


2025届湖北省黄冈市中考八模生物试卷(解析版)
展开 这是一份2025届湖北省黄冈市中考八模生物试卷(解析版),共26页。试卷主要包含了选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
1. 猴痘是由猴痘病毒引起的,下列有关该病毒的说法正确的是( )
A. 猴痘病毒中一定含有的元素有C、H、O、N,不一定含有P、S
B. 可根据该病毒核酸的单双链来判断其遗传物质是DNA还是RNA
C. 肺炎支原体和猴痘病毒结构简单,都不含有细胞壁和细胞器
D. 该病毒能发生的可遗传的变异有基因突变
【答案】D
【分析】病毒属于非细胞生物,主要由核酸和蛋白质外壳构成,依赖活的宿主细胞才能完成生命活动。病毒的复制方式属于繁殖,自身只提供核酸作为模板,合成核酸和蛋白质的原料及酶等均有宿主细胞提供。
【详解】A、病毒主要由蛋白质和核酸组成,蛋白质含有C、H、O、N、(S),核酸中含有的元素有C、H、O、N、P,因此猴痘病毒中一定含有的元素有C、H、O、N、P,可能含有S,A错误;
B、病毒的核酸包括双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA等不同类型,因此仅从核酸的单双链无法判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA,B错误;
C、肺炎支原体为原核生物,虽无细胞壁,但含有核糖体(细胞器);猴痘病毒无细胞结构,不含细胞器,C错误;
D、病毒无独立代谢能力,其可遗传变异仅能通过基因突变(复制时碱基变化)实现,D正确。
故选D。
2. 蛋白质的分选包括两条途径。途径一是共翻译转运:在游离核糖体上合成一段肽链(信号肽)后,信号肽会引导核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成,再经一系列加工后转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。途径二是翻译后转运:在游离核糖体上完成肽链合成,然后转运至线粒体、叶绿体、细胞核或细胞质基质等处。下列分析错误的是( )
A. 细胞内蛋白质的合成都起始于细胞质中的游离核糖体
B. 构成细胞骨架的蛋白质的合成和运输途径是翻译后转运途径
C. 生长激素和胰岛素的分泌需经过共翻译转运途径
D. 线粒体、叶绿体中的蛋白质都来自翻译后转运途径
【答案】D
【分析】细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构。
【详解】A、所有蛋白质的合成起始于游离核糖体,即使后续转移到内质网的蛋白质,初始阶段也在游离核糖体开始,A正确;
B、细胞骨架由微管蛋白等构成,这些蛋白质在游离核糖体合成后直接运输至细胞质基质,属于翻译后转运,B正确;
C、生长激素和胰岛素为分泌蛋白,需通过共翻译转运途径(经内质网、高尔基体加工后分泌),C正确;
D、线粒体和叶绿体中的蛋白质大部分由细胞核基因编码,通过翻译后转运进入,但线粒体和叶绿体自身含有少量DNA,可合成部分蛋白质(如呼吸酶、光合酶),这些不依赖翻译后转运,D错误。
故选D。
3. 乙烯[分子式为(C2H4)]是高等植物的一种植物激素,研究者探究乙烯对植物生命活动进行调节的生理基础,发现了鳄梨果实成熟时乙烯调控纤维素酶的合成(如图)。下列表述正确的是( )
A. 乙烯是由特定器官产生的具有催化作用的微量有机物
B. 乙烯促进果实成熟是通过调控纤维素酶的合成,进而分解植物细胞壁实现的
C. 活性纤维素酶的合成与分泌不能体现细胞器间结构与功能上的联系
D. 乙烯促进相关基因的转录、翻译过程,均发生在细胞核内
【答案】B
【分析】乙烯的合成部位:植物体各个部位;主要作用:促进果实的成熟;促进开花;促进叶、花、果实脱落。
【详解】A、植物体产生的乙烯属于植物激素,植物激素的分泌没有固定的器官,且激素只具有调节作用,没有催化作用,A错误;
B、通过题图发现、乙烯会促进某活性纤维素酶的合成。该酶分泌到膜外可水解植物细胞壁,进而促进果实变软、成熟,B正确;
C、由题图可知,活性纤维素酶的合成与运输涉及核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器,需要借助小泡来完成,需要消耗能量,所以能够体现细胞器间结构与功能上的联系,C错误:
D、从图中可以看出,乙烯促进鳄梨果实细胞内相关基因的表达,即转录和翻译过程,其中转录发生在细胞核内,翻译过程是在细胞质中的核糖体上完成的,D错误。
故选B。
4. 在淀粉一琼脂块上分别用蘸有不同液体的棉签涂抹五个圆点:①无菌水,②新鲜唾液,③与pH1.5的盐酸混合的新鲜唾液,④煮沸的新鲜唾液,⑤3%的蔗糖酶溶液,然后将其放入37℃恒温箱中保温,2h后取出该淀粉一琼脂块,加入碘液(红棕色)处理1min,洗掉碘液后,观察圆点的颜色变化。下列叙述错误的是( )
A. 圆点①和②颜色不同,说明唾液中淀粉酶具有高效性
B. 圆点②和④颜色不同,说明酶在高温下容易失去活性
C. 圆点②和⑤颜色不同,说明酶具有专一性
D. 圆点③和④颜色都为蓝色,但引起酶失活的原因不相同
【答案】A
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,酶的特性有:高效性、专一性、作用条件温和。
【详解】A、①加的是清水,②加的是新鲜唾液(含唾液淀粉酶),②出现红棕色,说明淀粉被水解,即唾液中淀粉酶具有催化作用;而酶的高效性是与无机催化剂相比较的,A错误;
B、②是新鲜唾液,④是煮沸的新鲜唾液,后者中的酶由于高温而变性失活,所以②为红棕色,④为蓝色,该结果说明酶在高温下容易失去活性,B正确;
C、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类反应进行。圆点⑤为蔗糖酶,不能催化淀粉水解,⑤颜色为蓝色,②为红棕色,二者颜色不同,说明酶具有专一性,C正确;
D、高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,发生不可逆改变,使酶永久失活,引起圆点③④显色反应的原因是不同的,③是过酸导致淀粉酶变性失活,④是高温导致淀粉酶变性失活,D正确。
故选A。
5. 某二倍体小鼠,控制其毛色的等位基因G(黑色)、g(灰色)只位于X染色体上。受表观遗传的影响,基因G、g来自母本时不表达,且基因G、g均不表达时小鼠表型为白色。某雄性小鼠与杂合子雌性小鼠杂交,F1代小鼠中出现白色、灰色两种不同的毛色。下列有关分析正确的是( )
