内容正文:
星湖高二期末适应性考试
生物试卷
一、单项选择题:共14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列关于人体的内环境及稳态的叙述,正确的是( )
A. 淋巴液的渗透压主要取决于蛋白质和无机盐
B. 毛细血管壁细胞所处的内环境为血浆和组织液
C. 胰腺腺泡细胞分泌的胰蛋白酶经血浆运输到肠道
D. 组织液中葡萄糖的氧化分解可为细胞代谢供量
2. 反射是神经调节的基本方式。下列叙述正确的是( )
A. 反射弧由感觉神经元、中间神经元和运动神经元构成
B. 条件反射建立过程中,无关刺激会转变为非条件刺激
C. 缩手反射发生过程中,兴奋在反射弧中的传导是单向的
D. 大脑受损伤的患者,敲击其膝盖下韧带无法发生膝跳反射
3. 尿崩症是因抗利尿激素缺乏或机体对抗利尿激素不敏感而引起的一种疾病。下列叙述正确的是( )
A. 患者可能是因垂体无法合成足量抗利尿激素引起
B. 患者肾小管细胞膜上的水通道蛋白数量可能较少
C. 患者可通过口服适量抗利尿激素缓解症状
D. 患者的尿量及尿液渗透压均高于正常个体
4. 下列与过敏反应的相关叙述,正确的是( )
A. 不同个体对同种过敏原的反应相同,不具有遗传倾向
B. 初次接触过敏原时,部分记忆B细胞增殖分化成为浆细胞
C. 过敏反应发生时,血浆渗透压上升导致血管壁通透性增强
D. 找出并避免接触过敏原是预防过敏反应发生的主要措施
5. 蝾螈为一种食肉动物,以蝌蚪、蚯蚓等为主要食物,下图为开展蝾螈影响池塘中两栖动物种群数量的实验调查结果,相关叙述正确的是( )
A. 蝾螈可捕食霍氏蛙,二者生态位不存在重叠
B. 去除蝾螈,蟾蜍会成为自然干涸池塘中的优势物种
C. 水分和蝾螈是限制灰树蛙的非生物因素,常具有综合性
D. 水位维持池塘中的霍氏蛙的生存压力来自天敌、种间竞争者和环境等
6. 下列关于植物激素的叙述,正确的是( )
A. 外施高浓度的生长素可抑制侧芽的生长和促进顶芽生长
B. 特定内分泌器官分泌的油菜素内酯可促进叶细胞的扩展
C. 抑制赤霉素的合成、分泌可提高植物体中二核细胞的比率
D. 脱落酸可促进叶片的衰老脱落、气孔的开放和种子休眠
7. 黑光灯发出的365nm左右波长的紫外线可用于在夜间诱杀趋光性昆虫。下列叙述正确的是( )
A. 利用黑光灯诱杀害虫属于生物防治
B. 诱杀累计数与黑光灯使用次数呈正相关
C. 黑光灯诱杀过程体现了信息传递具有双向性特点
D. 黑光灯诱捕法还可用于调查该区域的物种丰富度
8. 猪笼草往往笼口光滑并能分泌蜜露诱捕昆虫,但分布于高山地带的猪笼草边沿粗糙,利于树鼩、鸟类等在笼内排泄。下列叙述正确的是( )
A. 不同地区的猪笼草属于同一物种,基因库组成相同
B. 鸟类排泄物中的能量越高,其流向猪笼草的能量越低
C. 猪笼草可能既属于生产者,又属于消费者和分解者
D. 猪笼草分泌蜜露诱捕昆虫,表明行为信息可调整种间关系
9. 下列关于传统发酵的叙述,正确的是( )
A. 糖源不充足、氧气充足时,醋酸菌可将乙醇转化为乙酸
B. 果酒放置一段时间后,表面形成一层酵母菌构成的“白膜”
C. 腐乳发酵是以毛霉为单一菌种的固体发酵及半固体发酵为主
D. 泡菜制作过程中,乳酸越多,亚硝酸盐含量越低,泡菜品质越佳
10. 培养基是按照微生物、植物和动物组织对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。下列叙述正确的是( )
A. 配制马铃薯琼脂培养基时,可不在酒精灯火焰旁
B. 基本培养基中可能不含有氮源,但一定含有碳源
C. 脱分化培养基中含有蔗糖、无机盐和植物激素等营养物质
D. 传代培养杂交瘤细胞时,培养基中需加胶原蛋白酶以分散细胞
11. 下列关于细胞工程的叙述,正确的是( )
A. 提高酒精浓度和处理时间可提高外植体消毒效果
B. 再分化过程中向生芽培养基中加入细胞分裂素可诱导生根
C. 灭活的新冠病毒通常不能用于诱导人和鼠体细胞的融合
D. 染色体端粒缺乏导致成年动物的体细胞难以实现全能性
12. 多克隆抗体是由多个B淋巴细胞克隆所产生的,受到多种抗原决定簇刺激并可与多种抗原表位结合的抗体,下图为多克隆抗体制备过程示意图,相关叙述正确的是( )
A. 天然抗原可直接刺激多种B细胞和辅助性T细胞
B. 过程①多次注入的目的是获得已免疫的B细胞和抗体
C. 过程②中需加入胶原蛋白酶以利于多克隆抗体的释放
D. 多克隆抗体对病原体的免疫可能较单克隆抗体全面
13. 鲫鱼是一种淡水湖泊中的常见经济鱼类,其早期胚胎发育经历受精卵→卵裂期→囊胚期→原肠胚期→神经胚期。下列相关叙述正确的是( )
A. 卵裂期卵黄不断减少,胚胎从外界吸收的营养不断增加
B. 原肠胚期开始胚层分化,其中外胚层来自囊胚的滋养层细胞
C. 体外受精得到的鲫鱼受精卵在胚胎移植时不需添加免疫抑制剂
D. 鲫鱼与人具有相似的胚胎发育阶段,为共同由来学说提供了证据
14. 琼脂糖凝胶电泳是分离和鉴定PCR产物的常用方法,下列相关叙述正确的是( )
A. 待分离DNA片段越大,配制的琼脂糖溶液浓度越低
B. 向凝固的凝胶中加入没过凝胶的电泳缓冲液后,小心拔出梳子
C. 将PCR产物与电泳缓冲液混合,用微量移液器缓慢注入加样孔内
D. 接通电源后,待核酸染料前沿迁移接近凝胶边缘时,停止电泳
二、多项选择题:共4题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 如图为可卡因(一种毒品)影响神经细胞间兴奋传递的作用示意图。相关叙述错误的有( )
A. 多巴胺受体和多巴胺转运体的结构相似,均参与多巴胺的跨膜运输
B. 可卡因与突触后膜的受体结合后,突触后膜膜外的电位由正电位变为负电位
C. 可卡因阻止了多巴胺的回收,可能最终导致突触后膜上多巴胺受体的数量降低
D. 缓解可卡因毒瘾,可考虑使用水解可卡因的酶、多巴胺受体拮抗剂和激动剂
16. 细菌计数板(规格为1mm×1mm×0.02mm,计数室为16×25型)可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。取大肠杆菌培养液1mL稀释104倍后,检测下图所示的细菌计数板四角上中方格的大肠杆菌数量分别为27、23、28、22。下列相关叙述错误的有( )
A. 将培养液滴加在计数室后,静置片刻后再盖上盖玻片
B. 计数时,添加伊红一亚甲蓝染液有利于对活菌的判断
C. 取样时的培养液中大肠杆菌的密度约为4×108个
D. 计数后,用清水冲洗后可镜检细菌计数板是否清洗干净
17. 下列调查活动或实验中,所得数值与实际数值相比,偏小的有( )
A. 采用稀释涂布平板法计数菌液中的大肠杆菌时,培养时间过长
B. 采用标记重捕法调查鲫鱼种群密度时,两次捕捞均使用小网眼的渔网
C. 利用血细胞计数板计数酵母菌数量时,方格内和压线的个体都被统计在内
D. 调查土壤中小动物的丰富度时,用诱虫器采集小动物时没有打开装置上的电灯
18. 农杆菌Ti质粒上的TDNA可以转移并随机插入被侵染植物的染色体DNA中。研究者将如图中被侵染植物的DNA片段连接成环,并以此环为模板,利用PCR技术扩增出TDNA插入位置两侧的未知序列,以此可确定TDNA插入的具体位置。下列说法正确的有( )
A. 进行PCR扩增的依据是DNA热变性的原理
B. 进行PCR扩增需要的酶有解旋酶、引物、四种脱氧核苷三磷酸(dNTP)
C. 利用图中的引物①④组合可扩增出两侧的未知序列
D. 通过与受体细胞的基因组序列比对,可确定TDNA的插入位置
三、非选择题:共5题,共60分。除标注外,每空1分。
19. mRNA疫苗作为目前最新的疫苗生产技术,不用依赖细胞扩增,具有制备工艺简单、研发周期短等优势。下图为mRNA疫苗的作用机理图,A~C代表不同的淋巴细胞,请回答下列问题:
(1)物质X为___,其与物质Y均属于___,二者差异的根本原因为___。
(2)据图可知,mRNA疫苗通过___方式进入细胞,释放出的mRNA作为过程②的模板,翻译出抗原蛋白。分泌进入内环境的抗原蛋白,激活细胞A——___(填细胞名称)增殖分化为___,后者可合成和分泌与抗原特异性结合的物质Y。
(3)抗原蛋白还可经过程③___为抗原肽,与内质网上的MHCⅠ结合形成MHCⅠ抗原肽,再经过程④___到细胞表面,被细胞C识别,引发___免疫。
(4)人体的血液、汗水和眼泪中存在RNA酶,可催化分解细胞外的RNA,该免疫方式属于___。据此分析,mRNA疫苗通常利用脂质体进行递送,原因可能是___。
