内容正文:
2025年高三第二次模拟考试
生物学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,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。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修1、2,选择性必修1、2、3.
一、单项选择题:本题共13小题,每小题2分,共26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. 下列细胞器中,能为细胞生命活动提供能量的是( )
A. 核糖体 B. 线粒体 C. 内质网 D. 高尔基体
2. 某地实行“退耕还林”多年,该地区出现了多种灌木、少量乔木。该地在演替过程中发生的变化是( )
A. 群落结构趋于复杂,物种丰富度增加
B. 群落结构趋于简单,物种丰富度减少
C. 群落结构趋于复杂,物种丰富度减少
D. 群落结构不变,物种丰富度增加
3. 中国科学院研究团队发现了一种过渡性肝脏祖细胞(TLPC),该细胞具有分化为胆汁上皮细胞和肝脏细胞的双向分化潜能,可促进肝再生。下列叙述正确的是( )
A. TLPC的分化程度和分裂能力均高于肝脏细胞的
B. TLPC分化为胆汁上皮细胞是细胞中的基因选择性表达的结果
C. 胆汁上皮细胞和肝脏细胞的核酸相同,蛋白质不同
D. 肝再生过程中,TLPC的全能性得以充分体现
4. 葡萄糖传感器是患者在糖尿病管理中用于实时监测血糖水平的核心设备,其核心原理依赖于葡萄糖氧化酶(GOD)的生物催化作用,反应式如图所示。下列叙述错误的是( )
葡萄糖+O2葡萄糖酸+H2O2
A. 该传感器中GOD能够降低葡萄糖氧化反应的活化能
B. 该传感器须在适宜的温度条件下使用,高温会破坏酶的空间结构
C. 利用葡萄糖传感器监测血糖时,GOD在传感器中能反复利用
D. 该传感器的反应速率仅与葡萄糖浓度有关,与酶的含量无关
5. 关于遗传物质探索的经典实验,下列叙述正确的是( )
A. 格里菲思的体内转化实验证明了DNA是促使R型细菌转化为S型细菌的物质
B. 艾弗里的体外转化实验运用加法原理证明了DNA是遗传物质
C. 赫尔希和蔡斯证明了DNA是大多数生物的遗传物质
D. 烟草花叶病毒实验证实RNA携带遗传信息,可控制生物性状
6. 栖息地丧失和碎片化严重威胁生态平衡。顶级捕食者通常在栖息地缩小时最先灭绝,导致中型捕食者的数量激增,引发食物链内的小型捕食者的数量变化。下列说法错误的是( )
A. 栖息地碎片化会阻碍顶级捕食者之间的基因交流
B. 小型捕食者的种群数量可能出现先减少后增加的现象
C. 中型捕食者的数量激增可能导致生产者增加,打破原有生态平衡
D. 顶级捕食者灭绝后,生态系统的结构一定会变得更复杂且稳定
7. 研究发现,与正常结肠上皮细胞相比,结肠癌细胞中促凋亡蛋白Bax表达量明显降低,而蛋白Bcl-2表达量明显升高,已知蛋白Bcl-2可阻止Bax蛋白的功能。在结肠癌细胞系培养液中加入白藜芦醇,经检测发现,结肠癌细胞中蛋白Bcl-2表达量明显降低。下列分析错误的是( )
A. 结肠癌细胞已经失去了正常结肠上皮细胞的形态
B. 从基因功能上推测,Bax蛋白基因属于原癌基因
C. 白藜芦醇对结肠癌的发展有一定的抑制作用
D. 若结肠癌是由体细胞基因突变引起的,则一般不能遗传给后代
8. 遗传物质的复制和表达对生物的生殖、发育具有重要意义。下列叙述错误的是( )
A. 原核细胞中,基因的转录和翻译可以同时进行
B. 细胞中的DNA进行复制和表达时均会有蛋白质参与
C. 真核细胞中,DNA复制发生在细胞核中
D. 遗传物质的复制过程中,可能存在碱基A与碱基U的配对
9. 运动饮料中添加了适量的NaCl和KCl以补充人体因出汗而流失的电解质。下列叙述正确的是( )
A. Na+对维持细胞内液渗透压起主要作用
B. 大量出汗后,机体抗利尿激素分泌减少以减少水分排出
C. K+是神经细胞静息电位产生的重要基础
D. 长期饮用运动饮料会导致醛固酮分泌增加
10. CD28是辅助性T细胞表面的一种膜蛋白,参与抗原的呈递。CTLA-4是活化的细胞毒性T细胞表面的一种膜蛋白,通过传递抑制信号避免免疫过度应答。下列说法正确的是( )
A. 骨髓是辅助性T细胞发育、成熟的场所
B. 细胞毒性T细胞中含有CD28基因,不含CTLA-4基因
C. CTLA-4表达不足会导致机体患免疫缺陷病
D. CD28可能既参与体液免疫,又参与细胞免疫
11. 古书有记载:“酒正:掌酒之政令……辨五齐之名……”“酒正”管理酿酒,“五齐”为发酵过程分成的五个阶段:“泛齐”(气泡初现)、“醴齐”(酒液形成)、“盎齐”(泡沫翻涌)、“缇齐”(酒色转红)、“沈齐”(酒糟沉淀)。下列有关酿酒的叙述,正确的是( )
A. “泛齐”阶段气泡初现,说明酵母菌处于无氧呼吸阶段
B. 若“醴齐”阶段持续通入氧气,则难以完成酒精发酵过程
C. 若“缇齐”阶段后进行醋酸发酵,则产生的气泡量明显增加
D. “沈齐”阶段酒糟沉淀,pH升高使酵母菌酒精发酵停止
12. 苍蝇作为传粉者发挥着重要作用,其传粉的作物数量仅次于蜜蜂。蜜蜂的临界热最大值(失去移动能力前可以承受的最高温度)比苍蝇高2.3℃,且栖息地范围更广。随着全球气候变暖,下列推论不合理的是( )
A. 气候变暖阻碍昆虫传粉,导致作物产量降低,说明信息传递可影响种群繁衍
B. 苍蝇调节体温能力有限,比蜜蜂更易受到气候变暖的影响
C. 温度升高2℃时,蜜蜂传粉效率的下降幅度将大于苍蝇
D. 若气候持续变暖,则依赖苍蝇传粉的农作物的产量可能下降
13. 科研人员利用花菜对DNA的粗提取实验进行改进。加酒精后用不同的去杂质方法纯化DNA,并进行相关检测,结果如表所示。OD260/OD280的值可用于检查DNA纯度,纯DNA的OD260/OD280为1.8,这一比值会随蛋白质的含量的增加而逐渐降低。下列说法错误的是( )
加酒精后去杂质
去杂质方式
沉淀质量/g
OD260/OD280
离心
0.0680
1.53
4℃冰箱静置
0.1028
1.41
A. 利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNA
B. 向DNA溶液中加入二苯胺试剂后沸水浴加热,冷却后可观察到蓝色
C. 与4℃冰箱静置相比,离心法获得的DNA纯度更高
D. 研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后,应充分摇匀再倒入烧杯中
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 水稻根细胞质膜上的硝酸盐转运蛋白负责将硝酸盐从外界转运进细胞。当土壤中存在亚硝酸盐时,该转运蛋白也会运输亚硝酸盐,吸收的亚硝酸盐在细胞内与特定蛋白质结合,形成复合体,部分复合体转移到液泡中进行储存。下列叙述错误的是( )
A. 硝酸盐转运蛋白能同时转运硝酸盐和亚硝酸盐,因此其没有特异性
B. 复合体转移到液泡中可避免亚硝酸盐过量积累从而毒害细胞
C. 硝酸盐和亚硝酸盐均以离子的形式被吸收
D. 复合体通过主动运输进入液泡
15. 不对称体细胞杂交技术,即通过射线、紫外线等因素处理供体原生质体,造成部分染色体断裂、易位、消除,用碘乙酰胺(IOA)处理受体原生质体,抑制其细胞分裂,融合时供体只将部分染色体或基因转移到受体中。花椰菜(2n=18)营养价值和经济价值较高,但其生产常受到多种病害影响;黑芥(2n=16)携带抗黑腐病等抗性基因。可利用不对称体细胞杂交技术培育抗黑腐病的花椰菜。下列说法正确的是( )
A. 该培育过程以花椰菜细胞作供体、黑芥细胞作受体
B. 最好选择染色体数目为19~34的再生植株进行后续育种研究
C. 用IOA处理受体原生质体的作用是使其无法分裂,确保只有融合细胞能存活增殖
