内容正文:
德化一中2024届高三年毕业班适应性练习生物科
一、选择题:本题共 15小题,共 40 分。第1-10 小题,每小题 2分;第 11-15 小题,每小题 4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 胶原蛋白是哺乳动物体内含量最丰富的蛋白质,是细胞外基质的主要成分,不同物种间胶原蛋白的氨基酸序列高度相似。下列叙述错误的是( )
A. 胶原蛋白的组成元素至少有C、H、O、N
B. 胶原蛋白是由多个氨基酸通过脱水缩合形成氢键连接而成的多聚体
C. 在哺乳动物细胞体外培养时,可用胶原蛋白酶处理动物组织,使细胞分散
D. 不同物种间胶原蛋白氨基酸序列的高度相似性可作为共同由来学说的证据
2. 实验方法和操作对实验结果有重要影响,下列方法或操作错误的是( )
A. 利用斐林试剂检测还原糖时,需水浴加热
B. 绿叶中色素的提取和分离实验中,可通过将滤液细线画粗来提高色素的浓度
C. 证明DNA半保留复制实验中,需提取大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心
D. 探究生长素类调节剂促进生根的最适浓度时,可将插条基部在高浓度药液中短时间处理
3. 剧烈运动后低氧条件下,肌肉细胞线粒体的乳酰化转移酶被激活,催化乳酸修饰PDHA1蛋白和CPT2蛋白,抑制丙酮酸在线粒体中继续参与细胞呼吸,进而抑制运动能力。下列叙述正确的是( )
A. 乳酰化转移酶可为乳酸修饰蛋白质提供活化能
B. 低温和高温均会破坏乳酰化转移酶的空间结构,使其不可逆失活
C. 乳酸修饰PDHA1和CPT2进而抑制运动能力的原因是ATP分解量增加
D. 抑制线粒体中乳酰化转移酶的活性可提高个体持久运动的耐力
4. 下图为3名产妇羊水中胎儿细胞性染色体检测的结果(所取的胎儿细胞不分裂)。探针与X染色体特定DNA序列结合后,经激发呈绿色,探针与Y染色体特定DNA序列结合后,经激发呈红色。下列叙述错误的是( )
A. 可将连接荧光分子的单链DNA或RNA作为探针,检测原理是碱基互补配对
B. 胎儿a的母亲可能在减数分裂Ⅱ后期发生了X染色体的异常分离
C. 胎儿b的染色体数目正常并不意味着其不携带致病基因且不患遗传病
D. 胎儿c的父亲或母亲在减数分裂I后期发生了X染色体的异常分离
5. 遗传物质的改变可能会导致生物性状发生变化,下列叙述正确的是( )
A. DNA甲基化不改变DNA分子中碱基对的排列顺序,由此导致的表观遗传属于不可遗传的变异
B. “一母生九子,九子各不同”的主要原因是基因突变和精卵随机结合
C. 在自然条件下,互换导致的基因重组并不会普遍发生在各种生物类群中
D. 利用CRISPR/Cas9系统对基因的特定碱基进行修改,原理是基因重组
6. 百岁兰是一种沙漠植物,曾在巴西采集到化石,其一生只有两片高度木质化的叶子。百岁兰基因组整体呈现重度甲基化,百岁兰基因组朝着小且“低耗能”的方向演化。下列叙述错误的是( )
A. 化石是研究百岁兰进化最直接,最重要的证据
B. 重度甲基化有利于百岁兰避免“有害”突变,故突变无法为其进化提供原材料
C. 极端干旱和贫营养的条件,使百岁兰基因组“低耗能”相关基因的频率升高
D. 百岁兰高度木质化的两片叶子能适应干旱环境,是自然选择的结果
7. 人类ABO血型是由9号染色体上IA、IB和i(三者之间互为等位基因)决定。红细胞表面的抗原合成路径如图1所示。孟买型由12号染色体上H基因突变导致,在血型检测中与A、B抗体均无法产生阳性反应,常被误判为O型。图2为发现的第一例孟买型所在家庭的系谱图(不考虑突变)。下列叙述错误的是( )
A. Ⅱ-1与I-2基因型相同的概率为1/3
B. I-1基因型为HhIBi,Ⅱ-3血型为孟买型
C. 孟买型的病人只能接受孟买型捐献者的输血
D. Ⅲ-2与同基因型的女性婚配生一个AB型女儿的概率是3/16
8. 草食作用属于捕食的一种,与动物间的捕食不同的是,植物没有逃脱的能力,但也有相应的防卫措施:某些植物会在被取食部位改变代谢途径合成新的化合物或积累更多的毒素。下列叙述错误的是( )
A. 植物受草食作用的危害程度因被取食部位的不同而异
B. 植物不能躲避叶片被取食,但可能通过调整光合作用强度来补偿
C. 植物为防御草食作用而合成的新的化合物属于初生代谢产物
D. 食草动物可能产生特殊的酶催化植物毒素的分解
9. 为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失的问题,研究者除了用抗原刺激之外,还用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B淋巴细胞,并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。上述细胞株能够在HAT选择培养基中存活,但对乌本苷(Oua)敏感,图示为该实验操作示意图。下列叙述合理的是( )
A. 杂交瘤细胞产生的抗体能针对相应抗原而不针对EBV
B. 导致EBV转化细胞和骨髓瘤细胞死亡的原因完全相同
C. HAT培养基和Oua筛选去除的均是未融合的EBV转化细胞
D. 灭活病毒诱导细胞融合的原理是促进骨髓瘤细胞和B细胞核融合
10. 某细菌的野生株能在基本培养基上生长,该细菌的亮氨酸缺陷型突变株因无法合成亮氨酸,只能在完全培养基上生长。如图是运用影印培养法(一种类似“盖章”的接种方法,使一系列培养皿的相同位置上能出现相应菌落)纯化亮氨酸缺陷型突变株的部分流程,数字1~5表示菌落。下列叙述正确的是( )
A. 培养基A是基本培养基,培养基B是完全培养基
B. 培养基A、B均为固体培养基,倒平板操作后,进行高压蒸汽灭菌
C. 培养基B“盖章”接种后,需要用涂布器将菌种在培养基表面涂布均匀
D. 可从培养基A中挑取菌落3、4进行纯化培养以获得亮氨酸缺陷型突变株
11. 寒冷条件下或施加外源脱落酸(ABA)后,马铃薯细胞中AREB4的表达量均上升。AREB4是一种转录因子,通过与海藻糖-6-磷酸合酶基因上游的特殊区段结合促进其表达,从而升高海藻糖的含量以降低细胞内液体的冰点。下列叙述错误的是( )
A. 推测ABA作为信息分子,经信号转导促进AREB4基因的表达
B. 转录因子AREB4结合的特殊区段不是起始密码子所对应的区段
C. 马铃薯的性状受低温、脱落酸、多个基因表达的共同调控
D. 降低ABA合成基因的表达,是提高马铃薯耐寒性的研究思路
12. 手指被割破,人会迅速缩手并感到疼痛、心跳加快。伤口愈合后仍隐隐作痛,这与病原体入侵引起的炎性疼痛有关。抗原刺激使巨噬细胞分泌神经生长因子(NGF),NGF作用于感受器上的受体,引起感受器兴奋并传至大脑皮层形成痛觉。下列叙述错误的是( )
A. 缩手反射中,兴奋以电信号形式直接传递到肌肉细胞,没有经过大脑皮层
B. 伤害性刺激下,交感神经兴奋使心跳加快、肾上腺髓质分泌肾上腺素
C. NGF作用于感受器上的受体可使神经元膜内电位由负变正
D. 研发抗NGF受体的单克隆抗体可为治疗炎性疼痛提供思路
13. 雌雄小鼠均能分泌雄激素。研究证实雄激素可影响小鼠皮肤内ILC2细胞的数量,从而调控树突状细胞(DC)的功能,进而影响免疫反应。下列叙述正确的是( )
A. 树突状细胞成熟时具分支,是有吞噬和抗原呈递功能的淋巴细胞
B. 树突状细胞将处理后的抗原信息呈递给B细胞,使B细胞被激活
C. 雄鼠分泌的雄激素较雌鼠多,使其患自身免疫病的概率高于雌鼠
D. 成年雄鼠摘除性腺可促使ILC2细胞数量恢复到与雌鼠相近的水平
14. 与水稻轮作的油菜常常会由于积水导致根系缺氧、光合速率下降,造成减产。对油菜进行淹水处理,测定有关指标并进行相关性分析,结果见下表。下列叙述错误的是( )
光合速率
叶绿素含量
气孔导度
胞间CO2浓度
光合速率
1
叶绿素含量
0.86
1
气孔导度
0.99
0.90
1
胞间CO2浓度
-0.99
-0.93
-0.99
1
