河南省郑州市2024-2025学年高二下学期期末生物试卷(解析版)
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这是一份河南省郑州市2024-2025学年高二下学期期末生物试卷(解析版),共26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. 下列有关细胞共性的叙述,错误的是( )
A. 支原体和筛管细胞都具有细胞膜,细胞膜的基本支架都是磷脂双分子层
B. 蓝细菌和水绵都能进行光合作用,但捕获光能色素种类不完全相同
C. 醋酸菌和哺乳动物成熟红细胞都没有线粒体,都不能进行有氧呼吸
D. 水稻和酵母菌的遗传物质为 DNA,主要位于染色体上
【答案】C
【分析】一些常考生物的类别:常考的真核生物:绿藻、水绵、衣藻、真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇)、原生动物(如草履虫、变形虫)及动、植物。常考的原核生物:蓝藻(如颤藻、发菜、念珠藻)、细菌(如乳酸菌、硝化细菌、大肠杆菌、肺炎双球菌等)、支原体、衣原体、放线菌。
【详解】A、支原体为原核生物,具有细胞膜;筛管细胞是高度分化的植物细胞,仍保留细胞膜。细胞膜的基本支架均为磷脂双分子层,A正确;
B、蓝细菌含叶绿素和藻蓝素,水绵含叶绿体中的叶绿素和类胡萝卜素,两者捕获光能的色素种类不同,B正确;
C、醋酸菌为需氧型原核生物,虽无线粒体,但可通过细胞膜上的酶进行有氧呼吸;哺乳动物成熟红细胞无线粒体,只能进行无氧呼吸,C错误;
D、水稻和酵母菌均为真核生物,遗传物质为DNA,染色体是DNA的主要载体,D正确。
故选C。
2. “无氮不生长,无磷难成花,无镁叶片黄,无硼难坐果”,合理施肥是充分发挥肥料的增产作用,实现农作物高产、稳产、低成本的重要措施。下列相关分析正确的是( )
A. N、Mg是合成叶绿素的原料,缺乏会影响叶片的生长
B. 有机肥料能为农作物提供能量,以及NH、NO、K⁺等
C. N、P、Mg、B均是农作物生长过程中所需的大量元素
D. N、P被植物吸收后可以用于合成脂肪、磷脂、核酸等
【答案】A
【分析】氮肥、磷肥和钾肥中的无机盐被植物吸收后主要以离子的形式存在于细胞中,进而被用于各项生命活动,有的离子被用于合成有机物,如N被用于合成含氮有机物蛋白质、磷脂、核酸等。
【详解】A.N、Mg参与叶绿素组成,是合成叶绿素的原料,缺乏N、Mg会导致叶绿素合成受阻,叶片变黄,影响生长,A正确;
B.有机肥料需分解为无机离子(NH4+、NO3-、K+)才能被吸收,植物能量来自光合作用,不能直接利用有机物中的能量,B错误;
C.N、P、Mg为大量元素,但B是微量元素,C错误;
D.脂肪由C、H、O组成,不含N、P,磷脂含P,核酸含N、P,D错误。
故选A。
3. 2025年国家卫生健康委员会呼吁启动为期三年的“体重管理年”活动,控制体重的关键就是减脂。下列有关细胞中脂肪的叙述正确的是( )
A. 苏丹Ⅲ染液可以将细胞中的脂肪颗粒染成红色
B. 植物脂肪室温下常呈液态,是因为分子中含有较多的饱和脂肪酸
C. 和糖类相比,脂肪的氢含量高,而氧含量低
D. 除供能外,脂肪还是细胞膜等膜结构的成分
【答案】C
【分析】脂质包括脂肪、磷脂、固醇;脂肪是主要的储能物质;磷脂参与形成细胞膜;固醇又可以分为胆固醇、性激素、维生素D,其中胆固醇可以参与细胞膜的形成,同时参与血液中脂质的运输。
【详解】A、苏丹Ⅲ染液与脂肪结合后呈现橘黄色,A错误;
B、植物脂肪因含较多不饱和脂肪酸,熔点较低,室温下呈液态;若含较多饱和脂肪酸则会呈固态,B错误;
C、脂肪分子中C、H比例高于糖类,O比例低于糖类,因此氢含量高而氧含量低,C正确;
D、细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,磷脂属于脂质,但脂肪(三酰甘油)并非膜结构成分,D错误。
故选C。
4. 生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列实验中溶液颜色变化的叙述正确的是( )
A. 在新鲜的梨汁中加入斐林试剂,混匀后在加热条件下由无色变成砖红色
B. 在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液,混匀后由蓝色变成灰绿色
C. 在DNA溶液中加入二苯胺试到,混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色
D. 在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂,混匀后逐渐变成紫色
【答案】C
【详解】A、斐林试剂为蓝色而非无色,A错误;
B、重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应,由橙色变成灰绿色,B错误;
C、DNA溶液中加入二苯胺在沸水浴条件下变为蓝色,C正确;
D、双缩脲试剂检测蛋白质,不能检测氨基酸,D错误。
故选C。
5. 油菜种子形成过程中,脂肪会大量积累在膜结构的球状脂滴中。油菜种子萌发初期,脂滴中的部分脂肪会在细胞质基质中转化为糖类,导致干重增加。下列叙述错误的是( )
A. 油菜种子成熟过程中,其脂肪含量逐渐增加
B. 种子萌发时需要先吸水分,细胞内自由水含量升高
C. 油菜种子萌发时根尖分生区细胞可利用四种脱氧核苷酸合成DNA
D. 萌发初期导致油菜种子干重增加的主要元素是碳元素
【答案】D
【详解】常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇。
(1)脂肪是最常见的脂质,是细胞内良好的储能物质,还是一种良好的绝热体,起保温作用,分布在内脏周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用,可以保护内脏器官。
(2)磷脂是构成细胞膜的重要成分,也是构成多种细胞器膜的重要成分。
(3)固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D。胆固醇是构成动物细胞膜重要成分、在人体内还参与血液中脂质的运输,性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
【分析】A、油菜种子成熟时,储存物质(如脂肪)逐渐积累,脂肪含量增加,A正确;
