内容正文:
生物学
注意事项
1.本试卷分选择题和非选择题两部分,共100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必将装订线内的项目填写清楚。
3.请将选择题答案填在题后的答题表中。非选择题用黑色签字笔答题。
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. 生物大分子是指生物体内存在的具有特定生物活性和复杂结构的高分子化合物,它们在生物体内扮演着至关重要的角色,参与构成生物体的结构基础及生命活动的调节等。下列有关叙述正确的是( )
A. 若某生物大分子的水解产物中有葡萄糖,其不一定是淀粉
B. 若某生物大分子具有催化功能,其合成场所一定是核糖体
C. 若某生物大分子具有调节功能,其受体一定位于细胞质中
D. 若某生物大分子的空间结构发生改变,则其活性一定丧失
2. PX0小体是在动物细胞中新发现的一种具有多层膜的细胞器,其研究主要聚焦于果蝇模型。研究发现,细胞质基质中的磷酸盐可通过PX0蛋白转运至PX0小体内储存,并可转化为磷脂。当机体摄入的磷酸盐不足时,PX0小体可降解释放出磷酸盐供细胞利用。下列相关叙述正确的是( )
A. 利用光学显微镜可观察到果蝇细胞内PX0小体的膜结构
B. PX0小体中含有为磷酸盐转化成磷脂提供活化能的酶
C. 机体摄入的磷酸盐不足时,果蝇细胞内PX0小体的数目增多
D. 除磷脂外,磷酸盐还可参与核酸、ATP等多种有机物的合成
3. 表皮生长因子受体(EGFR)是一种含有1186个氨基酸的跨膜糖基化蛋白,由胞外结构域、穿膜结构域(α螺旋结构)和胞内结构域三部分组成。其中,胞外结构域负责与配体结合,胞内结构域具有酪氨酸激酶活性。在正常情况下,EGFR与配体结合后,可促进细胞的生长和分裂。下列相关推测不合理的是( )
A. EGFR具有催化和信息传递功能,其糖基化位点位于胞外结构域中
B. EGFR的α螺旋结构具有疏水性,这与其特定的氨基酸序列有关
C. EGFR的胞内和胞外结构域上均含有相关物质的特异性结合位点
D. 细胞衰老以及肿瘤生长时,细胞中均会表现出EGFR过度表达
4. DNA永生化链假说认为,成体干细胞在不对称分裂(产生一个干细胞和一个分化的细胞)过程中,含有相对比较古老的DNA链(永生化链)的染色体总是被分配给将要成为干细胞的子细胞,含有相对新的DNA链的染色体被分配给趋向分化并最终衰老、死亡的另一个子细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 成体干细胞增殖过程中,核DNA完成复制后可以均分到两个子细胞中
B. 含永生化链的成体干细胞增殖时,姐妹染色单体随机移向细胞的两极
C. 成体干细胞不对称分裂结束后,其中一个子细胞仍具有细胞周期
D. 成体干细胞具有组织特异性,其中造血干细胞发现最早且应用最成熟
5. 科研人员在探究水分胁迫时间对“两优培九”“豫粳六号”“738”三个品种水稻叶片光合作用的影响时,测得水分胁迫150min内的相关生理指标如图1、图2所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 该实验的自变量是土壤含水量和水稻品种,温度为无关变量
B. 与“738”水稻相比,“豫粳六号”水稻叶片光合速率较大
C. 150min时,气孔关闭是限制水稻叶片光合作用的主要因素
D. 在干旱地区种植“两优培九”水稻并适时灌溉,利于提高产量
6. 某男性(甲)7号染色体和9号染色体发生了如图所示的染色体变异,使其7号染色体和9号染色体的组成由7799变成77'99'。已知含77'99'个体的同源染色体的联会和分离不受影响,且表型正常,但含77'99或7799'的个体患染色体病。甲与一位染色体正常的女性(乙)婚配。下列相关叙述正确的是( )
A. 甲和乙生育一个表型正常孩子的概率为1/4
B. 该染色体病与唐氏综合征的变异类型相同
C. 甲的染色体变化可通过减数分裂Ⅰ的细胞图像进行确认
D. 可通过检测致病基因精确诊断该染色体病疑似患者
7. 人类的正常核心温度(TCORE)约为37℃。机体有炎症时,往往会导致发热,这是身体释放致热性细胞因子的结果。研究发现,致热性细胞因子会诱导环加氧酶2(COX2)表达,COX2可将花生四烯酸转化为前列腺素E2(PGE2),PGE2与下丘脑中的受体结合,会使TCORE升高。下列相关推测不合理的是( )
A. 机体感染病毒发热时,甲状腺激素与致热性细胞因子在体温调节中的作用相抗衡
B. PGE2可作为信使传递信息,其与相应受体结合并发挥作用后可能会失活
C. 剧烈运动也可能会使机体的TCORE升高,此时机体主要通过汗液蒸发的方式散热
D. 机体感染病毒发热时,使用抑制COX2活性或PGE2合成的药物可起到退热效果
8. 皮肤上的痒觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,脊髓将信号整合、上传产生相应感觉,且痛觉感受器受到刺激后会产生一种“周围抑制”效应。已知组胺刺激可使小鼠产生痒觉,引起抓挠行为。研究发现,小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白参与痒觉信号的传递,PTEN基因敲除后,DRG神经元中的TRPV1蛋白表达量显著增加。为探究PTEN蛋白的作用,研究人员用组胺刺激正常小鼠、PTEN基因敲除小鼠、PTEN+TRPV1基因双敲除小鼠的皮肤,统计30min内小鼠抓挠的次数,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 机体产生痒觉的过程会发生电信号和化学信号的转换
B. 抓挠引起皮肤的痛觉感受器兴奋可以抑制痒觉的产生
C. PTEN蛋白可增强机体对组胺等致痒剂的敏感性
D. DRG神经元中的TRPV1蛋白可促进痒觉的产生
9. 生态位是一个重要的生态学概念,可分为时间生态位(物种在一天或一年中活动的时间)、营养生态位(物种所利用的食物和能量来源)、空间生态位(物种所占据的物理空间)等。下列相关叙述错误的是( )
A. 生态位涉及物种在群落中扮演的角色、占据的位置和行使的功能
B. 一个物种的生态位宽度越大,其在自然选择过程中相对越不容易被淘汰
C. 群落中的生物都有相对稳定的生态位,是物种间及生物与环境间协同进化的结果
D. 肉食性动物和植食性动物的营养生态位不同,说明二者之间不存在种间关系
10. 为探究人类干预对湖泊的影响,研究人员向某富营养化的湖泊中引入沉水植物、鱼类等,一年内逐渐发生了以藻类为主的湖泊向以水草为主的湖泊的演替。干预前后水体中总氮、总磷含量的变化如图所示,藻类种数的变化如表所示。下列有关叙述错误的是( )
藻类
蓝细菌(种)
绿藻(种)
硅藻(种)
裸藻(种)
金藻(种)
隐藻(种)
甲藻(种)
干预前
22
34
11
7
2
2
5
干预后
5
8
3
2
2
2
4
A. 蓝细菌和绿藻吸收的氮可用于合成其细胞内叶绿体膜上的蛋白质
B. 以绿藻为食的鱼是影响湖泊中绿藻数量变化的密度制约因素
C. 干预后,藻类种数下降与沉水植物大量吸收氮、磷而抑制藻类生长有关
D. 该实例说明,人类活动可以影响湖泊群落演替的方向和速度
11. 研究人员调查了某人工池塘生态系统的营养结构,并对部分能量流动情况进行了定量分析,结果如图所示,其中①~⑨表示能量。下列有关叙述错误的是( )
A. 流经该生态系统的总能量大于芦苇、莲等生产者固定的太阳能总量
B. ⑦中的能量通过昆虫的遗体残骸和昆虫粪便这两条途径流向分解者