A. 来自母本的G基因与来自父本的G基因碱基序列不同
B. 亲本雄性小鼠表型可能为灰色
C. 亲本杂合子雌性小鼠表型为黑色或灰色
D. F1中小鼠自由交配,F₂中小鼠表型黑色∶灰色∶白色=1∶2∶2
【答案】C
【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可遗传变化的现象,叫作表观遗传。位于性染色体上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相关联,此现象称为伴性遗传。
【详解】A、基因G来自母本时不表达,但来自母本的G基因与来自父本的G基因的碱基序列相同,A错误;
B、基因G、g来自母本时不表达,且基因G、g均不表达时小鼠表型为白色,由题意可知:某雄性小鼠的为XGY或XgY,其中的XG或Xg来自母本,所以亲本雄性小鼠表型为白色,B错误;
C、亲本杂合子雌性小鼠的基因型为XGXg,若其中的XG来自母本,则该雌性小鼠的表型为灰色,若其中的Xg来自母本,则该雌性小鼠的表型为黑色,C正确;
D、由题意可知:基因G、g来自母本时不表达,且基因G、g均不表达时小鼠表型为白色,某雄性小鼠(XGY或XgY)与杂合子雌性小鼠(XGXg)杂交,F1代小鼠中出现白色、灰色两种不同的毛色,说明亲本雄性小鼠的基因型为XgY,F1小鼠的基因型及其比例为XGXg ∶XgXg ∶XGY∶XgY=1∶1∶1∶1,产生的雌配子为1/4XG、3/4Xg,产生的雄配子为1/4XG、1/4Xg、1/2Y,所以F1中小鼠自由交配,F₂中小鼠表型黑色∶灰色∶白色=1∶1∶2,D错误。
故选C。
6. 某种含丁香酚的脐贴可通过透皮给药法(在肚脐处皮肤贴敷12小时)辅助治疗小儿腹泻和腹痛等。丁香酚通过血液循环作用于肠胃系统,其部分原理如图所示,其中“+”表示促进作用。下列叙述错误的是( )
A. H+-K+-ATP酶同时具有催化和运输两种功能
B. H+、K+通过H+-K+-ATP酶的运输方式分别是协助扩散、主动运输
C. 丁香酚能够促进胃蛋白酶和胃酸的分泌,从而促进机体对食物的消化
D. 可通过抑制H+-K+-ATP酶的作用来缓解胃酸分泌过多的症状
【答案】B
【分析】题图分析,丁香酚顺浓度梯度进入胃壁细胞,促进胃蛋白酶的分泌,并且通过H+-K+-ATP酶把K+转运进胃壁细胞,同时把H+转运出胃壁细胞,促进胃酸的分泌,具有促进消化的作用。
【详解】A、如图所示,H+-K+-ATP酶能够催化ATP的水解,利用ATP水解释放的能量将H+运出胃壁细胞,K+运入胃壁细胞,因而说明H+-K+-ATP酶同时具有催化和运输两种功能,A正确;
B、如图所示,H+和K+通过H+-K+-ATP酶的运输方式均为主动运输,因为有ATP的消耗,B错误;
C、丁香酚通过自由扩散方式进入到胃壁细胞,进而通过调节促进胃蛋白酶的分泌和H+的排出(胃酸分泌),从而促进机体对食物的消化,C正确;
D、抑制H+-K+-ATP酶的作用可减少H+转运出细胞,因而可以缓解胃酸分泌过多的症状,D正确。
故选B。
7. 小麦育种专家育成的“小麦二体异附加系”,能将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到小麦中。普通小麦6n=42,记为42W;长穗偃麦草2n=14,记为14E。如图为普通小麦与长穗偃麦草杂交选育“小麦二体异附加系”示意图。下列叙述正确的是( )
A. 普通小麦与长穗偃麦草为同一个物种,杂交产生的F1为四倍体
B. ①过程可用低温抑制染色体着丝点分裂而导致染色体数目加倍
C. 甲植株减数分裂时可在细胞中观察到28个四分体
D. 丁自交产生的子代中,含有两条来自长穗偃麦草染色体的植株戊占1/2
【答案】C
【分析】几种育种方法的比较如下表:
【详解】A、普通小麦与长穗偃麦草杂交产生的后代F1不育,存在生殖隔离,不是同一个物种,A错误;B、低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成,不是抑制染色体着丝点分裂,B错误;
C、甲植株染色体组成为42W+14E,因此在减数分裂时可在细胞中观察到21+7=28个四分体,C正确;
D、丁体细胞中含有一条长穗偃麦草染色体,自交后代中长穗偃麦草染色体的情况是2条∶1条∶0条=1∶2∶1,因此含有两条长穗偃麦草染色体的植株戊占1/4,D错误。
故选C。
8. 立冬前后咳嗽高发,临床上常利用雾化糖皮质激素(GC)治疗,GC随呼吸气流进入体内,与气道表面黏膜上皮细胞接触而发挥疗效,但长时间高剂量的使用会引起儿童发育不良等,如图是正常机体内GC的分泌调节过程。下列相关说法错误的是( )
A. GC的合成和分泌存在分级调节和负反馈调节
B. 雾化吸入GC后不会影响机体本身的GC分泌量
C. GC雾化后与靶细胞上的特异性受体结合并发挥疗效
D. 长期使用雾化GC导致的儿童发育不良等可能与肾上腺皮质功能减退有关
【答案】B
【分析】据图分析:下丘脑合成分泌促糖皮质激素释放激素作用于垂体,促进垂体合成分泌促糖皮质激素,促糖皮质激素作用于肾上腺皮质,促进肾上腺皮质合成分泌糖皮质激素,该调节过程为分级调节。
【详解】A、下丘脑合成分泌促糖皮质激素释放激素作用于垂体,促进垂体合成分泌促糖皮质激素,促糖皮质激素作用于肾上腺皮质,促进肾上腺皮质合成分泌糖皮质激素,该调节过程为分级调节,糖皮质激素分泌增多,抑制下丘脑和垂体分泌相应的激素,该调节过程为反馈调节,A正确;
B、GC雾化吸入过多,抑制下丘脑和垂体分泌相应的激素,进而导致肾上腺皮质合成分泌的GC减少,引起肾上腺皮质功能减退,这可能是导致儿童发育不良的原因,B错误;
C、GC是激素,雾化后与气道表面黏膜上皮细胞接触而发挥疗效,而激素只作用于靶器官、靶细胞,因此,该过程GC通过与气道黏膜上皮细胞的特异性受体结合并发挥作用,C正确;
D、GC雾化吸入过多,导致肾上腺皮质合成分泌的GC减少,引起肾上腺皮质功能减退,这可能是导致儿童发育不良的原因,D正确。
故选B。
9. 长期使用免疫抑制剂会对机体产生毒副作用。研究发现,给予小鼠新异的味觉刺激,随后注射免疫抑制剂,两种刺激结合多次后,再单独给予味觉刺激也能引起免疫抑制效应,该现象称为条件性免疫抑制(CIS)。下列关于CIS小鼠的说法错误的是( )
A. 建立CIS后,味觉刺激和免疫抑制剂分别为条件刺激和非条件刺激
B. 仅给予味觉刺激便可引起抗体、干扰素等免疫活性物质分泌减少
C. 反复应用味觉刺激而不注射免疫抑制剂,两个刺激之间则失去联系
D. CIS小鼠的研究对于自身免疫病的治疗具有广泛的应用前景
【答案】C
