内容正文:
非选择题五道大题最后冲刺10天归类练习
(光合作用呼吸作用农业应用)
1.当光照强度大于光饱和点时,常引起光抑制或光损伤。光抑制主要发生在光系统PSII上,电子积累过多时产生的活性氧 ROS(自由基)会破坏PSII,使光合速率下降。铁氰化钾可有效解除植物的光抑制现象。菠菜植株光反应过程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合体组成,如图1所示。高温胁迫也会导致ROS积累,引起光抑制现象,如图2所示。根据所学知识回答下列问题:
(1)分析图1,适宜环境下,光反应H2O裂解释放的电子(e-)经过一系列传递,最终被 接受,该过程产生的ATP和NADPH 用于卡尔文循环中的 。
(2)强光会造成叶绿体内电子积累过多,若NADP+不足,电子会传递给O2生成ROS。若某物质X会阻断 NADP+和电子的结合,则物质X处理植物后光抑制可能会 (填“增强”或“减弱”)。强光条件下,图示中e-的转移途径为e-→NADP+→ (氧化剂),从而缓解光抑制。从细胞外收集亚铁氰化钾,为未来清洁能源的开发提供了思路,从能量转换角度分析其原因是 。
(3)ROS 破坏光系统,使植物光合速率下降,机制可能是 。
(4)高温胁迫也会引发ROS积累。分析图2,ROS过量合成后引起光抑制的机制是 (答出2点)。
(5)当植物处于高温环境中,会通过代谢调节过程,使叶绿素含量降低,引起叶片衰老。该过程的积极意义是 。
【答案】(1) NADP+ C3的还原
(2) 增强 铁氰化钾 铁氰化钾被还原为亚铁氰化钾的过程吸收了外溢电子的能量 ,将部分太阳能转化为化学能
(3)活性氧(ROS)攻击磷脂、蛋白质等生物大分 ,造成类囊体破坏、光合作用相关酶活性下降
(4)ROS过量合成抑制D1蛋白从头合成,使得光系统PSⅡ失活 :过量ROS也可以直接使光系统PSⅡ失活
(5)减少叶绿素捕获的光能 ,降低植物受到的光损伤
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收光照,传递光能,并 将一部分光能用于水的光解生成H+、e-和氧气,e-、H+和 NADP+合成NADPH,另一部分光能用于合成ATP。暗反应 发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即 二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三 碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】(1)由图示可知,光反应H2O裂解释放的电子e-经过一系列传递,最终被NADP+接受,该过程产生的ATP和NADPH 用于卡尔文循环中的C3的还原,因此若图1中转运 NADP+的转运蛋白活性降低,形成NADPH的速率变慢,对 C3还原过程的影响可能是抑制C3还原过程。
(2)若某物质X会阻断NADP+和电子的结合,则电子会进一步传递给O2生成ROS,因此物质X处理植物后光抑制可 能会增强;根据图示,强光条件下植物缓解光抑制的过程 中可能发生了e-转移,e-和NADP+结合→NADPH→转运蛋 白→NADPH氧化酶→NADP+和e-→铁氰化钾,即图示中e- 的转移途径为e-→NADP+→铁氰化钾,铁氰化钾被还原为亚铁氰化钾的过程吸收了外溢电子的能量,将部分太阳能 转化为化学能,从而解除了光抑制。
(3)ROS破坏光系统,使 植物光合速率下降,机制可能是活性氧(ROS)攻击磷脂、蛋白质等生物大分子,造成类囊体破坏、光合作用相关酶活性下降。
(4)分析图2,ROS过量合成后引起光抑制的机制可能有 ROS过量合成抑制D1蛋白从头合成,使得光系统PSⅡ失 活,引起光抑制;过量ROS也可以直接使光系统PSⅡ失 活;根据题意,叶黄素循环转化抑制剂和D1蛋白更新抑制剂处理菠菜,叶黄素循环转化抑制剂可能抑制胡萝卜素的 形成,植株的光合效率均下降,说明胡萝卜素作为抗氧化剂,清除ROS可能是植物应对高温、强光的重要保护机制。
(5)当植物处于高温环境中,会通过代谢调节过程,使叶绿素含量降低,引起叶片衰老。该过程的积极意义是减少叶绿素捕获的光能 ,降低植物受到的光损伤。
(神经体液免疫调节综合)
2.有些人在面临较大精神压力时,会出现过度紧张、焦虑,皮质醇(糖皮质激素)水平升高,许多毛囊干细胞的休止期会延长,其主要过程如图。请回答下列问题。
(1)上图中,当感受器接受压力刺激后,神经纤维膜产生兴奋并向中枢传递,中枢分泌激素a (填名称),促进垂体分泌激素b,上述调节方式为 。激素a与垂体细胞表面受体结合的过程,体现了细胞膜具有 功能。
(2)有的人由于长期压力过大,从而出现毛发脱落现象,据图分析其原因可能是 。
(3)为探讨精神应激对下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴(HPA轴)活性及大脑皮层和下丘脑中细胞因子(以IL-1β、IL-6为例)的影响,科研人员进行了小鼠与其天敌(猫)的暴露实验。将小鼠适应性培养后,随机分组。急性应激组受天敌攻击45min后立即检测;慢性应激组每天受攻击45min,持续14天后检测;对照组正常环境处理。将记录的数据处理分析,结果如下图。
①由图1可知,血浆皮质醇水平在慢性应激组中持续升高可能使得 ,从而导致皮质醇对HPA轴的抑制作用减弱,机体稳态受影响。
②研究发现,过量的皮质醇可促进免疫细胞的衰老和凋亡。结合图2、3分析,在慢性天敌应激情况下,长期高水平的皮质醇使 ,导致免疫系统的 功能降低,从而使机体受感染和患癌风险增大。
【答案】(1) 促肾上腺皮质激素释放激素 神经—体液调节 进行细胞间信息交流
(2)人由于长期精神压力大,导致过度紧张、焦虑,皮质醇分泌增加,从而抑制Gas6基因的表达
(3) 下丘脑、垂体中皮质醇受体的敏感性下降 大脑皮层和下丘脑中的IL-1β和IL-6水平都降低 免疫防御和免疫监视
【分析】由图可知,a表示促肾上腺皮质激素释放激素,b表示促肾上腺素皮质激素。皮质醇会阻止成纤维细胞释放Cas6蛋白,引起毛囊干细胞停止分裂分化,进入休止期,引起脱发。
【详解】(1)图1中,当感受器接受压力刺激后Na+内流产生兴奋,并向中枢传递,一些神经分泌细胞分泌激素a即促肾上腺皮质激素释放激素,促进垂体分泌激素b,进而促进肾上腺皮质分泌皮质醇。这种调节方式为神经—体液调节。激素a与垂体细胞表面受体结合体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。
(2)人由于长期精神压力大,过度紧张、焦虑,引起皮质醇分泌增加,抑制Gas6基因的表达,毛囊干细胞的休止期会延长,因而表现为毛发脱落。
(3)①皮质醇的分泌受下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的控制,皮质醇的分泌存在分级调节和负反馈调节,长期的高水平皮质醇抑制下丘脑和垂体的相关分泌活动,从而使下丘脑和垂体中皮质醇受体的敏感性下降,导致皮质醇对HPA轴的抑制作用减弱,引起了血浆皮质醇含量持续升高。
