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山东省潍坊市2024-2025年高三上学期期中考试生物试题(解析版)-A4
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这是一份山东省潍坊市2024-2025年高三上学期期中考试生物试题(解析版)-A4,共24页。
1.答题前,考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,绘图时,可用2B铅笔作答,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 心肌细胞膜上的-交换器(NCX)可利用的浓度梯度来驱动的排出,从而维持心肌细胞内的稳态。适当刺激会导致心肌细胞膜上的通道打开,内流,引起心肌细胞收缩。下列说法错误的是( )
A. NCX发挥作用时空间构象不发生改变
B. 氧供应不足会影响NCX的正常工作
C. NCX抑制剂会使心肌细胞更易收缩
D. 内流速度与膜两侧的浓度差有关
【答案】A
【解析】
【分析】易化扩散又称协助扩散,具有顺浓度梯度运输、需要转运蛋白、不消耗能量的特点。主动运输具有逆浓度梯度运输、需要载体蛋白、消耗能量的特点。
【详解】A、题意显示,心肌细胞膜上的 Na+ - Ca2+ 交换器(NCX)可利用 Na+ 的浓度梯度来驱动 Ca2+ 的排出,即 Ca2+ 的排出方式为主动运输,该过程中NCX的空间构象发生改变,A错误;
B、NCX转运钙离子的过程是主动运输,消耗的是钠离子梯度势能,而钠离子的梯度势能的维持是需要消耗能量的,因而可知,氧供应不足会影响NCX的正常工作,B正确;
C、适当刺激会导致心肌细胞膜上的 Ca2+ 通道打开, Ca2+ 内流,引起心肌细胞收缩,若NCX被抑制,则钙离子无法实现主动运出,因而也会影响细胞膜外钙离子浓度较高的状态,则受到适当刺激后,Ca2+ 内流减少,钠离子内流增多,因而会使心肌细胞更易收缩,C正确;
D、Ca2+ 内流是顺浓度梯度进行的,不消耗能量,因此钙离子内流的速度与膜两侧 Ca2+ 的浓度差有关,D正确。
故选A。
2. 研究发现,低温处理一段时间后的葫芦藓叶片细胞变得不易发生质壁分离。下列说法错误的是( )
A. 细胞保持活性是发生质壁分离的必要条件
B. 发生质壁分离的过程中,细胞液浓度逐渐增大
C. 低温环境下,葫芦藓叶片细胞内结合水与自由水的比值增大
D. 葫芦藓叶片细胞可通过降低细胞液渗透压来适应低温环境
【答案】D
【解析】
【分析】细胞内的水的存在形式是自由水和结合水,结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水是良好的溶剂,是许多化学反应的介质,自由水还参与许多化学反应,自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用;自由水与结合水不是一成不变的,可以相互转化,自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,抗逆性越低,反之亦然。
【详解】A、活细胞的植物细胞才可能发生质壁分离,可见细胞保持活性是发生质壁分离的必要条件,A正确;
B、发生质壁分离的过程中,细胞发生渗透失水,细胞液浓度逐渐增大,B正确;
C、结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强;低温环境下,葫芦藓叶片细胞内结合水与自由水的比值增大,C正确;
D、题干信息:低温处理一段时间后的葫芦藓叶片细胞变得不易发生质壁分离,可见葫芦藓叶片细胞可通过提高细胞液渗透压来适应低温环境,D错误。
故选D。
3. GTP(鸟苷三磷酸)的结构和作用与ATP类似。线粒体分裂时,细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白有序排布到线粒体分裂面的外膜上,组装成环线粒体的纤维状结构,该结构依靠GTP水解提供的能量进行缢缩,使线粒体一分为二、下列说法正确的是( )
A. GTP因含三个特殊的化学键而具有较多能量
B. GTP酶为GTP的水解提供了活化能
C. 推测发动蛋白具有催化、运动等功能
D. GTP去掉两个磷酸基团后的结构是组成DNA的基本单位
【答案】C
【解析】
【分析】ATP的结构简式为A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团。水解时远离A的磷酸键容易断裂,释放大量的能量,供给各项生命活动。
【详解】A、GTP含有2个特殊的化学键,A错误;
B、酶的作用机理是降低化学反应的活化能而非提供活化能,B错误;
C、结合题意分析可知,发动蛋白具有 GTP酶活性,说明其具有催化作用,且线粒体分裂时发动蛋白有序的排布到线粒体分裂面的外膜上,该过程体现了发动蛋白具有运动功能,C正确;
D、GTP(鸟苷三磷酸)的结构和作用与ATP类似,GTP去掉两个磷酸基团后的结构是组成RNA的基本单位,D错误。
故选C。
4. 科研人员向线粒体仍保持完好的酵母菌匀浆中加入适量NADH,并置于无氧条件下。在某一时刻向匀浆中通入,检测到匀浆中浓度的变化情况如图所示。伴随着浓度的下降,检测到线粒体内膜上产生了大量的ATP。已知不能自由透过线粒体内膜,但可以自由透过线粒体外膜。下列说法错误的是( )
A. NADH最终与的结合发生在线粒体内膜上
B. 加入后,以被动运输的方式运出线粒体基质
C. 浓度下降的过程中,伴随着能量的释放
D. 线粒体内、外膜上蛋白质种类和数量有较大差异
【答案】B
【解析】
【分析】由图所示结果可知,当向装置中通入O2后溶液的氢离子浓度立即上升,说明通入O2后,质子立即从内膜向内外膜间隙转运,由此可证明线粒体内外膜间质子梯度差的产生和NADH的氧化有关。
【详解】A、NADH与O2结合发生在有氧呼吸的第三阶段,场所为线粒体内膜,A正确;
B、加入氧后,溶液中氢离子浓度立即上升,是因为NADH在有氧条件下氧化产生电子,线粒体内膜上发生电子传递,形成了跨线粒体内膜的电势差和质子(氢离子)梯度差,随后缓慢下降并推动ATP合成,说明H+ 以主动运输的方式运出线粒体基质,之后H+再顺浓度推动ATP的合成,B错误;
C、H+ 浓度下降的过程中,伴随着H+电化学梯度能量的释放,并推动ATP的合成,C正确;
D、H+ 不能自由透过线粒体内膜,但可以自由透过线粒体外膜,说明线粒体内、外膜上蛋白质种类和数量有较大差异,D正确。
故选B。
5. 关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验,下列说法错误的是( )
A. 设置的有氧条件组和无氧条件组均为实验组
B. 在有氧条件组中,可将空气直接通入酵母菌培养液
C. 若培养液中残留有葡萄糖,会对酒精的检测产生影响
