内容正文:
湖北省部分高中协作体2024--2025学年下学期期中联考
高三生物试题
本试卷共8页,共22题,全卷满分100分,考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项:
1、答题前,请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答:用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将答题卡上交。
一、单项选择题:本题共18小题,每题2分,共36分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 1965年,我国科学家在世界上率先合成具有生物活性的结晶牛胰岛素,其大致过程是根据已知的氨基酸序列,先用化学方法分别合成胰岛素A、B两条肽链,再催化两条肽链间形成二硫键。下列分析正确的是( )
A. 上述合成胰岛素的方法必须利用mRNA为模板
B. 一些氨基酸R基上的氨基或羧基参与肽键的形成
C. 形成二硫键后,A、B两条肽链的肽键数目增多、形成更复杂的空间结构
D. 若小鼠被注射该产物后出现低血糖症状,则说明该产物具有生物活性
2. 冰点降低法是测定溶液渗透压精确物理化学方法。纯水在标准大气压下冰点为0℃,冰点降低值与溶液摩尔浓度成比例关系。FM-4型国产冰点渗透压计的测算公式为:OS=△t/1.857(0S为1kg水中所溶解溶质颗粒数目,可反映溶液渗透压大小;△t为冰点降低值)。经过对若干不同待测植物材料的专业处理,分别测得其细胞液冰点降低值如下表。下列相关叙述错误的是( )
植物材料组别
1
2
3
4
5
6
冰点降低值(℃)
0.58
0.83
0.96
1.23
0.78
0.76
A. 精确测定植物细胞的渗透压有利于农业生产中化肥的定量使用
B. 将各组植物材料分别放入冰点降低值为0.88℃的蔗糖溶液中,3、4组的植物细胞吸水
C. 将各组植物材料分别放入冰点降低值为0.88℃的蔗糖溶液中,稳定后各组细胞液渗透压均相同
D. 植物细胞的失水与吸水主要与液泡有关,其中溶解有糖类、蛋白质、无机盐和色素等物质
3. 某生物(2n=10)的精巢中精原细胞进行不同方式的细胞分裂,下列相关叙述正确的是( )
A. 有丝分裂前期和减数分裂Ⅱ前期,细胞中的染色体数不同,但DNA数相同
B. 在减数分裂Ⅰ的前期和后期,都有可能发生基因重组现象
C. 有丝分裂后期细胞中有10对染色体,减数分裂Ⅱ后期细胞中有5对染色体
D. 间期完成染色体复制后,DNA和染色体同时加倍
4. 下列细胞为生物体体细胞,所对应生物体自交后代性状分离比为9:3:3:1的是(不考虑交叉互换)( )
A. B. C. D.
5. 下列关于参与翻译过程的 mRNA 和 tRNA 的叙述正确的是( )
A. 当mRNA沿着核糖体移动至起始密码子时,翻译过程即开始
B. 进入核糖体的一个tRNA会先后占据mRNA上两个结合位点
C. 参与该过程的各种RNA均为单链结构,且没有氢键
D. mRNA 上的密码子种类发生改变可能导致蛋白质功能改变
6. 下列关于生物进化和生物多样性的叙述,正确的是( )
A. 热带任何地区的物种多样性一定高于温带
B. 外来物种一定会导致本地物种多样性降低
C. 共同进化既存在于食植动物和食肉动物之间,也存在于植物和食植动物之间
D. 生物多样性会随群落演替的进程而逐渐增加,但该群落中不会发生生物进化
7. 神经—肌肉接头能将兴奋从神经元传递到肌细胞。研究发现,肉毒梭菌毒素能阻止神经末梢释放乙酰胆碱(ACh),黑寡妇蜘蛛毒素则可促进神经末梢释放ACh,最终将导致ACh耗竭,美洲箭毒和α-银环蛇毒可特异性阻断突触后膜上ACh受体,有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶(能水解乙酰胆碱)的活性。下列相关叙述错误的是( )
A. 美洲箭毒和α-银环蛇毒都能够阻断ACh进入突触后细胞发挥作用
B. 兴奋在神经—肌肉接头处发生的是电信号→化学信号→电信号的转变
C. 有机磷农药使乙酰胆碱不能及时被水解,进而引起肌肉持续收缩
D. 黑寡妇蜘蛛毒素和肉毒梭菌毒素持续作用后,最终均可导致肌细胞不能收缩
8. 下列有关人体内激素的叙述,正确的是
A. 运动时,肾上腺素水平升高,可使心率加快,说明激素高能化合物
B. 饥饿时,胰高血糖素水平升高,促进糖原分解,说明激素具有酶催化活性
C. 进食后,胰岛素水平升高,其既可加速糖原合成,也可作为细胞的结构组分
D. 青春期,性激素水平升高,随体液到达靶细胞,与受体结合可促进机体发育
9. T细胞的受体蛋白PD-1(程序死亡蛋白-1)信号途径有调控T细胞的增殖、活化和细胞免疫等功能。肿瘤细胞膜上的PD-L1蛋白与T细胞的受体PD-1结合引起的一种作用如图所示。下列叙述错误的是( )
A. PD-Ll抗体和PD-1抗体具有肿瘤免疫治疗作用
B. PD-L1蛋白可使肿瘤细胞逃脱T细胞的细胞免疫
C. PD-L1与PD-1的结合增强T细胞的肿瘤杀伤功能
D. 若敲除肿瘤细胞PD-L1基因,可降低该细胞的免疫逃逸
10. 石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎产量的影响,将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释,处理长势相同的石蒜幼苗,鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。下列说法正确的是( )
A. 多效唑通过增强AGPase活性直接参与细胞代谢
B. 对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗
C. 喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长,提高鳞茎产量
D. 该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”
11. 有一种昆虫叫“十七年蝉”,它的幼虫需要在地下生活17年,在17年后的夏季爬出地面转化为成虫,成虫仅能存活约1个月。图1是出现在某地的一个“十七年蝉”种群的数量变化和被鸟类捕食率的变化,图2表示该树林中某种鸟类种群数量是上一年种群数量的倍数。以下说法正确的是( )
A. 该地的“十七年蝉”构成了一个种群,调查该地“十七年蝉”的种群密度应采用标记重捕法
B. 图1所示的“十七年蝉”种群的现存量与被捕食率的关系呈负相关
C. 图2内a~e五个点中,d点的种群年龄结构是增长型,前8年种群数量最大的点是a点
D. 调查某种鸟类的种群密度时,若标记物脱落,则导致种群密度估算结果偏低
12. 原产于南美洲的实蝇M,与某地区本地实蝇N共同寄生于同种水果中,M被列入我国外来入侵物种名单。下列叙述正确的是( )
A. M与N属于同一种群
B. M入侵初期与N形成原始合作关系
C. 用寄生蜂防治M,属于生物防治
D. 随M数量增长,N的数量呈“J”型增长
13. 关于生态系统成分中生物部分的叙述正确的是
A. 生产者可以是真核生物,也可以是原核生物,但都是自养型生物
B. 动物都属于消费者,其中食草动物处于第二营养级
C. 细菌都属于分解者,其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类
D. 生产者和分解者之间都是直接联系的,消费者可有可无
14. “一粥一饭,当思来之不易;半丝半缕,恒念物力维艰”体现了日常生活中减少生态足迹的理念,下列选项中都能减少生态足迹的是( )
