内容正文:
2024—2025学年度下学期高三第三次模拟考试试题生物学
时间:75分钟试卷满分:100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答题标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题,共45分)
一、单项选择题(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要求)
1. 新官紫桃是江苏南通如皋市的特色水果,果实饱满、口感酸甜,以富含花青素而闻名。下列相关叙述错误的是( )
A. 紫桃中富含钙、镁、铁等大量元素和多种维生素,适量食用可增强体质
B. 新官紫桃虽然口感酸甜,但并非鉴定还原糖的理想材料
C. 缺镁会影响叶绿素的合成进而影响光合作用,说明无机盐是构成细胞内某些化合物的重要组成成分
D. 新官紫桃细胞内的可溶性糖和花青素的主要储存场所是液泡
2. 溶酶体是细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶。当细胞自噬时,钙离子通道开放,增强与溶酶体生成相关基因的表达。下列说法正确的是( )
A. H⁺进出溶酶体的方式分别是主动运输和自由扩散
B. 溶酶体合成的多种水解酶能分解衰老、损伤的细胞器
C. V-ATP酶和钙离子通道启动运输物质时均需改变构象
D. 溶酶体直接来源于内质网,发挥作用时常伴随着膜的更新
3. 研究发现,影响衰老的关键因子之一是线粒体,虽然它能够为人体细胞提供能量,但也会对细胞内环境造成污染,释放具有氧化作用的ROS(包括H2O2、羟自由基等)。随着线粒体产生的ROS的积累,细胞便会逐渐走向衰老。下列相关叙述正确的是( )
A. 葡萄糖进入线粒体氧化分解时会产生ROS攻击磷脂等分子,最终导致细胞衰老
B. 细胞衰老时,其形态、结构和功能变化是随机的
C. 衰老的细胞中水分减少,细胞体积和细胞核体积均会减小
D. 从减少ROS积累角度看,抗氧化剂可能有助于延缓衰老
4. 蝗虫(雄性2n=23,XO;雌性2n=24,XX)染色体数目较少而大,易于观察。某研究小组利用雄蝗虫的精巢作为实验材料,图1~3是从多个显微图像中选出的三个处于不同分裂中期的图像。据图分析,下列相关叙述错误的是( )
A. 采集的蝗虫精巢需经染色、制片后,根据染色体的形态、位置和数目判断其所处时期
B. 与图3处于同一时期的细胞中,染色体有12种形态
C. 图1有同源染色体,且染色体着丝粒整齐地排列在赤道板上,故是有丝分裂中期
D. 图2中X染色体因无同源染色体联会,所以并未像常染色体一样正常排列在赤道板上
5. RNA干扰(RNAi)是表观遗传学的研究热点之一,RNAi中起作用的有miRNA和siRNA,RNAi作用过程如图。科学家在研究某植物花色遗传时发现,向紫色花植株中注入特定双链RNA,其子代开白花且检测不到紫色素合成酶。进一步分析发现,控制该酶的基因序列未发生改变,但其mRNA含量显著降低。由图推测,下列叙述正确的是( )
A. 基因通过控制蛋白质结构直接控制花色性状
B. siRNA形成的RISC复合体中的蛋白质可能作用并切割磷酸二酯键
C. RNAi是在转录水平上对基因表达调控的一种机制,导致靶基因沉默或表达量降低
D. 花色遗传现象出现的机制是miRNA与靶mRNA结合抑制翻译
6. 玉米是重要的粮食作物,其不育性状由显性基因M(编码M蛋白)控制。研究表明,玉米雄性不育现象与花粉母细胞中影响同源染色体联会的关键蛋白R的含量有关。为研究基因M的表达对R蛋白的含量和雄性不育(用花粉可育率衡量)的影响,科研人员进行了一系列实验,结果如下。下列分析错误的是( )
材料类型
花粉可育率(%)
R蛋白相对含量
普通玉米(mm)
98
350
雄性不育突变体(Mm)
0.5
50
敲除M基因的突变体(M-Del)
96
320
过表达M基因的突变体(M-OE)
0
20
A. M基因的产生是基因突变的结果,该基因也可能突变成m基因
B. 本实验中普通玉米和雄性不育突变体是对照组,而M-Del组和M-OE组是实验组
C. 推测M蛋白抑制花粉母细胞中R蛋白的合成,进而影响同源染色体的正常联会
D. 为获得含M基因的种子用于后续研究,最简便的方法是用雄性不育突变体与普通玉米测交
7. 比目鱼多栖息于浅海的沙质海底,1960年,科学家在马里亚纳海沟近万米深的海底(高压、终年无光的特殊极端条件)看到了比目鱼在游动。研究发现,几百万年前的海沟下与海沟上的比目鱼还属于同一物种,但由于长期基因无法交流,二者产生了生殖隔离;并且该新型比目鱼的基因组中,与视觉相关的基因发生了大量“丢失”。下列相关叙述错误的是( )
A. 两种比目鱼之间虽然存生殖隔离,但二者仍有可能杂交
B. 二者产生生殖隔离的两个外部因素是自然选择和地理隔离
C. 比目鱼视觉相关的基因大量“丢失”会导致种群发生了进化
D. 深海高压、终年无光等特殊极端条件诱导比目鱼发生了适应环境的变异
8. 躯干等皮肤的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,整合、上传,产生相应感觉。组胺刺激使小鼠产生痒觉,引起抓挠行为。研究发现,小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白参与痒觉信号传递。为探究PTEN蛋白的作用,研究者进行了相关实验。用组胺刺激正常小鼠和基因敲除小鼠的皮肤,结果如下图。下列说法正确的是( )
A. 组胺刺激机体产生痒觉过程属于非条件反射
B. 据图推测PTEN蛋白的作用是使机体对外源致痒剂的敏感性增高
C. 据图推测TRPV1蛋白对痒觉的影响可能是促进痒觉产生
D. 抓挠行为的效应器是交感神经末梢及其支配的小鼠肌肉细胞
9. 水痘是由水痘-带状疱疹病毒(VZV)引起的急性呼吸道传染病,接种VZV减毒活疫苗(VarV)是预防水痘流行的有效方法。防疫部门推荐满18月龄和4岁儿童各接种一剂次VarV。下列说法错误的是( )
A. 呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染,原因是人体第一道防线被破坏,非特异性免疫减弱
B. 花粉引起的荨麻疹与水痘的发病机理相同,症状相似,在临床诊断时须注意区分
C. 接种VarV后,B淋巴细胞作用是增殖分化为浆细胞和记忆B细胞
D. 及时接种第二剂VarV,目的是让机体产生更多的记忆细胞和抗体
10. 植物的生长发育离不开光的作用,光可以作为能源驱动光合作用,也可以作为信号被光敏色素捕捉。科研人员用野生型水稻(WT)、光敏色素A(phyA)缺失突变体和光敏色素B(phyB)缺失突变体为材料,研究在黑暗和光照条件下,赤霉素合成抑制剂——多效唑(PAC)对水稻幼苗主根生长的影响,实验结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 光敏色素分布于植物体的各个部位,主要吸收红光和远红光
B. 在黑暗条件下,光敏色素可能不参与PAC调控主根生长的过程
C. 在光照条件下,PAC浓度在10-7~10-5mol·L-1范围内,phyB接受光信号后对主根的生长起促进作用
D. 在光照条件下,PAC对WT主根生长的影响能体现低浓度促进,高浓度抑制的特点
11. 在我国北方某温带地区,一片典型草原群落正经历向森林群落的次生演替。原有部分草本植物因光照不足而减少,但新出现的耐阴草本(如舞鹤草)与乔木幼苗共存。与此同时,动物种类也由以蝗虫、田鼠为主转变为以松鼠、银喉长尾山雀等树栖动物为主。下列叙述正确的是( )
A. 群落的物种组成称为物种丰富度,是区别草原群落与森林群落的重要依据
B. 森林中不同高度的银喉长尾山雀巢反映了动物群落的垂直结构
C. 该地的乔木多数为风媒花,林下的舞鹤草具有茎细长、叶薄、叶片颜色较深的特点
D. 当演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成不再变化
12. 丹东宽甸满族自治县是“中国硼之乡”,硼镁矿储量及开发量约占全国的60%,但曾经的滥采乱挖导致当地森林生态系统遭到严重破坏,环境恶化。近年来,有关部门通过清理整顿等措施改善了矿区环境,在这过程中采用了一些生态工程的方法。下列说法正确的是( )
A. 清理整顿措施应包括全面禁止开采活动,优先恢复矿区的自然植被
B. 在生态恢复过程中应大量引入外来物种,以增加生物多样性和提高该生态系统的稳定性
C. 有关部门在对矿区环境进行治理时,依据协调原理,综合考虑了自然、经济和社会等多方面的因素,以解决环境保护与经济发展的矛盾
D. 采用生态工程的方法治理矿区,例如通过植树造林等措施,不仅可以恢复生态环境,还能在一定程度上减少水土流失,体现了生态系统的间接价值
13. 甲植物细胞的核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞的质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物(均为二倍体)进行体细胞杂交相关研究,最终获得了高产、耐盐碱的杂种植株丙,其基本操作流程如图。为获得目的植株,下列相关操作正确的是( )
A. 对外植体消毒时,使用体积分数为95%的酒精比70%的酒精消毒效果更好
B. 过程A可用纤维素酶和果胶酶处理,需在低渗溶液中进行,以防止过度失水而死亡
C. 过程C中需用PEG来诱导原生质体再生出新的细胞壁
D. 杂种细胞经植物组织培养形成可育二倍体,还需在个体水平做鉴定才能筛选出高产、耐盐碱的杂种植株丙
14. 为提高作物产量,种植业往往使用大量的氮肥,既增加了生产成本,又易造成环境污染。固氮菌能固定氮气,为植物生长提供充足的氮元素,常见的固氮菌有根瘤菌和圆褐固氮菌等。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如下图。以下叙述正确的是( )
