内容正文:
【难度分层·期末卷】2023-2024学年高二年级生物下学期期末测试卷
(浙江专用)
满分卷
【考试范围:高考范围】
一、单选题:本题共20小题,每小题2分,共40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.荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用,包括三个步骤:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,细胞膜上呈现一定强度的绿色;激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光;检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲,结果如图乙。下列错误的是( )
A.该技术说明细胞膜具有一定的流动性
B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率
C.降低实验温度,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长
D.理论分析,漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1
2.酶分子具有相应底物的活性中心,用于结合并催化底物反应。在最适温度、适宜PH值等条件下,用NaCl和CuSO4溶液,研究Cu2+、Cl-对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响,实验结果如下图所示,已知Na+和SO42-几乎不影响该反应。下列正确的是( )
A.实验中的自变量有两个,因变量只有一个
B.实验过程中唾液淀粉酶催化淀粉水解是因为提高了反应的活化能
C.由实验结果可知,Cu2+、Cl-可能改变了酶的空间结构
D.降低温度a、c两点会向左下方移动,b点不变
3.研究小组用图甲密闭装置进行某绿色植物光合作用和呼吸作用的探究实验。在环境温度为25℃条件下先黑暗处理15min,再转移至最适光照强度下继续实验,结果如图乙所示。已知25℃是该植物光合作用的最适温度,30℃是该植物细胞呼吸的最适温度。下列叙述正确的是( )
A.M点前,叶肉细胞中产生ATP的场所是线粒体
B.M点时,光合速率与呼吸速率相等
C.MN段光合速率逐渐减小
D.N点时,植物不进行光合作用
4.用脉冲标记DNA复制测定细胞周期长短的方法如下:首先,应用3H-TdR短期体外培养细胞,数分钟至半小时后,将3H-TdR洗脱,置换新鲜培养液并继续培养。随后,每隔半小时或1小时定期取样,作放射自显影观察分析,从而确定细胞周期各个时相的长短。图示如下:下列相关分析错误的是( )
A.经3H-TdR短暂标记后,凡是处于S期的细胞均被标记
B.置换新鲜培养液后培养,最先进入M期的标记细胞是被标记的S期最晚期细胞
C.从更换培养液培养开始,到被标记的M期细胞开始出现为止,所经历的时间为M期时间
D.从被标记的M期细胞开始出现并消失,到被标记的M期细胞再次出现所经历的时间为一个细胞周期
5.现有一株纯种小麦性状是高秆(D)有芒(T);另一株纯种小麦的性状是矮秆(d)无芒(t)(两对基因独立遗传),杂交得到F1,F1自交得F2,对F2的个体进行如下杂交操作及结果错误的是( )
A.选取F2中所有高秆有芒个体随机交配,子代高秆有芒个体占64/81
B.选取F2中所有高秆个体随机交配,子代高秆有芒个体占2/3
C.选取F2中所有矮秆有芒与高秆无芒个体随机交配,子代高秆有芒个体占25/81
D.选取F2中所有矮秆个体随机交配,子代有芒个体占3/4
6.某哺乳动物(2n=8)的基因型为HhXBY,图1是该动物体内某细胞分裂模式图,图2是测定的该动物体内细胞①~⑤中染色体数与核DNA分子数的关系图。下列正确的是( )
A.图1细胞中同时存在着X和Y染色体
B.图1细胞中的基因h是基因重组的结果
C.图2中含有同源染色体的细胞有③④⑤
D.图2中含有两个染色体组的细胞有③④
7.某生物卵原细胞可进行有丝分裂和“逆反”减数分裂。现将两个双链均被¹⁴C 标记的基因A分别插入一个卵原细胞的一条染色体的两端。将此卵原细胞置于不含放射性元素的培养液中培养,发生如图所示的分裂过程(图中仅呈现部分染色体和子细胞),共产生8个子细胞。下列叙述正确的是( )
A.“逆反”减数分裂的非同源染色体自由组合发生在减数分裂Ⅰ
B.“逆反”减数分裂的染色体数目加倍发生在减数分裂Ⅱ
C.上图细胞①中被¹⁴C 标记的DNA 分子数为1个
D.8个子细胞中至多2个子细胞含有14C标记
8.某二倍体植物的紫株和绿株由 6 号常染色体上一对等位基因控制,紫株对绿株为完全显性。用 X 射线照射紫株甲后,再与绿株杂交,发现子代只有1株绿株(绿株乙), 其余全为紫株。为研究绿株乙出现的原因,将绿株乙与纯合紫株丙杂交获得F1,F1自交产生F2(一条染色体片段缺失不影响个体生存,两条同源染色体缺失相同的片段会导致个体死亡)。下列叙述错误的是( )
A.若紫株甲是基因突变导致的,则F1一定是杂合子
B.若紫株甲是基因突变导致的,则F2中紫株所占的比例为2/3
C.若紫株甲是染色体片段缺失导致的,则绿株乙能产生2种配子
D.若紫株甲是染色体片段缺失导致的,则F2 中紫株所占的比例为6/7
9.某自然生长条件下随机授粉的XY型性别决定植物,X染色体非同源区上有一对等位基因N和n,N基因控制叶片宽阔,n基因控制叶片狭长。该植物的某个处于遗传平衡的种群,雌雄植株各占50%,且狭长叶个体占12%,则有关该种群叙述正确的是( )
A.形成花粉过程中,有等位基因N和n的分离现象
B.该种群阔叶雌株和所有雄株随机授粉,下一代狭长叶植株约为1/10
C.若再随机授粉一代,阔叶雄株约占20%,狭长叶雌株约占2%
D.阔叶雌株中,能稳定遗传的占1/3
10.将一灵敏电流计电极置于蛙坐骨神经腓肠肌的神经上(如图1),在①处给予一适宜强度的刺激,测得的电位变化如图2所示。若在②处给予同等强度的刺激,测得的电位变化是( )
A. B.
C. D.
11.人体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可相互转化。WAT将多余的糖类等以甘油三酯的形式储存起来,BAT促进脂肪的水解和氧化分解等以满足机体对额外热量的需求,如图为相关的部分代谢过程。下列正确的是( )
A.瘦素间接促进胰岛B细胞分泌激素Y
B.激素Y和X在促进脂肪分解产热时相抗衡
C.BAT细胞的细胞核中存在甲状腺激素的受体
D.cAMP为细胞核中UCP-1基因表达提供能量
12.研究发现骨关节炎是由于软骨细胞的能量代谢失衡,ATP、NADPH耗竭而导致关节软骨破坏。2022年12月浙大邵逸夫医院研究团队研究成果登上了《自然》杂志,研究显示:可以用患病动物自己的软骨细胞膜包封类囊体(即构建软骨细胞膜包封的“纳米类囊体”)后递送到该动物体退变的软骨细胞内,不仅可以有效地逃避免疫系统清除,同时还能够被退变的软骨细胞选择性摄取,纠正退变软骨细胞的能量代谢失衡。则下列说法中错误的是( )
A.“纳米类囊体”,会让细胞以为所递送的类囊体是“自己人”,从而避免体内的免疫排斥
B.递送的“纳米类囊体”被退变的细胞选择性摄取,体现了细胞膜具有流动性的结构特点
C.若将类囊体直接递送到退变的细胞内,机体免疫系统将通过体液免疫将其清除
D.递送“纳米类囊体”能纠正退变细胞的能量代谢失衡,是因为类囊体能合成ATP和NADPH
13.自然条件下,苍耳只有在一天日照时间短于15.5小时才开花。下图表示“光调节苍耳开花”的实验方法和结果。下列叙述正确的是( )
A.实验中光的主要作用是为苍耳的光合作用提供能量
B.感受日照时间刺激的部位是茎尖而非叶片
C.苍耳开花需要的条件可能是黑暗时间长于8.5小时
D.将苍耳引种到不同地区不会改变其开花日期
14.生态学家认为,一定时间内,当种群数量增加时,必定会出现临近个体之间的相互影响,种群变动调节恢复至平均密度以适应密度限制,即种群数量具有明显的密度制约效应。按照此理论,下列分析错误的是( )
A.随着种群密度的增加,密度制约效应使种群的出生率降低,死亡率增加
B.当条件相同时,在一定范围内,种群数量与个体平均重量的乘积可能是个定值
C.种间关系尤其是捕食关系会使种群数量在变动过程中趋向恢复至平均密度
D.地震、火灾、病虫害等的作用强度与种群密度无关,不会引发密度制约效应
15.为落实绿水青山就是金山银山的理念,某地开展了退耕还湖工程。某个经过改造的湖泊生态系统中存在三个营养级,分别为植物、植食性动物和肉食性动物。三个营养级能量流动情况的调查结果如下表所示:(单位:×103kJ)
