蟲種類及訪花次數(shù)。②兩種動(dòng)物同穴共棲,互不侵犯,和平共處。雙方互利,但雙方離開后,都能各自生存。稱為“原始合作”。進(jìn)入花序的芋果蠅在雌花期聚集在下部,并以雄花不育區(qū)和雌花分泌物為食,說明海芋的花對(duì)芋果蠅有利,雄花期則聚集于花序上部,取食花粉并可攜帶花粉前往下一花序,說明芋果蠅對(duì)花粉傳播有利,而且離開彼此都能活,說明兩者關(guān)系為原始合作(互惠)。
【小問3詳解】
組別1、2研究自然傳粉和同一花序人工授粉,是研究雌、雄花在時(shí)間上的隔離,組3套上紙袋,用來(lái)研究海芋雌、雄花在空間上的隔離。
A、露尾甲<16目,露尾甲不具備傳粉能力反而破壞雌花的結(jié)構(gòu),因此結(jié)實(shí)率第6組結(jié)實(shí)率低于第5組,A正確;
B、露尾甲將大量的花粉攜帶到下一個(gè)花序中,會(huì)導(dǎo)致結(jié)實(shí)率增加,B錯(cuò)誤;
C、由題干信息可知,芋果蠅是海芋的主要傳粉者,而露尾甲不具備傳粉能力,露尾甲幼蟲和芋果蠅幼蟲競(jìng)爭(zhēng)啃食雄花不育區(qū),會(huì)影響芋果蠅的生存進(jìn)而導(dǎo)致海芋結(jié)實(shí)率降低,C正確;
D、第5組的露尾甲少于第6組,雄花期露尾甲聚集于雄花區(qū)取食花粉,第6組結(jié)實(shí)率低于第5組,D正確。
故選ACD。
【小問4詳解】
佛焰苞緊縮處隨花期不同而開放或收縮、雌雄花先后花期差異造成了空間上和時(shí)間上的嚴(yán)格分離,避免了自交,借助昆蟲實(shí)現(xiàn)異花傳粉,增加了遺傳多樣性,為自然選擇提供原材料。
19. 每個(gè)人細(xì)胞表面都帶有一組和別人不同的蛋白質(zhì),稱為組織相容性抗原(MHC),其中MHC I與腫瘤免疫密切相關(guān)。
(1)如圖1所示,腫瘤細(xì)胞內(nèi)的某些蛋白質(zhì)被蛋白酶體分解為短肽,這些短肽經(jīng)______(填細(xì)胞器)加工形成MHC I-抗原肽并呈遞到細(xì)胞膜表面,與TCR結(jié)合后激活T細(xì)胞?;罨募?xì)胞毒性T細(xì)胞識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)______這一基本功能。

(2)腫瘤細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)IR能夠下調(diào)MHC I含量。檢測(cè)人胰腺癌細(xì)胞(WT)和IR基因敲除的胰腺癌細(xì)胞(KO)相關(guān)物質(zhì)含量。若IR僅促進(jìn)MHC I降解降低其含量,請(qǐng)?jiān)趫D2中補(bǔ)全第3、4組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

(3)為探究IR作用于MHC I促進(jìn)其降解途徑,分別用紅色、紫色、綠色熒光標(biāo)記WT中的IR、自噬泡定位蛋白、溶酶體定位膜蛋白。將標(biāo)記的WT分為兩組,實(shí)驗(yàn)組用自噬誘導(dǎo)劑處理6 h,對(duì)照組不處理。觀察發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)組的三種熒光共定位(分布位置重疊),對(duì)照組紅色熒光在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中彌散分布,與綠色和紫色熒光無(wú)共定位。研究者是基于______假設(shè)設(shè)計(jì)的該實(shí)驗(yàn)方案。
(4)細(xì)胞中IR含量不同的胰腺癌患者術(shù)后生存比例差異如圖3所示,請(qǐng)解釋造成生存率高或低的原因(任選其中一種情況)_____。