D. 紫外线处理后的原生质体可能发生了染色体结构变异和数目变异
16. 光敏色素互作因子PIFs与蓝光受体隐花色素CRY协同调控植物的向光性。黑暗条件下,PIFs在细胞核内积累,抑制生长素合成基因的表达,同时促进生长素转运蛋白的降解。蓝光照射会激活CRY,导致PIFs被泛素化降解,从而解除其对生长素合成的抑制。下列分析错误的是( )
A. 隐花色素CRY可直接将蓝光信号传递至细胞核,从而降解PIFs
B. PIFs通过抑制翻译过程来减少生长素的合成
C. 蓝光激活CRY后,可解除PIFs对生长素转运蛋白降解的促进作用
D. 蓝光照射会促进PIFs在细胞中的积累
17. 环境容纳量(K值)是生态学中连接种群动态、资源管理和环境保护的核心概念。下图表示某生态系统中物种1、2、3的K值和某时刻种群的实际大小。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 此时3个物种中,物种3在该时刻的种内竞争最激烈
B. 一般来说,物种1在该时刻之后的种群数量先增大后逐渐趋于稳定
C. 物种3的K值最小,其灭绝会导致物种1和2的K值均显著增加
D. 推测物种2的种群很可能出现死亡率上升,出生率下降的情况
18. 小鼠的短尾(D)对正常尾(d)为显性,短尾基因纯合(DD)会导致胚胎死亡。毛皮颜色由常染色体上的复等位基因B1(黄色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制。现对甲(黄色短尾)、乙(黄色正常尾)、丙(鼠色短尾)、丁(黑色正常尾)4种基因型的雌雄小鼠进行一系列杂交实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 控制毛皮颜色的复等位基因的显隐性关系是B1>B3>B2
B. 小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有6种
C. 甲种雌、雄个体相互交配,后代中鼠色正常尾的个体占1/12
D. 丙种小鼠的基因型无法确定,与丁种小鼠交配可判断其产生的配子类型
三、非选择题:本题共5小题,共59分。
19. 干旱已成为限制植物生长、产量和品质的重要因素之一。缺水条件下,植物的H2O2过度积累会引起氧化损伤,从而导致细胞器严重损伤。为探究干旱胁迫对罗勒(一种常见的香草植物)生长状况的影响,研究人员设置了对照组(正常水分处理)和干旱胁迫组(20%PEG-6000溶液处理),7天后测量相关实验数据,结果如表所示。回答下列问题:
组别
叶绿素
/(mg·g-1)
气孔导度
/(mol·
m-2·s-1)
净光合速率
/(μmol·
m-2·s-1)
H2O2量
/(μmol·g-1)
脯氨酸
/(μg·g-1)
可溶性糖
/(μg·g-1)
对照组
1.69
0.20
12.22
12.34
6
30
干旱胁
迫组
0.73
0.05
3.15
28.55
14
48
(1)罗勒叶中叶绿素主要吸收________光,可用________(填试剂)分别进行提取和分离。
(2)由表可知,干旱胁迫会减小罗勒的净光合速率,其影响光合作用的机制有①________;②__________;③__________。
(3)脯氨酸和可溶性糖与植物细胞的渗透压有关,结合题表分析,罗勒主要通过__________,促进水分吸收,以应对干旱胁迫。
20. 填埋是我国城市生活垃圾的主要处理方式,然而在垃圾填埋场运营过程中常出现垃圾渗滤液污染周边土壤的情况,造成土壤有机污染物增多、重金属(如镉、铅等)积累,从而影响土壤微生物活动和植物生长。为探究修复垃圾渗滤液污染土壤的方法,我国科研人员探究了广东万年青(AM)、白掌(SK)和孔雀竹芋(CM)对不同土壤污染物的去除效果,结果如表所示。回答下列问题:
植物类型
生物量/(g·盆-1)
镉去除量/(μg⋅盆-1)
铅去除量/(μg⋅盆-1)
生长情况
AM
6.62
35
520
长势良好
SK
4.63
21
300
叶片发黄,花期延迟
CM
8.36
25
520
叶片发黄,部分倒伏
注:所有植物均种植在垃圾渗滤液污染土壤中。
(1)植物可通过根分泌物为某种土壤微生物提供营养,促进该种微生物繁殖,而该种微生物可以改善土壤结构,促进植物生长。两者分开时也能独立生存,据此推测土壤微生物与植物之间的种间关系为________。
(2)由表可知,三种植物中,________适合用于修复被垃圾渗滤液污染的土壤,依据是________。
(3)活性污泥中含有多种高效降解有机污染物的微生物。向适量的垃圾渗滤液污染土壤中加入不同量的活性污泥,对其进行修复,混合均匀后置于恒温培养箱中保温一段时间,检测土壤中有机污染物的降解率,结果如图所示。由图可知,修复时间为5~10d时,与空白对照组相比,活性污泥组的有机污染物降解率增加不明显,结合生态工程的协调原理分析,原因可能是________。修复时间为10~30d时,活性污泥组的有机污染物降解率快速增加,由图可知,有机污染物降解率与________有关。
(4)目前土壤污染物修复方法多以植物或微生物单一作用为主,但这些方法对重金属和有机污染物积累的土壤的修复效果不理想。若要提高被垃圾渗滤液污染的土壤的修复效果,基于上述研究结果,请提出一个可进一步探究的课题:________。
21. 应激是影响动物采食行为的重要因素。动物的应激反应主要由“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”来调控。在应激状态下,动物的采食行为会发生改变,其调控机制如图1所示。回答下列问题:
(1)图1中①应为________。
(2)应激引起GC分泌的过程中的体液调节,既存在________调节,又存在________调节,在图1中须增加的调节路径为________。
(3)下丘脑的食欲调节神经元主要由两种相反的神经元分支组成:一种是促食神经元,分泌调节因子NPY和AGRP;另一种是厌食神经元,分泌调节因子POMC和CART。研究发现,应激动物的血液中GC含量上升,采食行为减少,据图1分析,原因是________。
(4)研究表明,采食高脂高糖食物会激活奖赏系统,产生的多巴胺可使动物采食愉悦感增强,从而缓解应激状态。奖赏系统中多巴胺的释放随着GC的释放而增加。研究人员以应激小鼠为材料,运用条件位置偏爱实验(图2)探究其饮食偏好。取等量的普通饲料和高脂高糖饲料分别放在图2中的A区和B区,将应激小鼠放在C区,测量并记录小鼠在A区和B区停留的时间。结合题意推测,小鼠在A区停留的时间________(填“大于”“小于”或“等于”)B区的。
22. 番茄的抗白粉病和易感白粉病受基因A/a的控制,抗青枯病和易感青枯病受基因B/b的控制。研究发现,含有P蛋白的番茄易感白粉病,不含P蛋白的番茄对白粉菌有较强的抗性。含有N蛋白的番茄对青枯病有抗性,不含N蛋白的番茄易感青枯病。回答下列问题:
(1)为获得抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种,实验人员以纯合的不含P蛋白、不含N蛋白的番茄(甲)与含P蛋白、N蛋白的番茄(乙)为材料进行实验。根据题中信息分析,甲对白粉病、青枯病的抗性是________,乙对白粉病、青枯病的抗性是________。
(2)甲和乙杂交得F1,F1自交得F2。实验人员对F1和F2番茄中P蛋白和N蛋白进行电泳检测,不同表型的电泳条带如图所示。统计F2中①~④4种表型的番茄,数量如表所示。
表型
①
②
③
④
株数
92
93
277
31
注:图中阴影条带为抗原—抗体杂交带,表示相应蛋白质的存在。M为标准参照物。
①上述实验结果表明基因A/a、B/b的遗传遵循自由组合定律。为验证该结论,可让F1与________(从是否含P蛋白、N蛋白的角度作答)的番茄进行测交。
