2021届江苏省盐城市高三全真模拟试题
生 物
一、单项选择题:本部分包括14题,每题2分,共28分,每题只有一个选项最符合题意 1.载脂蛋白apoA-1是一种血浆蛋白,主要在肝脏合成,基本功能是运载脂类物质,其含量下降会导致胆固醇在血管中堆积,形成动脉粥样硬化。下列叙述错误的是( ) A.胆固醇与磷脂一样都参与动物细胞膜的构成
B.核糖体合成的多肽链在高尔基体中形成一定的空间结构
C.载脂蛋白apoA一1是内环境成分之一,其含量变化会影响内环境的稳态 D.apoA一1的空间结构改变可能导致动脉粥样硬化 【答案】B
【解析】A、胆固醇与磷脂一样都是构成动物细胞膜的重要成分,A正确; B、核糖体合成的多肽链形成一定的空间结构是在内质网,B错误;
C、apoA-1是一种血浆蛋白,是内环境的成分之一,其含量变化会影响内环境的稳态,C正确;
D、apoA-1的基本功能是运载脂类物质,空间结构改变可影响脂质运输,导致胆固醇在血管中堆积,形成动脉粥样硬化,D正确。
2.一项来自康奈尔大学的研究揭示了体内蛋白分选转运装置的作用机制,即为了将细胞内的废物清除,细胞膜塑形蛋白会促进囊泡(分子垃圾袋)形成,将来自细胞区室表面旧的或受损的蛋白质带到了内部回收利用工厂,在那里将废物降解,使组件获得重新利用。下列相关叙述,正确的是( )
A.细胞膜塑形蛋白在合成过程中,动力可由叶绿体提供
B.“分子垃圾袋”应主要由磷脂和蛋白质构成,该结构具有一定的流动性 C.“回收利用工厂”可能是溶酶体,“组件”可能是氨基酸或核苷酸 D.人体细胞内能形成囊泡的细胞器有内质网、高尔基体和中心体等 【答案】B
【解析】A、细胞膜塑形蛋白在细胞的核糖体内合成,合成所需要的能量由线粒体或细胞质基质提供,而叶绿体形成的ATP只能用于暗反应,A错误;B、分子垃圾袋属于囊泡,由生物膜构成,主要由磷脂和蛋白质构成,生物膜具有一定的流动性,B正确;
C、溶酶体中水解酶可以水解细胞中衰老损伤的细胞器等,可以作为“回收利用工厂”,蛋白质水解的产物为氨基酸,故“组件”是氨基酸,不可能为核苷酸,C错误; D、中心体没有生物膜结构,故无法形成囊泡,D错误。
3.有丝分裂的细胞周期分为分裂间期和分裂期(M期),分裂间期又分为G1期(DNA合成前期)、s期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)。为了保证细胞周期的正常运转, 细胞
自身存在着一系列检验点,只有检测到相应的过程正常完成,细胞分裂才能进入下一个阶段。下列说法正确的是( )
A.检验点1的作用是检验DNA分子是否完成复制 B.与检验点1相比,在检验点3时细胞中染色体数目加倍 C.如果检验点4检测不到的纺锤体的形成,细胞将停在分裂期 D.检验点5的作用是同源染色体是否正确分离并到达组胞两极 【答案】C
【解析】A、检验点1时还没开始进行DNA复制,不是检验DNA分子是否完成复制,A错误;
B、检验点3时染色体已经完成复制,但两条染色单体共用一个着丝点,染色体数目没有加倍,B错误;
C、检测点4属于分裂期,如果没有纺锤体的形成,细胞将停留在分裂期,C正确; D、该细胞进行的是有丝分裂,没有同源染色体的分离,D错误。
4.如图①~③分别表示人体细胞中三种生物大分子的合成过程。下列叙述正确的是( )
A.①②③过程所用原料都有核苷酸,参与③过程的RNA有三类 B.人体不同组织细胞的同一DNA分子进行过程②时的起始点有所不同 C.①②过程都需要解旋酶的催化
D.能进行②③过程的细胞都能进行①过程 【答案】B
【解析】A、过程③表示翻译过程,原料是氨基酸,A错误;
B、人体不同组织细胞表达的基因不同,所以同一DNA分子进行过程②转录时的起始点有所不同,B正确;
C、②表示转录过程,RNA聚合酶具有解旋的功能,故不需要解旋酶,C错误;
D、①表示DNA分子复制过程,只能发生在可以分裂的细胞中,如果细胞高度分化,则其可以进行转录和翻译过程,但不能进行DNA的复制,D错误。
5.穿梭育种是近年来水稻小麦等禾本科植物育种采用的新模式。农业科学家将一个地区的品种与国内国际其他地区的品种进行杂交,然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定,最终选育出多种抗病高产等优良特征的农作物新品种。下列关于穿梭育种的叙述错误的是( )
A.穿梭育种利用的主要原理是基因重组
B.穿梭育种充分地利用了禾本科植物的物种多样性 C.穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件 D.自然选择的方向不同使各地区的水稻基因库存在差异 【答案】B
【解析】A、根据题干信息“将一个地区的品种与国内国际其它地区的品种进行杂交”可知,穿梭育种利用的主要原理是基因重组,A正确;
B、穿梭育种充分地利用了禾本科植物的基因多样性,不同物种之间存在生殖隔离,不能杂交,B错误;
C、根据题干信息“通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定”可知,穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件,C正确;
D、两个地区的环境不同,导致自然选择的方向不同,使各地区的水稻基因库存在差异,D正确。
6.自然选择可以作用于远缘物种使其变得外表极其类似,虽然它们没有共同的祖先,却适应了相同的环境,这种状况被称为趋同进化,如下图。下列相关叙述正确的是( ) 远缘物种 相似环境中物种A→物种M(外表很像物种N)物种B→物种N(外表很像物种M)