D. 应将酵母菌培养液置于密闭条件下一段时间,再检测无氧呼吸释放出的CO2
【答案】B
【解析】
【分析】探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理是:(1)酵母菌是兼性厌氧型生物;(2)酵母菌呼吸产生的CO2可用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水鉴定,因为CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,或使澄清石灰水变浑浊;(3)酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用重铬酸钾鉴定,由橙色变成灰绿色。
【详解】A、设置的有氧条件组和无氧条件组均为实验组,因此 该实验为对比实验,A正确;
B、有氧呼吸的装置中,不可将空气直接通入酵母菌的培养液,应先用NaOH吸收除去空气中的二氧化碳,否则空气中的二氧化碳会对实验结果造成干扰,B错误;
C、若培养液中残留有葡萄糖,会对酒精检测产生影响,因为葡萄糖也会与酸性重铬酸钾发生反应,造成干扰,C正确;
D、应将酵母菌培养液置于密闭条件下一段时间,再检测无氧呼吸释放出的 CO2,这样可以保证引起澄清石灰水变浑浊的是无氧呼吸产生的二氧化碳,D正确。
故选B。
6. 凋亡小体是细胞凋亡过程末期出现的含胞质、细胞器及核碎片的小体。凋亡小体内的细胞器等被细胞膜包绕,没有细胞内容物的外泄。下列说法错误的是( )
A. 凋亡小体可以作为区分细胞凋亡和细胞坏死的标志
B. 细胞凋亡是免疫系统清除被病毒感染的细胞的重要手段
C. 凋亡小体一般不会引起机体的炎症反应
D. 细胞凋亡是基因决定的细胞程序性死亡,不受环境影响
【答案】D
【解析】
【分析】细胞凋亡指由基因决定的细胞自动结束生命的过程就叫细胞凋亡,又叫细胞编程性死亡。在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除, 也是通过细胞凋亡完成的。 细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
【详解】A、细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程,而细胞坏死是外界不利因素引起的,凋亡小体是细胞凋亡过程末期出现的含胞质、细胞器及核碎片的小体,凋亡小体可以作为区分细胞凋亡和细胞坏死的标志,A正确;
B、在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除, 也是通过细胞凋亡完成的,即细胞凋亡是免疫系统清除被病毒感染的细胞的重要手段,B正确;
C、凋亡小体内的细胞器等被细胞膜包绕,没有细胞内容物的外泄,凋亡小体一般不会引起机体的炎症反应,C正确;
D、细胞凋亡是基因决定的细胞程序性死亡,也会受到环境影响,D错误。
故选D。
7. 观察洋葱(2n=16)根尖细胞有丝分裂装片时,生物兴趣小组将不同时期的细胞标记为①~④。下列说法正确的是( )
A. 向细胞①滴加秋水仙素,不会导致染色体数目加倍
B. 细胞②中的染色体形态稳定,可清晰的观察到8个四分体
C. 细胞③中发生了着丝粒分裂,其核DNA数目是细胞②的两倍
D. 细胞④处于末期,细胞膜逐渐向内凹陷,将细胞缢裂成两部分
【答案】A
【解析】
【分析】观察植物细胞有丝分裂实验:
1、解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min;
2、漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
【详解】A、细胞①处于前期,秋水仙素的作用是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,由于经过解离细胞已经死亡,故向细胞①滴加秋水仙素,不会导致染色体数目加倍,A正确;
B、细胞②中期,有丝分裂不出现四分体,故细胞②中不可观察到8个四分体,B错误;
C、细胞③中发生了着丝粒分裂,其染色体数目是细胞②的两倍,但是核DNA数目一样,C错误;
D、细胞④处于末期,植物细胞不会出现细胞膜逐渐向内凹陷,将细胞缢裂成两部分,同时细胞已经死亡,也不会出现细胞板,D错误。
故选A。
8. 果蝇的长翅和截翅、正常眼和棘眼、体色褐色和黄色分别由等位基因A/a、B/b、D/d控制。现取一只长翅正常眼褐色雌果蝇与一只长翅正常眼褐色雄果蝇作为亲本进行杂交实验①,再取一只基因型与实验①亲本相同的雌果蝇和一只截翅棘眼黄色雄果蝇进行杂交实验②,F表型及比例如表所示。不考虑突变,且雄果蝇产生配子时不会发生染色体互换。下列说法正确的是( )
A. 长翅、棘眼、褐色为显性性状
B. 亲本雌果蝇基因型为Dd
C. 通过实验①分析,确定A/a基因仅位于X染色体上
D. 实验②的F,中长翅正常眼褐色果蝇相互交配,获得隐性纯合个体的概率为1/16
【答案】B
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是: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。
【详解】A、仅根据实验①和实验②中的表型比例,不能直接确定长翅、棘眼、褐色为显性性状,需要进一步分析杂交组合及后代比例关系才能判断性状的显隐性,A错误;
B、对于实验②,♀均为截翅正常眼:长翅棘眼:长翅正常眼:截翅棘眼 = 97:97:3:3,这一比例不符合基因的自由组合定律。由于雄果蝇产生配子时不会发生染色体互换,说明亲本雌果蝇产生四种配子,且出现多:多:少:少的情况,所以可以推测出亲本雌果蝇的基因型为DdXAbXaB,B正确;
C、从实验①的表型比例长翅♀:长翅♂:截翅♂ = 2:1:1来看,长翅与截翅在雌雄中的比例不同,存在伴性遗传的可能,但仅根据这一实验不能确定A/a基因仅位于X染色体上,也有可能位于X和Y染色体的同源区段,C错误;
D、由实验②可知,长翅正常眼褐色果蝇的基因型为DdXAbY和DdXAbXaB,它们相互交配,由于D/d基因位于常染色体,XAb/XaB位于性染色体,需要分别计算再相乘。对于D/d基因,Dd×Dd得到隐性纯合子dd的概率为1/4;对于XAb/XaB基因,由于雌性个体产生配子时有可能发生染色体互换,计算得到隐性纯合子的概率较为复杂,并非简单的1/4,所以获得隐性纯合个体的概率可能不是1/16,D错误。
故选B。
9. 理论上,下列关于人类遗传病的说法,正确的是( )
A. 遗传咨询可确定胎儿是否患唐氏综合征
B. 产前诊断可确定胎儿是否患所有的先天性疾病
C. 红绿色盲在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
D. 抗维生素D佝偻病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
