-
1、大豆(2n=40)为闭花授粉植物,其开花时间受光周期信号调控。研究发现,GmFT2a和GmFT5a是促进开花的关键基因(分别用T2和T5表示)。为探究两基因的遗传规律及表达调控机制,开展如下实验。已知某野生型品系(WT)的基因型是T2T2T5T5 , 不考虑交叉互换和其他变异。
实验一:基因过表达对开花时间的调控
将T2和T5基因分别过表达于野生型大豆(WT)中,获得T2-OE和T5-OE植株,不同光周期下的开花表型如下:

野生型(WT)
T2-OE
T5-OE
长日照(LD,16h光照/8h黑暗)
110天
95天
94天
短日照(SD,8h光照/16h黑暗)
48天
37天
48天
[注]开花时间:从播种到第一朵花开放的天数,数据为次重复实验的平均值±标准差
实验二:基因敲除对开花的影响
利用基因敲除技术,构建以下纯合突变品系,在LD条件下观察表型:
突变品系
开花情况
T2单突变体(T2- T2-)
开花时间比WT延迟15天,最终仍能开花
T5单突变体(T5- T5-)
开花时间与WT无显著差异
T2/T5双突变体(T2 T2- T5 T5-)
完全丧失开花能力
[注] T2-、T5-分别代表染色体相应位置上T2、T5基因被敲除
回答下列问题:
(1)、GmFT2a和GmFT5a(名称中的数字“2”和“5”代表不同基因位点)是促进开花的关键基因,它们属于。实验一中,野生型大豆(WT)在SD条件下开花时间显著早于LD条件,说明野生型大豆属于(填“短日植物”或“长日植物”)。SD条件下仅T2-OE早花,表明基因的功能受光周期调控。(2)、实验二中,LD条件下T2单突变体开花时间比WT延迟,T5单突变体与WT无差异,说明T5在LD下对开花的贡献(填“大于”或“小于”)T2。T2/T5双突变体完全丧失开花能力,推测其原因是。(3)、LD条件下,以T2单突变体为母本、T5单突变体为父本进行杂交,需对母本进行、、人工授粉和套袋隔离等操作,F1的表型为开花,基因型为。
(4)、利用实验二中突变品系,设计实验探究T2和T5是否位于同源染色体上,实验结果中关于表型的描述,仅需描述“开花”或“不开花”。①实验思路:
②预期结果及结论:
分类情况
实验结果
实验结论
甲
T2和T5位于同源染色体上
乙
T2和T5位于非同源染色体上
-
2、稀土元素钇(Y3+)在电子和新能源领域应用广泛,但其开采冶炼产生的废水会导致土壤和水体重金属污染,危害生态。金属硫蛋白(MT)是一类金属结合蛋白,能使细胞从环境中吸收重金属。某科研团队将来源于美洲商陆的金属硫蛋白(MT)基因与跨膜蛋白OmpA基因融合表达,将目标蛋白定位在大肠杆菌表面,构建表面展示MT工程菌,探究其对稀土钇的吸附效果。图1、图2为质粒pET28a、质粒PLO及MT基因结构示意图,表格为相关限制酶的识别序列及酶切位点信息。回答下列问题:
限制酶
NcoI
NdeI
SacI
HindIII
识别及切割序列
5'-C↓CATGG-3'
5'-CA↓TATG-3'
5'-GAGCT↓C-3'
5'-A↓AGCTT-3'
(1)、目的基因的获取与扩增:从美洲商陆根部提取总RNA后,利用催化合成cDNA第一链。为防止RNA被水解,需在反应体系中加入。随后进行PCR扩增MT基因(cDNA)时,引物与模板结合发生在步骤,此外,PCR反应体系中除了引物和模板,还需加入。
(2)、MT表面展示载体构建:研究人员将大肠杆菌Lpp信号肽(引导蛋白质定位至细胞膜的短肽)与OmpA跨膜蛋白的编码基因融合,构建lpp-ompA融合基因,并将其克隆至质粒pET28a中,获得重组质粒PLO。为使MT基因正向插入质粒PLO,需在MT基因左右两侧分别加入的序列为5'--3'和5'--3'。相应限制酶酶切后,再用处理即可形成重组质粒(MT表面展示载体)。
