内容正文:
2024年高考生物临考满分卷01(湖南卷)
生物
一、选择题:本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的4个选项中,只有1项符合题目要求,答对得2分,答错得0分。
1.下列关于细胞结构与功能观的表述,错误的是( )
A.哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和细胞器,有利于氧气的运输
B.细胞膜的磷脂双分子层中磷脂分子的排布适应细胞内外都是水溶液的环境
C.某些阴生植物叶绿体颗粒大、呈深绿色以适应林下弱光环境
D.卵细胞体积较大,有利于细胞与外界环境进行物质交换
2.袁隆平院士组建的青岛海水稻研发团队培育出“超优千号”耐盐水稻,其平均亩产量达到802.9公斤,创下盐碱地水稻高产新纪录。盐碱地中含过量的钠盐,会对海水稻的生存造成威胁,同时一些病原菌也会感染水稻植株,影响正常生长。如图为海水稻抵抗逆境的机理。下列相关叙述错误的是( )
A.SOS1和NHX两种蛋白在运输Na+时空间结构都会发生改变
B.H+进入细胞和进入液泡的方式都是主动运输
C.分泌抗菌蛋白的过程依赖膜的流动性,需要膜蛋白参与
D.适度提高海水稻的细胞呼吸强度有利于增强其抗盐碱和抗菌
3.某些酶促反应的产物积累量达到一定浓度时,产物与酶结合降低酶促反应速率。苏氨酸脱氢酶催化苏氨酸合成异亮氨酸的过程如图所示。下列分析错误的是( )
A.人体细胞中,葡萄糖代谢的中间产物不能合成苏氨酸
B.异亮氨酸与苏氨酸脱氢酶结合降低了酶的活化能
C.及时清除异亮氨酸能逐步恢复该酶促反应的速率
D.该机制有利于维持细胞中苏氨酸和异亮氨酸的含量稳定
4.端粒是染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体。端粒DNA序列随着细胞分裂次数增加而逐渐缩短后,端粒内侧正常基因的DNA序列会受损伤,导致细胞衰老。端粒酶能以自身RNA为模板修复端粒。研究芪莲舒痞颗粒(QLSP)对胃炎模型鼠胃黏膜细胞端粒酶活性的影响,结果如图。下列说法正确的是( )
A.端粒酶的功能类似于转录酶
B.同正常鼠相比胃炎模型鼠的黏膜细胞更易癌变,较高浓度的QLSP使端粒酶活性降低
C.端粒严重缩短后,可能引起细胞核体积变小、染色质收缩
D.肿瘤细胞的无限增殖可能与端粒酶的低活性有关
5.真核细胞的基因经转录会产生前体mRNA,由内含子转录的RNA片段会被剪接体(由一些蛋白质和小型RNA构成)切除并快速水解,由外显子转录的RNA片段会相互连接形成成熟mRNA,如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.在真核细胞的基因表达过程中,存在遗传信息丢失的情况
B.a、c片段相互连接时,需遵循碱基互补配对原则
C.转录时,RNA聚合酶沿模板链的3'端向5'端移动
D.翻译时,核糖体沿成熟mRNA链的5'端向3'端移动
6.太湖新银鱼、小齿日本银鱼、有明银鱼分属于三个不同的属,其分布如下图。科学工作者在传统研究的基础上,对它们的线粒体基因进行了进一步的研究,研究结果如下表。下列推理正确的是( )
COⅡ基因
Cytb基因
太湖新银鱼—小齿日本银鱼
13.41
26.57
太湖新银鱼—有明银鱼
14.89
24.32
有明银鱼—小齿日本银鱼
13.59
16.95
注:三个物种同一基因的基因序列长度相等;表中数据表示的是核苷酸序列差异百分比
A.自然条件下,太湖新银鱼和小齿日本银鱼因存在着地理隔离而不会发生基因交流
B.三种银鱼中,太湖新银鱼和小齿日本银鱼亲缘关系最近
C.三个物种的COⅡ基因和Cytb基因核苷酸序列的差异体现了物种的多样性
D.COⅡ基因和Cytb基因常通过基因重组传递给后代,给进化提供了丰富的原材料
7.如图为人体中枢神经系统3类神经传出示意图,图中副交感神经节的节后神经纤维通过释放乙酰胆碱发挥作用,交感神经节的节后神经纤维主要通过释放去甲肾上腺素发挥作用。下列相关叙述错误的是( )
A.方框X可以代表人体内脏器官和腺体
B.交感神经和副交感神经的生理效应相同
C.骨骼肌的收缩受意识支配,而X的活动一般不受意识支配
D.周围神经系统不只由图中传出神经组成,还应有传入神经
8.不少糖尿病患者夜间血糖平稳,清晨出现一段时间高血糖,该现象称为“黎明现象”。研究人员将2型糖尿病患者分为有黎明现象组(DP+)和无黎明现象组(DP),测定体内相关激素的含量如下图1。进一步检测外周淋巴细胞中多个与生物钟相关基因的动态表达,相关结果如下图2。下列叙述正确的是( )
A.2型糖尿病患者可能存在胰岛素受体数量增多或胰岛B细胞受损的现象
B.胰岛素、褪黑素、生长激素分泌异常导致2型糖尿病患者出现“黎明现象”
C.清晨,DP+组机体胰岛素含量逐步升高,促进肝糖原分解成葡萄糖使血糖升高
D.夜间,DP+组中生物钟相关基因表达下降,推测“黎明现象”与生物节律紊乱相关
9.同域共存是指一些生物生存在同一个区域,由于竞争关系而导致对环境的需求发生错位的现象。在我国雅鲁藏布大峡谷的多个点位均拍摄到云豹、金猫、豺等顶级食肉动物同域共存的情况。下列说法错误的是( )
A.同域共存食肉动物的种群密度受生物因素影响
B.对金猫、豺等动物种群密度的调查,可以采用标记重捕法
C.雅鲁藏布大峡谷充足的食物是保证顶级食肉动物同域共存的前提
D.鬣羚为了躲避天敌云豹而选择与其不同地域活动的现象,属于同域共存
10.“碳中和”是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量实现正负抵消,达到相对零排放。新农村建设开发沼气工程,以人畜粪便、秸秆为原料,产生的沼气可以为燃料,沼渣可以作为家禽的饲料及食用菌的培养基,沼液通入养鱼池用于促进浮游生物的生长,增加鱼的饲料,减少对林灌草地进行滥采滥伐,保护生态环境。下列说法错误的是( )
A.沼气工程充分利用了循环原理,实现了能量的多级利用,大大提高了能量传递效率
B.在保护林灌草地改善水土流失的过程中,体现了生物多样性的间接价值
C.对林灌草地进行保护后,很多鸟类和小动物迁入、定居,改变了演替的速度和方向
D.可以通过植树造林、种草、开发沼气等绿色清洁能源来尽早实现“碳中和”
11.瘤胃中的微生物多为厌氧菌,某实验小组欲从牛的瘤胃中分离出能分解尿素的微生物,下图表示筛选流程,甲、乙、丙均为培养基。下列说法错误的是( )
A.培养基上加石蜡的目的是隔绝外界的氧气
B.只有乙培养基上能形成肉眼可见的菌落
C.甲和丙培养基可以增加目的菌株的浓度
D.乙培养基是以尿素为唯一碳源的鉴别培养基
12.2017年体细胞克隆猴“中中”和“华华”的诞生,为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理带来光明前景,标志着我国科学家首次攻克非人灵长类动物体细胞克隆技术的世界性难题。下图为“中中”和“华华”的培育流程,下列叙述正确的是( )
A.过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中,体现细胞膜的选择透过性
B.过程②在培养基中加入的动物血清含有激发成纤维细胞核全能性表达的物质
C.过程③进行同步发情处理,可降低代孕母猴对“中中”“华华”的免疫排斥反应
D.与模型小鼠相比,模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的4个选项中,有2项或2项以上符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
13.人线粒体呼吸链受损,有氧呼吸受阻,可导致代谢物X的积累,由此引发多种疾病。动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。下列有关叙述错误的是( )
A.人线粒体呼吸链受损,此时CO2的产生量大于氧气的消耗量
