临考押题卷(山东专用)-2025年高考生物冲刺抢押秘籍
2025-05-01
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2份
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38页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.12 MB |
| 发布时间 | 2025-05-01 |
| 更新时间 | 2025-05-01 |
| 作者 | 我是生物老师呀 |
| 品牌系列 | 上好课·冲刺讲练测 |
| 审核时间 | 2025-05-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51922975.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025年山东卷高考生物临考押题卷
考试时间;90分钟 满分:100分
一、单选题 本题共15 小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求
1.近期科学家在国际空间站(ISS)的密闭舱室中,意外发现了一种新型细菌,这种被称为“ISS肠杆菌”的发现揭示了微生物在极端条件下的适应和进化机制。下列叙述正确的是( )
A.ISS肠杆菌能在极端环境生存依赖于其生物膜系统
B.ISS肠杆菌可能发生基因突变或染色体变异
C.ISS肠杆菌可在自身核糖体上合成特殊蛋白质
D.线粒体能为极端环境下生活的ISS肠杆菌供能
2.研究表明,大约2亿年前,UCYN—C古菌(一种细菌)与深海硅藻(深海热泉生态系统中发现的一种新型固氮真核生物)开始共生,UCYN—C古菌最终演变成了硅藻细胞中的固氮细胞器,命名为硅固氮体。下列相关叙述错误的是( )
A.深海硅藻进行细胞分裂时,硅固氮体能够随着细胞质分裂而分配到子细胞中
B.深海硅藻与UCYN—C古菌的共生关系体现了生物在极端环境下的一种适应
C.深海硅藻和UCYN—C古菌代谢所需的能量均主要由线粒体提供
D.硅固氮体这一固氮细胞器的发现为研究真核生物的起源提供了新的线索
3.Piezo1通道是一种在内皮细胞中高表达的机械敏感的通道蛋白,主要介导K+、Na+、Ca2+等阳离子的运输。研究发现,当血液为层流时,血液的摩擦力会刺激细胞膜的张力和曲度发生变化,使膜上的Piezo1通道从弯曲状变为平展状,Piezo1通道开放,使Ca2+内流,进而引发细胞释放NO。下列说法错误的是( )
A.血液层流时,Piezo1通道的构象会发生改变,引起Ca2+内流
B.Piezo1通道转运离子的速率与其数量和膜内外离子浓度差均有关
C.Piezo1通道转运离子的方式与内皮细胞跨膜释放NO的方式不同
D.Piezo1通道可介导K+、Na+、Ca2+等阳离子的运输,不具有特异性
4.敲除铁调节蛋白(IRP)基因会明显减弱线粒体的功能,在敲除IRP基因的小鼠中HIFla和HIF2a两种蛋白的含量明显高于野生型。为探究这两种蛋白的作用,科学家做了以下实验,结果如图所示。下列相关分析不合理的是( )
A.LdhA在细胞质基质中发挥作用
B.HIFla蛋白促进有氧呼吸第三阶段
C.HIF2a蛋白对LdhA的合成几乎无影响
D.葡萄糖在细胞质基质中被分解产生丙酮酸和[H]
5.细胞内存在泛素-蛋白酶体系统以维持目标蛋白含量的稳定。该系统由活化酶(E1)、结合酶(E2)和连接酶(E3)组成,这些酶可激活泛素并将其结合到目标蛋白的赖氨酸残基上。第一个泛素附着后,E3可通过形成泛素-泛素异肽键来延长泛素链。泛素化蛋白可通过去泛素化酶去除泛素。多泛素化蛋白被26S蛋白酶体识别和降解,释放短肽和可重复使用的泛素部分。下列说法正确的是( )
A.该系统将目标蛋白分解为短肽的过程需要三种酶参与
B.目标蛋白不断与泛素结合形成泛素链的过程,不断直接消耗ATP
C.降解释放的泛素可重复使用,释放的短肽也可直接用来合成蛋白质
D.该系统维持细胞内目标蛋白含量稳定的调节机制属于负反馈调节
6.果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状,眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状,翅型由等位基因T/t控制,眼色由等位基因R/r控制,两对基因不位于 X、Y的同源区段,XY视为纯合子。某兴趣小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验,统计F1的表现型及比例,结果如下:
杂交实验
F1的表现型及比例
正交
长翅红眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇=1∶1
反交
长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雄蝇=1∶1
下列说法错误的是( )
A.根据实验结果可知果蝇的长翅和红眼性状为显性性状
B.控制眼色的基因位于X染色体,控制眼色和翅型的两对基因符合自由组合定律
C.正交亲本的基因型分别是RRXTXT和rrXtY
D.反交得到的F1雌雄个体交配,F2中杂合子占5/8
7.真核生物线粒体基质内的DNA是双链闭合环状分子,外环为H链,内环为L链。其复制的大体过程为:先以L链为模板,合成一段RNA引物,然后在DNA聚合酶的作用下合成新的H链片段,当H链合成2/3时,新的L链以类似于新的H链的合成方式开始合成,示意图如下。下列关于线粒体DNA的说法错误的是( )
A.DNA内外环的复制是不同步的,但子链都是从5'端向3'端延伸
B.线粒体DNA分子不复制时双链平行,所以并非双螺旋结构
C.DNA复制时可能还需要RNA聚合酶和DNA连接酶
D.该DNA分子连续复制2次共需要6个RNA引物
8.图甲为某家系中某种单基因遗传病(相关基因用A/a表示)的遗传系谱图,图乙为此家系中,部分个体用限制酶Р处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳的结果。已知代表的个体标签丢失。不考虑变异,下列分析正确的是( )
A.Ⅱ1产生的次级卵母细胞中含有的基因A个数可能有0、1、2
B.X电泳结果的标签丢失,推测X可能是图甲中的Ⅱ2
C.若Ⅲ3为正常女孩,相关基因经过酶切、电泳后将产生2种条带
D.Ⅲ4基因电泳的11.5kb片段来自Ⅱ4,6.5kb和5.0kb片段来自Ⅱ3
9.二倍体生物中,体细胞中某对同源染色体缺失一条的个体称为单体,体细胞中某对同源染色体多一条的个体称为三体,单体和三体都可以用于基因定位。某大豆突变株表现为矮茎(aa),为确定A/a基因是否位于2号染色体上,将该突变株作为父本,分别与单体(2号染色体缺失一条)、三体(2号染色体多一条)纯合高茎大豆植株杂交得F1。单体和三体产生的配子均可育,而一对同源染色体均缺失的个体致死。下列叙述错误的是( )
A.通过突变株与单体杂交的结果即可进行基因定位,而与三体杂交的结果则不能
B.若A、a基因位于2号染色体上,则该突变株与三体杂交得F1,F1自交所得F2,的表型比例为6∶5
C.若该突变株与单体杂交得F1,F1随机交配所得F2中高茎∶矮茎=7∶8,则A、a基因位于2号染色体上
D.若a基因不位于2号染色体上,两种杂交形式下的F1连续自交n代,则矮茎的比例均为1/2-1/2n+1
10.图1为人体内 3 个神经元之间的联系示意图,图2表示某时刻兴奋在神经元B上的部分传导 过程。下列叙述正确的是( )
A.若先后刺激神经元C和A,则神经元B的膜外电位不会升高
B.若降低神经元A周围环境中的K+浓度,则其兴奋性增强
C.图2中的②处K+外流恢复静息电位,④处Na+内流形成动作电位
D.据图2中的①可判断兴奋以电信号的形式沿神经纤维从右向左传导
11.智能胰岛素(IA)由胰岛素和葡萄糖转运蛋白(GLUT)抑制剂两部分组成,如图1所示,与普通胰岛素相比,注射IA能避免出现低血糖症状。实验小组为了探究其机制,将足量的带荧光标记的IA和带荧光标记的普通胰岛素,分别加入盛有等量红细胞膜(只有GLUT,没有胰岛素受体)悬液的a组和b组试管中,室温处理30分钟,然后向a试管中加入不同浓度的葡萄糖,b试管不做处理,检测细胞膜上的荧光强度,其中a试管的结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
A.该实验中未加入葡萄糖时,a和b两只试管的荧光都主要分布在细胞膜上
B.实验结果表明,IA和葡萄糖都能与细胞膜上GLUT结合,且具有竞争性
C.血糖浓度较低时,IA与细胞膜上的GLUT结合以抑制细胞摄取葡萄糖的速率
D.血糖浓度较高时,IA与细胞膜上的胰岛素受体结合发挥其降血糖作用
12.科研小组在研究群落的结构过程中,对某地连续调查多年,下图为该地物种甲、乙和丙的相对盖度变化趋势。下列相关分析正确的是( )