②由图可知,与对照组相比,慢性应激组大脑皮层和下丘脑中的IL-1β和IL-6水平较低,推测长期高水平的皮质醇使大脑皮层和下丘脑中的IL-1β和IL-6水平降低,导致免疫系统的免疫防御和免疫监视功能降低,从而使机体受感染和患癌风险增大。
(植物激素调节应用)
3.植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为 分子,调节植物生长及逆境响应。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。
图甲结果显示,TS基因功能缺失导致 。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是: 。
(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(______)”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果 。
(5)综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,以未选择的条件为对照,在方框中以文字和箭头的形式作答) (略)。
【答案】(1)信息
(2)IAA 含量下降,在干旱条件下 ts 的生存率高于 WT
(3)在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高,BG活性逐渐降低
(4)
(5)
(正常条件下,调节效应相反)
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
生长素
生长素在植物体各器官中都有分布,但相对集中分布在生长旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等
激素种类多、量极微,既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,只是起调节作用的信息分子
脱落酸
脱落酸在根冠、萎蔫的叶片等部委合成,具有抑制细胞分裂,促进气孔关闭,促进叶和果实的衰老和脱落,维持种子休眠的作用
为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量
实验目的是通过检测野生型和三种突变株中的ABA含量证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平
TS是通过BG发挥调节功能,如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,ts+bg组与bg组结果相同
(2)逻辑推理与论证
【详解】(1)两种植物激素均作为信息分子,参与调节植物生长及逆境响应。
(2)由图甲可知,TS基因缺失会导致 IAA含量降低,植株生长减缓,同时在干旱条件下,TS基因功能缺失突变株(ts)生存率比正常植株生存率更高。
(3)由图乙可知,在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高, BG活性逐渐降低,证明TS具有抑制BG活性的作用。
(4)根据图可知,还需要在图丙中补充TS、BG功能缺失突变株(ts+ bg)实验组,因为TS是通过BG发挥调节功能,所以如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,该组与bg组结果相同,相应的图如下:
(5)由上述信息可知,TS基因能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。干旱条件下TS调节机制模型图如下:
(光合作用呼吸作用带计算逻辑思维考查)
4.图1为某植物所在密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化,图2表示该植物在温度为A时光照强度分别为a、b、c、d时单位时间内气体的变化情况。图3为25 ℃时,m、n两种植物CO2吸收量随光照强度的变化曲线。回答下列问题:
(1)图1甲点时植物叶肉细胞中合成ATP的场所有 ,甲、乙、丙、丁中光合作用速率等于呼吸作用速率的点是 ,对应图2中的 (用a、b、c、d表示)。
(2)图2光照强度为a时,植物光合作用生产的有机物的量 (填“大于”、“小于”或“等于”)呼吸作用消耗的有机物的量,光照强度为d时,植物光合作用需要从外界吸收 个单位CO2。
(3)图3中,对于n植物,假如白天和黑夜各12 h,平均光照强度在 klx以上植物才能生长。对于m植物,光合作用和呼吸作用最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若使温度提高到30 ℃(其他条件不变),图中P点向 方向移动,M点向 方向移动。
【答案】 细胞质基质、线粒体 乙、丙 c 小于 2 X 右 左下
【分析】1、呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程。
2、光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。
3、光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【详解】(1)图1中甲点只进行呼吸作用,则叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。在图1中乙和丙点处于拐点,代表光合作用与呼吸作用强度相等,在图2中c点二氧化碳释放量为0,氧气的产生总量为6,说明细胞呼吸产生的二氧化碳都用于了光合作用,即光合作用速率等与呼吸作用速率。
(2)光照强度为a时,没有氧气的产生,植物不进行光合作用,植物光合作用产生的有机物的量小于呼吸作用消耗的有机物的量。在d点,氧气的产生总量为8,有氧呼吸产生6个单位二氧化碳,需要从外界吸收2个单位的二氧化碳。
(3)由图3可知n植物呼吸作用是1,在光照强度等于X时,净光合作用为1,12小时光照和黑暗,只要光照强度大于X就会有有机物的积累,就能正常生长。P点是m植物光合作用等于呼吸作用的点,温度升高到30℃时,光合作用强度下降,呼吸作用增强,因此应向右移动,M是光饱和点,光合作用强度下降,因此M向左下方移动。
【点睛】本题考查了光合作用、呼吸作用的有关知识,考查全面,意在考查考生分析题图获取有效信息的能力;能理解所学知识要点,把握知识间内在联系的能力。
(生态系统能量流动带计算逻辑思维考查)
5.某天然湿地因游客和垂钓者众多,造成生物多样性下降,近年来水华现象也日趋严重。某科研小组做了以下实验:
(1)科研小组研究了导致水华的一种主要硅藻(单细胞藻)在不同环境条件下的增长状况,实验结果如图1所示。科研小组用图2所示血细胞计数板计数(计数室体积为0.1mm3),培养液稀释10倍,检测四角上方格(如图2阴影所示)中的该藻类数量分别为12、16、14、18,估算培养液中该藻类种群密度约为 个/mL。
(2)为改善生态状况,科研小组在湿地局部区域尝试水体立体生态养殖,其中的部分能量流动过程如图3所示,图中字母表示能量值(单位:kJ)。
①流经该生态系统的总能量是 (用图中字母表示)。植食性鱼类用于生长、发育和繁殖的能量为 (用图中字母表示)。养殖中,不慎带入了一条杂食性鱼,一段时间后这条鱼增加XkJ能量,假如这条鱼的食物有1/3来自植物,1/2来自植食性鱼类,1/6来自以植食性鱼类为食的小型肉食鱼类,则该杂食性条鱼生长过程中大约需要消耗植物中的能量 kJ。(能量传递效率按10%计算,不考虑人工输入的能量)
(3) 科研小组在该湿地引入了鱼苗后,藻类略微减少,后期又引种了本地一些挺水植物,藻类明显减少。请分析说明挺水植物导致藻类明显减少的原因: 。
【答案】(1)2.4×107
(2) a+m+n b-f 220X
(3)挺水植物可以与藻类竞争阳光,也可以吸收水体中的N、P等无机盐,且在竞争中处于优势
【分析】流入某一营养级的能量(同化量)=呼吸作用散失的能量+用于生长发育、繁殖的能量(以有机物形式储存起来)=呼吸作用散失的能量+(被同化)流向下一营养级的能量(最高营养级除外)+流向分解者的能量+(未利用的能量)。生态系统中生产者和消费者之间由于食物关系会形成一定的营养结构。食物链和(食物链交织而成的)食物网是由生产者和消费者之间存在食物关系形成的。相邻养级之间的能量传递效率=(下一级同化的能量÷上一级同化的能量)×100%。
【详解】(1)根据图2可知该血细胞计数板的规格为16×25,即血细胞计数板有16个中方格、400个小方格,对应的种群密度(12+16+14+18)÷4×16×10×103=2.4×107个/ml。
(2)该生态系统属于人工生态系统,流入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和输入的有机物中的化学能,为a+m+n;植食性鱼类用于生长、发育和繁殖的能量为植食性鱼类同化的能量-植食性鱼类呼吸作用散失的能量=b-f。根据题意可知,该只动物生长过程中,如果增加1KJ的能量,假如这条鱼的食物有1/3来自植物,1/2来自植食性鱼类,1/6来自以植食性鱼类为食的小型肉食鱼类,以能量传递效率为10%计算,则消耗植物的数量为:1×1/3÷10%+1×1/2÷10%÷10%+1×1/6÷10%÷10%÷10%=220KJ,所以增加XkJ能量,消耗植物的能量为220XkJ。
(3)在引入了本地一些挺水植物和鱼苗后,藻类明显减少,这是因为挺水植物可以与藻类竞争阳光,也可以吸收水体中的N、P等无机盐,且在竞争中处于优势。
(生态系统多样性保护应用)
6.在大熊猫自然保护区,依然存在少量人类活动干扰其自然生存。
(1)在秦岭大熊猫自然保护区内,所有大熊猫的个体构成一个 ,采矿和旅游开发等使大熊猫栖息地的部分森林转化为裸岩或草地,进而导致生态系统中消费者获得的总能量 。
(2)第四次全国大熊猫调查结果如图所示,大熊猫主要分布于六个山系,各山系的种群间存在地理隔离。调查结果表明,大熊猫种群数量与 和 呈正相关。天然林保护、退耕还林及自然保护区建设使大熊猫栖息地面积扩大,且食物资源增多,提高了栖息地对大熊猫的 。而旅游开发和路网扩张等使大熊猫栖息地 导致大熊猫被分为33个局域种群,种群增长受限。
(3)调查结果表明,岷山山系大熊猫栖息地面积和竹林面积最大,秦岭山系的秦岭箭竹等大熊猫主食竹资源最丰富,这些环境特征有利于提高种群的繁殖能力。据此分析,环境资源如何通过改变出生率和死亡率影响大熊猫种群密度: 。
(4)综合分析,除了就地保护,另提出一条保护大熊猫的可行性措施 。
【答案】(1) 种群 减少
(2) 栖息地面积 竹林面积 环境容纳量 丧失和碎片化
(3)丰富的食物资源和适宜的栖息空间有利于大熊猫的繁殖,增加出生率,也可以降低种内竞争,减少死亡率,进而提高大熊猫的种群密度;大熊猫栖息地面积和竹林面积减小,大熊猫种群繁殖能力减弱,出生率降低,同时种内竞争增强,死亡率增加,导致大熊猫种群密度减小
(4)将大熊猫从当前栖息地迁移到其他适宜生存的地区,有助于扩大大熊猫的遗传多样性;也可以建立大熊猫繁育中心,进行人工繁殖与饲养,可以增加大熊猫的数量,减轻野外种群的压力;制定更严格的法律法规,加大对大熊猫栖息地保护的力度,对非法捕猎、贩卖大熊猫及其制品的行为进行严厉打击,保护大熊猫的生存权益
【分析】1、影响种群数量的因素可分为生物因素和非生物因素。一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,称为密度制约因素;气温和干旱等气候因素以及地震、 火灾等自然灾害属于非生物因素,对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素。
2、人类活动对野生物种生存环境的破坏,主要表现为使得某些物种的栖息地丧失和碎片化。将森林砍伐或开垦为耕地,交通(高速公路、高速铁路)和水利(修建水坝)设施、房地产工程项目的修建,都可能导致某些野生物种栖息地的丧失或者碎片化。
【详解】(1)种群是同一区域内,同种生物的全部个体,在秦岭大熊猫自然保护区内,所有大熊猫的个体构成一个种群。采矿和旅游开发等导致森林面积减少,生态系统中生产者减少,固定的太阳能减少,因此生态系统中消费者获得的总能量减少。
(2)由图可知,与大熊猫种群数量曲线变化趋势一致的有栖息地面积和竹林面积,说明大熊猫种群数量与栖息地面积和竹林面积呈正相关;由图可知,竹林面积和栖息地面积与大熊猫种群数量呈正比,因此通过天然林保护、退耕还林及自然保护区建设使大熊猫栖息地面积扩大和食物(竹林面积)资源增多,可提高栖息地对大熊猫的环境容纳量;根据题意,人类活动导致大熊猫被分为33个局域种群,说明人类活动导致大熊猫栖息地丧失和碎片化。
(3)根据题意,栖息地面积和食物资源均会影响种群繁殖能力,即影响种群出生率,则大熊猫栖息地面积和竹林面积增大,会提高种群繁殖能力,出生率上升,同时种内竞争减弱,死亡率减小,进而提高种群密度,若大熊猫栖息地面积和竹林面积减小,大熊猫种群繁殖能力减弱,出生率降低,同时种内竞争增强,死亡率增加,导致大熊猫种群密度减小。
(4)对于保护大熊猫的措施,除了就地保护之外,还可以易地保护,如将大熊猫从当前栖息地迁移到其他适宜生存的地区,这样可以避免栖息地破坏、人类干扰等问题,同时也有助于扩大大熊猫的遗传多样性。在新的栖息地,大熊猫可以获得更多的食物资源和生存空间,从而提高其生存和繁殖机会。也可以建立大熊猫繁育中心,进行人工繁殖与饲养,可以增加大熊猫的数量,减轻野外种群的压力;制定更严格的法律法规,加大对大熊猫栖息地保护的力度。对非法捕猎、贩卖大熊猫及其制品的行为进行严厉打击,保护大熊猫的生存权益;还可利用人工授精技术增加大熊猫的出生率等等。
(群落 种群密度 生境 生物富集综合)
