模式生物四線蟲命題解密點線蟲的主要特點:1.線蟲是多細(xì)胞真核生物,種類很多,分布廣泛。有許多種類寄生于動物、植物體內(nèi),對人體和家畜的健康造成危害,也使植物發(fā)生線蟲病害,造成減產(chǎn)。2.線蟲體細(xì)胞數(shù)量少,孵化后,除生殖細(xì)胞外,體細(xì)胞不再分裂,體細(xì)胞數(shù)目恒定,常用于細(xì)胞、分子、遺傳生物學(xué)的研究。相關(guān)高考命題點:1.細(xì)胞的生命歷程:細(xì)胞的衰老、細(xì)胞的死亡研究。2.生物的變異:基因突變。3.遺傳學(xué)研究:基因表達(dá)的調(diào)控、基因工程。4.種群:影響種群數(shù)量變化的因素。5.群落:群落的結(jié)構(gòu)、群落的演替。6.生態(tài)系統(tǒng):生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)的功能。7.農(nóng)業(yè)生產(chǎn):生物防治、育種等。高考提分練1.(細(xì)胞的生命歷程——細(xì)胞的死亡)秀麗隱桿線蟲是唯一身體中所有細(xì)胞都被逐個盤點歸類的生物,雌雄同體的成蟲體內(nèi)共有959個體細(xì)胞,在發(fā)育成熟過程中,該線蟲有131個細(xì)胞被去除,英國科學(xué)家John.J.E.Sulston則描述了線蟲發(fā)育過程中細(xì)胞分裂和分化的具體過程,關(guān)于線蟲發(fā)育下列分析正確的是()A.線蟲發(fā)育過程中細(xì)胞數(shù)量減少,說明細(xì)胞分化是不穩(wěn)定的B.線蟲發(fā)育時被清除的細(xì)胞在衰老后控制其凋亡的基因才開始表達(dá)C.線蟲發(fā)育成熟過程中131個細(xì)胞被清除發(fā)生在不同的時間和空間D.線蟲發(fā)育過程中體內(nèi)不同部位的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況基本相同【解析】選C。秀麗隱桿線蟲發(fā)育過程中有131個細(xì)胞被清除,該清除過程屬于細(xì)胞凋亡。細(xì)胞凋亡導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)目減少,不是說明細(xì)胞分化不穩(wěn)定,實際上細(xì)胞分化后,一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡,即保持了穩(wěn)定性,A錯誤;細(xì)胞凋亡又被稱為細(xì)胞的程序性死亡,是由基因控制的,可以發(fā)生在個體發(fā)育的整個時期,即該過程發(fā)生在不同的時間和空間,線蟲發(fā)育時被清除的細(xì)胞不是在衰老后控制其凋亡的基因才開始表達(dá)的,B錯誤,C正確;線蟲發(fā)育過程中體內(nèi)不同部位的細(xì)胞發(fā)生了分化,而分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),不同部位的細(xì)胞基因的執(zhí)行情況不同,D錯誤?！炯庸逃?xùn)練】(細(xì)胞的生命歷程——細(xì)胞死亡)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),秀麗隱桿線蟲發(fā)育過程中產(chǎn)生了1090個細(xì)胞,其中131個注定死亡,如圖是與這些細(xì)胞死亡有關(guān)的三種基因的作用機(jī)制。下列選項中錯誤的是()A.131個細(xì)胞的死亡是在特定基因調(diào)控下發(fā)生的B.131個細(xì)胞死亡過程中ced-3和ced-4基因具有協(xié)同作用C.ced-9、ced-4和ced-3三種基因都開啟才決定細(xì)胞的死亡D.這131個細(xì)胞的死亡對秀麗隱桿線蟲的個體發(fā)育有積極意義【解析】選C。由圖示可知,秀麗隱桿線蟲的131個細(xì)胞是受基因調(diào)控的死亡,A正確;ced-9基因關(guān)閉,ced-3和ced-4基因的表達(dá)不受抑制,導(dǎo)致細(xì)胞死亡,因此131個細(xì)胞死亡過程中ced-3和ced-4基因具有協(xié)同作用,B正確、C錯誤;細(xì)胞凋亡對個體發(fā)育有積極意義,D正確。