2023届天津市南开区高三二模质量监测生物试题(原卷版及解析版)
2023届天津市南开区高三二模质量监测生物试题(原卷版)
生物学试卷
1. 同位素示踪法可用于研究物质的转移。以下各组物质均能用15N标记的是( )
A. 脂肪和磷脂 B. 脱氧核糖和氨基酸
C. 氨基酸和ATP D. 核糖核酸和丙酮酸
2. 高等植物成熟的筛管细胞能运输有机物,其保留了线粒体,但细胞核与核糖体等结构消失,完全依靠相邻的伴胞(正常细胞)供给营养。下图为伴胞光合作用产生的蔗糖在不同细胞间的运输、转化过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 胞间连丝具有物质运输和信息交流功能
B. 筛管细胞所需的ATP全部来自于线粒体
C. 破坏蔗糖水解酶对蔗糖的运输没有影响
D. 蔗糖水解产物逆浓度梯度进入薄壁细胞
3. ATP的合成是生物有机体中主要的化学反应之一,而合成ATP需要ATP合成酶的参与,该酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化,在跨膜质子(H+)动力势能的推动下合成ATP,下列说法错误的是( )
A. 该酶广泛分布于线粒体、叶绿体的内外膜和原核细胞的质膜上
B. ATP合成酶跨膜部位呈疏水性,有利于与膜结合部位的稳定
C. H+跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散,需要载体协助
D. ATP的合成在细胞中时刻进行并与ATP的水解处于动态平衡
4. 采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述正确的是( )
A. 密封主要是为了防止害虫或者细菌等微生物接触到梨,有利于保鲜
B. 4℃冷藏时,低温使酚氧化酶永久失活,果肉褐变减缓
C. 贮藏时尽量保持干燥环境,有利于降低梨细胞内自由水的含量,减缓代谢
D. 常温下,梨不耐贮藏的原因主要是因为细胞代谢旺盛
5. 如图表示在有氧条件下某高等植物体内有关的生理过程示意图,①~⑤表示有关过程,X、Y、Z和W表示相关物质。请据图判断下列说法错误的是( )
A. X、Y、Z物质分别表示C3、丙酮酸和ATP
B. ①~⑤过程中能产生ATP的有①②③④
C. ②和⑤过程分别表示C3的还原和CO2的固定
D. 光合作用速率小于细胞呼吸速率时,④过程产生的CO2会释放到细胞外
6. 我国文化历史源远流长,其中有不少脍炙人口的诗篇中蕴含着丰富的生物学知识,下列相关叙述错误的是( )
A. “春色满园关不住,一枝红杏出墙来”,红杏出墙有利于获得更多的光能
B. “人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”,造成这一差异环境因素主要是温度
C. “停车坐爱枫林晩,霜叶红于二月花”,枫叶中红色的花青素存在于叶绿体中
D. “落红不是无情物,化作春泥更护花”,春泥能为花提供矿质元素,促进其生长
7. 设置对照是生物实验中常用的方法,下列有关的设置错误的是( )
A. 验证金丝雀 草胚芽鞘的感光部位在尖端时,设置保留尖端和去除尖端的两组
B. 探索扦插枝条生根的2,4﹣D最适浓度的预实验中,需要用蒸馏水处理作对照组
C. 研究胃液的分泌是否有神经调节以外的调节方式,设置神经支配和无神经支配两组
D. 公鸡睾丸分泌雄激素的研究中,睾丸摘除后与重新移植的处理体现自身前后对照
8. 蜜蜂群体中蜂王和工蜂为二倍体(2n=32),雄蜂由卵细胞直接发育而来。下图为雄蜂产生精子过程中染色体行为变化示意图(染色体未全部呈现),下列相关叙述正确的是( )
A. 雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生4个正常的精子
B. 雄蜂和蜂王的生殖细胞减数分裂过程中都存在同源染色体的分离
C. 雄蜂有丝分裂后期与减数第二次分裂后期细胞中都含有32条染色体
D. 雄蜂产生精子时非同源染色体的自由组合提高了精子中染色体组成的多样性
9. 科研人员对某处岛屿上的一种地雀进行研究,发现该鸟类主要以植物种子为食。1977年该岛降水量严重不足,只有产生大而坚硬种子(如图右上角)的耐旱植物生存。1983年降水量充沛,产生小而柔软种子的植物生长茂盛。随后几年没有明显降水量的波动,据图说法正确的是( )
A. 地雀喙大小的变化,是自然环境定向选择的结果
B. 1978-1983年地雀喙尺寸变大是由于取食大粒种子导致的
C. 1985年后喙的尺寸趋于稳定表明该种群数量稳定
D. 研究表明喙的大小是由环境改变导致的可遗传的变异
10. 中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是( )
A. 泡菜制作过程中,密封处理有利于醋酸菌的生长
B. 酸奶制作过程中,密封处理有不利于乳酸菌发酵
C. 腐乳制作过程中,起主要作用的是曲霉
D 馒头制作过程中,酵母菌进行呼吸作用产生
11. PCR技术可用于遗传多样性的研究。下图是对两个跳虫(A和B)DNA分析的实验过程,有关叙述错误的是( )
A. 蛋白酶可以分解组织中的蛋白质,在提取DNA时加入蛋白酶有助于释放出DNA
B. Taq酶能够耐高温,高温下不会变性,常在PCR中用于DNA链的合成
C. 将已知长度的DNA片段装到凝胶上作参照,可用于估测样本DNA片段的大小
D. 阴性对照是已知DNA模板及PCR扩增过程所需的物质,以监测试剂是否污染
12. “筛选”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述错误的是( )
A. 培育转基因抗虫棉时,需从分子水平及个体水平进行筛选
B. 制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
C. 胚胎移植前,需对通过体外受精或其他方式得到的胚胎进行质量筛选
D. 单倍体育种时,需对的花药进行筛选后才可继续进行组织培养
13. 上世纪七十年代,有科学家提出叶绿体起源的内共生假说,该假说认为蓝细菌被原始真核细胞吞噬后,经过长期共生演变成叶绿体。近期,科研人员通过研究酵母菌和蓝细菌的共生,对这一假说进行了验证。
(1)从代谢类型分析,与酵母菌相比,蓝细菌是_________生物。蓝细菌通过其细胞内的_________(物质)吸收光能,通过多种酶催化而进行光合作用。
(2)酵母菌通过细胞呼吸生成ATP,请在图1酵母菌示意图中标出细胞内生成ATP具体位置(在答题纸的图中对应位置标注“ATP”字样)_________。
(3)在上述ATP合成过程被抑制酵母菌A中,分别注入野生型蓝细菌(对照组)和导入了目的基因的蓝细菌甲(实验组),获得重构酵母菌。
①将两组重构酵母菌分别接种于培养液中,都给予相同且适宜的_________处理,一段时间后计数,得到结果如图2。实验结果表明,_________两者之间形成了良好的共生关系。
②目的基因表达的蛋白可定位于蓝细菌甲的细胞膜上,结合图2推测该蛋白的功能可能是_________。
14. 应激反应是人体对紧张性事件的适应性反应,其主要特征是下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴(HPA)被激活,机体通过HPA途径促使肾上腺皮质释放糖皮质激素(GC). 一定强度的应激反应有助于机体发挥潜力、维持内环境的稳态,但应激时间过长或者过于强烈,则会对机体产生不利影响。下图1为HPA对免疫活动的调节示意图。
(1)图1中下丘脑、垂体、肾上腺皮质之间存在的HPA分层调控称为_________。
(2)GC可以通过升高血糖保证重要器官能量供应,与胰高血糖素、肾上腺素具有_________作用。GC的过度升高会影响机体糖类、脂质、蛋白质的代谢,并大大降低机体的免疫能力。在应激状态下,可能是由于下丘脑和垂体的敏感性降低,使GC_________调节功能下降,从而对机体产生不利影响。
(3)在HPA轴之外还存在另一种免疫调节机制——“脑一脾神经轴”,如下图2所示。
①图2中所示的免疫活动所属的免疫方式为_________(填“细胞免疫”或“体液免疫”)。
②据图2可推测,乙酰胆碱在该免疫调节过程中所起的作用是_________.