注:盖度是指植物体地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比
A.导致物种乙、丙逐渐消失的原因可能是林木的郁闭度
B.图中物种甲、乙、丙的盖度变化体现了群落的季节性
C.该群落的水平结构未发生变化,垂直结构逐渐消失
D.群落中动物的生态位不会随盖度的变化而发生改变
13.研究人员以耳朵皮肤成纤维、胎儿皮肤成纤维和卵丘三种细胞分别作为供核细胞进行核移植,研究结果如下表。下列叙述正确的是( )
供核细胞
重构胚数(枚)
卵裂率(%)
囊胚率(%)
孵化率(%)
耳朵皮肤成纤维
39
78.0
19.7
50.0
胎儿皮肤成纤维
33
79.4
35.6
63.9
卵丘
50
85.7
38.0
72.2
A.诱导多只雌性动物超数排卵所饲喂的激素能作用于特定细胞
B.卵丘细胞和胎儿皮肤成纤维细胞更适合用作核移植的供核细胞
C.核移植时,所用的卵母细胞应发育至减数分裂Ⅰ中期再去核
D.激活重构胚时,需要电刺激或PEG诱导细胞进行细胞分裂和发育
14.藻菌共生系统是利用藻类和细菌之间生理功能协同作用来净化污水的淡水生态系统。小球藻可吸收污水中的营养物质,通过光合作用提供O₂和有机物以供给地衣芽孢杆菌的生长;地衣芽孢杆菌可以利用小球藻产生的有机物和污水中的有机物产生CO₂等物质供给小球藻光合作用。这种良好的共生系统可以做到物质的循环再生利用而减少淡水污染。根据上述材料分析,下列有关叙述正确的是( )
A.可以采用平板划线法对地衣芽孢杆菌进一步分离和计数
B.地衣芽孢杆菌可以充当初级消费者,也可以充当分解者,其存在加速了生态系统的物质循环
C.在共生系统中加入另一种藻类后,小球藻生态位保持不变
D.逆境时地衣芽孢杆菌能分泌胞外物质保持共生系统稳定,这是恢复力稳定性的表现
15.30年来,在各级政府、群众的共同努力下,库布其成为世界上唯一被整体治理的沙漠,为全球创造更多绿水青山和金山银山。微创气流植树法(用特制水枪挖孔后插入树苗)是植树的重要科技支撑,退耕还林还草、天然林资源保护等措施改善和恢复了生态环境。下列叙述错误的是( )
A.种植沙生植物恢复植被,遵循了生态工程的协调原理
B.微创气流植树法有利于提高植树的效率和树苗成活率
C.退耕还林还草能加速群落的初生演替速度,增加生物多样性
D.保护天然林资源促进了生态系统实现防风固沙、水土保持的功能
二、多选题 本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错得0分
16.研究人员在研究卵原细胞减数分裂过程中,发现了一种非常规的细胞分裂过程(“逆反”减数分裂),如图所示( )
A.“逆反”减数分裂的发生可能与纺锤体的结构有关
B.“逆反”减数分裂过程中,等位基因分离发生在MⅡ
C.“逆反”减数分裂经MⅠ后染色体数目减半
D.“逆反”减数分裂更易获得含重组染色体的卵细胞
17.科研人员选取大豆、甘薯、花生、水稻、棉花为材料,进行了三组实验:甲组处于大气浓度环境,乙组处于浓度加倍环境,丙组先在浓度加倍环境中培育60天,在测定前一周恢复为大气浓度,三组实验全程保证水分充足供应。在某晴天上午测定各组的光合作用速率,得到如图所示结果。下列分析正确的是( )
A.乙组与甲组相比,浓度加倍能显著提升这几种作物的光合作用速率
B.丙组光合作用速率低于甲组,可能是前期高浓度环境使作物某些特性改变
C.与乙组相比,丙组光合速率降低,说明丙组植株叶片上开放的气孔数量降低
D.若要进一步探究最有利于作物生长的浓度,应设置较小的浓度梯度进行实验
18.科学家在研究“S”形种群增长模型的过程中不断改进,引入种群增长所必需的起始数量M这一系数。下图为改进前后种群大小与种群增长率的关系,下列说法正确的是( )
A.模型改进前,种群增长率在种群数量较低时较大,且随种群数量增大而减小
B.模型改进后,种群保持在N所对应的数量时,有利于持续获得最大的捕获量
C.M点时,种群增长率为0,当种群大于或小于M时,种群数量都会远离M
D.种群增长需要一定的起始密度,可能与有效地寻找配偶和逃避敌害有关
19.心肌炎患者机体内可能会发生一系列变化,如:①在精神高度紧张时,肾上腺素(可抑制免疫系统的功能)分泌增多;②神经系统释放乙酰胆碱促进淋巴细胞和巨噬细胞增殖、分化;③免疫反应过于强烈导致器官损伤时,机体分泌糖皮质激素以抑制免疫反应。下列分析合理的有( )
A.①可通过反射弧完成,该反射弧的效应器是肾上腺
B.③中糖皮质激素通过体液定向运输至免疫细胞发挥作用
C.②中的乙酰胆碱与免疫细胞的受体接触发挥作用后被回收或灭活
D.心肌炎患者康复的过程是神经—体液—免疫调节的结果,保持良好的心态有利于恢复健康
20.科学家通过培育小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞,成功获得了“1母亲0父亲”的雌性小鼠,且该雌性小鼠能正常生殖产生后代,有关技术如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.用雌激素对母鼠进行超数排卵处理可以获得更多的卵母细胞
B.图中过程①②的分裂方式分别为减数分裂和有丝分裂
C.用于过程③的细胞取自孤雌单倍体囊胚中的内细胞团
D.第2阶段的卵子为次级卵母细胞,过程④为减数分裂II的部分过程
三、非选择题 本题共5小题,共55分
21.水稻是喜湿作物,全生长季需水量为700~1200毫米,插秧后需保持浅水层(1.5~2.0厘米),以促进秧苗返青和分蘖。水资源短缺限制水稻的生长发育,严重影响水稻的产量。科研人员利用激光照射水稻,获得了水稻突变体。将野生型水稻和突变体水稻种植在同样干旱、温度相同且适宜的条件下,检测二者叶肉细胞的各项指标,所得结果如图1、图2、图3所示。回答下列问题:
(1)图1中,当光照强度为100μmol·m-2·s-1时,野生型水稻植株的干重变化是 ;判断理由是 ,O2分别来自于 。
(2)为比较野生型与突变型水稻叶肉细胞中叶绿素含量,科研人员利用纸层析法提取两种水稻叶肉细胞中的叶绿素,研磨时加入二氧化硅的作用是 ,叶绿素a和叶绿素b分别位于层析带从上到下第 条色素带上。
(3)根据图2、图3分析,在干旱条件下,突变型叶肉细胞的光合作用速率 野生型叶肉细胞的光合作用速率,判断理由是 。
22.某植物的性型有全雌株(只开雌花)、雌雄同株(开单性花,植株上既有雌花、又有雄花)和完全株(开两性花,同一朵花里既有雄蕊、又有雌蕊)3种类型,该性状由两对等位基因D/d、E/e控制,其中基因E决定雌花、基因d决定两性花,此外,雌维同株又可分为P-A型(雌花占40%)和P-B型(雌花占70%)。该植物存在雌配子致死现象,不考虑突变和染色体互换。
(1)让纯合的雌雄同株的雄花给纯合的完全株雌蕊授粉,在完全株上收获F1种子。随机种植部分F1种子,这些种子全部发育成全雌株;其余F1种子在发育过程中喷洒适量的外源赤霉素(可诱导全雌株开大量雄花),成熟后进行自交,获得F2种子。继续种植F2种子,这些种子发育成的植株表型及数量为全雌株(200株)、雌雄同株(121株)和完全株(160株)。
①基因E/e、D/d的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律;该植物基因型为 的雌配子存在致死现象。
②F2中全雌株的基因型有 种。F2能自交的植株中,自交后代不发生性状分离的个体占 。
(2)让两株纯合的P-A型和P-B型该植物杂交,F1均为P-A型,F1自交,F2有25%的植株为P-B型,其余为P-A型,说明 是显性性状。假设控制该对相对性状的基因N/n与基因E/e、D/d位于非同源染色体上,则基因型为EeDdNn的种子在萌发时喷洒适量的外源赤霉素后进行自交,后代中P-A型植株占 。
(3)为确定基因N/n与基因E/e、D/d的位置关系,选取(2)中基因型为EeDdNn的植株的自交后代的叶片,利用PCR和电泳检测每株植株中相关基因的情况,并将检测群体中所有植株按PCR产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则进行归类(各基因的PCR产物通过电泳均可区分),结果如图所示。
由图可知,基因N/n与基因E/e、D/d的位置关系是 (用横线表示染色体,用点表示基因)。若该基因型为EeDdNn的植株进行测交,则测交后代群体的电泳图谱对应图中的类型 (填序号)。
23.神经内分泌调节下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)是维持内环境稳态重要的内分泌轴,其多种肽类激素与抑郁发病有重要关联,HPA轴的调节过程如图1所示,抑郁症患者表现为HPA轴功能亢进,相关激素的含量高于正常值。与情绪调节密切相关的海马区可参与调节HPA轴负反馈机制,海马区通过神经调节对下丘脑起抑制作用,这种抑制作用来源于海马区释放的神经递质去甲肾上腺素(NE)。回答下列问题:
(1)图中B表示的激素是 ,抑郁症患者的HPA轴功能亢进和图中的 (填数字)过程调节出现障碍有关。
(2)海马区通过神经递质NE发挥对下丘脑的抑制作用。研究发现,NE的释放受α2受体的调控,过量的NE可激活位于 (填“突触前膜”“突触间隙”或“突触后膜”)上的α2受体,减少该处NE的释放,这种调节方式属于 ,试以α2受体为靶点提出一条抗抑郁药物的开发思路: 。
(3)组蛋白乙酰化酶(HAT)是一类蛋白酶,HAT能和DNA结合,影响基因的甲基化水平。实验小组检测了正常小鼠和经应激处理(初生后母婴分离,使其缺少抚摸等关爱行为)小鼠的HAT的含量和皮质醇受体基因的甲基化水平,结果如图2所示,根据图示的结果可知,应激处理会 (填“促进”或“抑制”)抑郁症的发生,试结合实验结果阐述其机制: 。
24.武夷山自然保护区保存有我国东南部现存面积最大、最完整的中亚热带天然常绿阔叶林。研究者对保护区郁闭甜楮林(受人为影响较小)与干扰甜槠林(适度择伐乔木)的物种多样性及群落优势度进行调查比较,部分实验数据如表。
层次
郁闭林
干扰林
物种多样性指数
群落优势度
物种多样性指数
群落优势度
乔木层
11.445 0
0.073 3
14.709 1
0.061 4
灌木层
4.004 1
0.2651
12.077 6
0.086 0
草本层
1.6629
0.294 4
5.427 4
0.103 9
藤本植物
5.554 0
0.142 4
8.974 5
0.071 8
注:群落内物种数量分布越不均匀,优势种的地位越突出,群落优势度越大。
(1)区别武夷山保护区与其他群落的重要特征是 。为全面了解群落的结构,可采用 法统计甜楮等各个种群在群落中的相对数量,该方法一般用于 的物种。
(2)郁闭林的物种多样性 (填“高于”“几乎等于”或“低于”)干扰林的物种多样性,群落优势度 (填“高于”“几乎等于”或“低于”)干扰林,分析原因是 。
(3)武夷山的不同物种均在一定的空间范围内利用特定的资源,因此都会占据一定的生态位。要研究甜槠的生态位,通常要研究它所在区域内的 等特征,以及它与其他物种的关系等。
25.炎症性肠病(IBD)是一种易导致结肠癌的慢性疾病,患者肠道内会产生硫代硫酸盐,且生成量与疾病严重程度呈正相关。为简化疾病诊断和精确用药,科研人员开发了智能工程菌。
(1)科研人员将抗炎蛋白基因与硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子P连接,构建出图1所示表达载体。先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使细胞处于 的生理状态,再将表达载体导入其中,筛选得到菌株E。饲喂菌株E的IBD小鼠症状明显缓解。选用启动子P的优点是仅在IBD发生时才表达抗炎蛋白且 ,能精准治疗IBD。
(2)科研人员拟向菌株E中导入新元件,得到菌株Ec,以通过观察饲喂菌株Ec的小鼠粪便中的荧光情况来诊断IBD严重程度。制备新元件有图2所示两种方案。
①与方案1相比,方案2的主要优势是排除不同的小鼠粪便样品中 对诊断结果的影响。
A.Ec菌数量差异 B.Ec菌活性差异 C.硫代硫酸盐含量
②利用方案2所获得的Ec菌饲喂IBD小鼠后,若粪便样品中仅发红色荧光的菌为x个,同时发红色和绿色荧光的菌为y个,则反映IBD 发病程度的数学表达式为 。
(3)硫代硫酸盐易被分解,因此Ec菌荧光情况的观察只能反映观察时刻的情况。为了让曾经患过IBD的情况被记录下来,科研人员继续向菌株Ec中导入含图3所示元件的表达载体,得到智能工程菌R。正常的LacZ基因编码的蛋白可使大肠杆菌菌落在含X-gal(无色)的培养基上呈现蓝色。突变基因A-LacZ无法表达LacZi酶,B-sgRNA能使突变基因A-LacZ 恢复正常序列。
给小鼠饲喂智能工程菌R后,收集小鼠粪便中的工程菌R,将工程菌R涂布在含 的平板上,若 ,则说明小鼠曾患IBD。
试卷第14页,共17页
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2025年山东卷高考生物临考押题卷
考试时间;90分钟 满分:100分
一、单选题 本题共15 小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求
1.近期科学家在国际空间站(ISS)的密闭舱室中,意外发现了一种新型细菌,这种被称为“ISS肠杆菌”的发现揭示了微生物在极端条件下的适应和进化机制。下列叙述正确的是( )
A.ISS肠杆菌能在极端环境生存依赖于其生物膜系统
B.ISS肠杆菌可能发生基因突变或染色体变异
C.ISS肠杆菌可在自身核糖体上合成特殊蛋白质
D.线粒体能为极端环境下生活的ISS肠杆菌供能
【答案】C
【分析】原核细胞与真核细胞的区别在于原核细胞没有以核膜为界限的细胞核。
【详解】A、原核细胞只有细胞膜,没有复杂的生物膜系统,A错误;
B、ISS肠杆菌为原核生物,没有染色体,不会发生染色体变异,B错误;
C、ISS肠杆菌有核糖体,可在自身核糖体上合成特殊蛋白质,C正确;
D、ISS肠杆菌为原核生物,没有线粒体,D错误。
故选C。
2.研究表明,大约2亿年前,UCYN—C古菌(一种细菌)与深海硅藻(深海热泉生态系统中发现的一种新型固氮真核生物)开始共生,UCYN—C古菌最终演变成了硅藻细胞中的固氮细胞器,命名为硅固氮体。下列相关叙述错误的是( )
A.深海硅藻进行细胞分裂时,硅固氮体能够随着细胞质分裂而分配到子细胞中
B.深海硅藻与UCYN—C古菌的共生关系体现了生物在极端环境下的一种适应
C.深海硅藻和UCYN—C古菌代谢所需的能量均主要由线粒体提供
D.硅固氮体这一固氮细胞器的发现为研究真核生物的起源提供了新的线索
【答案】C
【分析】1、科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。由真核细胞构成的生物叫作真核生物,由原核细胞构成的生物叫作原核生物。
2、真核细胞和原核细胞最本质的区别在于有无核膜包被的细胞核,原核细胞只有唯一的细胞器核糖体。
【详解】A、在细胞分裂时,硅固氮体能像真核细胞的细胞器那样随着细胞质分裂而分配到子细胞中,A正确;
B、深海环境属于极端环境,深海硅藻与UCYN - C古菌能在这样的环境中形成共生关系,这种共生关系有助于它们更好地在极端环境中生存和繁衍,体现了生物对极端环境的一种适应,B正确;
C、UCYN - C古菌是原核生物,原核生物没有线粒体这种细胞器,其代谢所需能量不是由线粒体提供,C错误;
D、硅固氮体是由细菌演变形成的细胞器,它的发现主要是在固氮机制等方面提供了新的研究方向,为研究真核生物的起源提供新线索,D正确。
故选C。
3.Piezo1通道是一种在内皮细胞中高表达的机械敏感的通道蛋白,主要介导K+、Na+、Ca2+等阳离子的运输。研究发现,当血液为层流时,血液的摩擦力会刺激细胞膜的张力和曲度发生变化,使膜上的Piezo1通道从弯曲状变为平展状,Piezo1通道开放,使Ca2+内流,进而引发细胞释放NO。下列说法错误的是( )
A.血液层流时,Piezo1通道的构象会发生改变,引起Ca2+内流
B.Piezo1通道转运离子的速率与其数量和膜内外离子浓度差均有关
C.Piezo1通道转运离子的方式与内皮细胞跨膜释放NO的方式不同
D.Piezo1通道可介导K+、Na+、Ca2+等阳离子的运输,不具有特异性
【答案】D
【分析】神经递质存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜,因此兴奋只能从一个神经元的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突。
【详解】A、当血液为层流时,血液的摩擦力会刺激细胞膜的张力和曲度发生变化,使膜上的Piezo1通道从弯曲状变为平展状,构象发生改变,A正确;
B、Piezo1通道转运离子为协助扩散,从高浓度到低浓度,转运速率与其数量和膜内外离子浓度差均有关,B正确;
C、Piezo1通道转运离子的方式为协助扩散,与内皮细胞跨膜释放NO的方式自由扩散不同,C正确;
D、Piezo1通道可介导K+、Na+、Ca2+等阳离子的运输,具有特异性,D错误。
故选D。
4.敲除铁调节蛋白(IRP)基因会明显减弱线粒体的功能,在敲除IRP基因的小鼠中HIFla和HIF2a两种蛋白的含量明显高于野生型。为探究这两种蛋白的作用,科学家做了以下实验,结果如图所示。下列相关分析不合理的是( )
A.LdhA在细胞质基质中发挥作用
B.HIFla蛋白促进有氧呼吸第三阶段
C.HIF2a蛋白对LdhA的合成几乎无影响
D.葡萄糖在细胞质基质中被分解产生丙酮酸和[H]
【答案】B
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内部可以进行有氧呼吸的第二、三阶段,在第二阶段中,可以在线粒体基质将丙酮酸分解为二氧化碳和NADH,释放少量的能量,而在第三阶段可以由前两个阶段的NADH与氧气结合生成水,释放大量的能量,因此线粒体与细胞中能量的供应有很大关系。