①光盘行动②自驾旅游③高效农业④桑基鱼塘⑤一次性餐具使用⑥秸秆焚烧
A. ①③④ B. ①④⑥ C. ②③⑤ D. ②⑤⑥
15. 用蔗糖、奶粉和经蛋白酶水解后的玉米胚芽液,通过乳酸发酵可生产新型酸奶,下列相关叙述错误的是( )
A. 蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关 B. 酸奶出现明显气泡说明有杂菌污染
C. 应选择分裂旺盛的乳酸菌接种 D. 只有奶粉为乳酸菌发酵提供氮源
16. 如下图所示,自来水经滤膜过滤后,转移到牛肉膏蛋白胨培养基上,适宜条件下培养48 h,染色后统计变色菌落数目为165个。下列说法正确的是 ( )
A. 若培养基含伊红—美蓝,大肠杆菌菌落呈蓝绿色
B. 自来水中大肠杆菌浓度是33个·L-1,比真实值偏大
C. 为了提高准确度,需设重复实验,但不用空白对照
D. 若培养基菌落数目大于300,可适当减少自来水量
17. 下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是( )
A. 用胰蛋白酶处理动物组织后,可用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液
B. 少数细胞在连续培养50代后可获得不死性,是某些基因选择性表达的结果
C. 根据在高倍镜下观察到基因突变的比例可推知某化学药品的毒性
D. PEG诱导动物细胞融合形成的杂种细胞,经动物细胞培养能得到优良动物个体
18. 根据某基因上游和下游的碱基序列,设计合成了用于该基因PCR的两段引物(单链 DNA)。引物与该基因变性DNA(单链DNA)结合为双链DNA的过程称为复性。下图是两引物的Tm(引物熔解温度,即50%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度)测定结果,下列叙述错误的是
A. 通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系
B. 两引物分别是子链延伸的起点,并可以反复利用
C. 若两引物的脱氧核苷酸数相同,推测引物2的GC含量较高
D. 复性所需温度与时间,取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素
二、非选择题:本题共4小题,共64分。
19. 转铁蛋白受体(TR)参与细胞对Fe3+的吸收。下图是细胞中Fe3+含量对转铁 蛋白受体mRNA稳定 性的调节过程(图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A 、U的序列)。当细胞中Fe3+浓度 高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而不能 与铁反应元件结合,导致转铁蛋白受体mRNA易水解;反之,转铁蛋白受体mRNA难水解。请据图回答下列问题:
(1)转铁蛋白受体mRNA的合成需________________的催化其被彻底水解的产物是________________
(2)除转铁蛋白受体mRNA外,翻译出转铁蛋白受体还需要的RNA有________________
(3)若转铁蛋白受体基因中某碱基对缺失,则合成的肽链可能会________________。
(4)若转铁蛋白受体由n个氨基酸组成,指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n,主要原因是mRNA中有_______________
(5)据图可知,铁反应元件能形成茎环结构的原因是________________。这种茎环结构_______________(能或不能)影响转铁蛋白受体的氨基酸序列,理由是________________。
(6)当细胞中Fe3+不足时,转铁蛋白受体mRNA将难被水解,其生理意义是______________。反之,转铁蛋白受体mRNA将易被水解。这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响,又可以减少细胞内________________的浪费。
20. 干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少失水,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。
(1)C由其前体肽加工而成,该前体肽在内质网上______________合成。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如下图1。据图1可知,C和ABA均能够_______,从而减少失水。
(3)已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是,经干旱处理后_______。
(4)实验表明,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。因此设想,干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想,进行了如下表所示的嫁接实验,干旱处理后,检测接穗叶片中C含量,又检测了其中N基因的表达水平。以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值,在表中填写假设成立时,与参照值相比N基因表达量的预期结果(用“远低于”、“远高于”、“相近”表示)。①____;②____。
接穗
野生型
突变体
突变体
砧木
野生型
突变体
野生型
接穗叶片中N基因的表达量
参照值
①
②
注:突变体为C基因缺失突变体
(5)研究者认为C也属于植物激素,作出此判断的依据是____。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
21. 阅读材料,完成下列要求。
在2023年中央一号文件关于“加强高标准农田建设”的专门章节中,出现了“严厉打击盗挖黑土、电捕蚯蚓等破坏土壤行为”的明确表述,关于野生蚯蚓对土壤的价值及生物多样性在人类农业发展中起到的作用,再次引起人们思考。图1为某人工生态系统的示意图,图2表示该生态系统中部分能量流动图解,其中N1-N7表示能量值。回答下列问题:
(1)图1所展示的生态工程主要遵循______原理。将蚓粪作为有机肥施用到农田、果园中有诸多好处,从能量流动的角度分析,其意义是______。
(2)鱼塘中不同的鱼类在该生态系统中占据的生态位有所差异,当两个物种的生态位重叠时会发生竞争,且生态位重叠越______(填“多”或“少”),竞争越激烈;当两个物种的生态位有重叠时,往往通过______作用而发生生态位分化。
(3)稻飞虱中的碳元素可通过______(生理过程)最终流向水稻。稻飞虱刺吸水稻茎、叶组织的汁液,使水稻减产或失收。苏云金杆菌对稻飞虱等多种害虫具有杀虫活性,可被制成杀虫剂,与吡虫啉等人工合成的化学农药相比,上述杀虫剂的优点有______。
(4)饲养在庭院里的公鸡通过垂下翅膀,伸长脖子围着母鸡边转半圈边抖动翅膀跳舞来求偶,该事例中的信息类型为______,该事例说明信息传递对______有着极其重要的作用。
(5)图2中N7可表示______,第一营养级与第二营养级间的能量传递效率为______×100%(用图中带数字的字母表示)。
