内容正文:
(能力闯关)识图题30题
一、单选题
1.我国卫生部将猪流感病毒正式命名为甲型H1N1流感病毒,H和N分别指的是病毒表面两大类蛋白质——血细胞凝集素和神经氨酸酶,病毒结构如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.病毒表面的两类蛋白质是在类脂层内合成的
B.该病毒的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中
C.甲型H1N1流感病毒一定含有C、H、O、N、P等化学元素
D.利用高温等常规方法难以杀死甲型H1N1流感病毒
2.如图表示动物某组织细胞膜转运部分物质示意图,与图中信息不相符的是
A.甲侧为细胞外,乙侧为细胞内
B.Na+既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输
C.图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP
D.图示中葡萄糖跨膜运输的方式与细胞吸收甘油的方式相同
3.下图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置,氧气传感器可监测O2浓度的变化,下列叙述错误的是( )
A.该实验可用来探究不同单色光对光合作用强度的影响
B.加入NaHCO3溶液的目的是为了吸收呼吸作用释放的CO2
C.拆去滤光片,单位时间内,氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度
D.若将此装置放在黑暗处,可测定金鱼藻的细胞有氧呼吸强度
4.某二倍体生物(染色体数为2N)染色体上的DNA用3H充分标记,再置于不含3H的培养基中培养.其有丝分裂过程中细胞局部结构变化过程如右图所示。下列有关叙述错误的是
A.图甲中DNA解旋酶可从①进入,与③直接相连的具膜细胞器是内质网
B.图乙所处时期核DNA数:染色单体数:同源染色体对数=4:4:l
C.图丙表示细胞处于有丝分裂末期,其判断依据是核膜正在重新构建
D.若经3H充分标记的细胞经过两次连续的有丝分裂,则子细胞中含3H的染色体数目为N/2
5.(2013·山东·高考真题)将小鼠myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞,细胞分化及肌纤维形成过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.携带myoD基因的载体以协助扩散的方式进入肌肉前体细胞
B.检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否
C.完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维
D.肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变
6.(22-23高三上·山东淄博·阶段练习)苯丙酮尿症(PKU)患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶,不能使苯丙氨酸在体内转化为酪氨酸,苯丙氨酸代谢产生的苯丙酮酸对神经系统造成伤害。PHA基因控制合成苯丙氨酸羟化酶,对某家系成员的PHA基因进行扩增,用RsaⅠ酶切后并电泳,结果如图。下列说法错误的是( )
A.PKU由常染色体上的隐性基因控制
B.功能异常的PHA上有一个RsaⅠ酶切位点
C.双亲再生一个含条带①②孩子的概率为1/4
D.低苯丙氨酸饮食可减轻PKU患者的症状
7.(22-23高三上·湖北武汉·阶段练习)2019年诺贝尔生理学或医学奖授予在低氧感应方面做出贡献的科学家。细胞适应氧气供应变化的分子机制是:当细胞缺氧时,缺氧诱导因子(HIF﹣1α)与芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)结合,调节基因的表达生成促红细胞生成素(EPO,一种促进红细胞生成的蛋白质激素);当氧气充足时,HIF﹣1α羟基化后被蛋白酶降解,调节过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.氧气供应不足时,HIF1α进入细胞核使EPO合成和分泌增加
B.通过抑制脯氨酰羟化酶活性,可增加EPO合成和分泌
C.HIF﹣1α与ARNT结合到DNA上,催化EPO基因转录
D.进入高海拔地区,机体会增加红细胞数量来适应环境变化
8.(19-20高一·全国·单元测试)图甲是某生物细胞中进行遗传信息传递的部分过程,图乙是图甲中④的放大部分,下列有关说法正确的是 ( )
A.该过程可以表示大肠杆菌细胞内进行的转录和翻译过程
B.细胞中B的种类有64种,一种A可以由多种B转运
C.图甲中不同核糖体共同合成一条肽链,提高了翻译的效率
D.由图可知,翻译过程需要mRNA和tRNA两种RNA
9.(18-19高三上·广东中山·期末)羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,导致DNA复制时发生错配(如图)。若一个DNA片段的一个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,下列相关叙述错误的是
A.该片段复制形成的两个DNA分子具有相同的碱基序列
B.该片段复制后的子代DNA分子中碱基A的含量上升
C.该片段指导合成的蛋白质分子结构不一定发生改变
D.在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配
10.(17-18高三上·安徽·阶段练习)小麦的高茎(A)对矮茎(a)为显性,抗病(T)对易感病(t)为显性。如图所示为培育矮茎抗病优良品种的流程,其中高茎抗病亲本植株为纯合子。下列相关叙述,错误的是
A.图中①过程可能会出现两种基因重组
B.图中②过程的原理是植物体细胞的全能性
C.图中③过程常使用秋水仙素处理幼苗
D.图中④过程淘汰的个体也能稳定遗传
11.(15-16高二下·江西新余·期末)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列叙述正确的是
A.杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B.基因pen的自然突变是定向的
C.基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D.野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
12.(2018·河南郑州·一模)如图是外源性致敏原引起哮喘的示意图。当该致敏原再一次进入机体后,肥大细胞释放出组织胺、白三烯等各种过敏介质。图中甲、乙、丙、丁是相关生理过程。下列说法正确的是( )
A.甲过程是体液免疫所特有的,丙过程是由浆细胞完成的
B.乙过程为辅助性T细胞将抗原传递给B细胞,随后B细胞增殖、分化为抗体
C.丁过程只属于体液调节,不属于体液免疫
D.哮喘发生的过程既有体液免疫,也有细胞免疫
13.(2019·四川成都·一模)拟南芥超矮生型突变体有激素合成缺陷型和激素不敏感型两种。研究者以野生型和某种超矮生型变体拟南芥为材料,分别用不同浓度赤霉素和生长素处理,实验结果如下。下列叙述正确的是( )
A.图甲表明,野生型拟南芥的赤霉素浓度始终高于该超矮生型突变体
B.图乙表明,高浓度的生长素对野生型拟南的生长具有抑制作用
C.实验表明,超矮生型突变体细胞表面一定缺乏赤霉素和生长素的受体
D.实验表明,该种超矮生型突变体对赤霉素和生长素不敏感
14.(2019·福建福州·一模)研究人员对陆生型空心莲子草叶片喷施不同浓度的IAA,探究IAA对空心莲子草根系可溶性蛋白质含量的影响,结果如图,下列相关叙述不正确的是( )
A.对照组根系的生命活动也受到IAA调节
B.该实验的因变量是空心莲子草根系中可溶性蛋白质含量
C.对叶片进行不同浓度IAA处理时,需保证喷施天数、每天喷施次数及溶液用量一致
D.在0~100mg·L-1范围内设置更小的浓度梯度,可确定IAA促进根系合成可溶性蛋白质的最适浓度
15.(19-20高三上·福建莆田·阶段练习)如图是特异性免疫的部分过程模式图,相关叙述正确的是( )
A.图中物质Ⅰ和物质Ⅱ都能与病菌特异性结合
B.病菌被细胞A特异性识别并处理后会暴露出它特有的抗原
C.与细胞C相比,细胞D含特有的与分泌物质Ⅱ相关的细胞器
D.细胞A和B在体液免疫和细胞免疫中都发挥作用
16.(2024·湖南长沙·二模)生态学家调查了陇东黄土高原典型草原上芒草(一种优良牧草)在不同放牧强度下种群内各龄级个体数的占比情况,结果如下表。相关叙述错误的是( )
龄级
龄级占比
放牧第6年
放牧第11年
未放牧
轻度放牧
中度放牧
重度放牧
未放牧
轻度放牧
中度放牧
重度放牧
幼年期
30.2
31.3
17.1
28.5
28.4
32.6
33.2
17.2
成年期
10.1
26.4
32.6
40.1
40.2
41.1
25.1
31.3
老年前期
20.5
19.2
21.1
12.1
6.3
22.2
18.2
11.5
老年期
39.2
23.1
29.2
19.3
25.1
4.1
25.5
40.1
A.通过样方法调查种群内各龄级个体数的占比可构建种群的年龄结构
B.放牧对该区域内芒草种群数量变化的影响属于密度制约因素
C.任何放牧强度都不利于芒草种群数量增长
D.随时间的延长,重度放牧下芒草种群年龄结构可能逐渐趋向衰退型
17.(2024·湖北襄阳·三模)下图为某稻田生态系统的碳循环图解,A、B、C代表生态系统成分,数字表示碳的流动。下列叙述正确的是( )
A.①主要指光合作用,联系生物群落与无机环境的关键成分是 B和C
B.C属于分解者,生物群落中的其他生物均可为它提供物质和能量
C.①过程固定的CO2等于⑥+⑦过程释放的CO2即可实现碳中和
D.碳在①②④⑤过程中以 CO2形式传递
18.(23-24高三上·河北秦皇岛·开学考试)堆肥指利用自然界广泛存在的微生物,有控制地促进固体废物中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。下图为堆肥处理时材料内部温度的变化曲线。若要从堆肥材料中筛选出能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,下列相关叙述错误的是( )
A.微生物呼吸作用释放的热量积累,导致堆肥内部温度逐渐升高
B.与a点相比b点时微生物的数量较多,与c点相比b点时微生物种类较多
C.c点时,可对堆肥取样并用角蛋白为唯一氮源的培养基对微生物群进行培养和筛选
D.若采用平板划线法分离微生物,需对取样获得的原液进行适当稀释后再划线
19.(23-24高三下·广东韶关·阶段练习)水蛭是我国的传统中药材,主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构,提高其抗凝血活性。蛋白质工程流程如图所示。下列关于蛋白质工程叙述正确的是( )
A.蛋白质工程是在分子水平上对DNA分子直接进行操作,定向改变分子的结构
B.图中的b为mRNA a为蛋白质,b和a对应的单体序列都是唯一的