20. 盐碱化的土壤会干扰植物对水分、土壤养分的吸收.严重影响农作物的生长。对盐碱地的修复常可采用整地、造林及重建土壤微生物群落等方式。滨梅为一种具耐盐特性的树种,科研人员研究了不同整地方法对盐碱地的脱盐效果及滨梅的生长情况.下表为实验结果。请回答下列问题:
整地方法
淋洗时间
土壤含盐量
林木生长情况
整地前/%
整地后/%
降低/%
树种
成活率/%
台田
1个雨季
1.2794
0.4283
66.5
滨梅
79
条田
1个雨季
1.6503
0.3466
79.0
滨梅
80
沟洫围田
1个雨季
0.6830
0.1816
73.4
滨梅
80
作畦圈水
1个雨季
0.7779
0.6341
18.5
滨梅
77
大坑
1个雨季
0.5455
0.2027
52.8
滨梅
95
大坑
人工冲洗1次
0.6791
0.4828
28.9
滨梅
90
(1)滨梅在生态系统中属于___________(成分)。滨梅集鲜果、医药和观赏价值于一身,体现了生物多样性的___________价值。对盐碱地进行生态修复时,选择滨梅作为主要修复树种遵循了生态工程设计的___________原理。
(2)据表可知,____________整地方法脱盐效果最佳。畦是用土埂、沟或走道分隔成的作物种植小区,作畦圈水脱盐效果不佳的原因可能是______________________。淋洗可将表土层中的可溶性盐碱排到深层土中或淋洗出去,整地工程通常选择在雨季到来之前完成,目的是_________________________。
(3)滨梅幼苗在瘠薄、盐碱含量高的环境中生长缓慢。丛枝菌根(AM)真菌可与滨梅根部形成共生体,接种适宜的AM真菌能显著促进滨梅幼苗的生长,为研究AM真菌提高滨梅幼苗生长的作用机制,科研人员通过盆栽试验对接种根部微生物种群数量、土壤磷酸酶和脲酶的含量及根际土壤中氮、磷元素含量进行了测定,实验结果如下图所示。
注:速效磷:土壤中较容易被植物吸收利用的磷元素。水解氮:又称土壤有效氮,包括铵态氮、酰胺以及易水解蛋白质氮,是较容易被植物吸收利用的氮元素。
①AM真菌的菌丝可在根皮质细胞内发展分支菌丝,从滨梅根部组织细胞获取有机物,菌丝的存在可作为滨梅与土壤间物质运输的媒介,提高根对土壤营养的吸收。AM真菌与滨梅的种间关系为________。
②CK为对照组,其处理方式为_____________________。采用盆栽试验,而非进行大田试验的原因是___________________。
③土壤中的磷元素要转变为速效磷才能被滨梅吸收,并用于细胞中__________等生物大分子的合成。磷酸酶可促进速效磷的形成,实验组土壤中速效磷含量显著高于CK组,推测其原因是___________________。
④接种AM真菌提高了固氮菌等根部微生物数量,导致土壤微生物群落的__________发生改变。结合图中信息,试分析接种AM真菌促进滨梅幼苗生长的作用机制:__________________。
21. 甲减(Hypothyroidism)是一种因甲状腺功能减退无法正常产生足够的甲状腺激素(TH)造成的疾病,患者常表现出食欲减退、胃肠道的蠕动减慢等症状。右图为机体受相应刺激后分泌甲状腺激素的机理示意图,图中“→”表示促进作用,“→”表示抑制作用。请回答下列问题:
(1)激素a为___________________,从垂体分泌激素b的角度垂体分析,TH与激素a间存在__________________作用。
(2)图中导致甲状腺激素分泌增加的“刺激X”可能是__________________。在刺激X的作用下,机体内TH的含量升高,但不会持续升高,一方面是因为TH的含量升高会通过__________________调节使相应激素释放减少;另一方面是因为___________________________________。
(3)TH的元素组成为__________________。机体血碘过高时,可_______________(填“促进”或“抑制”)甲状腺滤泡细胞合成和分泌TH,有利于机体及时调控对TH的分泌。下丘脑通过“下丘脑—垂体—甲状腺轴”调节TH的分泌,这种分级调节一方面可以_________________,另一方面可形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
(4)据图可知,甲状腺滤泡细胞的受体有促甲状腺激素受体和_______________受体。甲减患者表现食欲减退、胃肠道蠕动减慢的原因是_________________________________。对甲减患者,试从药物和食物两方面提出缓解症状的措施:________________________。
22. 喹啉是一种典型的含氨杂环污染物,广泛存在于焦化废水中,具有致畸、致癌、致突变作用,易通过水体污染环境。为高效处理喹啉污染,科研人员通过对焦化废水处理厂的活性污泥进行逐级驯化,筛选出高效喹啉降解复合菌群,实现含喹啉废水的高效工业化处理。图1为构建过程示意图,请回答下列问题:
(1)富集培养基的成分有胰蛋白胨10g、NaCl10g、酵母粉5g、蒸馏水1000mL,其中属于氮源的有___。将富集培养基的pH调整到7.0,应在___操作前。过程①将污泥样品接种至富集培养基中30℃、200r·min-1摇床振荡培养7d,摇床振荡培养有利于___,进而促进菌群的生长。
(2)过程②中,逐级提高无机盐培养基中喹啉浓度的目的是___。从用途角度分析,无氮无机盐培养基属于___培养基。
(3)过程④的接种工具为___。在统计甲上的菌落时,需每隔24h观察统计一次,直到各类菌落数目稳定,以免___。
(4)过程⑤接种的方法为___。与③中培养基相比,乙平板的培养基需添加的物质为___。
(5)图2为复合菌群对不同浓度喹啉降解曲线。据图分析,该复合菌群降解喹啉的最高水平浓度为___。喹啉的代谢涉及一系列的代谢过程,单菌降解喹啉最高水平为700mg·L-1(48h),复合菌群具有更佳降解效果的原因可能有___;不同菌种的培养条件存在差异,为进一步提高复合菌群的降解效率,后续实验可探究___等对菌群降解效率的影响。
23. 新霉素磷酸转移酶基因(neo)是转基因动物中常用的标记基因,但neo存在于动物细胞中会影响动物体生长和发育。为实现在敲除目的基因后,将neo基因从基因组中敲除,科研人员构建了基于Cre-loxP重组系统的通用型基因打靶载体,并转染小鼠受精卵获得了Flox工具鼠。图1为loxP序列的结构示意图,图2为Cre-loxP重组系统的作用机理示意图,图3为通用型基因打靶载体的构建及Flox鼠建立过程示意图。请回答下列问题:
(1)loxP位点是一段长为34bp的序列,具有方向性,结合图1,推测其方向性由区段___________决定。Cre酶可同时识别2个loxP位点的a和c区段,并同时催化b区段箭头处___________键水解。
(2)据图2分析,若同一个DNA分子上具有2个同向的loxP位点,经Cre酶作用后会得到一条链状DNA分子和一个环状DNA分子,从作用结果分析,Cre酶同时具有类似___________酶的作用;同一个DNA分子上具有2个反向的loxP位点,Cre酶仅能导致2个loxP位点间的序列反转连接,不能产生环状DNA分子,原因是______________________。
(3)图3中,过程①可在限制酶和DNA连接酶等作用下,将同源臂1和同源臂2插入pAT质粒中的多克隆位点序列MCS中。作为通用型载体,pAT质粒的MCS中含有多个在基因组(待敲除基因所在DNA)中出现频率较低的酶切位点,其意义是____________。
(4)两段存在同源序列(如同源臂)的DNA片段在重组酶的催化下,可发生同源重组,同源臂间的DNA序列可发生交换。为敲除特定基因,以待敲除基因两端的短小序列为依据设计引物,经PCR1和PCR2获得同源臂1和同源臂2,PCR1和PCR2不能在同一反应体系中进行的原因是_________________;为将同源臂定向插入pAT的MCS中,设计引物时需要在引物的___________端添加相应的限制酶切位点。
(5)过程②为重组pAT质粒转染小鼠受精卵的过程,该过程通常采用___________法。过程③需将转染后的受精卵置于适宜培养液中,培养24h后,能存活的胚胎为成功转染并整合到染色体DNA上的胚胎,后续通过___________等技术获得Flox小鼠。
