精品解析:海南省省直辖县级行政单位临高县新盈中学2024-2025学年高三上学期1月期末生物试题
2025-02-17
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内容正文:
2025届高考调研模拟卷(一)
生物学
注意事项:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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. 埃塞俄比亚高原上的画眉草种子是世界上最小的谷物,150粒才相当于1粒小麦,种子中富含脂质和蛋白质等,营养丰富。下列关于植物体内化合物的叙述,正确的是( )
A. 谷物种子中的无机盐主要是通过光合作用形成的
B. 画眉草细胞的脂肪、蛋白质、纤维素都以碳链为骨架,都属于生物大分子
C. 精确检测画眉草种子中蛋白质的含量可用双缩脲试剂
D. 必需氨基酸种类及含量可用来衡量蛋白质的营养价值
2. 干细胞间竞争与小鼠尾部皮肤的老化有关,其由胶原蛋白基因(COL17A1)驱动。COL17A1表达水平较高的干细胞会将附近COL17A1表达水平较低的细胞挤出去,这种干细胞间竞争有助于维持皮肤的整体结构和完整性。COL17A1的表达随着年龄的增长而下降,下列叙述正确的是( )
A. 尾部皮肤细胞内的水分减少、细胞萎缩、体积变小时表明小鼠衰老
B. 老龄小鼠体内COL17A1的表达量低,干细胞间竞争强度较高
C. 多能干细胞具有多向分化的潜能,体现了细胞的全能性
D. 激活COL17A1的表达或减少自由基都可能延缓皮肤细胞的衰老
3. 择伐,即在预定的森林面积上定期、重复地采伐成熟的林木和树群。择伐后可形成林窗(即林冠层出现空隙),还可使森林不断实现局部更新,地面始终保持森林覆被,充分发挥森林的生态效益。下列叙述错误的是( )
A. 森林择伐后,群落的水平结构不会发生改变
B. 森林择伐后,林窗内群落的垂直结构可能变复杂
C. 择伐后森林发生的演替与弃耕农田发生的相同
D. 择伐后的森林往往能够更加充分地利用光能
4. 新质生产力本身就是绿色生产力。新质生产力不仅与经济效率提升、生产关系革新有关,还涉及绿色发展和生态文明建设。下列以新质生产力赋能绿色发展的叙述错误的是( )
A. 培育良种、科学种植可提高生态承载力
B. 利用太阳能水生态修复系统可改善水质
C. 建设大型风电光伏基地可以减少碳排放
D. 利用CO2人工合成淀粉可增大生态足迹
5. 某地以稻田为基础建立了沼泽地—莲藕—泥鳅生态养殖模式,该生态养殖模式是在稻田底部建立一条“回”型沟,将莲藕与泥鳅混合,利用沼气残渣作为底肥,泥鳅排泄物可成为莲根生长所需的有机肥,泥鳅可以捕食稻田中的浮游生物和害虫。下列叙述错误的是( )
A. 该生态养殖模式提高了稻田生态系统的恢复力稳定性
B. 莲藕与泥鳅的共养模式实现了物质和能量的多级利用
C. 泥鳅可以捕食稻田中的害虫等,进而减少了农药的使用
D. 莲藕与泥鳅共养兼顾经济效益和生态效益,体现了整体原理
6. 植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术。下列叙述错误的是( )
A. 植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理
B. 经纤维素酶和果胶酶充分处理后,植物细胞团分散为单个完整的悬浮细胞
C. 为使悬浮细胞正常生长,培养基须保持适当的温度、pH和渗透压
D. 利用悬浮培养技术生产次生代谢物,可减少植物资源的消耗
7. 捻角山羊是巴基斯坦的“国宝”,适合在高海拔的极端环境生存。山羊大约3000-5000年前才迁徙至青藏高原,通过与捻角山羊的杂交以及后代与亲代的反复回交,将捻角山羊的部分基因转移和整合到山羊中,最终形成了我国的西藏山羊。下列叙述错误的是( )
A. 最初的山羊与捻角山羊之间存在生殖隔离
B. 突变和基因重组为西藏山羊种群的进化提供了原材料
C. 西藏山羊的形成是种群基因频率不断定向改变的结果
D. 西藏山羊的形成是青藏高原环境条件不断选择的结果
8. 部分碱基发生甲基化修饰会抑制基因的表达。研究发现,大豆体内的GmMYC2基因表达会抑制脯氨酸的合成,使大豆的耐盐能力下降。下列说法错误的是( )
A. 不能通过检测DNA的碱基序列确定该DNA是否发生甲基化
B. DNA甲基化引起的表型变化能遗传给后代
C. 若GmMYC2基因发生甲基化,则可能会提高大豆的耐盐能力
D. RNA聚合酶识别并结合基因上的起始密码子,驱动转录
9. 某甲流患者持续三天高烧39℃,出现呼吸急促、心跳加快、嗜睡等症状,检查发现肺部有病毒感染,身体某些部位也出现浮肿现象。下列相关叙述正确的是( )
A. 该患者的体温维持在39℃时,机体的产热量大于散热量
B. 肺部感染使肺泡的气体交换受阻,可引起内环境pH降低
C. 该患者呼吸急促、心跳加快是副交感神经处于亢奋状态所致
D. 该患者出现的浮肿现象是淋巴液回流受阻使淋巴液增多所致
10. 化疗一方面可以通过直接杀伤作用消灭肿瘤细胞,另一方面也能通过激活机体抗肿瘤免疫系统抑制肿瘤的生长,但其机制不清且只对部分病人有效。最新研究发现,在对鼻咽癌患者化疗后,关键因子ILB(innate-likeBcell,先天样B细胞)增加,显著促进了辅助性T细胞的扩增,进而提高了细胞毒性T细胞的肿瘤杀伤能力。下列叙述错误的是( )
A. 辅助性T细胞能分泌细胞因子促进细胞毒性T细胞的分裂和分化
B. 长期抽烟可能导致原癌基因和抑癌基因过量表达,提高鼻咽癌发病率
C. 细胞毒性T细胞可以与肿瘤细胞直接接触,导致肿瘤细胞裂解、死亡
D. 该研究提示了ILB可能作为鼻咽癌化疗响应性的潜在生物标志物
11. 牙齿再生术的难点在于牙髓再生和牙周组织再生。空军军医大学口腔医院金岩教授率领团队经历多年潜心努力,从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞,经过体外培养,将形成的干细胞聚合体植入患者牙髓腔里,使得牙齿神经、血管再生,完全恢复牙齿原有功能。针对以上技术,下列叙述正确的是( )
A. 此技术的原理与植物组织培养的原理相同
B. 此技术需要适宜的温度(36.5℃)和pH(6.8—7.8)
C. 牙髓干细胞与胚胎干细胞一样都可以分化为成年动物体内任何一种类型的细胞,甚至产生个体
D. 对于牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养,用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代
12. 科研人员通过秋水仙素处理获得四倍体辣椒植株,与二倍体(2n=24)辣椒相比,四倍体植株叶片、果实、花器均变大,下列叙述正确的是( )
A. 该育种方法涉及的原理是染色体结构变异
B. 四倍体辣椒与二倍体辣椒属于不同的物种
C. 经过秋水仙素加倍后的四倍体辣椒为纯合子
D. 秋水仙素可促进染色单体分离使染色体加倍
13. 光敏色素是一种蛋白质,分布在植物体的各个部位,受光照射时其结构会发生变化,如图是光照时间对某长日照植物开花的影响示意图。下列叙述不正确的是( )
A. 红光和远红光刺激会引起光敏色素空间结构的改变
B. 夜晚连续光照数小时会使该植物推迟开花
C. 暗期的红光处理可以促进该植物开花,但可被远红光逆转
D. 开花过程是基因表达调控、激素调节和环境因素共同调节的
14. 研究发现红细胞在清水中容易涨破与其细胞膜上的水通道蛋白(CHIP28)密切相关。为进一步研究该水通道蛋白的功能及影响因素,科研人员对脂质体做了不同的处理,并比较脂质体在清水中涨破的时间,实验结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别