C. 该池塘不同区域的动植物分布不同,可体现群落的水平和垂直结构
D. 鱼和鹭之间存在负反馈调节,鹭的存在客观上促进了鱼种群的发展
12. 在汉朝关于马奶酒已有“马逐水草,人仰潼酪”的文字记载,其酿制历史可以追溯到春秋时期。撞击发酵法是一种常见的制作马奶酒的传统方法,该方法是将新鲜的马奶盛装在皮囊或木桶等容器中,使用特制的木棒反复搅动,使马奶在剧烈的动荡撞击中温度不断升高,然后静置发酵。随着渣滓下沉,纯净的乳清浮在上面,形成清香诱人的马奶酒。下列相关叙述错误的是( )
A. 利用撞击发酵法酿制马奶酒属于混合菌种发酵
B. 利用木棒反复搅动马奶有利于酿酒酵母的快速繁殖
C. 发酵过程中,马奶中有机物的种类和含量均减少
D. 与制作果醋相比,制作马奶酒所需要的温度较低
13. 研究发现,与哺乳动物卵细胞形成相关的基因繁多,它们通过复杂的调控网络相互协作,共同确保卵细胞的正常发育和成熟。卵细胞形成、发育和成熟过程中部分基因及其表达产物的功能如表所示。下列相关推测合理的是( )
基因种类
基因表达产物的功能
单链结合蛋白基因(SSB)
与解开的单链DNA结合,防止其重新配对,保证DNA复制的顺利进行
联会复合体蛋白3基因(SCP3)
参与减数分裂过程中同源染色体的联会
重组酶基因(SPOll、DMCl等)
参与DNA双链断裂和修复过程,触发染色体片段互换
决定细胞命运的基因(ZGLPl)
激活卵母细胞程序,诱导原始生殖细胞分化为卵母细胞
A. 表中基因最先表达的是ZGLPl,最后表达的是SCP3
B. 在细胞的各种分裂方式中,表中基因均能表达的是SSB
C. 在卵原细胞的两种分裂方式中,SCP3基因都会表达
D. 抑制SPOll、DMCl等的表达,减数分裂时无法进行基因重组
14. 耐盐植物具有适应高盐环境的特殊生理机制,包括排出多余盐分或积累盐分等。耐盐植物调节细胞中水平的部分机制如图所示,其中SOS1、HKT1、NHX和质子泵都是生物膜上的转运蛋白。下列相关叙述错误的是( )
A. SOSI和HKTI运输的方式不同,其中SOS1运输时需与结合
B. 据图推测,液泡膜上应含有能顺浓度梯度将运出液泡的转运蛋白
C. 细胞通过NHX积累盐分、通过SOSI排出盐分的过程均不消耗能量
D. 高盐胁迫时,维持细胞质基质中低的水平与pH的调节有关
15. 已知甲病和乙病是两种单基因遗传病,分别由独立遗传的等位基因A/a、B/b控制,图1为某家族有关这两种遗传病的遗传系谱图,图2为A/a基因上限制酶M的识别位点及该家族中部分个体的A/a基因经限制酶M切割后的电泳条带。下列相关叙述错误的是( )
A. A/a基因位于X染色体上,B/b基因位于常染色体上
B. a基因经限制酶M切割后,可形成0.4kb、0.6kb和0.8kb的片段
C. Ⅱ4同时携带甲、乙两种遗传病的致病基因的概率为1/4
D. 若Ⅲ1为正常女性,其与一正常男性婚配,二者所生女儿均不患甲病
16. 为了探究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对菟丝子生长的影响,研究人员将菟丝子的茎芽随机均分成A、B两组,每组又随机均分成4小组,然后分别将A、B两组茎芽在图1装置中无菌培养1天和8天后分别进行相应处理,处理相同时间后测量各组茎芽长度,实验处理及实验结果如图2所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 在促进菟丝子茎芽生长方面,GA3和IAA具有协同作用
B. 与IAA相比,GA3促进菟丝子茎芽生长的效果更明显
C. 实验结果表明,GA3和IAA都能促进细胞的伸长生长和分裂
D. 该实验表明,植物激素的种类及施用时间都会影响施用效果
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. ATP不但分布在细胞内部,而且广泛存在于动物和植物细胞细胞外基质中。细胞外ATP(eATP)可与细胞膜表面相应的受体结合并激发细胞内的第二信使,从而调节细胞的多种生理功能。交替氧化酶(AOX)可参与植物细胞呼吸中的特殊电子传递途径,该途径把电子传给氧时不产生ATP,只能放热。强光条件下,eATP和AOX均可对植物光系统进行调节,如图1所示。请回答下列问题:
(1)在植物的叶肉细胞内,能合成ATP的结构有________。植物细胞将ATP运出细胞的方式有囊泡介导的运输和通道介导的运输,这两种运输方式的共同点是________。
(2)在光合作用过程中,光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)协同工作,共同完成对光能的吸收、电子的传递等生命活动。由此推测,PSⅠ和PSⅡ位于叶绿体的________上。在强光条件下,植物的叶绿体内往往会产生过多的NADPH,不及时清除会造成细胞损伤。据图1分析,植物细胞清除多余的NADPH的途径是________。
(3)为进一步研究强光下eATP和AOX对植物光系统调节的关系,科研人员进行了相关实验,实验结果如图2所示,其中WT表示野生型拟南芥,dom-1表示DORN1缺失突变体拟南芥,SHAM是AOX的抑制剂。
①在WT叶片中,SHAM主要作用部位为________。
②据图2分析,在dom-1叶片中,SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的影响________(填“明显”或“不明显”)。结合图1分析,在WT叶片中,eATP可能通过________对由________引起的植物实际光系统反应效率下降进行调控。
18. 为了培育出抗病毒的优良玉米,研究人员利用基因工程技术进行了相关实验,其中抗病毒基因、P载体及相关限制酶的切割位点如图1所示。已知P载体上含有绿色荧光蛋白基因(GFP)和抗性基因,一般情况下,抗性基因在真核细胞中表达时,细胞具有新霉素抗性,在原核细胞中表达时,细胞具有卡那霉素抗性。请回答下列问题:
(1)据图1分析,利用PCR技术扩增抗病毒基因时,应选择的引物是________。在PCR反应体系中的作用是__________ 。
(2)将抗病毒基因与P载体构建成重组质粒时,应选择的限制酶是________;用限制酶切割后,进行DNA连接时宜选择T4DNA连接酶而不是选用E.coliDNA连接酶,推测原因是________。为了初步鉴定重组质粒是否构建成功、研究人员用上述选择的限制酶切割相应质粒后进行了电泳,结果如图2所示,其中X、Y分别为________。
(3)在筛选转化成功的玉米细胞时,应在培养基中添加________(填“新霉素”或“卡那霉素”)、原因是________。除转基因技术外,培育优良玉米的途径还有________(答出2种)等。
19. 研究发现,前列腺素2(PCD2)作为睡眠荷尔蒙,可被释放到脑脊液中。PGD2与其受体DPI结合可导致细胞外腺苷水平升高,腺苷通过A2A受体激活促睡眠神经元,并通过A1受体抑制觉醒神经元,从而诱发睡眠。长时间熬夜会导致PGD2在大脑中积累,积累的PGD2能够穿过血脑屏障进入血液循环,诱发中性粒细胞的聚集,导致促炎细胞因子过量产生、免疫系统过度激活,最终诱发多器官功能障碍综合征(MODS),严重时甚至会导致死亡。请回答下列问题:
(1)脑脊液________(填“属于”或“不属于”)内环境的组成成分。腺苷与AI受体结合,可促进________(填“Na+”或“K+”)通道开放等抑制觉醒神经元兴奋。正常情况下,PGD2不能进入血液循环的原因是________。
