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      陕西省西安市2025届高三下学期模拟预测生物试卷(解析版)

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      • 2025-07-31 07:23
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      陕西省西安市2025届高三下学期模拟预测生物试卷(解析版)

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      这是一份陕西省西安市2025届高三下学期模拟预测生物试卷(解析版),共25页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
      1. 2025年国家卫生健康委呼吁启动为期三年的“体重管理年”活动。下列说法错误的是( )
      A. 食用肉蛋奶等富含蛋白质的食物,人体一般不会缺乏必需氨基酸
      B. 纤维素虽不能被人体消化吸收,但可加速胃肠蠕动并促进消化吸收
      C. 肥胖症等“现代文明病”的根源在于膳食结构改变导致的体内脂肪堆积
      D. 日常饮食中含有的糖类和脂肪在人体中可以大量相互转化
      【答案】D
      【分析】蛋白质是生命活动的主要承担着。糖类是主要的能源物质。
      【详解】A、组成人体蛋白质的氨基酸有21种,其中有8种是人体细胞不能合成的,经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品,人体一般就不会缺乏必需氨基酸,A正确;
      B、纤维素是构成植物细胞壁的多糖,虽不能作为能源物质被人体消化吸收,但膳食中的纤维素具有助消化等功能,B正确;
      C、“现代文明病”的根源在于动物性食物中蛋白质、脂质摄入比例大大增加,导致脂肪在人体中堆积,C正确;
      D、糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。例如,糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类,D错误。
      故选D。
      2. 下列有关细胞结构和功能的相关叙述,错误的是( )
      A. 内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所,它是由膜围成的膜性管道系统
      B. 许多由膜构成的囊泡在细胞中运输“货物”,而内质网起着重要的交通枢纽作用
      C. 细胞骨架与细胞物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关
      D. 细胞有丝分裂的过程中,核膜、核仁会周期性的在前期消失、末期重建
      【答案】B
      【分析】细胞作为基本的生命系统,具有系统的一般特征:有边界,有系统内各组分的分工合作,有控制中心起调控作用。
      【详解】A、内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,它由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统,A正确;
      B、许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着“货物”,而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽作用,B错误;
      C、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,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,C正确;
      D、在细胞有丝分裂的过程中,核膜、核仁会周期性的在前期消失、末期重建,核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,D正确。
      故选B。
      3. 柽柳是强耐盐植物,它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。下列关于物质运输说法正确的是( )
      A. 水分子多数通过自由扩散进出细胞,少数以协助扩散方式进出细胞
      B. 运出无机盐的载体蛋白也能催化ATP水解,其酶活性被激活后膜内侧的无机盐与其相应位点结合
      C. 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
      D. 胞吞或胞吐运输的都是生物大分子,离子和较小的有机分子必须借助转运蛋白进出细胞
      【答案】C
      【分析】1、转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,载体蛋白参与协助扩散或主动运输,通道蛋白参与协助扩散。
      2、自由扩散的特点:顺浓度梯度运输、不需要载体、不消耗能量;协助扩散的特点:顺浓度梯度运输、需要载体、不消耗能量;主动运输的特点:逆浓度梯度运输、需要载体、消耗能量。
      【详解】A、过去人们普遍认为,水分子都是通过自由扩散进出细胞的,但后来的研究表明,水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的,A错误;
      B、参与无机盐主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶,当膜内侧的无机盐与其相应位点结合时,其酶活性就被激活了,B错误;
      C、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,C正确;
      D、除一些不带电荷的小分子可以自由扩散的方式进出细胞外,离子和较小的有机分子(如葡萄糖和氨基酸等)的跨膜运输必须借助于转运蛋白,像蛋白质这样的生物大分子,通过胞吞或胞吐进出细胞,其过程也需要膜上蛋白质的参与,更离不开膜上磷脂双分子层的流动性,胞吐也可以释放神经递质,D错误。
      故选C。
      4. 图甲表示洋葱(2N=16)根尖细胞的有丝分裂图像,图乙表示水稻(2N=24)花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片,a至d为减数分裂I,e和f为减数分裂Ⅱ,图中的短线表示长度为5μm。下列说法正确的是( )

      A. 图甲视野取自洋葱根尖分生区细胞,细胞有丝分裂阶段和顺序依次是2→1→3→4→5
      B. 图甲实验制片流程为:解离→漂洗→染色→制片,需要用清水冲洗卡诺氏液
      C. 图乙中a表示的细胞为分裂间期,发生DNA的复制、有关蛋白质合成,细胞适度生长
      D. 图乙的b、d表示的细胞中可以发生基因重组,可以为生物进化提供原材料
      【答案】D
      【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
      【详解】A、图甲视野应取自洋葱根尖分区细胞,细胞1处于有丝分裂前期;细胞2处于有丝分裂前的间期;细胞3处于有丝分裂中期;细胞4处于有丝分裂后期;细胞5处于有丝分裂末期,由于间期不属于有丝分裂的过程,故植物细胞有丝分裂的顺序依次是1→3→4→5,A错误;
      B、图甲实验制片流程为:解离→漂洗→染色→制片;在低温诱导染色体加倍实验中需要体积分数为95%的酒精冲洗卡诺氏液,B错误。
      C、图乙中a表示的细胞为减数第一次分裂前期,发生核膜核仁解体,染色质螺旋化为染色体,C错误;
      D、图乙中b表示减数第一次分裂前期,d表示减数第一次分裂后期均可发生基因重组,基因重组属于可遗传变异,可以为生物进化提供原材料,D正确。
      故选D。
      5. 某些基因往往由于结构、数量或基因表达水平的变化,最终影响生物性状的改变。下列叙述错误的是( )
      A. 血红蛋白基因所编码的血红蛋白分子的氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸,引起镰状细胞贫血,表明基因突变可导致性状改变