【答案】(1) ①. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 ②. 免疫監(jiān)視
(2) (3)IR通過溶酶體依賴的自噬途徑降解MHC I
(4)細(xì)胞中IR含量高,MHC I的自噬降解增強(qiáng),無(wú)法將腫瘤相關(guān)抗原呈遞到細(xì)胞膜上,從而避免了細(xì)胞毒性T細(xì)胞對(duì)其殺傷,出現(xiàn)免疫逃逸,術(shù)后生存率低。細(xì)胞中IR含量低,MHC I的自噬降解減少,將腫瘤相關(guān)抗原呈遞到細(xì)胞膜上,增強(qiáng)細(xì)胞毒性T細(xì)胞對(duì)其殺傷,術(shù)后生存率高。
【解析】
【分析】1、分泌蛋白首先氨基酸在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體上合成肽鏈,肽鏈進(jìn)入粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)初步加工后,以囊泡運(yùn)至高爾基體進(jìn)一步加工,成熟的蛋白質(zhì)再以囊泡運(yùn)至細(xì)胞膜,以胞吐的方式運(yùn)出細(xì)胞外,整個(gè)過程需要線粒體提供能量;
2、免疫系統(tǒng)的功能包括免疫防御、免疫監(jiān)視和免疫自穩(wěn)三大功能。免疫防御是為了防止外界病原體的入侵,及清除已入侵病原體及其他有害物質(zhì);免疫監(jiān)視可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)和清除體內(nèi)出現(xiàn)的非自身成分,如腫瘤細(xì)胞及衰老死亡的細(xì)胞;免疫自穩(wěn)功能通過免疫耐受和免疫調(diào)節(jié)兩種機(jī)制,來(lái)維持免疫系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,保證免疫功能的正常的進(jìn)行。
【小問1詳解】
在細(xì)胞中,短肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)行加工,形成MHCⅠ-抗原肽;細(xì)胞毒性 T 細(xì)胞識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)胞,這是免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和清除體內(nèi)出現(xiàn)非自身成分(腫瘤細(xì)胞可視為異常細(xì)胞)的過程,屬于免疫監(jiān)視功能。
【小問2詳解】
已知IR僅促進(jìn)MHCⅠ降解降低其含量。第3組是WT細(xì)胞(含IR)且添加了蛋白質(zhì)降解抑制劑,此時(shí)MHCⅠ不會(huì)被降解,所以MHCⅠ含量應(yīng)與第1組WT細(xì)胞(無(wú)蛋白質(zhì)降解抑制劑,MHCⅠ 正常被 IR 促進(jìn)降解)相比顯著增加,第 2 組KO細(xì)胞(無(wú)IR,MHCⅠ不被促進(jìn)降解)MHCⅠ含量相近的條帶;第4組是4KO細(xì)胞(無(wú)IR)且添加了蛋白質(zhì)降解抑制劑,由于本身沒有IR促進(jìn)MHCⅠ降解,所以MHCⅠ含量不變,與第 2 組KO細(xì)胞 MHCⅠ 含量相同的條帶。因此第3、4組實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示: 。
【小問3詳解】
因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是探究IR作用于MHC-I促進(jìn)其降解途徑,實(shí)驗(yàn)組用自噬誘導(dǎo)劑處理后三種熒光共定位(IR、自噬泡定位蛋白、溶酶體定位蛋白),對(duì)照組無(wú)此現(xiàn)象,說明是基于IR通過自噬-溶酶體途徑促進(jìn)MHC-I降解這一假設(shè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),如果IR通過自噬 - 溶酶體途徑起作用,那么在自噬誘導(dǎo)劑作用下,IR會(huì)與自噬泡、溶酶體在位置上出現(xiàn)重疊。因此研究者是基于IR通過自噬-溶酶體途徑促進(jìn)MHC - I降解假設(shè)設(shè)計(jì)的該實(shí)驗(yàn)方案。
【小問4詳解】
從圖中可以看出,IR含量低的胰腺癌患者術(shù)后生存人數(shù)比例在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)相對(duì)較高,IR含量高的胰腺癌患者術(shù)后生存人數(shù)比例下降較快。(1)解釋IR含量低的胰腺癌患者生存率高的原因: IR(胰島素受體)可能參與了細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖等過程。當(dāng)細(xì)胞中IR含量低時(shí),可能使得癌細(xì)胞對(duì)胰島素等相關(guān)生長(zhǎng)信號(hào)的響應(yīng)減弱。胰島素與其受體結(jié)合后可激活一系列信號(hào)通路,促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖等。IR含量低時(shí),胰島素與受體結(jié)合減少,相關(guān)信號(hào)通路的激活程度降低,癌細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)受到一定程度的抑制,從而使得胰腺癌患者的病情發(fā)展相對(duì)緩慢,術(shù)后生存率較高;(2)IR含量高的胰腺癌患者生存率低的原因: 當(dāng)細(xì)胞中IR含量高時(shí),意味著癌細(xì)胞表面有較多的胰島素受體。胰島素更容易與其受體結(jié)合,從而過度激活相關(guān)的生長(zhǎng)信號(hào)通路,如PI3 - K/Akt等信號(hào)通路。這些信號(hào)通路的過度激活會(huì)促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲等惡性行為,導(dǎo)致胰腺癌患者病情發(fā)展迅速,術(shù)后生存率較低。
