内容正文:
2024-2025学年高三核心模拟卷
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.本卷命题范围:高考范围。
一、选择题:本题共18小题,每小题2分,共36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. 下列关于教材实验的叙述,正确的是( )
A. 用斐林试剂检测还原糖时,应先加入甲液为后续反应创设碱性环境
B. 提取绿叶中的光合色素时,加入少许二氧化硅可防止色素被酸破坏
C. 探究酵母菌呼吸方式的实验中,CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
D. 观察植物根尖细胞有丝分裂实验的制片中漂洗是为洗去甲紫溶液,防止染色过度
【答案】C
【解析】
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)。斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。
【详解】A、用斐林试剂检测还原糖时,应先将甲液和乙液混匀后再加入样液中,A错误;
B、提取绿叶中的光合色素时,加入碳酸钙可防止色素被酸破坏,加入少许二氧化硅可使研磨更充分,B错误;
C、酵母菌呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,或使澄清石灰水变浑浊,C正确;
D、观察植物根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中,制片过程中的漂洗是为洗去解离液,防止解离过度,D错误。
故选C。
2. 如图为几丁质和脂肪分子的结构简图。下列相关叙述正确的是( )
A. 脂肪可作为细胞内的能源物质,而几丁质不能
B. 同一脂肪分子内R1、R2、R3的种类和分子长短均相同
C. 几丁质和脂肪都属于脂质,但两者的组成元素有所不同
D. 几丁质和脂肪均是以碳链为基本骨架的生物大分子
【答案】A
【解析】
【分析】1、几种化合物的元素组成:①蛋白质是由C、H、O、N元素构成,有些还含有S等;②核酸(包括DNA和RNA)是由C、H、O、N、P元素构成;③脂质是由C、H、O构成,有些含有N、P;④糖类是由C、H、O构成。
2、单体就是构成多聚体的基本单位,蛋白质的单体是氨基酸,多糖(淀粉、纤维素、糖原)的单体是葡萄糖,核酸(脱氧核糖核酸、核糖核酸)的单体是核苷酸。
【详解】A、脂肪是细胞内的能源物质,几丁质不是细胞内的能源物质,A正确;
B、同一脂肪分子内的R1、R2、R3可在饱和程度和分子长短上不同,B错误;
C、组成几丁质与脂肪的元素不同,且几丁质不属于脂质,C错误;
D、几丁质和脂肪都是以碳链为基本骨架,但脂肪不是生物大分子,D错误。
故选A。
3. 丙酮酸激酶是细胞呼吸过程中的一种关键酶,在糖酵解中能催化磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸,并产生ATP,如图所示。丙酮酸激酶在人体内过表达可诱导线粒体融合蛋白2(mfn2)增加,使线粒体融合增多,出现损伤和功能紊乱。下列相关叙述错误的是( )
A. 推测Mg2+、K+可激活丙酮酸激酶,从而促进糖酵解进行
B. 上述合成ATP场所是细胞质基质,③④是特殊的化学键
C. 丙酮酸激酶减少时合成ATP减少,但细胞形态和功能稳定
D. 丙酮酸激酶过表达可能导致线粒体明显被拉长,且数量减少
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、Mg2+、K+属于具有激活作用的金属离子,能激活丙酮酸激酶,进而促进糖酵解进行,A正确;
B、糖酵解为细胞呼吸第一阶段,其合成ATP的场所是细胞质基质,图中③④是特殊的化学键,B正确;
C、丙酮酸激酶减少时合成ATP减少,可能影响细胞对离子的运输和渗透压,影响细胞形态和功能,C错误;
D、丙酮酸激酶过表达可导致线粒体发生融合而呈拉长状态并使线粒体数量减少,D正确。
故选C。
4. 如图为某高等动物的一组细胞分裂图像,①~④表示相关细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. ①可表示精原细胞,经①→②过程形成的子细胞中染色体数目与体细胞相同
B. ③所示细胞中同源染色体分离,等位基因随之分开,处于减数分裂Ⅰ后期
C. ④细胞处于减数分裂Ⅱ后期,形成该细胞的过程中可能发生过基因突变
D. 细胞③和细胞④均含有2个染色体组,每个染色体组中都包含A和a基因
【答案】D
【解析】
【分析】精子的形成过程:(1)精原细胞经过减数第一次分裂前的间期(染色体的复制)→初级精母细胞;(2)初级精母细胞经过减数第一次分裂(前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合)→两个次级精母细胞;(3)次级精母细胞经过减数第二次分裂→精细胞;(4)精细胞经过变形→精子。
【详解】A、由图可知,在减数分裂过程中细胞质均等分裂,由此判断①是精原细胞,②所示细胞处于有丝分裂中期,其分裂后形成的子细胞中染色体数目与体细胞一样多,A正确;
B、③所示细胞中同源染色体分离,等位基因随之分开,处于减数分裂]后期,此细胞是初级精母细胞,B正确;
C、④所示细胞的出现可能是基因突变的结果,处于减数分裂Ⅱ后期,此细胞中无同源染色体,C正确;
D、细胞③和细胞④染色体数目相同,都有2个染色体组,但一个染色体组中一般不含等位基因,D错误。
故选D。
5. 变异是生物进化和人类育种的根源,包括可遗传变异和不可遗传变异。下列关于变异的叙述,错误的是( )
A. 基因突变一定会引起基因中碱基序列的改变,但不一定会遗传给后代
B. 若某蛋白质基因的碱基T变为G,则该蛋白质的氨基酸序列一定改变
C. 同源染色体非姐妹染色单体互换及非同源染色体自由组合均属于基因重组
D. 基因突变可产生新基因,是变异的根本来源,基因重组可产生新基因型
【答案】B
【解析】
【分析】生物的变异分可遗传变异和不可遗传变异。可遗传的变异有基因突变、基因重组和染色体变异;基因突变是生物变异的根本来源,基因突变和基因重组都能为进化提供原材料;同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换属于基因重组,只发生在减数分裂过程中,而非同源染色体之间的交换属于染色体结构变异可以在有丝分裂也可以在减数分裂。
【详解】A、基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,基因突变发生于生殖细胞中可遗传,发生于体细胞中一般不能遗传给后代,A正确;
B、若某蛋白质基因的一个碱基T变为G,由于密码子具有简并性,该蛋白质的氨基酸序列不一定改变,B错误;
C、同源染色体非姐妹染色单体间发生互换或非同源染色体的自由组合均属于基因重组,C正确;
D、基因突变可产生新基因,是变异的根本来源,基因重组可产生新基因型,D正确。
故选B。
6. 某哺乳动物局部毛色由常染色体上的复等位基因P1、P2、P3控制(各自控制酶1、酶2和酶3的合成),且基因P1、P2和P3之间为共显性关系。毛色的底色为白色,酶1存在时毛色为褐色,在褐色基础上,若有酶2存在则呈棕色,若有酶3存在则呈黑色。现让一白毛雄性亲本与多个黑毛雌性亲本交配,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 表型为黑色个体的基因型不止一种
B. “?”代表的表型为黑毛雄性或雌性个体
C. 毛色为黑色和棕色的个体可能为纯合子
D. 毛色基因型中纯合子与杂合子的种数不相等
【答案】B
【解析】
【分析】复等位基因是指在同源染色体的相同位点上,存在两种以上的等位基因。
【详解】A、根据题意和图示分析可知:P1、P2和P3三个复等位基因两两组合,纯合子有P1P1、P2P2、P3P3三种,杂合子有P1P2、P1P3、P2P3三种,共有6种基因型。基因P1、P2和P3之间为共显性关系,则白毛对应基因型为P2P2、P3P3和P2P3,褐毛对应基因型为P1P1,黑毛对应基因型为P1P3,棕毛对应基因型为P1P2,故表型为黑色个体的基因型只有一种,A错误;
