内容正文:
陕西省西安中学高2025届高三第一次模拟考试
生物学试题
(时间:75分钟满分:100分)
一、单项选择题(共16小题,每题3分,共48分)
1. 人体内细胞间的信息传递机制如图所示,箭头表示信息传递的方向。下列说法错误的是( )
A. 若d和e代表不同的神经递质,细胞b和c的膜电位变化也可能相同
B. 若d和e代表不同的激素,细胞c的分泌物可能对细胞a、b均会产生影响
C. 若该图表示遗传信息的表达过程,e过程发生的场所可以是细胞核、线粒体
D. 若该图表示体液免疫过程,a为处理病原体后的抗原呈递细胞,b为辅助性T细胞,则c可表示B细胞
2. 哺乳动物的干细胞分裂通常是不对称的,即干细胞在分裂时,产生的两个子细胞的类型不相同,其中一个子细胞保持干细胞的特性,另一个子细胞则开始分化。例如,神经干细胞可以分裂成两个子细胞,其中一个保持神经干细胞的特性,另一个子细胞则开始分化成神经元或神经胶质细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 1个神经干细胞连续分裂3次,可形成3个神经干细胞和3个神经元
B. 人的神经干细胞分化成神经胶质细胞的过程中,有些基因不会表达
C. 人的干细胞与初级卵母细胞的分裂都有不对称性,但二者本质不同
D. 人的干细胞进行不对称分裂的过程中会出现纺锤体和染色体
3. 有性杂交可培育出综合性状优于双亲的后代,是植物育种的重要手段。六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1。F1花粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如图。
据图判断,错误的是( )
A. F1体细胞中有21条染色体
B. F1含有不成对的染色体
C. F1植株的育性低于亲本
D. 两个亲本有亲缘关系
4. 叶滫属于竹节虫目叶蜥科,是昆虫界中的拟态大师,其虫体上有明显的“叶脉”,与其所处环境中的植株叶片极其相似。有的叶䗛可以模仿新鲜的绿叶,有的叶䗛可以模仿干枯的叶子,有的叶滫甚至还可以模仿出叶片被虫啃咬或病斑的样子。叶滫爬行时像是树叶在随风晃动,可以说是人类目前发现的最能伪装的昆虫。下列相关叙述正确的是( )
A. 叶滫的适应性特征是长期与其天敌协同进化的结果
B. 自然界中各种叶滫的所有基因共同构成了叶滫的基因库
C. 研究叶滫和竹节虫体内特定的蛋白质分子,可判断二者亲缘关系的远近
D. 叶滫伪装成不同状态的树叶可减弱自然选择对叶滫基因型的直接作用
5. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A. 在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关
B. 鉴定DNA时,应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴
C. 选用植物细胞提取DNA时,研磨后用滤纸进行过滤
D. 琼脂糖凝胶加样孔一端朝向电泳槽的正极
6. 研究发现,胃肠道遭受毒素入侵后,会使小鼠出现呕吐现象,其机制如图所示(5-HT为5-羟色胺)。小鼠摄入含毒素的饮料后,机体内会出现图示中的一些变化。下列有关说法正确的是( )
A. 毒素和肠嗜铬细胞膜上的Ca2+通道结合,使得Ca2+以主动运输的方式进入细胞
B. 肠嗜铬细胞周围的感觉神经末梢接收5-HT后,发生膜电位变化
C. 该小鼠产生与恶心相关的厌恶性情绪是一种反射活动
D. 该小鼠通过条件反射产生呕吐现象排出含毒素的饮料
7. 如图为下丘脑参与人体内环境稳态调节的部分过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A. 途径①中,下丘脑通过交感神经促进胰岛B细胞分泌激素A
B. 途径②中,寒冷刺激使激素B增加的过程属于神经—体液调节
C. 途径③中,下丘脑合成的激素通过血液运输到垂体后叶贮存
D. 途径①②③表明下丘脑具有传导、分泌、感受、调节等功能
8. 如图表示植株A(杂合子Aa)和植株B培育植株①②③④⑤的过程,下列说法正确的是( )
A. 培育植株①的过程为单倍体育种,获得的植株为纯合子
B. 选择植物的愈伤组织进行诱变处理获得优质的突变体③,未体现细胞的全能性
C. 通常在等渗的培养液中,采用化学法、物理法或灭活的病毒诱导原生质体融合
D. 正常情况下,植株①②④⑤与植株A基因型相同的概率分别是0、0、1、0
9. NPM1是一种核仁蛋白,可在核质之间穿梭,参与核糖体蛋白的组装和运输,与中心粒结合后可抑制中心粒的复制。NPM1与抑癌基因P53结合后会增强P53的转录。下列分析错误的是( )
A. NPM1可能通过核孔进出细胞核
B. 代谢旺盛的细胞中NPM1基因表达增强
C. 细胞质中的NPM1增多可能会抑制动物细胞分裂
D. NPM1基因突变后可能会抑制细胞发生癌变
10. 婴儿看到母亲或母亲经过婴儿时,婴儿会出现头向后仰、四肢向外伸直,继而双臂向上抬举并向内屈曲的表现,该表现被称为拥抱反射。该反射属于暂时性原始反射,常伴有肾上腺素飙升、心率升高等,是婴儿前期十分重要的与生俱来的初始反射。下列说法错误的是( )
A. 婴儿的拥抱反射属于先天就有的非条件反射
B. 肾上腺素飙升是“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”调控的结果
C. 上述过程体现了生命活动调节中神经调节和体液调节的相互配合
D. 拥抱反射存一定时间后可能会逐渐消失
11. SPA1和COP1是参与拟南芥光反应调控的蛋白质,HY5是转录因子。在黑暗中生长的拟南芥幼苗通常表现为黄叶,称为黄化苗。光照影响拟南芥幼苗叶色的分子机制如图所示。下列分析正确的是( )
A. 分生组织富含光敏色素,植物都是通过光敏色素感知光信号的
B. 在黑暗和光照条件下,SPA1和COP1作用的机理和场所相同
C. 在光照条件下,进入细胞核的光敏色素通过抑制HY5的降解来缓解幼苗发生黄化
D. 光照时,光敏色素被激活后通过结构变化直接影响基因的表达
12. 某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵。实验流程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 据图推测菌T能够利用细胞合成的纤维素酶将秸秆中的纤维素水解
B 酵母菌纯培养时,可使用稀释涂布平板法或平板划线法进行接种
C. 可分别使用湿热灭菌法和干热灭菌法对淋洗液和培养瓶进行灭菌
D. 图中酵母菌发酵阶段应始终保持密封状态,以便完成酒精的生成
13. 如图为寒冷的深海里某种海鱼部分细胞在缺氧条件下的无氧呼吸途径。下列叙述正确的是( )
A. 图中②过程产生丙酮酸的同时也产生了少量[H],这些[H]会积累起来
B. 图中通过②③过程,葡萄糖中的化学能大部分转化为了热能
C. 在低氧条件下,该海鱼细胞呼吸产生的CO2可能多于消耗的O2
D. 在寒冷的深海里,影响该海鱼细胞呼吸强度的外界因素只有海水含氧量
14. 鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸,能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。在探究鱼肉鲜味下降外因的系列实验中,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 本实验的自变量是pH和温度,因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性
B. 不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异,根本原因在于不同鱼体内的ACP结构不同
C. pH低于3.8、温度超过60℃,对鳝鱼肌肉酸性磷酸酶(ACP)活性影响的机理相同
D. 由图可知,放置相同的时间,鮰鱼在pH5.8、温度40℃条件下,鱼肉鲜味程度最高