【答案】C
【解析】
【分析】1、人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:
(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病);
(2)多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病;
(3)染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征);
2、遗传病的监测和预防:
(1)产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率;
(2)遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
【详解】A、遗传咨询是医生对咨询对象进行身体检查,了解家族病史,对是否患有某种遗传病作出诊断,但不能确定胎儿是否患唐氏综合征,产前诊断(如羊水检查、B超检查等)才能确定胎儿是否患唐氏综合征,A错误;
B、产前诊断只能确定胎儿是否患有某种遗传病和先天性疾病中的一部分,而不是所有的先天性疾病,B错误;
C、红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病,男性只有一条X染色体,所以红绿色盲在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率,C正确;
D、抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病,设致病基因为D,女性的基因型为XDXD、XDXd、XdXd,女性中发病率为P(XDXD) + P(XDXd),不等于致病基因频率,D错误。
故选C。
10. 基因M发生基因突变导致了某种遗传病。下图为某患者及其父母基因M相关序列的检测结果(同源染色体上的两个基因M均做检测,每个基因M序列仅列出一条链,其他未显示序列均正常)。父亲具有①突变位点,母亲具有②突变位点,但均未患病;患者具有①和②突变位点。下列说法错误的是( )
A. 该遗传病为单基因隐性遗传病
B. 该实例表明基因突变具有不定向性
C. 该患者患病的原因是其父母在产生配子的过程中发生了基因重组
D. 患者同源染色体的①和②位点间发生互换,可产生出正常的配子
【答案】C
【解析】
【分析】1、基因突变概念:DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失,而引起的基因结构改变。基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代;若发生在体细胞中则不能遗传;
2、结合图示可知,患者获得父亲的下面一条链和母亲的下面一条链,均为突变的链,说明未突变P基因的位点甲碱基对为C-G、位点乙为A-T。
【详解】A、父亲具有①突变位点,母亲具有②突变位点,但均未患病,而患者同时具有①和②突变位点才患病,这符合隐性遗传病的特点,即隐性纯合子患病,杂合子不患病,A正确;
B、从图中可以看出,基因M发生了不同位点突变,产生了不同的结果,这表明基因突变具有不定向性,B正确;
C、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合,而这里是基因突变导致的遗传病,与基因重组无关,C错误;
D、患者同源染色体的①和②位点间发生互换,就有可能使突变位点①和突变位点②出现在同一条染色体上,另一条染色体上没有突变位点,从而产生出正常的配子,D正确。
故选C。
11. 细胞色素c是线粒体中普遍含有的一种蛋白质,约有104个氨基酸。据测算,细胞色素c的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变,而碳酸酐酶I的进化速度则快的多。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。下列说法错误的是( )
A. 细胞色素c可作为生物进化细胞水平的证据
B. 表中生物与人的亲缘关系最近的是黑猩猩
C. 细胞色素c的变化可反映出线粒体的进化历程
D. 若进一步研究人与黑猩猩的进化关系可选择碳酸酐酶I
【答案】A
【解析】
【分析】分析表格信息可知,与人亲缘关系越近的生物,其细胞色素c的氨基酸组成的差异越小,与人亲缘关系越远的生物,其细胞色素c的氨基酸组成的差异越大。
【详解】A、细胞色素c是蛋白质,可作为生物进化分子水平的证据,A错误;
B、通过上表数据的比较可知:细胞色素c的氨基酸组成差异越小,亲缘关系越近,与人亲缘关系近的动物是黑猩猩,B正确;
C、细胞色素c是线粒体中普遍含有的一种蛋白质,所以细胞色素c的变化可反映出线粒体的进化历程,C正确;
D、细胞色素c的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变,而碳酸酐酶I的进化速度则快的多,人和黑猩猩的细胞色素c没有差异,所以若进一步研究人与黑猩猩的进化关系可选择碳酸酐酶I,D正确。
故选A。
12. 视网膜感光细胞接受光刺激后产生兴奋,兴奋经双极细胞和视神经传递到大脑皮层视觉中枢形成视觉。其中双极细胞可以分为ON双极细胞和OF双极细胞,感光细胞释放的谷氨酸可以引起ON双极细胞兴奋,OF双极细胞抑制。下列说法正确的是( )
A. 视神经属于脑神经中支配内脏器官的神经
B. 感光细胞通过胞吐将谷氨酸释放到组织液不需要蛋白质的参与
C. ON和OF双极细胞内的受体基因不同导致细胞膜表面受体不同
D. 适宜光线下读书会引起大脑皮层视觉中枢和V区兴奋
【答案】D
【解析】
【分析】兴奋的传导和传递的过程:
1、静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位;兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去;
2、兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以局部电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放神经递质(化学信号),神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元;兴奋在神经元细胞间的传递时在突触部位发生的信号转换为电信号→化学信号→电信号。
【详解】A、视神经属于脑神经中支配头面部的神经,A错误;
B、感光细胞通过胞吐将谷氨酸释放到组织液需要蛋白质的参与,但不需要载体蛋白,B错误;