注:气孔导度表示气孔张开程度。表中数值为相关系数(r),当越接近1,相关越密切。r>0时,两者呈正相关;r<0时,两者呈负相关。
A. 淹水时,油菜根部细胞利用丙酮酸产酒精,酒精积累会对植株产生毒害
B. 水稻根部部分细胞程序性死亡形成通气腔隙,利于植株进行有氧呼吸
C. 气孔导度与光合速率呈正相关,气孔导度的增大是由于光合速率上升
D. 综合分析表中数据,推测除CO2外还存在其他因素影响油菜光合速率
15. 图1是胰腺分泌的胰岛素调节血糖的四个关键步骤:a为胰腺分泌胰岛素,b为胰岛素与受体结合,c为信号的传导,d为葡萄糖的吸收。某糖尿病患者发病的原因可能是上述某一步骤缺陷造成的。下面是对其进行的两项测试:
测试1:分离该患者的肌肉细胞,在不同胰岛素浓度下,测定胰岛素结合细胞百分比。
测试2:向患者注射一定量的胰岛素,然后在注射后不同时间测定其血糖浓度。
实验结果如图2所示。下列分析正确的是( )
A. 若测试1的结果为②,则该患者可能为a过程缺陷
B. 若测试2的结果为③,则该患者可能是a过程缺陷
C. 若测试2的结果为④,则该患者可能为b过程缺陷
D. 若两测试的结果分别为①和③,则该患者可能是c或d过程缺陷
二、非选择题:共60分。
16. 自工业革命以来,人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加,已引起全球气候变暖等-一系列极其严重问题。温室效应会导致某些地区出现干旱,为探究温室效应对植物光合作用速率的影响,某科研人员以野生大豆为材料,设置3个独立的开放式气室进行了相关实验,部分结果如图所示。回答下列问题:
注:“1”代表对照组气室(CK),“2”代表+1℃气室,“3”代表+1℃,+200μmol/molCO2气室(“+”表示在“1”的温度或二氧化碳浓度上增加)
(1)野生大豆进行光合作用时,光反应的产物有________。从大气中吸收的CO2经过暗反应最终转化为储存能量的有机物,该过程发生在_______(具体部位)。
(2)据图分析可知,温度升高会使野生大豆的净光合速率________,对比2和3可知,实验条件下可通过_________(措施)缓解温度升高对野生大豆净光合速率的影响。
(3)与正常光照相比,适度遮光条件下野生大豆幼苗叶绿素含量升高,其意义是________。野生大豆可缓解因温室效应引起的干旱对其生长发育的不利影响,据图分析,其机制是________。
17. 某牧区气候恶劣,生态系统脆弱,境内生活着国家一级保护动物荒漠猫。该牧区的草原湿地泥炭层深厚,是生态系统物质循环的重要载体之一,也是重要生态屏障。
(1)若要研究该牧区荒漠猫的生态位,通常需要研究它的_____(答出两点即可)。
(2)该牧区草原湿地含有丰富的土壤有机碳(SOC),微生物通过分泌水解酶作用于SOC,产物一方面吸收后用于__________,另一方面用于呼吸作用满足自身能量所需。
(3)为了探究湿地水位变化对土壤碳含量变化的影响,研究人员取不同水位土样添加一定量13C标记的葡萄糖,在相应水位条件下培养一段时间,然后测定土壤SOC和13C标记的微生物有机碳含量(MBC)。若培养时间过长,所测得MBC值通常________(填“偏高”或“偏低”);检测结果表明,水位下降会降低土壤SOC而提高MBC,请从微生物分解和合成代谢的角度给出合理的解释:水位下降导致土壤透气性增强,_______。
(4)在现有技术条件下,维持该牧区一个人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的草地、耕地、建筑用地等面积称为__________。由表可知,该牧区出现了明显的生态赤字,且呈现______趋势,为了避免生态环境进一步恶化,逐步实现可持续发展,请结合当地情况提出一条降低生态赤字的有效建议:_________。
该牧区资源需求、供给总量(单位:hm2/人)
土地类型
2013年
2015年
2017年
2019年
需求
供给
需求
供给
需求
供给
需求
供给
草地
2.7
0.222
2.97
0.216
3.122
0.208
6.014
0.209
耕地
0.03
0.01
0.039
0.009
0.039
0.007
0.036
0.007
建筑用地
0.0024
0
0.0029
0
0.0039
0
0.0054
0
18. 病毒感染引起的局部组织炎症会引起疼痛。机体疼痛与前列腺素E(简称PGE)密切相关,部分机理如图1.疼痛时肾上腺皮质和肾上腺髓质参与的应激反应如图2.请分析回答:
(1)人体感染病毒后,通过炎症反应产生的致痛物质可刺激痛觉感受器引起兴奋,当兴奋传至__________处,人会产生痛觉。布洛芬是常用镇痛药,布洛芬有一定的药物依赖性,我国科学家颜宁团队发现大麻二酚能够抑制Na+的跨膜内流,从而缓解疼痛。该发现为研发非依赖性镇痛药提供了新思路,该思路体现了细胞膜的功能是__________。
(2)据图2知,疼痛时肾上腺髓质分泌的激素d会增加,使机体代谢增强,心跳加快,该反射的效应器是_______;激素 d还能作用于肝细胞膜上的糖蛋白,使血糖升高,其机理是______。激素c的分泌是通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴来进行的,且当血液中的激素c含量增加到一定程度时,又会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使激素c的分泌减少而不至于浓度过高,由此说明激素c的分泌过程存在_______两种调节方式。
(3)已知交感神经参与的调节对疼痛具有一定的缓解作用,相关调节机制如图3.我国医书典籍《黄帝内经》记载了针灸治疗疼痛的方案,临床上可用电针来模仿针灸。
为探究电针缓解疼痛作用机制,结合图3和所给材料:正常大鼠和肌肉组织炎症模型大鼠若干,生理盐水,抗β-EP 抗体溶液,6-OHDA(可破坏交感神经),进行设计实验。通过设计对照组“正常大鼠+不做处理+生理盐水”和“模型大鼠+不做处理+生理盐水”两组,实验组①“模型大鼠+电针处理+生理盐水”;②_______;③_______三组,然后检测NE 和β-EP 的含量进行比较分析可知:电针可通过激活交感神经,募集含β-EP的免疫细胞迁移到炎症部位释放β-EP 来发挥神经免疫镇痛效应。
19. 某品种玫瑰是自花传粉植物,花瓣花色与花青素种类有关。研究发现玫瑰花瓣中有两种主要花青素:矢车菊素和芍药素,分别由基因M、N控制合成。若M、N基因发生隐性突变会导致相应色素均无法合成,使花瓣呈蓝色,m基因还会导致花粉育性下降。矢车菊素和芍药素均存在时使花瓣呈红色,若缺少矢车菊素或芍药素使花瓣呈紫色。为探究该植物花色的遗传规律,研究人员使用纯合亲本进行了图示实验。不考虑互换,请回答下列问题:
(1)自花传粉植物进行杂交时,需要对一亲本进行_________操作后作为母本。
(2)分析可知杂交实验一中亲本红玫瑰的基因型是________,F2出现该性状分离比的原因是______。
(3)请在下图中画出实验二中F1代红玫瑰的M/m,N/n基因在染色体上的位置_______。实验二F1红玫瑰产生mN花粉的概率是_______。
(4)科研人员将一个抗病基因H导入蓝玫瑰,通过单倍体育种培育出纯合抗病蓝玫瑰植株,并通过实验来探究该抗病蓝玫瑰植株中基因m、n、H在染色体上的位置关系。
实验思路:让该纯合抗病蓝玫瑰植株和纯合红玫瑰植株进行杂交得到F,F1进行自交,观察并统计F2植株的表型及比例。
预期结果:若F2中表型及比例为________,则证明蓝玫瑰的H基因与m、n位于两对同源染色体上。否则,蓝玫瑰的H基因与m、n位于一对同源染色体上。
20. 瘦素是一种由脂肪组织合成和分泌的肽类激素。P载体含有的绿色荧光蛋白(GFP)基因能在真核细胞中表达GFP。将目的基因插入GFP基因后,能表达出目的蛋白和GFP的融合蛋白,根据荧光的强弱,可确定目的基因在细胞内的表达情况。为研究瘦素的功能,科学家构建了瘦素基因真核表达载体,检测疫素基因在小鼠成纤维细胞中的表达情况。瘦素基因及载体的结构如图所示。回答下列问题。
