⾼考结束了,相信⼤家都很好奇试卷内容,考试难度,也有教师想借今年⾼考试卷给学⽣讲解,为此店铺⼩编特将2022年湖南⾼考⽣物试卷题⽬答案和解析帮⼤家整理好放在下⾯了,快来看看仔细阅读⼀下吧!
湖南省2022年普通⾼中学业⽔平选择性考试
⽣物
注意事项:
1.答卷前,考⽣务必将⾃⼰的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2.回答选择题时,选出每⼩题答案后,⽤铅笔把答题卡上对应题⽬的答案标号涂⿊。如需改动,⽤橡⽪擦⼲净后,再选涂其他答案标号。回答⾮选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上⽆效。 3.考试结束后,将本试卷和答题卡⼀并交回。
⼀、选择题:本题共12⼩题,在每⼩题给出的四个选项中,只有⼀项是符合题⽬要求的。
1. 胶原蛋⽩是细胞外基质的主要成分之⼀,其⾮必需氨基酸含量⽐蛋清蛋⽩⾼。下列叙述正确的是( ) A. 胶原蛋⽩的氮元素主要存在于氨基中 B. ⽪肤表⾯涂抹的胶原蛋⽩可被直接吸收 C. 胶原蛋⽩的形成与内质⽹和⾼尔基体有关 D. 胶原蛋⽩⽐蛋清蛋⽩的营养价值⾼ 【答案】C 【解析】
【分析】蛋⽩质是以氨基酸为基本单位构成的⽣物⼤分⼦,氨基酸结构特点是⾄少含有⼀个氨基和⼀个羧基,并且都有⼀个氨基和羧基连接在同⼀个碳原⼦上。氨基酸通过脱⽔缩合反应形成蛋⽩质,氨基酸脱⽔缩合反应时,⼀个氨基酸的氨基与另⼀个氨基酸的羧基反应脱去⼀分⼦⽔。
【详解】A、蛋⽩质的氮元素主要存在于肽键中,A错误;
B、胶原蛋⽩为⽣物⼤分⼦物质,涂抹于⽪肤表⾯不能被直接吸收,B错误;
C、内质⽹是蛋⽩质的合成、加⼯场所和运输通道,⾼尔基体主要是对来⾃内质⽹的蛋⽩质进⾏加⼯、分类和包装,胶原蛋⽩的形成与核糖体、内质⽹、⾼尔基体有关,C正确;
D、由题胶原蛋⽩⾮必需氨基酸含量⽐蛋清蛋⽩⾼,⽽⼈体需要从⾷物中获取必需氨基酸,⾮必需氨基酸⾃⾝可以合成,因此并不能说明胶原蛋⽩⽐蛋清蛋⽩的营养价值⾼,D错误。 故选C。
2. T2噬菌体侵染⼤肠杆菌的过程中,下列哪⼀项不会发⽣( ) A. 新的噬菌体DNA合成 B. 新的噬菌体蛋⽩质外壳合成
C. 噬菌体在⾃⾝RNA聚合酶作⽤下转录出RNA D. 合成的噬菌体RNA与⼤肠杆菌的核糖体结合 【答案】C 【解析】
【分析】T2噬菌体是⼀种专门寄⽣在⼤肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是蛋⽩质构成的,头部含有DNA。T2噬菌体侵染⼤肠杆菌后,在⾃⾝遗传物质的作⽤下,利⽤⼤肠杆菌体内的物质来合成⾃⾝的组成成分,进⾏⼤量增殖。
【详解】A、T2噬菌体侵染⼤肠杆菌后,其DNA会在⼤肠杆菌体内复制,合成新的噬菌体DNA,A正确;
B、T2噬菌体侵染⼤肠杆菌的过程中,只有DNA进⼊⼤肠杆菌,T2噬菌体会⽤⾃⾝的DNA和⼤肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋⽩质外壳,B正确;
C、噬菌体在⼤肠杆菌RNA聚合酶作⽤下转录出RNA,C错误; D、合成的噬菌体RNA与⼤肠杆菌的核糖体结合,合成蛋⽩质,D正确。 故选C。
3. 洗涤剂中的碱性蛋⽩酶受到其他成分的影响⽽改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋⽩酶特异性识别并降解(⾃溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋⽩酶失活,如图所⽰。下列叙述错误的是( )
A. 碱性蛋⽩酶在⼀定条件下可发⽣⾃溶失活 B. 加热导致碱性蛋⽩酶构象改变是不可逆的
C. 添加酶稳定剂可提⾼加碱性蛋⽩酶洗涤剂的去污效果 D. 添加碱性蛋⽩酶可降低洗涤剂使⽤量,减少环境污染 【答案】B 【解析】
【分析】碱性蛋⽩酶能使蛋⽩质⽔解成可溶于⽔的多肽和氨基酸。⾐物上附着的⾎渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污物,都会在碱性蛋⽩酶的作⽤下,结构松弛、膨胀解体,起到去污的效果。
【详解】A、由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋⽩酶特异性识别并降解(⾃溶)失活”可知,碱性蛋⽩酶在⼀定条件下可发⽣⾃溶失活,A正确;
B、由图可知,加热导致碱性蛋⽩酶由天然状态变为部分解折叠,部分解折叠的碱性蛋⽩降温后可恢复到天然状态,因此加热导致碱性蛋⽩酶构象改变是可逆的 ,B错误;
C、碱性蛋⽩酶受到其他成分的影响⽽改变构象,⽽且加热也能使碱性蛋⽩酶失活,会降低碱性蛋⽩酶的洗涤剂去污效果,添加酶稳定剂可提⾼加碱性蛋⽩酶洗涤剂的去污效果,C正确;
D、加酶洗⾐粉可以降低表⾯活性剂数量,减少洗涤剂使⽤量,使洗涤剂朝低磷、⽆磷的⽅向发展,减少对环境的污染,D正确。 故选B。
4. 情绪活动受中枢神经系统释放神经递质调控,常伴随内分泌活动的变化。此外,学习和记忆也与某些神经递质的释放有关。下列叙述错误的是( )
A. 剧痛、恐惧时,⼈表现为警觉性下降,反应迟钝 B. 边听课边做笔记依赖神经元的活动及神经元之间的联系 C. 突触后膜上受体数量的减少常影响神经递质发挥作⽤ D. 情绪激动、焦虑时,肾上腺素⽔平升⾼,⼼率加速 【答案】A 【解析】
【分析】在神经调节过程中,⼈在恐惧、严重焦虑、剧痛、失⾎等紧急情况下,下丘脑兴奋,通过交感神经,其神经末梢会释放神经递质,作⽤于肾上腺髓质,促使肾上腺髓质细胞分泌肾上腺素。神经递质存在于突触前膜的突触⼩泡中,由突触前膜释放,进⼊突触间隙,作⽤于突触后膜上的特异性受体,引起下⼀个神经元兴奋或抑制。
【详解】A、⼈在剧痛、恐惧等紧急情况下,肾上腺素分泌增多,⼈表现为警觉性提⾼、反应灵敏、呼吸频率加快、⼼跳加速等特征,A错误;