②F2中抗白粉病且抗青枯病的番茄所占比例为________。请以该部分番茄为实验材料,设计一次最简便的遗传实验,以获得纯种的抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种,实验方案及预期结论是________。
(3)科研人员发现生长在相同环境中的一株F2中表型②的番茄杂合体,其对青枯病没有抗性。该番茄植株的基因序列与其他抗青枯病番茄的相同,但该番茄植株中N蛋白基因的启动子部分序列甲基化。据此推测,该番茄植株对青枯病没有抗性的原因是________。
23. 盐胁迫会严重影响小麦的生长发育,降低籽粒的产量和品质。为开发耐盐基因资源,研究人员通过基因工程技术培育耐盐小麦。耐盐基因包括调节基因(编码的产物在基因表达过程中起调节作用)和功能基因(编码的产物在盐胁迫过程中直接发挥作用),部分耐盐基因如表所示。回答下列问题:
耐盐基因
编码产物的作用
结果
基因
与细胞膜逆向转
运蛋白基因的启动子结合
更多从细胞内转运到胞外
基因
使组蛋白乙酰化
提高了氧化酶含量,调节活
性氧平衡,小麦的耐盐性提高
基因
进行的逆向
转运(在细胞膜上进行)
细胞内的积累量减少,维持
细胞内正常的的含量
(1)通过PCR获取耐盐基因的过程中需要用到,的作用是______。构建耐盐基因表达载体需要用到的酶有______(答出2种)。
(2)分析表可知,基因和______为调节基因,基因调控基因表达的方式可能为______。
(3)为减少盐胁迫时小麦细胞内的积累,而不影响非盐胁迫时细胞内的浓度,研究者构建的基因表达载体如图所示。启动子1为盐胁迫诱导型启动子,只有在盐胁迫时被激活;启动子2为组成型启动子,无须依赖外界条件即可保持持续活跃。结合表中基因分析,图中目的基因1为______,目的基因2为______,理由是盐胁迫时,______;非盐胁迫时,______。
(4)小麦的生长周期一般分为萌发期、苗期和生殖期。研究者成功培育了苗期耐盐性高于野生型的转基因小麦甲。为获得适合用于农业生产的小麦品种,仍需对转基因小麦甲进一步测量的指标为______(答出1点)。
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2025年高三第二次模拟考试
生物学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,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。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修1、2,选择性必修1、2、3.
一、单项选择题:本题共13小题,每小题2分,共26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. 下列细胞器中,能为细胞生命活动提供能量的是( )
A. 核糖体 B. 线粒体 C. 内质网 D. 高尔基体
【答案】B
【解析】
【分析】1、线粒体是真核生物生命活动所需能量的主要产生场所,被誉为"细胞的动力车间"。
2、叶绿体是进行光合作用的场所,被誉为"细胞的养料制造车间"。
3、内质网主要负责分泌蛋白的加工、脂质和糖类的合成。
4、高尔基体在动物细胞中与分泌白的合成有关,在植物细胞中与细胞壁形成有关。
【详解】线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,通过分解有机物释放能量,为细胞生命活动供能(被称为“动力车间”),B正确,ACD错误。
故选B。
2. 某地实行“退耕还林”多年,该地区出现了多种灌木、少量乔木。该地在演替过程中发生的变化是( )
A. 群落结构趋于复杂,物种丰富度增加
B. 群落结构趋于简单,物种丰富度减少
C. 群落结构趋于复杂,物种丰富度减少
D. 群落结构不变,物种丰富度增加
【答案】A
【解析】
【分析】在弃耕农田上发生的演替为次生演替。随着演替的进行,组成群落的生物种类和数量会不断发生变化.演替过程只要不遭到人类的破坏和各种自然力的干扰,其总的趋势是直到达到顶极群落为止。
演替的结果:群落的特征一般表现为物种多样性的增加,生物种类由少到多,结构由简单到复杂,由不稳定变得比较稳定,同时群落越来越能够充分地利用环境资源。
【详解】“退耕还林”后该地区出现了多种灌木、少量乔木,该过程属于次生演替,一般来讲,群落演替是朝着物种丰富度越来越大,群落结构越来越复杂的方向进行演替的,题中事实正说明群落演替的结果,表现为丰富度增加,群落的结构趋于复杂,自我调节能力增强,稳定性逐渐提高,A正确。
故选A。
3. 中国科学院研究团队发现了一种过渡性肝脏祖细胞(TLPC),该细胞具有分化为胆汁上皮细胞和肝脏细胞的双向分化潜能,可促进肝再生。下列叙述正确的是( )
A. TLPC的分化程度和分裂能力均高于肝脏细胞的
B. TLPC分化为胆汁上皮细胞是细胞中的基因选择性表达的结果
C. 胆汁上皮细胞和肝脏细胞的核酸相同,蛋白质不同
D. 肝再生过程中,TLPC的全能性得以充分体现
【答案】B
【解析】
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质:基因的选择性表达。
【详解】A、题意显示,肝脏祖细胞(TLPC)具有分化为胆汁上皮细胞和肝脏细胞的双向分化潜能,可促进肝再生,据此推测,TLPC的分化程度低于肝脏细胞,但分裂能力高于肝脏细胞,A错误;
B、TLPC分化为胆汁上皮细胞的过程中细胞的形态、结构和功能发生了改变,是细胞中的基因选择性表达的结果,B正确;
C、胆汁上皮细胞和肝脏细胞包括过渡性肝脏祖细胞均是由同一个受精卵经过有丝分裂、分化来的,因此其中的遗传物质DNA相同,但由于基因的选择性表达,其中的RNA不完全相同,蛋白质也不弯曲相同,C错误;
D、肝再生过程中经过了细胞分裂和分化过程,即TLPC只是分化为胆汁上皮细胞和肝脏细胞,并不能显示该细胞的全能性,D错误。
故选B。
4. 葡萄糖传感器是患者在糖尿病管理中用于实时监测血糖水平的核心设备,其核心原理依赖于葡萄糖氧化酶(GOD)的生物催化作用,反应式如图所示。下列叙述错误的是( )
葡萄糖+O2葡萄糖酸+H2O2
A. 该传感器中GOD能够降低葡萄糖氧化反应的活化能
B. 该传感器须在适宜的温度条件下使用,高温会破坏酶的空间结构
C. 利用葡萄糖传感器监测血糖时,GOD在传感器中能反复利用
D. 该传感器的反应速率仅与葡萄糖浓度有关,与酶的含量无关
【答案】D
【解析】
【分析】酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能,酶的催化具有高效性、专一性、需要适宜的温度和pH值。
【详解】A、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能,因此葡萄糖氧化酶(GOD)能够降低葡萄糖氧化反应的活化能,A正确;
B、温度会影响酶的活性,因此该传感器须在适宜的温度条件下使用,高温会破坏酶的空间结构使酶的活性降低甚至丧失活性,B正确;
C、酶在催化化学反应前后结构不变,因此可以反复利用,即利用葡萄糖传感器监测血糖时,GOD在传感器中能反复利用,C正确;
D、底物的浓度、酶的数量、酶的活性等均会影响反应速率,因此该传感器的反应速率不仅与葡萄糖浓度有关,也与酶的含量有关,D错误。
故选D。
5. 关于遗传物质探索的经典实验,下列叙述正确的是( )
A. 格里菲思的体内转化实验证明了DNA是促使R型细菌转化为S型细菌的物质
B. 艾弗里的体外转化实验运用加法原理证明了DNA是遗传物质
C. 赫尔希和蔡斯证明了DNA是大多数生物的遗传物质
D. 烟草花叶病毒实验证实RNA携带遗传信息,可控制生物性状
【答案】D
【解析】
【分析】1、遗传物质发现的实验及其内容:包括肺炎链球菌转化实验、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验、T2噬菌体侵染细菌的实验(用分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P培养基培养大肠杆菌.)、烟草花叶病毒的感染和重建实验。
