精品解析:黑龙江省哈尔滨市双城区兆麟中学2023-2024学年高二下学期6月月考生物试题
2024-06-20
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内容正文:
兆麟中学2023—2024学年度下学期第二次月考考试
高二学年 生物 学科试题
考试用时:75分钟 总分:100分
一、单项选择(每题2分,共30分)
1. 我国的“国宝”大熊猫栖息于长江上游海拔2400~3500的高山竹林中,喜食冷箭竹,尤喜嫩茎、竹笋,偶尔食肉。下列有关叙述错误的是( )
A. 一定区域内,所有的冷箭竹构成一个种群
B. 竹茎、竹笋都属于植物的器官,竹子没有系统这一生命系统层次
C. 一定区域内,大熊猫、冷箭竹和其他动植物共同构成一个群落
D. 竹林内所有动植物都是由细胞发育而来的,并由细胞和细胞产物构成
2. 下图所示的四个方框代表HIV病毒、蓝细菌、水绵和酵母菌,其中阴影部分表示它们都具有的某种物质或结构。阴影部分可能包含( )
A. 核糖体 B. 染色体 C. DNA D. RNA
3. 为了发展生态农业,某地农民分别建立了庭院生态系统和以鱼食昆虫杂草—鱼粪肥田为基础设计的稻鱼共生系统,其中图为庭院生态系统结构图。表为稻鱼共生系统和水稻单作系统的温室气体排放量(表中单位:kgCO2·eq/hm2)。下列说法正确的是( )
生产方式
化肥
农药
饲料
合计
氮肥
复合肥
小麦
玉米
水稻单作
459.0
1578.5
51.5
0
0
2089
稻鱼共生
278.2
1116.2
43.2
222.6
265.5
1925.7
A. 相比稻鱼共生系统,水稻单作系统是没有消费者的,所以自我调节能力差
B. 稻鱼共生系统增强了土壤肥力,其设计体现了循环、协调等生态学基本原理
C. 流入该庭院生态系统的能量是生产者固定的太阳能
D. 该生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质与能量
4. 生态系统的结构和功能一般处于相对稳定状态。下列对处于平衡中的生态系统的描述,错误的是( )
A. 物质和能量的输入与输出相对均衡
B. 生态系统中各组分保持相对稳定
C. 生产—消费—分解这一生态过程能正常进行
D. 生产者固定的太阳能接近于第二营养级摄取的能量
5. 放牧强度可影响人工草地的能量流动。如图表示某亚热带人工草地在不同放牧强度下牧草净初级生产量(牧草通过光合作用固定的能量中用于自身生长、发育和繁殖的能量)的变化。其中G0为不放牧,G1~G5为放牧强度逐渐增强。下列叙述错误的是( )
A. 5~10月最适放牧强度为G2,可被初级消费者利用的总能量最多月份是6月
B. 8月不放牧草地净初级生产量低于放牧草地,其物质循环速率通常快于放牧草地
C. 8~10月不放牧草地净初级生产最较低的原因可能是缺少动物类尿的施肥作用
D. 为保持草地生态系统结构和功能的稳定性,草地要合理利用,控制载畜量
6. 越来越多的证据表明,北极冻原生态系统正因全球变暖、核污染等问题而逐渐消失。下图为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网。已知狼粪便中的能量为M,呼吸作用消耗的能量为R,用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为N。结合图示分析正确的是( )
A. 狼同化的能量可表示为M+R+N
B. 北极冻原生态系统动植物种类稀少,营养结构简单,但恢复力稳定性强
C. 核污染中某些放射性物质会出现生物富集现象,这种现象具有全球性
D. CO2和有机物在生物群落与非生物环境之间的循环叫做碳循环,碳循环不平衡加剧了温室效应
7. 科学家统计了1961~2014年间全球生态足迹总量和生态承载力总量(地球为人类提供资源的能力)的变化情况,结果如图所示,下列相关分析错误的是( )
A. 人类的生态足迹总量增长远远高于生态承载力的增长,生态盈余增加
B. 全球的生态赤字持续扩大,会不断加重全球性生态环境问题
C. 适龄婚育、优生优育控制人类自身发展可以提高生态承载力
D. 生态承载力指的是地球能为人类提供的生物生产性土地和水域面积的总和
8. 《黄帝内经》中提到:“米酒甘甜,入肝经,能补血行气。”某品牌的甜酒曲中只有需氧型根霉菌,这种菌促进淀粉水解的能力强,产生酒精的能力较弱,因而用其制作的甜米酒甜味明显又略带酒香。下列相关叙述正确的是( )
A. 可用根霉菌和酵母菌一起进行有氧发酵来提高甜米酒的酒精浓度
B. 用适宜的选择培养基即可获得某种用于酿制米酒的优质根霉菌种
C. 用纯根霉菌制作的甜米酒中只有酒精一种代谢产物因而更加安全
D. 蒸好的米饭放至室温再添加甜酒曲可以防止根霉菌因高温而失活
9. 研究人员利用杏鲍菇(具有双核,AA) 和秀珍菇(具有单核,B) 进行体细胞杂交,以期培养食用菌新品种,流程如图。已知异源融合子因异源基因相混合而获得新的遗传特性,表现出对亲株的拮抗作用,能够在培养基上观察到一条拮抗带。融合后的菌丝,在进行细胞分裂时,会形成一个喙状结构,而单核菌丝不会。
注:高温灭活使原生质体AA仅能生存而无法繁殖。
下列叙述正确的是( )
A. 步骤②中原生质体应在低渗溶液中进行培养并处理
B. 促融后形成的融合菌株可能为AAAA、AAB、BB、AB
C. 在培养基上可以观察到AA菌落、B菌落以及AAB菌落
D. 若有喙状结构和无喙状结构同时出现在拮抗带,步骤③应选择有喙状结构的菌丝
10. 限制性内切酶能识别特定的DNA序列并进行剪切,不同的限制性内切酶可以对不同的核酸序列进行剪切。现以3种不同的限制性内切酶对6.2kb大小的线状DNA进行剪切后。用凝胶电泳分离各核酸片段,实验结果如图所示:
请问:3种不同的限制性内切酶在此DNA片段上相应切点的位置是( )
A. A B. B C. C D. D
11. 脱氧核苷三磷酸(dNTP)和双脱氧核苷三磷酸(ddNTP,ddN-Pα~Pβ~Pγ)的结构均与核苷三磷酸(NTP)类似,其中dNTP核糖的第2位碳原子上的羟基(—OH)被氢原子取代而ddNTP核糖第2位和第3位碳原子上的羟基均被氢原子取代。DNA复制时,ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点,并终止DNA片段的延伸。现有一些序列为5’—GCCTAAGATCGTA—3’的DNA分子单链片段,拟通过PCR获得被32P标记且以碱基“A”为末端(3’为碱基A)、不同长度的子链DNA。在反应管中加入单链模板、引物、底物、TaqDNA聚合酶、Mg2+及缓冲溶液。下列叙述正确的是( )
A. 实验结束后最多可得到3种被32P标记的子链DNA
B. 反应底物是dCTP、dGTP、dTTP和γ位32P标记的ddATP
C. ddNTP与dNTP竞争的延长位点是脱氧核苷酸链的5’末端
D. TaqDNA聚合酶在PCR中的作用是形成氢键和磷酸二酯键
12. 生物技术与工程学相结合,可研究、设计和加工生产各种生物工程产品。下列有关叙述正确的有( )
①用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术
②由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用
③胚胎移植作为胚胎工程的最后技术环节,推动了胚胎工程其他技术的研究和应用
④PCR反应过程可以在PCR扩增仪中自动完成,而后常用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物
