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【2026押题】非选择题密卷

1.种子大小是作物重要的产后性状。研究者对野生型拟南芥(2炉10)进行诱变,筛选到一株种子增大的突变

体。通过遗传分析和测序,发现野生型DA1基因发生一个碱基G到A的替换,突变后的基因为隐性基因,据此

推测突变体的表型与其有关,开展相关实验。

回1答下列问题:

(1)拟采用农杆菌转化法将野生型的/基因转入突变体植株,若突变体表型确由该突变造成,则转基因植株的

种子大小应与植株的种子大小相近。

(2)用PCR反应扩增DA1基因,用限制性核酸内切能对PCR产物和进行切割,用DNA连接酶将

两者连接。为确保插入的的J基因可以正常表达,其上下游序列需具备o

⑶转化后,T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位

点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下,选出单一位点插入的植株,并进一步获得目的基

因稳定遗传的植株(图1),用于后续验证突变基因与表型的关系。

农杆菌(T—D、A携带041基因和

Q卡那霉素抗性基因)

/花序浸没于农杆菌菌液进行转化

七旦颈一干耳®一针®一干

去卡那霉索选熊k那霉素选熊k那霉素选募

三代择培养基筛挣培养基筛择培养基筛

选种子选种子选种子

IIIII1

1代T,代T、代

图1

①农杆菌转化T。代植株并自交,将r代种子播种在选择培养基上,能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因

组中插入了.

②3代阳性植株自交所得的/代种子按单株收种并播种于选择培养基,选择阳性率约—%的培养基中幼苗

继续培养。

③将②中选出的代阳性植株(填“自交”“与野生型杂交”或“与突变体杂交”)所得的

4T3

代种子按单株收种并播种于选择培养基,阳性率达到%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。

为便于在后续研究中检测该突变,研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段,再使用限制性核酸内

切酶X切割产物,通过核酸电泳即可进行突变检测,相关信息见图2,在电泳图3中将能切结果对应位置的条

带涂黑。

5'CCTTTTCArr..Ek\GGACTCT(;CCTT……TTACAAGTTA3'

"3'GGAAAAGTAA...CTCCTGAGACGGAA...AATGTTCAAT5Z(150bpi

突变型5'CCTTTTCA1T……EL^GGACTCTGCCTT……TTACAAGTTA3'

3'GGAAAAGTAA...TTCCTGAGACGGAA...AATGTTCAAT5'(150bp]

10……50....I5O(I»P)

限制性内切醐XAACNN"NCCTT

识别及切割序列TTCCNNN'NNN-IGGAA(N代表任意核甘酸)

图2

麻准参照物野生型突变型

150bp1_____11_____11_____1

10()bp

_____________________(bp指核甘酸对)

50bp1_____11_____11_____1

图3

【答案】(1)野生型(2)基因表达载体(或质粒,或载体)启动子、终止子(3)①T-DNA片段(或为/基

因,或目的基因)②75③自交100

标准参照物野生型突变型

150hp11u]11

10()l)p1-11Ii

(bp指核甘酸对]

(4)5。所

解析(1)野生型为/基因为显性基因,若导入成功,转基因植株的种子大小应与野生型的一致。(2)用农杆

菌转化法进行转基因需将目的基因插入Ti质粒的T-DNA中,所以需将二者用同种限制酶切割再用DNA连接

酶连接。如要目的基因正常表达,其上游要有启动子驱动转录开始,下游要有终止子终止转录。(3)①能在选

择培养基上萌发并生长的阳性个体说明其基因组中成功插入含有〃月/基因的T-DNA片段。②T。代植株自交后

所得的「代种子若能在选择培养基上存活,则为导入了加/基因和卡那霉素抗性基因的阳性种子,但导入的

数量未知,故用「代植株继续自交,若某「代植株为基因组单一位点插入,则其产生的4代种子在选择培养

基上的存活率(阳性率)为75%o③目标转基因植株应为纯合阳性子代,T2代植株中存在杂合阳性和纯合阳性

子代,应该用自交的方法筛选,若后代不再出现性状分离,即阳性率为100%,说明培养基中的幼苗为目标转基

因植株。(4)野生型基因和突变型基因长度均为150bp,野生型基因内部无限制酶X的酹切位点,突变型基因

在50bp处有一个限制酶X的酶切位点,所以酶切后野生型出现1个15()bp的条带,而突变型出现10()bp

和50bp两个条带。

2.在这个奶茶、甜品泛滥的时代,多数人逐渐养成长期高糖摄入的饮食习惯,高糖摄入不仅会导致肥胖和

糖尿病,还容易导致焦虑和抑郁症等心理疾病。口常饮食中最离不开的调料一一油、盐,油的过量摄入会

增加高血压、血脂异常等慢性病的发病风险;而高钠更是高血压患者发病的主要危险因素之一。为此提出

减控“糖油盐”,为健康加分的理念。结合相关知识回答下列问题:

(1)正常机体摄入高糖会导致机体的血糖浓度升高,引起__________分泌的胰岛素增加。胰岛素一方面促进

血耦进入组织细胞进行,进入肝、肌肉并合成,进入脂肪组织细胞转变为:

另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成前萄糖。长期摄入高糖会导致肥胖的原因是。

(2)植物油在室温时呈液态,为不饱和脂肪酸,其“骨架”是一条由组成的长链,是细胞内的储

能物质。研究发现,质量相同的脂肪比糖原氧化分解释放的能量多,从元素组成及含量分析,其原因是

(3)食用高钠会导致血钠含量升高,引起细胞外液的升高,同时会导致肾上腺皮质分泌的

减少,导致仔小管和集合管对Na+的重吸收减少。

【答案】(1)胰岛B细胞氧亿分解糖原甘油三酯过多的糖类可转化为脂肪

⑵碳原子与糖原相比,脂肪分子中C、H的比例高,。的比例低,氧化分解时同等质量的脂肪比糖原

消耗的02多,释放的能量也多

(3)钠离子醉固酮

【分析】血糖的升高会刺激下丘脑的感受器进而通过神经刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,但同时血糖的升高

也会直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素。胰岛素分泌的增多:①会抑制胰高血糖素的分泌②促进糖类的氧化

的分解③促进血糖转化为肝糖原、肌糖原④促进糖类转化为脂肪、非必需且基酸。血糖降低,刺激下丘

脑和胰岛B细胞,而下丘脑也会通过神经刺激胰岛B细胞分泌胰高血糖素。胰高血糖素会促进储能物质向

血糖的转化,进而提高血糖。

【详解】(1)当血糖浓度上升时,会引起胰岛B细胞的胰岛素增加,腴岛素一方面可促进血糖进入组织细

胞氧化分解,进入肝、肌肉合成糖原,进入脂肪细胞转变为甘油三酯。过多的糖类可转化为脂肪,因此长

期摄入高糖会导致肥胖。

(2)脂肪酸的“骨架”是一条由碳原子组成的长链。脂肪分子中C、H的比例高,()的比例低,氧化分解时

同等质量的脂肪比糖原消耗的02多,释放的能量也多。

(3)细胞外液的钠离子浓度较高,细胞内液的钾离子浓度较高,食用高钠会导致血钠含量升高,引起细胞

外液的钠离了7I高。肾上腺皮质分泌的醛固酮具有保钠排钾的作用,当细胞外液的钠离了浓度上升时,会

导致肾上腺皮质分泌的醛固酮减少,导致肾小管和集合管对Na+的重吸收减少。

3.研究者拟构建高效筛选系统,将改进的苯丙氨酸合成关键能基因P1导入谷氨酸棒杆菌,以提高苯丙氨酸产

量。

(1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有检卡那霉素抗性基因)和Sac〃两个标记基因,

为去除筛选效率较低的SacB,应选择引物和,并在引物的(5'/3')端引入后。/酶

识别序列,进行PCR扩增,产物经酎切、连接后环化成载体2o

(2)PCR扩增载体3中筛选效率较高的标记某因油s£(链霉素敏感某因)时,引物应包含(£coRI

///MHI/M。I)能识别序列,产物经单附切后连接到载体2构建高效筛选载体4。

⑶将改进的以基因整合到载体4构建载体5。将载体5导入链霉素不敏感(由例s£突变造成)、卡那霉素

敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株,应采用含有的平板进行初步筛选。

(4)用一定的方法筛选出如下菌株:々基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA,且载体5上其他DNA片段全

部丢失。该菌的表型为o

A.卡那客素不敏感、链霉素敏感

B.卡那霉素敏感、链霉素不敏感

C.卜那霉素和链霉素都敏感

1).卡那霉素和链霉素都不敏感

(5)可采用技术鉴定成功整合P1基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。

【答案】(1)14(以上两空可调换)5'(2)XhoI(3)卡那霉素(4)B(5)PCR(聚合酶链式反应,答

案合理即可)

解析⑴结合题图中载体1分析,要去除Sac8区域,应扩增Sa出区域外的DNA片段,所选择的两种引物应

方向相反,且位于扩增部位两端,故应选引物1和4。由于PCR扩增时,子链从引物的3'端开始延伸,因此应

在引物的5'端引入合适的限制酶识别序列。(2)根据题图中构建载体4的过程可知,从载体3扩增出的RpsL

片段插入了载体2的筋。I位点,故以载体3为模板扩增RpsL时所需引物应包含Xho1酶识别序列。⑶因

受体菌的表型为链霉素不敏感、卡那霉素敏感,载体5上具有欣s£(链霉素敏感基因)和心1(三那霉素抗性

基因),故成功导入载体5的菌株链霉素敏感、卡那福素不敏感,所以,为获得成功导入载体5的菌株,应利用

含有卡那霉素的平板进行初步筛选,选择平板上出现的菌落即可。(4)P1基因整合到受体菌拟核DNA,且载体

5上其他DNA片段全部丢失,所以该菌的表型依然是受体菌的表型,即链霉素不敏感、卡那霉素敏感,故B正

确。(5)以受体菌拟核DNA为模板:采用P1基因特异性引物进行PCR扩增,若获得相应大小片段,即可表明该

菌株成功整合了/V基因。

4.改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾卜・乘凉梦”的一种可能途径。研究人员克隆了可显著

