精品解析:广东省云浮市云安区云安中学2023-2024学年下学期高二6月月考生物试题
2024-08-11
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内容正文:
云安中学2023~2024学年度第二学期高二年级生物科
第二次统测试题
考生注意:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分。考试时间75分钟。
2.请将各题答案填在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修2、3。
一、选择题:本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16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. 为解决我国千百年来不能根治的蝗灾问题,生态学家马世骏和助手们分析了我国上千年间蝗灾与气温、湿度等环境因素的关系,结合其他研究结果,明确了我国东亚飞蝗大发生的过程和原因,并提出“政治结合、根除蝗害”的战略。下列叙述正确的是( )
A. 通过实施生物防治减少蝗虫数量可以提高蝗虫的环境容纳量
B. 采用五点取样法能精确调查某一草地上东亚飞蝗虫卵的密度
C. 东亚飞蝗迁移到新的适宜环境,一定时间内可呈“J”形增长
D. 高温、干旱属于密度制约因素,会影响东亚飞蝗的种群密度
2. 第七次全国人口普查数据显示,我国人口呈现出自然增长率逐年显著下降、人口老龄化日益凸显、乡村人口持续向城镇流动、人口性别比例趋于合理等新特点与新趋势。下列有关分析正确的是( )
A. 自然增长率下降,说明人口出生率开始小于死亡率
B. 预测我国人口数量变化趋势的主要依据是性别比例
C. 乡村人口持续向城镇流动体现的是人口的空间特征
D. 我国推行的新的人口生育政策有望缓解人口老龄化问题
3. 位于肇庆市的鼎湖山国家级自然保护区峰峦叠嶂、泉水叮咚、景色秀丽,被称为“北回归沙漠带上的绿色明珠”,是我国建立的第一个自然保护区(1956年),主要保护南亚热带常绿阔叶林生态系统及其丰富的生物多样性,存留有“活化石”之称的国家重点保护野生植物桫椤。下列叙述正确的是( )
A. 保护桫锣的最好办法是将其移植到植物园
B. 可通过标志重捕法调查鼎湖山土壤中小动物类群的丰富度
C. 鼎湖山具有调节气候的作用,体现了生物多样性的直接价值
D. 鼎湖山2008年因冰冻遭到一定程度破坏,能恢复原状的原因是具有恢复力稳定性
4. 从生物学角度看,下列古诗中表现为物种间竞争关系的是
A. 兰溪三日桃花雨,半夜鲤鱼来上滩
B. 种豆南山下,草盛豆苗稀
C. 满园春色关不住,一枝红杏出墙来
D. 人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开
5. 北京2022年冬奥会通过低碳交通、垃圾回收等多项举措,兑现了“绿色办奥”的庄严承诺,成为历史上首个实现“碳中和”的冬奥会。下列说法错误的是( )
A. 大熊猫是“冰墩墩”的设计原型,体现了生物多样性的直接价值
B. 采用二氧化碳制冷剂进行制冰,减少了传统制冷剂对臭氧层的破坏
C. 垃圾回收再利用实现了生态系统的物质循环,提高了能量利用率
D. “碳中和”是指生产者CO2的同化量等于所有生物CO2的释放量
6. 蟑螂喜好在夜间出来活动。科学家把蟑螂放在实验室里,人为地将实验室的白天和黑夜加以颠倒,大约经过一个星期,蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动(尽管实际上是白天)。这个实验说明 ( )
A. 蟑螂能感受物理信息的改变
B. 信息传递是生态系统的重要功能之一
C. 行为信息可以影响蟑螂的行为
D. 蟑螂可以感受一切信息刺激
7. 在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感性认识和经验,并形成了一些生态学思想,如人与自然和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是
A. 生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B. 若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用
C. “退耕还林、还草”是体现人与自然和谐统一思想的实例
D. 人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自身的消耗标准
8. 在记录片《舌尖上的中国》中多次讲到了利用不同微生物的发酵来制作美味食品。蓝莓酒和蓝莓醋被称为“液体黄金”,下列是对以鲜蓝莓为原料天然发酵制作果酒和果醋的相关内容的叙述,错误的是( )
A. 榨出的果汁需经过高压蒸汽灭菌后才能装进发酵瓶密闭发酵
B. 果酒发酵时,适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
C. 果酒和果醋发酵过程中温度分别控制在20℃和30℃
D. 醋酸菌在有氧条件下可利用乙醇产生醋酸
9. 下图是两种二倍体植物细胞(甲、乙)融合并培育新植株过程的示意图。有关分析正确的是( )
A. 过程①需用纤维素酶和果胶酶溶液处理,且溶液的渗透压略大于细胞液渗透压
B. 过程②可用聚乙二醇诱导原生质体融合,主要依据细胞膜具有选择透过性原理
C. 过程③表示细胞壁的再生,④⑤需要根据生长发育进程更换不同的液体培养基
D. 最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异,因此不具有可育性
10. “DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是:裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是( )
A. 裂解:使细胞破裂释放出DNA等物质
B. 分离:可去除混合物中的多糖、蛋白质等
C. 沉淀:可反复多次以提高DNA的纯度
D. 鉴定:加入二苯胺试剂后即呈现蓝色
11. 苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性,但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题,制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变,将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸后,Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍;将Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分别替换成甘氨酸和丝氨酸后,Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了7倍。下列有关叙述错误的是( )
A. 对Cry蛋白的改造是通过改造Cry蛋白的相关基因来实现的
B. Cry蛋白的毒性提高了3~7倍的原因可能是改变了该蛋白质的空间结构
C. 改造Cry蛋白应从Cry蛋白基因的脱氧核苷酸序列出发设计其特有的结构
D. 使用蛋白质工程改造Cry蛋白过程中需要使用限制酶和DNA连接酶
12. 随着转基因技术的发展,“基因污染”应运而生,关于基因污染的下列说法中不正确的是( )