22. 水稻胚乳可作为生物反应器用于开发功能性产品。从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发,研究小组设计其预期的结构,推测应有的氨基酸序列,合成新的基因X。利用PCR技术对其进行扩增并连接启动子1,形成Z片段。把Z片段插入Ti质粒的T-DNA中,将构建好的基因表达载体导入水稻细胞完成转化,在胚乳中获得相应蛋白,最终将蛋白进一步加工为植物源猪瘟疫苗。相关信息如图所示。
回答下列问题。
(1)研究小组通过PCR扩增Z片段,延伸过程中,4种脱氧核苷酸在______催化作用下合成新的DNA链。酶切时,限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。为构建基因表达载体,选择限制酶Hind Ⅲ和______进行切割,可使Z片段插入T-DNA的效率最高。为使基因能够正常表达,质粒上的N和J应都为______。
(2)为获得含蛋白X的水稻材料,首先诱导水稻种子脱分化形成______,然后通过______的侵染,使目的基因进入水稻细胞并完成转化,再将其转接到含特定激素的培养基上,诱导其______形成具有根、茎、叶的完整植株。
(3)为验证水稻中目的基因X是否表达(转录和翻译),分子水平上的检测方法有______(答出2点即可)。
(4)从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发,合成基因X,进而得到猪瘟疫苗的过程属于______工程的范畴。相较于大肠杆菌,水稻胚乳作为生物反应器制备疫苗的优势及理由有_____(答出1点即可)。
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高三生物试题
本试卷共8页,共22题,全卷满分100分,考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项:
1、答题前,请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答:用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将答题卡上交。
一、单项选择题:本题共18小题,每题2分,共36分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 1965年,我国科学家在世界上率先合成具有生物活性的结晶牛胰岛素,其大致过程是根据已知的氨基酸序列,先用化学方法分别合成胰岛素A、B两条肽链,再催化两条肽链间形成二硫键。下列分析正确的是( )
A. 上述合成胰岛素的方法必须利用mRNA为模板
B. 一些氨基酸R基上的氨基或羧基参与肽键的形成
C. 形成二硫键后,A、B两条肽链的肽键数目增多、形成更复杂的空间结构
D. 若小鼠被注射该产物后出现低血糖症状,则说明该产物具有生物活性
【答案】D
【解析】
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸,每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
2、氨基酸通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(-COOH )和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)相连接,同时脱出一分子水的过程;连接两个氨基酸的化学键是肽键。
3、蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功能也多样:①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分,如肌肉蛋白;②有的蛋白质具有催化功能,如大多数酶的本质是蛋白质;③有的蛋白质具有运输功能,如载体蛋白和血红蛋白;④有的蛋白质具有信息传递,能够调节机体的生命活动,如胰岛素;⑤有的蛋白质具有免疫功能,如抗体。
【详解】A、牛胰岛素合成是根据已知的氨基酸序列合成的肽链,该方法为化学合成法,其合成过程中没有利用mRNA为模板,A错误;
B、氨基酸R基上的氨基或羧基一般不参与肽键的形成,处于游离状态,B错误;
C、胰岛素A、B两条肽链间形成二硫键的过程中。肽键数目不变,C错误;
D、胰岛素具有降血糖的作用,若小鼠被注射胰岛素后出现低血糖症状,则说明产物具有生物活性,D正确。
故选D。
2. 冰点降低法是测定溶液渗透压的精确物理化学方法。纯水在标准大气压下冰点为0℃,冰点降低值与溶液摩尔浓度成比例关系。FM-4型国产冰点渗透压计的测算公式为:OS=△t/1.857(0S为1kg水中所溶解溶质颗粒数目,可反映溶液渗透压大小;△t为冰点降低值)。经过对若干不同待测植物材料的专业处理,分别测得其细胞液冰点降低值如下表。下列相关叙述错误的是( )
植物材料组别
1
2
3
4
5
6
冰点降低值(℃)
0.58
0.83
0.96
1.23
0.78
0.76
A. 精确测定植物细胞的渗透压有利于农业生产中化肥的定量使用
B. 将各组植物材料分别放入冰点降低值为0.88℃的蔗糖溶液中,3、4组的植物细胞吸水
C. 将各组植物材料分别放入冰点降低值为0.88℃的蔗糖溶液中,稳定后各组细胞液渗透压均相同
D. 植物细胞的失水与吸水主要与液泡有关,其中溶解有糖类、蛋白质、无机盐和色素等物质
【答案】C
【解析】
【分析】冰点降低法是测定溶液渗透压的精确物理化学方法。分析题干可知,3、4组冰点降低值为0.96和1.23,根据冰点渗透压计的测算公式为:OS=△t/1.857,渗透压大于冰点降低值为0.88℃的蔗糖溶液,细胞吸水。
【详解】A、精确测定植物细胞的渗透压有利于农业生产中化肥的定量使用,避免造成烧苗现象,A正确。
B、仅3、4组植物细胞的细胞液大于该蔗糖溶液,细胞吸水,B正确。
C、3、4组植物细胞放入该蔗糖溶液中吸水,由于细胞壁的支持作用,细胞内外渗透压可不相等,C错误。
D、植物细胞的失水与吸水主要与液泡有关,其中溶解有糖类、蛋白质、无机盐和色素等物质,D正确。
故选C。
3. 某生物(2n=10)的精巢中精原细胞进行不同方式的细胞分裂,下列相关叙述正确的是( )
A. 有丝分裂前期和减数分裂Ⅱ前期,细胞中的染色体数不同,但DNA数相同
B. 在减数分裂Ⅰ的前期和后期,都有可能发生基因重组现象
C. 有丝分裂后期细胞中有10对染色体,减数分裂Ⅱ后期细胞中有5对染色体
D. 间期完成染色体复制后,DNA和染色体同时加倍
【答案】B
【解析】
【分析】减数分裂过程:(1)减数分裂前间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂:①前期:染色体散乱分布;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、有丝分裂前期细胞中染色体数目是10,核DNA是20,减数分裂Ⅱ前期染色体数是5,核DNA是10,A错误;
B、在减数分裂Ⅰ的前期会发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换/互换,后期会发生非同源染色体的非等位基因的自由组合,故都有可能发生基因重组现象,B正确;
C、减数分裂II过程中不存在同源染色体,C错误;
D、间期完成染色体复制后,DNA加倍,但染色体数目不变,D错误。
故选B。
4. 下列细胞为生物体的体细胞,所对应生物体自交后代性状分离比为9:3:3:1的是(不考虑交叉互换)( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】要出现9:3:3:1分离比,需要两对基因杂合的个体自交,并且这两对基因要分别位于两对同源染色体上,能自由组合。
