内容正文:
鞍山市普通高中2024—2025学年度高三第二次质量监测生物学
考试时间:75分钟 满分:100分
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30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. 剪接体由多种蛋白质和小RNA组成。基因转录出的前体mRNA经剪接体作用,形成成熟mRNA后进入细胞质。下列有关剪接体的叙述,正确的是( )
A. 组成单体包括氨基酸和葡萄糖
B. 组成元素只含有C、H、O、N
C. 由以碳链为骨架的大分子组成
D. 发挥剪接作用的场所为核糖体
2. 群落的演替过程中,从发展期到成熟期,下列最可能发生的变化是( )
A. 能量的利用可以循环 B. 物种丰富度越来越小
C. 营养结构越来越简单 D. 生产者固定的有机物增多
3. apoB基因在肠上皮细胞中表达时,由于mRNA中某个位点的碱基C通过脱氨基作用转化为碱基U、使密码子CAA变成了终止密码子UAA,导致最终合成的蛋白质缺少了羧基端的部分氨基酸序列。下列有关叙述正确的是( )
A. 该蛋白质结构异常的根本原因是基因突变
B. 脱氨基作用未改变该mRNA中嘧啶碱基比例
C. 该mRNA翻译时先合成羧基端的氨基酸序列
D. 该mRNA可与RNA聚合酶结合完成翻译过程
4. 除化学突触外,电突触也是突触的一种。电突触的突触间隙较窄,间隙电阻较低,神经冲动的传递不需要神经递质。下列有关突触的叙述或推测正确的是( )
A. 突触小体是突触前膜所在神经元的一部分
B. 兴奋通过两种类型突触的传递都是双向的
C. 与化学突触相比,电突触的传递速度较慢
D. 与化学突触相比,电突触前膜内囊泡数量较多
5. 小李因食用芒果而出现了嘴唇肿胀、口腔起水泡等过敏症状。下列叙述错误的是( )
A. 水泡中液体的主要成分是水,蛋白质含量较低
B. 发生过敏反应之前小李已经接触过此类过敏原
C. 嘴唇肿胀部位的组织液渗透压比正常情况下高
D. 过敏反应是免疫系统的免疫自稳能力异常导致
6. 将酵母菌破碎并进行差速离心处理后获得各组分进行实验,并向试管中通入足量标记的氧气。以下四组实验均在适宜温度下进行一段时间,预期结果正确的是( )
组别
组分
提供的碳源
结果
A
细胞质基质
标记的葡萄糖
标记的酒精、
B
线粒体悬液
标记的葡萄糖
、
C
细胞质基质+线粒体
标记的葡萄糖
标记的丙酮酸、
D
线粒体悬液
标记的丙酮酸
、
A. A B. B C. C D. D
7. 遗传漂变是指种群中基因频率在代际发生随机改变的一种现象。漂变的发生是由于偶然性对基因从亲代向下一代传递时的影响;不是所有个体都交配,也不是所有个体产生的配子都能贡献于繁殖,从而导致亲子代之间基因频率出现变化。下列关于遗传漂变的叙述。正确的是( )
A. 遗传漂变会使种群的基因频率朝一定方向变化
B. 遗传漂变对基因频率的影响与种群的大小无关
C. 遗传漂变的发生对种群的遗传多样性没有影响
D. 遗传漂变可能会导致种群中纯合子的比例增加
8. 为探究苹果果实成熟后逐渐变红的原因,进行了相关实验,实验处理及结果如下图。下列判断错误的是( )
A. 光和乙烯都是调节果实成熟的信号
B. 增加光强有利于果实中花青素的积累
C. 果实成熟过程中乙烯的含量是动态变化的
D. 光通过促进乙烯的合成促进花青素的积累
9. 2024年11月28日,环绕塔克拉玛干沙漠边缘的绿色阻沙防护带实现全面“合龙”,构建起“固沙+阻沙”综合防治体系。其中的“草方格”固沙技术,是将麦草插入沙丘固定流沙,固定区内原有的沙生植物种子萌发、生长,逐渐形成群落。下列叙述不正确的是( )
A. 在未经人工种植的“草方格”内,植物定植、群落形成过程属于初生演替
B. 采用“草方格”技术进行流沙固定、恢复植被遵循生态工程的自生原理
C. 在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物遵循生态工程的协调原理
D. 实施“草方格”生态工程促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现
10. 果醋中含有多种有机酸和人体所需的氨基酸,下列有关叙述正确的是( )
A. 利用酒精进行醋酸发酵,发酵液面会出现气泡
B. 制作果醋的程序一定是先进行酒精发酵再进行醋酸发酵
C. 在醋酸发酵液表面出现的白色菌膜是酵母菌繁殖的结果
D. 制果醋不需要严格灭菌,发酵产物醋酸可以抑制杂菌繁殖
11. 直接测定种群的迁出率非常困难,但可通过测定种群的丧失率(死亡率加迁出率),进而得出迁出率。在测定时,将需研究的一个大样方分为四个小样方,迁出率的大小与样方周长成正比,大样方死亡率与四个小样方总死亡率相同,调查得某种群的丧失率:一个大样方丧失率为15%/月,四个小样方总丧失率(总死亡率加总迁出率)为20%/月,下列说法正确的是( )
A. 该种群的迁出率为5%/月
B. 该种群的死亡率为13.75%/月
C. 迁出率高种群其种群密度会降低
D. 调查该生物种群密度应使用样方法
12. 生物学中的“转化”可以有多种特定含义。下列有关“转化”的叙述错误的是( )
A. 光合作用合成有机物时伴随着光能转化为化学能
B. 成纤维细胞转入相关因子,细胞可转化诱导多能干细胞
C. 肺炎链球菌转化实验中R型转化为S型的原理是基因突变
D. 土壤农杆菌转化法关键是应用Ti质粒上T-DNA的转移特性
13. 层析、离心和电泳都是物质分离的常用方法。下列叙述错误的是( )
A. 电泳可以分离分子量大小不同的DNA分子
B. 各种光合色素分子量不同,因此可以用纸层析法分离
C. 各种细胞器颗粒大小不同,因此可以用差速离心法分离
D. 离心可以分离密度不同的15N/15N-DNA和14N/14N-DNA
14. IL-17A是一种细胞因子,在银屑病等自身免疫病的发病机制中发挥关键作用。我国科研人员研发了抗IL-17A人源-鼠源重组单克隆抗体。以下关于该抗体制备过程的叙述正确的是( )
A. 用IL-17A注射小鼠,从小鼠血清中分离出B细胞
B. 用灭活病毒诱导小鼠B细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞
C. 用克隆化培养和PCR技术筛选出能分泌抗IL-17A抗体的杂交瘤细胞
D. 用蛋白质工程技术直接将鼠源抗IL-17A抗体中部分氨基酸序列替换为人源的
15. 一种罕见遗传病的致病基因只会引起男性患病,但其遗传方式未知。结合遗传系谱图和患者父亲基因型分析,该病遗传方式可能性最小的是( )
A. 常染色体隐性遗传 B. 常染色体显性遗传
C. 伴X染色体隐性遗传 D. 伴X染色体显性遗传
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错得0分。
16. 植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将甲、乙、丙三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察到:①细胞甲未发生变化;②细胞乙体积增大;③细胞丙发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,推测合理的是( )
A. 水分交换前,细胞乙的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B. 水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞乙>细胞甲>细胞丙
C. 水分交换平衡时,细胞丙的细胞液浓度大于细胞甲的细胞液浓度
D. 水分交换平衡时,细胞乙的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
17. 机体存在血浆K+浓度调节机制,K+浓度升高可直接刺激胰岛素的分泌,从而促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常。肾脏排钾功能障碍时,血浆K+浓度异常升高,导致自身胰岛素分泌量最大时依然无法使血浆K+浓度恢复正常,此时胞内摄入K+的量小于胞外K+的增加量,引起高钾血症。已知胞内K+浓度总是高于胞外,下列说法正确的是( )