A.现代生物进化理论认为,物种是生物进化的基本单位 B.趋同进化是不同生物在相同环境条件下得到相同选择的结果
C.物种A进化到物种M的过程一定经过了长期的地理隔离从而达到生殖隔离 D.发生趋同进化后形成的两个物种M和N亲缘关系较近 【答案】B
【解析】A、现代生物进化理论认为,种群是生物进化的基本单位,A错误;
B、趋同进化是远缘不同种生物A、B在相同环境条件下进化成了M、N两种。B正确; C、物种A进化到物种M的过程不一定经过了长期的地理隔离从而达到生殖隔离,C错误; D、发生趋同进化后形成的两个物种M和N只是外表相似但是亲缘关系还是较远,D错误。 故选B。
7.中枢兴奋药尼可刹米可选择性地兴奋延髓呼吸中枢,使呼吸加深加快,也可作用于颈动
脉体和主动脉体的化学感受器,反射性地兴奋呼吸中枢。在研究尼可刹米作用的实验中,研究人员发现在大鼠延髓的呼吸中枢所在区域,施加1微升尼可刹米溶液,能引起呼吸频率明显增加。下列有关叙述错误的是( )
A.要验证尼可刹米的作用效果,还需在该区域施加1微升配制该溶液的溶剂 B.要进一步确定该药物的作用区域,还需在其他脑区施加尼可刹米溶液
C.作用于化学感受器和作用于呼吸中枢使呼吸加快的调节过程,都属于非条件反射 D.CO2作用于化学感受器使呼吸加深加快的过程,既有体液调节也有神经调节 【答案】C
【解析】A、实验过程中要遵循单一变量原则,在大鼠延髓的呼吸中枢所在区域注射1微升配制该溶液的溶剂,可排除溶剂对实验的影响,A正确;
B、要进一步确定该药物的作用区域,则实验自变量为作用区域的不同,故还需在其他脑区施加等量的尼可刹米溶液,B正确;
C、作用于呼吸中枢使呼吸加快没有经过完整反射弧,不属于反射,C错误;
D、CO2属于体液运输的化学物质,作用于化学感受器,属于体液调节,化学感受器兴奋后反射性使呼吸加深加快属于神经调节,D正确。
8.研究人员开发了一种“双特异性抗体”,以解决肿瘤细胞表面 抗原密度较低而难以激活免疫反应的问题。据图分析,该“双特异性抗体”的功能是( )
A.杀死肿瘤细胞 C.激活体液免疫 【答案】B
B.激活细胞免疫 D.破坏肿瘤抗原
【解析】识图分析可知,“双特异性抗体”可同时与效应T细胞和肿瘤细胞的相应受体结合,最终使肿瘤细胞裂解。因此,“双特异性抗体”的功能是激活细胞免疫。综上所述,B正确,ACD错误。 故选B。
9.兴趣小组为探究植物生长调节剂萘乙酸(NAA)对绿豆芽生长的影响,选取长势相同的绿豆芽,用不同浓度NAA溶液和清水分别进行处理。一段时间后,测量不定根数量和胚轴长度,计算NAA处理组减去清水组的差值,结果如图。下列相关分析不正确的是( ) ...
A.清水组作为该实验的对照组
B.由实验结果可知NAA的作用具有两重性 C.10-10g/mL NAA处理抑制了不定根生根数量 D.10-6g/mL NAA处理组胚轴依然生长 【答案】C
【解析】AB、由分析可知,与清水组对照,得出NAA的作用具有两重性,AB正确; C、10-10g/mL NAA处理,不定根总数差值大于对照组0,说明该浓度促进了不定根生根数量,C错误;
D、10-6g/mL NAA处理组,胚轴长度差值大约为-4,说明该浓度下抑制了胚轴的生长,但胚轴依然生长,只是比对照组更短,D正确。
10.三趾树懒是一种移动缓慢、代谢率极低的植食性动物,这种动物不直接从树冠“空投”粪便,而是每隔一段时间爬下树排便。研究发现,这种树懒到地面排便时,躲在皮毛里的树懒蛾就伺机在大便中产卵,卵孵化后的幼虫专食树懒大便,而羽化后的树懒蛾又会寻找树懒钻进其皮毛中。蛾死掉后被分解者分解,产生的无机氮促进树懒皮毛中绿藻的生长,绿藻能帮助树懒躲避天敌,也可供树懒食用。下列相关叙述,正确的是 A.三趾树懒和绿藻之间只有捕食关系
B.三趾树懒爬下树排便耗能较多且易被天敌捕食 C.树懒蛾幼虫呼吸作用消耗的能量来自三趾树懒的同化能 D.三趾树懒、树懒蛾和绿藻构成的生物群落相对稳定 【答案】B 【解析】
A、根据“三趾树懒上的树懒蛾死掉后被分解者分解,产生的无机氮促进树懒皮毛中绿藻的生长,绿藻能帮助树懒躲避天敌,也可供树懒食用”可知,三趾树懒和绿藻之间存在互利共生和捕食关系,A错误;
B、三趾树懒是一种移动缓慢、代谢率极低的植食性动物,三趾树懒爬下树排便耗能较多且易被天敌捕食,B正确;
C、树懒蛾幼虫呼吸作用消耗的能量来自三趾树懒的粪便中的能量,即生产者同化的能量,C错误;
D、三趾树懒、树懒蛾和绿藻不能构成一个生物群落,D错误。 11.下列有关实验对应的试剂、现象和原因,正确的是 选项 实验 试剂 现象 原因 观察洋葱表皮细A 胞 鉴定小麦根尖中提取的DNA 以紫叶李(一种C 植物)叶片为材料进行色素提取和分离 龙胆紫溶液 二苯胺试剂 未见分裂的细胞 分裂速度慢 B 绿色明显 DNA进行了复制 无水乙醇 滤纸条出现紫色的第5条色素带 液泡内含有花青素 D A.A 观察蓝藻细胞 健那绿染液 B.B 未见线粒体 C.C 染色时间过短 D.D 【答案】C 【解析】
A、观察洋葱表皮细胞时未见分裂的细胞是因为表皮细胞是成熟的植物细胞,已经失去细胞分裂能力,A错误;
B、鉴定小麦根尖中提取的DNA可用二苯胺试剂,是因为DNA与二苯胺在水浴加热条件下反应生成蓝色,而不是因为其DNA复制,B错误;
C、紫叶李(一种植物)叶片的叶绿体内含有光合色素(4种色素),液泡中含有花青素(紫色),故用无水乙醇提取,滤纸条会出现紫色的第5条色素带(花青素),C正确; D、蓝藻属于原核生物,其细胞内没有线粒体,D错误。