【详解】A、LdhA是乳酸脱氢酶,在细胞质基质中发挥作用,A正确;
B、PX-478为HIFla的抑制剂,图1显示,IRP敲除+PX-478组小鼠的耗氧速率与IRP敲除组小鼠的耗氧速率无明显差异,可知HIFla蛋白与有氧呼吸第三阶段无直接关系,B错误;
C、观察图2,IRP敲除+PT-2385组含量和IRP敲除组基本相同,说明HIF2a对LdhA的合成几乎无影响,C正确;
D、在有氧呼吸的第一阶段,葡萄糖在细胞质基质中被分解产生丙酮酸和[H],D正确。
故选B。
5.细胞内存在泛素-蛋白酶体系统以维持目标蛋白含量的稳定。该系统由活化酶(E1)、结合酶(E2)和连接酶(E3)组成,这些酶可激活泛素并将其结合到目标蛋白的赖氨酸残基上。第一个泛素附着后,E3可通过形成泛素-泛素异肽键来延长泛素链。泛素化蛋白可通过去泛素化酶去除泛素。多泛素化蛋白被26S蛋白酶体识别和降解,释放短肽和可重复使用的泛素部分。下列说法正确的是( )
A.该系统将目标蛋白分解为短肽的过程需要三种酶参与
B.目标蛋白不断与泛素结合形成泛素链的过程,不断直接消耗ATP
C.降解释放的泛素可重复使用,释放的短肽也可直接用来合成蛋白质
D.该系统维持细胞内目标蛋白含量稳定的调节机制属于负反馈调节
【答案】D
【分析】负反馈调节是指在一个系统中,系统本身的工作效果,反过来又作为信息调节该系统的工作
【详解】A、该系统将目标蛋白分解为短肽的过程主要涉及两种酶,即活化酶(E1)、结合酶(E2)和连接酶(E3)用于泛素的激活、结合和泛素链的延长,而多泛素化蛋白是被26S蛋白酶体识别和降解为短肽,此过程并不需要这三种酶参与。所以该系统将目标蛋白分解为短肽的过程不需要三种酶参与,A错误;
B、不是目标蛋白不断与泛素结合,是E1与E2与泛素结合,B错误;
C、降解释放的泛素可重复使用,但是释放的短肽不能直接用来合成蛋白质。蛋白质的合成需要以mRNA为模板,tRNA携带氨基酸按照mRNA上的密码子顺序依次连接形成多肽链,然后再经过盘曲折叠等过程形成具有一定空间结构的蛋白质,短肽需要经过一系列复杂的加工和组装过程才能成为有功能的蛋白质,C错误;
D、当细胞内目标蛋白含量升高时,泛素 - 蛋白酶体系统会加速对目标蛋白的降解,使目标蛋白含量降低;当目标蛋白含量降低时,该系统的降解作用会减弱,从而使目标蛋白含量升高,维持细胞内目标蛋白含量的稳定,符合负反馈调节的特点,所以该系统维持细胞内目标蛋白含量稳定的调节机制属于负反馈调节,D正确。
故选D。
6.果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状,眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状,翅型由等位基因T/t控制,眼色由等位基因R/r控制,两对基因不位于 X、Y的同源区段,XY视为纯合子。某兴趣小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验,统计F1的表现型及比例,结果如下:
杂交实验
F1的表现型及比例
正交
长翅红眼雌蝇∶长翅红眼雄蝇=1∶1
反交
长翅红眼雌蝇∶截翅红眼雄蝇=1∶1
下列说法错误的是( )
A.根据实验结果可知果蝇的长翅和红眼性状为显性性状
B.控制眼色的基因位于X染色体,控制眼色和翅型的两对基因符合自由组合定律
C.正交亲本的基因型分别是RRXTXT和rrXtY
D.反交得到的F1雌雄个体交配,F2中杂合子占5/8
【答案】B
【分析】分析题意,两组实验中翅型在子代雌雄果蝇中表现不同(正反交实验结果不同),说明该性状位于X染色体上,属于伴性遗传;根据实验结果可知,翅型的相关基因位于X染色体,且长翅是显性性状,而眼色的正反交结果无差异,说明基因位于常染色体,且红眼为显性性状。正交长翅红眼、截翅紫眼果蝇的子代长翅红眼雌蝇(R_XTXT):长翅红眼雄蝇(R_XTY)=1:1,其中XT来自母本,说明亲本中雌性是长翅红眼RRXTXT,而反交长翅红眼、截翅紫眼果蝇的子代长翅红眼雌蝇(R_XTX-):截翅红眼雄蝇(R_XtY)=1:1,其中的Xt只能来自亲代母本,说明亲本中雌性是截翅紫眼,基因型是rrXtXt,故可推知正交的亲本的基因型是RRXTXT、rrXtY,反交的亲本基因型是rrXtXt、RRXTY。
【详解】AB、两组实验中翅型在子代雌雄果蝇中表现不同(正反交实验结果不同),说明该性状位于X染色体上,属于伴性遗传;根据实验结果可知,翅型的相关基因位于X染色体,且长翅是显性性状,而眼色的正反交结果无差异,说明基因位于常染色体,且红眼为显性性状,A正确,B错误;
C、正交长翅红眼、截翅紫眼果蝇的子代长翅红眼雌蝇(R_XTXT):长翅红眼雄蝇(R_XTY)=1:1,其中XT来自母本,说明亲本中雌性是长翅红眼RRXTXT,而反交长翅红眼、截翅紫眼果蝇的子代长翅红眼雌蝇(R_XTX-):截翅红眼雄蝇(R_XtY)=1:1,其中的Xt只能来自亲代母本,说明亲本中雌性是截翅紫眼,基因型是rrXtXt,故可推知正交的亲本的基因型是RRXTXT、rrXtY,反交的亲本基因型是rrXtXt、RRXTY,C正确;
D、反交的亲本基因型是rrXtXt、RRXTY,F1的基因型为RrXTXt、RrXtY,F2中杂合子占1-1/2×3/4=5/8,D正确。
故选B。
7.真核生物线粒体基质内的DNA是双链闭合环状分子,外环为H链,内环为L链。其复制的大体过程为:先以L链为模板,合成一段RNA引物,然后在DNA聚合酶的作用下合成新的H链片段,当H链合成2/3时,新的L链以类似于新的H链的合成方式开始合成,示意图如下。下列关于线粒体DNA的说法错误的是( )
A.DNA内外环的复制是不同步的,但子链都是从5'端向3'端延伸
B.线粒体DNA分子不复制时双链平行,所以并非双螺旋结构
C.DNA复制时可能还需要RNA聚合酶和DNA连接酶
D.该DNA分子连续复制2次共需要6个RNA引物
【答案】B
【分析】1、环状DNA分子没有游离的磷酸基团,环状DNA分子中磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同;
2、DNA复制的条件:(1)、DNA复制需要模板、原料、能量、酶等条件;(2)、DNA复制是边解旋边复制、半保留复制;(3)、DNA复制时,子链只能从5'端向3'端延伸,两条子链的延伸方向相反。
【详解】A、DNA聚合酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸,故子链的延伸方向都是从5'端→3'端,A正确;
B、线粒体DNA分子不复制时双链反向平行,也符合双螺旋结构,B错误;
C、由题意可知,DNA的复制需要先以L链为模板,合成一段RNA引物,RNA的合成需要RNA聚合酶催化,图中多起点复制,复制好的链需要DNA连接酶连接,所以DNA复制可能需要RNA聚合酶和DNA连接酶,C正确;
D、由题意和图示可知,该DNA分子连续复制n次,最终形成2n个环状DNA分子,共2n+1条单链,由于DNA复制是半保留复制,需新合成2n+1-2条单链,共需要2n+1-2个引物,故连续复制2次需要2n+1-2=6个引物,D正确。
故选B。
8.图甲为某家系中某种单基因遗传病(相关基因用A/a表示)的遗传系谱图,图乙为此家系中,部分个体用限制酶Р处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳的结果。已知代表的个体标签丢失。不考虑变异,下列分析正确的是( )
A.Ⅱ1产生的次级卵母细胞中含有的基因A个数可能有0、1、2
B.X电泳结果的标签丢失,推测X可能是图甲中的Ⅱ2
C.若Ⅲ3为正常女孩,相关基因经过酶切、电泳后将产生2种条带
D.Ⅲ4基因电泳的11.5kb片段来自Ⅱ4,6.5kb和5.0kb片段来自Ⅱ3
【答案】D
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病);(2)多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病;(3)染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征)。
【详解】A、图甲中Ⅰ1和Ⅰ2为正常个体,子女中Ⅱ4为患者,所以该病为隐性遗传病,相关基因可能位于常染色体上,也可能位于X染色体上,无论相关基因位于常染色体还是X染色体上,Ⅰ1均为杂合子,Ⅰ2一定含有正常基因,结合图乙中Ⅰ1和Ⅰ2的电泳条带可知,Ⅰ2不含致病基因,即图中患病基因对应的条带为11.5kb条带,6.5kb和5.0kb条带对应正常基因被酶切后的两个片段,因此该遗传病为X染色体隐性遗传病,则Ⅰ1和Ⅰ2的基因型分别为XAXa,XAY,Ⅱ 1的基因型为XAXa产生的次级卵母细胞中含有的基因A个数可能有0、2,A错误;