A 胰岛B细胞受损可导致血浆K+浓度下降
B. 用胰岛素治疗高钾血症,需同时注射葡萄糖
C. 高钾血症患者的心肌细胞对刺激的敏感性改变
D. 高钾血症患者神经细胞静息状态下膜内外电位差增大
18. 一个物种按生理要求及所需资源占据的生态位称为基本生态位,由于物种相互作用而实际占据的生态位称为实际生态位。藤壶甲常生活在浅水区,藤壶乙常生活在深水区。将藤壶乙清除后藤壶甲可以容易占据深水区,将藤壶甲清除后藤壶乙却不能占据浅水区。下列叙述错误的是( )
A. 生态位是指某种生物占据的空间位置
B. 藤壶甲、乙的实际生态位是固定不变的
C. 藤壶甲的实际生态位比基本生态位要宽
D. 藤壶乙的实际生态位和基本生态位相同
19. 下列有关植物愈伤组织的叙述,正确的是( )
A. 融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
B. 通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
C. 用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
D. 体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
20. 某种XY型性别决定的二倍体动物,其控制毛色的等位基因G、g只位于X染色体上,仅G表达时为黑色,仅g表达时为灰色,二者均不表达时为白色。受表观遗传的影响,G、g来自父本时才表达,来自母本时不表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交,获得4只基因型互不相同的。在组成的群体中,黑色个体所占比例可能是( )
A. 2/3 B. 1/2 C. 1/3 D. 0
三、非选择题:本题共5道小题,共55分。
21. 玉竹为百合科植物玉竹的干燥根茎,味甘(甜),功能“养阴润燥、生津止渴”,常用于糖尿病的治疗。为探究玉竹中的皂苷成分是否有降糖作用,研究人员以小鼠为实验对象,进行了如下实验。请回答下列问题:
(1)制备糖尿病模型小鼠:研究人员通过给实验小鼠注射链脲佐菌素,特异性杀伤胰腺中的_______细胞,导致其合成分泌的_______不足,小鼠患上糖尿病。
(2)实验材料与试剂:①正常小鼠、②糖尿病模型小鼠、③蒸馏水、④二甲双胍(一种降糖药)、⑤玉竹皂苷、⑥2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸(甜味受体抑制剂)、⑦血糖仪等设备。
实验操作:
组别
实验动物
灌喂处理
1
正常小鼠
蒸馏水
2
a._______
b._______
3
c._______
d._______
4
糖尿病模型小鼠
玉竹皂苷低剂量
5
糖尿病模型小鼠
玉竹皂苷高剂量
6
糖尿病模型小鼠
玉竹皂苷低剂量+2-丙酸
7
糖尿病模型小鼠
玉竹皂苷高剂量+2-丙酸
注:每组小鼠数量足够,个体间差异不显著,灌喂操作一致,灌喂液体的体积一致。实验结束后,根据实验数据绘制下面的图1和图2。
请依据实验结果将表格中缺失的部分补充完整:a._______;b._______;c._______;d._______。(用数字作答)根据结果回答问题:
①玉竹皂苷有一定的降糖作用,依据是:_______。
②玉竹皂苷可_______(填“提升”或“降低”)空腹胰岛素含量,从腺体细胞的角度,玉竹皂苷除了调控已有腺体细胞分泌外,还可能的机制是_______。
③根据第6组和第7组的实验结果,提出一种研制口服降糖药的思路:_______。
22. 光补偿点(LCP)是指植物在光合作用中吸收的二氧化碳量等于呼吸作用中释放的二氧化碳量时的光照强度点;光饱和点(LSP)是指植物的光合作用速率不再随着光照强度的增加而增加的最小光照强度点。某植物的LSP在2000~2500Lx之间,科研人员将该植物置于温度适宜的装置中,通过改变装置外光照强度(光照强度是匀速变化的)来测量该植物从环境中吸收CO2的速率,结果如图所示。假设植物的各种细胞的呼吸速率相同,回答下列问题:
(1)当测试植物处于LCP时,该植物成熟叶肉细胞的光合速率一定大于_______1μmolCO2/(m²·h),理由是_______。
(2)据图分析,bc段下降的原因是_______。
(3)综上分析,若要确定一种植物的LSP,则应提供_______的环境。在不改变实验装置的前提下,使图示实验结果在光照强度为2000~2500Lx之间出现LSP,应进行的调整是_______。
(4)若光照强度由光补偿点突增到光饱和点时,植物暗反应阶段中的(C3和C5含量的变化分别是_______。
23. 鄱阳湖湿地是小天鹅重要的越冬地。近年来,由于气候变化和人类活动,该湿地水域面积减少。为探究环境变化对小天鹅的影响,研究者开展了系列调查。
(1)鄱阳湖湿地的小天鹅等生物与非生物环境共同构成一个______。通过分析小天鹅粪便中的植物残渣,得到小天鹅越冬季的食物组成如下图。
注:水稻、芡实、莲藕为人工种植的挺水或浮水农作物,苔草等均为野生陆生植物
①研究结果表明小天鹅在越冬______期食物种类最多,原因可能是这段时间气温较低,______。
②10年前的调查显示,小天鹅主要取食生长于浅水区的野生沉水植物的芽。对比本次调查结果,推测导致小天鹅食性改变的主要环境变化是______。小天鹅食性的改变体现了______。
(2)候鸟在越冬期需积累足够的能量为迁徙做准备。研究者测算了相关的指标(见下表),结果表明小天鹅在鄱阳湖越冬期可以实现能量积累。X代表的指标应包括______。
指标
日均摄入总能量
日均排便中的能量
X
能量值(kJ/d)
2489.88
453.06
1764.19
(3)近年来,小天鹅等植食性越冬水鸟会前往农田、藕塘觅食,人鸟冲突进一步加剧。为解决这一问题,下列措施合理是______。
A. 在稻田和藕塘周围架设电网,阻止水鸟取食
B. 加大鄱阳湖生态补水,为湿地植物生长创造条件
C. 有序推行退田还湖,为湿地生物生存留下充足空间
D. 科学管理苔草,合理刈割,为鸟类提供充足的食物
24. 图1是我国科学家利用胚胎干细胞建立体外胚胎和胚胎发育潜能研究的流程。人胚胎干细胞存在两种不同状态,即原始态(naive)和始发态(primed).naive干细胞具有最高的发育潜能,primed干细胞全能性相对较低。图2是OGT、OGA以及细胞骨架蛋白在胚胎干细胞中表达情况的电泳图谱,OGT是负责在蛋白质上加糖基的酶,OGA是负责将糖基从蛋白质上去除的酶。
(1)猴子芽体相当于_______期的胚胎,过程③的起点细胞应取自芽体的_______部位。
(2)过程④⑤形成的胚胎是_______。过程⑥需对受体母猴进行的处理是_______。
(3)据图2推测,naive干细胞发育潜能更高的原因可能是_______;该实验设置细胞骨架蛋白表达量组别作为对照的作用是_______。
(4)过程①需在图2中的诱导培养基中完成,目的是_______。与过程①相比,过程②培养液中还应添加_______。
25. 为解释玉米杂交中的一些问题,科研人员开展下列研究。
(1)将纯合的大刍草m与玉米w进行杂交,F1产生的花粉中有部分不育。为寻找大刍草m中与此现象相关的基因,科研人员将F1连续回交8代获得植株T,如下图,回交的每一代均出现花粉部分不育的现象。
据此分析,在进行杂交的过程中,需要对_______(填“m”、 “w”或“m和w”)的花蕾进行套袋处理,避免杂交失败。
(2)进一步研究发现,大刍草m的5号染色体上D基因的表达产物靶向抑制花粉发育中关键基因的表达,导致花粉不育。m的5号和6号染色体上分别有一个失活基因T1和T2,两者共同表达时,才能使D基因的表达产物失活。玉米w的5号和6号染色体上对应的基因分别为d、t1和t2,对雌、雄配子的育性均无影响。
①上述基因中遵循自由组合定律的是_______。
②F1-F8产生的花粉中不育和可育的比例均为3:1.据此分析,影响花粉育性的可能原因是,在F1减数分裂及形成花粉过程中,D基因表达发生在_______(时期),而T1和T2基因表达发生在_______(时期)。