【详解】A、该生物体两对基因虽然位于两对同源染色体上,但有一对是显性纯合,因此自交后代的性状分离比是3:1,A错误;
B、该图中两对等位基因位于一对同源染色体上,不遵循自由组合定律,自交后代的性状分离比不是 9∶3∶3∶1 ,而是3:1 ,B错误;
C、该图中A/a和C/c这2对等位基因分别位于2对同源染色体上,遵循自由组合定律,自交后代的表现型比例是9:3:3:1,C正确;
D、图中两对等位基因位于一对同源染色体上,不遵循自由组合定律,自交后代的性状分离比不是 9∶3∶3∶1,可能为1:2:1 ,D错误。
故选C。
5. 下列关于参与翻译过程的 mRNA 和 tRNA 的叙述正确的是( )
A. 当mRNA沿着核糖体移动至起始密码子时,翻译过程即开始
B. 进入核糖体一个tRNA会先后占据mRNA上两个结合位点
C. 参与该过程的各种RNA均为单链结构,且没有氢键
D. mRNA 上的密码子种类发生改变可能导致蛋白质功能改变
【答案】D
【解析】
【分析】翻译是以mRNA为模板合成多肽链的过程,该过程中需要原料氨基酸、ATP供能、蛋白质合成酶的催化和tRNA的转运等。
【详解】A、蛋白质合成中,核糖体沿着mRNA移动,而不是mRNA沿着核糖体移动,A错误;
B、核糖体同时有读取两个密码子位点,携带氨基酸的tRNA只会占据mRNA上的1个结合位点,B错误;
C、参与翻译过程的RNA均为单链,但tRNA有氢键,C错误;
D、mRNA上密码子的种类变化可能使对应氨基酸序列改变,导致蛋白质功能的改变,D正确。
故选D。
6. 下列关于生物进化和生物多样性的叙述,正确的是( )
A. 热带任何地区的物种多样性一定高于温带
B. 外来物种一定会导致本地物种多样性降低
C. 共同进化既存在于食植动物和食肉动物之间,也存在于植物和食植动物之间
D. 生物多样性会随群落演替的进程而逐渐增加,但该群落中不会发生生物进化
【答案】C
【解析】
【分析】1、现代生物进化理论的基本观点:
(1)种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;
(2)突变和基因重组产生生物进化的原材料;
(3)自然选择决定生物进化的方向;
(4)隔离是新物种形成的必要条件,生殖隔离是新物种形成的标志。
2、共同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断发展、进化,经过漫长的共同进化,形成生物多样性。
【详解】A、热带沙漠的物种多样性低于温带阔叶林,A错误;
B、引入的外来物种,若不适应引入地的环境条件,而且还有天敌制约其生长,则一般不会导致本地物种多样性锐减,B错误;
C、共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在互相影响中不断进化和发展。所以食植动物和食肉动物之间,植物和食植动物之间都存在共同进化,C正确;
D、群落的演替是随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,是生物和环境反复相互作用的过程,该过程中种群的基因频率可能发生变化,产生生物进化,D错误。
故选C。
7. 神经—肌肉接头能将兴奋从神经元传递到肌细胞。研究发现,肉毒梭菌毒素能阻止神经末梢释放乙酰胆碱(ACh),黑寡妇蜘蛛毒素则可促进神经末梢释放ACh,最终将导致ACh耗竭,美洲箭毒和α-银环蛇毒可特异性阻断突触后膜上ACh受体,有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶(能水解乙酰胆碱)的活性。下列相关叙述错误的是( )
A. 美洲箭毒和α-银环蛇毒都能够阻断ACh进入突触后细胞发挥作用
B. 兴奋在神经—肌肉接头处发生的是电信号→化学信号→电信号的转变
C. 有机磷农药使乙酰胆碱不能及时被水解,进而引起肌肉持续收缩
D. 黑寡妇蜘蛛毒素和肉毒梭菌毒素持续作用后,最终均可导致肌细胞不能收缩
【答案】A
【解析】
【分析】兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】A、美洲箭毒和α-银环蛇毒可特异性阻断突触后膜上ACh受体,使乙酰胆碱(ACh)不能与ACh受体结合,ACh不能进入突触后细胞,A错误;
B、神经—肌肉接头能将兴奋从神经元传递到肌细胞,此处相当于突触,突触处需要通过神经递质传递信息,因此该处会发生电信号→化学信号→电信号的转变,B正确;
C、有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶(能水解乙酰胆碱)的活性,使乙酰胆碱不能及时被水解,进而引起肌肉持续收缩,C正确;
D、肉毒梭菌毒素能阻止神经末梢释放乙酰胆碱(ACh),黑寡妇蜘蛛毒素则可促进神经末梢释放ACh,最终将导致ACh耗竭,因此两者持续作用后,最终均可导致肌细胞不能收缩,D正确。
故选A。
8. 下列有关人体内激素的叙述,正确的是
A. 运动时,肾上腺素水平升高,可使心率加快,说明激素是高能化合物
B. 饥饿时,胰高血糖素水平升高,促进糖原分解,说明激素具有酶的催化活性
C. 进食后,胰岛素水平升高,其既可加速糖原合成,也可作为细胞的结构组分
D. 青春期,性激素水平升高,随体液到达靶细胞,与受体结合可促进机体发育
【答案】D
【解析】
【详解】【分析】由题意和选项的描述可知:该题考查激素调节及其实例(血糖调节)等相关知识。理清肾上腺素和性激素的功能、血糖调节过程、激素调节的特点是正确分析各选项的关键。
【详解】人体运动时,肾上腺素水平升高,给细胞传达一种调节代谢的信息,引起心律加快,增加心输出量,进而提高细胞代谢速率,为身体活动提供更多能量,可见激素不是高能化合物,而是信息分子,A错误;饥饿时,血糖浓度低,刺激胰岛A细胞分泌更多的胰高血糖素,胰高血糖素与相应靶细胞膜上的受体结合,进而促进靶细胞内的糖原分解,但胰高血糖素不具有酶的催化活性,B错误;进食后,食物中的糖类经消化吸收导致血糖浓度升高,刺激胰岛B细胞分泌更多的胰岛素,胰岛素通过促进葡萄糖进入组织细胞及其在组织细胞内氧化分解、合成糖原等生理过程而降低血糖浓度,但其不能作为细胞的结构组分,C错误;青春期,性腺分泌的性激素水平升高,性激素随体液运输到达靶细胞,与相应的受体结合,促进生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,D正确。
【点睛】激素是一种信号分子,既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,而是随体液到达靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化。
9. T细胞的受体蛋白PD-1(程序死亡蛋白-1)信号途径有调控T细胞的增殖、活化和细胞免疫等功能。肿瘤细胞膜上的PD-L1蛋白与T细胞的受体PD-1结合引起的一种作用如图所示。下列叙述错误的是( )
A. PD-Ll抗体和PD-1抗体具有肿瘤免疫治疗作用
B. PD-L1蛋白可使肿瘤细胞逃脱T细胞的细胞免疫
C. PD-L1与PD-1的结合增强T细胞的肿瘤杀伤功能
D. 若敲除肿瘤细胞PD-L1基因,可降低该细胞的免疫逃逸
【答案】C
【解析】
【分析】据图可知,当肿瘤细胞膜上的PD-L1蛋白与T细胞的受体PD-1结合时,T细胞产生的干扰素不能对肿瘤细胞起作用,使肿瘤细胞逃脱T细胞的细胞免疫;当肿瘤细胞膜上的PD-L1蛋白与T细胞的受体PD-1不结合时,T细胞产生的干扰素对肿瘤细胞起免疫作用,杀伤肿瘤细胞。