营养级
植物
植食性动物
肉食性动物
同化量
500
Y
Z
呼吸作用消耗
132
26.5
3.8
未被利用
292
34.3
3.1
其他部分
X
2.2
0.1
下列叙述正确的是( )
A.该生态系统的结构是指各种生物通过食物链和食物网形成的营养结构
B.候鸟的迁入和迁出导致群落的物种组成和空间结构发生变化,这属于群落演替
C.通过该表无法计算肉食性动物用于生长、发育和繁殖的能量
D.表中的X的具体数值是6,由第一营养级向第二营养级的能量传递效率是14%
16.细菌X合成的tcel蛋白和tcil蛋白使其在与其他细菌的竞争中占优势,其中tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白。研究人员利用野生型细菌X及其不同突变体进行了如下实验:在固体培养基表面放置一张能隔离细菌的滤膜,将一种菌(下层菌)滴加在滤膜上后再放置第二张滤膜,滴加等量的另一种菌(上层菌),共同培养后,对上、下层菌计数得到的结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.实验中的培养皿、固体培养基和滤膜均需要进行消毒处理
B.对上、下层菌计数可以将滤膜菌体稀释后采用血球计数板计数
C.由甲、乙,丙三组结果可推测tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性
D.野生型细菌X在与tcel—tcil双突变体和tcel突变体的竞争中均占优势
17.组织培养可快速繁殖植物,得到的试管苗常先移至草炭土或蛭石中炼苗,苗健壮后可移栽定植。关于菊花的组织培养及幼苗的移栽,下列说法错误的是 ( )
A.MS培养基的碳源一般用蔗糖而不用葡萄糖,以减少微生物污染
B.MS培养基、NAA溶液、6-BA溶液均可配制成母液,以减少称量的误差
C.接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,避免倒插
D.定植前可先将试管苗移栽到装有蛭石的育苗盘中,因为蛭石含丰富的有机质
18.经过十年不懈努力,我国科学家首次从野生玉米中克隆出高蛋白基因Thp9-T,将其导入到我国推广面积最大的玉米生产栽培品种中,可以显著提高蛋白含量,表明该基因在培育高蛋白玉米中具有重要的应用潜能。下列叙述错误的是( )
A.可通过构建基因文库从野生玉米中获得 Thp9-T基因
B.可对质粒和 Thp9-T基因均用两种限制酶切割以提高重组DNA 分子成功率
C.可通过杂交的方法将 Thp9-T基因导入到栽培玉米中
D.可用核酸分子杂交技术检测转入的目的基因,作为判断转基因成功的直接证据
19.抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是( )
A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制
B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制
D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市
20.图1表示图2中甲种病遗传病I1、I2和II3的相关基因电泳图谱,图2表示某家族中两种遗传病的患病情况,已知甲病在人群中的发病率为1/100,下列叙述错误的是( )
A.甲病为常染色体隐性遗传病,乙病不是显性遗传病
B.II2与II3甲病相关基因型一致的概率为100%
C.若III3与III4生的女儿IV5为乙病患者,则其同时不患甲病的概率为8/33
D.若III4不携带乙病的致病基因,IV3染色体组成为XXY,则III3在减数分裂II后期出错
二、解答题:本题共5小题,共60分。
21.(11分)海带是我国北方大规模养殖的食用海藻,具有重要的经济价值。科研人员研究了水体中Cu2+对海带的代谢及生长的影响。回答下列问题:
(1)光反应过程中,水裂解为O2和H+、 ,NADP+还原为NADPH,利用 跨膜产生的势能生成ATP,O2被释放到细胞外。
(2)将海带分别放入含不同浓度Cu2+溶液的透明瓶中,测定初始时瓶内溶氧量为M,瓶口密封置于光下一段时间后,测定瓶内溶氧量为N。本实验用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率,实验结果如图1所示。
①在利用同样装置研究呼吸作用时,需要对装置进行 处理。
②净光合作用速率的计算公式为: /(t·w)(w:海带质量;t:反应时间)。
③Cu2+浓度为1.00mg/L时的真正光合速率比Cu2+浓度为0.50mg/L时 (填“大”或“小”)。
④据图分析不同浓度的Cu2+对海带光合作用和呼吸作用的影响是 。
(3)从细胞水平上探究Cu2+对海带光合作用及呼吸作用的影响,可在电子显微镜下观察相关细胞器的 ,推测Cu2+对 破坏较小。
(4)Cu2+对海带代谢及生长的影响与一种激酶(TOR)有关,TOR可促进蛋白质的合成,加快代谢和生长。为确定光合作用与TOR活性的关系,研究者对正常光照条件下的海带进行黑暗处理12小时后,再次进行光照处理,实验结果如图所示2.推测出光合作用可增强TOR活性,其中 阶段起直接作用。正常光照条件下,停止光照后的短时间内即可测得TOR活性降低,其原因是 。
22.(13分)果蝇的红眼和白眼由一对等位基因(A/a)控制,黑身和灰身由另一对等位基因(B/b)控制, 两对基因均不位于 Y 染色体上。性别决定方式为 XY 型,偶然出现的 XXY 个体为雌性可育。现有一群灰身红眼雌雄果蝇随机交配,F1表现型及比例如表所示。据此回答下列问题:
F1
灰身红眼
黑身红眼
灰身白眼
黑身白眼
雌果蝇
3/8
1/8
0
0
雄果蝇
1/4
1/12
1/8
1/24
(1)控制果蝇眼色和体色的两对等位基因的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,判断的理由是 。
(2)亲代雄果蝇的基因型为 ,亲代雌果蝇产生配子的基因型及比例分别为 。
(3)F1灰身红眼雌果蝇中纯合子所占的比例是 。
(4)若让 F1全部红眼雌果蝇和白眼雄果蝇随机交配,F2中灰身红眼果蝇的比例是 。
(5)现有一只红眼雄果蝇与一只白眼雌果蝇杂交,子代中出现一只白眼雌果蝇。请分析:
Ⅰ.若该白眼雌果蝇是基因突变导致的,则该果蝇的基因型为 。
Ⅱ.若该白眼雌果蝇是亲本减数分裂过程中 X 染色体未分离导致的,则该果蝇产生的配子为 。
Ⅲ.若要检测该白眼雌果蝇的产生原因,试写出两种检测方法。 。
23.(13分)流行病学数据显示,夜间光的输入会增加患抑郁症的风险。某研究小组模拟手机、电脑等夜间不正常照光模式,探究夜间蓝光诱发小鼠抑郁样行为的神经调控机制。
(1)分布于小鼠视网膜的感光神经细胞可接受光刺激,产生 ,沿 和上行神经束传至大脑皮层形成视觉。
(2)为探究夜间蓝光是否会诱发小鼠抑郁样行为,设计了一系列实验。取生理状态一致、正常的小鼠若干,先将小鼠放置于正常光暗(8:00—20:00给光,其他时间黑暗)环境处理一周后随机均分为2组,记录“强迫游泳”不动时间(可反映抑郁程度的指标)。再将LAN组夜间蓝光处理,LID组白天蓝光处理。一段时间后检测并记录,结果如图1.实验结果 ,表明夜间蓝光的干扰会诱发小鼠抑郁。
(3)大量研究表明,抑郁症的发生与突触间隙的5-HT、多巴胺等单胺类神经递质有关,由此建立了抑郁症发生的“单胺类递质学说”。图2为5-HT合成、释放、作用、回收及灭活的过程。
①5-HT是一种 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质,释放后经扩散通过突触间隙,与突触后膜上的相关受体结合成 ,使突触后神经元兴奋。5-HT发挥作用后少部分 ,大部分通过转运蛋白(SERT)摄取回突触前神经元。
②研究者提出的假设为:抑郁症的发生是突触间隙中5-HT的含量下降所致。下列能支持此观点的现象是 。
A.抑制5-HT的释放会导致实验动物出现抑郁症表现
B.抑郁症患者突触前膜上5-HT转运蛋白表达量提高
C.部分抑郁症患者5-HT受体及其mRNA的表达水平基本不变
D.症状改善的抑郁症患者突触间隙5-HT含量逐步提高
③释放5-HT的神经元主要聚集在大脑的中缝核部位。为进一步探究抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降的原因,研究人员利用抑郁症模型鼠进行了研究,测定了中缝核处miR-16与SERT含量的相关性,结果如图3.