B、种子萌发需吸水,自由水比例升高,促进代谢活动,B正确;
C、根尖分生区细胞进行有丝分裂时需合成DNA,需四种脱氧核苷酸作为原料,C正确;
D、脂肪转化为糖类时,糖类含氧量高于脂肪,导致干重增加的主要元素是氧(O)而非碳(C),D错误。
故选D。
6. 李斯特氏菌是一种胞内寄生细菌,当它侵入人体后,该菌的一种名为InIC 的蛋白可通过阻碍人体细胞中的 Tuba蛋白的活性,诱导细胞内吞李斯特菌在细胞质中快速繁殖,通过细胞的伪足,从一个细胞快速转移至另一个细胞,使人患脑膜炎。下列叙述错误的是( )
A. InIC 的蛋白是在李斯特氏菌的附着在内质网上的核糖体上合成
B. Tuba蛋白和InIC 蛋白的结构不同,这是相关基因不同的结果
C. 该菌能在人体细胞之间快速转移主要依赖于细胞膜的流动性
D. 该现象说明细胞膜控制物质进出的能力是有限的
【答案】A
【详解】细菌属于原核细胞,没有线粒体、内质网和高尔基体等具膜细胞器,只有核糖体一种细胞器;该菌的一种InIC蛋白可通过抑制人类细胞中Tuba蛋白的活性,使细胞膜更易变形而有利于细菌的转移,说明该菌在人体细胞间快速传递与细胞膜的流动性有关。
【分析】A、李斯特氏菌属于原核生物,其细胞中不含内质网,核糖体直接游离在细胞质基质中。因此,InIC蛋白的合成场所是李斯特氏菌的游离核糖体,而非附着在内质网上的核糖体,A错误;
B、Tuba蛋白由人体细胞基因控制合成,InIC蛋白由李斯特氏菌基因控制合成。两者基因不同,导致蛋白质结构不同,B正确;
C、李斯特氏菌通过宿主细胞的伪足转移至相邻细胞,伪足的形成依赖于细胞膜的流动性,C正确;
D、李斯特氏菌能侵入宿主细胞并在细胞间转移,说明细胞膜控制物质进出的能力是有限的,D正确;
故选A。
7. “没有囊泡运输的精确组织,细胞将陷入混乱状态”细胞内的马达蛋白与特定囊泡结合,沿细胞骨架定向移动(如下图),实现囊泡的定向转运,不同类型的囊泡运输路线不同。下列叙述错误的是( )
A. 细胞骨架主要由纤维素组成,其基本组成单位是葡萄糖
B. 神经细胞中囊泡定向转运机制出错可能导致突触后膜无法兴奋
C. 细胞中的囊泡既可来源于内质网,也可来源于细胞膜和高尔基体
D. 高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合将胰岛素运出细胞的过程需要消耗 ATP
【答案】A
【分析】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。囊泡以出芽的方式,从一个细胞器膜产生,脱离后又与另一种细胞器膜融合,囊泡与细胞器膜的结合体现了生物膜的流动性。
【详解】A、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,其基本组成单位是氨基酸,而不是纤维素(纤维素是植物细胞壁的主要成分,基本组成单位是葡萄糖),A 错误;
B、神经细胞中,若囊泡定向转运机制出错,神经递质可能无法准确释放到突触间隙,从而导致突触后膜无法兴奋,B 正确;
C、细胞在分泌蛋白的合成与运输过程中,内质网可以 “出芽” 形成囊泡,包裹着蛋白质运输到高尔基体;高尔基体也能形成囊泡将蛋白质运输到细胞膜;细胞膜在胞吞过程中也会形成囊泡,所以细胞中的囊泡既可来源于内质网,也可来源于细胞膜和高尔基体,C 正确;
D、高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合将胰岛素运出细胞的过程属于胞吐,胞吐需要消耗 ATP,D 正确。
故选A。
8. 在植物细胞中,细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成了其生物膜系统。下列叙述错误的是( )
A. 在成熟的植物筛管细胞中,其生物膜系统中不包括核膜
B. 细胞膜和液泡膜都是选择透过性膜,参与构成原生质层
C. 叶绿体具有双层膜,其内膜上分布着光合色素和蛋白质
D. 可以通过差速离心法获取不同细胞器进而研究相关膜结构
【答案】C
【分析】(1)原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,相当于一层半透膜结构,具有选择透过性。
(2)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。
【详解】A.成熟的筛管细胞在发育过程中细胞核解体,因此其生物膜系统中不含核膜,A正确;
B.原生质层由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成,两者均为选择透过性膜,B正确;
C.叶绿体的光合色素分布于类囊体膜上,而非内膜,类囊体膜上含有光合作用光反应所需的各种组分,C错误;
D.差速离心法通过不同离心速度分离细胞器,可用于研究不同细胞器的膜结构,D正确。
故选C。
9. 图为细胞核的结构模式图,下列叙述错误的是( )
A. 若该细胞为人体细胞,则①中可能含有46个DNA 分子
B. ②是核仁,与核糖体的形成有关
C. ③主要成分是磷脂和蛋白质,人体成熟红细胞不具有该结构
D. 蛋白质、DNA、RNA通过核孔进出细胞核需要消耗能量
【答案】D
【分析】分析图示可知,①是主要由DNA和蛋白质组成的染色质,②是核仁,与rRNA的合成以及核糖体的形成有关,③为核膜,其主要成分是磷脂和蛋白质。
【详解】A、在人体细胞中,①是染色质,在细胞分裂间期,染色质上的 DNA 分子数与体细胞染色体数相同,人体体细胞有 46 条染色体,也就可能含有 46 个 DNA 分子,A正确;
B、②是核仁,核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关,B正确;
C、③是核膜,属于生物膜,生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质。人体成熟红细胞没有细胞核,也就不具有核膜这个结构,C正确;
D、核孔具有选择透过性,DNA 不能通过核孔进出细胞核,蛋白质和 RNA 通过核孔进出细胞核需要消耗能量,D错误。
故选D
10. 一种物质进行跨膜运输的方式与该物质的分子大小等性质有关。下列有关物质跨膜运输的相关表述正确的是( )
A. 带电荷的小分子物质可以通过自由扩散进入细胞内
B. 离子和葡萄糖、氨基酸的跨膜运输必须借助转运蛋白
C. 被动运输和主动运输都可以通过通道蛋白进行转运
