





江苏省扬州市2024-2025学年高三上学期期末考试生物试题(Word版附解析)
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1.本试卷共8页,满分为100分,考试时间为75分钟,考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。
3.请认真核对答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑加粗。
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 泛素是存在于大部分真核细胞中的一种多肽,能将细胞中错误折叠的蛋白质进行标记,引导标记的蛋白质进入蛋白酶体而被降解。下列叙述正确的是( )
A. 泛素中氮元素主要存在于游离的氨基中
B. 泛素标记蛋白质便于蛋白酶体的识别
C. 可用双缩脲试剂检测蛋白酶体降解蛋白质的情况
D. 原核细胞中的蛋白质无需折叠加工,因此无泛素存在
【答案】B
【解析】
【分析】根据题干信息“泛素是存在于大部分真核细胞中的一种多肽,能将细胞中错误折叠的蛋白质进行标记,标记的蛋白质很快就会被运送到一种称为蛋白质酶体的复合物中被降解掉”,可以得出该过程为泛素标记错误蛋白质,被标记的蛋白质被蛋白质酶体分解。
【详解】A、泛素中氮元素主要存在于-CO-NH-结构中,A错误;
B、泛素能将细胞中错误折叠的蛋白质进行标记,引导标记的蛋白质进入蛋白酶体而被降解,说明泛素标记蛋白质便于蛋白酶体的识别,B正确;
C、蛋白酶体属于蛋白质,与双缩脲试剂形成紫色反应,所以不能检测蛋白酶体降解蛋白质的情况,C错误;
D、原核细胞中的蛋白质也需折叠加工,泛素是存在于大部分真核细胞中的一种多肽,所以原核细胞不存在泛素,D错误。
故选B。
2. “结构与功能相适应”是生物学的基本观点。下列叙述正确的是( )
A. 菠菜叶片表皮细胞有较多的叶绿体,有利于进行光合作用
B. 代谢旺盛的细胞中核DNA含量多,有利于物质合成和交换
C. 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,有利于维持细胞形态
D. 内质网膜与核膜、高尔基体膜、细胞膜直接相连,有利于物质运输
【答案】C
【解析】
【分析】大液泡分布在成熟的植物细胞中,能调节植物细胞内的环境,充盈的液泡使植物细胞保持坚挺。内质网膜内连核膜,外连细胞膜。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
【详解】A、菠菜叶片的表皮细胞通常不含叶绿体,叶绿体主要分布在叶肉细胞(如栅栏组织和海绵组织)中,因为这些细胞是光合作用的主要场所,A错误 ;
B、代谢旺盛的细胞中,核DNA含量是恒定的(除非细胞处于分裂过程中),代谢旺盛的细胞通常会增加细胞质中的RNA和蛋白质含量,以支持物质合成和交换,而不是增加核DNA含量,B错误;
C、细胞骨架是由微管、微丝和中间纤维等蛋白质纤维组成的动态网络结构,能够维持细胞形态、参与细胞运动和细胞内物质运输等功能,C正确;
D、内质网膜与核膜是直接相连的,但内质网膜与高尔基体膜、细胞膜并不直接相连。它们通过囊泡运输间接联系,而不是直接连接,D错误。
故选C。
3. 随体是位于染色体末端的、圆形或圆柱形的染色体片段,通过次缢痕与染色体主要部分相连(如图),人类并非所有的染色体都含有随体这一结构。下列有关说法错误的是( )
A. 随体主要由DNA和蛋白质组成
B. 随体的形态、大小是识别染色体的重要特征
C. 随体的复制发生在细胞分裂前的间期
D. 随体的数量在有丝分裂后期和减数分裂II后期会加倍
【答案】D
【解析】
【分析】染色体主要有DNA和蛋白质构成。在细胞分裂前的间期染色体会复制,出现染色单体,在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期,由于着丝粒分裂,染色单体消失,染色体的数目会暂时加倍。
【详解】A、染色体主要由DNA和蛋白质构成,随体位于染色体上,所以随体也主要由DNA和蛋白质构成,A正确;
B、人类并非所有的染色体都含有随体这一结构,且不同染色体上随体的形态、大小可能不同,所以随体的形态、大小是识别染色体的重要特征之一,B正确;
C、随体位于染色体上,会随着染色体的复制而复制,所以随体的复制发生在细胞分裂前的间期,C正确;
D、随体的数量在DNA复制时加倍,D错误。
故选D。
4. 为探究表面活性剂T-80对木瓜蛋白酶活性的影响,研究人员在最适温度下开展实验,结果如下图所示。据图分析相关叙述错误的是( )
A. 本实验的自变量是T-80浓度、pH,温度是无关变量
B. 木瓜蛋白酶的活性随着T-80浓度的增加而下降
C. 适当提高反应体系的温度,图中曲线会向下移动
D. T-80浓度为105mg/L、pH为9.5时,木瓜蛋白酶因肽键断裂而失活
【答案】D
【解析】
【分析】分析曲线图可知,在pH为6.5、8.0、9.5,表面活性剂T-80对木瓜蛋白酶都具有抑制作用。且浓度越大,抑制作用越强。
【详解】A、从图中看出,实验自变量是T-80浓度、pH,温度属于无关变量,保持相同且适宜,A正确;
B、从图中看出,随着T-80浓度增加,酶活性相对值不断降低,B正确;
C、本实验是在最适温度下开展的,若升高反应体系的温度,酶活性降低,图中曲线会向下移动,C正确;
D、T-80浓度为105mg/L、pH为9.5时,木瓜蛋白酶空间结构发生改变,即发生变性,但肽键没有断裂,D错误。
故选D。
5. 下列关于高中生物学实验的叙述,正确的是( )
A. 黑藻可替代紫色洋葱鳞片叶用于探究植物细胞的吸水和失水
B. DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同且能溶于冷酒精
C. 在观察叶绿体和细胞质的流动实验中,可观察到叶绿体中的类囊体结构
D. 苯酚品红溶液能将活细胞中染色体染成深色,体现了生物膜的选择透过性
【答案】A
【解析】
【分析】 植物细胞质壁分离和复原的条件有:①必须是活细胞;②细胞液与外界溶液必须有浓度差;③植物细胞必须有大的液泡(成熟的植物细胞),且液泡最好有颜色便于观察。