(1)PCR扩增瘦素基因时,与引物1互补的a链左侧是脱氧核苷酸链的______(填“5′”或“3′”)端。据图推测,构建该基因表达载体时,P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原点、________,以便与酶切后的瘦素基因正确连接。
(2)已知HindIII和BamHI在P载体上的切割位点非常接近。为确定重组质粒是否构建成功,用HindIII、BamHI分别对瘦素基因PCR产物、P载体和重组质粒双酶切,再进行电泳,结果如图所示。请在图中将P载体和重组质粒酶切结果对应位置的条带涂黑______。
(3)Kanr/Neor是一种抗性基因,在真核细胞中表达具有新霉素抗性,而在原核细胞中表达具有卡那霉素抗性。本实验中为筛选转化的细胞,应在培养基中添加________。
(4)为检测瘦素基因是否成功表达,可用的鉴定方法是_______(答出2种)。为进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞,还需要进行_______。
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德化一中2024届高三年毕业班适应性练习生物科
一、选择题:本题共 15小题,共 40 分。第1-10 小题,每小题 2分;第 11-15 小题,每小题 4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 胶原蛋白是哺乳动物体内含量最丰富的蛋白质,是细胞外基质的主要成分,不同物种间胶原蛋白的氨基酸序列高度相似。下列叙述错误的是( )
A. 胶原蛋白的组成元素至少有C、H、O、N
B. 胶原蛋白是由多个氨基酸通过脱水缩合形成氢键连接而成的多聚体
C. 在哺乳动物细胞体外培养时,可用胶原蛋白酶处理动物组织,使细胞分散
D. 不同物种间胶原蛋白氨基酸序列的高度相似性可作为共同由来学说的证据
【答案】B
【解析】
【分析】①组成生物大分子的基本单位称为单体,这些生物大分子又称为单体的多聚体。②共同由来学说指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。化石为研究生物进化提供了直接的证据,比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究都给生物进化论提供了有力的支持。这些证据互为补充、相互印证,有力地支持了共同由来学说,进而为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础。
【详解】A、胶原蛋白是哺乳动物体内含量最丰富的蛋白质,蛋白质的组成元素至少有C、H、O、N,A正确;
B、多个氨基酸通过脱水缩合形成肽键,胶原蛋白是由许多氨基酸连接而成的多聚体,B错误;
C、胶原蛋白酶能催化蛋白质水解,在哺乳动物细胞体外培养时,可用胶原蛋白酶处理动物组织,使细胞分散,C正确;
D、不同物种间胶原蛋白氨基酸序列的高度相似性,从分子水平上支持生物有共同祖先这一论点,可作为共同由来学说的证据,D正确。
故选B。
2. 实验方法和操作对实验结果有重要影响,下列方法或操作错误的是( )
A. 利用斐林试剂检测还原糖时,需水浴加热
B. 绿叶中色素的提取和分离实验中,可通过将滤液细线画粗来提高色素的浓度
C. 证明DNA半保留复制实验中,需提取大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心
D. 探究生长素类调节剂促进生根的最适浓度时,可将插条基部在高浓度药液中短时间处理
【答案】B
【解析】
【分析】1、斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉、蔗糖)。
2、探究生长素类调节剂促进生根的最适浓度时进行预实验的目的是为正式实验摸索条件,减少人力、物力和财力的浪费。
【详解】A、还原糖与斐林试剂在加热条件下可产生砖红色沉淀,因此利用斐林试剂检测还原糖时,可以直接加热或水浴加热,A正确;
B、绿叶中色素的提取和分离实验中,画滤液细线的要求是细、直、齐,不能画粗,B错误;
C、证明DNA半保留复制实验中,需提取大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心,分离不同密度的DNA分子,C正确;
D、用生长素类调节剂对扦枝条处理的方法有沾蘸法和浸泡法,利用沾蘸法处理时可将插条基部在高浓度药液中短时间处理,D正确。
故选B。
3. 剧烈运动后低氧条件下,肌肉细胞线粒体的乳酰化转移酶被激活,催化乳酸修饰PDHA1蛋白和CPT2蛋白,抑制丙酮酸在线粒体中继续参与细胞呼吸,进而抑制运动能力。下列叙述正确的是( )
A. 乳酰化转移酶可为乳酸修饰蛋白质提供活化能
B. 低温和高温均会破坏乳酰化转移酶的空间结构,使其不可逆失活
C. 乳酸修饰PDHA1和CPT2进而抑制运动能力的原因是ATP分解量增加
D. 抑制线粒体中乳酰化转移酶的活性可提高个体持久运动的耐力
【答案】D
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、酶的作用机理:能够降低化学反应的活化能。
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
【详解】A、乳酰化转移酶能够降低化学反应的活化能,而不是为乳酸修饰蛋白质提供活化能,A错误;
B、低温只是抑制酶的活性,不会破坏酶的空间结构,过酸、过碱、高温均会破坏酶的空间结构使其失活,B错误;
C、乳酸修饰PDHA1和CPT2进而抑制运动能力的原因是抑制了丙酮酸在线粒体中继续参与细胞呼吸,即抑制了有氧呼吸的第二、第三阶段,降低了ATP与ADP的转化,进而抑制运动能力,C错误;
D、由题意“肌肉细胞线粒体的乳酰化转移酶被激活,催化乳酸修饰PDHA1蛋白和CPT2蛋白,抑制丙酮酸在线粒体中继续参与细胞呼吸,进而抑制运动能力”可知,抑制线粒体中乳酰化转移酶的活性可提高个体持久运动的耐力,D正确。
故选D。
4. 下图为3名产妇羊水中胎儿细胞性染色体检测的结果(所取的胎儿细胞不分裂)。探针与X染色体特定DNA序列结合后,经激发呈绿色,探针与Y染色体特定DNA序列结合后,经激发呈红色。下列叙述错误的是( )
A. 可将连接荧光分子的单链DNA或RNA作为探针,检测原理是碱基互补配对
B. 胎儿a的母亲可能在减数分裂Ⅱ后期发生了X染色体的异常分离
C. 胎儿b的染色体数目正常并不意味着其不携带致病基因且不患遗传病
D. 胎儿c的父亲或母亲在减数分裂I后期发生了X染色体的异常分离
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意可知,出现绿色即为有X染色体,出现红色即为有Y染色体。
【详解】A、根据碱基互补配对原则,单链DNA或者RNA均能够与目标DNA单链杂交,所以可以利用带有荧光分子的单链DNA或者RNA制作探针,A正确;
B、据图可知,胎儿a含有两条X染色体和一条Y染色体,若是XX+Y组合,可能是其母亲在减数分裂Ⅱ后期发生了X染色体的异常分离,也可能是母亲在减数分裂I后期发生了X染色体的异常分离,若是X+XY组合,可能是父亲在减数分裂I后期发生了X、Y染色体的异常分离,B正确;
C、胎儿b含有一个绿色荧光点和一个红色荧光点,荧光图仅能说明胎儿b的染色体数目正常,即含有一条X染色体和一条Y染色体,其可能携带致病基因且可能患遗传病,C正确;
D、据图可知,胎儿c含有三条X染色体,可能是母亲在减数分裂I后期两条同源X染色体异常分离,或者减数分裂Ⅱ后期两条相同X染色体的异常分离,D错误。
故选D。
5. 遗传物质的改变可能会导致生物性状发生变化,下列叙述正确的是( )