      B. 在慢性髓细胞性白血病患者中,发现9号和22号染色体互换片段,原癌基因abl过度表达,表明基因重组可导致癌变
      C. 在人体神经母细胞瘤患者中,发现原癌基因N-myc发生异常扩增,基因数目增加,表明染色体结构的变异可导致癌变
      D. 柳穿鱼Lcyc基因有多个碱基高度甲基化,抑制了基因的表达,进而影响花的形态结构,表明表观遗传可导致表型的改变
      【答案】B
      【分析】原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。相反,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。
      【详解】A、 血红蛋白基因所编码的血红蛋白分子的氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸,属于基因突变,引起镰状细胞贫血,表明基因突变可导致性状改变,A正确;
      B、 在慢性髓细胞性白血病患者中,9号和22号染色体交换片段属于染色体结构变异中的易位,这种变异使得原癌基因abl过度表达,从而可能导致癌变,这表明染色体结构变异可导致癌变,易位属于染色体结构变异,不是基因重组,B错误;
      C、在神经母细胞瘤患者中,原癌基因N - myc发生异常扩增,基因数目增加,这属于染色体变异,表明染色体变异可导致癌变,C正确;
      D、 柳穿鱼Lcyc基因有多个碱基高度甲基化,抑制了基因的表达,甲基化修饰属于表观遗传,进而影响花的形态结构,表明表观遗传可导致表型的改变,D正确。
      故选B。
      6. 细胞色素c是细胞中普遍存在的一种蛋白质。据测算,其氨基酸序列每2000万年发生1%的改变,但对功能无影响。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列差异如表所示,相关叙述错误的是( )
      A. 不同生物间的细胞色素c氨基酸序列具有相似性,提示不同生物可能有共同的祖先
      B. 不同生物间的细胞色素c的氨基酸序列差异是变异在长期自然选择作用下积累的结果
      C. 不同生物间的细胞色素c的差异揭示了当今生物种类亲缘关系以及在进化史上出现的顺序
      D. 分子水平研究为生物进化提供了直接的证据,比较解剖学和胚胎学给生物进化论提供了有力支持
      【答案】D
      【分析】动植物体都有细胞色素C的事实说明动植物具有一定的亲缘关系,亲缘关系越近的生物,细胞色素C的差异越小;亲缘关系越远的生物,细胞色素C的差异则越大。
      【详解】A、细胞色素c是细胞中普遍存在的一种蛋白质,且不同生物间的细胞色素c具有相似性,只是氨基酸序列存在微小差异。这种普遍性和相似性提示了不同生物可能有共同的祖先,A正确;
      B、生物的变异是不定向的,自然选择是定向的,不同生物生存的环境不尽相同不同生物细胞色素c的氨基酸序列差异是变异在长期自然选择作用下积累的结果,B正确;
      C、不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点,提示人们当今生物有着共同的原始祖先,其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序,C正确;
      D、化石为研究生物进化提供了直接的证据,比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究,都给生物进化论提供了有力的支持,D错误。
      故选D。
      7. 以下有关科学方法的叙述错误的是( )
      A. 同位素标记法是用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,如用3H标记非必需氨基酸来研究分泌蛋白的合成与运输过程
      B. 差速离心法主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法,如可用此方法来分离真核细胞中的各种细胞器
      C. 模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述,这种描述既可以是定性的也可以是定量的
      D. 设计对照实验需要严格控制变量,除自变量外,实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素叫作无关变量
      【答案】A
      【分析】科学方法是科学研究中的关键工具,包括实验设计、模型构建和技术应用等。差速离心、同位素标记、模型构建和对照实验设计是常见的科学方法,需明确其原理和应用场景。
      【详解】A、在同一元素中,质子数相同、中子数不同的原子为同位素。同位素的物理性质可能有差异,但组成的化合物化学性质相同。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。研究分泌蛋白的合成与运输过程应该用3H标记某种必需氨基酸,如亮氨酸来进行研究,A错误;
      B、在分离细胞中的细胞器时,将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器,B正确;
      C、模型有的借助于具体的实物或其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达。模型的形式很多,包括物理模型、概念模型、数学模型等,可以是定性的,也可以是定量的,C正确;
      D、实验过程中的变化因素称为变量,其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量,因自变量改变而变化的变量叫作因变量,除自变量外,实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素,叫作无关变量,D正确。
      故选A。
      8. 以下关于植物生长发育的调控的叙述,错误的是( )
      A. 生长素与细胞膜上相应受体特异性结合,引发细胞内特定基因的表达,从而产生效应
      B. 植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号
      C. 生长素主要促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂
      D. 黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化成雌花
      【答案】A
      【分析】生长素:
      (1)合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
      (2)主要生理功能:较低浓度促进生长,较高浓度抑制生长。
      细胞分裂素:
      (1)合成部位:正在进行细胞分裂的幼嫩根尖。
      (2)主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老。
      在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化;同时,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。在植物各器官中同时存在着多种植物激素,决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素相对含量的比例。
      【详解】A、生长素首先与细胞内某种蛋白质——生长素受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应,A错误;
      B、“淀粉—平衡石假说”是被普遍承认一种解释重力对植物生长调节的机制,植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向,B正确;
      C、生长素主要促进细胞核分裂,而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用,C正确;
      D、黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花,比值较低则有利于分化形成雄花,D正确。
      故选A.