B、边听课边做笔记是⼀系列的反射活动,需要神经元的活动以及神经元之间通过突触传递信息,B正确;
C、突触前膜释放的神经递质与突触后膜上特异性受体结合,引起突触后膜产⽣兴奋或抑制,突触后膜上受体数量的减少常影响神经递质发挥作⽤,C正确;
D、情绪激动、焦虑时,引起⼤脑⽪层兴奋,进⽽促使肾上腺分泌较多的肾上腺素,肾上腺素能够促使⼈体⼼跳加快、⾎压升⾼、反应灵敏,D正确。 故选A。
5. 关于癌症,下列叙述错误的是( )
A. 成纤维细胞癌变后变成球形,其结构和功能会发⽣相应改变
B. 癌症发⽣的频率不是很⾼,⼤多数癌症的发⽣是多个基因突变的累积效应 C. 正常细胞⽣长和分裂失控变成癌细胞,原因是抑癌基因突变成原癌基因 D. 乐观向上的⼼态、良好的⽣活习惯,可降低癌症发⽣的可能性 【答案】C 【解析】
【分析】癌细胞的主要特征:(1)⽆限增殖;(2)形态结构发⽣显著改变;(3)细胞表⾯发⽣变化,细胞膜上的糖蛋⽩等物质减少,易转移。
【详解】A、细胞癌变结构和功能会发⽣相应改变,如成纤维细胞癌变后变成球形,A正确;
B、癌变发⽣的原因是基因突变,基因突变在⾃然条件下具有低频性,故癌症发⽣的频率不是很⾼,且癌症的发⽣并不是单⼀基因突变的结果,⽽是多个相关基因突变的累积效应,B正确;
C、⼈和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因,其中原癌基因表达的蛋⽩质是细胞正常的⽣长和增殖所必需的,抑癌基因表达的蛋⽩质能抑制细胞的⽣长和增殖,或者促进细胞凋亡,细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发⽣突变所致,C错误;
D、开朗乐观的⼼理状态会影响神经系统和内分泌系统的调节功能,良好的⽣活习惯如远离辐射等,能降低癌症发⽣的可能性,D正确。 故选C。
6. 洋葱根尖细胞染⾊体数为8对,细胞周期约12⼩时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照⽚如图所⽰。下列分析正确的是( )
A. a为分裂后期细胞,同源染⾊体发⽣分离
B. b为分裂中期细胞,含染⾊体16条,核DNA分⼦32个
C. 根据图中中期细胞数的⽐例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长 D. 根尖培养过程中⽤DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占⽐例降低 【答案】B 【解析】
【分析】据图分析,图⽰为洋葱根尖细胞的有丝分裂图⽰,其中a细胞处于有丝分裂后期,b细胞处于有丝分裂中期,据此分析作答。
【详解】A、图⽰细胞为洋葱根尖细胞的分裂图,有丝分裂过程中⽆同源染⾊体的分离现象,A错误;
B、b细胞着丝点整齐排列在⾚道板上,细胞处于有丝分裂中期,且洋葱根尖细胞染⾊体数为8对(16条),有丝分裂中期染⾊体数⽬与体细胞相同,但核DNA分⼦加倍,故b细胞含染⾊体16条,核DNA分⼦32个,B正确;
C、各期细胞数⽬所占⽐例与其分裂周期所占时间成正相关,故已知细胞周期时间,根据各时期细胞数⽬所占⽐例可计算各时期的时间,但应统计多个视野中的⽐例,图中只有⼀个视野,⽆法准确推算,C错误;
D、间期时的S期进⾏DNA分⼦复制,若根尖培养过程中⽤DNA合成抑制剂处理,细胞停滞在间期,故分裂间期细胞所占⽐例升⾼,D错误。 故选B。
7. “清明时节⾬纷纷,路上⾏⼈欲断魂。借问酒家何处有,牧童遥指杏花村。”徜徉古诗意境,思考科学问题。下列观点错误的是( )
A. 纷纷细⾬能为杏树开花提供必需⽔分 B. 杏树开花体现了植物⽣长发育的季节周期性 C. 花开花落与细胞⽣长和细胞凋亡相关联 D. “杏花村酒”的酿制,酵母菌只进⾏⽆氧呼吸 【答案】D 【解析】
【分析】细胞凋亡是指由基因控制的细胞⾃动结束⽣命的过程,⼜称细胞编程性死亡,细胞凋亡有利于⽣物个体完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的⼲扰。
【详解】A、⽣命活动离不开⽔,纷纷细⾬能为杏树开花提供必需的⽔分,A正确;
B、⾼等植物的⽣长发育受到环境因素调节,杏树在特定季节开花,体现了植物⽣长发育的季节周期性,B正确; C、细胞开花过程中涉及细胞的体积增⼤和数⽬增多等过程,花落是由基因控制的细胞⾃动结束⽣命的过程,⼜称细胞编程性死亡,故花开花落与细胞⽣长和细胞凋亡相关联,C正确;
D、“杏花村酒”的酿制过程中起主要作⽤的微⽣物是酵母菌,酵母菌在发酵过程中需要先在有氧条件下⼤量繁殖,再在⽆氧条件下进⾏发酵,D错误。 故选D。
8. 稻-蟹共作是以⽔稻为主体、适量放养蟹的⽣态种养模式,常使⽤灯光诱⾍杀⾍。⽔稻为蟹提供遮蔽场所和氧⽓,蟹能摄⾷害⾍、⾍卵和杂草,其粪便可作为⽔稻的肥料。下列叙述正确的是( ) A. 该种养模式提⾼了营养级间的能量传递效率 B. 采⽤灯光诱⾍杀⾍利⽤了物理信息的传递
C. 硬壳蟹(⾮蜕壳)摄⾷软壳蟹(蜕壳)为捕⾷关系 D. 该种养模式可实现物质和能量的循环利⽤ 【答案】B 【解析】
【分析】⽣态农业:是按照⽣态学原理和经济学原理,运⽤现代科学技术成果和现代管理⼿段,以及传统农业的有效经验建⽴起来的,能获得较⾼的经济效益、⽣态效益和社会效益的现代化农业。⽣态农业能实现物质和能量的多级利⽤。 【详解】A、能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的⽐值,该模式提⾼了能量的利⽤率,但不能提⾼能量的传递效率,A错误;
B、⽣态系统的物理信息有光、声、温度、湿度、磁⼒等,采⽤灯光诱⾍杀⾍利⽤了光,是物理信息的传递,B正确; C、捕⾷关系是指群落中两个物种之间关系,硬壳蟹(⾮蜕壳)和软壳蟹(蜕壳)属于同⼀物种,两者之间的摄⾷关系不属于捕⾷,C错误;
D、⽣态系统中的能量传递是单向的,不能循环利⽤,D错误。 故选B。