2.(生物的變異——基因突變)線蟲的npr-1基因編碼一種G蛋白偶聯(lián)受體,該基因突變?yōu)镹PR-1,其編碼的蛋白質(zhì)第215位氨基酸殘基由纈氨酸變?yōu)楸奖彼?導(dǎo)致線蟲覓食行為由“獨立覓食”變?yōu)椤熬奂捠场?。在食物匱乏時,“聚集覓食”使線蟲活動范圍受限,能量消耗減少,有利于交配,對線蟲生存有利。下列分析正確的是()A.食物匱乏誘發(fā)npr-1基因突變,使線蟲覓食行為發(fā)生改變B.npr-1基因發(fā)生的突變可能是堿基對的增添或缺失引起的C.食物匱乏直接作用于線蟲覓食行為引起NPR-1的頻率提高D.G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)變化是決定線蟲覓食行為改變的根本原因【解析】選C?；蛲蛔兙哂须S機(jī)性,不是由食物匱乏引起的,A錯誤;npr-1基因發(fā)生突變后,其編碼的蛋白質(zhì)第215位氨基酸殘基由纈氨酸變?yōu)楸奖彼?只發(fā)生了一個氨基酸種類的改變,可能是堿基對的替換引起的,B錯誤;NPR-1控制“聚集覓食”,食物匱乏直接作用于線蟲覓食行為引起NPR-1的頻率提高,C正確;G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)變化是決定線蟲覓食行為改變的直接原因,根本原因是線蟲的npr-1基因發(fā)生突變,D錯誤。3.(種群——影響種群數(shù)量的因素)科研小組對某地區(qū)野雉雞的種群數(shù)量進(jìn)行長期調(diào)查(如圖所示的對照曲線),發(fā)現(xiàn)線蟲可引起野雉雞產(chǎn)卵量下降。用驅(qū)蟲藥(濃度分別為5%、10%和20%)處理野雉雞后,從驅(qū)蟲藥處理起始年(即0年),其種群的數(shù)量變化結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.線蟲與野雉雞的種間關(guān)系為寄生B.長期使用驅(qū)蟲藥與線蟲產(chǎn)生抗藥性變異無關(guān)C.線蟲屬于影響野雉雞種群數(shù)量變化的非密度制約因素D.用濃度20%驅(qū)蟲藥處理的野雉雞種群的K值比對照組高【解析】選C。由題“線蟲可引起野雉雞產(chǎn)卵量下降”可知,線蟲在野雉雞體內(nèi)對野雉雞是不利的,而線蟲可以進(jìn)行繁殖,對線蟲自己是有利的,因此它們?yōu)榧纳P(guān)系,A正確。線蟲是否具有抗藥性是由基因決定的,基因突變具有不定向性,驅(qū)蟲劑的使用具有選擇作用,導(dǎo)致無抗藥性的線蟲死亡,具有抗藥性的線蟲存活,長期使用驅(qū)蟲劑使得線蟲種群中抗藥性的基因頻率越來越大,導(dǎo)致后代具有抗藥性基因的個體越來越多,所以該抗藥基因的出現(xiàn)早于驅(qū)蟲藥的使用,B正確。密度制約因素的影響程度與種群密度有密切關(guān)系,如競爭、捕食、寄生、疾病和種內(nèi)調(diào)節(jié)等生物因素;非密度制約因素的影響程度與種群密度無關(guān),如溫度、降水、風(fēng)等氣候因素,污染、環(huán)境的pH等環(huán)境因素。由于線蟲和野雉雞之間屬于寄生關(guān)系,所以線蟲屬于影響野雉雞種群數(shù)量變化的密度制約因素,C錯誤。用20%的驅(qū)蟲藥處理后,野雉雞受線蟲的影響大大降低,野雉雞的產(chǎn)卵量上升,種群密度上升,環(huán)境有利于野雉雞種群生存,K值比對照組高,D正確。4.(群落——群落的結(jié)構(gòu))科研人員根據(jù)線蟲的生活習(xí)性和取食特點,將梨園土壤中的線蟲劃分為4個營養(yǎng)類群,再根據(jù)調(diào)查得到的線蟲種類,計算得到各營養(yǎng)類群的相對豐富度如下表。下列分析錯誤的是()營養(yǎng)類群0~20cm20~40cm常規(guī)區(qū)實驗1區(qū)實驗2區(qū)常規(guī)區(qū)實驗1區(qū)實驗2區(qū)食細(xì)菌線蟲79.9280.0579.7177.4560.9466.39食真菌線蟲6.546.337.452.692.592.59雜食捕食線蟲5.775.685.524.454.424.20植物寄生線蟲7.777.947.3215.4132.0826.82注:常規(guī)區(qū)(頻繁化學(xué)防治)、實驗1區(qū)(農(nóng)藥減施防治)、實驗2區(qū)(以植物源農(nóng)藥為主的農(nóng)藥減施防治)。