12.机体发生炎症反应时,血浆中CD14水平会升高。利用小鼠制备抗CD14单克隆抗体,能够用于CD14的检测。下列相关叙述正确的是( ) A.反复将CD14注射到小鼠体内,产生的血清抗体为单克隆抗体 B.灭活的病毒是唯一能诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合的因素 C.利用杂交瘤技术获得的杂交瘤细胞都可以产生抗CD14抗体 D.杂交瘤细胞体外培养过程中需要提供CO2以维持培养液中pH 【答案】D
【解析】A、单克隆抗体是经过细胞融合产生的,A错误;
B、能诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合的方法有:物理方法、化学方法和生物方法等,灭活的病毒属于生物方法,B错误;
C、利用杂交瘤技术获得的杂交细胞有3种,其中只有B细胞-骨髓瘤细胞的杂交细胞可以产生抗CD14抗体,C错误;
D、CO2可以溶于培养液,可以维持培养液中pH,D正确。
13.为检测某药物X的抗癌活性,在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞,使其贴壁生长,实验组加入溶于二甲基亚矾的药物X,培养72小时后进行计数,比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述错误的是( ) ..A.细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分 B.可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数 C.对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水,其他条件一致
D.若实验组细胞数远低于对照组,可初步判断此药物有抗癌效果 【答案】C
【解析】A、培养动物细胞时,细胞培养液中通常需要加入血清,A正确;
B、对于已经贴壁生长的动物细胞,可用胰蛋白酶处理,使肝癌细胞脱落下来并进行计数,B正确;
C、实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚矾(溶剂)的药物X,故对照组中应加入等体积的二甲基亚矾(溶剂),C错误;
D、分析实验结果可知,添加药物X的实验组肝癌细胞数目最少,可以初步判断药物X的抗癌效果较好,D正确。
14.下列实例与所利用的技术或原理不相符合的是( ) A.转基因抗虫棉和单倍体的培育都需要利用植物组织培养技术 B.植物体细胞杂交和动物细胞培养依据的原理都是细胞具有全能性 C.植物原生质体融合和动物细胞融合都利用了细胞膜具有一定的流动性 D.植物愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都离不开细胞的有丝分裂 【答案】B
【解析】A、转基因抗虫棉的培育过程:①在棉花的植株上提取叶肉细胞②在苏云金杆菌上提取相应基因③将提取基因导入植物叶肉细胞的DNA(利用基因重组技术)④通过培养既培养出愈伤组织,进行再分化⑤最后通过组织培养技术,得到含抗虫基因的棉花植株,单倍体的培育要用花粉离体培养成单倍体幼苗(借助于植物组织培养),然后再秋水仙素处理幼苗,形成正常纯合体,A正确;
B、植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性,动物细胞培养依据的原理是细胞的增殖,B错误;
C、原生质体融合和动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性,C正确;
D、植物愈伤组织的形成是经过脱分化产生,与细胞有丝分裂有关,杂交瘤细胞的培养是细胞本身增多的过程,也与细胞有丝分裂有关,D正确。
二、多项选择题:本部分包括5题,每题3分,共15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。
15.乳链菌肽对许多革兰氏阳性菌,尤其是对引起食品腐败的细菌具有强烈的抑制作用,研究人员从新鲜牛奶中获得多株产乳链菌肽的菌株,筛选并纯化菌株。为了解乳链菌肽对革兰氏阳性菌的作用方式是抑制细菌生长、溶菌性杀死细菌(细胞破裂)还是非溶菌性杀死细菌,科研人员将乳链菌肽加入革兰氏阳性菌菌液中,随着发酵时间的延长,检测革兰氏阳性菌的活菌数、除去菌体的上清液中核酸含量,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.制备培养基时除了加入特定的营养物质以外,还要加入一定量氯化钠,以维持渗透压 B.纯化的菌株临时保藏需要先接种到试管的固体斜面培养基上在合适的温度下培养,长成菌落后放入4℃冰箱中保藏
C.以上实验表明乳链菌肽对革兰氏阳性菌的作用方式为抑制细菌生长
D.口服乳链菌肽,不会改变人体肠道中的正常菌群,也不会进入内环境,推测可能的原因是被消化道中蛋白酶所降解而被人体消化 【答案】ABD
【解析】A、氯化钠属于无机盐,无机盐在培养基中具有调节和维持微生物细胞的渗透压和pH的作用,故制备培养基时除了加入特定的营养物质以外,还要加入一定量氯化钠,以维持渗透压,A正确;
B、纯化的菌株临时保藏需要先接种到试管的固体斜面培养基上在合适的温度下培养,长成菌落后放入4℃冰箱中保藏,B正确;
C、由分析可知,曲线3在加入乳链菌肽后活菌数降为零,这说明是非溶菌性杀死细菌,C错误;
D、口服乳链菌肽,不会改变人体肠道中的正常菌群,也不会进入内环境,由此推测可能的原因是被消化道中蛋白酶所降解而被人体消化,D正确。