7.某大学校园占地面积约3.84km2,校园内植物种类繁多,生境类型丰富,其中不仅有自然的林地、草地,也有居民社区花园。回答下列问题:
(1)某研究组将该校园的群落划分为9个典型样地,并对所选样地的鸟类丰富度和种群密度进行调查,结果见表。据表回答:
典型样地植物群落
鸟类丰富度(种)
鸟类密度(只·m-2)
开敞(郁闭度≤10%)
11
0.07
半开敞(10%<郁闭度≤30%)
20
0.09
半闭合(30%<郁闭度≤70%)
30
0.05
闭合(郁闭度> 70%)
22
0.06
注:郁闭度是指林冠层遮蔽地面的程度。
①不同植物群落的郁闭度不同,说明 会影响林下植物的种类和数量从而影响群落的空间结构,半闭合群落中鸟类的丰富度最高,推测其原因是 。
②对鸟类进行调查可采用样线法,其具体操作是以1km⋅h-1的步行速度匀速行进,保证路线能穿越整个样地,并对样线两侧各50m内的鸟类的种类和数量等进行观察记录,若该样地调查期间(2h)的某种鸟类数量为30只,则样地内该鸟类的种群密度是 只//km2。
③如图是能量流经某鸟类的过程图,则图中的A是 ,属于上一个营养级能量的是 。
(2)居民社区花园是城市居民在社区碎片绿地内共同建造维护、种植花果蔬菜等的场地。某研究者经过观察发现:长期施肥、生活垃圾等人为活动会导致社区花园土壤重金属(如铅)超标,从而使得可食植物积累重金属,这种现象称为 。某人研究重金属修复植物东南景天与樱桃萝卜单作及间作两种种植模式对土壤中铅的吸收特征,结果如图所示(a测量东南景天,b测量樱桃萝卜,假设铅不影响这两种植物的生长发育):
从实验结果可看出,间作所起的作用是 。
【答案】(1) 光照强度 半闭合群落中植物的种类和数量多,空间结构复杂,为鸟类提供了丰富的食物和栖息空间 150 鸟甲的同化量 C
(2) 生物富集 提高了东南景天吸收铅的能力,减弱了樱桃萝卜富集铅的能力
【分析】生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
【详解】(1)①郁闭度是指林冠层遮蔽地面的程度,因此不同植物群落的郁闭度不同,说明光照强度会影响群落的空间结构。半闭合群落中鸟类的丰富度最高,推测其原因是半闭合群落中植物的种类和数量多,空间结构复杂,为鸟类提供了丰富的食物和栖息空间;
②以1km⋅h-1的步行速度匀速行进,保证路线能穿越整个样地,并对样线两侧各50m内的鸟类的种类和数量等进行观察记录,在该样地调查2h,则其面积是2×0.1=0.2km2,共调查到了30只该鸟,则该样地内该鸟类的种群密度是30÷0.2=150只/km2;
③鸟甲的摄入量减去C粪便量等于A同化量,同化量等于B呼吸量+储存量,储存量等于流向天敌+D流向分解者,其中C属于上一营养级的能量;
(2)长期施肥、生活垃圾和交通运输等人为活动会导致社区花园重金属(如铅)超标,从而使得可食植物积累重金属,这种现象称为生物富集。由实验结果可知:与单作相比,东南景天的根部铅含量明显升高,而樱桃萝卜的根茎叶铅含量均下降,根下降得最明显,因此可得出结论:间作提高了东南景天吸收铅的能力,减弱了樱桃萝卜富集铅的能力。
(遗传两大定律计算应用 盒子思想 且和或思想)
8.蜜蜂为社会性昆虫,由蜂王、雄蜂、工蜂等个体组成,雌蜂(2n=32)因取食蜂王浆的差异而发育成蜂王或者工蜂,蜂王可以正常减数分裂产生卵细胞,卵细胞可以直接发育成雄蜂,或者与雄蜂通过假减数分裂产生的精子进行受精,工蜂不育。蜜蜂的体色有黑色或红棕色两种,受一对等位基因(A/a)控制,全身被覆长绒毛或短绒毛,受另外一对等位基因(B/b)控制。某研究小组对蜜蜂进行了如下杂交实验,不考虑突变,所有配子和受精卵均正常存活,所有卵细胞发育成雄蜂和受精的概率相同。
杂交亲本
子代各表型中的雌雄比例
杂交组合
父本
母本
黑体
长绒毛
黑体
短绒毛
红棕体长绒毛
红棕体短绒毛
①
黑体长绒毛
黑体长绒毛
4∶1
0∶1
0∶1
0∶1
②
红棕体短绒毛
黑体长绒毛
l ∶l
l ∶l
l ∶l
1∶1
回答下列问题:
(1)下图表示蜜蜂进行细胞分裂时,分裂后期的细胞模式图(显示部分染色体),其中丁细胞内有 个染色体组,能够在蜂王体内找到的细胞有 。
(2)根据杂交组合②可判断绒毛长短性状中显性性状为 ,原因是 。杂交组合①中父本的基因型为 。
(3)将组合②中的子代雌雄蜜蜂进行自由交配,子二代雄蜂中红棕体短绒毛个体所占比例为 。
(4)其他小组重复杂交组合①的过程中,发现子代雌蜂有极少数个体出现红棕色个体,该小组成员推测可能是亲本雄蜂产生配子过程中基因 A 发生了隐性突变,或者染色体片段上的基因A 缺失。为了从分子水平上探究原因,该研究小组利用PCR 技术特异性扩增出子代雌蜂中有关体色的基因,并通过 (填技术方法)技术检测鉴定,得到如下图所示的结果,该实验结果说明 。
【答案】(1) 4 乙、丁
(2) 长绒毛 杂交组合②的子代雄蜂均为四种表型,说明亲本雌蜂为AaBb,能产生四种卵细胞,进一步说明其表现出的长绒毛为显性性状(杂交组合②的子代雄蜂有长绒毛、短绒毛,说明母本为杂合子,杂合子为长绒毛,说明长绒毛为显性) AB
(3)9/16
(4) 琼脂糖凝胶电泳 亲本雄蜂产生配子过程中基因A发生了隐性突变,产生了基因组成为a的精子
【分析】题意分析,蜂王和工蜂均是由受精卵发育而来的雌蜂,而雄蜂是由卵细胞直接发育而来,所以蜜蜂的性别由染色体组数决定,不存在性染色体。
【详解】(1)丁细胞为有丝分裂后期图像,其含有四个染色体组;蜂王属于雌性二倍体生物,其体内可以进行有丝分裂,后期对应图像丁,也可以进行减数分裂,MⅠ后期应该为不均等分裂,不能对应甲,但MⅡ后期极体为均等分裂,可以对应乙。
(2)分析杂交组合①:子代雌蜂全为黑体长绒毛,雄蜂中黑体长绒毛∶黑天短绒毛∶红棕体长绒毛∶红棕体短绒毛=1∶1∶1∶1,说明亲代雌蜂能产生四种卵细胞,即母本基因型为双杂AaBb,进一步说明黑体对黑体对红棕体为显性、被覆长绒毛对短绒毛为显性,那么父本黑体长绒毛的雄蜂基因型为AB。
(3)分析组合②,父本的表型为红棕体短绒毛,即基因型为 ab,子代雄蜂也有四种表型,说明母本基因型也为AaBb,那么子代雄蜂基因型为1/4AB、1/4Ab、1/4aB、1/4ab,子代雌蜂的基因型为1/4AaBb、1/4Aabb、1/4aaBb、1/4aabb,子二代雄蜂(即母本产生的卵细胞)中红棕体短绒毛(ab)占1/4×1/4+1/4×1/2+1/4×1/2+1/4=9/16。
(4)仅分析体色这一性状,组合①中父本基因型为A,母本基因型为 Aa,根据杂交结果,子代雌蜂中基因型为 Aa或AA,但出现了极少数的红棕色个体,说明可能是父本发生了隐性突变,基因型变为a,或者含基因A的染色体片段缺失(用“0”表示),即基因型变为0,如果是隐性突变,子代中红棕色雌性个体基因型为 aa;如果是染色体缺失,子代中红棕色雌性个体基因型为a0,两种情况下,红棕色个体所含的基因种类不同,所以可以用PCR技术特异性扩增出子代雌蜂中有关体色的基因,并通过琼脂糖凝胶电泳技术检测鉴定。分析图示结果,发现子代黑体个体含有A和a两种基因,说明亲本雄蜂产生配子过程中基因A发生了隐性突变,进而产生了产生了基因组成为a的精子。
