内容正文:
机密★启用前
2025年5月高三适应性检测
生物
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞并被胞吞,形成的囊泡与溶酶体融合后,释放胆固醇。下列相关推测合理的是( )
A. 磷脂分子头部亲水,因而头部位于复合物表面
B. 胆固醇通过胞吞进入细胞,因而属于生物大分子
C. 球形复合物被胞吞的过程,需要高尔基体直接参与
D. 球形复合物通过胞吞进入细胞的过程,不需要膜上蛋白质的参与
【答案】A
【解析】
【分析】溶酶体中含有多种水解酶(水解酶的本质是蛋白质),能够分解很多物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化车间”。
【详解】A、磷脂分子头部亲水,尾部疏水,所以头部位于复合物表面,A正确;
B、胆固醇属于固醇类物质,是小分子物质,B错误;
C、球形复合物被胞吞的过程中不需要高尔基体直接参与,直接由细胞膜形成囊泡,然后与溶酶体融合后,释放胆固醇,C错误;
D、球形复合物通过胞吞进入细胞的过程,需要膜上蛋白质的参与,需要能量,D错误。
故选A。
2. 溶酶体膜上存在一种Ca2+激活的钾离子通道(BK),BK的激活需要细胞质基质中较高浓度的Ca2+。研究发现,K+通道和Ca2+通道(TRPML)在功能上关联。如图表示BK和TRPML参与物质运输的过程。下列叙述正确的是( )
A. 溶酶体中的K+浓度高于细胞质基质
B. TRPML作用的结果会促进BK的激活
C. BK运输K+过程中K+与BK发生特异性结合
D. Ca2+通过TRPML的过程依赖于ATP的水解供能
【答案】B
【解析】
【分析】转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
【详解】A、通道蛋白介导物质的运输方向为顺浓度梯度的运输,由于BK能介导K+从细胞质基质进入溶酶体,因此溶酶体中的钾离子浓度低于细胞质基质,A错误;
B、根据图示可知,TRPML作用的结果会提高细胞质基质中的Ca2+浓度,从而促进BK的激活,B正确;
C、通道蛋白在运输物质的过程中不会发生空间构象的改变,C错误;
D、通道蛋白介导物质运输的方式属于协助扩散,协助扩散不会消耗ATP,D错误。
故选B。
3. 科学家研究秀丽隐杆线虫的个体发育过程,发现EGL-1、CED-3、CED-4、CED-9是控制秀丽隐杆线虫细胞凋亡的关键基因,调控过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 细胞分化的实质是控制细胞凋亡基因的选择性表达
B. 诱导EGL-1基因突变以便阻止细胞凋亡,有利于秀丽隐杆线虫完成个体发育
C. 正常情况下,发生凋亡的秀丽隐杆线虫细胞中CED-9基因表达最高,CED-4基因则相反
D. 极端的理化因素或严重的病理性刺激引起的细胞死亡,不受细胞凋亡途径控制
【答案】D
【解析】
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,它对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程中。
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,并非只是控制细胞凋亡基因的选择性表达,A错误;
B、CED-9可抑制CED-4,EGL-1可解除CED-9对CED-4的抑制,诱导EGL-1基因突变不能解除CED-9对CED-4的抑制,CED-4少,对CED-3的促进作用减弱,不利于细胞凋亡,不利于秀丽隐杆线虫完成个体发育,B错误;
C、CED-3和CED-4基因表达量增加,有利于细胞凋亡,CED-9可抑制CED-4,因此CED-9基因表达量低,有利于细胞凋亡,EGL-1可解除CED-9对CED-4的抑制,因此CED-4基因表达量高,有利于细胞凋亡,C错误;
D、极端的理化因素或病理性刺激对机体会造成伤害,可能引起细胞坏死,细胞坏死不受基因控制,因此极端的理化因素或严重的病理性刺激引起的细胞死亡,不受细胞凋亡途径控制,D正确。
故选D。
4. 基因重叠现象在细菌和果蝇中均有发现,基因重叠有多种重叠方式,例如,大基因内包含小基因、前后两个基因首尾重叠,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 基因A、E、F转录时模板链相同
B. 基因A 和基因F重叠部分所编码的氨基酸序列相同
C. 基因重叠可以让有限的DNA 包含更多的遗传信息
D. 各基因重叠部分发生碱基对替换必定导致性状改变
【答案】C
【解析】
【分析】基因通常是具有遗传效应的DNA片段,是决定生物性状的基本单位。
【详解】A、基因A、E、F是不同的基因,转录时模板链不相同,A错误;
B、重叠基因中不同基因的转录模板链可能不同,故基因E和基因F重叠部分所编码的氨基酸序列不一定相同,B错误;
C、基因重叠可以通过较短的DNA序列控制合成多种蛋白质,让有限的DNA包含更多的遗传信息,C正确;
D、由于遗传密码的简并性,各基因重叠部分发生碱基对替换不一定导致性状改变,D错误。
故选C。
5. 某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象称为春化作用,与FRI和FLC基因有关。温暖条件下,FRI蛋白与FLC基因结合使其表达,抑制植物开花;低温条件下,FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合,同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达。下列说法正确的是( )
A. 组蛋白不是遗传物质,其乙酰化引起的植物表型改变是不会遗传给后代的
B. 温暖条件下,FLC基因的表达可能与FRI蛋白促进其组蛋白乙酰化、泛素化等修饰有关
C. 低温条件下,组蛋白氨基酸序列发生改变而凝聚成团,FRI蛋白的含量升高
D. 春化作用的原理可能是低温通过抑制FRI基因的表达,解除对开花过程的抑制
【答案】B
【解析】
【分析】春化作用是指某些植物(如冬小麦、油菜等)在生长发育过程中,需要经历一段低温(通常为0 - 10℃)时期,才能诱导开花的现象。农业生产中可通过人工低温处理(如春化处理),使作物提前开花,缩短生长周期,或避免因未完成春化而导致的不开花或延迟开花现象。
【详解】A、组蛋白的修饰可影响基因表达,这种表观遗传变化是可以遗传给后代的,A错误;
B、由题意可知,温暖条件下,FRI蛋白与FLC基因结合使其表达,结合图中信息推测,FLC基因的表达可能与FRI蛋白促进其组蛋白乙酰化、泛素化等修饰有关,这些修饰可能促进了FLC基因的转录等表达过程,B正确;
C、低温条件下,是FRI蛋白凝聚成团,而不是组蛋白凝聚成团,且题干未提及FRI蛋白含量升高,C错误;
D、春化作用的原理是低温使FRI蛋白凝聚成团不与FLC基因结合,同时通过组蛋白修饰抑制FLC基因表达,而不是抑制FRI基因表达,D错误。
故选B。
6. 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,使细胞质中某些酶失活,抑制其细胞分裂,融合时供体只将部分染色体转移到受体中。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。下列说法错误的是( )
A. 该培育过程以花椰菜细胞作受体、黑芥细胞作供体
B. 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
C. 可选择染色体数目为16~34的再生植株进行后续育种研究
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】C
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【详解】A、因为要培育抗黑腐病的花椰菜,黑芥携带抗黑腐病等抗性基因,所以应以花椰菜细胞作受体、黑芥细胞作供体,A正确;
B、 用IOA处理受体原生质体,使细胞质中某些酶失活,抑制其细胞分裂,这样就能确保只有融合细胞能存活增殖,B正确;
C、供体黑芥2n = 16,受体花椰菜2n=18,融合时供体只将部分染色体转移到受体中,所以再生植株染色体数目应小于16 + 18=34,且大于18(因为受体本身有18条染色体,还会接受供体部分染色体),而不是16 - 34,C错误;
D、 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,所以可能发生了染色体结构变异和数目变异,D正确。
故选C。
7. Ⅱ型糖尿病患者会出现胰岛素抵抗(IR)。IR是指正常剂量的胰岛素在机体内产生的生物学效应低于正常水平,即机体对胰岛素敏感性降低。下图表示胰岛素与受体结合后,通过胰岛素受体介导细胞内发生一系列信号转导的过程。下列叙述错误的是( )
A. 血糖浓度升高会使胰岛素的分泌量增加,同时会抑制胰高血糖素的分泌
