内容正文:
鄂州高中生物4月考试
一、选择题(单选,18小题,共36分)
1. 湖北饮食文化丰富,特产众多,如洪湖莲藕、潜江龙虾、秭归脐橙、武昌鱼等。这些美食特产不仅味美,更蕴含深厚历史文化。下列相关叙述错误的是( )
A. 淀粉是莲藕细胞中的储能物质
B. 龙虾细胞内含有的钙、碳、磷、氮等大量元素大多以离子的形式存在
C. 脐橙鲜榨的橙汁新鲜且营养价值高,橙汁的颜色主要与液泡中的色素有关
D. 武昌鱼细胞中含有2种核酸,5种碱基,8种核苷酸
2. 白条黄单胞杆菌引起的甘蔗白条病是甘蔗生产上影响较严重的细菌性病害之一。下列不属于白条黄单胞杆菌和甘蔗共同点的是( )
A. 具有细胞壁
B. 每个细胞都能独立完成各种生命活动
C. 细胞中含有RNA
D. 细胞中有蛋白质—DNA 复合物
3. 某动物(2n)的基因型为Bb,体内不同细胞类型中染色体和核DNA的数目如图1所示,某个细胞中部分染色体的形态如图2所示。下列叙述正确的是( )
A. 据图分析,图2细胞属于图1中的a类型
B. 图1中减数分裂发生的过程为c→b→d→c→e
C. 图1的5种细胞中,一定存在同源染色体的是abc
D. B和b基因的分布是因为发生了染色体互换
4. CO2是制约光合作用的重要因素。蓝细菌具有特殊的CO2浓缩机制,如下图所示。羧化体具有蛋白质外壳可限制气体扩散,其中的碳酸酐酶可催化和H+反应生成CO2。下列叙述正确的是( )
A. CO2以自由扩散的方式通过蓝细菌的光合片层膜
B. 若羧化体中含量突然下降,短时间内C3的含量会减少
C. 蓝细菌光反应产生的ATP和NADPH分别为暗反应提供能量和还原剂
D. 若将羧化体合成基因成功转入烟草内,则该植株光补偿点高于正常烟草
5. 研究发现,在哺乳动物胎儿发育早期,造血干细胞会大量迁移至胎儿的肝脏发生增殖分化。肝细胞分泌的胎球蛋白A由Fetua基因控制合成,该蛋白能保护造血干细胞基因组稳定性,降低突变的概率。下列叙述错误的是( )
A. 造血干细胞与胎儿的早期胚胎细胞分化程度相同
B. 胎儿发育早期,胎儿的肝脏可以产生多种免疫细胞
C. 哺乳动物的肝细胞和造血干细胞都含有Fetua 基因
D. Fetua 基因表达受阻会使胎儿患白血病的风险增大
6. 2024年诺贝尔生理学或医学奖花落微 RNA(miRNA)领域,该成果可用于治疗癌症等疾病。miRNA是一类长约22个核苷酸的非编码 RNA,主要作用机制是通过与特定靶mRNA 结合,实现靶mRNA 的降解或抑制其表达。下列叙述错误的是( )
A. miRNA、mRNA都是基因的转录产物
B. miRNA 通过碱基互补配对的方式与靶mRNA 结合形成双链
C. 可通过 miRNA抑制原癌基因或抑癌基因的翻译过程治疗癌症
D. mRNA 完全降解后可得到6种小分子
7. 基因转位主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中,主要用于糖的运输。在研究大肠杆菌对葡萄糖的吸收过程中,发现葡萄糖进入细胞后以磷酸糖的形式存在于细胞质中。整个运输过程通常由5种蛋白质参与,包括酶Ⅰ、酶Ⅱ(包括a、b和c三个亚基)和HPr。下列叙述正确的是( )
A. 酶Ⅰ和PEP在人体细胞也存在
B. PEP中的磷酸基团经过酶Ⅰ、HPr传递给葡萄糖
C. 酶Ⅱc除有运输葡萄糖作用外,还能催化葡萄糖发生磷酸化
D. 酶Ⅰ、酶Ⅱ催化反应过程中,并不会发生空间结构改变
8. 图1是某单基因遗传病的遗传系谱图,该病在人群中的发病率为1/8100。科研人员提取了四名女性的DNA,用PCR扩增了与此病相关的基因片段,并对产物酶切后进行电泳(正常基因含有一个限制酶切位点,突变基因增加了一个酶切位点),结果如图2。相关叙述正确的是( )
A. 该病的遗传方式可能为伴X染色体隐性遗传
B. Ⅱ-1与Ⅱ-2婚配生一个患病男孩的概率为1/91
C. 该突变基因新增的酶切位点可能位于310bp或118bp中
D. 扩增Ⅱ-2与此病相关的基因片段,酶切后电泳将产生3种条带
9. 北大西洋西海岸的加拿大底鳉是一种小型鱼类,其体内线粒体中与细胞呼吸有关的乳酸脱氢酶基因LDH-B有多种等位基因,其中等位基因LDH-Bb出现的比例表现出随温度和纬度变化的规律如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. LDH-B多种等位基因的基因频率之和大于1
B. LDH-Bb基因控制的性状可能与低温下生物供能有关
C. 低温环境诱发LDH-B基因突变,使LDH-Bb的频率增大
D. 低温环境下种群基因频率发生了定向改变,产生了新物种
10. 我国科学家颜宁及其团队发现止痛药——大麻二酚能够抑制Na+内流,从而缓解疼痛。机体疼痛与前列腺素E(PGE)密切相关,部分机理如图1.疼痛时肾上腺参与的应激反应如图2.相关叙述错误的是( )
A. 图1中的Na+大量内流可产生动作电位,才能最终产生痛觉
B. 据图1知,药物镇痛机理可能是抑制环氧化酶的活性,减少PGE的产生,降低痛觉感受器对致痛物质的敏感性
C. 据图2知,疼痛时肾上腺髓质分泌的激素d会增加,该反射的效应器是肾上腺髓质
D. 图2中由疼痛引起激素c的分泌过程属于神经-体液调节
11. 研究发现,阿尔茨海默病患者认知能力的下降、语言能力的退化与巨噬细胞的大量衰老死亡有紧密联系。巨噬细胞衰老往往会导致细胞内的有氧呼吸基本处于“关闭”状态,这一改变与一种关键酶PGE2有关。当PGE2与其受体EP2结合时,会激活糖原合成酶。激活的糖原合成酶将葡萄糖添加到糖原链中,使得细胞需要能量时无法利用葡萄糖,下列叙述错误的是( )
A. 巨噬细胞属于免疫细胞,具有吞噬消化、抗原处理和呈递功能
B. 衰老的巨噬细胞可能无法清除脑细胞之间的“垃圾”,最终导致了认知能力的下降
C. 巨噬细胞无法得到充足的能量供应是导致其衰老死亡的直接原因
D. 语言功能属于人脑特有的高级功能,涉及人类的听、说、读、写
12. 糖皮质激素是一种免疫抑制剂,由肾上腺皮质分泌,可以抑制特异性免疫。人在悲伤或压力过大时,糖皮质激素的分泌会迅速增加,相关调节过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
CRH:促肾上腺皮质激素释放激素,ACTH:促肾上腺皮质激素
A. 人可通过口服适量的ACTH促进糖皮质激素的分泌
B. 压力过大导致下丘脑释放CRH增多的过程属于神经调节
C. 过敏患者使用糖皮质激素可以缓解过敏症状,但是经常性使用对健康不利
D. 接受器官移植的患者常服用甲泼尼龙,可推测其作用效果与糖皮质激素相似
13. 保幼激素(JH)是鳞翅目类昆虫咽侧体分泌的一种激素,对幼虫的生长、发育以及结茧等过程有显著调控作用。JH可以作用于幼虫的表皮细胞,延迟蜕皮从而延长昆虫幼龄期和维持幼虫特征,人工合成的JH类似物可作为外用喷洒农药使用,通过昆虫的表皮吸收,阻滞昆虫的正常发育。下列相关叙述错误的是( )
A. JH作用于表皮细胞,延迟蜕皮,体现了生态系统中信息传递对昆虫生命活动的影响
B. JH类似物在生产上可用于延长家蚕幼虫期,蚕可以多吃一段时间的桑叶,增加吐丝量
C. JH类似物能紊乱昆虫自身的激素水平,具有活性高,用量少的特点
D. JH类似物作为农药使用,需要合理考虑施用浓度、时间以及施用时昆虫的生理状态等
14. 种群数量瞬间改变量(dN/dt)表示在瞬间或极短时间内种群数量的变化量。“S ”形增长曲线中dN/dt 随时间的变化曲线如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 试管中培养酵母菌时,因为资源是有限的,在一段时间内其种群数量呈“S ”形增长
B. 在dN/dt最大值时种群数量为K/2
C. 若将横坐标改成种群数量(N),dN/dt随着N 变化的曲线图与题图相同
D. 影响dN/dt 变化的因素有食物、天敌、气温等非密度制约因素
15. 我国的许多谚语和诗词都蕴含着丰富的生物学道理。下列有关诗词或谚语所对应的生态学观点中,不正确的是( )
A. “一山不容二虎”的原因是生态系统的能量流动是“单向流动,逐级递减”的
