内容正文:
2025年四川省遂宁市第二中学校高2022级二模考试
生物
本卷满分100分,考试时间75分钟。注意事项:
1.本试卷共分两卷,第Ⅰ卷为选择题,第Ⅱ卷为非选择题。
2.考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡相应的位置上。
3.第Ⅰ卷的答案用2B铅笔填涂到答题卡上,第Ⅱ卷必须将答案填写在答题卡上规定位置。
第Ⅰ卷 选择题(共45分)
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列有关组成细胞物质的说法,正确的是( )
A. 组成活细胞的物质中,含量最多的物质以碳链为基本骨架
B. 参与构成细胞膜的物质可能同时具有催化和运输物质的功能
C. 细胞中蛋白质的空间结构发生变化总是与基因结构的变化有关
D. 只含C、H、O的物质可能有储存遗传信息、促进器官发育等功能
2. 科学史是人类认识和改造自然的历史,前面科学家的研究方法、思路和结论往往会给后面科学家的研究带来启示。下列有关说法正确的是( )
A. 罗伯特森发现细胞膜呈暗一亮一暗三层,为细胞膜流动性的发现提供了直接证据
B. 鲁宾与卡门利用放射性同位素研究了光合作用产生的氧气来自水
C. 孟德尔成功发现自由组合定律关键之一运用了统计学方法
D. 魏斯曼发现减数分裂的过程,为孟德尔发现遗传的基本规律提供了理论依据
3. Fe通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,经一系列过程最终以Fe形式进入细胞质基质。若细胞内Fe”积累过多,关键调节因子谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)活性受到抑制,细胞的抗氧化能力下降,活性氧(ROS)大量堆积,从而引发膜脂质过氧化导致细胞发生铁依赖的程序性死亡,称为“铁死亡”。下列叙述错误的是( )
A. Fe进入细胞依赖于细胞膜的识别功能和流动性
B. 抑制GPX4的活性有利于延缓细胞凋亡
C. ROS的自由基可攻击生物膜产生更多自由基
D. 细胞“铁死亡”过程中存在凋亡基因的表达
4. 溶酶体是一种单层膜包裹,内含多种水解酶的细胞器,其膜上嵌有质子泵,能将H+泵入溶酶体内,使溶酶体内的H+浓度比细胞质基质中高100倍以上。下列相关叙述错误的是( )
A. 溶酶体内水解酶作用的适宜pH呈酸性
B. 溶酶体将H+泵入其内需要ATP水解供能
C. 被溶酶体分解后的产物都会被排出细胞外
D. 溶酶体能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
5. 如图表示人在寒冷环境下,皮质醇(糖皮质激素的一种,可使血糖升高)分泌的调节过程示意图。下列相关叙述错误( )
A. 过程①②③表示皮质醇分泌的分级调节
B. 若过程④的作用减弱,激素A和激素B分泌减少
C. 皮质醇与甲状腺激素都能调节有机物代谢,提高血糖水平
D 若阻断下丘脑和垂体之间血液联系,则激素B分泌会减少
6. NADH([H])在线粒体基质分离为电子()和,在线粒体内膜的蛋白复合体之间进行传递,传递过程中将由线粒体基质泵入线粒体膜间隙,失去能量后的与和结合生成了,顺着浓度梯度又由膜间隙流回到线粒体基质,驱动ATP合成酶合成ATP(如下图所示)。药物DNP可以阻止线粒体ATP的合成,曾一度作为减肥药使用。据图分析,下列说法错误的是( )
A. 线粒体基质中通过主动运输进入线粒体膜间隙,致其膜间隙pH升高
B. 蛋白复合体既能传递电子同时也能运输物质,说明蛋白功能具有多样性
C. 的消耗和ATP的合成分属两个不同的化学反应,NADH也蕴含着能量
D. 推测药物DNP可以影响线粒体内ATP合成酶的活性,用药要考虑其副作用
7. 血液中CO2能够透过血一脑脊液屏障进入脑脊液与H2O结合成碳酸,碳酸解离出来的H+刺激位于延髓腹外侧浅表部位的中枢化学感受器,引起呼吸中枢兴奋,使呼吸运动加速、加深。下列叙述正确的是( )
A. 哺乳动物细胞无氧呼吸产生CO2发生在细胞质基质
B. 哺乳动物剧烈运动产生乳酸会导致血浆pH明显降低
C. 脑脊液、血红蛋白及血浆中的CO2都属于内环境的组成成分
D. H+刺激中枢化学感受器后可产生动作电位从而传递兴奋
8. 稻鱼共生系统是一种新型的生态农业模式,每年水稻孕穗之前,农民会选择鲤鱼、草鱼、鲫鱼等鱼苗放养在水稻田里。这些鱼一开始以稻田中的杂草和害虫为食,待到水稻抽穗扬花时,它们则主要以水稻凋落在水面的稻花为食,其肉质鲜美,有稻米之香,故名“稻花鱼”。下列有关该生态模式的叙述,不正确的是( )
A. 该生态模式充分利用了农田立体空间,提高了能量利用率
B. 与普通稻田相比,该生态系统的抵抗力稳定性更强
C. 该模式能调整能量流动关系,加快了生态系统物质和能量的循环利用
D. 稻田中的水稻、鱼、害虫、杂草及其他生物组成一个群落
9. 植物体内的光敏色素接受特定光信号时结构发生变化,影响细胞核中特定基因的表达而调控植物生长发育。生长素和赤霉素的合成受到光信号的调节,某植物下胚轴生长的机制如下图,下列叙述错误的是( )
A. 光敏色素通过吸收、传递、转化可见光中的光能调控基因的选择性表达
B. 非活化的光敏色素有利于GA合成基因表达,进一步有利于PIFS基因表达
C. 图示中生长素与赤霉素在促进下胚轴生长的过程中表现为协同关系
D. 由图可知,光可通过影响基因的表达实现调控植物生长发育
10. 动物细胞呼吸部分代谢过程如图所示;非糖物质代谢所形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同,这些物质可进一步形成葡萄糖。下列相关叙述,正确的是( )
A. 过程②发生的场所在细胞质基质
B. 过程①生成的氨基酸是必需氨基酸
C. X物质是甘油,不是合成磷脂分子的成分
D. 蛋白质、糖类和脂质的代谢可以通过细胞呼吸联系起来
11. 人的大脑皮层由140多亿个神经元组成,是整个神经系统中最高级的部位。下列有关人脑高级功能的叙述,错误的是( )
A. 人脑部受损导致失忆,可能与突触数量的改变无关
B. 和语言功能一样,学习和记忆也不是由单一脑区控制的
C. 手的体积较小,在大脑皮层的运动代表区所占的范围也较小
D. 考试进行的时候,大脑皮层言语区中的V区和W区相对活跃
12. 人体中的血红蛋白(Hb)构型主要有R型和T型,其中R型与氧的亲和力是T型的500倍,血液pH升高、温度下降等因素都可使Hb由T型转化为R型。已知血红蛋白氧饱和度与血红蛋白—氧亲和力呈正相关,如图表示氧分压与血红蛋白氧饱和度的关系。下列叙述不正确的是
A. 血液流经组织后,CO2含量上升,不利于氧合血红蛋白结合O2
B. 血红蛋白的构型由R型变为T型时,实线b向虚线c方向偏移
C. 机体运动后或炎症等能使组织温度增高,实线b向虚线a方向偏移
D. 援藏工作者进入高原地区后,体内血红蛋白可能由T型向R型转化