(3)请利用上述机制,分析植株T作为母本、玉米w作为父本杂交,写出子代基因型,并标注每种基因型的个体产生的花粉育性及其比例_______。
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鞍山市普通高中2024—2025学年度高三第二次质量监测生物学
考试时间:75分钟 满分:100分
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30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. 剪接体由多种蛋白质和小RNA组成。基因转录出的前体mRNA经剪接体作用,形成成熟mRNA后进入细胞质。下列有关剪接体的叙述,正确的是( )
A. 组成单体包括氨基酸和葡萄糖
B. 组成元素只含有C、H、O、N
C. 由以碳链为骨架的大分子组成
D. 发挥剪接作用的场所为核糖体
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可知,剪接体由多种蛋白质和小RNA组成,所以其元素组成为C、H、O、N、P,组成单体为氨基酸和核苷酸。
【详解】AB、由题意可知,剪接体由多种蛋白质和小RNA组成,前者含C、H、O、N,后者含C、H、O、N、P,故剪接体元素组成为C、H、O、N、P,蛋白质的单体是氨基酸,RNA的单体是核苷酸,AB错误;
C、蛋白质和RNA都是以碳链为骨架的大分子,C正确;
D、核糖体是翻译的场所,不是RNA剪接的场所,D错误。
故选C。
2. 群落的演替过程中,从发展期到成熟期,下列最可能发生的变化是( )
A. 能量的利用可以循环 B. 物种丰富度越来越小
C. 营养结构越来越简单 D. 生产者固定的有机物增多
【答案】D
【解析】
【分析】随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫作群落演替,包括初生演替和次生演替。
【详解】A、生态系统的能量不能循环利用,A错误;
BC、一般而言,群落从发展期到成熟期,生物组分增加,物种丰富度越来越大,营养结构越来越复杂,BC错误;
D、群落从发展期到成熟期,生产者种类和数量增多,固定的有机物增多,D正确。
故选D。
3. apoB基因在肠上皮细胞中表达时,由于mRNA中某个位点的碱基C通过脱氨基作用转化为碱基U、使密码子CAA变成了终止密码子UAA,导致最终合成的蛋白质缺少了羧基端的部分氨基酸序列。下列有关叙述正确的是( )
A. 该蛋白质结构异常的根本原因是基因突变
B. 脱氨基作用未改变该mRNA中嘧啶碱基比例
C. 该mRNA翻译时先合成羧基端的氨基酸序列
D. 该mRNA可与RNA聚合酶结合完成翻译过程
【答案】B
【解析】
【分析】1、转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以DNA分子的一条链为模板,在DNA解旋酶、RNA聚合酶的作用下消耗能量,合成RNA。
2、翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、据题意可知,apoB基因在肠上皮细胞中表达时,由于mRNA中某碱基C通过脱氨基作用发生了替换,使密码子CAA变成了终止密码子UAA,最终合成蛋白质缺少了羧基端的部分氨基酸序列,故该蛋白质结构异常的根本原因不是基因突变,而是mRNA中某碱基C通过脱氨基作用发生了替换,A错误;
B、据题意可知,mRNA中某碱基C通过脱氨基作用发生了替换,使密码子CAA变成了终止密码子UAA,故脱氨基作用未改变该mRNA中嘧啶碱基比例,B正确;
C、该mRNA翻译时先合成氨基端的氨基酸序列,C错误;
D、mRNA与核糖体结合后完成翻译过程,RNA聚合酶可催化转录过程,D错误。
故选B。
4. 除化学突触外,电突触也是突触的一种。电突触的突触间隙较窄,间隙电阻较低,神经冲动的传递不需要神经递质。下列有关突触的叙述或推测正确的是( )
A. 突触小体是突触前膜所在神经元的一部分
B. 兴奋通过两种类型突触的传递都是双向的
C. 与化学突触相比,电突触的传递速度较慢
D. 与化学突触相比,电突触前膜内囊泡数量较多
【答案】A
【解析】
【分析】化学突触包括突触前膜、突触间隙和突触后面三部分,神经递质存在于突触前膜内,兴奋只能由突触前膜向突触后膜单向传递。
【详解】A、突触包括了突触前膜、突触间隙和突触后膜,突触小体是突触前膜所在神经元的轴突末梢部分,A正确;
B、兴奋通过化学突触传递是单向的,原因是递质存在于突触前膜内,只能由突触前膜释放作用于突触后膜,电突触的传递是双向的,B错误;
C、化学突触处存在着电信号和化学信号之间的转换,电突触处以电信号形式传递,电信号速度比化学信号速度快,因此与化学突触相比,电突触的传递速度较快,C错误;
D、化学突触兴奋的传递过程需要突触前膜内的突触小泡(囊泡)与突触前膜融合释放神经递质作用于突触后膜,而电突触兴奋的传递不需要神经递质的参与,因此与化学突触相比,电突触前膜内囊泡数量较少,D错误。
故选A。
5. 小李因食用芒果而出现了嘴唇肿胀、口腔起水泡等过敏症状。下列叙述错误的是( )
A. 水泡中液体的主要成分是水,蛋白质含量较低
B 发生过敏反应之前小李已经接触过此类过敏原
C. 嘴唇肿胀部位的组织液渗透压比正常情况下高
D. 过敏反应是免疫系统的免疫自稳能力异常导致
【答案】D
【解析】
【分析】过敏反应:指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应。引起过敏反应的物质叫做过敏原。如花粉、油漆、鱼虾等海鲜、青霉素、磺胺类药物等(因人而异)。
【详解】A、水泡主要是由血浆中的水大量渗出到组织液形成的,其中液体的主要成分是水,蛋白质含量较低,A正确;
B、过敏反应是已免疫的机体再次接触过敏原时发生的免疫反应,所以可以推测小李曾经接触过此类过敏原,B正确;
C、与正常情况相比,嘴唇肿胀部位的组织液渗透压较高,血浆中的水分渗入组织液,导致组织水肿,C正确;
D、过敏反应产生的原因是免疫系统的免疫防御能力异常导致,免疫自稳能力是指机体清除衰老或损伤的细胞,D错误。
故选D。
6. 将酵母菌破碎并进行差速离心处理后获得各组分进行实验,并向试管中通入足量标记的氧气。以下四组实验均在适宜温度下进行一段时间,预期结果正确的是( )
组别
组分
提供的碳源
结果
A
细胞质基质
标记的葡萄糖
标记的酒精、
B
线粒体悬液
标记的葡萄糖
、
C
细胞质基质+线粒体
标记的葡萄糖
标记的丙酮酸、
D
线粒体悬液
标记的丙酮酸
、
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【分析】酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,无氧条件下进行无氧呼吸。有氧呼吸三个阶段的场所分别为细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜,无氧呼吸两个阶段都发生细胞质基质中。
【详解】A、试管只有细胞质基质,添加14C标记的葡萄糖,向试管中通入足量足量18O标记的氧气,只能进行有氧呼吸第一阶段,则结果是葡萄糖的量减少,有14C标记的丙酮酸,但没有14C标记的酒精、14CO2的生成,A错误;
B、试管含线粒体悬液,添加14C标记的葡萄糖,线粒体不能直接利用葡萄糖,故试管无14CO2、H218O的生成,B错误;
C、试管中含细胞质基质+线粒体,添加14C标记的葡萄糖,含有细胞质基质和线粒体,进行了有氧呼吸,能将葡萄糖彻底氧化分解,故最终有14CO2、H218O的生成,但不含14C标记的丙酮酸,C错误;
D、试管含线粒体悬液,添加14C标记的丙酮酸,线粒体可以将丙酮酸氧化分解,故试管中丙酮酸的量减少,14CO2、H218O的生成,D正确。
故选D。
7. 遗传漂变是指种群中基因频率在代际发生随机改变的一种现象。漂变的发生是由于偶然性对基因从亲代向下一代传递时的影响;不是所有个体都交配,也不是所有个体产生的配子都能贡献于繁殖,从而导致亲子代之间基因频率出现变化。下列关于遗传漂变的叙述。正确的是( )