③科研人员为了验证上述调节机制中的脾神经对抗体的产生具有促进作用,用手术法进行了相关实验研究(如下表),请根据题意完成以下表格(在答题卡相应位置填写)。
实验目的 简单操作过程
实验动物的选择及处理 将相同的健康小鼠平均分成两组,每组10只,测定a. _________
实验组处理 实验组手术切除脾神经
对照组处理 对照组b. _________。
控制c. _________变量 给两组小鼠注射等量、适量的相同疫苗,置于相同且适宜的环境条件下饲养。
结果检测 一段时间后分别测定两组小鼠体内相应的抗体水平并进行比较。
预期实验结果 实验组小鼠的相对抗体水平d. _________(填“高于”、“低于”或“等于”)对照组小鼠。
15. 藤壶以浮游生物为食,选择适宜生存的环境后分泌一些黏性物质将自己固定在粗糙岩石上。某海岸线岩石上两种共同生活的藤壶:星光小藤壶生活在浅水区,退潮时经常暴露在空气中,寒仿藤壶的栖息地更深一些,很少暴露在空气中。在深水区,寒仿藤壶在竞争中占据优势,它能够将星光小藤壶排挤出岩石。当将寒仿藤壶人为地移开时,星光小藤壶也能够很快的占领深水区域;与此相反的是,寒仿藤壶不能够在浅水区生长。
(1)一般选用_________法调查藤壶的种群密度。取样的关键是要做到_________。
(2)两个物种都需要利用同一种资源而这种资源又是有限的,它们之间将发生种间竞争。两物种为争夺资源发生的直接冲突称为干扰竞争;两物种消耗共有的资源称为利用竞争。星光小藤壶和寒仿藤壶之间的竞争就是典型的_________竞争。
(3)一个物种按生理要求及所需资源占领的生态位称为基本生态位,由于物种相互作用而实际占领的生态位称为实际生态位。据此分别分析两种藤壶的基本生态位与实际生态位的宽窄关系为:__________________。
(4)群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于_________,是群落中物种之间及生物与环境间_________的结果。
16. 2022年6月4日,中科院朱生伟团队在国际期刊发表了研究论文,揭示了油菜素内酯(BR)信号调控棉纤维伸长的新机制。棉纤维是由受精胚珠的表皮细胞突起、伸长、壁加厚而形成的单细胞毛状体,也是研究细胞伸长和发育的理想模式材料。请回答下列问题:
(1)BR是以甾醇类为基本结构的天然化合物,对植物生长发育起重要的调节作用,被誉为第六类激素。在很低浓度下,BR可通过促进_________从而促进植物的营养体生长,在这方面与赤霉素、生长素具有相似生理作用。
(2)研究发现,BZR转录因子是BR信号转导途径的核心元件。BZR家族转录因子蛋白中的GhBZR3在植物中的过度表达,导致根毛长度、下胚轴长度和下胚轴细胞长度缩短,表明GhBZR3对植物器官及细胞伸长具有_________(填“正”或“负”)调控作用。与野生型相比,使棉花控制合成GhBZR3的基因不表达,可导致棉株的高度_________(填“增加”、“基本不变”或“降低”)。
(3)GhBZR3可控制超长链脂肪酸(VLCFA)的代谢和降解,GhBZR3沉默的植株中的VLCFA含量显著增加。据此推测GhBZR3可能通过_________VLCFA合成从而_________棉纤维生长。
(4)为证明实验推测,依据下列材料,在预期实验结果后写出相应组合(填序号)。
备选材料:I. 野生型;II. GhBZR3基因缺失突变体;III. VLCFA合成酶基因突变体;IV. BR合成缺陷突变体。
①若验证VLCFA含量、棉纤维长度都大于野生型,需选择组合_________。
②若验证VLCFA含量、棉纤维长度都小于野生型,需选择组合_________。
(5)进一步研究发现,基因GhKCSI3为VLCFA生物合成关键基因,GhKCSI3的启动子可能包含hBZR3的结合位点。为探究GhBZR3能否直接调控GhKCSI3的表达,团队人员用荧光素酶(能够催化荧光素氧化发光的酶)报告基因法,将_________与萤火虫荧光素酶基因的编码序列融合形成嵌合基因,和含有GhBZR3基因的表达载体一起导入棉纤维细胞。加入荧光素后,视野中_________(填“出现”或“未出现”)荧光信号,则表明,GhBZR3可与GhKCSI3启动子直接作用从而抑制萤火虫荧光素酶的基因表达。
17. 烟草含有24条染色体,染色体缺失某一片段不影响其减数分裂过程,但会引起含缺失染色体的一种配子(不确定是雄配子还是雌配子)致死。现有含如图所示染色体的某株烟草,其中A、a基因分别控制烟草的心形叶和戟形叶。请回答下列问题:
(1)图中A、B、C基因在5号染色体上呈___________排列。只考虑烟草的叶形,该株烟草自交后代的性状表现为___________。
(2)若现有各种基因型及表现型的个体可供选择,为了确定染色体缺失致死的配子是雄配子还是雌配子,请设计杂交实验加以证明,用“O”代表缺失的基因,并预测实验结果。
设计实验:选择染色体缺失个体与___________,观察后代的性状表现。
结果预测:若染色体缺失个体为父本,后代全为心形叶;染色体缺失个体为母本,后代心形叶:戟形叶=1:1,则染色体缺失会使_________配子致死;若反之,则为另一种配子致死。
(3)已知B、b基因控制烟草的株高,D、d基因控制焦油的含量。现有基因型为BbDd的个体,若想确定D、d基因是否位于5号染色体上,可让基因型为BbDd的植株自交,若后代出现四种表现型,且比例为9:3:3:1,则说明D、d基因不位于5号染色体.上;若后代___________,则说明D、d基因位于5号染色体上。2023届天津市南开区高三二模质量监测生物试题(解析版)
生物学试卷
1. 同位素示踪法可用于研究物质的转移。以下各组物质均能用15N标记的是( )
A. 脂肪和磷脂 B. 脱氧核糖和氨基酸
C. 氨基酸和ATP D. 核糖核酸和丙酮酸
【答案】C
【解析】
【分析】1、糖类的组成元素一般是C、H、O;
2、脂质的组成元素主要为C、H、O,有些脂质含有N、P;
3、蛋白质的组成元素主要为C、H、O、N;
4、核酸的组成元素主要为C、H、O、N、P。
【详解】A、脂肪元素组成只含有C、H、O,不含N元素,不能用15N标记,A错误;
B、组成脱氧核糖的组成元素只有C、H、O,不能用15N标记,B错误;
C、氨基酸和ATP都含有N元素,可以用15N标记,C正确;
D、丙酮酸只含有C、H、O,不能用15N标记,D错误。
故选C。
2. 高等植物成熟的筛管细胞能运输有机物,其保留了线粒体,但细胞核与核糖体等结构消失,完全依靠相邻的伴胞(正常细胞)供给营养。下图为伴胞光合作用产生的蔗糖在不同细胞间的运输、转化过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 胞间连丝具有物质运输和信息交流功能