(6)Flox小鼠中存在的neo基因,其两侧的2个LoxP位点的方向是___________的,可利用Cre酶将其敲除,获得不含neo基因的基因敲除鼠。为实现在特定的时间对特定细胞中的neo基因进行敲除,可在Cre基因的cDNA一段添加___________实现。
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星湖高二期末适应性考试
生物试卷
一、单项选择题:共14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列关于人体的内环境及稳态的叙述,正确的是( )
A. 淋巴液的渗透压主要取决于蛋白质和无机盐
B. 毛细血管壁细胞所处的内环境为血浆和组织液
C. 胰腺腺泡细胞分泌的胰蛋白酶经血浆运输到肠道
D. 组织液中葡萄糖的氧化分解可为细胞代谢供量
【答案】B
【解析】
【分析】体液包括细胞外液和细胞内液,细胞内液指细胞内的液体,细胞外液包括血浆、组织液和淋巴液。由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。毛细血管壁细胞生活的内环境是血浆和组织液,毛细淋巴管壁细胞生活的内环境是淋巴液和组织液,血细胞生活的内环境是血浆,淋巴细胞生活的内环境是血浆和淋巴液(及组织液)。
【详解】A、淋巴液的渗透压主要取决于无机盐,A错误;
B、细胞外液即内环境包括血浆、组织液和淋巴液,毛细血管壁细胞生活的内环境是血浆和组织液,B正确;
C、胰腺腺泡细胞分泌的胰蛋白酶经导管排到肠道,C错误;
D、细胞中葡萄糖的氧化分解可为细胞代谢供量,D错误。
故选B。
2. 反射是神经调节的基本方式。下列叙述正确的是( )
A. 反射弧由感觉神经元、中间神经元和运动神经元构成
B. 条件反射建立过程中,无关刺激会转变为非条件刺激
C. 缩手反射发生过程中,兴奋在反射弧中的传导是单向的
D. 大脑受损伤的患者,敲击其膝盖下韧带无法发生膝跳反射
【答案】C
【解析】
【分析】1、反射是神经调节的基本方式,完成反射的结构基础是反射弧,反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器构成。
2、兴奋在离体神经纤维上的传导是双向的,在反射弧中的传导是单向的。
3、出生后无需训练就具有的反射叫作非条件反射;出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射叫作条件反射。
【详解】A、反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器构成,A错误;
B、在条件反射的建立过程中,非条件刺激需要与无关刺激结合,从而使得无关刺激逐渐转化为条件刺激,B错误;
C、兴奋在反射弧中的传递方向是单向的,因为反射弧中存在突触结构,神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜,C正确;
D、膝跳反射的神经中枢是脊髓,因此,大脑受损的患者,敲击其膝盖下韧带仍可以发生膝跳反射,D错误。
故选C。
3. 尿崩症是因抗利尿激素缺乏或机体对抗利尿激素不敏感而引起的一种疾病。下列叙述正确的是( )
A. 患者可能是因垂体无法合成足量抗利尿激素引起
B. 患者肾小管细胞膜上的水通道蛋白数量可能较少
C. 患者可通过口服适量抗利尿激素缓解症状
D. 患者的尿量及尿液渗透压均高于正常个体
【答案】B
【解析】
【分析】人体的水平衡调节过程:
(1)当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少。同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)。
(2)体内水过多时→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素减少→肾小管、集合管对水分的重吸收减少→尿量增加。
【详解】A、抗利尿激素是由下丘脑合成的,A错误;
B、尿崩症患者抗利尿激素缺乏或机体对抗利尿激素不敏感,抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的重吸收减弱,由此可知,患者肾小管细胞膜上的水通道蛋白数量可能较少,B正确;
C、抗利尿激素的化学本质是蛋白质,口服抗利尿激素会被蛋白酶水解失去原有的作用,C错误;
D、尿崩症患者因抗利尿激素缺乏或机体对抗利尿激素不敏感,抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的重吸收减弱,临床上表现为排出大量低渗尿液,故尿崩症患者的尿液渗透压应低于正常人,D错误。
故选B。
4. 下列与过敏反应的相关叙述,正确的是( )
A. 不同个体对同种过敏原的反应相同,不具有遗传倾向
B. 初次接触过敏原时,部分记忆B细胞增殖分化成为浆细胞
C. 过敏反应发生时,血浆渗透压上升导致血管壁通透性增强
D. 找出并避免接触过敏原是预防过敏反应发生的主要措施
【答案】D
【解析】
【分析】过敏反应:
1、过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应。
2、反应的特点是一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织损伤,有明显的遗传倾向和个体差异。
3、过敏反应的原理:机体第一次接触过敏原时,机体会产生抗体,吸附在某些细胞的表面;当机体再次接触过敏原时,被抗体吸附的细胞会释放组织胺等物质,导致毛细血管扩张、血管通透增强、平滑肌收缩、腺体分泌增加等,进而引起过敏反应。
【详解】A、过敏反应具有明显的遗传倾向和个体差异,A错误;
B、初次接触过敏原时,机体中没有相对于记忆B细胞,B错误;
C、过敏介质可能会增加毛细血管的通透性,使血浆蛋白渗出,组织液的渗透压相对升高,使组织液增多,人体将会出现组织水肿等过敏症状,C错误;
D、过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应,找出并避免接触过敏原是预防过敏反应发生的主要措施,D正确。
故选D。
5. 蝾螈为一种食肉动物,以蝌蚪、蚯蚓等为主要食物,下图为开展蝾螈影响池塘中两栖动物种群数量的实验调查结果,相关叙述正确的是( )
A. 蝾螈可捕食霍氏蛙,二者生态位不存在重叠
B. 去除蝾螈,蟾蜍会成为自然干涸池塘中的优势物种
C. 水分和蝾螈是限制灰树蛙的非生物因素,常具有综合性
D. 水位维持池塘中的霍氏蛙的生存压力来自天敌、种间竞争者和环境等
【答案】D
【解析】
【分析】由题意可知,实验的自变量是有无蝾螈、池塘水位,因变量是霍氏蛙、灰树蛙、蟾蜍种群数量的变化。霍氏蛙、灰树蛙、蟾蜍三种生物有共同的食物和生活空间,所以种间关系应是竞争。有无蝾螈和池塘水位多少会影响三种生物的相互关系。
【详解】A、蝾螈可捕食霍氏蛙,二者生态位有重叠部分,A错误;
B、由图可知,去除蝾螈,霍氏蛙会成为自然干涸池塘中的优势物种,B错误;
C、水分是限制灰树蛙的非生物因素,而蝾螈属于生物因素,C错误;
D、水位维持池塘中的霍氏蛙的生存压力来自天敌、种间竞争者和环境等,D正确。
故选D。
6. 下列关于植物激素的叙述,正确的是( )
A. 外施高浓度的生长素可抑制侧芽的生长和促进顶芽生长
B. 特定内分泌器官分泌的油菜素内酯可促进叶细胞的扩展
C. 抑制赤霉素的合成、分泌可提高植物体中二核细胞的比率
D. 脱落酸可促进叶片的衰老脱落、气孔的开放和种子休眠
【答案】C
【解析】
【分析】1、生长素具有促进植物生长的作用,在生产上的应用主要有:①促进扦插的枝条生根;②促进果实发育;③防止落花落果;
2、赤霉素生理作用:促进茎秆伸长、解除种子休眠;
3、脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用;
4、油菜素内酯能促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管的生长、种子萌发等。
【详解】A、外施高浓度的生长素可抑制侧芽的生长,也会抑制顶芽生长,A错误;
B、油菜素内酯是一种植物激素,是在植物体内一定部位产生,没有专门的器官分泌,B错误;