B、黑毛亲本的基因型只有P1P3,棕毛个体基因型只有P1P2,故白毛亲本的基因型必须为P2P3,子代才会出现P1P2棕毛个体。据亲本基因型可推断,子代基因型及表型为:P1P2棕毛、P1P3黑毛和P2P3白毛三种类型,故“?”代表的表型为黑毛雄性或雌性个体,B正确;
C、黑毛对应基因型为P1P3,棕毛对应基因型为P1P2,毛色为黑色和棕色个体都是杂合子,C错误;
D、纯合子有P1P1、P2P2、P3P3三种,杂合子有P1P2、P1P3、P2P3三种,毛色基因型中纯合子的种数与杂合子相等,都有3种,D错误。
故选B。
7. 香水稻具有香味浓郁(DD)、高产(EE)等优良性状,但是不抗除草剂(gg),已知三对性状独立遗传,为培育香味浓郁、高产、抗除草剂(DDEEGG)的优良品种,研究者设计了如图所示育种流程。下列相关叙述正确的是( )
A. ①过程所用的方法可提高突变率,获得多种优良变异类型
B. ②过程由成熟花粉细胞培养成幼苗期间,非等位基因会发生自由组合
C. ②③过程为单倍体育种,用秋水仙素处理幼苗,抑制细胞分裂时着丝粒的断裂
D. ④⑤过程育种的原理为基因重组,能够按需选择,产生新基因和新性状
【答案】A
【解析】
【分析】1、基因突变的特点:
①普遍性:所有生物都可能发生基因突变,低等生物、高等动植物等;
②随机性:可以发生在生物个体发育的任何时期;可以发生在细胞内不同的DNA分子上;同一DNA分子的不同部位;
③不定向性:可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因;
④低频性:自然状态下,突变的频率比较低;
⑤多害少利性:多数有害,少数有利,也有中性;
2、图中①表示诱变育种,②③表示单倍体育种,④⑤表示杂交育种。
【详解】A、①过程为诱变育种,诱变可提高突变率,突变具有不定向性,可获得多种优良变异类型,A正确;
B、②过程由成熟的花粉细胞培养成幼苗期间,只进行有丝分裂,不会发生非等位基因的自由组合,B错误;
C、②③为单倍体育种过程,可用秋水仙素处理幼苗,秋水仙素作用的原理是抑制纺锤体的形成,使染色体不能移向两极,导致染色体数加倍,C错误;
D、④⑤过程育种的原理为基因重组,能够按需选择,但不能产生新基因和新性状,只是原有性状的重新组合,D错误。
故选A。
8. 2024年中国·武汉铁人三项公开赛于9月14日~16日在武汉市江夏区梁子湖铁人三项基地举行。赛事共设标铁全程、标铁半程、短距离、混合接力、游跑两项、游跑两项混合接力、骑跑两项接力等竞赛项目。参赛运动员在标铁全程赛中生理上发生了一系列的变化。下列相关叙述错误的是( )
A. 运动员的交感神经兴奋→血管收缩→血压升高
B. 运动员大量失钠→醛固酮分泌增加→肾小管对钠重吸收增强
C. 运动员血糖降低→胰高血糖素分泌增加→肝脏→维持血糖相对稳定
D. 运动员毛细血管舒张→血流量增多→大量出汗→体温保持稳定不变
【答案】D
【解析】
【分析】1、抗利尿激素是由下丘脑合成并分泌,由垂体后叶释放,能够促进肾小管和集合管对水分的重吸收。
2、机体血糖大量消耗的主要途径是氧化分解供能;血糖含量降低时,胰岛A细胞分泌的胰岛高血糖素增加,肾上腺分泌的肾上腺素增加,促进肝糖原分解和非糖类物质转化,使得血糖升高。
【详解】A、比赛过程中,运动员的交感神经兴奋,会使血管收缩,血压升高,也会使心跳加快等,A正确;
B、醛固酮有保钠的作用,运动员大量失钠后,机体分泌的醛固酮增加,可促进肾小管和集合管对钠的重吸收,B正确;
C、在长时间的比赛过程中,运动员会消耗大量的糖类供能,血糖会降低,此时机体分泌的胰高血糖素增加,作用于肝脏,促使肝糖原分解为葡萄糖,以维持血糖的相对稳定,C正确;
D、比赛过程中,运动员会产生大量热量,机体通过毛细血管舒张,血流量增加,大量出汗,以增大散热,但散热量依然小于产热量,所以比赛中运动员的体温会有所上升,D错误。
故选D。
9. 植物的生命活动受植物激素及生活环境等影响。下列相关叙述错误的是( )
A. 用适宜浓度赤霉素处理大麦种子可促进大麦产生α-淀粉酶
B. 细胞分裂素可解除植物的顶端优势可能是其通过促进侧枝发育实现的
C. 向日葵是长日照植物,欲让其提前开花,可在夜晚对其进行光照处理
D. 根据“淀粉—平衡石假说”,平放的根向地生长一侧的淀粉体少于背地侧
【答案】D
【解析】
【分析】1、赤霉素:合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分。主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用;
2、细胞分裂素:合成部位:正在进行细胞分裂的幼嫩根尖。主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老;
3、脱落酸:合成部位:根冠、萎蔫叶片等。主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落;
4、植物激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。
【详解】A、用赤霉素处理大麦,可以使大麦种子无须发芽就可以产生a-淀粉酶,从而降低了成本,A正确;
B、顶端优势是植物生长中的一个自然现象,其中顶芽会优先获得营养和生长优势,而侧芽则因为营养和激素的抑制而生长受限。细胞分裂素可通过促进侧芽的生长,有效地消除这种顶端优势,使得植物能够更均匀地生长和发育,B正确;
C、向日葵是长日照植物,欲让其提前开花,就得延长光照时间,可在夜晚对其进行光照,C正确;
D 、根据“淀粉—平衡石假说”,平衡石中的淀粉体会沿着重力方向沉降,故平放的根向地生长一侧的淀粉体多于背地侧,D错误。
故选D。
10. Graves病又称毒性弥漫性甲状腺肿,它是由血液中存在的一种刺激物导致甲状腺兴奋而引起的疾病,具有高代谢、弥漫性甲状腺肿大和突眼三大特点。如图抗体甲状腺细胞为Graves病的发病机理。下列相关叙述错误的是( )
A. 辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合一定会激活B细胞
B. T细胞和B细胞起源相同,辅助性T细胞分泌的细胞因子属于免疫活性物质
C. Graves患者自身抗体与促甲状腺激素受体结合,进而导致甲状腺功能亢进
D. Graves患者体内甲状腺激素含量增加,导致细胞耗氧量增加,代谢加快
【答案】A
【解析】
【分析】1、甲状腺激素的分级调节过程:下丘脑→促甲状腺激素释放激素→垂体→促甲状腺激素→甲状腺→甲状腺激素,同时甲状腺激素还能对下丘脑和垂体进行负反馈调节。
2、Graves氏病患者体内甲状腺激素比正常人的分泌量更多,其主要原因是患者体内的抗体起着促甲状腺激素类似的功能,使甲状腺机能增强,同时不能通过负反馈调节控制甲状腺激素的过量分泌。
【详解】A、辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合只是激活B细胞的一个信号,B细胞的激活需要两个信号,A错误;
B、T细胞和B细胞均起源于骨髓,辅助性T细胞分泌的细胞因子和浆细胞分泌的抗体都属于免疫活性物质,B正确;
C、Graves病是自身免疫病,致病机理是患者浆细胞所分泌的抗体会与自身甲状腺细胞膜上的促甲状腺激素受体特异性结合,并发挥与促甲状腺激素类似的作用,促进甲状腺合成并分泌甲状腺激素,C正确;
D、与正常人相比,Graves患者甲状腺激素含量高,甲状腺激素能促进细胞代谢,导致细胞耗氧量增加,代谢加快,D正确。
故选A。
11. 葛根是一种富含葛根素、黄酮类化合物和微量元素的豆科植物,具有清热解毒、补肾健脾等功效。葛根性喜阴湿,是一种良好的水土保持植物,其藤本植物的特性有助于防止土壤侵蚀,保护坡地和沟谷的稳定性。下列相关叙述错误的是( )
A. 与食用鱼虾相比,野鸭食用葛根产生的生态足迹更小
B. 葛根可改良土壤条件,进而为其他植物的生长创造良好环境
C. 在林下和沟壑种植葛根,遵循了生态工程的协调与整体原理
D. 葛根具有清热解毒、补肾健脾等功效,体现了生物多样性的潜在价值
【答案】D
【解析】
【分析】生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值。直接价值是指对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,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价值;间接价值是指对生态系统起重要调节作用的价值(也叫做生态功能,如森林和草地对水土的保持作用,湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用);潜在价值是指目前人类尚不清楚的价值。