16.高糖、高脂肪膳食习惯容易导致肥胖并引发高胰岛素血症。如图是健康成人和肥胖症成
人一次性口服100 g葡萄糖后,150分钟内测得两者血浆胰岛素浓度及肥胖症成人血糖浓度的变化曲线(注:健康人空腹下血浆胰岛素浓度为5~20 μU/mL)。下列相关叙述正确的是( )
A.图中肥胖症成年人的胰岛素释放速率低于健康成年人的胰岛素释放速率 B.30 min后健康成年人因血糖浓度降低,反馈调节使胰岛素浓度随之下降 C.该肥胖者胰岛素浓度高可能与组织细胞膜上的胰岛素受体密度下降有关 D.长期高胰岛素水平会加重胰岛A细胞产生胰岛素的负担,将引发糖尿病 【答案】BC
【解析】A、根据曲线图分析,肥胖症成年人的胰岛素释放速率高于健康成年人的胰岛素释放速率,A错误;
B、一次性口服100g葡萄糖后,血糖浓度升高,则胰岛素分泌量增加,30min后健康成年人因血糖浓度降低,反馈调节使胰岛素浓度随之下降,B正确;
C、胰岛素作用于靶细胞上受体,使得血糖浓度下降,该肥胖者血糖浓度高,而胰岛素浓度也高,可能与组织细胞膜上的胰岛素受体密度下降有关,C正确; D、胰岛B细胞产生胰岛素,胰岛A细胞分泌胰高血糖素,D错误。
17.某科研小组利用植物染色体杂交技术,将携带R(抗倒伏基因)和A(抗虫基因)的豌豆染色质片段直接导入玉米体细胞,两种染色质片段可随机与玉米染色质融合形成杂交细胞,将杂交细胞筛选分化培育成既抗虫又抗倒伏性状的可育植株(F1),过程如下图。下列相关叙述,正确的是( )
A.该过程将两个新基因引入杂交细胞,因此发生的可遗传变异类型属于基因重组 B.该杂交植物在F2才首次出现了性状分离
C.该杂交植物第一次出现性状分离,会出现9/16的既抗虫又抗倒伏的个体
D.若将两个染色体片段分别整合到同源染色体的两条染色体上,则自交后代可能出现既不抗虫又不抗倒伏的植株 【答案】BC
【解析】A、根据题干信息“两种染色质片段可随机与玉米染色质融合形成杂交细胞”可知,杂交细胞发生的是染色体结构变异(易位),A错误;
BC、F1相当于双杂合子,则该杂交植物在F2代首次出现性状分离,其中既抗虫又抗倒伏个3/4=9/16,BC正确; 体(A_R_)所占比例为3/4×
D、若将两个染色体片段分别整合到同源染色体的两条染色体上,可能这对同源染色体会因为差异太大而不能正常联会,导致其产生以下三种基因型A、R、AR的配子,则自交后代不可能出现既不抗虫又不抗倒伏(aarr)的植株,D错误。
18.线粒体蛋白的运输与细胞核密切相关,据图分析,下列叙述错误的是( )
A.DNA复制与①过程的模板及所需的原料不同,碱基互补配对方式也不完全相同 B.进行③过程时,每种密码子都有与之相对应的反密码子
C.M蛋白与TOM复合体结合后进入线粒体,M蛋白可能与有氧呼吸第三阶段有关 D.若用某药物抑制④过程,则细胞质基质中的M蛋白含量会减少 【答案】BD
【解析】A、DNA复制的模板是解开的两条DNA单链,转录的模板是部分解旋的DNA片段的一条链,由于DNA复制和转录的产物不同,所以所需的原料也不同,碱基互补配对方式也不完全相同,A正确;
B、进行③过程翻译时,mRNA上的终止密码子没有与之相对应的反密码子,B错误; C、M蛋白与TOM复合体结合后进入线粒体,图中M蛋白进入线粒体中之后附着在线粒体内膜上,由于线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,因此推测M蛋白可能与有氧呼吸第三阶段有关,C正确;
D、若用某药物抑制④过程,则后续的M蛋白进入线粒体发生障碍,据此可推测细胞质基质中的M蛋白含量会增多,D错误。
19.西北农林科技大学对某甜瓜品种进行“低温锻炼对冷胁迫下幼苗超氧化物歧化酶(SOD,T1(昼夜15~该酶能减缓植株的衰老)活性与叶绿素含量的影响”实验。设置了如下三组实验:10℃),T2(昼夜10~5℃)和CK(昼夜25~15℃)。低温锻炼十天后,将三组幼苗同时进行低温胁迫处理,测定各项生化指标,结果如下。下列相关分析错误的是( )
A.低温锻炼能防止甜瓜幼苗在冷胁迫下叶绿素的分解,提高幼苗的抗寒能力
B.在冷胁迫下,经低温锻炼的处理组SOD活性逐渐下降,但仍高于未经低温锻炼的CK组
C.幼苗经过低温锻炼后使清除自由基的机制起作用,增强其对冷胁迫环境下的适应能力 D.未锻炼的CK组冷胁迫后SOD活性降低是由于其空间结构发生了改变 【答案】AD
【解析】A、在低温胁迫下,T1和T2组甜瓜幼苗细胞中叶绿素含量均低于CK组,说明低温锻炼不能防止甜瓜幼苗在冷胁迫下叶绿素的分解,A错误;
B、据图可知,未锻炼的植物冷胁迫前后酶活性下降明显高于经过锻炼的植株,无论胁迫前还是胁迫后,锻炼后的SOD活性都高于未经低温锻炼的CK组,B正确;
C、由题干可知,SOD能减缓植株的衰老,幼苗经过低温锻炼后,SOD活性提高,故低温锻炼可使清除自由基的机制起作用,增强其对冷胁迫环境下的适应能力,C正确; D、低温会使酶的活性降低,但空间结构不改变,故未锻炼的CK组冷胁迫后SOD活性降低,不是其空间结构发生改变导致的,D错误。
三、非选择题:本部分包括5题,共计57分
20.2019-nCoV(2019新型冠状病毒)侵入人体后,有3~7天的潜伏期,发病时有发热、干咳、浑身酸痛、呼吸困难等症状,请回答下列新型冠状病毒的相关问题。
(1) 2019-nCoV侵入肺部细胞后,导致肺部细胞损伤释放细胞内容物,引发炎症反应,炎症反应使病毒在肺部增殖加快,从而感染更多的肺部细胞使炎症反应持续增强直至失控,该调节为___________调节。机体在血液等各部位均产生强烈免疫应答,大量免疫细胞和产