A. 转基因作物可通过花粉扩散到它的近亲作物上,从而污染生物基因库
B. 杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因,可能破坏生态系统的稳定性
C. 基因污染是一种不可以增殖的污染
D. 基因污染难以清除
13. 中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆,成功获得“中中”和“华华”两姐妹,突破了现有技术无法体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题,为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理研发诊治药物带来光明前景。下图为“中中”和“华华”培育的流程,相关叙述正确的是( )
A. 由于遗传物质来源于供体细胞核,“中中”、“华华”与供体动物性状完全相同
B. 图中的卵子实际上是发育到减数分裂II的次级卵母细胞,“去核”操作实际上是去除纺锤体-染色体复合物
C. 图中③过程的顺利进行需要用到促性腺激素释放激素同期发情处理
D. ②过程是动物胚胎的体外培养过程,胚胎移植前要对供体和受体进行免疫检查
14. 下图是某生态系统一条食物链中的三个种群一年内能量流动统计的部分数据。有关叙述正确的是
A. 三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ
B. 种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为6.95×107kJ
C. 不同营养级之间的能量流动以有机物为载体
D. 第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为10%
15. “一鲸落而万物生”,鲸落是指鲸鱼死亡后落入深海形成的生态系统。鲸落形成初期,鲨鱼、盲鳗等生物吞食软组织;中期蠕虫、甲壳类生物定居下来,啃食尸体;后期厌氧细菌进入鲸鱼骨头中,分解其中的有机物,同时产生大量的硫化氢,硫细菌氧化硫化氢获得能量合成有机物。弗兰克普莱斯和罗宾普鲁姆斯是鲸落中新发现的两种蠕虫,起初科学家只观察到了雌虫,后来发现雄虫生活在雌虫体内。下列叙述正确的是( )
A. 鲸落中的群落不存在垂直结构和水平结构
B. 弗兰克普莱斯和罗宾普鲁姆斯的雄虫均生活在雌虫体内,是一种寄生现象
C. 厌氧细菌和硫细菌都直接或间接依赖骨头中的有机物生存,均属于分解者
D. 鲸落从形成到最终化为礁岩的过程中发生了群落的次生演替
16. 亨廷顿舞蹈病是一种由于亨廷顿蛋白(HTT)基因突变所导致的疾病。我国科学家利用基因编辑技术(CRISPR/Cas9),成功培育出世界首例亨廷顿舞蹈病的基因“敲入”猪模型,操作过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 上述操作过程的原理有基因重组、动物细胞核全能性等
B. 过程②为动物细胞融合技术,通常采用灭活病毒诱导
C. 过程④为胚胎分割,该技术的关键是将内细胞团均等分割
D. 基因“敲入”猪模型所携带的人突变HTT基因可遗传给后代
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
17. 下图表示种群数量变化的两种曲线,回答下列与种群的特征、数量变化以及应用相关的问题:
(1)图1中在t0~t2时间内,种群数量呈______形增长,若在t2时种群的数量为N,则在t1时种群的数量为______。
(2)若曲线Ⅹ表示某地区一种外来双子叶植物的增长曲线,调查该种群密度可采用样方法,为减少实验的误差,抽取样方时必须______。
(3)若曲线Y表示池塘中某种鱼类的数量变化,则为持续获得经济效益,捕捞后鱼群的年龄结构应为______。
(4)为调查某有害动物的种群密度,某小组采用标记重捕法,在一公顷的范围内第一次捕捉并标记30只,第二次捕捉的个体中10只没有标记,4只有标记,估算该动物的种群密度是______只/公顷,因动物被捕捉一次后的警惕性提高,事实上有害动物的数量______(填“大于”、“小于”或“等于”)估算值。
18. 科研人员发现,在福岛核事故后,某些大型鱼类中放射性核素137Cs的浓度比底层鱼类和无脊椎动物高出一个数量级。下图1表示海洋生态系统中部分生物之间的食物关系(用箭头表示)。图2为底栖动物和底层鱼类之间的能量关系。回答下列问题:
(1)图1生物中能量的最终来源为______,位于第三营养级的生物有______。图2中A、B分别表示______。
(2)有人认为,核废水仅对排放地及周围区域有害,不与排放地水源直接接触的地方不会受到影响,你认为这种说法______(填“可信”或“不可信”),理由是______。
(3)科研人员发现,某种上层鱼类在受到天敌捕食时会释放一种信号分子,这种信号分子会对周围的同类产生刺激,进而促使其他同类远离水面和当前区域,这种信号分子属于生物产生的______(填“物理信息”“化学信息”或“行为信息”)。
19. 2022年3月15日,央视“3.15”晚会报道的某酸菜原料一事引起全网轰动。中国酸菜历史悠久,早在北魏的《齐民要术》中就记载了用白菜等原料腌制酸菜的多种方法。下图是贵州老百姓腌制酸菜的流程图,请回答下列问题。
(1)酸菜制作主要利用乳酸菌,腌制过程中没有额外加入乳酸菌,乳酸菌主要来自___________。
(2)酸菜制作过程中会有亚硝酸盐产生,亚硝酸盐一般不会危害人体健康,但如果人体摄入过量,会发生中毒,甚至死亡。某生物研究小组进行酸菜腌制实验,跟踪检测酸菜在制作过程中亚硝酸盐含量的变化(单位:mg/kg),结果如下表所示:
食盐用量/Y亚硝酸盐含量/腌制时间/d
1
3
5
7
9
11
13
15
5%
3.8
4.0
10.1
35.7
25.7
11.5
5.7
2.1
10%
3.6
4.1
5.9
17.3
25.3
23.8
13.6
3.8
15%
3.3
3.4
3.5
4.9
8.4
12.9
11.2
3.4
该实验的自变量为_______。据表分析,最理想的酸菜腌制条件是_______。
(3)科研工作者以酸菜为材料从中筛选出产酸高的乳酸菌菌株并进行分离与纯化,以便进一步提升酸菜的口味。实验所用固体培养基的制备过程包括配制培养基、灭菌、_____。若下图甲是接种培养后的菌落分布图,其接种方法是_______。图甲中的③区更容易得到单菌落,单菌落是指一般是由单个微生物繁殖形成的______。
20. 埃博拉病毒(EBOV)是一种能导致人类出血热的致死性病毒,对公共卫生具有较严重的危害。EBOV的NP蛋白在病毒复制中具有重要作用,也是检测EBOV的重要靶蛋白。实验人员用NP蛋白免疫小鼠来制备抗EBOV单克隆抗体,过程如下图所示。回答下列问题:
(1)制备抗EBOV单克隆抗体过程中,用NP蛋白多次免疫小鼠的目的是______。
(2)选择骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合,原因是骨髓瘤细胞具有______的特征。与植物细胞融合相比,诱导骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合特有的方法是______。
(3)获得的杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和抗体检测,原因是______。
(4)抗EBOV单克隆抗体可用于检测血浆中EBOV的含量,检测原理如下图所示。