【详解】A、与食用鱼虾相比,野鸭食用葛根消耗的能量少,产生的生态足迹更小,A正确;
B、葛根可防止土壤侵蚀、保护坡地和沟谷的稳定性,能改良土壤,进而为其他植物的生长创造良好环境,B正确;
C、葛根喜阴湿,保持水土,其藤本植物的特性有助于防止土壤侵蚀,保护坡地和沟谷的稳定性。将其种植在林下和沟壑,遵循了生态工程的协调与整体原理,C正确;
D、葛根具有清热解毒、补肾健脾等功效,体现了生物多样性的直接价值,D错误。
故选D。
12. 生境破碎及不同破碎化程度对种群密度及植物长势等均可能产生影响。骆驼刺属于半灌木草本植物,科研人员对古尔班通古特沙漠南缘9个斑块化骆驼刺种群的种群密度和形态特征等进行了调查研究,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
图1不同斑块中骆驼刺的种群密度 图2不同斑块中骆驼刺种群植株高度
A. 调查骆驼刺的种群密度时,可用样方法进行调查
B. 生境破碎化对种群密度和斑块中植株高度的影响是同步的
C. Y3、Y5、Y9斑块种群密度较大,可能是生境破碎化程度低所致
D. 生境破碎化可导致种群原有生境面积缩小,种群间隔离程度加剧
【答案】B
【解析】
【分析】从图中看出,生境碎片化程度越高,种群的密度越低,群落演替是指随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。主要类型包括初生演替和次生演替。
【详解】A、骆驼刺属于半灌木草本植物,可用样方法调查其种群密度,A正确;
B、由调查结果可知,生境破碎化对种群密度和斑块中植株高度的影响并不完全同步,B错误;
C、Y3、Y5、Y9斑块种群密度较大,可能是生境破碎化程度低,种群受到的影响小所致,C正确;
D、生境破碎化可导致种群原有生境面积缩小,种群间隔离程度加剧,D正确。
故选B
13. 获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染,无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列相关叙述错误的是( )
A. 耐高温的、需要保持干燥的物品可用干热灭菌法进行灭菌
B. 酒精能使细胞中的蛋白质变性,95%的酒精较75%的酒精消毒效果好
C. 为了避免周围环境中微生物的污染,微生物接种应在酒精灯火焰旁进行
D. 巴氏消毒可杀死绝大多数微生物同时不破坏物质的营养成分,可用于果酒消毒
【答案】B
【解析】
【分析】无菌技术:(1 )关键:防止外来杂菌的入侵。(2 )具体操作:①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。③为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
【详解】A、耐高温的、需要保持干燥的物品可用干热灭菌法进行灭菌,A正确;
B、乙醇能使蛋白质变性,75%酒精浓度是临床消毒浓度,过高浓度的酒精能够使细菌表面的蛋白质凝固,形成一层膜,阻碍酒精分子进一步渗入细菌内部,导致杀菌效果不佳,B错误;
C、为了避免周围环境中微生物的污染,接种时应在酒精灯火焰旁进行,C正确;
D、巴氏消毒最大的优点是能杀死绝大多数微生物的同时基本不会破坏物质的营养成分,果酒可用巴氏消毒法进行消毒,D正确。
故选B。
14. 秦川牛是中国优良的黄牛地方品种,其体格大、役力强、产肉性能良好,因产于八百里秦川的陕西省关中地区而得名。如图表示研究人员利用胚胎工程培育秦川奶牛的过程。下列相关叙述错误的是( )
A. ①为体外受精,该过程中卵细胞的呼吸速率和物质合成速率均变快
B. ②为体外胚胎培养,培养液和培养用具均需灭菌,并需定期更换培养液
C. ③→④中若要进行胚胎性别鉴定,需选择内细胞团细胞进行DNA分析
D. ⑤为胚胎移植,需将胚胎移植到同种的、生理状态与供体相同的其他雌牛体内
【答案】C
【解析】
【分析】胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,分析题图,①是体外受精过程,②是早期胚胎培养,③是胚胎分割,④是分割后胚胎的恢复,⑤是胚胎移植。
【详解】A、①为体外受精,受精过程使卵细胞变得十分活跃,因此卵细胞的细胞呼吸和物质合成速率变快,A正确;
B、②为体外胚胎培养,培养液和培养用具均需灭菌,并需定期更换培养液,B正确;
C、③→④中若要进行胚胎性别鉴定,需选择滋养层细胞进行DNA分析,C错误;
D、⑤为胚胎移植,需将胚胎移植到同种的、生理状态与供体相同的其他雌性牛体内,D正确。
故选C。
15. 绿色植物中,光合电子传递由两个光反应系统相互配合来完成。一个是吸收远红光的特殊叶绿素a分子,最大吸收峰在700纳米处,称为P700。由P700和其他辅助复合物组成的光反应系统,称光系统I(PSI)。另一个是吸收红光的特殊叶绿素a分子,其吸收峰在680纳米处,称为P680。由P680和其他辅助复合物组成的光反应系统,称光系统Ⅱ(PSⅡ)。如图是植物细胞中部分生物膜的结构与完成的生理过程,下列相关叙述错误的是( )
A. 图中膜是叶绿体的类囊体薄膜,该膜上可发生物质运输和能量转化
B. P680处可发生水的光解,产生的电子最终传递给NADP+生成NADPH
C. P700吸收的远红光无法进行光合作用,但可为H+的主动运输提供能量
D. P是ATP、NADPH的组成元素,缺乏P时上述生理过程会受到影响
【答案】C
【解析】
【分析】1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用;在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行,在特定酶的作用下,二氧化碳与五碳化合物结合,形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下,三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的三碳化合物,经过一系列变化,又形成五碳化合物。
【详解】A、图中显示了物质(如H+ 、电子、 NADP+等)的运输以及光能转化为ATP和NADPH中活跃化学能的能量转化过程,所以该膜是叶绿体的类囊体薄膜,且该膜上可发生物质运输和能量转化,A正确;
B、由图可知,P680吸收光能后可发生水的光解,产生O2、H+和电子。 电子沿着图中箭头方向传递,最终传递给NADP+生成NADPH,B正确;
C、P700吸收的远红光中的能量传递给电子用于光合作用生成NADPH,H+通过主动运输进入类囊体膜消耗的是P680吸收的红光中的能量,C错误;
D、ATP的结构简式为A - P~P~P,其中含有磷酸基团,P是其组成元素;NADPH的结构中也含有磷元素。 从图中可知,该生理过程需要ATP和NADPH,所以缺乏P时上述生理过程会受到影响,D正确。
故选C。
16. 某性别决定为XY型的植物,花的颜色红色和黄色由等位基因(A、a)控制,等位基因(B,b)会影响红色个体颜色的深浅,两对等位基因独立遗传,现进行如下实验。下列相关叙述正确的是( )
P:红花雌×黄花雄→F1:全为黄花
F2
黄花
红花
深红花
雌性个体(株)
299
102
0
雄性个体(株)
302
50
51
A. 等位基因B、b位于X染色体上,B基因能使红色加深
B. 该植物中红花的基因型有3种,P的基因型为aaXBXB、AAXᵇY
C. F2中红花个体相互杂交,子代全为红花,雌性中纯合子占3/4
D. 若要确定F2中某黄花雌株的基因型,可让其与深红花雄株进行杂交
【答案】B
【解析】
【分析】分析题意,红花雌性与黄花雄性亲本杂交,F1全为黄花,F1随机交配,F2中的黄花在雌性、雄性个体中均占3/4,说明等位基因(A、a)位于常染色体上,其中A基因控制黄花;F2雌性个体中没有深红花,雄性个体中红花:深红花=1:1,说明等位基因(B、b)位于X染色体上。