【详解】A、黑藻是一种水生植物,其叶片细胞具有明显的中央大液泡,可通过观察细胞质中叶绿体的聚集情况,观察植物细胞的吸水和失水现象,黑藻可替代紫色洋葱鳞片叶用于探究植物细胞的吸水和失水,A正确;
B、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度确实不同(通常在0.14 ml/L NaCl溶液中溶解度最低),但DNA不溶于冷酒精,B错误;
C、在观察叶绿体和细胞质流动的实验中,通常只能看到叶绿体的整体形态和运动,无法观察到叶绿体内部的类囊体结构。类囊体结构需要在电子显微镜下才能观察到,C错误;
D、苯酚品红溶液是一种染色剂,通常用于染色固定细胞或组织,而不是活细胞,活细胞的生物膜具有选择透过性,会阻止苯酚品红等大分子染料进入细胞内部,不能体现了生物膜的选择透过性,D错误。
故选A。
6. 亨廷顿舞蹈症由等位基因H和h控制,苯丙酮尿症由另一对等位基因R和r控制,两对基因独立遗传。下图为两种遗传病的遗传系谱,相关叙述错误的是( )
A. 亨廷顿舞蹈症是常染色体显性遗传病,苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病
B. Ⅲ-1的基因型为HHrr或Hhrr
C. Ⅲ-2为纯合子的概率为1/9
D. Ⅲ-3同时患两遗传病的概率为3/16
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,Ⅱ-3、Ⅱ-4患亨廷顿舞蹈症,其生有正常女儿Ⅲ-2,根据“有中生无为显性,显性遗传看男患,母女无病在常染”,说明该病为常染色体显性遗传病;Ⅱ-3、Ⅱ-4不患苯丙酮尿症,其生有患苯丙酮尿症的女儿Ⅲ-1,根据“无中生有为隐性,隐性看女患,父子无病常染”,说明该病为常染色体隐性遗传病。
【详解】A、由图可知,Ⅱ-3、Ⅱ-4患亨廷顿舞蹈症,其生有正常女儿Ⅲ-2,根据“有中生无为显性,显性遗传看男患,母女无病在常染”,说明该病为常染色体显性遗传病;Ⅱ-3、Ⅱ-4不患苯丙酮尿症,其生有患苯丙酮尿症的女儿Ⅲ-1,根据“无中生有为隐性,隐性看女患,父子无病常染”,说明该病为常染色体隐性遗传病,A正确;
B、由A可推知,Ⅱ-3、Ⅱ-4基因型分别为HhRr、HhRr,所以Ⅲ-1的基因型为HHrr或Hhrr,B正确;
C、Ⅱ-3、Ⅱ-4基因型都为HhRr,所以Ⅲ-2的基因型为hhR_,纯合子(hhRR)的概率为1/3,C错误;
D、Ⅱ-3、Ⅱ-4基因型分别为HhRr、HhRr,Ⅲ-3同时患两遗传病H_rr的概率为3/4×1/4=3/16,D正确。
故选C。
7. 下图为真核生物核基因的转录过程示意图,相关叙述正确的是( )
A. 转录出的RNA均可与核糖体结合作为合成多肽链的模板
B. 图示的转录方向为从左向右,a端为恢复双螺旋
C. 该过程需要RNA聚合酶,其可催化氢键和磷酸二酯键的形成
D. 在一个细胞周期中,每个核基因只能复制并转录一次
【答案】B
【解析】
【分析】转录是指通过RNA聚合酶,以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程。转录出的RNA有mRNA、tRNA、rRNA等。
【详解】A、转录出的RNA有mRNA、tRNA、rRNA,mRNA可与核糖体结合作为合成多肽链的模板,tRNA、rRNA参与蛋白质的合成过程,但是这两种RNA本身不会翻译为蛋白质,A错误;
B、mRNA形成方向是从5'端到3'端,所以图示的转录方向是从左到右,合成的mRNA从DNA链上释放后,a端的DNA双链恢复,B正确;
C、该过程需要RNA聚合酶,其可催化氢键的断开,及磷酸二酯键的形成,C错误;
D、在一个细胞周期中,每个核基因只能复制一次,但可能转录多次或者不转录,D错误。
故选B。
8. 下列有关人体内环境与稳态的叙述错误的是( )
A. 淋巴细胞的内环境有血浆、淋巴液、组织液
B. 下丘脑细胞和肾小管细胞能够选择性表达抗利尿激素受体基因
C. 由毛细血管渗出的组织液大部分重新吸收回血浆,小部分渗入毛细淋巴管
D. 寒冷环境下机体通过多种途径增加产热减少散热,使散热量与产热量平衡
【答案】B
【解析】
【分析】寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加),减少散热(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)→体温维持相对恒定
【详解】A、淋巴细胞存在于人体的内环境中,包括血浆(血液中)、淋巴液(淋巴系统中)和组织液(组织间隙中)。这些液体共同构成了淋巴细胞的内环境,A正确;
B、抗利尿激素(ADH)的受体主要分布在肾小管细胞和集合管细胞中,而不是下丘脑细胞。下丘脑是合成和分泌抗利尿激素的部位,B错误;
C、组织液是由毛细血管渗出的液体,大部分通过毛细血管重新吸收回血浆,少部分进入毛细淋巴管形成淋巴液,C正确;
D、寒冷环境下机体通过各种途径减少散热,使散热量等于产热量,以维持体温相对稳定,D正确。
故选B。
9. 下列关于人体免疫的叙述,正确的是( )
A. 毒蛇咬伤后注射的免疫血清中含有中和蛇毒的相应抗原
B. 浆细胞膜上的糖蛋白可以特异性识别细菌表面的抗原
C. 自身免疫病只涉及体液免疫,不涉及细胞免疫
D. 主动免疫可以通过注射或口服疫苗实现
【答案】D
【解析】
【分析】疫苗接种,是将疫苗制剂接种到人或动物体内的技术,使接受方获得抵抗某一特定或与疫苗相似病原的免疫力,借由免疫系统对外来物的辨认,进行抗体的筛选和制造,以产生对抗该病原或相似病原的抗体,进而使受注射者对该疾病具有较强的抵抗能力。
【详解】A、毒蛇咬伤后注射的免疫血清中含有中和蛇毒的相应抗体,抗体可与抗原特异性结合,A错误;
B、浆细胞无识别功能,B错误;
C、自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病,该过程既涉及体液免疫,也涉及细胞免疫,C错误;
D、主动免疫治疗是调动患者自身免疫细胞来杀伤抗原,主动免疫可以通过注射或口服疫苗实现,D正确。
故选D。
10. 下列有关生物学实验操作、材料、条件等方面的叙述,正确的是( )
A. 为了较真实地估算培养液中的酵母菌种群密度,计数时应从培养液下层取样