①检测前,先将抗EBOV单克隆抗体固定在支持物上,然后向检测体系中加入一定量含有EBOV的血浆(其NP蛋白称为待测抗原)和等量酶标记的NP蛋白(酶标记抗原),目的是让待测抗原、酶标记抗原与抗EBOV单克隆抗体______结合。
②保温一段时间后洗涤,再向检测体系中加入一定量的白色底物,若检测体系蓝色越浅,则说明______。
21. 玉米中赖氨酸含量较低,不能满足人体需求,科学家通过现代生物科学技术对其进行改造。回答下列问题:
(1)科学家决定将土豆花粉中高赖氨酸蛋白质编码基因(sb101)转入玉米细胞,为获得更多的sb101基因,可通过PCR技术扩增,在扩增液中除了加入4种等量的脱氧核苷酸、引物外,还需要加入______。
(2)用农杆菌转化法将目的基因导入玉米细胞的过程中,需要用_______溶液处理农杆菌,最终将sb101基因插入玉米细胞的______上,使目的基因得以稳定维持和表达。
(3)为保证sb401基因只在玉米种子中表达,应采取的措施是将sb401基因与种子中特异性表达的启动子等调控组件重组在一起。若获得的转基因植株(sb101基因已整合到玉米基因组中)的种子中赖氨酸的含量没有提高,其可能的原因是______。
(4)科学家想通过基因定点突变技术对赖氨酸合成过程中的酶进行改造,构建新的蛋白质结构的主要依据是______,该过程实施难度很大,主要原因是蛋白质具有______。
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云安中学2023~2024学年度第二学期高二年级生物科
第二次统测试题
考生注意:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分。考试时间75分钟。
2.请将各题答案填在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修2、3。
一、选择题:本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16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. 为解决我国千百年来不能根治的蝗灾问题,生态学家马世骏和助手们分析了我国上千年间蝗灾与气温、湿度等环境因素的关系,结合其他研究结果,明确了我国东亚飞蝗大发生的过程和原因,并提出“政治结合、根除蝗害”的战略。下列叙述正确的是( )
A. 通过实施生物防治减少蝗虫数量可以提高蝗虫的环境容纳量
B. 采用五点取样法能精确调查某一草地上东亚飞蝗虫卵的密度
C. 东亚飞蝗迁移到新的适宜环境,一定时间内可呈“J”形增长
D. 高温、干旱属于密度制约因素,会影响东亚飞蝗的种群密度
【答案】C
【解析】
【分析】估算种群密度常用的方法之一是样方法:在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值,一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。
【详解】A、一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,环境容纳量与食物、空间、天敌等密切相关,通过实施生物防治减少蝗虫数量可以降低蝗虫的环境容纳量,A错误;
B、样方法是估算种群密度常用的方法,通过样方法获得的是估算值,故采用五点取样法不能精确调查某一草地上东亚飞蝗虫卵的密度,B错误;
C、东亚飞蝗迁移到新的适宜环境,食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,一定时间内可呈“J”形增长,C正确;
D、气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,被称为非密度制约,D错误。
故选C。
2. 第七次全国人口普查数据显示,我国人口呈现出自然增长率逐年显著下降、人口老龄化日益凸显、乡村人口持续向城镇流动、人口性别比例趋于合理等新特点与新趋势。下列有关分析正确的是( )
A. 自然增长率下降,说明人口出生率开始小于死亡率
B. 预测我国人口数量变化趋势的主要依据是性别比例
C. 乡村人口持续向城镇流动体现的是人口的空间特征
D. 我国推行的新的人口生育政策有望缓解人口老龄化问题
【答案】D
【解析】
【分析】1、“J”型曲线:指数增长函数,描述在食物充足,无限空间,无天敌的理想条件下生物无限增长的情况。
2、自然界的资源和空间总是有限的,当种群密度增大时,种内竞争就会加剧,以该种群为食的动物的数量也会增加,这就使种群的出生率降低,死亡率增高。有时会稳定在一定的水平,形成“S”型增长曲线。在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称为K值。
【详解】A、出生率和死亡率是决定种群数量变化的直接因素,自然增长率下降,说明人口出生率降低,但不一定小于死亡率,A错误;
B、预测我国人口数量变化趋势的主要依据是年龄组成,B错误;
C、乡村人口持续向城镇流动体现的是人口的迁入率,不属于空间特征,C错误;
D、我国推行的新的人口生育政策其目的是提高出生率,因而有望缓解人口老龄化问题,D正确。
故选D。
3. 位于肇庆市的鼎湖山国家级自然保护区峰峦叠嶂、泉水叮咚、景色秀丽,被称为“北回归沙漠带上的绿色明珠”,是我国建立的第一个自然保护区(1956年),主要保护南亚热带常绿阔叶林生态系统及其丰富的生物多样性,存留有“活化石”之称的国家重点保护野生植物桫椤。下列叙述正确的是( )
A. 保护桫锣的最好办法是将其移植到植物园
B. 可通过标志重捕法调查鼎湖山土壤中小动物类群的丰富度
C. 鼎湖山具有调节气候的作用,体现了生物多样性的直接价值
D. 鼎湖山2008年因冰冻遭到一定程度破坏,能恢复原状的原因是具有恢复力稳定性
【答案】D
【解析】
【分析】1、生物多样性的保护的保护措施:(1)就地保护(自然保护区):就地保护是保护物种多样性最为有效的措施;(2)易地保护:如建立动物园、植物园;易地保护是就地保护的补充,它为行将灭绝的物种提供了最后的生存机会;(3)利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护,如建立精子库、种子库等;(4)利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护,如人工授精、组织培养和胚胎移植等。
2、不同群落的物种数目有差别。群落中物种数目的多少称为丰富度。标志重捕法用于调查种群密度,调查土壤中的小动物类群采用取样器取样法。
3、生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的;(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能);(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
4、生态系统的稳定性表现在两个方面:一方面是生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状(不受损害)的能力,叫做抵抗力稳定性;另一方面是生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力,叫做恢复力稳定性。
【详解】A、保护桫锣的最好办法是建立自然保护区,A错误;
B、调查土壤中的小动物类群的丰富度,由于这些小动物身体微小不适合用样方法和标记重捕法,而采用取样器取样法,B错误;