【详解】A、F2中的黄花在雌性、雄性个体中均占3/4,说明等位基因A、a位于常染色体上,其中A基因控制黄花;F2雌性个体中没有深红花,雄性个体中红花:深红花=1:1,说明等位基因B、b位于X染色体上,能使红色加深的是基因b,A错误;
B、进一步推理可知,红花的基因型为aaXBX-或aaXBY,深红花的基因型为aaXᵇXᵇ或aaXᵇY,黄花的基因型为A_X-X-或A_X-Y,由F2的表型及比例推出F1的基因型为AaXBXᵇ和AaXBY,进一步可推出亲本的基因型为aaXBXB和AAXᵇY,B正确;
C、F2中红花个体相互杂交,即aaXBXB、aaXBXb和aaXBY杂交,子代会出现深红花,雌性中纯合子所占比例为3/4,C错误;
D、F2中黄花雌株的基因型可能有4种,用该黄花雌株与深红花雄株杂交,无法确定其基因型,D错误。
故选B。
17. 突触是神经元之间在功能上发生联系的部位,也是信息传递的关键部位。为研究突触间的作用关系,设置如图1检测实验,图中轴突1的信息可传递至神经元M。对图1的轴突1和轴突2进行刺激(刺激强度相同),测定结果如图2和图3。下列相关分析正确的是( )
A. 轴突1和轴突2释放的神经递质分别会引起阴离子和阳离子内流而改变膜电位
B. 推测图1中轴突1和轴突2间可形成突触,轴突1和神经元M间可形成突触
C. 图3的电位差值小于图2,说明轴突1释放抑制性神经递质抑制神经元M兴奋
D. 若刺激轴突3,则电表指针会发生2次方向相反的偏转,且兴奋会传至轴突2
【答案】B
【解析】
【分析】1、分析图甲,图中有2个突触,分别是轴突2与轴突1之间为一个突触,轴突1和细胞体构成一个突触。
2、图3的电位差值小于图2,所以图3情况下轴突1释放的神经递质量减少,导致Na+内流减少,电位差变化小。
【详解】A、轴突1和轴突2释放的神经递质分别作用于相应的突触后膜,分别会引起阳离子和阴离子内流,均可改变突触后膜的膜电位,A错误;
B、图1中轴突1和轴突2间可形成突触,轴突1和神经元M间可形成突触,B正确;
C、图3的电位差值小于图2,说明轴突2释放抑制性神经递质抑制轴突1的兴奋,使得轴突1分泌神经递质量减少,C错误;
D、若刺激轴突3,电表指针会发生2次方向相反的偏转,但兴奋不会传至轴突2,D错误。
故选B。
18. 香蚁体内可分泌出某种能散发出浓郁香味的物质。带有香味的信息素一下子使其他动物“着了道”而“昏迷不醒”,香蚁便可轻而易举地抢夺其他动物的食物。下列相关叙述错误的是( )
A. 该实例说明信息传递有利于调节种间关系和生态系统的稳定
B. 有香味的信息素属于化学信息,被抢夺食物的动物称信息受体
C. 信息传递既能发生在生物之间,也能发生在生物与环境之间
D. 香蚁体内染色体组蛋白的合成过程中不存在信息传递过程
【答案】D
【解析】
【分析】生物之间的种间关系有原始合作、互利共生、寄生、捕食、竞争等。生态系统的信息传递由物理信息、化学信息和行为信息。
【详解】A、香蚁通过分泌能散发浓郁香味的信息素,使其他动物“看了道”而“昏迷不醒”,进而抢夺其食物,这体现了信息传递在调节种间关系方面的作用,而种间关系的稳定对于生态系统的稳定至关重要,A正确;
B、有香味的信息素是通过化学物质传递信息,属于化学信息;被抢夺食物的动物能感知到这种信息素,可称为信息受体,B正确;
C、信息传递在生态系统中普遍存在,既能发生在生物之间,如香蚁与其他动物之间通过信息素传递信息,也能发生在生物与环境之间,比如植物接受光信息开花等,C正确;
D、香蚁体内染色体组蛋白的合成过程中存在遗传信息的传递过程,D错误。
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共64分。
19. 某实验小组将H2O2酶通过吸附法固定在圆形滤纸片上,利用滤纸片上浮法探究过酸或过碱对酶的影响是否可逆。实验小组取5个200mL的烧杯编号A~E,向各烧杯中均加入50mLpH为6.0的缓冲液和50mL H2O2溶液。将含酶的滤纸片平均分为五组(每组8片),分别编号为a~e组,如表1进行相关操作。接着将a~e组滤纸片依次置于A~E号烧杯中,记录每片滤纸片上浮时长,结果如表2所示。回答下列问题:
表1不同组别滤纸片的处理方法
组别
实验操作
pH=2.0缓冲液
pH=6.0缓冲液
pH=10.0缓冲液
a
①浸泡6min
b
①浸泡3min
②浸泡3min
c
①浸泡6min
d
②浸泡3min
①浸泡3min
e
①浸泡6min
表2过酸或过碱对酶活性的影响实验结果
组别
上浮平均所需时间
A(pH为2.0)
不上浮
B(pH为2.0→6.0)
不上浮
C(pH为6.0)
全部上浮,33.63s
D(pH为10.0→6.0)
5片上浮,78.81s
E(pH为10.0)
3片上浮,111.67s
(1)利用滤纸片上浮法探究H2O2酶酶促反应速率,该方法实际是将________转化成滤纸片上浮速度,根据表1推测,每组的①②代表的是________。
(2)表2数据显示:含酶滤纸片经pH为2.0的缓冲液处理后未上浮,恢复至最适pH后也未能浮起,说明________。含酶滤纸片经pH为10.0的缓冲液处理后仍有少量上浮,但上浮所需时间增加,恢复至最适pH后,滤纸片上浮数量增加,上浮时间缩短,说明________,但这些组的酶促反应速率均低于C组,说明________。
(3)该实验小组欲以1.5%、2%和3%的H2O2溶液继续探究不同浓度的H2O2对酶促反应速率的影响,请为该小组设计实验。实验思路:________。
(4)该实验中的H2O2酶、H2O2溶液________(填“能”或“不能”)用淀粉酶和淀粉溶液代替进行实验,原因是________。
【答案】(1) ①. O2的生成速度 ②. 操作的先后顺序
(2) ①. H2O2酶在pH为2.0条件下完全失活,且无法恢复(过酸对H2O2酶的影响不可逆) ②. H2O2酶在pH为10.0条件下相对耐受,恢复至合适pH以后,其活性可以部分恢复 ③. 题设条件下H2O2酶在pH为6.0时活性最强
(3)取3组烧杯,分别倒入等量的1.5%、2%和3%的H2O2溶液,再倒入等量pH为6.0的缓冲液,向各烧杯中加入等量含酶滤纸片,记录滤纸片的上浮时长
(4) ①. 不能 ②. 淀粉在酸性条件下会被水解
【解析】
【分析】1、过氧化氢会在过氧化氢酶的催化下,分解为水和氧气。
2、影响酶活性的因素主要有:温度、pH等。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。另外低温不会使酶变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
【小问1详解】
滤纸片上浮是因为H2O2酶催化H2O2分解产生水和O2,O2附着在滤纸上使滤纸受到的浮力增大而上浮,所以该方法是将H2O2 酶催化H2O2分解产生O2的速率转化成滤纸片上浮速度。 根据实验目的是探究过酸或过碱对酶的影响是否可逆,以及表中不同组在不同pH缓冲液中的操作情况,可推测①②代表操作的先后顺序。
【小问2详解】
含酶滤纸片经pH为2.0的缓冲液处理后未上浮,恢复至最适pH后也未能上浮,说明过酸条件下酶已失活且这种失活是不可逆的。 含酶滤纸片经pH为10.0的缓冲液处理后仍有少量上浮,恢复至最适pH后,滤纸片上浮数量增加,上浮时间缩短,说明过碱条件下酶的活性受到抑制,但这种抑制是可逆的,恢复最适pH后酶活性有所恢复;但这些组的酶促反应速率均低于C组,说明题设条件下H2O2酶在pH为6.0时活性最强。
【小问3详解】
实验思路:设置多组实验,自变量为不同浓度的H2O2溶液(1.5%、 2%和 3%等),因变量为酶促反应速率(用滤纸片上浮速度表示),无关变量如温度、pH等保持相同且适宜。 具体操作:取多个200mL的烧杯,分别加入50mLpH为6.0的缓冲液和 50mL不同浓度(1.5%、 2%、3%等)的H2O2 溶液;将含酶的滤纸片平均分组,分别放入上述烧杯中,记录每片滤纸片上浮时长。
【小问4详解】
该实验中的 H2O2酶、H2O2溶液不能用淀粉酶和淀粉溶液代替进行实验;因为淀粉在酸性条件下会被水解。
20. 过敏性皮炎是一种慢性、复发性的皮肤炎症疾病。环状RNA(circRNA)对过敏性皮炎有一定的影响。科研人员利用2,4-二硝基氯苯(DNCB)诱导的慢性皮炎模型小鼠设计了四组实验,以探究circ4287(一种环状RNA)对过敏性皮炎的影响,结果如图1所示。回答下列问题:
(1)丁组的处理是将含circ4287基因的重组质粒借助体内转染试剂局部涂抹至小鼠皮肤(即DNCB+circ4287重组质粒),则丙组小鼠的处理方式是________,比较不同组别的结果(病灶面积)可得出的结论是:导入含circ4287基因的重组质粒可________。
(2)科研人员进一步揭示了circ4287在过敏性皮炎中的调控机制。如图2在脂多糖(LPS)诱导下,circ4287通过与基因MALAT1竞争结合IGF2BP3蛋白促进了MALAT1的降解。MALAT1原本抑制S100A8/S100A9的泛素一蛋白酶体降解途径(泛素化后被蛋白酶体降解)被解除,并引起一系列调节的改变,从而对炎症产生影响。
①pre-RNA为前体RNA,是由________酶从DNA分子一条链的________端开始催化多个核糖核苷酸之间脱水缩合形成________键相互连接而成的,pre-RNA经过剪辑形成circ4287等RNA。在细胞质基质中circRNA可稳定存在的原因可能是________。
②图中显示,circ4287与IGF2BP3蛋白结合,影响了________,并促使MALAT1的降解,继而导致S100A8/S100A9的泛素化程度________(填“上升”或“下降”),经过一系列调节,________(填“促进”或“抑制”)下游的M1型巨噬细胞的活化,从而改善皮炎症状。
③circ4287属于非编码RNA(ncRNA)一种,它是由基因组转录而成,并可调节基因的转录,这种基因表达的调控是在________的情况下,基因表达发生的可遗传变化。
【答案】(1) ①. DNCB+空(不含circ4287基因)质粒 ②. 明显改善小鼠的皮肤炎症
(2) ①. RNA聚合 ②. 3′ ③. 磷酸二酯 ④. circRNA具有较稳定的环状结构,不易被降解 ⑤. IGF2BP3蛋白与基因MALAT1结合 ⑥. 上升 ⑦. 抑制 ⑧. 基因的核苷酸序列不发生改变
【解析】
【分析】1、RNA是由DNA转录形成,其过程为RNA聚合酶以DNA的一条链为模板,以DNA模板链3'端、RNA子链5'端(子链合成方向为5'到3')为起点,按照碱基互补配对原则,催化多个核糖核苷酸之间脱水缩合形成磷酸二酯键,连接成一条多核苷酸的RNA子链;
2、根据题目信息及图片信息分析可得:circ4287会与基因MALAT1竞争结合IGF2BP3蛋白,MALAT1的作用是抑制S100A8/S100A9的泛素一蛋白酶体降解(泛素化后被蛋白酶体降解),而circ4287与IGF2BP3蛋白结合后会促进MALAT1的降解,从而解除MALAT1对S100A8/S100A9的泛素一蛋白酶体降解的抑制作用,继而导致S100A8/S100A9的泛素化程度上升;S100A8/S100A9可以与细胞质基质中的MyD88共同形成P38而使巨噬细胞释放的IL-6、TNF-α、IL-1β增多,IL-6、TNF-α、IL-1β使M1巨噬细胞活化而形成皮炎,而S100A8/S100A9泛素化能够抑制上述过程;因此,当S100A8/S100A9的泛素化程度上升,经过一系列调节,能够抑制下游的M1型巨噬细胞的活化,从而改善皮炎症状;
3、表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【小问1详解】
①设计对照试验的一个重要标准是控制单一变量,本实验目的是2,4-二硝基氯苯(DNCB)诱导的慢性皮炎模型小鼠为实验材料,探究circ4287(一种环状RNA)对过敏性皮炎的影响,结合甲、乙、丁三组处理,可推测对丙组小鼠的处理为DNCB+空(不含circ4287基因)质粒,以排出质粒载体对实验结果的影响;
②观察图中信息可得,丁组的病灶面积远小于乙组和丙组,由此可推测导入含circ4287基因的重组质粒可明显改善小鼠的皮肤炎症。
【小问2详解】
①②③根据题目信息可知,pre-RNA为前体RNA,而RNA是由DNA转录形成,其过程为RNA聚合酶以DNA的一条链为模板,以DNA模板链3'端、RNA子链5'端(子链合成方向为5'到3')为起点,按照碱基互补配对原则,催化多个核糖核苷酸之间脱水缩合形成磷酸二酯键,连接成一条多核苷酸的RNA子链;
④根据题目信息可知,circRNA为环状RNA,与单链RNA相比其结构更稳定,不易被降解;
⑤根据题目与图中信息可知,circ4287会与基因MALAT1竞争结合IGF2BP3蛋白,即影响IGF2BP3蛋白与基因MALAT1结合;
⑥根据题目信息可知,MALAT1的作用是抑制S100A8/S100A9的泛素一蛋白酶体降解(泛素化后被蛋白酶体降解),而circ4287与IGF2BP3蛋白结合后会促进MALAT1的降解,从而解除MALAT1对S100A8/S100A9的泛素一蛋白酶体降解的抑制作用,继而导致S100A8/S100A9的泛素化程度上升;
⑦据图可知,S100A8/S100A9可以与细胞质基质中的MyD88共同形成P38而使巨噬细胞释放的IL-6、TNF-α、IL-1β增多,IL-6、TNF-α、IL-1β使M1巨噬细胞活化而形成皮炎,而S100A8/S100A9泛素化能够抑制上述过程;因此,当S100A8/S100A9的泛素化程度上升,经过一系列调节,能够抑制下游的M1型巨噬细胞的活化,从而改善皮炎症状;
⑧根据题目信息可知,circ4287可调节基因的转录,属于表观遗传,即在该调节过程中,生物体基因的核苷酸序列保持不变,但基因表达和表型发生了可遗传变化。
21. 早期的塞罕坝机械林场多为单一树种的纯林模式,这种模式导致土壤肥力衰退。为实现可持续发展,研究者对人工林进行间伐(有选择地砍伐部分树木)和混交(两种以上树木混合种植)改造,并调查改造后土壤动物的类群、密度(表1)以及凋落物分解第一年中全氮残留量的变化(表2)。回答下列问题:
表1土壤动物类群数和平均密度
林地
类型
类群数(个)
平均密度(只·m-2)
5月
7月
9月
5月
7月
9月
纯林
6.0
6.0
4.33
14.08
13.71
16.67
间伐
12.0
9.0
6.33
22.22
27.41
10.37
混交
7.33
9.0
9.67
12.97
19.26
18.89
表2凋落物分解过程中全氮残留量的变化
调查时间(年/月)
纯林(g)
间伐(g)
混交(g)
初始
0.370
0.343
0.381
2014/5
0.236
0.213
0.127
2014/7
0.114
0.112
0.117
2014/9
0.138
0.231
0.209
(1)在土壤生物群落中,不同土壤动物占有不同________,其对土壤肥力变化的响应不同,因此调查土壤动物丰富度,可指示土壤肥力的变化。调查土壤动物丰富度的常用方法是________,对于个体较大、种群数量有限的物种,一般采用________法进行统计。
(2)土壤动物还参与凋落物的分解,影响土壤肥力,由此可说明分解者是________之间的桥梁。据表1推测,间伐和混交改造可提高土壤肥力的原因是________。
(3)微生物经代谢活动将凋落物中的含氮有机物转变为无机物释放出来,这体现了生物多样性的________价值。据表2可知,5~7月份,与纯林相比,间伐林地氮元素释放较容易,推测其原因是________。植物对土壤中N的吸收形式通常有________(填选项)。
A.N2 B.铵根(NH4Cl) C.有机氮尿素[CO(NH2)2] D.硝酸盐(NaNO3)
(4)塞罕坝年均气温-1.4℃,积雪时间达7个月,因此对混交改造选择的树种要求有________(答两点)。
【答案】(1) ①. 生态位 ②. 取样器取样法 ③. 记名计算
(2) ①. 生物群落和无机环境 ②. 两种类型林地土壤动物的类群数和整体平均密度均较高,加速了凋落物的分解,进而提高了土壤肥力
(3) ①. 间接 ②. 间伐后林下光照强度增强,地温升高,分解者活跃,使得含氮有机物分解速度加快(合理即可) ③. BCD
(4)耐寒、当地树种、多个品种(任答两点,其他合理答案也可)
【解析】
【分析】生物多样性的价值:①潜在价值,目前人类尚不清楚的价值;②间接价值,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持作用,湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用;③直接价值,对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,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价值。