⑤利用基因工程技术的生物反应器,可以让哺乳动物批量生产相应的药物
⑥蛋白质工程仅以蛋白质结构为基础,逆中心法则进行,就可以改造或制造新的蛋白质
A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项
13. 如图为某同学构建的细胞工程知识框架。以下相关说法正确的是( )
A. 图中①指植物体细胞杂交,该过程常用灭活的病毒处理两种植物细胞
B. 图中②属于分子水平上的生物工程技术
C. 动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,依据的原理相同,都能形成杂种细胞和杂种个体
D. 用聚乙二醇处理大量混合在一起的两种植物细胞的原生质体,所获得的融合细胞不都具备双亲的遗传特性
14. 小鼠正常2细胞期胚胎经过电融合诱导形成四倍体胚胎,四倍体胚胎具有发育缺陷,只能发育形成胎盘等胚体以外的结构。ES细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型,但很难分化形成胎盘。将ES细胞和四倍体胚胎聚合形成新的重构胚,可发育成完整小鼠个体,称为四倍体补偿技术。下列说法错误的是( )
A. 重构胚中的ES细胞具有自我更新能力,但很难分化为胎盘等胚外组织
B. 重构胚发育至桑葚胚或囊胚再移植到生理状态相同的小鼠子宫内才能发育成完整小鼠个体
C. 通过四倍体补偿技术得到的小鼠个体的基因型与供体ES细胞的基因型不同
D. 利用四倍体补偿技术,可将ES细胞经过体外遗传学修饰,得到经过人为修饰的目的小鼠
15. 生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是( )
A. 生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
B. 治疗性克隆是为了获得治疗所用的克隆个体,且需要严格的监管
C. “设计试管婴儿”与“试管婴儿”的主要区别在于前者需要在植入前对胚胎进行遗传学诊断
D. 转基因植物进入自然生态系统后可能因具有较强的“选择优势”而影响生物多样性
二、不定项选择(每题3分,共15分。全对得3分,选不全的得1分)
16. 大气氮沉降是指大气中的含氮化合物通过降水和降尘被输入到土壤或水体中,对植物生产力和生态系统碳循环等造成不良影响。土壤有机碳库是全球陆地表层系统中最大的碳库,其微小变动会对碳平衡产生巨大影响。研究者通过模拟实验在植物多样性和大气氮沉降(图中的氮添加模拟氮沉降环境)背景下对某草地生态系统开展相关研究,如图1、图2所示。科研人员对高多样性植物群落也进行了相关研究,结果如图3。下列说法正确的是( )
A. 图1实验目的是探究植物低多样性条件下,氮添加和适度放牧对草地生态系统土壤有机碳含量的影响
B. 适度放牧可增加植物光合产物对地下部分的投入,缓解了氮沉降导致土壤有机碳含量下降的不良影响
C. 温室效应加剧会加速土壤中微生物对有机碳的分解,属于正反馈调节
D. 在生态环境恶化的情况下,提高植物多样性和适度放牧可以保护土壤的有机碳库
17. β-苯乙醇是赋予白酒特征风味的物质。从某酒厂采集并筛选到一株产β-苯乙醇的酵母菌应用于白酒生产。下列叙述正确的是( )
A. 所用培养基及接种工具分别采用湿热灭菌和灼烧灭菌
B. 通过配制培养基、灭菌、分离和培养能获得该酵母菌
C. 还需进行发酵实验检测该酵母菌产β-苯乙醇的能力
D. 该酵母菌的应用有利于白酒新产品的开发
18. 研究人员通过实验探究不同储藏条件对棉花叶片DNA纯度及提取率(提取率越高,获得的DNA越多)的影响,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. DNA能溶于酒精,故可用酒精处理棉花叶片提取DNA
B. 通过粗提取获得的DNA中可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质
C. 用二苯胺进行鉴定时,相同体积下可通过比较试管蓝色深浅判断DNA含量
D. 进行DNA粗提取实验前最佳的处理方式为将棉花叶片冷冻处理3天
19. 动物体细胞融合后染色体核型不稳定,来自某一方的染色体往往随机丢失一至多条,这种现象常应用于基因的定位。在甲型流感单克隆抗体的制备过程中,杂交瘤细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失现象。不考虑基因互作和其他变异,下列叙述正确的是( )
A. B淋巴细胞可从多次间歇注射甲型流感疫苗的动物脾脏中筛选获得
B. 在筛选杂交瘤细胞的选择培养基上,B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均死亡
C. 与亲代杂交瘤细胞相比较,若减少某条染色体后分泌单克隆抗体的功能缺失,则该抗体的基因就位于这条染色体上
D. 利用抗体检测筛选的杂交瘤细胞克隆化培养将具有持续产生甲型流感抗体的能力
20. 通过植物细胞工程对光果甘草进行培养以获得药物甘草西定,过程如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A. 过程③通常先在生长素与细胞分裂素比例低的培养基中培养
B. 过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙
C. 所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同,植株丁和甲是同一物种
D. 过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养
三、非选择题(共55分)
21. 下图为水体富营养化程度对藻类种群数量的影响的研究结果,以便为养鱼户提供恰当的指导。鱼鳞藻、脆杆藻为绿藻,是鱼的优良饵料,微囊藻属于蓝藻,其产生的毒素污染水体。请回答下列问题:
(1)对如何养好鱼,民间有“养鱼先养水”的说法,由图分析可以得知,当水体营养化程度处于_____________________时,有利于能量流向对人类最有益的部分。
(2)从生物的种间关系角度考虑,控制水体中藻类生长、繁殖的具体措施主要有_____________________(答出2点)。
(3)脆杆藻能够合成物质W从而有利于鱼类生长。某小组为探究氮营养缺乏对脆杆藻增殖及物质W累积的影响,将等量的脆杆藻分别接种在氮营养缺乏和氮营养正常的两瓶培养液中,并在适宜温度和一定光强下培养。定时取样并检测细胞浓度和物质W的含量,结果如图。
①本实验的实验组为__________。综合图甲和图乙的信息可知,在生产上,若要用少量的脆杆藻获得尽可能多的物质W,可以采取的措施是________________。
②在以上研究的基础上,某人拟设计实验进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响,则该实验的自变量是________________。
(4)罗氏沼虾以绿藻、蓝藻等单细胞藻类为食物。科研小组又对该湖泊中的罗氏沼虾的能量流动情况进行分析,结果如下表[数字为能量值,单位是KJ(/cm2·a)]据表分析,沼虾用于生长发育和繁殖等的能量是______________KJ(/cm2·a),从藻类到罗氏沼虾的能量传递效率为_________(小数点后保留一位小数)。
藻类同化的能量
沼虾摄入藻类中的能量
沼虾粪便中的能量
沼虾用于生长发育和繁殖等的能量
沼虾呼吸作用散失的能量
150.6
47.8
25.4
?