C、鼎湖山具有调节气候的作用,体现了生物多样性的间接价值,C错误;
D、生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力,叫做恢复力稳定性,所以鼎湖山2008年因冰冻遭到一定程度破坏,能恢复原状的原因是具有恢复力稳定性,D正确。
故选D。
【点睛】本题以鼎湖山国家级自然保护区为情景,考查生物多样性的保护措施和价值、小动物类群的丰富度调查、恢复力稳定性相关知识。考生要识记和掌握相关知识,能运用综合与分析的科学思维,结合题意准确判断各选项。
4. 从生物学角度看,下列古诗中表现为物种间竞争关系的是
A. 兰溪三日桃花雨,半夜鲤鱼来上滩
B. 种豆南山下,草盛豆苗稀
C. 满园春色关不住,一枝红杏出墙来
D. 人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开
【答案】B
【解析】
【分析】环境中影响生物生活的各种因素叫环境因素,分为非生物因素和生物因素。
非生物因素包括:光、温度、水、空气、土壤等.生物因素是指环境中影响某种生物个体生活的其他所有生物,包括同种和不同种的生物个体。
生物与生物之间的关系常见有:捕食关系、竞争关系、合作关系、寄生关系等。
【详解】A、“兰溪三日桃花雨,半夜鲤鱼来上滩”,是非生物因素空气对生物因素鲤鱼的影响,A错误;B、“种豆南山下,草盛豆苗稀”,是豆苗与草,相互争夺阳光、水分、无机盐和生存的空间等,属于竞争关系,B正确;
C、“满园春色关不住,一枝红杏出墙来”的生态因素主要是光照不同造成的,C错误;
D、“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”,表明环境影响生物的生长开花等,海拔每升高1千米气温下降6℃左右,因此山上的温度比山下低,山上的桃花比山下的开的晚。才有了“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”的自然现象,造成这一差异的环境因素是温度,D错误。
故选B。
5. 北京2022年冬奥会通过低碳交通、垃圾回收等多项举措,兑现了“绿色办奥”的庄严承诺,成为历史上首个实现“碳中和”的冬奥会。下列说法错误的是( )
A. 大熊猫是“冰墩墩”的设计原型,体现了生物多样性的直接价值
B. 采用二氧化碳制冷剂进行制冰,减少了传统制冷剂对臭氧层的破坏
C. 垃圾回收再利用实现了生态系统的物质循环,提高了能量利用率
D. “碳中和”是指生产者CO2的同化量等于所有生物CO2的释放量
【答案】D
【解析】
【分析】生物多样性具有直接价值、间接价值和潜在价值,生物多样件的直接价值是指且有的食用,药用、工业原料等实用意义的,以及有旅游观常,科研和文艺创作等非实用意义的价值;间接价值是指对生态系统起到重要调节功能的价值,如森林和草地对水土的保护作用,湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用;潜在价值是目前人类尚不清楚的价值。
【详解】A、大熊猫是冬电会吉祥物“冰墩墩”的设计原型,是大熊猫美学价值的体现,体现的是生物多样性的直接价值,A正确;
B、采用二氧化碳环保型制冷剂制冰,不仅减少了传统制冷剂对臭氧层的破坏,在制冷过程中产生的大量高品质余热也会被回收再利用,B正确;
C、垃圾回收再利用利用了生态工程的循环原理,实现了生态系统的物质循环,提高了能量利用率,C正确;
D、碳中和是指生产者的固定量等于所有生物的呼吸量加上化石燃料燃烧产生的CO2之和,D错误。
故选D。
6. 蟑螂喜好在夜间出来活动。科学家把蟑螂放在实验室里,人为地将实验室的白天和黑夜加以颠倒,大约经过一个星期,蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动(尽管实际上是白天)。这个实验说明 ( )
A. 蟑螂能感受物理信息的改变
B. 信息传递是生态系统的重要功能之一
C. 行为信息可以影响蟑螂的行为
D. 蟑螂可以感受一切信息刺激
【答案】A
【解析】
【详解】试题分析:据题干分析,蟑螂经过所在环境的物理信息的改变,使其生理节律发生了改变,所以A正确。
考点:本题考查生态系统的信息传递的内容,意在考查考生对所学知识的理解。
7. 在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感性认识和经验,并形成了一些生态学思想,如人与自然和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是
A. 生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B. 若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用
C. “退耕还林、还草”是体现人与自然和谐统一思想的实例
D. 人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自身的消耗标准
【答案】B
【解析】
【详解】生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网,前者具有全球性、可以被生物群落反复利用,后者是单向流动、逐级递减,不能反复利用,二者都有其自身的运行规律,A正确、B错误;
“退耕还林、还草”是提高并保持生态系统稳定性的重要措施,是体现自然与人和谐统一思想的实例,C正确;
人类的活动应该遵循生态系统的客观规律,应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准,D正确。
8. 在记录片《舌尖上的中国》中多次讲到了利用不同微生物的发酵来制作美味食品。蓝莓酒和蓝莓醋被称为“液体黄金”,下列是对以鲜蓝莓为原料天然发酵制作果酒和果醋的相关内容的叙述,错误的是( )
A. 榨出的果汁需经过高压蒸汽灭菌后才能装进发酵瓶密闭发酵
B. 果酒发酵时,适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
C. 果酒和果醋发酵过程中温度分别控制在20℃和30℃
D. 醋酸菌在有氧条件下可利用乙醇产生醋酸
【答案】A
【解析】
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理:
(1)在有氧条件下,反应式如下:C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量;
(2)在无氧条件下,反应式如下:C6H12O6→2CO2+2C2H5OH+能量。
2、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,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。
当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、榨出的葡萄汁不能进行高压蒸汽灭菌,否则会杀死菌种,A错误;
B、果酒发酵时,适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖,B正确;
C、果酒和果醋发酵所需的温度不同,后者较高,两者的温度可以分别控制在20℃和30℃,C正确;
D、醋酸菌是好氧菌,其在有氧条件下可利用乙醇产生醋酸,D正确。
故选A。
9. 下图是两种二倍体植物细胞(甲、乙)融合并培育新植株过程的示意图。有关分析正确的是( )