A. 遗传漂变会使种群的基因频率朝一定方向变化
B. 遗传漂变对基因频率的影响与种群的大小无关
C. 遗传漂变的发生对种群的遗传多样性没有影响
D. 遗传漂变可能会导致种群中纯合子的比例增加
【答案】D
【解析】
【分析】遗传漂变是小的群体中,由于不同基因型个体生育的子代个体数有所变动而导致基因频率的随机波动称为遗传漂变。群体中,不同基因型个体所生子女数目不尽相同,致使子代的等位基因数发生改变,在处于相对隔离状态的小群体中会产生基因频率的随机波动。
【详解】A、遗传漂变导致种群中基因频率随机改变,自然选择才会使种群的基因频率朝一定方向变化,决定生物进化的方向,A错误;
B、遗传漂变是基因频率的随机变化,种群越大,遗传漂变对基因频率改变的影响越小,种群越小,遗传漂变对基因频率改变的影响越大,故遗传漂变对基因频率的影响与种群的大小有关,B错误;
C、遗传漂变导致种群中基因频率随机改变,会导致亲子代之间基因频率出现变化,因此,遗传漂变的发生对种群的遗传多样性有影响,C错误;
D、通过“漂变的发生是由于偶然性对基因从亲代向下一代传递时的影响;不是所有个体都交配,也不是所有个体产生的配子都能贡献于繁殖,从而导致亲子代之间基因频率出现变化”可知,遗传漂变可能会导致种群中纯合子的比例增加,D正确。
故选D。
8. 为探究苹果果实成熟后逐渐变红的原因,进行了相关实验,实验处理及结果如下图。下列判断错误的是( )
A. 光和乙烯都是调节果实成熟的信号
B. 增加光强有利于果实中花青素的积累
C. 果实成熟过程中乙烯的含量是动态变化的
D. 光通过促进乙烯的合成促进花青素的积累
【答案】D
【解析】
【分析】乙烯的合成部位是植物体各个部位,作用是促进果实成熟,促进开花,促进叶、花、果实脱落。
【详解】A、据图可知,中光和高光处理后,花青素的含量不同,说明光处理会影响花青素的含量,乙烯可以调节果实的成熟,即光和乙烯都是调节果实成熟的信号,A正确;
B、据图可知,高光处理组花青素含量高于中光处理组,因此增加光强有利于果实中花青素的积累,B正确;
C、据图可知,无论是中光处理组还是高光处理组,乙烯的产生速率都在发生动态变化,即果实成熟过程中乙烯的含量是动态变化的,C正确;
D、据图可知,高光处理组第5天乙烯产生速率最高,但花青素在第5天不是最高的,且高光处理组第12天乙烯产生速率最低,但花青素在第12天是最高的,因此不能说明光通过促进乙烯的合成促进花青素的积累,D错误。
故选D。
9. 2024年11月28日,环绕塔克拉玛干沙漠边缘的绿色阻沙防护带实现全面“合龙”,构建起“固沙+阻沙”综合防治体系。其中的“草方格”固沙技术,是将麦草插入沙丘固定流沙,固定区内原有的沙生植物种子萌发、生长,逐渐形成群落。下列叙述不正确的是( )
A. 在未经人工种植的“草方格”内,植物定植、群落形成过程属于初生演替
B. 采用“草方格”技术进行流沙固定、恢复植被遵循生态工程的自生原理
C. 在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物遵循生态工程的协调原理
D. 实施“草方格”生态工程促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现
【答案】A
【解析】
【分析】生态工程以生态系的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态系基本原理。
【详解】A、初生演替是指在原本没有任何生命存在的环境中(如裸露的岩石、沙丘等)植物群落的形成过程。在“草方格”技术中,麦草是人为插入的,而且沙丘本身就有原生植物的种子,所以这个过程并非从零开始的自然演替,而更接近于次生演替,A错误;
B、自生原理是指通过模拟自然过程,使植物自行生长、繁殖和恢复生态系统。在“草方格”技术中,通过人工插入麦草固定流沙,并利用原有沙生植物种子来恢复植被,实际上是遵循了自然生态自我恢复的原理,B正确;
C、协调原理强调不同物种之间相互作用与合作,以实现生态系统的稳定性。在“草方格”技术中,种植沙拐枣、梭梭等沙生植物是为了利用这些植物的抗旱、固沙特性,帮助恢复生态系统的功能,这确实符合生态工程的协调原理,C正确;
D、“草方格”技术的主要目的是固定流沙、恢复植被,防止沙漠化扩展,并通过植物的生长改善水土保持、防风固沙功能,D正确。
故选A。
10. 果醋中含有多种有机酸和人体所需的氨基酸,下列有关叙述正确的是( )
A. 利用酒精进行醋酸发酵,发酵液面会出现气泡
B. 制作果醋的程序一定是先进行酒精发酵再进行醋酸发酵
C. 在醋酸发酵液表面出现的白色菌膜是酵母菌繁殖的结果
D. 制果醋不需要严格灭菌,发酵产物醋酸可以抑制杂菌繁殖
【答案】D
【解析】
【分析】醋酸菌好氧型细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸;醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃。
【详解】A、醋酸菌好氧型细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸,利用酒精进行醋酸发酵,发酵液面不会出现气泡,A错误;
B、制作果醋在糖源和氧气充足的情况下,醋酸菌可以利用葡萄糖直接进行醋酸发酵,B错误;
C、醋酸发酵后的发酵液颜色浑浊,发酵液表面有白色菌膜,白膜主要是醋酸菌在有氧条件下大量繁殖生长而成的代谢产物,C错误;
D、醋酸呈酸性,可以抑制杂菌繁殖,因此制果醋不需要严格灭菌,D正确。
故选D。
11. 直接测定种群的迁出率非常困难,但可通过测定种群的丧失率(死亡率加迁出率),进而得出迁出率。在测定时,将需研究的一个大样方分为四个小样方,迁出率的大小与样方周长成正比,大样方死亡率与四个小样方总死亡率相同,调查得某种群的丧失率:一个大样方丧失率为15%/月,四个小样方总丧失率(总死亡率加总迁出率)为20%/月,下列说法正确的是( )
A. 该种群的迁出率为5%/月
B. 该种群的死亡率为13.75%/月
C. 迁出率高的种群其种群密度会降低
D. 调查该生物种群密度应使用样方法
【答案】A
【解析】
【分析】种群的特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例。其中,种群密度是种群最基本的数量特征;出生率和死亡率对种群数量起着决定性作用;年龄结构可以预测一个种群数量发展的变化趋势。
【详解】A、迁出率的计算:一个大样方的丧失率为 15%/月,其中丧失率 = 死亡率 + 迁出率,而四个小样方的总丧失率为 20%/月。根据题意,大样方死亡率与四个小样方总死亡率相同,因此大样方的迁出率为四个小样方总丧失率与大样方丧失率的差值,即 20% - 15% = 5%/月。A正确;
B、死亡率的计算:死亡率在大样方与小样方中相同。在大样方中,丧失率等于死亡率加迁出率,已知大样方丧失率为 15%/月,迁出率为 5%/月,因此死亡率 = 15% - 5% = 10%/月。选项中的 13.75%/月 死亡率计算错误,B错误;
C、迁出率对种群密度的影响:迁出率增加会导致种群的个体迁出,大量个体离开会降低种群密度,但是种群密度的大小还要同时考虑死亡率,迁出率高,死亡率不一定高,两方面都要充分考虑,C错误;
D、调查该生物种群密度应使用标记重捕法,存在迁出说明是动物,D错误。
故选A。
12. 生物学中的“转化”可以有多种特定含义。下列有关“转化”的叙述错误的是( )
A. 光合作用合成有机物时伴随着光能转化为化学能
B. 成纤维细胞转入相关因子,细胞可转化为诱导多能干细胞
C. 肺炎链球菌转化实验中R型转化为S型的原理是基因突变
D. 土壤农杆菌转化法关键是应用Ti质粒上T-DNA的转移特性
【答案】C
【解析】
【分析】1、格里菲思的实验中R型肺炎链球菌转化为S型是基因重组(广义上的)的结果。
2、iPS细胞,又称人工诱导多能干细胞,是一种由哺乳动物成体细胞经导入转录因子等手段“脱分化”形成的多能干细胞,拥有与胚胎干细胞相似的分化潜力,理论上可以分化为成体的各种细胞、组织、器官。