B. “金山银山不如绿水青山,绿水青山就是金山银山”体现了生物多样性的价值
C. “水光潋滟晴方好,山色空蒙雨亦奇”的美景让人心旷神怡,体现了生物多样性的直接价值
D. “落红不是无情物,化作春泥更护花”体现了微生物能通过分解作用为植物提供物质和能量
16. 啤酒、味精和胰岛素的工业化生产比传统发酵生产要复杂的多,需要通过发酵工程来实现。下列相关叙述错误的是( )
A. 利用酵母菌发酵生产的单细胞蛋白,可作为食品添加剂
B. 以大豆为主要原料,利用黑曲霉水解其中蛋白质,经淋洗、调制成酱油
C. 青贮饲料中添加酵母菌,可以提高饲料的品质,使饲料保鲜,动物食用后还能提高免疫力
D. 传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,发酵工程则以单一菌种的液体发酵为主
17. 酚类物质在不同的外植体中含量有较大的差异。当植物组织受到外界环境胁迫时,酚类在氧化酶的催化下与氧气反应产生醌类物质,醌类物质会导致愈伤组织褐化、细胞坏死。下列叙述正确的是( )
A. 醌类物质由植物自身代谢活动产生,属于初生代谢物
B. 诱导愈伤组织形成的过程中,需要给予适当强度的光照
C. 应选择酚类物质含量较低的外植体进行植物组织培养
D. 为了避免褐化,应将外植体全部插入培养基中
18. 随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛,请据图分析下列叙述不正确的是( )
A. 供体2提供的细胞B为MII的卵母细胞,为了大量获取细胞B,需对供体2注射促性腺激素,使其超数排卵
B. 应用4没有体现胚胎干细胞的全能性
C. 图中产生小牛的几个途径中,只有通过应用3形成小牛的过程属于无性繁殖
D. 图中使用核移植技术获得重组细胞,最终获得的良种小牛性别为雌性
二、非选择题(4小题,共64分)
19. 据《汜胜之书》记载,在瓜田中“又种薤十根,令周回瓮,居瓜子外。至五月瓜熟,薤可拔卖之,与瓜相避,又可种小豆于瓜中,亩四五升”,这就是我国立体农业的雏形。某地大力推广立体种植果园,在果园内同时种植多种农作物。科研人员将果园划分为四个区域(各区域的外界条件相同),分别设置苹果-蔬菜(MB)、苹果-草本植物(MH)、苹果-人工除草(MW)、苹果-玉米(MZ)四种模式,一段时间后,对四个区域中的土壤小动物类群进行调查,结果如图。请回答:
(1)瓜田立体农业充分利用了群落的________(写2个)来增产。果园中小动物比较多,常用________法调查土壤小动物类群的丰富度。
(2)据上述信息推测________组的抵抗力稳定性可能最高,原因是________。
(3)与单一种植果园相比,复合种植果园姹紫嫣红,花香四溢,吸引了众多的天敌昆虫和传粉昆虫,这表明生态系统的信息传递具有________的功能。复合种植果园经济效益良好,也有保持土壤肥力、涵养水源等作用,体现了生物多样性的________价值。
(4)某区域果园生态系统中存在三 个 营养级,其能量流 动情况 如下 表(单位:×10³kJ)。由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是________。
营养级
第一营养级
第二营养级
第三营养级
同化量
500
Y
Z
呼吸作用消耗
132
26.5
8.8
未被利用
282
34.3
7.1
流向分解者
X
22
1.1
20. 研究发现,乙烯会促进植物叶片的衰老,而植物体内的RIE1酶和ACS7酶会通过调节乙烯的合成影响叶片的衰老。为研究这两种酶的调控机制,进行了如下两个实验。
【实验一]为研究RIE1酶和ACS7酶能否相互结合,科学家利用蛋白质工程使RIE1酶接上 GST标签肽段,ACS7酶接上His标签肽段,使两种改造后的酶单独或共表达于三组大肠杆菌中:R表示单独表达RIE1-GST的大肠杆菌组,A表示单独表达ACS7-His的大肠杆菌组,R+A表示共表达RIE1-GST和ACS7-His的大肠杆菌组。裂解三组大肠杆菌,分别纯化含GST标签的蛋白质,再利用GST抗体和His抗体对纯化获得的蛋白质进行检测,某次实验结果如图1所示。
【实验二]以拟南芥为实验材料,检测了野生型(WT)、RIE1酶功能缺失突变体(r)、ACS7 酶功能缺失突变体(a)和RIEI/ACS7双酶功能缺失突变体(r/a)的乙烯产量,统计结果如图2所示。
回答下列问题:
(1)在光反应阶段,光能被叶绿体类囊体薄膜上的色素捕获后,光能转化成_________中的化学能。当受到光照射时,植物细胞内__________的结构会发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响叶绿素相关基因的表达。
(2)除乙烯外,植物体中促进叶片衰老的激素还有_______;乙烯在植物体中还能发挥的生理作用有____________(回答一点即可)。
(3)实验一中GST标签、His标签均不影响蛋白质的功能。若已证实R1E1酶与 ACS7 酶能够相互结合,则可推断该次实验结果中有1条异常条带,该条带为___________(填序号)。
(4)RIE1 酶与ACS7酶能通过结合相互作用,共同调控乙烯产量。联系实验二结果分析,_________酶直接调控乙烯合成,判断依据为__________。据此,进一步推测RIE1酶调控叶片衰老的机制为____________。
21. 拟南芥是科学研究中的模式植物。科研人员欲将黄粉虫细胞内的抗冻蛋白基因TmAFP导入拟南芥细胞中培育拟南芥耐低温(-5℃以下)新品种,为进一步培育抗寒经济作物品种提供一些理论依据,图1为TmAFP基因片段,图2为质粒,图3为相关限制酶切割位点(箭头表示切割位点)。据图回答问题。
注:Kanr为卡那霉素抗性基因;Bar为草铵膦(一种除草剂)抗性基因;Ampf为氨苄青霉素抗性基因:农杆菌对卡那霉素、氨苄青霉素敏感
(1)对TmAFP基因进行PCR扩增,在PCR反应体系中加入的缓冲液中含有Mg2+,Mg2+的作用是________。若利用PCR技术扩增1个TmAFP基因,共消耗了126个引物分子,则该过程DNA扩增了_______次。
(2)基因表达载体的构建时将质粒与抗冻蛋白基因TmAFP连接起来可得到重组质粒,为确保TmAFP基因正确插入质粒,最好选用限制酶_______切割质粒。
(3)采用农杆菌转化法将重组质粒导入拟南芥细胞,需要先用Ca2+处理农杆菌,使其成为感受态细胞,再将含有目的基因的重组Ti质粒导入农杆菌细胞。然后利用含_______的培养基对成功导入含重组质粒的农杆菌进行筛选。然后将含重组质粒的农杆菌与拟南芥子叶进行共培养,共培养一段时间后,再把拟南芥子叶转移到含有_______的筛选培养基上培养,以获得转化成功的子叶细胞。
(4)将完成转化的拟南芥细胞M(T-DNA已经插入到拟南芥细胞1号染色体的其中一条上)接种到原理。在形成转基因植株N培养基上培养,形成转基因植株N,该过程利用了_______过程中,由于细胞M中修饰系统的作用,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U.脱氨基过程在细胞M中只发生一次,M在经过4次有丝分裂后,脱氨基位点为A-T的细胞占_______,植株N自交,子一代中含T-DNA的植株占_______。
22. 运动员在马拉松长跑过程中,机体往往出现心跳加快,呼吸加深,大量出汗,口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。回答下列问题:
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于______反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,______中的渗透压感受器产生的兴奋传到大脑皮层,产生渴觉。
(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000mL清水与1000mL生理盐水,其排尿速率变化如图甲所示。
