(普查练习)一轮复习前摸底卷-【提分宝典】2025年新高考生物一轮全考点普查随堂课后练
2024-06-04
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内容正文:
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普通高等学校招生全国统一考试生物总复习
一轮复习前摸底卷
本套试题答案及详细图解精讲参见E册《图解力详解答案》
A 基础知识普查卷
细胞的分子组成
(普查题01)(2分)天舟货运飞船为在天和核心舱工作的宇航员们送去了一份特殊的外卖——鱼香肉丝。下列有关叙述错误的是( )
A.该外卖含有的多种糖中,有的能被宇航员的消化系统直接吸收
B.该外卖含有的蛋白质不具有生物活性,也能与双缩脲试剂反应
C.该外卖中的脂肪含有不饱和脂肪酸,该脂肪在常温下呈液态
D.该外卖中的无机盐进入宇航员的细胞后,直接用于合成糖类或脂肪
答案:D
解析:该外卖含有的单糖能被宇航员的消化系统直接吸收,多糖不能被直接吸收,故A项正确,不符合题意。高温主要影响蛋白质的空间结构,一般不破坏蛋白质的肽键,因此蛋白质虽然已经变性,但依然能与双缩脲试剂发生反应,故B项正确,不符合题意。做鱼香肉丝用的食用油中含有不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸在室温下呈液态,故C项正确,不符合题意。糖类和脂肪都是由C、H、O三种元素构成的有机物,不含无机盐,故D项错误,符合题意。
(普查题02)(2分)如图表示生物体中某些有机化合物及元素组成,其中x、y代表化学元素,a、b、c、d代表不同的有机小分子,A、B、C、D、E代表不同的生物大分子,下列有关说法错误的是( )
A.若A为动物特有的储能物质,则A表示糖原
B.若x为氮元素,则多个b可脱水缩合形成B
C.大肠杆菌的细胞器由B和D组成
D.若d为胆固醇,则其是构成动物细胞膜的成分
答案:C
解析:动物中特有的储能物质是糖原,故A项正确,不符合题意。若x代表氮元素,则b为氨基酸,氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质,即B是蛋白质,故B项正确,不符合题意。由D主要存在于细胞核中可知D为DNA,由E主要存在于细胞质中可知E为RNA。大肠杆菌只含有核糖体一种细胞器,主要由rRNA和蛋白质构成,即由图中的B(蛋白质)和E(RNA)组成,故C项错误,符合题意。胆固醇是构成动物细胞膜的成分,故D项正确,不符合题意。
细胞的结构与功能
(普查题03)(2分)温度正常时,生物膜既可保持正常的结构,又具有较强的流动性,称为液晶态;温度很低时,生物膜的流动性急剧降低,转变为凝胶态;若环境温度很高,则变成无序的液体状态。胆固醇分子与磷脂分子相结合,既能限制磷脂分子的热运动又能将磷脂分子相隔开,使其更易流动。下列叙述错误的是( )
A.胆固醇可以调节动物生物膜的流动性,使生物膜适应温度的范围变小
B.高温会破坏生物膜中蛋白质的空间结构,从而使生物膜变成无序状态
C.生物膜的流动性表现在组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子能流动
D.胆固醇分子除构成动物细胞膜外,在人体内还参与血液中脂质的运输
答案:A
解析:由题意可知,胆固醇与磷脂分子相结合可以调节动物生物膜的流动性,使生物膜适应温度的范围变大,故A项错误,符合题意。根据题意“若环境温度很高,则变成无序的液体状态”可推知,高温会破坏生物膜中蛋白质的空间结构,导致生物膜变成无序状态,故B项正确,不符合题意。组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子能流动,因此生物膜具有一定的流动性,故C项正确,不符合题意。胆固醇属于固醇,是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内参与血液中脂质的运输,故D项正确,不符合题意。
(普查题04)(2分)蓖麻毒素是一种分泌蛋白,它能使真核生物的核糖体失去活性。细胞分泌蓖麻毒素过程中先通过高尔基体以囊泡的形式运输至液泡,在液泡中加工为成熟的蓖麻毒素,再将其分泌至细胞外。下列有关此过程的叙述错误的是( )
A.蓖麻毒素使核糖体失去活性会阻碍细胞合成蛋白质
B.蓖麻毒素的加工需要内质网、高尔基体、液泡的参与
C.成熟的蓖麻毒素可独立穿出液泡膜分泌至胞外
D.蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身核糖体
答案:C
解析:蛋白质的合成场所是核糖体,因此蓖麻毒素使核糖体失去活性会阻碍细胞内蛋白质的合成,故A项正确,不符合题意。由题干信息可知,蓖麻毒素是一种分泌蛋白且在液泡中加工为成熟的蓖麻毒素,因此其加工需要内质网、高尔基体和液泡的参与,故B项正确,不符合题意。蓖麻毒素作为一种分泌蛋白,其穿越细胞膜需要以囊泡运输的方式进行,故C项错误,符合题意。 由题意知,蓖麻毒素能使真核生物的核糖体失去活性,因此蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身的核糖体,故D项正确,不符合题意。
细胞的物质输入和输出
(普查题05)(2分)盐碱地中生活的某种植物,其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白,能将细胞质基质中的Na+逆浓度梯度运入液泡,减轻Na+对细胞质中酶的毒害,下列有关叙述错误的是( )
A.Na+进入液泡的过程属于主动运输
B.Na+进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性
C.该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞的吸水能力
D.该载体蛋白作用的结果有助于提高植物的耐盐性
答案:C
解析:由题意知,Na+逆浓度梯度运入液泡且需要载体蛋白,因此其进入液泡的过程属于主动运输,该过程体现了液泡膜的选择透过性,故A、B项正确,不符合题意。Na+逆浓度梯度进入液泡后,使细胞液浓度增大,从而使细胞的吸水能力增强,故C项错误,符合题意。该载体蛋白将Na+转运入液泡,一方面减轻了Na+对细胞质中酶的毒害,另一方面增强了细胞的吸水能力,有助于提高植物的耐盐性,故D项正确,不符合题意。
(普查题06)(2分)铁是人体内必不可少的微量元素,如图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3+,以Tf-Fe3+结合形式进入血液。Tf-Fe3+与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞,并在囊泡的酸性环境中将Fe3+释放。下列叙述错误的是( )
A.Fe2+顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散
B.Tf与TfR结合后携带Fe3+进入细胞的过程属于胞吞
C.蛋白2和转铁蛋白(Tf)都是细胞膜上的载体蛋白
D.H+进入囊泡的过程属于主动运输,需要消耗能量
答案:C
解析:由题图可知,Fe2+从小肠上皮细胞进入组织液时,是顺浓度梯度且需要转运蛋白,不需要消耗能量,属于协助扩散,故A项正确,不符合题意。细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)具有识别作用,Tf-Fe3+与TfR识别并结合后通过胞吞进入细胞,故B项正确,不符合题意。转铁蛋白(Tf)是血液中运载Fe3+的蛋白质,不在细胞膜上,故C项错误,符合题意。H+进入囊泡需通过载体蛋白且是逆浓度梯度进行的,属于主动运输,需要消耗能量,故D项正确,不符合题意。
(普查题07)(2分)取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是( )
A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B.若测得乙糖溶液浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零
C.若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D.若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
答案:D
解析:由题干信息可知,叶细胞与溶液之间无溶质交换,而甲组的甲糖溶液浓度升高,可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液的物质的量浓度,引起了细胞吸水,故A项正确,不符合题意。若乙糖溶液浓度不变,则说明乙糖溶液的物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等,叶细胞净吸水量为零,故B项正确,不符合题意。若乙糖溶液浓度降低,则说明细胞失水,叶肉细胞可能发生了质壁分离,故C项正确,不符合题意。若乙糖溶液浓度升高,则说明乙糖溶液的物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度,细胞吸水,而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍,因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组,故D项错误,符合题意。
酶与ATP
(普查题08)(多选)(3分)反应体系中存在的失活剂(重金属离子等)、酶的激活剂、酶的抑制剂等因素均可影响酶促反应的速率。上述不同条件下酶促反应速率(V)与酶浓度的关系如图所示,下列叙述不合理的是( )
A.曲线①表示的反应体系中含有激活剂,激活剂降低了反应的活化能
B.曲线②表示正常反应的曲线,该酶促反应过程中酶活性逐渐增大
C.曲线③表示的反应体系中含有抑制剂,抑制剂与底物特异性结合
D.曲线④表示的反应体系中含有失活剂,失活剂使部分酶彻底失活
答案:ABC
解析:曲线①表示的反应体系中含有酶的激活剂,激活剂增强了酶的活性,并不是降低了反应的活化能,故A项符合题意。曲线②表示正常反应的曲线,在底物充足的条件下,随着酶浓度增加,酶促反应速率成比例增加,故B项符合题意。曲线③表示的反应体系中含有酶的抑制剂,抑制剂与酶特异性结合使酶的活性降低,故C项符合题意。曲线④表示的反应体系中含有失活剂,失活剂使部分酶彻底失活,所以在酶浓度较低时,几乎不能催化反应的进行,随着酶浓度的升高,反应速率加快,故D项不符合题意。
(普查题09)(2分)科学家从动物的胰脏中分离到一类低分子量的蛋白质(Ub),Ub能给细胞中的异常蛋白(靶蛋白)贴上“标签”,被贴“标签”的靶蛋白随即被蛋白酶水解,其过程如图所示,下列相关说法错误的是( )
A.Ub为靶蛋白贴“标签”的过程需要消耗能量
B.Ub在靶蛋白水解过程中起到催化作用
C.AMP是RNA的基本组成单位之一
D.靶蛋白水解过程与人消化道内蛋白质水解过程不同
答案:B
解析:由题图可知,Ub在酶的作用下与靶蛋白结合形成Ub-靶蛋白复合物,该过程需要ATP提供能量,故A项正确,不符合题意。由题意可知,Ub在靶蛋白水解过程中起到“标签”的作用,而不是催化作用,故B项错误,符合题意。AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)是组成RNA的基本单位之一,故C项正确,不符合题意。靶蛋白水解过程需要消耗ATP,人消化道内蛋白质水解过程不需要消耗ATP,故D项正确,不符合题意。
细胞呼吸与光合作用
(普查题10)(2分)如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,a~e表示物质,①~④表示过程。下列有关叙述正确的是( )
A.催化过程②和④的酶都存在于细胞质基质中
B.过程①④③为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
C.过程③释放能量最多,且大部分能量储存在ATP中
D.过程①②为无氧呼吸,其中e为ATP
答案:B
解析:分析题图可知,①表示细胞呼吸的第一阶段;②表示无氧呼吸的第二阶段;③表示有氧呼吸的第三阶段;④表示有氧呼吸的第二阶段;a为丙酮酸,b为CO2,c为[H],d为O2,e为无氧呼吸产物——酒精。由以上分析可知,过程②表示无氧呼吸的第二阶段,发生的场所是细胞质基质,因此催化过程②的酶在细胞质基质中;过程④表示有氧呼吸的第二阶段,发生在线粒体基质中,因此催化过程④的酶在线粒体基质中,故A项错误。分析题图可知,过程①④③为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a和d分别是丙酮酸和O2,故B项正确。过程③表示有氧呼吸的第三阶段,释放的能量最多,且大部分能量以热能形式散失,少部分储存在ATP中,故C项错误。过程①②为无氧呼吸,其中e为酒精,故D项错误。
(普查题11)(2分)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用
B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原
C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降
D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
答案:A
解析:弱光条件下植物没有O2的释放,有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度,光合作用产生的O2被呼吸作用消耗完,此时植物虽然进行了光合作用,但是没有O2的释放,故A项错误,符合题意。在暗反应阶段,一个CO2分子被一个C5分子固定以后,很快形成两个C3分子,在有关酶的催化作用下,C3接受ATP释放的能量并且被NADPH还原,因此CO2不能直接被还原,故B项正确,不符合题意。在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,光合作用产物输出受阻,叶片的光合速率会暂时下降,故C项正确,不符合题意。合理密植可以使植物充分利用光照,增施有机肥可以为植物提供矿质元素和CO2,这些措施均能提高农作物的光合作用强度,故D项正确,不符合题意。
(普查题12)(9分)生活在沙漠、高盐沼泽等环境中的多肉植物(如仙人掌、瓦松等),为适应环境,它们夜间气孔开放,白天气孔关闭,以一种特殊的方式固定CO2,使光合作用最大化,如图为瓦松部分细胞的生理过程模式图,请据图回答下列问题:
(1)图中a、b均为气体,b发挥作用的具体场所是 ,图中物质A为 。
(2)若晴朗的上空出现了日全食(时长7 min),与正常日照时相比,植物叶肉细胞中PGA的合成速率 (填“上升”“下降”或“基本不变”)。
(3)夜间瓦松能吸收CO2合成C6H12O6吗?______________________。原因是____________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)若将一株瓦松置于密闭装置内进行遮光处理,用CO2传感器测定装置中CO2的变化速率,以此作为该植物的呼吸速率,这种做法不合理的原因是______
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)科学家通过对绿色植物转换CO2的研究知道:①在一定浓度范围内,绿色植物对外界CO2的转换率为定值(实际光合作用消耗的CO2量=外界CO2量×转换率+呼吸作用CO2释放量);②绿色植物光合作用利用的CO2来自外界与呼吸作用两方面。已测得呼吸作用释放CO2为0.6 μmol/h,现用红外测量仪在恒温、不同光照下测得如表所示的数据(净光合量、总光合量都用葡萄糖表示)。