物进入肺部,导致肺功能受损,引起呼吸衰竭,组织细胞缺氧,细胞内___________含量上升,引起组织酸痛。临床上试用糖皮质激素缓解病症,减少死亡。据此推测,糖皮质激素的作用是___________。
(2)发热是机体对抗感染的一种生理反应,其部分机理如图所示。当体温达到38.5℃及以上水平时,可以有效诱导免疫细胞表达出更多___________,α4整合素(免疫细胞表面的一种黏附因子,与免疫细胞的运动相关)与之结合后,转变为伸展的高活性构象,激活下游信号通路,从而促进___________,高效迁移到感染部位。
(3)为了预防、控制该病的发生、流行,科学人员正在紧急研发相应的疫苗。目前世界主要国家都努力进行疫苗的研发和生产。目前我国研制的灭活疫苗和重组新冠疫苗取得了成 功,并在世界各国得到广泛应用,受到了一致好评。其中重组新冠疫苗的制备流程如下图。
①据图分析,获取目的基因的过程中需要逆转录酶的步骤是__________(从上图①至⑤中选择)。
②在构建基因表达载体时,应用___________限制酶对含目的基因的片段和表达载体进行处理。因此PCR扩增时,应在目的基因上、下游引物的5’端分别添加相应的酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同限制酶的酶切位点,主要目的是___________。
(4)我国和美欧国家也对核酸疫苗进行了研发,如图是一种自扩散mRNA疫苗的设计、制备及作用机理的过程示意图,其中树突细胞是机体免疫过程中的一类吞噬细胞。请回答:
①上图过程④⑥都能独立进行是因为自扩增mRNA两个编码区中都含有___________,核糖体在mRNA上的移动方向是___________(选填“3′→5′”或“5′→3′”)。
②DNA疫苗通过抗原蛋白基因在动物细胞中表达引起机体免疫应答。与DNA疫苗相比,mRNA疫苗的安全性更有优势,这是因为mRNA不需要进入___________,因此没有整合到宿主细胞染色体基因组中的风险,且易被RNA酶水解,不会遗传给子细胞。
③但是mRNA疫苗也不是全无危险,美国莫德纳和辉瑞公司的mRNA疫苗在被紧急批准使用后都出现了一些不明原因的重症和死亡病例,试推测可能的原因___________。 【答案】(1)正反馈 乳酸 减弱免疫应答,抑制过度的免疫反应 (2)Hsp90 免疫细胞穿过血管内皮细胞间隙
(3)①② ②同种 使目的基因两端具有不同酶切位点,从而能够按照特定的方向插入表达载体中(防止自身环化和反向连接)
(4)①起始密码子和终止密码子 5′→3′ ②细胞核
③由于个体间存在差异,疫苗可能在某些人体内影响了其他基因的表达或重要代谢活动 【解析】(1)根据题干信息“炎症反应使病毒在肺部增殖加快,从而感染更多的肺部细胞使炎症反应持续增强”,所以这是正反馈调节;
大量免疫细胞和产物进入肺部,导致肺功能受损,引起呼吸衰竭,组织细胞缺氧,因此细胞进行无氧呼吸,人体无氧呼吸的产物是乳酸,乳酸含量上升,引起组织酸痛;糖皮质激素可以减弱免疫应答,抑制过度的免疫反应,减少死亡。
(2)从图中可以看出免疫细胞可以表达Hsp90与α4整合素结合,高活性构象,激活下游信号通路,从而促进免疫细胞穿过血管内皮细胞间隙,高效迁移到感染部位。 (3)①逆转录过程以RNA为模板合成DNA,所以图中需要逆转录酶的步骤是②。 ②在构建基因表达载体时,应用同种限制酶对含目的基因的片段和表达载体进行处理;在两条引物上设计加入不同限制酶的酶切位点,主要目的是使目的基因两端具有不同酶切位点,从而能够按照特定的方向插入表达载体中或防止自身环化和反向连接。
(4)①图中④⑥过程为翻译,能够让翻译进行和终止是因为自扩增mRNA两个编码区中都含有起始密码子和终止密码子;根据核糖体上肽链的长短,核糖体在mRNA上的移动方向
是5′→3′。
②与DNA疫苗相比,mRNA不需要进入细胞核中,因此没有整合到宿主细胞染色体基因组中的风险,且易被RNA酶水解,不会遗传给子细胞。
③由于个体间存在差异,疫苗可能在某些人体内影响了其他基因的表达或重要代谢活动,所以mRNA疫苗也不是全无危险。
21.土壤中重金属污染和农药残留影响茶叶的品质。某科研小组对某重金属污染地区的单作茶园生态系统(种植单一品种茶树)进行了调查研究,并对其实施了植物修复技术,植物修复是通过绿色植物(如禾本科、豆科等超积累植物)从被污染环境中吸收一种或几种重金属,并将其转移、贮存到地上部,从而降低环境中污染重金属的浓度,以达到修复被污染环境的目的。请回答下列问题:
(1)茶园生态系统不同地段分布有不同的生物类群,体现了群落的___________。茶园生态系统的修复是否成功,最终主要看它的___________是否能够长期保持稳定。
(2)科研小组选择适宜的大豆进行茶、豆间作,在增收两季大豆的情况下,茶园土壤中镉等重金属的浓度明显下降,且土壤肥力明显提升,试分析其原因可能是___________。 (3)蜘蛛在茶园生态系统中发挥着重要作用。在不同类型的茶园中对蜘蛛的相关指数进行了调查,得到下表数据结果(有机茶园不喷洒除草剂,每年采茶1次;无公害茶园每年喷洒除草剂 2 次,采茶 4次;普通茶园每年喷洒除草剂2 次,采茶6 次)
项目 个体数 物种数 丰富度指数 有机茶园 1615 57 7.72 无公害茶园 982 48 6.83 普通茶园 601 34 5.22 ①分别从不同类型的茶园各选取 10 个茶丛,调查并统计其上蜘蛛的相关指数,该过程采用的方法有___________和___________。