【详解】A、PD-Ll抗体和PD-1抗体能分别于肿瘤细胞膜上的PD-L1蛋白和T细胞的受体PD-1结合,但它们结合在一起时,肿瘤细胞膜上的PD-L1蛋白与T细胞的受体PD-1就不能结合,T细胞可以对肿瘤细胞起免疫作用,因此PD-Ll抗体和PD-1抗体具有肿瘤免疫治疗作用,A正确;
B、肿瘤细胞膜上的PD-L1蛋白可以与T细胞的受体PD-1结合,导致T细胞不能产生干扰素,使肿瘤细胞逃脱T细胞的细胞免疫,B正确;
C、PD-L1与PD-1的结合,导致T细胞不能产生干扰素,因此PD-L1与PD-1的结合会降低T细胞的肿瘤杀伤功能,C错误;
D、若敲除肿瘤细胞PD-L1基因,肿瘤细胞膜上的PD-L1蛋白减少,导致肿瘤细胞不能与T细胞的受体PD-1结合,T细胞能产生干扰素,T细胞产生的干扰素对肿瘤细胞起免疫作用,杀伤肿瘤细胞,从而降低该细胞的免疫逃逸,D正确。
故选C。
10. 石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎产量的影响,将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释,处理长势相同的石蒜幼苗,鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。下列说法正确的是( )
A. 多效唑通过增强AGPase活性直接参与细胞代谢
B. 对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗
C. 喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长,提高鳞茎产量
D. 该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,与对照组比较,多效唑可提高鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性,赤霉素降低AGPase的活性。
【详解】A、由图可知,多效唑可以增强AGPase活性,促进鳞茎中淀粉的合成,间接参与细胞代谢,A错误;
B、由题“适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释”可知,对照组应使用等量的甲醇-清水稀释液处理,B错误;
C、由题可知,赤霉素降低AGPase的活性,进而抑制鳞茎中淀粉的积累,根据石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关,喷施赤霉素不能提高鳞茎产量,反而使得鳞茎产量减少,C错误;
D、与常态比较,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”,用外源激素赤霉素和植物生长调节剂多效唑处理遵循了实验变量控制中的“加法原理”,D正确。
故选D。
11. 有一种昆虫叫“十七年蝉”,它的幼虫需要在地下生活17年,在17年后的夏季爬出地面转化为成虫,成虫仅能存活约1个月。图1是出现在某地的一个“十七年蝉”种群的数量变化和被鸟类捕食率的变化,图2表示该树林中某种鸟类种群数量是上一年种群数量的倍数。以下说法正确的是( )
A. 该地的“十七年蝉”构成了一个种群,调查该地“十七年蝉”的种群密度应采用标记重捕法
B. 图1所示的“十七年蝉”种群的现存量与被捕食率的关系呈负相关
C. 图2内a~e五个点中,d点的种群年龄结构是增长型,前8年种群数量最大的点是a点
D. 调查某种鸟类的种群密度时,若标记物脱落,则导致种群密度估算结果偏低
【答案】B
【解析】
【分析】根据图分析,种群密度小时被鸟类捕食率高,密度大时被捕食率低,密度大有利用于生存。因此在空间上,十七年蝉的成虫在其生存环境中最可能呈集群分布。
【详解】A、十七年蝉”个体较小,不易做标记,所以一般不用标志重捕法调查其种群密度,A错误;
B、通过图1可知,“十七年蝉”种群的现存量与被捕食率的关系成负相关,B正确;
C、图2中d点时λ<1,种群数量减少,所以d点的种群年龄组成是衰退型,从b点开始,种群数量开始减少,所以前8年种群数量最大的是b点,C错误;
D、调查某种鸟类的种群密度时,若标记物脱落,则会导致重捕个体中带有标记的个体数减少,故会导致种群密度估算结果偏高,D错误。
故选B。
12. 原产于南美洲的实蝇M,与某地区本地实蝇N共同寄生于同种水果中,M被列入我国外来入侵物种名单。下列叙述正确的是( )
A. M与N属于同一种群
B. M入侵初期与N形成原始合作关系
C. 用寄生蜂防治M,属于生物防治
D. 随M数量增长,N的数量呈“J”型增长
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可知,M为入侵物种,说明和当地物种不属于同一物种。
【详解】ABD、由题意可知,M为入侵物种,说明和当地物种不属于同一种群,M入侵初期与N形成竞争关系,随M数量增长,N竞争压力增大,不可能呈“J”型增长,ABD错误;
C、用寄生蜂防治M,属于生物防治,C正确。
故选C。
13. 关于生态系统成分中生物部分的叙述正确的是
A. 生产者可以是真核生物,也可以是原核生物,但都是自养型生物
B. 动物都属于消费者,其中食草动物处于第二营养级
C. 细菌都属于分解者,其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类
D. 生产者和分解者之间都是直接联系的,消费者可有可无
【答案】A
【解析】
【分析】生态系统的组成成分:
(1)非生物的物质和能量(无机环境);
(2)生产者:主要是绿色植物,还有少数化能合成型生物,如硝化细菌;
(3)消费者:主要是动物,还有少数营寄生生活的微生物;
(4)分解者:主要是营腐生生活细菌和真菌,还有少数动物,如蚯蚓、蜣螂等。
【详解】A、生产者属于自养型生物,但不一定是真核生物,有些原核生物如蓝藻、硝化细菌也是生产者,A正确;
B、大多数的动物是消费者,极少数动物是分解者,如蜣螂、蚯蚓等,B错误;
C、细菌不一定属于分解者,也可以是消费者(如结核杆菌)和生产者(如硝化细菌),其异化作用类型有需氧型和厌氧型,C错误;
D、消费者在生态系统中可以加快能量流动和物质循环,有时候生产者和分解者需要经过消费者才能联系起来,D错误。
故选A。
14. “一粥一饭,当思来之不易;半丝半缕,恒念物力维艰”体现了日常生活中减少生态足迹的理念,下列选项中都能减少生态足迹的是( )
①光盘行动②自驾旅游③高效农业④桑基鱼塘⑤一次性餐具使用⑥秸秆焚烧
A. ①③④ B. ①④⑥ C. ②③⑤ D. ②⑤⑥
【答案】A
【解析】
【分析】生态足迹:(1)概念:在现有技术条件下,维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。
(2)意义:生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响就越大。
(3)特点:生态足迹的大小与人类的生活方式有关。生活方式不同,生态足迹的大小可能不同。
【详解】①光盘行动可以避免食物浪费,能够减少生态足迹,①正确;
②自驾旅游会增大生态足迹,②错误;
③④高效农业、桑基鱼塘,能够合理利用资源,提高能量利用率,减少生态足迹,③④正确;
⑤一次性餐具使用,会造成木材浪费,会增大生态足迹,⑤错误;
⑥秸秆焚烧,使秸秆中的能量不能合理利用,造成浪费且空气污染,会增大生态足迹,⑥错误。
综上可知,①③④正确。
故选A。
15. 用蔗糖、奶粉和经蛋白酶水解后的玉米胚芽液,通过乳酸发酵可生产新型酸奶,下列相关叙述错误的是( )