15. 某经营性森林有27种植物,林场对其林木采伐后彻底清除地表植物。自然恢复若干年后,该地段上形成了有36种植物的森林。下列叙述正确的是( )
A. 采伐后的空地资源丰富,各植物种群呈“J”形增长
B. 采伐前的生态系统比恢复后的生态系统抵抗力稳定性高
C. 采伐后并彻底清除地表植物的空地上出现新群落的过程属于次生演替
D. 该生态系统恢复过程中,营养级的增多取决于植物种类的增加
16. 如图表示某草原生态系统中能量流动 图解,①~④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是( )
A. ①是流入该生态系统的总能量
B. 分解者获得的能量最少
C. 图中②/①的比值代表草一兔的能量传递效率
D. ③和④分别属于草和兔同化量的一部分
二、非选择题(共5小题,共52分)
17. 叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”,果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,甲、乙、丙组均保留结果枝顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶,用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用,实验结果见下表,表中净光合速率是指单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。回答下列问题:
项目
甲组
乙组
丙组
处理
库源比
单位叶面积叶绿素相对含量
78.7
75.5
75.0
净光合速率(μmol·m⁻²·s⁻¹)
9.31
8.99
8.75
果实中含13C光合产物(mg)
21.96
37.38
66.06
单果重(g)
11.81
12.21
19.59
(1)研究光合产物从源分配到库时,给叶片供应13CO2,13CO2先与叶绿体内的___________结合而被固定,形成的产物被还原生成糖类,NADPH在该过程中的作用是___________。光合产物糖类分子可以进入筛管,再通过韧皮部运输到植株各处。实验开始前需要对结果枝基部树皮(含韧皮部)进行环剥处理(如图所示),目的是___________。
(2)分析实验甲、乙、丙组结果可知,随着该植物库源比降低,叶净光合速率___________(填“升高”或“降低”),果实中含13C光合产物的量___________(填“增加”或“减少”)。库源比降低导致果实单果重变化的原因是___________。
(3)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验,库源处理如图所示,用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用,结果见下表。
果实位置
果实中含13C光合产物(mg)
单果重(g)
第1果
26.91
12.31
第2果
18.00
10.43
第3果
2.14
8.19
根据上表的实验结果,从库与源的距离分析,叶片光合产物分配给果实的特点是___________。
(4)综合上述实验结果,从调整库源比分析,下列措施中能提高单枝合格果实产量(单果重10g以上为合格)的是___________。(单选)
A. 除草 B. 遮光 C. 疏果 D. 松土
18. 植物体表蜡质对耐干旱有重要作用,研究人员通过诱变获得一个大麦纯合突变体Cer1,其颖壳无蜡质。
(1)为研究该突变体的变异类型,通过分析野生型(WT)和突变体的染色体组型发现未发生染色体畸变。将Cer1与纯合WT杂交得到F1,根据F1表型为___________,判断此突变为隐性突变(即A基因突变为a基因)。推测A基因控制小麦蜡质合成,将该基因转入___________个体中表达,观察获得的植株表型可验证此推测。已知大麦传粉方式与豌豆相同,将F1与突变体Cer1间行种植,每株收获等量后代,利用PCR扩增这些后代的基因组DNA,电泳检测PCR产物,得到的带型如图1泳道中___________(从1~5中选择)所示,不同电泳带型的个体比例为___________(按所选泳道从左到右的顺序)。
(2)初步研究表明,突变的a基因使棕榈酸转化为16-羟基棕榈酸受阻。进一步研究发现,16-羟基棕榈酸合成蜡质过程还需要D基因。正常D基因和突变后的基因部分序列如图2。如图所示序列为D基因的___________(填“编码链”或“模板链”),在特定位点发生了碱基的___________,导致原来第___________位氨基酸对应的密码子变成了终止密码子,形成的肽链变短,蛋白质功能下降,最终导致代谢过程异常。
(注:终止密码子:UAA、UAG、UGA)
(3)现已获得D基因单位点突变的隐性纯合子Cer2,发现无论A、a还是D、d均不在细胞质中,欲判断A、a与D、d在染色体上的位置关系,应取___________作为亲本进行杂交,F1自交后得F2,分析F2的表型及比例(说明:在整个实验过程中,不考虑突变和互换)。
①若F2表现为颖壳有蜡和无蜡的比值为___________,请在图3中画出F1细胞中基因在染色体上的分布_________ (请在答题纸对应位置作图)。
②若F2表现为颖壳有蜡和无蜡的比值为___________,请在图4中画出F1细胞中基因在染色体上的分布_________ (请在答题纸对应位置作图)。
19. 在马拉松长跑过程中,运动员往往出现心跳加快、呼吸加深、大量出汗、口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。回答下列问题:
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于________反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,渗透压感受器产生的兴奋传到________,产生渴觉。
(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000 mL清水与1000 mL生理盐水,其排尿速率变化如图甲所示。
图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是________;该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗透压下降,________。
(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。(要求与说明:答题时对实验兔手术过程不作具体要求)
①完善实验思路:
I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用________湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用________,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激________,分别测定血压,并记录。
Ⅳ.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果:将预测血压变化填入表中。
刺激部位
血液变化
减压神经
外周端
_______
中枢端
下降
迷走神经
外周端
下降
中枢端
_______
20. 水体富营养化会导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖形成水华。生态浮床对富营养化湖泊有良好的治理效果。传统生态浮床(CFI)是将经过筛选的水生高等植物(主要是挺水植物)栽植于浮床上,通过植物 根系大量吸收水体中的N、P等元素。现有研究者设计了一种新型生态浮床(IEFI),水生高等植物栽 种在空心竹排上,弹性立体填料作为生物膜载体悬挂在竹排下方。请回答下列问题:
(1)生态浮床选用植物时除了要考虑植物对水体的净化能力,还要兼顾植物的观赏性或经济价值,这体现了生态工程的_____原理。
(2)从种间关系的角度分析:浮床上的水生高等植物能防治水华的原因有:_____。
(3)水生高等植物吸收水体中氮可同化为自身的_____等生物大分子,这些氮元素可能的去向有_____。
(4)新型生态浮床中大量的弹性立体填料可作为生物膜载体,这样做的主要目的是_____。
(5)研究人员进行新型生态浮床(IEFI)和传统生态浮床(CFI)的水质净化效果对比,对总氮(TN)的去除情况如图所示。
①根据实验结果,IEFI系统对TN有明显的去除效果,且在_____月去除率最高。
②在12月,两系统去除率均有一定程度下降,主要是因为_____。
21. 某科研人员将甜蛋白基因导入番茄,可提高番茄甜味,改善果实品质。如图为甜蛋白基因和Ti质粒上限制酶切位点示意图。回答下列相关问题:
(1)利用PCR技术扩增甜蛋白基因时,为了特异性扩增甜蛋白基因序列,需根据___________设计引物;每次循环一般可以分为___________、___________、___________三步。
(2)用限制酶切割含有甜蛋白基因的DNA片段时,不用限制酶BamHⅠ的原因是___________。科研人员最终选择了限制酶XbaⅠ和HindⅢ切割质粒和含有甜蛋白基因的DNA片段,而不是选择限制酶XbaⅠ和EcoRⅠ的理由是___________。
(3)为了让甜蛋白基因进入受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上,可以将甜蛋白基因插入Ti质粒的___________中。将基因表达载体导入农杆菌前,需用Ca2+处理农杆菌,其目的是___________。为了确定农杆菌中是否导入基因表达载体,需将农杆菌置于含___________的培养基中进行培养,然后用筛选出来的农杆菌去侵染番茄细胞。
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陕西省西安中学高2025届高三第一次模拟考试
生物学试题
(时间:75分钟满分:100分)
一、单项选择题(共16小题,每题3分,共48分)
1. 人体内细胞间的信息传递机制如图所示,箭头表示信息传递的方向。下列说法错误的是( )
A. 若d和e代表不同的神经递质,细胞b和c的膜电位变化也可能相同
B. 若d和e代表不同的激素,细胞c的分泌物可能对细胞a、b均会产生影响
C. 若该图表示遗传信息的表达过程,e过程发生的场所可以是细胞核、线粒体
D. 若该图表示体液免疫过程,a为处理病原体后的抗原呈递细胞,b为辅助性T细胞,则c可表示B细胞
【答案】C
【解析】
【分析】1、在兴奋传导的过程中,神经纤维上兴奋的传导以电信号的形式进行,而在两个神经元之间会发生电信号和化学信号之间的转变。
2、下丘脑能够合成并分泌抗利尿激素,该激素由垂体后叶释放,促进肾小管和集合管对水的重吸收。
【详解】A、若d和e代表不同的神经递质,但作用机理可能相同,都引起突触后膜兴奋,产生相同的膜电位变化,A正确;
B、若d为促甲状腺激素释放激素,e为促甲状腺激素,则细胞c分泌的甲状腺激素可反馈调节a下丘脑和b垂体,即对细胞a、b均会产生影响,B正确;
C、若该图表示遗传信息的表达过程,则d表示转录,e表示翻译,翻译发生于核糖体和线粒体,不发生于细胞核,C错误;
D、若该图表示体液免疫过程,a为处理病原体后的抗原呈递细胞,b为辅助性T细胞,c为B细胞,辅助性T细胞表面特定分子发生变化与B细胞结合,这提供了B细胞活化的第二信号,D正确。
故选C。
2. 哺乳动物的干细胞分裂通常是不对称的,即干细胞在分裂时,产生的两个子细胞的类型不相同,其中一个子细胞保持干细胞的特性,另一个子细胞则开始分化。例如,神经干细胞可以分裂成两个子细胞,其中一个保持神经干细胞的特性,另一个子细胞则开始分化成神经元或神经胶质细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 1个神经干细胞连续分裂3次,可形成3个神经干细胞和3个神经元
B. 人的神经干细胞分化成神经胶质细胞的过程中,有些基因不会表达
C. 人的干细胞与初级卵母细胞的分裂都有不对称性,但二者本质不同
D. 人干细胞进行不对称分裂的过程中会出现纺锤体和染色体
【答案】A
【解析】
【分析】神经干细胞属于体细胞,其增殖方式为有丝分裂,随着增殖代数的增加,神经干细胞会逐渐衰老。神经干细胞可以分化成神经元、少突胶质细胞和星形细胞,是基因选择性表达的结果。
【详解】A、1个神经干细胞连续分裂3次,可形成1个神经干细胞和3个神经元,A错误;
B、神经干分化的实质是基因选择性表达的结果,有些基因确实不会表达,B正确;
C、神经干细胞的分裂不对称性是指分裂产生的两个细胞类型不同,而初级卵母细胞的分裂时细胞质不均等分裂,因此二者的不对称性的本质不同,C正确;
D、干细胞的自我更新是通过有丝分裂的方式,在有丝分裂过程中会出现纺锤体和染色体,D正确。
故选A。
3. 有性杂交可培育出综合性状优于双亲的后代,是植物育种的重要手段。六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1。F1花粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如图。
据图判断,错误的是( )
A. F1体细胞中有21条染色体
B. F1含有不成对的染色体
C. F1植株的育性低于亲本
D. 两个亲本有亲缘关系
【答案】A
【解析】
【分析】由题干可知,六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1的方法是杂交育种,原理是基因重组,且F1为异源五倍体,高度不育。
【详解】A、细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少,属于染色体数目变 异。通过显微照片可知,该细胞包括14 个四分体,7条单个染色体,由于每个四分体是1对同源染色体,所以14个四分体是 28条染色体,再加上7条单个染色体,该细胞共有35条染色体。图为F1花粉母细胞减数分裂时染色体显微照片,由图中 含有四分体可知,该细胞正处于减数第--次分裂,此时染色体 数目应与F1体细胞中染色体数目相同,故F1体细胞中染色体数目是35条,A错误;
B、由于六倍体小麦减数分裂产生的配子有3个染色体组,四倍体小麦减数分裂产生的配子有2个染色体组,因此受精作用后形成的F1体细胞中有5个染色体组, F1花粉母细胞减数分裂时,会出现来自六倍体小麦的染色体无法正常联会配对形成四分体的情况,从而出现部分染色体以单个染色体的形式存在的情况,B正确;
C、F1体细胞中存在异源染色体,所以同源染色体联会配对时,可能会出现联会紊乱无法形成正常配子,故F1的育性低于亲本,C正确;
D、由题干信息可知,六倍体小麦和四倍体小麦能够进行有性杂交获得F1,说 明二者有亲缘关系,D正确。
故选A。
4. 叶滫属于竹节虫目叶蜥科,是昆虫界中的拟态大师,其虫体上有明显的“叶脉”,与其所处环境中的植株叶片极其相似。有的叶䗛可以模仿新鲜的绿叶,有的叶䗛可以模仿干枯的叶子,有的叶滫甚至还可以模仿出叶片被虫啃咬或病斑的样子。叶滫爬行时像是树叶在随风晃动,可以说是人类目前发现的最能伪装的昆虫。下列相关叙述正确的是( )
A. 叶滫的适应性特征是长期与其天敌协同进化的结果
B. 自然界中各种叶滫的所有基因共同构成了叶滫的基因库
C. 研究叶滫和竹节虫体内特定的蛋白质分子,可判断二者亲缘关系的远近
D. 叶滫伪装成不同状态的树叶可减弱自然选择对叶滫基因型的直接作用
【答案】C
【解析】
【分析】现代生物进化理论:适应是自然选择的结果;种群是生物进化的单位;突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协同进化的结果。
【详解】A、叶滫适应性特征是长期与其天敌、无机环境协同进化的结果,A错误;