C、题意显示,感光细胞释放的谷氨酸可以引起ON双极细胞兴奋,OF双极细胞抑制,这是因为ON和OF双极细胞膜表面与谷氨酸结合的受体不同,因而产生的效应不同,但ON和OF双极细胞内的基因是相同的,只是进行了选择性表达,C错误;
D、适宜光线下读书涉及的中枢为视觉中枢和视性语言中枢,即此时大脑皮层视觉中枢和V区兴奋,D正确。
故选D。
13. 氟哌啶醇是一种抗精神病药物。研究发现氟哌啶醇可以作用于小鼠的大脑皮层,使小鼠不能随意运动,但受刺激后可以跳跃。下列说法错误的是( )
A. 注射氟哌啶醇的小鼠大脑无法正常发出指令
B. 氟哌啶醇通过抑制分解兴奋性神经递质的酶活性而发挥作用
C. 电刺激注射了氟哌啶醇小鼠的前爪,前爪会产生收缩反应
D. 氟哌啶醇可以作为躁狂症发作期的治疗药物
【答案】B
【解析】
【分析】神经纤维未受到刺激时,K+外流,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负,当某一部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正。神经元之间兴奋的传导是通过突触完成的,突触小泡内的神经递质通过胞吐的方式进入突触间隙,作用于突触后膜,引起离子的跨膜运动,使其产生兴奋或抑制。
【详解】A、氟哌啶醇作用于小鼠的大脑皮层后,使小鼠不能随意运动,说明注射氟哌啶醇的小鼠大脑无法正常发出指令,A正确;
BD、氟哌啶醇通过促进分解兴奋性神经递质的酶活性而发挥作用,使兴奋性神经递质减少,可用于治疗躁狂症,B错误,D正确;
C、电刺激注射了氟哌啶醇小鼠的前爪,由于脊髓仍正常,因此前爪会产生收缩反应,C正确。
故选B。
14. 葡萄糖刺激胰岛素分泌的机制与细胞中ATP/ADP比率有关。葡萄糖进入胰岛B细胞后经氧化分解使ATP/ADP比率改变,引起细胞膜上的ATP敏感性K+通道关闭,抑制外流,最终促进胰岛素的分泌。下列说法错误的是( )
A. 机体进入高原缺氧时,胰岛素分泌会减少
B. 血浆中浓度升高,会抑制胰岛素的分泌
C. 胰岛素作用于肝细胞时,可抑制肝糖原分解和非糖物质的转化
D. 某些神经递质作用于胰岛B细胞也可以促进胰岛素的分泌
【答案】B
【解析】
【分析】胰岛A细胞分泌胰高血糖素,能升高血糖,只有促进效果没有抑制作用,即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化;胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
【详解】A、机体进入高原缺氧时,有氧呼吸减弱,ATP减少,会导致ATP敏感性K+通道开放,促进K+外流,抑制胰岛素分泌,A正确;
B、由题意可知,ATP敏感性K+通道关闭,抑制K+外流,最终促进胰岛素的分泌,当血浆中 K+ 浓度升高时,K+外流受抑制,会促进胰岛素的分泌,B错误;
C、胰岛素可抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,进而降低血糖,C正确;
D、血糖平衡受神经系统的调节,因此某些神经递质作用于胰岛B细胞也可以促进胰岛素的分泌,D正确。
故选B。
15. 雄激素主要来源于睾丸,促肾上腺皮质激素也可以促进肾上腺皮质分泌雄激素。某肾上腺皮质增生患者由于体内某种酶的缺陷,使肾上腺皮质激素(如醛固酮和皮质醇)合成减少,最终引起肾上腺皮质合成大量雄激素。下列说法错误的是( )
A. 该患者体内促肾上腺皮质激素和促性腺激素合成增多
B. 该患者可能会出现有机物代谢紊乱和低血钠的症状
C. 睾丸和肾上腺皮质分泌雄激素都受到分级调节的调控
D. 该患者体内雄激素水平长期偏高,可导致生育能力降低
【答案】A
【解析】
【分析】1、激素调节的分级调节机制:下丘脑分泌促激素释放激素,促进垂体分泌促激素,进而促进某内分泌腺分泌激素;
2、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,这种调节方式叫作反馈调节。
【详解】A、肾上腺皮质激素的分泌存在负反馈调节,某肾上腺皮质增生患者由于体内某种酶的缺陷,使肾上腺皮质激素(如醛固酮和皮质醇)合成减少,对垂体的抑制作用减弱,因此垂体分泌的促肾上腺皮质激素增加,该患者肾上腺皮质合成大量雄激素,血液中较高浓度的雄性激素对垂体的抑制作用增强,使垂体合成、分泌的促性腺激素减少,A错误;
B、醛固酮和皮质醇可调节水盐代谢和有机物的代谢,其中醛固酮可促进肾小管和集合管对钠离子的重吸收,该患者醛固酮和皮质醇合成减少,因此该患者可能会出现有机物代谢紊乱和低血钠的症状,B正确;
C、机体内存在下丘脑→垂体→性腺轴和下丘脑→垂体→肾上腺皮质轴,因此睾丸和肾上腺皮质分泌雄激素都受到分级调节的调控,C正确;
D、该患者体内雄激素水平长期偏高,会抑制垂体释放促性腺激素,而促性腺激素能促进性腺的发育和生殖细胞的成熟,该患者体内雄激素水平长期偏高,会导致促性腺激素分泌减少,可导致生育能力降低,D正确。
故选A。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 下图表示一个动物细胞内外不同物质的相对浓度,相关说法正确的是( )
A. 细胞内外浓度差的维持依赖于膜上的通道蛋白
B. 维持细胞内外的浓度差需要消耗能量
C. 胰岛素以胞吞的方式进入细胞
D. 通过被动运输的方式运出细胞
【答案】BD
【解析】
【分析】助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方 式,叫作协助扩散;转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载 体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白只容 许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的 分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与 通道蛋白结合。
【详解】A、细胞内外Na+浓度差的维持不是依赖于膜上的通道蛋白,A错误;
B、维持细胞内外的K+浓度差依赖于膜上的Na+-K+泵,需要消耗能量,B正确;
C、胰岛素化学本质是蛋白质,其属于信息分子,题图可知,胰岛素不进入细胞内,C错误;
D、细胞内由于呼吸作用使二氧化碳浓度升高时,二氧化碳便通过自由扩散作用排出细胞,进入细胞外液,自由扩散属于被动运输,可见CO2通过被动运输的方式运出细胞,D正确。
故选BD。
17. 同位素标记法是生物学研究中常用的方法,下列说法错误的是( )
A. 用含3H标记鸟苷的培养液培养动物细胞,可在核糖体、线粒体中检测到放射性
B. 给细胞提供18O标记的葡萄糖,被18O标记的化合物均为细胞呼吸的产物
C. 噬菌体侵染细菌的实验若用15N标记噬菌体,则上清液和沉淀物中都有放射性
D. 用14C标记的CO2供小球藻光合作用,可根据放射性化合物出现的先后顺序推断暗反应过程中碳原子的转移路径