处理
实验结果
甲
不含CHIP28的脂质体
破裂所需时间较长
乙
插入CHIP28的脂质体
短时间内膨胀破裂
丙
插入CHIP28的脂质体+Hg2+
破裂所需时间较长
丁
插入CHIP28的脂质体+Hg2++物质X
短时间内膨胀破裂
注:脂质体为人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构。
A. 乙组的自变量处理利用了“加法原理”
B. CHIP28提高了水分子自由扩散和协助扩散的速率
C. Hg2+可能对CHIP28的功能具有抑制作用
D. 物质X可能与恢复CHIP28的空间结构及功能相关
15. 油菜籽中有一种有机化合物L-5-乙基呃唑烷-硫酮(VOT),可诱发甲状腺疾病。研究发现反刍动物瘤胃中的部分细菌可以分解VOT,如图是研究人员从瘤胃提取物中分离VOT分解菌的流程。下列叙述正确的是( )
A. ①为了分离得到单菌落,只能使用稀释涂布平板法接种,而不能用平板划线法
B. 甲培养基中通常含有碳源、氮源、水和无机盐、琼脂等成分
C. 要得到高效分解VOT的菌种,需要以VOT为唯一的碳源
D. 若接种稀释倍数为105的菌液样品0.1mL,培养一段时间后,平板上的菌落数平均值为50个,则1mL原菌液样品中细菌数为5.0×106个
16. 人类有一种常染色体隐性遗传病,其致病基因a是由基因A编码序列部分缺失产生的。从人组织中提取,经酶切、电泳和探针来进行基因检测,并获得条带图,再根据条带判断个体的基因型。如果只呈现一条带,说明只含有基因A或a;如果呈现两条带,说明同时含有基因A和a,对图甲所示某家族的成员1~6号分别进行基因检测,得到的条带图如图乙所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 2号个体在产生精子的过程中极有可能发生了基因突变
B. 7号个体和8号个体基因型相同的概率为
C. 若自然人群中a基因的频率为0.01,则3号个体与表现正常的人婚配后,子女患病的概率为
D. 基因检测时会应用酶的专一性、碱基互补配对等生物学基本原理
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 小麦受到盐胁迫时产量降低。某科研人员以“百农889”和“中国春”两种耐盐小麦的盆栽幼苗作为材料,展开小麦对盐胁迫的耐受性差异机理及耐盐品种选育的研究。实验组用200mmol.L-1NaCl溶液模拟盐胁迫处理,对照组用等量的蒸馏水处理。部分实验数据如下图。
回答下列问题:
(1)本实验的自变量是_____,设置对照组目的是_____。
(2)给小麦的叶片供应CO2,在相应酶的作用下与C5结合而被固定,形成_____,该过程发生在小麦叶肉细胞的_____(具体部位)。
(3)分析实验结果可知,在盐胁迫下“中国春”的净光合速率降低,其原因可能是_____。
(4)研究表明盐胁迫使“百农889”叶绿素的含量降低,施用硅(Si)和硒(Se)能提高受盐胁迫“百农889”叶绿素的含量,在一定程度改善盐胁迫对小麦造成的不利影响;同时施加两种元素的处理效果要优于单一施用一种元素。请设计实验进行验证,简要写出实验思路_____。
18. 我国南方地区推广的稻蟹共生系统是可持续性综合发展新模式,具体来说是在稻田中引入螃蟹种群后形成的以蟹、稻为主导的复合农田生态系统,实现了“一水两用、一地双收”,获得了良好的经济和生态效益。
(1)中华绒螯蟹是杂食性动物,喜食水生杂草、昆虫、鱼等,对腐臭的动物尸体也很爱食。中华绒螯蟹在生态系统中所属的成分为____。不确定中华绒螯蟹的投放量,应根据食物网中的营养级,调查投放池塘中华绒螯蟹____的生物积累量。
(2)实验塘于6月投放中华绒螯蟹蟹苗,10月份收获成蟹,调查各食物种类的生物量结果如下:
10月收获期各组分
生物量t·Km-2·a-1
稻田单作生态系统
蟹-稻复合生态系统
总生物量
8674.90
25123.66
水生杂草生物量占比
7.91%
5.81%
鱼类生物量占比
0.27%
0.12%
中华绒螯蟹生物量占比
—
0.20%
其他
59.56%
58.69%
水稻生物量占比
32.26%
35.18%
①加入中华绒螯蟹____(“能”、“不能”)使能量更多的流向对人类有益的方向,你的判断依据是____。
②请从种间关系和物质循环的角度分析稻田引入中华绒螯蟹后,水稻生物量占比发生变化,可能的原因是____(每个角度至少答出一点)。
(3)该生态系统的部分食物网如图所示,如果A的能量直接流到C的比例由1/3调整为1/2,能量传递效率按10%计算,则C获得的能量是原来的____倍。
(4)为提高中华绒螯蟹的产量,养殖人员往往会投放玉米碎屑等饵料,未被食用的饵料会随定期排放的废水进入周围水体,引发水体的富营养化。为实现生态效益和经济效应的双赢,请提出两条具体措施____。
19. 应激可以引起机体神经、内分泌、免疫的连锁反应,一定强度的应激反应有助于提高机体应对能力,但强烈且持续的应激会使免疫细胞活性下降,使机体的免疫机能降低。IL-1β(一种促炎细胞因子)和IL-6(白细胞介素-6)是一类细胞因子,为探讨精神应激对下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)活性及大脑皮层和下丘脑中细胞因子的影响,科研人员进行了小鼠与其天敌(猫)的暴露实验。
实验步骤:将小鼠随机分成3组,急性应激组受天敌攻击45min后立即检测,慢性应激组每天受攻击45min,持续14天后检测,正常对照组处于无天敌环境。将记录的数据处理分析,结果如图。回答下列问题:
(1)研究发现,当人处于剧烈运动、恐惧、极度紧张等紧急情况下,______兴奋,直接调节_________分泌肾上腺素,使机体处于高度警觉状态。同时,HPA轴被活化,糖皮质激素分泌增多,该激素在调节血糖水平中的作用是_________。
(2)正常情况下,糖皮质激素能不断合成,但内环境中其含量却保持相对稳定,原因是________(答出2点)。
(3)由图1可知,血浆糖皮质激素水平在慢性天敌应激中持续升高,可能使得_______,从而导致糖皮质激素对HPA轴的抑制作用减弱,机体稳态受影响。
(4)研究发现,过量的糖皮质激素可促进免疫细胞的衰老和凋亡。结合图2、图3分析,在慢性天敌应激情况下,长期高水平的糖皮质激素使_______,导致免疫系统的________功能降低,从而使机体受感染和患癌风险增大。
(5)研究发现,肾上腺皮质产生的糖皮质激素的含量不同会对免疫功能造成不同影响,请设计实验进行探究,写出实验思路________。
20. 蝴蝶兰原产于亚热带雨林地区,能开出形如蝴蝶飞舞般的花朵,深受花迷们的青睐,素有“洋兰王后”之称。蝴蝶兰大多数为双瓣花,偶尔也有开单瓣花的品种(但单瓣花蝴蝶兰都不育,雌蕊、雄蕊发育不完善),双瓣花和单瓣花这对相对性状由等位基因A/a控制。科研人员利用双瓣花蝴蝶兰(其中丙为突变株)进行如下了的自交实验,实验结果如下表所示(F2为F1自交后代)。据表回答下列有关问题:
类型
P
F1
F2
实验一
甲(双瓣)
全为双瓣
全为双瓣
实验二
乙(双瓣)
3/4双瓣、1/4单瓣
5/6双瓣、1/6单瓣
实验三
丙(双瓣)
1/2双瓣、1/2单瓣
1/2双瓣、1/2单瓣
(1)依据表中实验结果判断双瓣花和单瓣花这对相对性状中,___为显性性状,理由是___。
(2)分析表中丙植株的基因型为___,推测出现实验三中异常遗传实验结果的原因可能是___(答出一种即可)。