B. 制作的生态瓶应放置在温度适宜和光线良好的地方,但要避免阳光直接照射
C. “土壤中小动物类群丰富度的调查”实验利用了小动物趋暗、趋热、趋湿的特点
D. 探究土壤微生物在落叶分解中的作用,对照组需要对土壤灭菌以排除土壤微生物作用
【答案】B
【解析】
【分析】1、分解者能将生产者的残枝败叶、消费者的尸体粪便分解为无机物,供生产者利用。
2、土壤中小动物采集的原理应是利用土壤动物的趋暗、避高温、趋湿的生活习性。
【详解】A、为了较真实地估算培养液中的酵母菌种群密度,计数时应从将培养液振荡均匀后取样,A错误;
B、制作的生态瓶应放置在温度适宜和光线良好的地方,但要避免阳光直接照射,否则温度太高影响生态瓶中的生物的生长,B正确;
C、土壤中小动物类群丰富度的调查”实验中,利用了土壤小动物趋暗、避热、趋湿的特点,C错误;
D、探究土壤微生物对落叶的分解作用时,实验组将土壤用塑料袋包好,放在60℃的恒温箱中灭菌1h的目的尽可能排除土壤微生物的作用,对照组土壤不作处理,D错误。
故选B。
11. “筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列相关叙述正确的是( )
A. 在添加尿素的马铃薯琼脂培养基上可筛选出能分解尿素的细菌
B. 只要筛选出含有抗冻基因的番茄细胞,就代表抗冻番茄培育成功
C. 取内细胞团细胞进行性别鉴定,可筛选出胚胎用于制备动物乳腺生物反应器
D. 在临床试管婴儿术中,需利用遗传学诊断的方法筛选出所需的胚胎进行移植
【答案】D
【解析】
【分析】选择培养基是指允许特定种类的微生物或细胞生长,同时抑制或阻止其他种类微生物或细胞生长的培养基。
【详解】A、若要筛选能分解尿素的细菌,培养基中应以尿素为唯一氮源。马铃薯中含有氮源,所以在添加尿素的马铃薯琼脂培养基上不能筛选出能分解尿素的细菌,A错误;
B、筛选出含有抗冻基因的番茄细胞,并不代表抗冻番茄培育成功,因为抗冻基因不一定能在番茄细胞中正确表达,B错误;
C、进行性别鉴定时,应选择滋养层细胞进行DNA分析,C错误;
D、胚胎植入前筛查能够避免严重遗传疾病的患儿出生,在临床试管婴儿术中,需利用遗传学诊断的方法筛选出所需的胚胎进行移植,D正确。
故选D。
12. 为了揭示蔗糖(Suc)对水稻种子萌发的作用效果,研究者对种子进行1%(S1)、2%(S2)和3%(S3)浓度的Suc处理,萌发结果如图1。同时施加1μml/L外源脱落酸(ABA)后,种子的萌发率如图2,CK为空白对照。下列有关叙述正确的是( )
A. Suc对种子萌发具有抑制作用,降低了萌发率
B. 外源Suc的浓度越高,种子萌发的延迟越明显
C. 与Suc相比,ABA对种子萌发的抑制作用更强
D. 可用赤霉素解除脱落酸对种子萌发的抑制作用
【答案】D
【解析】
【分析】分析题意,本实验对种子进行1%(S1)、2%(S2)和3%(S3)浓度的Suc处理,实验的自变量是萌发时间、Suc的浓度及ABA的有无等,因变量是萌发率,据此分析作答。
【详解】A、分析图1,与对照组相比,Suc处理后在一定时间内萌发率降低,但最终萌发率不变,A错误;
B、1%(S1)、2%(S2)和3%(S3)浓度的Suc处理后,萌发率有不同程度变化,但并非外源Suc的浓度越高,种子萌发的延迟越明显,B错误;
C、分析图2,与CK相比,单独使用ABA组的种子萌发率比ABA+Suc组的高,但该组中没有单独施加Suc组别的实验数据,故不能得出ABA对种子萌发的抑制作用更强的结论,C错误;
D、赤霉素能够打破休眠,可用赤霉素解除脱落酸对种子萌发的抑制作用,D正确。
故选D。
13. 制作腐乳、泡菜、米酒、果醋的过程都离不开微生物发酵。下列叙述正确的是( )
A. 腐乳制作所需要的适宜温度最高
B. 泡菜制作过程中,酵母菌可将葡萄糖分解成醋酸
C. 米酒制作过程中,将容器密封可促进酵母菌增殖
D. 在缺少糖源时,乙醇可作为醋酸发酵的底物
【答案】D
【解析】
【分析】酵母菌是兼性厌氧型微生物,在有氧条件下可以进行有氧呼吸产生大量的能量,有利于酵母菌的增殖;在无氧条件条件下产生酒精。醋酸菌是需氧型细菌,当缺少糖源时、氧气充足时,可将乙醇氧化成醋酸;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃。
【详解】A、腐乳制作温度15~18℃,泡菜制作温度30℃左右,米酒制作温度18~30℃,果醋制作温度30~35℃,果醋制作所需要的适宜温度最高,A错误;
B、泡菜制作过程中,主要是乳酸菌将葡萄糖分解形成乳酸,B错误;
C、酵母菌在有氧条件下可以大量繁殖,在密封条件即无氧条件下产生酒精,C错误;
D、在氧气充足、缺少糖源时,乙醇可作为醋酸发酵的底物,醋酸菌能将乙醇转化为乙醛再转化为乙酸,D正确。
故选D。
14. 下列有关动物细胞融合与植物体细胞杂交比较的叙述,正确的是( )
A. 都涉及细胞膜的流动性
B. 诱导细胞融合的方法完全相同
C. 融合前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞
D. 都突破了有性杂交的局限,最终形成新个体
【答案】A
【解析】
【分析】1、植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
2、动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
【详解】A、无论是动物细胞融合还是植物体细胞杂交,都需要细胞膜发生融合,而细胞膜的融合依赖于细胞膜的流动性,A正确;
B、植物体细胞杂交诱导细胞融合的方法有物理法和化学法,动物细胞融合的诱导方法有物理法化学法和生物法,B错误;
C、只有植物细胞在融合前需要用纤维素酶或果胶酶去除细胞壁,而动物细胞没有细胞壁,因此不需要用这些酶处理,C错误;
D、物细胞融合和植物体细胞杂交确实可以突破有性杂交的局限,但并非所有融合细胞都能形成新个体。动物细胞融合通常用于制备杂交瘤细胞(如单克隆抗体制备),而植物体细胞杂交可以形成杂种植株,D错误。
故选A。
15. 为了在实验室条件下更加快速高效提取真菌DNA,某团队研究出了一种利用NaOH裂解细胞并快速提取DNA的方法,主要操作步骤如下图。相关叙述错误的是( )
A. 将真菌经液氮冷冻后进行研磨,可充分破碎细胞,从而获得真菌粉末