21.2
22. 某生物兴趣小组试图探究牛和山羊的瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用,设计了以下实验,并成功筛选到能降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如表1所示,实验步骤如图所示。请分析回答问题:
1.4g
2.1g
0.2g
葡萄糖
10g
尿素
1g
琼脂
15g
溶解后自来水定容到1000mL
表1
(1)从成分上看,表1所示培养基能筛选到降解尿素的细菌的原因是_________,制成的培养基常用_________法进行灭菌,富集培养过程中不需要振荡培养来提高溶氧量,原因是_________。
(2)在实验中,每隔24小时统计一次菌落数目,并选取菌落数目稳定时的记录作为实验结果,这样可以防止_________。
(3)分离降解尿素的细菌实验时,甲同学从培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。甲同学实验结果差异的原因可能有_________(填序号)。
①取样不同 ②培养基污染 ③操作失误 ④没有设置对照
(4)为进一步确定取自瘤胃中液体的适当稀释倍数,各稀释倍数下降解尿素的细菌菌落数统计结果见表2,其中合理的稀释倍数为_________。
稀释倍数
105
106
107
菌落数
>500
427
248
36
5
表2
(5)上述实验过程中,关于无菌操作的叙述错误的有____。
A. 取自瘤胃中的液体稀释时加入清水,且在无菌操作台进行
B. 实验中用到的试管、培养皿等工具,用干热灭菌法进行灭菌
C. 进行稀释涂布操作时,接种环需进行灼烧灭菌
D. 实验结束后,将实验产生的废弃物进行灭菌处理
23. 我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和体细胞核移植(SCNT)技术,成功构建了体细胞BMAL1基因(产生昼夜节律必需的基因)敲除的生物节律紊乱猕猴,为相关疾病研究提供了新型动物模型。其中BMAL1基因敲除猴的基本构建流程如图所示。回答下列相关问题:
(1)采集猕猴卵母细胞,在体外培养到____期才去核,去除的“核”实际上是指____。除了使用图中的显微操作法去核,还可使用梯度离心、____和化学物质处理等方法去核。
(2)核移植成功后,用物理或化学方法激活重构胚,目的是____。
(3)一次核移植技术后,需要获得更多的基因敲除猴,可在囊胚期对早期胚胎进行胚胎分割,操作时要注意____。
(4)不考虑基因突变,利用A6的成纤维细胞进行克隆获得的多只第二代基因敲除猴的基因型____(填“相同”或“不相同”)。与第一代BMAL1基因敲除猴模型相比,第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是____(写出1点即可)。
24. 如表表示高等动植物亲代个体产生新个体的3种不同途径,请据表分析并回答问题:
生物
途径
主要流程
动植物
甲
亲代个体→受精卵→新个体
植物
乙
亲代个体→体细胞→试管苗→新个体
动物
丙
亲代个体→核移植细胞→早期胚胎→新个体
(1)甲、乙、丙途径中属于有性生殖的是______(填“甲”“乙”或“丙”)。
(2)乙途径获取愈伤组织时,选取外植体,70%乙醇消毒后,立即用无菌水冲洗,再用______处理,接种在培养基中,通过______和细胞增殖,获得愈伤组织。用该方法生产紫草宁时,需用酶解法将愈伤组织分离成单细胞,常用的工具酶是______。高产细胞系需要在________(填理化性质)培养基中培养,再从中提取紫草宁。
(3)丙途径中,早期胚胎→新个体的流程中需要采用的生物工程技术是____。该途径获得的新个体与供核的亲代个体性状不完全相同的原因是____。
25. 科学家从某细菌中提取抗盐基因,下图是转入烟草细胞并培育成转基因抗盐烟草的过程。图中含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点,请分析回答:
(1)①过程获得的抗盐基因可用PCR技术进行扩增,该技术需要加入_____酶,所需的原料是_____。
(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒,不能使用限制酶切割,原因是_____。
(3)如果利用PCR扩增目的基因时,需要依据图中已知目的基因碱基序列设计引物的序列,在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为_____和_____-。
(4)图中③为了将表达载体导入农杆菌中,需要用_____处理农杆菌,④过程中为筛选出导入了重组质粒的农杆菌,应在培养基中加_____。
(5)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,在个体水平上鉴定的具体过程是_____。
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兆麟中学2023—2024学年度下学期第二次月考考试
高二学年 生物 学科试题
考试用时:75分钟 总分:100分
一、单项选择(每题2分,共30分)
1. 我国的“国宝”大熊猫栖息于长江上游海拔2400~3500的高山竹林中,喜食冷箭竹,尤喜嫩茎、竹笋,偶尔食肉。下列有关叙述错误的是( )
A. 一定区域内,所有的冷箭竹构成一个种群
B. 竹茎、竹笋都属于植物的器官,竹子没有系统这一生命系统层次
C. 一定区域内,大熊猫、冷箭竹和其他动植物共同构成一个群落
D. 竹林内所有动植物都是由细胞发育而来的,并由细胞和细胞产物构成
【答案】C
【解析】
【分析】生命系统的结构层次由小到大依次是细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈。植物没有系统这一结构层次,多细胞生物完成复杂的生命活动需要依赖体内各种分化的细胞密切合作。
【详解】A、在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群,故一定区域内,所有的冷箭竹构成一个种群,A正确;
B、竹茎、竹叶属于植物的器官,与动物相比,竹子等植物没有系统这一生命系统层次,B正确;
C、群落是在同一区域内的各种生物种群的集合,故一定区域内,大熊猫、冷箭竹和其他动植物不能构成一个群落,C错误;
D、细胞学说指出“一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成”,因此根据细胞学说的观点,竹林内所有动植物都是由细胞发育而来的,并由细胞和细胞产物构成,D正确。
故选C。
2. 下图所示的四个方框代表HIV病毒、蓝细菌、水绵和酵母菌,其中阴影部分表示它们都具有的某种物质或结构。阴影部分可能包含( )
A. 核糖体 B. 染色体 C. DNA D. RNA
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析,题图中蓝细菌属于原核生物,酵母菌、水绵属于真核生物,它们都是细胞生物;HTV病毒属于病毒,无细胞结构;阴影部分代表它们共有的结构或物质。
【详解】AB、HTV病毒无细胞结构,不含核糖体和染色体(蓝细菌也不含染色体)等结构,AB错误;
C、HTV病毒属于RNA病毒,遗传物质是RNA,不含DNA,C错误;
D、据图分析,图示阴影部分是HTV病毒和原核生物、真核生物的共同点,上述生物共有的成分是RNA,D正确。
故选D。
3. 为了发展生态农业,某地农民分别建立了庭院生态系统和以鱼食昆虫杂草—鱼粪肥田为基础设计的稻鱼共生系统,其中图为庭院生态系统结构图。表为稻鱼共生系统和水稻单作系统的温室气体排放量(表中单位:kgCO2·eq/hm2)。下列说法正确的是( )
生产方式
化肥
农药
饲料
合计
氮肥
复合肥
小麦
玉米
水稻单作
459.0
1578.5
51.5
0
0
2089
稻鱼共生
278.2
1116.2
43.2
222.6
265.5
1925.7
A. 相比稻鱼共生系统,水稻单作系统是没有消费者的,所以自我调节能力差
B. 稻鱼共生系统增强了土壤肥力,其设计体现了循环、协调等生态学基本原理
C. 流入该庭院生态系统的能量是生产者固定的太阳能
D. 该生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质与能量
【答案】B
【解析】
【分析】生态工程基本原理的判断方法:①强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→循环原理。②体现物种多,营养关系复杂;涉及结构、功能、系统组分的比例关系→自生原理。③强调生物与环境的协调与平衡,涉及环境承载力→协调原理。④涉及自然、经济和社会,如林业生态工程建设→整体原理
【详解】A、水稻单作系统存在消费者,例如以水稻为食的害虫等,A错误;
B、稻鱼共生系统有较为复杂的食物链,物质能在生态系统中循环往复,稻鱼共生系统增强了土壤肥力,每种生物的种群数量在环境承载力以内,其设计体现了循环、协调等生态学基本原理,B正确;
C、流入该庭院生态系统的能量除了生产者固定的太阳能,还有饲料中稳定的化学能,C错误;
D、生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网,生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,D错误。
故选B。
4. 生态系统的结构和功能一般处于相对稳定状态。下列对处于平衡中的生态系统的描述,错误的是( )
A. 物质和能量的输入与输出相对均衡
B. 生态系统中各组分保持相对稳定
C. 生产—消费—分解这一生态过程能正常进行
D. 生产者固定的太阳能接近于第二营养级摄取的能量
【答案】D
【解析】