2、烟草花叶病毒感染烟草实验说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,进而说明DNA是主要的遗传物质。
【详解】A、格里菲思的体内转化实验证明S型细菌含有的某种“转化因子”是促使R型细菌转化为S型细菌的物质,但“转化因子”是什么未能证明,A错误;
B、艾弗里的体外转化实验运用减法原理证明了DNA是遗传物质,B错误;
C、赫尔希和蔡斯证明了DNA是遗传物质,但未证明DNA是大多数生物的遗传物质,C错误;
D、烟草花叶病毒感染烟草实验证明了RNA是遗传物质,结合之前的实验得出了DNA是绝大多数生物遗传物质的结论,D正确。
故选D。
6. 栖息地丧失和碎片化严重威胁生态平衡。顶级捕食者通常在栖息地缩小时最先灭绝,导致中型捕食者的数量激增,引发食物链内的小型捕食者的数量变化。下列说法错误的是( )
A. 栖息地碎片化会阻碍顶级捕食者之间的基因交流
B. 小型捕食者的种群数量可能出现先减少后增加的现象
C. 中型捕食者的数量激增可能导致生产者增加,打破原有生态平衡
D. 顶级捕食者灭绝后,生态系统的结构一定会变得更复杂且稳定
【答案】D
【解析】
【分析】地理隔离:同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象。
【详解】A、栖息地碎片化会导致顶级捕食者之间形成地理隔离,从而阻碍顶级捕食者之间的基因交流,A正确;
B、中型捕食者与小型捕食者之间为捕食关系,根据题意,顶级捕食者通常在栖息地缩小时最先灭绝,导致中型捕食者的数量激增,对小型捕食者捕食数量增加,小型捕食者数量会减少,进而导致中型捕食者因为缺少食物而种群数量减少,对小型捕食者捕食数量减少,小型捕食者的种群数量随之增加,B正确;
C、中型捕食者的数量激增会导致小型捕食者数量减少,进而对生产者的捕食减少,因此可能导致生产者增加,打破原有生态平衡,C正确;
D、顶级捕食者灭绝通常会导致食物链简化,因此顶级捕食者灭绝后,生态系统的结构不一定会变得更复杂且稳定,D错误。
故选D。
7. 研究发现,与正常结肠上皮细胞相比,结肠癌细胞中促凋亡蛋白Bax表达量明显降低,而蛋白Bcl-2表达量明显升高,已知蛋白Bcl-2可阻止Bax蛋白的功能。在结肠癌细胞系培养液中加入白藜芦醇,经检测发现,结肠癌细胞中蛋白Bcl-2表达量明显降低。下列分析错误的是( )
A. 结肠癌细胞已经失去了正常结肠上皮细胞的形态
B. 从基因功能上推测,Bax蛋白基因属于原癌基因
C. 白藜芦醇对结肠癌的发展有一定的抑制作用
D. 若结肠癌是由体细胞基因突变引起的,则一般不能遗传给后代
【答案】B
【解析】
【分析】人和动物细胞中的DNA上本就存在与癌变相关的基因,原癌基因和抑癌基因。一般来说,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。相反,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。癌细胞与正常细胞相比,具有以下特征:能够无限增殖,形态结构发生显著变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移等等。
【详解】A、癌细胞与正常细胞的形态不同,A正确;
B、与正常结肠上皮细胞相比,结肠癌细胞中促凋亡蛋白Bax表达量明显降低,说明Bax基因抑制细胞不正常的分裂,属于抑癌基因,B错误;
C、结肠癌细胞蛋白Bcl-2表达量明显升高,说明Bcl-2促进细胞分裂,在结肠癌细胞系培养液中加入白藜芦醇,经检测发现,结肠癌细胞中蛋白Bcl-2表达量明显降低,因此可以推测白藜芦醇对结肠癌的发展有一定的抑制作用,C正确;
D、若结肠癌是由体细胞基因突变引起的,基因突变发生在体细胞中,一般不能遗传给后代,D正确。
故选B。
8. 遗传物质的复制和表达对生物的生殖、发育具有重要意义。下列叙述错误的是( )
A. 原核细胞中,基因的转录和翻译可以同时进行
B. 细胞中的DNA进行复制和表达时均会有蛋白质参与
C. 真核细胞中,DNA复制发生在细胞核中
D. 遗传物质的复制过程中,可能存在碱基A与碱基U的配对
【答案】C
【解析】
【分析】DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。在真核生物中,这一过程是在细胞分裂前的间期, 随着染色体的复制而完成的。
【详解】A、原核细胞没有核膜的阻隔,基因的转录和翻译可以在同一时间、同一地点同时进行,A正确;
B、DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等蛋白质参与,基因表达过程中的转录需要RNA聚合酶等蛋白质参与,翻译过程中需要多种酶等蛋白质参与,B正确;
C、真核细胞中,DNA主要存在于细胞核中,但线粒体和叶绿体中也含有少量DNA,这些部位也能进行DNA复制,所以DNA复制主要发生在细胞核中,并非只发生在细胞核中,C错误;
D、若遗传物质是RNA ,如某些RNA病毒,在RNA复制过程中,可能存在碱基A与碱基U的配对,D正确。
故选C。
9. 运动饮料中添加了适量的NaCl和KCl以补充人体因出汗而流失的电解质。下列叙述正确的是( )
A. Na+对维持细胞内液渗透压起主要作用
B. 大量出汗后,机体抗利尿激素分泌减少以减少水分排出
C. K+是神经细胞静息电位产生的重要基础
D. 长期饮用运动饮料会导致醛固酮分泌增加
【答案】C
【解析】
【分析】神经细胞的静息电位表现为内负外正,是由于K+大量外流导致的(运输方式为协助扩散),神经细胞的动作电位表现为内正外负,是由Na+大量内流导致的(运输方式为协助扩散)。
【详解】A、Na+对维持细胞外液渗透压起主要作用,K+对维持细胞内液渗透压起主要作用,A错误;
B、大量出汗后,细胞外液渗透压上升,机体抗利尿激素分泌增多进而可以促进肾小管和集合管对水分的重吸收,进而可以减少水分排出,B错误;
C、静息电位的产生是钾离子大量外流形成的,因此,K+是神经细胞静息电位产生的重要基础,C正确;
D、运动饮料中添加了适量的NaCl和KCl以补充人体因出汗而流失的电解质,如果长期饮用运动饮料,机体的Na+和K+水平可能维持在正常范围,不会显著刺激醛固酮的分泌,D错误。
故选C。
10. CD28是辅助性T细胞表面的一种膜蛋白,参与抗原的呈递。CTLA-4是活化的细胞毒性T细胞表面的一种膜蛋白,通过传递抑制信号避免免疫过度应答。下列说法正确的是( )
A. 骨髓是辅助性T细胞发育、成熟的场所
B. 细胞毒性T细胞中含有CD28基因,不含CTLA-4基因
C. CTLA-4表达不足会导致机体患免疫缺陷病
D. CD28可能既参与体液免疫,又参与细胞免疫
【答案】D
【解析】
【分析】辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞分泌的细胞因子能加速细胞毒性T细胞形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞。
【详解】A、辅助性T细胞是在胸腺中发育、成熟的,A错误;
B、细胞毒性T细胞中含CD28基因,也含CTLA-4基因,只有CD28基因选择性表达,B错误;
C、CTLA-4通过传递抑制信号避免免疫过度应答,如果CTLA-4表达不足,机体免疫反应过度表达,导致自身免疫病,C错误;
D、辅助性T细胞既能参与细胞免疫又能参与体液免疫,CD28是辅助性T细胞表面的一种膜蛋白,所以CD28可能既参与体液免疫,又参与细胞免疫,D正确。
故选D。