(2)中性粒细胞是血液中数量较多的一类白细胞,也是机体非特异性免疫的重要组成部分。人体的三道免疫防线中,属于非特异性免疫的是________。在特异性免疫过程中,辅助性T细胞的作用有________(答出2点)等。
(3)研究发现,在长达4天的熬夜之后,小鼠表现出MODS。欲以若干只免疫缺陷小鼠和正常小鼠为实验材料、验证长时间熬夜会使小鼠因免疫系统过度激活而患MODS,进而导致小鼠死亡。请写出实验设计思路并预期实验结果。
实验设计思路:_______。
预期实验结果:_______。
20. 小熊猫和大熊猫在进化史上有着不同的路径和阶段、形成了各自独特的生态位并不断演化。大熊猫在地球上生存了至少800万年,现代大熊猫主要以竹子为食,具有发达的臼齿,有极强的咀嚼能力。大熊猫作为自然界的瑰宝,对人类研究生物适应性和保护生物多样性具有重要意义。请回答下列问题:
(1)在随机交配的某小熊猫种群中,已知等位基因,A/a控制毛色性状,基因型为AA、Aa的个体所占比例分别为20%、60%,各种基因型个体的生存、繁殖能力均相同,无迁入和迁出。若该小熊猫种群未发生进化,再次调查时,当基因型为AA的个体所占比例为30%时,基因型为Aa、aa的个体所占比例分别为________。小熊猫和大熊猫属于不同的物种是因为________。
(2)随着自然环境的变化,特别是第四纪冰期的到来,许多大型动物灭绝,但大熊猫却顽强地生存了下来,该现象体现了达尔文进化理论中的________。为了分析大熊猫进化过程中臼齿的演化过程,可研究大熊猫的________,其是研究生物进化最直接、最重要的证据。大熊猫摄食竹子后,竹子中的能量的去向有________。
(3)四川野生大熊猫基地是一个集自然保护区、风景名胜区等多种保护形式于一体的大范围区域,其建立旨在保护全球最大、最完整的大熊猫栖息地。该基地的建立属于生物多样性保护措施中的________,大熊猫的科研价值和观赏价值分别属于生物多样性价值中的________。
21. 埃博拉病毒(EBOV)是一种极其危险且罕见的病毒,其引起的埃博拉出血热是世界上最致命的病毒性出血热之一。NP蛋白在EBOV的复制中具有重要作用,也是检测EBOV的重要靶蛋白。研究人员从EBOV中分离出NP蛋白,并用于制备抗EBOV单克隆抗体,相关实验流程如图1所示。请回答下列问题:
(1)在培养骨髓瘤细胞时,所用培养液中常需要添加血清,原因是________。图1中给小鼠注射NP蛋白的目的是________。
(2)利用抗EBOV单克隆抗体检测血浆中EBOV含量的原理如图2所示。为判断某人是否感染了EBOV,研究人员进行了两组检测。先将抗EBOV单克隆抗体固定在支持物上,甲组向检测体系中同时添加一定量该人的血液和适量酶标记的NP蛋白;乙组向检测体系中只添加等量酶标记的NP蛋白。保温一段时间后洗涤,再向甲、乙两组检测体系中添加a,最后比较b。
①甲组向检测体系中添加一定量该人血液的同时,还需加入适量酶标记的NP蛋白,目的是________。
②请将上述步骤补充完整:a.________。b.________。
③预期结果和结论:________。
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生物学
注意事项
1.本试卷分选择题和非选择题两部分,共100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必将装订线内的项目填写清楚。
3.请将选择题答案填在题后的答题表中。非选择题用黑色签字笔答题。
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. 生物大分子是指生物体内存在的具有特定生物活性和复杂结构的高分子化合物,它们在生物体内扮演着至关重要的角色,参与构成生物体的结构基础及生命活动的调节等。下列有关叙述正确的是( )
A. 若某生物大分子的水解产物中有葡萄糖,其不一定是淀粉
B. 若某生物大分子具有催化功能,其合成场所一定是核糖体
C. 若某生物大分子具有调节功能,其受体一定位于细胞质中
D. 若某生物大分子的空间结构发生改变,则其活性一定丧失
【答案】A
【解析】
【分析】生物大分子:指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。常见的生物大分子包括:蛋白质、核酸、多糖。
【详解】A、若某生物大分子的水解产物中有葡萄糖,其不一定是淀粉,也可能是淀粉或纤维素,A正确;
B、若某生物大分子具有催化功能,说明是酶,酶的本质是蛋白质或RNA,其中只有蛋白质的合成场所是核糖体,B错误;
C、若某生物大分子具有调节功能,说明其是激素,激素的受体可能位于细胞膜上,C错误;
D、若某生物大分子的空间结构发生改变,则其活性不一定改变,如载体蛋白转运物质时结构变化,但活性不丧失,D错误。
故选A。
2. PX0小体是在动物细胞中新发现的一种具有多层膜的细胞器,其研究主要聚焦于果蝇模型。研究发现,细胞质基质中的磷酸盐可通过PX0蛋白转运至PX0小体内储存,并可转化为磷脂。当机体摄入的磷酸盐不足时,PX0小体可降解释放出磷酸盐供细胞利用。下列相关叙述正确的是( )
A. 利用光学显微镜可观察到果蝇细胞内PX0小体的膜结构
B. PX0小体中含有为磷酸盐转化成磷脂提供活化能的酶
C. 机体摄入的磷酸盐不足时,果蝇细胞内PX0小体的数目增多
D. 除磷脂外,磷酸盐还可参与核酸、ATP等多种有机物的合成
【答案】D
【解析】
【分析】据题意可知,当食物中磷酸盐过多时,PXo蛋白分布在PXo小体膜上,可将Pi转运进入PXo小体后,再将Pi转化为膜的主要成分磷脂进行储存。当食物中的磷酸盐不足时,PX0小体中的膜成分显著减少,最终PXo 小体被降解、释放出磷酸盐供细胞使用。
【详解】A、利用光学显微镜看不到膜结构,A错误;
B、酶是通过降低化学反应所需的活化能发挥作用而不是提供活化能,B错误;
C、机体摄入的磷酸盐不足时,PX0小体可降解释放出磷酸盐供细胞利用,所以果蝇细胞内PX0小体的数目会减少,C错误;
D、核酸、ATP的元素组成均包括P,故磷酸盐还可参与核酸、ATP等多种有机物的合成,D正确。
故选D。
3. 表皮生长因子受体(EGFR)是一种含有1186个氨基酸的跨膜糖基化蛋白,由胞外结构域、穿膜结构域(α螺旋结构)和胞内结构域三部分组成。其中,胞外结构域负责与配体结合,胞内结构域具有酪氨酸激酶活性。在正常情况下,EGFR与配体结合后,可促进细胞的生长和分裂。下列相关推测不合理的是( )
A. EGFR具有催化和信息传递功能,其糖基化位点位于胞外结构域中
B. EGFR的α螺旋结构具有疏水性,这与其特定的氨基酸序列有关
C. EGFR的胞内和胞外结构域上均含有相关物质的特异性结合位点
D. 细胞衰老以及肿瘤生长时,细胞中均会表现出EGFR过度表达
【答案】D
【解析】
【分析】EGFR胞外结构域负责与配体结合,具有信息传递功能,胞内结构域具有酪氨酸激酶活性,具有催化功能。
【详解】A、EGFR胞外结构域负责与配体结合,具有信息传递功能,胞内结构域具有酪氨酸激酶活性,具有催化功能,A正确;
B、细胞膜的内部具有疏水性,EGFR的α螺旋结构是穿膜结构域,具有疏水性,B正确;
C、EGFR胞外结构域负责与配体结合,具有信息传递功能,胞内结构域具有酪氨酸激酶活性,具有催化功能,都有相关物质的特异性结合位点,C正确;
D、EGFR与配体结合后,可促进细胞的生长和分裂,所以衰老细胞中不会出现EGFR过度表达,D错误。
故选D