【分析】1、生态系统的稳定性是指生态系统都具有一定的自我调节能力,包括抵抗力的稳定性和恢复力的稳定性两个方面。2、生态平衡是指生态系统中各种生物的数量和比例总是维持在相对稳定的状态。
【详解】A、处于稳定状态的生态系统能量输入与输出相对稳定,物质的输入与输出也相对稳定,A正确;
B、平衡的生态系统中其结构处于相对稳定,生态系统的结构是由组成成分和营养结构构成,则处于平衡中的生态系统中各组分保持相对稳定,B正确;
C、平衡的生态系统中生产—消费—分解这一生态过程能正常进行,保证生态系统物质和能量的输入与输出相对均衡,C正确 ;
D、能量流动具有逐级递减的特点,生产者固定的太阳能大于第二营养级摄取的能量,D错误。
故选D。
5. 放牧强度可影响人工草地的能量流动。如图表示某亚热带人工草地在不同放牧强度下牧草净初级生产量(牧草通过光合作用固定的能量中用于自身生长、发育和繁殖的能量)的变化。其中G0为不放牧,G1~G5为放牧强度逐渐增强。下列叙述错误的是( )
A. 5~10月最适放牧强度为G2,可被初级消费者利用的总能量最多月份是6月
B. 8月不放牧草地净初级生产量低于放牧草地,其物质循环速率通常快于放牧草地
C. 8~10月不放牧草地净初级生产最较低的原因可能是缺少动物类尿的施肥作用
D. 为保持草地生态系统结构和功能的稳定性,草地要合理利用,控制载畜量
【答案】B
【解析】
【分析】从图中可以看出,5~10月份都是放牧量为G2时草地净光合产量最大,且在6月份G2牧草净光合产量最高,因此G2为最适放牧强度,4月份G0时草地净光合产量最大,此时不宜放牧。
【详解】A、从图中可以看出,5∼10月份都是放牧量为G2时草地净光合产量最大,因此G2是最适放牧强度。6月份G2牧草净光合产量最高,可被初级消费者利用的总能量最多,A正确;
B、据图可知,8月份不放牧草地净初级生产量低于放牧草地,消费者可以加快物质循环,据此可推知,8月由于不放牧,缺少消费者,所以其物质循环速率通常慢于放牧草地,B错误;
C、8∼10月份不放牧草地净初级生产量较低的原因有过多枝叶对下层植物有遮光作用、植株衰老组织较多、缺少动物粪尿的施肥作用,C正确;
D、由图可知适度放牧有利于草地的净初级生产量的积累,保持草地生态系统结构和功能的稳定,所以草地要进行合理利用,控制载畜量,D正确。
故选B。
6. 越来越多的证据表明,北极冻原生态系统正因全球变暖、核污染等问题而逐渐消失。下图为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网。已知狼粪便中的能量为M,呼吸作用消耗的能量为R,用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为N。结合图示分析正确的是( )
A. 狼同化的能量可表示为M+R+N
B. 北极冻原生态系统动植物种类稀少,营养结构简单,但恢复力稳定性强
C. 核污染中某些放射性物质会出现生物富集现象,这种现象具有全球性
D. CO2和有机物在生物群落与非生物环境之间的循环叫做碳循环,碳循环不平衡加剧了温室效应
【答案】C
【解析】
【分析】碳循环存在形式:C元素在生物体内主要以含碳有机物的形式存在,在无机环境中主要以CO2 、碳酸盐和碳单质的形式存在。物质循环(生物地球化学循环)概念:组成生物体的 C 、H、O、N 、P 、S 等元素,都在不断地进行着从非生物环境到生物群落、又从生物群落到非生物环境的循环过程。
【详解】A、狼同化的能量不包括狼粪便中的能量,因此可表示为R+N,A错误;
B、北极冻原生态系统环境恶劣,因此抵抗力稳定性和恢复力稳定性均弱,B错误;
C、生物富集是生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,这些有害物质可以通过水、大气、生物迁移等途径扩散, 因此生物富集也具有全球性,因此核污染中某些放射性物质会出现生物富集现象,且具有全球性,C正确;
D、碳循环是C元素在生物群落与非生物环境之间循环,而不是CO2和有机物,D错误。
故选C。
7. 科学家统计了1961~2014年间全球生态足迹总量和生态承载力总量(地球为人类提供资源的能力)的变化情况,结果如图所示,下列相关分析错误的是( )
A. 人类的生态足迹总量增长远远高于生态承载力的增长,生态盈余增加
B. 全球的生态赤字持续扩大,会不断加重全球性生态环境问题
C. 适龄婚育、优生优育控制人类自身发展可以提高生态承载力
D. 生态承载力指的是地球能为人类提供的生物生产性土地和水域面积的总和
【答案】A
【解析】
【分析】生态足迹,又叫生态占用,是指在现有技术条件下,维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。
【详解】A、由图可知,一个地区的生态承载力大于生态足迹时,才会出现生态盈余,人类的生态足迹总量增长远远高于生态承载力的增长,不会出现生态盈余增加,A错误;
B、一个地区的生态承载力小于生态足迹时,出现生态赤字,若全球生态赤字持续扩大,可能会造成生态系统崩溃,不断加重全球性生态环境问题等严重后果,B正确;
C、适龄婚育、优生优育控制人类自身发展,可减小全球生态足迹总量,提高生态承载力,C正确;
D、生态承载力指的是地球能为人类提供的生物生产性土地和水域面积的总和,D正确。
故选A。
8. 《黄帝内经》中提到:“米酒甘甜,入肝经,能补血行气。”某品牌的甜酒曲中只有需氧型根霉菌,这种菌促进淀粉水解的能力强,产生酒精的能力较弱,因而用其制作的甜米酒甜味明显又略带酒香。下列相关叙述正确的是( )
A. 可用根霉菌和酵母菌一起进行有氧发酵来提高甜米酒的酒精浓度
B. 用适宜的选择培养基即可获得某种用于酿制米酒的优质根霉菌种
C. 用纯根霉菌制作的甜米酒中只有酒精一种代谢产物因而更加安全
D. 蒸好的米饭放至室温再添加甜酒曲可以防止根霉菌因高温而失活
【答案】D
【解析】
【分析】1、根霉菌属于需氧型微生物,正常生长需要充足的氧气利用起来进行有氧呼吸才能正常新陈代谢。
2、酵母菌是兼性厌氧的微生物,它在有氧的情况下可以呼吸,在无氧的情况下就发酵,即在有氧气的环境中,酵母菌将葡萄糖转化为水和二氧化碳,无氧的条件下,将葡萄糖分解为二氧化碳和酒精。
【详解】A、酵母菌在无氧条件下发酵产生酒精,A错误;
B、用适宜的选择培养基可获得根霉菌种,还需经发酵检测才能获得某种用于酿制米酒的优质根霉菌种,B错误;
C、用纯根霉菌制作的甜米酒中不是只有酒精一种代谢产物,C错误;
D、蒸好的米饭放至室温再添加甜酒曲可以防止温度过高杀死发酵微生物,D正确。
故选D。
9. 研究人员利用杏鲍菇(具有双核,AA) 和秀珍菇(具有单核,B) 进行体细胞杂交,以期培养食用菌新品种,流程如图。已知异源融合子因异源基因相混合而获得新的遗传特性,表现出对亲株的拮抗作用,能够在培养基上观察到一条拮抗带。融合后的菌丝,在进行细胞分裂时,会形成一个喙状结构,而单核菌丝不会。
注:高温灭活使原生质体AA仅能生存而无法繁殖。
下列叙述正确的是( )
A. 步骤②中原生质体应在低渗溶液中进行培养并处理
B. 促融后形成的融合菌株可能为AAAA、AAB、BB、AB
C. 在培养基上可以观察到AA菌落、B菌落以及AAB菌落
D. 若有喙状结构和无喙状结构同时出现在拮抗带,步骤③应选择有喙状结构的菌丝
【答案】D
【解析】
【分析】高温灭活使原生质体A仅能生存而无法繁殖,因此,培养基上不会有A的菌落。
【详解】A、步骤②中原生质体应在等渗溶液中进行培养并处理,A错误;
BC、高温灭活使原生质体AA仅能生存而无法繁殖,因此不会形成AAAA的融合菌株,也不会出现AA、AB菌落,BC错误;
D、融合后的菌丝,在进行细胞分裂时,会形成一个喙状结构,而单核菌丝不会,因此若有喙状结构和无喙状结构同时出现在拮抗带,步骤③应选择有喙状结构的菌丝,D正确。
故选D。
10. 限制性内切酶能识别特定的DNA序列并进行剪切,不同的限制性内切酶可以对不同的核酸序列进行剪切。现以3种不同的限制性内切酶对6.2kb大小的线状DNA进行剪切后。用凝胶电泳分离各核酸片段,实验结果如图所示:
请问:3种不同的限制性内切酶在此DNA片段上相应切点的位置是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【分析】限制性核酸内切酶具有特异性,一种限制性核酸内切酶能识别特定的DNA序列并进行剪切,且不同的限制性核酸内切酶可以对不同的核酸序列进行剪切。
【详解】A、用B酶将DNA序列进行剪切,长度为1.0和5.2,说明B酶切点为1个,而A项图谱中B切点切割后的长度为0.3和5.9,A错误;
B、用C酶将DNA序列进行剪切,长度为3.6、1.4和1.2,说明C酶切点为2个,而B项图谱中C切点切割后长度为3.6和2.6,B错误;
C、用A酶将DNA序列进行剪切,长度为4.2、1.7和0.3,说明A酶切点为2个,而C项图谱中A切点切割后的长度为0.3和5.9,C错误;
D、据图分析,A酶切点2个,B酶切点1个,C酶切点2个,而且各种酶单独切割的片段以及两种酶同时切割的片段与图示中长度符合,D正确。
故选D。
11. 脱氧核苷三磷酸(dNTP)和双脱氧核苷三磷酸(ddNTP,ddN-Pα~Pβ~Pγ)的结构均与核苷三磷酸(NTP)类似,其中dNTP核糖的第2位碳原子上的羟基(—OH)被氢原子取代而ddNTP核糖第2位和第3位碳原子上的羟基均被氢原子取代。DNA复制时,ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点,并终止DNA片段的延伸。现有一些序列为5’—GCCTAAGATCGTA—3’的DNA分子单链片段,拟通过PCR获得被32P标记且以碱基“A”为末端(3’为碱基A)、不同长度的子链DNA。在反应管中加入单链模板、引物、底物、TaqDNA聚合酶、Mg2+及缓冲溶液。下列叙述正确的是( )
A. 实验结束后最多可得到3种被32P标记的子链DNA
B. 反应底物是dCTP、dGTP、dTTP和γ位32P标记的ddATP
C. ddNTP与dNTP竞争的延长位点是脱氧核苷酸链的5’末端
D. TaqDNA聚合酶在PCR中的作用是形成氢键和磷酸二酯键