【答案】BC
【解析】
【分析】用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等。
【详解】A、3H标记的鸟苷是合成DNA和RNA的原料,而DNA在动物细胞中主要分布在细胞核中,此外在线粒体中也含有少量,RNA在线粒体和核糖体中也存在,因此用含3H标记鸟苷的培养液培养动物细胞,可在细胞核、核糖体和线粒体检测到放射性,A正确;
B、给细胞提供18O标记的葡萄糖后,这些葡萄糖不仅可以通过细胞呼吸被氧化分解为含18O的化合物如二氧化碳,还可以作为合成其他有机物的原料(如糖原、脂肪、氨基酸等)。故被18O标记的化合物不完全是细胞呼吸的产物,B错误;
C、15N是稳定同位素,不具有放射性,故若用15N标记噬菌体,则上清液和沉淀物中都无放射性,C错误;
D、以14CO2作为小球藻光合作用的原料,根据带14C标记的化合物出现时间的先后顺序,推测出了C的转移过程,光合作用的暗反应的物质变化为:暗反应中14CO2经固定成214C3,再还原成14C6H12O6和C5,故C的转移过程可表示为14CO2→14C3→14C6 H12O6+C5,D正确。
故选BC。
18. 人类14号与21号染色体的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体,该染色体携带者在进行减数分裂时细胞中会形成联会复合物,如图所示。该联会复合物中任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞的任意一极。已知某显性遗传病由位于14号染色体上的基因A/a控制,某男性患者(基因型为Aa)是14/21平衡易位染色体携带者,且基因A位于14/21平衡易位染色体上。不考虑基因突变,下列说法错误的是( )
A. 该患者的初级精母细胞中含有25种形态不同的染色体
B. 该患者的次级精母细胞中的染色体数可能为22、23、44、46
C. 若不考虑染色体互换,该男性产生正常精子的概率为1/4
D. 若该患者的某精原细胞A/a所在片段发生一次互换,产生含a正常精子的概率为1/6
【答案】D
【解析】
【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】A、根据题干信息可知,14/21平衡易位染色体是由14号和21号两条染色体融合成一条染色体,该患者的初级精母细胞中含有22种常染色体+X+Y+14/21平衡易位染色体=25种形态不同的染色体,A正确;
B、该患者的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ的前期和中期含有22或23条染色体,在减数分裂Ⅱ的后期含有44或46条染色体,因此该患者的次级精母细胞中的染色体数可能为22、23、44、46,B正确;
C、将图中14/21染色体标记为①,21号染色体标记为②,14号染色体标记为③,根据题干信息:联会复合物中任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞的任意一极,则会存在以下两类种情况,若①和②分离,③随机移向两极,可得到①③、②、①、②③四种配子,若①和③分离,②随机移向两极,可得到①②、③、①、②③四种配子,综合之后,②③的配子为21、14号染色体的正常配子,即2/8=1/4,C正确;
D、基因A/a位于14号染色体上,该病为显性遗传病,正常情况下男性产生正常精子的概率为1/4,A/a所在片段发生一次互换,含含a正常精子的概率为1/2×1/4=1/8,D错误。
故选D。
19. 苯丙酮尿症是由PH基因突变引起,已知PH基因两侧存在限制酶Msp的切点,且切点的分布有两种形式,如图1。某家庭父母均正常,但生了一个患苯丙酮尿症的女儿①,如图2.提取该家庭不同个体的PH基因所在DNA用Msp切割,并经PCR和电泳后得到图3的结果,已知①是23kb/23kb纯合体。下列说法错误的是( )
A. 19kb片段代表正常的PH基因,23kb片段代表突变的PH基因
B. ①患病原因是②③减数分裂产生了含致病基因的精子和卵细胞
C. 若胎儿④电泳检测结果为23kb/19kb,则④为患病男孩的概率为1/8
D. 若胎儿④电泳检测结果为23kb/23kb,则④不一定患病
【答案】AC
【解析】
【分析】题图分析:①为患病女孩,而其父母正常,说明苯丙酮尿症属于常染色体隐性遗传病。设控制该性状的基因为A/a,则①、②、③号基因型分别为aa、Aa、Aa。
【详解】A、①是23kb/23kb纯合体,表现患病,②也是23kb/23kb纯合体,但表现正常,③号是19kb/23kb杂合体,表现正常,因而可推测,19kb片段中含有正常的PH基因,②号有一个23kb片段中也含有正常的PH基因,A错误;
B、①是患者,且该病为常染色体隐性遗传病,因而推测其患病原因是②③减数分裂产生了含致病基因的精子和卵细胞,B正确;
C、若胎儿④电泳检测结果为23kb/19kb,由于19kb只能来自③号,且其中含有正常的PH基因,因此,④一定表现正常,C错误;
D、若胎儿④电泳检测结果为23kb/23kb,则④不一定患病,因为②是23kb/23kb纯合体,且表现正常,即②号个体中的23kb片段一个含有正常基因,一个含有患病基因,因而无法做出判断,D正确。
故选AC。
20. 为研究河豚毒素对兴奋在神经元之间传递的影响,科研人员选用枪乌贼的神经组织进行相关处理后,刺激神经元a并分别测量位点1、位点2处的动作电位,结果如下表,枪乌贼的神经组织部分结构如图。下列说法错误的是( )
A. 测量位点1处的动作电位时,应将两个电极均置于膜外
B. 增大刺激的强度,实验数值会增大
C. 增大枪乌贼神经组织外的Na+浓度,实验数值将增大
D. 结果表明河豚毒素影响兴奋在神经元之间的传递,不影响在神经纤维上的传导
【答案】ABD
【解析】
【分析】据表分析,第1组处理说明,神经元兴奋时,膜外负电位,膜内为正电位,膜外比膜内电位低75mV。室温下,微电极刺激突触前神经元测得动作电位0.5ms后,才能测到突触后神经元的动作电位,这被称为“兴奋的延迟”。延迟的原因之一是突触前膜以胞吐的方式释放神经递质,该物质被突触后膜上的特异性受体识别。已知河豚毒素对突触后膜识别信息分子的敏感性无影响,即对突触后膜上受体无影响。从2、3、4组可推断,神经突触后神经元动作电位的降低应该是作用于突触后膜的神经递质数量减少引起的,由此可知,河豚毒素对神经兴奋的传递起抑制作用。
【详解】A、测量位点1处的动作电位时,应将两个电极一个置于膜外,一个置于膜内,A错误;
BC、动作电位的峰值由神经元内外两侧的Na+浓度差决定,再增大刺激强度,动作电位峰值也保持不变,实验数值不会增大,增大枪乌贼神经组织外的Na+浓度,实验数值将增大,B错误,C正确;