D. 大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内,并且要消耗能量
【答案】B
【分析】自由扩散是由高浓度到低浓度运输,不需要转运蛋白,不消耗能量,协助扩散是由高浓度到低浓度运输,需要转运蛋白,不消耗能量。
【详解】A、带电荷的小分子物质极性较强,难以直接穿过细胞膜的脂双层,通常需通过协助扩散或主动运输(需转运蛋白),而非自由扩散,A错误;
B、离子跨膜运输需通道蛋白或载体蛋白(协助扩散或主动运输);葡萄糖进入红细胞为协助扩散,进入小肠上皮细胞为主动运输;氨基酸通常通过主动运输,均需转运蛋白,B正确;
C、被动运输中的协助扩散可通过通道蛋白(如水通道)或载体蛋白,但主动运输仅依赖载体蛋白,而非通道蛋白,C错误;
D、大分子有机物通过胞吞进入细胞,依赖细胞膜的流动性形成囊泡,需要膜蛋白,无需转运蛋白,D错误;
故选B。
11. 某研究小组将植物叶片表皮细胞依次置于甲、乙、丙三种浓度的蔗糖溶液中,一段时间后进行观察,整个实验过程植物细胞都有活性,实验结果如下图所示。下列分析错误的是( )
A. 甲溶液中植物细胞的失水速率逐渐减慢
B. 转移到乙溶液中的植物细胞会发生吸水过程
C. 丙中的植物细胞细胞液浓度与丙溶液浓度相等
D. 甲、乙、丙溶液起始浓度相对大小为甲>乙>丙
【答案】C
【分析】渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。发生渗透作用需要两个条件:一是有半透膜,二是半透膜两侧溶液存在浓度差。对于植物细胞而言,液泡膜、细胞质及细胞膜共同构成的原生质层相当于半透膜。细胞液与外界溶液之间若存在浓度差,水分子就会从水势高(溶液浓度低)的一侧通过原生质层向水势低(溶液浓度高)的一侧扩散。比如,将植物细胞放在高浓度蔗糖溶液中,细胞液浓度低于外界蔗糖溶液浓度,细胞就会失水;若放在清水中,细胞液浓度高于清水,细胞就会吸水。当植物细胞处于外界溶液浓度高于细胞液浓度的环境中时,细胞通过渗透作用失水,细胞液中的水分透过原生质层进入外界溶液,导致细胞壁和原生质层都收缩。由于原生质层的伸缩性比细胞壁大,随着细胞不断失水,原生质层会与细胞壁逐渐分离,这就是质壁分离现象。
【详解】A、植物细胞在甲溶液中发生质壁分离,随着失水,细胞液浓度增大,与外界溶液的浓度差减小,所以失水速率逐渐减慢,A 正确;
B、乙溶液中少部分细胞处于质壁分离状态,说明细胞液浓度与乙溶液浓度较为接近,将其转移到乙溶液中,细胞可能会发生吸水过程,B 正确;
C、丙中的植物细胞未发生质壁分离,可能是细胞液浓度大于或等于丙溶液浓度,而不只是相等,C 错误;
D、根据植物细胞在不同溶液中的质壁分离情况,质壁分离程度越大,说明外界溶液浓度与细胞液浓度差越大,所以甲、乙、丙溶液起始浓度相对大小为甲 > 乙 > 丙,D正确。
故选C。
12. 气孔保卫细胞的细胞膜中存在一种特殊的)K⁺转运蛋白(BLINK1),如下图所示,它在蓝光照射诱导下可调控气孔快速开启与关闭。下列分析正确的是( )
A. 保卫细胞吸收K⁺的方式与吸收水分子的方式相同
B. 蓝光照射为运输K⁺提供了能量
C. K⁺转运蛋白在运输过程中未发生空间结构的改变
D. 蓝光照射促进K⁺运入细胞,有利于保卫细胞渗透吸水
【答案】D
【分析】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、保卫细胞吸收K+的方式为主动运输,吸收水的方式是自由扩散或协助扩散,与吸收水分子的方式不同,A错误;
B、光照是诱导信号,K+运输的能量来自ATP,B错误;
C、K+转运蛋白是载体蛋白,在运输过程中因发生磷酸化过程而发生了空间结构的改变,C错误;
D、蓝光照促进K+运入细胞,使细胞内渗透压增大,有利于保卫细胞渗透吸水,D正确。
故选D。
13. 蛋白激酶(PK)是一类催化蛋白质磷酸化的酶。这类酶催化从 ATP 转移出磷酸基团,并使其结合到特定蛋白质分子中的某些氨基酸残基上。PK分子内都存在一同源的约由270个氨基酸残基构成的催化结构区。下列叙述错误的是( )
A. ATP 分子含有两个特殊的化学键,A表示腺苷
B. 蛋白质的磷酸化过程需 ATP 供能,属于放能反应
C. 蛋白质的磷酸化会改变蛋白质的结构和活性
D. 催化结构区是 PK 与底物结合和发生作用的区域
【答案】B
【分析】ATP:
(1)元素组成:C、H、O、N、P。
(2)结构组成:由1分子腺苷和3分子磷酸基团组成,所以又叫腺苷三磷酸。
(3)结构简式:A—P~P~P;ATP中,A代表腺苷,由腺嘌呤和核糖组成;T代表三,P代表磷酸基团;—代表普通化学键,~代表一种特殊的化学键。
(4)ATP水解放能,释放的能量供吸能反应利用;ATP合成吸能,吸收的能量由放能反应提供。
【详解】A、ATP分子含有两个特殊化学键,A代表腺苷(由腺嘌呤和核糖组成),A正确;
B、蛋白质磷酸化需要ATP水解供能,属于吸能反应(与ATP水解偶联),而放能反应通常伴随ATP合成,B错误;
C、磷酸化通过改变蛋白质的空间结构,调节其活性(如激活或抑制),C正确;
D、催化结构区是酶的活性中心,负责识别并结合底物并催化反应,D正确。
故选B。
14. 茶树中细胞液内的茶多酚会被细胞质中的茶多酚氧化酶氧化而变红。杀青是绿茶加工过程中的关键工序,即将茶叶放在滚筒机中,在220℃下翻滚1分钟左右。下列叙述错误的是( )
A. “杀青”的主要目的是破坏茶多酚氧化酶的活性以保持茶叶的绿色
B. 红茶制作过程应充分利用茶多酚氧化酶氧化作用使茶多酚变红
C. 采摘过程中液泡膜被破坏可能会加速茶多酚氧化变红的过程
D. 茶多酚氧化酶能为茶多酚氧化变红过程提供活化能
【答案】D
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
【详解】A、杀青通过高温破坏茶多酚氧化酶的空间结构,使其失活,阻止茶多酚被氧化,保持茶叶绿色,A正确;
B、红茶制作需茶多酚氧化酶催化茶多酚氧化生成有色物质,故需保留酶活性以促进反应,B正确;
C、液泡膜破坏后,液泡内的茶多酚与细胞质中的茶多酚氧化酶接触,加速氧化反应,C正确;
D、酶通过降低化学反应的活化能起催化作用,而非直接提供活化能,D错误;
故选D。
15. 木瓜蛋白酶可催化蛋白质或多肽中精氨酸及赖氨酸的羧基端肽键断裂。带鱼加工过程中产生的下脚料富含优质蛋白,可利用木瓜蛋白酶处理,变废为宝。下列说法错误的是( )
