高中生物综合题

小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一，如制作优质面包需强筋面粉，制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因（A/a，B ₁/B ₂，D ₁/D ₂）分别位于三对同源染色体上，控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白（HMW），从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F ₁，F ₁自交得F ₂，以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。

基因	基因的表达产物（HMW）	亲本		F 1	育种目标
		小偃6号	安农91168		强筋小麦	弱筋小麦
A	甲	+	+	+	+	﹣
B 1	乙	﹣	+	+	﹣	+
B 2	丙	+	﹣	+	+	﹣
D 1	丁	+	﹣	+	﹣	+
D 2	戊	﹣	+	+	+	﹣

注："+"表示有相应表达产物；"﹣"表示无相应表达产物

据表回答：

（1）三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制 　　来控制生物体的性状。

（2）在F ₁植株上所结的F ₂种子中，符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为 　　，符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为 　　。

（3）为获得纯合弱筋小麦品种，可选择F ₂中只含 　　产物的种子，采用 　　等育种手段，选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。

水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因（Wx基因）启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。

（1）将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需的酶是　　，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为　　。

（2）根据启动子的作用推测，Wx基因启动子序列的改变影响了　，从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列　　（填：“发生”或“不发生”）改变，原因是　　。

（3）为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA （Wx mRNA）的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA，经　　过程获得总cDNA．通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA，原因是　　。

（4）各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为　　，原因是　　。

W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。

回答下列问题：

（1）步骤①中需要使用的工具酶有　　。步骤②和③所代表的操作分别是　　和　　。步骤④称为　　。

（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的　　（答出2点即可）的限制。

（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息　　（填“相同”或“不同”），原因是　　。

（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有　　（答出2点即可）。

植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题：

（1）在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性　　。抵抗力稳定性的含义是　　。

（2）“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是　　（答出3点即可）。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中的　　。

（3）在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：　　。

为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。

回答下列问题：

（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是　　。

（2）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：　　。

（3）为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于　　，使用该培养基进行细胞培养的结果是　　。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是　　。

（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有　　（答出2点即可）。

如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，简捷地分析出已知序列两侧的序列，具体流程如图（以EcoRⅠ酶切为例）：

请据图回答问题：

（1）步骤Ⅰ用的EcoRⅠ是一种 　 　酶，它通过识别特定的 　 　切割特定位点。

（2）步骤Ⅱ用的DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3′﹣羟基与5′﹣磷酸间形成 　 　；PCR循环中，升温到95℃是为了获得 　 　；Taq DNA聚合酶的作用是催化 　 　。

（3）若下表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物，步骤Ⅲ选用的PCR引物必须是 　 　（从引物①②③④中选择，填编号）。

	DNA序列（虚线处省略了部分核苷酸序列）
已知序列
PCR引物	①5′﹣AACTATGCGCTCATGA﹣3′ ②5′﹣GCAATGCGTAGCCTCT﹣3′ ③5′﹣AGAGGCTACGCATTGC﹣3′ ④5′﹣TCATGAGCGCATAGTT﹣3′

（4）对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列。下列DNA单链序列中（虚线处省略了部分核苷酸序列），结果正确的是 　              　。

A．	5′﹣AACTATGCG﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣AGCCCTT﹣3′
B．	5′﹣AATTCCATG﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣CTGAATT﹣3′
C．	5′﹣GCAATGCGT﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣TCGGGAA﹣3′
D．	5′﹣TTGATACGC﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣CGAGTAC﹣3′

分析有关科学探究的资料，回答下列问题。
我国科学家屠呦呦因在青蒿素方面的研究获2015年诺贝尔生理医学奖。菊科植物青蒿中所含的青蒿素是目前治疗疟疾的新型特效药。研究者做了相关的实验研究如下。
【实验一】从青蒿中提取青蒿素
【实验结果】相关实验数据如表1和表2所示。

【实验二】生物工程合成青蒿素
为避免青蒿被过度采集，研究者采用生物工程的方法生产青蒿素。但直接从愈伤组织和细胞培养提取青蒿素的效果很不理想，因而采取如下图中①～④所示实验流程合成青蒿素。其中发根农杆菌具有Ri质粒，可促进青蒿愈伤组织生根。

（1）提取青蒿素应选取的最佳青蒿材料是                 。据表1和表2分析，实验一的实验目的不包括 （     ）
A．不同生长期青蒿中的青蒿素含量
B．不同青蒿组织中的青蒿素含量
C．不同干燥方式对青蒿素提取的影响
D．不同日照时长对青蒿素含量的影响
（2）实验二图中青蒿组织培养通常用的培养基名称是       培养基。步骤③青蒿叶片组织加入抗生素的作用是                    。
（3）据实验二分析，下列相关叙述正确的是 （    ） （多选）
A．未分化的青蒿组织中青蒿素含量高  B．该实验是从青蒿根中提取青蒿素
C．Ri质粒转化青蒿属于微生物基因工程  D．利用此生物工程方法可大量生产青蒿素
【实验三】植物激素对青蒿素含量的影响
萘乙酸 （NAA）是最常用来调控发根生长及代谢中间产物形成的一种激素。研究者假设NAA能促进青蒿愈伤组织发根，并能提高青蒿发根后产生青蒿素的含量。实验结果见表6。
表6： NAA对青蒿组织发根和产生青蒿素的影响