A. 蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关 B. 酸奶出现明显气泡说明有杂菌污染
C. 应选择分裂旺盛的乳酸菌接种 D. 只有奶粉为乳酸菌发酵提供氮源
【答案】D
【解析】
【分析】蔗糖可以为酸奶制作提供碳源,奶粉和玉米胚芽液可以提供氮源。
【详解】A、蔗糖作为乳酸菌的碳源被乳酸菌利用产生乳酸,蔗糖消耗量多,乳酸生成量多,A正确;
B、乳酸菌是厌氧菌,呼吸的产物是乳酸,不产生二氧化碳,若酸奶出现气泡,说明杂菌存在,B正确;
C、对数期的菌快速分裂,代谢旺盛,菌体形态和生理稳定,常用作生产用菌种和科研材料,C正确;
D、经蛋白酶水解后的玉米胚芽液也可以为乳酸菌提供氮源,D错误。
故选D。
16. 如下图所示,自来水经滤膜过滤后,转移到牛肉膏蛋白胨培养基上,适宜条件下培养48 h,染色后统计变色菌落数目为165个。下列说法正确的是 ( )
A. 若培养基含伊红—美蓝,大肠杆菌菌落呈蓝绿色
B. 自来水中大肠杆菌浓度是33个·L-1,比真实值偏大
C. 为了提高准确度,需设重复实验,但不用空白对照
D. 若培养基菌落数目大于300,可适当减少自来水量
【答案】D
【解析】
【详解】若培养基含伊红-美蓝,大肠杆菌菌落呈黑色或紫黑色有金属光泽,A错误;自来水中大肠杆菌浓度是165÷5=33个/L,由于两个或多个大肠杆菌可能长成一个菌落,因此比真实值偏小,B错误;为了提高准确度,需设重复实验,同时需要设置空白对照,C错误;若培养基菌落数目大于300,说明细菌数目较多,可适当减少自来水量,D正确。
17. 下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是( )
A. 用胰蛋白酶处理动物组织后,可用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液
B. 少数细胞在连续培养50代后可获得不死性,是某些基因选择性表达的结果
C. 根据在高倍镜下观察到基因突变的比例可推知某化学药品的毒性
D. PEG诱导动物细胞融合形成的杂种细胞,经动物细胞培养能得到优良动物个体
【答案】A
【解析】
【分析】动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、动物细胞培养需要用液体培养基,用胰蛋白酶处理动物组织后,可用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液,A正确;
B、少数细胞在连续培养50代后可获得不死性,是某些基因突变的结果,B错误;
C、基因突变属于点的突变,在高倍镜下是观察不到的,C错误;
D、由于动物细胞的全能性受到限制,动物细胞融合形成的杂种细胞不能培育成动物,D错误。
故选A。
18. 根据某基因上游和下游碱基序列,设计合成了用于该基因PCR的两段引物(单链 DNA)。引物与该基因变性DNA(单链DNA)结合为双链DNA的过程称为复性。下图是两引物的Tm(引物熔解温度,即50%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度)测定结果,下列叙述错误的是
A. 通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系
B. 两引物分别是子链延伸的起点,并可以反复利用
C. 若两引物的脱氧核苷酸数相同,推测引物2的GC含量较高
D. 复性所需温度与时间,取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素
【答案】B
【解析】
【分析】PCR技术:
1、概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理:DNA复制。
3、前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。
4、条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)
5、过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【详解】A、通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系,否则引物之间会相互结合,A正确;
B、两引物分别与DNA的两条单链结合,是子链延伸的起点,但引物不能重复利用,B错误;
C、DNA分子中C和G之间有3个氢键,A和T之间有2个氢键,因此C和G的含量越高,DNA分子越稳定。若两引物的脱氧核苷酸数相同,由于引物2的Tm高,则由此可推测引物2的GC含量较高,C正确;
D、复性所需温度与时间,取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素,D正确。
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共64分。
19. 转铁蛋白受体(TR)参与细胞对Fe3+的吸收。下图是细胞中Fe3+含量对转铁 蛋白受体mRNA稳定 性的调节过程(图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A 、U的序列)。当细胞中Fe3+浓度 高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而不能 与铁反应元件结合,导致转铁蛋白受体mRNA易水解;反之,转铁蛋白受体mRNA难水解。请据图回答下列问题:
(1)转铁蛋白受体mRNA的合成需________________的催化其被彻底水解的产物是________________
(2)除转铁蛋白受体mRNA外,翻译出转铁蛋白受体还需要的RNA有________________
(3)若转铁蛋白受体基因中某碱基对缺失,则合成的肽链可能会________________。
(4)若转铁蛋白受体由n个氨基酸组成,指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n,主要原因是mRNA中有_______________
(5)据图可知,铁反应元件能形成茎环结构的原因是________________。这种茎环结构_______________(能或不能)影响转铁蛋白受体的氨基酸序列,理由是________________。
(6)当细胞中Fe3+不足时,转铁蛋白受体mRNA将难被水解,其生理意义是______________。反之,转铁蛋白受体mRNA将易被水解。这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响,又可以减少细胞内________________的浪费。
【答案】(1) ①. RNA 聚合酶 ②. 磷酸、核糖、(4 种)含氮碱基(或 AUGC)
(2)rRNA、tRNA
(3)变长或变短或不变
(4)大量不翻译的碱基序列
(5) ①. 该片段存在能自身互补配对的碱基序列 ②. 不能 ③. 茎环结构位于(mRNA)终止密码之后(或茎环结构不在编码序列中)
(6) ①. 指导合成更多的转铁蛋白受体(TR),有利于吸收更多的 Fe3+ ②. 物质和能量
【解析】