(遗传定律设计实验应用)
9.作为世界第五大作物的高粱(2N=20)是我国最早栽培的禾谷类作物之一,有着上千年的历史,高粱特有的多种适应逆境胁迫的优异基因在作物改良中的应用前景广阔。现有只具一种抗性(耐盐或抗旱或抗丝黑穗病)的高粱品种多株,设耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状分别受基因A、B、D控制,控制这三对相对性状的基因独立遗传。请回答下列问题:
(1)高粱基因组包括 条染色体,科学家完成了对高粱基因组的测序,为高粱作物改良提供重要依据。
(2)现用纯合抗旱不抗丝黑穗病高粱与纯合不抗旱抗丝黑穗病高粱杂交产生F1,F1花期套袋自交后产生F2,F2中抗旱抗丝黑穗病高粱所占比例为 ,再将它们单独种植,抗旱高粱中抗旱性状不会发生性状分离的植株所占比例为 。
(3)欲验证耐盐和抗旱基因的遗传遵循自由组合定律,某同学设计的方案是“杂合耐盐不抗旱高粱×杂合抗旱不耐盐高粱→F1,观察并统计F1的表型及比例。若F1出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1,则说明这两对基因的遗传遵循自由组合定律。”请判断该方案是否合理。 (填“合理”或“不合理”),说明理由 。
(4)欲快速培育耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状的纯种高粱,请利用题中所给品种设计最佳育种方案 。
【答案】(1)10
(2) 9/16 1/3
(3) 不合理 耐盐基因和抗旱基因无论位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上,杂合耐盐高粱(Aabb)和杂合抗旱高粱(aaBb)均产生两种配子,不能体现产生配子时非同源染色体上的非等位基因是否自由组合
(4)选择纯合耐盐和纯合抗旱的高粱杂交得到F1,F1再与纯合抗丝黑穗病高粱杂交得到F2,从F2中筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的高粱。取筛选出的高粱进行花药离体培养得到单倍体幼苗,再用适宜浓度的秋水仙素处理,最后可筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的纯合高粱
【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。
【详解】(1)高粱的染色体为2N=20,有两个染色体组,每个染色体组10条染色体,基因组包括10条染色体。
(2)耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状分别受基因A、B、D控制,控制这三对相对性状的基因独立遗传,用纯合抗旱不抗丝黑穗病高粱BBdd与纯合不抗旱抗丝黑穗病高粱bbDD杂交产生F1BbDd,F1花期套袋自交后产生F2,F2中抗旱抗丝黑穗病高粱B-D-所占比例为3/4×3/4=9/16,再将它们单独种植,抗旱高粱B-占所有植株比例为3/4,抗旱性状不会发生性状分离的植株BB占所有植株的比例为1/4,那么抗旱高粱中抗旱性状不会发生性状分离的植株所占比例为1/3。
(3)耐盐基因和抗旱基因无论位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上,杂合耐盐高粱(Aabb)和杂合抗旱高粱(aaBb)均产生两种配子,不能体现产生配子时非同源染色体上的非等位基因是否自由组合,因此欲验证耐盐和抗旱基因的遗传遵循自由组合定律,某同学设计的方案是“杂合耐盐不抗旱高粱×杂合抗旱不耐盐高粱→F1,观察并统计F1的表型及比例。若F1出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1,则说明这两对基因的遗传遵循自由组合定律。”该方法不合理。
(4)快速培育耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状的纯种高粱,最佳育种方案:选择纯合耐盐和纯合抗旱的高粱杂交得到F1,F1再与纯合抗丝黑穗病高粱杂交得到F2,从F2中筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的高粱。取筛选出的高粱进行花药离体培养得到单倍体幼苗,再用适宜浓度的秋水仙素处理,最后可筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的纯合高粱。
(基因工程应用)
10.人白细胞介素是一种重要的免疫活性调节因子。研究人员将人白细胞介素基因导入大肠杆菌的基因组中并高效表达。选用的质粒和目的基因的结构如图所示。已知lacZ基因编码的β-半乳糖苷酶能分解无色的X-gal,产生蓝色物质。回答下列问题:
(1)常用荧光标记的单链DNA探针检验从基因文库中获取的目的基因是否符合要求。研究人员制备白细胞介素基因的荧光探针时,在反应管中加入耐高温的DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dATP、dGTP、dCTP和碱基被荧光标记的dTTP),并加入适量的单链DNA片段(碱基序列为5'—ATAGCCAATTGGC—3')。不考虑自身环化,该反应管中 (填“能”或“不能”)得到带有荧光标记的DNA探针,理由是 。
(2)白细胞介素基因的转录方向为从右向左。据图分析,白细胞介素基因转录的模板链为 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)链;构建含目的基因的表达载体时,为提高效率和防止目的基因自身环化,需选择限制酶 切割质粒,对目的基因的处理方案是
(3)为筛选出含目的基因重组质粒的大肠杆菌菌落,需将大肠杆菌置于添加了 的固体培养基上培养。实验结果是 。
【答案】(1) 能 两条单链DNA分子可以碱基互补形成局部双链,这样既做模板链又做引物;引物的3'端有对应模板,且模板上有碱基A
(2) Ⅰ XhoI和MunI 左侧用限制酶MunI切割,右侧先用PCR扩增出限制酶XhoI的识别序列,再用限制酶XhoI切割
(3) 氨苄青霉素和X-gal 不含质粒的大肠杆菌不能存活;含空质粒的大肠杆菌菌落周围是蓝色;含目的基因重组质粒的大肠杆菌菌落周围是无色
【分析】构建基因表达载体是基因工程操作步骤中的核心步骤,目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,能遗传给后代,并表达和发挥作用。
【详解】(1)向反应管中加入适量的单链DNA后,两条单链DNA分子分别做模板和引物时,可形成局部双链;引物的3'端有对应模板,且模板上有碱基A,故进行荧光标记可以得到带有荧光标记的DNA探针。