13. “NDM—1超级耐药菌”是指一类对几乎所有抗生素都具有抗药性的细菌,其致死率很高。这类细菌的NDM—1基因位于一个140kb的质粒上,并可以在不同种细菌间传播复制,并且很容易发生变异。该基因能够控制生成一种酶,把绝大多数抗生素分解掉,使抗生素失去效力。下列有关叙述正确的是( )
A. 产生此类细菌的根本原因是基因突变,抗生素的滥用起到了定向选择的作用
B. NDM—1基因的遗传遵循孟德尔遗传定律,该基因的产生标志着新物种的形成
C. 此类细菌分泌抗药性强的抗生素,是超级耐药菌耐药性强的主要原因
D. 病人感染超级细菌后,NDM—1基因会转移至体内,使病人具有耐药性
14. 在长期干旱期间,许多物种会加速开花以在死亡前繁殖,这种反应被称为干旱逃逸。如图是脱落酸(ABA)和光周期调节蛋白(GI,可以感受光)调控干旱逃逸的机理,研究发现,ABF3/4可通过影响SOC1的表达水平来影响干旱条件下的开花进程,只有当ABF3/4过表达时才会出现早花表型。下列叙述错误的是( )
A. 干旱条件下,ABA会加速干旱逃逸过程
B. ABA和GI调节植物开花过程具有协同作用
C. 干旱条件下,ABA缺陷突变体开花时间会提前
D. 干旱条件下,ABF3/4缺陷突变体不会出现早花表型
15. 果蝇的性别是由X染色体的数目与染色体组数的比例(X:A)决定的。X:A=1时,会激活性别相关基因M表达而发育成为雌性,若M基因发生突变,则发育为雄性。X:A=0.5时,即使存在M基因也会发育为雄性。Y染色体只决定雄蝇可育,M基因仅位于X染色体上,当X染色体缺失记为0,XXX和YY的个体致死。下列说法正确的是( )
A. XMXmYAA果蝇的产生可能与亲本减数分裂Ⅰ异常有关
B. XMXmYAA果蝇性别为雄性,可产生3种类型的配子
C. XMXmAA和XMOAA的果蝇杂交子代雌雄之比为1:1
D. XMXmAA和XmYAA的果蝇杂交子代雌雄之比为1:1
第Ⅱ卷 非选择题(共55分)
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16. 19世纪末科学家形成了光合作用的整体反应式,但整体反应式只是表征了反应物和生成物之间的关系,并未说明所涉及的机制。直到1905年,布莱克曼在研究光合速率与环境因素(如图所示)的关系时有所突破。请回答下列问题:
(1)上图中实验的自变量为___________,在0~150fc的低光照强度下,光合作用速率随光照强度的增加而增加,与温度无关,这说明___________。
(2)布莱克曼推测光合作用中存在两个阶段:一个是光依赖性反应,另一个是非光依赖性反应。据图分析,布莱克曼认为存在非光依赖性反应的依据是___________。
(3)后来瓦尔堡利用小球藻进行闪光实验验证布莱克曼的推测,处理方式和结果如图所示。
①据图推测,如果B组的光合产物量在___________范围时,说明光合作用存在非光依赖性的反应,由此证明了布莱克曼的推测。
②科学家在B组基础上增设了多组改变光暗交替频率的实验,总光照时间与B组一致,发现在较高的光暗交替频率条件下,光合产物量很接近A组。请从光反应和暗反应的关系角度解释原因___________。
17. 图1代表细胞进行主动运输的三种类型,葡萄糖进出小肠上皮细胞的运输方式如图2所示。回答下列问题:
(1)分析图1所示的细胞膜结构,____________侧(填“P”或“Q”)为细胞外。
(2)在小肠腔面,细胞膜上的蛋白S有两种结合位点:一种与Na+结合,一种与葡萄糖结合。当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时,葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞。小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是图1中_________(填“a”,“b”或“c”)类型的主动运输。
(3)小肠基膜上Na+-K+泵由α、β两个亚基组成,据图2推测,Na+-K+泵的两种功能分别是______________。
(4)图2中葡萄糖运出小肠上皮细胞的过程受温度的影响,是因为温度影响了细胞膜的___________特性。
(5)最新研究表明,若肠腔葡萄糖浓度较高,葡萄糖主要通过载体蛋白(GLUT2)的协助通过协助扩散的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散的同时,通过载体蛋白(SGLT1)的主动运输过程也在发生。但主动运输的载体(SGLT1)容易饱和,协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。
请你设计实验加以验证。(载体蛋白由相关基因控制合成)
实验材料:甲(敲除了SGLTI载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、乙(敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、丙(正常的小肠上皮细胞),三组其他生理状况均相同。
实验思路:__________________________
实验结论:若_______________________,则验证了上述研究结果。
18. “塞罕坝”意为“美丽的高岭”。清末开始放垦,树木被大肆砍伐,到20世纪50年代初期,原始森林已荡然无存。经过几代塞罕坝人艰苦创业,不懈奋斗,创造了从“飞鸟无栖树,黄沙遮天日”到“沙漠变绿洲,荒原变林海”的绿色奇迹。回答下列问题。
(1)该林场由荒原变为林海过程属于________演替,当林场荒原演替至灌木阶段时,一年生草本植物的数量大量减少,其原因是________。
(2)某研究小组开展了对“塞罕坝”某湖泊污染问题的研究,他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E,并对其进行消化道内食物组成的分析;然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定,如下表所示。分析回答:
生物种类
消化道内食物组成
千克重污染物含量/mg
汞
某种杀虫剂
A
鱼(甲)
鱼(乙)
78
96
B
河蚌
水蚤、小球藻
25
57
C
小球藻
/
3
5
D
鱼(乙)
水蚤
10
31
E
水蚤
小球藻
5
18
①据表推测,这5种生物形成的营养结构可能为_________(用表中字母及箭头表示)。
②由表可知,该湖泊正遭受汞污染,种植某植物可以大量吸收汞,但需对该植物进行定期收割并运离湖泊,其原因是_________。
(3)早在西汉时期,我国就出现了“间种套种”的农业生产方式,这就是立体农业的雏形。高矮不同的农作物搭配种植,可以提高_________。
19. 某雌雄同株异花受粉植物的抗病与不抗病由一对等位基因A/a控制,其中抗病为显性性状。研究者克隆出新基因A,将新基因A导入抗病杂合子植株甲(Aa)中(与原等位基因A/a所在染色体上的位置不同),获得了转基因植株。回答下列问题:
(1)假定导入一个新基因A,其位于植株甲的一条染色体上,则该转基因植株在减数分裂过程中______,从而产生不含新基因A的配子。
(2)若要实现导入的新基因A可以逐代遗传到子代中,请结合所学知识写出一种新基因A导入植株甲及转基因植株繁殖的方案:________。
(3)假定导入一个新基因A,其位于原等位基因A/a所在的同源染色体上。对该转基因植株进行测交,子一代中只出现了一株不抗病植株,这一不抗病植株出现的原因包括两个方面:一是导入的一个新基因A位于植株甲中原基因________所在的染色体上;二是该转基因植株在减数分裂时可能发生了________(答出一点变异情况),从而产生了不含基因A的配子。
(4)假定导入一个新基因A,其位于原等位基因A/a所在染色体的非同源染色体上。用该转基因植株自交,得到的子一代抗病个体中能稳定遗传的个体占________。子一代中不能稳定遗传的抗病个体均自交,子二代出现不抗病个体的概率为________。
20. 基因XplA和基因XplB表达的酶能降解源于细菌的化合物RDX。科研人员构建了可表达XplA-XplB融合蛋白的重组质粒并进行了检测,部分过程如图1所示。回答下列问题:
(1)与图1中重组质粒启动子结合的酶是___________,除图1所示结构外,作为表达载体,还需具备的结构有___________(答出2个结构)等。
(2)利用PCR技术扩增基因XplA和XplB时,需要设计引物,引物的作用是___________。为了使基因XplA和XplB能正确相连,设计图1中的引物时,引物的序列除能与模板DNA结合外,还需要有两个引物,它们的部分序列能互补配对,这两个引物是___________。
(3)将重组质粒导入受体细胞培养一段时间后,通过蛋白质电泳实验,用抗XplA蛋白抗体和抗XplB蛋白抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平,结果如图2所示。其中出现条带1证明细胞内表达了___________,条带2所检测出的蛋白质___________(填“是”或“不是”)由重组质粒上融合的XplA基因表达的。
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2025年四川省遂宁市第二中学校高2022级二模考试
生物
本卷满分100分,考试时间75分钟。注意事项:
1.本试卷共分两卷,第Ⅰ卷为选择题,第Ⅱ卷为非选择题。
2.考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡相应的位置上。
3.第Ⅰ卷的答案用2B铅笔填涂到答题卡上,第Ⅱ卷必须将答案填写在答题卡上规定位置。
第Ⅰ卷 选择题(共45分)
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列有关组成细胞的物质的说法,正确的是( )
A. 组成活细胞的物质中,含量最多的物质以碳链为基本骨架
B. 参与构成细胞膜的物质可能同时具有催化和运输物质的功能
C. 细胞中蛋白质的空间结构发生变化总是与基因结构的变化有关
D. 只含C、H、O的物质可能有储存遗传信息、促进器官发育等功能
【答案】B
【解析】
【分析】1、蛋白质是生命活动的主要承担者,其基本组成单位是氨基酸。20种左右的氨基酸在形成肽链时排列顺序千变万化,肽链通过盘曲、折叠形成的空间结构千差万别,这样就形成了结构和功能极其多样的蛋白质。
2、核酸包括DNA和RNA两大类,是遗传信息的携带者,其基本组成单位是核苷酸。虽然组成DNA的核苷酸只有4种,但在连成长链时,排列顺序极其多样,可以储存大量的遗传信息。
3、多糖、蛋白质和核酸分别以单糖、氨基酸和核苷酸为单体组成多聚体相对分子质量很大,称为生物大分子。生物大分子以碳链为骨架。
【详解】A、组成活细胞的物质中,含量最多的物质是水,水中不含碳元素,不以碳链为基本骨架,A错误;
B、参与构成细胞膜的物质如一些载体蛋白,可能同时具有催化ATP水解和运输物质的功能,B正确;
C、细胞中蛋白质的空间结构常常会发生变化,并不总是与基因结构的变化有关,如载体蛋白在运输物质时会发生空间构象的改变,C错误;
D、细胞内储存遗传信息的物质是核酸,核酸的元素组成是C、H、O、N、P,D错误。
故选B。
2. 科学史是人类认识和改造自然的历史,前面科学家的研究方法、思路和结论往往会给后面科学家的研究带来启示。下列有关说法正确的是( )
A. 罗伯特森发现细胞膜呈暗一亮一暗三层,为细胞膜流动性的发现提供了直接证据
B. 鲁宾与卡门利用放射性同位素研究了光合作用产生的氧气来自水
C. 孟德尔成功发现自由组合定律关键之一运用了统计学方法
D. 魏斯曼发现减数分裂的过程,为孟德尔发现遗传的基本规律提供了理论依据
【答案】C
【解析】
【分析】1959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构,并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成。
【详解】A、罗伯特森发现细胞膜呈暗—亮—暗三层,且认为细胞膜是静态的,不可流动的,没有为细胞膜流动性的发现提供证据,A错误;
B、鲁宾和卡门利用同位素标记法分别用18O标记的水和18O标记的二氧化碳进行实验,发现了光合作用释放的氧气来自水,18O没有放射性,B错误;
C、孟德尔利用统计学方法得出F2的表现以及比例(9:3:3:1),是孟德尔成功发现自由组合定律关键之一,C正确;
D、孟德尔发现遗传的基本规律比魏斯曼发现减数分裂的过程的时间更早,因此,魏斯曼发现减数分裂的过程,没有为孟德尔发现遗传的基本规律提供理论依据,D错误。
故选C。
3. Fe通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,经一系列过程最终以Fe形式进入细胞质基质。若细胞内Fe”积累过多,关键调节因子谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)活性受到抑制,细胞的抗氧化能力下降,活性氧(ROS)大量堆积,从而引发膜脂质过氧化导致细胞发生铁依赖的程序性死亡,称为“铁死亡”。下列叙述错误的是( )
A. Fe进入细胞依赖于细胞膜的识别功能和流动性
B. 抑制GPX4的活性有利于延缓细胞凋亡
C. ROS的自由基可攻击生物膜产生更多自由基
D. 细胞“铁死亡”过程中存在凋亡基因的表达
【答案】B
【解析】
【分析】谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)活性受到抑制时→细胞的抗氧化能力下降→活性氧(ROS)大量堆积、脂质过氧化物积累→氧化损伤导致细胞铁死亡,所以抑制谷胱甘肽过氧化物酶4活性,会加速细胞死亡。
【详解】A、由于Fe通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,即以胞吞方式进入细胞,所以依赖于细胞膜表面受体的识别和结合以及细胞膜的流动性,A正确;