9. ⼤⿏控制⿊眼/红眼的基因和控制⿊⽑/⽩化的基因位于同⼀条染⾊体上。某个体测交后代表现型及⽐例为⿊眼⿊⽑:⿊眼⽩化:红眼⿊⽑:红眼⽩化=1:1:1:1。该个体最可能发⽣了下列哪种染⾊体结构变异( )
【答案】C 【解析】
【分析】染⾊体结构变异包括4种类型:缺失、重复、易位和倒位。分析选项可知,A属于缺失、B属于重复、C属于易位,D属于倒位。
【详解】分析题意可知:⼤⿏控制⿊眼/红眼的基因和控制⿊⽑/⽩化的基因位于同⼀条染⾊体上,两对等位基因为连锁关系,正常情况下,测交结果只能出现两种表现型,但题⼲中某个体测交后代表现型及⽐例为⿊眼⿊⽑:⿊眼⽩化:红眼⿊⽑:红眼⽩化=1:1:1:1,类似于基因⾃由组合定律的结果,推测该个体可产⽣四种数⽬相等的配⼦,且控制两对性状的基因遵循⾃由组合定律,即两对等位基因被易位到两条⾮同源染⾊体上,C正确。 故选C。
10. 原⽣质体(细胞除细胞壁以外的部分)表⾯积⼤⼩的变化可作为质壁分离实验的检测指标。⽤葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌,其原⽣质体表⾯积的测定结果如图所⽰。下列叙述错误的是( )
A. 甲组NaCl处理不能引起细胞发⽣质壁分离,表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L B. ⼄、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离,处理解除后细胞即可发⽣质壁分离复原 C. 该菌的正常⽣长和吸⽔都可导致原⽣质体表⾯积增加
D. 若将该菌先65℃⽔浴灭活后,再⽤ NaCl溶液处理,原⽣质体表⾯积⽆变化 【答案】A 【解析】
【分析】假单孢菌属于真菌,真菌具有细胞壁和液泡,当细胞液的浓度⼩于外界溶液的浓度时,原⽣质体中的⽔分就透过细胞膜进⼊到外界溶液中,由于原⽣质层⽐细胞壁的伸缩性⼤,当细胞不断失⽔时,原⽣质层逐渐缩⼩,原⽣质层就会与细胞壁逐渐分离开来,即发⽣了质壁分离。当细胞液的浓度⼤于外界溶液的浓度时,外界溶液中的⽔分就透过细胞膜进⼊到原⽣质体中,原⽣质体逐渐变⼤,导致原⽣质体表⾯积增加。
【详解】A、分析甲组结果可知,随着培养时间延长,与0时(原⽣质体表⾯积⼤约为0.5µm2)相⽐,原⽣质体表⾯积增加逐渐增⼤,甲组NaCl处理不能引起细胞发⽣质壁分离,说明细胞吸⽔,表明细胞中浓度>0.3 mol/L ,但不⼀定是细胞内NaCl浓度≥0.3 mol/L,A错误;
B、分析⼄、丙组结果可知,与0时(原⽣质体表⾯积⼤约分别为0.6µm2、0.75µm2)相⽐⼄丙组原⽣质体略有下降,说明⼄、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离,处理解除后细胞即可发⽣质壁分离复原,B正确;
C、该菌的正常⽣长,细胞由⼩变⼤可导致原⽣质体表⾯积增加,该菌吸⽔也会导致原⽣质体表⾯积增加,C正确;
D、若将该菌先65℃⽔浴灭活,细胞死亡,原⽣质层失去选择透过性,再⽤ NaCl溶液处理,原⽣质体表⾯积⽆变化,D正确。 故选A。
11. 病原体⼊侵引起机体免疫应答,释放免疫活性物质。过度免疫应答造成机体炎症损伤,机体可通过⼀系列反应来降低损伤,如图所⽰。下列叙述错误的是( )
A. 免疫活性物质可与相应受体结合,从⽽调节神经-内分泌系统功能 B. 适度使⽤肾上腺⽪质激素可缓解某些病原体引起的过度炎症反应 C. 过度炎症反应引起的免疫抑制会增加机体肿瘤发⽣风险
D. 图中神经递质与肾上腺⽪质激素对下丘脑分泌CRH有协同促进作⽤ 【答案】D 【解析】
【分析】分析题图可知,病原体⼊侵引起机体免疫应答,释放免疫活性物质,刺激机体释放神经递质,作⽤于下丘脑分泌CRH,促进垂体分泌ACTH,促进肾上腺分泌肾上腺⽪质激素,反馈性的抑制下丘脑、垂体的活动,同时抑制机体免疫细胞、免疫反应来降低损伤。
【详解】A、分析题图可知,免疫活性物质可与相应受体结合,从⽽调节神经-内分泌系统功能,A正确;
B、由图可知,肾上腺分泌肾上腺⽪质激素,反馈性的抑制下丘脑、垂体的活动,同时抑制机体免疫细胞、免疫反应来降低损伤,可知适度使⽤肾上腺⽪质激素可缓解某些病原体引起的过度炎症反应,B正确;
C、免疫系统可以识别和清除突变的细胞,防⽌肿瘤的发⽣,⽽过度炎症反应引起的免疫抑制可能会增加机体肿瘤发⽣风险,C正确;
D、图中神经递质作⽤于下丘脑,促进下丘脑分泌CRH,肾上腺⽪质激素对下丘脑分泌CRH具有抑制作⽤,故两者对下丘脑分泌CRH有拮抗作⽤,D错误。 故选D。
12. 稻蝗属的三个近缘物种①⽇本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③⼩翅稻蝗中,①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的⽣殖隔离机制,进⾏了种间交配实验,结果如表所⽰。下列叙述错误的是( )
注:精⼦传送率是指受精囊中有精⼦的雌⾍占确认交配雌⾍的百分⽐ A. 实验结果表明近缘物种之间也可进⾏交配 B. ⽣殖隔离与物种的分布区域是否重叠⽆关 C. 隔离是物种形成的必要条件 D. ②和③之间可进⾏基因交流 【答案】D
【解析】
【分析】1、物种是指能够在⾃然状态下相互交配丙产⽣可育后代的⼀群⽣物。
2、⽣殖隔离是指不同物种之间⼀般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产⽣可育后代的现象。 【详解】A、由表格中的交配率的结果可知,表明近缘物种之间也可进⾏交配,A正确;
B、已知①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠,但从交配率和精⼦传送率来看,说明⽣殖隔离与物种的分布区域是否重叠⽆关,B正确;
C、隔离包括地理隔离和⽣殖隔离,隔离是物种形成的必要条件,C正确;