【详解】A、光合作用主要包括光反应和暗反应过程,经过光合作用合成有机物时伴随着光能转化为化学能,储存在有机物中,A正确;
B、成纤维细胞转入相关因子包括特定基因、特定蛋白、小分子化合物等,细胞可转化为诱导多能干细胞,B正确;
C、肺炎链球菌转化实验中R型转化为S型的原理是基因重组,C错误;
D、土壤农杆菌转化法关键是应用Ti质粒上T-DNA的转移特性,可以整合到受体细胞染色体的DNA上,D正确。
故选C。
13. 层析、离心和电泳都是物质分离的常用方法。下列叙述错误的是( )
A. 电泳可以分离分子量大小不同的DNA分子
B. 各种光合色素分子量不同,因此可以用纸层析法分离
C. 各种细胞器颗粒大小不同,因此可以用差速离心法分离
D. 离心可以分离密度不同的15N/15N-DNA和14N/14N-DNA
【答案】B
【解析】
【分析】DNA电泳分离原理是基于DNA分子在电场中的迁移速度差异来实现分离的。由于DNA分子的大小和电荷不同,不同的DNA分子会以不同的速度迁移,从而实现分离。
【详解】A、由于不同大小的DNA分子在电场的作用下迁移速度不同,分子量小的迁移速度快,因此可以采用电泳的方法分离分子量大小不同的DNA分子,A正确;
B、各种光合色素在层析液中的溶解度不同,因此可以用纸层析法分离,B错误;
C、在细胞器分离时,由于各种细胞器颗粒大小不同,因此可以用差速离心法分离,C正确;
D、由于15N/15N-DNA和14N/14N-DNA质量不同,因此可以采用密度梯度离心的方法分离,D正确。
故选B。
14. IL-17A是一种细胞因子,在银屑病等自身免疫病的发病机制中发挥关键作用。我国科研人员研发了抗IL-17A人源-鼠源重组单克隆抗体。以下关于该抗体制备过程的叙述正确的是( )
A. 用IL-17A注射小鼠,从小鼠血清中分离出B细胞
B. 用灭活病毒诱导小鼠B细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞
C. 用克隆化培养和PCR技术筛选出能分泌抗IL-17A抗体的杂交瘤细胞
D. 用蛋白质工程技术直接将鼠源抗IL-17A抗体中的部分氨基酸序列替换为人源的
【答案】B
【解析】
【分析】单克隆抗体制备的基本步骤:对小鼠进行免疫→提取B淋巴细胞→将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合→通过筛选、克隆化培养和扩大化培养→最终注入小鼠体内→从腹腔腹水中提取单克隆抗体。
【详解】A、在制备单克隆抗体的过程中,需要用特定的抗原(这里是IL−17A)注射到小鼠体内,使其产生免疫反应。然而,从小鼠血清中分离出的是抗体,而不是B细胞。B细胞是产生抗体的免疫细胞,它们位于小鼠的脾脏等免疫器官中,A错误;
B、制备杂交瘤细胞时,通常使用灭活的病毒或化学试剂(如聚乙二醇)作为融合剂,诱导小鼠的B细胞与骨髓瘤细胞融合。这个过程是制备单克隆抗体的关键步骤之一,B正确;
C、在筛选出能分泌抗IL−17A抗体的杂交瘤细胞时,通常使用克隆化培养(即将单个杂交瘤细胞培养在多个培养皿中,以形成克隆)和特异性抗原-抗体反应(如使用IL−17A作为抗原进行抗体检测)来筛选。而PCR技术(聚合酶链式反应)是一种用于扩增特定DNA片段的技术,它不能用于筛选杂交瘤细胞,C错误;
D、据题干信息分析可知,抗IL−17A人源-鼠源重组单克隆抗体是通过基因工程技术将鼠源抗体的基因与人源抗体的基因进行重组而获得的,而不是直接替换氨基酸序列。这种技术通常涉及将鼠源抗体的可变区(即与抗原结合的区域)与人源抗体的恒定区(即与效应细胞结合的区域)进行重组,以获得既具有特异性又降低免疫原性的抗体,D错误。
故选B。
15. 一种罕见遗传病的致病基因只会引起男性患病,但其遗传方式未知。结合遗传系谱图和患者父亲基因型分析,该病遗传方式可能性最小的是( )
A. 常染色体隐性遗传 B. 常染色体显性遗传
C. 伴X染色体隐性遗传 D. 伴X染色体显性遗传
【答案】A
【解析】
【分析】伴X染色体隐性遗传病的特征是,女性患者的儿子和父亲一定患病。
伴X染色体显性遗传病的特征是,男性患者的女儿和母亲定患病。
【详解】图中患病男子父亲不患病,说明不是伴Y遗传,则可能是常染色体遗传病或伴X遗传病,该罕见遗传病的致病基因只会引起男性患病,推测患病男性的致病基因可能只来自于母亲,即不需要两个基因纯合才导致患病,因此该遗传方式可能性最小的应该是常染色体隐性遗传,可能是常染色体显性遗传、伴X染色体隐性遗传或伴X染色体显性遗传,A正确,BCD错误。
故选A。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错得0分。
16. 植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将甲、乙、丙三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察到:①细胞甲未发生变化;②细胞乙体积增大;③细胞丙发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,推测合理的是( )
A. 水分交换前,细胞乙的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B. 水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞乙>细胞甲>细胞丙
C. 水分交换平衡时,细胞丙的细胞液浓度大于细胞甲的细胞液浓度
D. 水分交换平衡时,细胞乙的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
【答案】AB
【解析】
【分析】植物细胞的吸水和失水原理和现象:外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞失水→质壁分离外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞吸水→质壁分离的复原外界溶液浓度=细胞液浓度→细胞形态不变(处于动态平衡)。
【详解】A、由于细胞乙在水分交换达到平衡时细胞的体积增大,说明细胞吸水,则水分交换前,细胞乙的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,A正确;
B、水分交换达到平衡时,细胞甲的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,细胞乙的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,细胞丙的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度,因此水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞乙>细胞甲>细胞丙,B正确;
C、由题意可知,水分交换达到平衡时,细胞甲未发生变化,说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等;水分交换达到平衡时,虽然细胞内外溶液浓度相同,但细胞丙失水后外界蔗糖溶液的浓度减小,因此,水分交换平衡时,细胞丙的细胞液浓度小于细胞甲的细胞液浓度,C错误;
D、由于有细胞壁的限制,所以细胞乙不会持续吸水,所以当水分子交换平衡时,可能细胞乙浓度仍然大于外界或等于外界 蔗糖溶液的浓度,D错误。
故选AB
17. 机体存在血浆K+浓度调节机制,K+浓度升高可直接刺激胰岛素的分泌,从而促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常。肾脏排钾功能障碍时,血浆K+浓度异常升高,导致自身胰岛素分泌量最大时依然无法使血浆K+浓度恢复正常,此时胞内摄入K+的量小于胞外K+的增加量,引起高钾血症。已知胞内K+浓度总是高于胞外,下列说法正确的是( )
A. 胰岛B细胞受损可导致血浆K+浓度下降
B. 用胰岛素治疗高钾血症,需同时注射葡萄糖
C. 高钾血症患者的心肌细胞对刺激的敏感性改变