      9. 当人动脉血压升高时,颈动脉窦压力感受器产生兴奋,最终使心肌收缩力减弱、血管平滑肌舒张等从而降低血压,相关神经递质及作用效果如下表。窦神经纤维在产生动作电位的过程中,钠离子、钾离子通过离子通道流动造成的跨膜电流如下图所示(内向电流是指阳离子由细胞膜外向膜内流动,外向电流则相反)。下列叙述错误的是( )
      A. 脑干作为神经中枢参与了该反射活动的调节,该调节过程体现了负反馈调节作用
      B. 去甲肾上腺素对血管平滑肌的作用效果可能与靶细胞上受体种类有关
      C. bc段与cd段钠离子通道打开,在d点处膜电位为外负内正到达动作电位
      D. 适度按摩颈动脉窦可一定程度上缓解心动过速,缓解动脉血压升高
      【答案】C
      【分析】当血压升高时,动脉血管壁上的压力感受器产生兴奋,经传入神经传递到延髓和脊髓,引起副交感神经活动增强,交感神经活动减弱,导致心率减慢,血压下降;反之,则心率加快,血压回升。
      【详解】A、当动脉血压升高时,颈动脉窦压力感受器兴奋,通过传入神经将信号传至脑干,再经传出神经调节心脏和血管活动,使血压降低。该过程中,血压升高作为刺激,最终调节结果是血压下降,符合负反馈调节的定义。脑干作为神经中枢参与此反射,A正确;
      B、表格中显示,交感缩血管神经释放的去甲肾上腺素可使血管平滑肌收缩或舒张,这说明同一神经递质的作用效果不同。神经递质的作用效果取决于靶细胞上的受体类型,B正确;
      C、根据题意,内向电流为钠离子内流,外向电流为钾离子外流。图中bc段为内向电流,钠离子通道打开;而 cd 段为外向电流,此时钾离子通道打开, C 错误;
      D、按摩颈动脉窦可刺激压力感受器,使其兴奋并触发降压反射:通过心迷走神经释放乙酰胆碱,使心肌收缩力减弱、心率减慢;同时可能通过交感缩血管神经调节血管舒张,从而缓解心动过速和动脉血压升高,D 正确。
      故选C。
      10. 某植物成花诱导的基因调控机制如图所示。下列说法错误的是( )

      A. FLC属于开花抑制因子基因,春化作用通过抑制FLC基因的表达抑制开花
      B. 植物细胞内的CO蛋白含量可能会出现昼夜节律性变化
      C. 光质途径可能通过改变光敏色素结构间接影响核基因表达
      D. 该植物开花与否受自身基因、环境因素等影响
      【答案】A
      【分析】光敏色素是一类蛋白质(色素一蛋白复合体),分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
      【详解】A、分析图可知,FLC基因抑制开花,FLC属于开花抑制因子基因,春化作用抑制FLC蛋白合成,从而减弱FLC蛋白的抑制作用,以解除开花抑制,A错误;
      B、光周期具有昼夜节律性变化,影响CO基因的表达,所以植物细胞内的CO蛋白含量可能出现昼夜节律性变化,B正确;
      C、光敏色素结构的改变是通过信息传递系统传导到细胞核内,影响核基因表达,而非直接影响,C正确;
      D、由题图可知,该植物开花与否受自身FLC基因、CO基因等表达调控,同时还与光周期、光质等环境因素有关,D正确。
      故选A。
      11. 某农业生态区推广“稻一虾一鳅一鱼”共作模式:稻田中养殖小龙虾、泥鳅和鲫鱼。小龙虾摄食杂草、藻类、福寿螺及有机碎屑;泥鳅以底栖有机质和部分害虫为食;鲫鱼滤食浮游生物。三者排泄物为水稻供肥,水稻根系分泌物促进浮游生物繁殖。下列叙述错误的是( )
      A. 该模式中泥鳅、小龙虾和鲫鱼之间存在食物类型的分化,减少了生态位的重叠
      B. 水稻根系分泌物可直接抑制福寿螺的繁殖,体现了生态系统信息传递的功能
      C. “稻一虾一鳅一鱼”共作模式的建立能体现生态工程的协调、循环、整体原理
      D. 由于能量的多级利用,可以使该共作模式中的能量利用率显著高于传统稻田
      【答案】B
      【分析】生态工程所遵循的基本原理为:整体、协调、循环、自生等。
      ①自生:由生物组分而产生的的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。
      ②循环:循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。
      ③协调:处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量。
      ④整体:遵循整体原理,首先要遵从从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。不仅要考虑自然生态系统的规律,也需要考虑经济和社会等的影响力,考虑社会习惯、法律制度等。
      【详解】A、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、占用资源情况以及与其他物种的关系等。从题干可知,小龙虾摄食杂草、藻类、福寿螺及有机碎屑,泥鳅以底栖有机质和部分害虫为食,鲫鱼滤食浮游生物,它们的食物类型有分化,食物类型的分化减少了它们在食物资源上的竞争,也就减少了生态位的重叠,A正确;
      B、题干中说水稻根系分泌物促进浮游生物繁殖,并没有提及直接抑制福寿螺的繁殖,B错误;
      C、“稻一虾一鳅一鱼”共作模式的建立能体现生态工程的协调原理(需要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应、环境容纳量等问题)、循环原理(废物充分的被利用)、整体原理(需要遵从自然生态系统的规律,考虑经济和社会等的影响力),C正确;
      D、在该共作模式中,能量在不同生物之间进行多级利用,相比传统稻田,能量得到了更充分的利用,所以能量利用率显著高于传统稻田,D正确。
      故选B。
      12. 烟粉虱是农业主要害虫之一,对化学农药抗性较强。烟粉虱的发育依次经历卵、1龄若虫、2~3龄若虫、4龄若虫和成虫。烟盲蝽主要捕食烟粉虱的若虫和成虫。研究人员将两种不同虫态的烟粉虱置于同一培养皿中,测试烟盲蝽的猎物选择偏好,部分实验结果如下表。
      以下分析不正确的是( )
      A. 烟盲蝽对烟粉虱的捕食存在明显偏好,更偏好2~3龄若虫
      B. 烟盲蝽与捕食烟粉虱卵的天敌联合使用可增强防治的效果
      C. 可通过标记重捕法统计存活猎物数量,再计算出被捕食量