②蜘蛛属于肉食性动物,通过___________来控制多种茶树害虫。假眼小绿叶蝉、茶丽纹象甲,茶二叉蚜和黑刺粉虱等是主要的茶树害中,这些害虫属干生态系统中的____消费者。根据上表结果可知,由于有机茶园中蜘蛛的____较多,可以明显降低害虫数量。
③研究发现,蜘蛛体内重金属含量远大于其他生物类群,从食物关系的角度分析,捕食性蜘蛛体内重金属含量高的原因是___________ 。研究发现,有机茶园土壤生态系统中有机质积累,土壤腐殖质的质量下降,试推测其原因可能是___________。
④普通茶园中蜘蛛的丰富度指数最低的原因可能是___________和___________。
【答案】(1)水平结构 结构和功能 (2)大豆吸收了重金属,而根瘤菌固氮增加了土壤肥力 (3)①记名计算法 样方法 ②捕食 初级 个体数和物种数 ③
营养级别高,重金属难分解,沿着食物链积累 土壤中微生物含量减少 ④喷洒除草剂不利于蜘蛛的生长繁殖 频繁采茶改变了茶园为蜘蛛提供的食物和栖息环境 【解析】(1)由于地形起伏的变化,在不同地段分布有不同的生物种群,这体现了群落的水平结构。生态系统总是朝着物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展,一个生态系统的修复是否成功,最终主要看该生态系统的结构与功能是否能够保持长期稳定。 (2)因为大豆吸收了重金属,故重金属的浓度明显下降,土壤中而大豆与根瘤菌是互利共生关系,根瘤菌固氮使土壤肥力增加。
(3)①分别从不同类型的茶园各选取10个茶丛,由于蜘蛛活动范围比较小、活动能力比较弱,故调查蜘蛛个体数(种群密度)的方法为样方法。丰富度的统计方法由记名计算法和目测估计法,表格中蜘蛛的物种数量确定,统计蜘蛛物种数的方法有记名计算法。
②蜘蛛属于肉食性动物,通过捕食控制多种茶树害虫。假眼小绿叶蝉、茶丽纹象甲,茶二叉蚜和黑刺粉虱等是主要的茶树害中,这些害虫以植物为食,属干生态系统中的初级消费者。根据上表结果可知,由于有机茶园中蜘蛛的个体数和物种数较多,可以通过明显降低害虫的种群密度和出生率来控制虫害。
③重金属大都是不易分解的,被消费者食用后,不易分解,残留在生物体内,当它被下一级消费者捕食后就直接转移到这一级消费者体内,依次被下一营养级转移和积累,所以营养级越高,食物链越多,重金属在其体内的积累就越多,故捕食性蜘蛛体内重金属含量高。土壤腐殖质是微生物通过分解有机物而来,土壤有机物积累,土壤腐殖质的质量下降说明有机物被分解得少,其原因是重金属污染导致土壤微生物的生物多样性及数量降低,其降解有机物能力下降。
④普通茶园中蜘蛛的丰富度指数最低的原因可能是喷洒除草剂不利于蜘蛛的生长繁殖和频繁采茶改变了茶园为蜘蛛提供的食物和栖息环境。
22.黄瓜为雌雄同株异花植物,同一植株上既有雌花也有雄花,雌花率影响黄瓜产量。研究人员利用黄瓜纯合雌雄同株品系甲培育出全雌株(只有雌花)品系乙。为确定全雌性状形成的分子机制,研究人员进行了如下实验。
(1)品系甲与品系乙杂交,获得的F1表现为全雌,说明全雌为___________性状。将F1与品系甲杂交,获得的子代表现型及比例为___________,表明该相对性状由一对等位基因控制。研究人员发现给品系甲施加乙烯,也可以增加雌花的比例。以上事实说明性状是_________的结果。
(2)进一步研究发现控制全雌性状的基因位于3号染色体上,品系甲、乙3号染色体上部分基因情况如图所示,同时发现品系乙花蕾细胞中ASC基因的mRNA和MYB1基因的mRNA含量显著高于品系甲,而BCAT基因的mRNA无显著差异。
由上述结果推测,品系乙可能由于___________数量更多,从而使得相应蛋白质的大量表达,进而促进了雌花的发育。
(3)为进一步确定控制全雌性状的基因,研究人员利用CRISPR-Cas9 系统对相关基因进行gRNA可以识别并结合靶基因,编辑。该系统的核心组成包括gRNA和Cas9蛋白,引导Cas9蛋白对靶基因进行剪切,进而破坏靶基因结构。大致的实验过程如下
①由于品系乙难以被直接编辑,研究人员以品系甲为背景选育了转基因植株丙和丁。若植株丙中导入以ASC基因为靶基因设计的gRNA基因和Cas9蛋白合成基因,则植株丁中应导入以___________为靶基因设计的gRNA基因和Cas9蛋白合成基因。转入植株丙和丁的基因可随配子传递给子代,表达的CRISPR-Cas9系统可在受精卵中发挥基因编辑作用。 ②将植株丙和植株丁分别与品系乙进行杂交,结果见表。
根据表结果,植株丙减数分裂后产生含有与不含有转入基因的配子的比例为___________,含有转入基因的配子形成受精卵后,细胞中的___________基因结构被破坏,表现为____,不含有转入基因的配子形成受精卵后,表现为___________。
植株丁与品系乙杂交结果为___________,说明MYB1基因不是控制全雌性状的基因。 【答案】(1)显性 全雌株:雌雄同株=1:1 基因与环境共同作用 (2)ASC或MYB1 (3)①MYB1 ②1:1 ASCa 和ASCb 雌雄同株 雌株 F1均表现为全雌株
【解析】(1)品系甲与品系乙为雌雄同株,二者杂交得F1全为全雌,说明全雌为显性性状。若该性状由一等位基因控制,则F1与品系甲即隐形纯合子杂交,子代显隐性比例为1:1,即全雌:雌雄同株=1:1。给品系甲施加乙烯,可以增加雌花的比例,说明生物的性状由基因控制,但受环境影响,即生物性状是基因与环境共同作用的结果。
(2)根据题意分析,品系乙中ASC基因与MYB1基因数量多于品系甲,且两种基因表达量也多于甲,说明品系乙的全雌性状可能是由于ASC或MYB1基因数量更多,表达相应的蛋白质量更多,从而促进了雌花的发育。