A. 木瓜蛋白酶具高效性,可将下脚料中的蛋白质分解为氨基酸
B. 为确定木瓜蛋白酶的最适pH,需要将一系列不同的pH设为自变量
C. 为确定木瓜蛋白酶的最适温度,需分别将底物和酶在设定温度下保温后再混合
D. 可用单位时间内单位质量的木瓜蛋白酶对下脚料中蛋白质的分解量来衡量酶活性
【答案】A
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
【详解】A、木瓜蛋白酶可将下脚料中的蛋白质分解为氨基酸,体现了酶的专一性,A错误;
B、为确定木瓜蛋白酶的最适pH,则自变量为不同的pH,故需要将一系列不同的pH设为自变量,B正确;
C、为确定木瓜蛋白酶的最适温度,需将底物和酶先保温在设定温度环境,然后在混合,混合后再保温在相应温度条件下继续反应,C正确;
D、酶的催化效率可用单位时间内底物的剩余量或产物的生成量来表示,因此可用单位时间内单位质量的木瓜蛋白酶对下脚料中蛋白质的分解量来衡量酶活性,D正确。
故选A。
16. 癌细胞在有氧或无氧条件下,都主要进行无氧呼吸并释放大量乳酸。研究发现,CeO是存在于线粒体中的一种酶,参与[H]与氧气结合生成水的过程,而癌细胞内的线粒体中的CeO有缺陷,不能发挥正常的催化功能。下列叙述错误的是( )
A. 有氧呼吸可将有机物中的化学能转化为热能和ATP 中活跃的化学能
B. 在有氧条件下,正常细胞与癌细胞相比会消耗更多葡萄糖
C. CeO 在细胞的线粒体内膜上发挥作用,是有氧呼吸的关键酶
D. 修复癌细胞内有缺陷的CeO,可减少癌细胞内乳酸的产生
【答案】B
【分析】(1)有氧呼吸过程分为三个阶段,第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H],发生在细胞质基质中;有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H],发生在线粒体基质中;有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水,发生在线粒体内膜上。有氧呼吸的三个阶段中有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多,合成的ATP数量最多。
(2)无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同,都是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H],发生在细胞质基质中;第二阶段是丙酮酸和[H]反应产生二氧化碳和酒精或者是乳酸,发生在细胞质基质中。
【详解】A、有氧呼吸将有机物中的化学能转化为ATP中的活跃化学能和热能,描述正确,A正确;
B、正常细胞通过有氧呼吸高效产能,消耗葡萄糖较少;而癌细胞主要依赖无氧呼吸,产能效率低,需消耗更多葡萄糖。因此,正常细胞消耗葡萄糖应少于癌细胞,B错误;
C、CeO参与有氧呼吸第三阶段(线粒体内膜),催化[H]与O₂结合生成水,属于关键酶,C正确;
D、修复CeO可恢复有氧呼吸第三阶段,减少无氧呼吸,从而减少乳酸生成,D正确。
故选B。
17. 下图是在适宜温度条件下测得的小麦种子CO2释放总量与O2浓度之间的关系。下列说法正确的是( )
A. Q点时产生 CO₂ 的场所是细胞质基质和线粒体基质
B. P点后小麦种子进行有氧呼吸的强度不变
C. 若图中 AB=BC,此时有氧呼吸消耗葡萄糖多于无氧呼吸
D. R点对应的O₂浓度比较适宜种子的储藏
【答案】D
【分析】据图分析:Q点时氧气浓度为0,只进行无氧呼吸,R点时二氧化碳释放量最少,呼吸作用最弱,P点以后二氧化碳释放量等于氧气吸收量,只进行有氧呼吸。
【详解】A、据图可知,Q点时氧气浓度为0,小麦种子只进行无氧呼吸,产生CO2的场所是细胞质基质,A错误;
B、P点后,氧气吸收量仍再增加,小麦种子进行有氧呼吸的强度增强,B错误;
C、若图中AB=BC,说明有氧呼吸和无氧呼吸释放的二氧化碳量相等,则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1:3,此时有氧呼吸消耗葡萄糖少于无氧呼吸,C错误;
D、R点时二氧化碳释放量最少,呼吸作用最弱,R点对应的O2浓度比较适宜种子的储藏,D正确。
故选D。
18. 希尔发现在没有CO₂时,给予离体叶绿体光照,就能放出O₂,同时使电子受体 NADP⁺还原。在希尔反应的基础上,阿尔农又发现在光下的离体叶绿体,不供给 CO₂ 时,既积累 NADPH 也积累 ATP;撤去光照,供给 CO₂ 时,NADPH和 ATP 被消耗,并产生有机物。下列叙述正确的是( )
A. 希尔反应能证明光合作用释放的O₂中的O全部来自于H₂O
B. 阿尔农实验能证明 NADPH和 ATP 的形成与叶绿体的基粒有关系
C. 在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他还原剂,希尔反应也能进行
D. 阿尔农实验能证明即使没有CO₂,光反应阶段也可以进行一段时间
【答案】D
【分析】由题中的信息可知,光合作用过程中产生的氧气来自于参加反应的水。希尔反应和有机物的合成过程可以分别进行,在光下积累NADPH和ATP,在暗处可以进行有机物的合成,并且NADPH和ATP在合成有机物过程中被消耗。希尔反应只有在光下才能进行,在暗处是不能进行的。
【详解】A、希尔反应仅证明离体叶绿体在光照下能分解水释放O₂,但未通过同位素标记法确定O₂中的O全部来自H₂O,该结论由鲁宾和卡门实验得出,A错误;
B、阿尔农实验说明光反应产生NADPH和ATP,暗反应消耗这些物质,但未直接证明其形成与叶绿体基粒的结构相关,B错误;
C、希尔反应需要电子受体(如NADP⁺或氧化态物质)接受光反应释放的电子。若加入还原剂(提供电子),反而会干扰电子传递链,导致反应无法进行,C错误;
D、阿尔农实验显示,无CO₂时离体叶绿体在光下积累NADPH和ATP,说明光反应无需CO₂即可进行,D正确;
故选D。
19. 科学家卡尔文等用14CO₂ 供小球藻进行光合作用,每隔一定的时间取样,用热乙醇杀死细胞并以纸层析技术分析细胞产物,根据具有放射性标记的细胞产物出现的顺序探明了CO₂ 中的碳转化为有机物中碳的过程。下列说法错误的是( )
A. 该实验采用了放射性同位素标记法和纸层析技术
B. 该实验的自变量是取出的不同样本小球藻光合作用的细胞产物