B、自然界中某种叶滫的全部个体所含有的全部基因共同构成了该叶蜂种群的基因库,B错误;
C、蛋白质具有物种的特异性,研究叶蜥和竹节虫体内特定的蛋白质分子,可判断二者亲缘关系的远近,C正确;
D、自然选择对对叶滫表现型起直接作用,D错误。
故选C。
5. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A. 在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关
B. 鉴定DNA时,应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴
C. 选用植物细胞提取DNA时,研磨后用滤纸进行过滤
D. 琼脂糖凝胶加样孔一端朝向电泳槽的正极
【答案】A
【解析】
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:(1)DNA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。 (2)DNA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。
【详解】A、在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关。凝胶的浓度越大,DNA分子越大,DNA分子的迁移速率越慢,DNA构象也影响迁移速率,A正确;
B、鉴定DNA时,应先将丝状物溶解在2mol/L的NaCI溶液中,再加入二苯胺试剂并进行沸水浴,B错误;
C、选用植物细胞提取DNA时,研磨后用纱布进行过滤,C错误;
D、DNA分子带负电荷,在电场的作用下,向着与它所带电荷相反的电极移动,故琼脂糖凝胶加样孔一端朝向电泳槽的负极,D错误。
故选A。
6. 研究发现,胃肠道遭受毒素入侵后,会使小鼠出现呕吐现象,其机制如图所示(5-HT为5-羟色胺)。小鼠摄入含毒素的饮料后,机体内会出现图示中的一些变化。下列有关说法正确的是( )
A. 毒素和肠嗜铬细胞膜上的Ca2+通道结合,使得Ca2+以主动运输的方式进入细胞
B. 肠嗜铬细胞周围的感觉神经末梢接收5-HT后,发生膜电位变化
C. 该小鼠产生与恶心相关的厌恶性情绪是一种反射活动
D. 该小鼠通过条件反射产生呕吐现象排出含毒素的饮料
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知:当食物中的毒素会与肠嗜铬细胞膜上的受体特异性结合,膜上的钙离子通道打开,使钙离子内流,从而引起突触囊泡的囊泡蛋白分子簇与突触前膜上的膜蛋白分子簇结合,随后突触小泡膜与突触前膜融合,5-羟色胺以胞吐的方式释放。释放到突触间隙的5-羟色胺可与5-羟色胺受体结合,实现了神经元之间的信息传递。
【详解】A、通道蛋白在运输时,不会和运输的物质相结合,因此通道蛋白运输Ca2+时不需要与Ca2+通道结合,属于协助扩散,A错误;
B、感觉神经末梢接受了5-HT后,会发生膜电位的变化,并传导信号到脑干孤束核,引发厌恶和呕吐,B正确;
C、产生厌恶情绪应该是一种感觉,在大脑皮层形成,未经过完整反射弧,不是反射,C错误;
D、呕吐通常是一种非条件反射,是由脑干的呕吐中枢直接控制的快速防御性反应,不需要经过条件反射的学习过程,D错误。
故选B。
7. 如图为下丘脑参与人体内环境稳态调节部分过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A. 途径①中,下丘脑通过交感神经促进胰岛B细胞分泌激素A
B. 途径②中,寒冷刺激使激素B增加的过程属于神经—体液调节
C. 途径③中,下丘脑合成的激素通过血液运输到垂体后叶贮存
D. 途径①②③表明下丘脑具有传导、分泌、感受、调节等功能
【答案】D
【解析】
【分析】下丘脑的功能:下丘脑是内分泌系统的中枢,由神经细胞和神经内分泌细胞组成,具有以下功能:感受功能:人体内环境渗透压感受器位于下丘脑,能感受内环境渗透压变化的刺激;调节功能:人体的体温调节中枢、血糖平衡调节中枢均位于下丘脑,能进行体温及血糖平衡进行调节;传导功能:下丘脑能把接受到的刺激传给大脑,在大脑皮层产生热觉等感觉;分泌功能:下丘脑的神经分泌细胞能分泌促激素和抗利尿激素。
【详解】A、途径①中,下丘脑应该是通过副交感神经促进胰岛B细胞分泌胰岛素,A错误;
B、在寒冷刺激下,下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素(激素B),这一过程涉及神经调节(寒冷刺激感受器,信息传导至下丘脑),但是不涉及体液调节,因为题干强调的是B激素增加的过程,体液调节应该要有激素B进入血液并发挥作用的描述,B错误;
C、下丘脑合成的抗利尿激素是通过下丘脑-轴突运输到神经垂体储存的,而不是通过体血液运输,C错误;
D、寒冷刺激感受器,信息传导至下丘脑体现出感受,下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素体现出分泌,还有传导信息,分泌激素调节相关生理过程,D正确。
故选D。
8. 如图表示植株A(杂合子Aa)和植株B培育植株①②③④⑤的过程,下列说法正确的是( )
A. 培育植株①的过程为单倍体育种,获得的植株为纯合子
B. 选择植物的愈伤组织进行诱变处理获得优质的突变体③,未体现细胞的全能性
C. 通常在等渗的培养液中,采用化学法、物理法或灭活的病毒诱导原生质体融合
D. 正常情况下,植株①②④⑤与植株A基因型相同的概率分别是0、0、1、0
【答案】D
【解析】
【分析】题图分析:对植株A的花粉经过离体培养得到的植株①单倍体植株,而后对该单倍体幼苗经秋水仙素处理得到的植物②是纯合二倍体,该过程属于单倍体育种;植株③的获得采用了植物组织培养技术,该植株的获得利用了诱变育种方法;植株④采用了植物组织培养技术,属于细胞工程育种;植株⑤的培育采用了植物体细胞杂交技术。
【详解】A、单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个环节,对植株A(杂合子Aa)的花粉(A或a)经过离体培养得到的植株①为单倍体植株(A或a),秋水仙素处理单倍体植株①,获得的植株②(AA或aa)为纯合子,A错误;
B、选择植物的愈伤组织进行诱变处理获得优质的突变体,通过组织培养技术获得植株③,体现了细胞的全能性,B错误;
C、灭活的病毒是诱导动物细胞融合的方法,C错误;
D、植株①是通过花药离体培养获得的单倍体植株(A或a),秋水仙素处理得到植株②(AA或aa);植株④是通过植物组织培养获得的,其基因型为Aa;植株⑤是通过植物体细胞杂交的方法获得的,其遗传物质是由植株A和植株B组成的,与植株A的基因型不同,因此植株①②④⑤与植株A基因型相同的概率分别是0、0、1、0,D正确。
故选D。
9. NPM1是一种核仁蛋白,可在核质之间穿梭,参与核糖体蛋白的组装和运输,与中心粒结合后可抑制中心粒的复制。NPM1与抑癌基因P53结合后会增强P53的转录。下列分析错误的是( )
A. NPM1可能通过核孔进出细胞核
B. 代谢旺盛的细胞中NPM1基因表达增强
C. 细胞质中的NPM1增多可能会抑制动物细胞分裂
D. NPM1基因突变后可能会抑制细胞发生癌变
【答案】D
【解析】
【分析】端粒学说:端粒是染色体末端的一种特殊结构,其DNA由简单的重复序列组成。在细胞分裂过程中,端粒由于不能为DNA聚合酶完全复制而逐渐变短。科学家提出了端粒学说,认为端粒随着细胞的分裂不断缩短,当端粒长度缩短到一定阈值时,细胞就进入衰老过程。
【详解】A、NPM1是一种核仁蛋白,可能通过核孔进出细胞核发挥作用,A正确;
B、NPM1参与核糖体蛋白的组装和运输,代谢旺盛的细胞中核仁增多,核糖体需求增加,则代谢旺盛的细胞中NPM1基因表达增强,B正确;
C、NPM1与中心粒结合后可抑制中心粒的复制,细胞质中的NPM1增多可能会抑制动物细胞分裂,C正确;
D、细胞癌变的本质是原癌基因和抑癌基因发生突变,NPM1与抑癌基因P53结合后会增强P53的转录,NPM1基因突变后不能增强P53的转录,可能会促进细胞发生癌变,D错误。