A. 根瘤菌与豆科植物共生后才能固氮,其合成固氮酶所需的核糖体和氨基酸均来源于植物细胞
B. 圆褐固氮菌能在不加氮源的培养基中生长,说明圆褐固氮菌为自养型生物
C. 将土壤悬液用无菌水梯度稀释后涂布到含青霉素的选择培养基上,以抑制其他微生物的生长
D. 若④统计的菌落数分别是132、136、128,则每克土壤中含有的固氮菌为1.32×107个
15. 干扰素是动物细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,可用于对抗病毒的感染,但在体外难以保存。若将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,可在-70℃的条件下保存半年。下图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图,以下叙述正确的是( )
A. 改造干扰素应首先从设计干扰素基因中的脱氧核苷酸序列出发
B. 采用基因的定点突变技术或化学诱变技术均可以定向改造天然干扰素的基因序列
C. 将新的干扰素基因插入启动子和终止密码子之间是其成功表达的条件之一
D. 导入的新干扰素基因在大肠杆菌体内直接指导合成的蛋白质不是预期的新干扰素
二、不定项选择题(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. 呼吸熵(RQ)是指生物体在一定时间内,有机物氧化分解时释放CO2量与吸收O2量的比值,下列说法正确的是( )
A. 真核生物细胞中产生NADH的场所是线粒体基质和线粒体内膜
B. 在完全进行有氧呼吸的情况下,油菜种子的呼吸熵小于小麦种子的呼吸熵
C. 仅考虑细胞呼吸作用,当人体以葡萄糖为底物时,呼吸熵始终不会改变
D. 酵母菌在氧气充足时,呼吸熵不同说明其呼吸作用的底物不同
17. 分泌型多囊卵巢综合征主要是由于促性腺激素释放激素(GnRH)分泌频率不协调,导致两种促性腺激素分泌异常,既促卵泡激素(FSH)分泌量减少、黄体生成素(LH)分泌量增加引起的。针灸能治疗分泌型多囊卵巢综合征。下列说法正确的是( )
A. GnRH由人体下丘脑细胞合成并分泌,定向运输并作用于垂体细胞
B. 控制FSH合成的基因仅在垂体中存在并表达
C. 针灸治疗的目的是使患者体内LH/FSH的比值下降
D. 正常女性排卵期的雌激素会作用于垂体,使LH分泌量增加,此调节机制属于正反馈调节
18. 明万历所立《敕赐碑》将梵净佛山誉为“立天地而不毁,冠古今而独隆”的“天下众名岳之宗”。梵净山保护区地貌为典型穹隆状山地生态系统,该系统中某第二营养级生物摄入的能量流动情况如下表所示(单位:J/(hm2a)):
摄入量
同化量
呼吸量
1.05×109
7.50×108
7.20×108
下列叙述中错误的是( )
A. 该生态系统的结构由各种生物及无机环境共同组成
B. 动物粪便中的有机物可以为植物提供物质和能量,以实现循环利用
C. 对梵净山景区采取适当的保护可以降低生态足迹
D. 图中第二营养级生物同化的能量中有4%用于自身的生长发育繁殖和被分解者利用
19. 2018年《细胞》期刊报道,中国科学家率先成功应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆,成功培育了体细胞克隆猴——“中中”和“华华”,流程如下,下列叙述错误的是( )
A. 体外培养猴甲的体细胞时,需提供5%CO2的主要目的是促进细胞进行呼吸作用
B. 采集到的卵母细胞培养到MⅡ期再通过显微操作去除其核膜包被的细胞核
C. 表达的Kdm4d使重构胚中染色质组蛋白的甲基化程度降低以促进相关基因的表达,同时还常用乙醇、Ca2+载体等方法激活重构胚,使其完成分裂和发育的进程
D. 在胚胎移植后,还需对代孕母猴注射免疫抑制剂,防止免疫排斥的发生
20. 甲病(A/a)、乙病(B/b)是人群中的两种单基因遗传病,人群中甲病发病率为1/3600.学习小组对某患者家庭进行了调查,得到如图①所示系谱图,图②为此家系中,部分个体用限制酶P处理乙病相关基因得到大小不同的片段后进行电泳的结果。已知X代表的个体标签丢失。不考虑其他突变、同源染色体交换及Y与X同源区存在基因,下列分析正确的是( )
A. 甲病为常染色体隐性遗传病,Ⅱ1产生的次级卵母细胞中含有基因A个数可能有0、1、2
B. 乙病为伴X染色体隐性遗传病,b基因是由B基因碱基对替换产生的
C. 推测X不可能是图①中的Ⅱ2,Ⅲ3乙病相关基因经过限制酶P切、电泳后将产生3条条带
D. Ⅲ4与一正常男性结婚,生一个男孩同时患甲、乙病的概率为1/244
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
三、非选择题:本题共5小题,共55分
21. 植物为适应不同的环境,进化出不同的光合作用模式。在生产实践中,影响光合作用强度的环境因素有很多,可以结合不同植物的生理作用特点,探究提高农作物产量的实践方法。回答下列问题:
(1)不同植物在光合作用光反应阶段的产物是相同的,产物包括__________。
(2)在生产实践中,合理密植能够实现增产,若玉米种植密度过大会,导致植物茎秆伸长生长过快,植物茎秆大部分细胞生长所需能量来自自身细胞的_________(填场所)。从有机物的分配角度分析,通过合理密植实现玉米植株增产的原因是__________。
(3)下图表示温室大棚内某植株在四种不同条件下的净光合速率变化情况。请据图回答:
比较图中1组和2组的实验结果可说明__________;处理天数在0-7.5d时,比较2、3和4组的实验结果说明__________;处理9d后,4组的净光合作用速率明显低于3组,可能的原因是__________。(答出2点即可)
(4)植物生长发育的调控,除了环境因素调节,还需要__________和__________共同完成。
22. “肠微生物-肠-脑轴”(MCBA)是肠道与中枢神经系统之间双向调节的网络系统。肠道中微生物的代谢产物可刺激迷走神经向脑传递信息,并参与相关激素分泌的调节。5-HT是一种兴奋性神经递质,由色氨酸经过一系列反应生成,在神经系统的信息传递和情绪调节中发挥着关键作用。肠道菌群紊乱可能引发抑郁(机理如下图)。回答下列问题:
(1)兴奋在突触处传递是______(单向/双向),原因是________。
(2)据图说明肠道菌群紊乱引发抑郁的原因可能是________。
(3)ACTH与GC都是动物激素,其中GC不仅可以调控免疫系统、降低体温中枢的敏感性,也可以通过调节有机物代谢而提高血糖浓度,则GC的名称是_________,GC发挥作用时具有_________特点(答出2点)。
(4)为了研发抗抑郁药,科研人员研究了柴胡皂苷A对抑郁模型大鼠脑中5-HT含量的影响。科研人员进行了如下实验,请完善实验步骤:
组别
实验材料及处理
检测指标
A
正常大鼠,①______
脑中5-HT含量
B
抑郁模型鼠,注射适量生理盐水
C
②______
科研人员根据结果分析抑郁模型大鼠抑郁情况有所改善但是达不到正常水平。请将实验结果绘制成柱状图_________。
23. 呼伦贝尔草原位于内蒙古东北部,是中国最大草原之一,曾以水草丰美著称,但现因多种原因而出现退化,形成了大量裸斑。为改善这一状况,当地开展了山水林田湖草沙一体化保护和修复工程,通过种植羊草、引进紫花苜蓿等措施,推进荒漠化综合防治。请回答下列问题:
(1)草原裸斑是草原退化、破碎化的表现,裸斑增加会使草原在涵养水源、______等生态功能下降,同时限制了物种的迁移和繁衍,导致一些野生动物难以找到适宜的______,进而威胁生物多样性。
(2)在生态修复中,可通过引进紫花苜蓿来抑制毒草长刺蒺藜。光照是紫花苜蓿种子萌发的重要环境因素之一,这体现了信息传递的作用是______。
(3)羊草和针茅是两种常见的牧草。为了解草原植被类型与蝗虫爆发的关系,将相同数量的跳蝻(蝗虫幼虫)置于样地,统计跳蝻的存活率和发育历期(发育历期指完成一定的发育阶段所经历的时间),结果如下图所示。常采用______法来调查跳蝻的密度,据图分析,______(填“针茅”或“羊草”)草地更容易爆发蝗灾,判断依据是______。
(4)科研人员指出,土壤湿度过大不利于蝗虫产卵,还会造成缺氧和霉菌繁殖。而植被破坏导致鸟类减少等也是蝗灾爆发的重要原因,可以通过禁牧休牧等措施减少蝗灾的发生。请从种群数量特征和种间关系两个角度分析禁牧休牧减少蝗灾发生的原因:①______;②______。
24. 黄酒源于中国,与啤酒、葡萄酒并称世界三大发酵酒。酿造过程中除了产生乙醇外,也产生不利于人体健康的氨基甲酸乙酯(EC)。EC主要由尿素与乙醇反应形成,尿素主要由酵母菌代谢产生(代谢途径如图1)。某研究小组设计了两种方案试图从降低尿素含量入手,降低黄酒中EC含量。回答下列问题:
方案一:由于酒体呈酸性,在黄酒发酵过程中加入酸性脲酶分解尿素。
方案二:选育低产尿素酵母菌
(1)对土壤溶液中酸性脲酶菌进行初筛时,应选择以尿素为唯一______的______(填“酸性”或“碱性”或“中性”)培养基上。
(2)复筛酸性脲酶菌的培养基为中性固体培养基,以酚酞为指示剂(酚酞指示剂在酸性和中性溶液中呈无色,在碱性溶液中呈红色)。经接种培养后,发现平板上有的菌落周围出现红色圈,有的没有。在挑选时,应选__________(填“无红色圈的菌落”或“有红色圈的菌落”)。
(3)选育低产尿素酵母菌菌种可以通过基因工程育种获得,也可以__________获得。
(4)基因工程育种改造酵母菌时,可以通过同源重组机制敲除CAR1基因减少尿素产生。为构建基因敲除组件(如图2),首先需要利用重叠延伸PCR技术将同源区段1、无义片段和同源区段2相连接,下图表示通过重叠延伸PCR技术拼接同源区段1、无义片段的过程。