(注:miR-16 是一种非编码 RNA,可与靶禁因 mRNA结合,导致 mRNA 降解)
据图可知,中缝核miR-16的水平与中缝核SERT的表达水平呈 相关,中缝核miR-16可 SERT的表达。对比抑郁症模型鼠与对照组数据,推测抑郁症发生的分子机制可能是 ,突触间隙5-HT含量下降,导致情绪低落等抑郁行为。
(4)抑郁症是多方面原因造成的,除了神经生物学方面因素,还有遗传和后天环境因素。根据本研究结果,可从后天环境因素的角度预防抑郁症,你的建议是 。
24.(13分)高寒草原因其海拔较高、气候寒冷、区域差异显著,形成了独特的生态屏障,在维护我国生态安全和保护生物多样性方面发挥重要作用。回答下列问题:
(1)高寒草原群落处于顶极状态,该状态主要是由年平均温度和 决定的。经调查发现此地的优势种草地早熟禾和短芒披碱草正在被矮火绒草所取代,该过程称为 。草原食物链大多以死亡生物或现成有机物为起点,所以常以 食物链为主。
(2)草地早熟禾等不同牧草和杂草混播后,表现出明显的斑块状镶嵌,这属于群落的 结构。且杂草的分布范围明显大于牧草,说明杂草的生态位宽度较 。
(3)草地生产力的大小与生物多样性的关系表现为正相关,随着物种丰富度提高,不同植物间的功能互补效应增强,种间关系更多以 为主,从而提高群落对水分等资源的利用效率。此外,草地生产力还会受到 和放牧干扰等因素的影响。牧草返青期通常是植被生长较为脆弱的时期,因此常采用 (春季休牧/春季放牧)措施保护牧场,原因是 。
(4)高寒草原生态系统的土壤保护工作迫在眉睫,微生物作为该生态系统中的 ,在物质循环与能量转换中处于关键地位,常作为评价土壤质量和性能恢复的重要指标,原因是 (答出两点)。
25.(10分)普通小麦是两性植株,体细胞中染色体成对存在。条锈病由条锈菌引起,严重危害小麦生产,Yr5和Yr15基因都是有效的显性抗条锈病基因。回答下列问题:
(1)Yr5基因和Yr15基因分别在斯卑尔脱小麦和野生二粒小麦中被发现,两种基因的根本区别是 不同。将Yr5基因或Yr15基因导入普通小麦中,实现了物种间的 (填变异类型),提高了小麦的抗逆性。
(2)研究者将Yr15基因整合到普通小麦1B染色体的短臂上(如图甲),获得抗条锈病小麦品系F。提取抗条锈病小麦的 作为PCR的模板扩增Yr15基因,用凝胶电泳技术分离、鉴定扩增产物。利用上述方法不能区分纯合和杂合的抗条锈病小麦,因为 ,两者电泳后DNA条带的数量和位置相同。
(3)研究者培育了不抗条锈病小麦品系T,其1B染色体的短臂(1BS)被黑麦 1R染色体的短臂(1RS)取代,形成了B.R染色体(如图乙),B.R染色体形成的原因是发生了染色体结构变异中的 。品系T的其他染色体形态、功能与正常小麦相同。为检测小麦细胞中的B.R染色体,研究者根据该染色体 中DNA片段的特殊核苷酸序列,设计了荧光标记的探针1RNOR,将该探针导入小麦的体细胞,根据观察到荧光点的数目可判断细胞中 B.R染色体数目。
注:B.R染色体可与IB染色体联会并正常分离,但IRS与IBS不能发生重组。
(4)以纯合的不抗条锈病小麦品系T、条锈菌、探针 1RNOR 及抗条锈病小麦品系F(含杂合子和纯合子)为材料,可快速获得大量纯合的抗条锈病小麦,方法如下:让纯合小麦品系T与小麦品系F杂交得到F₁代, 。
(5)研究者将Yr5基因导入小麦品系T中,得到图丙所示植株,将该植株与杂合的小麦品系F杂交,让所有F₁植株进行自交,用探针 1RNOR 对F₂植株进行检测,若各种基因型的植株结籽率相同,F₂植株中抗条锈病且含荧光点的植株占 。
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【难度分层·期末卷】2023-2024学年高二年级生物下学期期末测试卷
(浙江专用)
满分卷
【考试范围:高考范围】
一、单选题:本题共20小题,每小题2分,共40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.荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用,包括三个步骤:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,细胞膜上呈现一定强度的绿色;激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光;检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲,结果如图乙。下列错误的是( )
A.该技术说明细胞膜具有一定的流动性
B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率
C.降低实验温度,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长
D.理论分析,漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1
1.B
【分析】分析图甲,膜上的蛋白质被绿色荧光染料染色后,激光会使膜部分淬灭,过段时间后,淬灭部位再次出现绿色荧光。分析图乙,再次出现的荧光强度F2略低于F1。细胞膜主要由蛋白质、脂质和少量糖类组成。磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架。细胞膜的结构特点:具有流动性(膜的结构成分不是静止的,而是动态的)。细胞膜的功能特点:具有选择透过性。
【详解】A、绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,淬灭部位再现绿色荧光,说明细胞膜具有一定的流动性,A正确;
B、淬灭部位荧光再现,是膜蛋白分子运动的综合表现,该技术不能测定膜上单个蛋白质的流动速率,B错误;
C、降低实验温度,膜的流动速度减慢,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长,C正确;
D、激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光,该部分荧光不可恢复,漂白区域恢复足够长的时间后,其荧光强度F2小于漂白前的荧光强度F1,D正确。
故选B。
2.酶分子具有相应底物的活性中心,用于结合并催化底物反应。在最适温度、适宜PH值等条件下,用NaCl和CuSO4溶液,研究Cu2+、Cl-对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响,实验结果如下图所示,已知Na+和SO42-几乎不影响该反应。下列正确的是( )
A.实验中的自变量有两个,因变量只有一个
B.实验过程中唾液淀粉酶催化淀粉水解是因为提高了反应的活化能
C.由实验结果可知,Cu2+、Cl-可能改变了酶的空间结构
D.降低温度a、c两点会向左下方移动,b点不变
2.C
【分析】1、实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量叫自变量,随着自变量的变化而变化的变量称做因变量。除自变量外、实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。
2、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。
【详解】A、实验中的自变量有三个,分别是氯离子、铜离子和淀粉溶液的浓度,因变量只有淀粉水解的速率,A错误;
B、实验过程中唾液淀粉酶催化淀粉水解是因为降低了反应的活化能,B错误;
C、由图可知,Cu2+、Cl-可能改变了酶的空间结构,进而影响了酶的活性,反应速率发生改变,C正确;
D、图中唾液淀粉酶是在最适温度下催化的,降低温度a、b、c均会向左下方移动,D错误。
故选C。
3.研究小组用图甲密闭装置进行某绿色植物光合作用和呼吸作用的探究实验。在环境温度为25℃条件下先黑暗处理15min,再转移至最适光照强度下继续实验,结果如图乙所示。已知25℃是该植物光合作用的最适温度,30℃是该植物细胞呼吸的最适温度。下列叙述正确的是( )
A.M点前,叶肉细胞中产生ATP的场所是线粒体
B.M点时,光合速率与呼吸速率相等
C.MN段光合速率逐渐减小
D.N点时,植物不进行光合作用
3.C
【分析】如图甲中氧气的变化可以知道绿色植物的生理状态,M点时开始进行光合作用。
【详解】A、M点前,黑暗时叶肉细胞只进行呼吸作用,有氧呼吸的第一阶段,也会产生ATP,场所是细胞质基质,A错误;
B、M点时,氧气浓度开始增加,说明光合速率大于呼吸速率,B错误;
C、M到N,图像的斜率逐渐减小,说明光合作用速率逐渐减小,C正确;
D、N点时,氧气浓度不变,说明光合速率等于呼吸速率,D错误。
故选C。
4.用脉冲标记DNA复制测定细胞周期长短的方法如下:首先,应用3H-TdR短期体外培养细胞,数分钟至半小时后,将3H-TdR洗脱,置换新鲜培养液并继续培养。随后,每隔半小时或1小时定期取样,作放射自显影观察分析,从而确定细胞周期各个时相的长短。图示如下:下列相关分析错误的是( )
A.经3H-TdR短暂标记后,凡是处于S期的细胞均被标记
B.置换新鲜培养液后培养,最先进入M期的标记细胞是被标记的S期最晚期细胞
C.从更换培养液培养开始,到被标记的M期细胞开始出现为止,所经历的时间为M期时间
D.从被标记的M期细胞开始出现并消失,到被标记的M期细胞再次出现所经历的时间为一个细胞周期
4.C
【分析】一个细胞周期分为间期和分裂期,间期时间较长,分裂期时间较短,分裂期又分为前期、中期、后期和末期。
【详解】A、根据题意可知,在体外采用短暂3H-TdR脉冲标记,然后洗脱标记物,一开始处于S期的细胞均被放射性标记,而处于G2、M、G1期的细胞均未被标记,A正确;
B、S期(DNA复制时期)最晚期的细胞也需要利用带标记的原料完成最后的DNA复制过程,才能进入M期(细胞分裂期),置换新鲜培养液后培养,最先进入M期的标记细胞是被标记的S期最晚期细胞,B正确;
C、从刚出现有标记的M期细胞,到达有标记的M期细胞达到最大值,则说明其时间经历的是一个M期的时间,C错误;
D、从被标记的M期细胞开始出现并逐渐消失,到被标记的M期细胞再次出现,需要经历一个完整的细胞周期,此时所有细胞都停留在细胞周期的某一时刻,从而实现细胞周期的同步化,D正确。
故选C。
5.现有一株纯种小麦性状是高秆(D)有芒(T);另一株纯种小麦的性状是矮秆(d)无芒(t)(两对基因独立遗传),杂交得到F1,F1自交得F2,对F2的个体进行如下杂交操作及结果错误的是( )
A.选取F2中所有高秆有芒个体随机交配,子代高秆有芒个体占64/81
B.选取F2中所有高秆个体随机交配,子代高秆有芒个体占2/3