11. 古书有记载:“酒正:掌酒之政令……辨五齐之名……”“酒正”管理酿酒,“五齐”为发酵过程分成的五个阶段:“泛齐”(气泡初现)、“醴齐”(酒液形成)、“盎齐”(泡沫翻涌)、“缇齐”(酒色转红)、“沈齐”(酒糟沉淀)。下列有关酿酒的叙述,正确的是( )
A. “泛齐”阶段气泡初现,说明酵母菌处于无氧呼吸阶段
B. 若“醴齐”阶段持续通入氧气,则难以完成酒精发酵过程
C. 若“缇齐”阶段后进行醋酸发酵,则产生的气泡量明显增加
D. “沈齐”阶段酒糟沉淀,pH升高使酵母菌酒精发酵停止
【答案】B
【解析】
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、“泛齐”阶段气泡初现,可能是酵母菌有氧呼吸的结果,A错误;
B、酵母菌通过无氧呼吸产生酒精,若“醴齐”阶段持续通入氧气,则难以完成酒精发酵过程,B正确;
C、醋酸发酵利用酒精发酵,不产生气体,因此若“缇齐”阶段后进行醋酸发酵,则产生的气泡量最可能减少,C错误;
D、“沈齐”阶段酵母菌停止酒精发酵的原因是酒精浓度过高或糖分耗尽,且pH总体呈下降趋势,到后期趋于稳定,D错误。
故选B。
12. 苍蝇作为传粉者发挥着重要作用,其传粉的作物数量仅次于蜜蜂。蜜蜂的临界热最大值(失去移动能力前可以承受的最高温度)比苍蝇高2.3℃,且栖息地范围更广。随着全球气候变暖,下列推论不合理的是( )
A. 气候变暖阻碍昆虫传粉,导致作物产量降低,说明信息传递可影响种群繁衍
B. 苍蝇调节体温能力有限,比蜜蜂更易受到气候变暖的影响
C. 温度升高2℃时,蜜蜂传粉效率的下降幅度将大于苍蝇
D. 若气候持续变暖,则依赖苍蝇传粉的农作物的产量可能下降
【答案】C
【解析】
【分析】信息传递在生态系统中的作用:
(1)有利于生命活动的正常进行。
(2)有利于种群的繁衍。
(3)能调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
【详解】A、气候变暖影响了昆虫(苍蝇和蜜蜂等传粉者)的传粉活动,进而影响作物产量,这体现了生态系统中的信息传递(温度变化这一物理信息)对种群繁衍(作物通过昆虫传粉来繁衍后代)的影响,A正确;
B、因为蜜蜂的临界热最大值比苍蝇高2.3℃,说明苍蝇在面对温度升高时更容易达到其承受极限,即苍蝇调节体温能力有限,比蜜蜂更易受到气候变暖的影响,B正确;
C、由于蜜蜂的临界热最大值比苍蝇高,所以在温度升高2℃时,苍蝇更接近其临界热最大值,应该是苍蝇传粉效率的下降幅度大于蜜蜂,C错误;
D、若气候持续变暖,苍蝇因调节体温能力有限受到较大影响,其传粉能力下降,那么依赖苍蝇传粉的农作物因传粉不足,产量可能下降,D正确。
故选C。
13. 科研人员利用花菜对DNA的粗提取实验进行改进。加酒精后用不同的去杂质方法纯化DNA,并进行相关检测,结果如表所示。OD260/OD280的值可用于检查DNA纯度,纯DNA的OD260/OD280为1.8,这一比值会随蛋白质的含量的增加而逐渐降低。下列说法错误的是( )
加酒精后去杂质
去杂质方式
沉淀质量/g
OD260/OD280
离心
0.0680
1.53
4℃冰箱静置
0.1028
1.41
A. 利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNA
B. 向DNA溶液中加入二苯胺试剂后沸水浴加热,冷却后可观察到蓝色
C. 与4℃冰箱静置相比,离心法获得的DNA纯度更高
D. 研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后,应充分摇匀再倒入烧杯中
【答案】D
【解析】
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:
①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;
②DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNA,该操作的原理是,蛋白质能溶解到酒精中,而DNA不能,进而实现分离,A正确;
B、向DNA溶液中加入二苯胺试剂后沸水浴加热,冷却后可观察到蓝色,据此鉴定DNA的存在,B正确;
C、已知OD260/OD280的比值可检查DNA纯度,纯DNA的OD260/OD280为1.8,当存在蛋白质污染时,这一比值会明显降低,根据图表信息可知,离心法获得的OD260/OD280比值为1.53,高于静置法的1.41,说明离心法获得的纯度更高,C正确;
D、研磨液在4℃冰箱中放置的目的是让DNA沉淀析出,因此应该小心倾倒上清液,保留沉淀部分,D错误。
故选D。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 水稻根细胞质膜上的硝酸盐转运蛋白负责将硝酸盐从外界转运进细胞。当土壤中存在亚硝酸盐时,该转运蛋白也会运输亚硝酸盐,吸收的亚硝酸盐在细胞内与特定蛋白质结合,形成复合体,部分复合体转移到液泡中进行储存。下列叙述错误的是( )
A. 硝酸盐转运蛋白能同时转运硝酸盐和亚硝酸盐,因此其没有特异性
B. 复合体转移到液泡中可避免亚硝酸盐过量积累从而毒害细胞
C. 硝酸盐和亚硝酸盐均以离子的形式被吸收
D. 复合体通过主动运输进入液泡
【答案】AD
【解析】
【分析】根细胞从土壤吸收无机盐离子的方式主要是主动运输,该运输方式的特点是:从低浓度一侧运输到高浓度一 侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
【详解】A、硝酸盐转运蛋白能同时转运硝酸盐和亚硝酸盐,而不能转运其他的物质,因此其具有特异性,A错误;
B、复合体转移到液泡中可以保证细胞质基质中环境的稳定,且细胞质基质是细胞代谢的主要场所,因而可避免亚硝酸盐过量积累从而毒害细胞,B正确;
C、硝酸盐和亚硝酸盐均以离子的形式被吸收,且运输方式为主动运输,C正确;
D、题意显示,吸收的亚硝酸盐在细胞内与特定蛋白质结合,形成复合体,部分复合体转移到液泡中进行储存,该复合体应该通过类似胞吞方式进入液泡,D错误;
故选AD。
15. 不对称体细胞杂交技术,即通过射线、紫外线等因素处理供体原生质体,造成部分染色体断裂、易位、消除,用碘乙酰胺(IOA)处理受体原生质体,抑制其细胞分裂,融合时供体只将部分染色体或基因转移到受体中。花椰菜(2n=18)营养价值和经济价值较高,但其生产常受到多种病害影响;黑芥(2n=16)携带抗黑腐病等抗性基因。可利用不对称体细胞杂交技术培育抗黑腐病的花椰菜。下列说法正确的是( )
A. 该培育过程以花椰菜细胞作供体、黑芥细胞作受体
B. 最好选择染色体数目为19~34的再生植株进行后续育种研究
C. 用IOA处理受体原生质体的作用是使其无法分裂,确保只有融合细胞能存活增殖
D. 紫外线处理后的原生质体可能发生了染色体结构变异和数目变异
【答案】BCD
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术的一般流程:去壁、促融、组培。原理:细胞膜的流动性、细胞全能性。
【详解】A、该培育过程获得的是抗黑腐病的花椰菜,因而操作中以花椰菜细胞作受体体、黑芥细胞作供体,A错误;
B、黑芥(2n=16)携带抗黑腐病等抗性基因,花椰菜(2n=18)营养价值和经济价值较高,要利用不对称体细胞杂交技术培育抗黑腐病的花椰菜,由于花椰菜(2n=18)为受体,需要含有花椰菜的全部染色体,也需要黑芥(2n=16)携带抗黑腐病等抗性基因,因此再生植株至少含有18+1=19条染色体,花椰菜和黑芥总的染色体数为34,因此最好选择染色体数目介于19~34之间的再生植株进行后续育种研究,B正确;
C、用IOA处理受体原生质体的作用是抑制其细胞分裂,而供体未被IOA处理且受体分裂被抑制,因而能确保只有融合细胞能存活增殖,C正确;
D、题意显示,通过射线、紫外线等因素处理供体原生质体,造成部分染色体断裂、易位、消除,据此推测,紫外线处理后的原生质体可能发生了染色体结构变异和数目变异,D正确。