C、赤霉素也可促进细胞的分裂和分化,抑制赤霉素的合成、分泌可提高植物体中二核细胞的比率,C正确;
D、脱落酸可促进叶片的衰老脱落、气孔的关闭和种子休眠,D错误。
故选C。
7. 黑光灯发出的365nm左右波长的紫外线可用于在夜间诱杀趋光性昆虫。下列叙述正确的是( )
A. 利用黑光灯诱杀害虫属于生物防治
B. 诱杀累计数与黑光灯使用次数呈正相关
C. 黑光灯诱杀过程体现了信息传递具有双向性特点
D. 黑光灯诱捕法还可用于调查该区域的物种丰富度
【答案】B
【解析】
【分析】黑光灯发出紫外光诱捕具有趋光性的昆虫,是因为这些昆虫对紫外光敏感,没有这种应激性的昆虫不能被捕获,该方法可以用于诱杀趋光性害虫,也可用于调查农田中趋光性昆虫的种类或某种趋光性昆虫的种群密度。
【详解】A、黑光灯发出的紫外光属于物理信息,用黑光灯诱杀昆虫属于物理防治,A错误;
B、黑光灯使用次数越多,累计诱杀害虫越多,诱杀累计数与黑光灯使用次数呈正相关,B正确;
C、黑光灯诱杀过程信息只有单向传递,不能体现信息传递具有双向性特点,C错误;
D、光灯发出紫外光诱捕具有趋光性的昆虫,是因为这些昆虫对紫外光敏感,没有这种应激性的昆虫不能被捕获,因此不能用于调查该区域的物种丰富度,D错误。
故选B。
8. 猪笼草往往笼口光滑并能分泌蜜露诱捕昆虫,但分布于高山地带的猪笼草边沿粗糙,利于树鼩、鸟类等在笼内排泄。下列叙述正确的是( )
A. 不同地区的猪笼草属于同一物种,基因库组成相同
B. 鸟类排泄物中的能量越高,其流向猪笼草的能量越低
C. 猪笼草可能既属于生产者,又属于消费者和分解者
D. 猪笼草分泌蜜露诱捕昆虫,表明行为信息可调整种间关系
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统中生物成分:
(1)生产者:主要是绿色植物(最基本、最关键的成分),绿色植物通过光合作用将无机物合成有机物。
(2)消费者:主要是各种动物;
(3)分解者:主要某腐生细菌和真菌,也包括蚯蚓等腐生动物,它们能分解动植物遗体、粪便等,最终将有机物分解为无机物。
【详解】A、能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。不同地区的猪笼草可能属于不同物种,A错误;
B、鸟类排泄物中的能量越高,其流向猪笼草的能量越高,B错误;
C、猪笼草既属于生产者(能够进行光合作用) 也可能属于消费者(可以捕食昆虫)和分解者(能够分解利用树、鸟类的粪便) C正确;
D、猪笼草分泌蜜露吸引昆虫属于化学信息的传递,体现了信息可以调节种间关系的作用,D错误。
故选C。
9. 下列关于传统发酵的叙述,正确的是( )
A. 糖源不充足、氧气充足时,醋酸菌可将乙醇转化为乙酸
B. 果酒放置一段时间后,表面形成一层酵母菌构成的“白膜”
C. 腐乳发酵是以毛霉为单一菌种的固体发酵及半固体发酵为主
D. 泡菜制作过程中,乳酸越多,亚硝酸盐含量越低,泡菜品质越佳
【答案】A
【解析】
【分析】1、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
2、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型是异养兼性厌氧型。在有氧条件下,酵母菌大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。
3、在腐乳的制作过程中,多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸这些小分子物质有利于人体的消化和吸收。
【详解】A、当糖源不充足、氧气充足时,醋酸菌可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,A正确;
B、果酒放置一段时间后,表面的“白膜”是醋酸菌在液面大量繁殖形成的,B错误;
C、在腐乳的制作过程中,多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,C错误;
D、在泡菜制作过程中,乳酸的含量先升高后趋于稳定,亚硝酸盐的含量先升高后降低最后趋于稳定,而且并不是乳酸越多,泡菜品质越佳,D错误。
故选A。
10. 培养基是按照微生物、植物和动物组织对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。下列叙述正确的是( )
A. 配制马铃薯琼脂培养基时,可不在酒精灯火焰旁
B. 基本培养基中可能不含有氮源,但一定含有碳源
C. 脱分化培养基中含有蔗糖、无机盐和植物激素等营养物质
D. 传代培养杂交瘤细胞时,培养基中需加胶原蛋白酶以分散细胞
【答案】A
【解析】
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;根据物理性质分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物种和氧气的要求。
【详解】A、在配制马铃薯琼脂培养基时,可不在酒精灯火焰旁操作,因为之后有灭菌处理,A正确;
B、基本培养基可能不含有氮源,如培养固氮菌的培养基,也可能不含有碳源,如培养自养微生物的培养基,B错误;
C、脱分化是指失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞的过程,脱分化培养基中含有蔗糖、无机盐等营养物质,植物激素不是营养物质,C错误;
D、因为杂交瘤细胞没有接触抑制现象,所以传代培养杂交瘤细胞时,培养基中不需加胶原蛋白酶以分散细胞,D错误。
故选A。
11. 下列关于细胞工程的叙述,正确的是( )
A. 提高酒精浓度和处理时间可提高外植体消毒效果
B. 再分化过程中向生芽培养基中加入细胞分裂素可诱导生根
C. 灭活的新冠病毒通常不能用于诱导人和鼠体细胞的融合
D. 染色体端粒缺乏导致成年动物的体细胞难以实现全能性
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养中生长素和细胞分裂素使用比例对植物细胞发育的影响:生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成。比值适中时,促进愈伤组织的形成。
【详解】A、外植体消毒一般采用70%的酒精和0.1%的氯化汞溶液处理,但处理既要考虑药剂的消毒效果,又要考虑植物的耐受能力,提高酒精浓度和处理时间不一定提高外植体消毒效果,A错误;
B、在诱导生根时,培养基中应提高生长素的比例和用量;在诱导生芽时,培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量,B错误;
C、灭活的新冠病毒,能够诱导人和鼠体细胞融合的原理是可以使细胞膜上的分子重新排布,细胞膜打开,相互融合,C错误;
D、染色体端粒可保证每条染色体的完整性,控制细胞生长与分裂周期,端粒缺乏会导致成年动物的体细胞难以实现全能性,D正确。
故选D。
12. 多克隆抗体是由多个B淋巴细胞克隆所产生的,受到多种抗原决定簇刺激并可与多种抗原表位结合的抗体,下图为多克隆抗体制备过程示意图,相关叙述正确的是( )
A. 天然抗原可直接刺激多种B细胞和辅助性T细胞
B. 过程①多次注入的目的是获得已免疫的B细胞和抗体
C. 过程②中需加入胶原蛋白酶以利于多克隆抗体的释放
D. 多克隆抗体对病原体的免疫可能较单克隆抗体全面
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,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;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、天然抗原可直接刺激B细胞,但通常需要通过抗原呈递细胞呈递给辅助性T细胞,A错误;
B、过程①多次注入的目的是获得较多的免疫的B淋巴细胞,该过程不提取抗体,B错误;
C、胶原蛋白酶可制备单个动物细胞,过程②中无需加入胶原蛋白酶,C错误;
D、抗原与抗体的结合具有特异性,单克隆抗体可针对一种特定抗原,故多克隆抗体对病原体的免疫可能较单克隆抗体全面,D正确。
故选D。
13. 鲫鱼是一种淡水湖泊中的常见经济鱼类,其早期胚胎发育经历受精卵→卵裂期→囊胚期→原肠胚期→神经胚期。下列相关叙述正确的是( )