C.选取F2中所有矮秆有芒与高秆无芒个体随机交配,子代高秆有芒个体占25/81
D.选取F2中所有矮秆个体随机交配,子代有芒个体占3/4
5.C
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、用纯种小麦性状是高秆有芒DDTT与另一株纯种小麦的性状是矮秆无芒ddtt,杂交得到F1(DdTt),F1(DdTt)自交得F2,选取F2中所有高秆有芒个体(1/9DDTT、2/9DdTT、2/9DDTt、4/9DdTt),产生的配子为4/9DT、2/9Dt、2/9dT、1/9dt,让其随机交配,子代高秆有芒个体占4/9×4/9+4/9×2/9+4/9×2/9+4/9×1/9+2/9×4/9+2/9×2/9+2/9×4/9+2/9×2/9+1/9×4/9=64/81,A正确;
B、选取F2中所有高秆个体(1/3DD、2/3Dd),产生的配子为2/3D和1/3d,随机交配,子代高秆的概率为2/3×2/3+2×2/3×1/3=8/9,F2中有芒:无芒=3:1,产生的配子为1/2T和1/2t,随机交配,子代有芒的概率为1/2×1/2+2×1/2×1/2=3/4,所以选取F2中所有高秆个体随机交配,子代高秆有芒个体占8/9×3/4=2/3,B正确;
C、选取F2中所有矮秆有芒(1/3ddTT和2/3ddTt)产生的配子为2/3dT和1/3dt,高秆无芒个体(1/3DDtt和2/3Ddtt),产生的配子为2/3Dt和1/3dt,二者随机交配,子代高秆有芒个体占2/3×2/3=4/9,C错误;
D、选取F2中所有矮秆dd个体随机交配,子代都是矮秆,F2中有芒:无芒=3:1,产生的配子为1/2T和1/2t,随机交配,子代有芒的概率为1/2×1/2+2×1/2×1/2=3/4,选取F2中所有矮秆个体随机交配,子代有芒个体占3/4,D正确。
故选C。
6.某哺乳动物(2n=8)的基因型为HhXBY,图1是该动物体内某细胞分裂模式图,图2是测定的该动物体内细胞①~⑤中染色体数与核DNA分子数的关系图。下列正确的是( )
A.图1细胞中同时存在着X和Y染色体
B.图1细胞中的基因h是基因重组的结果
C.图2中含有同源染色体的细胞有③④⑤
D.图2中含有两个染色体组的细胞有③④
6.D
【分析】、1减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制;
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂;
(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、染色体若含有姐妹染色单体则染色体与核DNA的数量之比为1:2,染色体若不含有姐妹染色单体则染色体与核DNA的数量之比为1:1。
【详解】A、图1中有4条染色体,8条姐妹染色单体,没有同源染色体,处于减数第二次分裂,不能同时存在X、Y染色体,A错误;
B、图1细胞基因型为HhXBY,该细胞中染色体含有H也有h,说明h可能来自基因突变或者在减数第一次分裂时发生了同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,B错误;
CD、由图2可知,①②染色体数目为n的一定是减数第二次分裂前期、中期,含有1个染色体组,③染色体和核DNA分子数目都是2n,处于减数第二次分裂后期,或者精原细胞,细胞中有2个染色体组,④染色体为2n,DNA分子数在2n~4n,处于分裂间期,染色体组为2,⑤染色体和DNA都为4n,处于有丝分裂后期,染色体组为4,所以染色体组数目为2的有③④,含有同源染色体的细胞有④⑤,C错误、D正确。
故选D。
7.某生物卵原细胞可进行有丝分裂和“逆反”减数分裂。现将两个双链均被¹⁴C 标记的基因A分别插入一个卵原细胞的一条染色体的两端。将此卵原细胞置于不含放射性元素的培养液中培养,发生如图所示的分裂过程(图中仅呈现部分染色体和子细胞),共产生8个子细胞。下列叙述正确的是( )
A.“逆反”减数分裂的非同源染色体自由组合发生在减数分裂Ⅰ
B.“逆反”减数分裂的染色体数目加倍发生在减数分裂Ⅱ
C.上图细胞①中被¹⁴C 标记的DNA 分子数为1个
D.8个子细胞中至多2个子细胞含有14C标记
7.C
【分析】1、由图可知,卵原细胞经一次有丝分裂形成两个卵原细胞,两个卵原细胞分别进行一次减数分裂,最终形成八个子细胞。
2、图中“逆反”减数分裂指着丝粒分裂于减数分裂Ⅰ导致染色体数目加倍,后经减数第一次分裂结束,姐妹染色单体形成的子染色体均匀地分配到两个子细胞中,减数分裂Ⅱ过程发生同源染色体分离,同时非同源染色体自由组合。
【详解】A、据题图可知,“逆反”减数分裂时,姐妹染色单体在减数分裂Ⅰ分离,同源染色体在减数分裂Ⅱ分离,非同源染色体的自由组合发生于减数分裂Ⅱ,A错误;
B、由图可知,染色体着丝粒分裂于减数分裂Ⅰ,因此染色体数目加倍发生在减数分裂Ⅰ,B错误;
C、由图可知,双链均被14C 标记的基因A分别插入一个卵原细胞的一条染色体的两端后,置于不含放射性元素的培养液中完成一次有丝分裂后,两个卵原细胞中均含一个被14C标记一条链的DNA分子(图中白色染色体);在减数分裂Ⅰ之前的间期,该DNA分子在不含放射性的培养液中复制一次后,所在染色体的两条姐妹染色单体,只有其中一条染色单体的两端含有放射性,即图中纯白色的染色单体或该染色体上的另一条单色单体含有放射性。在减数分裂Ⅰ前期联会,发生染色体互换后,若纯白色染色单体含有放射性,则细胞①中只有1个被标记的DNA分子,位于图中纯白色染色体上。若图中与纯白色染色单体所在同一条染色体的另一条染色单体上含有放射性,则经染色体互换,互换后的两条染色单体均含放射性,但进入细胞①的只有其中一条子染色体,因此细胞①中也只含一个被标记的DNA分子,C正确;
D、由C选项分析可知,当若图中与纯白色染色单体所在同一条染色体的另一条染色单体上含有放射性,则经染色体互换,互换后的两条染色单体均含放射性,该细胞减数分裂完成后形成的4个子细胞中最多2个子细胞含有14C标记,但经有丝分裂形成的另一个卵原细胞也可发生相同的过程,因此八个子细胞中至多有4个子细胞含有14C标记,D错误。
故选C。
8.某二倍体植物的紫株和绿株由 6 号常染色体上一对等位基因控制,紫株对绿株为完全显性。用 X 射线照射紫株甲后,再与绿株杂交,发现子代只有1株绿株(绿株乙), 其余全为紫株。为研究绿株乙出现的原因,将绿株乙与纯合紫株丙杂交获得F1,F1自交产生F2(一条染色体片段缺失不影响个体生存,两条同源染色体缺失相同的片段会导致个体死亡)。下列叙述错误的是( )
A.若紫株甲是基因突变导致的,则F1一定是杂合子
B.若紫株甲是基因突变导致的,则F2中紫株所占的比例为2/3
C.若紫株甲是染色体片段缺失导致的,则绿株乙能产生2种配子
D.若紫株甲是染色体片段缺失导致的,则F2 中紫株所占的比例为6/7
8.B
【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;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
题意分析,紫株对绿株为完全显性,假设用H/h表示这对等位基因,紫株的基因型为HH或Hh,绿株的基因型为hh,X射线照射紫株甲,绿株甲可能是基因突变产生的,也可能是染色体变异后产生的。
【详解】A、若紫株甲是基因突变导致的,则其基因型为Hh,绿株乙的基因型为hh,与纯合紫株丙HH杂交获得F1的基因型为Hh,是杂合子,A正确;
B、若紫株甲是基因突变导致的,则其基因型为Hh,绿株乙的基因型为hh,与纯合紫株丙HH杂交获得F1基因型为Hh,自交产生F2中紫株所占的比例为3/4,B错误;
C、若紫株甲是染色体片段缺失导致的,则其基因型为HO,绿株乙的基因型为hO,能产生h和O两种配子,C正确;
D、若紫株甲是染色体片段缺失导致的,则其基因型为HO,绿株乙的基因型为hO,与纯合紫株丙(HH)杂交获得F1的基因型为1/2Hh、1/2HO,自交可分为2种情况:①1/2Hh自交1/2×3/4H_、1/2×1/4hh;②12HO自交1/2×3/4H_、1/2×1/4OO(死亡),故F2中紫株所占的比例为6/7,D正确。
故选B。
9.某自然生长条件下随机授粉的XY型性别决定植物,X染色体非同源区上有一对等位基因N和n,N基因控制叶片宽阔,n基因控制叶片狭长。该植物的某个处于遗传平衡的种群,雌雄植株各占50%,且狭长叶个体占12%,则有关该种群叙述正确的是( )
A.形成花粉过程中,有等位基因N和n的分离现象
B.该种群阔叶雌株和所有雄株随机授粉,下一代狭长叶植株约为1/10
C.若再随机授粉一代,阔叶雄株约占20%,狭长叶雌株约占2%
D.阔叶雌株中,能稳定遗传的占1/3
9.B
【分析】在理想状态下,各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的,即保持着基因平衡。该理想状态要满足5个条件:①种群足够大;②种群中个体间可以随机交配;③没有突变发生;④没有新基因加入;⑤没有自然选择。此时各基因频率和各基因型频率存在如下等式关系并且保持不变:设A=p,a=q,则A+a=p+q=1,AA+Aa+aa=p2+2pq+q2=1,其中p2代表AA的基因型频率,2pq代表Aa的基因型频率,q2代表aa的基因型频率。
【详解】A、由题意可知,基因N和n仅位于X染色体上,Y染色体上无对应的等位基因,雄性个体的基因型为XNY或XnY,所以形成花粉过程中,没有等位基因N和n的分离现象,A错误;
B、据题意可知,该植物种群处于遗传平衡,且雌雄植株各占50%,那么雌雄中某基因频率与种群中该基因频率相等,假定种群中n基因频率为x,雌性个体中狭长叶个体占为x2,雄性个体中狭长叶个体占比为x,因为种群中狭长叶个体占12%,因此可得等式x2/2+x/2=12%,解得x=1/5,即n基因频率为1/5,N基因频率为1-1/5=4/5,该种群雌株中XNXN为4/5×4/5=16/25,XNXn为2×4/5×1/5=8/25,XnXn为1/5×1/5=1/25,雄株中XNY为4/5,XnY为1/5,该种群阔叶雌株产生得Xn为1/3×1/2=1/6,和所有雄株(产生Xn为1/5×1/2=1/10,Y为4/5×1/2+1/5×1/2=1/2)随机授粉,下一代狭长叶植株约为1/6×1/10+1/6×1/2=1/10,B正确;
C、该植物种群处于遗传平衡,随机授粉一代,后代得基因型频率不发生改变,因此阔叶雄株约占4/5÷2=40%,狭长叶雌株约占1/25÷2=2%,C错误;
D、阔叶雌株中(XNXN:XNXn=2:1),能稳定遗传的占2/3,D错误。
故选B。
10.将一灵敏电流计电极置于蛙坐骨神经腓肠肌的神经上(如图1),在①处给予一适宜强度的刺激,测得的电位变化如图2所示。若在②处给予同等强度的刺激,测得的电位变化是( )