【分析】分析题干信息:建立条件性免疫抑制需要给予小鼠新异的味觉刺激,随后注射免疫抑制剂,两种刺激结合多次后,再单独给予味觉刺激也能引起免疫抑制效应。
【详解】A、条件刺激是指不对机体造成影响的刺激,非条件刺激是指能引起机体非条件反射的刺激,在日常生活中,任何条件刺激只要多次与非条件刺激结合,都可能成为条件刺激而建立条件反射。结合题干信息描述,建立CIS后,味觉刺激属于条件刺激,免疫抑制剂属于非条件刺激,两者结合建立后的刺激就成为条件刺激,A正确;
B、因为已经建立了CIS,仅给予味觉刺激便可引起小鼠的免疫抑制,抗体、干扰素等免疫活性物质分泌减少,B正确;
C、由于两者结合建立后的刺激已经成为条件刺激,所以反复应用味觉刺激而不注射免疫抑制剂,两个刺激之间并不会失去联系,C错误;
D、自身免疫病是免疫功能过强导致的疾病,而CIS小鼠的研究是基于免疫抑制方面的,因此对于自身免疫病的治疗具有广泛的应用前景,D正确;
故选C。
10. 自然条件下某鱼种群的补充速率(单位时间内净增加的个体数)如下图所示。为了防止渔业中过度捕捞,科学家需预测h1、h₂两种捕捞速率(单位时间内捕捞固定数量的鱼)对种群的影响。已知两种捕捞强度对补充速率的影响可忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 补充速率越低,则影响种群增长的环境阻力越大,该种群的种内竞争可能越激烈
B. 种群密度处于B点时,若采用捕捞速率h₁持续捕捞,种群密度最终会稳定于C点
C. 种群密度处于OB段之间时,若采用捕捞速率h1,持续捕捞,种群密度最终会稳定于A点
D. 种群密度低于B点时,采用捕捞速率h₂持续捕捞,有利于获得最大持续捕捞量
【答案】B
【分析】种群密度越大,由于相互竞争资源和生存空间,种内竞争会越激烈,相反种群密度越小,种内竞争就越弱。
当补充速率小于捕捞速率时,种群密度会降低;当补充速率大于捕捞速率时,种群密度会增大。
【详解】A、补充速率越低,种群密度可能越小,则影响种群增长的环境阻力越小,A错误;
B、种群密度处于B点时,若采用捕捞速率h₁持续捕捞,种群密度最终会稳定于C点,因为C点的时候补充速率和捕捞速率相等,种群密度维持稳定,B正确;
C、种群群密度处于OA段之间时,若采用捕捞速率h1,持续捕捞会使种群密度小于A;AB段之间若采用捕捞速率h1,持续捕捞种群密度最终会稳定于C点,C错误;
D、种群密度低于B点时,采用捕捞速率h₂持续捕捞,会使种群密度降低,不利于获得最大持续捕捞量,D错误。
故选B。
11. 海洋牧场是一种海洋人工生态系统,通过在特定海域投放人工鱼礁等措施,构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所,以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出,是海洋低碳经济的典型代表。下列关于海洋牧场的叙述错误的是( )
A. 海洋牧场改善了海洋生物的生存环境,可使某些经济鱼类种群的环境容纳量提高
B. 海洋牧场实现了渔业资源持续高效产出,这体现了生物多样性的直接价值
C. 在同一片海域中因环境差异引起生物呈现镶嵌分布,这体现出海洋生物群落的水平结构
D. 人工礁体表面会附着大量的藻类等生物,该措施能提高区域海洋生态系统的恢复力稳定性
【答案】D
【分析】生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值。生态系统稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
【详解】A、海洋牧场通过改善环境,增加了资源供给,使经济鱼类的环境容纳量(K值)提高,A正确;
B、渔业资源的高效产出属于生物多样性的直接利用价值(如经济价值),B正确;
C、同一海域因环境差异导致生物呈镶嵌分布,属于群落的水平结构(由地形、光照等因素引起),C正确;
D、人工礁体附着藻类等生物,增加了物种种类和生态系统的自我调节能力,提高了抵抗力稳定性,而非恢复力稳定性(恢复力稳定性指受破坏后恢复原状的能力,通常与简单生态系统相关),D错误。
故选D。
12. 筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后,得到如图所示的两个菌落,培养平板经稀碘液处理,出现了以菌落为中心的透明圈。相关叙述正确的是( )
A. 培养基中的淀粉也可为微生物提供氮源
B. 两个菌落中的微生物为同一种微生物
C. 两个菌落中的微生物均能将淀粉酶分泌至细胞外
D. 透明圈直径与菌落直径的比值越大,说明微生物分解淀粉的能力越弱
【答案】C
【分析】培养基的营养构成:①各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐;
②不同培养基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
题图分析:图示接种方法为稀释涂布平板法,分解淀粉的能力基本相同。
【详解】A、淀粉属于多糖,其组成元素是C、H、O,因此,培养基中的淀粉也可为微生物碳源,A错误;
B、能够水解淀粉的微生物不一定是同一种微生物,B错误;
C、据图分析可知,两个菌落均产生了透明圈,说明两种细菌均能将淀粉酶分泌至细胞外,C正确;
D、透明圈直径与菌落直径的比值越大,分解淀粉能力越强,该值的大小能反映了两种细菌分解淀粉能力的差异,D错误。
故选C。
13. 我国已将利妥昔单抗、重组人凝血因子Ⅷ、重组人生长激素等多款生物药纳入药品集中大量采购。利妥昔单抗主要用于治疗多种淋巴癌,下列有关单克隆抗体制备的叙述,正确的是( )
A. 制备单克隆抗体时要用到骨髓瘤细胞,是因为其能无限增殖
B. 细胞融合结束后,两两融合的细胞都能在选择培养基上存活
C. 利妥昔单抗能准确识别抗原,只能用于淋巴癌的治疗,不能用于淋巴癌的诊断
D. 给小鼠反复注射淋巴癌细胞,从小鼠血清中分离出的抗体为利妥昔单抗
【答案】A
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、骨髓瘤细胞能无限增殖,但不能产生抗体,B细胞能产生抗体,但不能无限增殖,二者融合后可得到既能无限增殖又能产生抗体的杂交瘤细胞,A正确;
B、细胞融合结束后,两两融合的细胞中只有杂交瘤细胞能在选择培养基上存活,B错误;
C、利妥昔单抗能准确识别抗原,既能用于淋巴癌的诊断,也可用于淋巴癌的治疗,C错误;
D、小鼠会接触到其他的抗原物质,所以从小鼠血清中分离的抗体不一定就是利妥昔抗体,而单克隆抗体是杂交瘤细胞产生的,D错误。