组别	NAA浓度 （mg/L）	发根生长比	青蒿素含量 （mg/g）
A	0.025	34.457	0.080
B	0.050	33.500	0.166
C	0.100	29.400	0.128
D	0.250	15.813	0.000
E	0.500	13.059	0.000
F	0.750	8.706	0.000
G	①	27.101	1.480

（注：发根生长比指的是：收获时鲜重/接种量）

③

（4）实验三培养时影响青蒿素含量的可能因素有_________________ （写出2种即可）。表6中①表示的数值是        。

（5）根据实验三结果，请画出发根生长比与NAA浓度的关系曲线图。

（6）由实验三可得出的结论是：
①                                    。
②                                    。

回答下列有关基因工程的问题。
苏云金杆菌 （Bt）能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图 （为抗氨苄青霉素基因），①~④表示过程。

（1）由HindⅢ酶切后，得到DNA片段的末端是 （    ）

（2）将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，产生       种DNA片段，②过程可获得       种重组质粒。如果只用BamHⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得       种重组质粒。
（3）该过程中Bt毒素蛋白基因插入质粒后，不应影响质粒的 （    ） （多选）

A．复制

B．转录

C．碱基对的数量

D．抗性基因的表达

（4）此基因工程中大肠杆菌质粒的作用是         ，根瘤农杆菌的作用是          。生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的         基因的基因频率的增长速率。

回答下列有关光合作用和细胞呼吸的问题。下图为光合作用模式图，I～IV表示叶绿体的结构，①～⑤表示参与光合作用的物质。

（1）I的基本骨架是_________，III是______________，⑤是______________。
（2）转化光能的分子位于 （     ）A．Ⅰ  B．Ⅱ  C．Ⅲ  D．Ⅳ
（3）据图分析，下列叙述正确的是 （    ）
A．淀粉主要在细胞质基质中合成
B．①的产生需要光照，但它不一定会从细胞中释放出来
C．光反应使IV的pH降低
D．H⁺借助⑤由IV进入II，不消耗能量
E．光合作用产物以葡萄糖形式运出叶绿体
在恒定温度和光照强度条件下，光合作用速率会随着CO₂浓度的变化而改变。当植物光合作用利用的CO₂量与呼吸作用释放的CO₂量相等时，环境中的CO₂浓度为CO₂补偿点；CO₂达到一定浓度时，光合速率不再增加，此时的CO₂浓度为CO₂饱和点。育种专家测定了22℃时， A、B两个水稻品种在不同CO₂浓度下的CO₂吸收量，以及黑暗条件下的CO₂释放量，结果如下表。

	CO2补偿点 （mmol/mol）	CO2饱和点 （mmol/mol）	CO2饱和点时CO2吸收量 （mmol/m^2·h）	黑暗条件下CO2释放量 （mmol/m^2·h）
A品种	0.06	1.16	115.20	72.00
B品种	0.05	1.03	86.40	39.60

（4）据表可知，CO₂饱和点时，A品种的实际光合速率为__________mmol/ （m²·h）。若环境中的CO₂浓度保持在CO₂饱和点，先光照14小时，再黑暗10小时，则一天中A品种积累的葡萄糖比B品种多___________mg/m²。 （相对原子量：C－12，O－16，H－1）
（5）经育种专家实验发现水稻进行光合作用的最适温度是22℃，若其他条件不变，温度上升至27℃，CO₂补偿点将_________ （上升/不变/下降）。

2015年10月5日，我国科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得诺贝尔生理学或医学奖．青蒿素被誉为“东方神药”，是一种高效低毒的治疗疟疾的药物，近年来又发现青蒿素具有较强的抗肿瘤活性作用．某科研小组进行了如下实验：
①将等量的人胆囊癌（GBC﹣SD）细胞悬液分别接种于若干个含有等量培养液的培养瓶中；
②将培养瓶置于37℃、5%CO₂培养箱中培养24小时，静置、除去上清液；
③分别加入等量含2μmol/L、4μmol/L、8μmol/L、16μmol/L的青蒿素的培养液，于37℃、5%CO₂培养箱中继续培养；
④分别在培养至72h时吸取培养液，统计并计算细胞增殖抑制率．
⑤重复上述实验步骤3次。
请回答下列问题：
（1）科研小组进行上述实验的目的是_______________。
（2）步骤③中需要设置对照组，对照组的处理方法为_________________。
为了保证实验结果的准确性，在实验过程中必须保证各组之间______________（填写两个实验无关变量）保持相同且适宜。
（3）请设计一个用于记录实验结果的表格。