C.通过蛋白质工程改造的水蛭蛋白是自然界已有的蛋白质
D.蛋白质工程改造的水蛭蛋白过程中不涉及中心法则
20.(20-21高二下·江苏徐州·期末)6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6PD)有F和S两种类型,分别由一对等位基因XF和XS编码。基因型为XFXS的女性体细胞中的两个X染色体,会有一个随机失活,且这个细胞的后代相应的X染色体均会发生同样的变化。将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理后先进行细胞的原代培养,再对不同的单细胞分别进行单克隆培养。分别对原代培养和单克隆培养的细胞进行G-6PD蛋白电泳检测,结果如图。有关叙述错误的是( )
A.该过程用到的细胞工程技术主要是动物细胞培养
B.用胰蛋白酶处理皮肤组织可使其分散成单个细胞
C.原代培养细胞电泳图有2个条带是因为同时检测了多个细胞
D.单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因不同
二、非选择题
21.(2024·黑龙江吉林·模拟预测)材料一:马铃薯植株下侧叶片合成的有机物通过筛管主要运向块茎贮藏。图1是马铃薯光合作用产物的形成及运输示意图,图2是蔗糖进入筛分子-伴胞复合体的一种模型。
材料二:科研人员以Q9、NB1、G2三个品种的马铃薯为材料,研究不同光周期处理对马铃薯块茎产量的影响,在24h昼夜周期中对马铃薯幼苗分别进行16h(长日照)、12h(中日照)、8h(短日照)三种光照时间处理,保持其他条件相同且适宜,培养一段时间后,发现长日照组叶绿素含量最高,但只有中日照和短日照组有块茎生成,结果如图3。
(1)图1所示的代谢过程中,需要光反应产物参与的过程是 (填图中编号)。为马铃薯叶片提供C18O2,块茎中会出现18O的淀粉,请描述18O转移的路径 (填下列编号并排序)。
①C5 ②C3 ③C18O2 ④18O ⑤淀粉 ⑥碳酸丙糖 ⑦蔗糖
(2)研究发现,叶绿体中淀粉的大量积累可能会导致 (填下列编号)结构被破坏,进而直接影响光反应。保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔导度,使 ,进而抑制暗反应。
①类囊体 ②线粒体 ③叶绿体 ④细胞质膜
(3)图2中乙(SUT1)是一种蔗糖转运蛋白,在成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株中SUT1的表达水平降低,叶片中可溶性糖和淀粉总量 ,最终导致块茎产量 。
(4)图3实验结果表明,单位时间内光周期影响平均单株块茎产量增量最高的实验组是 。
(5)进一步研究表明,在16h光照下,G2无匍匐茎生成,Q9和NB1仅有部分植株产生匍匐茎。下列关于16h光照下没有生成马铃薯块茎的原因可能有______。
A.长日照导致暗反应时间不足,光合速率低
B.马铃薯匍匐茎是块茎形成的必要条件
C.长日照导致马铃薯叶片叶绿素含量下降
D.长日照不利于有机物向块茎运输
22.(2024·吉林·模拟预测)下图1为银杏光反应过程的电子传递示意图,I~IV表示结构,X表示代谢过程,请回答下列问题。
(1)光合色素存在于 (填序号)等结构上,其所吸收的光能将一些光合色素中的高能电子激发出来。这些高能电子经过一系列传递后,进行代谢过程X,这个过程是电子与 结合在酶的催化下形成NADPH。
(2)为探究大气CO2浓度上升对银杏叶片光反应的影响,研究人员将银杏分别置于CO2浓度为700μmol.mol-1(实验组)和370μmol.mol-1(对照组)的气室中培养。在第1生长季(0~100天)和第2生长季(360~450天),测定银杏叶片净光合速率和叶绿素含量的变化,分别如图2、图3所示。
在第1生长季的前20天,银杏叶片净光合速率增加的原因是 。叶绿素含量不是限制第2生长季银杏叶片净光合速率的主要因素,理由是 。
(3)若以番茄为实验材料,要提高温室番茄产量,科研人员研究温室补光情况对番茄净光合速率Pn的影响,实验结果如下图所示。
注:本实验红蓝复合光与蓝光的比例为7:3
①根据上图实验结果分析,与对照组对比,补红蓝复合光、补蓝光和补红光均能提高番茄植株的净光合速率,其原因为 ,补红蓝复合光、补蓝光和补红光均能提高吸收的光的总量,从而提高净光合速率。
②为提高温室番茄产量,某研究者据上图分析,认为“每日补照4h红蓝复合光”为最佳补光方案,写出该方案的合理与局限之处: 。
23.(2024·安徽安庆·三模)玉米是我国第一大粮食作物,有较高的经济价值。矮化玉米株型紧凑、通风透光,适合密植,可有效减少玉米倒伏,提高玉米产量。现利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变野生型玉米(WT)获得玉米矮化突变体,并通过连续自交得到纯合体,即为突变体A5。现将A5与WT杂交获得F1,F1自交得到F2,其中部分个体相关基因的电泳结果如图所示(已知其中一个基因可被限制酶切割成两个不同长度的片段)。回答下列问题。
(1)玉米为单性花,杂交育种时的操作流程是 。与杂交育种相比,理论上能更快获得A5的育种方法是 。
(2)据题可知,突变型为 性状。理论上,F2个体在电泳时能产生Ⅲ带型的数量比例是 。
(3)研究发现,突变基因位于2号染色体上。科研人员推测2号染色体上已知的三个突变基因可能与突变性状出现有关。这三个突变基因中碱基发生的变化如下表所示。
突变基因
A
B
D
碱基变化
C→CG
C→T
CTT→C
蛋白质
与野生型分子结构无差异
与野生型有一个氨基酸不同
长度比野生型明显变短
由上表推测,该基因A突变 (填“会”或“不会”)导致突变性状,可能原因是基因A的突变没有发生在 序列。基因D突变使蛋白质长度明显变短,这是由基因D的突变导致 造成的。
(4)玉米非糯性基因(W)对糯性基因(w)是显性,W-和w-表示该基因所在染色体发生部分缺失(缺失区段不包括W和w基因),缺失不影响减数分裂过程。染色体缺失的花粉不育,而染色体缺失的雌配子可育。现有基因型分别为WW、Ww、ww、WW-、W-w、ww-的6种玉米植株,通过测交实验可验证“染色体缺失的花粉不育,而染色体缺失的雌配子可育”的结论,写出测交亲本组合的基因型: 。
24.(2024·吉林长春·模拟预测)“游裙水满绿苹洲,上已微寒懒出游。薄幕蛙声连晓闹,今年田稻十分秋。”雄性不育是水稻育种过程中的重要性状,研究者在不同水稻品种中鉴定出A基因和B基因,它们都是调控光周期敏感性的雄性育性基因,负责在花药发育过程中将糖由叶片运往花药。回答下列问题:
(1)雄性不育水稻花粉不育,在杂交过程中只能作为 ,其在杂交操作过程中的优势是 。
(2)研究发现,水稻A基因主要在长日照条件下表达。经检测,aa突变体在长日照和短日照条件下的花粉存活情况如图1所示。由图1可知,aa突变体在不同日照条件下的花粉育性表现为 。
(3)水稻B基因主要在短日照条件下表达,A基因和B基因独立发挥作用,bb突变体的花粉存活情况如图2。
为探究A和B是否位于同1对同源染色体上,研究者进行实验:
步骤1:aa突变体和bb突变体杂交得F1;
步骤2:F1自交获得F2;
步骤3:将F2随机均分为2组,分别在长日照和短日照条件下培养,统计花粉育性情况(不考虑互换)。
①若A和B位于1对同源染色体上,F2的表型及比例是 ;
②若A和B位于2对同源染色体上,F2的表型及比例是 ;
用上述实验方法 (填“能”或“不能”)确定A和B的位置关系。
25.(2024·黑龙江吉林·模拟预测)醛固酮(ALD)是重要的盐皮质激素,具有保钠排钾及维持细胞外液渗透压相对稳定的作用。其保钠的作用机理如图所示。回答下列问题:
(1)当细胞外液量减少及血钠含量降低时,醛固酮的分泌量会 (填“增加”或“减少”)。醛固酮对血钠平衡的调节过程存在 (填“正”或“负”)反馈调节。
(2)醛固酮一般只能作用于肾小管和集合管细胞,原因是 。结合下图,推测醛固酮与相关受体结合后,调控相关基因的表达,促使肾小管上皮细胞膜上的 ,使其对Na+的通透性增强;促进细胞呼吸为 提供更多能量,进而促进Na+运出肾小管上皮细胞到达细胞外液。
(3)醛固酮会引起心肌纤维化(MF)。为探究氧化苦参碱(OMT)对醛固酮诱导的大鼠心肌纤维化的作用,某研究小组选取40只生理状态一致的健康雄鼠并将其均分为4组,每天进行相关处理,连续4周。相关处理和实验结果如下表所示。
组别
对照组
模型组
低剂量(25mg/kg)OMT组
高剂量(50mg/kg)OMT组
处理方案
不作处理
皮下注射含适量ALD的生理盐水,服用高钠盐水
a
b
实验结果
心肌纤维正常
心肌纤维排列紊乱,溶解坏死
症状减轻
症状略微减轻
处理方案b是指 。
(4)该研究小组对4周时大鼠心肌细胞中的信号蛋白(Jagged-1和Notch-1)的表达水平进行了检测,结果如下图:
据图推测,OMT缓解心肌纤维化的机理是 。
26.(2024·辽宁大连·三模)科研工作者以某品种春玉米为试验材料,研究氮肥施用量对玉米光合作用关键酶活性、光合速率及产量的影响,部分实验结果如图。回答下列问题:
(1)氮是植物需求量较大的矿质元素,它是细胞中 (写出2种生物大分子)的组成元素。农田施肥的同时,往往需要适当浇水的原因是 。
(2)RuBP羧化酶催化CO2固定,其作用的场所是 。灌浆期与蜡熟期的净光合速率对产量起决定性作用,据图分析N2组这两个时期 ,有助于产量的提高。
(3)拔节期和蜡熟期降水量比常年少,土壤含水量降低,研究发现这两个发育时期细胞中可溶性糖含量随施氮量的增加而增加。据此推测,施氮有利于植物适应干旱环境的原因是 。
(4)多种植物激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。在细胞分裂时, 主要促进细胞质的分裂;在果实发育过程中,植物激素含量的变化,体现不同种激素的调节往往出现 。
27.(2024·辽宁大连·三模)如图是某人工湿地生态系统中各营养级间的能量流动关系简图,相关数值用有机物干物质量表示(单位:km-2·a-1)。请据图分析下列问题:
(1)湿地中从岸边到中央区域,生物分布也有明显差异,这体现了群落的 结构,湿地中生物有序分布的意义是 。从生态系统组成成分的角度分析,湿地中浮游动物可以作为 。
(2)若该湿地在相同环境及养殖条件下,鱼虾总投放量不变,增加食鱼性鱼类的投放比例,则小型鱼虾类的产量将 (填“升高”“不变”或“降低”)。小型鱼的能量只有1.2%传递给食鱼性鱼类,该数据不在10%~20%这一范围,据图分析,最可能的原因 。由此可知,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的 ,否则容易导致湿地生态系统稳定性下降。
(3)湿地生态系统中存在两类食物链,一种是通过生物间捕食关系形成的捕食食物链,还有一种是以死亡生物或有机碎屑为起点的腐生食物链,使能量有效地被人们利用,其原因除了实现对能量的多级利用外,让能量更多地流向对 ,二者同时存在,各有侧重。植物直接流入浮游动物的能量仅占浮游动物总能量的 %(保留小数点后两位),这说明 食物链在湿地生态系统能量流动中起更重要作用、生态系统能量流动具有 的特点。
28.(2024·湖南长沙·二模)滨海湿地是鹭科鸟类赖以生存的栖息地,少数白鹭会留下过冬。由于气候变化等影响,某滨海湿地的生存环境持续恶化、生物多样性明显下降。为保护鹭科鸟类,某地开展了湿地红树林修复工程。研究人员调查了该修复区不同潮位时鹭科鸟类的分布情况(结果如下表所示),并统计了修复前后鹭科鸟类的数量(结果如图所示),回答下列问题。