故选A。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 甲图表示在乙图n点条件下测得的某阳生植物光合作用随光照强度的变化曲线(乙图中其他环境条件均适宜)。下列说法正确的是( )
A. b点时叶肉细胞的光合速率等于细胞呼吸速率
B. 根据两图数据可知,乙图所示的光合作用强度是总光合作用强度
C. 根据乙图,植物所处环境条件由n变为m时,短时间内叶绿体中C5含量将降低
D. 要使该植物在n点条件下正常生长(昼夜等长),则光照强度的设置范围应大于X
【答案】CD
【分析】光合作用强度与呼吸作用强度相等时外界环境的光照强度,称为光补偿点。若光照强度外的某一因素使得光合作用减弱,则光补偿点向右移动以使光合作用强度仍等于呼吸作用强度,反之左移。光合作用强度达到最大时外界环境的最低光照强度,称为光饱和点。若光照强度外的某一因素使得光合作用减弱,则需要的光照强度减弱,光饱和点左移,反之右移。
【详解】A、b点是植物的光补偿点,此时光合速率=呼吸速率,但由于植物细胞中有不能进行光合作用的细胞,故叶肉细胞的光合作用速率>细胞呼吸速率,A错误;
B、净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值——单位时间内CO2的吸收量或O2的释放量,根据两图数据可知,乙图表示的是净光合作用强度,B错误;
C、将n换成m点条件,即增大了CO2浓度,增加CO2浓度会使C5的消耗量增加,而其生产量在短时间内无明显变化,所以C5含量降低,C正确;
D、由图可知,该植物呼吸作用强度为2,若白天和黑夜的时间各为12h,则该植物光合作用时间为12小时,呼吸作用时间为24小时,当CO2吸收量超过2时,光合作用积累的有机物才能弥补呼吸作用消耗的有机物,因此要使该植物正常生活,则光照强度应大于X,D正确。
故选CD。
15. 某动物(2n=4)的基因型为AaXBY,A、a、B基因分别用红、绿、蓝荧光标记,将其精原细胞放在不含荧光的培养基中进行培养。假设该细胞只完成一次有丝分裂或一次减数分裂,下列相关叙述正确的是( )
A. 若某细胞的一条染色体含有红、绿荧光,则该细胞可能发生过染色体互换
B. 若某细胞含有三种荧光且核DNA分子数为8,则该细胞处于有丝分裂后期
C. 若某细胞含有2个红色荧光和2个蓝色荧光,则该细胞为次级精母细胞
D. 若某细胞一极含红色荧光、另一极含绿色荧光,可证明孟德尔的分离定律
【答案】ACD
【分析】减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前,染色体复制一次,而细胞减数分裂过程中连续分裂两次。
【详解】A、正常情况下一条染色体只含有一种颜色的荧光,而一条染色体含有红、绿荧光可能是在减数分裂Ⅰ前期,含有A和a基因的同源染色体发生互换导致同一染色体的姐妹染色单体上有不同荧光标记的基因,A正确;
B、细胞中含有三种荧光,核DNA分子数为8,其经历了DNA复制且细胞还没分裂成两个细胞,细胞可能处于有丝分裂的前、中、后时期或减数分裂Ⅰ的前、中、后时期,B错误;
C、某细胞含有2个红色荧光(2个A基因)和2个蓝色荧光(2个B基因),说明该细胞已经经历了等位基因的分离,该细胞为次级精母细胞,C正确;
D、细胞一极含有红色荧光(A基因),另一极含有绿色荧光(a基因),推断该细胞处于减数分裂Ⅰ后期,发生了等位基因分离,可证明孟德尔的分离定律,D正确。
故选ACD。
16. 如图1为某家系关于甲、乙两种遗传病的遗传系谱图,其中甲病相关基因用A、a表示,乙病相关基因用B、b表示。人群中患甲病的概率为1/100。对家系中部分成员进行甲病相关基因的检测,限制酶切割位点及电泳结果如图2所示。已知其中一种病的致病基因位于X染色体上。下列说法错误的是( )
A. a基因是A基因发生碱基缺失形成的
B. 1号和2号的基因型分别为aaXBY、AAXbXb
C. 5号和6号生育两病皆患儿子的概率为1/16
D. 9号与正常男性婚配,生育患甲病孩子的概率为1/6
【答案】AD
【分析】第一步,分析遗传系谱图,判断甲病和乙病的遗传方式。
第二步,结合酶切位点和电泳结果分析相关个体的基因型。
【详解】A、根据3和4不患甲病,但却有患甲病的女儿,因此甲病为常染色体隐性遗传,7号和1号个体基因型为aa,根据电泳图可知,a基因含有两个酶切位点,被切位三段,根据0.8+0.4=1.2,结合正常基因和致病基因上的酶切位点可知,正常基因的1.2kb片段上由于基因突变出现了一个新的酶切位点,1.2+0.6=(0.8+0.4)+0.6,即致病基因的长度与正常基因的长度相同,故a基因是A基因发生碱基对替换形成的,A错误;
B、已知其中一种病的致病基因位于X染色体上。根据甲病为常染色体隐性遗传,可知乙病的致病基因位于X染色体上,若为伴X隐性遗传,患病女性的儿子应患病,与图示4患病但6不患病矛盾,因此可确定乙病为伴X显性遗传,1号同时患两种病,其基因型为aaXBY,2号正常,结合电泳条带不含a的酶切片段,可知其基因型为AAXbXb,B正确;
C、由5号和6号的甲病相关基因的电泳结果可知,其关于甲病的基因型均为Aa,2号不患乙病,故5号关于乙病的基因型为XBXb,6号关于乙病的基因型为XbY,即5号和6号的基因型分别为AaXBXb,AaXbY,生育两病皆患儿子的概率为1/4×1/4=1/16,C正确;
D、9号关于甲病的基因型及概率为1/3AA,2/3Aa,人群中患甲病的概率为1/100,则a的基因频率为1/10,A的基因频率为9/10,人群中正常男性是甲病致病基因携带者(Aa)的概率为(1/10×9/10×2)/[(9/10×9/10)+(1/10×9/10×2)]=2/11,故9号与正常男性婚配,生育患甲病孩子的概率为2/3×2/11×1/4=1/33,D错误。
故选AD。
17. GLP-1是肠道L细胞分泌的一种化学物质。GLP-1可受甲状腺激素调控并参与血糖调节,相关机制如下图。下列相关叙述正确的是( )
注:“+”代表物质促进后一生理过程;“-”代表物质抑制后一生理过程。
A. 图中甲状腺激素通过神经-体液调节GLP-1的分泌
B. 激活肝脏的甲状腺激素受体可能有助于治疗糖尿病
C. 甲状腺激素能促进GLP-1分泌从而引发血糖降低
D. 胰岛素分泌引起的血糖变化刺激下丘脑,引发副交感神经兴奋
【答案】BC
【分析】(1)分析题图可知:甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,抑制FXR蛋白的合成和GLP-1的合成,GLP-1可增强胰岛素的合成和分泌,从而降低血糖浓度;