a、b、c、d为短单链核苷酸序列,已知引物A2的序列是a,则B1的序列是____(填字母)。步骤②得到的两种重叠产物中,目标产物是____。步骤③得到融合基因的过程____(填“需要”或“不需要”)添加引物,原因是____。
a:5′-CTGGGGGCCGTTGTCGA-3′
b:5′-GGCTAGAGCTTCCCGGG-3′
c:5′-TCGACAACGGCCCCCAG-3′
d:5′-GAAGGCACAGGTTTAAA-3′
25. 尺蛾的触角长度与常染色体上的A/a和B/b基因有关。已知A基因控制触角长度,而B基因对触角的生长有抑制作用,a、b基因没有作用。利用AAbb(4cm)和aaBB(0cm)的两种尺蛾杂交,F1全为1cm,F2中触角长度与个体数量关系为0cm:1cm:2cm:3cm:4cm=4:6:2:3:1.请回答下列问题:
(1)A/a和B/b基因的遗传符合______定律。累加效应是指每个显性基因对该表型所起的作用相等,且基因数量越多作用效果越强,以上______基因(填“A”或“B”或“A和B”)具有累加效应。
(2)F2中触角长度为1cm的基因型包括__________;3cm的基因型包括__________。
(3)已知尺蛾的触角一般为丝状,A/a基因位于2号染色体上,科学家在有触角(AAbb)与无触角(aabb)尺蛾的杂交子代中偶然发现一只栉齿状触角的尺蛾,经检测该性状的出现是由于常染色体上的一个基因突变所致,该突变属于______(显性/隐性)突变。为探究该突变基因的位置,可将该尺蛾与亲本中表型为__________的尺蛾进行回交,若该突变基因位于2号染色体上,预测子代表型及比例_________。(不用写出触角的具体长度)
(4)尺蛾的翅色棕色与灰色受3号常染色体上的等位基因E/e控制,性别决定是ZW型。现有1只单体(缺失1条染色体)的棕色翅雌尺蛾甲,产生原因是3号常染色体中的一条移接到某条非同源染色体的末端,且移接时3号染色体的着丝粒已丢失。已知减数分裂时,未移接的染色体随机移向一极;配子和个体的存活力都正常,不考虑其他突变和染色体互换。遗传学家常利用杂交实验来探究3号常染色体的移接情况:甲×正常雄尺蛾→F1中棕翅:灰翅=7:1,且雌尺蛾群体中的棕翅:灰翅=3:1;亲本甲与正常雄尺蛾的基因型分别是______、________。(要求写出性染色体,缺失染色体用O表示)
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2024—2025学年度下学期高三第三次模拟考试试题生物学
时间:75分钟试卷满分:100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答题标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题,共45分)
一、单项选择题(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要求)
1. 新官紫桃是江苏南通如皋市的特色水果,果实饱满、口感酸甜,以富含花青素而闻名。下列相关叙述错误的是( )
A. 紫桃中富含钙、镁、铁等大量元素和多种维生素,适量食用可增强体质
B. 新官紫桃虽然口感酸甜,但并非鉴定还原糖的理想材料
C. 缺镁会影响叶绿素的合成进而影响光合作用,说明无机盐是构成细胞内某些化合物的重要组成成分
D. 新官紫桃细胞内的可溶性糖和花青素的主要储存场所是液泡
【答案】A
【解析】
【分析】有机物的鉴定方法:
(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。
(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应
(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色。
(4)淀粉遇碘液变蓝。
【详解】A、铁属于微量元素,A错误;
B、新官紫桃富含花青素(紫色色素),会干扰颜色反应的观察和判断,因此不是鉴定还原糖理想材料,B正确;
C、镁是叶绿素分子的必需组成元素,缺镁会导致叶绿素合成受阻,进而影响光合作用,这说明无机盐是构成细胞内某些化合物的重要组成成分,C正确;
D、在植物细胞中,液泡是储存水、可溶性糖、有机酸、色素(如花青素)等物质的主要场所,新官紫桃的可溶性糖和花青素的主要储存场所是液泡,D正确。
故选A。
2. 溶酶体是细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶。当细胞自噬时,钙离子通道开放,增强与溶酶体生成相关基因的表达。下列说法正确的是( )
A. H⁺进出溶酶体的方式分别是主动运输和自由扩散
B. 溶酶体合成的多种水解酶能分解衰老、损伤的细胞器
C. V-ATP酶和钙离子通道启动运输物质时均需改变构象
D. 溶酶体直接来源于内质网,发挥作用时常伴随着膜的更新
【答案】C
【解析】
【分析】溶酶体:含有多种水解酶,可分解衰老、损伤的细胞器,能杀死侵入细胞的病毒或病菌,被溶酶体分解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,而废物则被排出体外。
【详解】A、分析题图可知,H⁺进溶酶体的方式是主动运输,出溶酶体的方式是协助扩散,A错误;
B、溶酶体内的多种水解酶在核糖体合成,B错误;
C、V-ATP酶属于载体蛋白运输物质时均需改变构象,钙离子通道启动时也需要改变构象,C正确;
D、溶酶体直接来源于高尔基体,D错误。
故选C。
3. 研究发现,影响衰老的关键因子之一是线粒体,虽然它能够为人体细胞提供能量,但也会对细胞内环境造成污染,释放具有氧化作用的ROS(包括H2O2、羟自由基等)。随着线粒体产生的ROS的积累,细胞便会逐渐走向衰老。下列相关叙述正确的是( )
A. 葡萄糖进入线粒体氧化分解时会产生ROS攻击磷脂等分子,最终导致细胞衰老
B. 细胞衰老时,其形态、结构和功能变化是随机的
C. 衰老的细胞中水分减少,细胞体积和细胞核体积均会减小
D. 从减少ROS积累角度看,抗氧化剂可能有助于延缓衰老
【答案】D
【解析】
【分析】1、细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化
2、衰老的细胞主要具有以下特征:
(1)细胞内的水分减少,结果使细胞萎缩。体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢。
(2)细胞内多种酶的活性降低。例如,由于头发基部的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,所以老人的头发会变白。
(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累,它们会妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞正常的生理功能。细胞内呼吸速率减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深。
(4)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低
【详解】A、葡萄糖不能进入线粒体中氧化分解,葡萄糖分解为丙酮酸发生的场所是细胞质基质,A错误;
B、细胞衰老时,其形态、结构和功能变化并不是随机的,如衰老的细胞的体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢,B错误;
C、衰老的细胞中水分减少,细胞体积变小,但细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深,C错误;
D、由题意可知,线粒体可以释放具有氧化作用的ROS,随着ROS的积累,细胞便会逐渐走向衰老,因此从减少ROS积累角度看,抗氧化剂可能有助于延缓衰老,D正确。
故选D。
4. 蝗虫(雄性2n=23,XO;雌性2n=24,XX)染色体数目较少而大,易于观察。某研究小组利用雄蝗虫的精巢作为实验材料,图1~3是从多个显微图像中选出的三个处于不同分裂中期的图像。据图分析,下列相关叙述错误的是( )
A. 采集的蝗虫精巢需经染色、制片后,根据染色体的形态、位置和数目判断其所处时期
B. 与图3处于同一时期的细胞中,染色体有12种形态
C. 图1有同源染色体,且染色体着丝粒整齐地排列在赤道板上,故是有丝分裂中期
D. 图2中X染色体因无同源染色体联会,所以并未像常染色体一样正常排列在赤道板上
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图可知,图1~3是从多个显微图像中选出的三个处于不同分裂中期的图像,图1是有丝分裂中期,有同源染色体,且染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上。图2处于减数第一次分裂中期,同源染色体整齐地排列在赤道板两侧。图3处于减数第二次分裂中期。
【详解】A、在观察细胞分裂时,采集的蝗虫精巢需经过解离、漂洗、染色、制片等步骤制成临时装片。在显微镜下,正是根据染色体的形态、位置和数目来判断细胞所处的分裂时期,A正确;
B、图3处于减数第二次分裂中期,雄蝗虫(2n=23,XO)在减数第一次分裂后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,减数第二次分裂细胞中染色体数目减半。由于雄蝗虫细胞中没有Y染色体,只有X染色体,减数第二次分裂中期染色体有11种常染色体形态或11种常染色体形态和1种X染色体形态,故与图3处于同一时期的细胞中,共11或12种形态,B错误;