B、若抑制GPX4的活性,则细胞的抗氧化能力下降,活性氧大量积导致细胞凋亡,而不是延缓细胞凋亡,B错误;
C、自由基可攻击生物膜的磷脂,产物同样更多的自由基,C正确;
D、“铁死亡”是铁依赖的程序性死亡,属于细胞凋亡,所以存在凋亡基因的表达,D正确。
故选B。
4. 溶酶体是一种单层膜包裹,内含多种水解酶的细胞器,其膜上嵌有质子泵,能将H+泵入溶酶体内,使溶酶体内的H+浓度比细胞质基质中高100倍以上。下列相关叙述错误的是( )
A. 溶酶体内水解酶作用的适宜pH呈酸性
B. 溶酶体将H+泵入其内需要ATP水解供能
C. 被溶酶体分解后的产物都会被排出细胞外
D. 溶酶体能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
【答案】C
【解析】
【分析】分析题文描述可知:溶酶体内的H+浓度远高于细胞质基质中的H+浓度,说明溶酶体内水解酶作用的适宜pH呈酸性;溶酶体膜上嵌有的质子泵能将H+以主动运输的方式逆浓度梯度泵入溶酶体内。
【详解】A、由题意“溶酶体内的H+浓度比细胞质基质中高100倍以上”可知:溶酶体内水解酶作用的适宜pH呈酸性,A正确;
B、溶酶体将H+泵入其内是逆浓度梯度进行的,其方式为主动运输,需要ATP水解供能,B正确;
C、被溶酶体分解后的产物,其去路是排出细胞外或被细胞利用,C错误;
D、溶酶体内部含有多种水解酶,能够分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌,D正确。
故选C。
5. 如图表示人在寒冷环境下,皮质醇(糖皮质激素的一种,可使血糖升高)分泌的调节过程示意图。下列相关叙述错误( )
A. 过程①②③表示皮质醇分泌的分级调节
B. 若过程④的作用减弱,激素A和激素B分泌减少
C. 皮质醇与甲状腺激素都能调节有机物代谢,提高血糖水平
D. 若阻断下丘脑和垂体之间血液联系,则激素B分泌会减少
【答案】B
【解析】
【分析】某些刺激产生的神经冲动传递到下丘脑,下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,作用于垂体,垂体分泌促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质,肾上腺皮质分泌皮质醇作用于细胞。题图分析,图中激素A为促肾上腺皮质激素释放激素,激素B为促肾上腺皮质激素
【详解】A、据图分析,过程①②③表示皮质醇分泌的分级调节,该调节方式放大了激素的调节效应,能形成多级反馈调节,A正确;
B、过程④是负反馈调节,过程④的作用减弱,激素A和激素B分泌增加,B错误;
C、皮质醇是糖皮质激素的一种,能调节有机物代谢,提高血糖水平,C正确;
D、若阻断下丘脑和垂体之间血液联系,则失去了下丘脑的调控作用,激素B分泌会减少,D正确。
故选B。
6. NADH([H])在线粒体基质分离为电子()和,在线粒体内膜的蛋白复合体之间进行传递,传递过程中将由线粒体基质泵入线粒体膜间隙,失去能量后的与和结合生成了,顺着浓度梯度又由膜间隙流回到线粒体基质,驱动ATP合成酶合成ATP(如下图所示)。药物DNP可以阻止线粒体ATP的合成,曾一度作为减肥药使用。据图分析,下列说法错误的是( )
A. 线粒体基质中的通过主动运输进入线粒体膜间隙,致其膜间隙pH升高
B. 蛋白复合体既能传递电子同时也能运输物质,说明蛋白功能具有多样性
C. 的消耗和ATP的合成分属两个不同的化学反应,NADH也蕴含着能量
D. 推测药物DNP可以影响线粒体内ATP合成酶的活性,用药要考虑其副作用
【答案】A
【解析】
【分析】据题意可知:电子传递链或呼吸链主要分布于线粒体内膜上,由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成,参与有氧呼吸的第三阶段。
【详解】A、由线粒体基质泵入线粒体膜间隙是逆浓度梯度进行的,属于主动运输。H+进入线粒体膜间隙会使膜间隙H+浓度升高,pH降低,而不是升高,A错误;
B、蛋白复合体既能传递电子(发挥信息传递功能),同时也能运输H+(发挥物质运输功能),这说明蛋白功能具有多样性,B正确;
C、O2 的消耗是在线粒体内膜上e− 与H+ 和O2 结合生成H2O的过程,而ATP的合成是在ATP合成酶的作用下利用H+浓度梯度合成ATP的过程,二者分属不同的化学反应。 NADH在线粒体基质分离为电子(e− )和H+的过程中蕴含着能量,这些能量可用于后续的反应,C正确;
D、药物DNP可以阻止线粒体ATP的合成,它可能影响线粒体内ATP合成酶的活性。 因为药物DNP曾作为减肥药使用,但会影响细胞正常的能量代谢,所以用药要考虑其副作用,D正确。
故选A。
7. 血液中CO2能够透过血一脑脊液屏障进入脑脊液与H2O结合成碳酸,碳酸解离出来的H+刺激位于延髓腹外侧浅表部位的中枢化学感受器,引起呼吸中枢兴奋,使呼吸运动加速、加深。下列叙述正确的是( )
A. 哺乳动物细胞无氧呼吸产生CO2发生在细胞质基质
B. 哺乳动物剧烈运动产生乳酸会导致血浆pH明显降低
C. 脑脊液、血红蛋白及血浆中的CO2都属于内环境的组成成分
D. H+刺激中枢化学感受器后可产生动作电位从而传递兴奋
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞无氧呼吸产生乳酸而不产生CO2;血浆中存在缓冲物质维持血浆中pH的稳定;血红蛋白不属于内环境的组成成分。
【详解】A、哺乳动物细胞无氧呼吸产生乳酸而不产生CO2, A错误;
B、哺乳动物因剧烈运动产生乳酸,血浆pH会在缓冲物质作用下维持相对稳定,不会明显降低,B错误;
C、血红蛋白不属于内环境的组成成分,C错误;
D、H+刺激中枢化学感受器后可产生动作电位从而传递兴奋,D正确。
故选D。
8. 稻鱼共生系统是一种新型的生态农业模式,每年水稻孕穗之前,农民会选择鲤鱼、草鱼、鲫鱼等鱼苗放养在水稻田里。这些鱼一开始以稻田中的杂草和害虫为食,待到水稻抽穗扬花时,它们则主要以水稻凋落在水面的稻花为食,其肉质鲜美,有稻米之香,故名“稻花鱼”。下列有关该生态模式的叙述,不正确的是( )
A. 该生态模式充分利用了农田的立体空间,提高了能量利用率
B. 与普通稻田相比,该生态系统的抵抗力稳定性更强
C. 该模式能调整能量流动关系,加快了生态系统物质和能量的循环利用
D. 稻田中的水稻、鱼、害虫、杂草及其他生物组成一个群落
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统中的生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高;反之,生物种类越少,营养结构越简单,生态系统的自我调节能力就越弱,抵抗力稳定性就越低。
【详解】A、该生态系统模式充分利用了农田的立体空间,能提高能量的利用率,进而提高了经济效益,A正确;
B、与普通稻田相比,该生态系统的生物种类更多,营养结构更复杂,抵抗力稳定性更强,B正确;
C、该生态系统中的鱼以稻田中的杂草和害虫为食,能调整能量流动关系,加快了生态系统物质的循环利用,但生态系统中的能量不能循环利用,C错误;