B. 胰岛素可通过抑制肝细胞膜上葡萄糖转运蛋白数量的增加,从而降低血糖
C. 部分Ⅱ型糖尿病患者发生IR 的原因可能是体内产生了抗胰岛素受体的抗体
D. 胰岛素可促进葡萄糖氧化分解、并能促进肝糖原和肌糖原的合成
【答案】B
【解析】
【分析】1、胰岛素的功能是:促进组织细胞加速对血糖的摄取、利用和储存,促进葡萄糖氧化分解,促进糖原合成;抑制肝糖原分解;抑制非糖物质转化为葡萄糖等多种途径使血糖降低。
2、胰高血糖素能升高血糖,而胰岛素能加速组织细胞对葡萄糖的摄取和利用。胰高血糖素通过促进胰岛素的分泌,使升高的血糖及时被组织细胞摄取并氧化分解,保证机体组织细胞的能量供应。
【详解】A、血糖浓度升高会使胰岛素的分泌量增加,同时会抑制胰高血糖素的分泌,A正确;
B、由图可知,胰岛素可通过促进肝细胞膜上葡萄糖转运蛋白数量的增加,促进葡萄糖进入细胞,从而降低血糖,B错误;
C、部分2型糖尿病患者发生IR的原因可能是体内产生了抗胰岛素受体的抗体,使胰岛素不能与胰岛素受体结合,使血糖升高,C正确;
D、胰岛素可促进组织细胞加速对血糖的摄取、利用和储存,促进葡萄糖氧化分解,促进肝糖原和肌糖原的合成,D正确。
故选B。
8. 研究证明,下丘脑的体温调定点高低决定体温高低。正常情况下,恒温动物的体温调定点相对恒定。下图为持续寒冷刺激下人体维持体温调定点稳定的部分过程,已知UCP-1增加会导致ATP合成减少。下列说法错误的是( )
A. 甲亢患者会出现四肢无力的症状
B. 持续寒冷刺激使去甲肾上腺素分泌增加的调节方式是神经—体液调节
C. 影响UCP-1基因表达的信号分子有甲状腺激素、去甲肾上腺素和cAMP
D. 人体感染病原体后,体温调定点升高,刺激冷觉感受器兴奋,传导到大脑皮层产生冷觉
【答案】B
【解析】
【分析】据图分析,寒冷刺激一方面使下丘脑部分传出神经末梢释放去甲肾上腺素,导致BAT细胞中cAMP增加,cAMP的直接作用是促进脂肪分解和促进UCP-1基因的表达;另一方面寒冷刺激还能使下丘脑合成并释放促甲状腺激素释放激素的量增加,最终导致体内甲状腺激素的量增加。
【详解】A、甲亢患者甲状腺激素分泌过多,甲状腺激素促进UCP-1基因表达UCP-1,已知UCP-1增加会导致ATP合成减少,机体缺少直接的能源物质,因此甲亢患者出现四肢无力,A正确;
B、据图分析,持续寒冷刺激使去甲肾上腺素分泌增加,此时内分泌腺是效应器,因此调节方式为神经调节,B错误;
C、分析题图可知,影响UCP-1基因表达的信号分子是甲状腺激素和cAMP,C正确;
D、人体组织细胞被病毒侵染后,使下丘脑的体温调节中枢兴奋,体温调定点调至38.5℃,调定点升高后,下丘脑产生兴奋传导至大脑皮层形成冷觉,D正确。
故选B。
9. 为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5cm长的部位(茎芽),置于培养液中无菌培养(图1)。实验分为A、B、C三组,分别培养至第1、8、15天,每组再用适宜浓度的激素处理30天,测量茎芽长度,结果见图。下列说法正确的是( )
A. 用适宜浓度的IAA处理图1中的菟丝子茎芽时,应该添加在培养液中并摇匀
B. 图3中菟丝子会缠绕寄主生长是因为菟丝子茎内侧IAA分布更多引起的
C. 图2数据显示,GA3、IAA对离体茎芽的伸长生长都表现出明显促进作用,但GA3的促进作用最显著
D. 激素调节只是植物生命活动调节的一部分,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
【答案】D
【解析】
【分析】生长素主要部位:植物的幼嫩组织,如芽(顶芽、侧芽)、幼叶、发育中的种子、根尖分生区等。 - 原料:以色氨酸为前体,通过一系列酶促反应合成。运输方式有极性运输和非极性运输。
【详解】A、生长素的运输具有极性运输的特点,即只能从形态学上端运输到形态学下端。用适宜浓度的IAA处理图1中的菟丝子茎芽时,应将IAA加在茎芽尖端而不是培养液中并摇匀,A错误;
B、图3中菟丝子会缠绕寄主生长是因为菟丝子茎外侧IAA分布更多,外侧生长快于内侧,从而导致缠绕生长,B错误;
C、 由图2数据可知,与不加激素组相比,GA3、IAA对离体茎芽的伸长生长都有促进作用,但在A组(培养至第1天就用激素处理)中,GA3 + IAA处理组茎芽长度明显大于GA3单独处理组和IAA单独处理组,说明GA3和IAA共同作用时促进作用更显著,不能简单说GA3的促进作用最显著,C错误;
D、植物的生长发育是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的,激素调节只是植物生命活动调节的一部分,D正确。
故选D。
10. 为加大对濒危物种华北豹的保护,我国建立了自然保护区,随着生态环境的改善,华北豹数量稳步增加。华北豹偏好出没于野猪及野兔频繁活动的地区,因华北豹个体花纹具有唯一性,可采用红外触发相机调查其种群密度,统计某地华北豹的数量如下表。下列说法正确的是( )
时间
个体识别总数量(只)
新识别个体数量(只)
第一年
12
12
第二年
8
1
第三年
12
7
第四年
10
3
A. 通过改变性别比例进而改变出生率和死亡率间接影响华北豹的种群密度
B. 据表所知,该地四年累计发现华北豹的数量约为23 只
C. 分析华北豹的生态位通常要研究其栖息地、食物、出现频率以及与其他物种的关系
D. 野兔作为信息源为华北豹提供捕食信息,二者之间的能量传递效率约为10%-20%
【答案】B
【解析】
【分析】调查动物种群密度的方法有标记重捕法、红外触发相机调查法等。种群的最基本特征是种群密度,影响种群密度的直接因素有出生率、死亡率、迁入率和迁出率。
【详解】A、通过改变性别比例进而改变出生率,间接影响华北豹的种群密度,A错误;
B、据表所知,该地四年累计发现华北豹的数量约为12+1+7+3=23 只,B正确;
C、研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等,C错误;
D、能量传递效率是相邻两个营养级之间的同化量的比值,不是两个动物之间,D错误。
故选B。
11. CSR植物生活史理论将处于不同环境下的各种植物适应环境对策分为三种类型:竞争型对策C、耐受型对策S、杂草型对策R。该理论认为影响植物对策选择的两个重要因素是生境干扰程度和生境胁迫强度,如图所示。下列说法错误的是( )
A. 从植物对策选择的两个重要因素分析,植物的生境共有3种类型
B. 资源贫乏的环境中进行生态修复,应选择S对策植物作为先锋植物
C. 过度放牧会通过增加生境干扰程度,导致植物以R对策适应环境
D. C对策植物的竞争能力强,乡间小路几乎不被踩踏的地方,生长着茎秆较高的狗尾草符合该对策
【答案】A
【解析】
【分析】根据植物的生活史和栖息地划分为三类:竞争型对策、耐受型对策和杂草型对策。当栖息地的资源丰富,干扰(指人类损害,动物取食和细菌致病)稀少,能建立拥挤的植物种群,有利于形成竞争型对策。当资源丰富,条件不严酷,但干扰频繁,则易形成杂草型对策。当资源稀少条件严酷(指营养贫乏,光照和气候条件不利),但干扰不常见就易形成耐受型对策。
【详解】A、从影响植物对策选择的生境干扰程度和生境胁迫强度两个因素来看,生境干扰程度有低和高,生境胁迫强度也有低和高,通过组合可以有多种情况,不止3种类型。例如生境干扰程度低且生境胁迫强度低、生境干扰程度低且生境胁迫强度高、生境干扰程度高且生境胁迫强度低、生境干扰程度高且生境胁迫强度高,A错误;
B、在资源贫乏的环境中,生境胁迫强度高,而S对策(耐受型对策)植物适合在胁迫强度高的环境生存,所以选择S对策植物作为先锋植物进行生态修复是合理的,B正确;
C、过度放牧会对生境造成破坏,增加生境干扰程度。在高生境干扰程度下,植物会以R对策(杂草型对策)来适应环境,C正确;
D、C对策(竞争型对策)植物适合在资源丰富且干扰强度较低的环境中生长,因为在这样的环境中竞争能力强的植物能更好地生存和发展,所以在乡间小路几乎不被踩踏的地方,生长着茎秆较高的狗尾草,D正确。
故选A。
12. “碳汇”是指吸收大气中CO2的过程或活动,“碳源”是指向大气释放CO2的过程。某湿地早年受周边农业和城镇稠密人口的影响,常年处于CO2过饱和状态。经治理后,该湿地生态系统每年的有机碳分解量低于生产者有机碳的合成量,实现了碳的零排放。下列叙述错误的是( )
A. 提高湿地生态系统土壤中有机碳储存量,利于实现碳的零排放
B. “碳汇”和“碳源”使人工林中的碳在生物群落中发生碳循环
C. 湿地治理过程中,低碳生活和无废弃物农业可减小生态足迹,缓解碳排放
D. 遵循自生原理,在修复过程中提高水生植物的多样性有助于增加碳汇,这体现了生物多样性的间接价值
【答案】B
【解析】
【分析】生态工程以生态系系统的自我组织、自我调节为基础,遵循着自生(通过有效选择生物组分并合理布设,有助于生态系统维持自生能力)、循环(在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高)、协调(处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量)、整体(进行生态工程建设时,不仅要考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力)等生态学基本原理。