当光照强度为2 klx、净光合量为0.34 μmol/h时,植物从外界吸收CO2为_________μmol/h。设外界CO2浓度为12 μmol/h,则该条件下绿色植物的总光合量为_________μmol/h。
答案:(1)线粒体内膜(1分) 丙酮酸(C3H4O3)(1分) (2)下降(1分) (3)不能(1分) 没有光照,光反应不能正常进行,无法为暗反应提供所需的ATP、NADPH(1分) (4)多肉植物在遮光条件下进行呼吸作用产生CO2的同时,也吸收CO2用于合成苹果酸,所以容器内CO2的变化速率作为该植物的呼吸速率不合理(2分) (5)2.04(1分) 1.8(1分)
解析:(1)题图中a从叶绿体扩散到细胞外,b由叶绿体进入线粒体,所以a、b均为氧气,b(氧气)参与有氧呼吸的第三阶段,在线粒体内膜上与有氧呼吸前两阶段产生的[H]结合形成水。图中物质A是可以进入线粒体的,而参与有氧呼吸的第二阶段的丙酮酸能进入线粒体,并与水彻底分解成CO2和[H],释放少量的能量,因此图中物质A为丙酮酸(C3H4O3)。
(2)日全食是日食的一种,即在地球上的部分地点,太阳光被月亮全部遮住的天文现象。若晴朗的上空出现了日全食(时长7 min),与正常日照时相比,光照强度减弱,导致光反应生成ATP和NADPH的速率降低,PGA(C3)被还原成RuBP(C5)的速率降低,7 min内一定会使RuBP与CO2结合生成PGA的速率下降。
(3)夜间没有光照,瓦松光合作用的光反应不能正常进行,无法为暗反应提供所需的ATP、NADPH,因此夜间瓦松不能吸收CO2合成C6H12O6。
(4)由题图可知,多肉植物在遮光条件下进行呼吸作用产生CO2,同时也吸收CO2用于合成苹果酸,所以容器内CO2的变化速率作为该植物的呼吸速率不合理。
(5)根据光合作用的总反应式:CO2+H2O(CH2O)+O2,产生1个C6H12O6,即6个(CH2O),需要从外界吸收6个CO2,因此当光照强度为2 klx、净光合量为0.34 μmol/h(葡萄糖积累量)时,植物从外界吸收CO2的速率(净光合速率)为0.34×6=2.04 μmol/h。由题干信息“实际光合作用消耗的CO2量=外界CO2量×转换率+呼吸作用CO2释放量,已测得呼吸作用释放CO2为0.6 μmol/h”可得,实际光合作用消耗的CO2量=从外界吸收的CO2+呼吸作用CO2释放量=2.04+0.6=2.64 μmol/h,由表可知,当光照强度为2 klx、净光合量为0.34 μmol/h时,外界CO2浓度为2.4 μmol/h,所以2.64=2.4×转换率+0.6,得转换率为0.85。设外界CO2浓度为12 μmol/h,则实际光合作用消耗的CO2量=外界CO2量(12)×转换率(0.85)+呼吸作用CO2释放量(0.6)=10.8 μmol/h,若用葡萄糖的量表示则为10.8÷6=1.8 μmol/h,则该条件下绿色植物的总光合量为1.8 μmol/h。
细胞的生命历程
(普查题13)(15分)某植物体细胞中有24条染色体,图1表示细胞有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化;图2表示细胞分裂过程中染色体的周期性变化。请回答下列问题:
(1)图1中AB段形成的主要原因是 ,此过程发生在图2中的 (用字母与箭头表示)阶段。
(2)图1中CD段对应图2的 (用字母与箭头表示)阶段,变化的原因是 。
(3)图1中BC段对应的细胞中有染色体________条,核DNA________个。
(4)请根据图2,用字母和箭头表示一个完整的细胞周期________________
_________________________________________________________________________________________________________________________;染色体形态变化由c到d发生在__________期,该时期活动明显加强的细胞器主要是___________。
答案:(1)DNA复制(2分) d→e(2分) (2)b→c(2分) 着丝粒分裂 (2分) (3)24(1分) 48(1分) (4)d→e→a→b→c→d(或d→d)(2分) 末(1分) 高尔基体(2分)
解析:分析图1可知,AB段表示有丝分裂前的间期的S期,形成的原因是DNA分子的复制;BC段表示有丝分裂前的间期的G2期、有丝分裂的前期和中期;CD段形成的原因是着丝粒分裂;DE段表示有丝分裂后期和末期;图2表示一个细胞周期中染色质变为染色体,再变为染色质的过程。
(1)图1中AB段表示DNA复制,DNA含量加倍,为有丝分裂前的间期的S期,图2中的d→e也表示分裂间期。
(2)图1中CD段表示着丝粒分裂,对应图2中的b→c。
(3)已知该植物体细胞中有24条染色体,图1中BC段为有丝分裂前的间期的G2期、有丝分裂的前期和中期,每条染色体有2个DNA分子,对应的细胞中有染色体24条,核DNA 48个。
(4)细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止所经历的全过程。结合以上分析可知,一个完整的细胞周期是d→e→a→b→c→d(或d→d);染色体形态变化由c到d发生在末期,此时形成子细胞的细胞壁,因此该时期活动明显加强的细胞器主要是高尔基体。
(普查题14)(2分)《自然》杂志曾发表文章提出,由胶原蛋白COL17A1驱动的干细胞间竞争对于维持小鼠的“年轻态”皮肤至关重要,COL17A1基因的表达水平较低的干细胞容易被淘汰,随着年龄的增长,COL17A1基因的表达水平较低的干细胞增多。下列叙述正确的是( )
A.衰老的皮肤细胞中,水含量减少,细胞体积和细胞核体积变小
B.小鼠体内的干细胞数量会随着年龄的增长而减少直至为零
C.COL17A1基因表达水平的高低可以作为皮肤是否衰老的一个标志
D.皮肤干细胞分化为表皮细胞的过程就是COL17A1基因选择性表达的结果
答案:C
解析:衰老的皮肤细胞中,水含量减少,细胞体积变小,但细胞核体积增大,故A项错误。由题意可知,COL17A1基因表达水平较低的干细胞随着年龄的增长而增多,但不能得出小鼠体内的干细胞数量会随着年龄的增长而减少直至为零的结论,故B项错误。COL17A1基因的表达水平高,可以使皮肤保持“年轻态”,衰老细胞中COL17A1基因的表达水平较低,因此COL17A1基因表达水平的高低可以作为皮肤是否衰老的一个标志,故C项正确。皮肤干细胞分化为表皮细胞,是细胞中基因选择性表达的结果,不单单指COL17A1基因的表达,故D项错误。
(普查题15)(2分)某二倍体动物的一个精原细胞形成精细胞过程中,处于不同分裂时期的细胞示意图如图所示。下列叙述正确的是( )
A.甲细胞分裂形成的4个精细胞,DNA含量一定相同
B.乙细胞正在进行染色体复制,着丝粒一定不分裂
C.丙细胞有2对同源染色体,非同源染色体的组合类型一定是2种
D.丁细胞发生了染色体互换,①中同一基因座位上的遗传信息一定不同
答案:C
解析:甲在细胞分裂形成4个精细胞的过程中,细胞核的遗传物质是均等分配的。但细胞质的线粒体中也含有少量的DNA,在分裂过程中是不均等分配的,因此精细胞中DNA含量不一定相同,故A项错误。乙细胞处于减数分裂Ⅰ前期,同源染色体联会形成四分体,没有进行染色体复制,故B项错误。丙细胞上下2条染色体的形态、大小相同,为同源染色体,因此有2对同源染色体。左右2条染色体为非同源染色体,其组合类型有2种,故 C项正确。由染色体的颜色可知,丁细胞发生了染色体互换,题中未告知该生物的基因型,若该生物为纯合子,则①中同一基因座位上的遗传信息相同,故D项错误。
遗传的基本规律
(普查题16)(2分)研究发现基因家族存在一种“自私基因”,该基因可通过杀死不含该基因的配子来扭曲分离比例。若E基因是一种“自私基因”,则在产生配子时,能杀死体内2/3不含该基因的雄配子。某基因型为Ee的亲本植株自交获得F1,F1个体随机受粉获得F2。下列相关叙述错误的是( )
A.亲本产生的雄配子中,E∶e=3∶1
B.F1中三种基因型个体的比例为EE∶Ee∶ee=3∶4∶1
C.F2中基因型为ee的个体所占比例约为5/32
D.从亲本→F1→F2,基因e的频率逐代降低
答案:C
解析:由题干可知,这种“自私基因”能杀死体内2/3不含该基因的雄配子,因此亲本产生的雄配子中,E∶e=3∶1,亲本产生的雌配子中,E∶e=1∶1,因此F1中3种基因型个体比例应为EE∶Ee∶ee=3∶(3+1)∶1=3∶4∶1,故A、B项正确,不符合题意。F1中三种基因型个体的比例为EE∶Ee∶ee=3∶4∶1,ee产生的雄配子全部存活,Ee产生的含e基因的雄配子中1/3存活,据此可求出F1产生的雄配子中,E∶e=3∶1,雌配子中,E∶e=5∶3,再根据雌雄配子的随机结合可求出F2中三种基因型个体的比例为EE∶Ee∶ee=15∶14∶3,因此基因型为ee的个体所占比例为3/32,故C项错误,符合题意。E基因是一种“自私基因”,在产生配子时,能杀死体内2/3不含该基因的雄配子,因此从亲本→F1→F2,基因e的频率逐代降低,故D项正确,不符合题意。
(普查题17)(2分)如图所示,某种植物的花色(白色、蓝色、紫色)由常染色体上的两对独立遗传的等位基因(D、d和R、r)控制。下列说法错误的是( )
A.该种植物中能开紫花的植株的基因型有4种
B.植株DdRr自交,后代紫花植株中能稳定遗传的个体所占的比例是1/6
C.植株Ddrr与植株ddRR杂交,子代中1/2为蓝花植株, 1/2为紫花植株
D.植株DDrr与植株ddRr杂交,子代中1/2为蓝花植株, 1/2为紫花植株
答案:B
解析:分析题图可知,基因D能控制酶D的合成,酶D能将白色物质转化为紫色物质1;基因R能控制酶R的合成,酶R能将白色物质转化为紫色物质2;两种紫色物质同时存在时可形成蓝色物质。因此蓝色的基因型为D_R_,紫色的基因型为D_rr、ddR_,白色的基因型为ddrr。由以上分析可知,开紫花植株的基因型包括DDrr、Ddrr、ddRR、ddRr 4种,故A项正确,不符合题意。DdRr自交,后代中D_R_(蓝色)∶D_rr(紫色)∶ddR_(紫色)∶ddrr(白色)=9∶3∶3∶1,后代紫花占6/16,紫花中纯合子DDrr占1/16,ddRR占1/16,共2/16,可知后代紫花植株中能稳定遗传的个体所占的比例是1/3,故B项错误,符合题意。Ddrr×ddRR→子代的基因型及比例为DdRr(蓝色)∶ddRr(紫色)=1∶1,故C项正确,不符合题意。DDrr×ddRr→子代的基因型及比例为DdRr(蓝色)∶Ddrr(紫色)=1∶1,故D项正确,不符合题意。
(普查题18)(11分)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示。回答下列问题。
(1)同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交,F2中翅外展正常眼个体出现的概率为 。图中所列基因中,不能与翅外展基因进行自由组合的是 。
(2)同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇进行杂交(正交),则子代雄蝇中焦刚毛个体出现的概率为 ;若进行反交,子代中白眼个体出现的概率为 。
(3)为了验证遗传规律,同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1,F1相互交配得到F2。那么,在所得实验结果中,能够验证自由组合定律的F1表型是 ,F2表型及其分离比是 ;验证伴性遗传时应分析的相对性状是 ,能够验证伴性遗传的F2表型及其分离比是 。
答案:(1)3/16(2分) 紫眼基因(1分) (2)0(1分) 1/2(1分) (3)红眼灰体(1分) 红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体=9∶3∶3∶1(2分) 红眼/白眼(1分) 红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2∶1∶1(2分)
解析:(1)根据题意可知,翅外展相对于正常翅为隐性性状,粗糙眼相对于正常眼为隐性性状,控制这两对相对性状的基因分别位于2号、3号染色体上,其遗传符合基因的自由组合定律。用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交,F1为双杂合的正常翅正常眼个体,F1雌雄杂交,F2中翅外展正常眼个体出现的概率为(1/4)×(3/4)=3/16。由题图可知,翅外展基因和紫眼基因均位于2号染色体上,二者不能进行自由组合。
(2)由图可知,控制直刚毛/焦刚毛的基因和控制红眼/白眼的基因均位于X染色体上,野生型(直刚毛红眼)纯合子为母本,焦刚毛白眼为父本时,其子代的雄性个体全部为直刚毛红眼;野生型(直刚毛红眼)为父本,焦刚毛白眼为母本时,子代中雌性个体全部为直刚毛红眼,雄性个体全部为焦刚毛白眼,所以子代中白眼个体出现的概率为1/2。
(3)控制果绳红眼/白眼的基因(W、w)在X染色体上,控制灰体和黑檀体的基因(E、e)位于3号染色体上,二者可进行自由组合,白眼黑檀体雄果蝇(eeXwY)与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇(EEXWXW)杂交,F1的基因型为EeXWXw、EeXWY,雌雄均表现为红眼灰体。F1相互交配,F2表型及比例为红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体=9∶3∶3∶1。因为控制红眼/白眼的基因在X染色体上,所以验证伴性遗传时应分析果蝇的红眼/白眼这对相对性状,F2中雌、雄果蝇各占1/2,雌蝇全部为红眼,雄蝇中红眼∶白眼=1∶1,因此F2中红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2∶1∶1。
伴性遗传与人类遗传病
(普查题19)(2分)已知人类的性别决定方式为XY型,如图为其性染色体模式图,在同源区的相同位置存在控制同一性状的基因。下列有关说法错误的是( )
A.红绿色盲、外耳道多毛症基因分别位于Ⅰ、Ⅱ区段
B.存在于同源区段Ⅲ的基因在遗传时没有性别差异
C.就一对等位基因而言,不同区段其基因型种类有所不同
D.判定基因所在性染色体的区段时,需用隐性个体作母本测交
答案:B
解析:红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病,其基因位于Ⅰ区段,外耳道多毛症为伴Y染色体遗传病,其基因位于Ⅱ区段,故A项正确,不符合题意。存在于同源区段Ⅲ的基因在遗传时有性别差异,如XaXa×XaYA,故B项错误,符合题意。就一对等位基因而言,不同区段其基因型种类有所不同,如位于Ⅰ区段时雄性的基因型可表示为XBY、XbY,位于Ⅲ区段时雄性的基因型可表示为XBYb、XbYB、XbYb、XBYB,故C项正确,不符合题意。判定基因所在性染色体的区段时,需用隐性个体作母本测交,观察后代的表型,故D项正确,不符合题意。
(普查题20)(2分)人类的ABO血型是由常染色体上的基因IA、IB和i(三者之间互为等位基因)决定的。IA基因产物使得红细胞表面带有A抗原,IB基因产物使得红细胞表面带有B抗原。IAIB基因型个体红细胞表面有A抗原和B抗原,ii基因型个体红细胞表面无A抗原和B抗原。现有一个家系的系谱图(如图),对家系中各成员的血型进行检测,结果如表,其中“+”表示阳性反应,“-”表示阴性反应。下列叙述正确的是( )
A.个体5基因型为IAi,个体6基因型为IBi
B.个体1基因型为IAIB,个体2基因型为IAIA或IAi
C.个体3基因型为IBIB或IBi,个体4基因型为IAIB
D.若个体5与个体6生第二个孩子,该孩子的基因型一定是ii
答案:A