故选D。
10. 婴儿看到母亲或母亲经过婴儿时,婴儿会出现头向后仰、四肢向外伸直,继而双臂向上抬举并向内屈曲的表现,该表现被称为拥抱反射。该反射属于暂时性原始反射,常伴有肾上腺素飙升、心率升高等,是婴儿前期十分重要的与生俱来的初始反射。下列说法错误的是( )
A. 婴儿的拥抱反射属于先天就有的非条件反射
B. 肾上腺素飙升是“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”调控的结果
C. 上述过程体现了生命活动调节中神经调节和体液调节的相互配合
D. 拥抱反射存在一定时间后可能会逐渐消失
【答案】B
【解析】
【分析】反射分为条件反射和非条件反射,条件反射是后天通过学习逐渐建立起来的,非条件反射是生来就有的。
【详解】A、婴儿的拥抱反射是生来就有的,属于先天就有的反射,A正确;
B、肾上腺素是肾上腺髓质产生的,不存在分级调节,B错误;
C、根据题干:婴儿看到母亲或母亲经过婴儿时,婴儿会出现头向后仰、四肢向外伸直,继而双臂向上抬举并向内屈曲的表现,该表现被称为拥抱反射。该反射属于暂时性原始反射,常伴有肾上腺素飙升、心率升高等,体现了生命活动调节中神经调节和体液调节的相互配合,C正确;
D、拥抱反射属于暂时性原始反射,一定时间后可能会消失,D正确。
故选B。
11. SPA1和COP1是参与拟南芥光反应调控的蛋白质,HY5是转录因子。在黑暗中生长的拟南芥幼苗通常表现为黄叶,称为黄化苗。光照影响拟南芥幼苗叶色的分子机制如图所示。下列分析正确的是( )
A. 分生组织富含光敏色素,植物都是通过光敏色素感知光信号的
B. 在黑暗和光照条件下,SPA1和COP1作用的机理和场所相同
C. 在光照条件下,进入细胞核的光敏色素通过抑制HY5的降解来缓解幼苗发生黄化
D. 光照时,光敏色素被激活后通过结构变化直接影响基因的表达
【答案】C
【解析】
【分析】光敏色素是一类蛋白质(色素-蛋白复合体)分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。受到光照射后→光敏色素结构会发生变化→这一变化的信息传导到细胞核内→基因选择性表达→表现出生物学效应。细胞分裂素合成部位:主要是根尖。作用:①促进细胞分裂、②促进芽分化、侧枝发育、叶绿素合成。
【详解】A、分生组织富含光敏色素,光敏色素主要吸收红光和远红光,植物体内除了光敏色素,还有感受蓝光的受体,A错误;
B、黑暗环境中光敏色素与光照环境下光敏色素的结构不同,不进入细胞核内,SPA1和COP1作用于HY5,HY5降解,特定基因表达被抑制,幼苗发生黄化;光照环境下,光敏色素发生结构改变,通过核孔进入细胞核,抑制HY5降解,HY5影响特定基因的表达,使幼苗发生去黄化反应,SPA1和COP1作用的场所、机理不同,B错误;
C、在光照环境中,光敏色素与光照环境下光敏色素的结构不同,推测其接受光信号后,其空间结构会发生变化,并且根据图中信息推测光敏色素结构改变之后,进入细胞核内,抑制了HY5降解,HY5影响特定基因的表达,来缓解幼苗发生黄化,C正确;
D、由图可知,光照环境下,光照环境下,光敏色素发生结构改变,通过核孔进入细胞核,抑制HY5降解,HY5影响特定基因的表达,使幼苗发生去黄化反应,所以光敏色素被激活后间接影响基因的表达,D错误。
故选C。
12. 某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵。实验流程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 据图推测菌T能够利用细胞合成的纤维素酶将秸秆中的纤维素水解
B. 酵母菌纯培养时,可使用稀释涂布平板法或平板划线法进行接种
C. 可分别使用湿热灭菌法和干热灭菌法对淋洗液和培养瓶进行灭菌
D. 图中酵母菌发酵阶段应始终保持密封状态,以便完成酒精的生成
【答案】D
【解析】
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃;生产中是否有酒精的产生,可用酸性重铬酸钾来检验,该物质与酒精反应呈现灰绿色。
【详解】A、在粉碎的秸秆中接种菌T,菌T能够分泌纤维素酶,纤维素酶能将纤维素最终分解为葡萄糖,A正确;
B、稀释涂布平板法和平板划线法都是酵母菌纯培养时常用的接种方法,前者适用于需要计数的实验,后者适用于需要分离单菌落的实验,B正确;
C、湿热灭菌法适用于用具、水及培养基的灭菌,包括玻璃器具、水及培养基等,干热灭菌法则是一种通过干热空气进行灭菌的方法,因此可分别使用湿热灭菌法和干热灭菌法对淋洗液和培养瓶进行灭菌,C正确;
D、酵母菌发酵产酒精的过程中会产生CO2,因此应该适当拧松瓶盖,D错误。
故选D。
13. 如图为寒冷的深海里某种海鱼部分细胞在缺氧条件下的无氧呼吸途径。下列叙述正确的是( )
A. 图中②过程产生丙酮酸的同时也产生了少量[H],这些[H]会积累起来
B. 图中通过②③过程,葡萄糖中的化学能大部分转化为了热能
C. 在低氧条件下,该海鱼细胞呼吸产生的CO2可能多于消耗的O2
D. 在寒冷的深海里,影响该海鱼细胞呼吸强度的外界因素只有海水含氧量
【答案】C
【解析】
【分析】无氧呼吸可以概括地分为两个阶段,这两个阶段需要不同酶的催化,但都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是,丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化成乳酸。
【详解】A、图中②过程产生丙酮酸的同时也产生了少量[H],这些[H]会参与形成酒精,不会积累起来,A错误;
B、图中通过②③过程是无氧呼吸过程,葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精中,B错误;
C、在低氧条件下,该海鱼某些细胞有氧呼吸产生CO2和水,肌细胞无氧呼吸产生酒精和CO2,所以该海鱼细胞呼吸产生CO2的量可能多于消耗O2的量,C正确;
D、在寒冷的深海里,影响该海鱼细胞呼吸强度的外界因素有温度、海水含氧量等,D错误。
故选C。
14. 鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸,能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。在探究鱼肉鲜味下降外因的系列实验中,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 本实验的自变量是pH和温度,因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性
B. 不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异,根本原因在于不同鱼体内的ACP结构不同
C. pH低于3.8、温度超过60℃,对鳝鱼肌肉酸性磷酸酶(ACP)活性影响的机理相同
D. 由图可知,放置相同的时间,鮰鱼在pH5.8、温度40℃条件下,鱼肉鲜味程度最高
【答案】C
【解析】
【分析】酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
【详解】A、由图示曲线可知,本实验的自变量是pH、温度和鱼的种类,因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性,A错误;
B、ACP是一种酶,其本质是蛋白质,基因决定蛋白质的合成,不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异,根本原因在于控制合成ACP的基因不同,B错误;
C、反应温度超过60℃与pH低于3.8,鳝鱼肌肉ACP都会因为空间结构的改变失去活性,影响机理是相同的,C正确;
D、由图示曲线可知,放置相同的时间,鮰鱼在pH5.8、温度40℃条件下酸性磷酸酶相对活性最高,导致鱼肉鲜味下降最快,D错误。