故选BCD。
16. 光敏色素互作因子PIFs与蓝光受体隐花色素CRY协同调控植物的向光性。黑暗条件下,PIFs在细胞核内积累,抑制生长素合成基因的表达,同时促进生长素转运蛋白的降解。蓝光照射会激活CRY,导致PIFs被泛素化降解,从而解除其对生长素合成的抑制。下列分析错误的是( )
A. 隐花色素CRY可直接将蓝光信号传递至细胞核,从而降解PIFs
B. PIFs通过抑制翻译过程来减少生长素的合成
C. 蓝光激活CRY后,可解除PIFs对生长素转运蛋白降解的促进作用
D. 蓝光照射会促进PIFs在细胞中的积累
【答案】ABD
【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。
【详解】A、根据题干信息“蓝光照射会激活CRY,导致PIFs被泛素化降解,从而解除其对生长素合成的抑制”,说明隐花色素CRY不是将蓝光信号直接传递给细胞核,A错误;
B、PIFs在细胞核内积累,抑制生长素合成基因的表达,说明PIFs抑制细胞核中基因的转录过程,B错误;
C、PIFs抑制生长素合成基因的表达,同时促进生长素转运蛋白的降解,而蓝光照射会激活CRY,导致PIFs被泛素化降解,所以蓝光激活CRY后,可解除PIFs对生长素转运蛋白降解的促进作用,C正确;
D、蓝光照射会激活CRY,导致PIFs被泛素化降解,不会在细胞中积累,D错误。
故选ABD。
17. 环境容纳量(K值)是生态学中连接种群动态、资源管理和环境保护的核心概念。下图表示某生态系统中物种1、2、3的K值和某时刻种群的实际大小。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 此时3个物种中,物种3在该时刻的种内竞争最激烈
B. 一般来说,物种1在该时刻之后的种群数量先增大后逐渐趋于稳定
C. 物种3的K值最小,其灭绝会导致物种1和2的K值均显著增加
D. 推测物种2的种群很可能出现死亡率上升,出生率下降的情况
【答案】AC
【解析】
【分析】在一个处于平衡状态的自然生态系统中,种群的数量在环境容纳量水平上下波动,这个平均水平就是所谓的合理的环境容纳量。种群数量大于合理的环境容纳量时,资源压力增大(如食物、配偶、栖息地等),资源的数量、质量降低、天敌和疾病等因素的抑制作用增强,种群数量回落;当种群数量小于合理的环境容纳量时,资源压力降低、资源状况得到改善,天敌和疾病等因素的抑制作用减弱,种群数量回升。通过种群调节,种群数量可以保持在合理的范围内。
【详解】A、从图中可以看出,物种2种群大小已经超过K值,此时种内竞争最激烈,A错误;
B、物种1还没有达到K值,所以种群数量将会出现先增加达到K值后逐渐趋于稳定,B正确;
C、由于不清楚物种1、2、3之间的关系,所以无法判断物种3灭绝后,物种1和2的变化趋势,C错误;
D、此时物种2的种群数量超过K值,将会出现死亡率上升,出生率下降的情况,使种群数量恢复K值,D正确。
故选AC。
18. 小鼠的短尾(D)对正常尾(d)为显性,短尾基因纯合(DD)会导致胚胎死亡。毛皮颜色由常染色体上的复等位基因B1(黄色)、B2(鼠色)、B3(黑色)控制。现对甲(黄色短尾)、乙(黄色正常尾)、丙(鼠色短尾)、丁(黑色正常尾)4种基因型的雌雄小鼠进行一系列杂交实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 控制毛皮颜色的复等位基因的显隐性关系是B1>B3>B2
B. 小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有6种
C. 甲种雌、雄个体相互交配,后代中鼠色正常尾的个体占1/12
D. 丙种小鼠的基因型无法确定,与丁种小鼠交配可判断其产生的配子类型
【答案】ABC
【解析】
【分析】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】A、根据图中杂交组合③可知,B1对B2为显性;根据图中杂交组合②可知,B1对B3为显性;根据图中杂交组合①可知,B2对B3为显性,故B1对B2、B3为显性,B2对B3为显性,即B1>B2>B3,A错误;
B、组合③中亲本的表型为黄色短尾和黄色正常尾,且又知短尾基因DD纯合致死,在子代不会出现DD的情况下,其子代的表型比为2∶1,因而说明基因型B1B1的个体死亡,故小鼠群体中与毛皮颜色有关的基因型有5种,分别为:B1B2、B1B3、B2B2、B2B3、B3B3,B错误;
C、 甲和丁(黑色)杂交子代表现为黄色和鼠色,又知基因型DD纯合致死,且B1B1也致死,因此,甲的基因型为B1B2Dd,则该基因型的雌雄个体相互交配,在遵循自由组合定律的情况下,鼠色正常尾B2B2dd的个体占1/3×1/3=1/9,C错误;
D、即丙为鼠色短尾,其基因型表示为B2_Dd,为测定丙产生的配子类型及比例,可采用测交的方法,即与丁B3B3dd进行杂交,通过杂交结果可以判断其产生的配子类型和比例,D正确。
故选ABC。
三、非选择题:本题共5小题,共59分。
19. 干旱已成为限制植物生长、产量和品质的重要因素之一。缺水条件下,植物的H2O2过度积累会引起氧化损伤,从而导致细胞器严重损伤。为探究干旱胁迫对罗勒(一种常见的香草植物)生长状况的影响,研究人员设置了对照组(正常水分处理)和干旱胁迫组(20%PEG-6000溶液处理),7天后测量相关实验数据,结果如表所示。回答下列问题:
组别
叶绿素
/(mg·g-1)
气孔导度
/(mol·
m-2·s-1)
净光合速率
/(μmol·
m-2·s-1)
H2O2量
/(μmol·g-1)
脯氨酸
/(μg·g-1)
可溶性糖
/(μg·g-1)
对照组
1.69
0.20
12.22
12.34
6
30
干旱胁
迫组
0.73
0.05
3.15
28.55
14
48
(1)罗勒叶中叶绿素主要吸收________光,可用________(填试剂)分别进行提取和分离。
(2)由表可知,干旱胁迫会减小罗勒的净光合速率,其影响光合作用的机制有①________;②__________;③__________。
(3)脯氨酸和可溶性糖与植物细胞的渗透压有关,结合题表分析,罗勒主要通过__________,促进水分吸收,以应对干旱胁迫。
【答案】(1) ①. 蓝紫光和红 ②. 无水乙醇和层析液
(2) ①. ①降低叶绿素含量导致光反应速率降低 ②. ②降低气孔导度导致CO2供应减少,从而抑制暗反应 ③. ③增加H2O2量,从而引起叶绿体氧化损伤 (顺序不做要求)
(3)增加脯氨酸和可溶性糖的量来增大细胞的渗透压
【解析】
【分析】分析题意和表中信息:本实验目的是探究干旱胁迫对罗勒生长状况的影响,则实验的自变量是否干旱,因变量是净光合速率、气孔导度、叶绿素含量等。
【小问1详解】
叶绿素主要吸收蓝紫光和红光。绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中,可以用无水乙醇提取;绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,因而不同色素分子会随层析液在滤纸上通过扩散而分离开,即可以用层析液分离。
【小问2详解】
由表可知,干旱胁迫会抑制罗勒的光合作用。干旱胁迫组的叶绿素含量低于对照组,说明干旱胁迫通过降低叶绿素含量使光反应速率降低。干旱胁迫组的气孔导度低于对照组,说明干旱胁迫通过降低气孔导度使CO2供应减少,从而抑制暗反应。植物中H2O2的过度积累会引起氧化损伤,从而导致细胞器严重损伤。干旱胁迫组的H2O2量高于对照组的,由此可推测,干旱胁迫会引起罗勒H2O2过度积累,损伤叶绿体。
【小问3详解】
由表可知,干旱胁迫组的脯氨酸含量和可溶性糖含量高于对照组。干旱胁迫下,罗勒通过增加细胞内脯氨酸含量和可溶性糖含量来增大细胞的渗透压,从而促进水分子的吸收。