A. B.
C. D.
10.B
【详解】已知灵敏电流计电极置于蛙坐骨神经腓肠肌的神经上的外侧,静息电位是为0,当①处给予一适宜强度的刺激,指针发生两次方向相反的偏转,如图2所示;而当在②处给予同等强度的刺激时,指针也发生两次方向相反的偏转,但是每一次偏转的方向正好与刺激①的时候相反,故选B。
11.人体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可相互转化。WAT将多余的糖类等以甘油三酯的形式储存起来,BAT促进脂肪的水解和氧化分解等以满足机体对额外热量的需求,如图为相关的部分代谢过程。下列正确的是( )
A.瘦素间接促进胰岛B细胞分泌激素Y
B.激素Y和X在促进脂肪分解产热时相抗衡
C.BAT细胞的细胞核中存在甲状腺激素的受体
D.cAMP为细胞核中UCP-1基因表达提供能量
11.C
【分析】分析本题代谢过程图可知,实线箭头代表转移或转化,虚线箭头代表刺激,+代表促进作用,-代表抑制作用,结合图中各物质的作用路径可判断激素Y、激素X、甲状腺激素、cAMP对BAT代谢脂肪起促进作用,瘦素对BAT代谢脂肪起抑制作用。
【详解】A、观察图中代谢过程可知,瘦素通过作用于下丘脑来间接抑制胰岛B细胞分泌激素Y,A错误;
B、观察图中激素Y和激素X的作用路径可知,激素Y一方面能够促进WAT细胞转化为BAT细胞,另一方能够刺激BAT细胞工作;激素X转移到BAT细胞表面与其受体结合,刺激细胞内脂肪的代谢活动,两者均可以增强BAT细胞因此的代谢活动,激素Y与激素X在影响BAT细胞进行脂肪水解产热时作用关系为协同关系,B错误;
C、据图可知,甲状腺激素可以转移至BAT细胞的细胞核内影响UCP—1基因的表达,说明BAT细胞的细胞核中存在甲状腺激素受体,C正确;
D、据图可知,cAMP的作用一方面是促进脂肪转化为脂肪酸,另一方面是促进细胞核中UCP—1基因的表达,无法得出cAMP可以提供能量的结论,D错误。
故选C。
12.研究发现骨关节炎是由于软骨细胞的能量代谢失衡,ATP、NADPH耗竭而导致关节软骨破坏。2022年12月浙大邵逸夫医院研究团队研究成果登上了《自然》杂志,研究显示:可以用患病动物自己的软骨细胞膜包封类囊体(即构建软骨细胞膜包封的“纳米类囊体”)后递送到该动物体退变的软骨细胞内,不仅可以有效地逃避免疫系统清除,同时还能够被退变的软骨细胞选择性摄取,纠正退变软骨细胞的能量代谢失衡。则下列说法中错误的是( )
A.“纳米类囊体”,会让细胞以为所递送的类囊体是“自己人”,从而避免体内的免疫排斥
B.递送的“纳米类囊体”被退变的细胞选择性摄取,体现了细胞膜具有流动性的结构特点
C.若将类囊体直接递送到退变的细胞内,机体免疫系统将通过体液免疫将其清除
D.递送“纳米类囊体”能纠正退变细胞的能量代谢失衡,是因为类囊体能合成ATP和NADPH
12.C
【分析】细胞免疫过程:
(1)被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号。
(2)细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这过程。
(3)新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环;它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞,
(4)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。
【详解】A、用患病动物自己的软骨细胞膜包封类囊体(即构建软骨细胞膜包封的“纳米类囊体”)参与信息交流与识别的是患病动物自己的软骨细胞膜,会让细胞以为所递送的类囊体是“自己人”,从而避免体内的免疫排斥,A正确;
B、递送的“纳米类囊体”被退变的细胞选择性摄取是以胞吞的方式摄取的,体现了细胞膜具有流动性的结构特点,B正确;
C、若将类囊体直接递送到退变的细胞内,机体免疫系统将通过细胞免疫(而不是体液免疫)将其清除,C错误;
D、类囊体能合成ATP和NADPH,将“纳米类囊体”到患病动物体退变的软骨细胞内,能纠正退变细胞的能量代谢失衡,D正确。
故选C。
13.自然条件下,苍耳只有在一天日照时间短于15.5小时才开花。下图表示“光调节苍耳开花”的实验方法和结果。下列叙述正确的是( )
A.实验中光的主要作用是为苍耳的光合作用提供能量
B.感受日照时间刺激的部位是茎尖而非叶片
C.苍耳开花需要的条件可能是黑暗时间长于8.5小时
D.将苍耳引种到不同地区不会改变其开花日期
13.C
【分析】苍耳只有在一天日照时间短于15.5小时才开花,说明苍耳是短日照植物。
【详解】A、实验中光的主要作用是为苍耳的开花提供信号,A错误;
B、实验中叶片接受光照时间是16小时则不开花,叶片感受日照时间为12小时植株开花,则感受光照时间长短的刺激的部位是叶片,B错误;
C、苍耳只有在一天日照时间短于15.5小时才开花,叶片接受日照12小时,也能开花,则说明苍耳开花需要的条件可能是黑暗时间长于8.5小时,C正确;
D、由于不同纬度的地区,满足短日照条件的日期不同,则将苍耳引种到不同地区会改变其开花日期,D错误。
故选C。
14.生态学家认为,一定时间内,当种群数量增加时,必定会出现临近个体之间的相互影响,种群变动调节恢复至平均密度以适应密度限制,即种群数量具有明显的密度制约效应。按照此理论,下列分析错误的是( )
A.随着种群密度的增加,密度制约效应使种群的出生率降低,死亡率增加
B.当条件相同时,在一定范围内,种群数量与个体平均重量的乘积可能是个定值
C.种间关系尤其是捕食关系会使种群数量在变动过程中趋向恢复至平均密度
D.地震、火灾、病虫害等的作用强度与种群密度无关,不会引发密度制约效应
14.D
【分析】种群的密度效应类似于负反馈调节,结果是种群数量趋于平衡和稳定。
【详解】A、随着种群密度的增加,密度制约效应使种群的出生率降低,死亡率增加,维持适宜的种群密度,A正确;
B、根据密度制约效应的理论可知,当条件相同时,在一定范围内,种群数量与个体平均重量的乘积可能是个定值,B正确;
C、种间关系尤其是捕食关系具有调节作用,会使种群数量在变动过程中趋向恢复至平均密度,C正确;
D、病虫害等的作用强度与种群密度有关,属于密度制约效应,D错误。
故选D。
15.为落实绿水青山就是金山银山的理念,某地开展了退耕还湖工程。某个经过改造的湖泊生态系统中存在三个营养级,分别为植物、植食性动物和肉食性动物。三个营养级能量流动情况的调查结果如下表所示:(单位:×103kJ)
营养级
植物
植食性动物
肉食性动物
同化量
500
Y
Z
呼吸作用消耗
132
26.5
3.8
未被利用
292
34.3
3.1
其他部分
X
2.2
0.1
下列叙述正确的是( )
A.该生态系统的结构是指各种生物通过食物链和食物网形成的营养结构
B.候鸟的迁入和迁出导致群落的物种组成和空间结构发生变化,这属于群落演替
C.通过该表无法计算肉食性动物用于生长、发育和繁殖的能量
D.表中的X的具体数值是6,由第一营养级向第二营养级的能量传递效率是14%
15.D
【分析】(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构两部分,组成成分有非生物物质和能量、生产者、消费者和分解者,营养结构指生物之间以食物营养为纽带所形成的食物链和食物网;
(2)同化量=呼吸作用消耗+用于生长、发育和繁殖的能量,用于生长、发育和繁殖的能量=未利用+流入下一营养级+其他部分;
(3)能量传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%。
【详解】A、生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构两部分,组成成分有非生物物质和能量、生产者、消费者和分解者,营养结构指生物之间以食物营养为纽带所形成的食物链和食物网,A错误;
B、候鸟的迁入和迁出导致群落的物种组成和空间结构发生变化属于群落的时间结构,B错误;
C、根据计算公式:同化量=呼吸作用消耗+用于生长、发育和繁殖的能量,用于生长发育和繁殖的能量=未利用+流入下一营养级+其他部分,在该生态系统中,肉食性动物为最高营养级,无流入下一营养级的能量,结合表中数据可得肉食性动物用于生长、发育和繁殖的能量为3.2×103KJ,C错误;
D、根据C选项中的计算公式可推算出肉食性动物能量计算公式为:Z=3.8+3.1+0.1=7,植食性动物能量计算公式为:Y=26.5+34.3+2.2+7=70,植物能量计算公式为:500=132+292+X+70,即X=6;结合能量传递效率计算公式:能量传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%,可计算第一营养级向第二营养级的传递效率为70/500×100%=14%,D正确。
故选D。
16.细菌X合成的tcel蛋白和tcil蛋白使其在与其他细菌的竞争中占优势,其中tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白。研究人员利用野生型细菌X及其不同突变体进行了如下实验:在固体培养基表面放置一张能隔离细菌的滤膜,将一种菌(下层菌)滴加在滤膜上后再放置第二张滤膜,滴加等量的另一种菌(上层菌),共同培养后,对上、下层菌计数得到的结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.实验中的培养皿、固体培养基和滤膜均需要进行消毒处理
B.对上、下层菌计数可以将滤膜菌体稀释后采用血球计数板计数
C.由甲、乙,丙三组结果可推测tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性