B、X电泳结果只有11.5kb条带,即只含有a基因,而Ⅱ 2的基因型XAY,B错误;
C、Ⅰ1和Ⅰ2的基因型分别为XAXa,XAY,若为正常女孩,的基因型为XAXa,XAXA相关基因经过酶切、电泳后将产生3或2条种条带,C错误;
D、Ⅲ 4 基因型XAXa,患病基因a对应的条带为11.5kb条带,来自父亲XaY,6.5kb和5.0kb条带对应正常基因A被酶切后的两个片段,来自母亲Ⅱ 3XAXa,D正确。
故选D。
9.二倍体生物中,体细胞中某对同源染色体缺失一条的个体称为单体,体细胞中某对同源染色体多一条的个体称为三体,单体和三体都可以用于基因定位。某大豆突变株表现为矮茎(aa),为确定A/a基因是否位于2号染色体上,将该突变株作为父本,分别与单体(2号染色体缺失一条)、三体(2号染色体多一条)纯合高茎大豆植株杂交得F1。单体和三体产生的配子均可育,而一对同源染色体均缺失的个体致死。下列叙述错误的是( )
A.通过突变株与单体杂交的结果即可进行基因定位,而与三体杂交的结果则不能
B.若A、a基因位于2号染色体上,则该突变株与三体杂交得F1,F1自交所得F2,的表型比例为6∶5
C.若该突变株与单体杂交得F1,F1随机交配所得F2中高茎∶矮茎=7∶8,则A、a基因位于2号染色体上
D.若a基因不位于2号染色体上,两种杂交形式下的F1连续自交n代,则矮茎的比例均为1/2-1/2n+1
【答案】B
【分析】根据题意分析可知:体细胞中某对同源染色体缺失一条的植株,称为单体(2n-1),三体(2n+1)指体细胞中某对同源染色体多一条的个体,若所研究基因在单体上,则基因型中只含有单个基因Y或y,若所研究基因在三体上,则基因型中含有三个相同或等位基因。
【详解】A、分析该突变株与单体杂交 突变株的基因型为aa,若A/a基因位于2号染色体上,单体纯合高茎大豆植株的基因型为AO(O表示染色体缺失),二者杂交子代中Aa∶aO=1∶1,表现为高茎和矮茎;若A/a基因不位于2号染色体上,单体纯合高茎大豆植株的基因型为AA,二者杂交子代均为Aa,表现为高茎。该突变株与三体杂交,若A/a基因位于2号染色体上,三体纯合高茎大豆植株的基因型为AAA,AAA产生的配子为AA或A,因此二者杂交子代为AAa或Aa,均为高茎;若A/a基因不位于2号染色体上,三体纯合高茎大豆植株的基因型为AA,二者杂交子代均为Aa,表现为高茎,因此通过突变株与单体杂交的结果即可进行基因定位,而与三体杂交的结果则不能,A正确;
B、若A、a基因位于2号染色体上,aa与AAA杂交,F1基因型为AAa∶Aa=1∶1,其中AAa产生的配子为AA∶Aa∶A∶a=1∶2∶2∶1,F1中AAa自交后代中矮茎所占的比例为1/6×1/6=1/36,而Aa自交后代中矮茎所占的比例为1/2×1/2=1/4,则F2中矮茎所占的比例为1/2×1/36+1/2×1/4=10/72,高茎所占的比例为1-10/72=62/72,即高茎∶矮茎=31∶5,B错误;
C、若A、a基因位于2号染色体上,突变株(aa)与单体(AO)杂交,F1基因型为Aa∶aO=1∶1,产生配子为A∶a∶O=1∶2∶1,其随机交配后代中高茎所占比例为1/4×1/4(AA)+1/4×2/4×2(Aa)+1/4×1/4×2(AO)=7/16,矮茎所占比例为2/4×2/4(aa)+1/4×2/4×2(aO)=8/16,则F2中高茎∶矮茎=7∶8,C正确;
D、若a基因不位于2号染色体上,F1的基因型都为Aa,F1连续自交n代,杂合子的比例为1/2n,矮茎的比例为(1-1/2n)/2=1/2-1/2n+1,D正确。
故选B。
10.图1为人体内 3 个神经元之间的联系示意图,图2表示某时刻兴奋在神经元B上的部分传导 过程。下列叙述正确的是( )
A.若先后刺激神经元C和A,则神经元B的膜外电位不会升高
B.若降低神经元A周围环境中的K+浓度,则其兴奋性增强
C.图2中的②处K+外流恢复静息电位,④处Na+内流形成动作电位
D.据图2中的①可判断兴奋以电信号的形式沿神经纤维从右向左传导
【答案】C
【分析】兴奋在神经纤维上以电信号形式进行传导,静息电位表现外正内负,主要与钾离子外流有关,动作电位表现为外负内正,主要与钠离子内流有关,由于兴奋部位是外正内负,未兴奋部位是外负内正,在兴奋部位与未兴奋部位存在电位差,形成局部电流,兴奋在神经纤维上以局部电流的形式进行传导。
【详解】A、若C为兴奋性神经元,能释放兴奋性神经递质,A为抑制神经元,能释放抑制性神经递质,若C先兴奋会使A释放更多抑制性神经递质,会导致B神经元更加静息,膜外电位会升高,A错误;
B、K+与静息电位的形成有关,Na+与动作电位的形成有关,因此降低神经元A周围环境中的K+浓度,不影响其兴奋性,B错误;
C、图2中兴奋传导的方向是从左向右,②处在恢复静息电位K+外流,④即将兴奋Na+内流形成动作电位,C正确;
D、由图2可知,横坐标为位置,①处正在恢复静息电位,而④即将兴奋,因此兴奋传导的方向是从左向右,D错误。
故选C。
11.智能胰岛素(IA)由胰岛素和葡萄糖转运蛋白(GLUT)抑制剂两部分组成,如图1所示,与普通胰岛素相比,注射IA能避免出现低血糖症状。实验小组为了探究其机制,将足量的带荧光标记的IA和带荧光标记的普通胰岛素,分别加入盛有等量红细胞膜(只有GLUT,没有胰岛素受体)悬液的a组和b组试管中,室温处理30分钟,然后向a试管中加入不同浓度的葡萄糖,b试管不做处理,检测细胞膜上的荧光强度,其中a试管的结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
A.该实验中未加入葡萄糖时,a和b两只试管的荧光都主要分布在细胞膜上
B.实验结果表明,IA和葡萄糖都能与细胞膜上GLUT结合,且具有竞争性
C.血糖浓度较低时,IA与细胞膜上的GLUT结合以抑制细胞摄取葡萄糖的速率
D.血糖浓度较高时,IA与细胞膜上的胰岛素受体结合发挥其降血糖作用
【答案】A
【分析】血糖平衡调节:由胰岛A细胞分泌胰高血糖素,促进血糖来源,提高血糖浓度;由胰岛B细胞分泌胰岛素,促进血糖去路,减少血糖来源,以降低血糖浓度,两者激素间是相抗衡的关系。
【详解】A、a试管中加入的是带荧光标记的IA(含葡萄糖转运蛋白抑制剂),b试管中加入的是带荧光标记的普通胰岛素,红细胞膜上没有胰岛素受体,所以未加入葡萄糖时,a试管的荧光主要分布在细胞膜上,b试管的荧光不会分布在细胞膜上,A错误;
B、由实验结果可知,加入葡萄糖后,随着葡萄糖浓度升高,a试管细胞膜上荧光强度降低,说明IA和葡萄糖都能与细胞膜上GLUT结合,且具有竞争性,B正确;
C、血糖浓度较低时,IA与细胞膜上的GLUT结合,抑制细胞摄取葡萄糖,C正确;
D、根据结果可知,血糖浓度较高时,IA与细胞膜上的胰岛素受体结合,从而使IA中的胰岛素发挥降血糖作用,D正确。
故选A。
12.科研小组在研究群落的结构过程中,对某地连续调查多年,下图为该地物种甲、乙和丙的相对盖度变化趋势。下列相关分析正确的是( )
注:盖度是指植物体地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比
A.导致物种乙、丙逐渐消失的原因可能是林木的郁闭度
B.图中物种甲、乙、丙的盖度变化体现了群落的季节性
C.该群落的水平结构未发生变化,垂直结构逐渐消失
D.群落中动物的生态位不会随盖度的变化而发生改变
【答案】A
【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、物种乙和丙逐渐消失,很可能是由于物种甲的盖度增大使郁闭度增大,缺少光照导致的,A正确;
B、甲、乙、丙的盖度变化并不随季节变化而变化,不属于群落的季节性,B错误;
C、群落的结构会一直存在,C错误;
D、由于植物为动物提供食物条件和栖息环境,所以动物的生态位会随着盖度的变化而变化,D错误。
故选A。
13.研究人员以耳朵皮肤成纤维、胎儿皮肤成纤维和卵丘三种细胞分别作为供核细胞进行核移植,研究结果如下表。下列叙述正确的是( )
供核细胞
重构胚数(枚)
卵裂率(%)
囊胚率(%)
孵化率(%)
耳朵皮肤成纤维
39
78.0
19.7
50.0
胎儿皮肤成纤维
33
79.4
35.6
63.9
卵丘
50
85.7
38.0
72.2
A.诱导多只雌性动物超数排卵所饲喂的激素能作用于特定细胞
B.卵丘细胞和胎儿皮肤成纤维细胞更适合用作核移植的供核细胞
C.核移植时,所用的卵母细胞应发育至减数分裂Ⅰ中期再去核
D.激活重构胚时,需要电刺激或PEG诱导细胞进行细胞分裂和发育
【答案】B
【分析】哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植(比较容易)和体细胞核移植(比较难)。选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富,可以激活细胞核表达全能性。
【详解】A、超数排卵需要注射促性腺激素,不能饲喂,A错误;