(2)白细胞介素基因的转录方向为从右向左,转录时mRNA按5′→3'合成,故转录的模板链为Ⅰ链。质粒中的氨苄青霉素抗性基因上有限制酶EcoRI的切割位点,目的基因的编码序列有限制酶SalI和NheI的切割位点,故需选择限制酶XhoI和MunI切割质粒,目的基因左侧有MunI的识别序列,但右侧没有限制酶识别序列,故需要先在目的基因的右侧构建限制酶XhoI的识别序列,再用限制酶XhoI切割。
(3)为筛选出含目的基因重组质粒的大肠杆菌菌落,需将大肠杆菌置于添加了氨苄青霉素和X-gal的固体培养基上培养。根据载体上相关基因的完整情况,以及题干相关信息分析,在该培养基上,不含质粒的大肠杆菌不能存活,含空质粒的大肠杆菌菌落周围是蓝色,含目的基因重组质粒的大肠杆菌菌落周围是无色。
(胚胎工程基因工程综合应用)
11.研究表明羊乳中的β-乳球蛋白(BLG)是人体主要过敏源,图1为研究人员利用基因编辑技术敲除山羊中BLG基因,同时导入人乳铁蛋白(hLF)基因并获得转基因山羊的操作过程。图1中sgBLG/Cas9复合物中,sgBLG为能准确识别图1中母羊甲DNA特定序列的RNA,并引导Cas9蛋白对DNA进行切割。
回答下列问题
(1)上述操作过程中的目的基因是 。Cas9蛋白类似于基因工程中常用到的 酶。
(2)图中③应用到的技术为 。
(3)为获取更多母羊丙的卵母细胞,需对丙注射 ,并对获取的细胞进行培养至 期后去核,去核的目的是 。早期胚胎移植之前,需对母羊丁进行 处理。
(4)研究人员利用人乳铁蛋白基因的mRNA进行逆转录得到了cDNA,已知mRNA的序列为5’-UUACUUCCUG…(中间序列)…CAAGUUUCAU-3’。在目的基因两端加上相应的限制酶识别序列后利用PCR技术扩增,目的基因和图2中的质粒连接构建表达载体。请分别写出PCR扩增时所需两种DNA引物按5’到3'方向的前12个碱基序列 。
(5)筛选后得到的早期胚胎细胞中不能检测到该药用蛋白, (填“能”或“不能”)作为目的基因是否成功导入并表达的依据,理由是 。
【答案】(1) 人乳铁蛋白(hLF)基因 限制(性内切核酸)
(2)显微操作去核
(3) 促性腺激素 MⅡ(或MⅡ中/减数分裂Ⅱ中期/减数第二次分裂中期) 确保重构胚的核(遗传物质)来自供体细胞 同期发情
(4)5'-GAATTCTTACTT-3' 5'-CTGCAGATGAAA-3'
(5) 不能 人乳铁蛋白(目的)基因只能在转基因动物的乳腺细胞内表达
【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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】(1)依据题意:利用基因编辑技术敲除山羊中BLG基因同时导入人乳铁蛋白(hLF)基因并获得转基因山羊,可知目的基因是人乳铁蛋白基因。题干中“引导Cas9蛋白对DNA进行切割”,说明Cas9蛋白可以切割DNA分子,所以与限制性内切核酸酶(限制酶)作用类似。
(2)图中③对母羊的卵母细胞进行去核操作,应用到的技术为显微操作去核。
(3)通过超数排卵处理,可以获得较多的卵母细胞,该过程需对丙注射促性腺激素,并对获取的细胞进行培养至减数第二次分裂中期后去核,去核的目的是确保重构胚的核(遗传物质)来自供体细胞。图中母羊丁是受体,早期胚胎移植之前,需对母羊丁进行同期发情处理,使其生理状态与供体母羊丙相同。
(4)题干信息可知,mRNA的序列为5’-UUACUUCCUG…(中间序列)…CAAGUUUCAU-3’,通过逆转录得到的cDNA双链(目的基因),其模板链序列为3’-AATGAAGGAC…(中间序列)…GTTCAAAGTA-5’,对应的编码链序列为5’-TTACTTCCTG…(中间序列)…CAAGTTTCAT-3’;设计引物进行PCR扩增,引物需要从5’到3’,且已知双链cDNA的两端序列,设计的引物从cDNA的两端向中间方向扩增,则引物1序列为5’-TTACTTCCTG-3’,引物2序列为5’-ATGAAACTTG-3’;根据图2载体中乳腺蛋白基因的启动子和终止子的位置及限制酶识别序列位点可知,cDNA(目的基因)需要插入EcoR Ⅰ和Pst Ⅰ所在的位置,由于EcoR Ⅰ位于乳腺蛋白基因的启动子一侧,又依据cDNA的模板链序列,可知扩增的目的基因引物1所在的一端应该靠近乳腺蛋白基因的启动子,引物2所在的一端应该靠近终止子;cDNA(目的基因)没有EcoR Ⅰ和Pst Ⅰ的识别序列,故设计引物时需要在引物的5’端添加相应的识别序列,根据上述分析,引物1 5’端增添EcoR Ⅰ识别序列,而引物2 5’端增添Pst Ⅰ识别序列,即引物1 添加限制酶后序列为5'-GAATTCTTACTT-3'(下图左侧的引物),引物2 限制酶后序列为5'-CTGCAGATGAAA-3'(下图右侧的引物)。
如图所示:
(5)由于人乳铁蛋白(目的)基因只能在转基因动物的乳腺细胞内表达,筛选后得到的早期胚胎细胞中不能检测到该药用蛋白,不能作为目的基因是否成功导入并表达的依据。
试卷第1页,共3页
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非选择题五道大题最后冲刺10天归类练习
(光合作用呼吸作用农业应用)
1.当光照强度大于光饱和点时,常引起光抑制或光损伤。光抑制主要发生在光系统PSII上,电子积累过多时产生的活性氧 ROS(自由基)会破坏PSII,使光合速率下降。铁氰化钾可有效解除植物的光抑制现象。菠菜植株光反应过程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合体组成,如图1所示。高温胁迫也会导致ROS积累,引起光抑制现象,如图2所示。根据所学知识回答下列问题:
(1)分析图1,适宜环境下,光反应H2O裂解释放的电子(e-)经过一系列传递,最终被 接受,该过程产生的ATP和NADPH 用于卡尔文循环中的 。
(2)强光会造成叶绿体内电子积累过多,若NADP+不足,电子会传递给O2生成ROS。若某物质X会阻断 NADP+和电子的结合,则物质X处理植物后光抑制可能会 (填“增强”或“减弱”)。强光条件下,图示中e-的转移途径为e-→NADP+→ (氧化剂),从而缓解光抑制。从细胞外收集亚铁氰化钾,为未来清洁能源的开发提供了思路,从能量转换角度分析其原因是 。
(3)ROS 破坏光系统,使植物光合速率下降,机制可能是 。
(4)高温胁迫也会引发ROS积累。分析图2,ROS过量合成后引起光抑制的机制是 (答出2点)。
(5)当植物处于高温环境中,会通过代谢调节过程,使叶绿素含量降低,引起叶片衰老。该过程的积极意义是 。
(神经体液免疫调节综合)
2.有些人在面临较大精神压力时,会出现过度紧张、焦虑,皮质醇(糖皮质激素)水平升高,许多毛囊干细胞的休止期会延长,其主要过程如图。请回答下列问题。
(1)上图中,当感受器接受压力刺激后,神经纤维膜产生兴奋并向中枢传递,中枢分泌激素a (填名称),促进垂体分泌激素b,上述调节方式为 。激素a与垂体细胞表面受体结合的过程,体现了细胞膜具有 功能。