B. 筛管细胞所需的ATP全部来自于线粒体
C. 破坏蔗糖水解酶对蔗糖的运输没有影响
D. 蔗糖水解产物逆浓度梯度进入薄壁细胞
【答案】A
【解析】
【分析】细胞间的信息交流可归纳为三种主要方式:
1、相邻细胞间直接接触,通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞,即细胞←→细胞;如精子和卵细胞之间的识别和结合。
2、相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通,通过携带信息的物质来交流信息,即细胞←通道→细胞,如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,进行细胞间的信息交流。
3、通过体液的作用来完成的间接交流,如内分泌细胞分泌→激素进入体液→体液运输→靶细胞受体信息→靶细胞,即激素→靶细胞。
【详解】A、胞间连丝是物质运输的通道,同时也是信息交流的通道,A正确;
B、筛管细胞所需的ATP来自于线粒体和细胞质基质,B错误;
C、单糖转运载体蛋白具有专一性,蔗糖是二糖,不能通过单糖转运载体转运至薄壁细胞,蔗糖需水解成单糖才可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞,故破坏蔗糖水解酶对蔗糖的运输有影响,C错误;
D、筛管中的蔗糖被水解为单糖(葡萄糖和果糖),导致筛管中单糖浓度大于薄壁细胞,顺浓度梯度由筛管转运进入薄壁细胞,D错误。
故选A。
3. ATP的合成是生物有机体中主要的化学反应之一,而合成ATP需要ATP合成酶的参与,该酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化,在跨膜质子(H+)动力势能的推动下合成ATP,下列说法错误的是( )
A. 该酶广泛分布于线粒体、叶绿体的内外膜和原核细胞的质膜上
B. ATP合成酶跨膜部位呈疏水性,有利于与膜结合部位的稳定
C. H+跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散,需要载体协助
D. ATP的合成在细胞中时刻进行并与ATP的水解处于动态平衡
【答案】A
【解析】
【分析】分析题干:ATP合成酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化,在跨膜质子(H+)动力势能的推动下合成ATP,ATP的合成是需要能量的,该能量是跨膜质子产生的动力势能。
【详解】A、该酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化,在跨膜质子(H+)动力势能的推动下合成ATP,线粒体的外膜和叶绿体的内外膜上不会合成ATP,因此线粒体的外膜和叶绿体的内外膜上都没有该酶,A错误;
B、磷脂双分子层内部是疏水性的,ATP合成酶跨膜部位呈疏水性,这样才能与脂双层牢固结合,B正确;
C、跨膜质子(H+)动力势能的推动下合成ATP,故H+跨膜运输方向是从高浓度到低浓度,这样才可以产生动力势能,因此H+跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散,该过程需要载体协助,C正确;
D、ATP的合成在细胞中时刻进行并与ATP的水解处于动态平衡,实现能量的供应,D正确;
故选A。
4. 采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述正确的是( )
A. 密封主要是为了防止害虫或者细菌等微生物接触到梨,有利于保鲜
B. 4℃冷藏时,低温使酚氧化酶永久失活,果肉褐变减缓
C. 贮藏时尽量保持干燥环境,有利于降低梨细胞内自由水含量,减缓代谢
D. 常温下,梨不耐贮藏的原因主要是因为细胞代谢旺盛
【答案】D
【解析】
【分析】1、自由水与结合水的比值越高,新陈代谢越旺盛,抗逆性越差。
2、水果、蔬菜的储藏应选择零上低温、低氧等环境条件。
【详解】A、密封条件下,梨呼吸作用导致O2减少,CO2增多,抑制呼吸,有氧呼吸减弱,消耗的有机物减少,故利于保鲜,A错误;
B、酶活性的发挥需要适宜的温度等条件,结合题意“果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变,密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期”可知,低温抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐变减缓,B错误;
C、蔬菜、水果储存时,低氧、零上低温、湿度适宜环境有利于延长保鲜,C错误;
D、常温下鲜梨含水量大,环境温度较高,呼吸代谢旺盛,细胞消耗的有机物增多,不耐贮藏,D正确。
故选D。
5. 如图表示在有氧条件下某高等植物体内有关的生理过程示意图,①~⑤表示有关过程,X、Y、Z和W表示相关物质。请据图判断下列说法错误的是( )
A. X、Y、Z物质分别表示C3、丙酮酸和ATP
B. ①~⑤过程中能产生ATP的有①②③④
C. ②和⑤过程分别表示C3的还原和CO2的固定
D. 光合作用速率小于细胞呼吸速率时,④过程产生的CO2会释放到细胞外
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:图示表示光合作用与呼吸作用的过程,其中,W表示水,Z是ATP,Y是丙酮酸,X是三碳化合物;①表示水的光解,②表示三碳化合物的还原过程,③表示有氧呼吸第一阶段,④表示有氧呼吸的第二阶段,⑤表示二氧化碳的固定过程。
【详解】A、据分析可知,X、Y、Z物质分别表示C3、丙酮酸和ATP,A正确;
B、光合作用光反应阶段和有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP,①~⑤过程中能产生ATP的有①③④,过程②消耗ATP,B错误;
C、据分析可知,X是三碳化合物,②表示C3的还原,\,⑤表示CO2的固定,C正确;
D、光合速率小于呼吸速率时,呼吸作用产生的二氧化碳一部分用于光合作用,一部分释放到细胞外,即④过程产生的CO2会释放到细胞外,D正确。
故选B。
6. 我国文化历史源远流长,其中有不少脍炙人口的诗篇中蕴含着丰富的生物学知识,下列相关叙述错误的是( )
A. “春色满园关不住,一枝红杏出墙来”,红杏出墙有利于获得更多的光能
B. “人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”,造成这一差异的环境因素主要是温度
C. “停车坐爱枫林晩,霜叶红于二月花”,枫叶中红色的花青素存在于叶绿体中