(2)胰岛素的作用是机体内唯一降低血糖的激素,胰岛素可促进组织细胞加速、摄取、利用存储葡萄糖,从而降低血糖浓度;胰高血糖素能促进肝糖原的分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
【详解】A、由图可知,甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,抑制FXR蛋白的合成和GLP-1的合成,GLP-1可增强胰岛素的合成和分泌,这是体液调节的结果,A错误;
B、激活肝脏的甲状腺激素受体能与甲状腺激素结合,能促进胰岛素 的分泌,从而降低血糖,可能有助于治疗糖尿病,B正确;
C、由图可知,甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,抑制FXR蛋白的合成和GLP-1的合成,促进胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖的浓度降低,C正确;
D、胰岛素分泌后引发血糖降低,刺激下丘脑血糖感受器和调节中枢,并引发交感神经兴奋进而调节血糖,D错误。
故选BC。
18. 伴随着大量城市生活污水流入湖泊,水体富营养化成为了某些湖泊所面临的最主要生态环境问题。为了改善水体状况,可通过控制排污、清淤挖泥、从湖岸线补植挺水植物、湖心补植浮水植物、打造湿地生态公园等多种措施对其进行生态修复。下列叙述错误的是( )
A. 流入该湖泊生态系统的能量来自各种水生植物等生产者所固定的太阳能
B. 尽可能多的清淤挖泥可以在减少水体中N、P含量的同时提高水体自净能力
C. 从湖岸区到湖心区的植物分布体现了群落具有一定的水平结构
D. 应对补植植物进行定期收割,经处理后可作为饲料等投入生产,提高能量传递效率
【答案】ABD
【分析】生物群落的结构包括空间结构—垂直结构和水平结构:群落垂直结构,在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象;植物主要受阳光的影响,动物主要受食物和栖息空间的影响;群落水平结构,由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异。
【详解】A、流入该湖泊生态系统的能量来自各种水生植物等生产者所固定的太阳能以及城市生活污水中的能量,A错误;
B、湖底淤积的腐殖质中含有分解者分解有机物释放的N、P等营养物质,清理湖底淤积的腐殖质,可以减少水体中N、P的含量,但由于淤泥中含有微生物被一并挖走,因此不能提高水体的自净能力,B错误;
C、从湖岸线补植挺水植物、湖心补植浮水植物,可体现群落的水平结构,C正确;
D、对湖中植物进行定期收割,经处理后可作饲料等投入生产,提高能量利用率,但能量传递效率不能提高,D错误。
故选ABD。
三、非选择题:本题共5小题,共59分。
19. 番茄在夏季栽培过程中常受到高温和强光的双重胁迫,导致产量和品质下降。为研究亚高温强光(HH)对番茄光合作用的影响,研究人员对番茄进行不同条件处理,实验结果如图所示。
(1)番茄叶肉细胞的叶绿体中位于_____上的光合色素能吸收、传递并转化光能,并通过光反应将光能转化为化学能储存在_____中。
(2)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、______(答出2点方可)等生理过程。通过实验可知,HH组过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的,理由是______;而是由于______造成光能过剩,对植物造成危害。
(3)据图分析,与对照组相比,HH组番茄净光合速率下降的原因可能是①______;②______。
(4)位于叶绿体的PSII是一种光合作用单位,由光合色素和相关蛋白质构成。D1蛋白是PSII的核心蛋白,在HH条件下,过剩的光能会损伤D1蛋白。植物可利用一系列的光保护和光防御机制来维持PSⅡ的生理功能。研究发现,亚高温强光下同时施加适量硫酸链霉素(可抑制D1蛋白合成)的植株光合速率比HH组低。据此推测,科研人员可通过______的方法,提高番茄在高温和强光双重胁迫条件下的光合作用速率。
【答案】(1)① 类囊体薄膜 ②. ATP和NADPH
(2)①. 光合作用、呼吸作用 ②. 气孔开度降低,但胞间CO2浓度却升高 ③. RuBP羧化酶活性下降,使C3的合成速率下降,导致光反应产物积累,进而使光能转化效率降低
(3)①. RuBP羧化酶活性降低,暗反应速率下降,光合作用速率降低 ②. 温度升高,与呼吸作用有关酶活性增强,呼吸作用速率升高
(4)提高亚高温强光条件下D1蛋白表达量
【分析】光合作用过程:①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜,发生水的光解、ATP和NADPH的生成;②暗反应场所在叶绿体的基质,发生CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH。
【解析】(1)吸收光能的色素位于叶绿体的类囊体薄膜上,光合色素吸收的光能通过光反应转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中。
(2) 气孔是植物蒸腾作用的“门户”,气孔的关闭会影响水分的散失,影响蒸腾作用;蒸腾作用会促进水分和无机盐的运输,进而影响呼吸作用;气孔也是气体交换的“窗口”,气孔张开,空气(如CO2)进入气孔,有光的条件下进行光合作用,气孔关闭,二氧化碳无法进入植物体,影响光合作用。表中数据显示亚高温高光组与对照组相比,气孔导度下降,但胞间CO2浓度却上升,说明过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的。而是RuBP羧化酶活性下降,使C3的合成速率下降,导致光反应产物积累,进而使光能转化效率降低,造成光能过剩,对植物造成危害。
(3)HH组为亚高温强光组,由图可知,高温会导致RuBP羧化酶活性降低,暗反应速率下降,光合作用速率降低;另外温度升高,与呼吸作用有关酶活性增强,呼吸作用速率升高,因此,与对照组相比,HH组番茄净光合速率下降。
(4)叶绿体中的色素位于类囊体薄膜上,PSII是一种光合色素和蛋白质的复合体,PSII吸收的光能通过光反应储存在ATP和NADPH中,然后在暗反应中用于C3的还原。亚高温强光下同时施加适量硫酸链霉素(可抑制D1蛋白合成)的植株光合速率比HH组低,说明D1蛋白能够提高植株光合速率,因此可以通过提高亚高温强光条件下D1蛋白表达量的方法,提高番茄在高温和强光双重胁迫条件下的光合作用速率。