A.梨園中的細(xì)菌、真菌、線蟲和植物等各種生物共同構(gòu)成了生物群落B.線蟲的各種營養(yǎng)類群在不同土層中相對豐富度不同,體現(xiàn)了群落的垂直結(jié)構(gòu)C.在0~20cm土層,不同防治方法對各營養(yǎng)類群線蟲相對豐富度影響不明顯D.在20~40cm土層,以植物源農(nóng)藥為主的農(nóng)藥減施防治線蟲的效果最佳【解析】選D。梨園中的細(xì)菌、真菌、線蟲和植物等各種生物,包含了自然區(qū)域內(nèi)的所有生物,因此可構(gòu)成生物群落,A正確;線蟲的各種營養(yǎng)類群在不同土層中相對豐富度不同,是群落垂直結(jié)構(gòu)的體現(xiàn),垂直結(jié)構(gòu)能使土壤中的生物充分利用空間資源,B正確;在0~20cm土層,各個區(qū)域中同種類線蟲的豐富度差距并不明顯,據(jù)此可說明不同防治方法對各營養(yǎng)類群線蟲相對豐富度影響不明顯,C正確;在20~40cm土層,實驗2區(qū)的植物寄生線蟲的相對豐富度比實驗1區(qū)和常規(guī)區(qū)都更大,說明以植物源農(nóng)藥為主的農(nóng)藥減施防治線蟲的效果最差,D錯誤。5.(生態(tài)系統(tǒng)——生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能)土壤線蟲是土壤中重要的生物類群,一般可將其分為食細(xì)菌類、食真菌類、植食性類和捕食性類線蟲。下列有關(guān)土壤線蟲的敘述錯誤的是()A.土壤線蟲促進(jìn)了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)B.施用有機(jī)肥時食細(xì)菌類線蟲的數(shù)量會增加C.捕食性類線蟲所處營養(yǎng)級比植食性線蟲高D.調(diào)查土壤線蟲的豐富度時可用標(biāo)記重捕法【解析】選D。土壤線蟲在生態(tài)系統(tǒng)中既可以是分解者,也可以是消費者,它們都能促進(jìn)物質(zhì)循環(huán),A正確;施用有機(jī)肥時,作為分解者的細(xì)菌會增多,因而食細(xì)菌類線蟲會增多,B正確;捕食性線蟲處于第三營養(yǎng)級(或更高),而植食性線蟲處于第二營養(yǎng)級,C正確;標(biāo)記重捕法是調(diào)查種群密度的,不能調(diào)查物種豐富度,D錯誤。6.(農(nóng)業(yè)生產(chǎn)——生物防治)線蟲與昆蟲病原體被聯(lián)合用于害蟲的防治。線蟲首先感染宿主昆蟲,然后細(xì)菌從線蟲中逃出、繁殖,并殺死宿主,最后線蟲以分解中的蟲體為食。這一事實說明()A.可以利用有害生物的天敵和基因工程等措施綜合防治害蟲B.有害生物的天敵包括捕食者和寄生物C.同一宿主同時可被多種寄生物危害,寄生物本身又可被另一寄生物所寄生D.生物防治可以避免害蟲的抗性進(jìn)化,防止環(huán)境污染【解析】選C。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,可以利用基因工程或者釋放天敵的方法防治害蟲,本題中的線蟲體內(nèi)的細(xì)菌是昆蟲的天敵,但本題沒有涉及基因工程,A錯誤;線蟲與昆蟲是寄生物與宿主的關(guān)系,是一種寄生關(guān)系,線蟲并沒有殺死害蟲,而是線蟲體內(nèi)的細(xì)菌殺死害蟲的天敵,B錯誤;線蟲首先感染宿主昆蟲,然后細(xì)菌從線蟲中逃出、繁殖,并殺死宿主,最后線蟲以分解的蟲體為食,說明同一宿主同時可被多種寄生物危害,寄生物本身又可被另一寄生物所寄生,C正確;生物防治的優(yōu)點可以避免害蟲的抗性進(jìn)化,防止環(huán)境污染,但本題強(qiáng)調(diào)的是生物之間的聯(lián)系,而非環(huán)境問題,D錯誤。7.(農(nóng)業(yè)生產(chǎn)——育種)油菜容易被胞囊線蟲侵染造成減產(chǎn),蘿卜具有抗線蟲病基因?？蒲腥藛T以純合的蘿卜和油菜為親本雜交,通過下圖所示途徑獲得抗線蟲病油菜。