物种
名低潮位/只次
高潮位/只次
潮滩
养殖塘
红树林
高潮裸地
栈道堤岸
养殖塘
红树林
白鹭
1320
9
6
187
113
8
576
大白鹭
192
0
19
5
18
3
318
其他鹭科鸟类
31
0
5
9
1
1
83
(1)涨潮时,大部分潮滩被海水淹没,仅有小部分高潮裸地。据表分析,不同潮位时,鹭科鸟类分布的主要生境是 。
(2)导致该地鹭科鸟类种群密度随季节变化的主要数量特征是 。开展湿地红树林修复工程后,鹭科鸟类种群数量变化的原因主要包括以下几个方面:①红树林生态修复改善了土壤条件,增加了鱼类、甲壳类及多种底栖动物的多样性,为鹭科鸟类的生存提供了 ;②修复区内红树林密集成林以及海水的阻隔,使潮位降低,潮滩面积增大,为鹭科鸟类的生存提供了 。
(3)滨海湿地红树林生态修复后,防风消浪、促淤固堤的作用明显提升,形成了独特的公园景观,这体现了生物多样性的 价值。该滨海湿地红树林生态修复工程的实例说明,人类活动可以 。
29.(23-24高三下·广东韶关·阶段练习)习近平总书记在参加十四届全国人大一次会议江苏代表团审议时强调,"农业强国是社会主义现代化强国的根基,推进农业现代化是实现高质量发展的必然要求”。目前,资源要素投入对粮食产量提升的驱动力明显减弱,亟须转基因等前沿技术新突破为保障粮食安全注入新动能。2023年,我国转基因大豆、转基因玉米的产业化试点已进一步扩大。如图1、2所示是转抗草甘膦基因—cp4-epsps大豆培育时利用的质粒和目的基因。回答下列问题:
(1))已知质粒与含抗除草剂基因的DNA片段中限制酶的切割位点如图所示,处理质粒和目的基因时选用的限制酶为 ;构建重组质粒还需要 酶;质粒中的抗性基因可用于 。
(2)若需要用PCR技术扩增抗除草剂基因,此过程需要用到 酶。连续扩增循环2次,需要的引物数为 个;延伸子链从引物的 端延伸。
(3)将重组质粒导入大豆体细胞常用 法。筛选出转化成功的细胞后进行植物组织培养时,在不同时期使用的培养基存在差异,不同培养基最大的区别是 。
(4)写出检验转基因抗除草剂大豆抗除草剂效果的详细实验思路 。
30.(2024·安徽安庆·三模)巢式PCR是一种特殊的聚合酶链式反应,使用两组不同的引物实现对目标DNA片段的扩增。第一组外引物大小为25bp,复性温度较高(68℃),扩增后得到中间产物;第二组内引物大小为17bp,复性温度较低(46℃),内引物的结合部位在中间产物内部。具体过程如图一所示,回答下列问题。
(1)巢式PCR反应体系中除模板、引物、Mg2+外,还应加入 (答出两点即可)等。
(2)巢式PCR时,复性温度与引物长度成 (填“正相关”或“负相关”)。若使用外引物进行第一次PCR扩增时产生了错误片段,则使用内引物进行第二次PCR扩增时,完成配对并扩增的概率会 。由此可知,巢式PCR相较于常规PCR具有的优点是 。
(3)家畜胚胎的性别鉴定技术对畜牧业的发展具有重要意义。科研人员利用多重巢式PCR技术同时扩增奶牛Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSN1S1),进行早期胚胎性别鉴定和胚胎移植,获得高产奶牛。
实验目的
方法步骤要点
囊胚样品DNA提取
选取滋养层细胞提取DNA
PCR引物的设计和合成
根据牛的SRY和CSN1S1基因序列设计并合成a___________对引物
PCR扩增
预变性→变性→复性→延伸
鉴定分析
采用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行鉴定,确定胚胎性别
b___________
对受体奶牛注射前列腺素
胚胎移植
将符合要求的胚胎移植到受体奶牛的子宫内
①请将上表内容补充完整:a是 ;b是 。
②巢式PCR产物鉴定结果如图二所示,1~5号为取自不同胚胎的DNA样品,其中符合要求的胚胎是 。
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(能力闯关)识图题30题
一、单选题
1(10-11高三·陕西西安·阶段练习)我国卫生部将猪流感病毒正式命名为甲型H1N1流感病毒,H和N分别指的是病毒表面两大类蛋白质——血细胞凝集素和神经氨酸酶,病毒结构如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.病毒表面的两类蛋白质是在类脂层内合成的
B.该病毒的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中
C.甲型H1N1流感病毒一定含有C、H、O、N、P等化学元素
D.利用高温等常规方法难以杀死甲型H1N1流感病毒
【答案】C
【详解】A、病毒不具有完整的细胞结构,必须寄生在活细胞中,其蛋白质是在宿主的核糖体上合成的,A项错误;
B、该病毒为RNA病毒,遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中,B项错误;
C、该病毒含有蛋白质和RNA,一定含有C、H、O、N、P等化学元素,这C项正确;
D、高温等常规方法可以杀灭该病毒,D项错误。
故选C。
2.如图表示动物某组织细胞膜转运部分物质示意图,与图中信息不相符的是
A.甲侧为细胞外,乙侧为细胞内
B.Na+既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输
C.图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP
D.图示中葡萄糖跨膜运输的方式与细胞吸收甘油的方式相同
【答案】D
【分析】据图分析,钠离子细胞外高于细胞内,所以甲侧为细胞外,乙侧为细胞内。
【详解】A、据图分析,钠离子细胞外高于细胞内,所以甲侧为细胞外,乙侧为细胞内,A正确;
B、从图中可以看出,钠离子进入细胞,顺浓度梯度运输,主动运输运出细胞,即可逆浓度梯度运输,B正确;
C、图中葡萄糖的运输,需要载体,由钠离子驱动,没有ATP参与,可能是协助扩散,C正确;
D、细胞吸收甘油的方式是自由扩散,D错误。
故选D。
3.下图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置,氧气传感器可监测O2浓度的变化,下列叙述错误的是( )
A.该实验可用来探究不同单色光对光合作用强度的影响
B.加入NaHCO3溶液的目的是为了吸收呼吸作用释放的CO2
C.拆去滤光片,单位时间内,氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度
D.若将此装置放在黑暗处,可测定金鱼藻的细胞有氧呼吸强度
【答案】B
【分析】1、温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【详解】A、该实验的自变量是不同单色光,因变量是释放的O2浓度(代表光合作用强度),故实目的探究不同单色光对光合作用强度的影响,A正确;
B、加入NaHCO3溶液是为了提供光合作用吸收的CO2,B错误;
C、相同条件下,白光下比单色光下的光合作用要强,因此拆去滤光片,单位时间内,氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度,C正确;
D、若将此装置放在黑暗处,可测定金鱼藻的呼吸作用强度,D正确。
故选B。
4.某二倍体生物(染色体数为2N)染色体上的DNA用3H充分标记,再置于不含3H的培养基中培养.其有丝分裂过程中细胞局部结构变化过程如右图所示。下列有关叙述错误的是
A.图甲中DNA解旋酶可从①进入,与③直接相连的具膜细胞器是内质网
B.图乙所处时期核DNA数:染色单体数:同源染色体对数=4:4:l
C.图丙表示细胞处于有丝分裂末期,其判断依据是核膜正在重新构建
D.若经3H充分标记的细胞经过两次连续的有丝分裂,则子细胞中含3H的染色体数目为N/2
【答案】D
【详解】A、试题分析:DNA复制需要的解旋酶和DNA聚合酶是由细胞质中的核糖体合成的,并通过①核孔运入细胞核参与DNA的复制,内质网内连③核膜、外连细胞膜,故A正确;
B、图乙中核膜逐渐解体,出现④染色体,应该为有丝分裂前期,在该时期时,一条染色体上有两个DNA分子、2条染色单体,因此细胞中DNA数:染色单体数:染色体数:同源染色体对数=4:4:2:1,故B正确;
C、图丙中核膜小泡逐渐融合变成核膜,且染色体逐渐解旋变细为染色质,故该图表示有丝分裂末期,故C正确;
D、DNA分子的复制是半保留复制,第一次复制后的每个DNA分子中有一条链含3H。则第一次有丝分裂后所形成的子细胞中,含3H的染色体数均为2N,但每条染色体的DNA分子的两条链均为杂合(3H1H);继续在无放射性的培养基中培养时,由于DNA的半保留复制,每条染色体的一条染色单体上DNA分子的两条链为杂合的3H1H,另一条染色单体上DNA分子的两条链为纯合的1H1H,即一半染色单体含放射性,但有丝分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体成为子染色体后,子染色体的分离具有随机性,因此,含3H的染色体数进入同一个子细胞的数量为0~2N,故D错误。
故选D。
5.(2013·山东·高考真题)将小鼠myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞,细胞分化及肌纤维形成过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.携带myoD基因的载体以协助扩散的方式进入肌肉前体细胞
B.检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否
C.完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维
D.肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变
【答案】D
【详解】大分子物质不能通过跨膜运输进入细胞,携带myoD基因的载体进入细胞常用显微注射法,A选项错;分化是细胞的基因选择性表达的结果,但核糖体是细胞共同具有的结构,检测核糖体蛋白基因是否表达不能确定细胞是否已分化,B选项错;完成分化的肌肉细胞不再进行有丝分裂,而是通过形态、结构和功能的改变形成肌纤维,C选项错;肌肉前体细胞具有分裂能力,在受到电离辐射时比不分裂的细胞更容易发生癌变,D正确。
6.(22-23高三上·山东淄博·阶段练习)苯丙酮尿症(PKU)患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶,不能使苯丙氨酸在体内转化为酪氨酸,苯丙氨酸代谢产生的苯丙酮酸对神经系统造成伤害。PHA基因控制合成苯丙氨酸羟化酶,对某家系成员的PHA基因进行扩增,用RsaⅠ酶切后并电泳,结果如图。下列说法错误的是( )
A.PKU由常染色体上的隐性基因控制
B.功能异常的PHA上有一个RsaⅠ酶切位点
C.双亲再生一个含条带①②孩子的概率为1/4
D.低苯丙氨酸饮食可减轻PKU患者的症状
【答案】C