(3)①进一步确定控制全雌性状的基因是ASC或MYB1,若植株丙中导入以ASC基因为
靶基因设计的gRNA基因和Cas9蛋白合成基因,则植株丁中应导入以MYB1为靶基因设计的gRNA基因和Cas9蛋白合成基因。
②植株丙为转基因杂合子,减数分裂后产生含有转入基因(专一切除ASC基因)与不含有的配子的比例为1:1。含有转入基因的配子形成受精卵后,根据题中信息可知,丙中导入以ASC基因为靶基因设计的gRNA基因和Cas9蛋白合成基因,所以gRNA基因和Cas9蛋白破坏了细胞中的ASC基因,即细胞中的ASCa 和ASCb基因结构被破坏,表现为雌雄同株。不含有转入基因的配子形成受精卵后,细胞中仍含有ASC基因,表现为全雌株。因此子代雌雄同株和全雌株的比例为1:1,说明ASC基因控制全雌性状。
植株丁也为转基因杂合子,减数分裂后产生含有转入基因(专一切除MYB1基因)与不含有的配子的比例为1:1,两种配子形成受精卵后,MYB1基因被破坏,若MYB1基因对全雌性状无影响,则子代为全雌表现型。
23.小麦是世界的重要粮食作物。小麦植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(如下图所示),旗叶对籽粒产量有重要贡献。
(1)旗叶叶肉细胞中的叶绿体内有更多的类囊体堆叠,这为光合作用的___________ 阶段提供了更多的场所。与其他叶片相比,旗叶光合作用更有优势的环境因素是___________。 A.温度 B.CO2浓度 C.光照强度 D.水分 (2)在旗叶的叶肉细胞中存在着下左图所示的代谢过程:
Rubp羧化\\加氧酶和SBP酶(景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶)是旗叶光合作用过程中的关键酶。 ①据图分析,字母A代表:___________;小麦幼苗夜间产生ATP的场所是:___________。②下列关于图中的物质与过程的叙述,错误的是( )___________。 A.Rubp羧化\\加氧酶可以催化E物质的还原过程
B.CO2浓度可以影响Ⅱ过程中Rubp羧化\\加氧酶和SBP酶的活性 C.小麦幼苗光合作用产生的有机物可以参与糖类、氨基酸、脂质的合成 D.光合作用过程中只消耗水分不产生水分子
③研究发现,RuBP羧化\\加氧酶还可催化C5与O2反应产生乙醇酸,乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3的光呼吸过程。该过程___________(降低了/促进了/不影响)光合作用效率,同时使细胞内O2/CO2的比值___________,有利于生物适应高氧低碳的环境。 (3)为指导田间管理和育种,科研人员对多个品种的小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究,结果如表所示。表中数值代表相关性,数值越大,表明该
指标对籽粒产量的影响越大。
表示不同时期旗叶光合特性指标与籽粒产量的相关性
气孔导度* 胞间CO2浓度 叶绿素含量 抽穗期 0.30 0.33 0.22 开花期 0.37 0.33 0.27 灌浆前期 0.70 0.60 0.33 灌浆中期 0.63 0.57 0.34 灌浆后期 0.35 0.30 0.48 灌浆末期 0.11 0.22 0.45 *气孔导度表示气孔张开的程度 ①气孔导度主要影响光合作用中___________的供应。以上研究结果表明,旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大的时期是在___________期。若在此时期因干旱导致气孔开放程度下降,籽粒产量会明显降低,有效的增产措施是___________。 A.释放干冰 B.合理灌溉 C.燃烧秸秆 D.喷洒生长素
②根据以上研究结果,在小麦的品种选育中,针对灌浆后期和末期,应优先选择进行培育的品种是__________。
A.旗叶叶绿素含量高的品种 B.旗叶水分含量多的品种
C.旗叶气孔张开的程度大的品种 D.旗叶胞间CO2浓度高的品种 (4)在植物体内,制造或输出有机物的组织器官被称为“源”,接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。若研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,以下研究思路合理的是___________。
A.阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化 B.阻断籽粒有机物的输入,检测旗叶光合作用速率的变化 C.使用H218O浇灌小麦,检测籽粒中含18O的有机物的比例 D.使用14CO2饲喂旗叶,检测籽粒中含14C的有机物的比例 【答案】(1)光反应 C
(2)①ATP 细胞质基质、线粒体 ②ABD ③降低了 降低(减小) (3)①CO2 灌浆前 B ②A (4)ABD
【解析】(1)叶肉细胞中由类囊体堆叠而成基粒,其上有与光合作用相关的色素和酶,为光合作用的光反应阶段提供了更多场所;据图可知:旗叶靠近麦穗最上端,能接受较多的光照,与其他叶片相比,其光合作用由于光照强度大而更有优势,C正确。 故选C。
(2)①由图可知,字母A代表ATP;小麦幼苗夜间只进行呼吸作用,产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体。
②A、根据分析可知,Rubisco酶可以催化CO2的固定过程,A错误;