A. DNA甲基化不改变DNA分子中碱基对的排列顺序,由此导致的表观遗传属于不可遗传的变异
B. “一母生九子,九子各不同”的主要原因是基因突变和精卵随机结合
C. 在自然条件下,互换导致的基因重组并不会普遍发生在各种生物类群中
D. 利用CRISPR/Cas9系统对基因的特定碱基进行修改,原理是基因重组
【答案】C
【解析】
【分析】基因重组发生在有性生殖过程中,其本质是:①在减数第一次分裂四分体时期,同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换,导致染色单体上的基因重组,②在减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合导致基因重组。
【详解】A、DNA甲基化不改变DNA分子中碱基对的排列顺序,但是表观遗传可遗传给后代,属于可遗传的变异,A错误;
B、一般认为,在有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化,再通过精卵随机结合,进而产生基因组合多样化的子代,所以“一母生九子,九子各不同”的主要原因是基因重组和精卵随机结合,B错误;
C、基因重组发生在有性生殖过程中,减数第一次分裂四分体时期,同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换,导致染色单体上的基因重组;在减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合导致基因重组,减Ⅰ前的交叉互换发生是低概率的,且不是所有生物都可以进行有性生殖,C正确;
D、利用CRISPR/Cas9系统对基因的特定碱基进行修改,导致基因多碱基序列发生改变,原理是基因突变,D错误。
故选C。
6. 百岁兰是一种沙漠植物,曾在巴西采集到化石,其一生只有两片高度木质化的叶子。百岁兰基因组整体呈现重度甲基化,百岁兰基因组朝着小且“低耗能”的方向演化。下列叙述错误的是( )
A. 化石是研究百岁兰进化最直接,最重要的证据
B. 重度甲基化有利于百岁兰避免“有害”突变,故突变无法为其进化提供原材料
C. 极端干旱和贫营养的条件,使百岁兰基因组“低耗能”相关基因的频率升高
D. 百岁兰高度木质化的两片叶子能适应干旱环境,是自然选择的结果
【答案】B
【解析】
【分析】现代生物进化理论的主要内容: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、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。其中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、化石是研究生物进化最直接,因此、最重要的证据也是化石,A正确;
B、重度甲基化有利于百岁兰避免“有害”突变,突变可为其进化提供原材料,B错误;
C、极端干旱和贫营养的条件,作为自然选择的因素使百岁兰基因组“低耗能”相关基因的基因频率定向改变,表现为升高,C正确;
D、百岁兰高度木质化的两片叶子起到了减少水分散失的作用,因而能适应干旱环境,是自然选择的结果,是生物与环境之间协同进化的结果,D正确。
故选B。
7. 人类ABO血型是由9号染色体上IA、IB和i(三者之间互为等位基因)决定。红细胞表面的抗原合成路径如图1所示。孟买型由12号染色体上H基因突变导致,在血型检测中与A、B抗体均无法产生阳性反应,常被误判为O型。图2为发现的第一例孟买型所在家庭的系谱图(不考虑突变)。下列叙述错误的是( )
A. Ⅱ-1与I-2基因型相同的概率为1/3
B. I-1基因型为HhIBi,Ⅱ-3血型为孟买型
C. 孟买型的病人只能接受孟买型捐献者的输血
D. Ⅲ-2与同基因型的女性婚配生一个AB型女儿的概率是3/16
【答案】A
【解析】
【分析】结合图1分析可知,A型血的基因型为H_IAIA或H_IAi,B型血的基因型为H_IBIB或H_IBi,AB型血的基因型为H_IA IB,O型血的基因型为H_ii,孟买型为hh__。
【详解】AB、Ⅲ-2血型为AB型,Ⅱ-4能提供IA,故Ⅱ-3提供IB却表现为O型血,O型血基因型为H_ii,故Ⅱ-3为孟买型,基因型为hhIB ,I-1为B型,I-2为O型,Ⅱ-1为O型,故I-1基因型为HhIBi,I-2基因型为Hhii,Ⅱ-1(由于只有1人为孟买型,故Ⅱ-1基因型只能为H_ii)与I-2基因型相同的概率为2/3,A错误,B正确;
C、在血型检测中与A、B抗体均无法产生阳性反应,孟买型的病人只能接受孟买型捐献者的输血,C正确;
D、Ⅲ-2基因型为HhIAIB,与同基因型的女性(HhIAIB)婚配生一AB型(H_IA IB)女儿的概率是3/4×1/2×1/2=3/16,D正确。
故选A。
8. 草食作用属于捕食的一种,与动物间的捕食不同的是,植物没有逃脱的能力,但也有相应的防卫措施:某些植物会在被取食部位改变代谢途径合成新的化合物或积累更多的毒素。下列叙述错误的是( )
A. 植物受草食作用的危害程度因被取食部位的不同而异
B. 植物不能躲避叶片被取食,但可能通过调整光合作用强度来补偿
C. 植物为防御草食作用而合成的新的化合物属于初生代谢产物
D. 食草动物可能产生特殊的酶催化植物毒素的分解
【答案】C
【解析】
【分析】1、植物的代谢产物分为初级代谢产物和次级代谢产物两类。初级代谢产物是指植物代谢过程中产生的、自身生长所必需的物质,次级代谢产物是指植物代谢过程中产生的、自身生长并不需要的物质。
2、草食作用是指动物以植物为食,与捕食作用不同的是,植物没有逃脱的能力,但也有相应的防卫措施。
【详解】A、植物受草食作用的危害程度因被取食部位的不同而异,如被取食的部位是叶片,则植物可以进行光合作用,被取食的部位是根,则植物不能进行光合作用,A正确;
B、植物不能躲避叶片被取食,但可能通过调整光合作用强度来补偿,B正确;
C、初级代谢产物是指植物代谢过程中产生的、自身生长所必需的物质,次级代谢产物是指植物代谢过程中产生的、自身生长并不需要的物质,植物为防御草食作用而合成的新的化合物属于次生代谢产物,C错误;
D、植物会产生毒素达到防御的作用,而食草动物可能产生特殊的酶催化植物毒素的分解,D正确。
故选C。
9. 为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失的问题,研究者除了用抗原刺激之外,还用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B淋巴细胞,并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。上述细胞株能够在HAT选择培养基中存活,但对乌本苷(Oua)敏感,图示为该实验操作示意图。下列叙述合理的是( )
A. 杂交瘤细胞产生的抗体能针对相应抗原而不针对EBV
B. 导致EBV转化细胞和骨髓瘤细胞死亡的原因完全相同
C. HAT培养基和Oua筛选去除的均是未融合的EBV转化细胞
D. 灭活病毒诱导细胞融合的原理是促进骨髓瘤细胞和B细胞核融合
【答案】A
【解析】
【分析】在制备单克隆抗体时,首先要给小鼠免疫,产生相应的B淋巴细胞,然后将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,经过选择培养基两次筛选,最后获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。在单克隆抗体的制备过程中,使用了动物细胞培养和动物细胞融合等动物细胞工程技术。
【详解】A、分析题意可知,本实验中EBV的作用是使B细胞染色体核型更稳定,而不是刺激B细胞分化成浆细胞产生抗体,所以该杂交瘤细胞产生的抗体能针对相应抗原而不针对EBV,A正确;
B、EBV转化细胞能在 HAT 培养基中存活,但对 Oua敏感。骨髓瘤细胞在 HAT培养基中不能存活,但对 Oua不敏感。所以死亡原因不相同,B错误;