4. DNA永生化链假说认为,成体干细胞在不对称分裂(产生一个干细胞和一个分化的细胞)过程中,含有相对比较古老的DNA链(永生化链)的染色体总是被分配给将要成为干细胞的子细胞,含有相对新的DNA链的染色体被分配给趋向分化并最终衰老、死亡的另一个子细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 成体干细胞增殖过程中,核DNA完成复制后可以均分到两个子细胞中
B. 含永生化链的成体干细胞增殖时,姐妹染色单体随机移向细胞的两极
C. 成体干细胞不对称分裂结束后,其中一个子细胞仍具有细胞周期
D. 成体干细胞具有组织特异性,其中造血干细胞发现最早且应用最成熟
【答案】B
【解析】
【分析】永生化链被分配进成体干细胞,保证了成体干细胞的DNA分子的相对稳定。成体干细胞能增殖分化形成特定的组织细胞,细胞内DNA分子的稳定从而保证了子代细胞遗传物质的稳定。
【详解】A、成体干细胞增殖是进行有丝分裂,因此核DNA完成复制后可以均分到两个子细胞中,A正确;
B、根据DNA永生化链假说,含有永生化链的染色体总是被分配给将要成为干细胞的子细胞,而不是随机分配,B错误;
C、成体干细胞的不对称分裂会产生一个干细胞和一个分化的细胞,干细胞仍然具有细胞周期,可以继续分裂,C正确;
D、成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞,具有组织特异性,只能分化为特定的细胞或组织,骨髓中的造血干细胞是发现最早、研究最多的一类成体干细胞,D正确。
故选B。
5. 科研人员在探究水分胁迫时间对“两优培九”“豫粳六号”“738”三个品种的水稻叶片光合作用的影响时,测得水分胁迫150min内的相关生理指标如图1、图2所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 该实验的自变量是土壤含水量和水稻品种,温度为无关变量
B. 与“738”水稻相比,“豫粳六号”水稻叶片的光合速率较大
C. 150min时,气孔关闭是限制水稻叶片光合作用的主要因素
D. 在干旱地区种植“两优培九”水稻并适时灌溉,利于提高产量
【答案】D
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】A、该实验的自变量是土壤含水量和水稻品种、水分胁迫时间,温度为无关变量,A错误;
B、与“738”水稻相比,“豫粳六号”水稻叶片的净光合速率较大,光合速率=净光合速率+呼吸速率,呼吸速率未知,不能比较光合速率大小,B错误;
C、150min时胞间CO2浓度开始上升,而净光合速率持续下降,说明此气孔关闭不是限制水稻叶片光合作用的主要因素,C错误;
D、由图可知,“两优培九”比其他两种水稻,净光合速率大,在干旱地区种植“两优培九”水稻并适时灌溉,利于提高产量,D正确。
故选D。
6. 某男性(甲)的7号染色体和9号染色体发生了如图所示的染色体变异,使其7号染色体和9号染色体的组成由7799变成77'99'。已知含77'99'个体的同源染色体的联会和分离不受影响,且表型正常,但含77'99或7799'的个体患染色体病。甲与一位染色体正常的女性(乙)婚配。下列相关叙述正确的是( )
A. 甲和乙生育一个表型正常孩子的概率为1/4
B. 该染色体病与唐氏综合征的变异类型相同
C. 甲的染色体变化可通过减数分裂Ⅰ的细胞图像进行确认
D. 可通过检测致病基因精确诊断该染色体病疑似患者
【答案】C
【解析】
【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时,从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次,细胞分裂两次,产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。
【详解】A、甲表型正常,同源染色体的联会和分离不受影响,产生的配子为79、79,、7,9、7,9,,比例为1∶1∶1∶1,乙染色体正常,产生79,产生的后代为1/47799(正常)、1/477,99(患病)、1/47799,(患病)、1/477,99,(正常),故生育一个表型正常孩子的概率为1/2,A错误;
B、该染色体病为染色体结构变异中的易位,唐氏综合征(21三体)的变异类型为染色体数目变异,类型不同,B错误;
C、图中所示的变异类型是染色体结构变异中的易位,减Ⅰ前期同源染色体配对时会形成十字架结构,可借助显微镜观察,C正确;
D、图示个体细胞中基因的数量和种类未发生改变,不可通过检测致病基因精确诊断该染色体病疑似患者,D错误。
故选C。
7. 人类的正常核心温度(TCORE)约为37℃。机体有炎症时,往往会导致发热,这是身体释放致热性细胞因子的结果。研究发现,致热性细胞因子会诱导环加氧酶2(COX2)表达,COX2可将花生四烯酸转化为前列腺素E2(PGE2),PGE2与下丘脑中的受体结合,会使TCORE升高。下列相关推测不合理的是( )
A. 机体感染病毒发热时,甲状腺激素与致热性细胞因子在体温调节中的作用相抗衡
B. PGE2可作为信使传递信息,其与相应受体结合并发挥作用后可能会失活
C. 剧烈运动也可能会使机体的TCORE升高,此时机体主要通过汗液蒸发的方式散热
D. 机体感染病毒发热时,使用抑制COX2活性或PGE2合成的药物可起到退热效果
【答案】A
【解析】
【分析】体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。
【详解】A、机体感染病毒发热时,致热性细胞因子促进产热,而甲状腺激素也促进产热,两者在体温调节中的作用相协同,A错误;
B、PGE2可作为信使传递信息,PGE2与下丘脑中的受体结合,会使TCORE升高,PGE2与相应受体结合并发挥作用后可能会失活,B正确;
C、剧烈运动,产热增多,也可能会使机体的TCORE升高,此时机体主要通过汗液蒸发的方式散热,C正确;
D、COX2可将花生四烯酸转化为前列腺素E2(PGE2),PGE2与下丘脑中的受体结合,会使TCORE升高,使用抑制COX2活性或PGE2合成的药物可起到退热效果,D正确,
故选A。
8. 皮肤上的痒觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,脊髓将信号整合、上传产生相应感觉,且痛觉感受器受到刺激后会产生一种“周围抑制”效应。已知组胺刺激可使小鼠产生痒觉,引起抓挠行为。研究发现,小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白参与痒觉信号的传递,PTEN基因敲除后,DRG神经元中的TRPV1蛋白表达量显著增加。为探究PTEN蛋白的作用,研究人员用组胺刺激正常小鼠、PTEN基因敲除小鼠、PTEN+TRPV1基因双敲除小鼠的皮肤,统计30min内小鼠抓挠的次数,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 机体产生痒觉的过程会发生电信号和化学信号的转换
B. 抓挠引起皮肤的痛觉感受器兴奋可以抑制痒觉的产生
C. PTEN蛋白可增强机体对组胺等致痒剂的敏感性
D. DRG神经元中的TRPV1蛋白可促进痒觉的产生
【答案】C
【解析】
【分析】图示结果分析,和正常小鼠对比,用组胺刺激PTEN基因敲除小鼠的皮肤,小鼠的抓挠次数增多,说明PTEN蛋白可抑制痒觉的产生;和PTEN基因敲除小鼠对比,用组胺刺激PTEN+TRPV1基因双敲除小鼠的皮肤,抓挠的次数减少,说明DRG神经元中的TRPV1蛋白可促进痒觉的产生。