D、②和③之间②与③的分布区域不重叠,故存在地理隔离;两者属于两个近缘物种,表中②×③交配精⼦传送率100%,即使交配成功,由于存在⽣殖隔离,也不能进⾏基因交流,D错误。 故选D。
⼆、选择题:本题共4⼩题,在每⼩题给出的四个选项中,有的只有⼀项符合题⽬要求,有的有多项符合题⽬要求。 13. 在夏季晴朗⽆云的⽩天,10时左右某植物光合作⽤强度达到峰值,12时左右光合作⽤强度明显减弱。光合作⽤强度减弱的原因可能是( )
A. 叶⽚蒸腾作⽤强,失⽔过多使⽓孔部分关闭,进⼊体内的CO2量减少
B. 光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸释放的CO2量⼤于光合固定的CO2量 C. 叶绿体内膜上的部分光合⾊素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低 D. 光反应产物积累,产⽣反馈抑制,叶⽚转化光能的能⼒下降 【答案】AD 【解析】
【分析】影响光合作⽤的因素:1、光照强度:光照会影响光反应,从⽽影响光合作⽤,因此,当光照强度低于光饱和点时,光合速率随光照强度的增加⽽增加,但达到光饱和点后,光合作⽤不再随光照强度增加⽽增加;2、CO2浓度:CO2是光合作⽤暗反应的原料,当CO2浓度增加⾄1%时,光合速率会随CO2浓度的增⾼⽽增⾼;3、温度:温度对光合作⽤的影响主要是影响酶的活性,或午休现象;4、矿质元素:在⼀定范围内,增⼤必须矿质元素的供应,以提⾼光合作⽤速率;5、⽔分:⽔是光合作⽤的原料,缺⽔既可直接影响光合作⽤,植物缺⽔时⼜会导致⽓孔关闭,影响CO2的吸收,使光合作⽤减弱。
【详解】A、夏季中午叶⽚蒸腾作⽤强,失⽔过多使⽓孔部分关闭,进⼊体内的CO2量减少,暗反应减慢,光合作⽤强度明显减弱,A正确;
B、夏季中午⽓温过⾼,导致光合酶活性降低,呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度⾼于光合酶),光合作⽤强度减弱,但此时光合作⽤强度仍然⼤于呼吸作⽤强度,即呼吸释放的CO2量⼩于光合固定的CO2量,B错误; C、光合⾊素分布在叶绿体的类囊体薄膜⽽⾮叶绿体内膜上,C错误;
D、夏季中午叶⽚蒸腾作⽤强,失⽔过多使⽓孔部分关闭,进⼊体内的CO2量减少,暗反应减慢,导致光反应产物积累,产⽣反馈抑制,使叶⽚转化光能的能⼒下降,光合作⽤强度明显减弱,D正确。 故选AD。
14. ⼤肠杆菌核糖体蛋⽩与rRNA分⼦亲和⼒较强,⼆者组装成核糖体。当细胞中缺乏⾜够的rRNA分⼦时,核糖体蛋⽩可通过结合到⾃⾝mRNA分⼦上的核糖体结合位点⽽产⽣翻译抑制。下列叙述错误的是( ) A. ⼀个核糖体蛋⽩的mRNA分⼦上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链 B. 细胞中有⾜够的rRNA分⼦时,核糖体蛋⽩通常不会结合⾃⾝mRNA分⼦ C. 核糖体蛋⽩对⾃⾝mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋⽩数量上的平衡 D. 编码该核糖体蛋⽩的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进⾏翻译 【答案】D
【解析】
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录的条件:模板(DNA的⼀条链)、原料(核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量;翻译过程的条件:模板(mRNA)、原料(氨基酸)、酶、tRNA和能量。
【详解】A、⼀个核糖体蛋⽩的mRNA分⼦上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,以提⾼翻译效率,A正确; B、细胞中有⾜够的rRNA分⼦时,核糖体蛋⽩通常不会结合⾃⾝mRNA分⼦,与rRNA分⼦结合,⼆者组装成核糖体,B正确;
C、当细胞中缺乏⾜够rRNA分⼦时,核糖体蛋⽩只能结合到⾃⾝mRNA分⼦上,导致蛋⽩质合成停⽌,核糖体蛋⽩对⾃⾝mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋⽩数量上的平衡,C正确;
D、⼤肠杆菌为原核⽣物,没有核膜,转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合,开始翻译过程,D错误。 故选D。
15. 果蝇的红眼对⽩眼为显性,为伴X遗传,灰⾝与⿊⾝、长翅与截翅各由⼀对基因控制,显隐性关系及其位于常染⾊体或X染⾊体上未知。纯合红眼⿊⾝长翅雌果蝇与⽩眼灰⾝截翅雄果蝇杂交,F1相互杂交,F2中体⾊与翅型的表现型及⽐例为灰⾝长翅:灰⾝截翅:⿊⾝长翅:⿊⾝截翅=9∶3∶3∶1。F2表现型中不可能出现( ) A. ⿊⾝全为雄性 B. 截翅全为雄性 C. 长翅全为雌性 D. 截翅全为⽩眼 【答案】AC 【解析】
【分析】假设控制红眼和⽩眼的基因⽤W、w表⽰,控制⿊⾝和灰⾝的基因⽤A、a表⽰,控制长翅和截翅的基因⽤B、b表⽰,已知F2中灰⾝:⿊⾝=3:1,长翅:截翅=3:1,可知灰⾝、长翅为显性性状,控制体⾊与翅型的基因遵循⾃由组合定律。
【详解】A、若控制⿊⾝a的基因位于X染⾊体上,只考虑体⾊,亲本基因型可写为XaXa、XAY,⼦⼆代可以出现XAXa、XaXa、XAY 、XaY,即可出现⿊⾝雌性, A符合题意;
B、若控制截翅的基因b位于X染⾊体上,只考虑翅型,亲本基因型可写为XBXB、XbY,⼦⼆代可以出现XBXB、XBXb、XBY 、XbY,即截翅全为雄性,B不符合题意;
C、若控制长翅的基因B位于X染⾊体上,只考虑翅型,亲本基因型可写为XBXB、XbY,⼦⼆代可以出现XBXB、XBXb、XBY 、XbY,即长翅有雌性也有雄性,C符合题意;