B.代谢物X为乳酸,过量的积累会导致内环境稳态失调
C.用酶B探究温度对酶活性的影响时,应将底物和酶分别保温再混合
D.代谢物X转化成葡萄糖的途径,有利于机体血糖平衡调节
14.三倍体西瓜是高度不育的,但在无子西瓜果实中偶尔也可能出现少量的种子,其原因是在减数第一次分裂后期同源染色体分离时,有两个染色体组的染色体同时移向细胞的一极,另一个染色体组的染色体移向了细胞的另一极,或者三个染色体组同时移向细胞的一极,从而形成了可育的配子。下列叙述正确的是( )
A.三倍体西瓜产生的可育配子中含有染色体组的数目可能为1、2或3
B.三倍体西瓜产生的后代体细胞中可能含有2、3、4、5或6个染色体组
C.三倍体西瓜的形成过程中发生了染色体数目变异
D.三倍体西瓜杂交产生的后代都能结果并形成种子
15.光质会影响植物的生长发育。有研究发现蓝光会诱导棉花幼苗下胚轴(子叶与根之间)产生向光性。以棉花幼苗为材料进行两组实验:实验一置于黑暗条件下,在下胚轴的一侧分别添加等量的清水、赤霉素(GA)、生长素(IAA);实验二置于单侧蓝光下,在下胚轴向光一侧分别添加等量的清水、GA、IAA,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.生长素发挥作用时需要与细胞内的受体特异性结合
B.实验一可说明棉花幼苗下胚轴弯曲生长不是赤霉素分布不均匀导致的
C.实验二结果说明赤霉素会加剧蓝光引起的下胚轴弯曲程度
D.该实验结果说明蓝光抑制了生长素由向光侧向背光侧的移动
16.高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是( )
A.用沸水浴可缩短斐林试剂检测还原糖所需时间
B.蒜不定根长约1cm时放入冰箱冷藏室培养诱导染色体数目加倍
C.将PCR产物和温热的琼脂糖溶液混合后倒入电泳槽,待凝固后接通电源
D.微生物培养基制备时,待培养基冷却至室温时在酒精灯火焰附近倒平板
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
17.玉米的CO2固定方式与小麦不同,其通过气孔吸收CO2在叶肉细胞叶绿体中PEP羧化酶(该酶能催化PEP固定较低浓度的CO2.比卡尔文循环固定CO2的酶能力约强60倍)作用下生成C4(草酰乙酸),C4经转化酶催化转化为苹果酸进入维管束鞘细胞后经脱羧酶催化脱羧释放CO2,然后进行与小麦相同的CO2同化过程(即卡尔文循环),如下图1所示;图2为玉米和小麦真光合速率随外界CO2浓度变化而变化的曲线图;图3为炎热、干旱环境下玉米和小麦净光合速率随时间变化而变化的曲线图。请回答下列问题:
(1)玉米和小麦对CO2的利用,均在 (填细胞器名称)中进行,玉米细胞内CO2的受体是 ,玉米维管束鞘细胞进行光合作用时需要叶肉细胞提供ATP和NADPH,推测其维管束鞘细胞 (填“无叶绿体”“有无基粒的叶绿体”或“有完整的叶绿体”),维管束内有筛管,可以运输维管束鞘细胞内合成的 (填“淀粉”或“蔗糖”)到植物各处。
(2)图2中表示小麦的曲线是 。
(3)图3中表示玉米的曲线是 ,作出判断的理由有(多选) 。
A.炎热、干旱环境下,中午时刻两种植物的气孔开度均小
B.外界CO2进入叶肉细胞均少
C.玉米能借助PEP羧化酶和PEP固定低浓度的CO2并在维管束鞘细胞中释放CO2
D.玉米维管束鞘细胞中有关酶催化同定CO2的能力强于小麦
(4)某团队利用基因工程技术,将PEP羧化酶基因导入小麦中,检测到转基因小麦叶肉细胞内有较高含量且活性高的PEP羧化酶,将转基因小麦与野生型小麦在低浓度CO2条件下进行光合作用强度对照实验,结果发现两者的光合作用强度无明显差异,参考玉米同化CO2的途径分析不能提高转基因小麦光合作用强度的原因可能是 (合理即可)。
18.神经系统、内分泌系统、免疫系统之间存在着相互调节,通过信息分子构成一个复杂的网络。这些信号分子的分泌出现异常会引发过度的免疫反应,造成机体损伤,结合图示内容回答相关问题:
(1)神经系统、内分泌系统、免疫系统中的信号分子分别有 ,肾上腺皮质激素的分泌增加抑制下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,体现了激素的分泌存在 调节。
(2)除了肾上腺外,受下丘脑、垂体的控制还有 等腺体受内分泌轴的调控,下丘脑还可以通过反射弧控制 (填内分泌细胞)来调节血糖。
(3)在垂体分泌促肾上腺皮质激素方面,促肾上腺皮质激素释放激素和肾上腺皮质激素起到的作用是 ,这些激素的作用特点是 (写出两点)。
(4)科学家想探究促肾上腺皮质激素是否对下丘脑分泌CRH直接进行调节,还是只能通过肾上腺分泌肾上腺皮质激素对下丘脑进行调节进行了如下探究:
①将生理状况相同的正常小鼠随机均分为甲、乙两组,测定两组小鼠血液中 的含量。
②将甲组小鼠 切除,乙组做相同的假手术。向甲、乙两组小鼠注射等量的ACTH。
③在相同且适宜的条件下饲养甲、乙两组小鼠,一段时间后,再次测定并比较激素含量变化。若 ,则促肾上腺皮质激素可对下丘脑分泌CRH直接进行调节。
19.人工湿地是将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地中,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的协同作用对污水、污泥进行处理的一种技术。人工湿地与传统污水处理厂相比,具有投资少、运行成本低等明显优势。回答下列问题:
(1)湿地中的植物种类繁多,其中芦苇属于挺水植物,绿藻属于浮游植物,黑藻属于沉水植物,这一现象体现了群落具有 结构。
(2)生态系统有一定的自我调节能力,但污水过量排放会引起水体富营养化,藻类等浮游生物大量繁殖,引起水体中的溶解氧下降,造成鱼类等死亡,进一步破坏了生态系统稳态,这种调节机制称为 。
(3)污水的处理一般有过滤、沉淀、厌氧发酵、氧化池氧化、脱氮磷等流程。除磷酸盐、硝酸盐之外,对水质的检测指标还可以包括 等。(答出两点即可)
(4)为探究芦苇对该河道不同种类污水的净化作用,某生物研究小组进行了以下实验:从4个不同的地点采集生活污水(1号)、工业污水(2号)、混合污水(3号)、未受污染的池塘水(4号)。
①分别测定4种水样的BOD(即水中有机污染物经微生物分解所需要的氧气量)和总氮含量。
②取等量的上述4种水样,分别加入4个相同的透明玻璃容器中,再将生长状况相同、相等重量的4份芦苇分别放入4个容器中,在相同且适宜的条件下水培15天,定期观察、记录。结果表明芦苇在各种水样中生长良好。
③取经过芦苇处理的4种水样,再次测定其BOD(单位:mg/L)和总氮含量(单位:mg/L),数据整理后如图所示:
根据实验结果分析,4种水样中,有机污染物浓度最高的是 ,综合两图可得出的实验结论是 。
(5)进一步研究发现,水浮莲、水花生、金鱼藻等湿地植物对污水的净化效果与芦苇相似。但在实际操作中,对水浮莲、水花生这类外来入侵物种的应用必须谨慎,以防止它们对当地生态系统造成危害,原因是这些物种 。
20.农业生产中除草剂的有效成分草甘膦能够专一性抑制EPSP合酶的活性,从而使植物体内多种代谢途径受到影响而导致植物死亡。草甘膦没有选择性,它在除掉杂草的同时也会使农作物受损。现以矮牵牛为实验材料,以EPSP合酶基因为目的基因探究利用转基因技术解决这个问题的一种方法:
限制酶名称
识别序列和切割位点
Sau3AI
↓GATC
BamHI
G↓GATCC
EcoRI
G↓AATTC
SmaI
CCC↓GGG
HindII
GTT↓AAC
KpnI
GGTAC↓C
说明:供体DNA中的EPSP基因以β链为转录模板链
(1)某种限制酶是从肺炎链球菌(Steptococcus pneumoniae)的R型菌株中分离出来的第二种限制酶,则命名为 。
(2)综合以上描述,用一句话概括该探究实验的名称: 。