增高和增产的。山.基因,并开展了相关探索。

步骤I:

标1脱分化愈伤组”

、胚状体

步骤II:

含总和抗生素抗性基农杆菌产含重组Ti质

因等的雨:组Ti质粒粒的农杆菌

(1)花药培养能缩短育种年限,原因是O在步骤[

的花药培养过程中,可产生单倍体愈伤组织,将其培养于含的培养基上,可促进产生二倍体愈伤组

织。I中能用于制造人工种子的材料是。

⑵步骤II中,基因克隆于cDNA文库而不是基因组文库,原因

是;在构建重组Ti质粒时使用的工具酶

有・为筛选含重组Ti质粒的菌株,需在培养基中添加“获得的农杆菌菌株

经鉴定后,应侵染I中的.以获得转基因再生植株。再生植株是否含有。而基因的鉴定方法

是,移栽后若发育为更高且丰产的稻株,则可望“禾下乘凉”。

【答案】(D花药培养获得的单倍体经秋水仙素处理后所得植株均为纯合子,后代不会发生性状分离秋

水仙素胚状体(2)cDNA文库是由编码蛋白质的niRNA逆转录来的基因导入受体菌群而获得的,在cDNA文

库中容易筛选获得H的基因限制酶和DNA连接酶抗生素愈伤组织DNA分子杂交技术

解析(1)花药离体培养可获得单倍体,再经秋水仙素处理后所得植株均为纯合了,后代不会发生性状分离,

所以可以明显缩短育种年限。秋水仙素能抑制纺锤体的形成,从而引起细胞内染色体数目加倍,故将单倍体

愈伤组织培养于含秋水仙素的培养基上,可促进产生二倍体愈伤组织。胚状体可分化形成根、芽,常用于制

造人工种子。(2)cDNA文库是由编码蛋白质的mRNA逆转录来的基因导入受体菌群获得的,而基因组文库包含

了本物种的全部基因,在cDNA文库中容易筛选获得目的基因。在构建重组Ti质粒时,需使用一定的限制酶

切割质粒,再使用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含FI的基因的DNA片段,之后再用DNA连接酶

将目的基因和质粒连接成重组质粒。重组Ti质粒中含右抗生素抗性基因,化培养基中添加抗生素可以筛选

获得含重组Ti质粒的菌株。将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法,用含加/基因的农杆菌侵染愈伤

组织,可将eui基因导入愈伤组织,获得转基因再生植株。可采取DNA分子杂交技术检测再生植株是否含有

eu/,基因。

5.蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂(NaPI)和胰凝乳蛋白酶

抑制剂(StPinlA)的基因单独或共同转化棉花,获得了转基因植株。

回答下列问题:

(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是—。

(2)是实施基因工程的核心。

(3)利用农杆菌转化法时,必须将目的基因插入质粒的上,此方法的不足之处

是o

(4)为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译,可采用的检测技术有

(写出两点即可)。

(5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后,还需进一步做抗虫的以鉴定其抗性程度。图为三种

不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果,据结果分析(填“NaPI”或“StPinlA”或

“NaPI+SlPinlA")转基因棉花的抗虫效果最佳,其原因是。

A

)U

(6)基因突变可产生新的等位基因,在自然选择的作用下,昆虫种群的基因频率会发生,导致昆虫

朝着一定的方向不断进化。据此推测,被蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后,某些昆虫具有了抗蛋白酶抑

制剂的能力,其分子机制可能是______________________________________________________________________

(写出两点即可)。

【答案】(1)抑制害虫胰蛋白酶活性,从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的(2)基因表达载体的

构建(3)T-DNA该方法一般不适用于单子叶植物(4)PCR技术、抗原一抗体杂交技术(5)接种试验

NaFI+StPinlANaPI+StPinlA的转基因棉花的虫体质量最低且每株棉铃数最多(6)定向改变昆虫在胰

蛋白酶抑制剂的选择下,抗性基因频率逐渐提高,从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力;昆虫的胰蛋白酶

基因发生突变,原有的胰蛋白酶抑制剂不能发挥作用

解析(1)蛋白酣抑制剂可与害虫消化道内的蛋白酹结合形成复合物,从而阻断或降低蛋白酹的活性,使昆

虫不能正常消化食物中的蛋白质,从而达到抗虫的目的。(2)基因工程的核心是基因表达载体的构建。(3)农

杆菌细胞内含有Ti质粒,当它侵染植物细胞后,可将Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞,并将其整合到受体