解析:由表可知,个体5只含A抗原,个体6只含B抗原,而个体7既不含A抗原也不含B抗原,因此个体5的基因型为IAi,个体6的基因型为IBi,故A项正确。个体1既含A抗原又含B抗原,说明其基因型为IAIB。个体2只含A抗原,但个体5的基因型为IAi,因此个体2的基因型只能为IAi,故B项错误。个体3只含B抗原,个体4既含A抗原又含B抗原,个体6的基因型为IBi,因此个体3的基因型为IBi,个体4的基因型为IAIB,故C项错误。个体5的基因型为IAi,个体6的基因型为IBi,因此二者生的孩子基因型可能是IAi、IBi、IAIB、ii,故D项错误。
遗传的分子基础
(普查题21)(2分)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.若用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA,可使R型细菌发生转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
答案:D
解析:步骤①中,酶处理时间要足够长,以使底物完全水解,故A项错误。步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,应保证适宜且相同,否则会影响实验结果,故B项错误。若用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA,则DNA的结构被破坏,所以不会使R型细菌发生转化,故C项错误。S型菌有荚膜,其菌落光滑,R型菌无荚膜,其菌落粗糙,因此在步骤⑤中,可通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态从而判断细菌类型,故D项正确。
(普查题22)(2分)利用大肠杆菌探究DNA的复制方式实验的培养条件与方法是:①在含15N的培养基中培养若干代,使DNA均被15N标记,离心结果如图中甲所示;②转至含14N的培养基中培养,每20分钟繁殖一代;③取出每代大肠杆菌的DNA样本,离心。乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论正确的是( )
A.乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果
B.丙是转入14N培养基中繁殖两代的结果
C.位于丁上部的DNA含有15N和14N
D.探究过程采用了密度梯度离心技术
答案:D
解析:DNA的复制是半保留复制,甲的DNA带在最下方,是重带,DNA分子的两条链都被15N标记。复制一次后出现的2个DNA都是一条链含15N,一条链含14N,均为中带,应对应丙,故A、B项错误。繁殖两代得到的4个DNA分子中,有2个DNA分子的一条链含15N,一条链含14N;另外2个DNA分子的两条链都含14N,其结果应对应丁,即一半为中带,一半为轻带,丁的上部为轻带,应是两条链都含有14N的DNA,故C项错误。该过程采用的是密度梯度离心技术,故D项正确。
(普查题23)(8分)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基,具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式,请回答下列问题:
(1)细胞核内各种RNA的合成都以 为原料,催化该反应的酶是 。
(2)转录产生的RNA中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是______________,此过程中还需要的RNA有______________。
(3)lncRNA前体加工成熟后,有的与核内 (图示①)中的DNA结合,有的能穿过______________(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合,发挥相应的调控作用。
(4)研究发现,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA片段结合,调控造血干细胞的______________,增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是________________
__________________________________________。
答案:(1)四种核糖核苷酸(1分) RNA 聚合酶(1分) (2)mRNA(信使RNA)(1分) tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)(1分) (3)染色质(1分) 核孔(1分) (4)分化(1分) 增强人体的免疫抵御能力(1分)
解析:(1)细胞核内各种RNA的合成都以RNA的基本组成单位——核糖核苷酸为原料。以DNA单链为模板合成RNA的过程称为转录,催化该反应的酶是RNA聚合酶。
(2)转录产生的RNA中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链(即翻译过程)的是mRNA(信使RNA),此过程中还需要的RNA有tRNA(转运RNA,作用是转运氨基酸)和rRNA(核糖体RNA,作用是组成核糖体)。
(3)分析题图可知,lncRNA前体加工成熟后,有的与核内染色质(图示①)中的DNA结合,因为细胞核中的DNA存在于染色质中;有的能穿过核孔(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合,发挥相应的调控作用,核孔是实现核质之间频繁的大分子物质交换和信息交流的主要通道,RNA属于大分子物质,故只能从核孔出细胞核。
(4)造血干细胞核内产生的一种lncRNA ,通过与相应DNA片段结合,从而调控造血干细胞的分化方向,增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞既能参与非特异性免疫,也能参与特异性免疫,这些细胞数目的增加可以增强人体的免疫能力,再结合该调控发生的时间——人体感染细菌时,可得出结论,该调控过程的主要生理意义是增强人体的免疫抵御能力。
生物的变异与育种
(普查题24)(2分)在细胞分裂过程中出现了图1、图2、图3、图4四种变异类型。图1中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是( )
A.图示中的生物变异都是染色体变异
B.图中所示的变异类型在减数分裂过程中均可能发生
C.若图2为一个精原细胞,则它一定不能产生正常的配子
D.图示中的变异类型都能用光学显微镜观察检验
答案:B
解析:图1中发生了染色体结构变异中的染色体片段重复,图2发生了染色体数目变异中个别染色体数目的增加,图3发生了染色体互换,属于基因重组,图4属于染色体结构变异中的易位,故A项错误。染色体变异可以发生在有丝分裂和减数分裂过程中,染色体互换只能发生在减数分裂的四分体时期,故B项正确。个别染色体数目增加,属于三体,也有可能产生正常的生殖细胞,故C项错误。染色体变异可以用显微镜观察到,基因重组不能观察到,故D项错误。
(普查题25)(2分)如图表示小麦育种的几种方式,下列有关叙述错误的是( )
A.获得①和⑥的育种原理是基因重组,②和③的育种原理是染色体变异
B.获得④⑤的育种方式是诱变育种,得到的变异个体不全都符合农业生产需要
C.育种方式⑥可定向改变生物体的性状,克服远缘杂交不亲和的障碍
D.秋水仙素作用的时间是有丝分裂后期,结果是细胞中染色体数加倍
答案:D
解析:分析题图可知,①为杂交育种,原理是基因重组;⑥为基因工程育种,原理为基因重组;②为单倍体育种,③为多倍体育种,原理均为染色体数目变异,故A项正确,不符合题意。④和⑤为诱变育种,原理为基因突变,基因突变是不定向的,因此,得到的变异个体不全都符合农业生产需要,故B项正确,不符合题意。⑥为基因工程育种,可以定向改变生物体的性状,克服远缘杂交不亲和的障碍,故C项正确,不符合题意。秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,发挥作用的时期是细胞分裂的前期,故D项错误,符合题意。
生物的进化
(普查题26)(2分)下列关于现代生物进化理论的叙述,正确的是( )
A.只有自然选择能导致种群基因频率发生改变,基因频率的改变标志着新物种的形成
B.长期地理隔离一定会造成不同种群基因库组成上发生显著差异
C.在持续选择下,一种基因的频率可以降为零
D.种群基因频率的变化趋势能反映生物进化的方向,也能反映可遗传变异的方向
答案:C
解析:突变、自然选择和隔离都会导致种群基因频率的改变,新物种形成的标志是生殖隔离,种群间不能进行基因交流,种群基因库的改变并不一定形成新物种,故A项错误。长期地理隔离可能会造成不同种群基因库组成上发生显著差异,但不是一定会造成,故B项错误。在持续选择下,若某基因控制的性状不利于物种生存,则其基因频率会持续降低,直至几乎为零,故C项正确。种群基因频率的变化趋势能反映生物进化的方向,但不能反映可遗传变异的方向,因为变异是不定向的,故D项错误。
(普查题27)(2分)现有各自可随机交配、混合后也可随机交配的两个果蝇种群,其基因型及个体数量如表所示,其中种群2随机交配子代基因型仍只有AA、Aa两种,但将种群1和种群2中基因型为Aa的果蝇混合后,随机交配子代中各种基因型个体均存活。请分析下列叙述正确的是( )
A.种群1和种群2中a基因频率相等
B.若种群1中A基因频率变化,则种群1肯定发生了突变与基因重组
C.若只将两种群Aa的雌雄果蝇混合,则子一代的A基因频率为50%
D.种群2随机交配子代基因型只有AA、Aa的原因是含a的配子不能存活
答案:C
解析:种群1中a的基因频率==,种群2中a的基因频率==,故A项错误。种群基因频率的变化与突变、基因重组、迁入与迁出和环境的选择等多种因素有关,因此不能确定是否发生了突变和基因重组,故B项错误。若只将两种群Aa的雌雄果蝇混合,混合后也可随机交配,且随机交配子代中各种基因型个体均存活,则子一代的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,A的基因频率为50%,故C项正确。种群2随机交配子代基因型只有AA、Aa,有Aa说明含a基因的配子能存活,可能原因是aa基因型的个体不能存活,故D项错误。
神经调节与体液调节
(普查题28)(2分)如图是人体缩手反射的反射弧结构,方框甲、乙代表神经中枢。当手被尖锐的物体刺痛时,先缩手后产生痛觉。下列对此生理过程的分析错误的是( )
A.图中A为感受器,E 为效应器,痛觉在图中的甲方框处形成
B.神经纤维D处受到刺激产生动作电位主要是K+外流形成的
C.甲和乙中共有5处突触,缩手反射的反射弧为A→B→C→D→E
D.由甲发出的神经纤维末端释放神经递质依赖于膜的流动性
答案:B
解析:根据神经节可以判断图中A是感受器,B是传入神经,D是传出神经,E是效应器,且甲处产生的兴奋可以通过N作用于乙,也就是高级中枢会发生指令对低级中枢进行调整,因此痛觉在甲处的神经中枢产生,故A项正确,不符合题意。动作电位主要是Na+内流造成的,故B项错误,符合题意。甲和乙共有5处突触,缩手反射的反射弧应是感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器,即A→B→C→D→E,故C项正确,不符合题意。神经递质在突触前膜以胞吐的方式释放,然后作用于突触后膜上的受体,胞吐体现了膜的流动性,故D项正确,不符合题意。
(普查题29)(2分)如图是人体甲状腺激素分泌的分级调节示意图,①~④表示相关生理过程,甲、乙、丙代表腺体名称,Ⅰ、Ⅱ表示相关激素。下列有关叙述错误的是( )
A.甲是下丘脑,乙是垂体,丙是甲状腺
B.Ⅰ是促甲状腺激素释放激素,Ⅱ是促甲状腺激素
C.③④表示甲状腺激素对甲、乙有促进作用,属于负反馈调节
D.对人体血样中相关激素水平进行分析,可帮助诊断甲状腺疾病
答案:C
解析:甲状腺能够分泌甲状腺激素,所以丙为甲状腺;垂体能分泌促甲状腺激素作用于甲状腺,所以乙为垂体,Ⅱ为促甲状腺激素;下丘脑能分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体,所以甲为下丘脑,Ⅰ为促甲状腺激素释放激素,故A、B项正确,不符合题意。③④表示甲状腺激素对下丘脑和垂体有抑制作用,属于负反馈调节,故C项错误,符合题意。由于甲状腺直接或间接地接受下丘脑和垂体的调节,所以可以通过检测血液中甲状腺激素、促甲状腺激素以及促甲状腺激素释放激素等的含量来帮助诊断甲状腺疾病,故D项正确,不符合题意。
免疫调节
(普查题30)(多选)(3分)吞噬细胞内相应核酸受体能识别病毒的核酸组分,引起吞噬细胞产生干扰素。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染。下列说法错误的是( )
A.吞噬细胞产生干扰素的过程属于特异性免疫
B.吞噬细胞的溶酶体分解病毒与细胞毒性T细胞抵抗病毒的机制相同
C.再次接触相同抗原时,吞噬细胞参与免疫反应的速度明显加快
D.上述过程中吞噬细胞产生的干扰素属于免疫活性物质
答案:ABC
解析:根据题干信息“干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染”,说明吞噬细胞产生的干扰素不具有特异性,属于非特异性免疫,故A项错误,符合题意。溶酶体分解病毒是将大分子分解为小分子,而细胞毒性T细胞抵抗病毒的机制是其将靶细胞裂解,使病毒失去藏身之所,故B项错误,符合题意。吞噬细胞对病毒的识别作用不具有特异性,因此再次接触相同抗原时,吞噬细胞参与免疫反应的速度不会加快,故C项错误,符合题意。干扰素是免疫细胞产生的具有免疫作用的物质,属于免疫活性物质,故D项正确,不符合题意。
(普查题31)(2分)人体受到病毒感染后,不可能出现的现象是( )
A.抗病毒抗体可特异性地与血液中游离的病毒结合并直接使其降解
B.某些病毒可破坏其感染的免疫细胞从而造成免疫系统受损
C.病毒抗原和细胞因子可参与B细胞增殖分化成浆细胞的过程
D.细胞毒性T细胞接触被病毒感染的细胞后,可引起被感染细胞的裂解
答案:A
解析:抗病毒抗体可特异性地与血液中游离的病毒结合形成沉淀等,经吞噬细胞处理降解,故A项符合题意。某些病毒如HIV可破坏其感染的辅助性T细胞从而造成免疫系统受损,故B项不符合题意。B细胞识别病毒抗原且在细胞因子作用下,增殖分化成浆细胞和记忆B细胞,故C项不符合题意。细胞毒性T细胞接触被病毒感染的细胞后,可引起被感染细胞的裂解,释放病毒,故D项不符合题意。
植物的激素调节
(普查题32)(2分)植物激素或植物生长调节剂在生产、生活中得到了广泛的应用。下列说法错误的是( )
A.提高培养基中细胞分裂素与生长素间含量的比值可促进愈伤组织分化出根
B.用适宜浓度的生长素类调节剂处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄
C.用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发
D.利用成熟木瓜释放的乙烯可催熟未成熟的柿子
答案:A
解析:提高细胞分裂素和生长素含量的比值,有利于促进愈伤组织分化出芽,故A项错误,符合题意。生长素类调节剂可以促进子房发育成果实,所以如果用生长素类调节剂处理未受粉的番茄雌蕊,可以获得无子番茄,故B项正确,不符合题意。赤霉素可以打破种子休眠,促进种子萌发,故C项正确,不符合题意。乙烯可以促进果实成熟,因此成熟木瓜释放的乙烯可以促进未成熟的柿子成熟,故D项正确,不符合题意。
(普查题33)(2分)如图为植物生长素(IAA)的浓度对豌豆茎生长的影响,据图不能得出的结论是( )
A.生长素在低浓度时促进生长,高浓度时抑制生长
B.用浓度为10-7 mol·L-1的生长素(IAA)处理豌豆茎,茎也会伸长
C.生长素促进豌豆茎伸长的最适浓度介于10-5~10-4 mol·L-1之间
D.用相同浓度的生长素处理植物的不同部位,会有同样的作用效果
答案:D