(3)、MT工程菌的扩增与表达:将PLO-MT质粒转化大肠杆菌时,用低浓度CaCl2处理的目的是。转化后工程菌接种到含的LB培养基,37℃振荡培养24小时后加入IPTG(一种诱导剂),促进目的基因转录,其中MT基因(填“a链”或“b链”)为转录模板链。
(4)、MT工程菌表面定位的验证:加入IPTG诱导表达24小时,将MT工程菌分为两组,实验组加入胰蛋白酶处理30分钟;对照组不加酶,相同条件孵育,收集菌体重悬于缓冲液。同时取处理前后的菌液进行蛋白质电泳。若实验组 , 对照组MT蛋白条带强度不变,说明MT蛋白暴露于细胞表面。推测MT蛋白定位至细胞膜外表面的可能机制:。
(5)、MT工程菌对稀土钇(Y3+)的吸附性能验证:诱导表达后的MT工程菌与含Y3+的缓冲液振荡反应2小时,收集菌体,并用无菌去离子水多次洗涤菌体,目的是 , 测定MT工程菌中Y3+的浓度。与对照组导入的大肠杆菌相比,MT工程菌吸附量显著提高,说明MT蛋白是吸附Y3+的关键功能分子。
-
3、研究发现ATP与NADPH比例失调会影响光合速率。科研人员通过向某植物叶肉细胞中导入外源基因构建一条异丙醇合成途径,来探究ATP与NADPH比例变化与光合速率的关系,下图为细胞中相关的代谢路径,其中A、B表示物质,请回答下列问题。
(1)、图中A是 , 过程①②被称为循环,CO2进入该循环后形成的第一个糖是 , 离开循环后该糖大部分运至叶绿体外,转变成 , 供植物体所有细胞利用。(2)、据图回答,M表示的生物膜是。在M膜上通过H2O光解为、H+的逆浓度转运以及三个过程,增大了M膜两侧的H+浓度差,为ATP合成提供能量。(3)、PSII和PSI均可吸收、传递和转化光能,推测其组成为蛋白质和。CF0-CF1具有的作用是。(4)、下表为导入不同的外源基因后测定的植物光合速率及相关指标。据表分析,构建的异丙醇合成途径可光合速率,判断依据是。科研人员认为NADPH的消耗发生在酶催化的反应过程中。组别
导入基因
NADPH含量/μmol
ATP含量/μmol
CO2固定速率/(mg•g-1细胞干重h-1)
一
无
193.5
39.28
86
二
甲酶和乙酶
190.83
35.23
85
三
甲酶、乙酶和丙酶
112.83
62.53
119
-
4、桑基鱼塘是我国长三角、珠三角地区常见的农业生产模式,是为充分利用土地而创造的一种高效人工生态系统。在“塘基种桑、桑叶喂蚕、蚕沙养鱼、鱼粪肥塘、塘泥壅桑”模式下,种桑养蚕养鱼的收益比种粮食高很多,堪称中国农耕社会最为高级的农业形态。请回答下列问题:
(1)、调查鱼塘中鲫鱼的种群密度,常采用法;调查塘基土壤动物类群丰富度时,常用取出土样,对于其中体型较小的动物使用法进行分离。(2)、鱼塘从上至下依次分布鲢鱼、草鱼、鲤鱼等,体现了群落的结构,杂食性的鲫鱼不同季节的位置变化导致其所处的发生改变。从生态系统的能量流动角度分析,桑基鱼塘生态农业的意义是。(3)、上图是桑基鱼塘农业生态系统的部分能量流动图解,图中字母代表能量相对值。图中用于桑树生长、发育和繁殖的能量是(用图中字母表示);桑树和蚕之间的能量传递效率为(用图中字母表示);蚕丝中的能量属于(用图中字母表示)。(4)、以“桑树→蚕”这一食物关系为例,若将单位时间内各营养级的生物个体的数目比值关系转化为图形,可形成金字塔,该金字塔呈现金字塔形(填“正”或“倒”)。 -
5、图示为某植物(2N=20)的花粉母细胞减数分裂不同时期的显微图像,①~⑤代表不同细胞。下列叙述正确的是( )
A、①细胞分裂时,非同源染色体的自由组合可导致基因重组 B、①②④细胞中核DNA、染色体、染色单体三者数量比均为2∶1∶2 C、②③细胞中各含10条染色体且存在同源染色体 D、④⑤细胞中各含2个染色体组,4套遗传物质 -