D、若控制截翅的基因b位于X染⾊体上,考虑翅型和眼⾊,亲本基因型可写为XBWXBW、XbwY,⼦⼆代可以出现XBWXBW、XBWXbw、XBWY 、XbwY,即截翅全为⽩眼,D不符合题意。 故选AC。
16. 植物受到创伤可诱导植物激素茉莉酸(JA)的合成,JA在伤害部位或运输到未伤害部位被受体感应⽽产⽣蛋⽩酶抑制剂I(PI-Ⅱ),该现象可通过嫁接试验证明。试验涉及突变体ml和m2,其中⼀个不能合成JA,但能感应JA⽽产⽣PI-Ⅱ;另⼀个能合成JA,但对JA不敏感。嫁接试验的接穗和砧⽊叶⽚中PI-Ⅱ的mRNA相对表达量的检测结果如图表所⽰。
注:WT为野⽣型,ml为突变体1,m2为突变体2;“……”代表嫁接,上⽅为接穗,下⽅为砧⽊:“+”“-”分别表⽰有⽆,“+”越多表⽰表达量越⾼
下列判断或推测正确的是( ) A. ml不能合成JA,但能感应JA⽽产⽣PI-Ⅱ B. 嫁接也产⽣轻微伤害,可导致少量表达PI-Ⅱ C. 嫁接类型ml/m2叶⽚创伤,ml中⼤量表达PI-Ⅱ D. 嫁接类型m2/m1叶⽚创伤,m2中⼤量表达PI-Ⅱ
【答案】BD 【解析】
【分析】分析题⼲信息可知,突变体ml和m2,其中⼀个不能合成JA,但能感应JA⽽产⽣PI-Ⅱ;另⼀个能合成JA,但对JA不敏感。
【详解】A、由于ml做接穗,野⽣型做砧⽊,但是接穗叶⽚不能表达PI-Ⅱ,说明ml对JA不敏感,A错误;
B、分析第⼀组试验可知,野⽣型做接穗,野⽣型做砧⽊,接穗叶⽚和砧⽊叶⽚都表达PI-Ⅱ,说明嫁接也产⽣轻微伤害,可导致少量表达PI-Ⅱ,B正确;
C、ml对JA不敏感,m2不产⽣JA,故嫁接类型ml/m2叶⽚创伤,ml中不会⼤量表达PI-Ⅱ,C错误; D、嫁接类型m2/m1叶⽚创伤,ml合成JA,运输到m2中感应JA⽽产⽣PI-Ⅱ,D正确。 故选BD。
三、⾮选择题:包括必考题和选考题两部分。第17~20题为必考题,每个试题考⽣都必须作答。第 21、22题为选考题,考⽣根据要求作答。
(⼀)必考题:此题包括4⼩题,共45分。
17. 将纯净⽔洗净的河沙倒⼊洁净的玻璃缸中制成沙床,作为种⼦萌发和植株⽣长的基质。某⽔稻品种在光照强度为8~10µmol/(s·m2)时,固定的CO2量等于呼吸作⽤释放的CO2量;⽇照时长短于12⼩时才能开花。将新采收并解除休眠的该⽔稻种⼦表⾯消毒,浸种1天后,播种于沙床上。将沙床置于⼈⼯⽓候室中,保湿透⽓,昼/夜温为35℃/25℃,光照强度为2µmol/(s·m2),每天光照时长为14⼩时。回答下列问题:
(1)在此条件下,该⽔稻种⼦____(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株⾼≥2厘⽶,⾄少1⽚绿叶视为成苗),理由是_____________________________。
(2)若将该⽔稻适龄秧苗栽植于上述沙床上,光照强度为10µmol/(s·m2),其他条件与上述实验相同,该⽔稻___(填“能”或“不能”)繁育出新的种⼦,理由是___________________(答出两点即可)。
(3)若该⽔稻种⼦⽤于稻⽥直播(即将种⼦直接撒播于农⽥),为防鸟害、⿏害减少杂草⽣长,须灌⽔覆盖,该种⼦应具有_________特性。
【答案】(1) ①. 能 ②. 种⼦萌发形成幼苗的过程中,消耗的能量主要来⾃种⼦胚乳中储存的有机物,且光照有利于叶⽚叶绿素的形成
(2) ①. 不能 ②. 光照强度为10µmol/(s•m2),等于光补偿点,每天光照时长为14⼩时,此时光照时没有有机物的积累,⿊暗中细胞呼吸仍需消耗有机物,故全天没有有机物积累;且每天光照时长⼤于12⼩时,植株不能开花 (3)耐受酒精毒害 【解析】
【分析】种⼦萌发初期,消耗的能量主要来⾃种⼦胚乳中储存的有机物,有机物含量逐渐减少;当幼苗出⼟、形成绿叶后,开始通过光合作⽤合成有机物,但光合作⽤⼤于呼吸作⽤时,植株有机物开始增加。 【⼩问1详解】
种⼦萌发形成幼苗的过程中,消耗的能量主要来⾃种⼦胚乳中储存的有机物,因此在光照强度为2µmol/(s•m2),每天光照时长为14⼩时,虽然光照强度低于光补偿点,但光照有利于叶⽚叶绿素的形成,种⼦仍能萌发并成苗。 【⼩问2详解】
将该⽔稻适龄秧苗栽植于上述沙床上,光照强度为10µmol/(s•m2),等于光补偿点,每天光照时长为14⼩时,此时光照时没有有机物的积累,⿊暗中细胞呼吸仍需消耗有机物,且每天光照时长⼤于12⼩时,植株不能开花,因此该⽔稻不能繁育出新的种⼦。 【⼩问3详解】
该⽔稻种⼦⽤于稻⽥直播(即将种⼦直接撒播于农⽥),为防鸟害、⿏害减少杂草⽣长,须灌⽔覆盖,此时种⼦获得氧⽓较少,可通过⽆氧呼吸分解有机物供能,⽆氧呼吸产⽣的酒精对种⼦有⼀定的毒害作⽤,推测该种⼦应具有耐受酒精毒害的特性。
18. 当内外环境变化使体温波动时,⽪肤及机体内部的温度感受器将信息传⼊体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。回答下列问题:
(1)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出⽪肤增加散热的两种⽅式__________________。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,⽣理状态下⼈体调定点为37℃。病原体感染后,机体体温升⾼并稳定在38.5℃时,与正常状态相⽐,调定点____(填“上移”“下移”或“不变”),机体产热_______。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作⽤于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作⽤并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别⽤⽣理盐⽔溶解后,⽤发热家兔模型进⾏了以下实验,请完善实验⽅案并写出实验结论。