C、有丝分裂中期细胞的特点是有同源染色体,且染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上。图1细胞符合这些特点,所以图1是有丝分裂中期,C正确;
D、图2处于减数第一次分裂中期,在减数第一次分裂前期会发生同源染色体联会等行为。雄蝗虫细胞中X染色体无同源染色体联会,所以在减数第一次分裂中期并未像常染色体一样正常排列在赤道板上,D正确。
故选B。
5. RNA干扰(RNAi)是表观遗传学的研究热点之一,RNAi中起作用的有miRNA和siRNA,RNAi作用过程如图。科学家在研究某植物花色遗传时发现,向紫色花植株中注入特定双链RNA,其子代开白花且检测不到紫色素合成酶。进一步分析发现,控制该酶的基因序列未发生改变,但其mRNA含量显著降低。由图推测,下列叙述正确的是( )
A. 基因通过控制蛋白质的结构直接控制花色性状
B. siRNA形成的RISC复合体中的蛋白质可能作用并切割磷酸二酯键
C. RNAi是在转录水平上对基因表达调控的一种机制,导致靶基因沉默或表达量降低
D. 花色遗传现象出现的机制是miRNA与靶mRNA结合抑制翻译
【答案】B
【解析】
【分析】1、基因控制蛋白质合成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,而翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
2、生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。
【详解】A、依题意,花色性状的表现与紫色素合成酶相关,故推断基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制花色性状,A错误;
B、据图可知,siRNA形成的RISC复合体可降解目标mRNA,据此推断RISC复合体中的蛋白质可能作用并切割磷酸二酯键,B正确;
C、据图可知,miRNA形成的RISC复合体结合在目的基因的mRNA上,阻碍核糖体移动,进而阻止翻译进行;siRNA形成的RISC复合体降解目标mRNA,使翻译无法进行,都是在翻译水平上对基因表达调控的一种机制,C错误;
D、依题意,向紫色花植株中注入特定双链RNA,其子代开白花且检测不到紫色素合成酶,且控制紫色素合成酶的基因序列未发生改变,但其mRNA含量显著降低。据此推测,花色遗传现象出现的机制是siRNA降解目标mRNA,从而抑制翻译,D错误。
故选B。
6. 玉米是重要的粮食作物,其不育性状由显性基因M(编码M蛋白)控制。研究表明,玉米雄性不育现象与花粉母细胞中影响同源染色体联会的关键蛋白R的含量有关。为研究基因M的表达对R蛋白的含量和雄性不育(用花粉可育率衡量)的影响,科研人员进行了一系列实验,结果如下。下列分析错误的是( )
材料类型
花粉可育率(%)
R蛋白相对含量
普通玉米(mm)
98
350
雄性不育突变体(Mm)
0.5
50
敲除M基因的突变体(M-Del)
96
320
过表达M基因的突变体(M-OE)
0
20
A. M基因的产生是基因突变的结果,该基因也可能突变成m基因
B. 本实验中普通玉米和雄性不育突变体是对照组,而M-Del组和M-OE组是实验组
C. 推测M蛋白抑制花粉母细胞中R蛋白的合成,进而影响同源染色体的正常联会
D. 为获得含M基因的种子用于后续研究,最简便的方法是用雄性不育突变体与普通玉米测交
【答案】D
【解析】
【分析】本实验为探究基因M的表达对R蛋白的含量和雄性不育(用花粉可育率衡量)的影响,自变量为材料类型,因变量为花粉可育率和R蛋白相对含量。
【详解】A、M/m属于等位基因,M基因的产生是基因突变的结果,该基因也可能突变成m基因,A正确;
B、本实验中普通玉米和雄性不育突变体是对照组,而M-Del组和M-OE组是实验组,B正确;
C、据表分析,敲除了M基因的突变体花粉可育率低,R蛋白量少,可推断M蛋白使花粉母细胞中R蛋白减少,使其同源染色体的联会发生异常,导致雄性不育,C正确;
D、为获得含M基因的种子用于后续研究,最简便的方法是父本只能选择mm,而母本选择Mm植株,D错误。
故选D。
7. 比目鱼多栖息于浅海的沙质海底,1960年,科学家在马里亚纳海沟近万米深的海底(高压、终年无光的特殊极端条件)看到了比目鱼在游动。研究发现,几百万年前的海沟下与海沟上的比目鱼还属于同一物种,但由于长期基因无法交流,二者产生了生殖隔离;并且该新型比目鱼的基因组中,与视觉相关的基因发生了大量“丢失”。下列相关叙述错误的是( )
A. 两种比目鱼之间虽然存在生殖隔离,但二者仍有可能杂交
B. 二者产生生殖隔离的两个外部因素是自然选择和地理隔离
C. 比目鱼视觉相关的基因大量“丢失”会导致种群发生了进化
D. 深海高压、终年无光等特殊极端条件诱导比目鱼发生了适应环境的变异
【答案】D
【解析】
【分析】现代生物进化理论认为:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、两种比目鱼之间虽然存在生殖隔离,但二者仍有可能杂交,但不会产生后代,或不能产生可育后代,A正确;
B、二者产生生殖隔离的两个外部因素是自然选择和地理隔离,即地理隔离阻断了基因交流,长期的自然选择使它们基因库之间的差异越来越大,进而产生生殖隔离,B正确;
C、比目鱼视觉相关的基因大量“丢失”会导致种群基因频率的改变,因而发生了进化,C正确;
D、深海高压、终年无光等特殊极端条件对比目鱼的不定向变异进行了定向选择,进而使比目鱼产生了适应该极端环境的特征,D错误。
故选D。
8. 躯干等皮肤的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,整合、上传,产生相应感觉。组胺刺激使小鼠产生痒觉,引起抓挠行为。研究发现,小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白参与痒觉信号传递。为探究PTEN蛋白的作用,研究者进行了相关实验。用组胺刺激正常小鼠和基因敲除小鼠的皮肤,结果如下图。下列说法正确的是( )
A. 组胺刺激机体产生痒觉的过程属于非条件反射
B. 据图推测PTEN蛋白的作用是使机体对外源致痒剂的敏感性增高
C. 据图推测TRPV1蛋白对痒觉的影响可能是促进痒觉产生
D. 抓挠行为的效应器是交感神经末梢及其支配的小鼠肌肉细胞
【答案】C
【解析】
【分析】分析题意,本实验的目的是探究PTEN蛋白的作用,则实验的自变量是PTEN和TRPV1基因的有无,因变量是小鼠的痒觉,可通过抓挠次数进行分析。
【详解】A、产生痒觉只传到大脑皮层,没有完整反射弧,不属于反射,A错误;
B、分析题意,本实验的自变量是PTEN和TRPV1基因的有无,因变量是30分钟内抓挠次数,据图可知,与正常小鼠相比,PTEN基因敲除小鼠的抓挠次数明显增加,说明PTEN基因缺失会增加小鼠的抓挠次数,即PTEN蛋白的作用是使机体对外源致痒剂的敏感性降低,B错误;
C、而PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠与正常小鼠差异不大,说明TRPV1基因缺失可减弱PTEN缺失基因的效果,即会抑制小鼠痒觉的产生,即TRPV1基因控制合成的TRPV1蛋白可促进痒觉的产生,C正确;
D、抓挠行为的效应器是运动神经末梢及其支配的小鼠肌肉细胞,D错误。
故选C。
9. 水痘是由水痘-带状疱疹病毒(VZV)引起的急性呼吸道传染病,接种VZV减毒活疫苗(VarV)是预防水痘流行的有效方法。防疫部门推荐满18月龄和4岁儿童各接种一剂次VarV。下列说法错误的是( )
A. 呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染,原因是人体第一道防线被破坏,非特异性免疫减弱
B. 花粉引起的荨麻疹与水痘的发病机理相同,症状相似,在临床诊断时须注意区分
C. 接种VarV后,B淋巴细胞的作用是增殖分化为浆细胞和记忆B细胞
D. 及时接种第二剂VarV,目是让机体产生更多的记忆细胞和抗体
【答案】B
【解析】
【分析】过敏反应是已免疫的机体,在再次接触相同抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。
【详解】A 、人体的第一道防线包括皮肤和黏膜,呼吸道黏膜是第一道防线的组成部分。当呼吸道黏膜受损时,这道防线被破坏,非特异性免疫能力减弱,水痘-带状疱疹病毒(VZV)就更容易突破防线侵入人体,所以呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染,A正确;
B、花粉引起的荨麻疹是过敏反应,过敏反应是已免疫的机体,在再次接触相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。而水痘是由水痘-带状疱疹病毒(VZV)引起的传染病,发病机理是病毒感染人体导致疾病发生,二者发病机理不同,症状也有差异,B错误;
C、接种VarV(VZV减毒活疫苗)后,疫苗作为抗原刺激机体免疫系统,B淋巴细胞会受到抗原刺激,增殖分化为浆细胞和记忆B细胞,浆细胞能产生抗体,C正确;
D、及时接种第二剂VarV,相当于再次接触抗原,会刺激机体的免疫系统,使机体产生更多的记忆细胞和抗体,增强机体对水痘-带状疱疹病毒(VZV)的免疫能力,D正确。
故选B。