某种野兔的脂肪有黄脂、褐脂、白脂和无脂四种表现型，由两对独立遗传的等位基因决定（分别用A、a，B、b表示），且BB个体胚胎致死。将一只白脂雄兔和多只纯合黄脂雌兔杂交，得到F₁有两种表现型：褐脂兔96只，黄脂兔98只；取F₁中的多只褐脂兔雌雄个体相互交配，F₂有4种表现型：褐脂兔239只，白脂兔81只，黄脂兔119只，无脂兔41只。
（1）若A、a和B、b这两对等位基因位于常染色体上，则亲本白脂兔和黄脂兔的基因型依次是____________；F₂黄脂兔中纯合子所占的比例为____________；F₂中一只褐脂雌兔，正常减数分裂产生两种比例相等的配子，则其基因型为____________。
（2）由上述实验结果，可推测B、b这对基因也可能位于性染色体的同源区段。取雌、雄白脂兔各一只，实验如下：①让这对白脂兔多次交配，得F₁；②观察统计F₁的性别比例。结果预测：
Ⅰ．若F₁中雌兔：雄兔=____________，则这对基因位于常染色体上。
Ⅱ．若F₁中雌兔：雄兔=____________，则这对基因位于性染色体的同源区段。
（3）根据上述实验结果及分析，A、a和B、b这两对等位基因遵循______定律。

如下图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中a-f代表O₂或CO₂。图乙表示该植物在一定的条件下，O₂净产量（光合作用的O₂产生量-呼吸作用的O₂消耗量）与光照强度之间的关系曲线。据图回答下列问题：

（1）在图甲中，b可代表           ，物质b进入箭头所指的结构后与        结合。
（2）在适宜的条件下,若用CO₂、H₂¹⁸O供给植物进行代谢，则甲图中的d所代表的物质应是          。
（3）在图乙中，A点时叶肉细胞内能生成ATP的细胞器是           ，在N点后O₂净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡，其制约的内在和外在因素分别是           、          。
（4）在图乙P点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是            。A点状态时，可以发生图甲中的哪些过程（用图中字母表示）？      ；D点时发生（字母表示）      。

图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO₂释放量和O₂产生总量的变化。图乙表示水稻的叶肉细胞光合速率与光照强度的关系。请据图回答：

（1）图甲中，当光照强度为b时，光合速率         呼吸速率（填“大于”“小于”或“等于”）。
（2）图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收            个单位的CO₂。
（3）图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有             。
（4）如果增加环境中二氧化碳的浓度，则图乙中的b点的移动方向为          （填“左移”、“右移”或“不移动”）。
（5）图乙中，c点后CO₂的吸收量不再增加的主要环境因素为                 。
（6）在图乙中的b点所处的状态时，叶绿体内ATP的移动方向是              。

请根据下图回答有关遗传信息传递和表达的问题。

（1）图一为细胞中合成蛋白质的示意图。其过程的模板是          （填序号），图一中所示的过程具体是指            。
（2）图二表示某DNA片段遗传信息的传递过程，①→⑤表示物质或结构，a、b、c表示生理过程。在图二中完成遗传信息表达的是      （填字母）过程，a过程所需的酶有          ，在图二c中能特异性识别②的是       ，写出图中的一段由②指导合成的多肽链中的氨基酸序列              。
（可能用到的密码子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸）
（3）若②中一个A替换成了U,合成的多肽链中氨基酸序列没有变化，原因可能是           。

图中甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一个经消毒的新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图乙所示。图丙为植物叶肉细胞内部分生理过程模式图,A、B、C为相应生理过程进行的场所，①～⑥均为气体物质。植物叶片的呼吸速率不变。请据图回答下列问题：

（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置。实验时，当光照强度由0渐变为2．5 千勒克斯时（不同光照强度照射的时间均等），液滴所在位置应在实验初始标记的       （左侧、右侧或相同）位置处。
（2）丙图内可表示二氧化碳的是_         （填序号）；二氧化碳被消耗的场所在__            _；A场所中发生的能量变化过程是__          __；进入C的⑦是指_______和       两种有机物。
（3）对叶片来说，光照强度为10千勒克斯时对应丙图中存在相关气体的箭头有（填序号）       。
（4）在图乙中，光照强度为15千勒克斯时，叶片1小时光合作用产生的气体量为        毫升（假设随光照的增强，植物体的温度不变）。
（5）假若在该植物的叶片上涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的       反应阶段。
（6）与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值   （偏高/偏低/相同），原因是                。
（7）为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是             。