D. “落红不是无情物,化作春泥更护花”,春泥能为花提供矿质元素,促进其生长
【答案】C
【解析】
【分析】1、影响光合作用的环境因素:光照(包括光照的强度、光照的时间长短)、二氧化碳浓度、温度(主要影响酶的作用)和水等。
2、细胞液:植物细胞液泡内的水状液体,含有细胞代谢活动的产物,其成分有糖类、蛋白质、有机酸、色素、生物碱、无机盐等。其浓度决定植物细胞的渗透压。
【详解】A、红杏出墙向着光生长,有利于获得更多的光能,A正确;
B、“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”,由于山上的位置高,温度较低,山上的桃花开花的时间较迟,B正确;
C、枫叶中红色的花青素存在于液泡中,C错误;
D、落叶经过微生物的分解,形成无机盐,为花提供矿质元素,促进其生长,D正确。
故选C。
7. 设置对照是生物实验中常用的方法,下列有关的设置错误的是( )
A. 验证金丝雀 草胚芽鞘的感光部位在尖端时,设置保留尖端和去除尖端的两组
B. 探索扦插枝条生根的2,4﹣D最适浓度的预实验中,需要用蒸馏水处理作对照组
C. 研究胃液的分泌是否有神经调节以外的调节方式,设置神经支配和无神经支配两组
D. 公鸡睾丸分泌雄激素的研究中,睾丸摘除后与重新移植的处理体现自身前后对照
【答案】A
【解析】
【分析】除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同外,其他条件都相同的实验,根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组,没有处理的就是对照组。
【详解】A、验证金丝雀虉草胚芽鞘的感光部位在尖端时,必须是对尖端进行遮光和不遮光处理,A错误;
B、在做探究2,4-D促进插条生根的最适浓度的预实验中,设定蒸馏水作为对照组,其目的是对照,B正确;
C、研究胃液的分泌是否有神经调节以外的调节方式,设置神经支配和无神经支配的两组,如果无神经支配的这一组有胃液分泌,说明胃液的分泌过程中存在神经调节以外的调节方式,C正确;
D、实验中摘除公鸡的睾丸观察现象,是人为去除某种影响因素,睾丸摘除后与重新移植的处理体现自身前后对照,D正确。
故选A。
8. 蜜蜂群体中蜂王和工蜂为二倍体(2n=32),雄蜂由卵细胞直接发育而来。下图为雄蜂产生精子过程中染色体行为变化示意图(染色体未全部呈现),下列相关叙述正确的是( )
A. 雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生4个正常的精子
B. 雄蜂和蜂王的生殖细胞减数分裂过程中都存在同源染色体的分离
C. 雄蜂有丝分裂后期与减数第二次分裂后期细胞中都含有32条染色体
D. 雄蜂产生精子时非同源染色体的自由组合提高了精子中染色体组成的多样性
【答案】C
【解析】
【分析】减数分裂是有性生殖生物在生殖细胞成熟过程中发生的特殊分裂方式。在这一过程中,DNA复制一次,细胞连续分裂两次,结果形成4个子细胞的染色体数目只有母细胞的一半,故称为减数分裂。减数分裂的结果是形成单倍体(n)配子。减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体,四分体的非姐妹染色单体交叉互换导致同源染色体上的非等位基因重组。减数第一次分裂后期,非同源染色体自由组合导致非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、雄蜂的1个精母细胞,通过减数分裂只产生1个正常的精子,A项错误;
B、蜜蜂的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而成的,没有同源染色体,因此雄蜂的生殖细胞在进行减数分裂的过程中不存在同源染色体的分离,而蜂王是由受精卵发育而成的,含有同源染色体,蜂王的生殖细胞在进行减数分裂的过程中存在同源染色体的分离,B项错误;
C、雄蜂有丝分裂后期与减数第二次分裂后期,着丝点分裂,细胞中都含有32条染色体,C项正确;
D、雄蜂不含同源染色体,产生精子过程中不会发生同源染色体分离和非同源染色体的自由组合,D项错误;
故选C。
9. 科研人员对某处岛屿上的一种地雀进行研究,发现该鸟类主要以植物种子为食。1977年该岛降水量严重不足,只有产生大而坚硬种子(如图右上角)的耐旱植物生存。1983年降水量充沛,产生小而柔软种子的植物生长茂盛。随后几年没有明显降水量的波动,据图说法正确的是( )
A. 地雀喙大小的变化,是自然环境定向选择的结果
B. 1978-1983年地雀喙尺寸变大是由于取食大粒种子导致的
C. 1985年后喙的尺寸趋于稳定表明该种群数量稳定
D. 研究表明喙的大小是由环境改变导致的可遗传的变异
【答案】A
【解析】
【分析】适应性的形成是自然选择的结果。适应性选择指自然界中的生物为了生存和竞争在逐渐变化的生存环境中适应并生存,这种由外界环境变化带来的物种的变化成为生物的适应性选择。变异是不定向的,选择是定向的,变化的环境选择了适应环境的个体。
【详解】A、大而坚硬种子选择了适宜该环境的地雀喙,是定向选择,A正确;
B、地雀喙尺寸变化是不定向的,不是由于取食大粒种子导致的,B错误;
C、尺寸趋于稳定只能说明环境选择了该大小的地雀喙,不能说明种群数量是多少,也不能说明其变化,C错误;
D、喙的大小是可遗传变异,但不是环境改变导致的,环境改变只是起到选择的作用,D错误。
故选A。
10. 中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是( )
A. 泡菜制作过程中,密封处理有利于醋酸菌的生长
B. 酸奶制作过程中,密封处理有不利于乳酸菌发酵
C. 腐乳制作过程中,起主要作用的是曲霉
D. 馒头制作过程中,酵母菌进行呼吸作用产生
【答案】D
【解析】
【分析】1、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。
2、乳酸菌是发酵糖类主要产物为乳酸的一类细菌的总称,泡菜的制作离不开乳酸菌。
【详解】A、制作泡菜利用的是乳酸菌,并非醋酸菌,A错误;
B、制作酸奶利用的是乳酸菌,乳酸菌为厌氧型细菌,所以密封处理有利于乳酸菌发酵,B错误;
C、腐乳制作过程中,起主要作用的是毛霉,C错误;
D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2,馒头制作过程中,酵母菌进行呼吸作用产生 CO2,D正确。
故选D。
11. PCR技术可用于遗传多样性的研究。下图是对两个跳虫(A和B)DNA分析的实验过程,有关叙述错误的是( )
A. 蛋白酶可以分解组织中的蛋白质,在提取DNA时加入蛋白酶有助于释放出DNA
B. Taq酶能够耐高温,高温下不会变性,常在PCR中用于DNA链的合成