20. 科研人员通过建立污水处理系统(含多种微生物)、引种植物等措施,将污染严重的某湿地建设成城市湿地景观公园。下图1表示湿地对城市污水的净化;图2表示该湿地生态系统的局部能量流动过程,其中D表示同化量,图中字母代表相应能量。回答下列问题:
(1)图1中甲、乙、丙代表该湿地生态系统中的三种组成成分,甲指的是_____,碳元素在图1的甲、乙、丙之间以_____的形式进行传递。
(2)图1中输入人工湿地生态系统的能量是_____;分析图2可知,第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量是_____(用图中字母表示),第一营养级和第二营养级之间的传递效率为_____(用图中字母表示)。
(3)信息传递对生态系统和农业生产都有重要作用,孔雀开屏是一种_____(填“物理”或“化学”或“行为”) 信息,使用黑光灯诱捕趋光性昆虫属于_____防治。
(4)生态系统自我调节能力的基础是_____;一般情况下,食物网越复杂,生态系统的_____(填“抵抗力”或“恢复力”) 稳定性就越高;处于生态平衡的生态系统具有以下特征:结构平衡、功能平衡、_____平衡。
【答案】(1)①. 分解者 ②. (含碳)有机物
(2)①. 生产者固定的太阳能和污水中有机物的能量 ②. F+E+G或D-H ③. D/A或(E+F+G+H)/A×100%
(3)①. 行为 ②. 生物
(4)① 负反馈调节 ②. 抵抗力 ③. 收支
【分析】碳循环:①碳(C)在生物圈(生物群落和无机环境之间)中以CO2的形式进行循环。②碳(C)在生物群落中以有机物的形式进行传递。③大气中的CO2被生产者固定的方式除了光合作用(这是主要的),还包括化能合成作用等。④微生物的分解作用包括细胞外分解(通过分泌胞外酶分解周围环境中的物质)和细胞呼吸两个过程。
【解析】(1)据图1分析可知,乙可从大气中吸收CO2说明乙是生产者,乙和丙的碳都可以流向甲,说明甲是分解者,则丙是消费者,因此甲、乙、丙分别是分解者、生产者、消费者;碳(C)在生物群落(甲、乙、丙)中以有机物的形式进行传递。
(2)流经该生态湿地的总能量包括该生态系统生产者固定的太阳能和污水中有机物的化学能。同化的能量减去呼吸消耗的能量,即用于自身生长、发育和繁殖的能量,此部分能量包括传给下一营养级、传递到分解者和未被利用的,故第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量可表示为F+G+E(或D-H)。第一营养级同化的总能量为A,第一营养级和第二营养级之间的传递效率为相邻营养级同化量的比值,即D/A×100%或(E+F+G+H)/A×100%。
(3)孔雀开屏是一种行为信息,黑光灯诱捕趋光性昆虫是利用昆虫的趋光性,属于生物防治。
(4)生态系统具有一定的自我调节能力,生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节,一般情况下,食物网越复杂,生态系统的抵抗力稳定性就越高,恢复力稳定性越弱,处于生态平衡的生态系统具有以下特征:结构平衡(各组分保持相对稳定)、功能平衡(保证物质总在循环,能量不断流动,生物个体持续发展和更新)、收支平衡(生态系统中植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量,处于比较稳定的状态)。
21. 某两性花二倍体植物的籽粒性状(长粒与圆粒)由等位基因E/e控制,花色由3对等位基因控制,其中基因A控制紫色,基因a无控制色素合成的功能,基因B控制红色,基因b控制蓝色,基因D不影响上述2对基因的功能,但基因d纯合的个体均为白色花。已知所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,基因型为A_B_D_和A_bbD_的个体分别表现为紫红色花和靛蓝色花。现用该植物的3个不同纯种品系甲(靛蓝色)、乙(白色)、丙(红色)杂交,杂交结果如图。不考虑突变及互换,请回答下列问题:
(1)亲本甲、乙、丙关于花色的基因型分别为______、______、______。
(2)让只含隐性基因植株与F2测交,能否确定F2中各植株控制花色性状的基因型?______(填“能”或“否”)。让两个杂交组合中所有F2的紫红色植株都自交一代,白花植株在全体子代中的比例为______。
(3)若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则该植株可能的基因型最多有______种。让杂交组合一和组合二中的F1进行杂交,理论上子代中出现开白色花的植株概率为______。
(4)欲判断A/a和B/b基因是否位于一对同源染色体上,请从甲、乙、丙3个品系中选取合适的材料设计实验进行判断,并预期实验结果与结论。
实验设计思路:______;
预期实验结果与结论:______。
【答案】(1)①. AabbDD ②. AABBdd ③. aaBBDD
(2)①. 否 ②. 1/6
(3)①. 9(或九)②. 1/4(或25%)
(4)①. 取植株甲与丙杂交所得的F1自交,统计F2的表型及比例 ②. 若F2的表型及比例为紫红色:靛蓝色:红色:蓝色=9:3:3:1,则基因A/a、B/b的遗传遵循自由组合定律,位于两对同源染色体上;若F2表型及比例为靛蓝色:紫红色;红色=1:2:1,则基因A/a、B/b连锁,位于同一对同源染色体上
【分析】根据题意,基因型为A_B_D_和A_bbD_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花,aaB_D_的个体表现为红色,_ _ _ _ _dd表现为白色。杂交组合一中F2的性状分离比为紫红色:靛蓝色:白色=9:3:4,为9:3:3:1的变式,说明相关的两对等位基因的遗传符合基因自由组合定律。同理根据乙杂交结果,说明相关的等位基因的遗传符合基因自由组合定律。甲、乙、丙为三个不同品系,甲的花色为靛蓝色,则基因型为AAbbDD;丙的花色为红色,则基因型为aaBBDD;根据杂交结果的F1均表现为紫红色(A_B_D_),已知甲、丙的基因型,乙花为白色,则乙的基因型应该为AABBdd。