A. 过程①需用纤维素酶和果胶酶溶液处理,且溶液的渗透压略大于细胞液渗透压
B. 过程②可用聚乙二醇诱导原生质体融合,主要依据细胞膜具有选择透过性原理
C. 过程③表示细胞壁的再生,④⑤需要根据生长发育进程更换不同的液体培养基
D. 最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异,因此不具有可育性
【答案】A
【解析】
【分析】
题图分析,图示为两种二倍体植物细胞(甲、乙)融合并培育新植株的过程,其中①表示去壁获取原生质体的过程;②表示人工诱导原生质体融合;③表示再生出新细胞壁的过程;④表示脱分化过程;⑤表示再分化过程;⑥表示个体发育过程。
【详解】A、①为去壁过程,为了保证原生质体的活性,需要将植物组织置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中,或略大于细胞液渗透压,A正确;
B、过程②要用聚乙二醇等方法诱导原生质体融合,该步骤的原理是细胞膜具有一定的流动性,B错误;
C、过程③表示细胞壁的再生,④为脱分化过程、⑤为再分化过程,这两个过程需要根据生长发育进程更换不同的固体培养基,C错误;
D、最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数量变异,属于异源四倍体,可育,D错误。
故选A。
【点睛】
10. “DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是:裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是( )
A. 裂解:使细胞破裂释放出DNA等物质
B. 分离:可去除混合物中的多糖、蛋白质等
C. 沉淀:可反复多次以提高DNA的纯度
D. 鉴定:加入二苯胺试剂后即呈现蓝色
【答案】D
【解析】
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理:
1、DNA的溶解性:DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同(DNA在0.14mol/L的氯化钠中溶解度最低);DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。
2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同。
3、DNA的鉴定:在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、裂解是加蒸馏水让细胞吸水涨破,释放出DNA等物质,A正确;
B、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,能溶于2mol/L的NaCl溶液, 将溶液过滤,即可将混合物中的多糖、蛋白质等与DNA分离,B正确;
C、DNA不溶于酒精,而某些蛋白质溶于酒精,可以反复多次用酒精沉淀出DNA,提高DNA纯度,C正确;
D、将DNA溶解于NaCl,加入二苯胺试剂,沸水浴五分钟,待冷却后,能呈现蓝色,D错误。
故选D。
11. 苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性,但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题,制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变,将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸后,Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍;将Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分别替换成甘氨酸和丝氨酸后,Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了7倍。下列有关叙述错误的是( )
A. 对Cry蛋白的改造是通过改造Cry蛋白的相关基因来实现的
B. Cry蛋白的毒性提高了3~7倍的原因可能是改变了该蛋白质的空间结构
C. 改造Cry蛋白应从Cry蛋白基因的脱氧核苷酸序列出发设计其特有的结构
D. 使用蛋白质工程改造Cry蛋白过程中需要使用限制酶和DNA连接酶
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。
【详解】A、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,对Cry蛋白的改造是通过改造Cry蛋白的相关基因来实现的,A正确;
B、蛋白质的结构决定功能,Cry蛋白的毒性提高了3~7倍的原因可能是改变了该蛋白质的空间结构,B正确;
C、改造Cry蛋白应从Cry蛋白的结构和功能出发设计其特有的结构,并改造或合成相关基因,C错误;
D、蛋白质工程的基础是基因工程,需要改造或合成相关的基因,故使用蛋白质工程改造Cry蛋白过程中需要使用限制酶和DNA连接酶,D正确。
故选C。
12. 随着转基因技术的发展,“基因污染”应运而生,关于基因污染的下列说法中不正确的是( )
A. 转基因作物可通过花粉扩散到它的近亲作物上,从而污染生物基因库
B. 杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因,可能破坏生态系统的稳定性
C. 基因污染是一种不可以增殖的污染
D. 基因污染难以清除
【答案】C
【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)。
生物安全:①转基因植物扩散到种植区外变成野生种或杂草,②转基因植物竞争能力强,可能成为“入侵的外来物种”,③转基因植物的外源基因与细菌或病毒杂交,重组出有害的病原体,④可能使杂草成为有抗除草剂基因的“超级杂草”。
【详解】A、基因污染是可以随着自然界中的生物扩散的,如转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上,从而污染生物基因库,A正确;
B、杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因,具有新的性状,可能破坏生态系统的稳定性,B正确;
C、基因污染指基因工程中目的基因转移到生物体内可能对生物多样性、生态环境和人体健康造成潜在风险和威胁,而且会随着生物的繁殖过程不断增殖,C错误;
D、基因污染随遗传物质复制而复制,难以清除,D正确。
故选C。
【点睛】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)。生物安全:①转基因植物扩散到种植区外变成野生种或杂草,②转基因植物竞争能力强,可能成为“入侵的外来物种”,③转基因植物的外源基因与细菌或病毒杂交,重组出有害的病原体,④可能使杂草成为有抗除草剂基因的“超级杂草”。
13. 中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆,成功获得“中中”和“华华”两姐妹,突破了现有技术无法体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题,为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理研发诊治药物带来光明前景。下图为“中中”和“华华”培育的流程,相关叙述正确的是( )