6、神经系统对机体调节至关重要,周围神经系统包括植物性神经与躯体运动神经,植物性神经又分为交感神经和副交感神经。下列叙述正确的是( )A、周围神经系统包含脑神经和脊神经,负责将身体各处的信息传导至中枢神经系统 B、植物性神经支配人体随意运动,躯体运动神经支配内脏器官等 C、当交感神经活动占据优势时,会导致心跳加速、瞳孔扩张、消化腺分泌减少 D、植物性神经中,交感神经和副交感神经均由中枢神经系统发出,协同维持人体稳态
-
7、一对表型正常的夫妇,妻子是血友病基因携带者,丈夫表型正常。他们通过第三代试管婴儿技术获得6个胚胎,基因检测结果如图所示(电泳条带表示基因类型)。下列叙述正确的是( )
A、体外受精前需用ATP溶液处理精子,使其获得穿透卵子透明带的能力 B、3号与5号均不携带血友病基因,其基因型与父亲相同,满足胚胎移植条件 C、他们的儿子不会得病,检测性别也能达到筛选目的 D、胚胎移植前无需向母体注射免疫抑制剂来预防免疫排斥反应的发生 -
8、呼吸跃变是指某些肉质果实在成熟时呼吸速率突然升高,出现一个呼吸高峰。过了呼吸高峰,果实就进入衰老阶段,不能再继续贮藏了。洋梨贮藏温度和呼吸速率的关系如图所示,数字1~9代表不同的温度且依次降低。据图分析,下列说法错误的是( )
A、洋梨果实的呼吸高峰出现时间随贮藏温度降低而推迟 B、当温度低于9曲线所设的温度时,洋梨果实仍可能会出现呼吸跃变 C、用呼吸抑制剂处理洋梨果实,可能抑制呼吸跃变但加速果实腐烂 D、曲线8对应的呼吸速率变化幅度最小,因此该温度是洋梨最佳贮藏温度 -
9、毒素刺激肠道后,肠嗜铬细胞释放的5-HT激活感觉神经末梢,信号经延髓“呕吐中枢”调节膈肌和腹肌收缩引发呕吐,同时“厌恶中枢”产生恶心情绪。据图分析,下列叙述正确的是( )
A、呕吐行为可快速排出消化道内的有毒物质,降低其对机体的损害 B、Ca2+通过主动运输进入肠嗜铬细胞,促进5-HT合成与释放 C、迷走神经在此调节过程中属于传入神经,肠嗜铬细胞与其形成突触 D、毒素引发的呕吐属于非条件反射,效应器是延髓中的运动神经元 -
10、枸杞茶是以枸杞叶浸提制成的枸杞茶浆为主料制成的饮品,具有预防脂肪肝和抗衰老等功效,被山区人民誉为长寿茶。其成品为浅黄色,风味独特。下图是蜂蜜配合的枸杞茶的酿造工艺流程图,关于该流程的叙述错误的是( )
A、蜂蜜不仅为枸杞茶增添天然甜味,又为酵母菌、乳酸菌发酵提供底物 B、为避免茶浆中的营养成分被破坏,可用巴氏杀菌或瞬时高温灭菌 C、发酵结束后可压滤获取菌体,破碎后加枸杞茶浆制得枸杞茶 D、酵母菌和乳酸菌会相互作用,其种类和比例都会影响饮品风味 -
11、酶A、酶B与酶C分别是从菠菜叶、酵母菌与大肠杆菌中纯化的ATP水解酶,研究人员分别测量三种酶对不同浓度,ATP的水解反应速率,实验结果如图。下列叙述错误的是( )
A、当三种酶达到最大反应速率时的最低ATP浓度相等 B、在相同的ATP浓度下,酶A产生的最终ADP和Pi量最多 C、ATP浓度相对值为20时,酶的种类是影响图中反应速率的因素 D、本实验的自变量是ATP浓度相对值和酶的种类,因变量是酶促反应速率 -
12、核膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层位于内核膜与染色质之间,核纤层蛋白向外与内核膜上的蛋白结合,向内与染色质的特定区段结合。当细胞进行有丝分裂时,核纤层蛋白的磷酸化和去磷酸化可分别介导核膜的崩解和重建。下列叙述正确的是( )A、核纤层蛋白在细胞质中合成后,经核孔复合体运输至细胞核 B、核纤层蛋白在细胞分裂前期发生磷酸化,后期发生去磷酸化 C、核纤层蛋白形成骨架结构支撑于内、外核膜之间,用以维持细胞核的正常形态 D、核孔复合体是细菌核质之间信息交流的重要通道,细菌代谢越旺盛核孔复合体数量越多
-
13、染色体断裂后不带着丝粒的部分称断片,在细胞分裂过程中经常丢失,而带有着丝粒部分的断端有很强的粘合性,可以与其它染色体的断端相互连接,形成各种类型的畸变。下列叙述错误的是( )
