欧洲“火星快车”探测器和美国的“勇气”号和“机遇”号孪生火星探测器成功登上火星后,相继探测到火星上有水的存在,人类探索自己星球以外的高级生命和追求地球外栖息地的愿望成为可能。下列关于水与生命关系的叙述错误的是( )
A.各种生物体的一切生命活动都不能离开水
B.水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在
C.人体所需水的主要来源是食物,排出水最主要的途径是肾脏排尿
D.水在光合作用中分解的反应式是:2H2O→4H++O2+4e-
艾滋病是当今世界上最难治愈的疾病之一,被称为“超级癌症”,2005年﹣2010年世界艾滋病日的宣传口号都确定为“遏制艾滋、履行承诺”,艾滋病病毒属于生物的理由是( )
A.由有机物组成 B.具有细胞结构
C.能使其他生物致病 D.能复制产生后代
蓝藻与酵母菌共有的结构是( )
A.细胞壁与核糖体 B.核膜与细胞膜
C.中心体与核糖体 D.线粒体与细胞膜
人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。研究人员对小鼠BAT代谢进行了相关研究。
(1)图1是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。从结构和功能相适应的角度分析,WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因:______。
(2)雌激素相关受体γ(ERRγ)与BAT代谢密切相关。科研人员利用无活性DNA片段构建重组DNA,导入野生型小鼠(WT)______细胞,使其插入ERRγ基因内部,导致ERRγ基因发生______,获得ERRγ基因缺陷小鼠(KO)。将两种小鼠同时暴露在4℃冷环境中进行实验,结果如图2。在第______小时ERRγKO小鼠全部死亡。结果说明ERRγ与抵抗寒冷关系密切。
(3)检测两种小鼠在4℃冷环境中体内BAT和WAT的数量,计算其比值(BAT/WAT),结果如图3,由此可推测______。
(4)进一步测定两组小鼠BAT细胞代谢水平,结果如图4。据图可知, KO小鼠和WT小鼠的BAT细胞氧化分解等量能源物质所产生ATP比值为______。同时利用分子生物学技术检测发现,KO小鼠的UCP-1基因表达量显著低于WT小鼠,科学家最终将UCP-1蛋白定位在线粒体内膜上。结合图4结果推测,UCP-1蛋白的作用是______。
(5)综上研究可知,ERRγ在相关激素的调节下,通过______过程使小鼠适应寒冷环境。
Ⅰ.水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。(1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对_________。为判断某抗病水稻是否为纯合子,可通过观察自交子代_________来确定。
(2)现有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(rlrlR2R2r3r3)、丙(r1rlr2r2R3R3)三个水稻抗病品种,抗病(R)对感病(r)为显性,三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的DNA序列设计特异性引物,用PCR方法可将样本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。
①甲品种与感病品种杂交后,对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果(下图)推测可抗病的植株有_________。
②为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合,选育新的纯合抗病植株,下列育种步骤的正确排序是_________。
a.甲×乙,得到F1
b.用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株
c.R1r1R2r2r3r3植株×丙,得到不同基因型的子代
d.用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到不同基因型的子代
(3)研究发现,水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白,也需要Mp基因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活。若基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻,被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染,推测这两种水稻的抗病性表现依次为_________。
(4)研究人员每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3),几年后甲品种丧失了抗病性,检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是__________________。
(5)水稻种植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种,将会引起Mp种群__________________,使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失,无法在生产中继续使用。
(6)根据本题所述水稻与Mp的关系,为避免水稻品种抗病性丧失过快,请从种植和育种两个方面给出建议__________________。
Ⅱ.人参是一种名费药材,具有良好的滋补作用。口服。干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程,①~③表示相关的操作,EcoRI、BamHI为限制酶,它们的识别序列及切割位点如表所示。请回答下列问题:
限制酶 | 识别序列和切割位点 |
EcoRⅠ | G↓AATTC |
BamHⅠ | G↓GATTC |
(1)步骤①中,利用PCR技术扩增干扰素基因时,设计引物序列的主要依据是_________。科研人员还在两种引物的一端分别加上了_________和_________序列,以便于后续的剪切和连接。
(2)过程②所构建的基因表达载体中未标注出的必需元件还有_________,过程③中需先用_________ 处理农杆菌以便将基因表达载体导入细胞。
(3)科研人员认为,将转干扰素基因的人参愈伤组织加工成的药物比单纯干扰素的疗效要好,其依据是_________
(4)孕妇即使食用人参滋补,但随着其妊娠年龄的增加,21三体综合征的发病风险在不断增加,孕妇需要进行产前诊断来预防患病孩子的产生。无创基因检测是产前诊断的常用方法之一。在孕妇的血液中存在胎儿游离的DNA片段,可以对21号染色体上的特有基因DSCR3和非21号染色体上的基因GAPDH(作为参照)进行实时荧光定量PCR扩增,以测定DSCR基因和GAPDH基因的含量,计算两种基因剂量的比值如下表。
| 样品数 | DSCR3/GAPDH |
正常人 | 80 | 0.884±0.420 |
21三体胎儿 | 5 | 1.867±0.054 |
21三体患者 | 7 | 1.810±0.169 |
①要利用胎儿游离的DNA片段扩增出相应的基因,关键是_________的设计。
②从上述表格看,正常人与21三体患者的比值有差异,其主要原因是__________________
③产前诊断的方法还有羊水检查,下列有关叙述正确的是_________。
A.21三体综合征是由基因突变引起的
B.21三体综合征是由减数分裂发生异常引起的
C.通过动物细胞培养技术对脱落在羊水中的胎儿的某些细胞进行培养,以扩大这些细胞的数量
D.选择有丝分裂中期的细胞进行染色体核型分析,判断胎儿细胞的染色体数目是否正常
下图是生态系统中能量流动和物质循环示意图,其中大写字母代表生态系统成分,小写字母表示能量值。请回答:
(1)除_________之间的箭头外,图中表示物质循环的箭头,也能代表能量流动方向。由图可见,由于能量最终都_________,所以生态系统必须不断从外界输入能量才能维持其正常功能。
(2)a表示B同化的能量,则算式“a-b-c-d”可表示_________。
(3)如果该生态系统植物种类单一,就容易引发病虫害,原因是__________________。
(4)生态系统中,食物链上相邻物种之间存在着食与被食的关系,相邻物种的某些_____________为对方提供大量的有用信息这说明____________________________________。
(5)发展沼气不仅可以有效地解决农村的燃料问题,还为饲料、肥料开辟新的来源。人们发展了利用沼气液和底渣的试验,例如底渣可以作为饲料和食用菌培养液,从能量流动意义角度说是______________,沼气工程充分利用了_________的原理,食用菌属于图中_________(用字母表示)。
(6)某研究性学习小组以玉米为材料进行玉米酒、玉米醋发酵实验。下列相关叙述正确_________。
A.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
B.与玉米醋发酵相比,玉米酒发酵所需的最适温度较高
C.先供氧进行玉米醋发酵,然后隔绝空气进行玉米酒发酵
D.导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等
(7)若检测培养液中的活菌数量,应采用_________法。取稀释104后的菌液0.1mL接种,计数的平均值为236,则每mL菌液中的菌种数约为_________个。