A. 卵裂期卵黄不断减少,胚胎从外界吸收的营养不断增加
B. 原肠胚期开始胚层分化,其中外胚层来自囊胚的滋养层细胞
C. 体外受精得到的鲫鱼受精卵在胚胎移植时不需添加免疫抑制剂
D. 鲫鱼与人具有相似的胚胎发育阶段,为共同由来学说提供了证据
【答案】D
【解析】
【分析】胚胎发育过程:
(1)卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加;
(2)桑椹(葚)胚:32个细胞左右的胚胎[之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞];
(3)囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔[注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化];
(4)原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。[细胞分化在胚胎期达到最大限度]
【详解】A、卵裂是指受精卵的早期分裂,在卵裂期内,一个细胞或细胞核不断地快速分裂,将体积极大的受精卵细胞分割成许多较小的有核细胞的过程,在此过程中,由于受精卵并不从外界吸收营养,A错误;
B、原肠胚期开始胚层分化,其中外胚层来自囊胚的内细胞团细胞,B错误;
C、胚胎移植针对的是哺乳动物而不是鱼类,C错误;
D、鱼与人具有相似的胚胎发育阶段,说明脊椎动物在胚胎发育早期具有彼此相似的阶段,为共同由来学说提供了证据,D正确。
故选D。
14. 琼脂糖凝胶电泳是分离和鉴定PCR产物的常用方法,下列相关叙述正确的是( )
A. 待分离DNA片段越大,配制的琼脂糖溶液浓度越低
B. 向凝固的凝胶中加入没过凝胶的电泳缓冲液后,小心拔出梳子
C. 将PCR产物与电泳缓冲液混合,用微量移液器缓慢注入加样孔内
D. 接通电源后,待核酸染料前沿迁移接近凝胶边缘时,停止电泳
【答案】A
【解析】
【分析】PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关,凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。
【详解】A、配制琼脂糖溶液浓度时,低浓度的胶用于分析大片段核酸,高浓度的胶可以进行小片段的胶,A正确;
B、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,再将电泳缓冲液加入电泳槽中。先拔梳子再加电泳缓冲液,B错误;
C、将扩增的PCR产物与凝胶载样缓冲液(内涵指示剂)混合后,再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内。与凝胶载样缓冲液混合,不是与电泳缓冲液混合,C错误;
D、接通电源后,待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时,停止电泳,D错误。
故选A。
二、多项选择题:共4题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 如图为可卡因(一种毒品)影响神经细胞间兴奋传递的作用示意图。相关叙述错误的有( )
A. 多巴胺受体和多巴胺转运体的结构相似,均参与多巴胺的跨膜运输
B. 可卡因与突触后膜的受体结合后,突触后膜膜外的电位由正电位变为负电位
C. 可卡因阻止了多巴胺的回收,可能最终导致突触后膜上多巴胺受体的数量降低
D. 缓解可卡因毒瘾,可考虑使用水解可卡因的酶、多巴胺受体拮抗剂和激动剂
【答案】ABD
【解析】
【分析】某些化学物质能够对神经系统产生影响,其作用位点往往是突触。如有些物质能促进神经递质的合成和释放速率,有些会干扰神经递质与收徒结合,有些会影响分解神经递质的酶的活性。兴奋剂和毒品等大多也通过突触来起作用的。
【详解】A、多巴胺是一种兴奋性神经递质,与突触后膜上的受体结合后会通过突触前膜上的多巴胺转运体回收,后膜上的多巴胺受体不能转运多巴胺,A错误;
B、据图可知:可卡因是与多巴胺转运体结合而不是与突触后膜的受体结合,B错误;
C、可卡因与多巴胺转运体结合,阻碍了多巴胺的回收,使突触间隙的多巴胺数量增多,导致神经细胞突触后膜上受体数量减少,C正确;
D、多巴胺受体拮抗剂会使多巴胺受体的活性减弱,进而导致毒瘾更大,不能缓解毒瘾,D错误。
故选ABD。
16. 细菌计数板(规格为1mm×1mm×0.02mm,计数室为16×25型)可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。取大肠杆菌培养液1mL稀释104倍后,检测下图所示的细菌计数板四角上中方格的大肠杆菌数量分别为27、23、28、22。下列相关叙述错误的有( )
A. 将培养液滴加在计数室后,静置片刻后再盖上盖玻片
B. 计数时,添加伊红一亚甲蓝染液有利于对活菌的判断
C. 取样时的培养液中大肠杆菌的密度约为4×108个
D. 计数后,用清水冲洗后可镜检细菌计数板是否清洗干净
【答案】ACD
【解析】
【分析】在探究培养液中目的菌种群数量变化的实验中,滴加培养液时应先盖盖玻片,再滴加培养液。 目的菌个数计算方法:
(1)16×25型的计数公式为:目的菌细胞个数/1mL=100个小方格细胞总数/100×100×10000×稀释倍数;
(2)25×16型的计数公式为:酵母细胞个数/1mL=80个小方格细胞总数/80×100×10000×稀释倍数。
【详解】A、用细菌计数板计数时,先将盖玻片放在计数室上,再用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,A错误;
B、伊红为酸性染料,美蓝为碱性染料。当大肠杆菌分解乳糖产酸时细菌带正电荷被染成红色,再与美蓝结合形成紫黑色菌落,并带有绿色金属光泽。而死了的大肠杆菌不能正常分解乳糖产酸,所以添加伊红-亚甲蓝染液有利于对活菌的判断,B正确;
C、大肠杆菌的密度约为(27+23+28+22)/4×16×104(稀释倍数)×(103÷0.02) (单位换算)=2×1011个⋅mL−1,C错误;
D、计数结束后先用95%的酒精轻轻擦洗,再用蒸馏水淋洗,然后吸干,最后用擦镜纸擦拭干净,不能选用清水冲洗,D错误;
故选ACD
17. 下列调查活动或实验中,所得数值与实际数值相比,偏小的有( )
A. 采用稀释涂布平板法计数菌液中的大肠杆菌时,培养时间过长
B. 采用标记重捕法调查鲫鱼种群密度时,两次捕捞均使用小网眼的渔网
C. 利用血细胞计数板计数酵母菌数量时,方格内和压线的个体都被统计在内
D. 调查土壤中小动物的丰富度时,用诱虫器采集小动物时没有打开装置上的电灯
【答案】AD
【解析】
【分析】标记重捕法的计算公式:种群中个体数(N)/标记总数=重捕总数/重捕中被标记的个体数;调查土壤物种丰富度用取样器取样法,利用土壤小动物趋湿、趋黑、避高温的特性;用血细胞计数板计数酵母菌数量时,要计数方格内的个体和相邻两边上及夹角中的个体。
【详解】A、采用稀释涂布平板法进行细菌计数时,培养时间过长,可能导致两个菌落相连而计数为一个菌落,会导致所得数值小于实际数值,A正确;
B、采用标记重捕法调查鲫鱼种群密度时,两次捕捞均使用小网眼的渔网,能尽量保证初次捕获和再次捕获的鲫鱼中包含了不同大小的个体,使调查结果更接近实际值,而不会偏小,B错误;
C、用血细胞计数板计数酵母菌数量时,应统计方格内及相邻两条边及其夹角处的菌体个数,若方格内和压线的个体都被统计在内,会使调查结果比实际值偏大,C错误;
D、调查土壤小动物丰富度时,用诱虫器采集小动物时没有打开装置上的电灯,导致部分小动物没有进入诱虫器而使数值偏小,D正确。
故选AD。
18. 农杆菌Ti质粒上的TDNA可以转移并随机插入被侵染植物的染色体DNA中。研究者将如图中被侵染植物的DNA片段连接成环,并以此环为模板,利用PCR技术扩增出TDNA插入位置两侧的未知序列,以此可确定TDNA插入的具体位置。下列说法正确的有( )
A. 进行PCR扩增的依据是DNA热变性的原理
B. 进行PCR扩增需要的酶有解旋酶、引物、四种脱氧核苷三磷酸(dNTP)
C. 利用图中的引物①④组合可扩增出两侧的未知序列
D. 通过与受体细胞的基因组序列比对,可确定TDNA的插入位置
【答案】CD
【解析】