故选C。
15. 某经营性森林有27种植物,林场对其林木采伐后彻底清除地表植物。自然恢复若干年后,该地段上形成了有36种植物的森林。下列叙述正确的是( )
A. 采伐后的空地资源丰富,各植物种群呈“J”形增长
B. 采伐前的生态系统比恢复后的生态系统抵抗力稳定性高
C. 采伐后并彻底清除地表植物的空地上出现新群落的过程属于次生演替
D. 该生态系统恢复过程中,营养级的增多取决于植物种类的增加
【答案】C
【解析】
【分析】抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原状的能力。恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界因素干扰的破坏后恢复原状的能力。
【详解】A、“采伐后的空地”代表一定的空间和资源,而非理想条件。在有限的资源和空间条件下,种群数量会在达到一定阶段时停止增长,一般以在一定数量(K值)附近波动的形式保持数量上的相对稳定,增长曲线为“S”形而非“J”形,A错误;
B、抵抗力稳定性反映了生态系统保持现有状态相对稳定、不变的能力,主要由生态系统物种组成的多样性和复杂性决定。组成和结构相似的生态系统之间,物种组成越丰富,抵抗力稳定性越高。恢复后的生态系统物种数量比采伐前明显增多,群落结构趋于复杂,抵抗力稳定性提高,B错误;
C、题干中“彻底清除地表植物”含义为:原有植被虽已不存在,但原有土壤条件及繁殖体仍存在,此地段属于次生裸地,以此为起始条件的演替属于次生演替,C正确;
D、生态系统中营养级的数量取决于两个方面:生态系统中生产者固定的总能量以及能量在生态系统中营养级之间的传递效率(一般在10%~20%之间)。演替过程中,植物物种数量增加并不意味着通过生产者输入到生态系统中的总能量更多,所以其营养级并不一定会增多,D错误。
故选C。
16. 如图表示某草原生态系统中能量流动 图解,①~④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是( )
A. ①是流入该生态系统的总能量
B. 分解者获得的能量最少
C. 图中②/①的比值代表草一兔的能量传递效率
D. ③和④分别属于草和兔同化量的一部分
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析,①表示草流入到兔体内的能量,②表示兔同化的能量流入到狐,③兔产生粪便的能量属于上一营养级的能量,④兔子流入分解者的能量.能量的来源:生产者的能量主要来自太阳能,其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量.能量去路:自身呼吸消耗、流向下一营养级、被分解者分解和未被利用的能量。
【详解】A、①是流入兔这一营养级的能量,流入该生态系统的总能量是草固定的太阳能总量,A错误;
B、图中狐处于食物链的顶端,获得的能量最少,B错误;
C、图中②/①的比值代表兔到狐的能量传递效率,C错误;
D、③是兔食草后未吸收的残渣,④是兔子的遗体,它们分别属于草和兔同化量的一部分,D正确。
故选D。
【点睛】
二、非选择题(共5小题,共52分)
17. 叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”,果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,甲、乙、丙组均保留结果枝顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶,用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用,实验结果见下表,表中净光合速率是指单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。回答下列问题:
项目
甲组
乙组
丙组
处理
库源比
单位叶面积叶绿素相对含量
78.7
75.5
75.0
净光合速率(μmol·m⁻²·s⁻¹)
9.31
8.99
8.75
果实中含13C光合产物(mg)
21.96
37.38
66.06
单果重(g)
11.81
12.21
19.59
(1)研究光合产物从源分配到库时,给叶片供应13CO2,13CO2先与叶绿体内的___________结合而被固定,形成的产物被还原生成糖类,NADPH在该过程中的作用是___________。光合产物糖类分子可以进入筛管,再通过韧皮部运输到植株各处。实验开始前需要对结果枝基部树皮(含韧皮部)进行环剥处理(如图所示),目的是___________。
(2)分析实验甲、乙、丙组结果可知,随着该植物库源比降低,叶净光合速率___________(填“升高”或“降低”),果实中含13C光合产物的量___________(填“增加”或“减少”)。库源比降低导致果实单果重变化的原因是___________。
(3)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验,库源处理如图所示,用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用,结果见下表。
果实位置
果实中含13C光合产物(mg)
单果重(g)
第1果
26.91
12.31
第2果
18.00
10.43
第3果
2.14
8.19
根据上表的实验结果,从库与源的距离分析,叶片光合产物分配给果实的特点是___________。
(4)综合上述实验结果,从调整库源比分析,下列措施中能提高单枝合格果实产量(单果重10g以上为合格)的是___________。(单选)
A. 除草 B. 遮光 C. 疏果 D. 松土
【答案】(1) ①. C5 ②. 作还原剂、提供能量 ③. 防止其他枝条光合产物通过韧皮部运输到果实对实验结果造成干扰
(2) ①. 降低 ②. 增加 ③. 库源比降低,植株总的叶片光合作用制造的有机物增多,运输到单个果实的有机物量增多
(3)离叶片越近的果实分配到的有机物越多,即库与源距离越近,库得到的有机物越多 (4)C
【解析】
【分析】分析题意,本题研究研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,自变量为库源比,即以果实数量与叶片数量比值;因变量为光合作用以及光合产物分配情况。
【小问1详解】
光合作用的暗反应过程包括二氧化碳的固定和C3还原,研究光合产物从源分配到库时,给叶片供应13CO2,13CO2先与叶绿体内的C5结合而被固定,形成的产物还原为糖需要光反应合成的ATP和NADPH;NADPH在该过程中的作用是作还原剂、提供能量;光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管,再通过韧皮部运输到植株各处。实验开始前需要对结果枝基部树皮(含韧皮部)进行环剥处理,如图所示,目的是防止其他枝条的光合产物光运输到果实对实验结果造成干扰。
【小问2详解】
分析实验甲、乙、丙组结果可知,随着该植物库源比降低,叶净光合速率降低;果实中含光合产物的量增加;库源比降低导致果实单果重变化的原因是植株总的叶片光合作用制造的有机物增多,运输到单个果实的有机物量增多,因此单果重量增加。
【小问3详解】
根据表格实验结果,从库与源的距离分析,叶片光合产物分配给果实的特点是离叶片越近的果实分配到的有机物越多,即库与源距离越近,库得到的有机物越多。
【小问4详解】
综合上述实验结果,从调整库源比分析,能提高单枝的合格果实产量的是疏果,减小库和源的比值,能提高果实产量。ABD错误,C正确。
故选C。
18. 植物体表蜡质对耐干旱有重要作用,研究人员通过诱变获得一个大麦纯合突变体Cer1,其颖壳无蜡质。