C、HAT培养基筛选去除的是未融合的细胞和同种核融合的细胞,乌本苷(Oua)起筛选作用,C错误;
D、灭活的病毒诱导细胞融合的原理是:病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合,即主要促进骨髓瘤细胞和B淋巴细胞膜的融合,D错误。
故选A。
10. 某细菌的野生株能在基本培养基上生长,该细菌的亮氨酸缺陷型突变株因无法合成亮氨酸,只能在完全培养基上生长。如图是运用影印培养法(一种类似“盖章”的接种方法,使一系列培养皿的相同位置上能出现相应菌落)纯化亮氨酸缺陷型突变株的部分流程,数字1~5表示菌落。下列叙述正确的是( )
A. 培养基A是基本培养基,培养基B是完全培养基
B. 培养基A、B均为固体培养基,倒平板操作后,进行高压蒸汽灭菌
C. 培养基B“盖章”接种后,需要用涂布器将菌种在培养基表面涂布均匀
D. 可从培养基A中挑取菌落3、4进行纯化培养以获得亮氨酸缺陷型突变株
【答案】D
【解析】
【分析】题图分析:由图可知,经培养基A能长出5个菌落,经培养基B的培养平板表面留下1号、2号、5号三个菌落。由此可推出培养基A是完全培养基,培养基B是基本培养基。其中3号、4号是亮氨酸缺陷型突变株繁殖而来的菌落。
【详解】A、由题干可知,亮氨酸缺陷型突变株无法合成亮氨酸,无法在基本培养基上生长,只能在完全培养基上生长,与A相比,B中缺少了3、4两个菌落,说明3、4菌落即是亮氨酸缺陷型突变株繁殖而来的,A为完全培养基,B为基本培养基,A错误;
B、对培养基进行高压蒸汽灭菌后再进行倒平板操作,B错误;
C、培养基B“盖章”接种后,要注意“盖章”的方向不能改变,防止菌落位置不一致,不能用涂布器涂布均匀,C错误;
D、由图可知,3和4菌落是亮氨酸缺陷型突变株生长繁殖形成的,因此从培养基A中挑取菌落3、4进行纯化培养即可获得亮氨酸缺陷型突变株,D正确。
故选D。
11. 寒冷条件下或施加外源脱落酸(ABA)后,马铃薯细胞中AREB4的表达量均上升。AREB4是一种转录因子,通过与海藻糖-6-磷酸合酶基因上游的特殊区段结合促进其表达,从而升高海藻糖的含量以降低细胞内液体的冰点。下列叙述错误的是( )
A. 推测ABA作为信息分子,经信号转导促进AREB4基因的表达
B. 转录因子AREB4结合的特殊区段不是起始密码子所对应的区段
C. 马铃薯的性状受低温、脱落酸、多个基因表达的共同调控
D. 降低ABA合成基因的表达,是提高马铃薯耐寒性的研究思路
【答案】D
【解析】
【分析】1、植物激素:由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
2..激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程当中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的一部分,植物生长发育过程在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度的环境因子的变化会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体。它的正常生长发育需要各个器官组织细胞之间的协调和配合。植物生长发育的调控是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。
【详解】A、题干中指出寒冷条件下或施加外源脱落酸(ABA)后,马铃薯细胞中AREB4的表达量均上升,脱落酸作为植物激素,与动物激素一样都不直接参与细胞代谢,也不提供能量,而是作为一种信息分子,经信号转导促进AREB4基因的表达,来调节细胞的代谢,A正确;
B、题干中指出AREB4是一种转录因子,通过与海藻糖-6-磷酸合酶基因上游的特殊区段结合促进其表达,海藻糖-6-磷酸合酶基因上游的特殊区段是属于基因片段,该片段上无起始密码子,不是起始密码子对应的区段,B正确;
C、植物生长发育的调控是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络,C正确;
D、当寒冷条件或施加外援外援ABA时,马铃薯细胞中AREB4的表达量均上升,从而提高海藻糖-6-磷酸合酶的表达,升高海藻糖的含量以降低细胞内液体的冰点。促进ABA合成基因的表达,是提高马铃薯耐寒性的研究思路,D错误;
故选D。
12. 手指被割破,人会迅速缩手并感到疼痛、心跳加快。伤口愈合后仍隐隐作痛,这与病原体入侵引起的炎性疼痛有关。抗原刺激使巨噬细胞分泌神经生长因子(NGF),NGF作用于感受器上的受体,引起感受器兴奋并传至大脑皮层形成痛觉。下列叙述错误的是( )
A. 缩手反射中,兴奋以电信号形式直接传递到肌肉细胞,没有经过大脑皮层
B. 伤害性刺激下,交感神经兴奋使心跳加快、肾上腺髓质分泌肾上腺素
C. NGF作用于感受器上的受体可使神经元膜内电位由负变正
D. 研发抗NGF受体的单克隆抗体可为治疗炎性疼痛提供思路
【答案】A
【解析】
【分析】1、神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧,反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分构成。
2、兴奋在神经纤维上的传导是双向的,在神经元之间的传递是单向的。
【详解】A、缩手反射中,人感到疼痛,痛觉在大脑皮层产生,因此需要经过大脑皮层,A错误;
B、伤害性刺激下,交感神经占优势,交感神经兴奋使心跳加快、肾上腺髓质分泌肾上腺素,B正确
C、NGF作用于感受器上的受体使感受器兴奋,由静息电位转变为动作电位,膜内电位由负变正,C正确;
D、NGF作用于感受器上的受体进而引起痛觉的产生,抗NGF受体的单克隆抗体可抑制NGF与受体的结合,减少痛觉的产生,因此研发抗NGF受体的单克隆抗体可为治疗炎性疼痛提供思路,D正确。
故选A。
13. 雌雄小鼠均能分泌雄激素。研究证实雄激素可影响小鼠皮肤内ILC2细胞的数量,从而调控树突状细胞(DC)的功能,进而影响免疫反应。下列叙述正确的是( )
A. 树突状细胞成熟时具分支,是有吞噬和抗原呈递功能的淋巴细胞
B. 树突状细胞将处理后的抗原信息呈递给B细胞,使B细胞被激活
C. 雄鼠分泌的雄激素较雌鼠多,使其患自身免疫病的概率高于雌鼠
D. 成年雄鼠摘除性腺可促使ILC2细胞数量恢复到与雌鼠相近的水平
【答案】D
【解析】
【分析】B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都能摄取和加工处理抗原,并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞,因此,这些细胞统称为抗原呈递细胞。树突状细胞分布于皮肤、消化道、呼吸道等很多上皮组织及淋巴器官内,成熟时具有分支;具有强大的吞噬、呈递抗原功能。
【详解】A、树突状细胞成熟时具分支,是有吞噬和抗原呈递功能的免疫细胞,但不属于淋巴细胞,A错误;
B、树突状细胞将处理后的抗原信息呈递给辅助性T细胞,B错误;
C、结合题图,雄鼠的雄激素较雌鼠抑制作用更强,雄鼠免疫反应较雌鼠更低,使其患自身免疫病的概率低于雌鼠,C错误;
D、雄激素可影响小鼠皮肤内ILC2细胞的数量,从而调控树突状细胞(DC)的功能,成年雄鼠摘除性腺,雄激素含量减少,可促使ILC2细胞数量恢复到与雌鼠相近的水平,D正确。
故选D。
14. 与水稻轮作的油菜常常会由于积水导致根系缺氧、光合速率下降,造成减产。对油菜进行淹水处理,测定有关指标并进行相关性分析,结果见下表。下列叙述错误的是( )
光合速率
叶绿素含量
气孔导度
胞间CO2浓度
光合速率
1
叶绿素含量
0.86
1
气孔导度
0.99
0.90
1
胞间CO2浓度
-0.99
-0.93
-0.99
1