      D. 利用天敌进行防治既能减轻烟粉虱危害又能避免化学污染
      【答案】C
      【分析】种群是某一区域内同种生物的总和,具有种群密度、出生率和死亡率、迁出率和迁入率、年龄组成和性别比例四个基本特征,其中种群密度是最基本的数量特征,出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群密度,年龄组成是预测种群密度,性别比例也可影响种群密度。
      种间关系(不同种生物之间的关系):(1)互利共生:如豆科植物与根瘤菌;人体中的有些细菌;地衣是真菌和藻类的共生体。(2)捕食:如:兔以植物为食;狼以兔为食。(3)竞争:如:大小草履虫;水稻与稗草等。(4)寄生:寄生者不劳而获。
      防治害虫的方法包括化学防治、生物防治和机械防治。其中生物防治对人类生存环境无污染。
      【详解】A、由图表可知,烟盲蝽对烟粉虱的捕食存在明显偏好,更偏好2~3龄若虫,从被捕食量可以看得出,A正确;
      B、烟盲蝽主要捕食烟粉虱的若虫和成虫,烟盲蝽与捕食烟粉虱卵的天敌联合使用可增强防治的效果,B正确;
      C、将两种不同虫态的烟粉虱置于同一培养皿中,测试烟盲蝽的猎物选择偏好,应该用直接计数法来统计存活猎物数量,再计算出被捕食量,C错误;
      D、利用天敌(烟盲蝽)进行防治属于生物防治,既能减轻烟粉虱危害,又因为不使用化学农药,所以能避免化学污染,D正确。
      故选C。
      13. 研究人员对湿地样地进行排水实验模拟湿地水位下降对碳循环过程的影响。在某湿地采集野外淹水土壤和排水土壤,向土壤中添加等量13C标记的葡萄糖用来研究CO2的来源,设置不添加葡萄糖的土壤为对照组,一段时间后检测气体释放量,结果如图。
      下列说法正确的是( )
      A. 根据实验结果分析可知湿地水位下降、面积减小可能使温室效应加剧,影响生态平衡
      B. 淹水土壤中13C标记CO2比例更大,说明淹水土壤中微生物对有机碳的分解能力明显大于排水土壤中的微生物
      C. 湿地的直接价值包括为人类提供旅游观赏、科学研究和植物能进行光合作用制造有机物、固碳、供氧等功能
      D. 碳循环是指仅通过生产者的光合作用和微生物的分解作用,将碳元素在生物群落和无机环境以CO2形式反复循环的过程
      【答案】A
      【分析】碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。碳通过植物的光合作用从大气中进入生物群落,生物通过呼吸作用、分解者的分解作用以及化石燃料的燃烧等途径,将碳以二氧化碳的形式又返回大气中。
      【详解】A、湿地水位下降会导致湿地面积减小,使更多有机碳被分解为CO2释放到大气中,加剧温室效应,影响生态平衡,A正确;
      B、从图中可看出,排水土壤相较于淹水土壤释放的CO2量更高,说明排水后土壤通气状况改善,微生物分解有机物更旺盛,故淹水土壤中微生物对有机碳的分解能力明显小于排水土壤中的微生物,B错误;
      C、直接价值是对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义的,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价值,生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面。例如,植物能进行光合作用,具有制造有机物、固碳、供氧等功能,C错误;
      D、碳循环是指碳通过生产者的光合作用从大气中进入生物群落,生物通过呼吸作用、分解者的分解作用以及化石燃料的燃烧等途径,将碳以二氧化碳的形式又返回大气中,D错误。
      故选A。
      14. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如下图所示。其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法错误的是( )
      A. 过程①诱导iPS细胞也可以借助载体将特定基因导入成纤维细胞、T细胞、B细胞等细胞中
      B. 过程②应选用MⅡ期的卵母细胞,“去核”就是通过显微操作法将卵母细胞的染色体去除
      C. 过程③获得的重构胚还需要电刺激、Ca2+载体等激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程
      D. Kdm4d的mRNA和TSA都是通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达,影响重构胚的发育
      【答案】B
      【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生遗传变化的现象,叫作表观遗传。“克隆”的原意是指通过无性繁殖技术,由同一个祖先细胞分裂繁殖成一群遗传物质完全相同的细胞群体。
      【详解】A、科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞,包括借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为 iPS 细胞 ,A正确;
      B、过程②是去除卵母细胞的细胞核,应选用处于MⅡ期的卵母细胞,减数分裂Ⅱ中期卵母细胞中的“核”其实是纺锤体-染色体复合物。文中所说的“M去核”是去除该复合物,B错误;
      C、过程③是将iPS细胞与去核卵母细胞融合形成重构胚,通过电融合法使两细胞融合,还需要用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程,C正确;
      D、生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生遗传变化的现象,叫作表观遗传。除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。这两种物质都是通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。组蛋白去甲基化酶Kdm4l的mRNA可以表达组蛋白去甲基化酶,该酶能降低组蛋白的甲基化水平;组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用提高组蛋白的乙酰化水平。D正确。
      故选B.