D. 高钾血症患者神经细胞静息状态下膜内外电位差增大
【答案】BC
【解析】
【分析】 静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;兴奋时,钠离子大量内流,因此形成内正外负的动作电位。
【详解】A、胰岛B细胞受损导致胰岛素分泌减少,由于胰岛素能促进细胞摄入K+,因此胰岛素分泌减少会导致血浆K+浓度升高,A错误;
B、胰岛素能促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常,同时胰岛素能降低血糖,因此用胰岛素治疗高钾血症时,为防止出现胰岛素增加导致的低血糖,需同时注射葡萄糖,B正确;
C、高钾血症患者心肌细胞的静息电位绝对值减小,容易产生兴奋,因此对刺激的敏感性发生改变,C正确;
D、静息电位的产生主要是由于钾离子外流,已知胞内K+浓度总是高于胞外,高钾血症患者细胞外的钾离子浓度大于正常个体,因此患者神经细胞静息状态下膜内外电位差减小,D错误。
故选BC。
18. 一个物种按生理要求及所需资源占据的生态位称为基本生态位,由于物种相互作用而实际占据的生态位称为实际生态位。藤壶甲常生活在浅水区,藤壶乙常生活在深水区。将藤壶乙清除后藤壶甲可以容易占据深水区,将藤壶甲清除后藤壶乙却不能占据浅水区。下列叙述错误的是( )
A. 生态位是指某种生物占据的空间位置
B. 藤壶甲、乙的实际生态位是固定不变的
C. 藤壶甲的实际生态位比基本生态位要宽
D. 藤壶乙的实际生态位和基本生态位相同
【答案】ABC
【解析】
【分析】每个物种都有自己在群落中的地位或作用。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。因此,研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
【详解】A、生态位是指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,A错误;
B、藤壶甲常生活在浅水区,藤壶乙常生活在深水区。将藤壶乙清除后藤壶甲可以容易占据深水区,该事实说明生物实际生态位是可变的,即藤壶甲的实际生态位不是固定不变的,B错误;
C、藤壶甲的实际生态位是浅水区,基本生态位是深水区和浅水区,实际生态位比基本生态位要窄,C错误;
D、藤壶乙在没有藤壶甲和有藤壶甲的状态下,始终占据浅水区,说明实际生态位和基本生态位相同,D正确。
故选ABC。
19. 下列有关植物愈伤组织的叙述,正确的是( )
A. 融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
B. 通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
C. 用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
D. 体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
【答案】AB
【解析】
【分析】植物体细胞杂交过程:将植物细胞A与植物细胞B用纤维素酶和果胶酶处理,得到不含细胞壁的原生质体A和原生质体B,运用物理方法或化学方法诱导融合,形成杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。
【详解】A、用纤维素酶和果胶酶分别处理不同的植物细胞,得到原生质体,运用物理方法或化学方法诱导融合,形成杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株,故融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织,A正确;
B、通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物的组织培养,从繁殖看,没有经过两性生殖细胞的融合,所以属于无性繁殖,B正确;
C、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁可获得原生质体,C错误;
D、体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的遗传物质,只有1个细胞核,D错误。
故选AB。
20. 某种XY型性别决定的二倍体动物,其控制毛色的等位基因G、g只位于X染色体上,仅G表达时为黑色,仅g表达时为灰色,二者均不表达时为白色。受表观遗传的影响,G、g来自父本时才表达,来自母本时不表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交,获得4只基因型互不相同的。在组成的群体中,黑色个体所占比例可能是( )
A. 2/3 B. 1/2 C. 1/3 D. 0
【答案】BD
【解析】
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关,这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】由题干信息可知,G、g只位于X染色体上,则该雄性基因型可能是XGY或XgY,杂合子雌性基因型为XGXg。
①若该雄性基因型为XGY,与XGXg杂交产生的F1基因型分别为XGXG、XGXg、XGY、XgY;在F1组成的群体中,F1中基因型为XGXG的个体必定有一个G基因来自父本,G基因可以表达,因此F1中的XGXG表现为黑色;F1中基因型为XGXg个体中G基因来自父本,g基因来自母本,因此G基因表达,g基因不表达,该个体表现为黑色;XGY的G基因来自母本,G基因不表达,因此该个体表现为白色;F1中基因型为XgY个体的g基因来自母本,因此g基因不表达,该个体表现为白色,综上所述,在亲本杂交组合为XGY和XGXg的情况下,F1中的XGXG、XGXg一定表现为黑色,该群体中黑色个体比例为1/2。
②若该雄性基因型为XgY,与XGXg杂交产生的F1基因型分别为XGXg、XgXg、XGY、XgY,在F1组成的群体中,F1中基因型为XGXg的个体G基因来自母本,g基因来自父本,因此g表达,G不表达,该个体表现为灰色;F1中基因型为XgXg个体的两个g基因必定有一个来自父本,g可以表达,因此该个体表现为灰色;F1中基因型为XGY的G基因来自母本,G基因不表达,因此该个体表现为白色;F1中基因型为XgY个体的g基因来自母本,因此g基因不表达,该个体表现为白色,综上所述,在亲本杂交组合为XgY和XGXg的情况下,F1中所有个体都不表现为黑色,该群体中黑色个体比例为0。
故选BD。
三、非选择题:本题共5道小题,共55分。
21. 玉竹为百合科植物玉竹的干燥根茎,味甘(甜),功能“养阴润燥、生津止渴”,常用于糖尿病的治疗。为探究玉竹中的皂苷成分是否有降糖作用,研究人员以小鼠为实验对象,进行了如下实验。请回答下列问题:
(1)制备糖尿病模型小鼠:研究人员通过给实验小鼠注射链脲佐菌素,特异性杀伤胰腺中的_______细胞,导致其合成分泌的_______不足,小鼠患上糖尿病。
(2)实验材料与试剂:①正常小鼠、②糖尿病模型小鼠、③蒸馏水、④二甲双胍(一种降糖药)、⑤玉竹皂苷、⑥2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸(甜味受体抑制剂)、⑦血糖仪等设备。
实验操作:
组别
实验动物
灌喂处理
1
正常小鼠
蒸馏水
2
a._______
b._______
3
c._______
d._______
4
糖尿病模型小鼠
玉竹皂苷低剂量
5
糖尿病模型小鼠
玉竹皂苷高剂量
6
糖尿病模型小鼠
玉竹皂苷低剂量+2-丙酸
7
糖尿病模型小鼠
玉竹皂苷高剂量+2-丙酸
注:每组小鼠数量足够,个体间差异不显著,灌喂操作一致,灌喂液体的体积一致。实验结束后,根据实验数据绘制下面的图1和图2。
请依据实验结果将表格中缺失的部分补充完整:a._______;b._______;c._______;d._______。(用数字作答)根据结果回答问题:
①玉竹皂苷有一定的降糖作用,依据是:_______。