注:气孔导度表示气孔张开程度。表中数值为相关系数(r),当越接近1,相关越密切。r>0时,两者呈正相关;r<0时,两者呈负相关。
A. 淹水时,油菜根部细胞利用丙酮酸产酒精,酒精积累会对植株产生毒害
B. 水稻根部部分细胞程序性死亡形成通气腔隙,利于植株进行有氧呼吸
C. 气孔导度与光合速率呈正相关,气孔导度的增大是由于光合速率上升
D. 综合分析表中数据,推测除CO2外还存在其他因素影响油菜光合速率
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸分为三个阶段,第一阶段在细胞质进行,第二阶段在线粒体基质进行,第三阶段在线粒体内膜进行,且第三阶段释放的能量最多。无氧呼吸分为两个阶段,均在细胞质基质进行。
由表可知,胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关,即虽然气孔导度下降,但胞间CO2上升,说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。
【详解】A、淹水时,油菜根部细胞由于缺乏氧气进行无氧呼吸,利用丙酮酸产酒精,酒精积累会对植株产生毒害,A正确;
B、水稻根部部分细胞程序性死亡形成通气腔隙,增加了氧气含量,利于植株进行有氧呼吸,B正确;
C、气孔导度直接影响二氧化碳的吸收,气孔导度大,进入到细胞间隙的二氧化碳就更多,气孔导度(在一定范围内)与光合速率呈正相关,光合速率上升是由于气孔导度的增大,C错误;
D、叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值,说明二者呈负相关,即虽然气孔导度下降,但胞间CO2上升,说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的,D正确。
故选C。
15. 图1是胰腺分泌的胰岛素调节血糖的四个关键步骤:a为胰腺分泌胰岛素,b为胰岛素与受体结合,c为信号的传导,d为葡萄糖的吸收。某糖尿病患者发病的原因可能是上述某一步骤缺陷造成的。下面是对其进行的两项测试:
测试1:分离该患者的肌肉细胞,在不同胰岛素浓度下,测定胰岛素结合细胞百分比。
测试2:向患者注射一定量的胰岛素,然后在注射后不同时间测定其血糖浓度。
实验结果如图2所示。下列分析正确的是( )
A. 若测试1的结果为②,则该患者可能为a过程缺陷
B. 若测试2的结果为③,则该患者可能是a过程缺陷
C. 若测试2的结果为④,则该患者可能为b过程缺陷
D. 若两测试的结果分别为①和③,则该患者可能是c或d过程缺陷
【答案】D
【解析】
【分析】据图1分析,胰岛素的作用机理包括:第一步是胰岛B细胞分泌胰岛素,第二步是胰岛素与靶细胞膜上的受体结合,第三步是靶细胞接受胰岛素传递信息后发生一系列信号传导,第四步是靼细胞膜上的葡萄糖转运蛋白将细胞外液中的葡萄糖运进细胞。
分析图2:①细胞与胰岛素结合率高,说明胰岛素的作用机理前两步没有问题。
【详解】A、分析图2:②细胞与胰岛素结合率低,说明胰腺分泌胰岛素即a过程正常,而是b过程缺陷,A错误;
B、分析图2:注射胰岛素后,若测试2的结果为③,③的血糖浓度高于④,说明患者一定不是a过程(胰腺分泌胰岛素)缺陷,B错误;
C、若测试2的结果为④,糖尿病患者的血糖浓度下降,则该患者可能是a过程,胰腺分泌胰岛素缺陷,C错误;
D、若在该机制中的c步有缺陷,则细胞与胰岛素结合率高,符合曲线①;由于信号传导过程有缺陷,则无法促进组织细胞加快吸收葡萄糖,导致血浆中葡萄糖浓度高,与曲线 ③相符若在该机制中的d步有缺陷,则病人细胞与胰岛素结合率高,由于转运葡萄糖存在缺陷,病人血浆中葡萄糖浓度偏高,应用曲线①、③表示,D正确。
故选D。
二、非选择题:共60分。
16. 自工业革命以来,人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加,已引起全球气候变暖等-一系列极其严重问题。温室效应会导致某些地区出现干旱,为探究温室效应对植物光合作用速率的影响,某科研人员以野生大豆为材料,设置3个独立的开放式气室进行了相关实验,部分结果如图所示。回答下列问题:
注:“1”代表对照组气室(CK),“2”代表+1℃气室,“3”代表+1℃,+200μmol/molCO2气室(“+”表示在“1”的温度或二氧化碳浓度上增加)
(1)野生大豆进行光合作用时,光反应的产物有________。从大气中吸收的CO2经过暗反应最终转化为储存能量的有机物,该过程发生在_______(具体部位)。
(2)据图分析可知,温度升高会使野生大豆的净光合速率________,对比2和3可知,实验条件下可通过_________(措施)缓解温度升高对野生大豆净光合速率的影响。
(3)与正常光照相比,适度遮光条件下野生大豆幼苗叶绿素含量升高,其意义是________。野生大豆可缓解因温室效应引起的干旱对其生长发育的不利影响,据图分析,其机制是________。
【答案】(1) ①. NADPH、ATP和O2 ②. 叶绿体基质
(2) ①. 降低 ②. 适当升高CO2浓度
(3) ①. 叶绿素含量升高,使植物幼苗在弱光环境中的光捕获能力增强 ②. 降低气孔导度,进而降低蒸腾速率以减少水分散失;提高水分利用效率
【解析】
【分析】光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。
暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用,使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光,而只是依赖于NADPH和ATP的提供,故称为暗反应阶段。
【小问1详解】
植物进行光合作用时,发生水的光解、ATP和NADPH的合成,因此光反应的产物有NADPH、ATP和O2.;暗反应的场所是叶绿体基质。
【小问2详解】
据图分析可知,温度升高会使野生大豆的净光合速率降低,对比2和3可知,实验条件下可通过适当升高CO2浓度缓解温度升高对野生大豆净光合速率的影响。
【小问3详解】
适度遮光条件下,植物幼苗叶绿素含量升高,使幼苗在弱光环境中的光捕获能力增强,提高光能利用率,以适应弱光环境。据图分析可知,野生大豆可以通过降低气孔导度,进而降低蒸腾速率以减少水分散失,同时提高水分利用效率,来缓解干旱对其生长发育的不利影响。
17. 某牧区气候恶劣,生态系统脆弱,境内生活着国家一级保护动物荒漠猫。该牧区的草原湿地泥炭层深厚,是生态系统物质循环的重要载体之一,也是重要生态屏障。
(1)若要研究该牧区荒漠猫的生态位,通常需要研究它的_____(答出两点即可)。
(2)该牧区草原湿地含有丰富的土壤有机碳(SOC),微生物通过分泌水解酶作用于SOC,产物一方面吸收后用于__________,另一方面用于呼吸作用满足自身能量所需。
(3)为了探究湿地水位变化对土壤碳含量变化的影响,研究人员取不同水位土样添加一定量13C标记的葡萄糖,在相应水位条件下培养一段时间,然后测定土壤SOC和13C标记的微生物有机碳含量(MBC)。若培养时间过长,所测得MBC值通常________(填“偏高”或“偏低”);检测结果表明,水位下降会降低土壤SOC而提高MBC,请从微生物分解和合成代谢的角度给出合理的解释:水位下降导致土壤透气性增强,_______。
(4)在现有技术条件下,维持该牧区一个人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的草地、耕地、建筑用地等面积称为__________。由表可知,该牧区出现了明显的生态赤字,且呈现______趋势,为了避免生态环境进一步恶化,逐步实现可持续发展,请结合当地情况提出一条降低生态赤字的有效建议:_________。
该牧区资源需求、供给总量(单位:hm2/人)
土地类型
2013年
2015年
2017年
2019年
需求
供给
需求
供给
需求
供给
需求
供给
草地
2.7