【详解】A、提高湿地生态系统土壤中有机碳储存量,则碳排放减少,利于实现碳的零排放,A正确;
B、“碳汇”和“碳源”使人工林中的碳在生态系统中发生碳循环,群落指某一区域内全部生物生物综合,而在群落中是无法实现物质循环的,物质循环离不开无机环境的参与,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要的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积,湿地治理过程中,低碳生活可以减少CO2的排放,无废弃物农业可以促进CO2的吸收,可减小生态足迹,缓解碳排放,C正确;
D、在湿地生态系统修复过程中,适度提高水生植物的多样性可以充分利用光能,提高光能利用率,进而有助于碳的固定,遵循的是自生原理(通过有效选择生物组分并合理布设,有助于生态系统维持自生能力),D正确。
故选B。
13. 某实验室通过改良发酵工艺,利用大肠杆菌将玉米转化为戊二酸,再将戊二酸转化为尼龙布的过程,实现了“把玉米变成衣服”,如图所示。其中,戊二酸不能从大肠杆菌体内排出,且对细胞有毒害作用。下列叙述不正确的是( )
A. 该工业生产中要使用淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等酶制剂
B. 发酵时定期更换培养液,能降低戊二酸对大肠杆菌的毒害
C. 发酵过程中,应将培养液置于 pH接近中性的条件下培养
D. 发酵结束后,采取适当的提取、分离和纯化措施来获得戊二酸
【答案】B
【解析】
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育,培养基的配制,灭菌、扩大培养和菌种发酵讨程、产品的分离提纯等方面。
【详解】A、玉米籽粒主要含淀粉,非粮原料(结秆、玉米芯)主要含纤维素和里胶,淀粉酶、果胶翻和纤维素酶等酶制剂可以帮助分解玉米原料为葡萄糖,以利于后续发酵过程的进行,A正确;
B、根根题意,戊二胺因不能排出大肠杆菌而对其有需害作用,所以可能要通过基因工程改造大肠杆菌,使其能够耐受或排出戊二胺,仅定期更换培养液不能解决戊二胺对大肠杆菌的毒害作用,B错误;
C、发酵过程利用的菌种是大肠杆菌(一种细菌),大肠杆菌适合在有氧,pH中性或接近中性的条件下培养,C正确;
D、相据题意,发酵产品是大肠杆菌的代谢产物,不是大肠杆菌细胞本身,所以需根据戊二胺的性质采取适当的提取分离和纯化措施来获得戊二胺,D正确。
故选B。
14. 山羊乳中β-乳球蛋白(BLG)是引起人体过敏反应的一种主要致敏原,为实现羊乳“人源化”改造,研究人员利用CRISPR/Cas9系统敲除了山羊乳腺细胞中 BLG基因,同时在相应位点导入人乳铁蛋白(hLF)基因。下图为利用该技术获得转基因山羊的操作过程。下列叙述正确的是( )
A. Cas9与限制酶作用类似,可识别DNA分子特定的核苷酸序列
B. 过程①②运用到的技术有显微注射、DNA重组技术,过程③④⑤中,运用到的技术有细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等
C. 去除细胞核的目的是确保重构胚的核遗传物质来自母羊乙成纤维细胞
D. 筛选后得到的早期胚胎细胞中没有检测到该蛋白,说明目的基因没有成功导入并表达
【答案】B
【解析】
【分析】基因工程的操作步骤:
(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钙离子处理法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测;个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】:A、Cas9蛋白可切割DNA,类似于基因工程中常用到的限制酶,但Cas9蛋白没有限制性核酸内切酶所具有的专一识别DNA分子特定核苷酸序列的特性,A错误;
B、上图过程①是基因重组,②是将目的基因导入受体细胞,用到DNA重组技术和显微注射技术;过程③是核移植,④是早期胚胎培养,⑤为胚胎移植,用到的技术有细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等,B正确;
C、去除细胞核的目的是确保重构胚的核遗传物质全部来自转基因母羊乙的成纤维细胞,C错误;
D、筛选后得到的早期胚胎细胞中没有检测到该蛋白,可能是目的基因成功导入但没有表达,D错误。
故选B。
15. 生物技术与工程学相结合,可研究、设计、加工和鉴定相应的生物工程产品。下列叙述错误的是( )
A. 二倍体植株的花药离体培养得到的单倍体植株可用于基因突变的研究
B. 由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用
C. 制备单克隆抗体时,可用96孔板对杂交瘤细胞进行克隆化培养和筛选
D. PCR产物与凝胶载样缓冲液混合注入加样孔后,需缓慢加入电泳缓冲液并没过凝胶1mm
【答案】D
【解析】
【分析】现在,用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。因为诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。
【详解】A、二倍体花药离体培养的单倍体植株只有一个染色体组,控制每种性状的基因只有一个,该基因的突变会直接影响生物的性状,因此二倍体植株的花药离体培养得到的单倍体植株可用于基因突变的研究,A正确;
B、iPS细胞为多功能干细胞,能分裂分化产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用,B正确;
C、制备单克隆抗体时,可用96孔板对杂交瘤细胞进行克隆化培养和筛选,利用的原理是抗原-抗体特异性结合,C正确;
D、将电泳缓冲液加入电泳槽中,电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜,然后将扩增的PCR产物与凝胶载样缓冲液混合注入加样孔,D错误。
故选D。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 金鱼作为我国“国鱼”有着悠久的培养历史,其耐低氧的能力明显强于其他鱼类。如图表示金鱼在低氧条件下的部分代谢过程。据图分析,下列相关叙述正确的是( )
A. 图中③过程有ATP的合成,⑤过程没有ATP的合成
B. 取出金鱼的培养液,加入酸性的重铬酸钾溶液后可能会呈现由橙色变成灰绿色的现象
C. 在缺氧环境下,金鱼不同组织细胞中参与呼吸作用的酶是相同的
D. 金鱼神经细胞无氧呼吸产生的乳酸可以经血液运输进入肌细胞转化成丙酮酸之后被继续利用,这样可以防止其对神经细胞产生毒害作用
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、金鱼细胞厌氧呼吸产生乳酸或者酒精。
2、在酸性条件下,酒精与重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色。
3、金鱼神经元无氧呼吸产生乳酸,乳酸没有排出体外,进入肝细胞转化成丙酮酸;金鱼的肝细胞无氧呼吸产生酒精,酒精被排出体外。
【详解】A、图中③过程为无氧呼吸第一阶段,有ATP的合成,⑤过程为无氧呼吸第二阶段,没有ATP的合成,A正确;
B、据图可知,金鱼肌细胞无氧呼吸的产物酒精会被排出体外,酒精与酸性的重铬酸钾溶液反应可呈现由橙色变为灰绿色的现象,B正确;
C、金鱼在神经细胞与肌细胞中无氧呼吸的产物不同,即金鱼不同组织细胞中参与呼吸作用的酶不同,C错误;
D、组织细胞无氧呼吸产生的乳酸积累过多会对细胞产生毒害作用,而金鱼神经细胞无氧呼吸的产物乳酸可经血液运输进入肌细胞形成丙酮酸后被继续利用,可防止乳酸对神经细胞的毒害,D正确。
故选ABD。
17. 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。
18. 外来组织被移植到眼或脑后不易被排斥,称为免疫豁免。这些部位通常存在血-组织屏障且缺乏淋巴回流,还可分泌免疫抑制因子。下列相关叙述错误的是( )
A. 免疫豁免为异体器官移植提供一定的理论基础
B. 免疫豁免一定程度上保护重要器官免受免疫损伤
C. 入侵眼或脑的抗原容易扩散到全身激活免疫反应
D. 眼或脑中免疫细胞或免疫活性物质相对较多而存在免疫豁免
【答案】CD
【解析】
【分析】免疫排斥是机体对移植物(异体细胞、组织或器官)通过特异性免疫应答使其破坏的过程。一般是指移植术后,受者可识别移植物抗原并产生应答,移植物中免疫细胞也可识别受者抗原组织并产生应答。
【详解】A、免疫豁免的存在为异体器官移植提供一定的理论基础,如角膜移植不会发生免疫排斥,A正确;
B、免疫豁免的存在不会使得移入的相应器官不会引起机体的免疫反应,因而在一定程度上具有保护重要器官免受免疫损伤的作用,B正确;