      15. 现代发酵工程往往选用单一菌种,其产品的产量和质量往往比传统发酵技术更高。下列叙述错误的是( )
      A. 性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得
      B. 发酵产物是单细胞蛋白时,在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥
      C. 生产微生物农药如放线菌产生的井冈霉素可以用于防治水稻纹枯病,属于生物防治
      D. 发酵罐中发酵是发酵工程的中心环节,需要不断加热促进微生物生长繁殖和代谢物的形成
      【答案】D
      【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯(生物分离工程)等方面。
      【详解】A、性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。生产柠檬酸就需要筛选产酸量高的黑曲霉。在啤酒生产中,使用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,缩短生产周期,A正确;
      B、如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,B正确;
      C、放线菌产生的抗生素—井冈霉素可以用于防治水稻纹枯病,微生物农药属于生物防治,C正确;
      D、发酵罐中发酵时,微生物进行代谢产生热量,往往不需要不断加热来维持适宜生长温度,因为微生物代谢会释放热量,有时甚至需要冷却降温措施,D错误。
      故选D。
      16. 传统抗蛇毒血清(抗体)生产成本很高,对蛇毒毒素的疗效有限。研究人员利用AI技术从头设计蛋白质以中和蛇毒毒素,成功设计出两种能够有效中和神经毒素的结合蛋白。下列说法错误的是( )
      A. 传统抗蛇毒血清的制备依赖于动物免疫反应,产量低、纯度低且特异性差
      B. AI技术可以模拟和计算结合蛋白与蛇毒毒素的结合位点,预测蛋白结构
      C. 利用AI技术设计的神经毒素结合蛋白与传统抗蛇毒血清的化学本质不同
      D. 要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造或合成基因来完成
      【答案】C
      【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。
      【详解】A、早期人们为了获得抗体,就向动物体内反复注射某种抗原,使动物产生抗体,然后从动物血清中分离所需抗体。用这种方法制备的抗体不仅产量低、纯度低,而且特异性差,A正确;
      B、AI技术能够模拟蛋白质与毒素的相互作用,计算结合位点,并预测蛋白质的三维结构,从而优化蛋白质结构设计,B正确;
      C、利用AI技术设计的神经毒素结合蛋白质与传统抗蛇毒血清的化学本质相同,都是蛋白质,C错误;
      D、由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造或合成基因来完成,D正确。
      故选C。
      二、非选择题:本题共5小题,共52分
      17. 水资源短缺限制水稻的生长发育,严重影响水稻的产量。具有特定结构的保卫细胞参与水稻气孔的构成。红光能促进水稻气孔的开放,为研究其机理,研究者利用野生型(WT)和基因敲除的水稻m,设计并开展相关实验,部分结果如图,其中气孔导度表示气孔张开的程度,基因在气孔开闭的调节中具有重要作用。回答下列问题:
      (1)保卫细胞的叶绿体中_____(填色素名称)对红光有较高的吸收峰值,红光照射下保卫细胞光合作用制造的糖类较多,细胞吸水膨胀使得气孔打开。
      (2)从光调节植物生长发育的机制看,红光促进气孔开放的机制是:①为光合作用提供更多能量;②作为_____影响蛋白的含量。实验一的结果表明,红光促进气孔开放的主要机制不是①,理由是_____。
      (3)蛋白如何对气孔开闭进行调控?研究者作出假设并进一步探究。
      ①假设一:蛋白通过影响_____,从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验二、
      ②假设二:蛋白_____(填“促进”或“抑制”)基因的表达,从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验三、若想进一步验证该结论,可选用_____水稻,检测其气孔导度。
      (4)研究发现基因过表达的水稻(OE)籽粒产量和WT无明显差异,培育OE品种的意义是_____。
      【答案】(1)叶绿素 (2)①. 光信号(光信息或信息或信号) ②. 黑暗(或远红光)照射的突变体不进行光合作用,但气孔导度和红光时相同
      (3)①. 脱落酸的合成(降解)②. 促进 ③. OsAB15基因敲除(OsAB15蛋白合成缺陷)
      (4)OE品种节水抗旱,可用于农业改良
      【分析】(1)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光;
      (2)气孔既是CO2进出的场所,也是蒸腾作用的通道,气孔张开既能增加蒸腾作用强度,又能保障CO2供应,使光合作用正常进行。
      【解析】(1)叶绿体中的叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)主要吸收红光和蓝紫光,对红光有较高的吸收峰值,所以保卫细胞的叶绿体中叶绿素对红光有较高的吸收峰值。
      (2)光不仅为光合作用提供能量,还可以作为一种信号分子,影响植物的生长发育等过程,所以红光促进气孔开放的机制之一是作为信号分子影响OsPIL15蛋白的含量;由题意可知,红光能促进气孔的开放,有利于吸收CO2而用于光合作用,正常情况下红光可以为光合作用提供能量而促进植物进行光合作用,但由实验一图可知,黑暗(或远红光)照射的突变体的气孔导度和红光时相同,说明红光促进气孔开放的主要机制不是①。
      (3)①实验二检测的是脱落酸含量,所以假设一是OsPIL15蛋白通过影响脱落酸合成(或降解),从而影响气孔开闭。
      ②从实验三来看,野生型(WT)在黑暗中OsAB15基因表达量高,在红光下表达量降低,而OsPIL15基因敲除的水稻m中OsAB15基因表达量在黑暗和红光条件下接近,说明OsPIL15蛋白促进OsAB15基因的表达,从而影响气孔开闭。若想进一步验证该结论,可选用过表达OsAB15敲除(OsAB15蛋白合成缺陷)的水稻,检测其气孔导度。如果该水稻气孔导度与预期相符,能进一步说明OsPIL15蛋白通过促进OsAB15基因表达影响气孔开闭。