②由甲、⼄、丙三组实验结果,得出结论_____________________。 ③由甲、⼄、丙、丁四组实验结果,得出结论_____________________。 【答案】(1)汗液的蒸发、⽪肤中⽑细⾎管舒张 (2) ①. 上移 ②. 增加
(3) ①. 损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液 ②. M与药物A⼀样也具有解热作⽤ ③. M与药物A⼀样具有解热作⽤并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温 【解析】
【分析】 1、 体温的恒定对于⼈体正常的⽣命活动⾄关重要,⼈体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能(尤以⾻骼肌和肝脏产热为多),热量的散出主要通过汗液的蒸发、⽪肤内⽑细⾎管的散热,其次还有呼⽓、排尿和排便等。 2、下丘脑是体温调节中枢,⼈体体温维持相对稳定的原因是产热量和散热量相等。体温过低或过⾼都会影响物质代谢的正常进⾏,使细胞、组织或器官发⽣功能紊乱,破坏内环境稳态,严重时会危及⽣命。
3、“探究M是否也具有解热作⽤并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温”要探究两个问题:①探究M是否也具有解热作⽤;②探究M是否通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。 【⼩问1详解】
在炎热的环境中时,⽪肤中的热觉感受器受到刺激后,将兴奋传递⾄下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的调节,使⽪肤中的⽑细⾎管舒张,⽪肤⾎流量增多,同时也使汗液的分泌增多等,从⽽增加散热。 【⼩问2详解】
机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,此时产热量和散热量相等,⽣理状态下⼈体调定点为37℃。病原体感染后,机体体温升⾼并稳定在38.5℃时,与正常状态相⽐,调定点上移,但机体产热量和散热量仍然相等,因此,产热量和散热量均增加。 【⼩问3详解】
由表格中信息可知,甲组为空⽩对照,发热家兔模型会出现发热的症状;⼄组是加了等量⽤⽣理盐⽔溶解的A溶液,已知药物A作⽤于下丘脑体温调节中枢调控体温,因此发热家兔模型会退热;丙组是加了等量⽣理盐⽔溶解的M溶液,也出现退热现象,说明M与药物A⼀样也具有解热作⽤;丁组⼩⿏出现发热症状,由于要探究M通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,实验需要遵循单⼀变量原则,与丙组相⽐,丁组的处理是①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液,损毁了下丘脑体温调节中枢后,M不能起到调控体温的作⽤。②由甲、⼄、丙三组实验结果,得出结论:M与药物A⼀样也具有解热作⽤。③由甲、⼄、丙、丁四组实验结果,得出结论:M与药物A⼀样具有解热作⽤并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
19. 中国是传统的⽔稻种植⼤国,有⼀半以上⼈⼝以稻⽶为主⾷。在培育⽔稻优良品种的过程中,发现某野⽣型⽔稻叶⽚绿⾊由基因C控制。回答下列问题:
(1)突变型1叶⽚为黄⾊,由基因C突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续⾃交3代,F3成年植株中黄⾊叶植株占______。
(2)测序结果表明,突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,由5'-GAGAG-3'变为5'-GACAG-3',导致第______位氨基酸突变为______,从基因控制性状的⾓度解释突变体叶⽚变黄的机理
_____________________________________。(部分密码⼦及对应氨基酸:GAG⾕氨酸;AGA精氨酸;GAC天冬氨酸;ACA苏氨酸;CAG⾕氨酰胺)
(3)由C突变为C1产⽣了⼀个限制酶酶切位点。从突变型1叶⽚细胞中获取控制叶⽚颜⾊的基因⽚段,⽤限制酶处理后进⾏电泳(电泳条带表⽰特定长度的DNA ⽚段),其结果为图中___(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(4)突变型2叶⽚为黄⾊,由基因C的另⼀突变基因C2所致。⽤突变型2与突变型1杂交,⼦代中黄⾊叶植株与绿⾊叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变?______(填“能”或“否”),⽤⽂字说明理由_____________________________________。
【答案】(1)2/9 (2) ①. 243 ②. ⾕氨酰胺 ③. 基因突变影响与⾊素形成有关酶的合成,导致叶⽚变黄 (3)Ⅲ (4) ①. 能 ②. 若C2是隐性突变,则突变型2为纯合⼦,则⼦代CC2表现为绿⾊,C1C2表现为黄⾊,⼦代中黄⾊叶植株与绿⾊叶植株各占50%。若突变型2为显性突变,突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交,⼦代表型及⽐例应为黄∶绿=3∶1,与题意不符 【解析】
【分析】(1)基因突变具有低频性,⼀般同⼀位点的两个基因同时发⽣基因突变的概率较低; (2)mRNA中三个相邻碱基决定⼀个氨基酸,称为⼀个密码⼦。 【⼩问1详解】