10. 植物的生长发育离不开光的作用,光可以作为能源驱动光合作用,也可以作为信号被光敏色素捕捉。科研人员用野生型水稻(WT)、光敏色素A(phyA)缺失突变体和光敏色素B(phyB)缺失突变体为材料,研究在黑暗和光照条件下,赤霉素合成抑制剂——多效唑(PAC)对水稻幼苗主根生长的影响,实验结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 光敏色素分布于植物体的各个部位,主要吸收红光和远红光
B. 在黑暗条件下,光敏色素可能不参与PAC调控主根生长的过程
C. 在光照条件下,PAC浓度在10-7~10-5mol·L-1范围内,phyB接受光信号后对主根的生长起促进作用
D. 在光照条件下,PAC对WT主根生长的影响能体现低浓度促进,高浓度抑制的特点
【答案】C
【解析】
【分析】光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体),分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
【详解】A、光敏色素在植物体内广泛分布,且主要吸收红光和远红光,这是其作为光信号受体的特性,A正确;
B、据图分析,在全黑暗条件下,三组植物的主根相对长度随PAC浓度的变化而变化的情况相似,差异不大,说明光敏色素可能不参与黑暗条件下PAC调控主根生长的过程,B正确;
C、据图可知,光照条件,PAC浓度在10-7~10-5mol·L-1范围内,phyB缺失突变体的主根相对长度明显大于野生型,据此推断phyB介导的光信号能对主根生长的影响表现为抑制,C错误;
D、光照条件下,phyA缺失突变体与野生型的曲线差异不大,但PAC对WT主根生长的影响能体现低浓度促进,高浓度抑制的特点,D正确。
故选C。
11. 在我国北方某温带地区,一片典型草原群落正经历向森林群落的次生演替。原有部分草本植物因光照不足而减少,但新出现的耐阴草本(如舞鹤草)与乔木幼苗共存。与此同时,动物种类也由以蝗虫、田鼠为主转变为以松鼠、银喉长尾山雀等树栖动物为主。下列叙述正确的是( )
A. 群落的物种组成称为物种丰富度,是区别草原群落与森林群落的重要依据
B. 森林中不同高度的银喉长尾山雀巢反映了动物群落的垂直结构
C. 该地的乔木多数为风媒花,林下的舞鹤草具有茎细长、叶薄、叶片颜色较深的特点
D. 当演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成不再变化
【答案】C
【解析】
【分析】群落层次研究的问题有群落的结构、物种组成、群落的演替、种间关系等。
【详解】A、一个群落中物种数目的多少,叫做群落的物种丰富度,A错误;
B、银喉长尾山雀属于一种生物,群落的垂直结构指群落中不同生物呈现垂直分层现象,不同高度的银喉长尾山雀巢不能体现群落的垂直结构,B错误;
C、北方某温带地区的乔木多为风媒花,依靠风力传粉,林下光照较弱,舞鹤草为阴生植物,具有茎细长、叶薄、叶片颜色较深的特点,是对弱光环境的适应,C正确;
D、当演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成会随环境变化呈现动态变化,D错误。
故选C。
12. 丹东宽甸满族自治县是“中国硼之乡”,硼镁矿储量及开发量约占全国的60%,但曾经的滥采乱挖导致当地森林生态系统遭到严重破坏,环境恶化。近年来,有关部门通过清理整顿等措施改善了矿区环境,在这过程中采用了一些生态工程的方法。下列说法正确的是( )
A. 清理整顿措施应包括全面禁止开采活动,优先恢复矿区的自然植被
B. 在生态恢复过程中应大量引入外来物种,以增加生物多样性和提高该生态系统的稳定性
C. 有关部门在对矿区环境进行治理时,依据协调原理,综合考虑了自然、经济和社会等多方面的因素,以解决环境保护与经济发展的矛盾
D. 采用生态工程的方法治理矿区,例如通过植树造林等措施,不仅可以恢复生态环境,还能在一定程度上减少水土流失,体现了生态系统的间接价值
【答案】D
【解析】
【分析】矿区废弃地的生态恢复工程:
(1)问题:矿区土体、土壤和植被,乃至整个地区生态系统的破坏。
(2)对策:人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等,关键是植被恢复及其所必需的土壤微生物群落的重建。
【详解】A、清理整顿措施不应是“全面禁止开采”,而是合理规划和可持续开采,同时注重生态恢复。全面禁止开采不符合经济发展需求,A错误;
B、大量引入外来物种可能破坏本地生态平衡,导致生物入侵问题,反而降低生态系统的稳定性,生态恢复应优先选择本地物种,B错误;
C、题目提到“清理整顿等措施改善了矿区环境”,说明在治理中兼顾了环境保护与经济发展(如硼矿资源的合理利用)依据的是整体原理,C错误;
D、生态系统的间接价值是指对人类生存和发展的支撑作用(如水土保持、气候调节等), 植树造林减少水土流失属于间接价值的体现,D正确。
故选D。
13. 甲植物细胞的核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞的质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物(均为二倍体)进行体细胞杂交相关研究,最终获得了高产、耐盐碱的杂种植株丙,其基本操作流程如图。为获得目的植株,下列相关操作正确的是( )
A. 对外植体消毒时,使用体积分数为95%的酒精比70%的酒精消毒效果更好
B. 过程A可用纤维素酶和果胶酶处理,需在低渗溶液中进行,以防止过度失水而死亡
C. 过程C中需用PEG来诱导原生质体再生出新的细胞壁
D. 杂种细胞经植物组织培养形成可育二倍体,还需在个体水平做鉴定才能筛选出高产、耐盐碱的杂种植株丙
【答案】D
【解析】
【分析】原生质体是去除细胞壁后各种结构的总称,包括细胞膜、细胞质、细胞核和细胞器等。在植物体细胞杂交过程中常采用人工诱导的方法促进原生质体的融合,诱导方法包括两大类:物理法和化学法。化学法一般常用聚乙二醇作为诱导剂。
【详解】A、对外植体消毒,使用70%的酒精效果更好,A错误;
B、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,用纤维素酶和果胶酶处理可去除细胞壁,获得原生质体,不能在低渗溶液中进行,否则原生质体会吸水涨破,B错误;
C、PEG诱导原生质体融合,而不是诱导原生质体再生出细胞壁,C错误;
D、图中用紫外线照射使乙原生质体的细胞核失去活动,所以融合形成杂种细胞经植物组织培养形成可育二倍体,同时还需在个体水平做鉴定才能筛选出高产、耐盐碱的杂种植株丙,D正确。
故选D。
14. 为提高作物产量,种植业往往使用大量的氮肥,既增加了生产成本,又易造成环境污染。固氮菌能固定氮气,为植物生长提供充足的氮元素,常见的固氮菌有根瘤菌和圆褐固氮菌等。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如下图。以下叙述正确的是( )
A. 根瘤菌与豆科植物共生后才能固氮,其合成固氮酶所需的核糖体和氨基酸均来源于植物细胞
B. 圆褐固氮菌能在不加氮源的培养基中生长,说明圆褐固氮菌为自养型生物
C. 将土壤悬液用无菌水梯度稀释后涂布到含青霉素的选择培养基上,以抑制其他微生物的生长
D. 若④统计的菌落数分别是132、136、128,则每克土壤中含有的固氮菌为1.32×107个
【答案】D
【解析】
【分析】用稀释涂布平板法测定菌落数时,在每一个梯度浓度内,至少要涂布3个平板,选择菌落数在30~300的进行记数,求平均值,再通过计算得出总数。
【详解】A、固氮酶是根瘤菌自身合成的,植物为根瘤菌提供有机物和能量,其合成所需的核糖体和氨基酸来源于根瘤菌自身,A错误;
B、圆褐固氮菌是自生固氮菌,可以在无氮培养基中生长,因为它能固定空气中的氮气,自养型生物是指能利用无机碳源(如CO2)合成有机物的生物,而异养型生物需要现成的有机物,圆褐固氮菌的碳源是现成的有机物(如葡萄糖),说明圆褐固氮菌为异养型生物,B错误;
C、青霉素是一种抗生素,可以抑制大多数细菌(尤其是革兰氏阳性菌)的生长,圆褐固氮菌属于革兰氏阴性菌,对青霉素不敏感,将土壤悬液用无菌水梯度稀释后涂布到含青霉素的选择培养基上,可以抑制部分微生物的生长,但是不能抑制所有微生物的生长,C错误;
D、若④统计的菌落数分别是132、136、128,根据计算公式(C÷V×M),④的稀释倍数为104,则每克土壤中固氮菌约为(132+136+128)÷3÷0.1×104=1.32×107个,D正确。
故选D。
15. 干扰素是动物细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,可用于对抗病毒的感染,但在体外难以保存。若将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,可在-70℃的条件下保存半年。下图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图,以下叙述正确的是( )
A. 改造干扰素应首先从设计干扰素基因中的脱氧核苷酸序列出发
B. 采用基因的定点突变技术或化学诱变技术均可以定向改造天然干扰素的基因序列
C. 将新的干扰素基因插入启动子和终止密码子之间是其成功表达的条件之一
D. 导入的新干扰素基因在大肠杆菌体内直接指导合成的蛋白质不是预期的新干扰素
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质工程是将控制蛋白质的基因进行修饰改造或合成新的基因,然后运用基因工程合成新的蛋白质。蛋白质工程的过程:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。
【详解】A、改造干扰素应首先从预期干扰素的功能出发,A错误;