【解析】(1)由题干信息可知,开紫红色花植株的基因型为 A_B_D_,开靛蓝色花植株的基因型为 A_bbD_,开红色花植株的基因型为 aaB_D_,开白色花植株的基因型为_ _ _ _dd,开蓝色花植株的基因型为aabbD_。结合杂交组合一和杂交组合二F2的性状分离比均为9:3:4,是9:3:3:1的变式,则两个杂交组合对应的F1均为双杂合子,杂交组合一F2中紫红色花(A_B_D_):靛蓝色花(A_bbD_):白色花(_ _ _ _dd)=9:3:4,基因B/b和 D/d发生了分离和自由组合,可推测其F1的基因型为AABbDd;杂交组合二F2中紫红色花(A_B_D_):红色花(aaB_D_):白色花(_ _ _ _dd)=9:3:4,基因A/a和D/d发生了分离和自由组合,可推测其F1的基因型为AaBBDd,综上分析可知:甲的基因型为AAbbDD、乙的基因型为AABBdd、丙的基因型为aaBBDD。
(2)当植株是白花时候,其基因型为_ _ _ _dd,与只含隐性基因的植株与F2测交仍然是白花,无法鉴别它的具体的基因型,可见让只含隐性基因的植株与F2测交,不能确定F2中各植株控制花色性状的基因型。甲×乙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AABbDd:AABBDd:AABbDD:AABBDD=4:2:2:1。乙×丙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AaBBDd:AABBDd:AaBBDD:AABBDD=4:2:2:1。其中DD:Dd=1:2所以白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4=1/6。
(3)若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则该植株基因型为_ _ _ _Dd,基因型最多有3×3=9种。由小问(1)可知,杂交组合一F1的基因型为 AABbDd、杂交组合二F1的基因型为 AaBBDd,在基因 A/a、B/b 独立遗传或连锁的情况下,组合一F1产生的配子基因型及比例均为ABD:ABd:AbD:Abd=1:1:1:1;组合二F1产生的配子基因型及比例均为ABD:ABd:aBD:aBd=1:1:1:1,则两者杂交后代中白花(_ _ _ _dd)占比为1/2×1/2=1/4。
(4)由题可知,图2中亲代植株为杂交组合二F2中一株红色花长粒形植株,结合题干信息可推知,这株红色花长粒形植株的基因型为 aaBBD_Ee,其自交产生的后代均含有a和B基因,结合图2可知,所有子一代均含有①②基因片段,可知条带①为基因a,条带③和④为基因 D和d。由上述分析可知,针对基因A/a和B/b,子一代的基因型均为aaBB,针对基因E/e与D/d,假设这两对基因不连锁,其遗传符合自由组合定律,则子一代会出现 D_E_、ddE_、D_ee、ddee共9种基因型,因此会出现9组不同的电泳条带,结合图2可知,子一代中只出现了3组不同的电泳条带,即只存在3种不同基因型的个体,故推测基因 E/e与基因 D/d连锁遗传,位于一对同源染色体上。
22. 机体面临压力时,会出现肠胃炎等不适症状,这是情绪对身体器官的影响;同时肠道、肝脏等也可分泌一种促进炎症反应的蛋白质(LCN2),引发焦虑等情绪问题,其过程如图。
(注:①②表示物质)
(1)图中参与压力响应的信号分子有_________(填“①”或“②”或“①②”);当机体面临压力时,迷走神经兴奋,促进肝脏细胞合成、分泌LCN2,该过程属于_________(填“神经”或“体液”或“神经-体液”)调节,LCN2抑制相应神经元的功能,进而导致焦虑等情绪问题。同时,在压力刺激下人体会通过下丘脑调控轴促进肾上腺分泌_________,使炎症反应_________,帮助机体适应压力环境。
(2)研究发现,机体多种细胞均能分泌LCN2,在压力刺激下机体增加的LCN2主要来源是肝脏,为验证该结论,科研人员以小鼠为材料进行了实验,分别测定正常小鼠(甲组)和压力刺激小鼠(乙组)的血浆LCN2浓度。在上述实验基础上,从基因工程技术角度考虑,还应另增加丙组经_________处理的小鼠,并给予压力刺激,测定血浆LCN2浓度。请用柱形图的形式预测上述实验结果_________。
(3)LCN2还与阿尔茨海默病(AD)相关,大脑分泌的LCN2会进一步造成神经元受损,引起认知损伤。据此推测,长期处于焦虑状态的个体患AD的概率会_________。临床上对焦虑症患者和AD患者可采取的治疗思路有_________。(写出两点)
【答案】(1)①. ①② ②. 神经 ③. 糖皮质激素 ④. 降低/减弱
(2)①. 特异性敲除肝脏LCN2合成基因/特异性沉默肝脏LCN2合成基因(必须答出“肝脏”1分,方法正确1分,共2分) ②. (坐标系1分,图题1分,柱形图趋势正确1分,乙组最高、甲组和丙组差异不大,共3分)
(3)①. 上升/变大 ②. 抑制LCN2的合成与分泌/降低LCN2的浓度/阻止LCN2发挥作用(三个角度,答出2个角度即可,1个角度1分,共2分)
【分析】(1)情绪也是大脑的高级功能之一。当人们遇到精神压力、生活挫折、疾病、死亡等情况时,常会产生消极的情绪。当消极情绪达到一定程度时,就会产生抑郁。抑郁通常是短期的,可以通过自我调适、身边人的支持以及心理咨询好转。当抑郁持续下去而得不到缓解时,就可能形成抑郁症。
(2)肾上腺皮质:分泌皮质醇、醛固酮等皮质激素,分别调节机体的糖代谢和水盐代谢等。促进机体应对各种有害刺激。
(3)常见于老年人的帕金森病和阿尔茨海默病,都与大脑中释放兴奋性递质的神经元大量死亡有关。帕金森病主要涉及多巴胺能神经元,阿尔茨海默病主要涉及胆碱能神经元。
【解析】(1)据图可知,①是迷走神经受压力刺激后分泌的作用于肝脏的物质,故①是神经递质。②是肝脏细胞接受神经递质作用后分泌的蛋白质(LCN2),故图中参与压力响应的信号分子有①②。当机体面临压力时,迷走神经兴奋,分泌神经递质作用于肝脏细胞,促进肝脏细胞合成、分泌LCN2。该过程只有神经起了调节作用,故该过程属于神经调节。在压力刺激下,肾上腺皮质会分泌糖皮质激素,使炎症反应降低/减弱,以促进机体应对压力产生的有害刺激,帮助机体适应压力环境。
(2)依题意,实验的目的是验证机体多种细胞均能分泌LCN2,在压力刺激下机体增加的LCN2主要来源是肝脏。依题意,甲组和乙组的自变量是小鼠是否受到刺激,因变量是两种情况下血浆LCN2浓度,甲乙对照只能验证压力刺激引起LCN2含量增加,并不能证明LCN2主要来源是肝脏。故在上述实验基础上,从基因工程技术角度考虑,还应另增加丙组,丙组设置为:给予压力刺激特异性敲除肝脏LCN2合成基因/特异性沉默肝脏LCN2合成基因处理的小鼠,测定血浆LCN2浓度。若在压力刺激下机体增加的LCN2主要来源是肝脏,则乙组血浆LCN2含量最高、甲组和丙组差异不大,柱状图如下:
(3)阿尔茨海默病与大脑中释放兴奋性递质的神经元大量死亡有关,LCN2会引发焦虑等情绪问题。依题意,大脑分泌的LCN2会进一步造成神经元受损,引起认知损伤,据此推测,长期处于焦虑状态的个体患AD的概率会上升/变大。综合以上分析,减少LCN2含量或阻止LCN2发挥作用,都可降低LCN2对神经元的毒害,可缓解焦虑症患者和AD患者的症状。故临床上对焦虑症患者和AD患者可采取的治疗思路有:抑制LCN2的合成与分泌/降低LCN2的浓度/阻止LCN2发挥作用。
23. 植物内生菌是一定阶段或全部阶段生活于健康植物的组织和器官内部的真菌或细菌,普遍存在于高等植物中。
(1)放线菌也是一种常见的内生菌,能抑制病原菌的生长。研究者利用两种不同类型的放线菌获得新型工程菌,过程如图:
收集上述两种菌丝体,加入_____(填“纤维素酶”或“溶菌酶”)处理,分离原生质体,将两种原生质体悬液等量混合,加入适量促融剂处理一段时间。终止反应并洗涤后,取一定量混合液接种于______(填“固体”或“液体”)培养基中培养。根据菌落特征,选出性状稳定的融合菌株。
(2)某真菌的w基因可编码一种可高效降解纤维素的酶,已知图中w基因转录方向是从左往右。为使放线菌产生该酶,以图中质粒为载体,进行转基因。
①限制酶主要是从______中分离纯化出来的。应使用限制酶_______切割图中质粒,使用限制酶_______切割图中含w基因的DNA片段,以获得能正确表达w基因的重组质粒。
②与质粒中启动子结合的酶是______。启动子通常具有物种特异性,在质粒中插入w基因,其上游启动子应选择_______启动子(填生物类型)。
③W基因转录的模板链是_______。利用PCR技术对W基因进行扩增时子链延伸的方向是______。
④研究人员利用W基因的mRNA进行逆转录得到了cDNA,已知mRNA的序列为5-UGAACGCUA…(中间序列)…GUCGACUCG-3'。利用PCR技术对cDNA进行扩增,为便于将扩增后的基因和载体连接构建重组质粒,请写出PCR扩增时所需引物的前12个碱基序列5'_________3’。
【答案】(1)①. 溶菌酶 ②. 固体
(2)①. 原核生物 ②. MfeI、HindⅢ ③. EcRI、HindⅢ ④. RNA聚合酶 ⑤. 放线菌 ⑥. 乙链 ⑦. 5'→3' ⑧. GAATTC(或CAATTG)TGAACG、AAGCTTCGAGTC
【分析】一个基因表达载体的组成,除目的基因、标记基因外,还必须有启动子、终止子等。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游紧挨转录的起始位点,它是RNA聚合酶识别和结合的部位。有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质。有时为了满足应用需要,会在载体中人工构建诱导型启动子,当诱导物存在时,可以激活或抑制目的基因的表达。终止子相当于一盏红色信号灯,使转录在所需要的地方停下来,它位于基因的下游,也是一段有特殊序列结构的DNA片段。在构建基因表达载体时,首先会用一定的限制酶切割载体,使它出现一个切口;然后用同一种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段;再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处,这样就形成了一个重组DNA分子。
【解析】(1)放线菌的细胞壁主要成分为肽聚糖,能被溶菌酶水解。筛选是通过菌落特征进行的,所以接种于固体培养基上才能形成菌落。
(2)①限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的;根据题图信息“图中w基因转录方向是从左往右”、“放线菌质粒启动子到终止子方向为顺时针”,故重组质粒的启动子应在w基因左侧,终止子应在w基因右侧,w基因右侧只能用HindⅢ切割,w基因左侧有BamHI、KpnI、EcRI三种酶切位点,结合质粒情况及切割位点识别序列,应使用限制酶MfeI、HindⅢ切割图中质粒,使用限制酶EcRI、HindⅢ切割图中含w基因的DNA片段,以获得能正确表达w基因的重组质粒。
②启动子启动基因的转录,故与质粒中启动子结合的酶是RNA聚合酶;根据题干信息“启动子通常具有物种特异性”,目标是使放线菌产生高效降解纤维素的酶,故应选择放线菌的质粒,在质粒中插入w基因,其上游启动子应选择放线菌启动子。
③启动子在w基因的左侧,转录方向是从左向右,mRNA链的合成方向为5'→3',与乙链从左向右3'→5'互补,故W基因转录的模板链是乙链。利用PCR技术扩增目的基因的原理是DNA(双链)复制,方向为5'→3'。
④已知mRNA的序列为5'-UGAACGCUA…(中间序列)…GUCGACUCG-3',逆转录得到cDNA序列为5'-CGAGTCGAC…(中间序列)…TAGCGTTCA-3',利用PCR技术对cDNA进行扩增,PCR过程需要两种引物,能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合,并加入EcRI、HindⅢ识别序列,在w基因左侧加入MfeI序列也可,故PCR扩增时所需引物的前12个碱基序列5'-GAATTCTGAACG-3',5'-AAGCTTCGAGTC-3',5'-CAATTGTGAACG-3'。
杂交育种
诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
方法
杂交→自交→选优
辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理
花药离体培养、秋水仙素诱导加倍
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理
基因重组
基因突变
染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种)
染色体变异(染色体组成倍增加)
限制酶
BamH I
EcR I
Mfe I
Kpn I
HindⅢl
识别序列和切割位点( 5-3’ )
G↓GATTC
G↓AATTC
C↓AATTG
GGTAC↓C
A↓AGCTT
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