【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、前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。
4、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)。
5、过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【详解】A、PCR扩增依据的是DNA半保留复制的原理,A错误;
B、进行PCR扩增需要热稳定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶),但不需要解旋酶,B错误;
C、DNA的两条链反向平行,子链从引物的3′端开始延伸,则利用图中的引物①④组合可扩增出两侧的未知序列,C正确;
D、基因有特定的碱基序列,通过与受体细胞的基因组序列比对,即可确定T-DNA的插入位置,D正确。
故选CD。
三、非选择题:共5题,共60分。除标注外,每空1分。
19. mRNA疫苗作为目前最新的疫苗生产技术,不用依赖细胞扩增,具有制备工艺简单、研发周期短等优势。下图为mRNA疫苗的作用机理图,A~C代表不同的淋巴细胞,请回答下列问题:
(1)物质X为___,其与物质Y均属于___,二者差异的根本原因为___。
(2)据图可知,mRNA疫苗通过___方式进入细胞,释放出的mRNA作为过程②的模板,翻译出抗原蛋白。分泌进入内环境的抗原蛋白,激活细胞A——___(填细胞名称)增殖分化为___,后者可合成和分泌与抗原特异性结合的物质Y。
(3)抗原蛋白还可经过程③___为抗原肽,与内质网上的MHCⅠ结合形成MHCⅠ抗原肽,再经过程④___到细胞表面,被细胞C识别,引发___免疫。
(4)人体的血液、汗水和眼泪中存在RNA酶,可催化分解细胞外的RNA,该免疫方式属于___。据此分析,mRNA疫苗通常利用脂质体进行递送,原因可能是___。
【答案】(1) ①. 细胞因子 ②. 免疫活性物质 ③. 控制二者的基因的碱基序列不同
(2) ①. 胞吞 ②. B(淋巴)细胞 ③. 记忆(B)细胞和浆细胞
(3) ①. 在蛋白酶体的作用下降解 ②. 呈递 ③. 细胞
(4) ①. 非特异性免疫 ②. 通过脂质体递送可防止mRNA被水解,有利于mRNA进入靶细胞
【解析】
【分析】1、体液免疫:病原体侵入机体后,可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号;一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取,抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这为激活B细胞提供了第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子,B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞,细胞因子促进B细胞的分裂、分化过程,浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合,抗体与病原体结合可以抑制病原体增殖或对人体细胞的黏附。
2、细胞免疫:病原体侵入靶细胞后,被感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别这一变化信号,之后开始分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞,细胞因子能加速这一过程,新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,他们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞,靶细胞裂解死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合,或被其他细胞吞噬掉。
【小问1详解】
分析题图可知,物质X是T细胞分泌产生的细胞因子,物质Y是浆细胞分泌的抗体,二者均属于免疫活性物质,二者差异的根本原因为控制二者的基因的碱基序列不同。
【小问2详解】
分析题图可知,mRNA疫苗通过胞吞方式进入细胞;分泌进入内环境的抗原蛋白,激活细胞A——B(淋巴)细胞增殖分化为记忆B细胞和浆细胞,后者可合成和分泌与抗原特异性结合的物质Y抗体。
【小问3详解】
分析题图,抗原蛋白还可经过程③在蛋白酶体的作用下降解为抗原肽,与内质网上的MHCⅠ结合形成MHCⅠ抗原肽,再经过程④呈递到细胞表面,被细胞C识别,引发细胞免疫。
【小问4详解】
人体的血液、汗水和眼泪中存在RNA酶,这种酶可以迅速分解细胞外的RNA,这种免疫方式称为非特异性免疫;因为通过脂质体递送可防止mRNA被水解,有利于mRNA进入靶细胞,故mRNA疫苗通常利用脂质体进行递送。
20. 盐碱化的土壤会干扰植物对水分、土壤养分的吸收.严重影响农作物的生长。对盐碱地的修复常可采用整地、造林及重建土壤微生物群落等方式。滨梅为一种具耐盐特性的树种,科研人员研究了不同整地方法对盐碱地的脱盐效果及滨梅的生长情况.下表为实验结果。请回答下列问题:
整地方法
淋洗时间
土壤含盐量
林木生长情况
整地前/%
整地后/%
降低/%
树种
成活率/%
台田
1个雨季
1.2794
0.4283
66.5
滨梅
79
条田
1个雨季
1.6503
0.3466
79.0
滨梅
80
沟洫围田
1个雨季
0.6830
0.1816
73.4
滨梅
80
作畦圈水
1个雨季
0.7779
0.6341
18.5
滨梅
77
大坑
1个雨季
0.5455
0.2027
52.8
滨梅
95
大坑
人工冲洗1次
0.6791
0.4828
28.9
滨梅
90
(1)滨梅在生态系统中属于___________(成分)。滨梅集鲜果、医药和观赏价值于一身,体现了生物多样性的___________价值。对盐碱地进行生态修复时,选择滨梅作为主要修复树种遵循了生态工程设计的___________原理。
(2)据表可知,____________整地方法脱盐效果最佳。畦是用土埂、沟或走道分隔成的作物种植小区,作畦圈水脱盐效果不佳的原因可能是______________________。淋洗可将表土层中的可溶性盐碱排到深层土中或淋洗出去,整地工程通常选择在雨季到来之前完成,目的是_________________________。
(3)滨梅幼苗在瘠薄、盐碱含量高的环境中生长缓慢。丛枝菌根(AM)真菌可与滨梅根部形成共生体,接种适宜的AM真菌能显著促进滨梅幼苗的生长,为研究AM真菌提高滨梅幼苗生长的作用机制,科研人员通过盆栽试验对接种根部微生物种群数量、土壤磷酸酶和脲酶的含量及根际土壤中氮、磷元素含量进行了测定,实验结果如下图所示。
注:速效磷:土壤中较容易被植物吸收利用的磷元素。水解氮:又称土壤有效氮,包括铵态氮、酰胺以及易水解蛋白质氮,是较容易被植物吸收利用的氮元素。
①AM真菌的菌丝可在根皮质细胞内发展分支菌丝,从滨梅根部组织细胞获取有机物,菌丝的存在可作为滨梅与土壤间物质运输的媒介,提高根对土壤营养的吸收。AM真菌与滨梅的种间关系为________。
②CK为对照组,其处理方式为_____________________。采用盆栽试验,而非进行大田试验的原因是___________________。
③土壤中的磷元素要转变为速效磷才能被滨梅吸收,并用于细胞中__________等生物大分子的合成。磷酸酶可促进速效磷的形成,实验组土壤中速效磷含量显著高于CK组,推测其原因是___________________。
④接种AM真菌提高了固氮菌等根部微生物数量,导致土壤微生物群落的__________发生改变。结合图中信息,试分析接种AM真菌促进滨梅幼苗生长的作用机制:__________________。
【答案】(1) ①. 生产者 ②. 直接 ③. 协调
(2) ①. 条田 ②. 圈水深度不够,土壤含盐量过高,盐分不能随水排走。此外,如果畦面不平整,水流不畅,也会导致脱盐效果不佳 ③. 利用雨水进行淋洗,提高脱盐效果
(3) ①. 互利共生 ②. 只种植滨梅幼苗 ③. 能够对实验的无关变量进行控制 ④. 核酸 ⑤. 实验组接种了AM真菌,AM真菌能合成磷酸酶,促进速效磷的形成 ⑥. 丰富度 ⑦. AM真菌能促进磷酸酶、速效磷等物质的合成,从而促进滨梅幼苗生长