D、群落指的是一定区域内所有生物构成的集合,因此,稻田中的水稻、鱼、害虫、杂草及其他生物组成的是生物群落,D正确。
故选C。
9. 植物体内的光敏色素接受特定光信号时结构发生变化,影响细胞核中特定基因的表达而调控植物生长发育。生长素和赤霉素的合成受到光信号的调节,某植物下胚轴生长的机制如下图,下列叙述错误的是( )
A. 光敏色素通过吸收、传递、转化可见光中的光能调控基因的选择性表达
B. 非活化的光敏色素有利于GA合成基因表达,进一步有利于PIFS基因表达
C. 图示中生长素与赤霉素在促进下胚轴生长的过程中表现为协同关系
D. 由图可知,光可通过影响基因的表达实现调控植物生长发育
【答案】A
【解析】
【分析】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、吸收、传递、转化可见光中的光能的是光合色素,光敏色素是接受特定光信号时结构发生变化(主要吸收红光和远红光),影响细胞核中特定基因的表达而调控植物生长发育,A错误;
B、结合图示可知,非活化的光敏色素可以促进GA合成基因的表达,产生更多的GA3,GA3促进PIFS基因的表达,B正确;
C、赤霉素促进生长素的合成,进而促进下胚轴的伸长,说明生长素与赤霉素在促进下胚轴生长的过程中表现为协同关系,C正确;
D、由图可知,环境(光信号)影响光敏色素的结构,进而影响基因表达,从而影响植物激素的合成,实现调控植物生长发育,D正确。
故选A。
10. 动物细胞呼吸部分代谢过程如图所示;非糖物质代谢所形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同,这些物质可进一步形成葡萄糖。下列相关叙述,正确的是( )
A. 过程②发生的场所在细胞质基质
B. 过程①生成的氨基酸是必需氨基酸
C. X物质是甘油,不是合成磷脂分子的成分
D. 蛋白质、糖类和脂质的代谢可以通过细胞呼吸联系起来
【答案】D
【解析】
【分析】细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。其意义如下:1、细胞呼吸为生物体提供能量;2、细胞呼吸是生物体代谢的枢纽,例如:细胞呼吸产生的中间产物可转化为甘油、氨基酸等非糖物质;非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同,这些物质可以进一步形成葡萄糖,蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
【详解】A、过程②为有氧呼吸第二阶段,发生的场所在线粒体基质,A错误;
B、过程①生成的氨基酸能够在体内合成,是非必需氨基酸,B错误;
C、脂肪是由脂肪酸和甘油组成,因此X物质是甘油,磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成,因此甘油是合成磷脂分子的成分,C错误;
D、细胞呼吸是生物体代谢的枢纽,蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来,D正确。
故选D。
11. 人的大脑皮层由140多亿个神经元组成,是整个神经系统中最高级的部位。下列有关人脑高级功能的叙述,错误的是( )
A. 人脑部受损导致失忆,可能与突触数量的改变无关
B. 和语言功能一样,学习和记忆也不是由单一脑区控制的
C. 手的体积较小,在大脑皮层的运动代表区所占的范围也较小
D. 考试进行的时候,大脑皮层言语区中的V区和W区相对活跃
【答案】C
【解析】
【分析】语言功能是人脑特有的高级功能:
W区(书写性语言中枢):此区受损,不能写字(失写症);
S区(运动性语言中枢):此区受损,不能讲话(运动性失语症);
H区(听觉性语言中枢):此区受损,不能听懂话(听觉性失语症);
V区(视觉性语言中枢):此区受损,不能看懂文字(失读症)。
【详解】A、记忆是将获得的经验进行储存和再现的过程,短期记忆和神经元的活动及神经联系有关,长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关,由此可知,人脑部受损导致失忆,可能与突触数量的改变无关,A正确;
B、学习和记忆不是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路参与的,B正确;
C、大脑皮层代表区范围大小与躯体运动的精细复杂程度有关,手所作的动作精细程度高,其在大脑皮层的运动区所占的面积比较大,C错误;
D、考试过程中,同学准确理解文字信息并作答,此过程中要用到阅读、书写,故涉及言语中枢的W区和V区,D正确。
故选C。
12. 人体中的血红蛋白(Hb)构型主要有R型和T型,其中R型与氧的亲和力是T型的500倍,血液pH升高、温度下降等因素都可使Hb由T型转化为R型。已知血红蛋白氧饱和度与血红蛋白—氧亲和力呈正相关,如图表示氧分压与血红蛋白氧饱和度的关系。下列叙述不正确的是
A. 血液流经组织后,CO2含量上升,不利于氧合血红蛋白结合O2
B. 血红蛋白的构型由R型变为T型时,实线b向虚线c方向偏移
C. 机体运动后或炎症等能使组织温度增高,实线b向虚线a方向偏移
D. 援藏工作者进入高原地区后,体内血红蛋白可能由T型向R型转化
【答案】C
【解析】
【分析】血红蛋白氧饱和度与血红蛋白-氧亲和力呈正相关,人体中的血红蛋白(Hb)构型主要有R型和T型,其中R型与氧的亲和力是T型的500倍,因此a为R型,c为T型,b为对照。
【详解】A、血液流经组织后,CO2含量上升,氧分压低,不利于氧合血红蛋白结合O2,A正确;
B、机体运动后或炎症等能使组织温度增高,氧供应不足,血红蛋白氧饱和度下降,实线b向虚线c方向偏移,B正确;
C、R型与氧的亲和力是T型的500倍,血红蛋白的构型由R型变为T型时,血红蛋白氧饱和度下降,实线b向虚线c方向偏移,C错误;
D、R型与氧的亲和力是T型的500倍,则援藏工作者进入高原地区后,氧分压下降,则体内血红蛋白可能由T型向R型转化,D正确。
故选C。
13. “NDM—1超级耐药菌”是指一类对几乎所有抗生素都具有抗药性的细菌,其致死率很高。这类细菌的NDM—1基因位于一个140kb的质粒上,并可以在不同种细菌间传播复制,并且很容易发生变异。该基因能够控制生成一种酶,把绝大多数抗生素分解掉,使抗生素失去效力。下列有关叙述正确的是( )
A. 产生此类细菌的根本原因是基因突变,抗生素的滥用起到了定向选择的作用
B. NDM—1基因的遗传遵循孟德尔遗传定律,该基因的产生标志着新物种的形成
C. 此类细菌分泌抗药性强的抗生素,是超级耐药菌耐药性强的主要原因
D. 病人感染超级细菌后,NDM—1基因会转移至体内,使病人具有耐药性
【答案】A
【解析】