【详解】A、痒觉的形成过程经过突触处的传递,突触处会发生电信号→化学信号→电信号的转换,A正确;
B、痛觉感受器受到刺激后会产生一种“周围抑制”效应,因此抓挠引起皮肤的痛觉感受器兴奋可以抑制痒觉的产生,B正确;
C、和正常小鼠对比,用组胺刺激PTEN基因敲除小鼠的皮肤,小鼠的抓挠次数增多,PTEN基因敲除小鼠PTEN蛋白减少(缺失),说明PTEN蛋白可减弱机体对组胺等致痒剂的敏感性,C错误;
D、PTEN基因敲除小鼠和正常小鼠对比可知,PTEN蛋白可抑制痒觉的产生;和PTEN基因敲除小鼠对比,用组胺刺激PTEN+TRPV1基因双敲除小鼠的皮肤,抓挠的次数减少,说明DRG神经元中的TRPV1蛋白可促进痒觉的产生,D正确。
故选C。
9. 生态位是一个重要的生态学概念,可分为时间生态位(物种在一天或一年中活动的时间)、营养生态位(物种所利用的食物和能量来源)、空间生态位(物种所占据的物理空间)等。下列相关叙述错误的是( )
A. 生态位涉及物种在群落中扮演的角色、占据的位置和行使的功能
B. 一个物种的生态位宽度越大,其在自然选择过程中相对越不容易被淘汰
C. 群落中的生物都有相对稳定的生态位,是物种间及生物与环境间协同进化的结果
D. 肉食性动物和植食性动物的营养生态位不同,说明二者之间不存在种间关系
【答案】D
【解析】
【分析】一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。
【详解】A、一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位,生态位涉及物种在群落中扮演的角色、占据的位置和行使的功能,A正确;
B、一个物种的生态位宽度越大,说明其能利用的资源越多,其在自然选择过程中相对越不容易被淘汰,B正确;
C、群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果,C正确;
D、肉食性动物和植食性动物的营养生态位不同,但可能两者存在种间关系,如捕食,D错误。
故选D。
10. 为探究人类干预对湖泊的影响,研究人员向某富营养化的湖泊中引入沉水植物、鱼类等,一年内逐渐发生了以藻类为主的湖泊向以水草为主的湖泊的演替。干预前后水体中总氮、总磷含量的变化如图所示,藻类种数的变化如表所示。下列有关叙述错误的是( )
藻类
蓝细菌(种)
绿藻(种)
硅藻(种)
裸藻(种)
金藻(种)
隐藻(种)
甲藻(种)
干预前
22
34
11
7
2
2
5
干预后
5
8
3
2
2
2
4
A. 蓝细菌和绿藻吸收的氮可用于合成其细胞内叶绿体膜上的蛋白质
B. 以绿藻为食的鱼是影响湖泊中绿藻数量变化的密度制约因素
C. 干预后,藻类种数下降与沉水植物大量吸收氮、磷而抑制藻类生长有关
D. 该实例说明,人类活动可以影响湖泊群落演替的方向和速度
【答案】A
【解析】
【分析】随着时间的推移,生物群落中一些物种侵入,另一些物种消失,群落组成和环境向一定方向产生有顺序的发展变化,称为演替。
【详解】A、蓝细菌属于原核生物,没有叶绿体,也就不存在叶绿体膜,所以蓝细菌吸收的氮不能用于合成叶绿体膜上的蛋白质,A错误;
B、以绿藻为食的鱼,其数量变化会对绿藻数量产生影响,当绿藻数量增多时,以绿藻为食的鱼因食物充足数量会增加,进而会捕食更多绿藻,抑制绿藻数量的进一步增长;当绿藻数量减少时,以绿藻为食的鱼因食物减少数量会下降,绿藻的生存压力又会减小,所以以绿藻为食的鱼是影响湖泊中绿藻数量变化的密度制约因素,B正确;
C、从图中可以看出,干预后水体中总氮、总磷含量大幅下降,因为沉水植物会大量吸收氮、磷等营养物质,这样就使得藻类可利用氮、磷等营养减少,从而抑制了藻类的生长,导致藻类种数下降,C正确;
D、原本是以藻类为主的富营养化湖泊,在人类引入沉水植物、鱼类等进行干预后,一年内逐渐向以水草为主的湖泊演替,这充分说明人类活动可以影响湖泊群落演替的方向和速度,D正确。
故选A。
11. 研究人员调查了某人工池塘生态系统的营养结构,并对部分能量流动情况进行了定量分析,结果如图所示,其中①~⑨表示能量。下列有关叙述错误的是( )
A. 流经该生态系统的总能量大于芦苇、莲等生产者固定的太阳能总量
B. ⑦中的能量通过昆虫的遗体残骸和昆虫粪便这两条途径流向分解者
C. 该池塘不同区域的动植物分布不同,可体现群落的水平和垂直结构
D. 鱼和鹭之间存在负反馈调节,鹭的存在客观上促进了鱼种群的发展
【答案】B
【解析】
【分析】水平结构:(1)概念:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。(2)原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布。
【详解】A、流经生态系统的总能量通常指生产者固定的太阳能总量。但在人工池塘中,可能存在有机物输入(如饲料),导致总能量大于生产者自身固定的太阳能,A正确;
B、⑦代表昆虫的同化量中流向分解者的部分,昆虫遗体残骸属于昆虫的同化量,直接流向分解者;昆虫粪便本质是未被同化的上一营养级(如生产者)的能量,应归属于生产者的分解途径,而非昆虫的同化量,B错误;
C、群落的空间结构包括垂直结构(分层现象)和水平结构(不同区域分布差异)。池塘不同区域的动植物分布差异体现水平结构,而同一区域内的分层体现垂直结构,C正确;
D、鹭捕食鱼属于负反馈调节:鱼数量增加→鹭数量增加→鱼被捕食增多→鱼数量减少→鹭因食物减少而数量下降。这种调节防止鱼种群过度增长,维持资源可持续利用,客观上促进鱼种群的健康发展,D正确。
故选B。
12. 在汉朝关于马奶酒已有“马逐水草,人仰潼酪”的文字记载,其酿制历史可以追溯到春秋时期。撞击发酵法是一种常见的制作马奶酒的传统方法,该方法是将新鲜的马奶盛装在皮囊或木桶等容器中,使用特制的木棒反复搅动,使马奶在剧烈的动荡撞击中温度不断升高,然后静置发酵。随着渣滓下沉,纯净的乳清浮在上面,形成清香诱人的马奶酒。下列相关叙述错误的是( )
A. 利用撞击发酵法酿制马奶酒属于混合菌种发酵
B. 利用木棒反复搅动马奶有利于酿酒酵母的快速繁殖
C. 发酵过程中,马奶中有机物的种类和含量均减少
D. 与制作果醋相比,制作马奶酒所需要的温度较低
【答案】C
【解析】
【分析】果酒制作的原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,酵母菌是兼性厌氧微生物,在缺氧 条件下进行无氧呼吸,在氧气充足的条件下进行有氧呼吸,酵母菌具有核膜包被的细胞核, 属于真核生物,适宜酵母菌生长的温度范围是18~25°C。
【详解】A、撞击发酵法是一种常见的制作马奶酒的传统方法,属于混合菌种发酵,A正确;
B、利用木棒反复搅动马奶有利于增加氧气及营养物质与酵母菌的接触,促进其有氧呼吸,释放大量能量,促进酿酒酵母的快速繁殖,B正确;
C、发酵过程中,马奶中有机物的含量减少,但种类增多,发酵过程中以马奶作为底物产生了多种有机物,C错误;
D、制作果醋主要利用醋酸菌,醋酸菌生长的最佳温度是在30°C- 35°C,适宜酵母菌生长的温度范围是18~25°C,制作马奶酒所需要的温度较低,D正确。
故选C。
13. 研究发现,与哺乳动物卵细胞形成相关的基因繁多,它们通过复杂的调控网络相互协作,共同确保卵细胞的正常发育和成熟。卵细胞形成、发育和成熟过程中部分基因及其表达产物的功能如表所示。下列相关推测合理的是( )
基因种类
基因表达产物的功能
单链结合蛋白基因(SSB)