B、由表可知,卵丘细胞和胎儿皮肤成纤维细胞的各种参数较高,更适合用作核移植的供核细胞,B正确;
C、核移植过程中可用的卵母细胞应发育至减数分裂Ⅱ中期,C错误;
D、激活重构胚的过程,需要用物理或化学激活,不能用PEG,D错误。
故选B。
14.藻菌共生系统是利用藻类和细菌之间生理功能协同作用来净化污水的淡水生态系统。小球藻可吸收污水中的营养物质,通过光合作用提供O₂和有机物以供给地衣芽孢杆菌的生长;地衣芽孢杆菌可以利用小球藻产生的有机物和污水中的有机物产生CO₂等物质供给小球藻光合作用。这种良好的共生系统可以做到物质的循环再生利用而减少淡水污染。根据上述材料分析,下列有关叙述正确的是( )
A.可以采用平板划线法对地衣芽孢杆菌进一步分离和计数
B.地衣芽孢杆菌可以充当初级消费者,也可以充当分解者,其存在加速了生态系统的物质循环
C.在共生系统中加入另一种藻类后,小球藻生态位保持不变
D.逆境时地衣芽孢杆菌能分泌胞外物质保持共生系统稳定,这是恢复力稳定性的表现
【答案】B
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落;②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、平板划线法用于菌种分离,无法准确计数,计数需用稀释涂布平板法,A错误;
B、地衣芽孢杆菌既分解污水中的有机物(分解者),又利用小球藻产生的有机物(初级消费者),促进物质循环,B正确;
C、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,引入新藻类会与小球藻竞争资源(如光、营养),导致其生态位(资源利用范围)变化,C错误;
D、逆境中维持系统稳定属于抵抗力稳定性,而非恢复力稳定性(指系统受破坏后恢复的能力),D错误。
故选B。
15.30年来,在各级政府、群众的共同努力下,库布其成为世界上唯一被整体治理的沙漠,为全球创造更多绿水青山和金山银山。微创气流植树法(用特制水枪挖孔后插入树苗)是植树的重要科技支撑,退耕还林还草、天然林资源保护等措施改善和恢复了生态环境。下列叙述错误的是( )
A.种植沙生植物恢复植被,遵循了生态工程的协调原理
B.微创气流植树法有利于提高植树的效率和树苗成活率
C.退耕还林还草能加速群落的初生演替速度,增加生物多样性
D.保护天然林资源促进了生态系统实现防风固沙、水土保持的功能
【答案】C
【分析】群落演替是指 一个群落被另一个群落替代的过程,该过程中会发生优势种的取代。演替可以分为初生演替和次生演替。初生演替:是指在一个从来没有被植物覆盖的地面 或者原来存在过植被但被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替:是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保存甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】A、种植沙生植物恢复植被,充分考虑了植物与环境的适应,遵循了生态工程的协调原理,A正确;
B、微创气流植树法用特制水枪挖孔后插入树苗,有利于提高植树的效率和树苗成活率,B正确;
C、退耕还林还草加速群落的次生演替速度,增加生物多样性,C错误;
D、保护天然林资源促进了生态系统实现防风固沙、水土保持的功能,是生物多样性的间接价值,D正确。
故选C。
二、多选题 本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错得0分
16.研究人员在研究卵原细胞减数分裂过程中,发现了一种非常规的细胞分裂过程(“逆反”减数分裂),如图所示( )
A.“逆反”减数分裂的发生可能与纺锤体的结构有关
B.“逆反”减数分裂过程中,等位基因分离发生在MⅡ
C.“逆反”减数分裂经MⅠ后染色体数目减半
D.“逆反”减数分裂更易获得含重组染色体的卵细胞
【答案】AD
【分析】由图分析可知,“逆反”减数分裂过程:M Ⅰ时姐妹染色单体分开,同源染色体未分离;M Ⅱ时,同源染色体分离,染色体数目减半。
【详解】A、由图分析可知,“逆反”减数分裂过程中M Ⅰ时姐妹染色单体分开,同源染色体未分离;M Ⅱ时,同源染色体分离。纺锤体与染色体的排列、移动和移向两极有关,“逆反”减数分裂的发生可能与纺锤体的结构有关,A正确;
B、“逆反”减数分裂过程中M Ⅰ时姐妹染色单体分开,同源染色体未分离,而M Ⅱ时,同源染色体分离。因此,若在“逆反”减数分裂过程中发生了互换,等位基因的分离可能发生在M I或M Ⅱ,B错误;
C、“逆反”减数分裂过程中,M Ⅰ时着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,经M I后染色体数目未减半,C错误;
D、由图可知,“逆反”减数分裂更高概率获得含重组染色体的卵细胞,D正确。
故选AD。
17.科研人员选取大豆、甘薯、花生、水稻、棉花为材料,进行了三组实验:甲组处于大气浓度环境,乙组处于浓度加倍环境,丙组先在浓度加倍环境中培育60天,在测定前一周恢复为大气浓度,三组实验全程保证水分充足供应。在某晴天上午测定各组的光合作用速率,得到如图所示结果。下列分析正确的是( )
A.乙组与甲组相比,浓度加倍能显著提升这几种作物的光合作用速率
B.丙组光合作用速率低于甲组,可能是前期高浓度环境使作物某些特性改变
C.与乙组相比,丙组光合速率降低,说明丙组植株叶片上开放的气孔数量降低
D.若要进一步探究最有利于作物生长的浓度,应设置较小的浓度梯度进行实验
【答案】ABD
【分析】据图分析可知,甲组和乙组之间进行比较可知,CO2浓度升高有利于光合作用;甲组和丙组比较可知,作物长期处于高CO2浓度条件下有可能会使固定CO2的酶的活性降低或者是数量减少。
【详解】A、据图分析,乙组在高 CO2 浓度下,能显著提升这几种作物的光合作用速率,A正确;
B、由图可以看出,丙组的光合作用速率比甲组低,推测可能是作物长期处于高CO2浓度环境引起固定CO2的酶的活性降低,B正确;
C、与乙组相比,丙组光合速率降低,但不能说明丙组植株叶片上开放的气孔数量降低,C错误;
D、若要进一步探究最有利于作物生长的CO2浓度,应设置较小的的CO2浓度梯度进行实验,D正确。
故选ABD。
18.科学家在研究“S”形种群增长模型的过程中不断改进,引入种群增长所必需的起始数量M这一系数。下图为改进前后种群大小与种群增长率的关系,下列说法正确的是( )
A.模型改进前,种群增长率在种群数量较低时较大,且随种群数量增大而减小
B.模型改进后,种群保持在N所对应的数量时,有利于持续获得最大的捕获量
C.M点时,种群增长率为0,当种群大于或小于M时,种群数量都会远离M
D.种群增长需要一定的起始密度,可能与有效地寻找配偶和逃避敌害有关
【答案】ACD
【分析】“J”形曲线:指数增长函数,描述在食物充足,无限空间,无天敌的理想条件下生物无限增长的情况。“S”形曲线:是受限制的指数增长函数,描述食物、空间都有限,有天敌捕食的真实生物数量增长情况,存在环境容纳的最大值K。
【详解】A、从改进前的曲线可以看出,种群增长率在种群数量较低时较大,且随种群数量增大而减小,A 正确;
B、模型改进后,K点时增长率为零,对应的种群 数量为环境容纳量,据图可知,N点对应的种群数量小 于K/2,所以不能持续获得最大的捕获量,B错误;
C、 M点时,种群增长率为0,当种群数量小于M时,种群 数量低,增长率为负值,趋于灭亡,远离M;当种群数量 大于M时,增长率大于0,种群数量增加,远离M,C正确;
D、适宜的种群密度对于种群中的个体寻找配偶和 逃避敌害是必不可少的,故种群增长需要一定的起始密度,D正确。
故选ACD。
19.心肌炎患者机体内可能会发生一系列变化,如:①在精神高度紧张时,肾上腺素(可抑制免疫系统的功能)分泌增多;②神经系统释放乙酰胆碱促进淋巴细胞和巨噬细胞增殖、分化;③免疫反应过于强烈导致器官损伤时,机体分泌糖皮质激素以抑制免疫反应。下列分析合理的有( )
A.①可通过反射弧完成,该反射弧的效应器是肾上腺
B.③中糖皮质激素通过体液定向运输至免疫细胞发挥作用
C.②中的乙酰胆碱与免疫细胞的受体接触发挥作用后被回收或灭活
D.心肌炎患者康复的过程是神经—体液—免疫调节的结果,保持良好的心态有利于恢复健康
【答案】CD
【分析】由于内分泌腺没有导管,其分泌的激素便弥散到血液中,并随血液流到全身,通过血液传递各种信息。激素运输方向是不定的,可以全身运输,但是起作用的细胞却各不相同。
【详解】A、精神高度紧张时,肾上腺素分泌增多可通过反射弧完成,反射弧中效应器是传出神经及其支配的肾上腺,A错误;
B、糖皮质激素不能通过体液定向运输至免疫细胞,而是运输至全身各处,B错误;
C、乙酰胆碱(信息分子)需要与淋巴细胞和巨噬细胞的受体接触才能发挥作用,之后被回收或灭活,C正确;