图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是______(填字母),该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗透压下降,______。
(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程受神经-体液共同调节,其中减压反射是调节血压相对稳定重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
①完善实验思路:
Ⅰ.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用生理盐水湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用______,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激______,分别测定血压,并记录。
Ⅳ.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果:设计用于记录Ⅲ、Ⅳ实验结果的表格,并将预测的血压变化填入表中。
减压神经和迷走神经处理后的血压变化表
处理方法
电刺激减压神经中枢端
电刺激减压神经外周端
电刺激迷走神经中枢端
电刺激迷走神经外周端
血压变化
_____
基本不变
_____
_____
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鄂州高中生物4月考试
一、选择题(单选,18小题,共36分)
1. 湖北饮食文化丰富,特产众多,如洪湖莲藕、潜江龙虾、秭归脐橙、武昌鱼等。这些美食特产不仅味美,更蕴含深厚历史文化。下列相关叙述错误的是( )
A. 淀粉是莲藕细胞中的储能物质
B. 龙虾细胞内含有的钙、碳、磷、氮等大量元素大多以离子的形式存在
C. 脐橙鲜榨的橙汁新鲜且营养价值高,橙汁的颜色主要与液泡中的色素有关
D. 武昌鱼细胞中含有2种核酸,5种碱基,8种核苷酸
【答案】B
【解析】
【分析】细胞中的元素包括大量元素(C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg)和微量元素(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu),各种元素大都以化合物的形式存在,如水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸。
【详解】A、淀粉是植物细胞中的储能物质,A正确;
B、细胞中的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在,B错误;
C、脐橙鲜榨的橙汁新鲜且营养价值高,橙汁的颜色主要与液泡中的色素有关,C正确;
D、细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)2种。武昌鱼细胞中核酸既有DNA,也有RNA,含有A、G、C、T、U共5种碱基,4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸,共8种核苷酸,D正确。
故选B。
2. 白条黄单胞杆菌引起的甘蔗白条病是甘蔗生产上影响较严重的细菌性病害之一。下列不属于白条黄单胞杆菌和甘蔗共同点的是( )
A. 具有细胞壁
B. 每个细胞都能独立完成各种生命活动
C. 细胞中含有RNA
D. 细胞中有蛋白质—DNA 复合物
【答案】B
【解析】
【分析】原核细胞:细胞较小,无核膜、无核仁,没有成形的细胞核;遗传物质(一个环状DNA分子)集中的区域称为拟核;没有染色体,DNA不与蛋白质结合;细胞器只有核糖体;有细胞壁,成分与真核细胞不同。
【详解】A、两者均有细胞壁(细菌细胞壁成分为肽聚糖,植物细胞壁为纤维素和果胶),A不符合题意;
B、白条黄单胞杆菌为单细胞生物,每个细胞可独立完成生命活动;甘蔗为多细胞生物,细胞高度分化,单个细胞无法独立完成所有生命活动,B符合题意;
C、原核和真核生物细胞中均含有RNA(如细菌的细胞质RNA、植物细胞的细胞质和细胞核RNA),C不符合题意;
D、原核生物DNA复制时,DNA聚合酶与DNA形成复合物;真核生物的染色体由DNA和组蛋白组成。两者均存在蛋白质-DNA复合物,D不符合题意。
故选B。
3. 某动物(2n)的基因型为Bb,体内不同细胞类型中染色体和核DNA的数目如图1所示,某个细胞中部分染色体的形态如图2所示。下列叙述正确的是( )
A. 据图分析,图2细胞属于图1中的a类型
B. 图1中减数分裂发生的过程为c→b→d→c→e
C. 图1的5种细胞中,一定存在同源染色体的是abc
D. B和b基因的分布是因为发生了染色体互换
【答案】B
【解析】
【分析】据图1可知,图1中a是染色体数为体细胞的2倍,处于有丝分裂后期;b细胞处于减数第一次分裂或者处于有丝分裂前期、中期;c可以是体细胞也可以是处于减数第二次分裂后期的细胞;d为减数第二次分裂的前期或中期细胞;e细胞为精细胞、卵细胞或极体。图2细胞中同源染色体发生联会,处于减数第一次分裂前期。
【详解】A、图2细胞中同源染色体两两配对,且每条染色体含有两个染色单体,因而属于图1中的b类型,A错误;
B、图1中减数分裂发生的过程为c精原细胞或卵原细胞→b减数第一次分裂前、中、后期→d减数第二次分裂前中期→c减数第二次分裂后期→e减数第二次分裂末期结束之后,即精细胞或卵细胞,B正确;
C、在图1的5种细胞类型中,a处于有丝分裂的后期、b处于有丝分裂前期或中期或减数第一次分裂,一定存在同源染色体。c有可能处于减数第二次分裂,不一定存在同源染色体,C错误;
D、根据染色体的颜色可以判断,B和b基因的分布是因为发生了基因突变,D错误。
故选B。
4. CO2是制约光合作用的重要因素。蓝细菌具有特殊的CO2浓缩机制,如下图所示。羧化体具有蛋白质外壳可限制气体扩散,其中的碳酸酐酶可催化和H+反应生成CO2。下列叙述正确的是( )
A. CO2以自由扩散的方式通过蓝细菌的光合片层膜
B. 若羧化体中含量突然下降,短时间内C3的含量会减少
C. 蓝细菌光反应产生的ATP和NADPH分别为暗反应提供能量和还原剂
D. 若将羧化体合成基因成功转入烟草内,则该植株光补偿点高于正常烟草
【答案】B
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生的场所是叶绿体的类囊体薄膜,色素分子吸收、传递和转换的光能,一部分用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分用于合成ATP。暗反应发生的场所是叶绿体基质,首先发生CO2的固定,即CO2和C5结合形成两分子的C3,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。
【详解】A、光合片层膜内二氧化碳浓度经过浓缩后高于光合片层外,故CO2以主动运输的方式通过蓝细菌的光合片层膜,A错误;
B、若羧化体中含量突然下降,短时间内二氧化碳+C5→C3下降,故短时间内C3的含量会减少,B正确;
C、蓝细菌光反应产生的NADPH为暗反应提供能量和作为还原剂,C错误;
D、由题意可知,HCO3- 转运蛋白和CO2转运蛋白有助于提高羧化体中CO2浓度。若将蓝细菌的HCO3- 转运蛋白基因和CO2转运蛋白基因转入烟草内,则转基因成功后,通过CO2浓缩机制,进入叶绿体中的CO2浓度增大,在较弱的光照条件下,光合作用强度即可等于呼吸作用强度,可见,理论上该转基因植株光补偿点比正常烟草要低,D错误。
故选B。
5. 研究发现,在哺乳动物胎儿发育早期,造血干细胞会大量迁移至胎儿的肝脏发生增殖分化。肝细胞分泌的胎球蛋白A由Fetua基因控制合成,该蛋白能保护造血干细胞基因组稳定性,降低突变的概率。下列叙述错误的是( )
A. 造血干细胞与胎儿的早期胚胎细胞分化程度相同