B. NaOH的碱性条件可以进一步破坏细胞结构,使DNA从细胞中释放出来
C. 缓冲液除了中和碱性物质外,还具有维持DNA酶活性、促进微生物生长等功能
D. 提取的DNA应避免暴露在高温、光照等条件下,以保持其稳定性
【答案】C
【解析】
【分析】DNA粗提取选材的标准:DNA含量高,并且材料易得,由于哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和细胞器,因此不采用哺乳动物的血液。
【详解】A、将真菌经液氮冷冻后进行研磨,可以获得已经充分破碎细胞的真菌粉末,有利于提取DNA,A正确;
B、NaOH呈碱性,碱溶液可能可以破坏细胞膜和细胞壁进而可以快速提取DNA,B正确;
C、缓冲液除了中和碱性物质之外,还可使DNA 酶失活、抑制微生物生长等功能,C错误;
D、高温可能会使DNA变性,提取的DNA应避免暴露在高温、光照等条件下,以保持其稳定性,D正确。
故选C。
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
16. 藜麦是一种耐盐植物,具有非常强的抗逆性和较高的营养品质。参与藜麦Na+和K+平衡的关键转运载体和通道如图所示。下列叙述错误的是( )
A. KOR运输K+出表皮细胞的过程中会发生磷酸化和去磷酸化
B. SOS1和NSCC的结构不同,转运Na+的方式也不同
C. H+通过被动运输运出细胞,维持了细胞膜两侧H+的浓度差
D. Na+以主动运输的方式进入液泡,使根细胞的吸水能力加强
【答案】AC
【解析】
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体;主动运输从高浓度到低浓度,需要载体,需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。
【详解】A、据图可知,KOR是一种K+通道,K+通道介导的物质运输方式为协助扩散,其运输K+的过程不会消耗ATP,因此不会发生磷酸化和去磷酸化,A错误;
B、图中显示,钠离子通过NSCC的过程是顺浓度梯度进行的,为协助扩散,钠离子通过SOS1转运出细胞是逆浓度梯度进行的,消耗的是H+的梯度势能,为主动运输,据此推测,SOS1和NSCC的结构不同,转运Na+的方式也不同,B正确;
C、根据膜两侧H+浓度差可知,H+运出表皮细胞的方式是主动运输,维持了细胞膜两侧H+的浓度差,C错误;
D、Na+以主动运输的方式进入液泡,该过程消耗的是H+的梯度势能,钠离子转运进入液泡有利于提高细胞液的渗透压,从而提高叶肉细胞的耐盐能力,D正确。
故选AC。
17. 雌果蝇(XXY)发生两条X染色体融合,形成了某品系雌果蝇(X^XY,如图),减数分裂时X^X不分开。科学家将该品系与正常雄果蝇交配,子代雌、雄果蝇的染色体组成分别与亲本相同,子代连续交配结果也是如此。下列说法正确的是( )
A. 该品系雌果蝇形成过程中发生了染色体结构变异
B. 可以通过光学显微镜观察到X^X染色体
C. 推测性染色体组成为YY、X^XX的果蝇不能存活
D. 该品系可用于发现雄果蝇X染色体上新的基因突变
【答案】BCD
【解析】
【分析】一只含有并连X的雌蝇(X^XY)和一只正常雄蝇(XY)杂交,理论上子代的染色体组成及其比例为X^XX∶XY∶X^XY∶YY=1∶1∶1∶1。由于子代的基因型与亲代完全相同,说明子代中不存在染色体组成为X^XX、YY的个体。
【详解】A、雌果蝇(XXY)发生两条X染色体融合,发生了染色体结构变异和染色体数目的变异,A错误;
B、X^X染色体是两条X染色体融合在一起,该染色体变异可用过光学显微镜观察到,B正确;
C、亲本为X^XY雌蝇与XY的雄蝇杂交,理论上子代的染色体组成及其比例为X^XX∶XY∶X^XY∶YY=1∶1∶1∶1,实际上后代雌、雄果蝇的染色体组成分别与亲本相同,推测性染色体组成为YY、X^XX的果蝇不能存活,C正确;
D、该品系与正常雄果蝇交配,子代雌、雄果蝇的染色体组成分别与亲本相同,且性状也与亲本保持相同,当雄果蝇X染色体上有新的突变产生时,子代雄蝇的性状可能会与亲本的不同,一因此,该品系可用于发现雄果蝇X染色体上新的基因突变,D正确。
故选BCD。
18. 下图虚线框内为红树林生态系统能量流动示意图(部分),红树凋落物必须先经甲壳类动物的消化处理,才能被鱼类有效利用。相比之下,藻类等植物可直接被鱼类取食。下列叙述正确的是( )
A. 该生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
B. 图中缺失的能量去向是流向分解者和生物通过呼吸作用以热能形式散失
C. 可根据胃含物和稳定同位素分析鱼类的食物来源绘制食物网
D. 流入该生态系统的总能量是浮游植物和底栖藻类固定的太阳能
【答案】BC
【解析】
【分析】生态系统的成分包括生产者、分解者、消费者和非生物的物质和能量,其中生产者是生态系统的基石。
【详解】A、该生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量,生态系统的结构包括组成成分和营养关系,A错误;
B、生态系统各营养级的能量一般有以下去路:①通过呼吸作用以热能的形式散失;②流入下一营养级;③被分解分解利用④未被利用的能量,图中缺失的能量去向是流向分解者和生物通过呼吸作用以热能形式散失,B正确;
C、食物链能够表示捕食与被捕食者的关系,可根据胃含物和稳定同位素分析鱼类的食物来源绘制食物网,C正确;
D、根据图示信息可知,流入该生态系统的总能量还有来自其他生态系统的能量,因此不止是浮游植物和底栖藻类固定的太阳能,D错误。
故选BC。
19. 活性黑5是一种低毒性、难褪色的含氮染料。为从染料废水堆积池中的污泥获得分解活性黑5能力强的假单胞杆菌,具体操作流程如下图。相关叙述错误的是( )
A. 培养基Ⅰ中,除了活性黑5以外,还含有水、琼脂、葡萄糖、抗生素
B. 将细菌从培养基Ⅰ转移到培养基Ⅱ的目的是进一步分离纯化细菌
C. 高浓度的活性黑5是为了诱导假单胞杆菌发生基因突变
D. 据图可知,驯化后的假单胞杆菌增强了BVU5基因的复制
【答案】ACD
【解析】