(3)为验证上述(2)问推测,可以任意选择甲、乙、丙作为实验材料,设计出最简便的实验方案。
实验思路:让___进行正反交实验,统计产生子代的表型及比例。
预期结果和结论:___。
21. 构建基因表达载体时,将动物E蛋白基因插入质粒pUC18的AmpR内部,以期培育工程菌生成动物E蛋白。构建重组质粒及限制酶的识别序列如图所示。回答下列问题:
注:tetR为四环素抗性基因、AmpR为氨苄青霉素抗性基因。
(1)构建基因表达载体时,用限制酶EcoRV和PstⅠ切割质粒pUC18和含E蛋白基因的DNA片段后,最好选用__________(选“E.coli DNA连接酶”或“T4 DNA连接酶”)进行连接。将重组质粒pUC20导入大肠杆菌前,先用Ca2+处理大肠杆菌,目的是____________________。
(2)原核生物编码蛋白质时偏好使用GTG编码起始密码子,而真核生物偏好使用ATG。为驱动受体大肠杆菌E蛋白基因的高效表达,对E蛋白基因模板链3′端的引物进行__________的改造,并优化E蛋白基因上游的__________序列以驱动转录。
(3)初步获得的细菌含有质粒pUC18或质粒pUC20。为筛选出含有重组质粒的大肠杆菌,配制A~C三种选择培养基进行初筛,结果如表所示:
培养基
抗生素种类
菌落类型
A
四环素
甲
B
氨苄青霉素
乙
C
四环素+氨苄青霉素
丙
根据初筛结果,为获得目的菌,需从菌落类型________中挑选多个单菌落分别接种到选择培养基进一步筛选。实验的思路和预期结果及结论:________________________________。
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2025届高考调研模拟卷(一)
生物学
注意事项:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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. 埃塞俄比亚高原上的画眉草种子是世界上最小的谷物,150粒才相当于1粒小麦,种子中富含脂质和蛋白质等,营养丰富。下列关于植物体内化合物的叙述,正确的是( )
A. 谷物种子中的无机盐主要是通过光合作用形成的
B. 画眉草细胞的脂肪、蛋白质、纤维素都以碳链为骨架,都属于生物大分子
C. 精确检测画眉草种子中蛋白质的含量可用双缩脲试剂
D. 必需氨基酸种类及含量可用来衡量蛋白质的营养价值
【答案】D
【解析】
【分析】生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,产生砖红色沉淀。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色。
【详解】A、谷物种子中的无机盐主要通过根系从土壤溶液中吸收而来,A错误;
B、脂肪不属于生物大分子,B错误;
C、双缩脲试剂只能定性检测蛋白质的存在,或粗略估算蛋白质的含量,不能精确检测蛋白质的含量,C错误;
D、必需氨基酸是人体不能合成的氨基酸,必需从外界获取,必需氨基酸种类及含量是衡量蛋白质营养价值的重要依据,D正确。
故选D。
2. 干细胞间竞争与小鼠尾部皮肤的老化有关,其由胶原蛋白基因(COL17A1)驱动。COL17A1表达水平较高的干细胞会将附近COL17A1表达水平较低的细胞挤出去,这种干细胞间竞争有助于维持皮肤的整体结构和完整性。COL17A1的表达随着年龄的增长而下降,下列叙述正确的是( )
A. 尾部皮肤细胞内的水分减少、细胞萎缩、体积变小时表明小鼠衰老
B. 老龄小鼠体内COL17A1的表达量低,干细胞间竞争强度较高
C. 多能干细胞具有多向分化的潜能,体现了细胞的全能性
D. 激活COL17A1的表达或减少自由基都可能延缓皮肤细胞的衰老
【答案】D
【解析】
【分析】衰老的细胞主要具有以下特征:(1)细胞内的水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢。(2)细胞内多种酶的活性降低。例如,由于头发基部的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,所以老人的头发会变白。(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐和累,它们会妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞正常的生理功能。细胞内呼吸速率减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深。(4)细胞摸通透性改变,使物质运输功能降低。
【详解】A、衰老细胞的水分减少、细胞萎缩、体积变小,但对于多细胞生物体,细胞衰老并不等于个体衰老,小鼠衰老的过程是小鼠体内细胞普遍衰老的过程,因此尾部皮肤细胞内的水分减少、细胞萎缩、体积变小时不能表明小鼠衰老,A错误;
B、由题意可知,干细胞间竞争与小鼠尾部皮肤的老化有关,其由胶原蛋白基因(COL17A1)驱动。COL17A1表达水平较高的干细胞会将附近COL17A1表达水平较低的细胞挤出去,而COL17A1的表达随着年龄的增长而下降,即老龄小鼠体内COL17A1的表达量低,干细胞间竞争强度比较低,B错误;
C、多能干细胞具有多向分化的潜能,但不能形成个体,因此不能体现细胞的全能性,C错误;
D、COL17AI的表达随着年龄的增长而下降,而衰老细胞内自由基会变多,因此激活COL17A1的表达或减少自由基都可能延缓皮肤细胞的衰老,D正确。
故选D。
3. 择伐,即在预定的森林面积上定期、重复地采伐成熟的林木和树群。择伐后可形成林窗(即林冠层出现空隙),还可使森林不断实现局部更新,地面始终保持森林覆被,充分发挥森林的生态效益。下列叙述错误的是( )
A. 森林择伐后,群落的水平结构不会发生改变
B. 森林择伐后,林窗内群落的垂直结构可能变复杂
C. 择伐后森林发生的演替与弃耕农田发生的相同
D. 择伐后的森林往往能够更加充分地利用光能
【答案】A
【解析】
【分析】群落的空间结构包括:(1)垂直结构:植物群落的垂直结构表现在垂直方向上的分层性,其中植物的垂直结构决定了动物的垂直分层。(2)水平结构:水平方向上由于光线明暗、地形起伏、湿度的高低等因素的影响,不同地段上分布着不同的生物种群。
【详解】A、森林择伐后,出现林窗,群落的水平结构会发生改变,A错误;
B、森林择伐后林窗内阳光更加充足,群落的垂直结构可能变复杂,B正确;
C、择伐后还留有大量繁殖体和土壤条件,森林发生的演替属于群落的次生演替,与弃耕农田发生的演替类型相同,C正确;
D、择伐后的森林,林下植被会更加复杂,往往能够更加充分地利用光能,D正确。
故选A。
4. 新质生产力本身就是绿色生产力。新质生产力不仅与经济效率提升、生产关系革新有关,还涉及绿色发展和生态文明建设。下列以新质生产力赋能绿色发展的叙述错误的是( )
A. 培育良种、科学种植可提高生态承载力
B. 利用太阳能水生态修复系统可改善水质
C. 建设大型风电光伏基地可以减少碳排放
D. 利用CO2人工合成淀粉可增大生态足迹
【答案】D
【解析】
【分析】生态足迹:又叫生态占用,指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积。
【详解】A、培育良种、科学种植提高农业生产效率等可减少人类对资源的消耗,因而可有效减小生态足迹,可提高生态承载力,A正确。
B、太阳能水生态修复系统采用植物净化技术,达到改善水质的目的,B正确;
C、建设大型风电光伏基地可以减少化石燃料的燃烧,减少碳排放,C正确;