细胞的染色体DNA上。故利用农杆菌转化法时,需将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上。但农杆菌一般只感

染双子叶植物和裸子植物,故其不足之处是该方法•般不适用于单子叶植物。(4)在分子水平.上可通过PCR

技术检测目的基因是否导入受体细胞染色体DNA上或检测目的基因是否转录出了mRNA;是否翻译出相应的蛋

白质则需要使用抗原一抗体杂交技术。(5)抗虫基因导入植物细胞后,要鉴定其是否赋予植物抗虫特性,需要

做抗虫接种试验。题图中,NaPI+StPinlA转基因棉花的虫体质量最低,每株棉铃数最多,故其抗虫效果最佳。

(6)昆虫种群本来就存在抗虫性强或弱的变异,在抗虫剂(蛋白懒抑制剂)的选择作用下,昆虫种群的基因频

率会发生定向改变,使昆虫朝着一定的方向不断进化。蛋白酶抑制剂通过与害虫消化道内的蛋白酶结合使害

虫不能消化蛋白质而死亡。昆虫具有抗胰蛋白酶抑制剂的能力可能是因为昆虫的胰蛋白酶发生突变,产生一

种新胰蛋白酶,其不能与原有的胰蛋白酶抑制剂结合,使原有胰蛋白酶抑制剂不能发挥作用;也可•能是昆虫

在胰蛋白酶抑制剂的选择下,抗性基因频率逐渐提高,从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力。

6.金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白,某研究小组计划通过多聚前链式反应(PCR)扩增获得目

的基因,构建转基因工程菌,用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下,请回答下列问题:

模板DNA引物1引物2———

94工[步骤1

继续

72七|步骤3循环

55I[步骤2

_______era55安|步骤2

72r|步骤3

第二轮循环

⑴从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过获得用于PCR扩增。

(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对•的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒,在引物中需要增加

适当的位点。设计引物时需要避免引物之间形成,而造成引物自连。

(3)图中步骤1代表,步骤2代表退火,步骤3代表延伸,这三个步骤组成一轮循环。

(4)PCR扩增时,退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏的碱基配对。退火温度

的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但的引物需要设定更高的退火温度。

(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有(填序号:①升高退火温度②降

低退火温度③重新设计引物)。

【答案】(8分)(1)逆转录cDNA(2)限制性核酸内切的碱基互补配对(3)变性(4)引物与模板GC

含量高(5)②③

解析本题主要考查目的基因的获取及PCR技术的有关知识。(1)依据题中表述现象分析,mRNA合成目的基

因的过程应为逆转录过程,由mRNA直接逆转录形成的DNA为cDNA。(2)构建重组质粒时需要限制酶和DNA连

接酶,因此推测在引物中需要增加适当的限制酶识别的位点。设计引物时需要注意避免引物1和引物2之间

形成碱基互补配对。(3)图中步骤1代表变性。(4)退火温度过高会破坏引物与模板链之间的碱基互补配对。

由于含G/C碱基对多的DNA稳定性强,因此在PCR过程中设置的温度应视G/C的含量而定。(5)温度过高不

利干引物与模板结合:引物设计不合理也会影响PCR扩增反应。

知识归纳关于引物的几个问题:①引物是一小段DNA或RNA,它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对,其

长度通常为20~30个核甘酸。②由于PCR利用了DNA的热变性原理,因此温度的高低直接影响DNA变性、复

性和延伸的过程,特别是复性的过程也即题中的退火过程,它关乎引物是否能与模板链结合,只有结合后才

有可能进行“延伸”。③结合DNA结构特点,A与T之间有2个氢键、C与G之间有3个氢键的知识分析,引

物中含碱基不同耐温程度不同,其中含C/G较多的引物,PCR扩增时温度可适当提高。

7.赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸,而人类主要食物中的赖氨酸含量很低,利用生物技术可提高食物中

赖氨酸含最。

回答下列问题:

⑴植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时.,能抑制合成过程中两种关键酶的活性,导致赖氨酸含量维持在

一定浓度水平,这种调节方式属于。根据这种调节方式,在培养基中添

加,用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞,可得到抗赖氨酸类似物的

细胞突变体,通过培养获得再生植株。

(2)随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展,2011年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育

了高产赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为:

①构建乳腺专一表达载体。随着测序技术的发展,为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因(目的基因),可通过检索

获取其编码序列,用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接,

构建出乳腺专一表达载体。

②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞(BEF)。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内,与BEF膜发生

表达载体最终进入细胞核,发生转化。

③核移植。将转基因的BEF作为核供体细胞,从牛卵巢获取卵母细胞,经体外培养及去核后作为<.