【解析】
【分析】AM真菌是一类在陆地生态系统中广泛存在,能够与绝大多数植物根系形成共生体系的重要土壤微生物,是根际土壤微生物的一个重要组成部分。在菌根共生体中真菌根外菌丝为植物生长提供养分和水分,而植物为真菌提供生长所需要的碳水化合物。它们之间是一种共生关系。对菌根真菌在根际养分吸收活化功能上的认识,有助于挖掘土壤微生物的潜力。
【小问1详解】
滨梅在生态系统中属于生产者,滨梅集鲜果、医药和观赏价值于一身,体现了生物多样性的直接价值。对沿海滩涂在引种滨梅时,需要考虑滨梅与周围环境和生物之间的关系,这体现了生态工程设计应遵循协调与平衡的原理。
【小问2详解】
根据题目结果,最佳脱盐效果出现在条田整地方法中。畦是用土埂沟或走道分隔成的作物种植小区,如果畦圈水脱盐效果不佳,可能是因为圈水深度不够,土壤含盐量过高,盐分不能随水排走。此外,如果畦面不平整,水流不畅,也会导致脱盐效果不佳。淋洗是一种将表土层中的可溶性盐碱排到深层土中或淋洗出去的方法,需要足够的水量和时间才能达到最佳效果。整地工程通常选择在雨季到来之前完成,目的是利用雨水进行淋洗,提高脱盐效果。
【小问3详解】
①AM真菌的菌丝可在根皮质细胞内发展分支菌丝,从滨梅根部组织细胞获取有机物,菌丝的存在可作为滨梅与土壤间物质运输的媒介,提高根对土壤营养的吸收。AM真菌与滨梅的种间关系为互利共生。
②CK为对照组,其处理方式为只种植滨梅幼苗。采用盆栽试验,而非进行大田试验的原因是能够对实验的无关变量进行控制。
③土壤中的磷元素要转变为速效磷才能被滨梅吸收,并用于细胞中核酸等生物大分子的合成。磷酸酶可促进速效磷的形成,实验组土壤中速效磷含量显著高于CK组,推测其原因是实验组接种了AM真菌,AM真菌能合成磷酸酶,促进速效磷的形成。
④接种AM真菌提高了固氮菌等根部微生物数量,导致土壤微生物群落的丰富度发生改变。试分析接种AM真菌促进滨梅幼苗生长的作用机制:AM真菌能促进磷酸酶、速效磷等物质的合成,从而促进滨梅幼苗生长。
21. 甲减(Hypothyroidism)是一种因甲状腺功能减退无法正常产生足够的甲状腺激素(TH)造成的疾病,患者常表现出食欲减退、胃肠道的蠕动减慢等症状。右图为机体受相应刺激后分泌甲状腺激素的机理示意图,图中“→”表示促进作用,“→”表示抑制作用。请回答下列问题:
(1)激素a为___________________,从垂体分泌激素b的角度垂体分析,TH与激素a间存在__________________作用。
(2)图中导致甲状腺激素分泌增加的“刺激X”可能是__________________。在刺激X的作用下,机体内TH的含量升高,但不会持续升高,一方面是因为TH的含量升高会通过__________________调节使相应激素释放减少;另一方面是因为___________________________________。
(3)TH的元素组成为__________________。机体血碘过高时,可_______________(填“促进”或“抑制”)甲状腺滤泡细胞合成和分泌TH,有利于机体及时调控对TH的分泌。下丘脑通过“下丘脑—垂体—甲状腺轴”调节TH的分泌,这种分级调节一方面可以_________________,另一方面可形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
(4)据图可知,甲状腺滤泡细胞的受体有促甲状腺激素受体和_______________受体。甲减患者表现食欲减退、胃肠道蠕动减慢的原因是_________________________________。对甲减患者,试从药物和食物两方面提出缓解症状的措施:________________________。
【答案】(1) ①. 促甲状腺激素释放激素 ②. 拮抗
(2) ①. 寒冷刺激 ②. 负反馈 ③. 激素发挥完作用会就失活
(3) ①. C、H、O、N、I ②. 抑制 ③. 放大激素的调节效应
(4) ①. 神经递质 ②. 甲减患者的甲状腺激素较少,甲状腺激素具有促进新陈代谢、促进生长发育和与神经系统的兴奋性有关 ③. 减少含碘食物的摄入;注射甲状腺激素
【解析】
【分析】1、甲状腺激素的分级调节:如果外界条件寒冷,下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素,这种激素作用于垂体后,使垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺,使甲状腺分泌甲状腺激素分泌增多;甲状腺激素的调节属于反馈调节:当甲状腺激素增多后,反过来又会抑制下丘脑和垂体的激素分泌,使得机体得到甲状腺激素的调节,同时又保证甲状腺激素分泌不致过多。
2、激素a为促甲状腺激素释放激素,激素b为促甲状腺激素。
【小问1详解】
下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素(激素a),这种激素作用于垂体后,使垂体分泌促甲状腺激素(激素b),促甲状腺激素作用于甲状腺,使甲状腺分泌甲状腺激素(TH)分泌增多。从垂体角度分析,促甲状腺激素释放激素(激素a)分泌增多,会促进垂体分泌促甲状腺激素,而当血液中甲状腺激素(TH)含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌减少,因此从垂体分析,促甲状腺激素释放激素(激素a)与甲状腺激素(TH)间存在拮抗作用。
【小问2详解】
外界条件寒冷,下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素,故图中导致甲状腺激素分泌增加的“刺激X”可能是寒冷刺激。在寒冷刺激的作用下,机体内甲状腺激素(TH)甲状腺激素(TH)的含量升高,但不会持续升高,一方面是因为甲状腺激素(TH)的含量升高会通过负反馈调节,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌减少,另一方面激素发挥完作用会就失活了。
【小问3详解】
甲状腺激素(TH)的元素组成为C、H、O、N、I,由图可知,当机体血碘过高时,可抑制甲状腺滤泡细胞合成和分泌TH,有利于机体及时调控对TH的分泌。“下丘脑—垂体—甲状腺”的调节方式属于分级调节,其意义是可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控。
【小问4详解】
甲状腺滤泡细胞可以受自主神经的调节,因此甲状腺滤泡细胞的受体上有神经递质的受体。甲减患者的甲状腺激素较少,甲状腺激素具有促进新陈代谢、促进生长发育和与神经系统的兴奋性有关,因此甲减患者表现食欲减退、胃肠道蠕动减慢。当机体血碘过高时,可抑制甲状腺滤泡细胞合成和分泌TH,因此日常饮食中可减少含碘食物的摄入;也可通过注射甲状腺激素来缓解症状。
22. 喹啉是一种典型的含氨杂环污染物,广泛存在于焦化废水中,具有致畸、致癌、致突变作用,易通过水体污染环境。为高效处理喹啉污染,科研人员通过对焦化废水处理厂的活性污泥进行逐级驯化,筛选出高效喹啉降解复合菌群,实现含喹啉废水的高效工业化处理。图1为构建过程示意图,请回答下列问题:
(1)富集培养基的成分有胰蛋白胨10g、NaCl10g、酵母粉5g、蒸馏水1000mL,其中属于氮源的有___。将富集培养基的pH调整到7.0,应在___操作前。过程①将污泥样品接种至富集培养基中30℃、200r·min-1摇床振荡培养7d,摇床振荡培养有利于___,进而促进菌群的生长。
(2)过程②中,逐级提高无机盐培养基中喹啉浓度的目的是___。从用途角度分析,无氮无机盐培养基属于___培养基。
(3)过程④的接种工具为___。在统计甲上的菌落时,需每隔24h观察统计一次,直到各类菌落数目稳定,以免___。
(4)过程⑤接种的方法为___。与③中培养基相比,乙平板的培养基需添加的物质为___。
(5)图2为复合菌群对不同浓度喹啉降解曲线。据图分析,该复合菌群降解喹啉的最高水平浓度为___。喹啉的代谢涉及一系列的代谢过程,单菌降解喹啉最高水平为700mg·L-1(48h),复合菌群具有更佳降解效果的原因可能有___;不同菌种的培养条件存在差异,为进一步提高复合菌群的降解效率,后续实验可探究___等对菌群降解效率的影响。