D、利用CO2人工合成淀粉可减少CO2的排放,降低生态足迹,D错误。
故选D。
5. 某地以稻田为基础建立了沼泽地—莲藕—泥鳅生态养殖模式,该生态养殖模式是在稻田底部建立一条“回”型沟,将莲藕与泥鳅混合,利用沼气残渣作为底肥,泥鳅排泄物可成为莲根生长所需的有机肥,泥鳅可以捕食稻田中的浮游生物和害虫。下列叙述错误的是( )
A. 该生态养殖模式提高了稻田生态系统的恢复力稳定性
B. 莲藕与泥鳅的共养模式实现了物质和能量的多级利用
C. 泥鳅可以捕食稻田中的害虫等,进而减少了农药的使用
D. 莲藕与泥鳅共养兼顾经济效益和生态效益,体现了整体原理
【答案】A
【解析】
【分析】生态工程依据的生态学原理:(1)自生:由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。要求:有效的选择生物组分并合理布设;创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件。(2)循环:指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。即保证物质循环再生。(3)协调:即生物与环境、生物与生物的协调与适应等也是需要考虑的问题。要求:处理好协调问题,需要考虑环境容纳量。(4)整体:树立整体观,遵循整体原理。
【详解】A、一般而言,生态系统的组成成分越多,营养结构越复杂,抵抗力稳定越高,恢复力稳定性越弱,该生态养殖模式提高了稻田生态系统的抵抗力稳定性,但恢复力稳定性降低了,A错误;
B、莲藕与泥鳅的共养模式可处理水产养殖过程中产生的N、P等主要污染物,实现了物质的循环利用和能量的多级利用,B正确;
C、泥鳅可以捕食稻田中的害虫等,进而减少了农药的使用,有利于保护环境,C正确;
D、莲藕与泥鳅共养兼顾了经济、生态和社会效益,主要体现了整体原理,D正确。
故选A。
6. 植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术。下列叙述错误的是( )
A. 植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理
B. 经纤维素酶和果胶酶充分处理后,植物细胞团分散为单个完整的悬浮细胞
C. 为使悬浮细胞正常生长,培养基须保持适当的温度、pH和渗透压
D. 利用悬浮培养技术生产次生代谢物,可减少植物资源的消耗
【答案】B
【解析】
【分析】植物细胞培养需要在无菌条件下进行人工操作:保证水、无机盐、碳源(常用蔗糖)、氮源(含氮有机物)、生长因子(维生素)等营养物质的供应;需要添加一些植物生长调节物质,主要是生长素和细胞分裂素;愈伤组织再分化到一定阶段,形成叶绿体,能进行光合作用,故需光照。
【详解】A、为了避免杂菌污染,植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理,A正确;
B、纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得的是原生质体,不能获得单个完整的悬浮细胞,B错误;
C、细胞的正常生长需要适宜的条件,因此,为使悬浮细胞正常生长,培养基须保持适当的温度、pH和渗透压,C正确;
D、利用悬浮培养技术生产次生代谢物,可减少植物资源的消耗,同样也不受季节和天气得限制,D正确。
故选B。
7. 捻角山羊是巴基斯坦的“国宝”,适合在高海拔的极端环境生存。山羊大约3000-5000年前才迁徙至青藏高原,通过与捻角山羊的杂交以及后代与亲代的反复回交,将捻角山羊的部分基因转移和整合到山羊中,最终形成了我国的西藏山羊。下列叙述错误的是( )
A. 最初的山羊与捻角山羊之间存在生殖隔离
B. 突变和基因重组为西藏山羊种群的进化提供了原材料
C. 西藏山羊的形成是种群基因频率不断定向改变的结果
D. 西藏山羊的形成是青藏高原环境条件不断选择的结果
【答案】A
【解析】
【分析】新物种形成的标志是形成生殖隔离,突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件,生殖隔离是新物种形成的标志。
【详解】A、最初的山羊与与捻角山羊可以杂交,后代可与亲代的反复回交,说明二者之间不存在生殖隔离,A错误;
B、突变和基因重组为进化提供了原材料,B正确;
C、西藏山羊的形成是种群基因频率不断定向改变的结果,C正确;
D、自然选择决定生物进化的方向,因此西藏山羊的形成是青藏高原生态环境不断选择的结果,D正确。
故选A。
8. 部分碱基发生甲基化修饰会抑制基因的表达。研究发现,大豆体内的GmMYC2基因表达会抑制脯氨酸的合成,使大豆的耐盐能力下降。下列说法错误的是( )
A. 不能通过检测DNA的碱基序列确定该DNA是否发生甲基化
B. DNA甲基化引起的表型变化能遗传给后代
C. 若GmMYC2基因发生甲基化,则可能会提高大豆的耐盐能力
D. RNA聚合酶识别并结合基因上的起始密码子,驱动转录
【答案】D
【解析】
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变
【详解】A、甲基化不会改变DNA的碱基序列,因此无法通过检测 DNA的碱基序列确定该DNA是否发生甲基化,A正确;
B、表观遗传可能是由某些碱基的甲基化引起,这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型,B正确;
C、若GmMYC2基因发生甲基化,从而影响该基因的表达,GmMYC2基因表达会抑制脯氨酸的合成,现在基因不表达,故脯氨酸合成增加,大豆耐盐性增加,C正确;
D、基因结构中不存在起始密码子,密码子存在mRNA上,RNA聚合酶识别并结合基因上的启动子,驱动转录,D错误。
故选D。
9. 某甲流患者持续三天高烧39℃,出现呼吸急促、心跳加快、嗜睡等症状,检查发现肺部有病毒感染,身体某些部位也出现浮肿现象。下列相关叙述正确的是( )
A. 该患者的体温维持在39℃时,机体的产热量大于散热量
B. 肺部感染使肺泡的气体交换受阻,可引起内环境pH降低
C. 该患者呼吸急促、心跳加快是副交感神经处于亢奋状态所致
D. 该患者出现的浮肿现象是淋巴液回流受阻使淋巴液增多所致
【答案】B
【解析】
【分析】自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成。当人体处于兴奋状态,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但肠胃的蠕动和消化腺的分泌活动减弱。当人体处于安静状态时,副交感的神经活动则占据优势,此时,心跳减慢,但肠胃的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。交感神经和副交感神经对同一细胞的作用,有如汽车的油门和刹车,可以使机体对外界刺激作出更精确的反映,使机体更好的适应环境的变化。
【详解】A、体温维持在39℃时,说明体温处于较高水平状态的稳定,此时机体的产热量约等于散热量,A错误;
B、肺部感染使肺泡的气体交换受阻,血氧浓度较低,细胞无氧呼吸产生乳酸会引起内环境pH降低,B正确;
C、高烧期间该患者出现呼吸急促、心跳加快现象,是由于交感神经处于亢奋状态所致,C错误;
D、引起组织水肿的原因很多,如过敏反应引起毛细血管壁通透性增强、长期营养不良、肾小球肾炎、毛细淋巴管受阻等,因此,该患者的浮肿现象可能是淋巴液回流受阻使组织液增多所致,D错误。
故选B。