20. 情緒是人腦的高級(jí)功能之一,若由于壓力等引發(fā)的消極情緒長(zhǎng)期積累可能會(huì)使人患抑郁癥,檢測(cè)發(fā)現(xiàn)患者突觸間隙神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺(5-HT)含量降低。
(1)5-HT主要由大腦DRN神經(jīng)元合成,如圖1所示,當(dāng)興奮傳至軸突末梢時(shí),______向突觸前膜移動(dòng)并與之融合,以______方式釋放5-HT,作用于大腦皮層及海馬區(qū)突觸后膜受體(R),在細(xì)胞間傳遞信號(hào),產(chǎn)生愉悅感。5-HT發(fā)揮作用后可被轉(zhuǎn)運(yùn)體(SERT)回收到突觸小體。DRN胞體膜上也有SERT和5-HT受體(R胞 )。
(2)胞體區(qū)(A區(qū))的5-HT也可作用于R胞 ,調(diào)控DRN動(dòng)作電位的發(fā)放頻率,如圖2所示??挂钟羲幬颋能與SERT結(jié)合,但使用早期效果不佳。檢測(cè)正常小鼠(甲)、抑郁小鼠(乙)和腦部注射F 2 h后的抑郁小鼠(丙)A區(qū)胞外5-HT含量,結(jié)果如圖3。
下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是______。
A. 釋放到B區(qū)5-HT的量與DRN動(dòng)作電位發(fā)放頻率正相關(guān)
B. 藥物F作用于SERT,促進(jìn)釋放更多5-HT
C. 藥物F使用早期DRN動(dòng)作電位發(fā)放頻率降低
(3)已知胞體內(nèi)的N蛋白可與SERT結(jié)合。為進(jìn)一步探究抑郁癥小鼠A區(qū)5-HT增多的原因,將小鼠DRN神經(jīng)元中的N基因敲低,檢測(cè)胞體相關(guān)物質(zhì)含量(圖4)。結(jié)果說明N蛋白能______SERT轉(zhuǎn)移到膜上。研究人員據(jù)此設(shè)計(jì)出阻斷N蛋白與SERT結(jié)合的藥物Z,彌補(bǔ)藥物F的缺點(diǎn)。請(qǐng)用文字和箭頭完善藥物Z快速緩解抑郁的分子機(jī)制______。
【答案】(1) ①. 突觸小泡 ②. 胞吐 (2)B
(3) ①. 抑制 ②.
【解析】
【分析】興奮在神經(jīng)元之間需要通過突觸結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳遞,突觸包括突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜,其具體的傳遞過程為:興奮以電流的形式傳導(dǎo)到軸突末梢時(shí),突觸小泡釋放遞質(zhì)(化學(xué)信號(hào)),遞質(zhì)作用于突觸后膜,引起突觸后膜產(chǎn)生膜電位(電信號(hào)),從而將興奮傳遞到下一個(gè)神經(jīng)元。
【小問1詳解】
據(jù)題圖分析可知,突觸小泡是神經(jīng)元內(nèi)儲(chǔ)存神經(jīng)遞質(zhì)的小囊泡,當(dāng)神經(jīng)元受到刺激并產(chǎn)生興奮傳至軸突末梢時(shí),這些囊泡會(huì)移動(dòng)到突觸前膜并與之融合,以胞吐的方式從突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì)到突觸間隙中。
【小問2詳解】
A、據(jù)題干信息和題圖1分析可知,DRN胞體膜上也有SERT和5?HT受體(R胞?),胞體區(qū)(A區(qū))的5?HT也可作用于R胞?,調(diào)控DRN動(dòng)作電位的發(fā)放頻率,DRN動(dòng)作電位發(fā)放頻率越高,意味著更多的興奮傳至軸突末梢,從而釋放更多的5?HT到突觸間隙,故釋放到B區(qū)5-HT的量與DRN動(dòng)作電位發(fā)放頻率正相關(guān),A正確;
B、根據(jù)題干信息分析可知,抗抑郁藥物F能與SERT結(jié)合,但使用早期效果不佳。SERT的主要功能是將突觸間隙中的5-HT回收到突觸前膜,以維持神經(jīng)遞質(zhì)的平衡。如果藥物F促進(jìn)SERT釋放更多5-HT,那么它應(yīng)該會(huì)立即提高突觸間隙中5-HT的濃度,從而快速產(chǎn)生抗抑郁效果。但實(shí)際上,藥物F使用早期效果不佳,說明它并沒有促進(jìn)5-HT的釋放,而是可能影響了SERT對(duì)5-HT的回收,B錯(cuò)誤;
C、由于藥物F與SERT結(jié)合后可能影響了SERT對(duì)5-HT的回收,導(dǎo)致突觸間隙中5-HT的濃度升高。而5-HT是興奮性的神經(jīng)遞質(zhì),它作用于突觸后膜受體后可以產(chǎn)生愉悅感,并可能通過某種機(jī)制調(diào)控DRN動(dòng)作電位的發(fā)放頻率。因此,突觸間隙中5-HT濃度的降低可能導(dǎo)致DRN動(dòng)作電位發(fā)放頻率的降低,C正確。
故選B。
【小問3詳解】
據(jù)題干信息和題圖4電泳結(jié)果分析可知,與對(duì)照組相比,敲低N基因組中N蛋白含量少于對(duì)照組,而膜上SERT量多于對(duì)照組,說明正常的N基因表達(dá)的N蛋白能抑制SERT轉(zhuǎn)移到膜上??挂钟羲幬颋能與SERT結(jié)合,但使用早期效果不佳,而藥物Z的設(shè)計(jì)原理是阻斷N蛋白與SERT的結(jié)合,從而改變SERT在細(xì)胞膜上的分布和數(shù)量,來(lái)彌補(bǔ)藥物F的缺點(diǎn)。結(jié)合圖2和答案,當(dāng)N蛋白與SERT的結(jié)合被阻斷后,DRN胞體膜上的SERT數(shù)量會(huì)增加,導(dǎo)致A區(qū)5-HT的回收增多,5-HT與R胞結(jié)合減少,DRN動(dòng)作電位發(fā)放頻率恢復(fù)正常,釋放到B區(qū)的5-HT增多,從而改善抑郁癥狀。因此,藥物Z快速緩解抑郁的分子機(jī)制可以表述為:。
21. 玉米為雌雄同株單性花植物,只能異花授粉,所結(jié)果穗上的每個(gè)籽粒都是受精后發(fā)育而來(lái)的(圖1)。異花授粉易造成“串粉”,使得大田玉米難以保持其優(yōu)良性狀。研究人員發(fā)現(xiàn)自然界中玉米存在雜交不親和現(xiàn)象,對(duì)其遺傳機(jī)制及應(yīng)用展開研究。