D.野生型细菌X在与tcel—tcil双突变体和tcel突变体的竞争中均占优势
16.C
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、为避免杂菌的污染,实验中的滤膜、培养皿、固体培养基等均需灭菌处理,A错误;
B、对活菌进行计数的方法是稀释涂布平板法,具体方法是:先将菌体进行梯度稀释,再涂布到滤膜的表面,待菌落数稳定时进行计数,不能用显微镜直接计数的原因是显微镜直接计数不能区分死菌和活菌,B错误;
C、tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白,乙组中野生型可产生tce1蛋白作用于tcel-tcil双突变体,后者无法产生tci1蛋白中和tcel蛋白的毒性,使野生菌在竞争中占据优势;而在丙组中,野生型可产生tce1蛋白作用于tcel突变体,后者可以产生tci1蛋白中和tcel蛋白的毒性,使野生型的生长受到抑制,由此推测, tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性,C正确;
D、由甲组、乙组可知,野生型细菌X在与tcel-tcil双突变体的竞争中均占优势,由甲组、丙组可知,野生型细菌X在与tcel突变体的竞争中不占优势,D错误。
故选C。
17.组织培养可快速繁殖植物,得到的试管苗常先移至草炭土或蛭石中炼苗,苗健壮后可移栽定植。关于菊花的组织培养及幼苗的移栽,下列说法错误的是 ( )
A.MS培养基的碳源一般用蔗糖而不用葡萄糖,以减少微生物污染
B.MS培养基、NAA溶液、6-BA溶液均可配制成母液,以减少称量的误差
C.接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,避免倒插
D.定植前可先将试管苗移栽到装有蛭石的育苗盘中,因为蛭石含丰富的有机质
17.D
【分析】MS培养基,主要用于植物细胞的组织培养。
【详解】A、培养微生物时一般用葡萄糖作为能源物质,蔗糖不是微生物利用的直接能源,所以使用蔗糖可以有效减少培养基的污染,A正确;
B、在实际生产中,可以把需要生产的药物的浓缩物即母液先生产出,以便于储存和节约空间,再将高效高浓度的药剂用几倍或少量的水兑成浓度较高的药液,最后通过进一步的稀释得到我们最终所需要的产品,MS培养基、NAA溶液、6-BA溶液均可配制成母液,以减少称量的误差,B正确;
C、由于生长素的极性运输,接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,再插入培养基,不能倒插,C正确;
D、蛭石不含有机质,D错误。
故选D。
18.经过十年不懈努力,我国科学家首次从野生玉米中克隆出高蛋白基因Thp9-T,将其导入到我国推广面积最大的玉米生产栽培品种中,可以显著提高蛋白含量,表明该基因在培育高蛋白玉米中具有重要的应用潜能。下列叙述错误的是( )
A.可通过构建基因文库从野生玉米中获得 Thp9-T基因
B.可对质粒和 Thp9-T基因均用两种限制酶切割以提高重组DNA 分子成功率
C.可通过杂交的方法将 Thp9-T基因导入到栽培玉米中
D.可用核酸分子杂交技术检测转入的目的基因,作为判断转基因成功的直接证据
18.D
【分析】1、目的基因的检测与鉴定:(1)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.(2)个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等;
2、核酸分子杂交是基因诊断的最基本的方法之一. 基因诊断技术它的基本原理是:互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链,即能够进行杂交.这种结合是特异的,即严格按照碱基互补的原则进行,它不仅能在DNA和DNA之间进行,也能在DNA和RNA之间进行.因此,当用一段已知基因的核酸序列作出探针,与变性后的单链基因组DNA接触时,如果两者的碱基完全配对,它们即互补地结合成双链,从而表明被测基因组DNA中含有已知的基因序列。
【详解】A、高蛋白基因Thp9-T是目的基因,可以通过构建基因文库从野生玉米中获得Thp9-T基因,A正确;
B、质粒和Thp9-T基因均用两种限制酶来切割,可防止目的基因和质粒自身环化及目的基因与质粒反向连接,提高重组DNA分子成功率,B正确;
C、可通过杂交的方法将Thp9-T基因导入到栽培玉米中并与栽培玉米的染色体上的DNA整合到一起,C正确;
D、利用核酸分子杂交技术可检测目的基因的存在和转录,但转基因成功的直接证据是观察测定个体是否表现出目的基因控制的特定性状并稳定遗传,D错误。
故选D。
19.抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是( )
A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制
B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制
D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市
19.B
【分析】PCR过程为:①变性,当温度上升到90℃以上时,氢键断裂,双链DNA解旋为单链;②复性,当温度降低到50℃左右是,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合;③延伸,温度上升到72℃左右,溶液中的四种脱氧核苷酸,在DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
【详解】A、预变性是使模板DNA充分变性,A错误;
B、后延伸过程后延伸是为了让引物延伸完全并让单链产物完全退火形成双链结构,可使目的基因的扩增更加充分,B正确;
C、延伸过程需引物参与,C错误;
D、转基因品种不只需要检测是否含有目的基因,还要检测是否表达,还有安全性问题,D错误;
故选B。
20.图1表示图2中甲种病遗传病I1、I2和II3的相关基因电泳图谱,图2表示某家族中两种遗传病的患病情况,已知甲病在人群中的发病率为1/100,下列叙述错误的是( )
A.甲病为常染色体隐性遗传病,乙病不是显性遗传病
B.II2与II3甲病相关基因型一致的概率为100%
C.若III3与III4生的女儿IV5为乙病患者,则其同时不患甲病的概率为8/33
D.若III4不携带乙病的致病基因,IV3染色体组成为XXY,则III3在减数分裂II后期出错
20.C
【分析】遗传系谱图中遗传病的遗传方式判断:
(1)确定是否为伴Y染色体遗传:若系谱图中患者全为男性,而且患者后代中男性全为患者,则为伴Y遗传病;若系谱图中,患者有男有女,则不是伴Y遗传;
(2)确定图谱中遗传病是显性遗传还是隐性遗传:“无中生有”为隐性(无病的双亲,所生的孩子中有患者),“有中生无”为显性有病的双亲,所生的孩子中有正常的);
(3)确定致病基因位于常染色体上还是位于X染色体上:若子女正常双亲病,且满足父病女必病,子病母必病,则大概率为伴X染色体显性遗传;若子女正常双亲病,父病女不病或者子病母不病,则一定为常染色体显性遗传;若双亲正常子女病,且满足母病子必病,女病父必病,则大概率为伴X染色体隐性溃传;若双亲正常子女病,且满足母病子不病或女病父不病,则一定是常染色体隐性遗传。
【详解】A、图2中III2患甲病,双亲不患甲病,说明甲病为隐性病。又根据甲家族的电泳图谱儿子II3有两种基因即杂合子,若为伴X遗传,男性不会出现杂合子,故甲病为常染色体隐性遗传病,III3与III4均不患乙病,但后代患乙病,故乙病不是显性遗传病,A正确;
B、甲病为常染色体隐性遗传,则患病母亲I1为隐性纯合子,父亲I2为显性纯合子,则后代II2与II3甲病相关基因型一致的概率为100%,B正确;
C、若III3与III4生的女儿IV5为乙病患者,则乙病为常染色体隐性遗传,假设甲病的正常基因和致病基因分别A/a控制,III3的基因型为AA为1/3,Aa为2/3,人群中aa为1/100,则a基因频率为1/10,A为9/10,则人群中AA为81%,Aa为18%,III4表现正常,基因型为AA为9/11,Aa为2/11,IV5同时不患甲病的概率为1-2/3×2/11×1/4=32/33,C错误;
D、若III4不携带乙病的致病基因,则乙病为伴X染色体隐性遗传,IV3染色体组成为XXY,因其生病,则基因型为XbXbY,其父母为XBXb和XBY,其生病原因为母亲III3在减数第二次分裂后期含Xb的姐妹染色单体未分离,D正确。
故选C。
二、解答题:本题共5小题,共60分。
21.(11分)海带是我国北方大规模养殖的食用海藻,具有重要的经济价值。科研人员研究了水体中Cu2+对海带的代谢及生长的影响。回答下列问题:
(1)光反应过程中,水裂解为O2和H+、 ,NADP+还原为NADPH,利用 跨膜产生的势能生成ATP,O2被释放到细胞外。
(2)将海带分别放入含不同浓度Cu2+溶液的透明瓶中,测定初始时瓶内溶氧量为M,瓶口密封置于光下一段时间后,测定瓶内溶氧量为N。本实验用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率,实验结果如图1所示。
①在利用同样装置研究呼吸作用时,需要对装置进行 处理。
②净光合作用速率的计算公式为: /(t·w)(w:海带质量;t:反应时间)。
③Cu2+浓度为1.00mg/L时的真正光合速率比Cu2+浓度为0.50mg/L时 (填“大”或“小”)。
④据图分析不同浓度的Cu2+对海带光合作用和呼吸作用的影响是 。
(3)从细胞水平上探究Cu2+对海带光合作用及呼吸作用的影响,可在电子显微镜下观察相关细胞器的 ,推测Cu2+对 破坏较小。