(3)分别选用限制酶 和 处理含有目的基因的DNA和质粒,再用 (填“E.coli DNA连接酶”或“T4 DNA连接酶”)处理并构建重组质粒。
(4)将目的基因导入矮牵牛体细胞内一般采用农杆菌转化法,其中转化是指 。
21.下列有关人类遗传病的检测技术、数据等信息,请分析回答。
(1)液相串联质谱判读(LC-MS/MS)技术可以做到用一滴血样,数分钟内一次分析近百种代谢物,检测35种遗传代谢病,其利用了基因与性状的关系的原理是 。
(2)21三体综合征(DS)可通过对羊水中细胞的染色体数量进行检测,因羊水中存在母体细胞易误诊;用羊水中细胞的21号染色体上的一段特定核苷酸序列(HGD)含量与父母比对,可对DS做出更快速准确的诊断。
胎儿
羊水中细胞HGD相对含量
母亲、父亲体细胞HGD相对含量
A
97%
95%、53%
B
87%
48%、49%
C
65%
51%、0%
注:1.检测含量的误差范围±5%
2.HGD相对含量指检测的21号同源染色体上HGD所在相同位置的核苷酸序列中HGD的占比
表中胎儿最可能为DS的是 ,若是减数分裂导致的,则原因可能是 。
(3)研究发现DS发病主要是基因剂量效应导致,肌张力低下与21号染色体的M/m与D/d两对等位基因有关。当M基因含量超过m基因,且D基因含量不低于d基因时会表现为肌张力低下。肌张力正常的夫妻生育一个孩子表现为肌张力低下(非DS),若丈夫的基因如图1所示,请推测其妻子的基因分布并标注在图2上 :若该夫妻再生育一个非DS孩子,其肌张力正常的概率是 。
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2024年高考生物临考满分卷01(湖南卷)
生物
一、选择题:本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的4个选项中,只有1项符合题目要求,答对得2分,答错得0分。
1.下列关于细胞结构与功能观的表述,错误的是( )
A.哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和细胞器,有利于氧气的运输
B.细胞膜的磷脂双分子层中磷脂分子的排布适应细胞内外都是水溶液的环境
C.某些阴生植物叶绿体颗粒大、呈深绿色以适应林下弱光环境
D.卵细胞体积较大,有利于细胞与外界环境进行物质交换
【答案】D
【分析】细胞的表面积与体积的比值叫做相对面积,细胞越小该比值越大,细胞与外界的物质交换速率越快,有利于细胞的生长。
【详解】A、哺乳动物成熟的红细胞之所以没有细胞核和细胞器,是为了给血红蛋白腾出更多的空间。血红蛋白是运输氧气的关键分子,这种结构上的特点有助于红细胞更有效地进行氧气的运输,A正确;
B、细胞膜的磷脂双分子层结构具有疏水性,可以很好地适应细胞内外都是水溶液的环境,确保细胞内外物质的稳定交换,B正确;
C、阴生植物生长在光线较弱的环境中,它们的叶绿体颗粒大和颜色深绿,有助于更好地捕获和利用微弱的光线进行光合作用,C正确;
D、卵细胞的体积较大,主要是为了更好地支持受精和早期胚胎发育,而不是为了利于细胞与外界环境进行物质交换。实际上,细胞的体积越大,其相对表面积越小,物质交换的效率反而越低,D错误。
故选D。
2.袁隆平院士组建的青岛海水稻研发团队培育出“超优千号”耐盐水稻,其平均亩产量达到802.9公斤,创下盐碱地水稻高产新纪录。盐碱地中含过量的钠盐,会对海水稻的生存造成威胁,同时一些病原菌也会感染水稻植株,影响正常生长。如图为海水稻抵抗逆境的机理。下列相关叙述错误的是( )
A.SOS1和NHX两种蛋白在运输Na+时空间结构都会发生改变
B.H+进入细胞和进入液泡的方式都是主动运输
C.分泌抗菌蛋白的过程依赖膜的流动性,需要膜蛋白参与
D.适度提高海水稻的细胞呼吸强度有利于增强其抗盐碱和抗菌
【答案】B
【分析】不同物质跨膜运输的方式不同,包括主动运输、被动运输和胞吞、胞吐,其中被动运输包括协助扩散和自由扩散。
1、主动运输的特点:①消耗能量(来自于ATP水解或离子电化学势能),②需要转运蛋白协助,③逆浓度梯度进行。
2、协助扩散的特点:①不消耗能量,②需要转运蛋白协助,③顺浓度梯度进行。
3、自由扩散的特点:①不消耗能量,②不需要转运蛋白协助,③顺浓度梯度进行。
【详解】A、依据图示信息可知,海水稻通过SOS1和NHX转运Na+的方式均为主动运输,故SOS1和NHX是载体蛋白,载体蛋白每次转运时都会发生自身构象的改变,A正确;
B、H+进入细胞和进入液泡的方式均是从H+多(pH低的一侧)的一侧运输质H+少(pH高的一侧)的一侧,所以都是被动运输,B错误;
C、依据图示信息可知,分泌抗菌蛋白的过程是胞吐,体现了生物膜的流动性,该过程需要膜蛋白的参与,C正确;
D、抗菌蛋白的分泌和细胞中离子的平衡需要消耗能量,而细胞呼吸可为生命活动提供能量,所以适度提高海水稻的细胞呼吸强度有利于增强抗盐碱和抗菌能力,D正确。
故选B。
3.某些酶促反应的产物积累量达到一定浓度时,产物与酶结合降低酶促反应速率。苏氨酸脱氢酶催化苏氨酸合成异亮氨酸的过程如图所示。下列分析错误的是( )
A.人体细胞中,葡萄糖代谢的中间产物不能合成苏氨酸
B.异亮氨酸与苏氨酸脱氢酶结合降低了酶的活化能
C.及时清除异亮氨酸能逐步恢复该酶促反应的速率
D.该机制有利于维持细胞中苏氨酸和异亮氨酸的含量稳定
【答案】B
【分析】结合题图可知:当异亮氨酸浓度达到一定程度时,会与苏氨酸脱氢酶结合,从而抑制酶促反应的进行,使异亮氨酸浓度不至于太高,此过程为反馈调节,有助于维持异亮氨酸含量的相对稳定。
【详解】A、苏氨酸是必需氨基酸,在生物体内不能合成,即人体细胞中,葡萄糖代谢的中间产物不能合成苏氨酸,A正确;
B、酶在催化化学反应时,能降低化学反应所需的活化能,其自身不提供活化能,因此异亮氨酸与苏氨酸脱氢酶结合不是降低了酶的活化能,而是降低了酶的活性,B错误;
C、据图,当异亮氨酸浓度达到一定程度时,会与苏氨酸脱氢酶结合,从而使得苏氨酸不能与苏氨酸脱氢酶结合,则苏氨酸也不能转化为异亮氨酸,若及时清除异亮氨酸,解除对苏氨酸脱氢酶的抑制,则能逐步恢复该酶促反应的速率,C正确;
D、图示为反馈调节,当异亮氨酸浓度达到一定程度时,会与苏氨酸脱氢酶结合,从而抑制酶促反应的进行,使异亮氨酸浓度不至于太高,因此有利于维持细胞中苏氨酸和异亮氨酸的含量稳定,D正确。
故选B。
4.端粒是染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体。端粒DNA序列随着细胞分裂次数增加而逐渐缩短后,端粒内侧正常基因的DNA序列会受损伤,导致细胞衰老。端粒酶能以自身RNA为模板修复端粒。研究芪莲舒痞颗粒(QLSP)对胃炎模型鼠胃黏膜细胞端粒酶活性的影响,结果如图。下列说法正确的是( )
A.端粒酶的功能类似于转录酶
B.同正常鼠相比胃炎模型鼠的黏膜细胞更易癌变,较高浓度的QLSP使端粒酶活性降低
C.端粒严重缩短后,可能引起细胞核体积变小、染色质收缩
D.肿瘤细胞的无限增殖可能与端粒酶的低活性有关
【答案】B
【分析】分析题意,本实验目的是研究芪莲舒痞颗粒(QLSP)对胃炎模型鼠胃黏膜细胞端粒酶活性的影响,实验的自变量是QLSP的有无及剂量,因变量是小鼠个体数,据此分析作答。
【详解】A、分析题意可知,端粒酶能以自身RNA为模板修复端粒,而端粒包含DNA,故端粒酶的功能类似于逆转录酶,A错误;
B、由柱形图可知,胃炎模型鼠的黏膜细胞端粒酶阴性最少,黏膜细胞最易癌变,较高浓度的QLSP端粒酶阴性较低,说明使端粒酶活性降低,B正确;
C、端粒严重缩短后,导致细胞衰老,可能引起细胞核体积变大、染色质收缩,C错误;
D、端粒DNA序列随着细胞分裂次数增加而逐渐缩短,而端粒酶可以修复端粒,故肿瘤细胞的无限增殖可能与端粒酶活性增加有关,D错误。
故选B。