C. 纸层析技术分离细胞产物的原理是不同细胞产物在层析液中的溶解度不同
D. 光照时间较短时的细胞产物可能是光照时间较长时细胞产物的原料
【答案】B
【详解】科学家卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中,通入14C标记的14CO2,给予充足的光照,每隔一定时间取样、分离、鉴定光合产物,根据放射性标记的细胞产物出现的顺序,最终探明了C的转移路径为14CO2→14C3→14C6H12O6,即探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。
【分析】A、实验中通过使用14CO₂追踪碳转移路径,属于放射性同位素标记法;纸层析技术用于分离光合产物,A正确;
B、自变量是实验中人为改变的变量,本实验为不同取样时间,而细胞产物是因变量(观测结果),B错误;
C、纸层析法分离色素的原理是不同物质在层析液中的溶解度不同,导致在滤纸上的扩散速率不同,C正确;
D、卡尔文循环中,短时间光照产生的C₃(如3-磷酸甘油酸)可能作为后续反应的原料生成C₅或糖类,D正确。
故选B。
20. 下图表示植物叶肉细胞中光合作用、有氧呼吸的过程及两者之间的联系。其中甲~戊表示生理过程,a~d表示相关物质。下列有关说法正确的是( )
A. b表示 ADP 和磷酸,c 表示 O₂,d 表示CO2
B. 图中的[H]表示 NADPH
C. 乙表示光合作用的暗反应阶段,该过程需要多种酶的参与
D. 戊发生在细胞质基质中,丁、丙发生在线粒体基质中
【答案】C
【分析】据图分析:甲为光反应阶段,场所是叶绿体的类囊体膜上;乙为暗反应阶段,场所是叶绿体的基质中;戊为有氧呼吸的第一阶段,场所细胞质基质;丁为有氧呼吸的第二阶段,场所线粒体基质;丙为有氧呼吸的第三阶段,场所线粒体内膜。
【详解】A、分析图示可知,甲是光合作用的光反应阶段,乙是光合作用的暗反应阶段,戊是有氧呼吸的第一阶段,丁是有氧呼吸的第二阶段,丙是有氧呼吸的第三阶段。光反应为暗反应提供ATP和NADPH,所以a是ATP和NADPH,b表示ADP、磷酸、NADP+,A错误;
B、图中光合作用产生的[H]表示NADPH,但呼吸作用产生的[H]表示NADH,B 错误;
C、乙表示光合作用的暗反应阶段,暗反应阶段涉及CO2的固定和C3的还原等过程,这些过程都需要多种酶的参与,C 正确;
D、戊(有氧呼吸第一阶段)发生在细胞质基质中,丁(有氧呼吸第二阶段)发生在线粒体基质中,丙(有氧呼吸第三阶段)发生在线粒体内膜上,D错误。
故选C。
21. 用“半叶法”测定光合速率时,将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,设法阻止两部分之间的物质运输。适宜光照下4小时,在A、B截取等面积(s)的叶片,烘干称重,分别记为a、b。下列说法错误的是( )
A. 选择叶片时需注意叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等的一致性
B. 分析实验数据可知,该叶片的净光合作用速率为(b-a)/4s
C. 若光照前截取同等面积的叶片烘干称重记为c,则该叶片呼吸速率为(c-a)/4s
D. 若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉,则实验前需要对植物做黑暗处理
【答案】B
【分析】在遮光环境中叶片只进行呼吸作用,会不断消耗细胞内有机物,使叶片重量减小;而光照条件下,叶片进行光合作用合成有机物,同时进行呼吸作用消耗有机物。
【详解】A、选择叶片时需保证叶龄、着生部位、对称性及受光条件一致,以控制无关变量,确保实验结果的可靠性,A正确;
B、该叶片的净光合作用速率=(b-初始干重)/4s,初始干重=a+呼吸速率×4s,因此净光合作用速率=(b-a-呼吸速率×4)/4s,由于初始干重和呼吸速率都是未知的,因此不能确定该叶片的净光合作用速率,B错误;
C、若实验前截取叶片干重为c,A部分处理后干重为a,呼吸消耗量为c-a,呼吸速率应为(c-a)/4小时,面积为s,即(c-a)/4s,C正确;
D、检测光合产物是否为淀粉时,需提前黑暗处理以消耗原有淀粉,避免干扰实验结果,D正确。
故选B。
22. 下列关于白酒、啤酒和果酒的相关叙述错误的是( )
A. 家庭制作果酒、果醋通常都是混合菌种发酵
B. 在白酒、啤酒和果酒的发酵中主要利用了微生物的无氧呼吸
C. 工业生产啤酒要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件
D. 工业生产白酒发酵结束后,采取过滤、沉淀的方法获得产品
【答案】D
【分析】发酵是利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢转化为人类所需要的产物的过程。发酵过程:菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。
【详解】A.家庭制作果酒时,在酵母菌作用下发酵成果酒;果醋制作时,利用醋酸菌在有氧条件发酵成果醋。但家庭制作属于传统发酵,环境可能存在多种菌,属于混合菌种发酵,A正确;
B.白酒、啤酒和果酒的生产均依赖酵母菌的无氧呼吸产酒精,B正确;
C.啤酒工业需控制温度、pH,并在主发酵阶段调节溶解氧(前期有氧促进酵母繁殖,后期无氧产酒精),C正确;
D.白酒通过蒸馏提纯以提高酒精度,而非过滤、沉淀(常用于啤酒或果酒),D错误。
故选D。
23. 植物甲(2n=20)抗虫、抗病性强,植物乙(2n=16)抗倒伏、耐盐碱。科研人员培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙,过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 过程①中通常选用胰蛋白酶进行处理获得原生质体
B. 过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C. 过程④和⑤的培养基中均需要加入植物激素,⑤还需提供光照
D. 植株丙为杂种植株(2n=18),可通过观察植物丙的染色体数进行鉴定
【答案】C
【分析】分析题图:图示为甲、乙两种植物细胞融合并培育新植株的过程,其中①表示去壁获取原生质体的过程;②③表示人工诱导原生质体融合以及再生出新细胞壁的过程;④表示脱分化形成愈伤组织;⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程。