【分析】达尔文把在生存斗争中,适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。遗传变异是生物进化的基础,首先细菌的抗药性存在着变异。有的抗药性强,有的抗药性弱。使用抗生素时,把抗药性弱的细菌杀死,这叫不适者被淘汰;抗药性强的细菌活下来,这叫适者生存。活下来的抗药性强的细菌,繁殖的后代有的抗药性强,有的抗药性弱,在使用抗生素时,又把抗药性弱的细菌杀死,抗药性强的细菌活下来。这样经过抗生素的长期选择,使得有的细菌已不再受抗生素的影响了,就出现了现在所谓 的“超级细菌”。因此,“超级细菌”耐药性产生的根本原因是遗传变异。
【详解】A、产生此类细菌的根本原因是基因突变,抗生素的滥用则起到了定向选择的作用,使菌群的基因频率发生定向改变,导致了超级细菌的盛行,A正确;
B、NDM-1基因位于质粒上,其遗传不遵循孟德尔遗传定律,NDM-1基因的产生标志着发生了生物进化,B错误;
C、超级耐药菌耐药性强的主要原因是NDM-1基因所编码的酶能水解多种抗生素,C错误;
D、NDM-1基因在不同种细菌中进行转移,病人感染超级细菌后,使细菌具有耐药性,而不是人具有耐药性,D错误。
故选A。
14. 在长期干旱期间,许多物种会加速开花以在死亡前繁殖,这种反应被称为干旱逃逸。如图是脱落酸(ABA)和光周期调节蛋白(GI,可以感受光)调控干旱逃逸的机理,研究发现,ABF3/4可通过影响SOC1的表达水平来影响干旱条件下的开花进程,只有当ABF3/4过表达时才会出现早花表型。下列叙述错误的是( )
A. 干旱条件下,ABA会加速干旱逃逸过程
B. ABA和GI调节植物开花过程具有协同作用
C. 干旱条件下,ABA缺陷突变体开花时间会提前
D. 干旱条件下,ABF3/4缺陷突变体不会出现早花表型
【答案】C
【解析】
【分析】题干信息表明只有当ABF3/4过表达时才会出现早花表型,因此干旱条件下,ABA缺陷突变体开花时间会延迟,ABF3/4缺陷突变体不会出现早花表型。
【详解】A、结合图示分析,干旱条件下,ABA可以促进ABF3/4的表达,进而促进SCO1表达,从而加速植物开花,即加速干旱逃逸过程,A正确;
B、据图所示,ABA和GI均能通过调节途径促进植物开花,两者存在协调作用,B正确;
C、ABA缺陷突变体不能正常促进ABF3/4及后续变化过程,而有当ABF3/4过表达时才会出现早花表型,因此ABA缺陷突变体开花时间会延迟,C错误;
D、只有当ABF3/4过表达时才会出现早花表型,因此干旱条件下,ABF3/4缺陷突变体不会出现早花表型,D正确。
故选C。
15. 果蝇的性别是由X染色体的数目与染色体组数的比例(X:A)决定的。X:A=1时,会激活性别相关基因M表达而发育成为雌性,若M基因发生突变,则发育为雄性。X:A=0.5时,即使存在M基因也会发育为雄性。Y染色体只决定雄蝇可育,M基因仅位于X染色体上,当X染色体缺失记为0,XXX和YY的个体致死。下列说法正确的是( )
A. XMXmYAA果蝇的产生可能与亲本减数分裂Ⅰ异常有关
B. XMXmYAA果蝇性别为雄性,可产生3种类型的配子
C. XMXmAA和XMOAA的果蝇杂交子代雌雄之比为1:1
D. XMXmAA和XmYAA的果蝇杂交子代雌雄之比为1:1
【答案】A
【解析】
【分析】XMXmY个体产生的原因是同源染色体未分离,与减数第一次分裂有关。
【详解】A、XMXmYAA个体产生的原因是同源染色体未分离,与亲本减数分裂Ⅰ异常有关,A正确;
B、X:A=1时,会激活性别相关基因M表达而发育成为雌性,XMXmYAA果蝇性别为雌性,产生的配子有4种,分别为XMXmA、XMYA、YA、XmYA,B错误;
C、基因型为XMOAA即X:A=0.5发育为雄性,但Y染色体决定雄蝇的可育性,因此,XMOAA为不可育雄蝇,无法通过杂交获得后代,C错误;
D、基因型为XMXmAA产生雌配子XMA、XmA,基因型为XmYAA产生雄配子XmA、YA,后代基因型为(雌性)XMXmAA、(雄性)XMYAA、(雄性)XmXmAA、(雄性)XmYAA,雌雄比例为1:3,D错误。
故选A。
第Ⅱ卷 非选择题(共55分)
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16. 19世纪末科学家形成了光合作用的整体反应式,但整体反应式只是表征了反应物和生成物之间的关系,并未说明所涉及的机制。直到1905年,布莱克曼在研究光合速率与环境因素(如图所示)的关系时有所突破。请回答下列问题:
(1)上图中实验的自变量为___________,在0~150fc的低光照强度下,光合作用速率随光照强度的增加而增加,与温度无关,这说明___________。
(2)布莱克曼推测光合作用中存在两个阶段:一个是光依赖性反应,另一个是非光依赖性反应。据图分析,布莱克曼认为存在非光依赖性反应的依据是___________。
(3)后来瓦尔堡利用小球藻进行闪光实验验证布莱克曼的推测,处理方式和结果如图所示。
①据图推测,如果B组的光合产物量在___________范围时,说明光合作用存在非光依赖性的反应,由此证明了布莱克曼的推测。
②科学家在B组基础上增设了多组改变光暗交替频率的实验,总光照时间与B组一致,发现在较高的光暗交替频率条件下,光合产物量很接近A组。请从光反应和暗反应的关系角度解释原因___________。
【答案】(1) ①. 光照强度、温度、CO2浓度 ②. 在较低光照强度下,限制光合作用速率上升的因素是光照强度
(2)在强光条件下,随光照强度增强,光合作用速率不变,但温度或CO2浓度升高,光合作用速率加快
(3) ①. 大于0.5a小于a(大于0.5a即可) ②. 在较高的光暗交替频率条件下,B组光照条件下光反应产生的ATP、NADPH可满足光照条件和黑暗条件下合成光合产物的需求,且在B组两条件下合成光合产物的速率与A组接近
【解析】
【分析】影响光合作用的环境因素
1、温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【小问1详解】
据图分析实验的自变量是光照强度、温度、CO2浓度,因变量是光合速率。在0~150fc的低光照强度下,光合作用速率随光照强度的增加而增加,与温度无关,这说明在较低光照强度下,限制光合作用速率上升的因素是光照强度。
【小问2详解】
据图分析,在强光条件下,随光照强度增强,光合作用速率不变,但温度或CO2浓度升高,光合作用速率加快,此时光合速率受到CO2浓度和温度的限制,因此布莱克曼认为存在非光依赖性反应。
【小问3详解】
①据图推测,如果B组的光合产物量在大于0.5a小于a范围时,说明光合作用存在非光依赖性的反应,由此证明了布莱克曼的推测。
②科学家在B组基础上增设了多组改变光暗交替频率实验,总光照时间与B组一致,发现在较高的光暗交替频率条件下,光合产物量很接近A组,原因是在较高的光暗交替频率条件下,B组光照条件下光反应产生的ATP、NADPH可满足光照条件和黑暗条件下合成光合产物的需求,且在B组两条件下合成光合产物的速率与A组接近。
17. 图1代表细胞进行主动运输的三种类型,葡萄糖进出小肠上皮细胞的运输方式如图2所示。回答下列问题:
(1)分析图1所示的细胞膜结构,____________侧(填“P”或“Q”)为细胞外。