(1)为研究该突变体的变异类型,通过分析野生型(WT)和突变体的染色体组型发现未发生染色体畸变。将Cer1与纯合WT杂交得到F1,根据F1表型为___________,判断此突变为隐性突变(即A基因突变为a基因)。推测A基因控制小麦蜡质合成,将该基因转入___________个体中表达,观察获得的植株表型可验证此推测。已知大麦传粉方式与豌豆相同,将F1与突变体Cer1间行种植,每株收获等量后代,利用PCR扩增这些后代的基因组DNA,电泳检测PCR产物,得到的带型如图1泳道中___________(从1~5中选择)所示,不同电泳带型的个体比例为___________(按所选泳道从左到右的顺序)。
(2)初步研究表明,突变的a基因使棕榈酸转化为16-羟基棕榈酸受阻。进一步研究发现,16-羟基棕榈酸合成蜡质过程还需要D基因。正常D基因和突变后的基因部分序列如图2。如图所示序列为D基因的___________(填“编码链”或“模板链”),在特定位点发生了碱基的___________,导致原来第___________位氨基酸对应的密码子变成了终止密码子,形成的肽链变短,蛋白质功能下降,最终导致代谢过程异常。
(注:终止密码子:UAA、UAG、UGA)
(3)现已获得D基因单位点突变的隐性纯合子Cer2,发现无论A、a还是D、d均不在细胞质中,欲判断A、a与D、d在染色体上的位置关系,应取___________作为亲本进行杂交,F1自交后得F2,分析F2的表型及比例(说明:在整个实验过程中,不考虑突变和互换)。
①若F2表现为颖壳有蜡和无蜡的比值为___________,请在图3中画出F1细胞中基因在染色体上的分布_________ (请在答题纸对应位置作图)。
②若F2表现为颖壳有蜡和无蜡的比值为___________,请在图4中画出F1细胞中基因在染色体上的分布_________ (请在答题纸对应位置作图)。
【答案】(1) ①. 全为野生型(颖壳有蜡) ②. 突变型(或Cer1突变体、aa、颖壳无蜡质) ③. 1、2、3 ④. 5:1:2
(2) ①. 编码链 ②. 缺失 ③. 75
(3) ①. Cer1和Cer2 ②. 1:1 ③. ④. 9:7 ⑤.
【解析】
【分析】基因分离定律的实质:在杂合的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;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子代。
【小问1详解】
为研究该突变体的变异类型,通过分析野生型(WT)和突变体的染色体组型发现未发生染色体畸变。将突变体Cer1与纯合WT,根据F1全为野生型,可判断野生型性状为显性,故此突变为隐性突变。
若要验证此推测,可将A基因转入Cer1突变体个体中,若植株表现出野生型性状,则此突变为隐性突变。
大麦传粉方式与豌豆(自花传粉,闭花授粉)相同,将F1(Aa)与突变体Cerl(aa)间行种植,每一株都是自花传粉,所以收获的F1(Aa)后代中的基因型为AA、Aa、aa,比例为1:2:1,突变体Cerl(aa)的后代全为aa,所以收获的全部后代中AA:Aa:aa=1:2:5,根据图1的电泳图可知利用PCR扩增这些后代的基因组DNA,电泳检测PCR产物,得到的带型如图1泳道中1、2、3,泳道1代表aa,泳道2代表AA,泳道3代表Aa,由于收获的全部后代中AA:Aa:aa=1:2:5,所以这些不同电泳带型的个体比例为5:1:2。
【小问2详解】
据图所示可知序列为D基因的正常基因序列为编码链,D基因发生突变,编码多肽链的DNA序列中发生碱基对的缺失,有1个碱基由G变为T,导致原本的第223-225位的碱基序列由GAT变为了TAG,其对应的第75位氨基酸对应的密码子由GUA变为了UAG,而UAG属于终止密码子,使得肽链变短,蛋白质功能下降,最终导致代谢过程异常。
【小问3详解】
由题目所给信息“无论A、a还是D、d均不在细胞质中”可以直接推出,A/a、D/d基因位于细胞核内的染色体上,遵循孟德尔遗传规律。Cer2为D基因单位点突变的隐性纯合子,可以表示基因型为AAdd,根据(1)中信息可以将Cerl突变体的基因型表示为aaDD,欲判断A、a与D、d在染色体上的位置关系可以将Cer1和Cer2作为亲本进行杂交,获得F1(AaDd),F1自交后得F2。若A/a、D/d基因同时位于细胞核内的同一对同源染色体上,在本题中应该是A与d连锁,a与D连锁,则F2代个体的基因型及比例为AAdd:AaDd:aaDD=1:2:1,即颖壳有蜡(A_D_):无蜡(A_ dd+aa_ _)=1:1,且F1(AaDd)细胞中基因在染色体上的分布为。若A/a、D/d基因位于细胞核内的非同源染色体上,则F2代个体的基因型及比例为A_D_:A_dd:aaD_:aadd=9:3:3:1,,即颖壳有蜡(A_D_):无蜡(A_ dd+aa_ _)=9:7,且F1(AaDd)细胞中基因在染色体上的分布为。
19. 在马拉松长跑过程中,运动员往往出现心跳加快、呼吸加深、大量出汗、口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。回答下列问题:
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于________反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,渗透压感受器产生的兴奋传到________,产生渴觉。
(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000 mL清水与1000 mL生理盐水,其排尿速率变化如图甲所示。
图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是________;该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗透压下降,________。
(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
①完善实验思路:
I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用________湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用________,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激________,分别测定血压,并记录。
Ⅳ.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果:将预测的血压变化填入表中。
刺激部位
血液变化
减压神经
外周端
_______
中枢端
下降
迷走神经
外周端
下降
中枢端
_______
【答案】(1) ①. 条件 ②. 大脑皮层
(2) ①. A ②. 抗利尿激素的合成和释放减少,肾小管和集合管对水分的重吸收减少,尿量增加
(3) ①. 生理盐水 ②. 适宜强度电刺激迷走神经 ③. 减压神经的外周端和中枢端 ④. 不下降 ⑤. 不下降
【解析】
【分析】1、人体的水平衡调节过程:当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少。同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)。
2、条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式。
【小问1详解】
听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程是后天学习和训练习得的,属于条件反射;所有感觉的形成部位都是大脑皮层,渴觉的产生部位也是大脑皮层。
【小问2详解】
由于引用清水后尿量会增加,图中曲线A表示尿量增加,所以图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是A。饮用清水后,引起血浆渗透压降低,从而减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激,导致抗利尿激素分泌减少,使肾小管和集合管对水的重吸收减少,引起尿量增加;