(1)玉米雜交不親和性狀由G/g控制。常見田間玉米品系基因型幾乎都是gg,研究人員用其與爆裂玉米品系(GG)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下表。
組1和組2結(jié)果說明G或g的雌、雄配子均______。組3和組4互為______實(shí)驗(yàn),據(jù)此推測(cè):玉米雜交不親和是單向的,即只發(fā)生于g花粉和G卵細(xì)胞間而不發(fā)生于G花粉和g卵細(xì)胞間。后續(xù)研究證實(shí)該推測(cè)正確。
(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)最少的雜交實(shí)驗(yàn)組合驗(yàn)證上述推測(cè),以表格形式呈現(xiàn)方案及結(jié)果______。
(3)已知A/a位于9號(hào)染色體上,aa玉米表現(xiàn)為蠟質(zhì)性狀。研究人員誘導(dǎo)AaGg玉米非同源染色體間的片段轉(zhuǎn)移(易位),獲得一系列9號(hào)染色體保留A/a所在片段的易位品系,如圖2所示。將該系列品系的花粉授給aaGG玉米,統(tǒng)計(jì)子代性狀及比例,發(fā)現(xiàn)大多雜交組合子代蠟質(zhì)玉米約占______,某5號(hào)染色體易位品系子代蠟質(zhì)玉米占比為3.8%,結(jié)果說明______。