0.222
2.97
0.216
3.122
0.208
6.014
0.209
耕地
0.03
0.01
0.039
0.009
0.039
0.007
0.036
0.007
建筑用地
0.0024
0
0.0029
0
0.0039
0
0.0054
0
【答案】(1)食物、天敌、栖息地、与其他物种的关系等
(2)自身生长、发育和繁殖
(3) ①. 偏低 ②. O2浓度上升,微生物的分解和合成代谢均加强,对SOC的分解作用增加导致SOC降低,同时自身合成了更多的有机物导致MBC升高
(4) ①. 生态足迹 ②. 上升 ③. 减少化石能源的消耗,提高能源的利用率;改善农业生产条件和采用先进农业技术;防止超载过牧情况,因地制宜发展畜牧业;资源采用循环式利用,大力发展绿色经济;控制人口快速增长。
【解析】
【分析】1、研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
2、在现有技术条件下,维持该牧区一个人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的草地、耕地、建筑用地等面积称为生态足迹。
【小问1详解】
研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
【小问2详解】
由题干“该牧区的草原湿地泥炭层深厚,是生态系统物质循环的重要载体之一”可知,该牧区湿地的有机碳主要来自生物体的遗体残骸;微生物通过分泌水解酶作用于SOC(有机碳),即微生物同化量的两个去向:一方面是用于自身生长、发育和繁殖等,另一方面用于呼吸作用满足自身能量需要。
【小问3详解】
若培养时间过长,微生物把13C标记的葡萄糖分解,一部分13C以二氧化碳形式释放出去,则所测得的MBC值偏低;水位下降导致土壤透气性增强,O2浓度上升,微生物的分解和合成代谢均加强,对SOC的分解作用增加导致SOC降低,同时自身合成了更多的有机物导致MBC升高。
【小问4详解】
在现有技术条件下,维持该牧区一个人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的草地、耕地、建筑用地等面积称为生态足迹;由表可知,该牧区的供给远小于需求,出现了明显的生态赤字,且差值越来越大,呈现上升趋势;为了避免生态环境进一步恶化,逐步实现可持续发展,请结合当地情况提出一条降低生态赤字的有效建议:减少化石能源的消耗,提高能源的利用率;改善农业生产条件和采用先进农业技术;防止超载过牧情况,因地制宜发展畜牧业;资源采用循环式利用,大力发展绿色经济;控制人口快速增长。
18. 病毒感染引起的局部组织炎症会引起疼痛。机体疼痛与前列腺素E(简称PGE)密切相关,部分机理如图1.疼痛时肾上腺皮质和肾上腺髓质参与的应激反应如图2.请分析回答:
(1)人体感染病毒后,通过炎症反应产生的致痛物质可刺激痛觉感受器引起兴奋,当兴奋传至__________处,人会产生痛觉。布洛芬是常用镇痛药,布洛芬有一定的药物依赖性,我国科学家颜宁团队发现大麻二酚能够抑制Na+的跨膜内流,从而缓解疼痛。该发现为研发非依赖性镇痛药提供了新思路,该思路体现了细胞膜的功能是__________。
(2)据图2知,疼痛时肾上腺髓质分泌的激素d会增加,使机体代谢增强,心跳加快,该反射的效应器是_______;激素 d还能作用于肝细胞膜上的糖蛋白,使血糖升高,其机理是______。激素c的分泌是通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴来进行的,且当血液中的激素c含量增加到一定程度时,又会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使激素c的分泌减少而不至于浓度过高,由此说明激素c的分泌过程存在_______两种调节方式。
(3)已知交感神经参与的调节对疼痛具有一定的缓解作用,相关调节机制如图3.我国医书典籍《黄帝内经》记载了针灸治疗疼痛的方案,临床上可用电针来模仿针灸。
为探究电针缓解疼痛作用机制,结合图3和所给材料:正常大鼠和肌肉组织炎症模型大鼠若干,生理盐水,抗β-EP 抗体溶液,6-OHDA(可破坏交感神经),进行设计实验。通过设计对照组“正常大鼠+不做处理+生理盐水”和“模型大鼠+不做处理+生理盐水”两组,实验组①“模型大鼠+电针处理+生理盐水”;②_______;③_______三组,然后检测NE 和β-EP 的含量进行比较分析可知:电针可通过激活交感神经,募集含β-EP的免疫细胞迁移到炎症部位释放β-EP 来发挥神经免疫镇痛效应。
【答案】(1) ①. 大脑皮层 ②. 控制物质进出细胞
(2) ①. 传出神经末梢及其支配的肾上腺髓质 ②. 作用于肝细胞膜上的肾上腺素受体,促进肝糖原分解为葡萄糖 ③. 分级调节和负反馈调节
(3) ①. “模型大鼠+电针处理+抗β-EP 抗体处理” ②. “模型大鼠+电针处理+6-OHDA 处理”
【解析】
【分析】感觉只会在大脑皮层产生,感受器只是感受外界信息。只有信息在大脑皮层经过处理后,才可以产生痛觉。分析图2,从图中可以看出,下丘脑对激素c的调节属于分级调节,因此当激素a分泌增多时,会引起激素c的分泌增多,当激素c含量过多时,又会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这属于(负)反馈调节。
【小问1详解】
产生痛觉的部位是大脑皮层;分析图1可知,PGE可以促进痛觉感受器对致痛物质的敏感性,布洛芬的镇痛机理可能是抑制环氧化酶的活性,减少PGE 的产生,降低痛觉感受器对致痛物质的敏感性;大麻二酚能够抑制Na⁺的跨膜内流,这体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能。
【小问2详解】
效应器是指传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体,肾上腺髓质属于人体的内分泌腺,在该神经调节过程中,传出神经末梢及其所支配的肾上腺髓质一起构成效应器;激素d是肾上腺髓质分泌的肾上腺素,能作用于肝细胞膜上的肾上腺素受体,使肝细胞原有的生理活动发生变化,引起肝糖原分解为葡萄糖,使血糖升高;激素c的分泌是通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴来进行的,说明激素c的分泌过程存在分级调节,当血液中的激素c含量增加到一定程度时,又会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使激素c的分泌减少而不至于浓度过高,说明激素c的分泌还存在负反馈调节。
【小问3详解】
本实验的目的是为探究电针缓解疼痛的作用机制,实验的自变量是电针处理的有无,因变量是检测NE 和β-EP 的含量。通过设计对照组“正常大鼠+不做处理+生理盐水”和“模型大鼠+不做处理+生理盐水”两组,实验组“模型大鼠+电针处理+生理盐水” 、“模型大鼠+电针处理+抗β-EP 抗体处理” 、 “模型大鼠+电针处理+6-OHDA 处理”三组,然后检测NE 和β-EP 的含量进行比较分析可知:电针可通过激活交感神经,募集含β-EP的免疫细胞迁移到炎症部位释放β-EP 来发挥神经免疫镇痛效应。
19. 某品种玫瑰是自花传粉植物,花瓣花色与花青素种类有关。研究发现玫瑰花瓣中有两种主要花青素:矢车菊素和芍药素,分别由基因M、N控制合成。若M、N基因发生隐性突变会导致相应色素均无法合成,使花瓣呈蓝色,m基因还会导致花粉育性下降。矢车菊素和芍药素均存在时使花瓣呈红色,若缺少矢车菊素或芍药素使花瓣呈紫色。为探究该植物花色的遗传规律,研究人员使用纯合亲本进行了图示实验。不考虑互换,请回答下列问题:
(1)自花传粉植物进行杂交时,需要对一亲本进行_________操作后作为母本。
(2)分析可知杂交实验一中亲本红玫瑰的基因型是________,F2出现该性状分离比的原因是______。