5.真核细胞的基因经转录会产生前体mRNA,由内含子转录的RNA片段会被剪接体(由一些蛋白质和小型RNA构成)切除并快速水解,由外显子转录的RNA片段会相互连接形成成熟mRNA,如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.在真核细胞的基因表达过程中,存在遗传信息丢失的情况
B.a、c片段相互连接时,需遵循碱基互补配对原则
C.转录时,RNA聚合酶沿模板链的3'端向5'端移动
D.翻译时,核糖体沿成熟mRNA链的5'端向3'端移动
【答案】B
【分析】真核细胞的基因由内含子和外显子组成,内含子转录出来的RNA片段不具有编码蛋白质的功能,外显子转录出来的RNA片段能编码蛋白质,故真核细胞的基因转录出的mRNA片段需要加工后才能转变为成熟的mRNA,直到蛋白质的合成。
【详解】A、由真核细胞的基因转录产生的前体RNA会被剪接体切除并快速水解其中由内含子转录而来的RNA片段,故在这个过程中存在遗传信息丢失的情况,A正确;
B、a、c片段相互连接时,两者之间通过形成磷酸二酯键连接成单链,不需遵循碱基互补配对原则,B错误;
C、转录时,mRNA自身的延伸方向是从5'端向3'端,因此RNA形成过程中RNA聚合酶的移动方向为从模板链的3'端到5'端,C正确;
D、转录时,mRNA自身的延伸方向是从5'端向3'端,mRNA是翻译的模板,因此翻译时核糖体沿mRNA的移动方向是从5'端向3'端,D正确。
故选B。
6.太湖新银鱼、小齿日本银鱼、有明银鱼分属于三个不同的属,其分布如下图。科学工作者在传统研究的基础上,对它们的线粒体基因进行了进一步的研究,研究结果如下表。下列推理正确的是( )
COⅡ基因
Cytb基因
太湖新银鱼—小齿日本银鱼
13.41
26.57
太湖新银鱼—有明银鱼
14.89
24.32
有明银鱼—小齿日本银鱼
13.59
16.95
注:三个物种同一基因的基因序列长度相等;表中数据表示的是核苷酸序列差异百分比
A.自然条件下,太湖新银鱼和小齿日本银鱼因存在着地理隔离而不会发生基因交流
B.三种银鱼中,太湖新银鱼和小齿日本银鱼亲缘关系最近
C.三个物种的COⅡ基因和Cytb基因核苷酸序列的差异体现了物种的多样性
D.COⅡ基因和Cytb基因常通过基因重组传递给后代,给进化提供了丰富的原材料
【答案】A
【分析】现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、据图可知,太湖新银鱼和小齿日本银鱼生活在两个不同的水域,它们之间存在地理隔离,因此无法进行基因的交流,A正确;
B、据图分析,太湖新银鱼与小齿日本银鱼的COⅡ基因和Cytb基因的差异率分别为13.41%、26.57%,有明银鱼和小齿日本银鱼的COⅡ基因和Cytb基因的差异率分别为13.59%、16.95%,故有明银鱼和小齿日本银鱼的亲缘关系可能更近,B错误;
C、根据题意分析,三种银鱼的两种基因在核苷酸序列上都存在着或多或少的差异,体现了基因的多样性,C错误;
D、COⅡ基因和Cytb基因位于线粒体DNA中,一般不会通过基因重组传递给后代,D错误。
故选A。
7.如图为人体中枢神经系统3类神经传出示意图,图中副交感神经节的节后神经纤维通过释放乙酰胆碱发挥作用,交感神经节的节后神经纤维主要通过释放去甲肾上腺素发挥作用。下列相关叙述错误的是( )
A.方框X可以代表人体内脏器官和腺体
B.交感神经和副交感神经的生理效应相同
C.骨骼肌的收缩受意识支配,而X的活动一般不受意识支配
D.周围神经系统不只由图中传出神经组成,还应有传入神经
【答案】B
【分析】自主神经系统是指调节内脏功能活动的神经系统,又称内脏神经系统,自主神经包括内脏传入与内脏传出神经,通常自主神经包括交感与副交感神经两部分。
调节内脏功能的植物性神经系统,分成交感和副交感神经系统两部分。内脏器官一般都接受交感和副交感神经双重支配,但少数器官例外,只有交感神经支配。例如,皮肤和肌肉内的血管、一般的汗腺、竖毛肌和肾上腺髓质就只有交感神经支配。在具有双重神经支配的器官中,交感神经和副交感神经对其作用往往具有拮抗的性质。
【详解】A、自主神经系统是指调节内脏功能活动的神经系统,又称内脏神经系统,因此内脏和腺体的活动受自主神经系统支配,A正确;
B、交感和副交感神经系统的功能效应往往是相反的。如交感神经系统促进心脏的活动,而副交感神经则抑制心脏的活动,交感神经和副交感神经的生理效应不同,B错误;
C、躯体运动神经支配的骨骼肌活动受到意识的支配,而自主神经系统的活动一般不受意识支配,C正确;
D、周围神经系统包括与脑相连的脑神经和与脊髓相连的脊神经,它们都含有传入神经(感觉神经)和传出神经(运动神经),D正确。
故选B。
8.不少糖尿病患者夜间血糖平稳,清晨出现一段时间高血糖,该现象称为“黎明现象”。研究人员将2型糖尿病患者分为有黎明现象组(DP+)和无黎明现象组(DP),测定体内相关激素的含量如下图1。进一步检测外周淋巴细胞中多个与生物钟相关基因的动态表达,相关结果如下图2。下列叙述正确的是( )
A.2型糖尿病患者可能存在胰岛素受体数量增多或胰岛B细胞受损的现象
B.胰岛素、褪黑素、生长激素分泌异常导致2型糖尿病患者出现“黎明现象”
C.清晨,DP+组机体胰岛素含量逐步升高,促进肝糖原分解成葡萄糖使血糖升高
D.夜间,DP+组中生物钟相关基因表达下降,推测“黎明现象”与生物节律紊乱相关
【答案】D
【分析】在血糖平衡的调节过程中,胰岛素具有促进细胞摄取、利用、储存和转化葡萄糖的作用,是人体内唯一降低血糖的激素;胰高血糖素主要是促进血糖的来路,即促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖,提高血糖浓度,而具有相抗衡作用;肾上腺素在血糖平衡的调节过程中,与胰高血糖素具有协同作用,而共同作用使血糖升高。
【详解】A、1型糖尿病患者可能存在胰岛素受体数量增多或胰岛B细胞受损的现象,2型糖尿病与遗传、环境、生活方式等密切相关,A错误;
B、分析图1可知,有黎明现象组(DP+)和无黎明现象组(DP)在不同时间段内胰岛素和褪黑素含量几乎没有差异,
与无黎明现象组相比,有黎明现象组的生长激素水平不同,说明生长激素节律性分泌异常可能会导致出现“黎明现象”,B错误;
C、由图1可知,清晨,DP+组机体胰岛素含量逐步升高,胰岛素促进肝糖原和肌糖原的合成,使血糖下降,C错误;
D、据图2可知,与DP组相比,夜间,DP+组中生物钟相关基因表达下降,DP+组中基因表达发生了节律性异常,表明“黎明现象”与生物节律紊乱有关,D正确。
故选D。
9.同域共存是指一些生物生存在同一个区域,由于竞争关系而导致对环境的需求发生错位的现象。在我国雅鲁藏布大峡谷的多个点位均拍摄到云豹、金猫、豺等顶级食肉动物同域共存的情况。下列说法错误的是( )
A.同域共存食肉动物的种群密度受生物因素影响
B.对金猫、豺等动物种群密度的调查,可以采用标记重捕法
C.雅鲁藏布大峡谷充足的食物是保证顶级食肉动物同域共存的前提
D.鬣羚为了躲避天敌云豹而选择与其不同地域活动的现象,属于同域共存
【答案】D
【分析】1、影响种群数量变化的因素可分为非生物因素和生物因素。非生物因素有阳光、温度、水等;生物因素有:食物、种内竞争、种间关系(捕食、寄生、竞争等)。
2、影响种群数量变化的因素也可分为密度制约因素和非密度制约因素,密度制约因素是指影响程度与种群密度有密切关系的因素,如食物、流行性传染病等;非密度制约因素是指影响程度与种群密度无关的因素,气候、季节、降水、温度等的变化,影响程度与种群密度没有关系属于非密度制约因素。
【详解】A、根据同域共存的概念分析,这些食肉动物之间是存在食物竞争关系的,因此其种群密度主要受密度制约因素影响,A正确;
B、金猫、豺的活动范围大,活动能力强,对金猫、豺等动物种群密度的调查,可以采用标记重捕法,B正确;
C、雅鲁藏布大峡谷充足的食物是保证顶级食肉动物同域共存的前提,否则会因为争夺食物资源发生激烈的生存斗争,C正确;