10. 化疗一方面可以通过直接杀伤作用消灭肿瘤细胞,另一方面也能通过激活机体抗肿瘤免疫系统抑制肿瘤的生长,但其机制不清且只对部分病人有效。最新研究发现,在对鼻咽癌患者化疗后,关键因子ILB(innate-likeBcell,先天样B细胞)增加,显著促进了辅助性T细胞的扩增,进而提高了细胞毒性T细胞的肿瘤杀伤能力。下列叙述错误的是( )
A. 辅助性T细胞能分泌细胞因子促进细胞毒性T细胞的分裂和分化
B. 长期抽烟可能导致原癌基因和抑癌基因过量表达,提高鼻咽癌发病率
C. 细胞毒性T细胞可以与肿瘤细胞直接接触,导致肿瘤细胞裂解、死亡
D. 该研究提示了ILB可能作为鼻咽癌化疗响应性的潜在生物标志物
【答案】B
【解析】
【分析】细胞免疫的过程:被病毒感染的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,开始分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。同时辅助性T细胞分泌细胞因子加速细胞毒性T细胞的分裂、分化。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,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。
【详解】A、辅助性T细胞能分泌细胞因子促进细胞毒性T细胞的分裂和分化,使其分裂为新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞,A正确;
B、原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖,细胞发生癌变后具有无限增殖的能力,长期抽烟可能导致原癌基因过量表达,提高鼻咽癌发病率,B错误;
C、细胞毒性T细胞可以与肿瘤细胞直接接触,导致肿瘤细胞裂解、死亡,该过程属于细胞凋亡,对于机体是有利的,C正确;
D、分析题意可知,关键因子ILB(innate-likeBcell,先天样B细胞)增加,显著促进了辅助性T细胞的扩增,进而提高了细胞毒性T细胞的肿瘤杀伤能力,该研究提示了ILB可能作为鼻咽癌化疗响应性的潜在生物标志物,D正确。
故选B。
11. 牙齿再生术的难点在于牙髓再生和牙周组织再生。空军军医大学口腔医院金岩教授率领团队经历多年潜心努力,从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞,经过体外培养,将形成的干细胞聚合体植入患者牙髓腔里,使得牙齿神经、血管再生,完全恢复牙齿原有功能。针对以上技术,下列叙述正确的是( )
A. 此技术的原理与植物组织培养的原理相同
B. 此技术需要适宜的温度(36.5℃)和pH(6.8—7.8)
C. 牙髓干细胞与胚胎干细胞一样都可以分化为成年动物体内任何一种类型的细胞,甚至产生个体
D. 对于牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养,用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌②添加一定量的抗生素③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH:哺乳动物多以36.5℃为宜,最适pH为7.2-7.4。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH。)
【详解】A、该技术属于动物细胞培养,原理是细胞增殖,而植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,两者不同,A错误;
B、此技术即动物细胞培养需要适宜的温度(36.5±0.5℃)和pH(7.2-7.4),B错误;
C、由于技术条件等的制约,目前不能将动物体细胞培养为完整个体,且牙髓干细胞属于分化程度较高的细胞,不能分为任何一种类型的细胞,C错误;
D、对于牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养(分瓶前的培养过程),用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代,D正确。
故选D。
12. 科研人员通过秋水仙素处理获得四倍体辣椒植株,与二倍体(2n=24)辣椒相比,四倍体植株叶片、果实、花器均变大,下列叙述正确的是( )
A. 该育种方法涉及的原理是染色体结构变异
B. 四倍体辣椒与二倍体辣椒属于不同的物种
C. 经过秋水仙素加倍后的四倍体辣椒为纯合子
D. 秋水仙素可促进染色单体分离使染色体加倍
【答案】B
【解析】
【分析】秋水仙素或低温的作用原理是抑制纺锤体的形成,引起染色体数目的加倍。
【详解】A、该育种方法涉及的原理是染色体数目变异,A错误;
B、四倍体辣椒与二倍体辣椒杂交产生的三倍体辣椒不育,说明二者之间存在生殖隔离,属于不同的物种,B正确;
C、经过秋水仙素加倍后的四倍体辣椒不一定为纯合子,如Aa经秋水仙素处理后变为AAaa,仍为杂合子,C错误;
D、秋水仙素可抑制纺锤体形成,使染色体加倍,D错误。
故选B。
13. 光敏色素是一种蛋白质,分布在植物体的各个部位,受光照射时其结构会发生变化,如图是光照时间对某长日照植物开花的影响示意图。下列叙述不正确的是( )
A. 红光和远红光刺激会引起光敏色素空间结构的改变
B. 夜晚连续光照数小时会使该植物推迟开花
C. 暗期的红光处理可以促进该植物开花,但可被远红光逆转
D. 开花过程是基因表达调控、激素调节和环境因素共同调节的
【答案】B
【解析】
【分析】分析图形:图中长日照植物随着光照时间的延长而开花,红光能促进长日照植物开花,而远红光能够抑制长日照植物开花。
【详解】A、光敏色素作为接受光信号的蛋白质类受体,红光和远红光刺激会引起光敏色素空间结构的改变,导致其活性也发生改变,A正确;
B、夜晚连续光照数小时,提供长日照、短夜条件,因此可能使长日照植物提前开花,B错误;
C、根据图示最后两组可知,暗期用红光处理后,可使原本不开花的第三组变为开花的,而再用远红光处理后则变为不开花,因此可知,暗期的红光处理可以促进该植物开花,但可被远红光逆转,C正确;
D、植物生长发育的调控是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的,因此开花过程是基因表达调控、激素调节和环境因素共同调节的,D正确。
故选B。
14. 研究发现红细胞在清水中容易涨破与其细胞膜上的水通道蛋白(CHIP28)密切相关。为进一步研究该水通道蛋白的功能及影响因素,科研人员对脂质体做了不同的处理,并比较脂质体在清水中涨破的时间,实验结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别
处理
实验结果
甲
不含CHIP28的脂质体
破裂所需时间较长
乙
插入CHIP28的脂质体
短时间内膨胀破裂
丙
插入CHIP28的脂质体+Hg2+
破裂所需时间较长
丁
插入CHIP28的脂质体+Hg2++物质X
短时间内膨胀破裂
注:脂质体为人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构。
A. 乙组的自变量处理利用了“加法原理”
B. CHIP28提高了水分子自由扩散和协助扩散的速率
C. Hg2+可能对CHIP28的功能具有抑制作用
D. 物质X可能与恢复CHIP28的空间结构及功能相关
【答案】B
【解析】
【分析】物质的跨膜运输有三种方式:(1)自由扩散:特点是由高浓度向低浓度运输,不需要载体且不消耗能量,如水、甘油、二氧化碳的跨膜运输;(2)协助扩散:特点是由高浓度向低浓度运输,需要蛋白质的协助,但不消耗能量,如红细胞吸收葡萄糖;(3)主动运输:特点是由低浓度向高浓度运输,需要载体且消耗能量,如小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖的跨膜运输等。