(2)在小肠腔面,细胞膜上的蛋白S有两种结合位点:一种与Na+结合,一种与葡萄糖结合。当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时,葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞。小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是图1中_________(填“a”,“b”或“c”)类型的主动运输。
(3)小肠基膜上Na+-K+泵由α、β两个亚基组成,据图2推测,Na+-K+泵的两种功能分别是______________。
(4)图2中葡萄糖运出小肠上皮细胞过程受温度的影响,是因为温度影响了细胞膜的___________特性。
(5)最新研究表明,若肠腔葡萄糖浓度较高,葡萄糖主要通过载体蛋白(GLUT2)的协助通过协助扩散的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散的同时,通过载体蛋白(SGLT1)的主动运输过程也在发生。但主动运输的载体(SGLT1)容易饱和,协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。
请你设计实验加以验证。(载体蛋白由相关基因控制合成)
实验材料:甲(敲除了SGLTI载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、乙(敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、丙(正常的小肠上皮细胞),三组其他生理状况均相同。
实验思路:__________________________
实验结论:若_______________________,则验证了上述研究结果。
【答案】(1)P (2)a
(3)运输钠钾离子、催化ATP水解 (4)流动
(5) ①. 将甲、乙、丙三组细胞分别置于相同的较高浓度的葡萄糖溶液中,其他条件相同,培养适宜时间,检测三组培养液的葡萄糖浓度 ②. 若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组的
【解析】
【分析】分析图1可知,主动运输能量可来源于①电化学梯度势能;②ATP驱动泵,ATP直接提供能量;③光驱动泵:光能驱动。
分析图2:小肠上皮细胞膜上运载葡萄糖的载体有蛋白G(运载葡萄糖出细胞)、Na+ 驱动的葡萄糖同向转运载体(运载葡萄糖进细胞),其运输方式分别为协助扩散、主动运输。
【小问1详解】
糖链与蛋白质形成糖蛋白一般分布在细胞膜外侧,故图1所示的细胞膜结构中P侧含糖蛋白,为细胞外侧。
【小问2详解】
蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时,葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞,葡萄糖进入细胞所需的能量直接来自Na+浓度差产生的电化学梯度势能,属于图1中a类型的主动运输。
【小问3详解】
结合图2可知,小肠基膜上Na+-K+泵一方面能完成Na+、K+的运输,一方面催化ATP水解成ADP和Pi,故Na+-K+泵的两种功能分别是运输钠钾离子、催化ATP水解。
【小问4详解】
图2中葡萄糖运出小肠上皮细胞的方式属于协助扩散,温度会影响生物膜的流动性,从而影响协助扩散的速率。
【小问5详解】
要验证当肠腔葡萄糖浓度较高时,葡萄糖既可以通过主动运输又可以通过协助扩散进入小肠上皮细胞,且协助扩散的速度更快,则实验的自变量应该是设置不同的运输方式,各组均创造相同的高浓度葡萄糖环境,比较各组葡萄糖的吸收速率。如甲组敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞只能进行协助扩散,乙组敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞只能进行主动运输,丙组正常的小肠上皮细胞可以同时进行主动运输和协助扩散,将甲、乙、丙三组细胞分别置于相同浓度的高浓度葡萄糖溶液中,培养一段时间, 其他条件相同且适宜,并检测培养液中葡萄糖的浓度。
实验结果:丙组同时进行主动运输和协助扩散,葡萄糖的吸收速率最快,故培养液中葡萄糖的浓度最小;由于协助扩散的速率大于主动运输,故乙组吸收葡萄糖的速率慢,培养液中葡萄糖的剩余量最多,浓度最大,即若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组,则可证明上述观点正确。
18. “塞罕坝”意为“美丽的高岭”。清末开始放垦,树木被大肆砍伐,到20世纪50年代初期,原始森林已荡然无存。经过几代塞罕坝人艰苦创业,不懈奋斗,创造了从“飞鸟无栖树,黄沙遮天日”到“沙漠变绿洲,荒原变林海”的绿色奇迹。回答下列问题。
(1)该林场由荒原变为林海的过程属于________演替,当林场荒原演替至灌木阶段时,一年生草本植物的数量大量减少,其原因是________。
(2)某研究小组开展了对“塞罕坝”某湖泊污染问题的研究,他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E,并对其进行消化道内食物组成的分析;然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定,如下表所示。分析回答:
生物种类
消化道内食物组成
千克重污染物含量/mg
汞
某种杀虫剂
A
鱼(甲)
鱼(乙)
78
96
B
河蚌
水蚤、小球藻
25
57
C
小球藻
/
3
5
D
鱼(乙)
水蚤
10
31
E
水蚤
小球藻
5
18
①据表推测,这5种生物形成的营养结构可能为_________(用表中字母及箭头表示)。
②由表可知,该湖泊正遭受汞污染,种植某植物可以大量吸收汞,但需对该植物进行定期收割并运离湖泊,其原因是_________。
(3)早在西汉时期,我国就出现了“间种套种”的农业生产方式,这就是立体农业的雏形。高矮不同的农作物搭配种植,可以提高_________。
【答案】(1) ①. 次生 ②. 灌木比草本植物更高大,在争夺阳光的竞争中更占优势,导致一年生草本植物大部分被淘汰
(2) ①. ②. 避免死亡后遗体被分解后,汞再度返回水体,造成污染
(3)光能的利用率
【解析】
【分析】1、随时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫做演替。演替的种类有初生演替和次生演替两种。
2、生态系统的营养结构包括食物链和食物网。
3、生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,称作生物富集。
【小问1详解】
该林场由荒原变为林海的过程中具有土壤和一定的植被条件,属于次生演替。当林场荒原演替至草本和灌木混生阶段时,灌木比草本植物更高大,剥夺了草本植物的阳光,竞争中更占优势,导致一年生草本植物大部分被淘汰,草本植物数量减少。