D、根据同域共存概念,生物生存在同一个区域才属于“同域共存”,鬣羚为了躲避天敌云豹而选择与其不同地域活动,不在此概念范畴,D错误。
故选D。
10.“碳中和”是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量实现正负抵消,达到相对零排放。新农村建设开发沼气工程,以人畜粪便、秸秆为原料,产生的沼气可以为燃料,沼渣可以作为家禽的饲料及食用菌的培养基,沼液通入养鱼池用于促进浮游生物的生长,增加鱼的饲料,减少对林灌草地进行滥采滥伐,保护生态环境。下列说法错误的是( )
A.沼气工程充分利用了循环原理,实现了能量的多级利用,大大提高了能量传递效率
B.在保护林灌草地改善水土流失的过程中,体现了生物多样性的间接价值
C.对林灌草地进行保护后,很多鸟类和小动物迁入、定居,改变了演替的速度和方向
D.可以通过植树造林、种草、开发沼气等绿色清洁能源来尽早实现“碳中和”
【答案】A
【分析】沼气池生态工程以废弃物为原料对废弃物进行了再利用,遵循了循环原理。沼气可以作为燃料为人类供能,沼渣可以用来养蘑菇,为人类及家禽家畜提供食物,实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率。
【详解】A、沼气工程“以人畜粪便、秸秆为原料,产生的沼气可以为燃料,沼渣可以作为家禽的饲料及食用菌的培养基,沼液通入养鱼池用于促进浮游生物的生长,增加鱼的饲料,减少对林灌草地进行滥采滥伐,保护生态环境”,该过程充分利用了循环原理,实现了能量的多级利用,大大提高了能量的利用率,不能提高能量传递效率,A错误;
B、保护林灌草地改善水土流失,属于生态功能,体现了生物多样性的间接价值,B正确;
C、人类对林灌草地滥采滥伐会使生物种类减少,而对林灌草地进行保护后,很多鸟类和小动物迁入、定居,使生物种类增加,改变了演替的速度和方向,C正确;
D、为尽早实现“碳中和”,我们一方面,可以通过植树造林、退耕还林还草等增加生产者的光合作用;另一方面,可以开发风电、核电、水能、沼气等新能源,D正确。
故选A。
11.瘤胃中的微生物多为厌氧菌,某实验小组欲从牛的瘤胃中分离出能分解尿素的微生物,下图表示筛选流程,甲、乙、丙均为培养基。下列说法错误的是( )
A.培养基上加石蜡的目的是隔绝外界的氧气
B.只有乙培养基上能形成肉眼可见的菌落
C.甲和丙培养基可以增加目的菌株的浓度
D.乙培养基是以尿素为唯一碳源的鉴别培养基
【答案】D
【分析】 虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】A、分析题意可知,本实验目的是从牛的瘤胃中分离出能分解尿素的微生物,瘤胃中的微生物多为厌氧菌,故培养基上加石蜡的目的是隔绝外界氧气,营造无氧条件,A正确;
B、乙培养基是固体培养基,而甲和丙是液体培养基,只有乙培养基上能形成肉眼可见的菌落,B正确;
C、甲和丙培养基是扩大培养,可以增加目的菌株的浓度,C正确;
D、乙培养基是以尿素为唯一碳源的选择培养基,在该培养基上只有能分解尿素的微生物能够生存,D错误。
故选D。
12.2017年体细胞克隆猴“中中”和“华华”的诞生,为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理带来光明前景,标志着我国科学家首次攻克非人灵长类动物体细胞克隆技术的世界性难题。下图为“中中”和“华华”的培育流程,下列叙述正确的是( )
A.过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中,体现细胞膜的选择透过性
B.过程②在培养基中加入的动物血清含有激发成纤维细胞核全能性表达的物质
C.过程③进行同步发情处理,可降低代孕母猴对“中中”“华华”的免疫排斥反应
D.与模型小鼠相比,模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物
【答案】D
【分析】分析图:图示过程为体细胞克隆过程,①对处于减数第二次分裂中期的卵母细胞去核,②取体细胞进行细胞核移植;融合后的细胞激活后培养到早期胚胎,再进行③胚胎移植,最终得到克隆猴。
【详解】A 、过程①因为是将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中,因此未体现细胞膜的选择透过性, A 错误;
B 、在培养细胞时需在培养基中加入一定量的动物血清的作用是模拟内环境和补充未知的缺少的营养物质,激发成纤维细胞核的全能性的是卵细胞的细胞质中的物质, B 错误;
C 、过程③进行同步发情处理,是为了为胚胎移入受体提供相同的生理环境, C 错误;
D 、猴子与人类的亲缘关系比小鼠近,与模型小鼠相比,模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物, D 正确。
故选 D 。
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的4个选项中,有2项或2项以上符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
13.人线粒体呼吸链受损,有氧呼吸受阻,可导致代谢物X的积累,由此引发多种疾病。动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。下列有关叙述错误的是( )
A.人线粒体呼吸链受损,此时CO2的产生量大于氧气的消耗量
B.代谢物X为乳酸,过量的积累会导致内环境稳态失调
C.用酶B探究温度对酶活性的影响时,应将底物和酶分别保温再混合
D.代谢物X转化成葡萄糖的途径,有利于机体血糖平衡调节
【答案】AC
【分析】有氧呼吸主要在线粒体中,无氧呼吸在细胞质基质。人线粒体呼吸链受损,会导致有氧呼吸异常。由图可知,丙酮酸在细胞质基质中转化为代谢物X,可以得出X是无氧呼吸的产物乳酸,代谢物X在酶A的作用下和O2反应产生H2O2和丙酮酸,H2O2在酶B的作用下产生H2O和O2,酶B则是过氧化氢酶。
【详解】A、人体无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,所以即使人线粒体呼吸链受损,CO2的产生量也等于氧气的消耗量,A错误;
B、代谢物X为无氧呼吸的产物乳酸,虽然内环境中存在酸碱缓冲对,可以维持内环境的稳态,但是当乳酸过量积累,超过了自身稳态的调节限度,就会导致内环境稳态的失调,B正确;
C、酶B是过氧化氢酶,因为其底物过氧化氢受热易分解,所以不能用其底物过氧化氢和酶B探究温度对酶活性的影响,C错误;
D、代谢物X转化成葡萄糖的途径,可以补充血糖浓度,可以防止血糖浓度过低,有利于机体的血糖平衡调节,D正确。
故选AC。
14.三倍体西瓜是高度不育的,但在无子西瓜果实中偶尔也可能出现少量的种子,其原因是在减数第一次分裂后期同源染色体分离时,有两个染色体组的染色体同时移向细胞的一极,另一个染色体组的染色体移向了细胞的另一极,或者三个染色体组同时移向细胞的一极,从而形成了可育的配子。下列叙述正确的是( )
A.三倍体西瓜产生的可育配子中含有染色体组的数目可能为1、2或3
B.三倍体西瓜产生的后代体细胞中可能含有2、3、4、5或6个染色体组
C.三倍体西瓜的形成过程中发生了染色体数目变异
D.三倍体西瓜杂交产生的后代都能结果并形成种子
【答案】ABC
【分析】无子西瓜的培育的具体方法:(1)用秋水仙素处理幼苗期的普通二倍体西瓜,得到四倍体西瓜;(2)用四倍体西瓜作母本,用二倍体西瓜作父本,杂交,得到含有三个染色体组的西瓜种子。(3)种植三倍体西瓜的种子,这样的三倍体西瓜是开花后是不会立即结果的,还需要授给普通二倍体西瓜的成熟花粉,以刺激三倍体西瓜的子房发育成为果实,这样就会得到三倍体西瓜。