解析:分析题图可知,当生长素浓度大于10-3 mol·L-1时,加IAA组豌豆茎生长量小于不加IAA组,说明高浓度生长素抑制了豌豆茎的生长,而生长素浓度大于10-7 mol·L-1且小于10-3 mol·L-1时,加IAA组豌豆茎生长量大于不加IAA组,说明低浓度生长素促进豌豆茎的生长,故A项不符合题意。用浓度为10-7 mol·L-1的生长素(IAA)处理豌豆茎,茎的相对增长趋势为0,即实验组与对照组相比增长趋势为0,但由于自然状态下,对照组也会表现为生长,所以用浓度为10-7 mol·L-1的生长素(IAA)处理豌豆茎,茎也会伸长,故B项不符合题意。豌豆茎的相对生长趋势最大时,生长素的浓度介于10-5~10-4 mol·L-1之间,说明促进豌豆茎生长的最适生长素浓度介于10-5~10-4 mol·L-1之间,故C项不符合题意。本实验研究的是不同浓度的生长素对豌豆茎生长的影响,因此不能得出用相同浓度的生长素处理植物的不同部位,会有同样的作用效果的结论,故D项符合题意。
种群与群落
(普查题34)(2分)通过人工输水来恢复已干涸50多年的青土湖,对阻隔腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠联合具有重要的生态意义。青土湖的演替顺序为荒漠→盐化草甸→草甸。下列叙述错误的是( )
A.青土湖的演替属于次生演替
B.人为因素引发了青土湖的演替
C.演替过程中物种丰富度逐渐增加
D.严重缺水时青土湖无法形成顶极群落
答案:D
解析:由于青土湖保留了土壤条件,所以青土湖的演替属于次生演替,故A项正确,不符合题意。由“通过人工输水来恢复已干涸50多年的青土湖”可知,人为因素引发了青土湖的演替,故B项正确,不符合题意。荒漠→盐化草甸→草甸的演替过程中,植物种类逐渐增加,以植物为食或栖息地的动物种类也随之增加,因此物种丰富度逐渐增加,故C项正确,不符合题意。顶极群落是指该生态系统中的生物群落演替达到最终的平衡状态。不同地区的气候环境不同,其群落最终会演替到各自不同的顶极群落,故D项错误,符合题意。
(普查题35)(11分)如图是种群增长的“J”形曲线和“S”形曲线以及在a点之后的三条曲线变化图。请回答下列问题:
(1)对于呈“J”形增长的种群而言,其λ值(当年的种群数量是前一年的倍数)的大小与种群密度 (填“有关”或“无关”)。
(2)a点之后,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三条曲线对应环境的优越程度的大小关系是_______
________________,做出该判断的理由是___________________________________
_____________________________________________________。
(3)图中AB段,不考虑迁入、迁出,则种群的出生率_________(填“大于”“小于”或“等于”)死亡率。
(4)捕捞经济性鱼类时,剩余量应在K/2左右,理由是____________________
______________________________________________________。
(5)某小组采用的种群密度调查方法是样方法,取样时要做到随机取样,其目的是___________________________。若要调查松鼠种群的密度,则应采用__________法,理由是___________________________________________________
______________________________________________________________________。
答案:(1)无关(1分) (2)Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ(1分) K值越大,说明环境就越优越(2分) (3)小于(1分) (4)K/2时,种群增长速率最大,种群数量恢复得最快(2分) (5)保证调查结论可靠(1分) 标记重捕(1分) 松鼠活动能力强,活动范围广(2分)
解析:(1)对于“J”形增长的种群而言,其λ值(当年的种群数量是前一年的倍数)的大小保持不变,与种群密度无关。
(2)a点之后,Ⅰ曲线的K值最大,而Ⅲ曲线的K值最小,则Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三条曲线对应环境的优越程度的大小关系是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ,判断的理由是K值越大,说明环境就越优越。
(3)图中AB段,种群数量减少,若不考虑迁入、迁出,则说明种群的出生率小于死亡率。
(4)捕捞经济性鱼类时,由于K/2对应的种群增长速率最大,种群数量恢复得最快,所以捕捞后剩余量应在K/2。
(5)用样方法调查种群密度时,为保证调查结论可靠,在取样时要做到随机取样。由于松鼠活动能力强,活动范围广,所以要调查松鼠的种群密度,应采用标记重捕法。
生态系统与生物环境的保护
(普查题36)(2分)某地在建设池塘时,设计了如图所示的食物网,鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙述,错误的是( )
A.鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者
B.消耗等量藻类时,鳜鱼的生长量少于鲢鱼
C.通气可促进水体中生物残骸分解为无机物
D.藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
答案:D
解析:分析题图,图中食物网共有4条食物链,分别是藻类→鲫鱼→鳜鱼,藻类→水蚤→鲫鱼→鳜鱼,藻类→鲢鱼,藻类→水蚤→鲢鱼。鲫鱼在食物链藻类→鲫鱼→鳜鱼中是初级消费者,在食物链藻类→水蚤→鲫鱼→鳜鱼中是次级消费者,故A项正确,不符合题意。鳜鱼的营养级高于鲢鱼,所以消耗等量藻类时,鳜鱼的生长量少于鲢鱼,故B项正确,不符合题意。通气后,分解者的有氧呼吸增强,可以促进水体中的生物残骸分解为无机物,故C项正确,不符合题意。能量流动是逐级递减的,因此藻类固定的能量大于流入次级消费者的能量,故D项错误,符合题意。
(普查题37)(11分)图1表示生态系统的碳循环示意图,图2表示生态系统中,能量流经第二营养级的示意图,请据图分析并回答下列问题:
(1)在图1生态系统中,属于消费者的有 ;碳从非生物环境中进入生物群落的主要途径是 作用。
(2)图2中a表示___________的能量,b表示___________的能量。
(3)若生产者固定的太阳能总量为m kJ,则图1中最高营养级获得的能量最多为________________________kJ。
(4)从图2中可以总结出能量流动的特点是 。
(5)人类对生态系统的能量流动进行调查研究的意义是__________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
答案:(1)D、E、F(2分) 光合(1分) (2)初级消费者同化(1分) 用于生长、发育和繁殖(1分) (3)m/125(或0.008m)(2分) (4)单向流动、逐级递减(2分) (5)可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分(2分)
解析:(1)分析图1:根据双向箭头及箭头指向判断,A是生产者,D、E、F是消费者,B是分解者,C是大气中的CO2库。碳从非生物环境进入生物群落的主要途径是光合作用。
(2)图2是能量流经第二营养级的示意图,a表示初级消费者同化的能量,b表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量。
(3)图1中最高营养级的生物是F,食物链是A→D→E→F,若生产者固定的太阳能总量为m kJ,则图1中最高营养级获得的能量最多为m×20%×20%×20%=m/125 kJ。
(4)生态系统中能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
(5)人类对生态系统的能量流动进行调查研究的意义是可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
实验
(普查题38)(2分)以下高中生物学实验中,操作不正确的是( )
A.在制作果酒的实验中,将葡萄汁液装满整个发酵装置
B.鉴定DNA时,将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴
C.用苏丹Ⅲ染液染色,观察花生子叶细胞中的脂肪滴(颗粒)
D.用甲紫染液染色,观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体
答案:A
解析:在制作果酒的实验中,葡萄汁液在发酵时不仅会产生酒精,也会产生二氧化碳,因此实验瓶中应留有一定的空间(约为1/3),而非装满整个发酵装置,并定期将瓶盖拧松放气,防止发酵装置爆裂,故A项错误,符合题意。鉴定DNA时,将粗提产物溶于2 mol/L的氯化钠溶液中,加入二苯胺混合后进行沸水浴,会呈现蓝色,故B项正确,不符合题意。苏丹Ⅲ染液主要用于脂肪的鉴定,花生子叶细胞中存在脂肪滴(颗粒),可用苏丹Ⅲ染液染色后再进行观察,故C项正确,不符合题意。甲紫溶液或醋酸洋红液均可对洋葱根尖分生区细胞进行染色,以观察分裂过程中各时期的染色体形态与分布,故D项正确,不符合题意。
生物技术与工程
(普查题39)(2分)关于白酒、啤酒和果酒的生产,下列叙述错误的是( )
A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气
B.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程
C.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质,也存在于线粒体
D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同,但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌
答案:C
解析:在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气,让酵母菌大量繁殖,故A项正确,不符合题意。白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是酵母菌生长繁殖的过程,故B项正确,不符合题意。生产白酒、啤酒和果酒的原理都是酒精发酵,酒精发酵利用的菌种是酵母菌,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精所需的酶存在于细胞质基质,不存在于线粒体中,故C项错误,符合题意;D项正确,不符合题意。
(普查题40)(2分)植物组织培养技术常用于商业化生产,其过程一般为:无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是( )
A.为获得无菌培养物,外植体要消毒处理后才可接种培养
B.组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成,直接形成胚状体等结构
C.提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值,有利于诱导生根
D.用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
答案:D
解析:植物组织培养过程中应注意无菌操作,为获得无菌培养物,外植体要经过表面消毒处理后,才能进行接种培养,故A项正确,不符合题意。组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成,直接形成胚状体等结构,用于制作成人工种子,故B项正确,不符合题意。生长素和细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成,因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值,有利于诱导生根,故C项正确,不符合题意。用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗可能会出现变异,如在培养愈伤组织的过程中可能发生基因突变等变异,故D项错误,符合题意。
B 综合能力普查卷
组成细胞的分子基础与结构基础
(普查题41)(2分)TMCO1是内质网上的跨膜蛋白,当内质网中钙离子浓度过高时,TMCO1形成具有活性的钙离子载体,并将内质网中的钙离子排出。一旦内质网中的钙离子浓度恢复到正常水平,钙离子载体活性随之消失。下列有关叙述正确的是( )
A.高浓度的钙离子会导致钙离子载体失活
B.若敲除TMCO1基因则内质网中钙离子浓度会下降
C.TMCO1需要经内质网加工后再由高尔基体分泌出细胞
D.内质网中钙离子浓度失衡可能会导致细胞代谢紊乱
答案:D
解析:由题意可知,高浓度的钙离子会使TMCO1形成具有活性的钙离子载体,故A项错误。若敲除TMCO1基因,则无法合成TMCO1,当内质网中钙离子浓度过高时,无法形成有活性的钙离子载体,进而导致内质网中过多的钙离子无法排出,因此内质网中钙离子浓度会升高,故B项错误。TMCO1是胞内蛋白,不会分泌出细胞,故C项错误。钙离子参与细胞代谢,因此内质网中钙离子浓度失衡可能会导致细胞代谢紊乱,故D项正确。
细胞代谢
(普查题42)(9分)高赖氨酸血症是由线粒体内分解赖氨酸的A酶缺乏而引起的代谢紊乱疾病,分为Ⅰ型和Ⅱ型。患者血液中赖氨酸浓度皆偏高,Ⅰ型患者症状不明显,Ⅱ型患者发育迟缓。科研人员对其发病机制进行了研究。
(1)赖氨酸是人体的必需氨基酸,摄入人体的赖氨酸除用于合成蛋白质外,还可经脱氨作用后进入有氧呼吸过程,最终被分解成 ,并为生命活动供能。
(2)赖氨酸进入线粒体后的降解途径如图,图中A酶由LKR及SDH两部分组成。据图分析,赖氨酸在线粒体膜上 的协助下进入线粒体中与α
-酮戊二酸结合,在LKR催化下形成 ,然后在 催化下被分解。
(3)编码A酶的A基因突变会造成高赖氨酸血症。科研人员以秀丽线虫为材料,经诱变得到了表皮细胞线粒体异常增大的A基因突变体甲,将A酶的LKR和SDH基因分别在甲的细胞中表达,发现SDH可以将其中的线粒体恢复到野生型而LKR不能。且已知LKR和SDH均受损的秀丽线虫突变体乙表皮细胞线粒体不增大。说明只有在 的情况下才会引起线粒体异常增大。
答案:(1)二氧化碳和水(1分) (2)载体蛋白(2分) 酵母氨酸(2分) SDH(2分) (3)LKR功能正常而SDH受损(2分)
解析:(1)赖氨酸是人体的必需氨基酸,可以作为合成蛋白质的原料,也可以经脱氨作用后进入有氧呼吸过程被分解成二氧化碳和水,该过程会合成ATP,为生命活动供能。
(2)由图可知,赖氨酸进入线粒体需要线粒体膜上的载体蛋白的协助。A酶中的LKR能催化赖氨酸与α-酮戊二酸形成酵母氨酸,该产物在SDH催化下被分解。
(3)由题意可知,LKR不能将异常线粒体恢复为正常形态,而SDH可以将异常线粒体恢复为正常形态。且已知LKR和SDH均受损的秀丽线虫突变体乙表皮细胞线粒体不增大,说明只有在LKR功能正常而SDH受损的情况下才会引起线粒体异常增大。
(普查题43)(13分)目前广泛种植的一种突变体水稻,其叶绿素含量仅是野生型水稻的51%,但产量与野生型水稻差异不显著。为了探究其生理学机制,科研人员将突变体水稻与野生型水稻分组,并设置2个氮肥处理:全程不施氮肥和正常施氮肥,其他栽培管理均最适且一致。请回答下列问题:
(1)测定叶片中叶绿素的含量,应取新鲜叶片,用 作溶剂研磨,为防止叶绿素被破坏,应加入少量 。然后过滤并测定滤液的吸光度,计算得出叶绿素含量。
(2)测得各组叶片光合速率如图1所示,在光照强度大于1000 μmol·m-2·s-1条件下,不同氮处理的突变体叶片的光合速率均比野生型 (填“高”或“低”);较低光强下野生型的光合速率略高于突变体,这是因为此条件下 。总体来看,叶绿素含量的降低 (填“有”或“没有”)抑制光合速率。