B. 胎儿发育早期,胎儿的肝脏可以产生多种免疫细胞
C. 哺乳动物的肝细胞和造血干细胞都含有Fetua 基因
D. Fetua 基因表达受阻会使胎儿患白血病的风险增大
【答案】A
【解析】
【分析】癌细胞的特征是:无限增殖、形态结构发生改变、易分散和转移,常有“多极分裂”的现象,对不良环境一般具有较强的抵抗力等。细胞癌变的原因分外因和内因,外因是致癌因子,包括物理、化学和生物病毒因子;内因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。
【详解】A、造血干细胞是已经分化的细胞,而早期胚胎细胞具有较高的全能性,分化程度较低。造血干细胞与早期胚胎细胞的分化程度是不同的,造血干细胞的分化程度相对较高,A错误;
B、由题干可知,在哺乳动物胎儿发育早期,造血干细胞会大量迁移至胎儿的肝脏发生增殖分化,而免疫细胞是由造血干细胞分化而来的,所以胎儿发育早期,胎儿的肝脏可以产生多种免疫细胞,B正确;
C、同一个体的体细胞都是由受精卵经有丝分裂和分化形成的,所含的基因相同。哺乳动物的肝细胞和造血干细胞都是体细胞,都含有Fetua基因,C正确;
D、因为胎球蛋白A由Fetua基因控制合成,该蛋白能保护造血干细胞基因组稳定性,降低突变的概率,所以Fetua基因表达受阻,胎球蛋白A不能正常合成,造血干细胞基因组稳定性可能受影响,突变概率增加,会使胎儿患白血病的风险增大,D正确。
故选A。
6. 2024年诺贝尔生理学或医学奖花落微 RNA(miRNA)领域,该成果可用于治疗癌症等疾病。miRNA是一类长约22个核苷酸的非编码 RNA,主要作用机制是通过与特定靶mRNA 结合,实现靶mRNA 的降解或抑制其表达。下列叙述错误的是( )
A. miRNA、mRNA都是基因的转录产物
B. miRNA 通过碱基互补配对的方式与靶mRNA 结合形成双链
C. 可通过 miRNA抑制原癌基因或抑癌基因的翻译过程治疗癌症
D. mRNA 完全降解后可得到6种小分子
【答案】C
【解析】
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要解旋酶和RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA等。
【详解】A、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,即RNA是通过DNA转录而来,A正确 ;
B、miRNA通过与RNA 结合成局部双链发挥作用,结合时遵循碱基互补配对原则,B正确;
C、癌症出现的根本原因是原癌基因和抑癌基因突变,导致原癌基因过量表达、抑癌基因表达产物活性减弱或失去活性。若miRNA与抑癌基因的 mRNA结合,抑癌基因不能表达,则可能导致细胞癌变,C错误;
D、mRNA完全降解后可得到4种含氮碱基、磷酸和核糖,共6种小分子,D正确。
故选C。
7. 基因转位主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中,主要用于糖的运输。在研究大肠杆菌对葡萄糖的吸收过程中,发现葡萄糖进入细胞后以磷酸糖的形式存在于细胞质中。整个运输过程通常由5种蛋白质参与,包括酶Ⅰ、酶Ⅱ(包括a、b和c三个亚基)和HPr。下列叙述正确的是( )
A. 酶Ⅰ和PEP在人体细胞也存在
B. PEP中的磷酸基团经过酶Ⅰ、HPr传递给葡萄糖
C. 酶Ⅱc除有运输葡萄糖作用外,还能催化葡萄糖发生磷酸化
D. 酶Ⅰ、酶Ⅱ催化反应过程中,并不会发生空间结构的改变
【答案】A
【解析】
【分析】基团移位是另一种类型的主动运输,它与主动运输方式的不同之处在于它有一个复杂的运输系统来完成物质的运输,而物质在运输过程中发生化学变化。基团转移主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细胞中,主要用于糖的运输,脂肪酸、核苷、碱基等也可以通过这种方式运输。
【详解】A、由图可知,PEP和酶1参与细胞内丙酮酸的形成,人体细胞中也会有丙酮酸的生成,因此酶Ⅰ和PEP在人体细胞中也存在,A正确;
B、由图可知,磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的磷酸基团通过酶Ⅰ的作用转移到 HPr 并将 HPr 激活,使磷酸基团通过HPr转移至酶Ⅱ,经酶Ⅱa和酶Ⅱb传递给葡萄糖,B错误;
C、细胞膜中酶Ⅱc主要起到特异性识别、转运葡萄糖的作用,C错误;
D、由图可知,酶Ⅰ和酶Ⅱ在整个葡萄糖磷酸化的过程中,均会出现酶Ⅰ与酶Ⅱ的自身磷酸化与去磷酸化的过程,蛋白质在磷酸化与去磷酸化过程中,分子的空间结构会发生改变,D错误。
故选A。
8. 图1是某单基因遗传病的遗传系谱图,该病在人群中的发病率为1/8100。科研人员提取了四名女性的DNA,用PCR扩增了与此病相关的基因片段,并对产物酶切后进行电泳(正常基因含有一个限制酶切位点,突变基因增加了一个酶切位点),结果如图2。相关叙述正确的是( )
A. 该病的遗传方式可能为伴X染色体隐性遗传
B. Ⅱ-1与Ⅱ-2婚配生一个患病男孩的概率为1/91
C. 该突变基因新增的酶切位点可能位于310bp或118bp中
D. 扩增Ⅱ-2与此病相关的基因片段,酶切后电泳将产生3种条带
【答案】D
【解析】
【分析】分析图1,Ⅰ-1和Ⅰ-2表现正常,但生下了Ⅱ-2患病女性,所以该病是常染色体隐性遗传病,用A/a表示控制该病的基因,所以,Ⅰ-1和Ⅰ-2基因型是Aa。从图2中可以看出,Ⅱ-3、Ⅱ-4和Ⅰ-2电泳图相同,所以基因型都是Aa,Ⅱ-5与他们不同,但表现正常,基因型是AA。
【详解】A、Ⅰ-1和Ⅰ-2表现正常,但生下了Ⅱ-2的患病女性,所以该病是常染色体隐性遗传病,A错误;
B、该病在人群中的患病率为1/8100,则致病基因频率为1/90,正常基因频率为89/90,根据基因平衡定律,Ⅱ-1表现正常,基因型为Aa的概率=Aa/(AA+Aa)=(2×A基因频率×a基因频率)/(A基因频率×A基因频率+2×A基因频率×a基因频率)=(2×1/90×89/90)/(1/90×1/90+2×1/90×89/90)=2/91,其与Ⅱ-2Aa婚配生一个患病男孩的概率为2/91×1/4=1/182,B错误;
C、结合图2可知,正常基因酶切后可形成长度为310bp和118bp的两种DNA片段,而基因突变酶切后可形成长度为217bp、93bp和118bp的三种DNA片段,这说明突变基因新增的酶切位点位于长度为310bp(217+93)的DNA片段中,C错误;
D、基因突变酶切后可形成长度为217bp、93bp和118bp的三种DNA片段,Ⅱ-2基因型是aa,只含有突变基因,所以酶切后电泳将产生三种条带,D正确。
故选D。
9. 北大西洋西海岸的加拿大底鳉是一种小型鱼类,其体内线粒体中与细胞呼吸有关的乳酸脱氢酶基因LDH-B有多种等位基因,其中等位基因LDH-Bb出现的比例表现出随温度和纬度变化的规律如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. LDH-B的多种等位基因的基因频率之和大于1
B. LDH-Bb基因控制的性状可能与低温下生物供能有关
C. 低温环境诱发LDH-B基因突变,使LDH-Bb的频率增大
D. 低温环境下种群基因频率发生了定向改变,产生了新物种
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:自变量为温度和维度,因变量为等位基因LDH-Bb出现比例,在冷水环境和高维度环境中等位基因LDH-Bb出现比例较高,而温水环境和低纬度环境中其出现比例较低。
【详解】A、假设在一个种群中有一对等位基因A和a,基因A的频率为p,基因a的频率为q,则p+q=1,故LDH-B的多种等位基因的基因频率之和等于1,A错误;
B、题干信息:LDH-B与细胞呼吸有关,题图可知,冷水环境中LDH-Bb比例很高使是因为该基因控制的性状更能适应低温环境,与低温下生物供能有关,B正确;