将两种细胞进行电融合,电融合的作用除了促进细胞融合,同时起到了重组细胞发育的作用。

④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至,植入代孕母牛子宫角,直至小

牛出生。

⑤检测。DNA水平检测:利用PCR技术,以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照,以为阳性对照,

检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。RNA水平检测:从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳

汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞,提取总RNA,对总RNA进行处理,以去除DNA污染,再经逆转

录形成eDMA,并以此为,利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目的基因在转基因牛乳汁

中的脱落细胞内表达,而不在牛耳组织细胞内表达,原因是什

么?O

【答案】(1)(负)反馈调节一定浓度的赖氨酸类似物(2)①基因(序列)数据库②融合③受体细胞

激活④桑共胚或囊胚⑤含酪蛋白基因的牛耳组织细胞DNA酶PCR的模板构建的表达载体只含有乳

腺特异性启动子,只能在乳腺细胞中启动转录,而在牛耳组织细胞中不能表达

解析(1)一个系统工作的效果反过来抑制该系统的工作称为负反馈调节,基于此原理,若在培养基中加入

•定浓度的赖氨酸类似物作为选择培养基,就可筛选获得抗赖氨酸类似物的细胞突变体。(2)。用化学方法

合成目的基因时,需要已知共仝部序列,所以可以通过基因(序列)数据席检索查询该序列。②利用膜融合的

方式可将脂质体包裹的表达载体转入特定受体细胞。③核移植时常用的受体细胞为去核卵母细胞,携带转基

因的BEF(核供体细胞)与受体细胞通过电融合法诱导融合,使供体核进入卵母细胞,形成重组细胞,同时电刺

激还可激活重组细胞,使其完成细胞分裂和发育进程。④当重组细胞发育至桑其胚或囊胚时进行胚胎移植。

⑤阳性对照是指含有目的基因的细胞,所以用含酪蛋白基因的牛耳组织细胞作为阳性对照,通过对比判断目

的基因是否导入转基因牛组织细胞中。可从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和

转基因牛耳组织细胞中提取总RNA,对总RNA进行DNA酶处理,以除去细胞中的DNA,只剩下RNA,再通过逆转

录形成cDNA,并以此为模板利用PCR技术扩增DNA检验基因是否表达。不同种类细胞中遗传信息的表达情况

不同,含乳腺特异性启动子的表达载体只在乳腺细胞中表达。

8.运动员在马拉松长跑过程中,机体往往出现心跳加快,呼吸加深,大量出汗,口渴等生理反应。马拉松

长跑需要机体各器官系统共同协调完成。

回答下列问题:

(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于一反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大

量出汗导致血浆渗透压升高•,渗透压感受器产生的兴奋传到,产生渴觉。

(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000mL清水与1000mL生理盐水,

其排尿速率变化如图甲所示。

u

-s=

w

)

时间(h)

第25题图甲

图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是,该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗

透压卜降,_____O从维持机体必浆渗透压检定的角度,建议运动员运动后饮用_____O

(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程受神

经一体液共同调节,其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经

是减压神经,传出神经是迷走神经,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果,并进行分析与

讨论。

材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。

(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)

①完善实验思路:

I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测

定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用湿润神经。

II.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用,测定血压,血压下降。

III.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激____,

分别测定血压,并记录。

<>中枢端ifU外周端z\

〔神经中枢J----------------------1感受态,

剪断

图乙

iv.对迷走神经进行重复in的操作。

②预测实验结果:_____。

设计用于记录川、IV实验结果的麦格,并将预测的血压变化填入表中。

③分析与讨论:

运动员在马拉松长跑过程中,减压反射有什么生理意义?

【答案】(1)①.条件②.大脑皮层

(2)①.曲线A②.减轻对卜丘脑渗透压感受器的刺激,导致抗利尔激素分泌减少,使肾小管和集合管对

水的重吸收减少,引起尿量增加③.淡盐水

(3)①.生理盐水②.适宜强度电刺激迷走神经③.减压神经④.血压上升;

组别IIIIV

血压上升上升

⑤.使血压保持相对稳定,避免运动员在运动过程中因血压升高而无法快速恢复而导致机体稳态

被破坏

【解析】

(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程是后天学习和训练习得的,属于条件反射;所有感觉的形成

部位都是大脑皮层,渴觉的产生部位也是大脑皮层。

(2)据图可知,曲线A表示的是饮用清水的曲线,判断的依据是:饮用清水后,引起血浆渗透压降低,从

而减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激,导致抗利尿激素分泌减少,使肾小管和集合管对水的重吸收减少,

引起尿量增加;血浆渗透压主要与无机盐和蛋白质的含量有关,为维持机体血浆渗透压稳定,应引用淡盐

水,以同时补充水分和无机盐离子。

(3)分析题意,本实验目的是验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,则实验可通

过刺激不同部位,然后通过血压的测定进行比较,结合实验材料可设计实验思路如下:

①完善实验思路:【.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经

动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用生理盐水湿润神经,以保证其

活性。

II.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经,测定血压,血压

下降。

III.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激减压神经,

分别测定血压,并记录。

IV.对迷走神经进行重复III的操倡。

②预测实验结果:由于减压神经被结扎,该生理过程被抑制,则预期结果是血压上升。表格可设计如下:

组别IIIIV

血压上升上升

③分析题意可知,运动员会出现山压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这•过程称为

减压反射,在马拉松长跑过程中,减压反射可使血压保持相对稳定,避免运动员在运动过程中因血压升高

而无法快速恢复而导致机体稳态被破坏。

9.近年来,大气中的C。浓度和加浓度有上升趋势。为研究CO:浓度和6浓度上升对农作物有何影响,研

究人员用高浓度C02和高浓度6分别连续处理水稻甲、乙两个品种75天,在第55天、65天、75天分别测

定植物的最大净光合速率,结果如图。回答下列问题。

【注;CK(对照,大气常态浓度);CO2(CO2常态浓度+200umolmolD;O3(O3

常态浓度的1.6倍);COz+OjCO2常态浓度+200umolmo「和Oj常态浓度的1.6倍)。

最大净光合速率是指在最适光照条件下,一定量的植物在单位时间内吸收外界的CO?的

最大最。J

(D实验中的最大净光合速率也可以用单位时间。2释放量表示,①是(填“光”或"暗”反应阶段

的产物,此阶段的产物还有o

(2)分析甲、乙两组75天时的数据可知:①P处理75天后,甲、乙两组水稻的,表明长时间高浓度

的0:,对水稻光合作用产生明显抑制;②长时间高浓度的Q,对乙品种水稻的影响大于甲品种水稻,表

明o

⑶据图分析,高浓度(:❷可(填“提高”或“降低”)高浓度6对水稻净光合作用的抑制效果。

(4)实验发现,处理75天后甲、乙两组水稻中的基因A表达量都比CK组下降。为确定A基因与乙品种水稻

对必耐受力的关系,研究人员使乙品种水稻中A基因过量表达,并用高浓度Q处理75天,再与乙组进行对

比。若实验现象为,则说明A基因与乙品种水稻对0,耐受力无关。

【答案】(1)光还原型辅酶II(NADPH)、ATP

(2)最大净光合速率均下降乙品种水稻对Q,更敏感(》对乙品种水稻的抑制作用更明显)

⑶降低

(4)与乙组75天时的最大净光合速率基本相同

【分析】分析题图:该实验的自变量是水稻的品种及不同发育时期、CO2浓度和6浓度及是否将高CO?与高

Os浓度混合,因变量是水稻的净光合速率,据此分析作答。

【详解】(1)在光合作用的光反应阶段,叶绿体中光合色素吸收的光能,一是用于将比0分解产生和还原

型辅酶H(NADPH);二是使ADP与Pi反应形成ATP。

(2)在75天时,与CK(对照组)相比,甲、乙两组中的6组的最大净光合速率均比CK组低,即处理

75天后,甲、乙两组水稻的最大净光合速率均下降,表明长时间高浓度的6对水稻光合作用产生明显抑制:

乙组中的6组的最大净光合速率低于甲组,即乙组的最大净光合速率下降更多,可能是乙品种水稻对5更

敏感。

(3)(h组比CK组的最大净光合速率低,而CU+O,组的净光合速率大于Q,组,因此高浓度CO?可降低高浓

度03对水稻净光合作用的抑制效果。

(4)实验发现,处理75天后甲、乙两组水稻中的基因A表达展都下降。为确定A基因与乙品种水稻对6

耐受力的关系,自变量是A基因功能,因此可以使乙品种水稻中A基因过量表达,并用高浓度处理75天,

比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率,若与乙组75天时的最大净光合速率基本相同,则说明

A基因与乙品种水稻对耐受力无关。

10.目前,各国研制的新冠疫苗有限多种,其中的mRNA疫苗是一种核酸疫苗。将编码新冠病毒S蛋白的mRNA

直接导入人体,利用人体细胞合成抗原蛋白,从而刺激人体产生免疫应答。研究发现纳米脂质颗粒(LNP)能

使uRNA疫苗在体内以非侵入性的方式进行靶向递送。mRNA疫苗通过胞外递送到胞内后,可能面临内体逃逸

和胞内免疫两个难点,如下图所示,请回答下列问题:

抗原蛋白露

mRNALNP

1111

蛋白分泌

内体逃逸

a疑抗原蛋白

TLR7/8

NLRs

胞内免疫

mRNA降解

⑴新冠病毒没有细胞结构,只能以的方式在活细胞中生存。

(2)mRNA需要从内体小泡中逃逸才能在宿主细胞的上翻译出抗原蛋白,该过程所需的原料由

转运,且连接在该结构的(选填“羟基”、“磷酸基团”)末端。

⑶抗原蛋白以方式分泌到人体细胞外,刺激机体产生相应的,从而获得对新冠病毒

的免疫力。

(4)若mRNA内体逃逸不成功,则会被图中的识别,使该外来mRNA被降解;若逃逸成功,也需逃

避图中的识别,以免被降解

(5)DNA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,mR\A疫苗的安全性

更有保证,这是因为mRNA疫苗不会进入内,无整合到宿主细胞基因组中的风险。

【答案】(1)寄生

(2)核糖体tRNA/转运RNA羟基

(3)胞吐抗体和记忆细胞

(4)TLR3和TLR7/8NLRs

(5)细胞核

【分析】分析题图:mRMA疫苗在纳米脂质颗粒(LNP)的作用卜,以胞吞的方式进入细胞形成内沐小泡。niRNA

从内体小泡逃逸后利用宿主细胞的核糖体翻译出抗原蛋白,经高尔基体发挥作用分泌到细胞外,激活宿主

的免疫应答,产生相应的抗体和记忆细胞,从而获得对新冠病毒的免疫力。若内体小泡内的mRNA未实现逃

逸,则会被TLR3和TLR7/8识别,使该外来mRNA降解。若逃逸成功也需逃避NLRs识别,以免被降解。

【详解】(1)新冠病毒没有细胞结构,不能独立生活,只能以寄生方式在活细胞中生活。

(2)核糖体是蛋白质的合成场所,mRNA需要从内体小泡中逃逸才能在宿主细胞的核糖体上翻译出抗原蛋白;

蛋白质的原料是氨基酸,翻译过程中,氨基酸由tRNA转运,且连接在该结构的羟基末端,参与脱水缩合过

程。

(3)抗原蛋白属于大分子物质,分泌到细胞外的方式是胞吐;抗原能够激发机体的特异性免疫过程,进而

产生抗体和相应的记忆细胞,从而获得对新冠病毒的免疫力。

(4)据图可知,若内体小泡内的mRNA未实现逃逸,则会被TLR3和TLR7/8识别,使该外来mRNA降解;若

逃逸成功也需逃避NLRs识别,以免被降解。

(5)与DNA疫苗相比,mRNA不需要进入细胞核,无整合到宿主细胞染色体基因组中的风险。

11.利用“植物工厂”可■精准调控辣椒生长所需的光照、水、CO?等环境因子。图1是辣椒叶肉细胞光合作

用过程示意图。为探究红、蓝光配比对辣椒产展的影响,研究者开展了相关实验并测得各组辣椒叶片叶绿

素含量、氮含量,结果如图2,统计各组辣椒累计采收量如图3(注:CK为对照组;A组为红光;蓝光

组为红光:蓝光=2:1;C组为红光:

蓝光:3:1)。据图回答下列问题:

⑴图1中②、④分别代表,1阶段产生的(填物质)可为H阶段③的还原提供能量。

KO

I阶段II阶段

图1

(2)红、蓝光对于辣椒生长的作用有两方面:一是红、蓝光可以被叶肉细胞吸收用于光合作用,其中红光被

(填色素名称)吸收;二是红、蓝光作为信号可以分别被(填受体名称)和感受蓝光的受体接受从

而引发相应的生物学效应。

OL*O

)

图2不同处理对辣椒叶绿素和麴含量的影响图3不同处理对辣椒累计采收量的影响

(3)图2中对照组(CK)的人工光源应为光。

(4)上述实验结果显示,红光与蓝光配比为时,增产效果更好,据图分析原因是:

①,促进光反应;

②,促进暗反应。

(5)若上述实验是“预实验”,请尝试提出进一步探究的实验题目:,为实现辣椒产量最大化提供依

据。

【答案】(1)ADP和Pi(CH[))ATP(腺普三磷酸)和NADPH(还原型辅酶II)

(2)叶绿素(或答:“叶绿素a和叶绿素b”)光敏色素

⑶白

(4)1:1叶绿素含量增加最多,提高光能利用率氮含量增加最多,有利于暗反应相关酶的合

(5)探究提高辣椒产量的红蓝光最适配比(答出“红蓝光最适配比”即可得分)