与解开的单链DNA结合,防止其重新配对,保证DNA复制的顺利进行
联会复合体蛋白3基因(SCP3)
参与减数分裂过程中同源染色体的联会
重组酶基因(SPOll、DMCl等)
参与DNA双链断裂和修复过程,触发染色体片段互换
决定细胞命运的基因(ZGLPl)
激活卵母细胞程序,诱导原始生殖细胞分化为卵母细胞
A. 表中基因最先表达的是ZGLPl,最后表达的是SCP3
B. 在细胞的各种分裂方式中,表中基因均能表达的是SSB
C. 在卵原细胞的两种分裂方式中,SCP3基因都会表达
D. 抑制SPOll、DMCl等的表达,减数分裂时无法进行基因重组
【答案】B
【解析】
【分析】根据表格判断细胞分裂过程中的先后顺序是:激活卵母细胞程序,诱导原始生殖细胞分化为卵母细胞、与解开的单链DNA结合,防止其重新配对,保证DNA复制的顺利进行、参与减数分裂过程中同源染色体的联会、参与DNA双链断裂和修复过程,触发染;所以基因表达的先后顺序依次是:ZGLPl、SSB、SCP3、SPOll、DMCl等。
【详解】A、根据细胞分裂的先后顺序,判断基因表达的先后顺序依次是:ZGLPl、SSB、SCP3、SPOll、DMCl等,A错误;
B、SSB的功能是与解开的单链DNA结合,防止其重新配对,保证DNA复制的顺利进行,无论哪种细胞分裂方式都需要进行DNA的复制,都需要它的参与,B正确;
C、SCP3基因参与是联会过程,只在减数第一次分裂过程中表达,C错误;
D、基因重组发生在减数第一次分裂前期和减数第一次分裂的后期,抑制SPOll、DMCl等的表达,减数第一次分裂前期无法进行互换,但是不影响减数第一次分裂后期的基因重组,D错误。
故选B。
14. 耐盐植物具有适应高盐环境的特殊生理机制,包括排出多余盐分或积累盐分等。耐盐植物调节细胞中水平的部分机制如图所示,其中SOS1、HKT1、NHX和质子泵都是生物膜上的转运蛋白。下列相关叙述错误的是( )
A. SOSI和HKTI运输的方式不同,其中SOS1运输时需与结合
B. 据图推测,液泡膜上应含有能顺浓度梯度将运出液泡的转运蛋白
C. 细胞通过NHX积累盐分、通过SOSI排出盐分的过程均不消耗能量
D. 高盐胁迫时,维持细胞质基质中低水平与pH的调节有关
【答案】C
【解析】
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,不需要载体蛋白协助,不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的载体蛋白的协助,不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。
【详解】A、图示分析,H+通过质子泵运出细胞,消耗ATP,运输方式为主动运输,说明细胞外的H+浓度大于细胞内,H+通过SOS1运入细胞的方式为协助扩散,膜内外H+的浓度差为Na+通过SOS1运出细胞提供能量,SOSI运输Na+的方式为主动运输,主要运输时需要载体蛋白和被转运物质结合;Na+通过HKT1运输是顺浓度运输,运输方式是协助扩散,两者运输方式不同,A正确;
B、Na+通过液泡膜逆浓度运输进入液泡,在液泡内积累Na+,如果液泡内的Na+过多,也可以运出液泡,因此推测液泡膜上应含有能顺浓度梯度将Na+运出液泡的转运蛋白,B正确;
C、细胞通过NHX在液泡内积累盐分,运输方式是主动运输,通过SOSI排出盐分也是主动运输,主动运输需要消耗能量,C错误;
D、结合图示可知,Na+的运输是和H+的运输相联系的,H+的多少影响pH的大小,因此高盐胁迫时,维持细胞质基质中低Na+的水平与pH的调节有关,D正确。
故选C。
15. 已知甲病和乙病是两种单基因遗传病,分别由独立遗传的等位基因A/a、B/b控制,图1为某家族有关这两种遗传病的遗传系谱图,图2为A/a基因上限制酶M的识别位点及该家族中部分个体的A/a基因经限制酶M切割后的电泳条带。下列相关叙述错误的是( )
A A/a基因位于X染色体上,B/b基因位于常染色体上
B. a基因经限制酶M切割后,可形成0.4kb、0.6kb和0.8kb的片段
C. Ⅱ4同时携带甲、乙两种遗传病的致病基因的概率为1/4
D. 若Ⅲ1为正常女性,其与一正常男性婚配,二者所生女儿均不患甲病
【答案】C
【解析】
【分析】遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。遗传病是指完全或部分由遗传因素决定的疾病,常为先天性的,也可后天发病。如先天愚型、多指(趾)、先天性聋哑、血友病等,这些遗传病完全由遗传因素决定发病,并且出生一定时间后才发病,有时要经过几年、十几年甚至几十年后才能出现明显症状。
【详解】A、Ⅰ1有2条带,说明只有一个正常基因,Ⅰ2有4条带,说明有A和a基因,Ⅰ1、Ⅰ2均正常生下了Ⅱ1患甲病,说明甲病为伴X染色体隐性遗传病,A/a基因位于X染色体上,两对基因独立遗传,则B/b基因位于常染色体上,A正确;
B、结合图示中Ⅰ1、Ⅰ2的酶切结果可知,a基因经限制酶M切割后,可形成0.4kb、0.6kb和0.8kb的片段,B正确;
C、Ⅱ3同时患两种病,Ⅰ3、Ⅰ4正常,乙病为常染色体隐性遗传病,且Ⅰ3、Ⅰ4的基因型分别为BbXAY、BbXAXa,Ⅱ4同时携带甲、乙两种遗传病(BbXAXa)的致病基因的概率为2/3×1/2=1/3,C错误;
D、Ⅱ3的基因型为bbXaY,若Ⅲ1为正常女性,则其基因型为BbXAXa,其与一正常男性(B_XAY)婚配,二者所生女儿(XAX-)均不患甲病,D正确。
故选C。
16. 为了探究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对菟丝子生长的影响,研究人员将菟丝子的茎芽随机均分成A、B两组,每组又随机均分成4小组,然后分别将A、B两组茎芽在图1装置中无菌培养1天和8天后分别进行相应处理,处理相同时间后测量各组茎芽长度,实验处理及实验结果如图2所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 在促进菟丝子茎芽生长方面,GA3和IAA具有协同作用
B. 与IAA相比,GA3促进菟丝子茎芽生长的效果更明显
C. 实验结果表明,GA3和IAA都能促进细胞的伸长生长和分裂
D. 该实验表明,植物激素的种类及施用时间都会影响施用效果
【答案】C
【解析】
【分析】1、赤霉素:促进茎的伸长、引起植株快速生长、解除休眠和促进花粉萌发等生理作用;
2、生长素:能促进果实发育,促进细胞的纵向伸长;
3、据图分析:图示为探究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响的实验设计;与空白对照相比,GA3和IAA均能促进离体茎芽的生长较快,且两种激素联合处理对茎芽伸长促进作用更强,由此可以推测GA3和IAA在对茎芽伸长生长的作用上存在协同关系。
【详解】A、实验结果显示,GA3和IAA共同处理组的茎芽长度显著大于单独使用任一种激素的组,表明两者具有协同作用,共同促进茎芽生长,A正确;
B、实验结果显示,单独使用GA3的茎芽增长幅度大于单独使用IAA,说明GA3的促进效果更显著,B正确;
C、实验结果仅反映茎芽长度的增加,而无法直接证明细胞分裂的促进。生长素(IAA)主要通过促进细胞伸长发挥作用,赤霉素(GA3)虽可能涉及细胞分裂,但实验未提供细胞分裂的直接证据(如细胞数量变化),C错误;
D、A组(处理后1天)和B组(处理后8天)的茎芽生长差异表明,激素的施用时间影响效果,同时不同激素种类(GA3、 IAA)的效果也不同,D正确。