CD、环境改变不会引起基因发生突变,基因突变具有低频性和不定向性,但是环境会对生物种群进行定向选择,使种群基因频率发生定向改变,种群向更适应该环境的方向进化,但是生物进化不一定产生了新物种,C、D错误。
故选B。
10. 我国科学家颜宁及其团队发现止痛药——大麻二酚能够抑制Na+内流,从而缓解疼痛。机体疼痛与前列腺素E(PGE)密切相关,部分机理如图1.疼痛时肾上腺参与的应激反应如图2.相关叙述错误的是( )
A. 图1中的Na+大量内流可产生动作电位,才能最终产生痛觉
B. 据图1知,药物镇痛机理可能是抑制环氧化酶的活性,减少PGE的产生,降低痛觉感受器对致痛物质的敏感性
C. 据图2知,疼痛时肾上腺髓质分泌的激素d会增加,该反射的效应器是肾上腺髓质
D. 图2中由疼痛引起激素c的分泌过程属于神经-体液调节
【答案】C
【解析】
【分析】反射弧是反射的结构基础,适宜的刺激和完整的反射弧是发生反射的前提,完整的反射弧应该包括:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器,效应器是指传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体。
【详解】A、根据题意,大麻二酚能够抑制Na+内流,从而缓解疼痛。因此图1中的Na+大量内流可产生动作电位,促进感受器对致痛物质的敏感性,使得最终在大脑皮层产生痛觉,A正确;
B、产生痛觉的部位是大脑皮层;分析图1可知,PGE可以促进痛觉感受器对致痛物质的敏感性,药物镇痛机理可能是抑制环氧化酶的活性,减少PGE的产生,降低痛觉感受器对致痛物质的敏感性,B正确;
C、效应器是指传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体,肾上腺髓质属于人体的内分泌腺,在该神经调节过程中,传出神经末梢及其所支配的肾上腺髓质一起构成效应器,C错误;
D、图2中激素c的分泌是通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴来进行的,说明激素c的分泌过程存在分级调节,该过程的调节是在疼痛等刺激下引起的,因此该过程存在大脑皮层的参与,故也属于神经-体液调节,D正确。
故选C。
11. 研究发现,阿尔茨海默病患者认知能力的下降、语言能力的退化与巨噬细胞的大量衰老死亡有紧密联系。巨噬细胞衰老往往会导致细胞内的有氧呼吸基本处于“关闭”状态,这一改变与一种关键酶PGE2有关。当PGE2与其受体EP2结合时,会激活糖原合成酶。激活的糖原合成酶将葡萄糖添加到糖原链中,使得细胞需要能量时无法利用葡萄糖,下列叙述错误的是( )
A. 巨噬细胞属于免疫细胞,具有吞噬消化、抗原处理和呈递功能
B. 衰老的巨噬细胞可能无法清除脑细胞之间的“垃圾”,最终导致了认知能力的下降
C. 巨噬细胞无法得到充足的能量供应是导致其衰老死亡的直接原因
D. 语言功能属于人脑特有的高级功能,涉及人类的听、说、读、写
【答案】C
【解析】
【分析】免疫细胞是执行免疫功能的细胞,它们来自骨髓的造血干细胞,包括各种类型的白细胞,如淋巴细胞、树突状细胞和巨噬细胞等。巨噬细胞几乎分布于机体的各种组织中,具有吞噬消化、抗原处理和呈递功能。
【详解】A、免疫细胞是执行免疫功能的细胞,包括各种类型的白细胞,如淋巴细胞、树突状细胞和巨噬细胞等。巨噬细胞几乎分布于机体的各种组织中,具有吞噬消化、抗原处理和呈递功能,A正确;
B、依题意,认知能力的下降与巨噬细胞的大量衰老死亡有紧密联系,巨噬细胞具有吞噬消化、抗原处理的能力,衰老的巨噬细胞可能无法清除脑细胞之间的“垃圾”,最终导致了认知能力的下降,B正确;
C、依题意,巨噬细胞衰老会导致细胞内的有氧呼吸基本处于“关闭”状态,进而使细胞能量供应不足,C错误;
D、语言功能是人脑特有的高级功能,它包括与语言、文字相关的全部智能活动,涉及人类的听、说、读、写,D正确。
故选C。
12. 糖皮质激素是一种免疫抑制剂,由肾上腺皮质分泌,可以抑制特异性免疫。人在悲伤或压力过大时,糖皮质激素的分泌会迅速增加,相关调节过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
CRH:促肾上腺皮质激素释放激素,ACTH:促肾上腺皮质激素
A. 人可通过口服适量的ACTH促进糖皮质激素的分泌
B. 压力过大导致下丘脑释放CRH增多的过程属于神经调节
C. 过敏患者使用糖皮质激素可以缓解过敏症状,但是经常性使用对健康不利
D. 接受器官移植的患者常服用甲泼尼龙,可推测其作用效果与糖皮质激素相似
【答案】A
【解析】
【分析】分析图可知,糖皮质激素分泌的调节主要是通过下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴来进行的,也受免疫系统的调节。体现了糖皮质激素分泌的调节机制是分级调节(下丘脑→垂体→肾上腺皮质的分级调节)和反馈调节(糖皮质激素会抑制下丘脑和垂体的分泌)。
【详解】A、ACTH的化学本质是蛋白质,不能口服,A错误;
B、应激状态下,下丘脑释放的CRH增多,最终导致糖皮质激素增多,在此过程中下丘脑属于反射弧组成部分中的效应器,因此压力过大导致下丘脑释放CRH增多的过程属于神经调节,B正确;
C、过敏患者是由于免疫能力过强导致的,过敏患者使用糖皮质激素可以缓解过敏症状,但是糖皮质激素使用过多,会导致CRH、ACTH分泌减少,经常性使用对健康不利,C正确;
D、糖皮质激素是一种免疫抑制剂,可以抑制特异性免疫,接受器官移植的患者常服用甲泼尼龙,可推测其作用效果与糖皮质激素相似,D正确。
故选A。
13. 保幼激素(JH)是鳞翅目类昆虫咽侧体分泌的一种激素,对幼虫的生长、发育以及结茧等过程有显著调控作用。JH可以作用于幼虫的表皮细胞,延迟蜕皮从而延长昆虫幼龄期和维持幼虫特征,人工合成的JH类似物可作为外用喷洒农药使用,通过昆虫的表皮吸收,阻滞昆虫的正常发育。下列相关叙述错误的是( )
A. JH作用于表皮细胞,延迟蜕皮,体现了生态系统中信息传递对昆虫生命活动的影响
B. JH类似物在生产上可用于延长家蚕幼虫期,蚕可以多吃一段时间的桑叶,增加吐丝量
C. JH类似物能紊乱昆虫自身的激素水平,具有活性高,用量少的特点
D. JH类似物作为农药使用,需要合理考虑施用浓度、时间以及施用时昆虫的生理状态等
【答案】A
【解析】
【分析】激素调节的特点:(1)通过体液进行运输:内分泌腺没有导管,内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递各种信息。(2)作用于靶器官、靶细胞:激素与靶细胞上的特异性受体结合,引发细胞内的代谢速率发生改变,从而起调节作用。(3)作为信使传递信息:激素将信息从内分泌细胞传递给靶细胞,靶细胞发生一系列的代谢变化。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活,因此体内需要不断产生激素,从维持激素含量的动态平衡。(4)微量和高效:正常生理状态下,血液中激素浓度都很低。
【详解】A、JH作用于表皮细胞,延迟蜕皮,JH作为信使传递信息从而影响昆虫的生命活动,并没有体现出生态系统的信息传递,A错误;
B、JH类似物可以阻滞昆虫的正常发育,在生产上可用于延长家蚕幼虫期,蚕可以多吃一段时间的桑叶,增加吐丝量,B正确;
C、JH类似物能紊乱昆虫自身的激素水平,具有活性高,用量少(即微量高效)的特点,C正确;
D、JH类似物作为农药使用,需要合理考虑施用浓度、时间以及施用时昆虫的生理状态等,以实现害虫的有效防治,D正确。
故选A。
14. 种群数量瞬间改变量(dN/dt)表示在瞬间或极短时间内种群数量的变化量。“S ”形增长曲线中dN/dt 随时间的变化曲线如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 试管中培养酵母菌时,因为资源是有限的,在一段时间内其种群数量呈“S ”形增长
B. 在dN/dt最大值时种群数量为K/2
C. 若将横坐标改成种群数量(N),dN/dt随着N 变化的曲线图与题图相同