【分析】1、光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜上,光反

应的产物是ATP、NADPH与氧气;光合作用的暗反应阶段场所是叶绿体的基质中,CO?被C5固定形成C“C,

在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。

2、影响光合作用的因素包括内因和外因,内因主要是光合色素的含量、酶的数量和活性等,外因主要是光

照强度、二氧化碳浓度、温度等。

【详解】(1)据图分析I阶段为光反应阶段,H阶段为暗反应阶段,图1中②代表ADP和Pi,④代表糖(CH

2p)3光反应阶段产生的ATP和NADPH可以为暗反应阶段C3的还原提供能量。

(2)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,因此红光被叶绿素吸收。红光可以被光

敏色素接受、蓝光可以被感受蓝光的受体接受,从而引发相应的牛.物学效应。

(3)本实验是探究红、蓝光配比对辣椒产量的影响,因此白光是对照组。A组为红光;蓝光=1:1,B组为

红光:蓝光二2:1,C组为红光:蓝光二3:1为实验组。

(4)据图3分析A组为红光;蓝光=1:1辣椒累计采收量最大,说明增产效果更好。结合图2分析,A组叶

绿素含品增加最多,提高光能利用率,从而促进光反应:A组氮含品增加最多,有利于暗反应相关酶的合成,

促进暗反应。

(5)通过预实验发现红、蓝光配比对辣椒产量会有影响,因此接下来是探究提高辣椒产量的红蓝光最适配

比,为实现辣椒产量最大化提供依据。

12.蝴蝶(2"56)的性别决定方式为ZW型。某种野生型蝴蝶的体色是深紫色,深紫色源自于黑色素与紫

色素的叠加。黑色素与紫色素的合成分别受A/a、B/b基因(均不位于W染色体上)的控制。现有•种黑色

素与紫色素合成均受抑制的白色纯合品系M,研究人员让该品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交火脸,所得

鼻的体色均为深紫色。利用3又进行了以下实验:

杂交组合后代表型及比例

实验一R的雌蝶X品系M的雄蝶深紫色:白色=1:1

实验二件的雄蝶X品系M的雌蝶深紫色:紫色:黑色:白色=9:1:1:9

回答下列问题:

⑴根据正反交实验结果可以推测,控制蝴蝶体色的基因位于染色体上,品系M的基因型

为,R雄蝶体细胞中染色体有种形态。

⑵由实验一的实验结果推测,A/a、B/b两对基因遵循孟德尔的基因定律。

(3)实验一和实验二后代的表现型比例不同,原因可能是°若让件的雌、雄蝶相互交配,子

代中深紫色、紫色、黑色和白色个体的比例为

(4)多次单对杂交重复上述两组实验,发现极少数实验一中所得后代全为深紫色,而实验二结果保持不变。

由此推测,件中有个别雌蝶产生的含有基因的卵细胞不育,这种雌蝶记作雌蝶N。

⑸野生型蝴蝶及品系M均为P*基因纯合子。研究发现,雌蝶N的一个P*基因突变为P基因,P基因编码的

蛋白可与特定DMA序列结合,导致卵细胞不育。将雌蝶N与品系M杂交,子代全为深紫色,选取子代雌蝶

与品系M继续杂交,所得后代仍全为深紫色。据此判断,P基因为(填“显性”或“隐性”)

基因,P基因与A/a、B/b基因在染色体上的位置关系是

【答案】(1)常aabb28

⑵分离

(3)3作母本产生配子时不发生交换,作父本产生配子时发生了一定比例的交换深紫色:紫色:

黑色:白色=29:1:1:9

(4)ab

(5)显性P基因与A、B基因位于同一条染色体上

【分析】1、品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交实验,所得R的体色均为深紫色,说明控制蝴蝶的体色的

两对基因均位于常染色体上。

2、实验一与实验二的F2表现型及比例不同的原因是实验一中的雌蝶AaBb减数第一次分裂过程中,体色基

因之间的染色体片段不发生交叉互换,而实验二中的雄蝶AaBb可以发生交叉互换。

3、易位:一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。

【讲解】(1)品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交实脸,所得R的体色均为深紫色,说明控制蝴蝶的体色

的两对基因均位于常染色体上,R个体基因型为AaBb,黑色素与紫色素合成均受抑制的白色纯合品系M基

因型为aabb,蝴蝶(2n=56)的性别决定方式为ZW型,雄蝶ZZ体细胞染色体有28种形态,27种常染色体,

1和性染色体。

(2)品系M与纯合野牛.型蝴蝶进行正反交实验,所得3的体色;匀为深紫色,说明控制蝴蝶的体色的两对基

因均位于常染色体上,F.个体基因型为AaBb,品系M基因型为aabb。由实验一结果R表现型及比例深紫色:

白色=1:1,可知这两对基因位丁对同源染色体上,且A和B基因在条染色体上,u和b基因在另条

染色体上,由此可知,蝴蝶体色遗传遵循孟德尔的基因分离定律。

(3)实验一与实验二的R表现型及比例不同的原因是实验一中的雌蝶AaBb减数第一次分裂过程中,体色

基因之间的染色体片段不发生交叉互换,而实验二中的雄蝶AaBb可以发生交叉互换。由此可得让F1的雌、

雄蝶相互交配,雌配子是AB:ab=l:1,雄配子是AB:Ab:aB:ab=9:1:1:9,故子代中深紫色(A_B_)、

紫色(aaB_)>黑色(A_bb)和白色(aabb)个体的比例为(1/2+1/2X9/20):(1/2X1/20):(1/2X1/20):

(1/2X9/20)=29:1:1:9。

(4)K的雌蝶基因型为AaBb可以产生AB、ab两种卵细胞,品

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