C、题意显示,这些部位通常存在血-组织屏障且缺乏淋巴回流,据此推测,入侵眼或脑的抗原不容易扩散到全身激活免疫反应,C错误;
D、免疫豁免区域的特征是免疫细胞和活性物质较少,即眼或脑中免疫细胞或免疫活性物质相对较少因而会存在免疫豁免,D错误。
故选CD。
19. 物种多样性与群落内物种的丰富度和均匀度相关(均匀度指群落内物种个体数目分配的均匀程度)。物种多样性的测定有三个空间尺度:α、β、γ多样性。其中,描述α多样性可用辛普森多样性指数,辛普森多样性指数是指在无限大小的群落中,随机抽取两个个体,它们属于不同物种的概率(即1-随机抽取的两个个体属于同种的概率)。β多样性反映不同群落间物种组成的差异,可用群落甲和群落乙的独有物种数之和与群落甲、乙各自的物种数之和的比值表示。现有甲、乙两个群落,其部分物种组成如下表。下列说法正确的是( )
物种丰富度
物种A数量
物种B数量
物种C数量
甲群落
80
60
10
30
乙群落
60
30
30
40
A. 不同生物群落的物种组成往往不同,群落中生物个体数目越多,物种丰富度也往往越高
B. 只考虑A、B、C这三个物种,甲、乙群落的辛普森多样性指数分别是0.66和0.54
C. 据表推测,在群落的物种数目一定时,物种均匀度越高,辛普森多样性指数越高
D. 两群落之间β多样性越高,说明两群落的共有物种数越多
【答案】C
【解析】
【分析】群落包括:物种组成、种间关系、群落的空间结构(水平结构和垂直结构)、群落的季节性、生态位、演替。 群落中的物种组成不是固定不变的。随着时间和环境的变化,原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势;原来占优势的物种液可能逐渐失去优势,甚至从群落中消失。
【详解】A、物种丰富度是指群落中物种数目的多少,而非生物个体数目多少。群落中生物个体数目多,不一定物种丰富度高,A错误;
B、首先计算甲群落中随机抽取两个个体属于同种的概率: - 甲群落中物种A有60个,物种B有10个,物种C有30个,总个体数为60 + 10+30=100个。随机抽取两个个体都为物种A的概率为(60×59)÷(100×99),都为物种B的概率为(10×9)÷(100×99),都为物种C的概率为(30×29)÷(100×99),那么随机抽取两个个体属于同种的概率为{(60×59)+(10×9)+(30×29)}÷(100×99)≈0.46,所以甲群落的辛普森多样性指数为1 - 0.46 = 0.54;同理计算乙群落的辛普森多样性指数为0.66,B错误;
C、辛普森多样性指数是指在无限大小的群落中,随机抽取两个个体,它们属于不同物种的概率(即1 - 随机抽取的两个个体属于同种的概率)。在群落的物种数目一定时,物种均匀度越高,意味着同种个体集中的情况越少,随机抽取两个个体属于同种的概率越低,那么辛普森多样性指数越高,C正确;
D、β多样性反映不同群落间物种组成的差异,两群落之间β多样性越高,说明两群落的共有物种数越少,D错误。
故选C。
20. 噬菌体生物扩增法是一种检测样本中有害菌数量的方法,原理是噬菌体能感染宿主细胞,进入宿主细胞的噬菌体将不受杀病毒剂的灭活,在裂解宿主细胞后继续在平板上感染周围指示菌,从而形成噬菌斑。现以该方法估算某样本中有害菌的数量,操作步骤及结果如下。下列分析正确的是( )
步骤
实验组
①
将一定浓度的T2噬菌体悬液0.2mL与0.1mL待测水样混合,保温约5分钟;
②
向悬液中加入0.2mL杀病毒剂和1.5mL无菌培养液;
③
将②所得培养液全部接种到长满指示菌的平板上,培养约24小时;
④
观察并计数平板上出现的透明噬菌斑数量。统计平均噬菌斑数量为73个
A. 实验中的指示菌,应选择对噬菌体敏感度高的菌种
B. 若①操作过程中保温的时间过长,会导致统计结果偏小
C. 噬菌体悬液应被充分稀释,以保证所有噬菌体都能侵染有害菌
D. 待测受污染水样中的有害菌浓度约为730个/mL
【答案】ABD
【解析】
【分析】噬菌体生物扩增法的基本原理是,让所有宿主菌都被噬菌体侵染,在宿主菌裂解前,将其接种到长满宿主菌的平板上,由于是固体培养基,裂解后释放的噬菌体难以远距离扩散,将以原宿主菌为中心产生噬菌斑,通过对噬菌斑的计数即可得到原被侵染的宿主菌数量。
【详解】A、噬菌体生物扩增法的原理是噬菌体能感染宿主细胞,进入宿主细胞的噬菌体将不受杀病毒剂的灭活,在裂解宿主细胞后继续在平板上感染周围指示菌,从而形成噬菌斑,故实验中的指示菌,应选择对噬菌体敏感度高的菌种,有利于噬菌体能感染宿主细胞,A正确;
B、步骤①中,若保温的时间过长,部分大肠杆菌裂解,而裂解出的噬菌体被杀灭,使得最终的噬菌斑数量减少,即统计结果相比于实际结果偏小,B正确;
C、噬菌体悬液不需要充分稀释,因为实验原理是每个细菌最多被一个噬菌体侵染形成噬菌斑,若充分稀释可能导致噬菌体数量过少,不能充分侵染有害菌,影响实验结果,C错误;
D、73个噬菌斑对应的是0.1mL待测水样中的活菌平均数,则待检测受污染水样中目标菌的浓度约为73÷0.1 = 730个/mL,D正确。
故选ABD。
三、非选择题:本题包括5小题,共55分。
21. 玉米是我国主要的粮食作物之一,其雌雄同株,异花受粉,雄穗位于植株的顶端,雌穗位于植株的中部。干旱胁迫会严重影响植物的生长发育,造成作物减产。某兴趣小组用浓度为20%的聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫,研究在干旱胁迫下外源油菜素内酯(BR)对玉米幼苗光合速率的影响,结果如表所示。回答下列问题:
组别
检测指标
净光合速率
气孔导度
胞间浓度
叶绿素含量
对照组
28.85
0.177
213.67
14.5
PEG组
16.03
0.126
129.44
8.5
BR组
27.12
0.294
240.94
14.3
PEG+BR组
18.56
0.174
168.52
13.2
(1)光合速率受到___________等环境因素的影响(答出2点)。在弱光下___________以椭球形的正面朝向光源,目的是___________,在强光下则以侧面朝向光源,以避免被灼伤。
(2)据表分析,与PEG组相比,PEG+BR组胞间CO2浓度较高的原因是___________,说明BR能___________(填“缓解”或“加重”)干旱胁迫对玉米光合速率的影响。从气孔导度角度分析,BR可能与玉米体内___________(填激素)的作用相拮抗。
(3)为促进玉米增产,某实验小组采用了隔行去雄、去顶叶的方法,实验分组和产量数据如图所示。
①依据顶叶、雄穗、雌穗的位置关系,推测玉米去雄能增产的原因是___________。
②下列关于实验结果的分析,正确的是___________。
A.第1顶叶的光合产物可能主要供给雄穗
B.第2、3顶叶的光合产物可能主要供给雌穗
C.去雄后适量去除顶叶,能提高玉米产量
D.去除顶叶的量与玉米产量呈负相关
【答案】(1) ①. 光照强度、温度、空气中的CO2浓度 ②. 叶绿体 ③. 接受较多的光照
(2) ①. BR促进气孔导度增大使进入叶片的CO2增多且增多量大于因光合作用消耗的CO2量 ②. 缓解 ③. 脱落酸
(3) ①. 增加了叶片光合产物向雌穗的运输 ②. ABC
【解析】
【分析】由表可知,PEG组净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度相对对照组减小,而BR组、PEG+BR组相对PEG组净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度有所上升,说明BR会促进叶片气孔开放,使进入叶肉细胞的CO2增多,提高光合速率。
【小问1详解】
光合速率受到多种环境因素的影响,其中最重要的因素是光强度、温度和空气中的CO2浓度。在弱光下叶绿体以椭球形的正面朝向光源,增加叶绿体的受光面积以最大限度吸收光能,保证高效的光合作用。光照较强时,叶绿体以侧面朝向光源,以避免被灼伤。
【小问2详解】
胞间CO2包括通过气孔从外界环境进入细胞间隙的CO2和细胞中通过呼吸作用释放的CO2,同时与PEG组相比,PEG+BR组胞间CO2浓度较高,原因是BR促使气孔导度增大导致吸收CO2增多的量大于光合作用消耗的CO2量,这说明BR能缓解干旱胁迫对玉米光合速率的影响。脱落酸可以使气孔关闭,BR使气孔打开,二者之间存在拮抗关系。
【小问3详解】
玉米的雄穗在植株的顶端,雌穗位于植株的中部,雄穗不能进行光合作用,其营养物质由顶叶运输而来,由于是隔行去雄,未去雄植株通过提供花粉实现对去雄穗植株雌穗的受精,无雄穗消耗光合产物,使光合产物更多地向雌穗运输,从而提高产量。
A、据图可知,去除第1顶叶后,D1组的产量和提高率最高,说明第1顶叶的光合产物可能主要供给雄穗,A正确;
B、去除第2、3顶叶后,与D0组相比,玉米产量和提高率降低,则第2、3顶叶的光合产物可能主要供给雌穗,B正确;
C、去雄后适量去除顶叶,能增强雌穗周边叶片的光照,从而提高产量,C正确;
D、从图中可知,去除少部分顶叶,有利于提高产量,若去除顶叶过多,会降低光合面积,减少光合产物积累,会造成玉米产量下降,D错误。