      (4)已知水资源短缺限制水稻的生长发育,严重影响水稻的产量,而OsPIL15基因过表达的水稻(OE)籽粒产量和WT无明显差异,说明OE品种在不影响产量的前提下,可能由于红光促进气孔开放等机制,使水稻对水资源的利用效率提高(或使水稻在水资源短缺条件下能更好地生长发育等),所以培育OE品种可以提高水稻在水资源短缺环境下的适应能力,可用于农业改良,保障水稻产量。
      18. 蓝灰色羽毛是野生型岩鸽的典型特征,羽色由两对基因(B/b,A/a)控制,其中B控制蓝灰色,b控制红棕色,杂合时表现为浅灰色。A/a基因不控制具体的羽色性状,仅与羽毛色素合成有关,当某一个基因纯合时,表现为白羽。科研小组选取纯合蓝灰羽雄鸽与纯合白羽雌鸽杂交,F1全为浅灰羽,F1雌雄相互交配所得F2中浅灰羽:蓝灰羽:红棕羽:白羽=6:3:3:4,其中白羽全为雌鸽(注:ZW视为纯合子)。不考虑Z、W染色体同源区段的遗传,回答下列问题:
      (1)野生型岩鸽羽色的遗传符合______定律,亲本纯合蓝灰羽雄鸽与纯合白羽雌鸽的基因型分别为_____。
      (2)F2中a的基因频率为_____,F2白羽个体中,与亲本基因型相同的个体所占比例为_____,F2中的蓝灰羽雄鸽与红棕羽雌鸽随机交配,后代中白羽个体的性别为_____。
      (3)家蚕性染色体与野生型岩鸽的相同,雌性家蚕的性染色体组成为ZW。研究人员使用X射线获得了甲、乙两只雌性突变体,均发生了Z染色体的片段缺失,利用Z染色体上不同区域对应引物进行PCR,结果如图。据图分析,与乙相比,甲缺失的Z染色体片段______(填“更长”“更短”或“等长”),判断的依据是_____。
      【答案】(1)①. 基因自由组合 ②. BBZAZA、bbZaW
      (2)①. 1/3 ②. 1/4 ③. 雌性
      (3)①. 更长 ②. 突变体甲在区域Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ均不含相应片段,而突变体乙仅不含区域Ⅱ,因此甲比乙缺失了更多的Z染色体片段
      【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关,这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
      【解析】(1)依据题意,F2比例6:3:3:4,相加之和为16,是9:3:3:1的变式,推知羽色性状由两对等位基因控制,且符合自由组合定律。当A与a中某一个基因纯合时为白羽,由于A与a等价,则如下讨论假设aa纯合时为白羽(假设AA纯合时为白羽也可以得到相同结论)。假设B/b基因位于Z染色体上,则亲本纯合蓝灰羽雄鸽基因型为AAZbZb,纯合白羽雌鸽基因型为aaZBW,则F1为AaZbZb(浅灰羽雄鸽)、AaZBW(蓝灰羽雌鸽),与题干不符。假设A/a基因位于Z染色体上,则亲本纯合蓝灰羽雄鸽基因型为BBZAZA,纯合白羽雌鸽基因型为bbZaW,则F1为BbZAZa、BbZAW,均为浅灰羽。
      (2)F2个体与A/a相关的基因型为ZAZA、ZAZa、ZAW、ZaW,各占1/4,则a的基因频率为2/6(1/3);亲本白羽雌鸽基因型为bbZaW,F2中白羽为3B_ZaW:1bbZaW,相同比例为1/4;F2中蓝灰羽雄鸽的基因型为BBZAZA:BBZAZa=1:1,红棕羽雌鸽基因型为bbZAW,因此后代白羽只有雌性。
      (3)据图可知,区域Ⅰ和Ⅲ中突变体乙含有和野生型相同的片段,而突变体甲不含相应的片段,区域Ⅱ中突变体甲和乙都不含相应片段,因此甲比乙缺失了更多的Z染色体片段,故与乙相比,甲缺失的Z染色体片段更长。
      19. 生境破碎化是由自然环境因素决定或者后期人为干扰造成的生境景观由简单、连续的整体向复杂、不连续的斑块镶嵌体变化的过程,最直接的表现为生境景观中面积较大的自然栖息地生境斑块不断被分割成较小且孤立的生境斑块。生境破碎化被认为是导致许多物种濒危和绝灭,威胁生物多样性的重要原因之一。构建生境廊道使栖息地生境充分发挥其功能,提高野生动物对适宜生境的利用率,可为野生动物创造稳定充足的生存空间。
      (1)在生态系统中,每种生物所处的生态位相对稳定。从协同进化的角度分析,生态位相对稳定的意义是_______。若要研究森林中某种植物的生态位,通常需要研究的因素有_______(答出2点即可)。
      (2)生境破碎化会影响动物的迁移扩散,导致许多物种濒危和绝灭的原因是________。
      (3)在一个生境斑块中,相比边缘区域,群落中的动物更倾向于生活在核心生境中,体现了群落的________结构。请分析一个大生境破碎化为若干小生境后,会减少动物适宜生境面积的原因_________。
      (4)研究发现,某些关键物种的消失导致了连锁反应,例如:某种传粉昆虫的消失导致依赖其传粉的植物繁殖率下降;某种捕食性动物的消失导致其猎物数量激增,进而对下层植被造成严重破坏。信息传递在上述现象中发挥了重要作用,其意义体现为________。
      (5)一个生境斑块在与其他生境斑块建立生境廊道后,一段时间内某种群数量增长。从种群数量特征分析该种群数量增长的直接原因可能是_______。
      【答案】(1)①. 有利于不同生物充分利用环境资源 ②. 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
      (2)使同一物种的不同群体间形成地理隔离,阻碍野生动物种群间的基因交流,增加物种灭绝的风险,从而降低生物的遗传多样性和物种多样性
      (3)①. 水平 ②. 生境破碎化增加边缘区域所占面积,导致核心生境面积的减少,从而减少了生物体适宜生境的面积
      (4)生物种群的繁衍,离不开信息的传递;信息还能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
      (5)种群的出生率大于死亡率,迁入率大于迁出率
      【分析】生物与生物之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化,通过漫长的协同进化形成了生物多样性;生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
      【解析】(1)协同进化下,生物在长期进化过程中,生态位相对稳定,有利不同生物在资源利用等方面形成相对稳定的格局,能充分利用环境中的资源,减少竞争冲突 。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,称为这个物种的生态位。因此,研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,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。