故选C。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. ATP不但分布在细胞内部,而且广泛存在于动物和植物细胞的细胞外基质中。细胞外ATP(eATP)可与细胞膜表面相应的受体结合并激发细胞内的第二信使,从而调节细胞的多种生理功能。交替氧化酶(AOX)可参与植物细胞呼吸中的特殊电子传递途径,该途径把电子传给氧时不产生ATP,只能放热。强光条件下,eATP和AOX均可对植物光系统进行调节,如图1所示。请回答下列问题:
(1)在植物的叶肉细胞内,能合成ATP的结构有________。植物细胞将ATP运出细胞的方式有囊泡介导的运输和通道介导的运输,这两种运输方式的共同点是________。
(2)在光合作用过程中,光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)协同工作,共同完成对光能的吸收、电子的传递等生命活动。由此推测,PSⅠ和PSⅡ位于叶绿体的________上。在强光条件下,植物的叶绿体内往往会产生过多的NADPH,不及时清除会造成细胞损伤。据图1分析,植物细胞清除多余的NADPH的途径是________。
(3)为进一步研究强光下eATP和AOX对植物光系统调节的关系,科研人员进行了相关实验,实验结果如图2所示,其中WT表示野生型拟南芥,dom-1表示DORN1缺失突变体拟南芥,SHAM是AOX的抑制剂。
①在WT叶片中,SHAM的主要作用部位为________。
②据图2分析,在dom-1叶片中,SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的影响________(填“明显”或“不明显”)。结合图1分析,在WT叶片中,eATP可能通过________对由________引起的植物实际光系统反应效率下降进行调控。
【答案】(1) ①. 细胞质基质、线粒体、叶绿体 ②. 都需要蛋白质的参与
(2) ①. 类囊体膜 ②. “苹果酸草酰乙酸穿梭”途径
(3) ①. 类囊体膜 ②. 不明显 ③. 受体DORN1 ④. 交替呼吸(途径)抑制
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,其中光反应包括水的光解和ATP的生成,暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【小问1详解】
在植物的叶肉细胞内,细胞呼吸和光合作用均能合成ATP,能合成ATP的结构有细胞质基质、线粒体、叶绿体;囊泡介导的运输不跨膜,需要与膜上受体结合,定向运输,通道蛋白也是蛋白质,因此两种运输方式都需要蛋白质的参与。
【小问2详解】
图中所示的光系统I和光系统II能利用光能,完成信号转导,是光反应过程,应位于叶绿体的类囊体(薄)膜; 结合图示可知,强光环境下,植物细胞通过“苹果酸草酰乙酸穿梭”途径,将过多的NADPH转移出叶绿体。
【小问3详解】
①类囊体膜是光反应阶段的场所,在WT叶片中,SHAM的主要作用部位为类囊体膜。②分析图2,在dorn-1叶片中,对照组、SHAM和SHAM+ATP组的实际光系统反应速率差别不大,说明SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的影响不明显;本实验是以不同的拟南芥为材料,利用交替呼吸抑制剂(SHAM)进行实验的,上述实验结果表明,eATP可通过受体DORN1对交替呼吸(途径)抑制引起的植物光系统反应效率下降进行调控。
18. 为了培育出抗病毒的优良玉米,研究人员利用基因工程技术进行了相关实验,其中抗病毒基因、P载体及相关限制酶的切割位点如图1所示。已知P载体上含有绿色荧光蛋白基因(GFP)和抗性基因,一般情况下,抗性基因在真核细胞中表达时,细胞具有新霉素抗性,在原核细胞中表达时,细胞具有卡那霉素抗性。请回答下列问题:
(1)据图1分析,利用PCR技术扩增抗病毒基因时,应选择的引物是________。在PCR反应体系中的作用是__________ 。
(2)将抗病毒基因与P载体构建成重组质粒时,应选择的限制酶是________;用限制酶切割后,进行DNA连接时宜选择T4DNA连接酶而不是选用E.coliDNA连接酶,推测原因是________。为了初步鉴定重组质粒是否构建成功、研究人员用上述选择的限制酶切割相应质粒后进行了电泳,结果如图2所示,其中X、Y分别为________。
(3)在筛选转化成功的玉米细胞时,应在培养基中添加________(填“新霉素”或“卡那霉素”)、原因是________。除转基因技术外,培育优良玉米的途径还有________(答出2种)等。
【答案】(1) ①. 引物1和引物4 ②. 激活DNA聚合酶
(2) ①. Hind Ⅲ和Sma Ⅰ ②. 限制酶切割产生的是平末端 ③. P载体、重组质粒
(3) ①. 新霉素 ②. 玉米细胞是真核细胞,抗性基因表达后具有新霉素抗性 ③. 杂交育种、诱变育种
【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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
引物作为子链延伸的起点,应与模板的3'端结合,因此选择引物1和引物4。在PCR反应体系中 Mg2+ 的作用是激活DNA聚合酶。
【小问2详解】
由于Xho Ⅰ和EcoR Ⅰ会切断抗病毒基因,因此应当选择的限制酶是Hind Ⅲ和Sma Ⅰ。由于E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶,推测选用T4 DNA连接酶的原因是限制酶切割产生的是平末端。图中XY切割后有相同的长片段,而Y含有抗病毒基因,X不含。因此X、Y分别为P载体、重组质粒。
【小问3详解】
抗性基因 Kanr/Neor 在真核细胞中表达时,细胞具有新霉素抗性,玉米细胞是真核细胞,应在培养基中添加新霉素筛选导入重组质粒的玉米细胞。除转基因技术外,培育优良玉米的途径还有杂交育种、诱变育种等。
19. 研究发现,前列腺素2(PCD2)作为睡眠荷尔蒙,可被释放到脑脊液中。PGD2与其受体DPI结合可导致细胞外腺苷水平升高,腺苷通过A2A受体激活促睡眠神经元,并通过A1受体抑制觉醒神经元,从而诱发睡眠。长时间熬夜会导致PGD2在大脑中积累,积累的PGD2能够穿过血脑屏障进入血液循环,诱发中性粒细胞的聚集,导致促炎细胞因子过量产生、免疫系统过度激活,最终诱发多器官功能障碍综合征(MODS),严重时甚至会导致死亡。请回答下列问题:
(1)脑脊液________(填“属于”或“不属于”)内环境的组成成分。腺苷与AI受体结合,可促进________(填“Na+”或“K+”)通道开放等抑制觉醒神经元兴奋。正常情况下,PGD2不能进入血液循环的原因是________。
(2)中性粒细胞是血液中数量较多的一类白细胞,也是机体非特异性免疫的重要组成部分。人体的三道免疫防线中,属于非特异性免疫的是________。在特异性免疫过程中,辅助性T细胞的作用有________(答出2点)等。
(3)研究发现,在长达4天的熬夜之后,小鼠表现出MODS。欲以若干只免疫缺陷小鼠和正常小鼠为实验材料、验证长时间熬夜会使小鼠因免疫系统过度激活而患MODS,进而导致小鼠死亡。请写出实验设计思路并预期实验结果。
实验设计思路:_______。
预期实验结果:_______。