故选ABC。
22. 水稻种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳,通常糊粉层为单层活细胞,主要累积蛋白质、维生素等营养物质;淀粉胚乳为死细胞,主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。
(1)用诱变剂处理水稻幼苗,结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数___________(填“增多”或“减少”)的即为糊粉层加厚的种子,将其对应的含胚部分用培养基培养,筛选获得了三个糊粉层加厚突变体A1、A2、A3。
(2)若上述的3种不同突变体均只涉及一种隐性单基因突变。为了研究突变基因相对位置关系,进行两两杂交实验,结果如下:
根据杂交实验结果,可推断这一对性状至少由___________对等位基因所控制。突变体A2和A3的出现说明基因突变具有___________特点。
(3)突变体A1与野生型杂交,继续自交得到F2种子,观察到野生型:突变型=3∶1.利用DNA的高度保守序列(M1~M5)作为分子标记对F2植株进行分析后,将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于___________附近,对目标区域进行测序比对,发现了突变基因。
(4)由突变体A1建立稳定品系1,检测发现籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型,但结实率较低。野生型紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中,培育稳定遗传的高营养新品种。
图中①处应为___________。运用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)技术对植物进行检测,在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR,加入野生型序列和突变型序列的相应引物,两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点,完成扩增后检测产物的荧光信号(红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光)。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测,根据检测荧光信号分别从中选出应保留的植株是___________、___________(填“红色荧光信号”“绿色荧光信号”或“蓝色荧光信号”)。
【答案】(1)增多 (2) ①. 两 ②. 不定向性
(3)M4 (4) ①. 品系N ②. 绿色荧光信号 ③. 蓝色荧光信号
【解析】
【分析】基因突变:
⑴概念:是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变叫基因突变;
⑵特点:①普遍性:生物界中普遍存在;②随机性:生物个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生;③低频性:突变频率很低;④有害性:一般是有害的,少数是有利的;⑤不定向性:可以产生一个以上的等位基因。
【小问1详解】
由题意可知,通常糊粉层为单层活细胞,选育糊粉层加厚的品种是活细胞且细胞层数增多了,因此要选择的糊粉层加厚的种子应为显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数增多的种子。
【小问2详解】
突变型A1和突变型A2杂交,F1全为野生型,若只由一对等位基因控制,则不论突变型为显性还是隐性,F1都不可能全为野生型,上述的3种不同突变体均只涉及一个隐性单基因突变,因此,这一对性状至少由2对等位基因所控制,若A1的基因型为AAbb,A2与A3的基因型相同,均为aaBB。突变体A2和A3的出现说明基因突变具有不定向性的特点。
【小问3详解】
突变体A1与野生型杂交,继续自交得到F2种子,观察到野生型∶突变型=3∶1,说明该性状的遗传遵循基因分离定律;根据图2推测突变基因最可能位于发生互换重组个体数较少的区域附近,即M4附近,对目标区域进行测序比对,发现了突变基因。
【小问4详解】
①要通过图3的育种方案(杂交育种),首先是选择亲本杂交获得F1,让F1与品系N回交获得植株1,让植株1自交得到植株2,对植株2进行品质检测,最终挑选出稳定遗传的高营养新品种。②图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测,阶段1:检测结果出现红色和绿色荧光,保留出现绿色荧光信号的植株;阶段2:检测结果出现红色、绿色和蓝色荧光,保留出现蓝色荧光信号的植株。
23. 哺乳动物下丘脑A神经元和 P 神经元分别在饥饿和摄食时放电频率较高。A、P神经元的轴突进入下丘脑PVH区,分别分泌A肽和P肽。PVH神经元整合A肽、P肽信号和上游神经元的递质信号,调节摄食行为,研究者对此进行了研究。
(1)小鼠摄食过程中,脑干特定神经元被激活,其伸入PVH区的轴突末梢释放___________,使PVH 神经元膜内电位发生___________的变化,产生兴奋,控制小鼠摄食行为减慢直至停止。
(2)研究表明,小鼠摄食过程中,PVH神经元内cAMP含量升高。研究者用药物阻断PVH神经元中 cAMP 的作用,在小鼠摄食过程中,检测PVH神经元的放电频率(图1),结果表明___________,同时小鼠摄食时间和摄食量均___________(填“增加”或“减少”),说明cAMP___________,从而___________(填“促进”或“抑制”)摄食的作用。
(3)为探究A、P神经元对PVH神经元的作用,研究者将不同的光敏离子通道基因分别导入小鼠A、P神经元,用不同波长的光持续照射,使A、P神经元放电频率分别升高,检测PVH神经元中cAMP含量(图2)。
①据图2可知,A、P神经元兴奋分别使PVH神经元中的cAMP含量___________(填“降低”或“升高”)。
②与禁食状态相比,摄食状态下A神经元激活对PVH神经元cAMP含量的作用效果明显较弱,推测原因是___________。
【答案】(1) ①. (兴奋性)神经递质 ②. 由负电位变正电位
(2) ①. cAMP作用被阻断组神经元放电频率显著低于对照 ②. 增加 ③. 能提高PVH神经元的兴奋性 ④. 抑制
(3) ①. 降低、升高 ②. 摄食状态下P神经元兴奋,与A神经元对PVH神经元的作用相对抗
【解析】
【分析】神经冲动的产生:静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋传导的方向与膜内电流方向一致。
【小问1详解】
小鼠摄食过程中,脑干特定神经元被激活,其伸入PVH区的轴突末梢释放(兴奋性)神经递质。兴奋产生过程中钠离子通道开放,钠离子内流,神经元膜电位发生由内负外正变为内正外负的变化,产生兴奋。
【小问2详解】
据图可知,与对照相比,cAMP作用被阻断组神经元放电频率显著低于对照,同时小鼠摄食时间和摄食量均增加,说明cAMP有提高PVH神经元兴奋性,从而抑制摄食的作用。
【小问3详解】
①据图2可知,实验的自变量是进食状态和神经元激活类型,因变量是cAMP含量,据图可知,A、P神经元兴奋分别使PVH神经元中的cAMP含量降低、升高。
②A、P神经元兴奋分别使PVH神经元中的cAMP含量降低、升高,摄食状态下P神经元兴奋,与A神经元对PVH神经元的作用相对抗,故摄食状态下A神经元激活对PVH神经元cAMP含量的作用效果明显较弱。
24. 东部沿海地区积极发展“海洋牧场”。投放人工鱼礁和生物会影响“海洋牧场”的结构和功能,但能增加经济收入。研究人员通过数据模拟投放脉红螺种群增殖后不同密度下,脉红螺、竹蛏种群在20年间生物量的预期变化曲线,如图。已知随着脉红螺增殖后密度的提高,当模型中任何一个种群低于原始生物量的 10%时,被认为此时的脉红螺密度超出环境容纳量。请回答下列问题。
(1)人工鱼礁属于生态系统组成成分中的___________。若竹蛏为第一个低于原始生物量10%的物种,则每平方米脉红螺的环境容纳量是___________只。
(2)下表为投放人工鱼礁后海洋牧场能量流动情况([单位:如表所示,表中X代表的能量为___________,Y代表的能量值等于____________,第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率为___________(保留小数点后一位小数)。海洋牧场的生物量金字塔常呈现为上宽下窄,可能的原因是___________。
生物类型
x
传递给分解者的能量
未利用的能量
传给下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
生产者
62
8.3
?