C. 将已知长度的DNA片段装到凝胶上作参照,可用于估测样本DNA片段的大小
D. 阴性对照是已知DNA模板及PCR扩增过程所需的物质,以监测试剂是否污染
【答案】D
【解析】
【分析】PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链,低温(经常是60°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。PCR反应的最大特点是具有较大扩增能力与极高的灵敏性,但容易污染,因此要时刻注意污染的监测,阳性对照和阴性对照等。
【详解】A、蛋白酶是水解蛋白质肽键一类酶的总称,跳虫细胞中大量DNA和蛋白质构成染色体,所以在提取DNA时加入蛋白酶有助于释放出DNA,A正确;
B、Taq酶是从水生栖热菌 Thermus Aquaticus ( Taq )中分离出的具有热稳定性的DNA聚合酶,耐高温,B正确;
C、双链DNA分子通过凝胶的速率与其分子量的常用对数成反比。据此用已知分子量的标准物质和待测分子量的DNA片段同时电泳,比较其电泳速率,即可求出待测片段的分子大小,C正确;
D、PCR污染的监测方法中阳性对照:它是PCR反应是否成功、产物条带位置及大小是否合乎理论要求的一个重要的参考标志。阳性对照要选择扩增度中等、重复性好,经各种鉴定是该产物的标本,如以重组质粒为阳性对照,其含量宜低不宜高(100个拷贝以下),但阳性对照尤其是重组质粒及高浓度阳性标本,其对检测或扩增样品污染的可能性很大;阴性对照:每次PCR实验务必做阴性对照。它包括①标本对照:被检的标本是血清就用鉴定后的正常血清作对照;被检的标本是组织细胞就用相应的组织细胞作对照。②试剂对照:在PCR试剂中不加模板DNA或RNA,进行PCR扩增,以监测试剂是否污染,D错误。
故选D。
12. “筛选”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述错误的是( )
A. 培育转基因抗虫棉时,需从分子水平及个体水平进行筛选
B. 制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
C. 胚胎移植前,需对通过体外受精或其他方式得到的胚胎进行质量筛选
D. 单倍体育种时,需对的花药进行筛选后才可继续进行组织培养
【答案】D
【解析】
【分析】1、培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤:目的基因的筛选与获取、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。目的基因进入受体细胞后,是否稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道,这也是检查转基因抗虫棉是否培育成功的一步。首先是分子水平的检测,包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插人了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA;从转基因棉花中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交,检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。其次,还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如,通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。
2、单克隆抗体的制备:用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞;将获得的多种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合;用特定的选择培养基进行筛选:在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长;对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞;将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖;从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
3、胚胎移植:指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体叫“受体”。通过任何一项技术(如转基因、核移植和体外受精等)获得的胚胎,都必须移植给受体才能获得后代。胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理,配种或人工授精,胚胎的收集,胚胎的检查、培养或保存,胚胎的移植,以及移植后的检查等步骤。
4、单倍体育种:原理是染色体变异,常用的方法是先采用花药离体培养(组织培养)来获得单倍体植株,然后经过人工诱导(如秋水仙素处理)使染色体数目加倍,重新恢复到正常植株的染色体数目。利用二倍体植株的花药进行单倍体育种,所得植株的基因型都是纯合的,从这些纯合二倍体中选择出来的优良品种,后代自交不会出现性状分离。与常规育种技术相比,其优点在于:育种时间短,可明显缩短育种年限,节省了大量的人力和物力。
【详解】A、培育转基因抗虫棉时,在将目的基因导入受体细胞后,需要从分子水平上鉴定目的基因(Bt基因)是否成功导入、稳定存在和表达,还需要通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来从个体水平上确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性和评估其抗性程度,从而筛选出有较好抗虫特性的转基因抗虫棉。所以,培育转基因抗虫棉时,需从分子水平及个体水平进行筛选,A正确;
B、制备单克隆抗体时,在筛选出杂交瘤细胞后,需要进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。上述筛选过程中涉及的抗体检测属于分子水平的筛选,所以,制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞,B正确;
C、胚胎移植前,需对通过体外受精或其他方式得到的胚胎进行质量筛选,挑取质量好,活性强的胚胎进行培养或保存,可以提高胚胎移植成功的概率,C正确;