【答案】(1) ①. 属于 ②. K+ ③. 血脑屏障的阻挡
(2) ①. 第一和第二道防线 ②. 分泌细胞因子、与B细胞结合,为B细胞的活化提供第二信号
(3) ①. 将若干只免疫缺陷小鼠和正常小鼠均分为两组,一组正常饲养(对照组),另一组进行长达4天的熬夜处理(实验组),观察并记录两组小鼠的健康状况和死亡情况 ②. 实验组正常小鼠出现MODS甚至死亡,而免疫缺陷小鼠未出现MODS或死亡情况,对照组小鼠均正常
【解析】
【分析】人体的细胞外液血浆、淋巴和组织液构成了人体的内环境,凡是血浆、淋巴、组织液的成分,都是内环境的成分。内环境的成分有:机体从消化道吸收的营养物质;细胞产生的代谢废物如尿素;机体细胞分泌的物质如激素、分泌蛋白等;氧气、二氧化碳。
【小问1详解】
脑脊液是一种组织液,属于内环境的组成成分。由于要抑制觉醒神经元兴奋,因此是开放钾离子通道。正常情况下,人体存在血脑屏障的阻挡,因此PGD2不能进入血液循环。
【小问2详解】
人体的三道防线中,第一、二道防线是非特异性免疫,第三道防线是由免疫细胞和免疫器官通过血液循环和淋巴循环构成的特异性免疫。在特异性免疫过程中辅助性T细胞可以分泌淋巴因子作用于B细胞,也可以与B细胞结合,为B细胞的活化提供第二信号。
【小问3详解】
验证长时间熬夜会使小鼠因免疫系统过度激活而患MODS,进而导致小鼠死亡。本实验的自变量是否长时间熬夜和是否免疫缺陷,因此实验思路是:将若干只免疫缺陷小鼠和正常小鼠均分为两组,一组正常饲养(对照组),另一组进行长达4天的熬夜处理(实验组),观察并记录两组小鼠的健康状况和死亡情况。
实验组正常小鼠出现MODS甚至死亡,而免疫缺陷小鼠未出现MODS或死亡情况,对照组小鼠均正常。
20. 小熊猫和大熊猫在进化史上有着不同的路径和阶段、形成了各自独特的生态位并不断演化。大熊猫在地球上生存了至少800万年,现代大熊猫主要以竹子为食,具有发达的臼齿,有极强的咀嚼能力。大熊猫作为自然界的瑰宝,对人类研究生物适应性和保护生物多样性具有重要意义。请回答下列问题:
(1)在随机交配的某小熊猫种群中,已知等位基因,A/a控制毛色性状,基因型为AA、Aa的个体所占比例分别为20%、60%,各种基因型个体的生存、繁殖能力均相同,无迁入和迁出。若该小熊猫种群未发生进化,再次调查时,当基因型为AA的个体所占比例为30%时,基因型为Aa、aa的个体所占比例分别为________。小熊猫和大熊猫属于不同的物种是因为________。
(2)随着自然环境的变化,特别是第四纪冰期的到来,许多大型动物灭绝,但大熊猫却顽强地生存了下来,该现象体现了达尔文进化理论中的________。为了分析大熊猫进化过程中臼齿的演化过程,可研究大熊猫的________,其是研究生物进化最直接、最重要的证据。大熊猫摄食竹子后,竹子中的能量的去向有________。
(3)四川野生大熊猫基地是一个集自然保护区、风景名胜区等多种保护形式于一体的大范围区域,其建立旨在保护全球最大、最完整的大熊猫栖息地。该基地的建立属于生物多样性保护措施中的________,大熊猫的科研价值和观赏价值分别属于生物多样性价值中的________。
【答案】(1) ①. 40%、30% ②. 存在生殖隔离
(2) ①. 适者生存 ②. 化石 ③. 成为大熊猫的同化量,流向分解者
(3) ①. 就地保护 ②. 直接价值
【解析】
【分析】进化的标志是基因频率的定向改变;新物种形成的标志是产生生殖隔离。
【小问1详解】
一开始AA、Aa分别占20%、60%,此时A的基因频率为20%+60%×1/2=50%。再次调查时,种群未发生进化,则基因频率未发生改变。此时AA占30%,则Aa×1/2+30%=50%,Aa占40%,aa占30%。小熊猫和大熊猫属于不同的物种是因为两者存在生殖隔离,这是新物种形成的标志。
【小问2详解】
随着自然环境的变化,许多大型动物灭绝,但大熊猫却顽强地生存了下来,该现象体现了达尔文进化理论中的适者生存。化石和研究生物进化最直接、最重要的证据。大熊猫摄食竹子后,竹子的能量一部分被大熊猫消化吸收,成为其同化量;另一部分随粪便排出,流向分解者。
【小问3详解】
建立自然保护区,属于生物多样性保护措施中的就地保护。科研价值和观赏价值都属于生物多样性价值中的直接价值。
21. 埃博拉病毒(EBOV)是一种极其危险且罕见的病毒,其引起的埃博拉出血热是世界上最致命的病毒性出血热之一。NP蛋白在EBOV的复制中具有重要作用,也是检测EBOV的重要靶蛋白。研究人员从EBOV中分离出NP蛋白,并用于制备抗EBOV单克隆抗体,相关实验流程如图1所示。请回答下列问题:
(1)在培养骨髓瘤细胞时,所用培养液中常需要添加血清,原因是________。图1中给小鼠注射NP蛋白的目的是________。
(2)利用抗EBOV单克隆抗体检测血浆中EBOV含量的原理如图2所示。为判断某人是否感染了EBOV,研究人员进行了两组检测。先将抗EBOV单克隆抗体固定在支持物上,甲组向检测体系中同时添加一定量该人的血液和适量酶标记的NP蛋白;乙组向检测体系中只添加等量酶标记的NP蛋白。保温一段时间后洗涤,再向甲、乙两组检测体系中添加a,最后比较b。
①甲组向检测体系中添加一定量该人血液的同时,还需加入适量酶标记的NP蛋白,目的是________。
②请将上述步骤补充完整:a.________。b.________。
③预期结果和结论:________。
【答案】(1) ①. 提供细胞生长所需的营养物质(如生长因子)和激素 ②. 诱导小鼠产生针对NP蛋白的特异性B淋巴细胞
(2) ①. 作为竞争性抗原,与患者血液中的NP蛋白(若存在)竞争结合固定在支持物上的抗体 ②. 添加酶反应的底物(如白色底物) ③. 检测并比较甲、乙两组的蓝色的显色强度 ④. 若甲组蓝色的显色强度显著低于乙组,说明患者血液中含有NP蛋白(感染EBOV);若甲、乙两组蓝色的显色强度无显著差异,说明患者未感染EBOV
【解析】
【分析】本实验通过竞争性ELISA法检测EBOV感染。 血清作用:提供细胞培养所需的生长因子。 免疫小鼠:获取特异性B细胞以制备单克隆抗体。 检测原理:利用抗原-抗体竞争结合及酶标记信号放大,定量分析NP蛋白存在与否。 关键点在于竞争结合的逻辑和对照组的设置,确保检测结果的准确性和特异性。
【小问1详解】
动物细胞培养时,血清提供必需的营养成分和生长因子,弥补合成培养基的不足,确保细胞正常生长。通过免疫小鼠,其脾脏中会产生能分泌抗NP蛋白抗体的B细胞,这是制备单克隆抗体的关键步骤,所以图1中给小鼠注射NP蛋白。
【小问2详解】
①根据题意信息可知,若血液中存在EBOV的NP蛋白,会与酶标记的NP蛋白竞争结合抗体位点,减少酶标记物的结合量,降低检测信号,所以加入适量酶标记的NP蛋白作为竞争性抗原,与患者血液中的NP蛋白(若存在)竞争结合固定在支持物上的抗体,从而通过信号变化判断感染情况。
②根据图示反应原理,待测抗原中的目标抗原和酶标记抗原竞争结合固相抗体,标记抗原的酶可催化白色底物变为蓝色产物。所以a.可以向甲、乙两组检测体系中添加添加酶反应的底物(如白色底物),b.最后检测并比较甲、乙两组的蓝色的显色强度。
③如果如果血液中NP蛋白的含量越少,酶标记抗原和抗体结合得越多,酶催化生成的蓝色产物就越多,检测体系蓝色就越深。预期结果和结论:若甲组蓝色的强度显著低于乙组,说明患者血液中含有NP蛋白较多(感染EBOV);若甲、乙两组蓝色的显色强度无显著差异,说明患者未感染EBOV。
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