      (2)生境破碎化会影响动物的迁移扩散,导致其生存地产生差异,从而形成地理隔离,阻碍野生动物种群间的基因交流,由于基因交流受阻,会增加物种灭绝的风险,从而降低生物的遗传多样性和物种多样性。
      (3)群落水平结构是在水平方向上,由于地形的起伏、光照的阴暗、湿度的大小等因素的影响,不同地段往往分布着不同的种群,在一个生境斑块中,相比边缘区域,群落中的动物更倾向于生活在核心生境中,体现了群落的水平结构。生境破碎化增加边缘区域所占面积,导致核心生境面积的减少,从而减少了生物体适宜生境的面积,会减少动物适宜生境面积。
      (4)传粉昆虫与植物间,昆虫传粉帮助植物繁衍,体现生物种群的繁衍离不开信息传递;捕食性动物和猎物间,信息传递能调节它们的种间关系,维持生态系统稳定。
      (5)影响种群数量的直接因素有迁入率、迁出率、出生率和死亡率,一段时间内某种群数量增长,从种群数量特征分析该种群数量增长的直接原因可能是种群的出生率大于死亡率,迁入率大于迁出率。
      20. 胰岛素抵抗(IR)是2型糖尿病(T2DM)的发病机制之一。IRS-1/PI3K/Akt信号通路是胰岛素信号转导的主要途径,如图,该通路障碍会导致IR。回答下列问题:
      (1)胰岛素与其受体结合后激活IRS1/PI3K/Akt信号通路,______转移到质膜上加速细胞摄取葡萄糖。肝细胞利用葡萄糖的途径有_________(答出一点即可)。
      (2)为探究金合欢素对T2DM小鼠IR的影响及其作用机制。研究人员构建了T2DM模型小鼠并对小鼠进行灌胃给药处理,持续4周后检测小鼠的血液生化指标,结果见下表。
      注:MG53蛋白是IRS-1/PI3K/Akt通路抑制剂。
      研究表明金合欢素可改善小鼠IR,提高血糖和脂质的利用,判断的依据是_______。
      (3)Akt磷酸化(pAkt)受阻会影响GLUT4基因的表达导致IR。研究人员检测了各组小鼠肝脏细胞中pAkt/Akt的比值和GLUT4基因的相对表达量,结果见下图。
      D组和E组的目的是验证金合欢素_____。金合欢素降血糖的分子机制可能是_____。
      (4)若以金合欢素开发治疗T2DM的药物,对药物进行评估的项目应包括_______(答出一点即可)。
      【答案】(1)①. GLUT4##葡萄糖转运蛋白 ②. 合成糖原/氧化分解/转化为非糖物质
      (2)与B组相比,C组的胰岛素抵抗指数降低;空腹血糖和甘油三酯含量降低
      (3)①. 是否通过IRS-1/PI3K/Akt信号通路发挥作用 ②. 提高Akt蛋白磷酸化水平,促进GLUT4基因的表达
      (4)药物对正常细胞代谢的影响##药物的安全性或副作用##药物的稳定性##药物与已有药物的疗效的比较##药物的临床试验效果
      【分析】(1)胰岛素通过促进血糖分解,合成糖原储存或转化为脂肪、蛋白质等降低血糖。血糖浓度降低时,胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加,促进糖原分解或非糖物质转化为葡萄糖,提高血糖浓度;
      (2)血糖平衡的调节是生命活动调节的一部分,是保持内环境稳态的重要条件,血糖平衡的调节途径有激素调节和神经-体液(激素)调节,当人体的血糖调节失衡后会引起多种疾病,其中糖尿病在生活中发病率较高,对人体危害比较严重。
      【解析】(1)在胰岛素信号转导中,胰岛素与其受体结合激活相关信号通路后,GLUT4(葡萄糖转运蛋白)会转移到质膜上,从而加速细胞摄取葡萄糖;肝细胞摄取葡萄糖后,可通过细胞呼吸将其氧化分解,为细胞生命活动提供能量;也可将葡萄糖合成肝糖原储存起来;还能在代谢过程中将葡萄糖转化为脂肪、某些氨基酸等非糖物质;
      (2)从表格数据看,B 组为糖尿病模型组,C 组是在糖尿病模型基础上加金合欢素处理。C 组空腹血糖从B组的17.59 mml/L降至8.28mml/L,胰岛素抵抗指数从 292.83降至92.72,甘油三酯从4.38mml/L降至1.83mml/L,且空腹胰岛素水平相对合理,说明金合欢素能改善小鼠胰岛素抵抗,利于血糖和脂质的利用;
      (3)由图可知,D组使用IRS-1/PI3K/Akt通路抑制剂MG53,E组使用金合欢素和MG53,通过对比D、E组与其他组,可验证金合欢素是否通过IRS-1/PI3K/Akt信号通路发挥作用;从图中看,C 组(金合欢素处理)pAkt/Akt比值和GLUT4基因相对表达量相对合理,结合信号通路,推测金合欢素是通过提高Akt磷酸化水平,促进GLUT4基因表达,进而加速细胞摄取葡萄糖来降血糖;
      (4)评估治疗 T2DM 的药物时,安全性(如是否有副作用、对肝肾功能影响等 )是判断药物是否会对机体造成不良影响;有效性(如降血糖效果是否稳定、持久 )关注药物能否有效控制血糖;药代动力学特征(如药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄情况 )则能了解药物在体内的动态过程,这些都是重要的评估项目。
      21. 研究人员构建了一种新型生物传感器ENWCBs,其核心原理是通过基因工程改造微生物,使其能够特异性识别环境中的目标化学物质苯酚,并通过生物荧光信号实现定量检测。在荧光素酶的催化作用下,荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。请回答下列问题:

      (1)图1载体中Phenl-P启动子的具体作用是______;已知Luc基因转录得到的mRNA中缺乏起始密码子AUG,为了保证Luc基因能被限制酶识别与载体正确连接且能正常表达,应该在引物a的5'端添加的碱基序列为5'______3'。
      (2)将重组载体导入大肠杆菌,一般需要先用钙离子处理,目的是_____。要筛选出导入重组质粒并且成功表达目的基因的目标菌,可以将转化后的大肠杆菌接种到含有________的培养基上,并观察菌落是否有荧光出现。

      (3)研究人员计划在上述传感器中添加苯酚降解基因(phh/catA),使大肠杆菌同时具备检测与清除苯酚的功能。若想通过PCR判定融合基因是否准确连接,要求正确连接经PCR后电泳有特定长度条带,应选择图2中的引物组合是________。
      (4)为了评估该大肠杆菌在实际环境中的应用潜力,科研人员进行了如下实验:将大肠杆菌接种于含不同苯酚浓度的培养基中,培养4小时,检测phh/catA基因的表达量并计算苯酚分解效率。实验结果如表所示。
      从上表中分析苯酚分解效率与苯酚浓度的关系是________,结合表中数据分析可能的原因是________。
      【答案】(1)①. 苯酚诱导下,被RNA聚合酶识别和结合启动基因转录 ②. ACTAGTATG