【答案】A
【解析】
【分析】ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写,其结构可以简写成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键。由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得这种化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能。
分析题意可知,dNTP和ddNTP具有与ATP(NTP)相似的结构,ATP中的糖是核糖,dNTP中的糖是脱氧核糖,而ddNTP中的糖是双脱氧核糖。进行DNA复制时,dNTP作为原料参与DNA的复制,同时能提供能量,而ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点,导致DNA片段延伸终止,即阻断DNA的复制。题干中要对模板DNA分子单链片段通过PCR进行扩增,且要获得3’为碱基A的不同长度的DNA分子,说明需要ddATP作为竞争底物参与PCR过程。
【详解】A、分析题意可知,5’—GCCTAAGATCGTA—3’的DNA分子单链片段共有四个碱基“A”,内部有三个碱基“A”,因此利用PCR反应体系,最多可得到3种被32P标记的子链DNA,A正确;
B、反应底物是dCTP、dGTP、dTTP、dATP和α位32P标记的ddATP,B错误;
C、DNA复制时,由5’端向3’端延伸,因此ddNTP与dNTP竞争的延长位点是脱氧核苷酸链的3’末端,C错误;
D、TaqDNA聚合酶能够催化脱氧核苷酸在DNA的3’端延伸,故在PCR中的作用是形成磷酸二酯键,D错误。
故选A。
12. 生物技术与工程学相结合,可研究、设计和加工生产各种生物工程产品。下列有关叙述正确的有( )
①用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术
②由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用
③胚胎移植作为胚胎工程的最后技术环节,推动了胚胎工程其他技术的研究和应用
④PCR反应过程可以在PCR扩增仪中自动完成,而后常用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物
⑤利用基因工程技术的生物反应器,可以让哺乳动物批量生产相应的药物
⑥蛋白质工程仅以蛋白质结构为基础,逆中心法则进行,就可以改造或制造新的蛋白质
A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项
【答案】D
【解析】
【分析】PCR技术是对体内DNA复制过程的模仿,也需要模板、原料、酶和引物等。待扩 增的DNA分子是模板,原料是4种脱氧核苷三磷酸,即dNTP,N代表A、T、G、C四 种碱基。PCR过程 包括多次循环,每个循环分为3个步骤。①变性:模板DNA 双链在高温下 (90 ℃) 氢键断裂,解旋成2条 DNA 单链,这个过程称为变性。 ②退火:温度降低(50 ℃)后,2个引物分别与各自互补的DNA单链结合,称为 退火。③延伸:分别以两条DNA单链为模板,4种脱氧核苷三磷酸为原料,耐高温的 DNA 聚合酶在适宜的温度(约72 ℃)下,以引物与模板形成的小段DNA双链区为 起点,催化合成一条新的DNA互补链。
【详解】①用花药需要经过脱分化,再经过再分化,培养得到单倍体植株,所用技术为植物组织培养技术,①正确;
②iPS细胞为多功能干细胞,能分裂分化产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用,②正确;
③胚胎移植作为胚胎工程的最后技术环节,推动了胚胎工程其他技术的研究和应用,例如胚胎分割技术,可通将胚胎均等分割后经胚胎移植实现无性繁殖,③正确;
④PCR反应过程可以在PCR扩增仪中自动完成,PCR的产物的分子量大小等不同,因此常用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物,④正确;
⑤利用基因工程技术的制造的生物反应器,可以利用哺乳动物源源不断地批量生产相应的药物,例如乳腺生物反应器,可通过乳腺细胞批量合成分泌相应药物,再从乳汁中获取,⑤正确;
⑥蛋白质工程是指以蛋白质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,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要,⑥错误。
故选D。
13. 如图为某同学构建的细胞工程知识框架。以下相关说法正确的是( )
A. 图中①指植物体细胞杂交,该过程常用灭活的病毒处理两种植物细胞
B. 图中②属于分子水平上的生物工程技术
C. 动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,依据的原理相同,都能形成杂种细胞和杂种个体
D. 用聚乙二醇处理大量混合在一起的两种植物细胞的原生质体,所获得的融合细胞不都具备双亲的遗传特性
【答案】D
【解析】
【详解】A、分析图示可知,图中①代表的技术手段为植物体细胞杂交,灭活的病毒不能用于植物原生质体融合,A错误;
B、图中②为细胞核移植,属于细胞水平上的生物工程技术,B错误;
C、动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,依据的原理不完全相同,前者的原理是细胞膜的流动性和细胞增殖,后者的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,前者获得的是杂种细胞,后者获得的是杂种植株,C错误;
D、用聚乙二醇处理大量混合在一起的两种植物细胞的原生质体,由于杂种细胞在分裂过程中会出现染色体丢失的现象,因而所获得的融合细胞不都具备双亲的遗传特性,D正确。
故选D。
14. 小鼠正常2细胞期胚胎经过电融合诱导形成四倍体胚胎,四倍体胚胎具有发育缺陷,只能发育形成胎盘等胚体以外的结构。ES细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型,但很难分化形成胎盘。将ES细胞和四倍体胚胎聚合形成新的重构胚,可发育成完整小鼠个体,称为四倍体补偿技术。下列说法错误的是( )
A. 重构胚中的ES细胞具有自我更新能力,但很难分化为胎盘等胚外组织
B. 重构胚发育至桑葚胚或囊胚再移植到生理状态相同的小鼠子宫内才能发育成完整小鼠个体
C. 通过四倍体补偿技术得到的小鼠个体的基因型与供体ES细胞的基因型不同
D. 利用四倍体补偿技术,可将ES细胞经过体外遗传学修饰,得到经过人为修饰的目的小鼠
【答案】C
【解析】
【分析】胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。嵌合体-遗传学上用以指不同遗传性状嵌合或混杂表现的个体。
【详解】A、据题干信息“ES细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型,但很难分化形成胎盘”,所以重构胚中的ES细胞具有自我更新能力,但很难分化为胎盘等胚外组织,可分化为处胎盘以外的所有细胞类型,A正确;
B、胚胎发育至桑椹(桑葚)胚或囊胚期再移植入与之生理状态相同的小鼠子宫内才可以进一步发育,B正确;
C、四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿,可得到ES小鼠,其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织,所以嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型相同,C错误;
D、正常小鼠是二倍体,所以两个2细胞期胚胎经电融合诱导使细胞融合,可得到一个含四个染色体组的细胞,再经胚胎的早期培养可得到四倍体胚胎,可将ES细胞经过体外遗传学修饰,得到经过人为修饰的目的小鼠,D正确。
故选C。
15. 生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是( )
A. 生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
B. 治疗性克隆是为了获得治疗所用的克隆个体,且需要严格的监管
C. “设计试管婴儿”与“试管婴儿”的主要区别在于前者需要在植入前对胚胎进行遗传学诊断
D. 转基因植物进入自然生态系统后可能因具有较强的“选择优势”而影响生物多样性
【答案】B
【解析】
【分析】转基因生物的安全性问题:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。
生物武器的传播是把这些病原体直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方,可以对军队和平民造成大规模杀伤后果。
【详解】A、生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等,它可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布,经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内,造成大规模伤亡,A正确;
B、治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官,用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官,从而达到治疗疾病的目的,需要在严格的监管下进行,B错误;
C、“设计试管婴儿”与“试管婴儿”的主要区别在于前者在植入前需要对胚胎进行遗传学诊断,C正确;