【详解】A、分析表格中甲、乙两组处理可知,甲、乙两组的区别在于有无水通道蛋白CHIP28,乙组的自变量处理利用了“加法原理”,A正确;
B、有水通道蛋白的乙组脂质体膨胀破裂所花时间短于没有无水通道蛋白CHIP28的甲组,说明加入水通道蛋白CHIP28后,水分子进入脂质体的速率越快,即甲、乙两组实验结果说明水通道蛋白CHIP28有运输水分子的作用,提高了协助扩散的速率,不能说明CHIP28提高了水分子自由扩散的速率,B错误;
C、乙、丙两组的区别在于Hg2+的有无,丙组加了Hg2+,破裂所需时间长于乙组,说明Hg2+对水通道蛋白CHIP28的功能有抑制作用,C正确;
D、丙、丁两组的区别在于物质X的有无,丁组加了物质X,破裂所需时间短于丙组,说明物质X可能与恢复水通道蛋白CHIP28的空间结构及功能有关,D正确。
故选B。
15. 油菜籽中有一种有机化合物L-5-乙基呃唑烷-硫酮(VOT),可诱发甲状腺疾病。研究发现反刍动物瘤胃中的部分细菌可以分解VOT,如图是研究人员从瘤胃提取物中分离VOT分解菌的流程。下列叙述正确的是( )
A. ①为了分离得到单菌落,只能使用稀释涂布平板法接种,而不能用平板划线法
B. 甲培养基中通常含有碳源、氮源、水和无机盐、琼脂等成分
C. 要得到高效分解VOT的菌种,需要以VOT为唯一的碳源
D. 若接种稀释倍数为105的菌液样品0.1mL,培养一段时间后,平板上的菌落数平均值为50个,则1mL原菌液样品中细菌数为5.0×106个
【答案】C
【解析】
【分析】培养基:(1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质。(2)营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】A、①为了分离得到单菌落,可以使用稀释涂布平板发或平板划线法,A错误;
B、甲培养基是液体培养基,目的是扩大培养,从而获得更多目的菌,不含琼脂,B错误;
C、要得到高效分解VOT的菌种,乙为选择培养基,该培养基的目的是选择能够得到分解VOT的分解菌,以VOT作为唯一碳源,C正确;
D、若接种稀释倍数为105的菌液样品0.1mL,培养一段时间后,平板上的菌落数平均值为50个,则1 mL原菌液样品中细菌数=50÷0.1×105=5.0×107个,D错误。
故选C。
16. 人类有一种常染色体隐性遗传病,其致病基因a是由基因A编码序列部分缺失产生的。从人组织中提取,经酶切、电泳和探针来进行基因检测,并获得条带图,再根据条带判断个体的基因型。如果只呈现一条带,说明只含有基因A或a;如果呈现两条带,说明同时含有基因A和a,对图甲所示某家族的成员1~6号分别进行基因检测,得到的条带图如图乙所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 2号个体在产生精子的过程中极有可能发生了基因突变
B. 7号个体和8号个体基因型相同的概率为
C. 若自然人群中a基因的频率为0.01,则3号个体与表现正常的人婚配后,子女患病的概率为
D. 基因检测时会应用酶的专一性、碱基互补配对等生物学基本原理
【答案】B
【解析】
【分析】1、基因的分离定律的实质:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、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、条带图中1号个体只含有A基因,2号个体只含有a基因,4号个体只含有A基因,同时已知晓该病为常染色体隐性遗传病,因此2号个体在产生精子的过程中极有可能发生了基因突变,A正确;
B、5号个体基因型为,6号个体基因型为,则7、8个体基因型均为的可能性为,均为的可能性也为,则它们基因型相同的概率为,B错误;
C、3号个体基因型为,人群中正常个体的基因型有可能是或,其中的概率为,3号个体与表现正常的人婚配后,子女患病的概率为,C正确。
D、基因检测主要利用酶,因此应用酶的专一性,此外,根据碱基的互补配对进行检测,因此也应用了碱基互补配对等生物学基本原理,D正确。
故选B。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 小麦受到盐胁迫时产量降低。某科研人员以“百农889”和“中国春”两种耐盐小麦的盆栽幼苗作为材料,展开小麦对盐胁迫的耐受性差异机理及耐盐品种选育的研究。实验组用200mmol.L-1NaCl溶液模拟盐胁迫处理,对照组用等量的蒸馏水处理。部分实验数据如下图。
回答下列问题:
(1)本实验的自变量是_____,设置对照组目的是_____。
(2)给小麦的叶片供应CO2,在相应酶的作用下与C5结合而被固定,形成_____,该过程发生在小麦叶肉细胞的_____(具体部位)。
(3)分析实验结果可知,在盐胁迫下“中国春”的净光合速率降低,其原因可能是_____。
(4)研究表明盐胁迫使“百农889”叶绿素的含量降低,施用硅(Si)和硒(Se)能提高受盐胁迫“百农889”叶绿素的含量,在一定程度改善盐胁迫对小麦造成的不利影响;同时施加两种元素的处理效果要优于单一施用一种元素。请设计实验进行验证,简要写出实验思路_____。
【答案】(1) ①. 盐胁迫(处理溶液、NaCl溶液处理)和小麦品种 ②. 排除盐胁迫以外因素对实验结果的影响,以保证本实验结果是由盐胁迫引起的。
(2) ①. C3 ②. 叶绿体基质
(3)盐胁迫导致叶片气孔导度下降,叶片吸收外界CO2量减少,但胞间CO2浓度与对照组相当,叶片利用CO2能力下降,从而净光合速率降低。
(4)将生理状态相同的“百农889”随机分成甲、乙、丙、丁、戊五组:
甲组不做处理、乙组盐胁迫处理、丙组盐胁迫处理并施用Si、丁组盐胁迫处理并施用Se、戊组盐胁迫处理并同时施用Si和Se,一段时间后检测并比较各组叶绿素的含量
【解析】
【分析】1、光合作用:①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜,发生水的光解、ATP和NADPH的生成;②暗反应场所在叶绿体的基质,发生CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH。
2、光反应产物NADPH是暗反应中CO2的还原剂,NADPH和ATP为暗反应的进行提供了能量,暗反应产生的ADP、Pi、NADP+为光反应形成ATP和NADPH提供了原料。
【小问1详解】
依题意,本实验的目的是以“百农889”和“中国春”两种耐盐小麦的盆栽幼苗作为材料,展开小麦对盐胁迫的耐受性差异机理及耐盐品种选育的研究,因此,本实验的自变量是盐胁迫(或处理溶液、NaCl溶液处理)和小麦品种。为了排除盐胁迫以外因素对实验结果的影响,以保证本实验结果是由盐胁迫引起的,设置了对照组。
【小问2详解】
小麦的叶片通过气孔从外界吸收的CO2,在特定酶的作用下, CO2与C5结合形成C3,这个过程称作CO2的固定,发生在小麦叶肉细胞的 叶绿体基质。
【小问3详解】
据图可知,相比对照组,“中国春”的实验组的气孔导度更小,胞间CO2浓度相当。由此可推测,盐胁迫导致叶片气孔导度下降,叶片吸收外界CO2量减少,但胞间CO2浓度与对照组相当,叶片利用CO2能力下降,从而净光合速率降低。
【小问4详解】