D、结果表明河豚毒素影响兴奋在神经元之间的传递,也影响在神经纤维上的传导,如从2、3、4组可知,随着浸润在河豚毒素中时间延长,神经元a动作电位实验数值减小,D错误。
故选ABD。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 生物膜系统是真核细胞中细胞膜、核膜以及细胞器膜的统称,它们在结构和功能上是紧密联系的统一整体,在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。
(1)生物膜的主要成分是_____。生物膜的研究具有广泛的应用价值,对海水进行淡化处理模拟了细胞膜的_____功能。
(2)细胞内能够同时有序进行多种化学反应,而不会互相干扰。请从生物膜的功能和酶的特性角度,阐释多种化学反应互不干扰的原因_____
(3)高尔基体膜上的RS受体能特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,并通过囊泡将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。抗体等分泌蛋白_____(填“含有”或“不含有”)短肽序列RS。已知RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱,推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH_____(填“高”或“低”)。
(4)为探究分泌蛋白合成和运输的过程,科研人员向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射³H标记的亮氨酸(R基为—C₄H9),预测出现放射性的细胞器依次是_____(用名称和箭头表示)。有同学认为该检测结果并不准确,因为亮氨酸经脱水缩合产生的水中也可能含有放射性,会对结果产生影响。针对这一问题,你的解决方案是:_____
【答案】(1) ①. 脂质和蛋白质 ②. 控制物质进出细胞
(2)生物膜把各种细胞器分隔成一个个小的区室;酶具有专一性,不同区室(细胞器)内酶的种类不同
(3) ① 不含有 ②. 低
(4) ①. 核糖体→内质网→高尔基体 ②. 将标记在氨基酸的R基或用标记亮氨酸
【解析】
【分析】根据题意,高尔基体膜上的 RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放,说明RS 受体和含有短肽序列 RS 的蛋白质结合,将其从高尔基体运回内质网。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱,说明高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低
【小问1详解】
生物膜的主要成分是脂质(磷脂)和蛋白质。富集海水进行淡化处理是让水分子通过生物膜,而相关盐离子不能通过生物膜,模拟了细胞膜控制物质进出的功能。
【小问2详解】
生物膜把各种细胞器分隔成一个个小的区室,保证了各反应相互不影响;酶具有专一性,不同区室(细胞器)内酶的种类不同,从而使得细胞内能够同时有序进行多种化学反应,而不会互相干扰。
【小问3详解】
由题意可知,含有RS短肽序列的蛋白质是错误转运到高尔基体的蛋白质,需重新运回内质网,所以抗体等分泌蛋白不含有短肽序列RS。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱,其可以在高尔基体结合,在内质网释放,可推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低。
【小问4详解】
分泌蛋白依次经过核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜,所以出现放射性的细胞器依次为核糖体→内质网→高尔基体。可通过将 3H 标记在氨基酸的R基(保证其不被脱水时脱去)或用 14C 标记亮氨酸(水不含C),从而保证结果的准确性。
22. 类囊体膜上的光反应过程如图所示。当光照过强时,供应不足导致电子传递给产生超氧阴离子自由基()等有毒产物,这些有毒产物会攻击PSⅡ(叶绿素蛋白质复合体)反应中心的D1蛋白,使得D1蛋白受到损伤进而发生降解,导致光合速率下降,这种现象称为光抑制。研究发现,在强光条件下,类囊体膜蛋白PSBS可感应类囊体腔内的高浓度而被激活,激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递,最终将过量的光能转换成热能释放,从而防止强光对植物造成损伤。
(1)据图分析、由类囊体腔进入叶绿体基质的运输方式为_____。若药物X可以阻断类囊体膜上PQ蛋白的功能,则喷施药物X将_____(填“有利于”或“不利于”)PSBS发挥功能,原因是_____。
(2)推测干旱环境下,光抑制会_____(填“增强”或“减弱”),理由是_____。
(3)研究发现,水杨酸可以在一定程度上缓解光抑制。为探究水杨酸缓解光抑制的机理,科研人员用清水处理灌浆期小麦(W)为对照组、0.3ml/L水杨酸溶液处理相同小麦(SA)为实验组,设置适宜温度中等强光(MTL)组、高等强光(HTL)组,处理一段时间后,提取不同条件下小麦叶绿体中的D1蛋白并进行电泳,实验结果如图所示。该实验结果表明_____。
【答案】(1) ①. 协助扩散 ②. 不利于 ③. 喷施药物X后,PQ蛋白失去功能,使得类囊体腔内的浓度偏低,不利于PSBS的激活
(2) ①. 增强 ②. 干旱环境下气孔关闭,胞间(浓度下降,使得暗反应减慢,NADP⁺供应不足,光抑制加剧
(3)水杨酸通过抑制D1蛋白的降解缓解光抑制
【解析】
【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段。光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜,发生的物质变化有水的光解、ATP和NADPH的生成;暗反应的场所是叶绿体基质,发生的物质变化有CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH。
【小问1详解】
据图可知,水光解的一侧为类囊体腔,H+由类囊体腔进入叶绿体基质需要转运蛋白的参与(同时能促进ATP的合成),但不消耗能量,因此运输方式为协助扩散。由图可知,PQ蛋白能将H+从类囊体膜外运到类囊体腔,该过程为逆浓度梯度运输,可使类囊体腔积累H+,形成的H+浓度差有利于促进ATP的合成。已知在强光条件下,类囊体膜蛋白PSBS可感应类囊体腔内的高H+浓度而被激活,激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递,最终将过量的光能转换成热能释放,从而防止强光对植物造成损伤。若药物X可以阻断类囊体膜上PQ蛋白的功能,则喷施药物X后,PQ蛋白失去功能,使得类囊体薄膜两侧的H+浓度差会减小,不利于PSBS的激活。