(3)CO2固定的产物是 ,其还原过程需要光反应提供的____________以及Rubisco酶的催化。研究人员测定了叶片中Rubisco酶的含量,结果如图2所示,据此可以推测,突变体叶绿素含量低,但产量与野生型差别不大的原因是_________________________________________________________。表明突变体更倾向于将氮素用于____________的合成,而不是____________的合成。
答案:(1)无水乙醇(1分) 碳酸钙(1分) (2)高(1分) 高叶绿素含量有利于叶片对光的吸收(2分) 没有(1分) (3)三碳化合物(1分) ATP和NADPH(2分) 突变体的Rubisco酶含量高(2分) Rubisco酶(1分) 叶绿素(1分)
解析:(1)光合色素提取中需要用无水乙醇作为溶解色素的提取剂,为防止叶绿素被破坏,研磨时需要添加碳酸钙。
(2)据图1分析,在光照强度大于1000 μmol·m-2·s-1条件下,不同氮处理的突变体叶片的光合速率均比野生型高。低光强下高叶绿素含量有利于叶片对光的吸收,因此较低光强下野生型的光合速率略高于突变体。已知突变体水稻的叶绿素含量仅是野生型水稻的51%,但突变体水稻的产量与野生型水稻差异不显著,可见叶绿素含量的降低没有抑制光合速率。
(3)在光合作用的暗反应阶段,二氧化碳先与五碳化合物结合,被固定为三碳化合物,然后三碳化合物在NADPH、ATP和Rubisco酶的作用下被还原。据图2分析,突变体的Rubisco酶含量高,故突变体叶绿素含量低,但产量与野生型差别不大,表明突变体更倾向于将氮素用于Rubisco酶的合成,而不是叶绿素的合成。
(普查题44)(2分)我国科学家利用基因编辑技术获得一只彻底敲除BMAL1基因(控制生物节律的核心基因之一)的猕猴甲,发现其出现睡眠紊乱的症状。将该猕猴的体细胞核植入去核的卵母细胞中得到重组细胞,然后培育重组细胞得到了五只具有睡眠紊乱症状的克隆猕猴。下列相关叙述不正确的是( )
A.猕猴甲体内各种细胞表达的基因完全相同
B.克隆猴的胚胎发育过程中会发生细胞凋亡
C.五只克隆猕猴的获得能够证明动物体细胞的细胞核具有全能性
D.通过上述技术可批量制备疾病动物模型用于科学研究
答案:A
解析:猕猴甲的发育过程中需要经过细胞的分裂、分化过程,而细胞分化的原因是基因的选择性表达,所以猕猴甲体内各种细胞表达的基因不完全相同,故A项错误,符合题意。细胞的寿命是有限的,在克隆猕猴的胚胎发育过程中,衰老细胞的更新等会发生细胞凋亡,故B项正确,不符合题意。五只克隆猕猴的获得证明已经分化的动物体细胞的细胞核仍具有发育为完整有机体的潜能,即动物体细胞核具有全能性,故C项正确,不符合题意。利用基因编辑技术获得的猕猴甲因彻底敲除BMAL1基因而出现睡眠紊乱的症状,利用体细胞核具有全能性的原理,采用细胞核移植技术,克隆获得五只具有睡眠紊乱症状的克隆猕猴,说明通过上述技术可批量制备疾病动物模型用于科学研究,故D项正确,不符合题意。
(普查题45)(多选)(3分)图1为某哺乳动物的细胞分裂图像,图2为该细胞分裂时相关物质或结构数量变化的部分曲线图。下列有关叙述错误的是( )
A.图1细胞发生的变异是基因突变,细胞中含有两个四分体
B.若发生有丝分裂,则图2Ⅰ和Ⅱ时期中,细胞内都存在A基因
C.图2中曲线变化可表示减数分裂某段时期染色单体数的变化
D.若图2表示产生精原细胞的分裂过程中染色体组的数目变化,则n值为1
答案:ABD
解析:图1细胞同源染色体没有联会,不存在四分体,进行的是有丝分裂。姐妹染色单体相同位点上存在A、a基因,发生的变异是基因突变,故A项错误,符合题意。有丝分裂过程中,细胞中染色体、DNA、染色体组等物质或结构数量减半的原因都是细胞分裂,所以图2Ⅰ表示细胞分裂之前,Ⅱ表示细胞分裂后形成的子细胞,由于图1细胞中只含有一个A基因,所以形成的两个子细胞中只有一个子细胞含有A基因,另一个子细胞不含A基因,故B项错误,符合题意。图2中曲线变化可表示减数分裂中由减数分裂Ⅰ到减数分裂Ⅱ中期染色单体数的变化,故C项正确,不符合题意。产生精原细胞的分裂方式为有丝分裂,精原细胞中含有两个染色体组,有丝分裂后期和末期含有四个染色体组,有丝分裂的其他时期含有两个染色体组。若图2表示产生精原细胞的分裂过程中染色体组的数目变化,则n值为2,故D项错误,符合题意。
遗传的基本规律与伴性遗传
(普查题46)(14分)紫罗兰花瓣形态的单瓣和重瓣是由一对等位基因(B、b)控制的相对性状,自然界中紫罗兰大多为单瓣花,偶见更美丽的重瓣花。研究人员做了如下研究:
让单瓣紫罗兰自交得F1,再从F1中选择单瓣紫罗兰继续自交得F2,如此自交多代,发现每一代中总会出现约50%的单瓣紫罗兰和50%重瓣紫罗兰,所有的重瓣紫罗兰都不育(雌、雄蕊发育不完善)。过程如图所示:
(1)根据上述实验结果推测,紫罗兰花瓣单瓣和重瓣的遗传遵循_________定律, 为显性性状。
(2)取上述实验中F1的单瓣紫罗兰花粉进行离体培养,获得单倍体幼苗,继续用秋水仙素处理,获得的植株只表现为重瓣,说明亲代单瓣紫罗兰中含有_________基因的花粉不育,而含有_________基因的花粉可育。
(3)研究发现,某种配子不育是由等位基因(B、b)所在的染色体发生部分缺失造成的(B基因和b基因不缺失)。
①综合上述实验推断:染色体缺失的 配子可育,而染色体缺失的_________配子不育。
②若B、b表示基因位于正常染色体上,B-、b-表示该基因所在的染色体部分缺失,F1单瓣紫罗兰产生的雌配子基因型及比例是 ,产生的雄配子基因型及比例是 。
(4)现有基因型分别为BB、Bb、bb、B-b、bb-的5种紫罗兰,若要通过实验进一步验证(3)中的推断,需选择基因型为 的亲本组合进行 实验。
答案:(1)基因分离(1分) 单瓣 (1分) (2)B(或显性)(1分) b(或隐性)(1分) (3)①雌(1分) 雄(1分) ②B-∶b=1∶1(2分) 只有b一种配子(2分) (4)B-b 和Bb (2分) 正交和反交(2分)
解析:(1)根据题干信息“紫罗兰花瓣形态的单瓣和重瓣是由一对等位基因(B、b)控制的相对性状”,可推知紫罗兰花瓣单瓣和重瓣的遗传遵循基因分离定律,再根据题图中单瓣紫罗兰自交得到的F1中出现性状分离,说明单瓣为显性性状。
(2)F1的单瓣紫罗兰自交后代出现性状分离,说明其基因型为Bb,取花粉进行单倍体育种,理论上获得植株BB∶bb=1∶1,但实际获得的植株只表现为重瓣(bb),说明亲代单瓣紫罗兰中含有B基因的花粉不育,而含b基因的花粉可育。
(3)①由题意可知,某种配子不育是由等位基因(B、b)所在的染色体发生部分缺失造成的(B基因和b基因不缺失)。根据花药离体培养实验可知,含有B基因的花粉不育,又根据题干,单瓣紫罗兰自交多代,发现每一代中总会出现约50%的单瓣紫罗兰和50%重瓣紫罗兰,因此可以推断单瓣紫罗兰产生的分别含B基因和b基因的雌配子可正常发育,且二者的比例为1∶1,综合上述实验推断,染色体缺失的雌配子可育,而染色体缺失的雄配子不育。
②根据将F1的单瓣紫罗兰花粉进行离体培养,最终获得的植株只表现为重瓣,可以判断出b基因所在的染色体无缺失,B基因所在的染色体缺失,染色体的缺失对产生的雌配子无影响,所以雌配子基因型及其比例是B-∶b=1∶1。因为B基因在缺失的染色体上时,产生的雄配子不育,所以雄配子只有含b基因的一种。
(4)要用基因型分别为BB、Bb、bb、B-b、bb-的5种紫罗兰验证(3)中的推断,选用的亲本中要有染色体部分缺失的亲本;另外染色体缺失对雌雄配子的育性影响不同,这样正反交结果不同。所有的重瓣紫罗兰都不育,因此不能选择bb和bb-,BB×B-b和B-b×B-b的正反交结果相同,所以也不能选,只能选择Bb×B-b的杂交组合,若以Bb作父本,B-b作母本,父本可产生B、b两种雄配子,且B∶b=1∶1,母本可以产生B-、b两种雌配子,且B-∶b=1∶1,则后代有75%的单瓣紫罗兰和25%的重瓣紫罗兰。若以B-b作父本,Bb作母本,父本只能产生含b的雄配子,而母本可以产生B、b两种雌配子,且B∶b=1∶1,则后代应有50%的单瓣紫罗兰和50%的重瓣紫罗兰,即正交和反交的结果是不同的。因此要选基因型为B-b和Bb的亲本组合进行正反交实验。
(普查题47)(8分)野生型果蝇为红眼长翅的纯合子,卷翅和紫眼是在果蝇中较常见的突变体,其基因分别位于果蝇的Ⅱ号和Ⅲ号染色体上(图1)。某研究人员在实验室发现了紫眼卷翅果蝇,用该果蝇与野生型果蝇杂交,得到的F1均为红眼,其中卷翅个体数为239,长翅个体数为251(图2),接着针对F1果蝇的不同性状分别进行杂交实验,统计结果如表。假设果蝇的眼色由基因A、a控制,翅型由基因B、b控制。请回答下列问题:
(1)根据研究结果推测,紫眼为__________性性状,亲本紫眼卷翅果蝇的基因型为____________。
(2)表中卷翅∶长翅=2∶1的原因是_____________________________________
______________________________________________________________________。
(3)若用F1中红眼卷翅果蝇雌雄交配得到F2,则F2表型及比例是红眼卷翅∶紫眼卷翅∶红眼长翅∶紫眼长翅= ,F2红眼卷翅果蝇产生AB配子的概率为 ,若取F2中的红眼卷翅雌雄个体自由交配得到F3,那么F3中红眼卷翅的比例是____________________________________________________。
(4)若科研人员将实验室发现的紫眼卷翅果蝇相互交配,后代并未发生性状分离,进一步研究发现,该紫眼卷翅果蝇中还存在一个隐性致死基因(纯合时致死,杂合时存活),已知卷翅基因位于图1中1处,则该致死基因可能位于___________________(填数字)处。存在该致死基因的紫眼卷翅果蝇自由交配产生的后代有__________种基因型。
答案:(1)隐(1分) aaBb(1分) (2)卷翅基因纯合时致死(BB致死)(1分) (3)6∶2∶3∶1(1分) 1/3(1分) 16/27(1分) (4) 2(1分) 1(1分)
解析:根据信息分析,控制两对相对性状的基因位于两对常染色体上,遵循基因的自由组合定律。野生型果蝇为红眼长翅的纯合子,与紫眼卷翅杂交得到的F1全部是红眼,说明红眼对紫眼为显性性状,亲本相关基因型为AA、aa,F1都是Aa,由表格中F2红眼(A_)∶紫眼(aa)=3∶1可得到验证;又由F1中卷翅∶长翅≈1∶1,类似于测交,无法判断显隐性关系,而F1中卷翅果蝇雌雄交配的后代出现了长翅,说明卷翅对长翅为显性性状,则亲本相关基因型为Bb、bb,F1为Bb∶bb=1∶1,但是F2中卷翅∶长翅=2∶1,说明卷翅中纯合子BB致死。
(1)根据以上分析可知,紫眼是隐性性状,亲本紫眼卷翅果蝇的基因型为aaBb。
(2)根据以上分析可知,F1卷翅的基因型为Bb,而F2中卷翅和长翅的性状分离比是2∶1,而不是3∶1,说明卷翅基因纯合时致死(BB致死)。
(3)已知F1中红眼卷翅果蝇的基因型为AaBb,所以雌雄果蝇交配产生的后代中红眼∶紫眼=3∶1,卷翅 ∶长翅=2∶1,因此F2表型及其比例为红眼卷翅∶紫眼卷翅∶红眼长翅∶紫眼长翅=6∶2∶3∶1;F2红眼卷翅果蝇的基因型为1/3AABb或2/3AaBb,其产生AB配子的概率=(1/3)×(1/2)+(2/3)×(1/2)×(1/2)=1/3。若F2中的红眼卷翅雌雄个体自由交配得到F3,F3中红眼卷翅的比例=[1-(2/3)×(2/3)×(1/4)]×(2/3)=16/27。
(4)紫眼卷翅果蝇的基因型为aaBb,相互交配后代并没有发生性状分离,说明致死基因与b连锁,则致死基因应该在2处;后代基因型及其比例理论上应该为aaBB∶aaBb∶aabb=1∶2∶1,其中aaBB、aabb致死,因此存在该致死基因的紫眼卷翅果蝇自由交配产生的后代只有1种基因型。
生物的变异与育种
(普查题48)(2分)囊性纤维化是由编码细胞膜上CFTR蛋白(主动转运氯离子的载体蛋白)的基因发生突变引起的,该突变使CFTR蛋白在第508位缺少了苯丙氨酸,进而导致氯离子运输障碍,使氯离子在细胞内积累。下列有关该病的叙述不正确的是( )
A.该病体现了基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
B.CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸说明编码的基因发生了碱基对的缺失
C.编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式,体现了基因突变的随机性
D.氯离子在细胞内积累会导致细胞内液渗透压上升,使细胞排出水分子受阻
答案:C
解析:CFTR蛋白是细胞膜上主动转运氯离子的载体蛋白,因此该病体现了基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状,故A项正确,不符合题意。CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸,而其他氨基酸序列并没有发生改变,说明编码的基因发生了三个碱基对的缺失,故B项正确,不符合题意。编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式,体现了基因突变的不定向性,基因突变的随机性是指基因突变可以发生在个体发育的任何时期,可以发生在细胞内不同的DNA分子上,也可以发生在同一DNA分子的不同部位,故C项错误,符合题意。囊性纤维化患者的CFTR蛋白异常导致氯离子运输障碍,使得氯离子在细胞内积累,进而导致细胞内液渗透压上升,使细胞排出水分子受阻,故D项正确,不符合题意。
(普查题49)(16分)某自花且闭花受粉植物,抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制,抗病为显性;茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d,E、e)控制,同时含有D和E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎,其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答:
(1)自然状态下该植物一般都是 合子。
(2)若采用诱变育种,在γ射线处理时,需要处理大量种子,其原因是基因突变具有 (答出两点即可)等特点。
(3)若采用杂交育种,可通过将上述两个亲本杂交,在F2等分离世代中选择抗病矮茎个体,再经连续 等纯合化手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测,一般情况下,控制性状的基因数越多,其育种过程所需的 。若只考虑茎的高度,亲本杂交所得的F1 在自然状态下繁殖,则理论上F2 的表型及其比例为___________________________________________
______________________________________________________________________。
(4)若采用单倍体育种,该过程涉及的原理有___________________________
________________________________________。请用遗传图解表示其过程(说明:选育结果只需写出所选育品种的基因型、表型及其比例)。
答案:(1)纯(2分) (2)不定向性、低频性(2分) (3)自交(2分) 年限越长(2分) 高茎 ∶中茎 ∶矮茎=1∶6∶9(2分) (4)基因重组和染色体变异(2分) 图解如下(4分)
解析:(1)由于该植物是自花且闭花受粉的,所以在自然状态下一般都是纯合子。
(2)诱变育种的原理是基因突变,由于基因突变具有不定向性、低频性等特点,所以需要处理大量种子。