突变型1叶⽚为黄⾊,由基因C突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死,说明突变型1应为杂合⼦,C1对C为显性,突变型1⾃交1代,⼦⼀代中基因型为1/3CC、2/3CC1,⼦⼆代中3/5CC、2/5CC1,F3成年植株中黄⾊叶植株占2/9。 【⼩问2详解】
突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,由5'-GAGAG-3'变为5'-GACAG-3',突变位点前对应氨基酸数为726/3=242,则会导致第243位氨基酸由⾕氨酸突变为⾕氨酰胺。叶⽚变黄是叶绿体中⾊素含量变化的结果,⽽⾊素不是蛋⽩质,从基因控制性状的⾓度推测,基因突变影响与⾊素形成有关酶的合成,导致叶⽚变黄。 【⼩问3详解】
突变型1应为杂合⼦,由C突变为C1产⽣了⼀个限制酶酶切位点。Ⅰ应为C酶切、电泳结果,II应为C1酶切、电泳结果,从突变型1叶⽚细胞中获取控制叶⽚颜⾊的基因⽚段,⽤限制酶处理后进⾏电泳,其结果为图中Ⅲ。 【⼩问4详解】
⽤突变型2(C2_)与突变型1(CC1)杂交,⼦代中黄⾊叶植株与绿⾊叶植株各占50%。若C2是隐性突变,则突变型2为纯合⼦,则⼦代CC2表现为绿⾊,C1C2表现为黄⾊,⼦代中黄⾊叶植株与绿⾊叶植株各占50%。若突变型2为显性突变,突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交,⼦代表型及⽐例应为黄∶绿=3∶1,与题意不符。故C2是隐性突变。
20. ⼊侵⽣物福寿螺适应能⼒强、种群繁殖速度快。为研究福寿螺与本⼟⽥螺的种间关系及福寿螺对⽔质的影响,开展了以下实验:
实验⼀:在饲养盒中间放置多孔挡板,不允许螺通过,将两种螺分别置于挡板两侧饲养;单独饲养为对照组。结果如图所⽰。
实验⼆:在饲养盒中,以新鲜菜叶喂养福寿螺,每天清理菜叶残渣;以清洁⾃来⽔为对照组。结果如表所⽰。
注:⽔体浑浊度⾼表⽰其杂质含量⾼ 回答下列问题:
(1)野外调查本⼟⽥螺的种群密度,通常采⽤的调查⽅法是_______________________。
(2)由实验⼀结果可知,两种螺的种间关系为________。
(3)由实验⼆结果可知,福寿螺对⽔体的影响结果表现为_______________。 (4)结合实验⼀和实验⼆的结果,下列分析正确的是_______(填序号)。
①福寿螺的⼊侵会降低本⼟物种丰富度 ②福寿螺对富营养化⽔体耐受能⼒低 ③福寿螺⽐本⼟⽥螺对环境的适应能⼒更强 ④种群数量达到K/2时,是防治福寿螺的最佳时期
(5)福寿螺⼊侵所带来的危害警⽰我们,引种时要注意________________________(答出两点即可)。 【答案】(1)样⽅法 (2)竞争
(3)⽔体富营养化,⽔质被污染 (4)①③
(5)物种对当地环境的适应性,有⽆敌害及对其他物种形成敌害 【解析】
【分析】分析坐标图形:单独培养时,随培养时间增加,本地⽥螺⽣存率较⾼且持平,福寿螺⽣存率下降,混合培养时,本地⽥螺⽣存率下降,福寿螺⽣存率上升。
分析表格,随着福寿螺养殖天数增加,⽔体浊、总N量、总P量均增加。 【⼩问1详解】
由于本⼟⽥螺活动能⼒弱、活动范围⼩,故调查本⼟⽥螺的种群密度时,常采⽤的调查⽅法是样⽅法。 【⼩问2详解】
由坐标图形可以看出,随着培养天数增加,单独培养时,本地⽥螺⽣存率与福寿螺⽆明显差异,混合培养时,本地⽥螺⽣存率明显下降,福寿螺⽣存率没有明显变化,两者属于竞争关系。 【⼩问3详解】
据表中数据可见:随着福寿螺养殖天数增加,⽔体浊度增加,说明⽔质被污染,总N量、总P量增加,说明引起了⽔体富营养化。
【⼩问4详解】
结合实验⼀和实验⼆的结果可知,福寿螺对环境的适应能⼒⽐本⼟强,更适应富营养化⽔体,竞争中占优势,导致本⼟⽥螺数量减少,降低本⼟物种丰富度,如果治理需在种群数量在K/2前防治,此时种群增长率没有达到最⾼,容易防控,故选①③。
【⼩问5详解】
引⼊外来物种,可能会破坏当地的⽣物多样性,故需要在引⼊以前需要考虑物种对当地环境的适应性,有⽆敌害及对其他物种形成敌害,还需建⽴外来物种引进的风险评估机制、综合治理机制及跟踪监。
(⼆)选考题:请考⽣从给出的两道题中任选⼀题作答。如果多做,则按所做的第⼀题计分。 [选修1:⽣物技术实践]
21. 黄酒源于中国,与啤酒、葡萄酒并称世界三⼤发酵酒。发酵酒的酿造过程中除了产⽣⼄醇外,也产⽣不利于⼈体健康的氨基甲酸⼄酯(EC)。EC主要由尿素与⼄醇反应形成,各国对酒中的EC含量有严格的限量标准。回答下列问题: (1)某黄酒酿制⼯艺流程如图所⽰,图中加⼊的菌种a是_______,⼯艺b是_______(填“消毒”或“灭菌”),采⽤⼯艺b的⽬的是____________________。
(2)以尿素为唯⼀氮源的培养基中加⼊________指⽰剂,根据颜⾊变化,可以初步鉴定分解尿素的细菌。尿素分解菌产⽣的脲酶可⽤于降解黄酒中的尿素,脲酶固定化后稳定性和利⽤效率提⾼,固定化⽅法有_________________________(答出两种即可)。
(3)研究⼈员利⽤脲酶基因构建基因⼯程菌L,在不同条件下分批发酵⽣产脲酶,结果如图所⽰。推测________是决定⼯程菌L⾼脲酶活⼒的关键因素,理由是__________________。
(4)某公司开发了⼀种新的黄酒产品,发现EC含量超标。简要写出利⽤微⽣物降低该黄酒中EC含量的思路_____________________________。
【答案】(1) ①. 酵母菌 ②. 消毒 ③. 杀死啤酒中部分微⽣物,防⽌杂菌污染,延长其保存期 (2) ①. 酚红指⽰剂 ②. 化学结合法、包埋法、物理吸附法
(3) ①. pH ②. 随着培养时间延长,两图形中脲酶活⼒变化曲线基本⼀致,当pH从6.5降为4.5时,酶活⼒逐渐下降后保持相对稳定
(4)获取含有酸性脲酶菌样品,经过酸性培养基的初筛后,在添加酚红的培养基上进⾏复筛,挑选⽬标菌株接种培养,从酸性脲酶菌中提取脲酶纯化后制备成固定化酶,加⼊发酵环节。 【解析】