D、心肌炎患者康复的过程是神经—体液—免疫调节的结果,神经系统、内分泌系统和免疫系统之间存在依赖信息分子的调节作用,保持良好的心态有利于恢复健康,D正确。
故选CD。
20.科学家通过培育小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞,成功获得了“1母亲0父亲”的雌性小鼠,且该雌性小鼠能正常生殖产生后代,有关技术如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.用雌激素对母鼠进行超数排卵处理可以获得更多的卵母细胞
B.图中过程①②的分裂方式分别为减数分裂和有丝分裂
C.用于过程③的细胞取自孤雌单倍体囊胚中的内细胞团
D.第2阶段的卵子为次级卵母细胞,过程④为减数分裂II的部分过程
【答案】BCD
【分析】分析图示,图示是科学家通过培育小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞,获得“1母亲0父亲”的雌性小鼠的过程,共包括两个阶段,据此分析作答。
【详解】A、促性腺激素可促进生殖细胞的形成,因此应用促性腺激素处理母鼠进行超数排卵,以获得更多的卵母细胞,A错误;
B、过程①是由处理过的卵母细胞形成卵细胞,为减数分裂,过程②是由卵细胞形成孤雌单倍体囊胚,为有丝分裂,B正确;
C、囊胚的内细胞团具有全能性,可形成胚胎干细胞,因此用于过程③的细胞应取自孤雌单倍体囊胚中的内细胞团,C正确;
D、卵母细胞发育到减数第二次分裂时才具有受精能力,将孤雌单倍体胚胎干细胞注入卵子内,模拟的是受精过程,因此第2阶段的卵子为次级卵母细胞,经过④过程可看到两个极体,说明过程④为减数分裂II的部分过程,D正确。
故选BCD。
三、非选择题 本题共5小题,共55分
21.水稻是喜湿作物,全生长季需水量为700~1200毫米,插秧后需保持浅水层(1.5~2.0厘米),以促进秧苗返青和分蘖。水资源短缺限制水稻的生长发育,严重影响水稻的产量。科研人员利用激光照射水稻,获得了水稻突变体。将野生型水稻和突变体水稻种植在同样干旱、温度相同且适宜的条件下,检测二者叶肉细胞的各项指标,所得结果如图1、图2、图3所示。回答下列问题:
(1)图1中,当光照强度为100μmol·m-2·s-1时,野生型水稻植株的干重变化是 ;判断理由是 ,O2分别来自于 。
(2)为比较野生型与突变型水稻叶肉细胞中叶绿素含量,科研人员利用纸层析法提取两种水稻叶肉细胞中的叶绿素,研磨时加入二氧化硅的作用是 ,叶绿素a和叶绿素b分别位于层析带从上到下第 条色素带上。
(3)根据图2、图3分析,在干旱条件下,突变型叶肉细胞的光合作用速率 野生型叶肉细胞的光合作用速率,判断理由是 。
【答案】(1) 减小 光照强度为100μmol·m-2·s-1时,叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率,但由于存在只进行呼吸作用的细胞,野生型水稻植株的光合作用速率小于呼吸作用速率 野生型叶肉细胞呼吸产生的CO2、突变型叶肉细胞呼吸产生的CO2和从空气中吸收的CO2
(2) 使研磨充分 三、四
(3) 大于 与野生型叶肉细胞相比,突变型叶肉细胞的叶绿素含量高,光反应速率快;RuBP羧化酶含量高,气孔导度大,胞间CO2浓度低,暗反应速率也快
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程。光合作用过程十分复杂,根据是否需要光能,将这些化学反应分为光反应和暗反应,现在也成为碳反应阶段。
【详解】(1)光照强度为100μmol·m-2·s-1时,叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率,但由于存在只进行呼吸作用的细胞,野生型水稻植株的光合作用速率小于呼吸作用速率,所以野生型水稻植株的干重减少。野生型水稻叶肉细胞固定的CO2来自于细胞呼吸产生的CO2;突变型水稻叶肉细胞固定的CO2来自于细胞呼吸产生的CO2和从空气中吸收的CO2。
(2)科研人员利用纸层析法提取两种水稻叶肉细胞中的叶绿素,研磨时加入二氧化硅的作用是使研磨充分,叶绿素a和叶绿素b分别位于层析带从上到下第三、四条色素带上。
(3)分析图2、图3可知,与野生型水稻叶肉细胞相比,突变型水稻叶肉细胞的叶绿素含量高,光反应速率快;RuBP羧化酶含量高,气孔导度大,胞间CO2浓度低,暗反应速率也快,因此突变型叶肉细胞的光合作用速率大于野生型叶肉细胞的光合作用速率。
22.某植物的性型有全雌株(只开雌花)、雌雄同株(开单性花,植株上既有雌花、又有雄花)和完全株(开两性花,同一朵花里既有雄蕊、又有雌蕊)3种类型,该性状由两对等位基因D/d、E/e控制,其中基因E决定雌花、基因d决定两性花,此外,雌维同株又可分为P-A型(雌花占40%)和P-B型(雌花占70%)。该植物存在雌配子致死现象,不考虑突变和染色体互换。
(1)让纯合的雌雄同株的雄花给纯合的完全株雌蕊授粉,在完全株上收获F1种子。随机种植部分F1种子,这些种子全部发育成全雌株;其余F1种子在发育过程中喷洒适量的外源赤霉素(可诱导全雌株开大量雄花),成熟后进行自交,获得F2种子。继续种植F2种子,这些种子发育成的植株表型及数量为全雌株(200株)、雌雄同株(121株)和完全株(160株)。
①基因E/e、D/d的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律;该植物基因型为 的雌配子存在致死现象。
②F2中全雌株的基因型有 种。F2能自交的植株中,自交后代不发生性状分离的个体占 。
(2)让两株纯合的P-A型和P-B型该植物杂交,F1均为P-A型,F1自交,F2有25%的植株为P-B型,其余为P-A型,说明 是显性性状。假设控制该对相对性状的基因N/n与基因E/e、D/d位于非同源染色体上,则基因型为EeDdNn的种子在萌发时喷洒适量的外源赤霉素后进行自交,后代中P-A型植株占 。
(3)为确定基因N/n与基因E/e、D/d的位置关系,选取(2)中基因型为EeDdNn的植株的自交后代的叶片,利用PCR和电泳检测每株植株中相关基因的情况,并将检测群体中所有植株按PCR产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则进行归类(各基因的PCR产物通过电泳均可区分),结果如图所示。
由图可知,基因N/n与基因E/e、D/d的位置关系是 (用横线表示染色体,用点表示基因)。若该基因型为EeDdNn的植株进行测交,则测交后代群体的电泳图谱对应图中的类型 (填序号)。
【答案】(1) 遵循 DE 3 5/7
(2) P-A型 3/4
(3) ④⑤⑦
【分析】基因自由组合定律的实质: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。
【详解】(1)①F2的植株表型及数量为全雌株(200株)、雌雄同株(121株)和完全株(160株),即全雌株:雌雄同株:完全株≈5:3:4,由于该植物存在雌配子致死现象,因此可推测DE的雌配子存在致死现象,基因E/e、D/d的遗传遵循基因的自由组合定律。
②由题干信息可知,全雌株的基因型为D_E_,雌雄同株的基因型为ddE_,完全株的基因型为_ _ee,由于DE的雌配子存在致死现象,因此F2中全雌株的基因型有3种,分别是DdEe、DDEe、DdEE。F2中雌雄同株和完全株可以自交,雌雄同株的基因型为ddE_,完全株的基因型为_ _ee,其中雌雄同株中纯合子(1/7)不发生性状分离,完全株(4/7)都不发生性状分离,故自交后代不发生性状分离的个体占5/7。
(2)具有相对性状的亲本杂交,F1表现出来的性状为显性性状,因此可知P-A型为显性性状,P-B型为隐性性状。基因N/n与基因E/e、D/d位于非同源染色体上,因此三对等位基因遵循基因的自由组合定律,基因型为EeDdNn的种子在萌发时喷洒适量的外源赤霉素后,可诱导全雌株开大量雄花,进行自交,后代中P-A型植株占3/4。
(3)基因型为EeDdNn的植株的自交,若三对基因的遗传遵循自由组合定律,后代应有33=27种基因型,根据电泳结果只有8种基因型,可以说明并非三对彼此独立遗传。写出电泳结果对应相关基因型可以发现,ee均为nn,EE均为NN,表明en在一条染色体上,因此三对基因在染色体上的位置为,若该基因型为EeDdNn的植株进行测交,EeDdNn植株产生的ED的雌配子致死,此时对应的测交结果应为457。
23.神经内分泌调节下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)是维持内环境稳态重要的内分泌轴,其多种肽类激素与抑郁发病有重要关联,HPA轴的调节过程如图1所示,抑郁症患者表现为HPA轴功能亢进,相关激素的含量高于正常值。与情绪调节密切相关的海马区可参与调节HPA轴负反馈机制,海马区通过神经调节对下丘脑起抑制作用,这种抑制作用来源于海马区释放的神经递质去甲肾上腺素(NE)。回答下列问题:
(1)图中B表示的激素是 ,抑郁症患者的HPA轴功能亢进和图中的 (填数字)过程调节出现障碍有关。
(2)海马区通过神经递质NE发挥对下丘脑的抑制作用。研究发现,NE的释放受α2受体的调控,过量的NE可激活位于 (填“突触前膜”“突触间隙”或“突触后膜”)上的α2受体,减少该处NE的释放,这种调节方式属于 ,试以α2受体为靶点提出一条抗抑郁药物的开发思路: 。
(3)组蛋白乙酰化酶(HAT)是一类蛋白酶,HAT能和DNA结合,影响基因的甲基化水平。实验小组检测了正常小鼠和经应激处理(初生后母婴分离,使其缺少抚摸等关爱行为)小鼠的HAT的含量和皮质醇受体基因的甲基化水平,结果如图2所示,根据图示的结果可知,应激处理会 (填“促进”或“抑制”)抑郁症的发生,试结合实验结果阐述其机制: 。
【答案】(1) 促肾上腺皮质激素 ④⑤
(2) 突触前膜 负反馈调节 阻断(或拮抗)α₂受体以增强NE的释放
(3) 促进 应激会降低组蛋白乙酰化酶含量并提高皮质醇受体基因的甲基化水平,从而减少该受体合成,削弱皮质醇负反馈,最终促进抑郁症的发生
【分析】1、兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并以胞吐的方式释放神经递质。
2、神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近。神经递质和突触后膜上的受体结合,突触后膜上的离子通道发生变化,引发电位变化,神经递质发挥作用后被降解或回收;神经元之间兴奋传递是单向的,原因:神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上。
【详解】(1)由图可知,B是垂体分泌作用于肾上腺皮质的激素,因此可知激素B为促肾上腺皮质激素。抑郁症患者表现为HPA轴功能亢进,相关激素的含量高于正常值,即④⑤负反馈过程调节出现障碍有关。
(2)海马区通过神经递质NE发挥对下丘脑的抑制作用,神经递质由突触前膜释放,因此可知过量的NE可激活位于突触前膜上的α2受体,减少该处NE的释放,从而使NE维持在正常水平,这种调节方式属于负反馈调节,若要以α₂受体为药物研发靶点,则可设计“阻断(或拮抗)突触前膜α₂受体”的药物,使其无法被过量NE激活,从而减少对NE分泌的抑制,提升NE水平,以期发挥抗抑郁作用。
(3)由图2可知,与正常组相比,应激处理组HAT的含量较低,皮质醇受体基因的甲基化水平较高,说明基因转录水平下降、受体表达减少,导致负反馈能力减弱,从而使HPA轴更易亢进,因此应激处理会促进抑郁症的发生。其机制可表述为:应激使HAT含量减少→受体基因组蛋白乙酰化水平下降、甲基化水平升高→受体基因表达减少→下丘脑和垂体对皮质醇的负反馈敏感性降低→HPA轴更容易持续高水平运转,增加抑郁发生的风险。
24.武夷山自然保护区保存有我国东南部现存面积最大、最完整的中亚热带天然常绿阔叶林。研究者对保护区郁闭甜楮林(受人为影响较小)与干扰甜槠林(适度择伐乔木)的物种多样性及群落优势度进行调查比较,部分实验数据如表。
层次
郁闭林
干扰林
物种多样性指数
群落优势度
物种多样性指数
群落优势度
乔木层
11.445 0
0.073 3
14.709 1
0.061 4
灌木层
4.004 1
0.2651
12.077 6
0.086 0
草本层
1.6629
0.294 4
5.427 4
0.103 9
藤本植物
5.554 0
0.142 4
8.974 5
0.071 8
注:群落内物种数量分布越不均匀,优势种的地位越突出,群落优势度越大。
(1)区别武夷山保护区与其他群落的重要特征是 。为全面了解群落的结构,可采用 法统计甜楮等各个种群在群落中的相对数量,该方法一般用于 的物种。
(2)郁闭林的物种多样性 (填“高于”“几乎等于”或“低于”)干扰林的物种多样性,群落优势度 (填“高于”“几乎等于”或“低于”)干扰林,分析原因是 。
(3)武夷山的不同物种均在一定的空间范围内利用特定的资源,因此都会占据一定的生态位。要研究甜槠的生态位,通常要研究它所在区域内的 等特征,以及它与其他物种的关系等。
【答案】(1) 物种组成 记名计算 个体较大、种群数量有限
(2) 低于 高于 干扰林适度择伐乔木(甜楮等),降低乔木优势种的地位,有助于林下植物(灌木、草本、藤本植物等)的生长,物种多样性提高,群落优势度减小
(3)出现频率、种群密度、植株高度
【分析】物种丰富度是指一个群落中的物种数目的多少。调查物种丰富度可以采用样方法。自然条件下,群落的演替一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展。人类活动可以使群落朝着不同于自然演替的方向和速度进行。
【详解】(1)区别不同群落的重要特征是物种组成。为全面了解群落的结构,统计甜楮等各个种群在群落中的相对数量时可采用记名计算法,该方法一般用于个体较大、种群数量有限的物种。
(2)结合表格数据分析,郁闭林的物种多样性低于干扰林的物种多样性,群落优势度高于干扰林,原因是干扰林适度择伐乔木(甜楮等),降低乔木优势种的地位,有助于林下植物(灌木、草本、藤本植物等)的生长,物种多样性提高,群落优势度减小。
(3)武夷山的不同物种在一定的空间范围内利用特定的资源,因此研究甜楮的生态位,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。
25.炎症性肠病(IBD)是一种易导致结肠癌的慢性疾病,患者肠道内会产生硫代硫酸盐,且生成量与疾病严重程度呈正相关。为简化疾病诊断和精确用药,科研人员开发了智能工程菌。
(1)科研人员将抗炎蛋白基因与硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子P连接,构建出图1所示表达载体。先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使细胞处于 的生理状态,再将表达载体导入其中,筛选得到菌株E。饲喂菌株E的IBD小鼠症状明显缓解。选用启动子P的优点是仅在IBD发生时才表达抗炎蛋白且 ,能精准治疗IBD。
(2)科研人员拟向菌株E中导入新元件,得到菌株Ec,以通过观察饲喂菌株Ec的小鼠粪便中的荧光情况来诊断IBD严重程度。制备新元件有图2所示两种方案。
①与方案1相比,方案2的主要优势是排除不同的小鼠粪便样品中 对诊断结果的影响。
A.Ec菌数量差异 B.Ec菌活性差异 C.硫代硫酸盐含量
②利用方案2所获得的Ec菌饲喂IBD小鼠后,若粪便样品中仅发红色荧光的菌为x个,同时发红色和绿色荧光的菌为y个,则反映IBD 发病程度的数学表达式为 。
(3)硫代硫酸盐易被分解,因此Ec菌荧光情况的观察只能反映观察时刻的情况。为了让曾经患过IBD的情况被记录下来,科研人员继续向菌株Ec中导入含图3所示元件的表达载体,得到智能工程菌R。正常的LacZ基因编码的蛋白可使大肠杆菌菌落在含X-gal(无色)的培养基上呈现蓝色。突变基因A-LacZ无法表达LacZi酶,B-sgRNA能使突变基因A-LacZ 恢复正常序列。
给小鼠饲喂智能工程菌R后,收集小鼠粪便中的工程菌R,将工程菌R涂布在含 的平板上,若 ,则说明小鼠曾患IBD。
【答案】(1) 能吸收周围环境中DNA分子 表达量与IBD程度正相关
(2) )AB y/(x+y)
(3) X-gal 出现蓝色菌落
【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。
【详解】(1)利用Ca2+处理大肠杆菌细胞,可以使细胞处于一种能够吸收周围环境DNA分子的生理状态,从而将重组的基因表达载体导入其中;由图1可知,启动子P是硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子,因此,只有小鼠患IBD,菌株E中的抗炎蛋白基因才会表达且精准治疗IBD,所以其表达量与IBD程度呈正相关。
(2)①由图2可知,方案1中的诱导型启动子只有在IBD发生时才会表达绿色荧光蛋白基因,绿色荧光蛋白的数量受Ec菌株数量和IBD发病程度的影响。故选AB。
②方案2中,因为有持续表达启动子Pc,在未受到IBD诱导的时候,菌株Ec表达红色荧光蛋白基因,当受到IBD诱导时,Ec既表达红色荧光蛋白基因,也表达绿色荧光蛋白基因,如此,IBD的患病程度就可以利用同时发红色和绿色荧光的工程菌的数量与所有发荧光的工程菌的数量之比表示,即y/(x+y)。
(3)由图3可知,当小鼠患IBD时,启动子P会让B-sgRNA基因表达,从而使突变基因A-LacZ恢复正常序列,即LacZ基因会编码蛋白质使大肠杆菌菌落在含X-gal(无色)的培养基上呈现蓝色(出现蓝色菌落),从而记录下曾经患过IBD的情况。
试卷第14页,共17页
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