【答案】(1) ①. 蛋白胨和酵母粉 ②. 灭菌 ③. 增加溶氧量及提高菌种对营养物质的吸收
(2) ①. 筛选出高效降解喹啉的菌株 ②. 选择
(3) ①. 涂布器 ②. 漏数菌落
(4) ①. 平板划线法 ②. 琼脂
(5) ①. 1500mg·L-1 ②. 多种微生物协同作用,在降解喹啉过程中可能存在与单菌不同的代谢降解机制和更加广泛的降解途径,从而实现喹啉及其他污染物的高效降解 ③. 培养温度、pH、碳氮比、氧气浓度
【解析】
【分析】1、人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质称为培养基。其中,配制成的液体状态的基质称为液体培养基,配制成的固体状态的基质称为固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂后,制成琼脂固体培养基,它是实验室中最常用的培养基;根据物理性质划分,富集培养基属于液体培养基;
2、常用的灭菌方法包括干热灭菌法、灼烧灭菌法、湿热灭菌法(如高压蒸汽灭菌法)。为了避免接种针(环)上可能存在的微生物污染菌种,在第一次接种前需要对接种针(环)进行灼烧;另外每次划线后也要对接种针(环)进行灼烧,以杀死上次划线后接种针(环)上残留的菌种,使每次划线的菌种均来自上次划线的末端;
3、菌种纯化的方法包括平板划线法和稀释涂布平板法,二者都可以用于筛选单菌落,但是前者可以用于计数,后者不行。前者不需进行梯度稀释操作,较为简单,因此常常采用该方法筛选单菌落,具体做法是:通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。
【小问1详解】
蛋白胨和酵母粉中含有C、H、O、N等元素,可为微生物提供碳源和氮源;将富集培养基的pH调整到7.0,应在灭菌操作前进行;过程①将污泥样品接种至富集培养基中30℃、200r·min-1床振荡培养7d,摇床振荡培养有利于增加溶氧量及提高菌种对营养物质的吸收,进而促进菌群的生长;
【小问2详解】
过程②中,逐级提高无机盐培养基中喹啉浓度的目的是筛选出高效降解喹啉的菌株,从用途角度分析,无氮无机盐培养基属于选择培养基;
【小问3详解】
过程④的接种工具为涂布器,在统计甲上的菌落时,需每隔24h观察统计一次,直到各类菌落数目稳定,以免漏数菌落;
【小问4详解】
过程⑤接种的方法为平板划线法,该培养基是固体培养基,与③中培养基相比,乙平板的培养基需添加的物质为琼脂;由图可知,该复合菌群降解喹啉的最高水平浓度为1500mg·L-1,复合菌群具有更佳降解效果的原因可能有多种微生物协同作用,在降解喹啉过程中可能存在与单菌不同的代谢降解机制和更加广泛的降解途径,从而实现喹啉及其他污染物的高效降解;不同菌种的培养条件存在差异,为进一步提高复合菌群的降解效率,后续实验可探究培养温度、pH、碳氮比、氧气浓度等对菌群降解效率的影响。
23. 新霉素磷酸转移酶基因(neo)是转基因动物中常用的标记基因,但neo存在于动物细胞中会影响动物体生长和发育。为实现在敲除目的基因后,将neo基因从基因组中敲除,科研人员构建了基于Cre-loxP重组系统的通用型基因打靶载体,并转染小鼠受精卵获得了Flox工具鼠。图1为loxP序列的结构示意图,图2为Cre-loxP重组系统的作用机理示意图,图3为通用型基因打靶载体的构建及Flox鼠建立过程示意图。请回答下列问题:
(1)loxP位点是一段长为34bp的序列,具有方向性,结合图1,推测其方向性由区段___________决定。Cre酶可同时识别2个loxP位点的a和c区段,并同时催化b区段箭头处___________键水解。
(2)据图2分析,若同一个DNA分子上具有2个同向的loxP位点,经Cre酶作用后会得到一条链状DNA分子和一个环状DNA分子,从作用结果分析,Cre酶同时具有类似___________酶的作用;同一个DNA分子上具有2个反向的loxP位点,Cre酶仅能导致2个loxP位点间的序列反转连接,不能产生环状DNA分子,原因是______________________。
(3)图3中,过程①可在限制酶和DNA连接酶等作用下,将同源臂1和同源臂2插入pAT质粒中的多克隆位点序列MCS中。作为通用型载体,pAT质粒的MCS中含有多个在基因组(待敲除基因所在DNA)中出现频率较低的酶切位点,其意义是____________。
(4)两段存在同源序列(如同源臂)的DNA片段在重组酶的催化下,可发生同源重组,同源臂间的DNA序列可发生交换。为敲除特定基因,以待敲除基因两端的短小序列为依据设计引物,经PCR1和PCR2获得同源臂1和同源臂2,PCR1和PCR2不能在同一反应体系中进行的原因是_________________;为将同源臂定向插入pAT的MCS中,设计引物时需要在引物的___________端添加相应的限制酶切位点。
(5)过程②为重组pAT质粒转染小鼠受精卵的过程,该过程通常采用___________法。过程③需将转染后的受精卵置于适宜培养液中,培养24h后,能存活的胚胎为成功转染并整合到染色体DNA上的胚胎,后续通过___________等技术获得Flox小鼠。
(6)Flox小鼠中存在的neo基因,其两侧的2个LoxP位点的方向是___________的,可利用Cre酶将其敲除,获得不含neo基因的基因敲除鼠。为实现在特定的时间对特定细胞中的neo基因进行敲除,可在Cre基因的cDNA一段添加___________实现。
【答案】(1) ①. b ②. 磷酸二酯
(2) ①. 限制酶和DNA连接 ②. 反向的loxP位点切割产生黏性末端无法互补
(3)使目的基因准确连接到质粒上
(4) ①. 防止同源臂间的DNA序列发生交换 ②. 5'
(5) ①. 显微注射 ②. 胚胎移植
(6) ①. 同向 ②. 组织特异性启动子
【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.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定:
分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术;
个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
loxP位点是一段长为34bp的序列,具有方向性,结合图1,推测其方向性由区段b决定;Cre酶可同时识别2个loxP位点的a和c区段,并同时催化b区段箭头处磷酸二酯键水解。
【小问2详解】
据图2分析,若同一个DNA分子上具有2个同向的loxP位点,经Cre酶作用后会得到一条链状DNA分子和一个环状DNA分子,从作用结果分析,Cre酶同时具有类似限制酶和DNA连接酶的作用;同一个DNA分子上具有2个反向的loxP位点,反向的loxP位点切割产生黏性末端无法互补,Cre酶仅能导致2个loxP位点间的序列反转连接,不能产生环状DNA分子。
【小问3详解】
作为通用型载体,pAT质粒的MCS中含有多个在基因组(待敲除基因所在DNA)中出现频率较低的酶切位点,其意义是使目的基因准确连接到质粒上。
【小问4详解】
为敲除特定基因,以待敲除基因两端的短小序列为依据设计引物,经PCR1和PCR2获得同源臂1和同源臂2,PCR1和PCR2不能在同一反应体系中进行的原因是防止同源臂间的DNA序列发生交换;为将同源臂定向插入pAT的MCS中,设计引物时需要在引物的5'端添加相应的限制酶切位点。
【小问5详解】
过程②为重组pAT质粒转染小鼠受精卵的过程,该过程通常采用显微注射法;过程③需将转染后的受精卵置于适宜培养液中,培养24h后,能存活的胚胎为成功转染并整合到染色体DNA上的胚胎,后续通过胚胎移植等技术获得Flox小鼠。
【小问6详解】
当两个loxP位点同向时,Cre酶可切割并连接位点间的DNA序列,将其作为环状DNA切除(如敲除neo基因)。若位点反向,Cre酶仅能使序列反转,无法实现删除。启动子决定基因表达的时空特异性。在Cre基因的cDNA一端添加特定组织或细胞类型的启动子(如神经元特异性启动子),可使Cre酶仅在特定细胞中表达;若同时结合诱导型启动子(如四环素调控系统),还能通过药物诱导实现时间上的精准调控,从而在特定时间、特定细胞中激活Cre酶,敲除neo基因。
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