【分析】结合题干分析圈形,转铁蛋白受体mRNA经核糖体翻译形成铁调节蛋白受体,铁调节蛋白受体既能运输Fe3+,又能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应原件结合。铁反应原件是一段富含A 、U能够自我碱基配对而形成的茎环结构,能与铁调节蛋白受体结合,当Fe3+浓度低时,一方面铁调节蛋白受体能够结合Fe3+,具有活性;另一方面剩余的铁调节蛋白受体能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应元件结合,使转铁蛋白受体mRNA难以被水解,以便要译出更多的铁调节蛋白受体。当Fe3+浓度低时, 铁调节蛋白受体由于结合Fe3+而不能与平铁反应元件结合,导致转铁蛋白受体mRNA易被水解,进而无法指导合成更多的铁调节蛋白受体,使铁调节蛋白受体无活性。所以导致Fe3+过量时,会对细胞产生损伤。
【小问1详解】
mRNA的合成需要RNA聚合酶催化,RNA彻底水解产物有六种:磷酸、核糖、(4 种)含氮碱基(或 AUGC)。
【小问2详解】
翻译所需要的RNA有mRNA(编码蛋白质)、rRNA(参与核糖体的形成)、tRNA(转运氨基酸),故除了mRNA,还需要rRNA和tRNA。
【小问3详解】
若转铁蛋白受体基因中某碱基对缺失,可能导致mRNA上终止密码子提前或者延后出现,进而使翻译形成的肽链变短或变长;也可能缺失位置不在编码区,故肽链长短不变。
【小问4详解】
若转铁蛋白受体-mRNA由n个氨基酸组成,指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n,主要原因是mRNA中有大量不翻译的碱基序列。
【小问5详解】
转铁蛋白受体中铁反应元件是转铁蛋白受体终止密码子后的茎环凸起,从图中可以看出茎环结构含有氢键,又富含A、U碱基,因此形成茎环结构的原因是“该片段含有丰富的碱基A和U,能够互补配对形成局部双链结构”。因为这种茎环结构在转铁蛋白受体的终止密码子之后,所以不影响转铁蛋白受体的氨基酸序列。
【小问6详解】
根据分析,当细胞中Fe3+浓度低时,一方面铁调节蛋白受能够结合Fe3+,无调节活性;另一方面剩余的铁调节蛋白能与转铁蛋白受体-mRNA上的铁反应元件结合,使转铁蛋白受体-mRNA难以被水解,以便翻译出更多的转铁蛋白受体。转铁蛋白受体多了,有利于细胞从外界吸收更多的Fe3+,以满足生命活动的需要。这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响,又可以减少细胞内物质和能量的浪费。
【点睛】通过识图,结合题干信息,理清铁调节蛋白的调节机理是解题的关键。利用分子遗传学的相关知识答题,注意理解分子水平层次上的调节机理。
20. 干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少失水,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。
(1)C由其前体肽加工而成,该前体肽在内质网上的______________合成。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如下图1。据图1可知,C和ABA均能够_______,从而减少失水。
(3)已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是,经干旱处理后_______。
(4)实验表明,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。因此设想,干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想,进行了如下表所示的嫁接实验,干旱处理后,检测接穗叶片中C含量,又检测了其中N基因的表达水平。以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值,在表中填写假设成立时,与参照值相比N基因表达量的预期结果(用“远低于”、“远高于”、“相近”表示)。①____;②____。
接穗
野生型
突变体
突变体
砧木
野生型
突变体
野生型
接穗叶片中N基因的表达量
参照值
①
②
注:突变体为C基因缺失突变体
(5)研究者认为C也属于植物激素,作出此判断的依据是____。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
【答案】(1)核糖体 (2)降低气孔开度
(3)C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型
(4) ①. 远低于 ②. 相近
(5)植物根产生的C能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化
【解析】
【分析】前体肽是由氨基酸通过脱水缩合形成的。分析图1,使用C或ABA处理拟南芥根部后,叶片气孔开度均下降。分析图2,干旱条件下,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型。
【小问1详解】
核糖体是合成蛋白质的城所,因此该前体肽在内质网上的核糖体上合成。
【小问2详解】
分析图1可知,与不使用C或ABA处理的拟南芥相比,使用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,叶片气孔开度均降低,而且随着处理时间的延长,气孔开度降低的更显著。
【小问3详解】
根据图2可知,干旱处理条件下,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型,可推测C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。
【小问4详解】
根据题意可知,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。假设干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达,则野生型因含有C基因,能合成物质C,可促进叶片N基因的表达,而砧木为突变体,因不含C基因,不能产生C,因此①处叶片N基因的表达量远低于野生型的参照值。若砧木为野生型,则根部细胞含有C基因,能表达形成C物质,可运输到叶片促进N基因的表达,因此②处的N基因表达量与野生型的参照值相近。
【小问5详解】
植物激素是植物自身产生的,并对植物起调节作用的微量有机物,根据题意可知,植物根产生的C能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化,因此C也属于植物激素。
21. 阅读材料,完成下列要求。
在2023年中央一号文件关于“加强高标准农田建设”的专门章节中,出现了“严厉打击盗挖黑土、电捕蚯蚓等破坏土壤行为”的明确表述,关于野生蚯蚓对土壤的价值及生物多样性在人类农业发展中起到的作用,再次引起人们思考。图1为某人工生态系统的示意图,图2表示该生态系统中部分能量流动图解,其中N1-N7表示能量值。回答下列问题:
(1)图1所展示的生态工程主要遵循______原理。将蚓粪作为有机肥施用到农田、果园中有诸多好处,从能量流动的角度分析,其意义是______。
(2)鱼塘中不同的鱼类在该生态系统中占据的生态位有所差异,当两个物种的生态位重叠时会发生竞争,且生态位重叠越______(填“多”或“少”),竞争越激烈;当两个物种的生态位有重叠时,往往通过______作用而发生生态位分化。
(3)稻飞虱中的碳元素可通过______(生理过程)最终流向水稻。稻飞虱刺吸水稻茎、叶组织的汁液,使水稻减产或失收。苏云金杆菌对稻飞虱等多种害虫具有杀虫活性,可被制成杀虫剂,与吡虫啉等人工合成的化学农药相比,上述杀虫剂的优点有______。