【详解】A、配子中含有染色体组整数倍的染色体时,配子可育,三倍体西瓜产生的可育配子中含有染色体组的数目可能为1、2或3,A正确;
B、雌雄配子结合,三倍体西瓜产生的后代体细胞中可能含有2、3、4、5或6个染色体组,B正确;
C、三倍体西瓜的形成过程中发生了染色体组的增加,C正确;
D、三倍体西瓜减数分裂时,往往形成染色体数不是染色体组整数倍的不可育配子,难以结果并形成种子,D错误。
故选ABC。
15.光质会影响植物的生长发育。有研究发现蓝光会诱导棉花幼苗下胚轴(子叶与根之间)产生向光性。以棉花幼苗为材料进行两组实验:实验一置于黑暗条件下,在下胚轴的一侧分别添加等量的清水、赤霉素(GA)、生长素(IAA);实验二置于单侧蓝光下,在下胚轴向光一侧分别添加等量的清水、GA、IAA,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.生长素发挥作用时需要与细胞内的受体特异性结合
B.实验一可说明棉花幼苗下胚轴弯曲生长不是赤霉素分布不均匀导致的
C.实验二结果说明赤霉素会加剧蓝光引起的下胚轴弯曲程度
D.该实验结果说明蓝光抑制了生长素由向光侧向背光侧的移动
【答案】ABC
【分析】胚芽鞘向光弯曲的原因:单侧光照射使胚芽鞘尖端生长素向背光侧移动,运输到下部的伸长区,造成背光面比向光面生长快,因此出现向光弯曲生长现象,显示出向光性。
【详解】A、生长素作为信息分子,首先要与细胞内的生长素受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应,A正确;
B、由实验一可知,棉花幼苗下胚轴弯曲生长是生长素分布不均匀导致的,而不是赤霉素分布不均匀导致的,B正确;
C、由实验二可知,赤霉素能加剧蓝光引起的下胚轴弯曲程度,C正确;
D、由实验二可知,单侧蓝光下,生长素处理组幼苗下胚轴直立生长,说明蓝光促进了生长素由向光侧向背光侧的移动,D错误。
故选ABC。
16.高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是( )
A.用沸水浴可缩短斐林试剂检测还原糖所需时间
B.蒜不定根长约1cm时放入冰箱冷藏室培养诱导染色体数目加倍
C.将PCR产物和温热的琼脂糖溶液混合后倒入电泳槽,待凝固后接通电源
D.微生物培养基制备时,待培养基冷却至室温时在酒精灯火焰附近倒平板
【答案】AB
【分析】1、糖类中的还原糖如葡萄糖,与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。
2、用低温处理植物的分生组织细胞,主要作用于有丝分裂前期,抑制纺锤体的形成,使染色体不能被拉向细胞两极,从而导致细胞染色体数目加倍。
3、DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可带上正电荷或负电荷。在电场的作用下,这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
【详解】A、斐林试剂与还原糖在常温下也可反应生成砖红色沉淀,只是时间相对较长。沸水浴加热可以缩短反应所需的时间,A正确;
B、将蒜在冰箱冷藏室内(4℃)放置一周,诱导生根。取出后,将蒜放在装满清水的容器上方,让蒜的底部接触水面,于室温(约25℃)进行培养。待蒜长出约1cm长的不定根时,将整个装置放入冰箱冷藏室内,诱导培养48~72h,B正确;
C、根据带分离DNA片段的大小,用电泳缓冲液配置琼脂糖溶液。加热至琼脂糖融化,稍冷却后,加入适量的核酸染料混匀。将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具,并插入合适大小的梳子,以形成加样孔。待凝胶溶液完全凝固后,小心拔出梳子,取出凝胶放入电泳槽内。将电泳缓冲液加入电泳槽中,电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜。将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液混合,在用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内,留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物。接通电源,待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时,停止电泳,取出凝胶。置于紫外灯下观察和照相,C错误;
D、待培养基冷却至50℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板,D错误。
故选AB。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
17.玉米的CO2固定方式与小麦不同,其通过气孔吸收CO2在叶肉细胞叶绿体中PEP羧化酶(该酶能催化PEP固定较低浓度的CO2.比卡尔文循环固定CO2的酶能力约强60倍)作用下生成C4(草酰乙酸),C4经转化酶催化转化为苹果酸进入维管束鞘细胞后经脱羧酶催化脱羧释放CO2,然后进行与小麦相同的CO2同化过程(即卡尔文循环),如下图1所示;图2为玉米和小麦真光合速率随外界CO2浓度变化而变化的曲线图;图3为炎热、干旱环境下玉米和小麦净光合速率随时间变化而变化的曲线图。请回答下列问题:
(1)玉米和小麦对CO2的利用,均在 (填细胞器名称)中进行,玉米细胞内CO2的受体是 ,玉米维管束鞘细胞进行光合作用时需要叶肉细胞提供ATP和NADPH,推测其维管束鞘细胞 (填“无叶绿体”“有无基粒的叶绿体”或“有完整的叶绿体”),维管束内有筛管,可以运输维管束鞘细胞内合成的 (填“淀粉”或“蔗糖”)到植物各处。
(2)图2中表示小麦的曲线是 。
(3)图3中表示玉米的曲线是 ,作出判断的理由有(多选) 。
A.炎热、干旱环境下,中午时刻两种植物的气孔开度均小
B.外界CO2进入叶肉细胞均少
C.玉米能借助PEP羧化酶和PEP固定低浓度的CO2并在维管束鞘细胞中释放CO2
D.玉米维管束鞘细胞中有关酶催化同定CO2的能力强于小麦
(4)某团队利用基因工程技术,将PEP羧化酶基因导入小麦中,检测到转基因小麦叶肉细胞内有较高含量且活性高的PEP羧化酶,将转基因小麦与野生型小麦在低浓度CO2条件下进行光合作用强度对照实验,结果发现两者的光合作用强度无明显差异,参考玉米同化CO2的途径分析不能提高转基因小麦光合作用强度的原因可能是 (合理即可)。
【答案】(1) 叶绿体 C3和C5 有无基粒的叶绿体 蔗糖
(2)B
(3) C ABC
(4)转基因小麦叶肉细胞内缺乏PEP,不能将CO2固定为C4;缺乏转化酶,不能将C4转化为苹果酸;缺乏脱羧酶,不能将苹果酸脱羧释放CO2
【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应:(1)光反应:场所在叶绿体类囊体薄膜,完成水的光解产生NADPH和氧气,以及ATP的合成;(2)暗反应:场所在叶绿体基质中,包括二氧化碳的固定和C3的还原两个阶段。光反应为暗反应C3的还原阶段提供NADPH和ATP。
【详解】(1)CO2被利用的过程是光合作用的暗反应过程,植物进行光合作用的场所是叶绿体,因此玉米和小麦对CO2的利用,均在叶绿体中进行。玉米有C4和C3两条途径固定CO2,C4途径CO2的受体是C3,C3途径CO2的受体是C5,玉米维管束鞘细胞叶绿体不进行光反应,因此玉米维管束鞘细胞含无基粒的叶绿体,维管束内有筛管,可以运输由维管束鞘细胞细胞质基质合成的可溶性蔗糖。
(2)小麦固定CO2的能力比玉米弱,因此能发生光合作用所需的最低CO2浓度比玉米高,横坐标光合作用刚开始时要靠右,因此B表示小麦。