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐,其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏,因为它们来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对特殊营养物质和氧气的要求。
【详解】A、培养基Ⅰ是选择培养基,除了以活性黑5为唯一氮源外,还需添加的成分是葡萄糖(碳源)、水、琼脂(凝固剂),抗生素起杀菌作用,不在该培养基中使用,A错误;
B、培养基Ⅰ接种的是污泥稀释液,培养基Ⅱ接种的则是培养基Ⅰ中初步筛选出来的菌株,因而将细菌从培养基Ⅰ转移到培养基Ⅱ的目的是进一步分离纯化细菌,B正确;
C、实验目的是从染料废水堆积池中的污泥获得分解活性黑5能力强的假单胞杆菌,使用高浓度的活性黑5的目的是不断筛选出分解黑5能力强的假单胞杆菌,C错误;
D、根据图1分析可知,驯化后的假单胞杆菌BVU5基因表达水平升高,即增强了BVU5基因的转录和翻译,D错误。
故选ACD。
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20. 下图1表示拟南芥生物膜上发生某生理过程。NADH被复合体Ⅰ氧化后产生的电子经过一系列复合体传递给复合体Ⅳ最终将O2还原(途径甲),该生物膜上还存在交替氧化酶(AOX),该酶能直接利用复合体Ⅰ传递的电子催化O2的还原(途径乙),这对拟南芥抵抗强光、干旱等逆境具有重要意义。请回答下列问题:
(1)图1所示生理过程发生的具体场所是______ ,复合体Ⅳ向膜外运输H+的方式是______ 。
(2)与途径甲相比,途径乙向膜外运输H+______ (填“较多”或“较少”),在耗氧量不变的情况下,若AOX含量提高,则膜上产生ATP的量______ (填“增加”“不变”或“减少”)。
(3)AOX在维持光合作用效率的过程中也存在着精细的调控机制,为探究AOX途径对不同光照下光合色素光能捕获效率的影响,进行了如下实验:
完善表中处理方式:A______ ,B______ 。分析实验结果,可得出结论:______ 。
(4)进一步研究发现AOX途径通过调节胞外ATP(eATP)和胞内ATP(iATP)水平,在线粒体和叶绿体之间进行信号传导,从而影响光合作用。机制如图2:
①光系统是指由蛋白质和光合色素组成的复合物,光合色素的功能是______ 。
②eATP作为一种信号分子可调节植物的光合作用,据图分析其依据是______ 。
③在光照过强时,NADPH过多会导致光合系统受损。据图分析当AOX途径受阻时,光合速率下降的原因是______ 。
【答案】(1) ①. 线粒体内膜 ②. 主动运输
(2) ①. 较少 ②. 减少
(3) ①. AOX途径抑制剂 ②. 高光照 ③. 与正常光照条件相比,高光照条件下AOX途径会明显提高光合色素光能捕获效率
(4) ①. ①吸收、传递和转化光能 ②. ②eATP需要与(细胞膜上)的DORN1(受体)结合后才能激发细胞内的信号传导 ③. ③当AOX途径受阻时,叶绿体中过多的NADPH不能形成NADH进入线粒体被消耗,导致叶绿体中NADPH堆积,影响光反应的进一步进行
【解析】
【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
2、无氧呼吸的场所是细胞质基质,无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同,在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳,在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。
【小问1详解】
图示过程中有还原氢的氧化过程以及ATP的生成,其为有氧呼吸的第三阶段,说明图示细胞的生物膜为线粒体内膜。复合体Ⅳ向膜外运输H+的同时,并同时实现了对氢的氧化过程,根据ATP的产生过程可推测,此时氢离子转运的方式是逆浓度梯度进行的,因此运输方式为主动运输。
【小问2详解】
因交替氧化酶的存在,电子经复合体Ⅳ的传递量减少,致使膜外H+浓度减小,驱动ATP合酶合成ATP减少,因此途径乙向膜外运输H+较少,途径甲可将更多的能量转移到ATP中,故在耗氧量不变的情况下,若AOX含量提高,则膜上产生ATP的量将减少。
【小问3详解】
该实验的自变量为是否高光照以及是否加入AOX途径抑制剂,①②形成对照,因此②为AOX途径抑制剂,③④形成对照,因此③为高光照。①②组与③④组比较可知,高光照和加入AOX途径抑制剂均能使光能捕获效率降低,推测与正常光照条件相比,高光照条件下AOX途径会明显提高光合色素光能捕获效率。
【小问4详解】
①光合色素能够吸收、传递和转化光能。
②据图可知,eATP与DORNI受体结合,激发细胞内的信号转导,据此可推测eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用。
③当AOX途径受阻时,叶绿体中过多的NADPH不能形成NADH进入线粒体被消耗,导致叶绿体中NADPH堆积,影响光反应的进一步进行,从而光合速率下降。
21. 扬州运河三湾湿地公园是近年来大运河沿线环境整治、生态修复及现代航运示范区建设等不断推进的成果,曾入选江苏省首届“最美生态修复案例”。请回答下列问题:
(1)从河面到陆地,生态学家依据群落的______结构,对植物进行如图所示的分区域配置。修复过程反映了人类活动可以影响群落演替的______。
(2)如今该湿地公园是候鸟的天堂,影响候鸟数量出现周期性变化的非生物因素主要是______。与标记重捕法相比,用无人机拍摄调查迁徙鸟类种群密度的优点是______(答出一点即可)。研究某种候鸟的生态位,需要研究的方面有______(至少答出两点)。
(3)该公园亦是周边居民休闲的好去处,且具有蓄洪防旱、净化水质等功能,体现了生物多样性的______价值;公园的外貌和结构也会随每年四季变化发生规律性改变,这种现象叫做群落的______。
(4)研究人员采用样线法调查某种植物的种群密度,以园路边缘为起点,向两侧各设置2条样线向外延伸,长度25米,记录样线两侧各5m范围内该种植物数量,分别为60、56、60、64株,则其种群密度约为______株/m2。