(4)Cu2+对海带代谢及生长的影响与一种激酶(TOR)有关,TOR可促进蛋白质的合成,加快代谢和生长。为确定光合作用与TOR活性的关系,研究者对正常光照条件下的海带进行黑暗处理12小时后,再次进行光照处理,实验结果如图所示2.推测出光合作用可增强TOR活性,其中 阶段起直接作用。正常光照条件下,停止光照后的短时间内即可测得TOR活性降低,其原因是 。
21.(11分)
(1)电子(e-)(1分) H+(1分)
(2)遮光(1分) N-M(1分) 小(1分) 不同浓度的Cu2+均能抑制海带的光合作用;Cu2+在浓度较低时,促进海带的呼吸作用,Cu2+在浓度较高时,抑制海带的呼吸作用(2分)
(3)形态、结构、数量(1分) 线粒体(1分)
(4)碳反应(1分) 缺少光反应提供的ATP与NADPH,碳反应无法进行,导致TOR活性降低(2分)
【分析】影响光合作用的环境因素
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】(1)光反应过程中,在叶绿体类囊体上的光合色素吸收光能后,一方面将水分解为O2和H+、电子(e-),在ATP合成酶的作用下,利用H+顺浓度梯度提供分子势能,促使ADP与Pi反应形成ATP。
(2)①只测呼吸作用时,需要对装置进行遮光处理,因为需要停止其光合作用,以避免光合作用中气体变化对实验结果的影响。
②由于用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率,所以光照结束时溶氧量和光照开始时溶氧量的差值就是净光合作用速率,计算式:N-M。
③由题图纵轴数据可知,在Cu2+浓度为1.00mg/L时,溶氧量的相对变化为负值,Cu2+浓度为0.50mg/L时的溶氧量的变化为正值,说明Cu2+浓度为1.00mg/L 时的真光合速率小于Cu2+浓度为0.50mg/L时的真光合速率。
④通过实验组和对照组对比识图可知,不同浓度的Cu2+均能抑制海带的光合作用;Cu2+在浓度较低时,促进海带的呼吸作用,Cu2+在浓度较高时,抑制海带的呼吸作用。
(3)光合作用在叶绿体内,呼吸作用主要在线粒体内,二者的形态、结构、数量都会影响各自的代谢活动,所以在电子显微镜下应观察相关细胞器的形态、结构、数量;综合题文信息可知Cu2+对线粒体破坏较小。
(4)由图可知,黑暗条件下P-RPS6/RPS6值比光照条件下小,即黑暗条件下TOR活性比光照条件下弱,说明光合作用可增强TOR活性;对比再次光照处理下的-GLA组和+GLA组可知,+GLA组的P-RPS6/RPS6值低于-GLA组,结合GLA是一种暗反应抑制剂,说明光合作用可增强TOR活性是暗反应起直接作用。由于暗反应需要光反应提供ATP与NADPH,则停止光照后的短时间内,暗反应无法进行,而暗反应对增强TOR活性起直接作用,从而导致TOR活性降低。
22.(13分)果蝇的红眼和白眼由一对等位基因(A/a)控制,黑身和灰身由另一对等位基因(B/b)控制, 两对基因均不位于 Y 染色体上。性别决定方式为 XY 型,偶然出现的 XXY 个体为雌性可育。现有一群灰身红眼雌雄果蝇随机交配,F1表现型及比例如表所示。据此回答下列问题:
F1
灰身红眼
黑身红眼
灰身白眼
黑身白眼
雌果蝇
3/8
1/8
0
0
雄果蝇
1/4
1/12
1/8
1/24
(1)控制果蝇眼色和体色的两对等位基因的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,判断的理由是 。
(2)亲代雄果蝇的基因型为 ,亲代雌果蝇产生配子的基因型及比例分别为 。
(3)F1灰身红眼雌果蝇中纯合子所占的比例是 。
(4)若让 F1全部红眼雌果蝇和白眼雄果蝇随机交配,F2中灰身红眼果蝇的比例是 。
(5)现有一只红眼雄果蝇与一只白眼雌果蝇杂交,子代中出现一只白眼雌果蝇。请分析:
Ⅰ.若该白眼雌果蝇是基因突变导致的,则该果蝇的基因型为 。
Ⅱ.若该白眼雌果蝇是亲本减数分裂过程中 X 染色体未分离导致的,则该果蝇产生的配子为 。
Ⅲ.若要检测该白眼雌果蝇的产生原因,试写出两种检测方法。 。
22.(13分)
(1)遵循(1分) 两对基因分别位于两对同源染色体上(1分)
(2)BbXAY(1分) BXA:BXa:bXA:bXa=2:1:2:1(2分)
(3)2/9(2分)
(4)5/8(2分)
(5)Ⅰ.XaXa(1分) Xa、XaXa、XaY、Y(1分) 方法 1:该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,观察并统计子代的表现型; 方法 2:制作并观察该白眼雌果蝇的染色体组型(2分)
【分析】分析表格中的子一代的表现型可知:对于雄果蝇来说,灰身:黑身=3:1,相当于一对相对性状的杂合子自交实验;红眼:白眼=2:1,对于雌果蝇来说,灰身:黑身=3:1,相当于一对相对性状的杂合子自交实验;雌果蝇只有红眼,没有白眼,因此红眼和白眼性状与性别有关, 两对基因均不位于 Y 染色体上,是伴X遗传,红眼对白眼是显性性状。
(1)分析表格:一群灰身红眼雌雄果蝇杂交,后代雌果蝇中灰身:黑身=3:1,雄果蝇中灰身:黑身=3:1,说明该性状与性别无关,控制该性状的基因位于常染色体上;后代雌果蝇全为红眼,只有雄果蝇有白眼,说明该性状与性别有关,控制该性状的基因位于X染色体上,由分析可知,两对基因分别位于两对同源染色体上,因此其遗传遵循自由组合定律。
(2)由于后代中灰身:黑身=3:1,说明灰身对黑身为显性性状;亲本控制体色的基因型都是Bb,后代雌果蝇全为红眼,只有雄果蝇有白眼,白眼为隐性性状,亲代雄果蝇的基因型为XAY,故亲代雄果蝇的基因型为BbXAY;后代雌性和雄性红眼和白眼的性状分离比为5:1,则雌果蝇的基因型不只有BbXAXa,根据子代雄性红眼:白眼=2:1,推出雌性亲本有两种基因型BbXAXa、BbXAXA,分别占2/3、1/3,故雌性亲本能产生4种基因型的配子,基因型和比例为BXA:BXa:bXA:bXa=2:1:2:1。
(3)雌性亲本有两种基因型BbXAXa、BbXAXA,分别占2/3、1/3,与红眼雄蝇BbXAY交配,获得子一代的雌蝇中体色的基因型和性状分离比为1BB:2Bb:1bb,就体色而言,灰身中纯合子占1/3;就眼色而言,亲本雌蝇产生的配子为2/3XA,1/3Xa,子代雌蝇中红眼纯合子为2/3,则子一代灰身红眼雌性中纯合子1/3×2/3=2/9。
(4)亲本中红眼雌蝇有两种基因型,BbXAXa、BbXAXA,分别占2/3、1/3,与红眼雄蝇BbXAY交配,获得子一代的雌蝇和雄蝇中体色的基因型和性状分离比为1BB:2Bb:1bb;产生的配子为1/2B、1/2b;关于眼色的基因型,子一代中雌蝇为2/3XAXA、1/3XAXa,均为红眼,红眼雌蝇产生的配子为5/6XA、1/6Xa,白眼果蝇基因型为XbY,产生的配子为1/2Xb、1/2Y;若让F1全部红眼雌果蝇和白眼雄果蝇随机交配,F2代灰身的概率为1/2B×1/2B+2 ×1/2B×1/2b =3/4,红眼果蝇为5/6XA×1/2Xa+5/6XA×1/2Y=5/6,则F2中灰身红眼果蝇的比例是3/4×5/6=5/8。
(5)由题意知,该实验的目的是分析一只红眼雄果蝇与一只白眼雌果蝇杂交,子代中出现一只白眼雌果蝇的原因:
Ⅰ.如果是基因突变引起,则该白眼雌果蝇的基因型是XaXa;
Ⅱ.若该白眼雌果蝇是亲本减数分裂过程中 X 染色体未分离导致的,可能是母本在减数分裂过程中 X 染色体未分离,则该果蝇的基因型是XaXaY,产生的配子为Xa、XaXa、XaY、Y。
Ⅲ.若要检测该白眼雌果蝇的产生原因,方法 1:该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,观察并统计子代的表现型; 方法 2:制作并观察该白眼雌果蝇的染色体组型。
23.(13分)流行病学数据显示,夜间光的输入会增加患抑郁症的风险。某研究小组模拟手机、电脑等夜间不正常照光模式,探究夜间蓝光诱发小鼠抑郁样行为的神经调控机制。
(1)分布于小鼠视网膜的感光神经细胞可接受光刺激,产生 ,沿 和上行神经束传至大脑皮层形成视觉。
(2)为探究夜间蓝光是否会诱发小鼠抑郁样行为,设计了一系列实验。取生理状态一致、正常的小鼠若干,先将小鼠放置于正常光暗(8:00—20:00给光,其他时间黑暗)环境处理一周后随机均分为2组,记录“强迫游泳”不动时间(可反映抑郁程度的指标)。再将LAN组夜间蓝光处理,LID组白天蓝光处理。一段时间后检测并记录,结果如图1.实验结果 ,表明夜间蓝光的干扰会诱发小鼠抑郁。
(3)大量研究表明,抑郁症的发生与突触间隙的5-HT、多巴胺等单胺类神经递质有关,由此建立了抑郁症发生的“单胺类递质学说”。图2为5-HT合成、释放、作用、回收及灭活的过程。
①5-HT是一种 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质,释放后经扩散通过突触间隙,与突触后膜上的相关受体结合成 ,使突触后神经元兴奋。5-HT发挥作用后少部分 ,大部分通过转运蛋白(SERT)摄取回突触前神经元。
②研究者提出的假设为:抑郁症的发生是突触间隙中5-HT的含量下降所致。下列能支持此观点的现象是 。
A.抑制5-HT的释放会导致实验动物出现抑郁症表现
B.抑郁症患者突触前膜上5-HT转运蛋白表达量提高
C.部分抑郁症患者5-HT受体及其mRNA的表达水平基本不变
D.症状改善的抑郁症患者突触间隙5-HT含量逐步提高
③释放5-HT的神经元主要聚集在大脑的中缝核部位。为进一步探究抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降的原因,研究人员利用抑郁症模型鼠进行了研究,测定了中缝核处miR-16与SERT含量的相关性,结果如图3.