依题意,该实验的目的是验证同时施加硅(Si)和硒(Se)两种元素的处理改善盐胁迫对小麦造成的不利影响要优于单一施用一种元素。由此可知自变量应为量否有盐胁迫及所施加的元素种类,因变量为各组“百农889”叶片叶绿素的含量。据此实验思路为:将生理状态相同的“百农889”随机分成甲、乙、丙、丁、戊五组:甲组不做处理、乙组盐胁迫处理、丙组盐胁迫处理并施用Si、丁组盐胁迫处理并施用Se、戊组盐胁迫处理并同时施用Si和Se,一段时间后检测并比较各组叶绿素的含量。
18. 我国南方地区推广的稻蟹共生系统是可持续性综合发展新模式,具体来说是在稻田中引入螃蟹种群后形成的以蟹、稻为主导的复合农田生态系统,实现了“一水两用、一地双收”,获得了良好的经济和生态效益。
(1)中华绒螯蟹是杂食性动物,喜食水生杂草、昆虫、鱼等,对腐臭的动物尸体也很爱食。中华绒螯蟹在生态系统中所属的成分为____。不确定中华绒螯蟹的投放量,应根据食物网中的营养级,调查投放池塘中华绒螯蟹____的生物积累量。
(2)实验塘于6月投放中华绒螯蟹蟹苗,10月份收获成蟹,调查各食物种类的生物量结果如下:
10月收获期各组分
生物量t·Km-2·a-1
稻田单作生态系统
蟹-稻复合生态系统
总生物量
8674.90
25123.66
水生杂草生物量占比
7.91%
5.81%
鱼类生物量占比
0.27%
0.12%
中华绒螯蟹生物量占比
—
0.20%
其他
59.56%
58.69%
水稻生物量占比
32.26%
35.18%
①加入中华绒螯蟹____(“能”、“不能”)使能量更多的流向对人类有益的方向,你的判断依据是____。
②请从种间关系和物质循环的角度分析稻田引入中华绒螯蟹后,水稻生物量占比发生变化,可能的原因是____(每个角度至少答出一点)。
(3)该生态系统的部分食物网如图所示,如果A的能量直接流到C的比例由1/3调整为1/2,能量传递效率按10%计算,则C获得的能量是原来的____倍。
(4)为提高中华绒螯蟹的产量,养殖人员往往会投放玉米碎屑等饵料,未被食用的饵料会随定期排放的废水进入周围水体,引发水体的富营养化。为实现生态效益和经济效应的双赢,请提出两条具体措施____。
【答案】(1) ①. 消费者、分解者 ②. 上一营养级(食物)
(2) ①. 能 ②. 收获了中华绒螯蟹,水稻生物量增加 ③. 中华绒螯蟹食用水生植物,减少其与水稻的竞争;食用腐臭的动物尸体,促进物质循环 (3)1.375
(4)定期适度捕捞中华绒螯蟹;对废水中饵料进行处理后再排放;按需投放饵料;定期合理投放幼蟹
【解析】
【分析】1、生态系统的组成成分包括:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。
2、能量流动的特点:单向流动、逐级递减。一个营养级中的能量只有10%-20%被下一个营养级所利用。
【小问1详解】
中华绒螯蟹是杂食性动物,喜食水生植物、鱼等动物,因此属于消费者,又由于其对腐臭的动物尸体也很爱食,因此也属于分解者。由于能量流动的特点是单向流动,逐级递减,一般来说,在输入到某一个营养级的能量中,只有10%-20%的能量能够流到下一个营养级。因此要调查中华绒螯蟹的投放量,应该调查其上一营养级的生物积累量。
【小问2详解】
由表格可知,加入中华绒螯蟹后,蟹-稻复合生态系统中总生物量升高了。由表格可知,加入中华绒螯蟹后水稻生物量占比为35.18%,比之前升高了,并且同时可以获得0.2%的中华绒螯蟹,使能量更多的流向对人类有益的方向。中华绒螯蟹是杂食性动物,喜食水生植物,减少与水稻竞争,食用腐臭的动物尸体,可以促进物质循环。
【小问3详解】
A的能量直接流到C的比例由1/3调整为1/2,解题时从A出发,A的能量直接流到C的比例为1/3时,设A的能量为a,则C获得的能量为(1/3)a×10%+(2/3)x×10%×10%=6a/150,A的能量直接流到C的比例调整为1/2时,需要的A为(1/2)a×10%+(1/2)a×10%×10%=11a/200,由于两种情况下,生产者A的数量是一定的,(11a/200)/(6a/150)=11/8=1.375倍,即该生态系统能承载C的数量是原来的1.375倍。
【小问4详解】
为了避免水体富营养化可以定期适度捕捞中华绒螯蟹;对废水中饵料进行处理后再排放;按需投放饵料;定期合理投放幼蟹。
19. 应激可以引起机体神经、内分泌、免疫的连锁反应,一定强度的应激反应有助于提高机体应对能力,但强烈且持续的应激会使免疫细胞活性下降,使机体的免疫机能降低。IL-1β(一种促炎细胞因子)和IL-6(白细胞介素-6)是一类细胞因子,为探讨精神应激对下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)活性及大脑皮层和下丘脑中细胞因子的影响,科研人员进行了小鼠与其天敌(猫)的暴露实验。
实验步骤:将小鼠随机分成3组,急性应激组受天敌攻击45min后立即检测,慢性应激组每天受攻击45min,持续14天后检测,正常对照组处于无天敌环境。将记录的数据处理分析,结果如图。回答下列问题:
(1)研究发现,当人处于剧烈运动、恐惧、极度紧张等紧急情况下,______兴奋,直接调节_________分泌肾上腺素,使机体处于高度警觉状态。同时,HPA轴被活化,糖皮质激素分泌增多,该激素在调节血糖水平中的作用是_________。
(2)正常情况下,糖皮质激素能不断合成,但内环境中其含量却保持相对稳定,原因是________(答出2点)。
(3)由图1可知,血浆糖皮质激素水平在慢性天敌应激中持续升高,可能使得_______,从而导致糖皮质激素对HPA轴的抑制作用减弱,机体稳态受影响。
(4)研究发现,过量的糖皮质激素可促进免疫细胞的衰老和凋亡。结合图2、图3分析,在慢性天敌应激情况下,长期高水平的糖皮质激素使_______,导致免疫系统的________功能降低,从而使机体受感染和患癌风险增大。
(5)研究发现,肾上腺皮质产生的糖皮质激素的含量不同会对免疫功能造成不同影响,请设计实验进行探究,写出实验思路________。
【答案】(1) ①. 交感神经 ②. 肾上腺髓质 ③. 减少细胞对糖的利用、加速非糖物质转化为糖类,从而升高血糖
(2)当血液中糖皮质激素含量增高时,会通过负反馈调节是相应的调节激素释放较少;肾上腺皮质激素作为激素起作用后会失活
(3)下丘脑、垂体中糖皮质激素受体的敏感性下降
(4) ①. 大脑皮层和下丘脑中的Ⅱ-1β和IL-6水平降低 ②. 免疫防御和免疫监视
(5)将形态、大小和生理状态相同的小鼠均分为四组,A组注射生理盐水,BCD组注射等量的用生理盐水配置的不同浓度糖皮质激素,将A、B、C、D四组放在适宜的条件下培养,连续7天注射相应的试剂,并在第4天给每组小鼠注射等量的某病毒进行感染,观察各组小鼠的生存率和死亡率,统计并分析
【解析】
【分析】人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。分级调节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,从而维持机体的稳态。人和高等动物体内的分级调节系统有下丘脑—垂体—甲状腺轴、下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴、下丘脑—垂体—性腺轴等。
【小问1详解】
当人处于剧烈运动、恐惧、极度紧张等紧急情况下,交感神经兴奋,直接调节肾上腺髓质分泌肾上腺素,使机体处于高度警觉状态。糖皮质激素还参与血糖调节,该激素在调节血糖水平中的作用是减少细胞对糖的利用、加速非糖物质转化为糖类,从而升高血糖。
【小问2详解】