(2)有的人由于长期压力过大,从而出现毛发脱落现象,据图分析其原因可能是 。
(3)为探讨精神应激对下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴(HPA轴)活性及大脑皮层和下丘脑中细胞因子(以IL-1β、IL-6为例)的影响,科研人员进行了小鼠与其天敌(猫)的暴露实验。将小鼠适应性培养后,随机分组。急性应激组受天敌攻击45min后立即检测;慢性应激组每天受攻击45min,持续14天后检测;对照组正常环境处理。将记录的数据处理分析,结果如下图。
①由图1可知,血浆皮质醇水平在慢性应激组中持续升高可能使得 ,从而导致皮质醇对HPA轴的抑制作用减弱,机体稳态受影响。
②研究发现,过量的皮质醇可促进免疫细胞的衰老和凋亡。结合图2、3分析,在慢性天敌应激情况下,长期高水平的皮质醇使 ,导致免疫系统的 功能降低,从而使机体受感染和患癌风险增大。
(植物激素调节应用)
3.植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为 分子,调节植物生长及逆境响应。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。
图甲结果显示,TS基因功能缺失导致 。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是: 。
(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(______)”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果 。
(5)综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,以未选择的条件为对照,在方框中以文字和箭头的形式作答) (略)。
题干关键信息
所学知识
信息加工
生长素
生长素在植物体各器官中都有分布,但相对集中分布在生长旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等
激素种类多、量极微,既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,只是起调节作用的信息分子
脱落酸
脱落酸在根冠、萎蔫的叶片等部委合成,具有抑制细胞分裂,促进气孔关闭,促进叶和果实的衰老和脱落,维持种子休眠的作用
为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量
实验目的是通过检测野生型和三种突变株中的ABA含量证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平
TS是通过BG发挥调节功能,如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,ts+bg组与bg组结果相同
(光合作用呼吸作用带计算逻辑思维考查)
4.图1为某植物所在密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化,图2表示该植物在温度为A时光照强度分别为a、b、c、d时单位时间内气体的变化情况。图3为25 ℃时,m、n两种植物CO2吸收量随光照强度的变化曲线。回答下列问题:
(1)图1甲点时植物叶肉细胞中合成ATP的场所有 ,甲、乙、丙、丁中光合作用速率等于呼吸作用速率的点是 ,对应图2中的 (用a、b、c、d表示)。
(2)图2光照强度为a时,植物光合作用生产的有机物的量 (填“大于”、“小于”或“等于”)呼吸作用消耗的有机物的量,光照强度为d时,植物光合作用需要从外界吸收 个单位CO2。
(3)图3中,对于n植物,假如白天和黑夜各12 h,平均光照强度在 klx以上植物才能生长。对于m植物,光合作用和呼吸作用最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若使温度提高到30 ℃(其他条件不变),图中P点向 方向移动,M点向 方向移动。
(生态系统能量流动带计算逻辑思维考查)
5.某天然湿地因游客和垂钓者众多,造成生物多样性下降,近年来水华现象也日趋严重。某科研小组做了以下实验:
(1)科研小组研究了导致水华的一种主要硅藻(单细胞藻)在不同环境条件下的增长状况,实验结果如图1所示。科研小组用图2所示血细胞计数板计数(计数室体积为0.1mm3),培养液稀释10倍,检测四角上方格(如图2阴影所示)中的该藻类数量分别为12、16、14、18,估算培养液中该藻类种群密度约为 个/mL。
(2)为改善生态状况,科研小组在湿地局部区域尝试水体立体生态养殖,其中的部分能量流动过程如图3所示,图中字母表示能量值(单位:kJ)。
①流经该生态系统的总能量是 (用图中字母表示)。植食性鱼类用于生长、发育和繁殖的能量为 (用图中字母表示)。养殖中,不慎带入了一条杂食性鱼,一段时间后这条鱼增加XkJ能量,假如这条鱼的食物有1/3来自植物,1/2来自植食性鱼类,1/6来自以植食性鱼类为食的小型肉食鱼类,则该杂食性条鱼生长过程中大约需要消耗植物中的能量 kJ。(能量传递效率按10%计算,不考虑人工输入的能量)
(3) 科研小组在该湿地引入了鱼苗后,藻类略微减少,后期又引种了本地一些挺水植物,藻类明显减少。请分析说明挺水植物导致藻类明显减少的原因: 。
(生态系统多样性保护应用)
6.在大熊猫自然保护区,依然存在少量人类活动干扰其自然生存。
(1)在秦岭大熊猫自然保护区内,所有大熊猫的个体构成一个 ,采矿和旅游开发等使大熊猫栖息地的部分森林转化为裸岩或草地,进而导致生态系统中消费者获得的总能量 。
(2)第四次全国大熊猫调查结果如图所示,大熊猫主要分布于六个山系,各山系的种群间存在地理隔离。调查结果表明,大熊猫种群数量与 和 呈正相关。天然林保护、退耕还林及自然保护区建设使大熊猫栖息地面积扩大,且食物资源增多,提高了栖息地对大熊猫的 。而旅游开发和路网扩张等使大熊猫栖息地 导致大熊猫被分为33个局域种群,种群增长受限。
(3)调查结果表明,岷山山系大熊猫栖息地面积和竹林面积最大,秦岭山系的秦岭箭竹等大熊猫主食竹资源最丰富,这些环境特征有利于提高种群的繁殖能力。据此分析,环境资源如何通过改变出生率和死亡率影响大熊猫种群密度: 。
(4)综合分析,除了就地保护,另提出一条保护大熊猫的可行性措施 。
(群落 种群密度 生境 生物富集综合)
7.某大学校园占地面积约3.84km2,校园内植物种类繁多,生境类型丰富,其中不仅有自然的林地、草地,也有居民社区花园。回答下列问题:
(1)某研究组将该校园的群落划分为9个典型样地,并对所选样地的鸟类丰富度和种群密度进行调查,结果见表。据表回答:
典型样地植物群落
鸟类丰富度(种)
鸟类密度(只·m-2)
开敞(郁闭度≤10%)
11
0.07
半开敞(10%<郁闭度≤30%)
20
0.09
半闭合(30%<郁闭度≤70%)
30
0.05