【小问1详解】
生态位,指一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用,不同土壤动物占有不同的生态位。调查土壤动物丰富度的常用方法是取样器取样法,因为土壤动物活动能力较强、身体微小,不适合用样方法和标志重捕法,取样器取样法可以获取土壤中的各种动物。对于个体较大、种群数量有限的物种,一般采用记名计算法进行统计,即直接数出每个个体的数目并记录。
【小问2详解】
土壤动物参与凋落物分解,影响土壤肥力,分解者能将动植物遗体和动物排遗物等中的有机物分解成无机物,所以分解者是生物群落与无机环境之间的桥梁。间伐和混交改造后,土壤动物的类群数和整体平均密度均较高,加速了凋落物的分解,进而提高了土壤肥力。
【小问3详解】
间接使用价值是指生物多样性对生态系统的重要作用,这些作用虽然不直接产生经济效益,但对人类生存环境有重大影响,微生物经代谢活动将凋落物中的含氮有机物转变为无机物释放出来,体现了生物多样性的间接价值;5~7月份,与纯林相比,间伐后林下光照强度增强,地温升高,分解者活跃,使得含氮有机物分解速度加快。植物能吸收的N素通常以硝酸盐、铵根、有机氮三种形式吸收,即BCD正确。
【小问4详解】
塞罕坝年均气温-1.4℃,积雪时间达7个月,因此需要植物较耐寒,且用当地树种、多个品种较适应当地的环境。
22. 气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。已知干旱胁迫下,相关基因表达量上升,会使脱落酸含量上升,从而调控气孔的开放。A、R基因的表达量均受脱落酸诱导显著上调,R基因编码的R蛋白是脱落酸信号通路中的一种调控因子,可与A基因编码的A蛋白(一种转录因子)结合。为研究A蛋白、R蛋白在P基因(编码的P蛋白是一种水通道蛋白)表达中的作用,研究者构建多种表达载体,最终导入棉花细胞中,检测结果如图所示。回答下列问题:
(1)构建表达载体2时,A基因作为目的基因需位于启动子之后,启动子的作用是________。为让A基因与载体正确连接,应用________种限制酶同时切割获取基因和载体。
(2)表达载体3中的R基因是经PCR扩增获得的,在扩增R基因的反应体系中,除游离的脱氧核苷酸外,还需加入________(答两点)和引物等;若该R基因循环扩增5次,则需引物________个。
(3)利用农杆菌转化法将表达载体1导入棉花细胞中时,必须将P基因及GUS蛋白基因插入到农杆菌的________中,为使农杆菌能高效吸收表达载体1,可先用________处理农杆菌。获得的含表达载体1的棉花植株,除用PCR等技术检测GUS蛋白基因外,还需用________法检测其相应的表达产物。
(4)由图可知,当只导入表达载体1时,GUS蛋白的表达量较多,当导入表达载体1和表达载体2时,GUS蛋白的表达量较少,可推测________;当同时导入表达载体1、表达载体2、表达载体3时,GUS蛋白的表达量几乎为零,由此推测________。
【答案】(1) ①. 识别、结合RNA聚合酶并驱动基因转录出mRNA ②. 2
(2) ①. 模板、耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、Mg2+(任答两点,其他合理答案也可) ②. 62
(3) ①. T-DNA ②. Ca2+ ③. 抗原—抗体杂交
(4) ①. A蛋白会抑制P基因启动子的活性 ②. R蛋白可加强A蛋白对P基因启动子活性的抑制作用(R蛋白和A蛋白对P基因启动子活性的抑制具有协同作用)
【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: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。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。(1)小问详解:
【小问1详解】
启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列,它含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列,多数位于结构基因转录起始点的上游,能驱动目的基因转录出mRNA。双酶切避免了目的基因于载体的反向连接,同时减少目的基因与目的基因、载体与载体的连接,以提高重组质粒的比例,即为让A基因与载体正确连接,应用2种限制酶同时切割获取基因和载体。
【小问2详解】
PCR原理是在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4中游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。在扩增R基因的反应体系中,除游离的脱氧核苷酸外,还需加入模板、耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、Mg2+。若该R基因循环扩增5次,则需引物2×25-2=62个。
【小问3详解】
利用农杆菌转化法将表达载体1导入棉花细胞中时,必须将 P 基因及 GUS 蛋白基因插入到农杆菌的 Ti 质粒的 T - DNA 中,因为农杆菌 Ti 质粒的 T - DNA 可转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体 DNA 上。为使农杆菌能高效吸收表达载体 1,可先用Ca2+处理农杆菌,使农杆菌处于感受态,易于吸收周围环境中的 DNA 分子。获得的含表达载体 1 的棉花植株,除用 PCR 等技术检测 GUS 蛋白基因外,检测其相应的表达产物(蛋白质)需用抗原 - 抗体杂交法,因为抗原 - 抗体杂交法可特异性地检测目标蛋白质。
【小问4详解】
当只导入表达载体 1 时,GUS 蛋白的表达量较多,当导入表达载体 1 和表达载体 2 时(表达载体 2 含有 A 基因),GUS 蛋白的表达量较少,可推测 A 蛋白抑制 P 基因的表达。当同时导入表达载体 1、表达载体 2、表达载体 3 时(表达载体 3 含有 R 基因),GUS 蛋白的表达量几乎为零,结合 R 蛋白可与 A 蛋白结合,由此推测 R 蛋白与 A 蛋白结合后,增强了 A 蛋白对 P 基因表达的抑制作用。
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2024-2025学年高三核心模拟卷
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.本卷命题范围:高考范围。
一、选择题:本题共18小题,每小题2分,共36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. 下列关于教材实验的叙述,正确的是( )
A. 用斐林试剂检测还原糖时,应先加入甲液为后续反应创设碱性环境
B. 提取绿叶中的光合色素时,加入少许二氧化硅可防止色素被酸破坏
C. 探究酵母菌呼吸方式的实验中,CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
D. 观察植物根尖细胞有丝分裂实验的制片中漂洗是为洗去甲紫溶液,防止染色过度
2. 如图为几丁质和脂肪分子的结构简图。下列相关叙述正确的是( )
A. 脂肪可作为细胞内的能源物质,而几丁质不能
B. 同一脂肪分子内R1、R2、R3的种类和分子长短均相同
C. 几丁质和脂肪都属于脂质,但两者的组成元素有所不同
D. 几丁质和脂肪均是以碳链为基本骨架的生物大分子
3. 丙酮酸激酶是细胞呼吸过程中的一种关键酶,在糖酵解中能催化磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸,并产生ATP,如图所示。丙酮酸激酶在人体内过表达可诱导线粒体融合蛋白2(mfn2)增加,使线粒体融合增多,出现损伤和功能紊乱。下列相关叙述错误的是( )
A. 推测Mg2+、K+可激活丙酮酸激酶,从而促进糖酵解进行
B. 上述合成ATP的场所是细胞质基质,③④是特殊的化学键
C. 丙酮酸激酶减少时合成ATP减少,但细胞形态和功能稳定