      (2)①. 使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 ②. 新霉素、苯酚、荧光
      (3)引物2和引物4 (4)①. 苯酚分解效率随苯酚浓度的增加先升高后降低 ②. 随苯酚浓度增加,诱导phh/catA基因表达量增加,苯酚分解效率提高;随苯酚浓度进一步增加,菌体受到毒害,phh/catA基因表达量下降,苯酚分解效率下降
      【分析】基因工程技术的基本步骤:
      (1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
      (2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;
      (3)将目的基因导入受体细胞(显微注射法、农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法、钙离子处理法);
      (4)目的基因的检测与鉴定(分子水平和个体水平检测,前者包括DNA分子杂交、分子杂交和抗原抗体杂交;后者如抗虫抗病接种实验)。
      【解析】(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA.所以图1载体中Phenl-P启动子的具体作用是苯酚诱导下,被RNA聚合酶识别和结合启动基因转录;已知要在引物a的5'端添加碱基序列,因为起始密码子是AUG,且要保证限制酶识别,结合图中SpeI限制酶识别序列5' - ACTAGT - 3',为了保证连接后能正常表达(起始密码子在mRNA上,DNA上与之互补),应该在引物a的5'端添加的碱基序列为5'-ACTAGTATG-3'。
      (2)使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(感受态 )。钙离子处理大肠杆菌,可改变其细胞膜通透性,使其易于吸收外源DNA;图中载体含有新霉素抗性基因(Ner),重组质粒导入大肠杆菌后,要筛选出导入重组质粒并且成功表达目的基因(Luc基因表达产生荧光)的目标菌,可以将转化后的大肠杆菌接种到含有新霉素、苯酚、荧光素的培养基上,能存活说明导入了重组质粒,再观察菌落是否有荧光出现,有荧光说明目的基因成功表达。
      (3)若要通过PCR判定融合基因是否准确连接,要求正确连接经PCR后电泳有特定长度条带,引物应该分别与融合基因的3'端互补配对。观察图2可知,phh/catA基因的模板连和Luc基因模板连不同,需考虑正确连接方向。引物2和引物4可以与融合基因的3'端互补配对,从而扩增出融合基因,以此判定融合基因是否准确连接。
      (4)观察表格数据,当苯酚浓度从0.1mM升高到0.5mM时,苯酚分解效率从85%升高到92%;当苯酚浓度从0.5mM升高到1.0mM时,分解效率从92%下降到88%;当苯酚浓度继续升高到2.0mM、5.0mM时,分解效率进一步下降到75%、50%。所以苯酚分解效率与苯酚浓度的关系是:在一定范围内,苯酚分解效率随苯酚浓度的增加先升高后降低;从基因表达量来看,随着苯酚浓度从0升高到1.0mM,phh/catA基因相对表达量从1.0升高到8.0,说明一定浓度的苯酚可以诱导phh/catA基因的表达,从而提高苯酚分解效率。但是当苯酚浓度过高(如2.0mM和5.0mM )时,可能会对大肠杆菌细胞产生毒性,抑制了细胞的正常生理活动,进而使得phh/catA基因表达量下降,同时苯酚分解效率也随之降低。所以可能的原因是:随苯酚浓度增加,诱导phh/catA基因表达量增加,苯酚分解效率提高;随苯酚浓度进一步增加,菌体受到毒害,phh/catA基因表达量下降,苯酚分解效率下降。生物
      黑猩猩
      猕猴


      响尾蛇
      金枪鱼
      果蝇
      天蚕蛾
      酵母菌
      差异/个
      0
      1
      11
      13
      14
      21
      27
      31
      44
      传出神经
      神经递质种类
      作用效果
      心交感神经
      去甲肾上腺素
      心肌收缩力增强,心率加快
      心迷走神经
      乙酰胆碱
      心肌收缩力减弱,心率减慢
      交感缩血管神经
      去甲肾上腺素
      血管平滑肌收缩或舒张
      组别
      烟粉虱虫态
      被捕食量(只)
      猎物1(30只)
      猎物2(30只)
      猎物1
      猎物2
      1
      2~3龄若虫
      1龄若虫
      1.5±3.0
      9.5±1.9
      2
      4龄若虫
      18.3±3.0
      6.8±1.2
      3
      成虫
      24.3±1.7
      1.8±0.5
      组别
      材料/处理方式
      空腹血糖(mml/L)
      空腹胰岛素(pml/L)
      胰岛素抵抗指数
      甘油三酯(mml/L)
      A
      正常小鼠(NC)
      4.49
      231.57
      46.21
      1.48
      B
      糖尿病模型(T2DM)
      17.59
      374.57
      292.83
      4.38
      C
      T2DM+金合欢素
      8.28
      251.97
      92.72
      1.83
      D
      T2DM+MG53
      28.46
      467.76
      59166
      7.91
      E
      T2DM+金合欢素+MG53
      15.93
      353.87
      250.54
      3.57
      组别
      苯酚浓度(mM)
      phh/catA基因相对表达量
      苯酚分解效率(%)
      1
      0
      1
      0
      2
      0.1
      3.5
      85
      3
      0.5
      6.2
      92
      4
      1
      8
      88
      5
      2
      7.5
      75
      6
      5
      5
      50

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