A. 由于遗传物质来源于供体细胞核,“中中”、“华华”与供体动物性状完全相同
B. 图中的卵子实际上是发育到减数分裂II的次级卵母细胞,“去核”操作实际上是去除纺锤体-染色体复合物
C. 图中③过程的顺利进行需要用到促性腺激素释放激素同期发情处理
D. ②过程是动物胚胎的体外培养过程,胚胎移植前要对供体和受体进行免疫检查
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术是将动物的细胞核移入一个去核卵母细胞中,并使重组细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。分析图示可知,①为将纤维细胞注射到去核的卵母细胞中,为对重组细胞进行②体外培养再进行③胚胎移植过程,最发育成新胚胎,终获得克隆猴。
【详解】A、中中、华华细胞核内的遗传物质来自供体,而细胞质的遗传物质来自去核的卵母细胞,所以性状和供体动物不完全相同,A错误;
B、图中的卵子实际上是发育到减数分裂II的次级卵母细胞,“去核”操作实际上是去除纺锤体-染色体复合物,B正确;
C、图中③过程胚胎移植的顺利进行需要用到孕激素进行同期发情处理,C错误;
D、②过程是动物胚胎的体外培养过程,胚胎移植前不用进行免疫检查,因为同期发情处理之后受体不会对同物种的胚胎产生免疫排斥反应,D错误。
故选B。
14. 下图是某生态系统一条食物链中的三个种群一年内能量流动统计的部分数据。有关叙述正确的是
A. 三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ
B. 种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为6.95×107kJ
C. 不同营养级之间的能量流动以有机物为载体
D. 第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为10%
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统中能量流动的特点是:单向流动、逐级递减。全部生物同化的能量有呼吸消耗的能量、流向分解者的能量、流入下一营养级的能量和未被利用的能量,即一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。能量在不同营养级之间以有机物的形式流动。能量传递效率=某一个营养级的同化量÷上一个营养级的同化量×100%。
【详解】A、从图中可以看出,种群Ⅱ同化的能量最多,其次是种群I,最少的是种群Ⅲ,所以三个种群组成的食物链是Ⅱ→I→Ⅲ,错误;
B、种群Ⅱ全部生物同化的能量有呼吸消耗的能量、流向分解者的能量、流入下一营养级的能量和未被利用的能量,呼吸作用消耗的能量少于6.95×107kJ,错误;
C、能量在不同营养级之间以有机物的形式流动,正确;
D、能量传递效率=某一个营养级的同化量÷上一个营养级的同化量×100%,第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为3.0÷15.0×100%=20%,错误。
故选C。
15. “一鲸落而万物生”,鲸落是指鲸鱼死亡后落入深海形成的生态系统。鲸落形成初期,鲨鱼、盲鳗等生物吞食软组织;中期蠕虫、甲壳类生物定居下来,啃食尸体;后期厌氧细菌进入鲸鱼骨头中,分解其中的有机物,同时产生大量的硫化氢,硫细菌氧化硫化氢获得能量合成有机物。弗兰克普莱斯和罗宾普鲁姆斯是鲸落中新发现的两种蠕虫,起初科学家只观察到了雌虫,后来发现雄虫生活在雌虫体内。下列叙述正确的是( )
A. 鲸落中的群落不存在垂直结构和水平结构
B. 弗兰克普莱斯和罗宾普鲁姆斯的雄虫均生活在雌虫体内,是一种寄生现象
C. 厌氧细菌和硫细菌都直接或间接依赖骨头中的有机物生存,均属于分解者
D. 鲸落从形成到最终化为礁岩的过程中发生了群落的次生演替
【答案】D
【解析】
【分析】1、任何生态系统的群落中都存在垂直结构和水平结构。
2、寄生:一种生物从另一种生物(宿主)的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。
3、次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】A、结合题意“鲸落是指鲸鱼死亡后落入深海形成的生态系统”,任何生态系统的群落中都存在垂直结构和水平结构,A错误;
B、寄生是指不同物种间的关系,而弗兰克普莱斯和罗宾普鲁姆斯雄虫生活在雌虫体内,是同一物种雌雄个体之间的关系,不属于寄生,B错误;
C、据题干信息“硫细菌氧化硫化氢获得能量合成有机物”可知,该生物可以自己合成有机物,属于生产者,而厌氧细菌属于分解者,C错误;
D、鲸落在形成时保留有植物的种子和其他繁殖体等,因此鲸落从形成到最终化为礁岩的过程中发生了群落的次生演替,D正确。
故选D。
16. 亨廷顿舞蹈病是一种由于亨廷顿蛋白(HTT)基因突变所导致的疾病。我国科学家利用基因编辑技术(CRISPR/Cas9),成功培育出世界首例亨廷顿舞蹈病的基因“敲入”猪模型,操作过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 上述操作过程的原理有基因重组、动物细胞核全能性等
B. 过程②为动物细胞融合技术,通常采用灭活病毒诱导
C. 过程④为胚胎分割,该技术的关键是将内细胞团均等分割
D. 基因“敲入”猪模型所携带的人突变HTT基因可遗传给后代
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术:将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞内,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。 具体程序是:(1)核供体准备:将胚胎或体细胞制成单个胚胎细胞或单个体细胞。(2)核受体:卵母细胞的去核。(3)核移植:将单个胚细胞或体细胞注入到去核的卵母细胞中。(4)细胞融合:将二者在一定融合条件下进行融合,而后培养。(5)核移植后卵母细胞的激活:将融合后的胚胎在一定条件下激活并培养。 (6)核移植胚胎培养:核移植胚胎在一定条件下进行培养,使其发育成早期胚胎,进行移植或冷冻保存。
【详解】A、分析题图可知,该过程涉及到基因工程和动物细胞核移植技术等,因此涉及到的生物学原理有基因重组和动物细胞核全能性等,A正确;
B、分析题图可知,过程①为显微操作取出成纤维细胞中的细胞核,过程②将该细胞核注入去核的卵细胞中,通常可以采用显微注射技术,B错误;
C、由图可知,过程④是将体外培养获得的囊胚进行胚胎分割,该技术的关键是对内细胞团均等分割,C正确;
D、基因“敲入”猪模型所携带的人突变HTT基因整合到猪的HTT基因中,属于基因重组(可遗传变异的一种),因此可以遗传给后代,D正确。
故选B。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
17. 下图表示种群数量变化的两种曲线,回答下列与种群的特征、数量变化以及应用相关的问题:
(1)图1中在t0~t2时间内,种群数量呈______形增长,若在t2时种群的数量为N,则在t1时种群的数量为______。
(2)若曲线Ⅹ表示某地区一种外来双子叶植物的增长曲线,调查该种群密度可采用样方法,为减少实验的误差,抽取样方时必须______。