【分析】人类的苯丙酮尿症是一种单基因遗传病,患病的原因之一是患者体内苯丙氨酸羟化酶基因发生了改变,患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶,不能使苯丙氨酸在体内转化为酪氨酸。
【详解】A、父亲和母亲的 两个PHA基因,其中一个被RsaⅠ酶切成两个片段36kb和120kb,另一个没被切的PHA基因的长度为156kb,所以父亲和母亲是表现正常的携带者,他们的女儿是PKU患者,有两个致病基因,所以PKU由常染色体上的隐性基因控制,A正确;
B、功能异常的PHA被RsaⅠ酶切成两个片段,说明有一个RsaⅠ酶切位点,B正确;
C、父亲和母亲是表现正常的携带者,双亲再生一个含条带①②孩子(隐性纯合子和杂合子)的概率为3/4,C错误;
D、苯丙酮尿症(PKU)患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶,不能使苯丙氨酸在体内转化为酪氨酸,苯丙氨酸代谢产生的苯丙酮酸对神经系统造成伤害。所以饮食上减少苯丙氨酸的摄入,可减轻PKU患者的症状,D正确。
故选C。
7.(22-23高三上·湖北武汉·阶段练习)2019年诺贝尔生理学或医学奖授予在低氧感应方面做出贡献的科学家。细胞适应氧气供应变化的分子机制是:当细胞缺氧时,缺氧诱导因子(HIF﹣1α)与芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)结合,调节基因的表达生成促红细胞生成素(EPO,一种促进红细胞生成的蛋白质激素);当氧气充足时,HIF﹣1α羟基化后被蛋白酶降解,调节过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.氧气供应不足时,HIF1α进入细胞核使EPO合成和分泌增加
B.通过抑制脯氨酰羟化酶活性,可增加EPO合成和分泌
C.HIF﹣1α与ARNT结合到DNA上,催化EPO基因转录
D.进入高海拔地区,机体会增加红细胞数量来适应环境变化
【答案】C
【分析】 基因的表达:①转录:以DNA为模板,通过碱基互补配对原则,在RNA聚合酶的作用下合成mRNA;②翻译:以mRNA为模板,在核糖体的参与和酶的催化作用下,合成多肽链。
【详解】A、当细胞缺氧时,HIF1α进入细胞核与芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)结合,调节基因的表达生成促红细胞生成素,A正确;
B、HIF﹣1α羟基化后被蛋白酶降解,通过抑制脯氨酰羟化酶活性,可抑制HIF﹣1α的分解,从而增加EPO合成和分泌,B正确;
C、HIF﹣1α与ARNT不是酶,不能起到催化作用,C错误;
D、根据题意可知,当细胞缺氧时,会促进EPO的生成,从而促进红细胞生成,因此进入高海拔地区,机体会增加红细胞数量来适应环境变化,D正确。
故选C。
8.(19-20高一·全国·单元测试)图甲是某生物细胞中进行遗传信息传递的部分过程,图乙是图甲中④的放大部分,下列有关说法正确的是 ( )
A.该过程可以表示大肠杆菌细胞内进行的转录和翻译过程
B.细胞中B的种类有64种,一种A可以由多种B转运
C.图甲中不同核糖体共同合成一条肽链,提高了翻译的效率
D.由图可知,翻译过程需要mRNA和tRNA两种RNA
【答案】A
【分析】分析甲图:甲图表示大肠杆菌细胞中遗传信息的转录和翻译过程,其中①是DNA的一条链;②是DNA的另一条链,作为转录的模板;③是翻译形成的肽链;④是核糖体。
分析乙图:乙图为图甲中④的放大图,其中A是氨基酸,B是tRNA,C为mRNA,作为翻译的模板,D是核糖体。
【详解】A、大肠杆菌是原核细胞,转录和翻译可以同时进行,A正确;
B、B表示tRNA,细胞中共有61种,B错误;
C、翻译时多个核糖体同时合成多条相同肽链,提高了翻译的效率,C错误;
D、核糖体是翻译的场所,核糖体由rRNA和蛋白质构成,所以翻译需要mRNA、tRNA和rRNA三种RNA,D错误。
故选A。
9.(18-19高三上·广东中山·期末)羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,导致DNA复制时发生错配(如图)。若一个DNA片段的一个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,下列相关叙述错误的是
A.该片段复制形成的两个DNA分子具有相同的碱基序列
B.该片段复制后的子代DNA分子中碱基A的含量上升
C.该片段指导合成的蛋白质分子结构不一定发生改变
D.在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配
【答案】A
【详解】同一条链上的一个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,根据DNA半保留复制可知,该片段复制后的子代DNA分子中,有一半DNA分子上的碱基序列会发生改变,A错误;错配导致羟化胞嘧啶与腺嘌呤互补配对,所以子代 DNA 分子中碱基 A 的含量会上升,B正确;碱基对的变化若发生在基因的非编码区或者编码区的内含子序列内都不能转录为 mRNA, 编码区即使转录出 mRNA ,由于密码子的简并性也不一定引起氨基酸序列的变化, 因此该片段指导合成的蛋白质分子结构不一定发生改变,C正确;核DNA与质DNA都能复制,所以均可能发生如图所示的错配,D正确。
10.(17-18高三上·安徽·阶段练习)小麦的高茎(A)对矮茎(a)为显性,抗病(T)对易感病(t)为显性。如图所示为培育矮茎抗病优良品种的流程,其中高茎抗病亲本植株为纯合子。下列相关叙述,错误的是
A.图中①过程可能会出现两种基因重组
B.图中②过程的原理是植物体细胞的全能性
C.图中③过程常使用秋水仙素处理幼苗
D.图中④过程淘汰的个体也能稳定遗传
【答案】B
【详解】A、过程①是减数分裂形成雄配子的过程,其原理是基因重组,会出现A与T、a与t,或者A与t、a与T两种重组,A正确;
B、图中②过程的原理是植物生殖细胞的全能性,B错误;
C、图中③过程常使用秋水仙素处理幼苗,使其染色体加倍,变成可育植株,C正确;
D、图中④过程得到的个体均为纯合子,都能稳定遗传,D正确。
故选B。
11.(15-16高二下·江西新余·期末)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列叙述正确的是
A.杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B.基因pen的自然突变是定向的
C.基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D.野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
【答案】C
【详解】图中显示,基因pen突变后形成的抗药靶位点不再与杀虫剂结合,导致杀虫剂进入靶细胞的量明显减少,A错误;基因突变是不定向的,B错误;基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料,是生物变异的根本来源,C正确;野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间不存在生殖隔离,仍属于同一物种,D错误。
12.(2018·河南郑州·一模)如图是外源性致敏原引起哮喘的示意图。当该致敏原再一次进入机体后,肥大细胞释放出组织胺、白三烯等各种过敏介质。图中甲、乙、丙、丁是相关生理过程。下列说法正确的是( )
A.甲过程是体液免疫所特有的,丙过程是由浆细胞完成的
B.乙过程为辅助性T细胞将抗原传递给B细胞,随后B细胞增殖、分化为抗体
C.丁过程只属于体液调节,不属于体液免疫
D.哮喘发生的过程既有体液免疫,也有细胞免疫
【答案】C
【分析】据图分析,甲表示吞噬细胞吞噬、处理病原体并呈递抗原的过程,乙表示辅助性T细胞分泌细胞因子作用于B细胞的过程,丙表示B细胞增殖分化形成浆细胞并分泌抗体的过程;然后抗体吸附在肥大细胞表面,当过敏原再与抗体结合时导致肥大细胞释放组织胺、白三烯等各种过敏介质。
【详解】A、甲过程是吞噬细胞摄取处理病原体并呈递抗原的过程,是体液免疫和细胞免疫共有的,抗体是由浆细胞产生的,丙过程有浆细胞的参与,A错误;
B、乙过程到丙过程为受刺激的辅助性T细胞产生细胞因子,细胞因子作用于受抗原刺激的B细胞,B细胞增殖、分化产生浆细胞和记忆B细胞,只有浆细胞产生抗体,B错误;
C、丁过程是组织胺、白三烯等通过体液运输作用于组织细胞,只属于体液调节,且此过程没有由抗原刺激和细胞因子作用引起的B细胞的增殖、分化,不属于体液免疫,C正确;
D、据图分析可知,哮喘发生的过程是抗体吸附于肥大细胞表面导致分泌过敏介质而引起的,属于体液免疫,没有细胞免疫,D错误。
故选C。
13.(2019·四川成都·一模)拟南芥超矮生型突变体有激素合成缺陷型和激素不敏感型两种。研究者以野生型和某种超矮生型变体拟南芥为材料,分别用不同浓度赤霉素和生长素处理,实验结果如下。下列叙述正确的是( )
A.图甲表明,野生型拟南芥的赤霉素浓度始终高于该超矮生型突变体
B.图乙表明,高浓度的生长素对野生型拟南的生长具有抑制作用
C.实验表明,超矮生型突变体细胞表面一定缺乏赤霉素和生长素的受体
D.实验表明,该种超矮生型突变体对赤霉素和生长素不敏感
【答案】D
【解析】分析图甲、乙可推知,赤霉素和生长素都可以促进正常拟南芥的生长;如果激素对拟南芥作用后,拟南芥生长有所改变,说明是激素合成缺陷型突变体,如果拟南芥生长没有改变,说明是激素不敏感型。
【详解】A、从甲图中看不出野生型和突变型的赤霉素浓度,A错误;
B、图乙结果表明,较高浓度生长素对野生型拟南芥茎生长的促进作用减弱,而不是抑制作用,B错误;
C、实验表明,赤霉素和生长素对于超矮生型突变体作用不大,但不能说明其细胞表面一定缺乏赤霉素和生长素的受体,也可能是受体异常导致的,C错误;
D、实验结果表明,赤霉素和生长素处理超矮生型突变体后均不起作用,故该超矮生拟南芥品种属于激素不敏感型突变体,D正确。
故选 D。
14.(2019·福建福州·一模)研究人员对陆生型空心莲子草叶片喷施不同浓度的IAA,探究IAA对空心莲子草根系可溶性蛋白质含量的影响,结果如图,下列相关叙述不正确的是( )
A.对照组根系的生命活动也受到IAA调节
B.该实验的因变量是空心莲子草根系中可溶性蛋白质含量
C.对叶片进行不同浓度IAA处理时,需保证喷施天数、每天喷施次数及溶液用量一致
D.在0~100mg·L-1范围内设置更小的浓度梯度,可确定IAA促进根系合成可溶性蛋白质的最适浓度
【答案】D
【分析】生长素的作用具有两重性,低浓度促进生长,高浓度抑制生长,并且在促进生长的浓度中存在一个最适浓度。
【详解】A、据图可知,对照组随着生长天数的增加可溶性蛋白质含量增加,可推测植物自身也会产生IAA影响根系的生命活动,A正确;
B、该实验的因变量是空心莲子草根系中可溶性蛋白质的含量,B正确;
C、根据等量原则,对叶片进行不同浓度IAA处理时,喷施天数、每天喷施次数及溶液用量等无关变量需保持一致,C正确;
D、据图可知,在0~100mg·L-1范围内,随IAA浓度增加,空心莲子草根系可溶性蛋白质含量增加,因此促进根系合成可溶性蛋白质的最适浓度可能大于100mg·L-1,D错误。
故选D。