【详解】A、在植物细胞去除细胞壁获得原生质体的过程中,通常使用纤维素酶和果胶酶,而不是胰蛋白酶。胰蛋白酶常用于动物细胞培养中分散细胞,因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,A 错误;
B、灭活的仙台病毒常用于诱导动物细胞融合,植物原生质体融合常采用 PEG 诱导,B 错误;
C、过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要加入植物激素(如生长素和细胞分裂素)来调控细胞的分裂和分化。在再分化过程中,因为要诱导叶绿素的合成等,所以⑤还需提供光照,C 正确;
D、植株丙是植物甲(2n=20)和植物乙(2n=16)的体细胞杂交植株,其染色体数应该是20+16=36,而不是18,可通过观察植物丙的染色体数进行鉴定,D 错误。
故选C。
24. 研究表明,药物佐妥昔单克隆抗体能延长胃癌患者生存期。下列有关杂交瘤细胞克隆化培养获得佐妥昔单克隆抗体过程的叙述,错误的是( )
A. 体外培养杂交瘤细胞时,要通入95%的空气和5%的CO₂
B. 佐妥昔单克隆抗体的制备利用了细胞培养、细胞融合等技术
C. 用选择培养基可筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞
D. 杂交瘤细胞的克隆化培养过程中需考虑细菌污染问题
【答案】C
【分析】动物细胞培养的基本条件
(1)无菌、无毒的环境:对培养液和所有培养用具进行灭菌处理;定期更换培养液以清除代谢废物。
(2)营养:除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等之外,通常还需要加入血清等一些天然成分。
(3)温度、pH和渗透压:最适温度为(36.5±0.5)℃,多数细胞生存适宜pH为7.2~7.4。
(4)气体环境:含95%空气加5%CO2的混合气体,CO2的作用是维持培养液pH。
【详解】A、体外培养杂交瘤细胞时,需提供95%空气(含适量O₂供细胞呼吸)和5%CO₂(维持培养液pH),A正确;
B、单克隆抗体制备需通过B细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,并利用细胞培养技术扩增,B正确;
C、选择培养基(如HAT培养基)仅能筛选出杂交瘤细胞,而能否产生所需抗体需通过专一抗体检测,C错误;
D、克隆化培养过程中需严格无菌操作,避免细菌污染导致培养失败,D正确;
故选C。
25. 某研究小组利用转基因技术,将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端,如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只,交配以期获得 Gata3-GFP 基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4 只新生小鼠的基因型,设计了引物 1 和引物 2 用于 PCR 扩增,PCR产物电泳结果如图乙所示。下列叙述错误的是( )
A. 启动子区域含有 RNA 聚合酶的结合位点
B. 1号和3 号为杂合子、2号和4号为纯合子
C. 4号小鼠是野生型,2号小鼠是 Gata3-GFP 基因纯合子
D. 若用引物1和引物3进行 PCR,能更好地区分杂合子和纯合子
【答案】D
【分析】PCR技术是聚合酶链式反应的缩写,是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
【详解】A、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,A 正确;
BC、根据图甲,杂合子小鼠含有正常 Gata3 基因和 Gata3 - GFP 融合基因。用引物 1 和引物 2 进行 PCR 扩增,野生型小鼠只能扩增出小片段,Gata3 - GFP 基因纯合子小鼠只能扩增出大片段,杂合子小鼠能扩增出大片段和小片段。由图乙可知,1 号和 3 号既有大片段又有小片段,为杂合子;2 号只有大片段,为 Gata3 - GFP 基因纯合子;4 号只有小片段,为野生型,BC正确;
D、若用引物 1 和引物 3 进行 PCR,杂合子和 Gata3 - GFP 基因纯合子都能扩增出相同的片段,不能更好地区分杂合子和纯合子,D错误。
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共50分)
二、非选择题(本题包括4个小题,共50分。把答案填在答题卡中的横线上。)
26. 肾脏对葡萄糖的重吸收是指原尿中的葡萄糖经转运重新进入血液循环的过程。肾小管管腔内葡萄糖的转运在肾小管上皮细胞上的钠—葡萄糖协同转运蛋白(SGLT2)介导下完成的,下图为肾小管上皮细胞转运葡萄糖的过程。回答下列问题。
(1)图示过程中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞方式_____(填“相同”或“不相同”),判断的依据是_____。
(2)根皮苷是载体 SGLT2 的抑制剂。
①以下实验设计为探究根皮苷对糖尿病模型小鼠血液和尿液中葡萄糖含量的影响,请补充完善实验思路。
实验思路:将_____小鼠随机均分为两组,实验组注射适量的_____,对照组注射_____,其他条件保持相同且适宜;一段时间后,测定两组小鼠_____ 。
②科学家通过实验发现,连续注射四周根皮苷的糖尿病小鼠血糖浓度低于对照组小鼠,尿糖浓度高于对照组小鼠,请推测可能的原因:_____。
(3)某实验小组以高浓度胰岛素处理肾小管上皮细胞不同时间(0h、1h、6 h、12 h、24 h、48 h)后,通过定量 PCR 测定处理后控制 SGLT2 的 mRNA 含量,结果如下图所示,由此可推测出高浓度胰岛素可促进肾小管上皮细胞对葡萄糖的摄取,判断依据是_____。
【答案】(1)①. 不相同 ②. 葡萄糖进入肾小管上皮细胞是从低浓度向高浓度运输,消耗能量;葡萄糖出肾小管上皮细胞是从高浓度向低浓度运输,不需要消耗能量