23.0
0
初级消费者
12.5
2.5
13.0
Y
8.0
次级消费者
7.4
?
6.2
Z
15.0
三级消费者
4.7
0.8
3.3
1.8
8.0
(3)为研究海洋牧场的建立对海洋环境的影响,科研人员调查了对照区和牧场中A、B、C区中浮游动物的总丰富度(与环境的优劣呈正相关)及海水中无机氮、活性磷酸盐含量(与海水富营养化程度呈正相关),结果如下图。结果表明,海洋牧场中___________区的生态效益最佳,判断的理由是___________。
【答案】(1) ①. 非生物的物质和能量 ②. 23
(2) ①. 呼吸作用散失的能量 ②. 3×106 ③. 14.4% ④. 浮游植物个体小,繁殖快,不断被浮游动物吃掉,某一时间内其生物量可能要低于浮游动物的生物量
(3) ①. C ②. 该区域的无机氮、活性磷酸盐含量最低,而总丰富度最高
【解析】
【分析】能量流动的相关计算为:摄入的能量有两个去向:同化量+粪便量(粪便量属于上一个营养级流向分解者的能量)。同化的能量有两个去向:呼吸作用散失的能量+用于生长发育和繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量有两个去向:传递给下一个营养级+流向分解者。能量传递效率=传递给下一营养级的能量÷该营养级所同化的能量。
【小问1详解】
生态系统的组成成分有:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。人工鱼礁属于生态系统结构中的非生物的物质和能量。分析题意,当模型中任何一个种群低于原始生物量的10%时,被认为此时的脉红螺密度超出环境容纳量,由图可知,当脉红螺种群增殖后密度为24只/m2时,竹蛏种群数开始低于原始生物量10%,故每平方米脉红螺的环境容纳量是23只。
【小问2详解】
同化量=呼吸作用散失的能量+用于自身生长、发育和繁殖的能量,其中用于自身生长、发育和繁殖的能量=传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量,结合表中信息可得,X代表的能量为呼吸作用散失的能量。
根据题目信息可知此生态系统有人类干预,因此流入消费者的能量有两个来源:从上一营养级同化+外来有机物输入,结合能量计算公式:外来有机物输入+同化量=呼吸作用散失的能量+传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量,分析表中数据可得,第二营养级(初级消费者)能量计算等式为:23+8=12.5+2.5+13+Y,计算可得Y=3×106 kJ/(cm2•a)。
第三营养级(次级消费者)传给下一营养级的能量Z=4.7+0.8+3.3+1.8-8=2.6×106 kJ/(cm2•a),第三营养级的同化量=15+Y=18×106 kJ/(cm2•a),第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率=Z÷(15+Y)×100%=2.6÷18×100%≈14.4%。
由于浮游植物个体小,寿命短,不断被浮游动物吃掉,因此某一时间内其生物量可能要低于浮游动物的生物量,所以该海洋生态系统的生物量金字塔为上宽下窄。
【小问3详解】
分析题意及题图可知,与对照组相比,C区的总丰富度度(与环境的优劣呈正相关)最高,说明该区域环境较好,且海水中无机氮、活性磷酸盐含量最低,说明该区域富营养化程度低,故生态效益最佳。
25. 抗菌肽具有广谱抗细菌活性,我国研究团队成功开发了一种基于“AI生成+智能筛选”的双引擎技术平台的抗菌肽设计系统,提升了生成序列的新颖性和多样性,在医学上具有重要应用价值。下图为某实验室根据抗菌肽A和抗菌肽D的部分氨基酸序列,设计并合成了抗菌肽AD基因,然后利用菌体发酵生产。请回答下列问题。
限制酶
Bcl I
Hind III
Sal I
Sau3A I
识别序列及切割位点
T↓GATCA
A↓AGCTT
G↓TCGAC
↓GATC
注:Leu+为控制亮氨酸合成的基因,亮氨酸为酵母菌的必需氨基酸;Amp-为氨苄青霉素抗性基因,青霉素类可抑制细菌细胞壁的合成;Ol为原核细胞复制原点,O2为真核细胞复制原点。
(1)通过抗菌肽AD的氨基酸序列推测出的AD基因的碱基序列与原AD基因有差异,可能的原因是___________(答出两点)。图中的质粒还缺少的必备元件及作用是___________。
(2)研究人员在人工合成AD基因后,设计了引物Pl(正向引物,结合在AD基因的上游)和P2(反向引物,结合在AD基因的下游)进行PCR扩增。扩增后的AD基因与pC穿梭质粒构建重组质粒,所需的酶主要有___________。在P2引物中,除了构建相应限制酶的酶切序列外,还要确保翻译过程在正确位置停止。据图推测,写出P2引物的部分序列:5’___________3’(从5’端开始的12个碱基)。
(3)抗菌肽AD的生产菌可以选用___________(填“酵母菌”“大肠杆菌”“酵母菌或大肠杆菌”),原因是___________。将AD基因重组质粒导入菌体后,需用选择性培养基筛选并培养受体菌。从培养基的成分分析,与普通培养基相比,该选择性培养基应___________。
(4)为提高抗菌肽的活性,研究人员预用“AI生成+智能筛选”的双引擎技术平台对氨基酸序列重新进行设计、筛选,规模化生产。该过程是___________等生物工程的综合运用。
【答案】(1) ①. 密码子的简并性;推测的序列是编码序列无启动子、终止子、内含子;无编码终止密码子的序列(答出任意2点) ②. 终止子,终止转录
(2) ①. HindⅢ、SalI、DNA连接酶 ②. P2:5' GTCGACTTACTT3’
(3) ①. 酵母菌 ②. 抗菌肽AD具有抗细菌活性,能杀死大肠杆菌 ③. 不含亮氨酸
(4)蛋白质工程、发酵工程、(基因工程)
【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用钙离子处理法。
(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--PCR检测技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--PCR检测技术;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。
【小问1详解】
通过抗菌肽AD的氨基酸序列推测出的AD基因的碱基序列与原AD基因有差异,可能的原因是密码子具有简并性,一种氨基酸对应多种密码子或推测出的只是编码序列无内含子、启动子、终止子等。图中的质粒还缺少的必备元件是终止子,作用是终止转录。
【小问2详解】
据图可知,BclⅠ的切割位点不在启动子和终止子之间,如果用Sau3AⅠ切割,则会将BclⅠ的位点切割开,导致质粒形成两段,所以只能选用HindⅢ和SalⅠ酶,同时需要用DNA连接酶将目的基因和载体连接。由于起始密码子为AUG,说明转录的模板链为AD基因下面的一条链,转录方向为从左到右,则右侧的引物P2应当含有SalⅠ的限制酶切割序列,还要包含编码终止密码子的序列,并且与下游序列互补,故P2引物序列为5′-GTCGACTTACTT-3′。
【小问3详解】
抗菌肽具有抗菌活性,会杀死大肠杆菌,故选用的受体菌为酵母菌,从培养基的成分分析,与普通培养基相比,该选择性培养基应含氨苄青霉素,不含亮氨酸。
【小问4详解】
为提高抗菌肽的活性,研究人员预用“AI生成+智能筛选”的双引擎技术平台对氨基酸序列重新进行设计、筛选,规模化生产。该过程是基因工程、蛋白质工程、发酵工程的综合运用。
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生物
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞并被胞吞,形成的囊泡与溶酶体融合后,释放胆固醇。下列相关推测合理的是( )
A. 磷脂分子头部亲水,因而头部位于复合物表面
B. 胆固醇通过胞吞进入细胞,因而属于生物大分子
C. 球形复合物被胞吞的过程,需要高尔基体直接参与
D. 球形复合物通过胞吞进入细胞的过程,不需要膜上蛋白质的参与
2. 溶酶体膜上存在一种Ca2+激活的钾离子通道(BK),BK的激活需要细胞质基质中较高浓度的Ca2+。研究发现,K+通道和Ca2+通道(TRPML)在功能上关联。如图表示BK和TRPML参与物质运输的过程。下列叙述正确的是( )
A. 溶酶体中的K+浓度高于细胞质基质
B. TRPML作用的结果会促进BK的激活
C. BK运输K+过程中K+与BK发生特异性结合
D. Ca2+通过TRPML的过程依赖于ATP的水解供能