B、基因突变具有不定向性,所以化学诱变不能定向改造天然干扰素的基因序列,B错误;
C、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,从而驱动转录,而终止子提供转录终止的信号,因此将新的干扰素基因插入启动子和终止子之间是其成功表达的条件之一,C错误;
D、动物体内有高尔基体和内质网对蛋白质进行加工,但是大肠杆菌属于原核生物,没有内质网和高尔基体,不能对蛋白质进行加工,能产生没有活性的干扰素,导入的新干扰素基因在大肠杆菌体内直接指导合成的蛋白质不是预期的新干扰素,还需要进行加工,D正确。
故选D。
二、不定项选择题(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. 呼吸熵(RQ)是指生物体在一定时间内,有机物氧化分解时释放CO2量与吸收O2量的比值,下列说法正确的是( )
A. 真核生物细胞中产生NADH的场所是线粒体基质和线粒体内膜
B. 在完全进行有氧呼吸的情况下,油菜种子的呼吸熵小于小麦种子的呼吸熵
C. 仅考虑细胞呼吸作用,当人体以葡萄糖为底物时,呼吸熵始终不会改变
D. 酵母菌在氧气充足时,呼吸熵不同说明其呼吸作用的底物不同
【答案】BCD
【解析】
【分析】呼吸底物为葡萄糖,酵母菌有氧呼吸,氧气的消耗量等于二氧化碳的释放量,进行无氧呼吸时,不消耗氧气,会产生二氧化碳。
【详解】A、真核生物细胞中,有氧呼吸第一阶段在细胞质基质进行,会产生NADH,有氧呼吸第二阶段在线粒体基质进行,也会产生NADH ,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,该阶段消耗NADH ,不产生NADH,A错误;
B、小麦种子主要成分是淀粉,其完全有氧呼吸时,反应式为C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量,呼吸熵RQ=6CO2/6O2=1,油菜种子含有较多脂肪,脂肪比糖类含氢多、含氧少, 以脂肪为底物进行完全有氧呼吸时,消耗的O2量相对更多,释放的CO2量相对更少,呼吸熵RQ小于1,所以在完全进行有氧呼吸的情况下,油菜种子的呼吸熵小于小麦种子的呼吸熵,B正确;
C、仅考虑细胞呼吸作用,人体以葡萄糖为呼吸作用底物时,有氧呼吸,氧气的消耗量等于二氧化碳的释放量,进行无氧呼吸时,不消耗氧气,产生乳酸,不产生二氧化碳,因此RQ值有氧无氧环境下一致,不会改变,C正确;
D、酵母菌在氧气充足时,只进行有氧呼吸,若呼吸熵不同,说明氧化分解的有机物(底物)不同,因为不同有机物氧化分解时,释放CO2量与吸收O2量的比值不同 ,D正确。
故选BCD。
17. 分泌型多囊卵巢综合征主要是由于促性腺激素释放激素(GnRH)分泌频率不协调,导致两种促性腺激素分泌异常,既促卵泡激素(FSH)分泌量减少、黄体生成素(LH)分泌量增加引起的。针灸能治疗分泌型多囊卵巢综合征。下列说法正确的是( )
A. GnRH由人体下丘脑细胞合成并分泌,定向运输并作用于垂体细胞
B. 控制FSH合成的基因仅在垂体中存在并表达
C. 针灸治疗的目的是使患者体内LH/FSH的比值下降
D. 正常女性排卵期的雌激素会作用于垂体,使LH分泌量增加,此调节机制属于正反馈调节
【答案】CD
【解析】
【分析】题意分析:分泌型多囊卵巢综合征主要是由于促性腺激素释放激素(GnRH)分泌频率不协调,导致促卵泡激素(FSH)分泌量减少、黄体生成素(LH)分泌量增加引起的,针灸治疗分泌型多囊卵巢综合征机理是针灸通过相关神经使患者体内LH/FSH的比值下降,激发排卵。
【详解】A、GnRH由人体下丘脑细胞合成并分泌,可随着体液传送到全身各处去,但只能作用于垂体细胞,因为垂体细胞表面有与该激素作用的受体,A错误;
B、控制FSH合成的基因可能仅在垂体中表达,但会存在于机体的每个细胞中,B错误;
C、题意显示,分泌型多囊卵巢综合征主要是由于促性腺激素释放激素(GnRH)分泌频率不协调,表现为促卵泡激素(FSH)分泌量减少、黄体生成素(LH)分泌增加,而针灸能治疗分泌型多囊卵巢综合征,据此推测,针灸可使患者体内LH/FSH的比值下降,因而起到治疗的作用,C正确;
D、正常女性排卵期的雌激素会作用于下丘脑和垂体,使GnRH、LH分泌量增加,从而促进排卵,此调节机制称为正反馈调节,D正确。
故选CD。
18. 明万历所立《敕赐碑》将梵净佛山誉为“立天地而不毁,冠古今而独隆”的“天下众名岳之宗”。梵净山保护区地貌为典型穹隆状山地生态系统,该系统中某第二营养级生物摄入的能量流动情况如下表所示(单位:J/(hm2a)):
摄入量
同化量
呼吸量
1.05×109
7.50×108
7.20×108
下列叙述中错误的是( )
A. 该生态系统的结构由各种生物及无机环境共同组成
B. 动物粪便中的有机物可以为植物提供物质和能量,以实现循环利用
C. 对梵净山景区采取适当的保护可以降低生态足迹
D. 图中第二营养级生物同化的能量中有4%用于自身的生长发育繁殖和被分解者利用
【答案】ABD
【解析】
【分析】生态系统重能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。生态系统的同化量包括下一营养级的同化量,呼吸作用散失的能量、分解者分解的能量和未利用的能量。
【详解】A、生态系统的结构包括生态系统的组成成分(各种生物及无机环境)、食物链和食物网组成,A错误;
B、动物粪便中的有机物经分解者分解后,可以为植物提供物质,实现物质的循环利用,但不能为植物提供能量,B错误;
C、生态足迹是指在现有技术条件下,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,对梵净山景区采取适当的保护可以减少人类活动对自然资源的过度消耗(如减少砍伐、污染等),进而降低生态足迹,C正确;
D、第二营养级中用于生长发育和繁殖的能量包括被分解者分解利用的能量、流向下一营养级的能量和未利用的能量,依据题干信息可知,第二营养级中用于生长发育和繁殖的能量=同化量-呼吸量=7.50×108-7.20×108=0.3108J/(hm2.a),但被分解者分解利用的能量未知,所以(0.3108)(7.50×108)=4%,表示的是图中第二营养级生物同化的能量中有4%用于自身的生长发育繁殖,D错误。
故选ABD。
19. 2018年《细胞》期刊报道,中国科学家率先成功应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆,成功培育了体细胞克隆猴——“中中”和“华华”,流程如下,下列叙述错误的是( )
A. 体外培养猴甲的体细胞时,需提供5%CO2的主要目的是促进细胞进行呼吸作用
B. 采集到的卵母细胞培养到MⅡ期再通过显微操作去除其核膜包被的细胞核
C. 表达的Kdm4d使重构胚中染色质组蛋白的甲基化程度降低以促进相关基因的表达,同时还常用乙醇、Ca2+载体等方法激活重构胚,使其完成分裂和发育的进程
D. 在胚胎移植后,还需对代孕母猴注射免疫抑制剂,防止免疫排斥的发生
【答案】ABD
【解析】
【分析】细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
【详解】A、体外培养猴甲的体细胞时,需提供5%CO2的主要目的是维持培养液的pH,A错误;
B、将卵母细胞培养到MII期后进行去核操作,此时没有细胞核,出现的是纺锤体-染色体复合物,故去核的实质是去除卵母细胞中的纺锤体-染色体复合物,B错误;
C、结合题意和图示操作可知,表达去甲基化酶Kdm4d使重构胚中染色质组蛋白的甲基化程度降低,以促进相关基因的表达,同时还常用乙醇、Ca2+载体等方法激活重构胚,使其完成分裂和发育的进程,C正确;
D、代孕母猴在胚胎移植前应进行同期发情处理以使其与供体处于相同的生理状态,但由于受体对外来胚胎几乎不发生免疫排斥,因此不需要对代孕母猴注射免疫抑制剂,D错误。
故选ABD。
20. 甲病(A/a)、乙病(B/b)是人群中的两种单基因遗传病,人群中甲病发病率为1/3600.学习小组对某患者家庭进行了调查,得到如图①所示系谱图,图②为此家系中,部分个体用限制酶P处理乙病相关基因得到大小不同的片段后进行电泳的结果。已知X代表的个体标签丢失。不考虑其他突变、同源染色体交换及Y与X同源区存在基因,下列分析正确的是( )
A. 甲病为常染色体隐性遗传病,Ⅱ1产生的次级卵母细胞中含有基因A个数可能有0、1、2
B. 乙病为伴X染色体隐性遗传病,b基因是由B基因碱基对替换产生的
C. 推测X不可能是图①中的Ⅱ2,Ⅲ3乙病相关基因经过限制酶P切、电泳后将产生3条条带
D. Ⅲ4与一正常男性结婚,生一个男孩同时患甲、乙病的概率为1/244
【答案】BD
【解析】
【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、由图①可知,Ⅱ1和Ⅱ2正常,却生出患甲病的女儿Ⅲ3,所以甲病为常染色体隐性遗传病,则Ⅱ1和Ⅱ2的基因型都为Aa,Ⅱ1基因型为Aa,初级卵母细胞含有A和a基因,经过减数第一次分裂,同源染色体分离,次级卵母细胞中可能含有0个或2个A基因,所以Ⅱ1产生的次级卵母细胞中含有基因A个数可能有0、2,不会出现1个,A错误;
B、图①中Ⅰ1和Ⅰ2为正常个体,子女中Ⅱ4为乙病患者,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②中Ⅰ1和Ⅰ2的电泳条带可知,Ⅰ2不含致病基因,即图②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,且正常基因酶切后的片段之和与患病基因的条带大小相同,说明b基因是由B基因碱基对替换产生的,B正确;