(3)炎热、干旱环境下,中午时刻C3植物和C4植物的气孔开度均小,外界CO2进入叶肉细胞均减少(由于两者的净光合速率在中午时都大于0,因此都需要从外界吸收CO2),而玉米能借助PEP羧化酶固定低浓度的CO2从叶肉细胞“泵入”维管束鞘细胞,使其在中午不减弱光合速率;玉米维管束鞘细胞中催化固定CO2的酶与小麦叶肉细胞中催化固定CO2的酶是一样的,玉米固定能力强的酶是PEP羧化酶,该酶分布在玉米的叶肉细胞内,即玉米在正午时分不会出现午休现象,所以代表玉米的曲线是C,综上分析,ABC符合题意,D不符合题意。
故选D。
(4)某团队利用基因工程技术,将PEP羧化酶基因导入小麦中,检测到转基因小麦叶肉细胞内有较高含量且活性高的PEP羧化酶,将转基因小麦与野生型小麦在低浓度CO2条件下进行光合作用强度对照实验,结果发现两者的光合作用强度无明显差异,推测可能是转基因小麦叶肉细胞内可能缺乏PEP,不能将CO2固定为C4;第二种可能是能生成C4,但C4不能转化为苹果酸;第三种可能是能转化产生苹果酸,但苹果酸不能脱羧释放CO2。
18.神经系统、内分泌系统、免疫系统之间存在着相互调节,通过信息分子构成一个复杂的网络。这些信号分子的分泌出现异常会引发过度的免疫反应,造成机体损伤,结合图示内容回答相关问题:
(1)神经系统、内分泌系统、免疫系统中的信号分子分别有 ,肾上腺皮质激素的分泌增加抑制下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,体现了激素的分泌存在 调节。
(2)除了肾上腺外,受下丘脑、垂体的控制还有 等腺体受内分泌轴的调控,下丘脑还可以通过反射弧控制 (填内分泌细胞)来调节血糖。
(3)在垂体分泌促肾上腺皮质激素方面,促肾上腺皮质激素释放激素和肾上腺皮质激素起到的作用是 ,这些激素的作用特点是 (写出两点)。
(4)科学家想探究促肾上腺皮质激素是否对下丘脑分泌CRH直接进行调节,还是只能通过肾上腺分泌肾上腺皮质激素对下丘脑进行调节进行了如下探究:
①将生理状况相同的正常小鼠随机均分为甲、乙两组,测定两组小鼠血液中 的含量。
②将甲组小鼠 切除,乙组做相同的假手术。向甲、乙两组小鼠注射等量的ACTH。
③在相同且适宜的条件下饲养甲、乙两组小鼠,一段时间后,再次测定并比较激素含量变化。若 ,则促肾上腺皮质激素可对下丘脑分泌CRH直接进行调节。
【答案】(1) 神经递质、激素、免疫活性物质 反馈/负反馈
(2) 甲状腺、性腺 胰岛细胞/胰岛A细胞和胰岛B细胞和A细胞B
(3) 拮抗 通过体液运输、作用于靶器官、靶细胞或作为信使传递信息或微量和高效
(4) 促肾上腺皮质激素释放激素/CRH 肾上腺 甲、乙两组小鼠体内促肾上腺皮质激素释放激素减少量基本相等
【分析】据图分析:下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),ACTH促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素,体现了激素分泌的分级调节;糖皮质激素分泌增多会反过来抑制下丘脑分泌CRH和垂体分泌ACTH,这种调节方式称为反馈调节。
【详解】(1)神经系统、内分泌系统、免疫系统中的信号分子分别有神经递质、激素、免疫活性物质,肾上腺皮质激素的分泌受下丘脑的调控,其分泌量增加反过来抑制下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,体现了激素的分泌存在(负)反馈调节。
(2)除了肾上腺外,甲状腺、性腺等腺体也受内分泌轴的调控,下丘脑还可以通过反射弧控制胰岛细胞分泌胰岛素和胰高血糖素来调控血糖。
(3)在垂体分泌促肾上腺皮质激素方面,促肾上腺皮质激素释放激素起到促进作用,而肾上腺皮质激素起到抑制作用,二者正好相反;激素的作用特点有通过体液运输、作用于靶器官、靶细胞或作为信使传递信息或微量和高效。
(4)实验设计时应该遵循对照原则和单一变量原则,该实验可以通过切除肾上腺来观察促肾上腺皮质激素对下丘脑的作用,所以实验的自变量为是否切除肾上腺,因变量是促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)的含量,实验中的无关变量应该保持相同且适宜。故实验步骤为:
①将生理状况相同的正常小鼠随机均分为甲、乙两组,测定两组小鼠血液中CRH的含量。
②将甲组小鼠肾上腺切除,乙组做相同的假手术。向甲、乙两组小鼠注射等量的ACTH。
③在相同且适宜的条件下饲养甲、乙两组小鼠,一段时间后,再次测定并比较激素含量变化。
若促肾上腺皮质激素可对下丘脑直接调控,是否切除肾上腺对CRH的分泌影响较小,甲、乙两组小鼠体内CRH减少量基本相等。
19.人工湿地是将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地中,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的协同作用对污水、污泥进行处理的一种技术。人工湿地与传统污水处理厂相比,具有投资少、运行成本低等明显优势。回答下列问题:
(1)湿地中的植物种类繁多,其中芦苇属于挺水植物,绿藻属于浮游植物,黑藻属于沉水植物,这一现象体现了群落具有 结构。
(2)生态系统有一定的自我调节能力,但污水过量排放会引起水体富营养化,藻类等浮游生物大量繁殖,引起水体中的溶解氧下降,造成鱼类等死亡,进一步破坏了生态系统稳态,这种调节机制称为 。
(3)污水的处理一般有过滤、沉淀、厌氧发酵、氧化池氧化、脱氮磷等流程。除磷酸盐、硝酸盐之外,对水质的检测指标还可以包括 等。(答出两点即可)
(4)为探究芦苇对该河道不同种类污水的净化作用,某生物研究小组进行了以下实验:从4个不同的地点采集生活污水(1号)、工业污水(2号)、混合污水(3号)、未受污染的池塘水(4号)。
①分别测定4种水样的BOD(即水中有机污染物经微生物分解所需要的氧气量)和总氮含量。
②取等量的上述4种水样,分别加入4个相同的透明玻璃容器中,再将生长状况相同、相等重量的4份芦苇分别放入4个容器中,在相同且适宜的条件下水培15天,定期观察、记录。结果表明芦苇在各种水样中生长良好。
③取经过芦苇处理的4种水样,再次测定其BOD(单位:mg/L)和总氮含量(单位:mg/L),数据整理后如图所示:
根据实验结果分析,4种水样中,有机污染物浓度最高的是 ,综合两图可得出的实验结论是 。
(5)进一步研究发现,水浮莲、水花生、金鱼藻等湿地植物对污水的净化效果与芦苇相似。但在实际操作中,对水浮莲、水花生这类外来入侵物种的应用必须谨慎,以防止它们对当地生态系统造成危害,原因是这些物种 。
【答案】(1)垂直
(2)(正)反馈调节
(3)溶解氧、生化需氧量、微生物含量
(4) 生活污水(1号) 芦苇对污水具有净化作用
(5)适应性强,繁殖率高,如当地缺乏天敌或强有力的竞争者,则容易泛滥成灾(或食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群数量呈J型增长,泛滥成灾)
【分析】反馈调节是指在一个系统中,系统本身的工作效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这样的调节称之为反馈调节。反馈调节分为正反馈调节和负反馈调节。正反馈调节的意义是系统通过正反馈调节,可以使系统趋于稳定,更好发展。负反馈调节的意义是系统通过负反馈调节,破坏了系统的稳定性,从而造成系统崩溃。
【详解】(1)群落的空间结构包括垂直结构和水平结构,挺水植物、浮游植物和沉水植物的分布,体现了生物群落的垂直结构。
(2)藻类等浮游生物大量繁殖,死亡后被微生物分解会引起水体中的溶氧量下降,进一步造成鱼类数量减少,破坏了生态系统的的稳态,这加剧了原来的效果,属于正反馈调节。
(3)对水质的观测指标除上述方法外,还可包括溶解氧、生化需氧量、微生物含量等方面。