②玉竹皂苷可_______(填“提升”或“降低”)空腹胰岛素含量,从腺体细胞的角度,玉竹皂苷除了调控已有腺体细胞分泌外,还可能的机制是_______。
③根据第6组和第7组的实验结果,提出一种研制口服降糖药的思路:_______。
【答案】(1) ①. 胰岛 B ②. 胰岛素
(2) ①. ② ②. ③ ③. ② ④. ④(③④不可颠倒) ⑤. 图1中第4、5组的血糖浓度均比第2组低,且比3组高 ⑥. 提升 ⑦. 修复受损的腺体细胞 ⑧. 启动、增强甜味信号,促进胰岛素的分泌
【解析】
【分析】胰岛A细胞分泌胰高血糖素,能升高血糖,只有促进效果没有抑制作用,即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化;胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
【小问1详解】
胰岛素是机体中唯一降低血糖的激素,是由胰岛B细胞分泌的,故研究人员通过给实验小鼠注射链脲佐菌素,特异性杀伤胰腺中的胰岛B细胞,导致其合成分泌的胰岛素不足,小鼠患上糖尿病。
【小问2详解】
本实验目的是探究玉竹中的皂苷成分是否有降糖作用,结合图表可知,实验的自变量是小鼠类型和灌喂的试剂,因变量是空腹血糖和8周后空腹胰岛素,结合图1可知,1组(对照组)的空腹血糖含量最低,其余组别较高(都是糖尿病模型小鼠),结合实验设计的对照与单一变量原则可推测,2组和3组中的小鼠应为②糖尿病模型小鼠,图2中8周后空腹胰岛素1组和3组最高,2组最低,据此推测2组中小鼠应灌喂③蒸馏水,而3组小鼠灌喂④二甲双胍(一种降糖药)。
①图1中第4、5组(灌喂玉竹皂苷低剂量)的血糖浓度均比第2组低,且比3组(灌喂二甲双胍)高,故玉竹皂苷有一定的降糖作用。
②结合图2可知,与2组相比,玉竹皂苷组别(4、5组)的空腹胰岛素均有所增加,说明玉竹皂苷可提升空腹胰岛素含量;从腺体细胞的角度,玉竹皂苷除了调控已有腺体细胞分泌外,还可能的机制是修复受损的腺体细胞。
③第6组和第7组的自变量是玉竹皂苷的剂量,结合图示可知,6组和7组的空腹血糖含量高,故研制口服降糖药的思路:启动、增强甜味信号,促进胰岛素的分泌。
22. 光补偿点(LCP)是指植物在光合作用中吸收的二氧化碳量等于呼吸作用中释放的二氧化碳量时的光照强度点;光饱和点(LSP)是指植物的光合作用速率不再随着光照强度的增加而增加的最小光照强度点。某植物的LSP在2000~2500Lx之间,科研人员将该植物置于温度适宜的装置中,通过改变装置外光照强度(光照强度是匀速变化的)来测量该植物从环境中吸收CO2的速率,结果如图所示。假设植物的各种细胞的呼吸速率相同,回答下列问题:
(1)当测试植物处于LCP时,该植物成熟叶肉细胞的光合速率一定大于_______1μmolCO2/(m²·h),理由是_______。
(2)据图分析,bc段下降的原因是_______。
(3)综上分析,若要确定一种植物的LSP,则应提供_______的环境。在不改变实验装置的前提下,使图示实验结果在光照强度为2000~2500Lx之间出现LSP,应进行的调整是_______。
(4)若光照强度由光补偿点突增到光饱和点时,植物暗反应阶段中的(C3和C5含量的变化分别是_______。
【答案】(1) ①. 1 ②. 在LCP时,该植物的净光合速率为零,也即该植物叶肉细胞通过光合作用吸收的 CO2量等于整株植物全部细胞通过呼吸作用释放的CO2量,因此其成熟叶肉细胞的光合作用速率一定大于呼吸速率,而呼吸速率为1μmolCO2/(m²·h)
(2)密闭环境中CO2浓度随着光合作用的进行而降低,限制了光合作用的进行(合理即可)
(3) ①. 温度、CO2浓度等外界条件适宜 ②. 提高光照强度匀速变化的速率 (4)减少、增加
【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】
当测试植物处于LCP时,该植物的净光合速率为零,也即该植物叶肉细胞通过光合作用吸收的CO2量等于整株植物全部细胞通过呼吸作用释放的CO2量,因此其成熟叶肉细胞的光合作用速率一定大于呼吸速率,据图可知,该植物的呼吸速率为1μmolCO2/(m2·h),即该植物成熟叶肉细胞的光合速率一定大于1μmolCO2/(m2·h)。
【小问2详解】
据图分析,该植物LSP在2000~2500Lx之间,但图中光照强度为2000~2500Lx时,CO2吸收速率(净光合速率)并非最高,说明该装置内存在其它限制因素,而这个限制因素很可能是CO2浓度,CO2浓度作为限制因素说明该装置一定是一个密闭装置。另外,光照来自装置外,该装置一定是透明的,因此该装置是一个温度适宜的透明密闭装置,据此说明密闭环境中CO2浓度随着光合作用的进行而降低,限制了光合作用的进行。
【小问3详解】
根据(2)分析可知,除光照强度外,CO2浓度等也会影响光合速率,若要确定一种植物的LSP,则应提供温度、CO2浓度等外界条件适宜的环境;在不改变实验装置的前提下,使实验结果在光照强度为2000~2500Lx之间出现LSP,则需要在CO2浓度下降到抑制光合作用前,使光照强度达到LSP,因此提高光照强度匀速变化的速率即可达到目的。
【小问4详解】
若光照强度由光补偿点突增到光饱和点时,光反应阶段产生的ATP和NADPH量会增多,这将促进暗反应阶段中二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,则暗反应阶段中三碳化合物的含量会减少,而五碳化合物的含量会增加,因为五碳化合物是三碳化合物还原的产物。
23. 鄱阳湖湿地是小天鹅重要的越冬地。近年来,由于气候变化和人类活动,该湿地水域面积减少。为探究环境变化对小天鹅的影响,研究者开展了系列调查。
(1)鄱阳湖湿地的小天鹅等生物与非生物环境共同构成一个______。通过分析小天鹅粪便中的植物残渣,得到小天鹅越冬季的食物组成如下图。
注:水稻、芡实、莲藕为人工种植的挺水或浮水农作物,苔草等均为野生陆生植物
①研究结果表明小天鹅在越冬______期食物种类最多,原因可能是这段时间气温较低,______。
②10年前的调查显示,小天鹅主要取食生长于浅水区的野生沉水植物的芽。对比本次调查结果,推测导致小天鹅食性改变的主要环境变化是______。小天鹅食性的改变体现了______。
(2)候鸟在越冬期需积累足够的能量为迁徙做准备。研究者测算了相关的指标(见下表),结果表明小天鹅在鄱阳湖越冬期可以实现能量积累。X代表的指标应包括______。
指标
日均摄入总能量
日均排便中的能量
X
能量值(kJ/d)
2489.88
453.06
1764.19
(3)近年来,小天鹅等植食性越冬水鸟会前往农田、藕塘觅食,人鸟冲突进一步加剧。为解决这一问题,下列措施合理的是______。
A. 在稻田和藕塘周围架设电网,阻止水鸟取食
B. 加大鄱阳湖生态补水,为湿地植物生长创造条件
C. 有序推行退田还湖,为湿地生物生存留下充足空间
D. 科学管理苔草,合理刈割,为鸟类提供充足的食物
【答案】(1) ①. 生态系统 ②. 中 ③. 苔草大量枯萎,为满足能量需求,小天鹅需选择更多种类植物为食 ④. 水域面积减小,沉水植物减少 ⑤. 生物对环境的适应
(2)日均呼吸消耗及流向分解者的能量 (3)BCD
【解析】
【分析】生物摄入的能量一部分被同化,另一部分以粪便的形式被分解者利用;被同化的能量一部分被用于自身生长和繁殖,另一部分通过呼吸作用以热能的形式散出;被用于自身生长和繁殖的能量一部分以遗体、残骸的形式被分解者利用,另一部分以被下一营养级摄入。
【小问1详解】
生态系统是指在一定区域内生物和它所生活的环境形成的一个统一的整体,包括生物部分和非生物部分,因此鄱阳湖湿地的小天鹅等生物与非生物环境共同构成了一个生态系统。
①根据小天鹅粪便中植物残渣的分析结果,可以看出在越冬中期食物种类最多。图中显示,越冬前期,小天鹅粪便中的植物残渣主要是苔原和芡实,但到了越冬中期,可能由于气温较低,苔草大量枯萎,为满足能量需求,小天鹅需选择更多种类植物为食,因此小天鹅在越冬中期食物种类最多。