D、单倍体育种时,在花药经过植物组织培养变成单倍体幼苗后,人工诱导其发生染色体加倍,培育成纯合二倍体植株,从这些纯合二倍体植株中筛选优良品种。而不是对 F1 的花药进行筛选,D错误。
故选D。
13. 上世纪七十年代,有科学家提出叶绿体起源的内共生假说,该假说认为蓝细菌被原始真核细胞吞噬后,经过长期共生演变成叶绿体。近期,科研人员通过研究酵母菌和蓝细菌的共生,对这一假说进行了验证。
(1)从代谢类型分析,与酵母菌相比,蓝细菌是_________生物。蓝细菌通过其细胞内的_________(物质)吸收光能,通过多种酶催化而进行光合作用。
(2)酵母菌通过细胞呼吸生成ATP,请在图1酵母菌示意图中标出细胞内生成ATP的具体位置(在答题纸的图中对应位置标注“ATP”字样)_________。
(3)在上述ATP合成过程被抑制的酵母菌A中,分别注入野生型蓝细菌(对照组)和导入了目的基因的蓝细菌甲(实验组),获得重构酵母菌。
①将两组重构酵母菌分别接种于培养液中,都给予相同且适宜的_________处理,一段时间后计数,得到结果如图2。实验结果表明,_________两者之间形成了良好的共生关系。
②目的基因表达的蛋白可定位于蓝细菌甲的细胞膜上,结合图2推测该蛋白的功能可能是_________。
【答案】(1) ①. 自养 ②. 藻蓝素和叶绿素
(2) (3) ①. 光照 ②. 蓝细菌甲和酵母菌A ③. 将蓝细菌产生的ATP转运至酵母菌中,为酵母菌生长提供能量
【解析】
【分析】真核细胞和原核细胞的区别:
1、原核生物的细胞核没有核膜,即没有真正的细胞核。真核细胞有细胞核。
2、原核细胞没有染色体。染色体是由DNA和蛋白质构成的,真核细胞含有染色体。
3、原核细胞只具有一种细胞器,就是核糖体。真核细胞含有多个细胞器。
【小问1详解】
蓝细菌是能够进行光合作用的自养型生物。蓝细菌通过其细胞内的光合色素,即藻蓝素和叶绿素吸收光能,需要多种酶的催化完成光合作用。
【小问2详解】
酵母菌是兼性厌氧微生物,既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸,其进行有氧呼吸的部位是细胞质基质和线粒体,进行无氧呼吸的部位是细胞质基质,因此在酵母菌细胞中能生成ATP的部位是细胞质基质和线粒体,图见答案。
【小问3详解】
①将两组重构酵母菌分别接种于培养液中都给予相同且适宜的光照处理,因为蓝细菌进行光合作用需要光照,一段时间后计数,得到结果如图2。实验结果表明,野生蓝细菌和酵母菌A之间没有形成良好的共生关系,导致酵母菌因为不能获得能量而无法大量繁殖,而导入目的基因的蓝细菌甲可能为酵母菌A提供ATP,进而使酵母菌大量繁殖,即蓝细菌甲和酵母菌A之间形成了良好的共生关系。②目的基因表达的蛋白可定位于蓝细菌甲的细胞膜上,结合图2推测该蛋白的功能应该能将蓝细菌产生的ATP转运至酵母菌中,为酵母菌的生长提供能量。
14. 应激反应是人体对紧张性事件的适应性反应,其主要特征是下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴(HPA)被激活,机体通过HPA途径促使肾上腺皮质释放糖皮质激素(GC). 一定强度的应激反应有助于机体发挥潜力、维持内环境的稳态,但应激时间过长或者过于强烈,则会对机体产生不利影响。下图1为HPA对免疫活动的调节示意图。
(1)图1中下丘脑、垂体、肾上腺皮质之间存在的HPA分层调控称为_________。
(2)GC可以通过升高血糖保证重要器官能量供应,与胰高血糖素、肾上腺素具有_________作用。GC的过度升高会影响机体糖类、脂质、蛋白质的代谢,并大大降低机体的免疫能力。在应激状态下,可能是由于下丘脑和垂体的敏感性降低,使GC_________调节功能下降,从而对机体产生不利影响。
(3)在HPA轴之外还存在另一种免疫调节机制——“脑一脾神经轴”,如下图2所示。
①图2中所示的免疫活动所属的免疫方式为_________(填“细胞免疫”或“体液免疫”)。
②据图2可推测,乙酰胆碱在该免疫调节过程中所起的作用是_________.
③科研人员为了验证上述调节机制中的脾神经对抗体的产生具有促进作用,用手术法进行了相关实验研究(如下表),请根据题意完成以下表格(在答题卡相应位置填写)。
实验目的 简单操作过程
实验动物的选择及处理 将相同的健康小鼠平均分成两组,每组10只,测定a. _________
实验组处理 实验组手术切除脾神经
对照组处理 对照组b. _________。
控制c. _________变量 给两组小鼠注射等量、适量的相同疫苗,置于相同且适宜的环境条件下饲养。
结果检测 一段时间后分别测定两组小鼠体内相应的抗体水平并进行比较。
预期实验结果 实验组小鼠的相对抗体水平d. _________(填“高于”、“低于”或“等于”)对照组小鼠。
【答案】(1)分级调节
(2) ①. 协同 ②. 负反馈
(3) ①. (此小题题每空1分)①体液免疫 ②. 刺激B细胞增殖和分化 ③. 初始抗体水平,计算平均值 ④. 手术但不切除脾脏 ⑤. 无关 ⑥. 低于
【解析】
【分析】1、在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节。
2、体液免疫的大致过程:大多数病原体经过吞噬细胞等的摄取和处理,暴露出这种病原体所特有的抗原,将抗原传递给T细胞,刺激T细胞产生淋巴因子。少数抗原直接刺激B细胞。B细胞受到刺激后,在淋巴因子的作用下,开始系列的增殖、 分化,大部分分化为浆细胞,产生抗体,小部分形成记忆细胞,抗体可以与病原体结合,从而抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附。在多数情况下,抗原、抗体结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀或细胞集团,进而被吞噬细胞吞噬消化。记忆细胞可以在抗原消失后很长时间内保持对这种抗原的记忆,当再接触这种抗原时,能迅速增殖分化,快速产生大量的杭体。
【小问1详解】
分析图可知,下丘脑释放促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,使垂体释放促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质,使肾上腺皮质释放糖皮质激素,该过程存在的HPA分层调控称为分级调节。
【小问2详解】
胰高血糖素、肾上腺素具有升高血糖的作用,GC可以通过升高血糖保证重要器官能量供应,所以GC与胰高血糖素、肾上腺素具有协同作用。分析图可知,GC可以用过负反馈作用作用于垂体和下丘脑,抑制它们释放相应激素,从而降低GC的含量,由题意可知,在应激状态下,可能是由于下丘脑和垂体的敏感性降低,使GC负反馈调节功能下降,从而对机体产生不利影响。