15.(19-20高三上·福建莆田·阶段练习)如图是特异性免疫的部分过程模式图,相关叙述正确的是( )
A.图中物质Ⅰ和物质Ⅱ都能与病菌特异性结合
B.病菌被细胞A特异性识别并处理后会暴露出它特有的抗原
C.与细胞C相比,细胞D含特有的与分泌物质Ⅱ相关的细胞器
D.细胞A和B在体液免疫和细胞免疫中都发挥作用
【答案】D
【分析】根据题意和图示分析可知:该过程表示体液免疫的过程,图中细胞A表示吞噬细胞,细胞B为T细胞,细胞C为B细胞,细胞D为浆细胞,物质Ⅰ为淋巴因子,物质Ⅱ为抗体。
【详解】A、物质Ⅰ为淋巴因子,物质Ⅱ为抗体,淋巴因子不能与病菌特异性结合,A错误;
B、细胞A为吞噬细胞能识别大多数病菌,无特异性识别作用,B错误;
C、细胞D与分泌物质Ⅱ抗体相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体,这些细胞器在细胞C中都具有,C错误;
D、细胞A表示吞噬细胞,细胞B为T细胞,在体液免疫和细胞免疫中都发挥作用,D正确;
故选D。
16.(2024·湖南长沙·二模)生态学家调查了陇东黄土高原典型草原上芒草(一种优良牧草)在不同放牧强度下种群内各龄级个体数的占比情况,结果如下表。相关叙述错误的是( )
龄级
龄级占比
放牧第6年
放牧第11年
未放牧
轻度放牧
中度放牧
重度放牧
未放牧
轻度放牧
中度放牧
重度放牧
幼年期
30.2
31.3
17.1
28.5
28.4
32.6
33.2
17.2
成年期
10.1
26.4
32.6
40.1
40.2
41.1
25.1
31.3
老年前期
20.5
19.2
21.1
12.1
6.3
22.2
18.2
11.5
老年期
39.2
23.1
29.2
19.3
25.1
4.1
25.5
40.1
A.通过样方法调查种群内各龄级个体数的占比可构建种群的年龄结构
B.放牧对该区域内芒草种群数量变化的影响属于密度制约因素
C.任何放牧强度都不利于芒草种群数量增长
D.随时间的延长,重度放牧下芒草种群年龄结构可能逐渐趋向衰退型
【答案】C
【分析】从表格中的数据可以看出,随着放牧强度的增加,芒草种群内各年龄级个体数的占比会发生变化。
【详解】A、通过样方法调查种群内各龄级个体数的占比确实可以构建种群的年龄结构,因为年龄结构是种群按不同年龄段个体数量分布的特征,A正确;
B、放牧强度影响的是芒草种群在一定空间内的生存与繁殖,属于环境因素中的密度制约因素,因为它与种群密度有直接关系,B正确;
C、从表格中的数据可以看出,轻度放牧可淘汰老年期个体,促进种群更新,C错误;
D、表格数据显示,在重度放牧条件下,随着时间推移(从第6年到第11年),幼年期个体占比显著降低,而老年期个体占比显著升高,这种趋势表明种群的更新能力减弱,老龄个体增多,种群年龄结构逐渐趋向衰退,D正确。
故选C。
17.(2024·湖北襄阳·三模)下图为某稻田生态系统的碳循环图解,A、B、C代表生态系统成分,数字表示碳的流动。下列叙述正确的是( )
A.①主要指光合作用,联系生物群落与无机环境的关键成分是 B和C
B.C属于分解者,生物群落中的其他生物均可为它提供物质和能量
C.①过程固定的CO2等于⑥+⑦过程释放的CO2即可实现碳中和
D.碳在①②④⑤过程中以 CO2形式传递
【答案】B
【分析】据图分析,A是非生物的物质和能量, B是消费者,C是分解者,据此分析作答。
【详解】A、图示A可以与生产者进行双向箭头交换,表示非生物的物质和能量, B是消费者,C是分解者,①主要指生产者的光合作用,联系生物群落与无机环境的关键成分是 生产者和分解者,A错误;
B、C是分解者,生物群落中的其他生物(包括生产者、消费者)的遗体残骸等会流向分解者,均可为它提供物质和能量,B正确;
C、达到“碳中和”时,吸收的CO2总量应等于的CO2排放总量,而CO2排放总量除包括⑥+⑦过程释放的CO2外,还包括人类对煤、石油等能源物质利用过程中排放的CO2,C错误;
D、碳在生物与无机环境之间①②过程中以 CO2形式传递,而在群落内部④⑤以含碳有机物形式传递,D错误。
故选B。
18.(23-24高三上·河北秦皇岛·开学考试)堆肥指利用自然界广泛存在的微生物,有控制地促进固体废物中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。下图为堆肥处理时材料内部温度的变化曲线。若要从堆肥材料中筛选出能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,下列相关叙述错误的是( )
A.微生物呼吸作用释放的热量积累,导致堆肥内部温度逐渐升高
B.与a点相比b点时微生物的数量较多,与c点相比b点时微生物种类较多
C.c点时,可对堆肥取样并用角蛋白为唯一氮源的培养基对微生物群进行培养和筛选
D.若采用平板划线法分离微生物,需对取样获得的原液进行适当稀释后再划线
【答案】D
【分析】微生物常见的接种的方法:(1)平板划线法:把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞用接种环在平板培养基,通过分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞,经培养后生长繁殖成单菌落,通常把这种单菌落当作待分离微生物的纯种。(2)稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落。
【详解】A、在堆肥过程中,微生物呼吸作用产生的热量积累,会导致其堆肥内部逐渐升高,A正确;
B、a点温度较低且微生物的分解作用刚刚开始,此时堆肥材料中的微生物的数量相对较少,b点时经过一段时间的代谢和增殖,b点处微生物的数量比a点多,b点到c点过程中,堆肥温度逐渐升高,并达到80℃左右,该温度条件下不耐热的微生物大量死亡,所以c点时微生物的种类数少于b点,B正确;
C、筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,因此既要耐高温,又要能够高效降解角蛋白,所以在c点取样,并且用角蛋白氮源培养基进行选择培养,C正确;
D、采用平板划线法分离微生物,不需要对取样原液进行适当稀释,通过连续多次划线即可达到分离微生物的目的,D错误。
故选D。
19.(23-24高三下·广东韶关·阶段练习)水蛭是我国的传统中药材,主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构,提高其抗凝血活性。蛋白质工程流程如图所示。下列关于蛋白质工程叙述正确的是( )
A.蛋白质工程是在分子水平上对DNA分子直接进行操作,定向改变分子的结构
B.图中的b为mRNA a为蛋白质,b和a对应的单体序列都是唯一的
C.通过蛋白质工程改造的水蛭蛋白是自然界已有的蛋白质
D.蛋白质工程改造的水蛭蛋白过程中不涉及中心法则
【答案】A
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。也就是说,蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程,是包含多学科的综合科技工程领域。
【详解】A、蛋白质工程直接的操作对象是水蛭素基因,是在分子水平上对DNA分子直接进行操作,定向改变分子的结构,A正确;
B、据图可知,物质a是具有氨基酸序列的多肽链,物质b是mRNA。在生产过程中,物质b可能不同,原因是密码子的简并性,即一种氨基酸可能对应几个密码子,B错误;
C、通过蛋白质工程改造的水蛭蛋白是自然界没有的蛋白质,C错误;
D、根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列,涉及到了中心法则,D错误。
故选A。
20.(20-21高二下·江苏徐州·期末)6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6PD)有F和S两种类型,分别由一对等位基因XF和XS编码。基因型为XFXS的女性体细胞中的两个X染色体,会有一个随机失活,且这个细胞的后代相应的X染色体均会发生同样的变化。将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理后先进行细胞的原代培养,再对不同的单细胞分别进行单克隆培养。分别对原代培养和单克隆培养的细胞进行G-6PD蛋白电泳检测,结果如图。有关叙述错误的是( )
A.该过程用到的细胞工程技术主要是动物细胞培养
B.用胰蛋白酶处理皮肤组织可使其分散成单个细胞
C.原代培养细胞电泳图有2个条带是因为同时检测了多个细胞
D.单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因不同
【答案】D
【分析】动物细胞培养过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、对不同的细胞分别进行单克隆培养主要涉及到细胞培养技术,A正确;
B、用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理皮肤组织,将连接细胞的蛋白质水解,可使其分散成单个细胞,B正确;
C、由题干信息可知,基因型为XFXS的女性体细胞中的两个X染色体会有一个随机失活,故一个细胞进行G−6PD蛋白电泳检测后只显示1个条带,原代培养细胞的电泳图有2个条带是因为同时检测了不止一个细胞,C正确;
D、单克隆培养的细胞,是通过有丝分裂增殖得到的细胞,故单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因相同,D错误。
故选D。
二、非选择题
21.(2024·黑龙江吉林·模拟预测)材料一:马铃薯植株下侧叶片合成的有机物通过筛管主要运向块茎贮藏。图1是马铃薯光合作用产物的形成及运输示意图,图2是蔗糖进入筛分子-伴胞复合体的一种模型。
材料二:科研人员以Q9、NB1、G2三个品种的马铃薯为材料,研究不同光周期处理对马铃薯块茎产量的影响,在24h昼夜周期中对马铃薯幼苗分别进行16h(长日照)、12h(中日照)、8h(短日照)三种光照时间处理,保持其他条件相同且适宜,培养一段时间后,发现长日照组叶绿素含量最高,但只有中日照和短日照组有块茎生成,结果如图3。
(1)图1所示的代谢过程中,需要光反应产物参与的过程是 (填图中编号)。为马铃薯叶片提供C18O2,块茎中会出现18O的淀粉,请描述18O转移的路径 (填下列编号并排序)。
①C5 ②C3 ③C18O2 ④18O ⑤淀粉 ⑥碳酸丙糖 ⑦蔗糖
(2)研究发现,叶绿体中淀粉的大量积累可能会导致 (填下列编号)结构被破坏,进而直接影响光反应。保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔导度,使 ,进而抑制暗反应。
①类囊体 ②线粒体 ③叶绿体 ④细胞质膜
(3)图2中乙(SUT1)是一种蔗糖转运蛋白,在成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株中SUT1的表达水平降低,叶片中可溶性糖和淀粉总量 ,最终导致块茎产量 。
(4)图3实验结果表明,单位时间内光周期影响平均单株块茎产量增量最高的实验组是 。
(5)进一步研究表明,在16h光照下,G2无匍匐茎生成,Q9和NB1仅有部分植株产生匍匐茎。下列关于16h光照下没有生成马铃薯块茎的原因可能有______。