(4)饲养在庭院里的公鸡通过垂下翅膀,伸长脖子围着母鸡边转半圈边抖动翅膀跳舞来求偶,该事例中的信息类型为______,该事例说明信息传递对______有着极其重要的作用。
(5)图2中N7可表示______,第一营养级与第二营养级间能量传递效率为______×100%(用图中带数字的字母表示)。
【答案】(1) ①. 循环 ②. 实现对能量的多级利用,提高能量的利用率
(2) ①. 多 ②. 自然选择
(3) ①. 呼吸作用和光合作用(分解作用和光合作用) ②. 不易对环境产生污染(或稻飞虱不易产生抗药性,合理即可)
(4) ①. 行为信息 ②. 种群的繁衍
(5) ①. 牛等第二营养级同化的能量 ②. N7/N1
【解析】
【分析】生态工程的原理:自生、循环、协调和整体。自生原理是指生态系统具有自我调节、自我恢复的能力。循环原理是指生态系统中的物质和能量在各个环节之间不断地循环流动。在生态系统中,物质和能量并不像在物理系统中那样被消耗掉,而是通过各种途径进行转化和传递,最终回到最初的环节。协调原理是指生态系统中的各个组成部分之间相互协调、相互制约。
【小问1详解】
图1所展示的生态工程主要遵循循环原理。该设计中将蚓粪作为有机肥施用到农田、果园中有诸多好处,一方面有机肥经过微生物的分解作用一方面为植物提供无机肥料,还可以增加光合作用需要的二氧化碳的量,从能量流动的角度分析,通过上述设计实现对能量的多级利用,促进了物质的循环再生,提高能量的利用率。
【小问2详解】
鱼塘中不同的鱼类在该生态系统中占据的生态位有所差异,当两个物种的生态位重叠时会发生竞争,且生态位重叠越“多”,竞争越激烈;当两个物种的生态位有重叠时,往往通过自然选择作用而发生生态位分化,进而使两个物种生态位重叠减小,有利于物种之间的和谐共处,进而充分利用了系统中的空间和资源。
【小问3详解】
稻飞虱中的碳元素可通过自身的呼吸作用和水稻的光合作用最终流向水稻,也可通过微生物的分解作用和水稻的光合作用最终流向水稻。稻飞虱刺吸水稻茎、叶组织的汁液,使水稻减产或失收。苏云金杆菌对稻飞虱等多种害虫具有杀虫活性,可被制成杀虫剂,与吡虫啉等人工合成的化学农药相比,苏云金杆菌利用了生物的种间关系实现了对稻飞虱的抑制,这属于生物防治,生物防治与化学防治措施相比,其典型的优点表现在不易对环境产生污染,同时稻飞虱也不易产生抗药性。
【小问4详解】
饲养在庭院里的公鸡通过垂下翅膀,伸长脖子围着母鸡边转半圈边抖动翅膀跳舞来求偶,该事例中的信息类型为行为信息,该事例说明信息传递对种群的繁衍有着极其重要的作用。
【小问5详解】
根据生态系统能量流动的过程可知,同化量=摄入量-粪便量,据此可推测,图2中N7可表示牛等第二营养级同化的能量,能量传递效率等于相邻的两个营养级之间同化量的比值,因此,第一营养级与第二营养级间的能量传递效率可表示为N7/N1×100%。
22. 水稻胚乳可作为生物反应器用于开发功能性产品。从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发,研究小组设计其预期的结构,推测应有的氨基酸序列,合成新的基因X。利用PCR技术对其进行扩增并连接启动子1,形成Z片段。把Z片段插入Ti质粒的T-DNA中,将构建好的基因表达载体导入水稻细胞完成转化,在胚乳中获得相应蛋白,最终将蛋白进一步加工为植物源猪瘟疫苗。相关信息如图所示。
回答下列问题。
(1)研究小组通过PCR扩增Z片段,延伸过程中,4种脱氧核苷酸在______催化作用下合成新的DNA链。酶切时,限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。为构建基因表达载体,选择限制酶Hind Ⅲ和______进行切割,可使Z片段插入T-DNA的效率最高。为使基因能够正常表达,质粒上的N和J应都为______。
(2)为获得含蛋白X的水稻材料,首先诱导水稻种子脱分化形成______,然后通过______的侵染,使目的基因进入水稻细胞并完成转化,再将其转接到含特定激素的培养基上,诱导其______形成具有根、茎、叶的完整植株。
(3)为验证水稻中目的基因X是否表达(转录和翻译),分子水平上的检测方法有______(答出2点即可)。
(4)从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发,合成基因X,进而得到猪瘟疫苗的过程属于______工程的范畴。相较于大肠杆菌,水稻胚乳作为生物反应器制备疫苗的优势及理由有_____(答出1点即可)。
【答案】(1) ①. 耐高温的DNA聚合酶 ②. EcoR Ⅰ ③. 终止子
(2) ①. 愈伤组织 ②. 农杆菌 ③. 再分化
(3)通过PCR技术检测水稻细胞中目的基因X是否转录出了mRNA;从转基因水稻中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出了蛋白质
(4) ①. 蛋白质 ②. 水稻胚乳细胞比大肠杆菌多了复杂的生物膜系统,可对基因X的表达产物进行正确地加工与折叠,产生具有生物活性的重组蛋白质
【解析】
【分析】1、基因工程是一种DNA操作技术,需要借助限制酶、 DNA 连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括: 目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
2、PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术 。
3、蛋白质工程是基因工程的延伸,是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。
【小问1详解】
PCR是根据DNA半保留复制的原理在体外进行DNA复制的技术,体外DNA复制过程中用超过90 ℃的温度处理DNA使其解旋,因此,在子链延伸过程中,4种脱氧核苷酸要在耐高温的DNA聚合酶催化合成新的DNA链。依题意,酶切时,限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。Xba Ⅰ与Hind Ⅲ识别序列有重叠,不符合题目要求。EcoR Ⅴ所切末端为平末端,连接效率低,不符合题目要求。EcoR Ⅰ识别序列与Hind Ⅲ识别序列无重叠,产生的切口是黏性末端,连接效率相对平末端高。为使基因能够正常表达,基因结构的上游和下游各有启动子和终止子,因此,N和J应都为终止子。
【小问2详解】
为获得含蛋白X的水稻材料,首先诱导水稻种子脱分化形成愈伤组织,然后通过农杆菌的侵染,使目的基因进入水稻细胞并完成转化,再将其转接到含特定激素的培养基上,诱导其再分化形成具有根、茎、叶的完整植株。
【小问3详解】
为验证水稻中目的基因X是否表达(转录和翻译),可通过PCR技术检测水稻细胞中目的基因X是否转录出了mRNA;可从转基因水稻中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出了蛋白质。
【小问4详解】
蛋白质工程是基因工程的延伸,是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。因此,从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发,合成基因X,进而得到猪瘟疫苗的过程属于蛋白质工程的范畴。相较于大肠杆菌细胞,水稻胚乳细胞多了复杂的生物膜系统,可对基因X的表达产物进行正确地加工与折叠,产生具有生物活性的重组蛋白质。
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