B、CO2浓度对Rubisco酶和SBP酶所催化的化学反应速率有影响,而不是影响Ⅱ过程中Rubisco酶和SBP酶的活性,B错误;
C、小麦幼苗光合作用产生的有机物可以参与糖类、氨基酸、脂质的合成,C正确; D、水既是光合作用的反应物又是光合作用的产物,D错误。 故选ABD。
③根据题意分析,光呼吸过程中,C5与O2反应产生了乙醇酸,而乙醇酸中仅有75%的碳又重新生成CO2和C3,说明该过程降低了光合作用效率,同时使细胞内O2/CO2的比值降低,有利于生物适应高氧低碳的环境。
(3)①CO2是暗反应的原料,气孔导度表示气孔张开的程度,气孔导度越大,植物吸收的CO2越多,对暗反应越有利;据表格数据可知:灌浆前期气孔导度最大,此时对籽粒产量的影响最大;因“干旱导致气孔开放程度下降”,故为避免产量下降,应保证水分供应,降低蒸腾作用,应合理灌溉,B正确。 故选B。
②叶绿素能吸收、传递、转化光能,据表格可知:灌浆后期和末期,叶绿素含量指数最高,对于光合速率影响较大,应优先选择旗叶叶绿素含量高的品种进行进一步培育,A正确。 故选A。
(4)据题干信息可知:本实验为研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,根据分析可知,源物质可转移至库,也可用于自身生长发育等,故可从阻断向库的运输及检测自身物质方面分析:
AB、阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化;阻断籽粒有机物的输入,检测旗叶光合作用速率的变化,均为阻断向“库”的运输后检测的效果,AB正确;
CD、CO2是暗反应的原料,使用14CO2饲喂旗叶,其最终转移至有机物中,故检测籽粒中含14C的有机物的比例为检测自身的有机物变化,而不应检测18O,C错误、D正确。 故选ABD。
24.人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重。图一是以基因工程技术获取HSA的两条途径,其中报告基因表达的产物能催化无色物质K呈现蓝色。图二为HSA基因两侧的核苷酸序列。图三为相关限制酶的识别序列和切割位点。据图回答下列问题:
(1)基因工程的核心步骤是___________,完成过程②所需要技术手段是___________ (2)采用PCR技术扩增HSA基因,根据其两端序列,则需要选择的一对引物序列是___________。
A.引物Ⅰ是5′-AATGGATCCTTC-3′,引物Ⅱ是5′-GTAAGTTAAGAG-3′ B.引物Ⅰ是5′-AATGGATCCTTC-3′,引物Ⅱ是5′-CATTCAATTCTC-3′ C.引物Ⅰ是5′-GAAGGATCCATT-3′,引物Ⅱ是5′-GTAAGTTAAGAG-3′ D.引物Ⅰ是5′-GAAGGATCCATT-3′,引物Ⅱ是5′-GAGAATTGAATG-3′ (3)依据图一、图二和图三分析,下列叙述错误的是___________。 A.应该使用酶B和酶C获取HSA基因 B.应该使用酶A和酶B切割Ti质粒
C.成功建构的重组质粒含1个酶A的识别位点
D.成功建构的重组质粒用酶C处理将得到2个DNA片段
(4)图一过程①中需将植物细胞与___________混合后共同培养,旨在让___________整合到植物细胞染色体DNA上;除尽农杆菌后,还须转接到含___________的培养基上筛选出转化的植物细胞。
(5)过程④前对卵细胞供体母牛进行___________处理。过程通常将受精卵培养至___________阶段。过程⑤鉴定胚胎性别时常取___________细胞做DNA分析。
(6)为检测HSA基因的表达情况,可提取受体细胞的___________,用抗血清白蛋白的抗体进行杂交实验。
【答案】(1)基因表达载体的构建 植物组织培养 (2)A (3)C
(4)农杆菌 T-DNA 物质K
(5)超数排卵 桑椹胚或囊胚 滋养层 (6)蛋白质
【解析】(1)基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。过程②是一个植物细胞发育成一个完整个体,属于植物组织培养技术。
(2)PCR中需要一对特异性的引物,该引物能与目的基因需要碱基互补配对,子链延伸时是从引物的5'向3'端延伸,根据图2中目的基因NSA处于中间位置,所以符合条件的引物Ⅰ是5′-AATGGATCCTTC-3′,引物Ⅱ是5′-GTAAGTTAAGAG-3′,即选A。
(3)图2目的基因所在DNA中只有酶B和酶C的识别序列,可以用他们进行切割,质粒的T-DNA在酶A和酶B之间,所以切割质粒时用酶A和酶B切割,成功建构的重组质粒序列不再有酶A的识别序列,成功建构的重组质粒用酶C处理将得到2个DNA片段,即A-C和 C-A片段,故错误的是C,选C。
(4)图一过程①中需将植物细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让T-DNA整合到植物细胞染色体DNA上;除尽农杆菌后,为筛选出转化的植物细胞,利用重组质粒上的报告基因表达产物能催化无色物质K呈蓝色的特性,还须转接到含物质K的培养基上。
(5)过程④前对卵细胞供体母牛进行超熟排卵处理,通常将受精卵培养至桑椹胚或囊胚阶段,进行胎儿性别鉴定时通常取滋养层的细胞做DNA分析。
(6)为检测HSA基因的表达情况,可提取受体细胞的蛋白质,用抗血清白蛋白的抗体进行杂交实验。
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