D. 丙酮酸激酶过表达可能导致线粒体明显被拉长,且数量减少
4. 如图为某高等动物的一组细胞分裂图像,①~④表示相关细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. ①可表示精原细胞,经①→②过程形成的子细胞中染色体数目与体细胞相同
B. ③所示细胞中同源染色体分离,等位基因随之分开,处于减数分裂Ⅰ后期
C. ④细胞处于减数分裂Ⅱ后期,形成该细胞的过程中可能发生过基因突变
D. 细胞③和细胞④均含有2个染色体组,每个染色体组中都包含A和a基因
5. 变异是生物进化和人类育种的根源,包括可遗传变异和不可遗传变异。下列关于变异的叙述,错误的是( )
A. 基因突变一定会引起基因中碱基序列的改变,但不一定会遗传给后代
B. 若某蛋白质基因的碱基T变为G,则该蛋白质的氨基酸序列一定改变
C. 同源染色体非姐妹染色单体互换及非同源染色体自由组合均属于基因重组
D. 基因突变可产生新基因,是变异的根本来源,基因重组可产生新基因型
6. 某哺乳动物局部毛色由常染色体上的复等位基因P1、P2、P3控制(各自控制酶1、酶2和酶3的合成),且基因P1、P2和P3之间为共显性关系。毛色的底色为白色,酶1存在时毛色为褐色,在褐色基础上,若有酶2存在则呈棕色,若有酶3存在则呈黑色。现让一白毛雄性亲本与多个黑毛雌性亲本交配,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 表型为黑色个体的基因型不止一种
B. “?”代表的表型为黑毛雄性或雌性个体
C. 毛色为黑色和棕色的个体可能为纯合子
D. 毛色基因型中纯合子与杂合子的种数不相等
7. 香水稻具有香味浓郁(DD)、高产(EE)等优良性状,但是不抗除草剂(gg),已知三对性状独立遗传,为培育香味浓郁、高产、抗除草剂(DDEEGG)的优良品种,研究者设计了如图所示育种流程。下列相关叙述正确的是( )
A. ①过程所用的方法可提高突变率,获得多种优良变异类型
B. ②过程由成熟花粉细胞培养成幼苗期间,非等位基因会发生自由组合
C. ②③过程为单倍体育种,用秋水仙素处理幼苗,抑制细胞分裂时着丝粒的断裂
D. ④⑤过程育种的原理为基因重组,能够按需选择,产生新基因和新性状
8. 2024年中国·武汉铁人三项公开赛于9月14日~16日在武汉市江夏区梁子湖铁人三项基地举行。赛事共设标铁全程、标铁半程、短距离、混合接力、游跑两项、游跑两项混合接力、骑跑两项接力等竞赛项目。参赛运动员在标铁全程赛中生理上发生了一系列的变化。下列相关叙述错误的是( )
A. 运动员的交感神经兴奋→血管收缩→血压升高
B. 运动员大量失钠→醛固酮分泌增加→肾小管对钠重吸收增强
C. 运动员血糖降低→胰高血糖素分泌增加→肝脏→维持血糖相对稳定
D. 运动员毛细血管舒张→血流量增多→大量出汗→体温保持稳定不变
9. 植物的生命活动受植物激素及生活环境等影响。下列相关叙述错误的是( )
A. 用适宜浓度的赤霉素处理大麦种子可促进大麦产生α-淀粉酶
B. 细胞分裂素可解除植物顶端优势可能是其通过促进侧枝发育实现的
C. 向日葵是长日照植物,欲让其提前开花,可在夜晚对其进行光照处理
D. 根据“淀粉—平衡石假说”,平放根向地生长一侧的淀粉体少于背地侧
10. Graves病又称毒性弥漫性甲状腺肿,它是由血液中存在的一种刺激物导致甲状腺兴奋而引起的疾病,具有高代谢、弥漫性甲状腺肿大和突眼三大特点。如图抗体甲状腺细胞为Graves病的发病机理。下列相关叙述错误的是( )
A. 辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合一定会激活B细胞
B. T细胞和B细胞起源相同,辅助性T细胞分泌的细胞因子属于免疫活性物质
C. Graves患者自身抗体与促甲状腺激素受体结合,进而导致甲状腺功能亢进
D. Graves患者体内甲状腺激素含量增加,导致细胞耗氧量增加,代谢加快
11. 葛根是一种富含葛根素、黄酮类化合物和微量元素的豆科植物,具有清热解毒、补肾健脾等功效。葛根性喜阴湿,是一种良好的水土保持植物,其藤本植物的特性有助于防止土壤侵蚀,保护坡地和沟谷的稳定性。下列相关叙述错误的是( )
A. 与食用鱼虾相比,野鸭食用葛根产生的生态足迹更小
B. 葛根可改良土壤条件,进而为其他植物的生长创造良好环境
C. 在林下和沟壑种植葛根,遵循了生态工程的协调与整体原理
D. 葛根具有清热解毒、补肾健脾等功效,体现了生物多样性的潜在价值
12. 生境破碎及不同破碎化程度对种群密度及植物长势等均可能产生影响。骆驼刺属于半灌木草本植物,科研人员对古尔班通古特沙漠南缘9个斑块化骆驼刺种群的种群密度和形态特征等进行了调查研究,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
图1不同斑块中骆驼刺的种群密度 图2不同斑块中骆驼刺种群植株高度
A. 调查骆驼刺的种群密度时,可用样方法进行调查
B. 生境破碎化对种群密度和斑块中植株高度的影响是同步的
C. Y3、Y5、Y9斑块种群密度较大,可能是生境破碎化程度低所致
D. 生境破碎化可导致种群原有生境面积缩小,种群间隔离程度加剧
13. 获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染,无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列相关叙述错误的是( )
A. 耐高温的、需要保持干燥的物品可用干热灭菌法进行灭菌
B. 酒精能使细胞中的蛋白质变性,95%的酒精较75%的酒精消毒效果好
C. 为了避免周围环境中微生物的污染,微生物接种应在酒精灯火焰旁进行
D. 巴氏消毒可杀死绝大多数微生物同时不破坏物质的营养成分,可用于果酒消毒
14. 秦川牛是中国优良的黄牛地方品种,其体格大、役力强、产肉性能良好,因产于八百里秦川的陕西省关中地区而得名。如图表示研究人员利用胚胎工程培育秦川奶牛的过程。下列相关叙述错误的是( )
A. ①为体外受精,该过程中卵细胞的呼吸速率和物质合成速率均变快
B. ②为体外胚胎培养,培养液和培养用具均需灭菌,并需定期更换培养液
C. ③→④中若要进行胚胎性别鉴定,需选择内细胞团细胞进行DNA分析
D. ⑤为胚胎移植,需将胚胎移植到同种的、生理状态与供体相同的其他雌牛体内
15. 绿色植物中,光合电子传递由两个光反应系统相互配合来完成。一个是吸收远红光的特殊叶绿素a分子,最大吸收峰在700纳米处,称为P700。由P700和其他辅助复合物组成的光反应系统,称光系统I(PSI)。另一个是吸收红光的特殊叶绿素a分子,其吸收峰在680纳米处,称为P680。由P680和其他辅助复合物组成的光反应系统,称光系统Ⅱ(PSⅡ)。如图是植物细胞中部分生物膜的结构与完成的生理过程,下列相关叙述错误的是( )
A. 图中膜是叶绿体的类囊体薄膜,该膜上可发生物质运输和能量转化
B. P680处可发生水的光解,产生的电子最终传递给NADP+生成NADPH
C. P700吸收的远红光无法进行光合作用,但可为H+的主动运输提供能量
D. P是ATP、NADPH的组成元素,缺乏P时上述生理过程会受到影响
16. 某性别决定为XY型的植物,花的颜色红色和黄色由等位基因(A、a)控制,等位基因(B,b)会影响红色个体颜色的深浅,两对等位基因独立遗传,现进行如下实验。下列相关叙述正确的是( )
P:红花雌×黄花雄→F1:全为黄花
F2
黄花
红花
深红花
雌性个体(株)
299
102
0
雄性个体(株)
302
50
51
A. 等位基因B、b位于X染色体上,B基因能使红色加深
B. 该植物中红花的基因型有3种,P的基因型为aaXBXB、AAXᵇY
C. F2中红花个体相互杂交,子代全为红花,雌性中纯合子占3/4
D. 若要确定F2中某黄花雌株的基因型,可让其与深红花雄株进行杂交
17. 突触是神经元之间在功能上发生联系的部位,也是信息传递的关键部位。为研究突触间的作用关系,设置如图1检测实验,图中轴突1的信息可传递至神经元M。对图1的轴突1和轴突2进行刺激(刺激强度相同),测定结果如图2和图3。下列相关分析正确的是( )
A. 轴突1和轴突2释放的神经递质分别会引起阴离子和阳离子内流而改变膜电位
B. 推测图1中轴突1和轴突2间可形成突触,轴突1和神经元M间可形成突触