【分析】由于细菌分解在尿素的过程中合成脲酶,脲酶将尿素分解成氨,会使培养基碱性增强,pH升⾼,所以可以⽤检测pH的变化的⽅法来判断尿素是否被分解,可在培养基中加⼊酚红指⽰剂,尿素被分解后产⽣氨,pH升⾼,指⽰剂变红。 【⼩问1详解】
制造果酒利⽤的是酵母菌的⽆氧呼吸,加⼊的菌种a是酵母菌。过滤能除去啤酒中部分微⽣物,⼯艺b是消毒,消毒能杀死啤酒中部分微⽣物,防⽌杂菌污染,延长其保存期。 【⼩问2详解】
由于细菌分解尿素的过程中合成脲酶,脲酶将尿素分解成氨,会使培养基碱性增强,pH升⾼,所以可以⽤检测pH的变化的⽅法来判断尿素是否被分解,故在以尿素为唯⼀氮源的培养基中加⼊酚红指⽰剂可以鉴别尿素分解菌。固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于⽔的载体上,实现酶的反复利⽤,并提⾼酶稳定性,酶的各项特性(如⾼效性、专⼀性和作⽤条件的温和性)依然保持。固定化酶的⽅法包括化学结合法、包埋法、物理吸附法等。 【⼩问3详解】
对⽐两坐标曲线,随着培养时间延长,两图形中脲酶活⼒先增加后保持相对稳定,两者变化曲线基本⼀致,所以培养时间不是决定决定⼯程菌L⾼脲酶活⼒的关键因素。左图中当pH从6.5降为4.5时,酶活⼒由1.6逐渐下降后相对稳定,右图中当pH为6.5时,酶活⼒可以达到5.0并保持不变,故pH值是决定⼯程菌L⾼脲酶活⼒的关键因素。 【⼩问4详解】
从坐标图形看,利⽤酸性脲酶消除其前体物质尿素可降低该黄酒中EC含量。该实验的实验思路为:获取含有酸性脲酶菌样品,扩⼤培养,经过酸性培养基的初筛后,在添加酚红的培养基上进⾏复筛,挑选⽬标菌株接种培养,从酸性脲酶菌中提取脲酶纯化后制备成固定化酶,加⼊发酵环节达到降解尿素的⽬的。 [选修3:现代⽣物科技专题]
22. ⽔蛭是我国的传统中药材,主要药理成分⽔蛭素为⽔蛭蛋⽩中重要成分之⼀,具有良好的抗凝⾎作⽤。拟通过蛋⽩质⼯程改造⽔蛭素结构,提⾼其抗凝⾎活性。回答下列问题:
(1)蛋⽩质⼯程流程如图所⽰,物质a是_______,物质b是_______。在⽣产过程中,物质b可能不同,合成的蛋⽩质空间构象却相同,原因是_______________________。
(2)蛋⽩质⼯程是基因⼯程的延伸,基因⼯程中获取⽬的基因的常⽤⽅法有___________、__________和利⽤ PCR 技术扩增。PCR 技术遵循的基本原理是____________________。
(3)将提取的⽔蛭蛋⽩经甲、⼄两种蛋⽩酶⽔解后,分析⽔解产物中的肽含量及其抗凝⾎活性,结果如图所⽰。推测两种处理后酶解产物的抗凝⾎活性差异主要与肽的______(填“种类”或“含量”)有关,导致其活性不同的原因是______________________________。
(4)若要⽐较蛋⽩质⼯程改造后的⽔蛭素、上述⽔蛭蛋⽩酶解产物和天然⽔蛭素的抗凝⾎活性差异,简要写出实验设计思路________________________________________。
【答案】(1) ①. 氨基酸序列多肽链 ②. mRNA ③. 密码⼦的简并性
(2) ①. 从基因⽂库中获取⽬的基因 ②. 通过DNA合成仪⽤化学⽅法直接⼈⼯合成 ③. DNA双链复制 (3) ①. 种类 ②. 提取的⽔蛭蛋⽩的酶解时间和处理的酶的种类不同,导致⽔蛭蛋⽩空间结构有不同程度破坏 (4)取3⽀试管,分别加⼊等量的蛋⽩质⼯程改造后的⽔蛭素、上述⽔蛭蛋⽩酶解产物和天然⽔蛭素;⽤酒精消毒,⽤注射器取同⼀种动物(如家兔)⾎液,⽴即将等量的⾎液加⼊1、2、3号三⽀试管中,静置相同时间,统计三⽀试管中⾎液凝固时间 【解析】
【分析】1、蛋⽩质⼯程的基本途径是:从预期的蛋⽩质功能出发→设计预期的蛋⽩质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列;
2、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,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋⽩质进⾏改造,或制造⼀种新的蛋⽩质,以满⾜⼈类的⽣产和⽣活的需求。也就是说,蛋⽩质⼯程是在基因⼯程的基础上,延伸出来的第⼆代基因⼯程,是包含多学科的综合科技⼯程领域。 【⼩问1详解】
据分析可知,物质a是氨基酸序列多肽链,物质b是mRNA。在⽣产过程中,物质b可能不同,合成的蛋⽩质空间构象却相同,原因是密码⼦的简并性,即⼀种氨基酸可能有⼏个密码⼦。 【⼩问2详解】
蛋⽩质⼯程是基因⼯程的延伸,基因⼯程中获取⽬的基因的常⽤⽅法有从基因⽂库中获取⽬的基因、通过DNA合成仪⽤化学⽅法直接⼈⼯合成和利⽤ PCR 技术扩增。PCR 技术遵循的基本原理是 DNA双链复制。 【⼩问3详解】
将提取的⽔蛭蛋⽩经甲、⼄两种蛋⽩酶⽔解后,据图可知,⽔解产物中的肽含量随着酶解时间的延长均上升,且差别不⼤;⽽⽔解产物中抗凝⾎活性有差异,经酶甲处理后,随着酶解时间的延长,抗凝⾎活性先上升后相对稳定,经酶⼄处理后,随着酶解时间的延长,抗凝⾎活性先上升后下降,且酶甲处理后的酶解产物的抗凝⾎活性最终⾼于经酶⼄处理后的酶解产物的抗凝⾎活性,差异明显,据此推测两种处理后酶解产物的抗凝⾎活性差异主要与肽的种类有关,导致其活性不同的原因是提取的⽔蛭蛋⽩的酶解时间和酶的种类不同,导致⽔蛭蛋⽩空间结构有不同程度破坏。 【⼩问4详解】
若要⽐较蛋⽩质⼯程改造后的⽔蛭素、上述⽔蛭蛋⽩酶解产物和天然⽔蛭素的抗凝⾎活性差异,实验设计思路为:取3⽀试管,分别加⼊等量的蛋⽩质⼯程改造后的⽔蛭素、上述⽔蛭蛋⽩酶解产物和天然⽔蛭素;⽤酒精消毒,⽤注射器取同⼀种动物(如家兔)⾎液,⽴即将等量的⾎液加⼊1、2、3号三⽀试管中,静置相同时间,统计三⽀试管中⾎液凝固时间。
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