以下分析錯誤的是()A.抗線蟲病油菜培育原理是染色體變異B.BC1植株的體細(xì)胞中含有五個染色體組C.BC2植株的體細(xì)胞中可能含有40條染色體D.應(yīng)從F1開始進(jìn)行胞囊線蟲接種實驗進(jìn)行篩選【解析】選D。圖示過程用秋水仙素處理F1植株,導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍,屬于染色體數(shù)目變異,A正確;油菜含有2個染色體組,異源多倍體含有6個染色體組,油菜含有4個染色體組,二者雜交產(chǎn)生的BC1含有5個染色體組,B正確;BC1含有5個染色體組,AACCR,與油菜AACC雜交后代一定含有AACC共38條染色體,R中的染色體因為不能聯(lián)會而隨機(jī)丟失,故BC2中的染色體數(shù)目為38~47,C正確;抗胞囊線蟲的基因在蘿卜的細(xì)胞中,即在R染色體組的某條染色體上,故需要對BC2進(jìn)行檢測,選出具有抗性的油菜,D錯誤。8.(遺傳學(xué)研究——基因工程)多不飽和脂肪酸(PUFAs)是人體必需脂肪酸,為解決豬肉中PUFAs含量不足的問題,研究者從線蟲中獲得控制PUFAs合成的必需酶基因fat1,培育轉(zhuǎn)fat1基因豬,操作過程如圖所示。圖中GFP基因表達(dá)出綠色熒光蛋白。看圖回答下列問題:(1)用PCR技術(shù)在體外擴(kuò)增目的基因時,PCR擴(kuò)增儀中要加入緩沖液、目的基因、引物、4種脫氧核苷酸(原料)、(耐高溫的)DNA聚合酶(至少答兩點)等?！窘馕觥?1)用PCR技術(shù)在體外擴(kuò)增目的基因時,PCR擴(kuò)增儀中要加入緩沖液、目的基因、引物、4種脫氧核苷酸(原料)、(耐高溫的)DNA聚合酶等。(2)從圖中可知,在構(gòu)建基因表達(dá)載體時,為克服目的基因自身環(huán)化,即線性DNA的末端相互連接,變圓環(huán),以及便于目的基因與載體的連接,切割含目的基因的DNA和載體的限制酶應(yīng)選用EcoRⅠ和BamHⅠ。

【解析】(2)據(jù)題圖可知,載體有三種限制酶位點可供選擇,目的基因fat1兩側(cè)有EcoRⅠ和BamHⅠ兩種限制酶酶切位點,正好載體上也有這兩種限制酶位點,為防止目的基因自身環(huán)化使用雙酶切,可選用EcoRⅠ和BamHⅠ切割含目的基因的DNA和載體。(3)構(gòu)建的基因表達(dá)載體中,GFP基因的作用是標(biāo)記基因(使相關(guān)細(xì)胞發(fā)出綠色熒光方便進(jìn)行篩選)。除GFP基因外,未標(biāo)注出的必需元件還有復(fù)制原點。

【解析】(3)構(gòu)建的基因表達(dá)載體中,GFP基因的作用是標(biāo)記基因(使相關(guān)細(xì)胞發(fā)出綠色熒光方便進(jìn)行篩選)?；虮磉_(dá)載體必須具備的元件有目的基因、標(biāo)記基因、啟動子、終止子和復(fù)制原點。所構(gòu)建的重組基因表達(dá)載體中未標(biāo)注出的必需元件除了標(biāo)記基因還有復(fù)制原點。(4)豬成纖維細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)時,除必須保證環(huán)境是無菌、無毒外,還必須定期更換培養(yǎng)液,以防止細(xì)胞代謝物積累對細(xì)胞自身造成的傷害。培養(yǎng)到一定程度后,需要分瓶再繼續(xù)培養(yǎng),分瓶后的培養(yǎng)過程稱為傳代培養(yǎng),操作時首先用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理成細(xì)胞懸液。

【解析】(4)豬成纖維細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)時,除必須保證環(huán)境是無菌、無毒外,還必須定期更換培養(yǎng)液,以防止細(xì)胞代謝物積累對細(xì)胞自身造成的傷害。培養(yǎng)到一定程度后,需要分瓶再繼續(xù)培養(yǎng),分瓶后的培養(yǎng)過程稱為傳代培養(yǎng),操作時首先用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理