C. 图3的电位差值小于图2,说明轴突1释放抑制性神经递质抑制神经元M兴奋
D. 若刺激轴突3,则电表指针会发生2次方向相反的偏转,且兴奋会传至轴突2
18. 香蚁体内可分泌出某种能散发出浓郁香味的物质。带有香味的信息素一下子使其他动物“着了道”而“昏迷不醒”,香蚁便可轻而易举地抢夺其他动物的食物。下列相关叙述错误的是( )
A. 该实例说明信息传递有利于调节种间关系和生态系统的稳定
B. 有香味的信息素属于化学信息,被抢夺食物的动物称信息受体
C. 信息传递既能发生在生物之间,也能发生在生物与环境之间
D. 香蚁体内染色体组蛋白的合成过程中不存在信息传递过程
二、非选择题:本题共4小题,共64分。
19. 某实验小组将H2O2酶通过吸附法固定在圆形滤纸片上,利用滤纸片上浮法探究过酸或过碱对酶的影响是否可逆。实验小组取5个200mL的烧杯编号A~E,向各烧杯中均加入50mLpH为6.0的缓冲液和50mL H2O2溶液。将含酶的滤纸片平均分为五组(每组8片),分别编号为a~e组,如表1进行相关操作。接着将a~e组滤纸片依次置于A~E号烧杯中,记录每片滤纸片上浮时长,结果如表2所示。回答下列问题:
表1不同组别滤纸片处理方法
组别
实验操作
pH=2.0缓冲液
pH=6.0缓冲液
pH=10.0缓冲液
a
①浸泡6min
b
①浸泡3min
②浸泡3min
c
①浸泡6min
d
②浸泡3min
①浸泡3min
e
①浸泡6min
表2过酸或过碱对酶活性的影响实验结果
组别
上浮平均所需时间
A(pH为2.0)
不上浮
B(pH为2.0→6.0)
不上浮
C(pH为6.0)
全部上浮,33.63s
D(pH为10.0→6.0)
5片上浮,78.81s
E(pH为10.0)
3片上浮,111.67s
(1)利用滤纸片上浮法探究H2O2酶酶促反应速率,该方法实际是将________转化成滤纸片上浮速度,根据表1推测,每组①②代表的是________。
(2)表2数据显示:含酶滤纸片经pH为2.0的缓冲液处理后未上浮,恢复至最适pH后也未能浮起,说明________。含酶滤纸片经pH为10.0的缓冲液处理后仍有少量上浮,但上浮所需时间增加,恢复至最适pH后,滤纸片上浮数量增加,上浮时间缩短,说明________,但这些组的酶促反应速率均低于C组,说明________。
(3)该实验小组欲以1.5%、2%和3%的H2O2溶液继续探究不同浓度的H2O2对酶促反应速率的影响,请为该小组设计实验。实验思路:________。
(4)该实验中的H2O2酶、H2O2溶液________(填“能”或“不能”)用淀粉酶和淀粉溶液代替进行实验,原因是________。
20. 过敏性皮炎是一种慢性、复发性的皮肤炎症疾病。环状RNA(circRNA)对过敏性皮炎有一定的影响。科研人员利用2,4-二硝基氯苯(DNCB)诱导的慢性皮炎模型小鼠设计了四组实验,以探究circ4287(一种环状RNA)对过敏性皮炎的影响,结果如图1所示。回答下列问题:
(1)丁组的处理是将含circ4287基因的重组质粒借助体内转染试剂局部涂抹至小鼠皮肤(即DNCB+circ4287重组质粒),则丙组小鼠的处理方式是________,比较不同组别的结果(病灶面积)可得出的结论是:导入含circ4287基因的重组质粒可________。
(2)科研人员进一步揭示了circ4287在过敏性皮炎中的调控机制。如图2在脂多糖(LPS)诱导下,circ4287通过与基因MALAT1竞争结合IGF2BP3蛋白促进了MALAT1的降解。MALAT1原本抑制S100A8/S100A9的泛素一蛋白酶体降解途径(泛素化后被蛋白酶体降解)被解除,并引起一系列调节的改变,从而对炎症产生影响。
①pre-RNA为前体RNA,是由________酶从DNA分子一条链的________端开始催化多个核糖核苷酸之间脱水缩合形成________键相互连接而成的,pre-RNA经过剪辑形成circ4287等RNA。在细胞质基质中circRNA可稳定存在的原因可能是________。
②图中显示,circ4287与IGF2BP3蛋白结合,影响了________,并促使MALAT1的降解,继而导致S100A8/S100A9的泛素化程度________(填“上升”或“下降”),经过一系列调节,________(填“促进”或“抑制”)下游的M1型巨噬细胞的活化,从而改善皮炎症状。
③circ4287属于非编码RNA(ncRNA)的一种,它是由基因组转录而成,并可调节基因的转录,这种基因表达的调控是在________的情况下,基因表达发生的可遗传变化。
21. 早期的塞罕坝机械林场多为单一树种的纯林模式,这种模式导致土壤肥力衰退。为实现可持续发展,研究者对人工林进行间伐(有选择地砍伐部分树木)和混交(两种以上树木混合种植)改造,并调查改造后土壤动物的类群、密度(表1)以及凋落物分解第一年中全氮残留量的变化(表2)。回答下列问题:
表1土壤动物类群数和平均密度
林地
类型
类群数(个)
平均密度(只·m-2)
5月
7月
9月
5月
7月
9月
纯林
6.0
6.0
4.33
14.08
13.71
16.67
间伐
12.0
9.0
633
22.22
27.41
10.37
混交
7.33
9.0
9.67
12.97
19.26
18.89
表2凋落物分解过程中全氮残留量的变化
调查时间(年/月)
纯林(g)
间伐(g)
混交(g)
初始
0.370
0.343
0.381
2014/5
0.236
0.213
0.127
2014/7
0.114
0.112
0.117
2014/9
0.138
0.231
0.209
(1)在土壤生物群落中,不同土壤动物占有不同的________,其对土壤肥力变化的响应不同,因此调查土壤动物丰富度,可指示土壤肥力的变化。调查土壤动物丰富度的常用方法是________,对于个体较大、种群数量有限的物种,一般采用________法进行统计。
(2)土壤动物还参与凋落物的分解,影响土壤肥力,由此可说明分解者是________之间的桥梁。据表1推测,间伐和混交改造可提高土壤肥力的原因是________。
(3)微生物经代谢活动将凋落物中的含氮有机物转变为无机物释放出来,这体现了生物多样性的________价值。据表2可知,5~7月份,与纯林相比,间伐林地氮元素释放较容易,推测其原因是________。植物对土壤中N的吸收形式通常有________(填选项)。
A.N2 B.铵根(NH4Cl) C.有机氮尿素[CO(NH2)2] D.硝酸盐(NaNO3)
(4)塞罕坝年均气温-1.4℃,积雪时间达7个月,因此对混交改造选择的树种要求有________(答两点)。
22. 气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。已知干旱胁迫下,相关基因表达量上升,会使脱落酸含量上升,从而调控气孔的开放。A、R基因的表达量均受脱落酸诱导显著上调,R基因编码的R蛋白是脱落酸信号通路中的一种调控因子,可与A基因编码的A蛋白(一种转录因子)结合。为研究A蛋白、R蛋白在P基因(编码的P蛋白是一种水通道蛋白)表达中的作用,研究者构建多种表达载体,最终导入棉花细胞中,检测结果如图所示。回答下列问题:
(1)构建表达载体2时,A基因作为目的基因需位于启动子之后,启动子的作用是________。为让A基因与载体正确连接,应用________种限制酶同时切割获取基因和载体。
(2)表达载体3中的R基因是经PCR扩增获得的,在扩增R基因的反应体系中,除游离的脱氧核苷酸外,还需加入________(答两点)和引物等;若该R基因循环扩增5次,则需引物________个。
(3)利用农杆菌转化法将表达载体1导入棉花细胞中时,必须将P基因及GUS蛋白基因插入到农杆菌的________中,为使农杆菌能高效吸收表达载体1,可先用________处理农杆菌。获得的含表达载体1的棉花植株,除用PCR等技术检测GUS蛋白基因外,还需用________法检测其相应的表达产物。
(4)由图可知,当只导入表达载体1时,GUS蛋白的表达量较多,当导入表达载体1和表达载体2时,GUS蛋白的表达量较少,可推测________;当同时导入表达载体1、表达载体2、表达载体3时,GUS蛋白的表达量几乎为零,由此推测________。
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