C、X电泳结果只有11.5kb条带,即只含有b基因,而Ⅱ2的基因型XBY,所以推测X不可能是图①中的Ⅱ2,就乙病而言,Ⅱ1的基因型为XBXb,Ⅱ2的基因型为XBY,Ⅲ3的基因型为XBXB或XBXb,若Ⅲ3的基因型为XBXB,2个正常基因经过限制酶P切、电泳后将产生4条条带,C错误;
D、已知人群中甲病发病率为1/3600,即aa的基因型频率为1/3600,则a的基因频率为1/60,A的基因频率为59/60,正常男性是甲病携带者(Aa)的概率为(2×1/60×59/60)/(1 - 1/3600)=2/61,对于乙病,Ⅲ4的基因型为XBXb,正常男性的基因型为XBY,对于甲病,Ⅲ4的基因型为Aa,与正常男性(Aa概率为2/61)结婚,生出患甲病孩子的概率为2/61×1/4=1/122,对于乙病,Ⅲ4(XBXb)与正常男性(XBY)结婚,生一个男孩患乙病的概率为1/2,所以生一个男孩同时患甲、乙病的概率为1/122×1/2=1/244,D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
三、非选择题:本题共5小题,共55分
21. 植物为适应不同的环境,进化出不同的光合作用模式。在生产实践中,影响光合作用强度的环境因素有很多,可以结合不同植物的生理作用特点,探究提高农作物产量的实践方法。回答下列问题:
(1)不同植物在光合作用光反应阶段的产物是相同的,产物包括__________。
(2)在生产实践中,合理密植能够实现增产,若玉米种植密度过大会,导致植物茎秆伸长生长过快,植物茎秆大部分细胞生长所需能量来自自身细胞的_________(填场所)。从有机物的分配角度分析,通过合理密植实现玉米植株增产的原因是__________。
(3)下图表示温室大棚内某植株在四种不同条件下的净光合速率变化情况。请据图回答:
比较图中1组和2组的实验结果可说明__________;处理天数在0-7.5d时,比较2、3和4组的实验结果说明__________;处理9d后,4组的净光合作用速率明显低于3组,可能的原因是__________。(答出2点即可)
(4)植物生长发育的调控,除了环境因素调节,还需要__________和__________共同完成。
【答案】(1)ATP、 NADPH、O2
(2) ①. 细胞质基质和线粒体(细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜) ②. 叶片通过光合作用合成的有机物,用于茎的伸长生长消耗减少,运输到种子中的有机物增多,从而使植株增产
(3) ①. 高温会降低(或抑制)植物的净光合速率 ②. 在相同高温条件下的一定时间内,增加CO浓度可促进净光合速率 ③. ①降低固定
CO2的酶的活性,使光合速率降低;②前期有机物大量合成,产物积累抑制暗反应的正常进行;
③过度抑制呼吸作用,影响植物细胞正常的能量供应,整体代谢水平降低;④会使细胞酸化,破坏正常的叶绿体结构
(4) ①. 基因表达调控 ②. 激素调节
【解析】
【分析】高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体,它的正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合。植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
【小问1详解】
光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上。它利用光能将水分解成氧气和NADPH,同时将光能转化为化学能储存在ATP中。这些产物(ATP、NADPH、O2)对于所有进行光合作用的植物来说都是相同的。O2被释放,而ATP和NADPH则用于暗反应阶段。
【小问2详解】
细胞生长需要能量,这些能量主要通过细胞呼吸提供。细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。合理密植可以最大限度地利用光能,叶片通过光合作用合成的有机物,用于茎的伸长生长消耗减少,运输到种子中的有机物增多,从而使植株增产。
【小问3详解】
比较图中1组和2组的实验结果可说明高温(50℃处理5h)会降低(或抑制)植物的净光合速率;处理天数在0-7.5d时,比较2、3和4组的实验结果说明在高温条件下,提高CO2浓度可以缓解高温对净光合速率的抑制作用(或提高净光合速率),且在此CO2浓度范围内,浓度越高,净光合速率越高;处理9d后,4组的净光合作用速率明显低于3组,可能的原因是①降低固定
CO2的酶的活性,使光合速率降低;②前期有机物大量合成,产物积累抑制暗反应的正常进行;
③过度抑制呼吸作用,影响植物细胞正常的能量供应,整体代谢水平降低;④会使细胞酸化,破坏正常的叶绿体结构。
【小问4详解】
植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
22. “肠微生物-肠-脑轴”(MCBA)是肠道与中枢神经系统之间双向调节的网络系统。肠道中微生物的代谢产物可刺激迷走神经向脑传递信息,并参与相关激素分泌的调节。5-HT是一种兴奋性神经递质,由色氨酸经过一系列反应生成,在神经系统的信息传递和情绪调节中发挥着关键作用。肠道菌群紊乱可能引发抑郁(机理如下图)。回答下列问题:
(1)兴奋在突触处传递是______(单向/双向),原因是________。
(2)据图说明肠道菌群紊乱引发抑郁的原因可能是________。
(3)ACTH与GC都是动物激素,其中GC不仅可以调控免疫系统、降低体温中枢的敏感性,也可以通过调节有机物代谢而提高血糖浓度,则GC的名称是_________,GC发挥作用时具有_________特点(答出2点)。
(4)为了研发抗抑郁药,科研人员研究了柴胡皂苷A对抑郁模型大鼠脑中5-HT含量的影响。科研人员进行了如下实验,请完善实验步骤:
组别
实验材料及处理
检测指标
A
正常大鼠,①______
脑中5-HT含量
B
抑郁模型鼠,注射适量生理盐水
C
②______
科研人员根据结果分析抑郁模型大鼠抑郁情况有所改善但是达不到正常水平。请将实验结果绘制成柱状图_________。
【答案】(1) ①. 单向 ②. 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
(2)肠道菌群紊乱使色氨酸减少,导致5 - HTP、5 - HT减少,同时ACTH增多,作用于脑引发抑郁
(3) ①. 糖皮质激素 ②. 微量和高效;通过体液运输;作用于靶器官、靶细胞(任答2点 )
(4) ①. 注射等量生理盐水 ②. 抑郁模型鼠,注射等量柴胡皂苷A溶液 ③.
【解析】
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为: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。
【小问1详解】
兴奋在突触处传递时,神经递质只能从突触前膜释放,然后作用于突触后膜,所以是单向传递 ;
【小问2详解】
从图中可知,肠道菌群紊乱使色氨酸减少,后续5 - HTP、5 - HT生成减少,且ACTH增多,这些变化共同作用于脑,引发抑郁;
【小问3详解】
因为糖皮质激素(GC)可调节免疫、影响体温中枢敏感性、调节有机物代谢升血糖;
动物激素的作用特点:微量和高效;通过体液运输;作用于靶器官、靶细胞;
【小问4详解】
实验目的:柴胡皂苷A对抑郁模型大鼠脑中5-HT含量的影响。自变量:小鼠是否抑郁和是否添加柴胡皂苷A,①注射适量生理盐水(A组为正常大鼠空白对照,处理方式同B组基础操作 )。②抑郁模型鼠,注射适量柴胡皂苷A溶液(C组为给药组,探究柴胡皂苷A的作用 ),因变量是脑中5-HT含量。科研人员根据结果分析抑郁模型大鼠抑郁情况有所改善但是达不到正常水平。因此实验结果:脑中5-HT含量A>C>B。绘制柱状图:横坐标为组别(A、B、C ),纵坐标为脑中5 - HT含量。A组(正常大鼠)柱高最高,B组(抑郁模型鼠 + 生理盐水)柱高最低,C组(抑郁模型鼠 + 柴胡皂苷A)柱高介于A、B之间 ,大致图像如下:。
23. 呼伦贝尔草原位于内蒙古东北部,是中国最大的草原之一,曾以水草丰美著称,但现因多种原因而出现退化,形成了大量裸斑。为改善这一状况,当地开展了山水林田湖草沙一体化保护和修复工程,通过种植羊草、引进紫花苜蓿等措施,推进荒漠化综合防治。请回答下列问题:
(1)草原裸斑是草原退化、破碎化的表现,裸斑增加会使草原在涵养水源、______等生态功能下降,同时限制了物种的迁移和繁衍,导致一些野生动物难以找到适宜的______,进而威胁生物多样性。
(2)在生态修复中,可通过引进紫花苜蓿来抑制毒草长刺蒺藜。光照是紫花苜蓿种子萌发的重要环境因素之一,这体现了信息传递的作用是______。
(3)羊草和针茅是两种常见的牧草。为了解草原植被类型与蝗虫爆发的关系,将相同数量的跳蝻(蝗虫幼虫)置于样地,统计跳蝻的存活率和发育历期(发育历期指完成一定的发育阶段所经历的时间),结果如下图所示。常采用______法来调查跳蝻的密度,据图分析,______(填“针茅”或“羊草”)草地更容易爆发蝗灾,判断依据是______。
(4)科研人员指出,土壤湿度过大不利于蝗虫产卵,还会造成缺氧和霉菌繁殖。而植被破坏导致鸟类减少等也是蝗灾爆发重要原因,可以通过禁牧休牧等措施减少蝗灾的发生。请从种群数量特征和种间关系两个角度分析禁牧休牧减少蝗灾发生的原因:①______;②______。
【答案】(1) ①. 防风固沙或保持水土 ②. 栖息环境和食物
(2)生命活动的正常进行离不开信息的作用
(3) ①. 样方 ②. 针茅 ③. 跳螭在针茅草地的存活率比在羊草草地的存活率高,而且发育历期短,这样会导致单位时间内会有更多的跳螭发育成成虫