(3)若采用杂交育种,可通过将上述两个纯合亲本杂交,在F2中选择抗病矮茎个体(R_D_E_),再经连续自交、筛选等手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种(RRDDEE)。一般情况下,控制性状的基因数量越多,需进行更多次的自交和筛选操作才能得到所需的纯合品种,因此育种所需的时间越长。若只考虑茎的高度,亲本杂交所得的F1(DdEe)在自然状态下繁殖即自交后,F2中表型及比例为矮茎(9D_E_) ∶中茎(3D_ee、3ddE_) ∶高茎(1ddee)=9 ∶ 6 ∶ 1。
(4)若采用单倍体育种,应首先让感病矮茎(rrDDEE)植株与抗病高茎(RRddee)植株杂交,获得F1抗病矮茎(RrDdEe)植株,然后对F1的花药(RDE、RDe、RdE、Rde、rDE、rDe、rdE、rde)进行离体培养,得到相应的单倍体植株,再用秋水仙素处理,让它们的染色体数目加倍,从中选择出抗病矮茎植株(RRDDEE),占1/8,该过程涉及的原理有基因重组和染色体变异。遗传图解详情见答案。
动物和人体生命活动的调节
(普查题50)(2分)神经元间的兴奋传递通过突触结构进行,其类型有两种:化学突触和电突触,分别如图1(图中的Ach为兴奋性神经递质乙酰胆碱)和图2。电突触的突触间隙很窄,前后膜之间有离子通道连接,依赖带电离子传递电信号。下列有关叙述正确的是( )
A.血钙含量偏低可促进化学突触处兴奋的传递
B.经过兴奋的传递,两类突触后膜都会发生膜电位变化
C.据图分析,兴奋在化学突触处的传递速率一般比电突触处快
D.信息在化学突触和电突触处的传递都是单向的
答案:B
解析:分析图1可知,Ca2+可促进神经递质的释放。血钙含量偏低会导致Ach的释放减少,可抑制化学突触处兴奋的传递,故A项错误。化学突触(Ca2+引起兴奋性神经递质释放,使突触后膜兴奋)和电突触(Na+进入突触后膜,使突触后膜兴奋)都会导致突触后膜产生动作电位,发生膜电位变化,故B项正确。兴奋在化学突触处的传递需要通过电信号→化学信号→电信号的转变,有时间上的延迟,而电突触直接通过离子通道进行电信号传递,因此,兴奋在化学突触处的传递速率一般比电突触处慢,故C项错误。神经递质在化学突触处的传递是单向的;由图2的双向箭头可知,信息在电突触处的传递是双向的,故D项错误。
(普查题51)(18分)根据下列实验结果回答问题。
实验一:选取同品种、同日龄的健康大鼠若干只,实施切除手术,一段时间后随机等量分成四组,分别注射激素及生理盐水30天,结果如图1。
(1)该实验的目的是探究 。
(2)手术应切除 。切除器官后需要经过一段时间再进行注射的原因是______________________________________________________________
______________________________________________。
(3)图1表明胰岛素具有 的作用,胰岛素与生长激素共同作用的效应 (填“小于”“等于”或“大于”)它们单独作用之和。
实验二:选取健康大鼠,持续电刺激支配其胰岛的副交感神经,测定血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度,结果如图2。
(4)开始刺激后,血糖浓度将_________(填“升高”“降低”或“不变”),原因是_______________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(5)图2中胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素直接抑制胰岛A细胞的分泌。若要证实该结论,可在胰岛组织中注射 ,通过检测注射前后其周围血液中 的浓度变化来确定。
答案:(1)胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响(2分) (2)垂体和胰腺(2分) 让体内的生长激素和胰岛素消耗掉,防止对实验结果造成干扰(2分) (3)促进大鼠生长(及加强生长激素的促生长)(2分) 大于(2分) (4)降低(2分) 胰岛素浓度升高和胰高血糖素浓度降低,促进了组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和储存,抑制了糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖(2分) (5)胰岛素(2分) 胰高血糖素(2分)
解析:(1)自变量是注射激素的种类,因变量是大鼠平均体重,可推知该实验的目的是探究胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响。
(2)为排除体内的胰岛素和生长激素的影响,手术应切除垂体和胰腺。为了让体内的生长激素和胰岛素消耗掉,防止对实验结果造成干扰,切除器官后需要经过一段时间再进行注射。
(3)分析图1可知,注射胰岛素的大鼠的体重大于注射生理盐水的大鼠的体重,说明胰岛素具有促进大鼠生长的作用。与注射生理盐水组对比,注射胰岛素和生长激素的大鼠的体重增长大于注射生长激素的大鼠的体重增长,也大于注射胰岛素的大鼠的体重增长,且大于后两者之和,说明胰岛素与生长激素共同作用的效应大于它们单独作用之和。
(4)分析图2可知,开始刺激后,胰岛素浓度升高和胰高血糖素浓度降低,促进了组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和储存,抑制了糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖。
(5)若要证实胰岛素直接抑制胰岛A细胞分泌,可在胰岛组织中注射胰岛素,再检测注射前后其周围血液中胰高血糖素的浓度变化,胰高血糖素浓度下降了,即可证明胰岛素能直接抑制胰岛A细胞的分泌。
(普查题52)(2分)2018年10月诺贝尔生理学或医学奖授予美国免疫学家詹姆斯·P·艾利森和日本免疫学家本庶佑,以表彰其在癌症疗法领域所做出的杰出贡献。肿瘤细胞为了逃避人体免疫系统的追杀,在自身表面产生了一种被称为“PD-L1”的蛋白,这个蛋白与免疫细胞表面的PD-1蛋白相结合,就会让人体免疫系统产生“这是好人”的错觉,从而放过肿瘤细胞,任其疯狂繁殖。下列叙述正确的是( )
A.T细胞攻击自身体内产生的癌变细胞属于自身免疫病
B.图中所示过程人人生来就有,属于非特异性免疫
C.PD-1和PD-L1结合体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能
D.PD-1抑制剂类药物,如PD-1抗体,可以减弱PD-1蛋白的功能,有助于治疗恶性肿瘤
答案:D
解析:据题图分析可知,癌症免疫疗法是通过PD-1抑制剂作用于T细胞表面的PD-1蛋白,使得癌细胞表面的PD-L1蛋白不能与T细胞表面的PD-1蛋白结合,从而使癌细胞失去“伪装”,T细胞能重新识别癌细胞,最终通过细胞免疫使癌细胞裂解死亡。免疫系统清除体内的癌细胞,说明免疫系统具有监视功能,该过程不是自身免疫病,故A项错误。图中所示过程为细胞免疫,属于特异性免疫,故B项错误。PD-1和PD-L1结合体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流功能,故C项错误。注射对抗PD-1蛋白的抗体,可以减弱PD-1蛋白的功能,使T细胞不与癌细胞结合,从而有效治疗恶性肿瘤,故D项正确。
植物的激素调节
(普查题53)(2分)赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)参与种子萌发的调控。某课题组首先证实,GA处理大麦种子能引起α-淀粉酶基因转录生成的mRNA量增加,他们又进一步用GA、ABA对大麦种子进行不同处理,检测处理后的大麦种子α-淀粉酶合成量,结果如表(“+”表示有,“-”表示无,其中“+”的数量表示α-淀粉酶合成量的多少)。
下列有关叙述正确的是( )
A.GA在翻译水平上诱导α-淀粉酶的合成
B.ABA能促进大麦种子淀粉的水解
C.GA与ABA在α-淀粉酶合成方面具有相反作用
D.能合成ABA的大麦种子易穗上发芽
答案:C
解析:由题意“GA处理大麦种子能引起α-淀粉酶基因转录生成的mRNA量增加”可知,GA在转录水平上诱导α-淀粉酶的合成,故A项错误。由题表分析可知,ABA抑制α-淀粉酶的合成,而α-淀粉酶能促进淀粉的水解,由此说明ABA能抑制大麦种子淀粉的水解,故B项错误。由题表分析可知, GA促进α-淀粉酶的合成,ABA抑制α-淀粉酶的合成,因此,GA与ABA在α-淀粉酶合成方面具有相反作用,故C项正确。由题表分析可知,ABA抑制α-淀粉酶的合成,因此,ABA会抑制种子的发芽,这说明能合成ABA的大麦种子穗上的发芽率减弱,故D项错误。
生态与环境
(普查题54)(10分)某校生物兴趣小组对仙女湖生态系统进行了一段时间的跟踪研究。请根据所学,回答下列问题:
(1)该湖泊中食物链最高营养级的某鱼种群的年龄结构如表所示。该鱼在3+时达到性成熟(进入成年),9+时丧失繁殖能力(进入老年)。据此推测,在这段研究期间,该鱼种群的年龄结构是 。该营养级的能量去向除了未利用的,还应包括 。
(2)若为了改善水系景观而清除多种野生植物、扩大荷花等少数几种观赏植物的种植面积,则该湖泊生态系统净化少量城市生活废水的能力会 (填“增强”或“减弱”),其主要原因是_____________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________。
(3)该湖泊曾发生过水华,藻类水华的发生通常被认为是N、P污染导致水体富营养化的结果。水体富营养化后,水中含氧量降低,原因之一是藻类大量繁殖并覆盖水面,使水体中含氧量明显下降;另一原因是水中生物大量死亡,导致_______(填“需氧型”或“厌氧型”)微生物大量繁殖,使水体含氧量进一步减少。水中含氧量降低和藻类分泌的毒素都会进一步引起水生动物死亡,加剧水体的污染,形成_______(填“负反馈”或“正反馈”),最终导致生态系统崩溃。
(4)湖泊湿地生态系统能够控制洪水、调节气候,体现了生物多样性的_______价值。研究湖泊的边界和范围属于_______水平的研究。
答案:(1)稳定型(1分) 分解者分解和自身呼吸消耗(2分) (2)减弱(1分) 生物多样性被破坏,(湿地)生态系统的自我调节能力(或抵抗力稳定性)减弱(2分) (3)需氧型(1分) 正反馈(1分) (4)间接(1分) 群落(1分)
解析:(1)种群的年龄结构大致可以分为增长型、衰退型、稳定型三种类型。研究表明该鱼在3+时达到性成熟(进入成年),9+时丧失繁殖能力(进入老年),根据表中数据可知幼年、成年和老年3个年龄组个体数的比例为(92+187+121)∶(70+69+62+63+72+64)∶(55+42+39+264)=1∶1∶1,由此可推测该鱼种群的年龄结构是稳定型。该鱼种群处于该湖泊中食物链的最高营养级,因此该营养级的能量去向除了未利用的,还应包括分解者分解和自身呼吸消耗的。
(2)若为了改善水系景观而清除多种野生植物、扩大荷花等少数几种观赏植物的种植面积,则该湖泊生态系统的生物多样性会被破坏,(湿地)生态系统的自我调节能力(或抵抗力稳定性)将减弱,从而导致该湖泊生态系统净化少量城市生活废水的能力减弱。
(3)水体富营养化后,水中含氧量降低,原因之一是藻类大量繁殖并覆盖水面,致使水体中含氧量明显下降;另一原因是水中生物大量死亡,导致需氧型微生物大量繁殖,使水体含氧量进一步减少。水中含氧量降低和藻类分泌的毒素都会进一步引起水生动物死亡,加剧水体的污染,形成正反馈,最终导致生态系统崩溃。
(4)湖泊湿地生态系统能够控制洪水、调节气候,体现了生物多样性的间接价值。研究湖泊的边界和范围属于群落水平的研究。
生物技术与工程
(普查题55)(8分)甜瓣子是豆瓣酱的重要成分,风味受蚕豆蛋白分解产生的氨基酸影响,也受发酵过程中不同微生物的多种代谢产物影响。其生产工艺如图所示。
某研究团队对加盐水后的发酵阶段的传统工艺(盐度15%,温度37 ℃,发酵30天)进行了改良,改良后甜瓣子风味得以提升。新工艺参数如表所示。
两种工艺的结果比较如图。
(1)下列关于本研究的实验方法与原理的描述,错误的是 。
A.发酵开始阶段的微生物主要来源于制曲过程的积累
B.蚕豆瓣可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源
C.温度与盐度都影响微生物的生长繁殖
D.定期取样,使用平板划线法统计活细菌总数
(2)下列对实验结果的分析,错误的是_________。
A.新工艺中期活霉菌总数下降由温度升高导致
B.新工艺后期活细菌总数下降由温度、盐度均升高导致
C.新工艺中期氨基酸产生速率较前期末加快,是因为温度升高提高了蛋白酶活性
D.新工艺中甜瓣子风味提升,与前、中期活微生物总数高和氨基酸终产量高均有关
答案:(1)D(4分) (2)B(4分)
解析:(1)制曲过程中,微生物会逐渐积累,这是发酵开始阶段微生物的主要来源,故A项正确,不符合题意。蚕豆瓣中有很多有机物,可以为微生物提供生长繁殖所需的碳源和氮源,故B项正确,不符合题意。观察新工艺各个时期的活霉菌总数和活细菌总数的变化,从前期到中期,盐度不变,温度升高,活霉菌总数下降,说明温度可以影响微生物的生长繁殖;从中期到后期,盐度升高,温度不变,活细菌总数下降,说明盐度可以影响微生物的生长繁殖,故C项正确,不符合题意。平板划线法一般用于分离微生物,不能用来统计微生物的数量,统计活细菌总数一般用稀释涂布平板法,故D项错误,符合题意。
(2)分析新工艺的参数和结果可知,从前期到中期,盐度不变,温度升高,活霉菌总数下降,说明中期活霉菌总数下降是由温度升高导致的,故A项正确,不符合题意。新工艺从中期到后期,盐度升高,温度不变,活细菌总数下降,说明活细菌总数下降是由盐度升高导致的,故B项错误,符合题意。新工艺从前期到中期,盐度不变,温度升高,温度可以通过影响酶的活性来影响细胞代谢,因此,中期氨基酸产生速率较前期末加快是由于温度升高提高了蛋白酶的活性,故C项正确,不符合题意。比较两种工艺的结果,新工艺前、中期活微生物总数和氨基酸终产量都比传统工艺高,使甜瓣子风味有所提升,故D项正确,不符合题意。
(普查题56)(12分)将南极鱼类的超氧化物歧化酶基因(KN2基因)转入小麦中,以获取抗冻小麦植株,过程如图1所示。请回答下列相关问题:
(1)利用①过程获取目的基因的方法有很多,在本题中最好采用 法,若用该方法,首先需要提取KN2基因的mRNA,该过程需要用到的工具酶是 。
(2)EcoRⅠ、SacⅠ、HindⅢ和PstⅠ是限制性内切核酸酶,②过程构建重组质粒时,先将KN2基因与质粒组装,最好选择 两种限制酶,再组装35S启动子,最好选择 两种限制酶。
(3)从重组质粒的组成看,以上方法构建的重组质粒还缺少_____________
________。③的方法类似于肺炎链球菌的转化,其原理是利用农杆菌__________________________________________________________________________________________________。要确认抗冻基因在小麦植株中的表达效果,需要从分子生物学和个体生物学水平两方面进行鉴定,前者的具体操作是________
______________________________________________________________________。
(4)若从预期的抗冻蛋白功能出发,设计合成抗冻基因的mRNA,再重复上述过程,该研究方法可称为 。
答案:(1)PCR(逆转录)(1分) 逆转录酶和DNA聚合酶(2分) (2)SacⅠ和PstⅠ(2分) EcoRⅠ和SacⅠ(2分) (3)标记基因和终止子(1分) Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞,将目的基因整合到受体细胞中的染色体DNA上并且能够稳定存在并表达(2分) 用KN2抗冻蛋白相应的抗体检测(1分) (4)蛋白质工程(1分)
解析:(1)由图1可知①过程是提取目的基因,提取目的基因的方法较多,如从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选,利用PCR技术扩增等。KN2基因为真核细胞内的基因,由于基因中有内含子,所以最好采用以mRNA为模板通过PCR合成DNA(目的基因)的方法,具体过程:以mRNA为模板,在逆转录酶的催化下合成DNA的一条链,然后再以该单链DNA为模板在DNA聚合酶的催化下合成双链DNA。所以需要用到逆转录酶和DNA聚合酶。