D、转基因植物进入自然生态系统后可能因其具有较强的“选择优势”而占有较多的环境资源,使得其他物种的生存受到影响,从而严重影响生物多样性,D正确。
故选B。
二、不定项选择(每题3分,共15分。全对得3分,选不全的得1分)
16. 大气氮沉降是指大气中的含氮化合物通过降水和降尘被输入到土壤或水体中,对植物生产力和生态系统碳循环等造成不良影响。土壤有机碳库是全球陆地表层系统中最大的碳库,其微小变动会对碳平衡产生巨大影响。研究者通过模拟实验在植物多样性和大气氮沉降(图中的氮添加模拟氮沉降环境)背景下对某草地生态系统开展相关研究,如图1、图2所示。科研人员对高多样性植物群落也进行了相关研究,结果如图3。下列说法正确的是( )
A. 图1实验目的是探究植物低多样性条件下,氮添加和适度放牧对草地生态系统土壤有机碳含量的影响
B. 适度放牧可增加植物光合产物对地下部分的投入,缓解了氮沉降导致土壤有机碳含量下降的不良影响
C. 温室效应加剧会加速土壤中微生物对有机碳的分解,属于正反馈调节
D. 在生态环境恶化的情况下,提高植物多样性和适度放牧可以保护土壤的有机碳库
【答案】ABC
【解析】
【分析】物质循环(生物地球化学循环)概念:组成生物体的 C 、H、O、N 、P 、S 等元素,都在不断地进行着从非生物环境到生物群落、又从生物群落到非生物环境的循环过程。
【详解】A、据图1可知,自变量为氮添加和适度放牧,因变量为土壤有机碳含量,因此该实验的目的是探究低植物多样性条件下,氮添加和适度放牧对草地生态系统土壤有机碳含量的影响,A正确;
B、据图2可知,适度放牧可以缓解氮添加(氮沉降)导致的土壤有机碳含量降低的可能原因是草食动物的啃食使植物增加对地下部分光合产物的投入,地下生物量增加;草食动物的粪便及啃食的植物碎屑使土壤有机碳含量增加,所以,适度放牧可增加植物光合产物对地下部分的投入,缓解了氮沉降导致土壤有机碳含量下降的不良影响,B正确;
C、温室效应加剧导致全球变暖会加速土壤中微生物对有机碳的分解,释放温室气体,进一步加剧温室效应,符合正反馈调节,C正确;
D、结合图1和图3可知,在生态环境恶化的情况下,适度放牧可以保护土壤的有机碳库,提高植物多样性,不利于保护土壤的有机碳库,D错误。
故选ABC。
17. β-苯乙醇是赋予白酒特征风味的物质。从某酒厂采集并筛选到一株产β-苯乙醇的酵母菌应用于白酒生产。下列叙述正确的是( )
A. 所用培养基及接种工具分别采用湿热灭菌和灼烧灭菌
B. 通过配制培养基、灭菌、分离和培养能获得该酵母菌
C. 还需进行发酵实验检测该酵母菌产β-苯乙醇的能力
D. 该酵母菌的应用有利于白酒新产品的开发
【答案】ACD
【解析】
【分析】选择培养基是根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基,使混合菌样中的劣势菌变成优势菌,从而提高该菌的筛选率。
【详解】A、培养基一般选择高压蒸汽灭菌,接种工具一般用灼烧灭菌,A正确;
B、分离纯化酵母菌,操作如下:配制培养基→灭菌→接种→培养→挑选菌落,B错误;
C、为了筛选的到目的菌,应该进行发酵实验检测该酵母菌产β-苯乙醇的能力,C正确;
D、筛选到一株产β-苯乙醇的酵母菌可应用于白酒新产品的开发,D正确。
故选ACD。
18. 研究人员通过实验探究不同储藏条件对棉花叶片DNA纯度及提取率(提取率越高,获得的DNA越多)的影响,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. DNA能溶于酒精,故可用酒精处理棉花叶片提取DNA
B. 通过粗提取获得的DNA中可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质
C. 用二苯胺进行鉴定时,相同体积下可通过比较试管蓝色深浅判断DNA含量
D. 进行DNA粗提取实验前最佳的处理方式为将棉花叶片冷冻处理3天
【答案】A
【解析】
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;②DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、DNA不溶于酒精,A错误;
B、通过粗提取获得的DNA中可能仍然含有某些不溶于酒精,易溶于 2 mol/L的NaCl溶液的核蛋白、多糖等杂质,B正确;
C、用二苯胺进行鉴定时,相同体积下可通过比较试管蓝 色深浅判断DNA含量,蓝色越深说明DNA纯度越高,C正确;
D、分析图可知,棉花叶片的不同处理方式对其 DNA的纯度和提取率都有影响,在冷冻3天的处理下,提取率和纯度均较高,D正确。
故选A。
19. 动物体细胞融合后染色体核型不稳定,来自某一方的染色体往往随机丢失一至多条,这种现象常应用于基因的定位。在甲型流感单克隆抗体的制备过程中,杂交瘤细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失现象。不考虑基因互作和其他变异,下列叙述正确的是( )
A. B淋巴细胞可从多次间歇注射甲型流感疫苗的动物脾脏中筛选获得
B. 在筛选杂交瘤细胞的选择培养基上,B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均死亡
C. 与亲代杂交瘤细胞相比较,若减少某条染色体后分泌单克隆抗体的功能缺失,则该抗体的基因就位于这条染色体上
D. 利用抗体检测筛选的杂交瘤细胞克隆化培养将具有持续产生甲型流感抗体的能力
【答案】ABC
【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细胞,然后将B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、对动物进行间歇注射抗原处理,以刺激动物机体产生相应的B淋巴细胞,A正确;
B、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合,再用特定的选择培养基进行筛选。在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长,B正确;
C、分泌单克隆抗体的基因位于染色体上,因此与亲代杂交瘤细胞相比较,若减少某条染色体后分泌单克隆抗体的功能缺失,说明该抗体的基因位于这条染色体上,C正确;
D、杂交瘤细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失现象,若丢失的染色体含有产生甲型流感抗体的基因,则利用抗体检测筛选的杂交瘤细胞不一定具有持续产生甲型流感抗体的能力,D错误。
故选ABC。
20. 通过植物细胞工程对光果甘草进行培养以获得药物甘草西定,过程如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A. 过程③通常先在生长素与细胞分裂素比例低的培养基中培养
B. 过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙
C. 所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同,植株丁和甲是同一物种
D. 过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养
【答案】BC
【解析】
【分析】根据图分析,过程①为接种外植体,②为诱导脱分化形成愈伤组织,③为诱导再分化,④为诱变育种,⑤为植物体细胞杂交。
【详解】A、生长素/细胞分裂素的值高时,利于生根,该值低时利于生芽,过程③需先生芽,再生根,所以需要先在生长素与细胞分裂素比例低的培养基中培养,A正确;
B、过程④常用射线或化学物质处理后经筛选,并进一步培养才能获得大量所需的突变体植株丙,B错误;
C、所得三种植株中乙和丙的遗传信息不一定与甲相同,因为植株丙是诱变育种得到的,遗传信息可能会发生改变,植株丁经过了植物体细胞杂交,染色体数目发生了改变,和甲不一致,所以不是同一物种,C错误;
D、过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养,即植物组织培养,D正确。
故选BC。
三、非选择题(共55分)
21. 下图为水体富营养化程度对藻类种群数量的影响的研究结果,以便为养鱼户提供恰当的指导。鱼鳞藻、脆杆藻为绿藻,是鱼的优良饵料,微囊藻属于蓝藻,其产生的毒素污染水体。请回答下列问题:
(1)对如何养好鱼,民间有“养鱼先养水”的说法,由图分析可以得知,当水体营养化程度处于_____________________时,有利于能量流向对人类最有益的部分。
(2)从生物的种间关系角度考虑,控制水体中藻类生长、繁殖的具体措施主要有_____________________(答出2点)。
(3)脆杆藻能够合成物质W从而有利于鱼类生长。某小组为探究氮营养缺乏对脆杆藻增殖及物质W累积的影响,将等量的脆杆藻分别接种在氮营养缺乏和氮营养正常的两瓶培养液中,并在适宜温度和一定光强下培养。定时取样并检测细胞浓度和物质W的含量,结果如图。
①本实验的实验组为__________。综合图甲和图乙的信息可知,在生产上,若要用少量的脆杆藻获得尽可能多的物质W,可以采取的措施是________________。
②在以上研究的基础上,某人拟设计实验进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响,则该实验的自变量是________________。
(4)罗氏沼虾以绿藻、蓝藻等单细胞藻类为食物。科研小组又对该湖泊中的罗氏沼虾的能量流动情况进行分析,结果如下表[数字为能量值,单位是KJ(/cm2·a)]据表分析,沼虾用于生长发育和繁殖等的能量是______________KJ(/cm2·a),从藻类到罗氏沼虾的能量传递效率为_________(小数点后保留一位小数)。
藻类同化的能量
沼虾摄入藻类中的能量
沼虾粪便中的能量
沼虾用于生长发育和繁殖等的能量
沼虾呼吸作用散失的能量
150.6
47.8
25.4
?