【小问3详解】
①分析图可知,该免疫方式有浆细胞产生抗体,所以为体液免疫。
②分析图可知,该过程中,T细胞表面的受体接受去甲肾上腺素后,释放乙酰胆碱,乙酰胆碱和B细胞表面的乙酰胆碱受体结合,使B细胞增殖、分化为浆细胞,所以该过程中乙酰胆碱所起的作用是刺激B细胞增殖和分化。
③由题意可知,该实验目的是验证上述调节机制中的脾神经对抗体的产生具有促进作用,且利用手术法进行了相关实验研究,在实验过程中应该遵循单一变量原则。因此此实验的自变量是:有无脾神经,因变量是抗体的水平,所以实验操作过程中:
a将相同的健康小鼠平均分成两组,每组10只,测定初始抗体水平,计算平均值;
b为了保证单一变量原则,对照组的处理为:手术但不切除脾脏;
c无关变应该相同且适宜,因此需要控制无关变量;
d本实验是验证实验,验证述调节机制中的脾神经对抗体的产生具有促进作用,实验组脾神经被破坏,对照具脾神经完整,因此实验组小鼠的相对抗体水平低于对照组小鼠。
15. 藤壶以浮游生物为食,选择适宜生存的环境后分泌一些黏性物质将自己固定在粗糙岩石上。某海岸线岩石上两种共同生活的藤壶:星光小藤壶生活在浅水区,退潮时经常暴露在空气中,寒仿藤壶的栖息地更深一些,很少暴露在空气中。在深水区,寒仿藤壶在竞争中占据优势,它能够将星光小藤壶排挤出岩石。当将寒仿藤壶人为地移开时,星光小藤壶也能够很快的占领深水区域;与此相反的是,寒仿藤壶不能够在浅水区生长。
(1)一般选用_________法调查藤壶的种群密度。取样的关键是要做到_________。
(2)两个物种都需要利用同一种资源而这种资源又是有限的,它们之间将发生种间竞争。两物种为争夺资源发生的直接冲突称为干扰竞争;两物种消耗共有的资源称为利用竞争。星光小藤壶和寒仿藤壶之间的竞争就是典型的_________竞争。
(3)一个物种按生理要求及所需资源占领的生态位称为基本生态位,由于物种相互作用而实际占领的生态位称为实际生态位。据此分别分析两种藤壶的基本生态位与实际生态位的宽窄关系为:__________________。
(4)群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于_________,是群落中物种之间及生物与环境间_________的结果。
【答案】(1) ①. 样方 ②. 随机取样
(2)干扰 (3)星光小藤壶的实际生态位比基本生态位要窄,寒仿藤壶的实际生态位和基本生态位相同
(4) ①. 不同生物充分利用环境资源 ②. 协同进化
【解析】
【分析】1、调查种群密度的方法:①样方法:常用调查植物或活动范围小的动物(如蚯蚓、蚜虫、跳蝻、昆虫卵),取样的关键是要做到随机取样,不能掺入主观因素。五点取样法和等距取样法都是常用的取样方法。②标志重捕法:适用于调查活动范围大的动物。③黑光灯诱捕法:可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法调查有趋光性的昆虫的种群密度。④逐个计数法:调查分布范围小,个体大的种群。
2、种间竞争是指两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象,题中所述的两种共同生活的藤壶都以浮游生物为食,选择适宜生存的环境后分泌一些黏性物质将自己固定在粗糙岩石上,所以存在种间竞争关系。
3、一个物种在群落中的地位和作用,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,称为这个物种的生态位。要研究动物的生态位,就要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。要研究植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
【小问1详解】
因为藤壶会选择适宜生存的环境后分泌一些黏性物质将自己固定在粗糙岩石上,所以它们的活动范围小,一般选用样方法调查它们的种群密度。样方法的取样的关键是要做到随机取样,不能掺入主观因素。
【小问2详解】
两物种为争夺资源发生直接冲突称为干扰竞争;两物种消耗共有的资源称为利用竞争。在深水区,寒仿藤壶在竞争中占据优势,它能够将星光小藤壶排挤出岩石。人为地移开寒仿藤壶后,星光小藤壶也能够很快的占领深水区域。所以寒仿藤壶与星光小藤壶间为争夺资源会发生直接冲突,星光小藤壶和寒仿藤壶之间的竞争就是典型的干扰竞争。
【小问3详解】
一个物种按生理要求及所需资源占领的生态位称为基本生态位,由于物种相互作用而实际占领的生态位称为实际生态位。星光小藤壶在浅水区和深水区都能生长,基本生态位比较宽;在深水区,由于星光小藤壶在与寒仿藤壶的竞争中占劣势,所以实际生态位比基本生态位要窄。寒仿藤壶只能在深水区生长,不能够在浅水区生长,它的基本生态位主要涉及深水区;在深水区,寒仿藤壶在竞争中占据优势,它能够将星光小藤壶排挤出岩石,所以寒仿藤壶的实际生态位和基本生态位相同。
小问4详解】
群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,在群落中,不同的物种各自生活在一定的空间范围内,利用特定的资源,甚至只在特殊的时间段出现(如某种食虫蝙蝠只在夜间活动),这有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
16. 2022年6月4日,中科院朱生伟团队在国际期刊发表了研究论文,揭示了油菜素内酯(BR)信号调控棉纤维伸长的新机制。棉纤维是由受精胚珠的表皮细胞突起、伸长、壁加厚而形成的单细胞毛状体,也是研究细胞伸长和发育的理想模式材料。请回答下列问题:
(1)BR是以甾醇类为基本结构的天然化合物,对植物生长发育起重要的调节作用,被誉为第六类激素。在很低浓度下,BR可通过促进_________从而促进植物的营养体生长,在这方面与赤霉素、生长素具有相似生理作用。
(2)研究发现,BZR转录因子是BR信号转导途径的核心元件。BZR家族转录因子蛋白中的GhBZR3在植物中的过度表达,导致根毛长度、下胚轴长度和下胚轴细胞长度缩短,表明GhBZR3对植物器官及细胞伸长具有_________(填“正”或“负”)调控作用。与野生型相比,使棉花控制合成GhBZR3的基因不表达,可导致棉株的高度_________(填“增加”、“基本不变”或“降低”)。
(3)GhBZR3可控制超长链脂肪酸(VLCFA)的代谢和降解,GhBZR3沉默的植株中的VLCFA含量显著增加。据此推测GhBZR3可能通过_________VLCFA合成从而_________棉纤维生长。
(4)为证明实验推测,依据下列材料,在预期实验结果后写出相应组合(填序号)。
备选材料:I. 野生型;II. GhBZR3基因缺失突变体;III. VLCFA合成酶基因突变体;IV. BR合成缺陷突变体。