(2)②过程是形成重组质粒,即基因表达载体的构建过程,用到的工具酶是限制酶(用同种限制酶切割目的基因和质粒,使之露出相同的黏性末端)和DNA连接酶(连接黏性末端)。构建方法是将目的基因插入质粒,再插入启动子、终止子,另外还需标记基因。根据目的基因上的限制酶切点,HindⅢ不能用,会破坏KN2基因,故只能有EcoRⅠ和PstⅠ、SacⅠ和PstⅠ两种组合。若选择前者组合,插入目的基因的位置如图甲;若选择后者组合,插入目的基因的位置如图乙。
再插入35S启动子,酶切启动子的组合只能有EcoRⅠ和SacⅠ、EcoRⅠ和PstⅠ两种(HindⅢ不能用,会破坏KN2基因),若选择EcoRⅠ和SacⅠ组合,不能切图甲,因为没有SacⅠ酶切点,但可切图乙,可将35S插入KN2基因(目的基因)的左侧;若选择EcoRⅠ和PstⅠ组合切图甲或图乙,目的基因与复制原点被分开,不论用其中的哪一段,都破坏了原有质粒的结构,故用SacⅠ和PstⅠ限制酶组合切目的基因(KN2基因),用EcoRⅠ和SacⅠ限制酶组合切35S启动子。
(3)根据重组质粒的组成,经以上方法构建的重组质粒还缺少标记基因和终止子。将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法,农杆菌是一种在土壤中生活的微生物,能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物,并将其Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞,并整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点,如果将目的基因(KN2基因)插入Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可使目的基因(KN2基因)进入小麦细胞,并将其插入小麦细胞中染色体的DNA上,使目的基因(KN2基因)的遗传特性得以稳定维持和表达。要确认抗冻基因在小麦植株中的表达效果,可从分子生物学和个体生物学水平两方面进行鉴定,分子生物学鉴定方法是用抗原—抗体杂交法,具体方法是用KN2抗冻蛋白相应的抗体检测,若发生抗原—抗体杂交反应,则目的基因已表达KN2抗冻蛋白,反之没有表达;个体生物学水平的鉴定方法是在低温下培育转基因小麦,看小麦个体的抗冻能力。
(4)从预期的抗冻蛋白功能出发,设计合成抗冻基因的mRNA,再重复上述过程,该研究方法是基因工程的逆向工程,属于蛋白质工程。
(普查题57)(13分)M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验,将外源DNA片段F插入M基因的特定位置,再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A,流程如图所示。回答下列问题:
(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中,切割质粒DNA的工具酶是___________________________________,这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的_______________断开。
(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液,目的是_________________________________________
________________________________________________________。
(3)与胚胎细胞核移植技术相比,体细胞核移植技术的成功率更低,原因是____________________________________________________________________________________。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞,在功能上具有__________
_____________。
(4)鉴定转基因动物:以免疫小鼠的_____________淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合,筛选融合杂种细胞,制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路:____________________________
______________________________________________________________________________。
答案:(1)限制性内切核酸酶(限制酶)(1分) 磷酸二酯键(1分) (2)清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,同时给细胞提供足够的营养(3分) (3)动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难(2分) 发育的全能性(2分) (4)B(1分) 取克隆动物A的肝组织细胞,提取蛋白质与制备的单克隆抗体杂交,观察是否出现抗原—抗体特异性反应(3分)
解析:(1)基因工程中切割DNA的工具酶是限制性内切核酸酶(限制酶),该酶作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
(2)细胞培养过程中会消耗营养物质,同时产生代谢废物,产生的代谢废物会对细胞产生毒害作用,因此在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液。
(3)由于动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,所以与胚胎细胞核移植技术相比,体细胞核移植技术的成功率更低。胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种类型的细胞。
(4)先给小鼠注射M蛋白使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,制备M蛋白的单克隆抗体。取克隆动物A的肝组织细胞提取蛋白质,与制备好的单克隆抗体杂交,若能发生抗原—抗体特异性反应,则说明克隆动物A能产生M蛋白,M基因没有失活;若不能发生抗原—抗体特异性反应,则说明克隆动物A不能产生M蛋白,M基因已经失活。
C 能力提升拔高卷
细胞代谢
(普查题58)(12分)某生物兴趣小组对光合作用的过程及其影响因素进行了相关研究。如图是某高等植物细胞中光合作用过程的图解,图中英文字母代表相应物质,①~④代表一定的生理过程。请回答下列问题:
(1)该兴趣小组在研究过程中增强光照强度,检测到图中的A物质产生量迅速增多,但不久后又恢复到一定水平。A物质无法维持在一个较高水平,最可能的外因是图中物质______________________________________________________
(填字母)的供应量未能同步增加。在同一过程中C3的变化规律是____________
_________________________________________。
(2)卡尔文运用同位素标记法研究了光合作用过程中CO2中碳的转移途径,请你设计实验探究外源提供的B物质是否可以被光合作用的暗反应所利用。(要求:写出简单的实验设计思路)
(3)在光照强度为1000 μE·m-2·s-1(适宜光照)时,上午测得的光合速率数值高于下午测得的数值,据此可推断叶片中光合产物的积累对光合速率有 (填“促进”或“抑制”)作用。为验证这一推断,科研人员以该植物长出幼果的枝条为实验材料,进行了如下实验(已知叶片光合产物会被运到果实等器官并被利用):
①将长势相似,幼果数量相同的两年生枝条均分成甲、乙两组;
②甲组用一定浓度的 (填“赤霉素”“细胞分裂素”或“2,4-D”)进行疏果处理,乙组不做处理;
③一段时间后,在相同环境条件下,对两组枝条上相同位置叶片的光合速率进行测定和比较。
预期结果:_______________________________________________________。
答案:(1)E(1分) 先迅速减少,不久后达到相对平衡(2分) (2)实验思路:向叶绿体中注入被放射性同位素标记的B物质,并将植物置于光照等其他条件均适宜的环境中,一段时间后,采用一定的方法检测光合产物糖类中是否出现了放射性(4分) (3)抑制(1分) ②2,4-D(2分) ③甲组枝条上叶片的光合速率低于乙组(2分)
解析:根据题图可知,A是O2,B是NADPH,C是ATP,D是ADP和Pi,E是CO2,①是水的光解,②是ATP的合成与水解,③是CO2的固定,④是C3的还原。
(1)突然增强光照,光反应增强,O2释放量增加,但不久后又恢复到平衡状态,可能的原因是图中E(CO2)供应量未能同步增加。在同一过程中,C3因ATP和NADPH突然增加而被还原的速率加快,导致其含量减少,但由于CO2未同步增加,随后又恢复到平衡状态。
(2)B是NADPH,要设计实验探究外源提供的B物质是否可以被光合作用的暗反应所利用,可向叶绿体中注入被放射性同位素标记的B物质,并将植物置于光照等其他条件均适宜的环境中,一段时间后,采用一定的方法检测光合产物糖类中是否出现了放射性。
(3)在光照强度为1000 μE·m-2·s-1时,上午测得的光合速率数值高于下午测得的数值,据此可推断叶片中光合产物的积累对光合速率起抑制作用。
②实验设计应遵循单一变量原则,2,4-D是植物生长素类调节剂,拥有与生长素相似的生理功能,具有低浓度促进、高浓度抑制的特点,因此甲组用一定浓度的2,4-D进行疏果处理,乙组不做处理。
③由题意知,叶片光合产物会被运到果实,由于甲组进行疏果处理,乙组不做处理,所以一段时间后,在相同环境条件下,对两组枝条上相同位置叶片的光合速率进行比较可知:甲组枝条上叶片的光合速率低于乙组。
遗传与变异
(普查题59)(10分)某研究发现油菜的无花瓣突变体能提高光能利用率及抗病性,有无花瓣受一对等位基因A、a控制,油菜的花色黄色(B)对白色(b)为显性。请根据下列杂交实验回答问题:
(1)油菜的无花瓣对有花瓣为 性,F2无花瓣油菜中杂合子所占比例为___________________________________________________________________。
(2)研究者发现油菜中有一种雄性不育现象,其机理是该油菜植株中B、b基因所在的染色体片段缺失(不丢失B、b基因)导致花粉不育,而其雌配子可育。某基因型为AaBb的油菜植株存在花粉不育的现象,将该植株自交,请根据子代的表型和比例判断是哪条染色体片段缺失所致。
若子代的表型及比例是无花瓣∶有花瓣黄色∶有花瓣白色=6∶1∶1,则是____________基因所在染色体片段缺失所致。
若没有子代产生,则是____________________________________所致。
若子代的表型及比例是______________________________________________,则是____________基因所在染色体片段缺失所致。
答案:(1)显(1分) 5/6(2分) (2)B(2分) B和b基因所在的染色体片段缺失(2分) 无花瓣∶有花瓣黄色=3∶1(2分) b(1分)
解析:(1)分析表格可知,无花瓣×有花瓣黄色→F1全为无花瓣,说明无花瓣为显性。 F2中无花瓣∶有花瓣黄色∶有花瓣白色=12∶3∶1,说明基因B、b和A、a位于两对同源染色体上,且F1的基因型为AaBb,亲本的基因型为AAbb和aaBB,因此,F2无花瓣(A_B_,A_bb)所占的比例为×+×=,其中纯合子( ×AAbb、×AABB)所占比例为÷=,杂合子所占比例为。
(2)由题意知,基因B、b和A、a位于两对同源染色体上,按照自由组合定律,基因型为AaBb的植株产生的配子的类型及比例是AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1。已知雌配子正常,若没有子代,说明没有产生可育的花粉,则是B和b基因所在的染色体片段缺失导致的;若B基因所在的染色体片段缺失,则只能产生Ab和ab两种雄配子,比例为1∶1,子代无花瓣∶有花瓣黄色∶有花瓣白色=6∶1∶1;若是b基因所在的染色体片段缺失,则只能产生aB和AB两种雄配子,比例为1∶1,所以子代的表型及比例应是无花瓣∶有花瓣黄色=3∶1。
(普查题60)(16分)番茄是雌雄同花植物,可自花受粉也可异花受粉。M、m基因位于2号染色体上,基因型为mm的植株只产生可育雌配子,表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上,基因型为RR、Rr、rr的植株表现型分别为:正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成,导入H基因的转基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和染色体互换。
(1)基因型为Mm的植株连续自交两代,F2中雄性不育植株所占的比例为 。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为 ,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机受粉,则F2中可育晚熟红果植株所占比例为_____________________________________________。
(2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙,植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交,在形成配子时喷施NAM,F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因,则以上所得F1的体细胞中含有 个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,则H基因插入了 所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是 ,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为 。
(3)若植株甲的细胞中仅含一个H基因,在不喷施NAM的情况下,利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案:__________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________。
答案:(1)1/6(2分) MmRr(1分) 5/12(2分) (2)0(2分) M基因(1分) 有1个H基因位于M基因所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因(3分) 1/2n(2分) (3)以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交,子代中大花植株即为所需植株(或:利用雄性不育植株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)(3分)