(5)若该公园生态系统中甲、乙、丙三个种群构成的一条食物链中的能量流动情况如下表(单位:×106kJ/a)。种群丙用于生长、发育和繁殖的能量为______,该食物链中从第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为______(保留两位小数)。
【答案】(1) ①. 水平 ②. 速度和方向
(2) ①. 日照长短 ②. 对鸟类的伤害(干扰)小,高效 ③. 栖息地、食物、天敌、与其它物种的关系
(3) ①. 直接价值和间接 ②. 季节性(季相)
(4)0.24 (5) ①. 7.77×108kJ/a ②. 15.95%
【解析】
【分析】群落的空间结构:(1)垂直结构:植物群落的垂直结构表现垂直方向上的分层性,其中植物的垂直结构决定了动物的垂直分层。(2)水平结构:水平方向上由于光照强度地形明暗湿度等因素的影响,不同地段上分布着不同的生物种群。
【小问1详解】
水平方向上由于光照强度、地形明暗、湿度等因素的影响,不同地段上分布着不同的生物种群属于水平结构;群落演替是随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,在修复过程中,反映了人类活动可以影响群落演替的速度和方向。
【小问2详解】
植物可为动物提供食物条件和栖息空间,而日照长短可影响植物,故影响候鸟数量出现周期性变化的非生物因素主要是日照长短;与标记重捕法相比,用无人机拍摄调查迁徙鸟类种群密度的优点是对鸟类的伤害(干扰)小,高效;生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,研究某种候鸟的生态位,需要研究的方面有栖息地、食物、天敌、与其它物种的关系。
【小问3详解】
直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等使用意义以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的,间接价值是对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)的价值,该公园亦是周边居民休闲的好去处,有蓄洪防旱、净化水质等功能,体现了生物多样性的直接价值和间接价值;公园的外貌和结构也会随每年四季变化发生规律性改变,这种现象叫做群落的季节性(季相)。
【小问4详解】
根据题干信息,每个样方面积都是25米×5米=125m2,共有2个样方,则其种群密度约为(60+56+60+64)÷4÷125÷2=0.24株/m2。
【小问5详解】
结合表中数据可知,甲的同化能量为240×106kJ/a,乙的同化量为35×106kJ/a,能量流动逐级递减,故食物链为丙→甲→乙,同化量=呼吸作用以热能形式散失+用于生长、发育和繁殖的能量=呼吸作用以热能形式散失+被分解者利用+流入下一营养级+未被利用的能量,根据表中能量数值可知,种群丙用于生长、发育和繁殖的能量=(71+466+240)106kJ/a=7.77×108kJ/a;能量传递效率是相邻两个营养营养级之间同化量的比值,该食物链中从第一营养级(丙)到第二营养级(甲)的能量传递效率约为240/(71+466+728+240)×100%≈15.95%。
22. 人长期处于精神压力下,机体会通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)”产生糖皮质激素,从而使人情绪低落。但糖皮质激素又用于临床上多种疾病的治疗,其部分作用机理如图。请回答下列问题:
(1)人长期处于精神压力下,______(填“交感”或“副交感”)神经兴奋,从而促进肾上腺素的分泌,使机体处于情绪应激状态,该过程中效应器为______。
(2)下丘脑通过HPA轴对糖皮质激素的分泌进行调控,属于______调节,可以放大激素的调节效应。据图分析,高浓度的糖皮质激素使人情绪低落的机理是______。
(3)“细胞因子风暴”是指机体感染病原微生物后,体液中多种细胞因子迅速大量产生,引发全身炎症反应的现象。临床上已确认可使用糖皮质激素来治疗“细胞因子风暴”,该激素属于______(填“免疫抑制剂”或“免疫增强剂”)。但糖皮质激素不宜长期大剂量使用,从激素调节角度分析,其原因是______。
(4)糖皮质激素还具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,炎症肿
胀期进行治疗时,一般不宜首选糖皮质激素,原因是会导致______,加剧肿胀。在血糖浓度调节方面糖皮质激素与______具有相抗衡的作用。
【答案】(1) ①. 交感 ②. 传出(交感)神经末梢及其支配的肾上腺(髓质)
(2) ①. 分级 ②. 使突触前膜上5-羟色胺转运体数量增加,促进5-羟色胺的回收,使突触间隙里的5-羟色胺减少
(3) ①. 免疫抑制剂 ②. 糖皮质激素通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体,长期较大剂量使用可引起肾上腺皮质萎缩
(4) ①. 组织液渗透压升高 ②. 胰岛素
【解析】
【分析】内分泌系统由相对独立的内分泌腺以及兼有内分泌功能的细胞共同构成。有的内分泌细胞聚集在一起成为内分泌腺体,如垂体、甲状腺;有的分散在一些器官、组织内,如胰岛A细胞、胰岛B细胞;下丘脑中的某些神经细胞,也具有内分泌功能。
【小问1详解】
长期处于精神压力下,交感神经兴奋,引起肾上腺分泌肾上腺素,这属于神经调节,其效应器是传出神经末梢及其所支配的肾上腺。
【小问2详解】
下丘脑通过HPA轴对糖皮质激素的分泌属于分级调节,分级调节能放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。由图可知,高浓度的糖皮质激素使突触前膜上5-羟色胺转运体数量增加,促进5-羟色胺的回收,使突触间隙里的5-羟色胺减少,进而容易使人情绪低落。
【小问3详解】
糖皮质激素来治疗“细胞因子风暴”,降低免疫反应,则糖皮质激素属于免疫抑制剂。若糖皮质激素长期大剂量使用,通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体,则可引起肾上腺皮质萎缩。
【小问4详解】
糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,容易导致组织液渗透压升高,加剧肿胀。糖皮质激素升高血糖,胰岛素降低血糖,两者在血糖调节方面表现为拮抗作用。
23. I型遗传性酪氨酸血症(HT1)是一种酪氨酸代谢异常引发肝损伤的疾病。研究人员基于益生大肠杆菌(EcN)设计了一种能高效代谢酪氨酸的肠道工程益生菌(EcN-HT)用于治疗HT1模型小鼠,如图1所示。其中,基因TyrP(编码酪氨酸转运蛋白TyrP)和基因HpaBC(编码酶HpaBC,催化酪氨酸代谢生成无毒物质L-DOPA)均为目的基因。图2表示质粒pUC57的结构示意图,相关限制酶的识别序列和切割位点见表1。请回答下列问题:
(1)肠道微生物与人体健康密不可分。EcN的鞭毛通过单个菌之间的相互作用在肠道上皮形成紧密的防护网,可抑制病原菌的侵袭,这种防御属于机体的______免疫。图1中,TyrP需要表达在EcN-HT的细胞膜上,以促进对酪氨酸的吸收。则EcN-HT中参与TyrP的合成与定位的结构有______(填序号)。
①内质网 ②核糖体 ③细胞膜 ④高尔基体
(2)图2中pfnr的基本组成单位是______。在______条件下,一些特定的信号分子会与pfnr结合,进而改变其构象或活性,使其能与RNA聚合酶更有效地结合,启动下游基因表达。
(3)为实现高效构建重组质粒并筛选获得EcN-HT工程菌,研究人员开展以下实验:
Ⅰ.获得含基因TyrP的菌株EcN-T。
①获取基因TyrP;
②选用限制酶EcRI和SmaI,分别切割______,构建重组质粒pUC57-T;
③将pUC57-T导入EcN,并将其接种在含有X-gal、卡那霉素的固体培养基甲上,培养一段时间后,菌落呈______色的为目的菌株EcN-T。
Ⅱ.获得含基因TyrP和HpaBC的EcN-HT工程菌。
④获取基因HpaBC;
⑤选用限制酶______,构建重组质粒pUC57-H;
⑥将pUC57-H导入EcN-T,并将其接种在培养基乙上,以筛选出含双质粒的菌株EcN-HT。相比培养基甲,培养基乙特有的成分是______。
(4)图3显示目的基因TyrP两端的部分碱基序列,为获得能与质粒pUC57相连接的目的基因,PCR时设计的引物应选用______。
A. 5'-AAGGCACCCGGG-3'和5'-TGTTACGAATTC-3'
B. 5'-AAGGCACCCGGG-3'和5'-CATTGTGAATTC-3'
C. 5'-GAATTCAAGGCA-3'和5'-CCCGGGCATTGT-3'
D. 5'-GAATTCTGTTAC-3'和5'-CCCGGGAAGGCA-3'
(5)本实验将TyrP基因和HpaBC基因分别构建两种重组质粒导入受体细胞,与装载在同一个质粒的方法相比,优点有______。
A. 提高导入受体细胞的效率
B. 降低基因逃逸的可能性,不存在生物安全风险
C. 增强基因表达的灵活性
D. 提高基因的稳定性,增强治疗的效果
(6)进一步研究表明,EcN-HT可以有效缓解HT1模型小鼠肝脏损伤等病症,其作用机理是______。
【答案】(1) ①. 非特异性 ②. ②③
(2) ①. 脱氧核苷酸 ②. 厌氧##低氧##缺氧)
(3) ①. 含基因TyrP的DNA片段和质粒pUC57 ②. 白 ③. BglⅡ、EcRⅠ ④. 氯霉素 (4)C (5)ACD
(6)EcN-HT可以吸收酪氨酸,使其转变成无毒物质(减少小鼠体内酪氨酸及毒性中间代谢产物的蓄积)
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序是:目的基因的的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
EcN的鞭毛通过单个菌之间的相互作用在肠道上皮形成紧密的防护网,可抑制病原菌的侵袭,这种防御不针对某一类特定的病原体,而是对多种病原体都有防御作用,因此属于机体的非特异性免疫。图1中,TyrP需要表达在EcN-HT的细胞膜上,说明TyrP的合成及加工过程与分泌蛋白的类似,即在核糖体中以氨基酸为原料合成肽链,经过内质网的加工、折叠以及高尔基体的进一步的修饰加工,然后通过囊泡转运到细胞膜上。可见,EcN-HT中参与TyrP的合成与定位的结构有②核糖体和③细胞膜。
【小问2详解】
启动子是一段有特殊序列结构DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA。图2中pfnr为厌氧启动子,其基本组成单位是脱氧核苷酸。在厌氧(或低氧或缺氧)条件下,一些特定的信号分子会与pfnr结合,进而改变其构象或活性,使其能与RNA聚合酶更有效地结合,启动下游基因表达。
【小问3详解】
Ⅰ.获得含基因TyrP的菌株EcN-T。
②构建重组质粒pUC57-T时,目的基因为基因TyrP、载体是质粒pUC57,因此,用限制酶EcRI和SmaI应分别切割含基因TyrP的DNA片段和质粒pUC57。
③基因lacZr表达的酶蛋白可将无色的X-gal水解成蓝色产物。由图2可知:基因lacZr在限制酶EcRI的识别序列和切割位点内。构建重组质粒pUC57-T时,用限制酶EcRI切割质粒pUC57,基因lacZr的结构被破坏,不能表达相应的酶蛋白,所以将pUC57-T导入EcN,并将其接种在含有X-gal、卡那霉素的固体培养基甲上。培养一段时间后,成功导入pUC57-T的菌落呈白色,此白色菌落即为目的菌株EcN-T。
Ⅱ.获得含基因TyrP和HpaBC的EcN-HT工程菌。
⑤构建重组质粒pUC57-T时,选用了限制酶用限制酶EcRI和SmaI,这两种酶破坏了标记基因Cmr(氯霉素抗性基因)和lacZ,lacZ表达的酶蛋白可将无色的X-gal水解成蓝色产物,该重组质粒中含有Kanr标记基因(卡那霉素抗性基因),因此筛选受体菌株EcN-T,应使用含有X-gal、卡那霉素的固体培养基甲。目的基因应该插入到启动子和终止子之间,可选的限制酶只有BglⅡ、EcRⅠ、MbⅠ、SmaⅠ,由于BglⅡ的识别序列中含有MbⅠ识别序列,如果使用MbⅠ,Bgl Ⅱ的识别序列也会被切割,且由于重组质粒pUC57-T破坏了标记基因Cmr(氯霉素抗性基因),为了区分两者不同,那么构建的重组质粒pUC57-H不能破坏该标记基因,因此构建重组质粒pUC57-H需选用限制酶BglⅡ、EcRⅠ。