(2)①. 糖尿病模型 ②. (用生理盐水配制的)根皮苷溶液 ③. 等量的生理盐水 ④. 血液和尿液中葡萄糖的含量 ⑤. 根皮苷是载体 SCLT2的抑制剂,使用根皮苷后,抑制了糖尿病小鼠肾脏对葡萄糖的重吸收,葡萄糖随尿液排出,而导致血糖浓度降低,尿糖浓度升高
(3)所有实验组的数据(mRNA 相对含量)都大于0h组的(mRNA 相对含量)
【分析】由图可知,SGLT2可以协同转运葡萄糖和Na+,Na+顺浓度梯度进入细胞,属于协助扩散,葡萄糖逆浓度梯度进入细胞,属于主动运输,所需的能量来自于Na+顺浓度梯度产生的势能;Na+排出细胞是从低浓度向高浓度运输的主动运输,需要ATP水解供能,葡萄糖排出肾小管上皮细胞是顺浓度的协助扩散。
【解析】(1)葡萄糖进入肾小管上皮细胞是从低浓度向高浓度运输,消耗能量;葡萄糖出肾小管上皮细胞是从高浓度向低浓度运输,不需要消耗能量,因此图示过程中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞方式不相同。
(2)①该实验的自变量为是否注射根皮苷,其他无关变量应保持相同且适宜。故实验思路:将糖尿病模型小鼠随机均分为两组,实验组注射适量的根皮苷溶液,对照组注射等量的生理盐水,其他条件保持相同且适宜。一段时间后,测定两组小鼠血液和尿液中葡萄糖的含量。②科学家通过实验发现,连续注射四周根皮苷的糖尿病小鼠血糖低于对照组小鼠,尿糖高于对照组小鼠是因为根皮苷是载体SCLT2的抑制剂,使用根皮苷后,抑制了糖尿病小鼠肾脏对葡萄糖的重吸收,葡萄糖随尿液排出,从而导致血糖浓度降低,尿糖浓度升高。
(3) 观察,可以看到随着高浓度胰岛素处理时间的延长,控制SGLT2的mRNA含量先增加后有所下降,但总体是高于处理时间为0h时的含量。因为mRNA是合成蛋白质的模板,SGLT2是运输葡萄糖的载体,mRNA含量增加会促进SGLT2的合成,从而促进肾小管上皮细胞对葡萄糖的摄取。
27. 净光合速率是植物真正光合速率与呼吸速率的差值。气孔导度表示气孔张开的程度。
(1)下图是在 条件下, A、B两种植物的地上部分光合作用速率随光照强度变化的曲线。在较长时间的连续阴雨环境中,A、B两种植物相比,受影响较大的是_____植物。在光照强度为3 klx的条件下,A植物的叶肉细胞的有机物积累速率_____(填“大于”“小于”或“等于”)零,此时叶肉细胞中 ATP 的合成场所为_____。A、B两种植物在光照强度为8k lx的条件下处理相同时间,比较两种植物有机物的合成速率 的大小,结果应为 NA_____(填“大于”“小于”或“等于”)NB。
(2)下图表示干旱胁迫下植物光合速率降低的两种因素,分别为气孔限制因素和非气孔限制因素。
①在干旱胁迫下植物气孔导度下降,其生理意义是_____。
②研究人员发现重度干旱胁迫下某植物光合速率下降,且气孔导度下降,但他认为该植物光合速率下降并不是由A 引起的,而是光反应产生的_____减少,进而直接影响了暗反应中_____。为了验证该推测是否正确,可检测该植物气孔导度下降前后叶肉细胞的胞间_____,若实验结果为_____,则可支持该研究人员的推测。
【答案】(1)①. A ②. 大于 ③. 细胞质基质、线粒体、叶绿体 ④. 大于
(2)①. 植物气孔导度下降,降低植物的蒸腾作用,防止水分大量散失 ②. ATP 和 NADPH ③. C₃的还原 ④. CO₂浓度 ⑤. 气孔导度下降后叶肉细胞的胞间CO₂浓度高于(或等于)气孔导度下降前
【分析】光合作用整个过程中是合成有机物并储存光能的过程。具体过程分光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段中,色素吸收、传递光能,并将光能变为ATP活跃的化学能。暗反应过程中将ATP 活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。
【解析】(1)在较长时间的连续阴雨环境中,光照强度较弱,而B植物的光饱和点就比较低,适应阴雨环境生长,故受影响较大的是A植物。在光照强度为 3klx 时,A 植物的净光合速率为 0,但叶肉细胞是进行光合作用和呼吸作用的,叶肉细胞制造的有机物除了满足自身呼吸消耗,还为其他细胞提供有机物,所以叶肉细胞有机物积累速率大于零。此时叶肉细胞既进行光合作用又进行呼吸作用,光合作用光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上产生 ATP,呼吸作用在细胞质基质和线粒体中产生 ATP,所以 ATP 的合成场所为细胞质基质、线粒体、叶绿体。有机物的合成速率 = 净光合速率 + 呼吸速率。分析题图,在光照强度为8klx的条件下,A、B两种植物的净光合速率相同,但A植物的呼吸速率大于B植物,A植物的实际光合速率大于B植物,故有机物的合成速率NA、NB的关系为NA>NB。
(2)①由图可知,A情况由于气孔导度下降导致光合速率降低,属于气孔限制,B情况由于叶绿素含量下降、CO2的固定与C5的再生能力降低等因素造成光合速率降低,属于非气孔限制。在干旱胁迫下,植物气孔导度下降,有利于降低植物的蒸腾作用,防止水分大量散失。
②光反应产生的NADPH和 ATP 用于暗反应中C3的还原。若光合速率下降不是由气孔导度下降导致胞间CO2不足引起的(不是 A 引起),而是光反应产生的NADPH和 ATP 减少引起的,那么气孔导度下降前后叶肉细胞的胞间CO2浓度应该没有明显降低。所以可检测该植物气孔导度下降前后叶肉细胞的胞间CO2浓度,若实验结果为气孔导度下降后叶肉细胞的胞间CO₂浓度高于(或等于)气孔导度下降前,则可支持该研究人员的推测。
28. 微生物驯化是指在微生物培养过程中,逐步加入某种物质,让其逐渐适应,从而得到对此物质高耐受或能降解该物质的微生物。科研人员现采用微生物驯化结合传统接种的方法筛选能高效降解有机磷农药——敌敌畏的微生物,并设计了如下实验流程。请据此回答以下问题。
(1)驯化培养基A中含有_____、水、无机盐等,培养基中加入的无机盐的作用为_____(答出2点即可)。培养基B中加入而驯化培养基 A 中没有加入的物质是_____。
(2)驯化时逐步加入的物质X是_____。从培养基C到培养基D的操作方法为_____。
(3)将培养基B中分离得到的单菌落分别接种于以敌敌畏为唯一碳源的多个相同培养基C,培养24小时后,通过测定培养基中_____,可筛选分解敌敌畏能力较强的微生物。为统计培养基C中的微生物数量,在如图所示的稀释度下涂布了3个平板培养基D,统计菌落数分别为250、247、253,最终测得培养基 C 中菌落数为个5×10⁷个/mL,则涂布的菌液 Y 为_____mL。该统计数据往往比活菌的实际数目_____(填“多”或“少”),理由是_____。