A、图示变异中染色体数目和基因数目均发生改变,可引起生物性状改变 B、断片在细胞分裂过程中丢失的原因可能是不具有着丝粒,无法被纺锤丝牵引 C、断端之间重连形成的双着丝粒染色体在细胞分裂中可正常分配到子细胞 D、断片丢失导致关键基因缺失是一种可遗传变异,可在显微镜下观察到 -
14、2025年8月,第12届世界运动会在四川成都火热开赛。在紧张激烈的赛事里,运动员身体会经历一系列复杂且精妙的生理变化。下列叙述错误的是( )A、高温环境下比赛大量失水,细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器使其兴奋 B、比赛时运动员处于高度紧张状态,肾上腺髓质直接受神经系统调控,分泌肾上腺素增多 C、高强度比赛使肌肉细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸,导致血浆pH显著下降 D、长时间比赛机体能量消耗大,胰高血糖素分泌增多,促进肝糖原分解和非糖物质转化
-
15、在抗生素大规模发酵生产前,需对接种的菌种进行分离、纯化和鉴定,其操作流程如下图所示,为鉴定青霉素生产菌产抗生素的能力,培养皿丙中需预先涂布( )
A、生理盐水 B、大肠杆菌 C、青霉素 D、青霉素生产菌 -
16、一项针对小鼠的研究发现,睡眠剥夺可能过度激活小鼠免疫系统,诱发炎症风暴,损伤组织器官,造成多器官功能障碍(MODS),导致小鼠短时间内死亡。睡眠剥夺造成的MODS属于一种( )A、过敏反应 B、自身免疫病 C、获得性免疫缺陷病 D、先天性免疫缺陷病
-
17、红灯樱桃是我国广泛种植的甜樱桃品种,栽培时合理使用植物生长调节剂对提升果实品质和产量至关重要。下列叙述错误的是( )A、幼果期喷洒适宜浓度的生长素类似物,可减少樱桃落果,提高坐果率 B、新梢生长期喷施适量的赤霉素,能促进樱桃枝条伸长,增强树势 C、喷施适宜浓度的细胞分裂素可延缓樱桃叶片衰老,延长光合作用时间 D、植物生长调节剂的效果取决于其浓度,与使用时期和方法无关
-
18、湖岸水草丰茂,鱼儿嬉戏其中,水鸟不时俯冲捕鱼,昆虫在芦苇间鸣叫,构成湖泊生态系统的生动场景。下列相关说法错误的是( )A、生产者是湖泊生态系统的基石,其固定的能量是流入该生态系统的总能量 B、群落演替到顶极群落时,初级生产量与次级生产者的呼吸量几乎相等 C、植物叶片随水流摆动的频率、幅度等物理信息影响水生昆虫的产卵选址 D、湖泊周边的独特自然风光,激发艺术家创作灵感属于生态系统的直接价值
-
19、转运RNA(tRNA)普遍存在于细胞生物中,氨基酸经活化后可与相对应的tRNA结合形成氨酰tRNA(每种氨基酸对应一种氨酰tRNA合成酶),如图所示。下列叙述正确的是( )
A、转录形成的tRNA分子能与DNA的编码链发生碱基互补配对 B、单链tRNA中存在由DNA聚合酶催化形成的磷酸二酯键 C、某tRNA分子中A+U占40%,则其转录模板链中T+A的比例为60% D、tRNA的3'端通过酶催化与特定氨基酸结合,此过程消耗ATP -
20、夏威夷群岛是一群坐落在太平洋上由火山喷发形成的孤立小岛,距离大陆最近的也有几千公里。这些岛上生活着多种蜜旋木雀,不同种的蜜旋木雀生活习性不同,尤其是喙的形态和大小有很大差异,有的蜜旋木雀喙长而尖,适合啄食树皮裂缝中的昆虫;也有的蜜旋木雀以蜗牛为食。不同种的蜜旋木雀之间存在着生殖隔离。下列分析错误的是( )A、夏威夷群岛上所有蜜旋木雀的全部基因构成了种群基因库 B、不同小岛间的地理隔离,是鸟喙形态和大小差异形成的重要因素 C、自然选择使蜜旋木雀向着更加适应环境的方向发展,导致基因频率定向改变 D、不同种的蜜旋木雀与昆虫、蜗牛之间的种间关系是长期协同进化的结果