【小问2详解】
根据题意可知,光照过强时会产生光抑制,干旱环境下,植物为了保水,气孔会关闭,导致胞间CO2浓度下降,使得暗反应减慢,暗反应生成的NADP+供应不足,导致电子传递给O2产生超氧阴离子自由基(O2−1)等有毒产物,进而使得D1蛋白受到损伤进而发生降解,导致光合速率下降,因此光抑制会加剧。
【小问3详解】
与中等强光(MTL)组相比,高等强光(HTL)组中用清水处理灌浆期小麦(W)的D1蛋白含量明显减少,而高等强光(HTL)组中用0.3ml/L水杨酸溶液处理小麦(SA)的D1蛋白含量与中等强光(MTL)组下接近,由于强光可促进D1蛋白的降解,因此上述结果说明水杨酸通过抑制D1蛋白的降解缓解光抑制。
23. 直链淀粉含量与米饭口感呈负相关,是影响稻米品质的主要因素。光合作用产生的蔗糖经过一系列反应生成支链淀粉,支链淀粉经过淀粉合酶I(GBSSI,由W基因编码)催化后得到直链淀粉。科研人员对某品系水稻诱变后筛选到了支链淀粉含量分数>95%的突变体,但种子干重明显下降。进一步研究发现,W基因编码区替换了10个碱基对突变为Wr基因,Wr基因编码的GBSSI蛋白分子量明显变小,且不能起催化作用,也不影响W基因的表达。
(1)W基因会影响稻米的品质,原因是_____
(2)突变体水稻的基因型为_____。Wr基因编码蛋白质分子量变小的原因最可能是_____。
(3)水稻的叶形有正常叶和卷曲叶,分别由A、a控制;叶色有绿色叶和白条纹叶,分别由B、b控制。为获得口感好、产量高的水稻品种,科研人员对两株高产水稻(基因型AaBb)进行基因改造,使每株水稻中的一个W基因替换为基因,再将两株水稻自交获得的种子分别装袋,从每袋中选出部分支链淀粉含量分数>95%的种子,分别提取胚中与叶形、叶色相关的基因进行PCR,并进行电泳分析,每袋分别出现了三种电泳结果如下,已知条带IV代表基因b。
①请画出产生袋1的亲本细胞中三对基因(A、a;B、b;W、Wr)在染色体上的相对位置_____。
②为了在幼苗期就能选育出所结籽粒支链淀粉含量高的植株,应选择_____(填“袋1”或“袋2”)中的种子进行种植,叶形和叶色表型为_____的幼苗即为所需植株。
③将选育出的幼苗继续种植并使其自交后,发现部分水稻籽粒口感较差,从产生配子的角度分析,原因最可能是_____。现用Wr基因中替换部分的碱基序列设计PCR扩增引物,对选育出个体的Wr基因进行扩增、_____(填“能”或“不能”)根据扩增产物的有无选育出符合要求的个体,理由是_____。
【答案】(1)直链淀粉含量是影响稻米品质的主要因素;W基因可通过控制淀粉合酶Ⅰ的合成控制支链淀粉到直链淀粉的转化,导致稻米中直链淀粉含量高
(2) ①. ②. 较W基因,基因编码区转录形成的mRNA中提前出现了终止密码子,翻译提前终止
(3) ①. ②. 袋1 ③. 正常白条纹叶或卷曲白条纹叶 ④. 亲本减数分裂产生配子过程中发生了染色体互换,产生了bW基因的配子,使筛选出的某些植株含有W基因 ⑤. 不能 ⑥. 杂合子W与纯合子都含有基因,均有扩增产物
【解析】
【分析】基因控制生物性状的两种方式:一是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【小问1详解】
已知直链淀粉含量与米饭口感呈负相关,是影响稻米品质的主要因素。W基因编码的淀粉合酶I能将支链淀粉转化为直链淀粉,导致稻米中直链淀粉含量高,稻米品质变差,因此W基因会影响稻米的品质。
【小问2详解】
根据题意,Wr基因不影响W基因的表达,因此可说明突变体内不含W基因,因此突变体的基因型为WrWr。Wr基因编码蛋白质分子量变小可能是与W基因相比, Wr基因编码区转录形成的mRNA中提前出现了终止密码子,使翻译提前终止。
【小问3详解】
①根据(2)的分析可知,支链淀粉含量分数>95%的突变体基因型为WrWr,已知条带IV代表基因b,袋1中的种子都含有b基因,说明Wr不能与B基因自由组合,即Wr与b基因连锁,袋1中的种子均不含条带Ⅲ,说明条带Ⅲ为B基因。袋1中有的种子只含条带Ⅰ,有的只含条带Ⅱ,有的种子含有条带Ⅰ和Ⅱ,说明条带Ⅰ和Ⅱ表示A和a基因,该基因可与Wr基因自由组合,因此袋1的亲本细胞中三对基因在染色体上的相对位置为。
②由图可知,袋2中不含条带IV,即不含基因b,由于Wr与b基因连锁,因此为了在幼苗期就能选育出所结籽粒支链淀粉含量高的植株,应选择袋1中的种子进行种植,由于b基因控制的是白条纹叶,且与A和a之间可以自由组合,因此叶形和叶色表型为正常白条纹叶或卷曲白条纹叶的幼苗即为所需植株。
③将选育出的幼苗继续种植并使其自交后,发现部分水稻籽粒口感较差,说明部分种子中直链淀粉含量较多,即含有了W基因,因此可推测是亲本(AaBbWWr)减数分裂产生配子过程中B和b所在染色体的同源区段发生了互换,产生了bW基因的配子,从而使筛选出的某些植株含有W基因。由于杂合子WWr与纯合子WrWr都含有Wr基因,用Wr基因中替换部分的碱基序列设计PCR扩增引物,扩增的结果均有扩增产物,因此对选育出个体的Wr基因进行扩增、不能根据扩增产物的有无选育出符合要求的个体。
24. 基因沉默是指由于各种原因,在未损伤原有DNA的情况下,基因不表达或低表达的现象,分为转录水平的沉默(TGS)和转录后水平的沉默(PTGS)。RNA介导的基因沉默主要是对mRNA进行干扰,起作用的有miRNA和siRNA.miRNA由基因组内源DNA编码产生,可与目标mRNA配对,阻碍核糖体的移动;siRNA主要来自外源的双链RNA分子,如病毒感染或实验室合成,siRNA可与目标mRNA完全配对,导致目标mRNA被水解。
(1)RNA介导的基因沉默属于_____(填“TGS”或“PTGS”)。科研人员认为RNA介导的基因沉默属于表观遗传,其依据是_____
(2)基因中部分碱基发生甲基化修饰,也可引起基因沉默,从基因表达的角度分析,其作用机理可能是_____。
(3)研究发现,在个体发育的不同阶段会产生不同的miRNA,推测其可能与_____有关。miRNA基因复制过程中两条子链延伸方向是_____(填“5'端到3′端”或“3'端到5'端”),若miRNA基因中腺嘌呤有n个,占该基因全部碱基的比例为m,则该miRNA基因第4次复制所需的鸟嘌呤脱氧核苷酸为_____个。
(4)研究发现,人体中载脂蛋白B水平的增高会导致心血管疾病的患病风险增加,而用传统的药物治疗很难控制载脂蛋白B的水平。请根据RNA介导的基因沉默提出降低体内载脂蛋白B的水平、预防心血管疾病的思路:_____。
【答案】(1) ①. PTGS ②. RNA介导的基因沉默不改变基因的碱基序列,但基因表达和表型发生可遗传变化
(2)基因中部分碱基发生甲基化修饰后,导致启动子结构发生改变,RNA聚合酶不能识别并与之结合,基因的转录被抑制而不能表达
(3) ①. 细胞分化(或基因的选择性表达) ②. 5'端到3'端 ③.