【答案】(1)①. 碳源、氮源 ②. 维持培养基的渗透压、维持培养基的酸碱平衡、提供微生物生长所需的元素 ③. 琼脂 (凝固剂)
(2)①. 敌敌畏 ②. 稀释涂布平板法
(3)①. 敌敌畏的剩余量 ②. 0.05(或1/20 ) ③. 少 ④. 有时两个或多个细菌只形成一个菌落
【分析】培养基从功能上可划分为选择培养基和鉴别培养基,从物理性质上可划分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基,从成分上可划分为天然培养基和合成培养基。
【解析】(1)本实验目的是采用微生物驯化结合传统接种的方法筛选能高效降解有机磷农药——敌敌畏的微生物,故驯化时,驯化培养基A中含有碳源、氮源、水、无机盐等,培养基中加入的无机盐的作用为维持培养基的渗透压、维持培养基的酸碱平衡、提供微生物生长所需的元素。由图可知,该驯化培养基A中并未加入凝固剂如琼脂等,故依照物理性质划分,驯化培养基属于液体培养基,蛋白胨来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质,可以为微生物生长提供碳源、氮源和维生素。
(2)该实验的目的是从土壤中筛选能高效降解有机磷农药-敌敌畏的微生物,故驯化时逐步加入的物质X是敌敌畏,这样操作的目的是筛选出高效分解敌敌畏的微生物;结合题图可知,将驯化后的微生物接种于培养基B的方法为稀释涂布平板法。
(3)单菌落分别接种于以敌敌畏为唯一碳源的培养基C,单位时间内剩余的敌敌畏越少,说明筛选出的微生物分解敌敌畏的能力越强,故通过测定培养瓶中敌敌畏的剩余量,可筛选出分解敌敌畏能力较强的微生物。微生物计数时应选择菌落数目在30-300之间的进行计数,统计菌落数分别为250、247、253,则菌落的平均数(250+247+253)/3=250个,图中稀释倍数是104,由公式可知250/Y×104=5×107个/mL可知,涂布菌液Y=0.05mL。用该方法计数时,由于可能存在两个或多个细菌只形成一个菌落,所以计数的微生物数目比实际活菌数少。
29. 水稻基因组中的B基因仅在体细胞和精子中正常表达,在卵细胞中不能转录。为研究 B基因表达对卵细胞的影响,科研人员设计了下图所示的实验(表达载体上的启动子可在水稻卵细胞中启动转录,使导入的基因能够正常表达)。回答下列问题。
(1)构建表达载体时,需使用DNA 连接酶,如果目的基因两端和运载体上均为平末端,选用_____(填“T4DNA连接酶”或“E. cliDNA连接酶”)效率更高。如果目的基因两端无限制酶切点,质粒经限制酶切割后产生了黏性末端,为了正确连接,可以用PCR 扩增目的基因时,在引物的_____(填“5'或“3')端添加与质粒相同限制酶的识别序列。
(2)将水稻B基因编码蛋白的序列与荧光素酶 Luc基因拼接成 B-Luc融合基因,其目的是_____。表达载体中潮霉素抗性基因和卡那霉素抗性基因作为_____,可用于筛选含有表达载体的水稻细胞。表达载体除了图中各种结构外,还应具有_____。
(3)①过程一般用Ca2+处理农杆菌,使之处于一种_____的生理状态。②过程中,农杆菌侵染水稻愈伤组织,使T-DNA 整合到水稻细胞的_____上。鉴定筛选水稻幼苗时,检测指标除了幼苗对潮霉素和卡那霉素的抗性外,还可以检测_____。
(4)利用愈伤组织作为受体细胞的原因是_____,愈伤组织发育成转基因番茄幼苗时,培养基中需要添加_____等植物激素。
【答案】(1)①. T4DNA连接酶 ②. 5′
(2)①. 便于检测B基因在卵细胞中的表达情况 ②. 标记基因 ③. 复制原点
(3)①. 能吸收周围环境中DNA 分子 ②. 染色体DNA ③. 是否有荧光
(4)①. 愈伤组织分化程度低,全能性高,更易获得转基因植株 ②. 生长素、细胞分裂素
【分析】图中①表示将目的基因导入农杆菌,②表示采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞,之后再采用植物组织培养技术获得转基因植株。
【解析】(1)T4DNA连接酶既可以连接黏性末端,也可以连接平末端,而E.cli DNA连接酶连接平末端的效率较低,所以当目的基因两端和运载体上均为平末端时,选用T4DNA连接酶效率更高。在PCR扩增目的基因时,引物与模板链结合后,DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸DNA链,为了能将目的基因与经限制酶切割产生黏性末端的质粒正确连接,需要在引物的5'端添加与质粒相同限制酶的识别序列,这样扩增出的目的基因两端就有了相应的限制酶切割位点。
(2)将水稻B基因编码蛋白的序列与荧光素酶Luc基因拼接成B-Luc融合基因,由于荧光素酶Luc基因表达的产物荧光素酶能催化荧光素产生荧光,所以这样做的目的是便于检测B基因在卵细胞中的表达情况(通过检测荧光来判断)。表达载体中的潮霉素抗性基因和卡那霉素抗性基因作为标记基因,含有这些标记基因的水稻细胞能够在含有相应抗生素的培养基中生长,从而可用于筛选含有表达载体的水稻细胞。表达载体除了图中的启动子、终止子、目的基因(B-Luc融合基因)、标记基因外,还应具有复制原点,以便在宿主细胞中进行自我复制。
(3)①过程一般用Ca2+处理农杆菌,使之处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,这种状态称为感受态。②过程中,农杆菌侵染水稻愈伤组织,农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA会整合到水稻细胞的染色体DNA上。因为构建的是B-Luc融合基因,所以鉴定筛选水稻幼苗时,检测指标除了幼苗对潮霉素和卡那霉素的抗性外,还可以检测是否有荧光(检测荧光来确定B-Luc融合基因是否表达,进而确定B基因是否表达)。
(4)利用愈伤组织作为受体细胞的原因是愈伤组织分化程度低,全能性高,更易获得转基因植株,愈伤组织发育成转基因番茄幼苗时,培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素,以调控细胞的分裂和分化。
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