20. 填埋是我国城市生活垃圾的主要处理方式,然而在垃圾填埋场运营过程中常出现垃圾渗滤液污染周边土壤的情况,造成土壤有机污染物增多、重金属(如镉、铅等)积累,从而影响土壤微生物活动和植物生长。为探究修复垃圾渗滤液污染土壤的方法,我国科研人员探究了广东万年青(AM)、白掌(SK)和孔雀竹芋(CM)对不同土壤污染物的去除效果,结果如表所示。回答下列问题:
植物类型
生物量/(g·盆-1)
镉去除量/(μg⋅盆-1)
铅去除量/(μg⋅盆-1)
生长情况
AM
6.62
35
520
长势良好
SK
4.63
21
300
叶片发黄,花期延迟
CM
8.36
25
520
叶片发黄,部分倒伏
注:所有植物均种植在垃圾渗滤液污染土壤中。
(1)植物可通过根分泌物为某种土壤微生物提供营养,促进该种微生物繁殖,而该种微生物可以改善土壤结构,促进植物生长。两者分开时也能独立生存,据此推测土壤微生物与植物之间的种间关系为________。
(2)由表可知,三种植物中,________适合用于修复被垃圾渗滤液污染的土壤,依据是________。
(3)活性污泥中含有多种高效降解有机污染物的微生物。向适量的垃圾渗滤液污染土壤中加入不同量的活性污泥,对其进行修复,混合均匀后置于恒温培养箱中保温一段时间,检测土壤中有机污染物的降解率,结果如图所示。由图可知,修复时间为5~10d时,与空白对照组相比,活性污泥组的有机污染物降解率增加不明显,结合生态工程的协调原理分析,原因可能是________。修复时间为10~30d时,活性污泥组的有机污染物降解率快速增加,由图可知,有机污染物降解率与________有关。
(4)目前土壤污染物修复方法多以植物或微生物单一作用为主,但这些方法对重金属和有机污染物积累的土壤的修复效果不理想。若要提高被垃圾渗滤液污染的土壤的修复效果,基于上述研究结果,请提出一个可进一步探究的课题:________。
【答案】(1)原始合作
(2) ①. AM ②. AM长势良好,生物量较多,且镉去除量和铅去除量均最高
(3) ①. 活性污泥中的微生物对土壤中的污染物需要一段适应期(或活性污泥中的微生物与土壤微生物的协调需要时间) ②. 修复时间、活性污泥的量
(4)探究AM和活性污泥对被垃圾渗滤液污染的土壤的联合修复效果
【解析】
【分析】一个群落中的物种不论多少,都不是随机的简单集合, 而是通过复杂的种间关系,形成一个有机的整体,种间关系主要有原始合作(互惠)、互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。
【小问1详解】
根据题中信息可知,土壤微生物与植物生活在一起,双方都受益,但分开后也能独立生活,因此土壤微生物与植物之间的种间关系为原始合作。
【小问2详解】
由表可知,广东万年青(AM)的长势良好,生物量较多,且重金属镉、铅的去除量均最高,因此AM适合用于修复被垃圾渗滤液污染的土壤。
【小问3详解】
依据生态工程的协调原理,需要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应问题,由图可知,修复时间为5~10d时,活性污泥对有机污染物的降解效果较差,因为活性污泥中的微生物需要时间适应污染土壤中的污染物和土壤微生物,修复时间为10~30d时,活性污泥组的有机污染物降解率快速增加,均高于对照组,且在实验范围内,有机污染物降解率随活性污泥量的增加而提高,即有机污染物降解率与修复时间、活性污泥的量有关。
【小问4详解】
植物或微生物单一作用对重金属和有机污染物积累的土壤修复效果不理想,可以考虑用植物和微生物共同修复重金属和有机污染物积累的土壤。结合本实验研究结果,接下来可研究AM和活性污泥对垃圾渗滤液污染土壤的联合修复效果。
21. 应激是影响动物采食行为的重要因素。动物的应激反应主要由“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”来调控。在应激状态下,动物的采食行为会发生改变,其调控机制如图1所示。回答下列问题:
(1)图1中①应为________。
(2)应激引起GC分泌的过程中的体液调节,既存在________调节,又存在________调节,在图1中须增加的调节路径为________。
(3)下丘脑的食欲调节神经元主要由两种相反的神经元分支组成:一种是促食神经元,分泌调节因子NPY和AGRP;另一种是厌食神经元,分泌调节因子POMC和CART。研究发现,应激动物的血液中GC含量上升,采食行为减少,据图1分析,原因是________。
(4)研究表明,采食高脂高糖食物会激活奖赏系统,产生的多巴胺可使动物采食愉悦感增强,从而缓解应激状态。奖赏系统中多巴胺的释放随着GC的释放而增加。研究人员以应激小鼠为材料,运用条件位置偏爱实验(图2)探究其饮食偏好。取等量的普通饲料和高脂高糖饲料分别放在图2中的A区和B区,将应激小鼠放在C区,测量并记录小鼠在A区和B区停留的时间。结合题意推测,小鼠在A区停留的时间________(填“大于”“小于”或“等于”)B区的。
【答案】(1)促肾上腺皮质激素释放激素
(2) ①. 分级 ②. (负)反馈 ③. GC抑制垂体和下丘脑分泌相应激素(的负反馈箭头)
(3)GC通过体液运输作用于下丘脑,抑制促食神经元分泌调节因子NPY和AGRP,促进厌食神经元分泌调节因子POMC和CART
(4)小于
【解析】
【分析】一部分激素的调节存在分级调节现象,人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控,称为分级调节,常见的有“下丘脑一垂体—甲状腺轴”、“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”、“下丘脑一垂体—性腺轴”。分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
【小问1详解】
在“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”中,下丘脑分泌的激素为促肾上腺皮质激素释放激素,可以作用于垂体,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素。
【小问2详解】
应激引起GC分泌的过程与甲状腺激素的分级调节类似,既存在分级调节,又存在负反馈调节,故在图1中补充负反馈调节的调控机制:GC抑制垂体和下丘脑分泌相应激素。
【小问3详解】
GC会作用于下丘脑的食欲调节神经元,影响动物的采食,结合题中信息“食欲调节神经元主要由两种相反的神经元分支组成:一种是促食神经元,分泌调节因子NPY和AGRP;另一种是厌食神经元,分泌调节因子POMC和CART”,推测:血液中的GC通过体液运输至下丘脑,分别作用于促食神经元和厌食神经元,影响调节因子分泌,从而降低食欲。
【小问4详解】
由于采食高脂高糖食物会激活奖赏系统,产生的多巴胺可使动物采食愉悦感增强,从而缓解应激状态,A区是普通食物,B区是高糖食物,将应激小鼠放在C区,小鼠会更多的采食高糖食物,故在A区停留的时间小于B区停留的时间。
22. 番茄的抗白粉病和易感白粉病受基因A/a的控制,抗青枯病和易感青枯病受基因B/b的控制。研究发现,含有P蛋白的番茄易感白粉病,不含P蛋白的番茄对白粉菌有较强的抗性。含有N蛋白的番茄对青枯病有抗性,不含N蛋白的番茄易感青枯病。回答下列问题:
(1)为获得抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种,实验人员以纯合的不含P蛋白、不含N蛋白的番茄(甲)与含P蛋白、N蛋白的番茄(乙)为材料进行实验。根据题中信息分析,甲对白粉病、青枯病的抗性是________,乙对白粉病、青枯病的抗性是________。
(2)甲和乙杂交得F1,F1自交得F2。实验人员对F1和F2番茄中P蛋白和N蛋白进行电泳检测,不同表型的电泳条带如图所示。统计F2中①~④4种表型的番茄,数量如表所示。