A.长日照导致暗反应时间不足,光合速率低
B.马铃薯匍匐茎是块茎形成的必要条件
C.长日照导致马铃薯叶片叶绿素含量下降
D.长日照不利于有机物向块茎运输
【答案】(1) ② ③②⑥⑦⑤
(2) CO2吸收减少 ①
(3) 升高 降低
(4)NB1中日照组
(5)BD
【分析】分析图1:①是光合作用的暗反应阶段的CO2的固定阶段,②是暗反应中的C3的还原阶段。从图中可以看出,暗反应在叶绿体基质中进行,其产物磷酸丙糖可以在叶绿体基质中合成淀粉,也可以被运出叶绿体,在叶肉细胞中的细胞质基质中合成蔗糖,蔗糖可以进入液泡暂 时储存起来;蔗糖也可以通过韧皮部被运至茎块细胞,在茎块细胞内合成淀粉;
分析图2:结构甲具有ATP水解酶的功能,同时利用ATP水解释放的能量把H+运出细胞,导致细胞外H+浓度较高,属于主动运输;结构乙能够依靠细胞膜两侧的H+浓度差把H+运入细胞,属于协助扩散,同时把蔗糖分子也运入细胞;
分析图3:实验自变量为不同品种、不同光周期处理,因变量检测生长周期种不同时间点的平均单株产量,检测时间以15d为单位,同品种同条件下60d的平均单株产量与45d的平均单株产量差值即为该品种该条件下的平均单株产量增量。
【详解】(1)在叶绿体中三碳化合物的还原反应需要光反应提供ATP和NADPH,需要ATP和NADPH功能以及需要NADPH提供还原剂,故选②;为马铃薯叶片提供C18O2, 块茎中的淀粉会含18O,由图可知,元素18O转移的路径:C18O2→C3 →磷酸丙糖→蔗糖→淀粉,故18O转移的路径③②⑥⑦⑤。
(2)光反应的场所是类囊体薄膜,因此叶绿体中淀粉的积累会导致类囊体y①膜结构被破坏,进而直接影响光反应。保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔导度,即气孔的开放程度下降,影响二氧化碳的吸收,即CO2吸收量下降,进而暗反应速率下降,光合速率下降。
(3)成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株中SUTl的表达水平降低,筛分子-伴胞复合体的蔗糖转运蛋白乙含量减少,叶肉细胞中蔗糖分子通过结构乙转运出叶肉细胞的量减少,叶肉细胞中蔗糖积累,可溶性糖和淀粉总量上升,抑制光合作用,最终导致块茎产量降低。
(4) 由图可知,对三个不同品种分别进行12h的中日照组和8h短日照处理,对NB1品种进行12h的中日照组,在处理45~60d期间差值最大即单株产量增量最高。
(5) 相比于中日照与短日照,三个不同品种的马铃薯在长日照下匍匐茎都生长异常,具有生长异常的匍匐茎的植株均没有块茎生成,因此推测关于16h光照下没有生成马铃薯块茎的原因可能有马铃薯匍匐茎是块茎形成的必要条件和长日照不利于有机物向块茎运输。
故选BD。
22.(2024·吉林·模拟预测)下图1为银杏光反应过程的电子传递示意图,I~IV表示结构,X表示代谢过程,请回答下列问题。
(1)光合色素存在于 (填序号)等结构上,其所吸收的光能将一些光合色素中的高能电子激发出来。这些高能电子经过一系列传递后,进行代谢过程X,这个过程是电子与 结合在酶的催化下形成NADPH。
(2)为探究大气CO2浓度上升对银杏叶片光反应的影响,研究人员将银杏分别置于CO2浓度为700μmol.mol-1(实验组)和370μmol.mol-1(对照组)的气室中培养。在第1生长季(0~100天)和第2生长季(360~450天),测定银杏叶片净光合速率和叶绿素含量的变化,分别如图2、图3所示。
在第1生长季的前20天,银杏叶片净光合速率增加的原因是 。叶绿素含量不是限制第2生长季银杏叶片净光合速率的主要因素,理由是 。
(3)若以番茄为实验材料,要提高温室番茄产量,科研人员研究温室补光情况对番茄净光合速率Pn的影响,实验结果如下图所示。
注:本实验红蓝复合光与蓝光的比例为7:3
①根据上图实验结果分析,与对照组对比,补红蓝复合光、补蓝光和补红光均能提高番茄植株的净光合速率,其原因为 ,补红蓝复合光、补蓝光和补红光均能提高吸收的光的总量,从而提高净光合速率。
②为提高温室番茄产量,某研究者据上图分析,认为“每日补照4h红蓝复合光”为最佳补光方案,写出该方案的合理与局限之处: 。
【答案】(1) Ⅰ、Ⅲ H+、NADP+
(2) 随着生长时间的延长,银杏叶片总叶绿素含量持续升高 第2生长季节的叶绿素含量显著高于第1生长季节,但光合速率低
(3) 植物的光合色素(叶绿素和类胡萝卜素)主要吸收红光和蓝紫光 合理之处:据图可知,每日补照4h红蓝复合光条件下,净光合速率最高,番茄积累的有机物最多;
局限之处:本实验没有补光时长大于4 h的实验数据;也无法获知红蓝复合光中两种光的比例是否会对实验造成影响
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段:光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收光能、传递光能,并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气,另一部分光能用于合成ATP;暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物在光反应产生的[H]和ATP的作用下被还原,进而合成有机物。
【详解】(1)光合色素能吸收光能,据图可知,Ⅰ、Ⅲ能吸收光能,说明其含有光合色素,因此光合色素存在于Ⅰ、Ⅲ等结构上。Ⅰ、Ⅲ所吸收的光能将一些光合色素中的高能电子激发出来。这些高能电子经过一系列传递后,与水光解产生的H+、以及暗反应产生的NADP+结合在酶的催化下形成NADPH。
(2)本实验的目的是探究大气CO2浓度上升对银杏叶片光反应的影响,实验的自变量是CO2浓度高低和处理时间长短,实验结果显示在第1生长季的前20天,银杏叶片净光合速率增加,叶绿素含量增加,则据此推测,此时导致银杏叶片净光合速率增加的原因是随着生长时间的延长,银杏叶片总叶绿素含量持续升高,进而引起总光合速率上升,同时CO2浓度上升促进了暗反应进而促进了光合速率的增加。结合图示可知,第二生长季节的叶绿素含量显著高于第一季节,但光合速率反而下降,因此叶绿素含量不是限制第2生长季银杏叶片净光合速率的主要因素。
(3)①由于植物的光合色素(叶绿素和类胡萝卜素)主要吸收红光和蓝紫光,因此补红蓝复合光、补蓝光和补红光均能提高吸收的光的总量,从而提高净光合速率。
②据图分析可知,每日补照4h红蓝复合光条件下,净光合速率最高,番茄积累的有机物最多,因此该方案是合理的;但是由于本实验没有补光时长大于4h的实验数据;以及无法获知红蓝复合光中两种光的比例是否会对实验造成影响,因此,该方案具有一定的局限性。
23.(2024·安徽安庆·三模)玉米是我国第一大粮食作物,有较高的经济价值。矮化玉米株型紧凑、通风透光,适合密植,可有效减少玉米倒伏,提高玉米产量。现利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变野生型玉米(WT)获得玉米矮化突变体,并通过连续自交得到纯合体,即为突变体A5。现将A5与WT杂交获得F1,F1自交得到F2,其中部分个体相关基因的电泳结果如图所示(已知其中一个基因可被限制酶切割成两个不同长度的片段)。回答下列问题。
(1)玉米为单性花,杂交育种时的操作流程是 。与杂交育种相比,理论上能更快获得A5的育种方法是 。
(2)据题可知,突变型为 性状。理论上,F2个体在电泳时能产生Ⅲ带型的数量比例是 。
(3)研究发现,突变基因位于2号染色体上。科研人员推测2号染色体上已知的三个突变基因可能与突变性状出现有关。这三个突变基因中碱基发生的变化如下表所示。
突变基因
A
B
D
碱基变化
C→CG
C→T
CTT→C
蛋白质
与野生型分子结构无差异
与野生型有一个氨基酸不同
长度比野生型明显变短
由上表推测,该基因A突变 (填“会”或“不会”)导致突变性状,可能原因是基因A的突变没有发生在 序列。基因D突变使蛋白质长度明显变短,这是由基因D的突变导致 造成的。
(4)玉米非糯性基因(W)对糯性基因(w)是显性,W-和w-表示该基因所在染色体发生部分缺失(缺失区段不包括W和w基因),缺失不影响减数分裂过程。染色体缺失的花粉不育,而染色体缺失的雌配子可育。现有基因型分别为WW、Ww、ww、WW-、W-w、ww-的6种玉米植株,通过测交实验可验证“染色体缺失的花粉不育,而染色体缺失的雌配子可育”的结论,写出测交亲本组合的基因型: 。
【答案】(1) 套袋→人工授粉→再套袋 单倍体育种
(2) 显性 1/4
(3) 不会 密码子对应 翻译提前终止
(4)ww(♀)×W-w(♂);W-w(♀)×ww(♂)
【分析】基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,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。
【详解】(1)玉米是单性花,不需要进行人工去雄,故杂交育种的流程为:套袋→人工授粉→再套袋。与杂交育种相比较,最快获得A5的育种方法是单倍体育种。
(2)依据题干信息,利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变野生型玉米(WT)获得玉米矮化突变体,并通过连续自交得到纯合体A5,可知突变型为显性类型,野生型为隐性类型。由已知,其中一个基因可被限制酶切割成两个不同长度的片段,结合电泳条带可知能被限制酶切割的基因为隐性基因,可标为a,而突变基因为A,不能被限制酶切割,F2个体在电泳时能产生Ⅲ带型的基因型为AA,所占的比例为1/4,具体过程为:野生型aa突变型AAF1:AaF2:AA:Aa:aa=1:2:1。
(3)依据表格信息可知,突变基因A发生了碱基对的增添,突变基因B发生了碱基对的替换,突变基因C发生了碱基对的缺失。又因为,当发生突变A时,表达产生的蛋白质与野生型分子结构无差异,说明该基因A突变不会导致突变性状,可能的原因是基因A的突变没有发生在编码序列,即密码子对应的序列。基因D突变导致表达产生的蛋白质长度比野生型明显变短,可能的原因是基因D的突变导致终止密码子提前出现,导致翻译提前终止。
(4)依据题干信息,若要验证“染色体缺失的花粉不育,而染色体缺失的雌配子可育”的结论,且采用测交方法,故选用的植株类型应为W-w和ww,采用正反交实验即可,即ww(♀)×W-w(♂);W-w(♀)×ww(♂),前者后代全都表现为糯性,后者非糯性:糯性=1:1。
24.(2024·吉林长春·模拟预测)“游裙水满绿苹洲,上已微寒懒出游。薄幕蛙声连晓闹,今年田稻十分秋。”雄性不育是水稻育种过程中的重要性状,研究者在不同水稻品种中鉴定出A基因和B基因,它们都是调控光周期敏感性的雄性育性基因,负责在花药发育过程中将糖由叶片运往花药。回答下列问题:
(1)雄性不育水稻花粉不育,在杂交过程中只能作为 ,其在杂交操作过程中的优势是 。
(2)研究发现,水稻A基因主要在长日照条件下表达。经检测,aa突变体在长日照和短日照条件下的花粉存活情况如图1所示。由图1可知,aa突变体在不同日照条件下的花粉育性表现为 。
(3)水稻B基因主要在短日照条件下表达,A基因和B基因独立发挥作用,bb突变体的花粉存活情况如图2。
为探究A和B是否位于同1对同源染色体上,研究者进行实验:
步骤1:aa突变体和bb突变体杂交得F1;
步骤2:F1自交获得F2;
步骤3:将F2随机均分为2组,分别在长日照和短日照条件下培养,统计花粉育性情况(不考虑互换)。
①若A和B位于1对同源染色体上,F2的表型及比例是 ;
②若A和B位于2对同源染色体上,F2的表型及比例是 ;
用上述实验方法 (填“能”或“不能”)确定A和B的位置关系。
【答案】(1) 母本 免去了去雄的麻烦,节省了人力
(2)长日照条件下花粉育性下降50%,短日照条件下花粉育性正常
(3) 长日照条件下,育性正常(100%育性):半不育(50%育性)=3:1; 短日照条件下,育性正 常:不育=3:1 长日照条件下,育性正常:半不育(50%育性)=3:1;短日照条件下,育性正常:不育=3:1 不能
【分析】基因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自由组合是互不干扰的;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)雄性不育水稻花粉不育,在杂交过程中只能作为母本,其在杂交过程中的优势是免去了去雄的麻烦,节省了人力,提高了经济效益。
(2) 研究发现,A基因主要在长日照条件下表达。经检测,aa突变体在长日照和短日照条件下的花粉存活情况如图1所示。由图可知,aa突变体在长日照和短日照条件下的花粉育性表现分别为50%和100%。
(3)为探究A和B是否位于同一对同源染色体上,设置了以下实验。步骤一:aa突变体和bb突变体杂交获得F1;步骤二:F1自交获得F2;步骤三:将F2随机均分为两组,分别在长日照和短日照条件下培养,统计花粉育性情况(不考虑互换)。①若A和B位于同一对同源染色体上,则F1的基因型为AaBb(且A和b连锁,a和B连锁),在长日照条件下,F1产生的雌雄配子的比例为Ab∶aB=1∶1,aa突变体在长日照和短日照条件下的花粉育性表现分别为50%和100%,据图2可知,突变体在长日照和短日照条件下的花粉育性表现分别为100%和50%,则F2的表型及比例为长日照条件下,育性正常(100%育性):半不育(50%育性)=3:1; 短日照条件下,育性正 常:不育=3:1。
②若A和B分别位于两对同源染色体上,在长日照条件下,F1产生的雌雄配子的比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,aa突变体在长日照和短日照条件下的花粉育性表现分别为50%和100%,据图2可知,突变体在长日照和短日照条件下的花粉育性表现分别为100%和50%,则F2的表型及比例为长日照条件下,育性正常:半不育(50%育性)=3:1;短日照条件下,育性正常:不育=3:1;可见上述实验方法不确定A和B的位置关系。
25.(2024·黑龙江吉林·模拟预测)醛固酮(ALD)是重要的盐皮质激素,具有保钠排钾及维持细胞外液渗透压相对稳定的作用。其保钠的作用机理如图所示。回答下列问题:
(1)当细胞外液量减少及血钠含量降低时,醛固酮的分泌量会 (填“增加”或“减少”)。醛固酮对血钠平衡的调节过程存在 (填“正”或“负”)反馈调节。
(2)醛固酮一般只能作用于肾小管和集合管细胞,原因是 。结合下图,推测醛固酮与相关受体结合后,调控相关基因的表达,促使肾小管上皮细胞膜上的 ,使其对Na+的通透性增强;促进细胞呼吸为 提供更多能量,进而促进Na+运出肾小管上皮细胞到达细胞外液。
(3)醛固酮会引起心肌纤维化(MF)。为探究氧化苦参碱(OMT)对醛固酮诱导的大鼠心肌纤维化的作用,某研究小组选取40只生理状态一致的健康雄鼠并将其均分为4组,每天进行相关处理,连续4周。相关处理和实验结果如下表所示。
组别
对照组
模型组
低剂量(25mg/kg)OMT组
高剂量(50mg/kg)OMT组
处理方案
不作处理
皮下注射含适量ALD的生理盐水,服用高钠盐水
a
b
实验结果
心肌纤维正常
心肌纤维排列紊乱,溶解坏死
症状减轻
症状略微减轻
处理方案b是指 。
(4)该研究小组对4周时大鼠心肌细胞中的信号蛋白(Jagged-1和Notch-1)的表达水平进行了检测,结果如下图:
据图推测,OMT缓解心肌纤维化的机理是 。
【答案】(1) 增加 负
(2) 肾小管和集合管细胞中有醛固酮的特异性受体 Na+通道蛋白数量增多 钠钾泵
(3)皮下注射含适量 ALD 和 50mg/kg OMT 的生理盐水,服用高钠盐水
(4)降低了心肌细胞中 Jagged-1 和 Notch-1 蛋白的表达水平
【分析】醛固酮是肾上腺分泌的一种盐皮质激素,主要作用在肾脏,增加钠的重吸收,促进钾的排出,是体内维持血容量和电解质平衡的重要激素。激素调节的特点:通过体液进行运输,微量和高效,作用于靶器官、靶细胞,作为信使传递信息,反应速度慢,作用范围广,作用时间长。
【详解】(1)醛固酮由肾上腺皮质分泌,作用是促进肾小管和集合管对钠离子的重吸收、对钾离子的排放。当细胞外液量减少及血钠含量降低时,醛固酮的分泌量会增加;当血钠含量升高时,醛固酮分泌量减少,故醛固酮对血钠平衡的调节过程存在负反馈调节。
(2) 醛固酮一般只能作用于肾小管和集合管细胞,这是因为肾小管和集合管细胞中有醛固酮的特异性受体。结合图可知,醛固酮与相关受体结合后,调控相关基因的表达,促使Na+通道蛋白数量增多、使其对Na+的通透性增大,从而促进它从原尿中重吸收Na+;同时促进其细胞呼吸,产生更多的能量,提高其膜上钠钾泵的活性,进而促进Na+运出肾小管上皮细胞到达细胞外液。
(3)本实验的目的是探究氧化苦参碱(OMT)对醛固酮诱导的大鼠心肌纤维化的作用,因此实验的自变量为是不同浓度的氧化苦参碱处理实验鼠,因此,与模型组相比,a是指皮下注射含适量ALD和25mg/kgOMT的生理盐水,高钠盐饮水,b是指皮下注射含适量 ALD 和 50mg/kgOMT 的生理盐水,高钠盐饮水。
(4)结合表格和柱形图可知,模型组心肌细胞纤维化严重,且Jagged-1和Notch-1蛋白的表达水平上升,而OMT低剂量组症状缓解,Jagged-1和Notch-1蛋白的表达水平下降。由此可见,OMT缓解心肌纤维化的机理是降低了心肌细胞中Jagged-1和Notch-1蛋白的表达水平。
26.(2024·辽宁大连·三模)科研工作者以某品种春玉米为试验材料,研究氮肥施用量对玉米光合作用关键酶活性、光合速率及产量的影响,部分实验结果如图。回答下列问题:
(1)氮是植物需求量较大的矿质元素,它是细胞中 (写出2种生物大分子)的组成元素。农田施肥的同时,往往需要适当浇水的原因是 。
(2)RuBP羧化酶催化CO2固定,其作用的场所是 。灌浆期与蜡熟期的净光合速率对产量起决定性作用,据图分析N2组这两个时期 ,有助于产量的提高。
(3)拔节期和蜡熟期降水量比常年少,土壤含水量降低,研究发现这两个发育时期细胞中可溶性糖含量随施氮量的增加而增加。据此推测,施氮有利于植物适应干旱环境的原因是 。
(4)多种植物激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。在细胞分裂时, 主要促进细胞质的分裂;在果实发育过程中,植物激素含量的变化,体现不同种激素的调节往往出现 。
【答案】(1) 氨基酸、蛋白质、核酸、叶绿素 肥料中的矿质元素必须溶解在水中才能被植物从根系吸收
(2) 叶绿体基质 RuBP羧化酶活性最高且灌浆期后RuBP羧化酶活性下降速度相对较慢
(3)植物细胞通过积累可溶性糖,细胞液的渗透压升高,有利于植物吸水(保水),适应干旱环境
(4) 细胞分裂素 一定的顺序性
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】(1)氮元素可参与构成细胞中多种化合物,如氨基酸(元素组成是C、H、O、N等)、蛋白质(元素组成是C、H、O、N等)、核酸(元素组成是C、H、O、N、P)、叶绿素(元素组成是C、H、O、N、Mg)等,农田施肥的同时,往往需要适当浇水的原因是肥料中的矿质元素必须溶解在水中才能被植物从根系吸收。
(2)RuBP羧化酶催化CO2固定是暗反应过程,场所是叶绿体基质。分析题图,与其它组别相比,N2组灌浆期与蜡熟期的RuBP羧化酶活性最高且灌浆期后RuBP羧化酶活性下降速度相对较慢,光合作用相对旺盛,故有助于产量的提高。
(3)分析题意,拔节期和蜡熟期降水量比常年少,土壤含水量降低,而施氮后植物细胞通过积累可溶性糖,细胞液的渗透压升高,有利于植物吸水(保水),适应干旱环境。
(4)多种植物激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。在细胞分裂时,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂;在果实发育过程中,植物激素含量的变化,体现不同种激素的调节往往出现一定的顺序性。
27.(2024·辽宁大连·三模)如图是某人工湿地生态系统中各营养级间的能量流动关系简图,相关数值用有机物干物质量表示(单位:km-2·a-1)。请据图分析下列问题:
(1)湿地中从岸边到中央区域,生物分布也有明显差异,这体现了群落的 结构,湿地中生物有序分布的意义是 。从生态系统组成成分的角度分析,湿地中浮游动物可以作为 。
(2)若该湿地在相同环境及养殖条件下,鱼虾总投放量不变,增加食鱼性鱼类的投放比例,则小型鱼虾类的产量将 (填“升高”“不变”或“降低”)。小型鱼的能量只有1.2%传递给食鱼性鱼类,该数据不在10%~20%这一范围,据图分析,最可能的原因 。由此可知,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的 ,否则容易导致湿地生态系统稳定性下降。
(3)湿地生态系统中存在两类食物链,一种是通过生物间捕食关系形成的捕食食物链,还有一种是以死亡生物或有机碎屑为起点的腐生食物链,使能量有效地被人们利用,其原因除了实现对能量的多级利用外,让能量更多地流向对 ,二者同时存在,各有侧重。植物直接流入浮游动物的能量仅占浮游动物总能量的 %(保留小数点后两位),这说明 食物链在湿地生态系统能量流动中起更重要作用、生态系统能量流动具有 的特点。
【答案】(1) 水平 各个生物种群分别占据了不同的空间,充分合理利用有限的环境资源,增强生态系统的稳定性 消费者和分解者
(2) 降低 小型鱼中的能量流向还包括人类的捕捞活动 自我调节能力
(3) 对人类最有益的部分 13.33 腐生 单向流动、逐级递减
【分析】生态系统的能量流动是指能量输入、能量传递、能量散失的过程。
(1)能量输入:生态系统中能量流动的起点是生产者(主要是植物)通过光合作用固定的太阳能开始的,生产者固定的太阳能总量是流经生态系统的总能量。能量流动的渠道是食物链和食物网;
(2)能量传递:生态系统能量流动中,能量以太阳光能→生物体内有机物中的化学能→热能散失的形式变化。能量在食物链的各营养级中以有机物(食物)中化学能的形式流动;
(3)能量散失:生态系统能量流动中能量散失的主要途径是通过食物链中各营养级生物本身的细胞呼吸及分解者的细胞呼吸,主要以热量的形式散失。
【详解】(1)湿地中从岸边到中央区域,是从水平方向上观察群落的生物分布,属于群落的水平结构。 湿地中生物有序分布有利于各个生物种群分别占据不同的空间,充分合理利用有限的环境资源,增强生态系统的稳定性。结合图示可知,浮游动物可以捕食植物作为消费者,也可以利用有机碎屑作为分解者。