(4)设计针对载脂蛋白B基因的siRNA,并将其导入体内
【解析】
【分析】1、基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体;
2、表观遗传现象是指基因表达发生改变但不涉及DNA序列的变化,能够在代与代之间传递。表观遗传包括基因沉默、DNA甲基化、核仁显性、休眠转座子激活和基因组印记等方面。
【小问1详解】
RNA介导的基因沉默主要是对mRNA进行干扰,mRNA是转录后的产物,所以RNA介导的基因沉默属于转录后水平的沉默(PTGS);RNA介导的基因沉默未损伤原有DNA的情况下使基因不表达或低表达,这种在不改变DNA序列的情况下基因表达发生可遗传的改变符合表观遗传的特点,所以科研人员认为RNA介导的基因沉默属于表观遗传;
【小问2详解】
基因中部分碱基发生甲基化修饰后,导致启动子结构发生改变,RNA聚合酶不能识别并与之结合,从而抑制基因转录过程;或者影响转录后加工过程,如影响mRNA的剪接等,最终导致基因沉默;
【小问3详解】
在个体发育的不同阶段会产生不同的miRNA,推测其可能与细胞分化有关,因为细胞分化是个体发育的基础,不同的细胞类型需要不同的基因表达调控,miRNA可以调控基因表达;DNA复制过程中两条子链延伸方向都是5'端到3'端,miRNA基因复制也遵循DNA复制的基本规律,所以延伸方向是5'端到3'端;已知腺嘌呤有n个,占该基因全部碱基的比例为m,则该基因的总碱基数为n/m。根据碱基互补配对原则,A=T=n,G = C=1/2(n/m-2n)=n/2m-n。第4次复制所需的鸟嘌呤脱氧核苷酸为24-1×(n/2m-n)==8×(n/2m-n)=8n(1/2m-1);
【小问4详解】
根据RNA介导的基因沉默提出降低体内载脂蛋白B的水平、预防心血管疾病的思路:可以根据RNA介导的基因沉默原理,设计针对载脂蛋白B基因mRNA的siRNA或miRNA,将其导入体内,使载脂蛋白B基因的mRNA被水解或者阻碍其翻译过程,从而降低载脂蛋白B的水平,达到预防心血管疾病的目的。
25. 胰液由胰腺分泌,通过导管进入小肠中发挥作用。胰液中含有的众多化学成分,分别由胰腺中不同的细胞分泌。机体可以通过I、Ⅱ、Ⅲ三条通路调节胰液的分泌,如图所示。
注:→表示促进;----表示分泌;ACh:乙酰胆碱;GRP:促胃液素释放肽;CCK:缩胆囊素。
(1)接受同一刺激时,下丘脑通过途径①和②控制胰腺分泌的反应速度不同,从作用途径的角度分析,原因是_____。
(2)通路Ⅱ中的物质A是_____。为验证兔子体内存在通路Ⅱ,可以通过实验进行验证。已知静脉注射盐酸不会引起胰液分泌增加,请写出实验思路_____
(3)胰液中含有大量的,胰液分泌后_____(填“会”或“不会”)直接影响内环境的pH。通过通路Ⅱ和通路Ⅲ调节所分泌的胰液中,各成分的含量会大不相同,原因是_____
(4)为探究通路Ⅱ对通路Ⅲ是否有影响,现选取多只生理状态相同的小鼠,分别测定的含量,记录为;阻断通路Ⅱ,再次测定该物质_____的含量,记录为。若_____,则通路Ⅱ对通路Ⅲ有促进作用。
【答案】(1)途径①是神经—体液调节,促胃液素通过体液运输,反应速度较缓慢;途径②只有神经调节,通过反射弧作用于胰腺,反应速度迅速
(2) ①. 促胰液素 ②. 将兔子的一段小肠剪下,刮下黏膜,将稀盐酸加入黏膜磨碎,并制成提取液;将提取液注射到同一只兔子的静脉中,观察胰液的分泌量是否增加
(3) ①. 不会 ②. 两条通路中的激素主要作用于胰腺中不同的细胞
(4) ①. CCK ②.
【解析】
【分析】胰腺是哺乳动物的一种腺体,有外分泌部和内分泌部之分。外分泌部分泌产生胰液,内含多种消化酶;内分泌部即胰岛,其中胰岛A细胞分泌胰高血糖素,胰岛B细胞分泌胰岛素。
小问1详解】
途径①是神经—体液调节,促胃液素通过体液运输,反应速度较缓慢;途径②只有神经调节,通过反射弧作用于胰腺,反应速度迅速,因此,接受同一刺激时,下丘脑通过途径①和②控制胰腺分泌的反应速度不同。
【小问2详解】
通路Ⅱ中的物质A是促胰液素。为验证兔子体内存在通路Ⅱ,可以将兔子的一段小肠剪下,刮下黏膜,将稀盐酸加入黏膜磨碎,并制成提取液;将提取液注射到同一只兔子的静脉中,观察胰液的分泌量是否增加。
【小问3详解】
胰液中含有大量的 HCO3− ,胰液不属于内环境成分,分泌后不会直接影响内环境的pH。通过通路Ⅱ和通路Ⅲ调节所分泌的胰液中,各成分的含量会大不相同,原因是两条通路中的激素主要作用于胰腺中不同的细胞。
【小问4详解】
实验①
长翅♀:长翅♂:截翅♂=2:1:1
正常眼♀:棘眼♀:正常眼♂=1:1:2
褐色♀:黄色♀:褐色♂:黄色♂=3:1:3:1
实验②
♀♂均为:截翅正常眼:长翅棘眼:长翅正常眼:截翅棘眼=97:97:3:3
生物名称
黑猩猩
猕猴
袋鼠
鲨鱼
天蚕蛾
小麦
酵母菌
氨基酸差异/个
0
1
10
23
31
35
44
组号
处理
神经元a动作电位
神经元b动作电位
l
未加河豚毒素
75
75
2
浸润河豚毒素中
5min后
65
65
3
10min后
50
25
4
15min后
40
0
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