(4)分析BOD的变化,4种水样中,有机污染物浓度最高的是生活污水(1号)。从实验结果可以看出,处理后污水的BOD含量都降到与未被污染的河水的BOD含量几乎相同,所以可得出的实验结论是芦苇对污水具有净化作用。
(5)在实际操作中,对水浮莲、水花生这类外来物种的应用必须谨慎,以防止它们对当地生态系统的危害,原因是这些物种适应性强,繁殖率高,如当地缺乏天敌或强有力的竞争者,则容易泛滥成灾(或食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群数量呈J型增长,泛滥成灾)。
20.农业生产中除草剂的有效成分草甘膦能够专一性抑制EPSP合酶的活性,从而使植物体内多种代谢途径受到影响而导致植物死亡。草甘膦没有选择性,它在除掉杂草的同时也会使农作物受损。现以矮牵牛为实验材料,以EPSP合酶基因为目的基因探究利用转基因技术解决这个问题的一种方法:
限制酶名称
识别序列和切割位点
Sau3AI
↓GATC
BamHI
G↓GATCC
EcoRI
G↓AATTC
SmaI
CCC↓GGG
HindII
GTT↓AAC
KpnI
GGTAC↓C
说明:供体DNA中的EPSP基因以β链为转录模板链
(1)某种限制酶是从肺炎链球菌(Steptococcus pneumoniae)的R型菌株中分离出来的第二种限制酶,则命名为 。
(2)综合以上描述,用一句话概括该探究实验的名称: 。
(3)分别选用限制酶 和 处理含有目的基因的DNA和质粒,再用 (填“E.coli DNA连接酶”或“T4 DNA连接酶”)处理并构建重组质粒。
(4)将目的基因导入矮牵牛体细胞内一般采用农杆菌转化法,其中转化是指 。
【答案】(1)SpnRII
(2)探究转入外源EPSP合酶基因能否使矮牵牛抗草甘膦
(3) SmaI、Sau3AI HindII、BamHI T4DNA连接酶
(4)目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程
【分析】转化的概念:目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。限制酶是用生物属名的头一个字母与种加词的头两个字母,组成3个字母的略语,后面标明是该微生物R型菌株中分离出的第二种限制酶
【详解】(1)限制酶是用生物属名的头一个字母与种加词的头两个字母,组成3个字母的略语,后面标明是该微生物R型菌株中分离出的第二种限制酶,即SpnRII。
(2)从题意看该实验属于探究实验,并强调以外源EPSP合酶基因为目的基因对矮牵牛进行转基因操作,探究其能否抗草甘膦。
(3)如图,应将目的基因插到质粒的启动子与终止子之间,为避免反向连接,根据已知目的基固以β链为转录模板链,其3'端应与质粒的启动子端相邻,考虑用同一种限制酶或同尾酶处理质粒和供体DNA的相应部住,同理β链5'端应与质粒的终止子端相邻,考虑用同一种限制酶或同尾酶处理,根据实际情况,都只具备同尾酶可选(注意平末端即同尾),即SmaI、Sau3AI和HindII、BamHI,平末端只能用T4DNA连接酶处理连接,黏性末端两种连接酶都可催化连接。
(4)转化的概念:目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
21.下列有关人类遗传病的检测技术、数据等信息,请分析回答。
(1)液相串联质谱判读(LC-MS/MS)技术可以做到用一滴血样,数分钟内一次分析近百种代谢物,检测35种遗传代谢病,其利用了基因与性状的关系的原理是 。
(2)21三体综合征(DS)可通过对羊水中细胞的染色体数量进行检测,因羊水中存在母体细胞易误诊;用羊水中细胞的21号染色体上的一段特定核苷酸序列(HGD)含量与父母比对,可对DS做出更快速准确的诊断。
胎儿
羊水中细胞HGD相对含量
母亲、父亲体细胞HGD相对含量
A
97%
95%、53%
B
87%
48%、49%
C
65%
51%、0%
注:1.检测含量的误差范围±5%
2.HGD相对含量指检测的21号同源染色体上HGD所在相同位置的核苷酸序列中HGD的占比
表中胎儿最可能为DS的是 ,若是减数分裂导致的,则原因可能是 。
(3)研究发现DS发病主要是基因剂量效应导致,肌张力低下与21号染色体的M/m与D/d两对等位基因有关。当M基因含量超过m基因,且D基因含量不低于d基因时会表现为肌张力低下。肌张力正常的夫妻生育一个孩子表现为肌张力低下(非DS),若丈夫的基因如图1所示,请推测其妻子的基因分布并标注在图2上 :若该夫妻再生育一个非DS孩子,其肌张力正常的概率是 。
【答案】(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(2) C 母亲在形成卵细胞时减数第二次分裂过程姐妹染色单体未分离
(3) 3/4
【分析】1、基因的分离定律的实质:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)液相串联质谱判读技术可以做到用一滴血样,分析近百种代谢物,检测35种遗传代谢病,这些代谢物化学本质不是蛋白质,因此可判断基因与性状的关系为基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
(2)
检测含量的误差范围±5%,据表格数据分析可知,胎儿A母亲体细胞HGD相对含量为95%,说明两条21号染色体上都存在HGD序列,父亲体细胞HGD相对含量为53%,说明一条21号染色体存在HGD序列,另一条染色体不存在,减数分裂时,雌配子中21号染色体存在HGD,存在HGD的雄配子:不存在HGD雄配子=1:1,因此产生胎儿的21号染色体的组成可能为两条存在HGD或一条21号染色体存在HGD序列,另一条染色体不存在,而胎儿A羊水中细胞HGD相对含量为97%,说明胎儿A的21号染色体的组成可能为两条存在HGD;而胎儿B母亲体细胞HGD相对含量为48%,说明一条21号染色体上存在HGD序列,另一条染色体不存在HGD序列,父亲体细胞HGD相对含量为49%,说明一条21号染色体存在HGD序列,另一条染色体不存在HGD序列,减数分裂时,父亲和母亲的产生的配子都是存在HGD的配子:不存在HGD配子=1:1,而胎儿B的羊水中细胞HGD相对含量为87%,说明是由父亲和母亲21号染色体存在HGD序列的雌雄配子发育而来的,21号的两条染色体都存在HGD序列;而胎儿C母亲体细胞HGD相对含量为51%,说明一条21号染色体上存在HGD序列,另一条染色体不存在HGD序列,父亲体细胞HGD相对含量为0%,说明两条21号染色体都不存在HGD序列,减数分裂时,母亲的产生的配子都是存在HGD的配子:不存在HGD配子=1:1,而父亲产生的配子都不存在HGD序列,而胎儿B的羊水中细胞HGD相对含量为65%,说明胎儿C的21号染色体上,有两条都存在HGD序列,而根据父母配子的分析,正常情况下,胎儿C只能一条染色体上存在HGD序列,因此,推测表中胎儿最可能为DS的是C,可能是母亲在形成卵细胞时减数第二次分裂过程姐妹染色单体未分离,导致配子中含有两条21号染色体,且其上都存在HGD序列,与父亲的配子结合,最终形成了的受精卵发育成了胎儿C。
(3)根据题意,DS发病主要是基因剂量效应导致,肌张力低下与21号染色体的M/m与D/d两对等位基因有关。当M基因含量超过m基因,且D基因含量不低于d基因时会表现为肌张力低下,即基因型为MMDd的个体表型就是肌张力低下;根据图示,父本的基因型为Mmdd,要生一个基因型为MMDd的孩子,则母亲的基因型为M-Dd,而根据题意,母亲是正常的,因此母亲的基因型为MmDd,妻子的基因分布标注如图 ;若该夫妻再生育则孩子的基因型及比例为MMDd(肌张力低下):Mmdd(肌张力正常):MmDd(肌张力正常):mmdd(肌张力正常)=1:1:1:1,其肌张力正常的概率是3/4。
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