D. 影响dN/dt 变化的因素有食物、天敌、气温等非密度制约因素
【答案】D
【解析】
【分析】当食物和空间有限,自然条件不断变化,存在种内竞争和种间竞争时,种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定,增长曲线呈“S ”形。
【详解】A、试管中培养酵母菌时,因为资源和空间是有限的,在一段时间内其种群数量呈“S”形增长 ,A正确;
B、 dN/dt表示在瞬间或极短时间内种群数量的变化量,即种群的增长速率。种群增长速率(dN/dt)在种群数量达到环境容纳量(K)的一半时达到最大值,B正确;
C、“S ”形增长曲线中,种群数量呈现增长然后达到相对稳定,dN/dt与N的关系是一个抛物线,与时间t的关系曲线形状相同,C正确;
D、食物、天敌是密度制约因素,D错误。
故选D
15. 我国的许多谚语和诗词都蕴含着丰富的生物学道理。下列有关诗词或谚语所对应的生态学观点中,不正确的是( )
A. “一山不容二虎”的原因是生态系统的能量流动是“单向流动,逐级递减”的
B. “金山银山不如绿水青山,绿水青山就是金山银山”体现了生物多样性的价值
C. “水光潋滟晴方好,山色空蒙雨亦奇”的美景让人心旷神怡,体现了生物多样性的直接价值
D. “落红不是无情物,化作春泥更护花”体现了微生物能通过分解作用为植物提供物质和能量
【答案】D
【解析】
【分析】1、生态系统的能量流动特点是单向流动,逐级递减。
2、生物多样性的价值主要包括直接价值、间接价值和潜在价值。
【详解】A、“一山不容二虎”是因为虎的营养级高,而能量的流动是单向流动、逐级递减的,虎所获得的能量少,A正确;
B、“金山银山不如绿水青山,绿水青山就是金山银山”体现了生物多样性生态方面的价值,属于间接价值,B正确;
C、“水光潋滟晴方好,山色空蒙雨亦奇”的美景让人心旷神怡,体现了生物多样性的观赏价值,属于直接价值,C正确;
D、“落红不是无情物,化作春泥更护花”反映生态系统中的物质可循环利用,但能量不能循环利用,微生物不能为植物提供能量,D错误;
故选D。
16. 啤酒、味精和胰岛素的工业化生产比传统发酵生产要复杂的多,需要通过发酵工程来实现。下列相关叙述错误的是( )
A. 利用酵母菌发酵生产的单细胞蛋白,可作为食品添加剂
B. 以大豆为主要原料,利用黑曲霉水解其中的蛋白质,经淋洗、调制成酱油
C. 青贮饲料中添加酵母菌,可以提高饲料的品质,使饲料保鲜,动物食用后还能提高免疫力
D. 传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,发酵工程则以单一菌种的液体发酵为主
【答案】C
【解析】
【分析】发酵是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程;人们可以通过传统发酵技术或发酵工程来进行发酵生产;传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,发酵工程一般包括菌种的选育和培养物、产物的分离和提纯等环节,且发酵工程以单一菌种的液体发酵为主。
【详解】A、用酵母菌等生产的单细胞蛋白可作为食品添加剂,甚至制成“人造肉”供人们直接食用,A正确;
B、酱油产品的生产,以大豆为主要原料,利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉)进行发酵,霉菌产生的蛋白酶和肽酶将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸,然后经淋洗、调制成的酱油产品,B正确;
C、在青贮饲料中添加乳酸菌,通过乳酸菌的发酵,可以提高饲料品质,使饲料保鲜,同时动物食用后还能提高动物免疫力,C错误;
D、发酵是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程,传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,发酵工程则以单一菌种的液体发酵为主,D正确。
故选C。
17. 酚类物质在不同的外植体中含量有较大的差异。当植物组织受到外界环境胁迫时,酚类在氧化酶的催化下与氧气反应产生醌类物质,醌类物质会导致愈伤组织褐化、细胞坏死。下列叙述正确的是( )
A. 醌类物质由植物自身代谢活动产生,属于初生代谢物
B. 诱导愈伤组织形成的过程中,需要给予适当强度的光照
C. 应选择酚类物质含量较低外植体进行植物组织培养
D. 为了避免褐化,应将外植体全部插入培养基中
【答案】C
【解析】
【分析】酚类物质和O2在多酚氧化酶(PPO)的催化下生成醌类化合物,醌类化合物进而与蛋白质聚合,使组织褐变;同时生成的醌类化合物会促进酚类物质的合成,进一步加剧植物组织褐变。
【详解】A、醌类物质不是植物基本生命活动所必须的,属于次生代谢物,A错误;
B、诱导愈伤组织形成的过程中,一般不需要光照,B错误;
C、酚类物质在不同的外植体中含量有较大的差异,应选择酚类物质含量较低的外植体进行植物组织培养,C正确;
D、切割可能破坏组织细胞,使褐变产生,因此应尽量减少切割面积和外植体体积比来降低褐变率,不能将外植体全部插入培养基中,D错误。
故选C。
18. 随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛,请据图分析下列叙述不正确的是( )
A. 供体2提供的细胞B为MII的卵母细胞,为了大量获取细胞B,需对供体2注射促性腺激素,使其超数排卵
B. 应用4没有体现胚胎干细胞的全能性
C. 图中产生小牛的几个途径中,只有通过应用3形成小牛的过程属于无性繁殖
D. 图中使用核移植技术获得重组细胞,最终获得的良种小牛性别为雌性
【答案】C
【解析】
【分析】1、应用1中:供体1提供细胞核,供体2提供细胞质,经过核移植技术形成重组细胞,并发育形成早期胚胎,再胚胎移植到受体子宫发育成小牛,称为克隆牛。
2、应用2中:优良公牛和供体1配种形成受精卵,并发育成早期胚胎,再胚胎移植到受体子宫发育成小牛,属于有性生殖。
3、应用3中:采用了胚胎分割技术。
4、应用4中:从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞,并进行体外干细胞培养。
【详解】A、细胞B为去核卵母细胞,去核卵母细胞应发育到减数第二次分裂中期再进行受精,可以通过对供体2注射促性腺激素的方法使其超数排卵,获取大量的细胞B即卵母细胞,A正确;
B、应用4中:从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞,培养出特定的组织和器官,未体现胚胎干细胞的全能性,B正确;
C、图中生产小牛的途径中,应用1核移植和应用3胚胎分割均属于无性生殖,C错误;
D、图中核移植过程中,提供细胞核的供体1是雌性,故核移植获得的小牛为雌性,D正确。
故选C。
二、非选择题(4小题,共64分)
19. 据《汜胜之书》记载,在瓜田中“又种薤十根,令周回瓮,居瓜子外。至五月瓜熟,薤可拔卖之,与瓜相避,又可种小豆于瓜中,亩四五升”,这就是我国立体农业的雏形。某地大力推广立体种植果园,在果园内同时种植多种农作物。科研人员将果园划分为四个区域(各区域的外界条件相同),分别设置苹果-蔬菜(MB)、苹果-草本植物(MH)、苹果-人工除草(MW)、苹果-玉米(MZ)四种模式,一段时间后,对四个区域中的土壤小动物类群进行调查,结果如图。请回答:
(1)瓜田立体农业充分利用了群落的________(写2个)来增产。果园中小动物比较多,常用________法调查土壤小动物类群的丰富度。
(2)据上述信息推测________组的抵抗力稳定性可能最高,原因是________。
(3)与单一种植果园相比,复合种植果园姹紫嫣红,花香四溢,吸引了众多的天敌昆虫和传粉昆虫,这表明生态系统的信息传递具有________的功能。复合种植果园经济效益良好,也有保持土壤肥力、涵养水源等作用,体现了生物多样性的________价值。