【小问3详解】
由题意可知,本实验目的是验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,则实验可通过刺激剪断后的中枢端和外周段,然后通过血压的测定进行比较。
①完善实验思路:
Ⅰ.实验过程中为确保实验材料的功能正常,需随时用生理盐水湿润神经;
Ⅱ.同时需要检查减压神经和迷走神经自身功能是否正常,用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经,测定血压,血压下降;
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经。分别用适宜强度电刺激减压神经的中枢端和外周段,测定血压,根据是否减压反射的效果确定减压神经为传入神经。
②据图乙可知,若传入神经是减压神经,则外周端与感受器相连,中枢端与神经中枢相连,从结扎中间剪断神经,刺激外周端,兴奋不能传到神经中枢,血压不下降;刺激中枢端,产生的兴奋可传导至神经中枢,使血压下降。若传出神经是迷走神经,则外周端与效应器相连,中枢端与神经中枢相连,从结扎中间剪断神经,刺激外周端,产生的兴奋可传导至效应器,使血压下降;刺激中枢端,兴奋不能传到效应器,血压不下降。
20. 水体富营养化会导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖形成水华。生态浮床对富营养化湖泊有良好的治理效果。传统生态浮床(CFI)是将经过筛选的水生高等植物(主要是挺水植物)栽植于浮床上,通过植物 根系大量吸收水体中的N、P等元素。现有研究者设计了一种新型生态浮床(IEFI),水生高等植物栽 种在空心竹排上,弹性立体填料作为生物膜载体悬挂在竹排下方。请回答下列问题:
(1)生态浮床选用植物时除了要考虑植物对水体的净化能力,还要兼顾植物的观赏性或经济价值,这体现了生态工程的_____原理。
(2)从种间关系的角度分析:浮床上的水生高等植物能防治水华的原因有:_____。
(3)水生高等植物吸收水体中的氮可同化为自身的_____等生物大分子,这些氮元素可能的去向有_____。
(4)新型生态浮床中大量的弹性立体填料可作为生物膜载体,这样做的主要目的是_____。
(5)研究人员进行新型生态浮床(IEFI)和传统生态浮床(CFI)的水质净化效果对比,对总氮(TN)的去除情况如图所示。
①根据实验结果,IEFI系统对TN有明显的去除效果,且在_____月去除率最高。
②在12月,两系统去除率均有一定程度下降,主要是因为_____。
【答案】(1)整体 (2)与蓝细菌、绿藻等生物竞争水体中的N、P等,降低水体中的N、P含量;通过减弱水体中的光照(或与蓝细菌和绿藻等生物竞争光照),抑制水体中藻类繁殖
(3) ①. 核酸、蛋白质 ②. 流向下一营养级、流向分解者
(4)为微生物提供更大的附着面积
(5) ①. 5 ②. 低温使得微生物活性降低,影响了对TN去除效果。
【解析】
【分析】自然生态生态是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体;遵循整体原理,首先要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的;进行生态工程建设时,不仅要考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力。
【小问1详解】
整体(性)原理意味着不仅要考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力,结合题干“选用植物时除了要考虑植物对水体的净化能力,还要兼顾植物的观赏性或经济价值”可知这体现了生态系统的整体原理。
【小问2详解】
水生高等植物利用阳光和水体中的无机物(N、P等),而蓝细菌和绿藻也需要利用阳光和水体中的无机物,它们之间存在竞争关系,且水生高等植物在竞争中占优势,可以抑制蓝细菌和绿藻的繁殖从而起到防治水华的作用,即浮床上的水生高等植物能防治水华的原因是与蓝细菌、绿藻等生物竞争水体中的N、P等,降低水体中的N、P含量;通过减弱水体中的光照(或与蓝细菌和绿藻等生物竞争光照),抑制水体中藻类繁殖。
【小问3详解】
生物大分子包括蛋白质、核酸和多糖,蛋白质的组成元素有C、H、O、N,核酸的组成元素有C、H、O、N、P,多糖的组成元素为C、H、O,故水生高等植物吸收水体中的氮可同化为自身的蛋白质、核酸等生物大分子,这些氮元素可能的去向有(以有机物的形式)流向下一营养级、流向分解者。
【小问4详解】
新型生态浮床中大量的弹性立体填料可作为生物膜载体,提供水中的微生物(分解者)充分的附着区域,故这样做的目的是为微生物提供更大的附着面积。
【小问5详解】
①结合图3可知,在5月份时,IEFI去除率最高且TN含量最少,故根据实验结果,IEFI系统对TN有明显的去除效果,且在5月去除率最高。②在12月,两系统去除率均有一定程度下降,12月份为冬季,气候较为寒冷,温度较低,使得微生物活性降低,影响了对TN去除效果。
21. 某科研人员将甜蛋白基因导入番茄,可提高番茄甜味,改善果实品质。如图甜蛋白基因和Ti质粒上限制酶切位点示意图。回答下列相关问题:
(1)利用PCR技术扩增甜蛋白基因时,为了特异性扩增甜蛋白基因序列,需根据___________设计引物;每次循环一般可以分为___________、___________、___________三步。
(2)用限制酶切割含有甜蛋白基因的DNA片段时,不用限制酶BamHⅠ的原因是___________。科研人员最终选择了限制酶XbaⅠ和HindⅢ切割质粒和含有甜蛋白基因的DNA片段,而不是选择限制酶XbaⅠ和EcoRⅠ的理由是___________。
(3)为了让甜蛋白基因进入受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上,可以将甜蛋白基因插入Ti质粒的___________中。将基因表达载体导入农杆菌前,需用Ca2+处理农杆菌,其目的是___________。为了确定农杆菌中是否导入基因表达载体,需将农杆菌置于含___________的培养基中进行培养,然后用筛选出来的农杆菌去侵染番茄细胞。
【答案】(1) ①. 甜蛋白基因两端的碱基序列 ②. 变性 ③. 复性 ④. 延伸
(2) ①. 会破坏甜蛋白基因 ②. 会导致甜蛋白基因与质粒反向连接,不能表达出甜蛋白
(3) ①. T-DNA ②. 使农杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 ③.
卡那霉素
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
利用PCR扩增目的基因时,需要根据目的基因两端的碱基序列设计引物,因此为了特异性扩增甜蛋白基因序列,需根据甜蛋白基因两端的碱基序列设计引物。
通过PCR技术可扩增目的基因,PCR的每次循环一般可以分为变性、复性、延伸三步。
【小问2详解】
由图可知,限制酶BamH I切割会破坏甜蛋白基因,不宜使用。在Ti质粒中,EcoR I位于Xba I的左侧,根据甜蛋白基因转录的方向和Ti质粒启动子到终止子的方向,应选择限制酶Xba I和Hind Ⅲ切割质粒和含有甜蛋白基因的DNA片段,选择限制酶Xba I和EcoR I会导致甜蛋白基因与质粒反向连接,不能表达出甜蛋白。
【小问3详解】
Ti质粒的T-DNA是可转移的DNA,能够携带目的基因进入受体细胞并将其整合到受体细胞的染色体的DNA上。将基因表达载体导入农杆菌,需用Ca2+处理,使其成为感受态细胞,提高转化率。分析图形,质粒中存在卡那霉素抗性基因,因此需在培养基中加入卡那霉素,筛选出成功导入目的基因的农杆菌。
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