【小问2详解】
①据表中的统计结果可知,小球藻是生产者,再根据消化道中的食物组成确定消费者的类型判断,小球藻被水蚤和河蚌所捕食,而水蚤又是鱼(乙) 和河蚌的食物,鱼(乙) 又被鱼(甲) 所捕食,由此可确定食物链 。
②汞是重金属,在生物体内很难分解,并且通过食物链富集,对能大量吸收汞的植物定期收割并进行无害化处理主要是防止植物枯枝死亡腐烂后,通过微生物分解汞再度回到水体,造成二次污染。
【小问3详解】
立体农业的原理是利用了群落的垂直结构,不同植物根系深浅搭配,合理利用不同层次土壤内的水分和无机盐,使资源和空间利用更充分。不同植物高矮搭配,充分利用了光照等资源,提高了光能的利用率。
19. 某雌雄同株异花受粉植物的抗病与不抗病由一对等位基因A/a控制,其中抗病为显性性状。研究者克隆出新基因A,将新基因A导入抗病杂合子植株甲(Aa)中(与原等位基因A/a所在染色体上的位置不同),获得了转基因植株。回答下列问题:
(1)假定导入一个新基因A,其位于植株甲的一条染色体上,则该转基因植株在减数分裂过程中______,从而产生不含新基因A的配子。
(2)若要实现导入的新基因A可以逐代遗传到子代中,请结合所学知识写出一种新基因A导入植株甲及转基因植株繁殖的方案:________。
(3)假定导入一个新基因A,其位于原等位基因A/a所在的同源染色体上。对该转基因植株进行测交,子一代中只出现了一株不抗病植株,这一不抗病植株出现的原因包括两个方面:一是导入的一个新基因A位于植株甲中原基因________所在的染色体上;二是该转基因植株在减数分裂时可能发生了________(答出一点变异情况),从而产生了不含基因A的配子。
(4)假定导入一个新基因A,其位于原等位基因A/a所在染色体的非同源染色体上。用该转基因植株自交,得到的子一代抗病个体中能稳定遗传的个体占________。子一代中不能稳定遗传的抗病个体均自交,子二代出现不抗病个体的概率为________。
【答案】(1)同源染色体分离
(2)将两个新基因A分别倒入植株甲的一对同源染色体上,让该转基因植株逐代自交;或将一个新基因A倒入植株甲的一条染色体上,利用植物组织培养技术繁育后代
(3) ①. a ②. 基因A突变为a
(4) ①. 7/15 ②. 5/32
【解析】
【分析】1、基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【小问1详解】
若导入的一个新基因A位于植株甲的一条染色体上,则该转基因植株在减数分裂形成配子的过程中,新基因A会随同源染色体的分开而随机移向细胞一极,从而会产生不含新基因A 的配子。
【小问2详解】
若要实现导入的新基因A 可以逐代遗传到子代中,可以根据纯合子自交不发生性状分离,植物组织培养可以保持亲本的遗传特性等特点进行实验设计,具体思路为:将两个新基因A分别倒入植株甲的一对同源染色体上,让该转基因植株逐代自交;或将一个新基因A倒入植株甲的一条染色体上,利用植物组织培养技术繁育后代。
【小问3详解】
若导入的一个新基因A位于植株甲中原基因A所在的染色体上,对该转基因植株进行测交,子一代中抗病:不抗病为1∶1 ;若导入的一个新基因A位于植株甲中原基因a所在的染色体上,对该转基因植株进行测交,子一代全为抗病。根据子一代中只出现了一株不抗病植株可知,应该是导入的一个新基因A位于植株甲中原基因a所在的染色体上;且该转基因植株在减数分裂时基因A可能突变成了基因a或基因A所在的染色体片段可能发生了缺失或基因A所在的染色体片段可能与对应的同源染色体片段发生了交换;从而产生了不含基因A的配子。
小问4详解】
析题意可知,植株甲的基因型为Aa,导入的一个新基因A位于原等位基因A/ a所在染色体的非同源染色体上,则该转基因植株的基因型为AaAO,且遵循基因的自由组合定律。若用该转基因植株自交,可产生配子AA∶Aa∶OA∶Oa=1∶1∶1∶1,利用棋盘法可知,子一代中抗病:不抗病为15:1 ,其中子一代抗病个体中能稳定遗传的个体占7/15;子一代中不能稳定遗传的抗病个体均自交,子二代出现不抗病个体的概率为1/4×1/4×2+1/2×1/16 =5/32。
20. 基因XplA和基因XplB表达的酶能降解源于细菌的化合物RDX。科研人员构建了可表达XplA-XplB融合蛋白的重组质粒并进行了检测,部分过程如图1所示。回答下列问题:
(1)与图1中重组质粒启动子结合的酶是___________,除图1所示结构外,作为表达载体,还需具备的结构有___________(答出2个结构)等。
(2)利用PCR技术扩增基因XplA和XplB时,需要设计引物,引物的作用是___________。为了使基因XplA和XplB能正确相连,设计图1中的引物时,引物的序列除能与模板DNA结合外,还需要有两个引物,它们的部分序列能互补配对,这两个引物是___________。
(3)将重组质粒导入受体细胞培养一段时间后,通过蛋白质电泳实验,用抗XplA蛋白抗体和抗XplB蛋白抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平,结果如图2所示。其中出现条带1证明细胞内表达了___________,条带2所检测出的蛋白质___________(填“是”或“不是”)由重组质粒上融合的XplA基因表达的。
【答案】(1) ①. RNA聚合酶 ②. 标记基因、复制原点
(2) ①. 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 ②. 引物2和引物4
(3) ①. XplA-XplB融合蛋白 ②. 不是
【解析】
【分析】基因工程的关键步骤是构建基因表达载体,基因表达载体主要由启动子、目的基因、标记基因和终止子组成,其中标记基因用于筛选重组DNA分子,可以是四环素、氨苄青霉素等抗性基因,也可以是荧光蛋白基因或产物能显色的基因。
【详解】(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。作为表达载体必须具备目的基因、启动子、终止子,还需具备标记基因(如抗性基因)和复制原点等。
(2)PCR扩增时,引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。由于融合基因共用启动子和终止子,将基因XplA和XplB拼接成融合基因时,基因XplA和XplB的转录模板链应在DNA的一条链上,因此基因XplA的a链的5′端需要与基因XplB的b链的3′端相连,引物2和引物4要有部分序列能互补配对。
(3)据图2可知,用抗XplA蛋白抗体和抗XplB蛋白抗体分别检测,均出现条带1,说明条带1是XplA-XplB融合蛋白。抗XplA蛋白抗体中可以检测出条带2,抗XplB蛋白抗体中不能检测出条带2,说明条带2所检测出的蛋白不是由重组质粒上的融合的XplA基因表达的。
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