21.2
【答案】(1)中营养化
(2)放养以藻类为食的鱼类、利用其他植物控制藻类、利用病毒控制藻类等
(3) ①. 氮营养缺乏 ②. 先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养,等到细胞浓度最高时集中收集,再放在氮营养缺乏的培养液继续培养 ③. 培养基中的氮营养浓度
(4) ①. 1.2 ②. 14.9%
【解析】
【分析】1、同化量=摄入量-粪便量,可以认为,一个营养级所同化的能量=呼吸散失的能量+被下一营养级同化的能量十分解者释放的能量;但对于最高营养级的情况有所不同,它所同化的能量=呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量。
2、能量传递效率=下一个营养级的同化量÷上一个营养级的同化量×100%。
【小问1详解】
鱼鳞藻、脆杆藻是鱼的饵料,根据柱形图可知,水体营养化程度处于中营养化时,鱼鳞藻、脆杆藻较多,微囊藻较少,这说明水体营养化程度处于中营养化时,利于鱼鳞藻、脆杆藻生长,有利于能量流向对人类最有益的部分。
【小问2详解】
生物种间关系主要有捕食、竞争、寄生和互利共生,因此从生物的种间关系角度考虑,控制水体中藻类生长、繁殖的具体措施主要有:放养以藻类为食的鱼类(利用捕食关系)、利用其它植物控制藻类(利用竞争关系)、利用病毒控制藻类等(利用寄生关系)。
【小问3详解】
①脆杆藻能够合成物质W从而有利于鱼类生长,探究氮营养缺乏对脆杆藻增殖及物质W累计的影响,则实验组是氮营养缺乏组。由甲图可知,正常氮营养液中绿藻增殖速度较缺氮营养液中绿藻增殖速度快;由乙图可知,正常氮营养液中物质W的含量较缺氮营养液中物质W含量低。因此,综合图甲和图乙的信息可知,在生产上,若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W,可以采取的措施是先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养,等到细胞浓度最高时集中收集,再放在氮营养缺乏的培养液继续培养。
②该实验的目的是进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响,则该实验的自变量是培养基中的氮营养浓度。
【小问4详解】
沼虾的同化量=沼虾的摄入量-沼虾粪便中的能量=47.8-25.4=22.4KJ/(cm2.a),虾呼吸作用散失的能量的能量为21.2KJ/(cm2.a),因此沼虾用于生长发育和繁殖等的能量是22.4-21.2=1.2KJ/(cm2.a);从藻类到罗氏沼虾的能量传递效率=沼虾的同化量÷藻类的同化量×100%=22.4÷150.6×100%≈14.9%。
22. 某生物兴趣小组试图探究牛和山羊的瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用,设计了以下实验,并成功筛选到能降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如表1所示,实验步骤如图所示。请分析回答问题:
1.4g
2.1g
0.2g
葡萄糖
10g
尿素
1g
琼脂
15g
溶解后自来水定容到1000mL
表1
(1)从成分上看,表1所示培养基能筛选到降解尿素的细菌的原因是_________,制成的培养基常用_________法进行灭菌,富集培养过程中不需要振荡培养来提高溶氧量,原因是_________。
(2)在实验中,每隔24小时统计一次菌落数目,并选取菌落数目稳定时的记录作为实验结果,这样可以防止_________。
(3)分离降解尿素的细菌实验时,甲同学从培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。甲同学实验结果差异的原因可能有_________(填序号)。
①取样不同 ②培养基污染 ③操作失误 ④没有设置对照
(4)为进一步确定取自瘤胃中液体的适当稀释倍数,各稀释倍数下降解尿素的细菌菌落数统计结果见表2,其中合理的稀释倍数为_________。
稀释倍数
105
106
107
菌落数
>500
427
248
36
5
表2
(5)上述实验过程中,关于无菌操作的叙述错误的有____。
A. 取自瘤胃中的液体稀释时加入清水,且在无菌操作台进行
B. 实验中用到的试管、培养皿等工具,用干热灭菌法进行灭菌
C. 进行稀释涂布操作时,接种环需进行灼烧灭菌
D. 实验结束后,将实验产生的废弃物进行灭菌处理
【答案】(1) ①. 该培养基以尿素为唯一氮源 ②. 湿热灭菌##高压蒸汽灭菌 ③. 瘤胃中的微生物多为厌氧型
(2)因为培养时间不足遗漏菌落数目,导致统计数目偏小
(3)①②③ (4)106或105 (5)AC
【解析】
【分析】目的细菌之所以能分解尿素,是因为它们能合成脲酶,尿素在脲酶的催化下可以分解成NH3和CO2,以尿素为唯一氮源的培养基具有选择作用,是因为只有能合成脲酶的细菌才能利用尿素,能在该培养基上生长,不能利用尿素的细菌不能生长。“目的菌”合成的脲酶可将培养基中的尿素分解成氨,氨会使培养基的pH增高,使酚红指示剂变红,在培养基中加入酚红指示剂,检测培养基pH的变化,可判断尿素是否被分解。通常需选用一定稀释范围的样品进行培养,以保证获得菌落数在30~300之间的平板。
【小问1详解】
实验目的是探究牛和山羊的瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用,该培养基以尿素为唯一氮源,可筛选能高效降解尿素的目的菌,其原理是:只有能合成脲酶的细菌才能分解尿素,在以尿素为氮源的培养基上生长。培养基的灭菌方法是湿热灭菌(或高压蒸汽灭菌)。目的菌为来自于牛和山羊的瘤胃中的微生物,因此,实验中不需要振荡培养来提高溶氧量,因为瘤胃中的微生物多为厌氧菌,接触空气后会死亡。
【小问2详解】
选取菌落数目稳定时的记录作为结果,可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目,避免统计数目偏小。
【小问3详解】
甲同学的实验结果比其他同学多,可能是培养基污染造成的,还可能是甲同学实验操作过程中污染造成的,也可能是与其他同学所取土壤样品不同造成的:
①土样不同可能导致计数偏差,①符合题意;
②培养基污染会导致菌落数增加,②符合题意;
③操作失误可能增加微生物的数量和种类,菌落会增多,③符合题意;
④没有设置对照不会增加菌落数目,④不符合题意。
因此,甲同学的实验结果产生的原因可能是①②③。
【小问4详解】
在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品进行培养,以保证获得菌落数在30~300之间的平板。由表可知,106或105倍的稀释菌落数比较合适。
【小问5详解】
A、为避免杂菌污染,取自瘤胃中的液体稀释时加入无菌水,且在无菌操作台进行,A错误;
B、实验中用到的试管、培养皿等工具需要灭菌处理,通常用干热灭菌法进行灭菌,B正确;
C、进行稀释涂布操作时,将需要用到的涂布器进行灼烧灭菌,C错误;
D、实验结束后,将实验产生的废弃物进行集中灭菌处理,避免污染环境和操作者,D正确。
故选AC。
23. 我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和体细胞核移植(SCNT)技术,成功构建了体细胞BMAL1基因(产生昼夜节律必需的基因)敲除的生物节律紊乱猕猴,为相关疾病研究提供了新型动物模型。其中BMAL1基因敲除猴的基本构建流程如图所示。回答下列相关问题:
(1)采集猕猴卵母细胞,在体外培养到____期才去核,去除的“核”实际上是指____。除了使用图中的显微操作法去核,还可使用梯度离心、____和化学物质处理等方法去核。
(2)核移植成功后,用物理或化学方法激活重构胚,目的是____。
(3)一次核移植技术后,需要获得更多的基因敲除猴,可在囊胚期对早期胚胎进行胚胎分割,操作时要注意____。
(4)不考虑基因突变,利用A6的成纤维细胞进行克隆获得的多只第二代基因敲除猴的基因型____(填“相同”或“不相同”)。与第一代BMAL1基因敲除猴模型相比,第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是____(写出1点即可)。
【答案】(1) ①. MII ②. 纺锤体—染色体复合物 ③. 紫外线短时间照射
(2)使其完成细胞分裂和发育进程
(3)将囊胚的内细胞团均等分割
(4) ①. 相同 ②. 遗传背景一致
【解析】
【分析】动物细胞培养的条件营养:将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配置而成的培养基,称为合成培养基。(通常需要加入血清等一些天然成分)无菌、无毒的环境:添加抗生素温度、pH和渗透压:36.5±0.5℃ 7.2~7.4。气体环境:O2是细胞代谢所需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱进行培养。动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。
【小问1详解】
由于MII期卵母细胞具备受精能力,细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质核营养条件,去除的“核”实际上是纺锤体—染色体复合物,还可以使用紫外线短时间照射去核。
【小问2详解】
为了使重构胚完成细胞分裂和发育进程,核移植成功后,需要用物理或化学方法激活重构胚。
【小问3详解】
进行胚胎分割,操作时要注意将囊胚的内细胞团均等分割,以免影响后期胚胎的发育。
【小问4详解】
根据提示,第二代基因敲除猴是由A6的成纤维细胞进行克隆获得,因此他们的基因型应该相同,因此将第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是遗传背景一致。
24. 如表表示高等动植物亲代个体产生新个体的3种不同途径,请据表分析并回答问题:
生物
途径
主要流程
动植物
甲
亲代个体→受精卵→新个体
植物
乙
亲代个体→体细胞→试管苗→新个体
动物
丙
亲代个体→核移植细胞→早期胚胎→新个体
(1)甲、乙、丙途径中属于有性生殖的是______(填“甲”“乙”或“丙”)。
(2)乙途径获取愈伤组织时,选取外植体,70%乙醇消毒后,立即用无菌水冲洗,再用______处理,接种在培养基中,通过______和细胞增殖,获得愈伤组织。用该方法生产紫草宁时,需用酶解法将愈伤组织分离成单细胞,常用的工具酶是______。高产细胞系需要在________(填理化性质)培养基中培养,再从中提取紫草宁。
(3)丙途径中,早期胚胎→新个体的流程中需要采用的生物工程技术是____。该途径获得的新个体与供核的亲代个体性状不完全相同的原因是____。
【答案】(1)甲 (2) ①. 次氯酸钠 ②. 脱分化 ③. 纤维素酶和果胶酶 ④. 液体
(3) ①. 胚胎移植 ②. 卵母细胞细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响且性状还受环境影响
【解析】
【分析】表中甲表示动植物正常有性生殖的过程;乙表示植物组织培养产生新个体的过程,为无性繁殖;丙表示通过核移植产生新个体的方式,生殖方式为无性繁殖。
【小问1详解】
由表可知:甲、乙、丙途径中属于有性生殖的是甲。因为甲是经过受精卵结合形成的个体,所以为有性生殖。
【小问2详解】
外植体消毒过程为先用70%乙醇消毒后,立即用无菌水冲洗,再用次氯酸钠处理。外植体接种后经脱分化和细胞增殖获得愈伤组织。常用纤维素酶和果胶酶将植物组织酶解为单个细胞。液体培养基有利于细胞与营养物质的充分接触,所以高产细胞系需要在液体培养基中培养。
【小问3详解】
丙途径中,早期胚胎→新个体的流程还需要采用的生物工程技术是胚胎移植。该途径获得的新个体的遗传物质由供核的亲代的核基因和供质的亲代的质基因共同组成,而卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响,且性状还受环境影响,故新个体性状与供核亲本不完全相同。
25. 科学家从某细菌中提取抗盐基因,下图是转入烟草细胞并培育成转基因抗盐烟草的过程。图中含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点,请分析回答:
(1)①过程获得的抗盐基因可用PCR技术进行扩增,该技术需要加入_____酶,所需的原料是_____。
(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒,不能使用限制酶切割,原因是_____。
(3)如果利用PCR扩增目的基因时,需要依据图中已知目的基因碱基序列设计引物的序列,在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为_____和_____-。
(4)图中③为了将表达载体导入农杆菌中,需要用_____处理农杆菌,④过程中为筛选出导入了重组质粒的农杆菌,应在培养基中加_____。
(5)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,在个体水平上鉴定的具体过程是_____。
【答案】(1) ①. 耐高温DNA聚合酶(Taq酶) ②. 四种脱氧核甘酸
(2)SmaI酶的切割位点位于M抗生素抗性基因上,利用该酶切割会破坏M抗生素抗性基因,以致无法对导入载体的受体细胞进行筛选
(3) ①. ATGGGC ②. CTAGTG
(4) ①. Ca2+ ②. M抗生素
(5)将培育的烟草幼苗栽培于含有一定浓度盐的土壤中,观察该烟草植株的生长状态
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:目的基因的获取;基因表达载体的构建;将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
PCR扩增目的基因时,需要加入模板、耐高温DNA聚合酶(Taq酶)、原料等,其中四种脱氧核甘酸做为DNA复制的原料。
【小问2详解】
由于SmaI酶的切割位点位于M抗生素抗性基因上,利用该酶切割会破坏M抗生素抗性基因,以致无法对导入载体的受体细胞进行筛选,因此不能使用 SmaⅠ限制酶切割。
【小问3详解】
引物需要结合在模板链的3’端,且需要与模板的碱基互补,由图中目的基因两端的碱基序列可知,加入的引物的碱基序列为 5′− ATGGGC−3′ 和 5′−CTAGTG-3′ 。
【小问4详解】
为了将表达载体导入农杆菌中,需要用Ca2+处理农杆菌,使其易于吸收周围的DNA分子,根据质粒上含有M抗生素抗性基因,可知④过程中为筛选出导入了重组质粒的农杆菌,应在培养基中加M抗生素。
【小问5详解】
为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,应检测转基因个体是否被赋予转基因的性状,故在个体水平上鉴定的具体过程是:将培育的烟草幼苗栽培于含有一定浓度盐的土壤中,观察该烟草植株的生长状态。
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