闭合(郁闭度> 70%)
22
0.06
注:郁闭度是指林冠层遮蔽地面的程度。
①不同植物群落的郁闭度不同,说明 会影响林下植物的种类和数量从而影响群落的空间结构,半闭合群落中鸟类的丰富度最高,推测其原因是 。
②对鸟类进行调查可采用样线法,其具体操作是以1km⋅h-1的步行速度匀速行进,保证路线能穿越整个样地,并对样线两侧各50m内的鸟类的种类和数量等进行观察记录,若该样地调查期间(2h)的某种鸟类数量为30只,则样地内该鸟类的种群密度是 只//km2。
③如图是能量流经某鸟类的过程图,则图中的A是 ,属于上一个营养级能量的是 。
(2)居民社区花园是城市居民在社区碎片绿地内共同建造维护、种植花果蔬菜等的场地。某研究者经过观察发现:长期施肥、生活垃圾等人为活动会导致社区花园土壤重金属(如铅)超标,从而使得可食植物积累重金属,这种现象称为 。某人研究重金属修复植物东南景天与樱桃萝卜单作及间作两种种植模式对土壤中铅的吸收特征,结果如图所示(a测量东南景天,b测量樱桃萝卜,假设铅不影响这两种植物的生长发育):
从实验结果可看出,间作所起的作用是 。
(遗传两大定律计算应用 盒子思想 且和或思想)
8.蜜蜂为社会性昆虫,由蜂王、雄蜂、工蜂等个体组成,雌蜂(2n=32)因取食蜂王浆的差异而发育成蜂王或者工蜂,蜂王可以正常减数分裂产生卵细胞,卵细胞可以直接发育成雄蜂,或者与雄蜂通过假减数分裂产生的精子进行受精,工蜂不育。蜜蜂的体色有黑色或红棕色两种,受一对等位基因(A/a)控制,全身被覆长绒毛或短绒毛,受另外一对等位基因(B/b)控制。某研究小组对蜜蜂进行了如下杂交实验,不考虑突变,所有配子和受精卵均正常存活,所有卵细胞发育成雄蜂和受精的概率相同。
杂交亲本
子代各表型中的雌雄比例
杂交组合
父本
母本
黑体
长绒毛
黑体
短绒毛
红棕体长绒毛
红棕体短绒毛
①
黑体长绒毛
黑体长绒毛
4∶1
0∶1
0∶1
0∶1
②
红棕体短绒毛
黑体长绒毛
l ∶l
l ∶l
l ∶l
1∶1
回答下列问题:
(1)下图表示蜜蜂进行细胞分裂时,分裂后期的细胞模式图(显示部分染色体),其中丁细胞内有 个染色体组,能够在蜂王体内找到的细胞有 。
(2)根据杂交组合②可判断绒毛长短性状中显性性状为 ,原因是 。杂交组合①中父本的基因型为 。
(3)将组合②中的子代雌雄蜜蜂进行自由交配,子二代雄蜂中红棕体短绒毛个体所占比例为 。
(4)其他小组重复杂交组合①的过程中,发现子代雌蜂有极少数个体出现红棕色个体,该小组成员推测可能是亲本雄蜂产生配子过程中基因 A 发生了隐性突变,或者染色体片段上的基因A 缺失。为了从分子水平上探究原因,该研究小组利用PCR 技术特异性扩增出子代雌蜂中有关体色的基因,并通过 (填技术方法)技术检测鉴定,得到如下图所示的结果,该实验结果说明 。
(遗传定律设计实验应用)
9.作为世界第五大作物的高粱(2N=20)是我国最早栽培的禾谷类作物之一,有着上千年的历史,高粱特有的多种适应逆境胁迫的优异基因在作物改良中的应用前景广阔。现有只具一种抗性(耐盐或抗旱或抗丝黑穗病)的高粱品种多株,设耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状分别受基因A、B、D控制,控制这三对相对性状的基因独立遗传。请回答下列问题:
(1)高粱基因组包括 条染色体,科学家完成了对高粱基因组的测序,为高粱作物改良提供重要依据。
(2)现用纯合抗旱不抗丝黑穗病高粱与纯合不抗旱抗丝黑穗病高粱杂交产生F1,F1花期套袋自交后产生F2,F2中抗旱抗丝黑穗病高粱所占比例为 ,再将它们单独种植,抗旱高粱中抗旱性状不会发生性状分离的植株所占比例为 。
(3)欲验证耐盐和抗旱基因的遗传遵循自由组合定律,某同学设计的方案是“杂合耐盐不抗旱高粱×杂合抗旱不耐盐高粱→F1,观察并统计F1的表型及比例。若F1出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1,则说明这两对基因的遗传遵循自由组合定律。”请判断该方案是否合理。 (填“合理”或“不合理”),说明理由 。
(4)欲快速培育耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状的纯种高粱,请利用题中所给品种设计最佳育种方案 。
(基因工程应用)
10.人白细胞介素是一种重要的免疫活性调节因子。研究人员将人白细胞介素基因导入大肠杆菌的基因组中并高效表达。选用的质粒和目的基因的结构如图所示。已知lacZ基因编码的β-半乳糖苷酶能分解无色的X-gal,产生蓝色物质。回答下列问题:
(1)常用荧光标记的单链DNA探针检验从基因文库中获取的目的基因是否符合要求。研究人员制备白细胞介素基因的荧光探针时,在反应管中加入耐高温的DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dATP、dGTP、dCTP和碱基被荧光标记的dTTP),并加入适量的单链DNA片段(碱基序列为5'—ATAGCCAATTGGC—3')。不考虑自身环化,该反应管中 (填“能”或“不能”)得到带有荧光标记的DNA探针,理由是 。
(2)白细胞介素基因的转录方向为从右向左。据图分析,白细胞介素基因转录的模板链为 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)链;构建含目的基因的表达载体时,为提高效率和防止目的基因自身环化,需选择限制酶 切割质粒,对目的基因的处理方案是
(3)为筛选出含目的基因重组质粒的大肠杆菌菌落,需将大肠杆菌置于添加了 的固体培养基上培养。实验结果是 。
(胚胎工程基因工程综合应用)
11.研究表明羊乳中的β-乳球蛋白(BLG)是人体主要过敏源,图1为研究人员利用基因编辑技术敲除山羊中BLG基因,同时导入人乳铁蛋白(hLF)基因并获得转基因山羊的操作过程。图1中sgBLG/Cas9复合物中,sgBLG为能准确识别图1中母羊甲DNA特定序列的RNA,并引导Cas9蛋白对DNA进行切割。
回答下列问题
(1)上述操作过程中的目的基因是 。Cas9蛋白类似于基因工程中常用到的 酶。
(2)图中③应用到的技术为 。
(3)为获取更多母羊丙的卵母细胞,需对丙注射 ,并对获取的细胞进行培养至 期后去核,去核的目的是 。早期胚胎移植之前,需对母羊丁进行 处理。
(4)研究人员利用人乳铁蛋白基因的mRNA进行逆转录得到了cDNA,已知mRNA的序列为5’-UUACUUCCUG…(中间序列)…CAAGUUUCAU-3’。在目的基因两端加上相应的限制酶识别序列后利用PCR技术扩增,目的基因和图2中的质粒连接构建表达载体。请分别写出PCR扩增时所需两种DNA引物按5’到3'方向的前12个碱基序列 。
(5)筛选后得到的早期胚胎细胞中不能检测到该药用蛋白, (填“能”或“不能”)作为目的基因是否成功导入并表达的依据,理由是 。
试卷第1页,共3页
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