(注:miR-16 是一种非编码 RNA,可与靶禁因 mRNA结合,导致 mRNA 降解)
据图可知,中缝核miR-16的水平与中缝核SERT的表达水平呈 相关,中缝核miR-16可 SERT的表达。对比抑郁症模型鼠与对照组数据,推测抑郁症发生的分子机制可能是 ,突触间隙5-HT含量下降,导致情绪低落等抑郁行为。
(4)抑郁症是多方面原因造成的,除了神经生物学方面因素,还有遗传和后天环境因素。根据本研究结果,可从后天环境因素的角度预防抑郁症,你的建议是 。
23.(13分)
(1)兴奋/动作电位(1分) 传入神经(1分)
(2)夜间蓝光(LAN)使小鼠的强迫游泳不动时间提升,而白天蓝光(LID)处理的小鼠相关指标未发生明显变化(2分)
(3)兴奋性(1分) 递质-受体复合体(1分) 被单胺氧化酶催化转化,随尿液排出体外(1分) ABD(1分) 负(1分) 抑制(1分) 因为中缝核miR-16含量下降,对SERTmRNA翻译的抑制作用减弱,导致SERT表达量上升,从而使5-HT的摄取量增加(2分)
(4)科学作息(1分)
【分析】1、神经递质有兴奋性神经递质和抑制性神经递质。兴奋在神经元之间的传递是单向的,原因:神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上。
2、兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质,神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近,神经递质和突触后膜上的受体结合,突触后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化。神经递质发挥作用后被降解或回收。
【详解】(1)分布于小鼠视网膜的感光神经细胞属于感受器,可感受光刺激,产生兴奋,沿传入神经和上行神经束传至大脑皮层形成视觉。
(2)由图1可知,LAN组后测比前测的强迫游泳时间有所提升,LID组后测与前测的强迫游泳时间基本相同,表明夜间蓝光的干扰会诱发小鼠抑郁。
(3)①5-HT可以使突触后神经元兴奋,是一种兴奋性递质,由突触前膜释放后经扩散通过突触间隙,与突触后膜上的相关受体结合成递质-受体复合体,使突触后神经元Na+内流,产生兴奋。由图2可知,5-HT发挥作用后少部分被单胺氧化酶催化转化,随尿液排出体外,大部分通过转运蛋白(SERT)摄取回突触前神经元。
②A、抑制5-HT的释放,使得突触间隙中5-HT的含量下降,从而出现抑郁症表现,A符合题意;
B、抑郁症患者突触前膜上5-HT转运蛋白表达量提高,将5-HT摄取回突触前神经元的量增加,使得突触间隙中的5-HT含量下降,B符合题意;
C、部分抑郁症患者5-HT受体及其mRNA的表达水平基本不变,不能表明抑郁症的发生是突触间隙中5-HT的含量下降所致,C不符合题意;
D、症状改善的抑郁症患者突触间隙5-HT含量逐步提高,说明抑郁症的发生可能是突触间隙中5-HT的含量下降所致,D符合题意。
故选ABD。
③根据图示,随着中缝核miR-16含量的增加,对照组和模型组的SERT含量均下降,说明中缝核miR-16的水平与中缝核SERT的表达水平呈负相关,中缝核miR-16可抑制SERT的表达。对比抑郁症模型鼠与对照组数据,可知模型组中缝核miR-16含量比对照组低,而miR-16是一种非编码RNA,可与靶基因结合mRNA,导致mRNA降解,推测抑郁症发生的分子机制可能是:中缝核miR-16含量下降,对SERTmRNA翻译的抑制作用减弱,导致SERT表达量上升,使得5-HT的摄取量增加,突触间隙5-HT含量下降,导致情绪低落等抑郁行为。
(4)从后天环境因素的角度考虑,预防抑郁症,可以积极建立和维系良好的人际关系、适量运动保持积极健康的生活方式、寻求他人或者专业人士咨询和调节压力、科学作息等。
24.(13分)高寒草原因其海拔较高、气候寒冷、区域差异显著,形成了独特的生态屏障,在维护我国生态安全和保护生物多样性方面发挥重要作用。回答下列问题:
(1)高寒草原群落处于顶极状态,该状态主要是由年平均温度和 决定的。经调查发现此地的优势种草地早熟禾和短芒披碱草正在被矮火绒草所取代,该过程称为 。草原食物链大多以死亡生物或现成有机物为起点,所以常以 食物链为主。
(2)草地早熟禾等不同牧草和杂草混播后,表现出明显的斑块状镶嵌,这属于群落的 结构。且杂草的分布范围明显大于牧草,说明杂草的生态位宽度较 。
(3)草地生产力的大小与生物多样性的关系表现为正相关,随着物种丰富度提高,不同植物间的功能互补效应增强,种间关系更多以 为主,从而提高群落对水分等资源的利用效率。此外,草地生产力还会受到 和放牧干扰等因素的影响。牧草返青期通常是植被生长较为脆弱的时期,因此常采用 (春季休牧/春季放牧)措施保护牧场,原因是 。
(4)高寒草原生态系统的土壤保护工作迫在眉睫,微生物作为该生态系统中的 ,在物质循环与能量转换中处于关键地位,常作为评价土壤质量和性能恢复的重要指标,原因是 (答出两点)。
24.(13分)
(1)降雨量(1分) 群落演替(1分) 腐食(1分)
(2)水平(1分) 大(1分)
(3)互助(1分) 气候因素、土壤养分(1分) 春季休牧(1分) 降低牲畜对返青期牧草的踩踏、减少对植物幼苗的啃食等(2分)
(4)分解者(1分) 微生物生命周期短,繁殖速度快;对生存环境十分敏感,能对环境变化做出快速反应(2分)
【分析】一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等称为这个物种的生态位;群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境问协同进化的结果;生态位重叠越多,竞争越激烈。
【详解】(1)高寒草原为草原群落的一种植被类型。它一般在海拔4000米以上;环境为寒冷而潮湿,日照强烈,紫外线作用增强,空气稀薄,土壤温度高于空气温度,昼夜温差极大,年平均温度不到1℃,植物生长季短,年降水量约400毫米,相对湿度70%以上,所以高寒草原群落处于顶极状态时主要是由年平均温度和降雨量决定的;此地的优势种草地早熟禾和短芒披碱草正在被矮火绒草所取代,该过程称为群落演替;由于草原食物链大多以死亡生物或现成有机物为起点,所以常以腐食食物链为主;
(2)由题意可知,草地早熟禾等不同牧草和杂草混播后表现出明显的斑块状镶嵌状态,这是群落的水平结构;杂草的分布范围明显大于牧草,说明杂草的生态位宽度较大;
(3)随着物种丰富度提高,不同植物间的功能互补效应增强,种间关系更多以互助为主,从而提高群落对水分等资源的利用效率;草地生产力还会受到气候因素、土壤养分和放牧干扰等因素的影响;牧草返青期通常是植被生长较为脆弱的时期,此时应降低牲畜对返青期牧草的踩踏、减少对植物幼苗的啃食等,因此常采用春季休牧措施保护牧场;
(4)由题意可知,该生态系统中的微生物属于分解者,在物质循环与能量转换中处于关键地位,由于微生物生命周期短,繁殖速度快;对生存环境十分敏感,能对环境变化做出快速反应,因此常将微生物作为评价土壤质量和性能恢复的重要指标。
25.(10分)普通小麦是两性植株,体细胞中染色体成对存在。条锈病由条锈菌引起,严重危害小麦生产,Yr5和Yr15基因都是有效的显性抗条锈病基因。回答下列问题:
(1)Yr5基因和Yr15基因分别在斯卑尔脱小麦和野生二粒小麦中被发现,两种基因的根本区别是 不同。将Yr5基因或Yr15基因导入普通小麦中,实现了物种间的 (填变异类型),提高了小麦的抗逆性。
(2)研究者将Yr15基因整合到普通小麦1B染色体的短臂上(如图甲),获得抗条锈病小麦品系F。提取抗条锈病小麦的 作为PCR的模板扩增Yr15基因,用凝胶电泳技术分离、鉴定扩增产物。利用上述方法不能区分纯合和杂合的抗条锈病小麦,因为 ,两者电泳后DNA条带的数量和位置相同。
(3)研究者培育了不抗条锈病小麦品系T,其1B染色体的短臂(1BS)被黑麦 1R染色体的短臂(1RS)取代,形成了B.R染色体(如图乙),B.R染色体形成的原因是发生了染色体结构变异中的 。品系T的其他染色体形态、功能与正常小麦相同。为检测小麦细胞中的B.R染色体,研究者根据该染色体 中DNA片段的特殊核苷酸序列,设计了荧光标记的探针1RNOR,将该探针导入小麦的体细胞,根据观察到荧光点的数目可判断细胞中 B.R染色体数目。
注:B.R染色体可与IB染色体联会并正常分离,但IRS与IBS不能发生重组。
(4)以纯合的不抗条锈病小麦品系T、条锈菌、探针 1RNOR 及抗条锈病小麦品系F(含杂合子和纯合子)为材料,可快速获得大量纯合的抗条锈病小麦,方法如下:让纯合小麦品系T与小麦品系F杂交得到F₁代, 。
(5)研究者将Yr5基因导入小麦品系T中,得到图丙所示植株,将该植株与杂合的小麦品系F杂交,让所有F₁植株进行自交,用探针 1RNOR 对F₂植株进行检测,若各种基因型的植株结籽率相同,F₂植株中抗条锈病且含荧光点的植株占 。
25.(10分)
(1)碱基排列顺序(1分) 基因重组(1分)
(2)DNA(1分) 两者都含 Yr15基因,PCR扩增产物类型相同(1分)
(3)易位(1分) 黑麦1R染色体短臂(1分)
(4)用条锈菌淘汰F1中不抗(条锈)病植株,让F1自交得 F2,用探针1RNOR检测F2植株,细胞中没有荧光点的F2植株即为纯合抗条锈病小麦(2分)
(5)7/16(2分)
【分析】不同基因的根本区别在于二者的碱基排列顺序不同。由图乙可知,B.R染色体形成的原因是两条非同源染色体之间发生了易位导致的。抗条锈病且含荧光点的植株即含有Yr5或Yr15基因,又含有B.R染色体。
【详解】(1)不同基因的根本区别在于二者的碱基排列顺序不同。将Yr5基因或Yr15基因导入普通小麦中,属于基因重组。
(2)利用PCR扩增Yr15基因时,可提取抗条锈病小麦的DNA作为PCR的模板。无论纯合还是杂合,两者都含 Yr15基因,PCR扩增产物类型相同,所以利用上述方法不能区分纯合和杂合的抗条锈病小麦。
(3)由题意及图可知,B.R染色体形成的原因是两条非同源染色体之间发生了易位导致的。不抗条锈病小麦品系T,其1B染色体的短臂(1BS)被黑麦 1R染色体的短臂(1RS)取代,形成了B.R染色体,欲检测小麦细胞中的B.R染色体,设计探针时应根据染色体黑麦1R染色体短臂中DNA片段的特殊核苷酸序列。
(4)让纯合小麦品系T与小麦品系F杂交得到F1代,由于F中含有纯合子和杂合子,所以需用条锈菌淘汰F1中不抗(条锈)病植株,让F1自交得 F2,用探针1RNOR检测F2植株,细胞中没有荧光点的F2植株即为纯合抗条锈病小麦。
(5)抗条锈病且含荧光点的植株即含有Yr5或Yr15基因,又含有B.R染色体,丙植株与杂合的小麦品系F杂交,所得F1有B.R1B 2B2B,B.R1B 2B2BYr15,B.R1BYr52B2B,B.R1BYr52B2BYr15,上述四种基因型各占1/4,各自自交后,即含有Yr5基因,又含有B.R染色体1/4×3/4×3/4+1/4×1/2+1/4×(1/4×1/2+1/4×1/4+1/4×1)=7/16。
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