(3)若曲线Y表示池塘中某种鱼类的数量变化,则为持续获得经济效益,捕捞后鱼群的年龄结构应为______。
(4)为调查某有害动物的种群密度,某小组采用标记重捕法,在一公顷的范围内第一次捕捉并标记30只,第二次捕捉的个体中10只没有标记,4只有标记,估算该动物的种群密度是______只/公顷,因动物被捕捉一次后的警惕性提高,事实上有害动物的数量______(填“大于”、“小于”或“等于”)估算值。
【答案】(1) ①. S ②. N/2 (2)随机取样
(3)增长型 (4) ①. 105 ②. 小于
【解析】
【分析】1、据图1分析,t0时,种群数量增长速率为0;t0-t1时,种群数量增长速率逐渐升高,种群数量增长速率加快;t1时,种群数量增长速率最大;t1-t2时,种群数量增长速率逐渐降低;t2时,种群数量增长速率为0,此时种群数量达到最大值,即K值。
2、据图2分析,曲线X表示J形曲线,曲线Y表示S形曲线,两条曲线之间的围城的面积表示环境阻力或在环境阻力下被淘汰的个体。B点时种群增长速率达到最大值,C点为K值。
【小问1详解】
在t0-t2时间内,种群增长速率先增加后减少,呈现S形曲线,在t2时种群数量增长速率为0,此时种群数量K,为最大值。t1时种群增长速率最大,此时种群数量为K/2,所以如果在t2时种群的数量为N,则在t1时种群的数量为N/2。
【小问2详解】
调查植物种群密度采用的方法是样方法,为了减少实验误差,要做到随机取样,且应取多个样方调查种群密度后取平均值。
【小问3详解】
要想长期获得较高的鱼产量,每次捕捞后鱼的数量需保持在曲线中的K/2左右,此时种群增长速率最大,捕捞后鱼群的年龄组成为增长型。
【小问4详解】
标记重捕法计算公式:种群中个体数(N)÷标记总数=重捕总数÷重捕中被标志的个体数,即N:30=14:4,解得N=105,由于捕捉一次后的灵敏度提高,重捕中被标记的个体数会减小,会导致种群数量偏大,则事实上有害动物的数量小于估算值。
18. 科研人员发现,在福岛核事故后,某些大型鱼类中放射性核素137Cs的浓度比底层鱼类和无脊椎动物高出一个数量级。下图1表示海洋生态系统中部分生物之间的食物关系(用箭头表示)。图2为底栖动物和底层鱼类之间的能量关系。回答下列问题:
(1)图1生物中能量的最终来源为______,位于第三营养级的生物有______。图2中A、B分别表示______。
(2)有人认为,核废水仅对排放地及周围区域有害,不与排放地水源直接接触的地方不会受到影响,你认为这种说法______(填“可信”或“不可信”),理由是______。
(3)科研人员发现,某种上层鱼类在受到天敌捕食时会释放一种信号分子,这种信号分子会对周围的同类产生刺激,进而促使其他同类远离水面和当前区域,这种信号分子属于生物产生的______(填“物理信息”“化学信息”或“行为信息”)。
【答案】(1) ①. 太阳能 ②. 无脊椎肉食动物、上层鱼类,底层鱼类 ③. 底栖动物同化的能量、底栖动物用于生长、发育,繁殖的能量
(2) ①. 不可信 ②. 物质循环具有全球性的特点,不排放核废水的地区可能会由于物质循环而带来核污染
(3)化学信息
【解析】
【分析】生态系统中某一营养级(最高营养级除外)能量的去路:①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能;②流向下一营养级;③残体、粪便等被分解者分解;④未被利用。即一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。
【小问1详解】
生态系统的能量流动是从生产者通过光合作用固定太阳能开始的,因此生态系统中生物进行生命活动所需的能量最终来自太阳能。第三营养级即次级消费者,以植食性动物为食,图1中无脊椎肉食动物、上层鱼类,底层鱼类是第三营养级。摄入量包括粪便量和同化量,因此A表示底栖动物同化的能量,同化量又包括呼吸作用以热能形式散失的量和用于生长、发育和繁殖的量,因此B表示用于生长、发育,繁殖的能量,C表示呼吸作用散失的能量。
【小问2详解】
物质循环具有全球性的特点,不排放核废水的地区可能会由于物质循环而带来核污染,因此核废水仅对排放地及周围区域有害,不与排放地水源直接接触的地方不会受到影响的说法是不可信的。
【小问3详解】
化学信息是指生物依靠自身代谢产生的化学物质,如植物的有机酸、有机碱、动物的性诱激素等来传递信息,某种上层鱼类在受到天敌捕食时会释放一种信号分子,这种信号分子会对周围的同类产生刺激,进而促使其他同类远离水面和当前区域,这种信号分子属于生物产生的化学信息。
19. 2022年3月15日,央视“3.15”晚会报道的某酸菜原料一事引起全网轰动。中国酸菜历史悠久,早在北魏的《齐民要术》中就记载了用白菜等原料腌制酸菜的多种方法。下图是贵州老百姓腌制酸菜的流程图,请回答下列问题。
(1)酸菜制作主要利用乳酸菌,腌制过程中没有额外加入乳酸菌,乳酸菌主要来自___________。
(2)酸菜制作过程中会有亚硝酸盐产生,亚硝酸盐一般不会危害人体健康,但如果人体摄入过量,会发生中毒,甚至死亡。某生物研究小组进行酸菜腌制实验,跟踪检测酸菜在制作过程中亚硝酸盐含量的变化(单位:mg/kg),结果如下表所示:
食盐用量/Y亚硝酸盐含量/腌制时间/d
1
3
5
7
9
11
13
15
5%
3.8
4.0
10.1
35.7
25.7
11.5
5.7
2.1
10%
3.6
4.1
5.9
17.3
25.3
23.8
13.6
3.8
15%
3.3
3.4
3.5
4.9
8.4
12.9
11.2
3.4
该实验的自变量为_______。据表分析,最理想的酸菜腌制条件是_______。
(3)科研工作者以酸菜为材料从中筛选出产酸高的乳酸菌菌株并进行分离与纯化,以便进一步提升酸菜的口味。实验所用固体培养基的制备过程包括配制培养基、灭菌、_____。若下图甲是接种培养后的菌落分布图,其接种方法是_______。图甲中的③区更容易得到单菌落,单菌落是指一般是由单个微生物繁殖形成的______。
【答案】(1)老酸汤 (2) ①. 腌制时间和食盐用量 ②. 食盐用量5%,腌制15天
(3) ①. 倒平板 ②. 平板划线法 ③. 肉眼可见的有一定形态结构的子细胞群体
【解析】
【分析】微生物接种常用的两种方法:①平板划线法:将已经灭菌处理的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在划线的开始部分,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足够稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后,可形成单菌落。
【小问1详解】
泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌,代谢类型是异养厌氧型,在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖分解为乳酸。酸菜制作主要利用乳酸菌,腌制过程中没有额外加入乳酸菌,结合题中的操作流程可知,酸菜制作过程中的乳酸菌主要来自(成品中取出的)老酸汤。
【小问2详解】
结合表格信息可知,该实验的自变量为腌制时间和食盐用量,因变量是亚硝酸盐的含量,据表分析,最理想的酸菜腌制条件是食盐用量5%,腌制15天,因为在该状态下,酸菜中的亚硝酸盐含量最少。
【小问3详解】