(3)请在下图中画出实验二中F1代红玫瑰的M/m,N/n基因在染色体上的位置_______。实验二F1红玫瑰产生mN花粉的概率是_______。
(4)科研人员将一个抗病基因H导入蓝玫瑰,通过单倍体育种培育出纯合抗病蓝玫瑰植株,并通过实验来探究该抗病蓝玫瑰植株中基因m、n、H在染色体上的位置关系。
实验思路:让该纯合抗病蓝玫瑰植株和纯合红玫瑰植株进行杂交得到F,F1进行自交,观察并统计F2植株的表型及比例。
预期结果:若F2中表型及比例为________,则证明蓝玫瑰的H基因与m、n位于两对同源染色体上。否则,蓝玫瑰的H基因与m、n位于一对同源染色体上。
【答案】(1)去雄 (2) ①. MMNN ②. 含m的花粉育性下降50%
(3) ①. ②. 1/3
(4)红玫瑰抗病:红玫瑰不抗病:蓝玫瑰抗病:蓝玫瑰不抗病=15:5:3:1
【解析】
【分析】由题干信息可知,红玫瑰植物中同时含矢车菊素和芍药素,基因型为M_N_;紫玫瑰中含有矢车菊素或芍药素,基因型为 M_nn、mmN_;蓝玫瑰不含矢车菊素和芍药素,基因型为mmnn。
【小问1详解】
自花传粉植物仅作母本,需要去掉雄蕊。
【小问2详解】
由“玫瑰花瓣中有两种主要花青素:矢车菊素和芍药素,分别由基因 M、N控制合成。若M、N基因发生隐性突变会导致相应色素无法合成,m基因还会导致花粉育性下降。红玫瑰中缺少矢车菊素或芍药素使花瓣呈紫色,若矢车菊素和芍药素均缺乏使花瓣呈蓝色”可知,红玫瑰植物中同时含矢车菊素和芍药素,基因型为M_N_;紫玫瑰中含有矢车菊素或芍药素,基因型为 M_nn、mmN_;蓝玫瑰不含矢车菊素和芍药素,基因型为mmnn。为探究该植物玫瑰色的遗传规律,研究人员使用纯合红玫瑰(MMNN)和纯合紫玫瑰(mmNN或MMnn)植株作为亲本杂交。杂交实验一:纯合红玫瑰(MMNN)和纯合紫玫瑰(mmNN或MMnn)杂交,F1均为红玫瑰(MnNN或MMNn),F1自交,观察F2的比值红玫瑰:紫玫瑰=5:1而不是3:1,说明亲本纯合紫玫瑰的基因型是mmNN,F1基因型为MmNN。F1产生的雌配子MN:mN=1:1,由于m导致花粉育性下降。设F1产生的可育花粉(雄配子)MN:mN=(1-a):a,则F1自交,子代出现紫玫瑰植物(mmNN)的概率为1/2×a=1/6,则a=1/3,可以推出F1产生的可育花粉MN:mN=2:1,即基因m导致花粉育性下降了50%。
【小问3详解】
杂交实验二中,纯合紫玫瑰植株杂交,都是红玫瑰,则亲本紫玫瑰植物的基因型应为mmNN和MMnn。F1红玫瑰的基因型是MmNn。由杂交二的后代无蓝色可知,基因连锁。亲本为mmNN和MMnn,则Mn连锁,mN连锁。(若自由组合,则会出现1/16的蓝色)。由于m导致花粉育性下降了50%,MmNn产生的雌配子为mN:Mn=1:1,花粉(雄配子)为mN:Mn=1:2,所以花粉mN占1/3。自交后代基因型及比例为:1/6mmNN、1/2MnNn、2/6MMnn,表型及比例为红玫瑰:紫玫瑰=1:1,所以蓝玫瑰占比为0,则F1代红玫瑰的M/m,N/n基因在染色体上的位置的相关图片为:
【小问4详解】
探究该抗病蓝玫瑰植株中基因m、n、H在染色体上的位置关系,实质是探究M/m(N/n)和H/h基因是否遵循基因的自由组合定律,选纯合抗病蓝玫瑰植株mmnnHH与纯合红玫瑰植MMNNhh进行杂得到F1,F1MmNnHh进行自交,观察并统计下植株的表型及比例。若H基因位于m、n基因所在的同源染色体上,则亲本红玫瑰植株产生MNh配子,蓝玫瑰抗病植株产生mnH配子,F1产生雄配子MNh:mnH=2:1,雌配子MNh:mnH=1:1,则F2红玫瑰不抗病:红玫瑰抗病:蓝玫瑰抗病=2:3:1;若H基因不位于m、n基因所在的同源染色体上(即非同源染色体上)上,F1产生雄配子 MNh:mnh:MNH :mnH=2:1:2:1,雌配子MNh:mnh:MNH:mnH=1:1:1:1,则F2红玫瑰抗病:红玫瑰不抗病:蓝玫瑰抗病:蓝玫瑰不抗病=15:5:3:1。
20. 瘦素是一种由脂肪组织合成和分泌的肽类激素。P载体含有的绿色荧光蛋白(GFP)基因能在真核细胞中表达GFP。将目的基因插入GFP基因后,能表达出目的蛋白和GFP的融合蛋白,根据荧光的强弱,可确定目的基因在细胞内的表达情况。为研究瘦素的功能,科学家构建了瘦素基因真核表达载体,检测疫素基因在小鼠成纤维细胞中的表达情况。瘦素基因及载体的结构如图所示。回答下列问题。
(1)PCR扩增瘦素基因时,与引物1互补的a链左侧是脱氧核苷酸链的______(填“5′”或“3′”)端。据图推测,构建该基因表达载体时,P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原点、________,以便与酶切后的瘦素基因正确连接。
(2)已知HindIII和BamHI在P载体上的切割位点非常接近。为确定重组质粒是否构建成功,用HindIII、BamHI分别对瘦素基因PCR产物、P载体和重组质粒双酶切,再进行电泳,结果如图所示。请在图中将P载体和重组质粒酶切结果对应位置的条带涂黑______。
(3)Kanr/Neor是一种抗性基因,在真核细胞中表达具有新霉素抗性,而在原核细胞中表达具有卡那霉素抗性。本实验中为筛选转化的细胞,应在培养基中添加________。
(4)为检测瘦素基因是否成功表达,可用的鉴定方法是_______(答出2种)。为进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞,还需要进行_______。
【答案】(1) ①. 3′ ②. Hind Ⅲ和BamH Ⅰ切割位点
(2) (3)新霉素
(4) ①. 抗原-抗体杂交技术、检测绿色荧光强弱 ②. 动物细胞培养
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。
(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
引物的作用是使DNA聚合酶从引物的3'端连接脱氧核苷酸,因此引物1左侧为5'端,DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成,因此与引物1互补的a链左侧是脱氧核苷酸链的3'端。构建该基因表达载体时,P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原点、Hind Ⅲ和BamH Ⅰ切割位点。
【小问2详解】
由于Hind Ⅲ和BamH I在P载体上的切割位点非常接近,因此用Hind Ⅲ、BamH I对P载体进行切割后,会形成一个大片段,接近4700bp,一个超小片段可忽略,即对P载体酶切产物电泳后,只出现4700bp的条带,若重组质粒构建成功,重组载体上会携带瘦素基因,用Hind Ⅲ、BamH I对重组质粒切割后,会出现两个片段,一个是瘦素基因,一个是近4700bp的片段,则电泳结果会出现两个条带,如图所示: 。
【小问3详解】
Kanr /Neor抗性基因在真核与原核细胞中有不同的启动子或转录后的加工不同或翻译后的加工不同,因此同种基因在真核、原核细胞中表达结果不同。本实验中受体细胞为小鼠成纤维细胞,为真核细胞,则Kanr/Neor在真核细胞中表达具有新霉素抗性,为筛选转化的细胞,应在培养基中添加新霉素,能存活的细胞为导入重组质粒的受体细胞。
【小问4详解】
瘦素基因表达产物为蛋白质,因此可以用抗原-抗体杂交技术进行检测瘦素基因是否成功表达,同时目的基因插入GFP基因后,能表达出目的蛋白和GFP的融合蛋白,根据荧光的强弱,可确定目的基因在细胞内的表达情况,即可以检测绿色荧光的强弱。为进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞,还需要进行动物细胞培养。
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