3. 科学家研究秀丽隐杆线虫的个体发育过程,发现EGL-1、CED-3、CED-4、CED-9是控制秀丽隐杆线虫细胞凋亡的关键基因,调控过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 细胞分化的实质是控制细胞凋亡基因的选择性表达
B. 诱导EGL-1基因突变以便阻止细胞凋亡,有利于秀丽隐杆线虫完成个体发育
C. 正常情况下,发生凋亡的秀丽隐杆线虫细胞中CED-9基因表达最高,CED-4基因则相反
D. 极端的理化因素或严重的病理性刺激引起的细胞死亡,不受细胞凋亡途径控制
4. 基因重叠现象在细菌和果蝇中均有发现,基因重叠有多种重叠方式,例如,大基因内包含小基因、前后两个基因首尾重叠,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 基因A、E、F转录时模板链相同
B. 基因A 和基因F重叠部分所编码的氨基酸序列相同
C. 基因重叠可以让有限的DNA 包含更多的遗传信息
D. 各基因重叠部分发生碱基对替换必定导致性状改变
5. 某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象称为春化作用,与FRI和FLC基因有关。温暖条件下,FRI蛋白与FLC基因结合使其表达,抑制植物开花;低温条件下,FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合,同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达。下列说法正确的是( )
A. 组蛋白不是遗传物质,其乙酰化引起的植物表型改变是不会遗传给后代的
B. 温暖条件下,FLC基因的表达可能与FRI蛋白促进其组蛋白乙酰化、泛素化等修饰有关
C. 低温条件下,组蛋白氨基酸序列发生改变而凝聚成团,FRI蛋白的含量升高
D. 春化作用的原理可能是低温通过抑制FRI基因的表达,解除对开花过程的抑制
6. 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,使细胞质中某些酶失活,抑制其细胞分裂,融合时供体只将部分染色体转移到受体中。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。下列说法错误的是( )
A. 该培育过程以花椰菜细胞作受体、黑芥细胞作供体
B. 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
C. 可选择染色体数目为16~34的再生植株进行后续育种研究
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
7. Ⅱ型糖尿病患者会出现胰岛素抵抗(IR)。IR是指正常剂量的胰岛素在机体内产生的生物学效应低于正常水平,即机体对胰岛素敏感性降低。下图表示胰岛素与受体结合后,通过胰岛素受体介导细胞内发生一系列信号转导的过程。下列叙述错误的是( )
A. 血糖浓度升高会使胰岛素的分泌量增加,同时会抑制胰高血糖素的分泌
B. 胰岛素可通过抑制肝细胞膜上葡萄糖转运蛋白数量的增加,从而降低血糖
C. 部分Ⅱ型糖尿病患者发生IR 的原因可能是体内产生了抗胰岛素受体的抗体
D. 胰岛素可促进葡萄糖氧化分解、并能促进肝糖原和肌糖原的合成
8. 研究证明,下丘脑的体温调定点高低决定体温高低。正常情况下,恒温动物的体温调定点相对恒定。下图为持续寒冷刺激下人体维持体温调定点稳定的部分过程,已知UCP-1增加会导致ATP合成减少。下列说法错误的是( )
A. 甲亢患者会出现四肢无力的症状
B. 持续寒冷刺激使去甲肾上腺素分泌增加的调节方式是神经—体液调节
C. 影响UCP-1基因表达的信号分子有甲状腺激素、去甲肾上腺素和cAMP
D. 人体感染病原体后,体温调定点升高,刺激冷觉感受器兴奋,传导到大脑皮层产生冷觉
9. 为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5cm长的部位(茎芽),置于培养液中无菌培养(图1)。实验分为A、B、C三组,分别培养至第1、8、15天,每组再用适宜浓度的激素处理30天,测量茎芽长度,结果见图。下列说法正确的是( )
A. 用适宜浓度的IAA处理图1中的菟丝子茎芽时,应该添加在培养液中并摇匀
B. 图3中菟丝子会缠绕寄主生长是因为菟丝子茎内侧IAA分布更多引起的
C. 图2数据显示,GA3、IAA对离体茎芽的伸长生长都表现出明显促进作用,但GA3的促进作用最显著
D. 激素调节只是植物生命活动调节的一部分,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
10. 为加大对濒危物种华北豹的保护,我国建立了自然保护区,随着生态环境的改善,华北豹数量稳步增加。华北豹偏好出没于野猪及野兔频繁活动的地区,因华北豹个体花纹具有唯一性,可采用红外触发相机调查其种群密度,统计某地华北豹的数量如下表。下列说法正确的是( )
时间
个体识别总数量(只)
新识别个体数量(只)
第一年
12
12
第二年
8
1
第三年
12
7
第四年
10
3
A. 通过改变性别比例进而改变出生率和死亡率间接影响华北豹的种群密度
B. 据表所知,该地四年累计发现华北豹的数量约为23 只
C. 分析华北豹的生态位通常要研究其栖息地、食物、出现频率以及与其他物种的关系
D. 野兔作为信息源为华北豹提供捕食信息,二者之间的能量传递效率约为10%-20%
11. CSR植物生活史理论将处于不同环境下的各种植物适应环境对策分为三种类型:竞争型对策C、耐受型对策S、杂草型对策R。该理论认为影响植物对策选择的两个重要因素是生境干扰程度和生境胁迫强度,如图所示。下列说法错误的是( )
A. 从植物对策选择的两个重要因素分析,植物的生境共有3种类型
B. 资源贫乏的环境中进行生态修复,应选择S对策植物作为先锋植物
C. 过度放牧会通过增加生境干扰程度,导致植物以R对策适应环境
D. C对策植物的竞争能力强,乡间小路几乎不被踩踏的地方,生长着茎秆较高的狗尾草符合该对策
12. “碳汇”是指吸收大气中CO2的过程或活动,“碳源”是指向大气释放CO2的过程。某湿地早年受周边农业和城镇稠密人口的影响,常年处于CO2过饱和状态。经治理后,该湿地生态系统每年的有机碳分解量低于生产者有机碳的合成量,实现了碳的零排放。下列叙述错误的是( )
A. 提高湿地生态系统土壤中有机碳储存量,利于实现碳的零排放
B. “碳汇”和“碳源”使人工林中的碳在生物群落中发生碳循环
C. 湿地治理过程中,低碳生活和无废弃物农业可减小生态足迹,缓解碳排放
D. 遵循自生原理,在修复过程中提高水生植物的多样性有助于增加碳汇,这体现了生物多样性的间接价值
13. 某实验室通过改良发酵工艺,利用大肠杆菌将玉米转化为戊二酸,再将戊二酸转化为尼龙布的过程,实现了“把玉米变成衣服”,如图所示。其中,戊二酸不能从大肠杆菌体内排出,且对细胞有毒害作用。下列叙述不正确的是( )
A. 该工业生产中要使用淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等酶制剂
B. 发酵时定期更换培养液,能降低戊二酸对大肠杆菌的毒害
C. 发酵过程中,应将培养液置于 pH接近中性的条件下培养
D. 发酵结束后,采取适当的提取、分离和纯化措施来获得戊二酸
14. 山羊乳中β-乳球蛋白(BLG)是引起人体过敏反应的一种主要致敏原,为实现羊乳“人源化”改造,研究人员利用CRISPR/Cas9系统敲除了山羊乳腺细胞中 BLG基因,同时在相应位点导入人乳铁蛋白(hLF)基因。下图为利用该技术获得转基因山羊的操作过程。下列叙述正确的是( )
A. Cas9与限制酶作用类似,可识别DNA分子特定的核苷酸序列
B. 过程①②运用到的技术有显微注射、DNA重组技术,过程③④⑤中,运用到的技术有细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等
C. 去除细胞核的目的是确保重构胚的核遗传物质来自母羊乙成纤维细胞
D. 筛选后得到的早期胚胎细胞中没有检测到该蛋白,说明目的基因没有成功导入并表达
15. 生物技术与工程学相结合,可研究、设计、加工和鉴定相应的生物工程产品。下列叙述错误的是( )
A. 二倍体植株的花药离体培养得到的单倍体植株可用于基因突变的研究
B. 由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用
C. 制备单克隆抗体时,可用96孔板对杂交瘤细胞进行克隆化培养和筛选
D. PCR产物与凝胶载样缓冲液混合注入加样孔后,需缓慢加入电泳缓冲液并没过凝胶1mm