由于当血液中糖皮质激素含量增高时,就会抑制下丘脑和垂体的活动使促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺皮质激素的分泌减少,进而导致糖皮质激素分泌减少,使内环境中其含量保持相对稳定。另外肾上腺皮质激素作为激素起作用后会被相应的酶分解而失活,因此也能使内环境中其含量保持相对稳定。
【小问3详解】
长期的高水平糖皮质激素抑制下丘脑和垂体的相关分泌活动(糖皮质激素的分泌受下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的控制,糖皮质激素的分泌存在分级调节和负反馈调节),从而使下丘脑和垂体中糖皮质激素受体的敏感性下降,导致糖皮质激素对HPA轴的抑制作用减弱。
【小问4详解】
分析图2、图3,与对照组相比,慢性应激组大脑皮层和下丘脑中的IL-1β和IL-6水平较低,推测长期高水平的糖皮质激素使大脑皮层和下丘脑中的IL-1β和IL-6水平降低,导致免疫系统的免疫防御和免疫监视功能降低,从而使机体受感染和患癌风险增大。
【小问5详解】
本实验是探究肾上腺皮质产生的糖皮质激素的含量不同会对免疫功能造成不同影响,因此自变量为糖皮质激素的含量不同,因变量为免疫功能的差异,因此实验思路为:将形态、大小和生理状态相同的小鼠均分为四组,A组注射生理盐水,BCD组注射等量的用生理盐水配置的不同浓度糖皮质激素,将A、B、C、D四组放在适宜的条件下培养,连续7天注射相应的试剂,并在第4天给每组小鼠注射等量的某病毒进行感染,观察各组小鼠的生存率和死亡率,统计并分析。
20. 蝴蝶兰原产于亚热带雨林地区,能开出形如蝴蝶飞舞般的花朵,深受花迷们的青睐,素有“洋兰王后”之称。蝴蝶兰大多数为双瓣花,偶尔也有开单瓣花的品种(但单瓣花蝴蝶兰都不育,雌蕊、雄蕊发育不完善),双瓣花和单瓣花这对相对性状由等位基因A/a控制。科研人员利用双瓣花蝴蝶兰(其中丙为突变株)进行如下了的自交实验,实验结果如下表所示(F2为F1自交后代)。据表回答下列有关问题:
类型
P
F1
F2
实验一
甲(双瓣)
全为双瓣
全为双瓣
实验二
乙(双瓣)
3/4双瓣、1/4单瓣
5/6双瓣、1/6单瓣
实验三
丙(双瓣)
1/2双瓣、1/2单瓣
1/2双瓣、1/2单瓣
(1)依据表中实验结果判断双瓣花和单瓣花这对相对性状中,___为显性性状,理由是___。
(2)分析表中丙植株的基因型为___,推测出现实验三中异常遗传实验结果的原因可能是___(答出一种即可)。
(3)为验证上述(2)问推测,可以任意选择甲、乙、丙作为实验材料,设计出最简便的实验方案。
实验思路:让___进行正反交实验,统计产生子代的表型及比例。
预期结果和结论:___。
【答案】(1) ①. 双瓣花 ②. 双瓣花乙自交出现双瓣∶单瓣=3∶1的性状分离比
(2) ①. Aa ②. 含双瓣花基因A的花粉致死(或含双瓣基因A的卵细胞致死)
(3) ①. 丙和乙 ②. 若丙作为父本为正交,产生的子代为双瓣花∶单瓣花=1∶1,反交产生的子代为双瓣花∶单瓣花=3∶1,则说明含双瓣花基因A的花粉致死(或若丙作为母本为正交,产生的子代为双瓣花∶单瓣花=1∶1,反交产生的子代为双瓣花∶单瓣花=3∶1,则说明含双瓣花基因A的卵细胞致死)
【解析】
【分析】个体自交若出现性状分离则可以判断亲代的性状为显性性状。具有相对性状的个体杂交,子代只出现一种性状,则该性状为显性性状。
【小问1详解】
实验二中双瓣花乙自交出现“双瓣∶单瓣=3∶1”的性状分离比,说明双瓣花是显性性状。
【小问2详解】
双瓣丙自交子代出现了单瓣,说明丙的基因型是Aa,但自交子代双瓣花∶单瓣花=1∶1,说明存在致死现象,推测可能是含双瓣基因A的配子致死(或不育)造成,因此可能是含双瓣基因的花粉(精子)致死或含双瓣基因的卵细胞致死(或不育)。
【小问3详解】
若要设计实验验证上述(2)中推测,即要验证是丙产生A的精子还是卵细胞致死(或不育),那么可以采用丙(Aa)和乙(Aa)进行正反交实验。若丙(Aa)作为父本为正交,产生的子代为双瓣花∶单瓣花=1∶1,反交产生的子代为双瓣花∶单瓣花=3∶1,则说明父本丙(Aa)产生的基因型为A的花粉(精子)致死(或不育);若丙(Aa)作为母本为正交,产生的子代为双瓣花∶单瓣花=1∶1,反交产生的子代为双瓣花∶单瓣花=3∶1,则说明母本丙(Aa)产生的基因型为A的卵细胞致死(或不育)。
21. 构建基因表达载体时,将动物E蛋白基因插入质粒pUC18的AmpR内部,以期培育工程菌生成动物E蛋白。构建重组质粒及限制酶的识别序列如图所示。回答下列问题:
注:tetR为四环素抗性基因、AmpR为氨苄青霉素抗性基因。
(1)构建基因表达载体时,用限制酶EcoRV和PstⅠ切割质粒pUC18和含E蛋白基因的DNA片段后,最好选用__________(选“E.coli DNA连接酶”或“T4 DNA连接酶”)进行连接。将重组质粒pUC20导入大肠杆菌前,先用Ca2+处理大肠杆菌,目的是____________________。
(2)原核生物编码蛋白质时偏好使用GTG编码起始密码子,而真核生物偏好使用ATG。为驱动受体大肠杆菌E蛋白基因的高效表达,对E蛋白基因模板链3′端的引物进行__________的改造,并优化E蛋白基因上游的__________序列以驱动转录。
(3)初步获得的细菌含有质粒pUC18或质粒pUC20。为筛选出含有重组质粒的大肠杆菌,配制A~C三种选择培养基进行初筛,结果如表所示:
培养基
抗生素种类
菌落类型
A
四环素
甲
B
氨苄青霉素
乙
C
四环素+氨苄青霉素
丙
根据初筛结果,为获得目的菌,需从菌落类型________中挑选多个单菌落分别接种到选择培养基进一步筛选。实验的思路和预期结果及结论:________________________________。
【答案】(1) ①. T4 DNA连接酶 ②. 使细胞处于容易吸收周围环境中的DNA分子的生理状态
(2) ①. 将ATG改为GTG ②. 启动子
(3) ①. 甲 ②. 实验思路:将甲菌落的菌体接到含有氨苄青霉素的培养基上,观察是否形成菌落
预期结果及结论:若能形成菌落,则细菌含有pUC18质粒,不是目的菌;若菌落不能存活,则细菌含有pUC20质粒,是目的菌
【解析】
【分析】基因工程的基本步骤: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】
构建基因表达载体时,用限制酶EcoRV和PstⅠ切割质粒pUC18和含E蛋白基因的DNA片段后,最好选用T4 DNA连接酶(既可连接黏性末端,也可连接平末端);将重组质粒pUC20导入大肠杆菌前,先用Ca2+处理大肠杆菌,目的是使细胞处于容易吸收周围环境中的DNA分子的生理状态,即处于感受态。
【小问2详解】
分析题意,原核生物编码蛋白质时偏好使用GTG编码起始密码子,而真核生物偏好使用ATG,故为驱动受体大肠杆菌E蛋白基因的高效表达,对E蛋白基因模板链3′端的引物进行将ATG改为GTG的改造;启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,可用于驱动基因的转录,故优化E蛋白基因上游的启动子序列以驱动转录。
【小问3详解】
E蛋白基因插入后,AmpR失活,只有含重组质粒(pUC20)或质粒pUC18的大肠杆菌能在含四环素的培养基上生长,可用含氨苄青霉素的培养基进一步筛选,表中的甲可以在四环素培养基上生存, 故需要从菌落甲中挑选多个单菌落分别接种到选择培养基进一步筛选;实验的思路:将甲菌落的菌体接到含有氨苄青霉素的培养基上,观察是否形成菌落。
预期结果及结论:若能形成菌落,则细菌含有pUC18质粒,不是目的菌;若菌落不能存活,则细菌含有pUC20质粒,是目的菌。
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