(4)某区域果园生态系统中存在三 个 营养级,其能量流 动情况 如下 表(单位:×10³kJ)。由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是________。
营养级
第一营养级
第二营养级
第三营养级
同化量
500
Y
Z
呼吸作用消耗
132
26.5
8.8
未被利用
282
34.3
7.1
流向分解者
X
2.2
1.1
【答案】(1) ①. 空间结构、季节性、种间关系、生态位 ②. 取样器取样
(2) ①. 苹果-草本植物(MH) ②. 该组生物类群数最多,营养结构较复杂
(3) ①. 调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定 ②. 直接和间接
(4)16%
【解析】
【分析】生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
【小问1详解】
瓜田立体农业利用了群落中不同生物垂直方向上的分布特点,且每种生物都占据不同的生态位,瓜田立体农业充分利用了群落的空间结构、季节性、种间关系、生态位等来增产;土壤小动物具有身体微小、活动能力强等特点,常用取样器取样法调查其类群的丰富度。
【小问2详解】
一般而言,生态系统的生物种类越多,营养结构越复杂,抵抗力稳定越高,据表可知,苹果-草本植物(MH)组生物类群数最多,营养结构较复杂,故其抵抗力稳定性可能最高。
【小问3详解】
与单一种植果园相比,复合种植果园姹紫嫣红,花香四溢,吸引了众多的天敌昆虫和传粉昆虫(发生在不同生物之间),这表明生态系统的信息传递具有调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定的功能;复合种植果园经济效益良好,体现了其直接价值,而也有保持土壤肥力、涵养水源等作用,体现了生物多样性的间接价值。
【小问4详解】
能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值,第二营养级的同化量=26.5+34.3+2.2+17(Z=8.8+7.1+0.1)=80,第一营养级的同化量=500,则由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是80/500×100%=16%。
20. 研究发现,乙烯会促进植物叶片的衰老,而植物体内的RIE1酶和ACS7酶会通过调节乙烯的合成影响叶片的衰老。为研究这两种酶的调控机制,进行了如下两个实验。
【实验一]为研究RIE1酶和ACS7酶能否相互结合,科学家利用蛋白质工程使RIE1酶接上 GST标签肽段,ACS7酶接上His标签肽段,使两种改造后的酶单独或共表达于三组大肠杆菌中:R表示单独表达RIE1-GST的大肠杆菌组,A表示单独表达ACS7-His的大肠杆菌组,R+A表示共表达RIE1-GST和ACS7-His的大肠杆菌组。裂解三组大肠杆菌,分别纯化含GST标签的蛋白质,再利用GST抗体和His抗体对纯化获得的蛋白质进行检测,某次实验结果如图1所示。
【实验二]以拟南芥为实验材料,检测了野生型(WT)、RIE1酶功能缺失突变体(r)、ACS7 酶功能缺失突变体(a)和RIEI/ACS7双酶功能缺失突变体(r/a)的乙烯产量,统计结果如图2所示。
回答下列问题:
(1)在光反应阶段,光能被叶绿体类囊体薄膜上的色素捕获后,光能转化成_________中的化学能。当受到光照射时,植物细胞内__________的结构会发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响叶绿素相关基因的表达。
(2)除乙烯外,植物体中促进叶片衰老的激素还有_______;乙烯在植物体中还能发挥的生理作用有____________(回答一点即可)。
(3)实验一中GST标签、His标签均不影响蛋白质的功能。若已证实R1E1酶与 ACS7 酶能够相互结合,则可推断该次实验结果中有1条异常条带,该条带为___________(填序号)。
(4)RIE1 酶与ACS7酶能通过结合相互作用,共同调控乙烯产量。联系实验二结果分析,_________酶直接调控乙烯合成,判断依据为__________。据此,进一步推测RIE1酶调控叶片衰老的机制为____________。
【答案】(1) ①. ATP和NADPH ②. 光敏色素
(2) ①. 脱落酸 ②. 促进果实成熟
(3)③ (4) ①. ACS7 ②. a组中的乙烯产量与r/a组相同 ③. RIE1酶通过抑制ACS7酶的活性,减少乙烯的合成,从而延缓叶片衰老
【解析】
【分析】植物激素是植物体的一定部位产生的对植物体的新陈代谢、生长发育等生命活动起显著调节作用的微量有机物。植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸等。
【小问1详解】
在光反应阶段,光能被叶绿体类囊体薄膜上的色素捕获后,光能转化成ATP和NADPH中的化学能。光敏色素是植物体内具有能接受光信号的一类蛋白质(色素-蛋白质吸复合体),当受到光照射时,植物细胞内光敏色素被激活,结构发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响叶绿素相关基因的表达。
【小问2详解】
脱落酸具有抑制细胞分裂,促进气孔关闭,促进叶和果实衰老和脱落,维持种子休眠等作用。乙烯在植物的作用主要是促进果实成熟,促进开花,促进叶、花、果实脱落。
【小问3详解】
实验一中GST标签、His标签均不影响蛋白质的功能。若已证实R1E1酶与 ACS7 酶能够相互结合,则可推断该次实验结果中有1条异常条带,该条带为③,因为题意中实验操作过程为裂解三组大肠杆菌,分别纯化含GST标签的蛋白质,再利用GST抗体和His抗体对纯化获得的蛋白质进行检测,而A表示单独表达ACS7-His的大肠杆菌组,即该组大肠杆菌细胞中不存在GST蛋白,因而不会有相应的抗原-抗体杂交带。
【小问4详解】
RIE1 酶与ACS7酶能通过结合相互作用,共同调控乙烯产量。图2结果显示,RIE1酶功能缺失突变体(r)中乙烯含量高于野生型,且a组中的乙烯产量与r/a组相同,说明ACS7 酶直接调控乙烯合成。据此推测RIE1酶调控叶片衰老的机制为RIE1酶通过抑制ACS7酶的活性,减少乙烯的合成,而乙烯能促进衰老,从而延缓叶片衰老。
21. 拟南芥是科学研究中的模式植物。科研人员欲将黄粉虫细胞内的抗冻蛋白基因TmAFP导入拟南芥细胞中培育拟南芥耐低温(-5℃以下)新品种,为进一步培育抗寒经济作物品种提供一些理论依据,图1为TmAFP基因片段,图2为质粒,图3为相关限制酶切割位点(箭头表示切割位点)。据图回答问题。
注:Kanr为卡那霉素抗性基因;Bar为草铵膦(一种除草剂)抗性基因;Ampf为氨苄青霉素抗性基因:农杆菌对卡那霉素、氨苄青霉素敏感
(1)对TmAFP基因进行PCR扩增,在PCR反应体系中加入的缓冲液中含有Mg2+,Mg2+的作用是________。若利用PCR技术扩增1个TmAFP基因,共消耗了126个引物分子,则该过程DNA扩增了_______次。
(2)基因表达载体的构建时将质粒与抗冻蛋白基因TmAFP连接起来可得到重组质粒,为确保TmAFP基因正确插入质粒,最好选用限制酶_______切割质粒。
(3)采用农杆菌转化法将重组质粒导入拟南芥细胞,需要先用Ca2+处理农杆菌,使其成为感受态细胞,再将含有目的基因的重组Ti质粒导入农杆菌细胞。然后利用含_______的培养基对成功导入含重组质粒的农杆菌进行筛选。然后将含重组质粒的农杆菌与拟南芥子叶进行共培养,共培养一段时间后,再把拟南芥子叶转移到含有_______的筛选培养基上培养,以获得转化成功的子叶细胞。
(4)将完成转化的拟南芥细胞M(T-DNA已经插入到拟南芥细胞1号染色体的其中一条上)接种到原理。在形成转基因植株N培养基上培养,形成转基因植株N,该过程利用了_______过程中,由于细胞M中修饰系统的作用,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U.脱氨基过程在细胞M中只发生一次,M在经过4次有丝分裂后,脱氨基位点为A-T的细胞占_______,植株N自交,子一代中含T-DNA的植株占_______。