(4)玉米籽粒紫色對(duì)黃色為顯性,研究人員欲將黃粒田間玉米優(yōu)良品系(甲)培育成GG型。請(qǐng)完善圖中的育種過程。
【答案】(1) ①. 發(fā)育正常 ②. 正反交
(2)
(3) ①. 50% ②. G/g位于5號(hào)染色體上 (4)
甲 籽粒有黃有紫 、籽粒全紫
【解析】
【分析】基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是進(jìn)行有性生殖的生物在產(chǎn)生配子時(shí),位于同源染色體上的等位基因分離的同時(shí),位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合,基因自由組合定律同時(shí)也遵循基因的分離定律。
【小問1詳解】
組1和組2結(jié)果說明G或g的雌、雄配子均發(fā)育正常,因而兩組的結(jié)實(shí)率均達(dá)到100%。組3和組4互為正反交實(shí)驗(yàn),兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同,據(jù)此推測(cè):玉米雜交不親和是單向的,即只發(fā)生于g花粉和G卵細(xì)胞間而不發(fā)生于G花粉和g卵細(xì)胞間。后續(xù)研究證實(shí)該推測(cè)正確。
【小問2詳解】
為了證明上述結(jié)論,可設(shè)計(jì)正反交實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)后代的性狀表現(xiàn)即可,這里選擇的材料是Gg(♀)× gg(♂)、Gg(♂)× gg(♀),兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表:
【小問3詳解】
已知A/a位于9號(hào)染色體上,aa玉米表現(xiàn)為蠟質(zhì)性狀。研究人員誘導(dǎo)AaGg玉米非同源染色體間的片段轉(zhuǎn)移(易位),獲得一系列9號(hào)染色體保留A/a所在片段的易位品系,如圖2所示。將該系列品系的花粉授給aaGG玉米,統(tǒng)計(jì)子代性狀及比例,發(fā)生易位的基因型為AaGg的個(gè)體產(chǎn)生的配子種類和比例為AG∶Ag∶aG∶ag=1∶1∶1∶1,由于g花粉和G卵細(xì)胞之間無(wú)法完成受精,因此可參與授粉的花粉種類和比例為AG∶aG=1∶1,因此子代的基因型和比例為AaGG(正常籽粒)∶aaGG(蠟質(zhì))=1∶1,即大多雜交組合子代蠟質(zhì)玉米約占50%,某5號(hào)染色體易位品系子代蠟質(zhì)玉米占比為3.8%,該結(jié)果說明G/g位于5號(hào)染色體上,則易位個(gè)體AaGg中發(fā)生的變化為5號(hào)染色體的G/g基因一同轉(zhuǎn)移到9號(hào)染色體上(且A和G連鎖、a和g連鎖),進(jìn)而產(chǎn)生四種配子比例為AG∶Ag∶aG∶ag=48.1∶1.9∶1.9∶48.1,參與受精的花粉類型為AG∶aG=48.1∶1.9,因而子代中產(chǎn)生的蠟質(zhì)玉米占比為3.8%。
【小問4詳解】組別
P
F1
F1自交獲得F2

WT×甲
有毛
有毛:無(wú)毛=3:1

WT×乙
有毛
有毛:無(wú)毛=3:1

甲×乙
有毛
有毛:無(wú)毛=9:7
生物
黑猩猩
獼猴


響尾蛇
金槍魚
果蠅
天蠶蛾
酵母菌
差異/個(gè)
0
1
11
13
14
21
27
31
44
組別
1
2
3
4
5
6
處理
自然傳粉
同一花序人工授粉
紙袋套袋
100目套袋
20目套袋
16目套袋
結(jié)實(shí)率(%)
83.35
0.00
0.00
0.25
76.26
70.24
組別
親本組合
結(jié)實(shí)率
1
GG(♂)× GG(♀)
100%
2
gg(♂)× gg(♀)
100%
3
GG(♂)× gg(♀)
100%
4
GG(♀)× gg(♂)
無(wú)法結(jié)實(shí)
雜交方案
預(yù)期結(jié)果
組別
親本組合
子代基因型及比例
結(jié)實(shí)率
1
Gg(♀)× gg(♂)
全為gg
50%
2
Gg(♂)× gg(♀)
Gg:gg=1:1
100%

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