(4) ①. 禁牧休牧可以提高土壤含水量,导致蝗虫的出生率降低、死亡率增加 ②. 禁牧休牧使鸟类等天敌数量增加,增大了蝗虫被捕食的几率
【解析】
【分析】调查植物种群密度常用样方法,样方法是指在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方法种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
【小问1详解】
草原裸斑是草原退化、破碎化的表现,其数量增加是植被减少的体现,所以导致草原在涵养水源、防风固沙或保持水土等生态功能下降,同时限制了物种的迁移和繁衍,导致一些野生动物难以找到适宜的栖息环境和食物,进而威胁生物多样性。
【小问2详解】
光照是紫花苜蓿种子萌发的重要环境因素之一,这体现信息传递的作用是生命活动的正常进行离不开信息的作用。
【小问3详解】
跳蝻活动能力弱,活动范围小,所以采用样方法调查其种群密度,比较下图:跳螭在针茅草地的存活率比在羊草草地的存活率高,而且发育历期短,这样会导致单位时间内会有更多的跳螭发育成成虫,所以在针茅地草地更容易爆发蝗灾。
【小问4详解】
土壤湿度过大不利于蝗虫产卵,还会造成缺氧和霉菌繁殖,抑制蝗虫生长,植被破坏导致鸟类减少等也是蝗灾爆发的重要原因,即蝗虫的天敌减少,所以禁牧休牧减少蝗灾发生的原因有禁牧休牧可以提高土壤含水量,导致蝗虫的出生率降低、死亡率增加,禁牧休牧使鸟类等天敌数量增加,增大了蝗虫被捕食的几率。
24. 黄酒源于中国,与啤酒、葡萄酒并称世界三大发酵酒。酿造过程中除了产生乙醇外,也产生不利于人体健康的氨基甲酸乙酯(EC)。EC主要由尿素与乙醇反应形成,尿素主要由酵母菌代谢产生(代谢途径如图1)。某研究小组设计了两种方案试图从降低尿素含量入手,降低黄酒中EC含量。回答下列问题:
方案一:由于酒体呈酸性,在黄酒发酵过程中加入酸性脲酶分解尿素。
方案二:选育低产尿素酵母菌
(1)对土壤溶液中酸性脲酶菌进行初筛时,应选择以尿素为唯一______的______(填“酸性”或“碱性”或“中性”)培养基上。
(2)复筛酸性脲酶菌的培养基为中性固体培养基,以酚酞为指示剂(酚酞指示剂在酸性和中性溶液中呈无色,在碱性溶液中呈红色)。经接种培养后,发现平板上有的菌落周围出现红色圈,有的没有。在挑选时,应选__________(填“无红色圈的菌落”或“有红色圈的菌落”)。
(3)选育低产尿素酵母菌菌种可以通过基因工程育种获得,也可以__________获得。
(4)基因工程育种改造酵母菌时,可以通过同源重组机制敲除CAR1基因减少尿素产生。为构建基因敲除组件(如图2),首先需要利用重叠延伸PCR技术将同源区段1、无义片段和同源区段2相连接,下图表示通过重叠延伸PCR技术拼接同源区段1、无义片段的过程。
a、b、c、d为短单链核苷酸序列,已知引物A2的序列是a,则B1的序列是____(填字母)。步骤②得到的两种重叠产物中,目标产物是____。步骤③得到融合基因的过程____(填“需要”或“不需要”)添加引物,原因是____。
a:5′-CTGGGGGCCGTTGTCGA-3′
b:5′-GGCTAGAGCTTCCCGGG-3′
c:5′-TCGACAACGGCCCCCAG-3′
d:5′-GAAGGCACAGGTTTAAA-3′
【答案】(1) ①. 氮源 ②. 酸性
(2)有红色圈的菌落 (3)从自然界筛选或诱变育种
(4) ①. c ②. 重叠产物1 ③. 不需要 ④. 两条链互为模板和引物
【解析】
【分析】培养基对微生物具有选择作用。配置培养基时根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求,加入某些物质或出去某些营养物质,一直其他微生物的生长,也可以根据某些微生物对一些物理、化学因素的抗性,在培养基中加入某种化学物质,从而筛选出待定的微生物。这种培养基叫做选择培养基。
【小问1详解】
由于脲酶菌产生的脲酶能分解尿素为氨气和二氧化碳,对土壤溶液中酸性脲酶菌进行初筛时,应选择以尿素为唯一氮源的酸性培养基。
【小问2详解】
复筛酸性脲酶菌的培养基为中性固体培养基,以酚酞为指示剂,酚酞指示剂在酸性和中性溶液中呈无色,在碱性溶液中呈红色。脲酶菌产生的脲酶能分解尿素为氨气和二氧化碳,使菌落周围出现红色圈。
【小问3详解】
选育低产尿素酵母菌菌种可以通过基因工程育种获得,也可以从自然界筛选或诱变育种获得。
【小问4详解】
分析题意可知,引物A2和B1为互补序列,a、b、c、d为短单链核苷酸序列,已知引物A2的序列是a,则B1的序列是c。步骤②得到的两种重叠产物中,因为DNA聚合酶能从重叠产物1一条链的3,端开始以另一条链为模板连接脱氧核苷酸,而重叠产物2中缺少该方向的模板,故目标产物是重叠产物1。步骤③的两条链能互为引物和模板,故得到融合基因的过程不需要添加引物。
25. 尺蛾的触角长度与常染色体上的A/a和B/b基因有关。已知A基因控制触角长度,而B基因对触角的生长有抑制作用,a、b基因没有作用。利用AAbb(4cm)和aaBB(0cm)的两种尺蛾杂交,F1全为1cm,F2中触角长度与个体数量关系为0cm:1cm:2cm:3cm:4cm=4:6:2:3:1.请回答下列问题:
(1)A/a和B/b基因的遗传符合______定律。累加效应是指每个显性基因对该表型所起的作用相等,且基因数量越多作用效果越强,以上______基因(填“A”或“B”或“A和B”)具有累加效应。
(2)F2中触角长度为1cm的基因型包括__________;3cm的基因型包括__________。
(3)已知尺蛾的触角一般为丝状,A/a基因位于2号染色体上,科学家在有触角(AAbb)与无触角(aabb)尺蛾的杂交子代中偶然发现一只栉齿状触角的尺蛾,经检测该性状的出现是由于常染色体上的一个基因突变所致,该突变属于______(显性/隐性)突变。为探究该突变基因的位置,可将该尺蛾与亲本中表型为__________的尺蛾进行回交,若该突变基因位于2号染色体上,预测子代表型及比例_________。(不用写出触角的具体长度)
(4)尺蛾的翅色棕色与灰色受3号常染色体上的等位基因E/e控制,性别决定是ZW型。现有1只单体(缺失1条染色体)的棕色翅雌尺蛾甲,产生原因是3号常染色体中的一条移接到某条非同源染色体的末端,且移接时3号染色体的着丝粒已丢失。已知减数分裂时,未移接的染色体随机移向一极;配子和个体的存活力都正常,不考虑其他突变和染色体互换。遗传学家常利用杂交实验来探究3号常染色体的移接情况:甲×正常雄尺蛾→F1中棕翅:灰翅=7:1,且雌尺蛾群体中的棕翅:灰翅=3:1;亲本甲与正常雄尺蛾的基因型分别是______、________。(要求写出性染色体,缺失染色体用O表示)
【答案】(1) ①. 自由组合 ②.
A (2) ①. AaBb和AaBB ②. AABB和AABb
(3) ①. 显性 ②. 无触角 ③. 栉齿状触角:无触角=1:1
(4) ①. EOZEW ②. EeZZ
【解析】
【分析】1、基因的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。
2、决定性状的基因位于性染色体上,在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
【小问1详解】
AAbb(4cm)和aaBB(0cm)的两种尺蛾杂交,F1基因型为AaBb,全为1cm,F1自交,F2中触角长度与个体数量关系为0cm:1cm:2cm:3cm:4cm=4:6:2:3:1,该比例为9:3:3:1的变式,所以两对基因遵循自由组合定律。
A基因控制触角长度,而B基因对触角的生长有抑制作用,F1基因型是AaBb,长度1cm,AAbb长度4cm,aaBB长度0cm,可以推测,A基因使触角长长,且一个A使长度增加2cm,具有累加效应,没有A基因,则触角长度为0,而B基因使长度减少1cm,不具有累加效应。
用棋盘法表示F1自交结果:
AB
Ab
aB
ab
AB
3cm
3cm
1cm
1cm
Ab
3cm
4cm
1cm
2cm
aB
1cm
1cm
0
0
ab
1cm
2cm
0
0
所以0cm:1cm:2cm:3cm:4cm=4:6:2:3:1。
【小问2详解】
根据(1)的分析,触角长度为1cm的基因型有AaBb和AaBB,3cm的基因型包括AABB、AABb。
【小问3详解】
有触角(AAbb)与无触角(aabb)尺蛾的杂交子代基因型是Aabb,现出现一只栉齿状触角的尺蛾,经检测该性状的出现是由于常染色体上的一个基因突变所致,所以该突变为显性突变。
为探究该突变基因的位置,可以进行测交,即将该突变体与无触角(aabb)杂交,若该突变基因位于2号染色体上,即和Aa遵循分离定律,该突变体基因型定位+abb,子代中基因型及比例为+abb:aabb=1:1,所以栉齿状触角:无触角=1:1。
【小问4详解】
3号常染色体中的一条移接到某条非同源染色体的末端,甲×正常雄尺蛾→F1中棕翅:灰翅=7:1,且雌尺蛾群体中的棕翅:灰翅=3:1;雄性全为棕翅,棕翅个体比例比灰色更多,所以棕翅为显性,雄性全为棕翅,所以推测亲代雌性个体Z染色体上含有E基因,雌性既有棕翅,又有灰翅,所以甲的基因型是EEZW,其中一E基因移接到Z染色体上,基因型为EOZEW,雄性个体基因型是EeZZ,用棋盘法表示杂交结果:
EE
EO
Ee
eO
ZEZ
雄性棕翅
雄性棕翅
雄性棕翅
雄性棕翅
ZW
雌性棕翅
雌性棕翅
雌性棕翅
雌性灰翅
棕翅:灰翅=7:1,且雌尺蛾群体中的棕翅:灰翅=3:1,与预期相符,所以甲的基因型是EOZEW,正常雄尺蛾的基因型是EeZZ。
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