科研工作者以酸菜为材料从中筛选出产酸高的乳酸菌菌株并进行分离与纯化,以便进一步提升酸菜的口味。实验所用固体培养基的制备过程包括配制培养基、灭菌和倒平板操作。图甲中的菌落分布图显示,该平板的获得采用的接种方法是平板划线法。图甲中的③区更容易得到单菌落,因为该区域是平板中划线的末端,该处的菌体少,因而最可能获得单菌落,单菌落是指一般是由单个微生物繁殖形成的肉眼可见的有一定形态结构的子细胞群体,可根据该细胞群的形态对菌体做出鉴定。
20. 埃博拉病毒(EBOV)是一种能导致人类出血热的致死性病毒,对公共卫生具有较严重的危害。EBOV的NP蛋白在病毒复制中具有重要作用,也是检测EBOV的重要靶蛋白。实验人员用NP蛋白免疫小鼠来制备抗EBOV单克隆抗体,过程如下图所示。回答下列问题:
(1)制备抗EBOV单克隆抗体过程中,用NP蛋白多次免疫小鼠的目的是______。
(2)选择骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合,原因是骨髓瘤细胞具有______的特征。与植物细胞融合相比,诱导骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合特有的方法是______。
(3)获得的杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和抗体检测,原因是______。
(4)抗EBOV单克隆抗体可用于检测血浆中EBOV的含量,检测原理如下图所示。
①检测前,先将抗EBOV单克隆抗体固定在支持物上,然后向检测体系中加入一定量含有EBOV的血浆(其NP蛋白称为待测抗原)和等量酶标记的NP蛋白(酶标记抗原),目的是让待测抗原、酶标记抗原与抗EBOV单克隆抗体______结合。
②保温一段时间后洗涤,再向检测体系中加入一定量的白色底物,若检测体系蓝色越浅,则说明______。
【答案】(1)刺激小鼠产生更多能分泌抗NP抗体的B淋巴细胞
(2) ①. 能无限增殖 ②. 灭活病毒诱导法
(3)和骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞有多种,杂交瘤细胞不一定能产生抗NP蛋白的抗体
(4) ①. 竞争性 ②. 血浆中NP蛋白(EBOV)含量越高
【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。
【小问1详解】
制备抗EBOV单克隆抗体过程中,需要用免疫过的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,因此,用NP蛋白多次免疫小鼠的目的是刺激小鼠产生更多能分泌抗NP抗体的B淋巴细胞。
【小问2详解】
适宜条件下,骨髓瘤细胞具有能无限增殖的特点,因此选择免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合进而获得杂交瘤细胞,此时的杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖;与植物细胞融合相比(有物理方法、化学方法等),诱导骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合特有的方法是灭活病毒诱导法。
【小问3详解】
经过第一次筛选后,得到的是杂交瘤细胞,由于和骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞有多种,因而杂交瘤细胞也有多种,即此时的杂交瘤细胞不一定能产生抗NP蛋白的抗体,故需要将获得的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,进而筛选得出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
【小问4详解】
①根据图示反应原理,检测前,先将抗EBOV单克隆抗体固定在支持物上,然后向检测体系中加入一定量含有EBOV的血浆(其NP蛋白称为待测抗原)和等量酶标记的NP蛋白(酶标记抗原),待测抗原中的目标抗原和酶标记抗原竞争结合固相抗体,即待测抗原、酶标记抗原与抗EBOV单克隆抗体发生竞争性结合。
②标记抗原的酶可催化白色底物变为蓝色产物,所以如果待测抗原中目标抗原越多,则酶标记抗原和抗体结合得越少,催化生成的蓝色产物就越少,检测体系蓝色就越浅。
21. 玉米中赖氨酸含量较低,不能满足人体需求,科学家通过现代生物科学技术对其进行改造。回答下列问题:
(1)科学家决定将土豆花粉中高赖氨酸蛋白质编码基因(sb101)转入玉米细胞,为获得更多的sb101基因,可通过PCR技术扩增,在扩增液中除了加入4种等量的脱氧核苷酸、引物外,还需要加入______。
(2)用农杆菌转化法将目的基因导入玉米细胞的过程中,需要用_______溶液处理农杆菌,最终将sb101基因插入玉米细胞的______上,使目的基因得以稳定维持和表达。
(3)为保证sb401基因只在玉米种子中表达,应采取的措施是将sb401基因与种子中特异性表达的启动子等调控组件重组在一起。若获得的转基因植株(sb101基因已整合到玉米基因组中)的种子中赖氨酸的含量没有提高,其可能的原因是______。
(4)科学家想通过基因定点突变技术对赖氨酸合成过程中的酶进行改造,构建新的蛋白质结构的主要依据是______,该过程实施难度很大,主要原因是蛋白质具有______。
【答案】(1)sb101基因、热稳定DNA聚合酶
(2) ①. Ca2+ ②. 染色体DNA
(3)目的基因的转录或翻译异常
(4) ①. 蛋白质的预期功能 ②. 十分复杂的高级结构
【解析】
【分析】1、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。
2、将目的基因导入微生物细胞常用感受态转化法,即用钙离子(或氯化钙) 溶液处理农杆菌,使其转化为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态。
3、蛋白质工程是将控制蛋白质的基因进行修饰改造或合成新的基因,然后运用基因工程合成新的蛋白质。蛋白质工程的过程:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。
【小问1详解】
在PCR技术中,在扩增液中除了加入4种等量的脱氧核苷酸、引物外,还需要加入模板sb101基因、热稳定DNA聚合酶。
【小问2详解】
用农杆菌转化法将目的基因导入玉米细胞的过程中,常用感受态转化法,需要用Ca2+溶液处理农杆菌,使其转化为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态。最终将sb101基因插入玉米细胞的染色体DNA上,使目的基因得以稳定维持和表达。
【小问3详解】
获得目的基因的植株也不一定获得转基因的性状,因为目的基因进入细胞后如果出现转录或翻译异常,也得不到转基因的性状。所以若获得的转基因植株(sb101基因已经整合到植物的基因组中)赖氨酸的含量没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。
【小问4详解】
蛋白质工程基本途径是:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因),最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。科学家想通过基因定点突变技术对赖氨酸合成过程中的酶进行改造,构建新的蛋白质结构的主要依据是蛋白质的预期功能,由于蛋白质具有十分复杂的高级结构,因此该过程实施难度很大。
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