表型
①
②
③
④
株数
92
93
277
31
注:图中阴影条带为抗原—抗体杂交带,表示相应蛋白质的存在。M为标准参照物。
①上述实验结果表明基因A/a、B/b的遗传遵循自由组合定律。为验证该结论,可让F1与________(从是否含P蛋白、N蛋白的角度作答)的番茄进行测交。
②F2中抗白粉病且抗青枯病的番茄所占比例为________。请以该部分番茄为实验材料,设计一次最简便的遗传实验,以获得纯种的抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种,实验方案及预期结论是________。
(3)科研人员发现生长在相同环境中的一株F2中表型②的番茄杂合体,其对青枯病没有抗性。该番茄植株的基因序列与其他抗青枯病番茄的相同,但该番茄植株中N蛋白基因的启动子部分序列甲基化。据此推测,该番茄植株对青枯病没有抗性的原因是________。
【答案】(1) ①. 抗白粉病,感青枯病 ②. 易感白粉病、抗青枯病
(2) ①. 不含P蛋白、不含N蛋白 ②. 3/16 ③. 实验方案:让该植株为实验材料进行自交,并单株收获,同时检测子代中的蛋白类型;预期结论:若检测到某植株子代中均表现为只含N蛋白,未发生性状分离,则该植株自交获得的后代即为目标类型。
(3)该番茄植株中控制N蛋白基因的启动子部分序列甲基化。启动子的甲基化会导致RNA聚合酶无法结合,因而转录无法启动,则N蛋白无法合成
【解析】
【分析】自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【小问1详解】
研究发现,含有P蛋白的番茄易感白粉病,不含P蛋白的番茄对白粉菌有较强的抗性。含有N蛋白的番茄对青枯病有抗性,不含N蛋白的番茄易感青枯病。为获得抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种(不含P蛋白,含N蛋白),实验人员以纯合的不含P蛋白、不含N蛋白的番茄(甲)与含P蛋白、N蛋白的番茄(乙)为材料进行实验,甲植株不含P蛋白、不含N蛋白,其表现为抗白粉病,感青枯病,植株乙含P蛋白、N蛋白,表现为易感白粉病,抗青枯病。
【小问2详解】
①根据表中信息可知,同时含有P蛋白和N蛋白的番茄(感白粉病,抗青枯病)占277株,只含有P蛋白的番茄(易感白粉病、易感青枯病)占92株,只含有N蛋白的番茄(抗白粉病、抗青枯病)占93株,同时不含P、N蛋白的番茄(抗白粉病、易感青枯病)占31株,比例接近9∶3∶3∶1,且番茄的抗白粉病和易感白粉病受基因A/a的控制,抗青枯病和易感青枯病受基因B/b的控制,因而推测,基因A/a、B/b的遗传遵循自由组合定律,则相应的F1的基因型可表示为AaBb(感白粉病,抗青枯病),则甲植株的基因型为aabb,乙植株的基因型为AABB,为验证该结论,可让F1与植株甲(不含P蛋白、不含N蛋白)的番茄进行测交,若子代的表现型为图示的①②③④四种类型,且比例均等,则可证明两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律。
②F2中抗白粉病且抗青枯病的番茄(即只含N蛋白)为单显类型,其所占比例为3/16。其相关基因型可表示为aaBB或aaBb,二者比例为1∶2,以该部分番茄为实验材料,通过最简便的遗传实验,以获得纯种的抗白粉病且抗青枯病的番茄新品种(aaBB),则实验设计思路为:以该植株为实验材料进行自交,并单株收获,同时检测子代中的蛋白类型;预期结果:若检测到某植株子代中均表现为只含N蛋白,则该植株自交获得的后代即为目标类型。
【小问3详解】
科研人员发现生长在相同环境中的一株F2中表型②的番茄杂合体,即基因型为aaBb,其对青枯病没有抗性。该番茄植株的基因序列与其他抗青枯病番茄的相同,但该番茄植株中N蛋白基因的启动子部分序列甲基化。启动子的甲基化会导致RNA聚合酶无法结合,因而转录无法启动,则N蛋白无法合子,因而该番茄植株对青枯病没有抗性。
23. 盐胁迫会严重影响小麦的生长发育,降低籽粒的产量和品质。为开发耐盐基因资源,研究人员通过基因工程技术培育耐盐小麦。耐盐基因包括调节基因(编码的产物在基因表达过程中起调节作用)和功能基因(编码的产物在盐胁迫过程中直接发挥作用),部分耐盐基因如表所示。回答下列问题:
耐盐基因
编码产物的作用
结果
基因
与细胞膜逆向转
运蛋白基因的启动子结合
更多从细胞内转运到胞外
基因
使组蛋白乙酰化
提高了氧化酶含量,调节活
性氧平衡,小麦的耐盐性提高
基因
进行的逆向
转运(在细胞膜上进行)
细胞内的积累量减少,维持
细胞内正常的的含量
(1)通过PCR获取耐盐基因的过程中需要用到,的作用是______。构建耐盐基因表达载体需要用到的酶有______(答出2种)。
(2)分析表可知,基因和______为调节基因,基因调控基因表达的方式可能为______。
(3)为减少盐胁迫时小麦细胞内的积累,而不影响非盐胁迫时细胞内的浓度,研究者构建的基因表达载体如图所示。启动子1为盐胁迫诱导型启动子,只有在盐胁迫时被激活;启动子2为组成型启动子,无须依赖外界条件即可保持持续活跃。结合表中基因分析,图中目的基因1为______,目的基因2为______,理由是盐胁迫时,______;非盐胁迫时,______。
(4)小麦的生长周期一般分为萌发期、苗期和生殖期。研究者成功培育了苗期耐盐性高于野生型的转基因小麦甲。为获得适合用于农业生产的小麦品种,仍需对转基因小麦甲进一步测量的指标为______(答出1点)。
【答案】(1) ①. 激活DNA聚合酶 ②. 限制酶、DNA连接酶
(2) ①. TaHAG1基因 ②. ERF1-V基因编码的产物通过与Na+转运蛋白基因的启动子结合来驱动转录过程
(3) ①. ERF1-V基因 ②. SOS1基因 ③. 启动子1被激活,诱导ERF1-V基因表达,ERF1-V基因编码的产物与启动子2结合,上调SOS1基因表达水平,使Na+/H+的逆向转运增加,细胞内Na+的积累量减少 ④. ERF1-V基因不表达,SOS1基因表达水平下降,Na+/H+的逆向转运减少,以维持细胞内正常的Na+浓度
(4)小麦生殖期的耐盐性,小麦籽粒的产量等
【解析】
【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:
【小问1详解】
通过PCR获取耐盐基因的过程中需要用到Mg2+,Mg2+可激活DNA聚合酶。PCR后将获得的耐盐基因与质粒在限制酶和DNA连接酶的作用下构建耐盐基因表达载体。
【小问2详解】
由题干可知,调节基因编码的产物可在基因表达过程中起调节作用。分析表中的编码产物的作用可知,ERF1-V基因和TaHAG1基因为调节基因。分析编码产物的作用和结果可知,ERF1-V基因编码的产物通过与Na+转运蛋白基因的启动子结合来驱动转录过程。TaHAG1基因编码的产物通过修饰组蛋白来促进氧化酶基因的表达。
【小问3详解】
图中的启动子1为盐胁迫诱导型启动子,在盐胁迫条件下发挥作用;启动子2为组成型启动子,在任何环境因素下都可发挥作用。为减少盐胁迫时小麦细胞内Na+的积累,目的基因1为ERF1-V基因,在盐胁迫条件下表达。ERF1-V基因编码的产物与启动子2结合,上调SOS1基因的表达水平,使Na+/H+的逆向转运增加,细胞内Na+的积累量减少。非盐胁迫时,启动子1不激活,ERF1-V基因不表达,SOS1基因表达水平下降,Na+/H+的逆向转运减少,以维持细胞内正常的Na+浓度,即目的基因2为SOS1基因。
【小问4详解】
转基因小麦投入农业生产需要考虑经济效益,需要进一步测量小麦籽粒的产量。该转基因小麦苗期耐盐性高,但其他生长期耐盐性未知。生殖期与小麦产量息息相关,因此需要进一步测量小麦生殖期的耐盐性。
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