(2)由于能量流动具有逐级递减的特点,整个生态系统流向小型鱼虾类的能量比流向食鱼性鱼类的能量多得多,因此能养活的小型鱼虾类的数量或产量也更高,若鱼虾总投放量不变,增加食鱼性鱼类的投放比例,则小型鱼虾类的产量将降低。小型鱼中的能量流向还包括人类的捕捞活动,因此被食鱼性鱼类捕食的小型鱼虾类就减少,小型鱼传递给食鱼性鱼类的能量也就不在10%~20%这一范围。
由此可知,人们应适宜投放鱼类,且不应过分捕捞,否则容易导致湿 地生态系统稳定性下降。
(3)以死亡生物或有机碎屑为起点的腐生食物链,主要由分解者参与,分解者可以将有机物中的化学能转变为ATP中的化学能和热能,还能转变为可再生能源如生产沼气等,部分分解者还可以被人类食用,实现对能量的多级利用,让能量更多地流向对人类最有益的部分。
植物直接流入浮游动物的能量仅占浮游动物总能量的 2200/(2200+14300)×100%≈13.33%,这说明腐生食物链在湿地生态系统能量流动中起更重要作用。生态系统能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
28.(2024·湖南长沙·二模)滨海湿地是鹭科鸟类赖以生存的栖息地,少数白鹭会留下过冬。由于气候变化等影响,某滨海湿地的生存环境持续恶化、生物多样性明显下降。为保护鹭科鸟类,某地开展了湿地红树林修复工程。研究人员调查了该修复区不同潮位时鹭科鸟类的分布情况(结果如下表所示),并统计了修复前后鹭科鸟类的数量(结果如图所示),回答下列问题。
物种
名低潮位/只次
高潮位/只次
潮滩
养殖塘
红树林
高潮裸地
栈道堤岸
养殖塘
红树林
白鹭
1320
9
6
187
113
8
576
大白鹭
192
0
19
5
18
3
318
其他鹭科鸟类
31
0
5
9
1
1
83
(1)涨潮时,大部分潮滩被海水淹没,仅有小部分高潮裸地。据表分析,不同潮位时,鹭科鸟类分布的主要生境是 。
(2)导致该地鹭科鸟类种群密度随季节变化的主要数量特征是 。开展湿地红树林修复工程后,鹭科鸟类种群数量变化的原因主要包括以下几个方面:①红树林生态修复改善了土壤条件,增加了鱼类、甲壳类及多种底栖动物的多样性,为鹭科鸟类的生存提供了 ;②修复区内红树林密集成林以及海水的阻隔,使潮位降低,潮滩面积增大,为鹭科鸟类的生存提供了 。
(3)滨海湿地红树林生态修复后,防风消浪、促淤固堤的作用明显提升,形成了独特的公园景观,这体现了生物多样性的 价值。该滨海湿地红树林生态修复工程的实例说明,人类活动可以 。
【答案】(1)低潮位时鹭科鸟类分布的主要生境是潮滩,高潮位鹭科鸟类分布的主要生境是红树林
(2) 迁入率和迁出率 丰富的食物来源 栖息空间
(3) 间接价值和直接 使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行
【分析】1、生物多样性的价值:(1)直接价值:是指能为人类提供形式多样的食物、纤维、燃料和建材等;(2)间接价值:是指对生态平衡、生物圈稳态的调节功能;(3)潜在价值:指目前人类尚不清楚的价值。
2、广阔众多的湿地具有多种生态功能,蕴育着丰富的自然资源,被人们称为“地球之肾“、物种贮存库、气候调节器,在保护生态环境、保持生物多样性以及发展经济社会中,具有不可替代的重要作用。
【详解】(1)分析图表可知,低潮位时鹭科鸟类分布的主要生境是潮滩,高潮位时鹭科鸟类分布的主要生境是红树林;
(2)导致该地鹭科鸟类种群密度随季节变化的主要数量特征是迁入率和迁出率;
导致该地鹭科鸟类种群密度随季节变化的主要数量特征是迁入率和迁出率;开展湿地红树林修复工程后,鹭科鸟类种群数量变化的原因有:①红树林生态修复改善了土壤条件,增加了鱼类、甲壳类及多种底栖动物的多样性,为鹭科鸟类的生存提供了丰富的食物来源;②修复区内红树林密集成林以及海水的阻隔,使潮位降低,潮滩面积增大,为鹭科鸟类的生存提供了栖息空间;
(3)生物多样性价值分为直接价值、间接价值、潜在价值,滨海湿地红树林生态修复后,防风消浪、促淤固堤的作用明显提升,形成了独特的公园景观,这体现了生物多样性的间接价值和直接价值;该滨海湿地红树林生态修复工程的实例说明,人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
29.(23-24高三下·广东韶关·阶段练习)习近平总书记在参加十四届全国人大一次会议江苏代表团审议时强调,"农业强国是社会主义现代化强国的根基,推进农业现代化是实现高质量发展的必然要求”。目前,资源要素投入对粮食产量提升的驱动力明显减弱,亟须转基因等前沿技术新突破为保障粮食安全注入新动能。2023年,我国转基因大豆、转基因玉米的产业化试点已进一步扩大。如图1、2所示是转抗草甘膦基因—cp4-epsps大豆培育时利用的质粒和目的基因。回答下列问题:
(1))已知质粒与含抗除草剂基因的DNA片段中限制酶的切割位点如图所示,处理质粒和目的基因时选用的限制酶为 ;构建重组质粒还需要 酶;质粒中的抗性基因可用于 。
(2)若需要用PCR技术扩增抗除草剂基因,此过程需要用到 酶。连续扩增循环2次,需要的引物数为 个;延伸子链从引物的 端延伸。
(3)将重组质粒导入大豆体细胞常用 法。筛选出转化成功的细胞后进行植物组织培养时,在不同时期使用的培养基存在差异,不同培养基最大的区别是 。
(4)写出检验转基因抗除草剂大豆抗除草剂效果的详细实验思路 。
【答案】(1) BamH Ⅰ、Sau3A Ⅰ DNA连接酶 筛选导入重组质粒的受体细胞
(2) 耐高温的DNA聚合酶(或TaqDNA聚合酶) 6 3’
(3) 农杆菌转化法 植物激素的比例和浓度
(4)将转基因大豆和普通大豆植株分别种植在甲、乙两块试验田中;同时对甲、乙两块试验田分别喷洒等量等浓度的除草剂,在相同且适宜条件下培养一段时间;比较甲、乙两块试验田中的大豆生长状况。
【分析】基因工程的工具:
(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂;
(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键;
(3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【详解】(1)BamHI、BclI的酶切位点位于抗除草剂基因(目的基因)的一侧,Sau3AI、HindⅢ的酶切位点位于基因的另一侧,必须选用每侧的各一种酶对目的基因进行切割,如果用HindⅢ切割质粒,会缺少启动子或终止子,若用BclI和Sau3AI一起切割,一是会破坏两个标记基因,二是抗除草剂基因可能插至两个BclI切出的切口中,根据图中启动子的转录方向,目的基因将不能被转录,故只能选BamHI、Sau3AI进行切割;构建重组质粒还需要DNA连接酶;质粒中的抗性基因可用于筛选导入重组质粒的受体细胞;
(2)若需要用PCR技术扩增抗除草剂基因,此过程需要用到耐高温的DNA聚合酶(或TaqDNA聚合酶);连续扩增循环n次,需要的引物数为2n+1-2个,连续扩增循环2次,需要的引物数为23-2=6个;延伸子链从引物的3’端延伸;
(3)将重组质粒导入大豆体细胞常用农杆菌转化法;筛选出转化成功的细胞后进行植物组织培养时,在不同时期使用的培养基存在差异,不同培养基最大的区别是使用植物激素的比例和浓度,脱分化时生长素和细胞分裂素的比例适中,再分化时生长素和细胞分裂素偏高,利于根的形成,生长素和细胞分裂素偏低,利于芽的形成;
(4)检验转基因抗除草剂大豆抗除草剂效果的详细实验思路是:将转基因大豆和普通大豆植株分别种植在甲、乙两块试验田中;同时对甲、乙两块试验田分别喷洒等量等浓度的除草剂,在相同且适宜条件下培养一段时间;比较甲、乙两块试验田中的大豆生长状况。
30.(2024·安徽安庆·三模)巢式PCR是一种特殊的聚合酶链式反应,使用两组不同的引物实现对目标DNA片段的扩增。第一组外引物大小为25bp,复性温度较高(68℃),扩增后得到中间产物;第二组内引物大小为17bp,复性温度较低(46℃),内引物的结合部位在中间产物内部。具体过程如图一所示,回答下列问题。
(1)巢式PCR反应体系中除模板、引物、Mg2+外,还应加入 (答出两点即可)等。
(2)巢式PCR时,复性温度与引物长度成 (填“正相关”或“负相关”)。若使用外引物进行第一次PCR扩增时产生了错误片段,则使用内引物进行第二次PCR扩增时,完成配对并扩增的概率会 。由此可知,巢式PCR相较于常规PCR具有的优点是 。
(3)家畜胚胎的性别鉴定技术对畜牧业的发展具有重要意义。科研人员利用多重巢式PCR技术同时扩增奶牛Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSN1S1),进行早期胚胎性别鉴定和胚胎移植,获得高产奶牛。
实验目的
方法步骤要点
囊胚样品DNA提取
选取滋养层细胞提取DNA
PCR引物的设计和合成
根据牛的SRY和CSN1S1基因序列设计并合成a___________对引物
PCR扩增
预变性→变性→复性→延伸
鉴定分析
采用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行鉴定,确定胚胎性别
b___________
对受体奶牛注射前列腺素
胚胎移植
将符合要求的胚胎移植到受体奶牛的子宫内
①请将上表内容补充完整:a是 ;b是 。
②巢式PCR产物鉴定结果如图二所示,1~5号为取自不同胚胎的DNA样品,其中符合要求的胚胎是 。
【答案】(1)缓冲液、耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶)、4种脱氧核苷酸(或dNTP)
(2) 正相关 下降 特异性强、灵敏度高
(3) 4 同期发情 1、2、4
【分析】PCR技术:①概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术;②原理:DNA复制;③条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶);④方式:以指数的方式扩增,即约2n;⑤过程:高温变性、低温复性、中温延伸。
【详解】(1)巢式PCR反应体系中除模板、引物、Mg2+外,还应加入缓冲液、耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶)、4种脱氧核苷酸(或dNTP)。
(2)PCR过程包括过程高温变性、低温复性、中温延伸,巢式PCR时,复性温度与引物长度成正相关。巢式PCR时,若使用外引物进行第一次PCR扩增时产生了错误片段,再使用内引物扩增在错误片段上进行引物配对并扩增的概率会下降,因此,相比于常规PCR获得的产物而言,巢式PCR获得的产物特异性强、灵敏度高。
(3)①本实验用巢式PCR技术,用的是两轮PCR,因此扩增一种基因片段则需要设计2对引物,而扩增2种基因片段则需要设计4对引物。在胚胎移植前需要对受体牛进行同期发情处理,便于移植。
②题中利用多重巢式PCR技术同时扩增Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSNIS1)进行电泳,雌性个体没有SRY,只有一条带,雄性有两条带,因此1、2、4是雌性,3、5是雄性,故符合要求的胚胎是1、2、4。
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