②对比10年前的调查结果,本次调查发现小天鹅主要取食的是挺水或浮水农作物(如水稻、芡实、莲藕)以及野生陆生植物(如苔草等),而不再是生长于浅水区的野生沉水植物的芽。这一变化推测是由于湿地水域面积减少,导致沉水植物生长区域减少,从而迫使小天鹅改变食性。这体现了生物对环境的适应性,即生物能够根据环境变化调整自身的生存策略。
【小问2详解】
摄入量包括粪便量和下一营养级同化量,同化量又包括呼吸作用以热能形式散失的量和用于生长、发育和繁殖的量,生长、发育和繁殖的量又分为流向下一营养级的量和被分解者利用的量,据表可知,日均摄入总能量2489.88(kJ/d)-日均排便中的能量453.06(kJ/d)=日均同化量,该数值大于X,表明小天鹅在鄱阳湖越冬期可以实现能量积累,说明X是除了储存在小天鹅体内的能量外的其余能量,因此X代表的指标应包括日均呼吸消耗及流向分解者的能量。
【小问3详解】
A、在稻田和藕塘周围架设电网,阻止水鸟取食,这个措施虽然可以直接防止水鸟取食农作物,但会对水鸟造成极大的伤害甚至死亡,破坏生态平衡,因此不是合理的解决方案,A错误;
B、加大鄱阳湖生态补水,为湿地植物生长创造条件,这个措施可以增加湿地水域面积,为水生植物和湿地生物提供更好的生存环境,从而可能减少水鸟对农田和藕塘的依赖,缓解人鸟冲突,因此,这是一个合理的解决方案,B正确;
C、有序推行退田还湖,为湿地生物生存留下充足空间,这个措施同样可以增加湿地生态系统的面积和复杂性,为湿地生物提供更多的栖息地和食物来源,有助于缓解人鸟冲突,因此,这也是一个合理的解决方案,C正确;
D、科学管理苔草,合理刈割,为鸟类提供充足的食物,有助于缓解人鸟冲突,因此,这也是一个合理的解决方案,D正确。
故选BCD。
24. 图1是我国科学家利用胚胎干细胞建立体外胚胎和胚胎发育潜能研究的流程。人胚胎干细胞存在两种不同状态,即原始态(naive)和始发态(primed).naive干细胞具有最高的发育潜能,primed干细胞全能性相对较低。图2是OGT、OGA以及细胞骨架蛋白在胚胎干细胞中表达情况的电泳图谱,OGT是负责在蛋白质上加糖基的酶,OGA是负责将糖基从蛋白质上去除的酶。
(1)猴子芽体相当于_______期的胚胎,过程③的起点细胞应取自芽体的_______部位。
(2)过程④⑤形成的胚胎是_______。过程⑥需对受体母猴进行的处理是_______。
(3)据图2推测,naive干细胞发育潜能更高的原因可能是_______;该实验设置细胞骨架蛋白表达量组别作为对照的作用是_______。
(4)过程①需在图2中的诱导培养基中完成,目的是_______。与过程①相比,过程②培养液中还应添加_______。
【答案】(1) ①. 囊胚 ②. 内细胞团
(2) ①. 原肠胚 ②. 同期发情
(3) ①. 细胞中的蛋白质糖基化程度低 ②. 排除细胞本身蛋白表达受阻的情况##保证细胞都具有正常表达蛋白质的功能
(4) ①. primed干细胞中表达更多的OGA,从而转化为 naive干细胞 ②. 促进胚胎发育的物质
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体.用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【小问1详解】
分析图1,猴子芽体后续能进一步发育形成胚胎,在胚胎发育过程中,囊胚期的胚胎开始出现细胞分化,具有内细胞团等结构,可进一步发育成个体,,故猴子芽体相当于囊胚期的胚胎;囊胚期的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,过程③的起点细胞应取自芽体的内细胞团部位。
【小问2详解】
过程④⑤是从囊胚进一步发育,形成的胚胎是原肠胚;过程⑥是胚胎移植,需对受体母猴进行同期发情处理,使供受体生殖器官的生理变化相同,为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。
【小问3详解】
据题干信息和图2分析可知,naive干细胞中OGT相对含量高,OGA相对含量低,OGT是负责在蛋白质上加糖基的酶,OGA是负责将糖基从蛋白质上去除的酶,naive干细胞发育潜能更高的原因可能是naive干细胞中的蛋白质糖基化程度低;该实验设置细胞骨架蛋白表达量组别作为对照,是因为其表达量相对稳定,不受实验处理的影响,可以作为内参基因用于校正其他蛋白的表达水平,排除细胞本身蛋白表达受阻的情况(或保证细胞都具有正常表达蛋白质的功能)。
【小问4详解】
过程①是将primed干细胞诱导形成naive干细胞,需在图2中的诱导培养基中完成,目的是primed干细胞中表达更多的OGA,从而转化为naive干细胞;与过程①相比,过程②是naive干细胞的培养,naive干细胞具有较高的发育潜能,故培养液中还应添加能促进胚胎发育的物质。
25. 为解释玉米杂交中的一些问题,科研人员开展下列研究。
(1)将纯合的大刍草m与玉米w进行杂交,F1产生的花粉中有部分不育。为寻找大刍草m中与此现象相关的基因,科研人员将F1连续回交8代获得植株T,如下图,回交的每一代均出现花粉部分不育的现象。
据此分析,在进行杂交的过程中,需要对_______(填“m”、 “w”或“m和w”)的花蕾进行套袋处理,避免杂交失败。
(2)进一步研究发现,大刍草m的5号染色体上D基因的表达产物靶向抑制花粉发育中关键基因的表达,导致花粉不育。m的5号和6号染色体上分别有一个失活基因T1和T2,两者共同表达时,才能使D基因的表达产物失活。玉米w的5号和6号染色体上对应的基因分别为d、t1和t2,对雌、雄配子的育性均无影响。
①上述基因中遵循自由组合定律的是_______。
②F1-F8产生的花粉中不育和可育的比例均为3:1.据此分析,影响花粉育性的可能原因是,在F1减数分裂及形成花粉过程中,D基因表达发生在_______(时期),而T1和T2基因表达发生在_______(时期)。
(3)请利用上述机制,分析植株T作为母本、玉米w作为父本杂交,写出子代基因型,并标注每种基因型的个体产生的花粉育性及其比例_______。
【答案】(1) w (2) ①. D1、d1和T2、t2;T1、t1和T2、t2 ②. 减数分裂I ③. 减数分裂Ⅱ至形成花粉过程中
(3)DdT1t1T2t2 (不育:可育=3: 1)、DdT1t1t2t2(全为不育)、ddt1t1T2t2(全为可育)、ddt1t1t2t2(全为可育)
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
进行杂交实验时,为避免外来花粉干扰,需要对母本进行套袋处理,据图可知,该杂交过程中需要对w的花蕾进行套袋处理。
【小问2详解】
①自由组合定律适用于两对以上等位基因独立遗传,据题干信息可知,D基因和T1位于5号染色体上,T2位于6号染色体上,遵循自由组合定律的基因是非同源染色体上的非等位基因,即D1、d1和T2、t2;T1、t1和T2、t2遵循基因自由组合定律。
②F1-F8产生的花粉中不育和可育的比例均为3:1,即F1的基因型可表示为DdT1t1T2t2,减数分裂产生的花粉的基因型为(可育)DT1T2∶(不可育)DT1t2∶(可育)dt1T2∶(可育)dt1t2=1∶1∶1∶1,即不育和可育的比例为1∶3,该推测与事实不符,据此可推断,影响花粉育性的可能原因是F1减数分裂及形成花粉过程中,D基因表达发生在减数分裂Ⅰ,即经过减数第一次分裂后产生的子细胞中均含有D基因的表达产物,因而表现为不可育,而T1、T2基因表达发生在减数分裂Ⅱ开始后到形成花粉过程中,因而只有1/4的花粉中D基因的表达产物被抑制,从而表现为可育,即实际产生的花粉育性为不育和可育的比例均为3∶1。
【小问3详解】
利用上述机制,可用遗传图解分析植株T作为母本、玉米w作为父本的杂交过程如下,根据题意可知,植株T的基因型可表示为DdT1t1T2t2,玉米W的基因型为ddt1t1t2t2,相关遗传图解可表示如下:
最终可表述为:DdT1t1T2t2 (不育:可育=3: 1)、DdT1t1t2t2(全为不育)、ddt1t1T2t2(全为可育)、ddt1t1t2t2(全为可育)。
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