⑥综上分析,筛选时,固体培养基乙应加入卡那霉素、氯霉素、X-gal。相比培养基甲,培养基乙特有的成分是氯霉素。
【小问4详解】
由于构建重组质粒pUC57-T时,选用限制酶EcRI和SmaI分别切割含基因TyrP的DNA片段和质粒pUC57,根据该基因的转录方向和质粒中启动子和终止子的位置,该基因的左端应该加上EcRⅠ识别序列,右端应该加上SmaⅠ识别序列,由于DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸子链,因此左端的引物应该是5'-GAATTC AAGGCA-3',同理,右端的引物是5'-CCCGGG CATTGT-3',ABD错误,C正确。
故选C。
【小问5详解】
A、与装载在同一个质粒的方法相比,将TyrP基因和HpaBC基因分别构建两种重组质粒,这两种重组质粒均较小,因此能提高导入受体细胞的效率,A正确;
B、将外源基因导入受体细胞,构成的工程菌也可能存在生物安全风险,B错误;
CD、与装载在同一个质粒的方法相比,将TyrP基因和HpaBC基因分别构建两种重组质粒,这两种重组质粒上的目的基因均容易表达,增强了基因表达的灵活性,同时也使基因的稳定性得以提高,进而增强治疗的效果,CD正确。
故选ACD。
【小问6详解】
I型遗传性酪氨酸血症(HT1)是一种酪氨酸代谢异常引发肝损伤疾病。在肠道工程益生菌(EcN-HT)体内,基因TyrP编码的酪氨酸转运蛋白TyrP有助于细胞吸收酪氨酸,基因HpaBC编码的酶HpaBC能催化酪氨酸代谢生成无毒物质L-DOPA。可见, EcN-HT可以有效缓解HT1模型小鼠肝脏损伤等病症,其作用机理是:EcN-HT可以吸收酪氨酸,使其转变成无毒物质(减少小鼠体内酪氨酸及毒性中间代谢产物的蓄积)。
24. 虎的毛发分为底色毛发和条纹毛发两种,毛色由毛囊中的黑色素细胞分泌的真黑色素(黑色)和褐黑色素(黄色)决定,底色毛发和条纹毛发都是由常染色体上独立遗传的两对等位基因(S/s、C/c)控制,如下表所示。
(1)从进化的角度分析,各种毛色的产生是虎与其它物种以及与其生存环境______的结果。两只非黄雌雄虎交配,F1均表现为黄虎,则亲本的基因型为______、______,F1雄性黄虎与杂合的金虎交配,其子代表型及比例为______。
(2)黄虎的真黑色素和褐黑色素合成通路如图1所示,底色毛发中褐黑色素较多而呈现黄色,条纹毛发中还可以通过E通路合成真黑色素,导致真黑色素含量提高呈现黑色。白虎是由于黄虎的S基因突变为s基因,其条纹区域仍表现为黑色的原因是______。白虎______(填“是”或“不是”)基因突变引起的白化病个体。
(3)几乎纯白的雪虎为C和S基因双突变纯合子,推测C、S基因双突变同时抑制了______基因的表达,最终导致真黑色素与褐黑色素均无法合成。
(4)S基因和s基因部分序列如图2所示,与黄虎相比,白虎S蛋白突变位点氨基酸的变化是______。(部分密码子及对应氨基酸:GGC甘氨酸;GCC丙氨酸;CCG脯氨酸;GAC天冬氨酸;GUC缬氨酸;CUG亮氨酸)
(5)与毛囊伴生的另一种DP细胞分泌的A蛋白作用于黑色素细胞,能促进真黑色素转化成褐黑色素。金虎的形成是由于C基因突变导致C蛋白功能丧失,研究发现C蛋白不影响A基因的表达,只降解胞外的A蛋白。为验证上述结论,研究人员将相关基因导入敲除______基因的受体细胞,导入基因和部分电泳结果如图3所示。请在答题卡的虚线框中补充出应有的电泳条带______。
【答案】(1) ①. 协同进化 ②. CCss ③. ccSS(顺序可颠倒) ④. 黄虎:金虎:白虎:雪虎=3:3:1:1
(2) ①. 在条纹区大量合成的E蛋白可通过E通路合成真黑色素 ②. 不是
(3)E(基因) (4)丙氨酸→缬氨酸
(5) ①. C和A ②.
【解析】
【分析】基因自由组合定律实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
从进化的角度分析,各种毛色均与其环境相适应,其产生是虎与其它物种以及与其生存环境协同进化的结果。两只非黄雌雄虎交配,F1均表现为黄虎S__C__,说明亲本分别含有S和C基因,则亲本的基因型为CCss、ccSS,F1雄性黄虎与杂合的金虎S__cc交配,其子代表型及比例为黄虎:金虎:白虎:雪虎=3:3:1:1。
【小问2详解】
白虎是由于黄虎的S基因突变为s基因,据图1可知,其条纹区域仍表现为黑色的原因是在条纹区大量合成的E蛋白可通过E通路合成真黑色素。白虎只是底色毛发和条纹毛发中M通路引起的毛色改变,所以白虎不是基因突变引起的白化病个体。
【小问3详解】
C、S基因双突变,若E基因正常表达,则可以合成黑色素,不会出现几乎纯白的雪虎,因此C、S基因双突变同时抑制了E基因的表达,最终导致真黑色素与褐黑色素均无法合成。
【小问4详解】
对比S基因和s基因部分序列,编码链的GCC变为了GTC,对应的遗传密码由GCC变为了GUC,氨基酸由丙氨酸变为了缬氨酸。
【小问5详解】组别
处理方式
实验结果
①
叶片+正常光照
②
叶片+正常光照+A_____
③
叶片+B_____
④
叶片+高光照+AOX途径抑制剂
种群
同化总能量
用于生长、发育和繁殖
呼吸消耗
传递给下一营养级
传递给分解者
未被利用
甲
240
97
10
52
乙
35
9
4
丙
728
71
466
限制酶
BamHⅠ
HindⅢ
BglⅡ
EcORⅠ
MbⅠ
SmaⅠ
识别序列及切割位点
↓
5'-GGATCC-3'
3'-CCTAGG-5'
↑
↓
5-AAGCTT-3'
3'-TTCGAA-5'
↑
↓
5-AGATCT-3'
3'-TCTAGA-5'
↑
↓
5'-GAATTC-3'
3'-CTTAAG-5'
↑
↓
5'-GATC-3'
3'-CTAG-5'
↑
↓
5'-CCCGGG-3'
3'-GGGCCC-5'
↑
种类
黄虎(黄底黑纹)
白虎(白底黑纹)
金虎(金底棕纹)
雪虎(几乎纯白)
底色毛发
黄色
白色
金色
白色
条纹毛发
黑色
黑色
棕色
白色
基因型
S__C__
ssC__
S__cc
sscc
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