【答案】(1) ①. 激活Taq DNA聚合酶(激活耐高温的DNA聚合酶、激活Taq酶) ②. 6
(2)Sma I、Xba I
(3) ①. 卡那霉素 ②. 草铵膦
(4) ①. 植物细胞的全能性 ②. 7/16 ③. 3//4
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。其中,基因表达载体的构建是基因工程的核心。引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸;转化是指目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
【小问1详解】
对TmAFP基因进行PCR扩增,在PCR反应体系中加入的缓冲液中含有Mg2+,Mg2+是酶的激活剂,Mg2+的作用是激活Taq DNA聚合酶。PCR技术中DNA的合成方向总是从子链的5'末端向3'末端延伸, 若扩增过程中消耗引物分子126个,说明通过DNA复制产生(126+2)÷2=64个DNA分子,因此DNA扩增了6次。
【小问2详解】
据图1可知,为了目的基因能表达出蛋白质,目的基因应插入启动子和终止子之间,该位置有三种酶(Sma Ⅰ、Xba Ⅰ和Hind Ⅲ)识别序列,据图2可知,Sma Ⅰ和EcoR V切割产生平末端,Xba Ⅰ和Spe Ⅰ产生相同的黏性末端,因此根据目的基因两端的序列,为了成功得到重组质粒,确保TmAFP基因插入载体中的方向正确,最好选用限制酶Sma Ⅰ、Xba Ⅰ切割质粒。
【小问3详解】
质粒上有两个抗性基因,Kanr为卡那霉素抗性基因和Ampf为氨苄青霉素抗性基因,在构建表达载体的过程中,TmAFP基因的插入破坏了Ampf为氨苄青霉素抗性基因,故利用含卡那霉素的培养基对成功导入含重组质粒的农杆菌进行筛选。然后将含重组质粒的农杆菌与拟南芥子叶进行共培养,共培养一段时间后,再把拟南芥子叶转移到含有草铵膦的筛选培养基上培养,以获得转化成功的子叶细胞。
【小问4详解】
在形成转基因植株N培养基上培养,形成转基因植株N,该过程利用了植物细胞的全能性过程。由于M细胞DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,即亲代DNA的此位点由C-G变成了U-G,所以复制4次后,有8个细胞脱氨基位点为C-G,7个细胞脱氮基位点为A-T,1个细胞脱氨基位点为U-A,因此脱氨基位点为A-T的细胞占7/16;T-DNA插入到细胞M的一条染色体上,可以记为+,因此N植株关于是否含有T-DNA的基因型记为+-,如果自交,则子代中相关的基因型为++:+-:-- =1:2:1,故植株N自交,子代含有T-DNA的植株占3/4。
22. 运动员在马拉松长跑过程中,机体往往出现心跳加快,呼吸加深,大量出汗,口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。回答下列问题:
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于______反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,______中的渗透压感受器产生的兴奋传到大脑皮层,产生渴觉。
(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000mL清水与1000mL生理盐水,其排尿速率变化如图甲所示。
图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是______(填字母),该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗透压下降,______。
(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程受神经-体液共同调节,其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
①完善实验思路:
Ⅰ.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用生理盐水湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用______,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激______,分别测定血压,并记录。
Ⅳ.对迷走神经进行重复Ⅲ操作。
②预测实验结果:设计用于记录Ⅲ、Ⅳ实验结果的表格,并将预测的血压变化填入表中。
减压神经和迷走神经处理后的血压变化表
处理方法
电刺激减压神经中枢端
电刺激减压神经外周端
电刺激迷走神经中枢端
电刺激迷走神经外周端
血压变化
_____
基本不变
_____
_____
【答案】(1) ①. 条件 ②. 下丘脑
(2) ①. A ②. 抗利尿激素的合成和释放减少,肾小管和集合管对水分的重吸收减少,尿量增加
(3) ①. 适宜强度电刺激迷走神经 ②. 减压神经的外周端和中枢端 ③. 下降 ④. 基本不变 ⑤. 下降
【解析】
【分析】1、人体的水平衡调节过程:当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少。同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)。
2、条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式。
【小问1详解】
听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程是后天学习和训练习得的,属于条件反射;大量出汗导致血浆渗透压升高,下丘脑中的渗透压感受器产生的兴奋传到大脑皮层,产生渴觉。
【小问2详解】
由于引用清水后尿量会增加,图中曲线A表示尿量增加,所以图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是A。饮用清水后,引起血浆渗透压降低,从而减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激,导致抗利尿激素分泌减少,使肾小管和集合管对水的重吸收减少,引起尿量增加。
【小问3详解】
由题意可知,本实验目的是验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,则实验可通过刺激剪断后的中枢端和外周段,然后通过血压的测定进行比较。
①完善实验思路:
Ⅰ.实验过程中为确保实验材料的功能正常,需随时用生理盐水湿润神经;
Ⅱ.同时需要检查减压神经和迷走神经自身功能是否正常,用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经,测定血压,血压下降;
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经。分别用适宜强度电刺激减压神经的中枢端和外周段,测定血压,根据是否减压反射的效果确定减压神经为传入神经。
②据图乙可知,若传入神经是减压神经,则外周端与感受器相连,中枢端与神经中枢相连,从结扎中间剪断神经,刺激外周端,兴奋不能传到神经中枢,血压不下降;刺激中枢端,产生的兴奋可传导至神经中枢,使血压下降。若传出神经是迷走神经,则外周端与效应器相连,中枢端与神经中枢相连,从结扎中间剪断神经,刺激外周端,产生的兴奋可传导至效应器,使血压下降;刺激中枢端,兴奋不能传到效应器,血压不下降。
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