解析:(1)基因型为Mm的植株自交,F1中MM∶Mm∶mm=1∶2∶1,其中MM、Mm的植株表现为大花、可育,mm的植株只产生可育雌配子,故只有1/3MM和2/3Mm能够自交,则F2中雄性不育植株mm所占的比例为(2/3)×(1/4)=1/6。雄性不育植株mm与野生型植株杂交所得可育(Mm)晚熟红果(Rr)杂交种的基因型为MmRr,以该杂交种为亲本连续种植,若每代均随机受粉,即自由交配,两对等位基因自由组合,产生的配子有MR、Mr、mR、mr,比例为1∶1∶1∶1,则F1中有9种基因型,分别为:1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr,雌配子种类及比例为:MR∶Mr∶mR∶mr=1∶1∶1∶1,雄配子种类及比例为:MR∶Mr∶mR∶mr=2∶2∶1∶1,则F2中可育晚熟红果植株(基因型为M_Rr)所占比例为(1/4)×(3/6)+(1/4)×(3/6)+(1/4)×(2/6)+(1/4)×(2/6)=10/24,即5/12。
(2)已知细菌中的H基因控制某种酶的合成,导入H基因的转基因番茄植株中,H基因只在雄配子中表达,喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞,并获得转基因植株甲和乙,则H基因的可能位置有:插入了M基因所在的染色体上、插入了m基因所在的染色体上、插入了2号染色体以外的染色体上。植株甲和乙分别与雄性不育植株mm杂交,在形成配子时喷施NAM,则含H基因的雄配子死亡,F1均表现为雄性不育(mm),说明含有M基因的雄配子死亡,即有H基因插入了M基因所在的染色体上。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因,以上所得F1均表现为雄性不育,说明F1的体细胞中含有0个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因,则H基因插入了M基因所在的染色体上,即H与M基因连锁。若植株乙的体细胞中含n个H基因,则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是有1个H基因位于M基因所在染色体上,且2条同源染色体上不能同时存在H基因,植株乙与雄性不育植株杂交,若不喷施NAM,则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为1/2n。
(3)若植株甲的细胞中仅含一个H基因,且H基因插入了M基因所在的染色体上,在不喷施NAM的情况下,以雄性不育植株mm为母本、植株甲HMm为父本进行杂交,雌配子为m,雄配子为HM、m,则子代中大花植株(基因型为HMm)即为与植株甲基因型相同的植株(或:利用雄性不育植株与植株甲杂交,子代中大花植株即为所需植株)。
生命活动的调节
(普查题61)(10分)正常人体在黎明觉醒前后肝脏生糖和胰岛素敏感性都达到高峰,伴随胰岛素水平的波动,维持机体全天血糖动态平衡,约50%的2型糖尿病患者发生“黎明现象”(黎明时处于高血糖水平,其余时间血糖平稳),是糖尿病治疗的难点。请回答下列问题。
(1)人体在黎明觉醒前后主要通过 分解为葡萄糖,进而为生命活动提供能源。
(2)如图所示,觉醒后人体摄食使血糖浓度上升,葡萄糖经GLUT2以______________方式进入细胞,氧化生成ATP。ATP/ADP比率的上升使ATP敏感钾通道关闭,细胞内K+浓度增加,细胞膜内侧膜电位的变化为 ,引起钙通道打开,Ca2+内流,促进胰岛素以 方式释放。
(3)胰岛素通过促进 、促进糖原合成与抑制糖原分解、抑制非糖物质转化等发挥降血糖作用,胰岛细胞分泌的 能升高血糖,共同参与维持血糖动态平衡。
(4)2型糖尿病患者的靶细胞对胰岛素作用不敏感,原因可能有: (填序号)。
①胰岛素拮抗激素增多
②胰岛素分泌障碍
③胰岛素受体表达下降
④胰岛B细胞损伤
⑤存在胰岛细胞自身抗体
(5)人体昼夜节律源于下丘脑视交叉上核SCN区,通过神经和体液调节来调控外周节律。研究发现SCN区REV-ERB基因节律性表达下降,机体在觉醒时糖代谢异常,表明“黎明现象”与生物钟紊乱相关。由此推测,2型糖尿病患者的胰岛素不敏感状态具有__________________的特点,而_______________________
______________________可能成为糖尿病治疗研究新方向。
答案:(1)肝糖原(1分) (2)协助扩散(或易化扩散)(1分) 由负变正(1分) 胞吐(1分) (3)葡萄糖摄取、氧化分解(2分) 胰高血糖素(1分) (4)①③(1分) (5)昼夜节律(1分) 调节REV-ERB基因节律性表达(1分)
解析:(1)人体血糖的来源有三个方面:食物中糖类的消化吸收、肝糖原的分解和非糖物质的转化。由题意可知,正常人体在黎明觉醒前后肝脏生糖和胰岛素敏感性都达到高峰,因此人体在黎明觉醒前后主要通过肝糖原分解为葡萄糖为生命活动供能。
(2)据图判断,葡萄糖进入细胞是从高浓度到低浓度,需要载体(GLUT2)的协助,不需要消耗能量,属于协助扩散(也叫易化扩散);葡萄糖进入细胞,氧化生成ATP,ATP/ADP比率的上升使ATP敏感钾通道关闭,细胞内K+浓度增加,此时细胞膜内侧膜电位由负电位变为正电位,钙通道打开,Ca2+内流,促进胰岛素以胞吐的方式释放。
(3)胰岛素是人体唯一降血糖的激素,能促进细胞摄取、利用(氧化分解)葡萄糖,促进糖原合成,抑制糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖。胰岛细胞分泌的胰高血糖素能促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖,使血糖浓度升高,二者共同参与维持血糖动态平衡。
(4)胰岛素拮抗激素(比如胰高血糖素)增多,会使血糖浓度升高,机体表现出对胰岛素作用不敏感,故①符合题意。2型糖尿病患者的胰岛素水平正常,不存在胰岛素分泌障碍,故②不符合题意。胰岛素受体表达下降,靶细胞上胰岛素受体减少,会导致靶细胞对胰岛素作用不敏感,故③符合题意。胰岛B细胞损伤会导致胰岛素缺乏,而2型糖尿病患者的胰岛素水平正常,故④不符合题意。存在胰岛细胞自身抗体也会导致胰岛素分泌不足,而2型糖尿病患者的胰岛素水平正常,故⑤不符合题意。综上,故①③符合题意。
(5)由题意可知,SCN区REV-ERB基因节律性表达下降,机体在觉醒时糖代谢异常,表明“黎明现象”与生物钟紊乱相关。由此推测,2型糖尿病患者的胰岛素不敏感状态具有昼夜节律性。在觉醒时,糖代谢异常,出现“黎明现象”,因此调节REV-ERB基因节律性表达可能成为糖尿病治疗研究新方向。
(普查题62)(10分)细菌侵入宿主体内生长繁殖引起感染。铜绿假单胞菌(Pa)导致的感染多见于烧伤、创伤等受损部位。在Pa感染部位常可检出大量丝状噬菌体(f)。
(1)在感染部位,吞噬细胞会发挥非特异性 功能。
(2)f侵染Pa并随Pa的分裂传递给子细菌,但f的增殖和释放不引起Pa的裂解。为探讨f与细菌感染的关系,研究者将等量的无f侵染的Pa菌株(P)和被f侵染的Pa菌株(Pf)分别接种于小鼠伤口,结果如表。
由此可知,f能_____________Pa引起的伤口感染。
(3)在上述研究的基础上,研究者利用f的表面蛋白S进一步展开实验,主要流程及结果如图。
①Ⅰ~Ⅲ处理所需的实验材料应分别选用 (填选项前字母)。
A.Pf B.P C.灭活的f
D.S E.生理盐水
②另有研究发现,f能抑制吞噬细胞的功能。试从分子与细胞水平解释实验组的感染率低于对照组的原因:_____________________________________________。
答案:(1)免疫(1分) (2)加重(2分) (3)①E、A、A(3分) ②S刺激小鼠产生抗S抗体,抗体与f表面的S特异性结合,减弱了f对吞噬细胞的抑制,更多的Pf被吞噬,感染减轻,故实验组的感染率低于对照组(4分)
解析:(1)免疫系统具有免疫防御、监视和自稳功能,在感染部位,吞噬细胞可直接吞噬和消化侵入机体的细菌等,体现了非特异性免疫功能。
(2)根据题表可知,在接种后相同时间,接种Pf菌株的小鼠伤口的感染率明显高于接种P菌株的小鼠伤口的感染率,说明f能加重Pa引起的伤口感染。
(3)①结合实验目的和实验设计的原则分析,实验组前38天和前29天均注射S,目的是使小鼠对S发生特异性免疫,而对照组应在前38天和前29天注射生理盐水;对照组的感染率大于50%,结合(2)小题中的表格,说明对照组的小鼠接种了Pf菌株,为研究f的表面蛋白S的作用,实验组的Ⅲ和对照组的Ⅱ应进行相同处理,即也将Pf菌株接种于实验组小鼠伤口,并均在接种后的第3天检测伤口的感染率。
②用Pf菌株接种于小鼠伤口后,Pa和f均可大量增殖,f能抑制吞噬细胞的功能,使免疫功能下降,因此对照组小鼠伤口的感染率高;实验组在实验前两次注射S,使小鼠产生了较多的抗S抗体和相应的记忆细胞,抗S抗体与f的表面蛋白S特异性结合,使f对吞噬细胞的抑制作用减弱,故实验组的感染率低于对照组。
生态与环境
(普查题63)(10分)图1是某草原生态系统各种成分关系图,图2是丙成分中各种群的能量值。请据图回答下列问题:
(1)该草原混合生长着几种优质牧草,不同种类牧草错落有致地生长着,这属于草原群落的 结构。草原的质量对某些地区发生沙尘暴的强度和频度有直接影响,这体现了生物多样性的 价值。
(2)请综合图1、图2信息,画出图中存在的食物链(网): ,若图2中的数值为各种群的同化量,则从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 。
(3)近几年,由于过度放牧,加之鼠害猖獗,部分地区由于外来物种——黄花刺茄的入侵,草原的物种多样性锐减,土地荒漠化加速,这说明人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的 进行。调查还发现,带刺且有毒的黄花刺茄能有效降低动物对其的取食欲望,这表明生态系统具有__________功能。
(4)为了更好地治理草原荒漠化,请提出有效可行的方法并写出其依据的生态工程原理:__________________________________________________________
___________________________________________________。
(5)由于草原退化,科学家决定往此草原引入一种新的牧草(不会引起新的生态危机),为了研究该牧草的生长条件,科学家选择了两块地进行实验,结果该牧草在B地的生长情况远好于A地,经分析两地表层至60 cm的土壤肥力和土壤含水量如表所示:
科学家提出“土壤含水量的增高能够促进该牧草的生长”,并进行了实验验证:将生长状况相似的该牧草随机分为甲、乙两组种植,甲组土壤含水量和土壤肥力与B地相同,乙组实验处理为_________________________________________,若结果为_________________________________________,则支持科学家的假设。
答案:(1)垂直(1分) 间接(1分)
(2)(1分) 15%(1分)
(3)速度与方向(1分) 信息传递(1分) (4)依据协调原理,合理控制载畜量;依据自生原理,多栽种适于当地环境的牧草和树种,控制外来物种入侵等(合理即可,2分) (5)土壤含水量与A地相同,土壤肥力与B地相同(1分) 甲组牧草长势显著优于乙组(1分)
解析:(1)多种牧草错落有致地生长体现了生物群落的垂直结构,生态系统的价值主要有直接价值、间接价值和潜在价值,其中的间接价值是指调节气候、涵养水源、提供氧气、吸收二氧化碳、保护生物多样性等生态价值。
(2)图1中甲、乙、丙、丁分别代表的是非生物的物质与能量、生产者、消费者和分解者;图2中,根据各营养级所含能量的特点,消费者中的a、b种群所含能量相同且最多,故应属于第二营养级(生产者乙为第一营养级),c、d分别属于第三营养级和第四营养级,具体食物链(网)见答案。若图2中数值代表的是各种群的同化量,则第二营养级到第三营养级的能量传递效率是[6n/(20n+20n)]×100%=15%。
(3)人类活动可影响群落演替的方向和速度;黄花刺茄上的刺对取食动物而言是一种物理信息,能有效阻止动物取食,体现了生态系统的信息传递功能。
(4)生态工程的原理有多种,要将各种原理的内涵与治理草原荒漠化的要求相联系进行考虑,只要答案合理即可。
(5)由于题中实验目的是验证土壤含水量是该牧草生长的限制因素,所以自变量应该是含水量,甲组土壤含水量和土壤肥力与B地相同,乙组土壤含水量与A地相同(或土壤含水量比甲组低),土壤肥力与B地相同。若甲组牧草长势显著优于乙组,则证明了实验假设。
实验
(普查题64)(10分)甘薯和马铃薯都富含淀粉,但甘薯吃起来比马铃薯甜,为探究其原因,某兴趣小组以甘薯的块根和马铃薯的块茎为材料,在不同温度、其他条件相同的情况下处理30 min后,测定甘薯块根中还原糖含量如表所示,而马铃薯块茎中不含有还原糖。
(1)由表可见,温度为70 ℃时甘薯还原糖含量最高,这是因为
。
(2)请你推测马铃薯块茎中不含有还原糖的最可能原因是 。
(3)为了确认马铃薯不含还原糖的原因,请完成以下实验:
a.实验原理:________________________________________________________;
___________________________________________________________________________________________________________。
b.备选材料与用具:甘薯提取液(去淀粉和还原糖),马铃薯提取液(去淀粉),1%醋酸洋红液,斐林试剂,双缩脲试剂,质量分数为3%的淀粉溶液和质量分数为3%的蔗糖溶液等。
c.实验步骤:
第一步:取A、B两支试管,在A管中加入甘薯提取液,B管中加入等量的马铃薯提取液。
第二步:70 ℃水浴保温5 min后,在A、B两支试管中各加入 。
第三步:70 ℃水浴保温5 min后,在A、B两支试管中再各加入 。
第四步:___________________________________________________________。
d.实验现象:_______________________________________________________
_______________________________________。
e.实验结论:________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案:(1)还原糖的产生是酶作用的结果,酶催化具有最适温度(1分) (2)不含淀粉酶(1分) (3)a.淀粉酶水解淀粉产生还原糖(1分) 还原糖与斐林试剂反应,产生砖红色沉淀(1分) c.等量淀粉溶液(1分) 等量斐林试剂(1分) 水浴加热1~2 min(1分) d.A管呈砖红色,B管呈蓝色(1分) e.马铃薯不含还原糖的原因是因为其不含淀粉酶,而甘薯含有淀粉酶所以含还原糖(2分)
解析:根据题意可知,本实验的目的是探究马铃薯不含还原糖的原因,马铃薯和甘薯中都含有大量的淀粉,甘薯含还原糖而马铃薯不含有,说明甘薯中的淀粉可以被分解,甘薯中含有淀粉酶,而马铃薯中的淀粉不能被分解,可能是不含淀粉酶,再依据还原糖与斐林试剂反应产生砖红色沉淀来验证最终结果,根据这一原理进行实验探究完成本实验即可。
(1)甘薯还原糖含量高是因为酶在最适温度(70 ℃左右)下能将甘薯中的多糖大量水解成还原糖,酶催化具有最适温度。
(2)马铃薯块茎中不含还原糖最可能的原因是没有淀粉酶,不能将淀粉水解成还原糖。
(3)a.实验原理:淀粉酶水解淀粉产生还原糖;还原糖与斐林试剂反应,产生砖红色沉淀。
c.实验步骤:
第一步:取A、B两支试管,在A管中加入甘薯提取液,B管中加入等量的马铃薯提取液。
第二步:70 ℃水浴保温5 min后,在A、B两支试管中各加入等量淀粉溶液。
第三步:70 ℃水浴保温5 min后,在A、B两支试管中再各加入等量斐林试剂。
第四步:水浴加热1~2 min。
d.实验现象:A管呈砖红色,B管呈蓝色。
e.实验结论:马铃薯不含还原糖的原因是因为其不含淀粉酶,而甘薯含有淀粉酶所以含还原糖。
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