①若验证VLCFA含量、棉纤维长度都大于野生型,需选择组合_________。
②若验证VLCFA含量、棉纤维长度都小于野生型,需选择组合_________。
(5)进一步研究发现,基因GhKCSI3为VLCFA生物合成的关键基因,GhKCSI3的启动子可能包含hBZR3的结合位点。为探究GhBZR3能否直接调控GhKCSI3的表达,团队人员用荧光素酶(能够催化荧光素氧化发光的酶)报告基因法,将_________与萤火虫荧光素酶基因的编码序列融合形成嵌合基因,和含有GhBZR3基因的表达载体一起导入棉纤维细胞。加入荧光素后,视野中_________(填“出现”或“未出现”)荧光信号,则表明,GhBZR3可与GhKCSI3启动子直接作用从而抑制萤火虫荧光素酶的基因表达。
【答案】(1)细胞伸长
(2) ①. 负 ②. 增加
(3) ①. 抑制
②. 抑制
(4) ①. I与II ②. I与III
(5) ①. GhKCSI3的启动子 ②. 未出现
【解析】
【分析】目前公认的植物激素共有生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯。细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂,生长素和赤霉素都能促进细胞的伸长生长。
【小问1详解】
BR是植物体产生的一类激素,植物激素作为信息分子,参与调节植物生长、发育过程中的生命活动。BR与赤霉素、生长素具有相似生理作用,所以推测在低浓度下,BR和生长素、赤霉素都是通过促进细胞伸长进而促进植物体生长的。
【小问2详解】
据题信息“GhBZR3在植物中的过度表达,导致根毛长度、下胚轴长度和下胚轴细胞长度缩短”,可知,GhBZR3含量过高,会减弱或抑制生长,表明GhBZR3对植物器官及细胞伸长具有负调控作用。GhBZR3的基因不表达,则消除GhBZR3对植物器官及细胞伸长的负调控作用,因此与野生型相比,使棉花控制合成GhBZR3的基因不表达可导致棉株的高度增加
【小问3详解】
GhBZR3沉默的植株中,VLCFA含量显著增加,可推测出GhBZR3基因 (GhBZR3蛋白) 通过抑制VLCFA合成抑制棉纤维生长。
【小问4详解】
据题分析,GhBZR3可通过抑制VLCFA合成从而抑制棉纤维生长,则GhBZR3基因缺失突变体中该抑制作用解除,从而GhBZR3基因缺失突变体的VLCFA含量、棉纤维长度都大于野生型,故选用I.野生型和II. GhBZR3基因缺失突变体为实验材料进行验证;
据题分析,VLCFA合成酶基因突变体不能合成VLCFA,VLCFA含量低导致棉纤维长度变短,因此VLCFA含量、棉纤维长度都小于野生型,故选用I.野生型和III. VLCFA合成酶基因突变体为实验材料进行验证。
【小问5详解】
为探究GhBZR3蛋白能否直接调控GhKCSI3基因的表达,可采用荧光素酶报告基因法,将GhKCSI3基因的启动子与萤火虫荧光素酶基因连接构建表达载体,和含有ChBZR3基因表达载体一起导入棉纤维细胞,一段时间后加入荧光素,若出现明显荧光信号,则可证明GhKCSI3基因为VLCFA生物合成的关键基因;若未出现明显荧光信号,则表明,GhBZR3可与GhKCSI3启动子直接作用从而抑制萤火虫荧光素酶的基因表达。
17. 烟草含有24条染色体,染色体缺失某一片段不影响其减数分裂过程,但会引起含缺失染色体的一种配子(不确定是雄配子还是雌配子)致死。现有含如图所示染色体的某株烟草,其中A、a基因分别控制烟草的心形叶和戟形叶。请回答下列问题:
(1)图中A、B、C基因在5号染色体上呈___________排列。只考虑烟草的叶形,该株烟草自交后代的性状表现为___________。
(2)若现有各种基因型及表现型的个体可供选择,为了确定染色体缺失致死的配子是雄配子还是雌配子,请设计杂交实验加以证明,用“O”代表缺失的基因,并预测实验结果。
设计实验:选择染色体缺失个体与___________,观察后代的性状表现。
结果预测:若染色体缺失个体为父本,后代全为心形叶;染色体缺失个体为母本,后代心形叶:戟形叶=1:1,则染色体缺失会使_________配子致死;若反之,则为另一种配子致死。
(3)已知B、b基因控制烟草的株高,D、d基因控制焦油的含量。现有基因型为BbDd的个体,若想确定D、d基因是否位于5号染色体上,可让基因型为BbDd的植株自交,若后代出现四种表现型,且比例为9:3:3:1,则说明D、d基因不位于5号染色体.上;若后代___________,则说明D、d基因位于5号染色体上。
【答案】(1) ①. 线性 ②. 全心形叶(或心形叶:戟形叶=1:0)
(2) ①. 戟形叶个体进行正反交 ②. 雌
(3)出现两种表现型,比例为3:1或出现三种表现型,比例为1:2:1
【解析】
【分析】由图可知,5号染色体的一条染色体发生了片段缺失,含缺失染色体的一种配子(不确定是雄配子还是雌配子)致死,若是含缺失染色体的雌配子致死,则该个体产生的具有活性的雌配子只有含A一种类型的雌配子,或是含缺失染色体的雄配子致死,则该个体产生的具有活性的雄配子只有含A一种类型的雄配子。
【详解】(1)由图可以看出,A、B、C基因在5号染色体上呈线性排列;用“O”表示缺失的基因,则基因型为AO的个体(该株烟草)自交,母本和父本中的一方只能产生一种配子A,另一方产生的配子为A:O=1:1,因此后代均为心形叶。
(2)为了确定染色体缺失致死的配子是雄配子还是雌配子,应选择染色体缺失个体与戟形叶个体进行正反交(正交:AO♀×aa♂;反交:AO♂×aa♀),并观察后代的性状表现:若染色体缺失会使雌配子致死,则AO♀×aa♂的后代全为心形叶,AO♂×aa♀的后代心形叶:戟形叶=1:1;若染色体缺失会使雄配子致死,则AO♀×aa♂的后代心形叶:戟形叶=1:1,AO♂×aa♀的后代全为心形叶。
(3)若D、d基因不位于5号染色体上,则B、b基因与D、d基因的遗传遵循自由组合定律,基因型为BbDd的植株自交,后代会出现四种表现型,比例为9:3:3:1。若D、d基因位于5号染色体上,则存在两种情况:一种情况是B基因与D基因位于一条染色体上,b基因与d基因位于一条染色体上,则基因型为BbDd的植株自交后代会出现两种表现型,比例为3:1;另一种情况是B基因与d基因位于一条染色体上,b基因与D基因位于一条染色体上,则基因型为BbDd的植株自交后代会出现三种表现型,比例为1:2:1。
【点睛】本题结合图形,主要考查自由组合定律和基因连锁的有关知识,要求考生掌握基因的分离定律和自由组合定律的实质和应用,能设计简单的实验判断基因的位置。
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