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 金鱼作为我国“国鱼”有着悠久的培养历史,其耐低氧的能力明显强于其他鱼类。如图表示金鱼在低氧条件下的部分代谢过程。据图分析,下列相关叙述正确的是( )
A. 图中③过程有ATP的合成,⑤过程没有ATP的合成
B. 取出金鱼的培养液,加入酸性的重铬酸钾溶液后可能会呈现由橙色变成灰绿色的现象
C. 在缺氧环境下,金鱼不同组织细胞中参与呼吸作用的酶是相同的
D. 金鱼神经细胞无氧呼吸产生的乳酸可以经血液运输进入肌细胞转化成丙酮酸之后被继续利用,这样可以防止其对神经细胞产生毒害作用
17. 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
18. 外来组织被移植到眼或脑后不易被排斥,称为免疫豁免。这些部位通常存在血-组织屏障且缺乏淋巴回流,还可分泌免疫抑制因子。下列相关叙述错误的是( )
A. 免疫豁免为异体器官移植提供一定的理论基础
B. 免疫豁免一定程度上保护重要器官免受免疫损伤
C. 入侵眼或脑的抗原容易扩散到全身激活免疫反应
D. 眼或脑中免疫细胞或免疫活性物质相对较多而存在免疫豁免
19. 物种多样性与群落内物种的丰富度和均匀度相关(均匀度指群落内物种个体数目分配的均匀程度)。物种多样性的测定有三个空间尺度:α、β、γ多样性。其中,描述α多样性可用辛普森多样性指数,辛普森多样性指数是指在无限大小的群落中,随机抽取两个个体,它们属于不同物种的概率(即1-随机抽取的两个个体属于同种的概率)。β多样性反映不同群落间物种组成的差异,可用群落甲和群落乙的独有物种数之和与群落甲、乙各自的物种数之和的比值表示。现有甲、乙两个群落,其部分物种组成如下表。下列说法正确的是( )
物种丰富度
物种A数量
物种B数量
物种C数量
甲群落
80
60
10
30
乙群落
60
30
30
40
A. 不同生物群落的物种组成往往不同,群落中生物个体数目越多,物种丰富度也往往越高
B. 只考虑A、B、C这三个物种,甲、乙群落的辛普森多样性指数分别是0.66和0.54
C. 据表推测,在群落的物种数目一定时,物种均匀度越高,辛普森多样性指数越高
D. 两群落之间β多样性越高,说明两群落的共有物种数越多
20. 噬菌体生物扩增法是一种检测样本中有害菌数量的方法,原理是噬菌体能感染宿主细胞,进入宿主细胞的噬菌体将不受杀病毒剂的灭活,在裂解宿主细胞后继续在平板上感染周围指示菌,从而形成噬菌斑。现以该方法估算某样本中有害菌的数量,操作步骤及结果如下。下列分析正确的是( )
步骤
实验组
①
将一定浓度的T2噬菌体悬液0.2mL与0.1mL待测水样混合,保温约5分钟;
②
向悬液中加入0.2mL杀病毒剂和1.5mL无菌培养液;
③
将②所得培养液全部接种到长满指示菌的平板上,培养约24小时;
④
观察并计数平板上出现的透明噬菌斑数量。统计平均噬菌斑数量为73个
A. 实验中的指示菌,应选择对噬菌体敏感度高的菌种
B. 若①操作过程中保温的时间过长,会导致统计结果偏小
C. 噬菌体悬液应被充分稀释,以保证所有噬菌体都能侵染有害菌
D. 待测受污染水样中的有害菌浓度约为730个/mL
三、非选择题:本题包括5小题,共55分。
21. 玉米是我国主要的粮食作物之一,其雌雄同株,异花受粉,雄穗位于植株的顶端,雌穗位于植株的中部。干旱胁迫会严重影响植物的生长发育,造成作物减产。某兴趣小组用浓度为20%的聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫,研究在干旱胁迫下外源油菜素内酯(BR)对玉米幼苗光合速率的影响,结果如表所示。回答下列问题:
组别
检测指标
净光合速率
气孔导度
胞间浓度
叶绿素含量
对照组
28.85
0.177
213.67
14.5
PEG组
16.03
0.126
129.44
8.5
BR组
27.12
0.294
240.94
14.3
PEG+BR组
18.56
0.174
168.52
13.2
(1)光合速率受到___________等环境因素的影响(答出2点)。在弱光下___________以椭球形的正面朝向光源,目的是___________,在强光下则以侧面朝向光源,以避免被灼伤。
(2)据表分析,与PEG组相比,PEG+BR组胞间CO2浓度较高的原因是___________,说明BR能___________(填“缓解”或“加重”)干旱胁迫对玉米光合速率的影响。从气孔导度角度分析,BR可能与玉米体内___________(填激素)的作用相拮抗。
(3)为促进玉米增产,某实验小组采用了隔行去雄、去顶叶的方法,实验分组和产量数据如图所示。
①依据顶叶、雄穗、雌穗的位置关系,推测玉米去雄能增产的原因是___________。
②下列关于实验结果的分析,正确的是___________。
A.第1顶叶的光合产物可能主要供给雄穗
B.第2、3顶叶的光合产物可能主要供给雌穗
C.去雄后适量去除顶叶,能提高玉米产量
D.去除顶叶的量与玉米产量呈负相关
22. 水稻种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳,通常糊粉层为单层活细胞,主要累积蛋白质、维生素等营养物质;淀粉胚乳为死细胞,主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。
(1)用诱变剂处理水稻幼苗,结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数___________(填“增多”或“减少”)的即为糊粉层加厚的种子,将其对应的含胚部分用培养基培养,筛选获得了三个糊粉层加厚突变体A1、A2、A3。
(2)若上述的3种不同突变体均只涉及一种隐性单基因突变。为了研究突变基因相对位置关系,进行两两杂交实验,结果如下:
根据杂交实验结果,可推断这一对性状至少由___________对等位基因所控制。突变体A2和A3的出现说明基因突变具有___________特点。
(3)突变体A1与野生型杂交,继续自交得到F2种子,观察到野生型:突变型=3∶1.利用DNA的高度保守序列(M1~M5)作为分子标记对F2植株进行分析后,将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于___________附近,对目标区域进行测序比对,发现了突变基因。
(4)由突变体A1建立稳定品系1,检测发现籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型,但结实率较低。野生型紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中,培育稳定遗传的高营养新品种。
图中①处应为___________。运用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)技术对植物进行检测,在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR,加入野生型序列和突变型序列的相应引物,两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点,完成扩增后检测产物的荧光信号(红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光)。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测,根据检测荧光信号分别从中选出应保留的植株是___________、___________(填“红色荧光信号”“绿色荧光信号”或“蓝色荧光信号”)。
23. 哺乳动物下丘脑A神经元和 P 神经元分别在饥饿和摄食时放电频率较高。A、P神经元的轴突进入下丘脑PVH区,分别分泌A肽和P肽。PVH神经元整合A肽、P肽信号和上游神经元的递质信号,调节摄食行为,研究者对此进行了研究。
(1)小鼠摄食过程中,脑干特定神经元被激活,其伸入PVH区的轴突末梢释放___________,使PVH 神经元膜内电位发生___________的变化,产生兴奋,控制小鼠摄食行为减慢直至停止。
(2)研究表明,小鼠摄食过程中,PVH神经元内cAMP含量升高。研究者用药物阻断PVH神经元中 cAMP 的作用,在小鼠摄食过程中,检测PVH神经元的放电频率(图1),结果表明___________,同时小鼠摄食时间和摄食量均___________(填“增加”或“减少”),说明cAMP___________,从而___________(填“促进”或“抑制”)摄食的作用。
(3)为探究A、P神经元对PVH神经元的作用,研究者将不同的光敏离子通道基因分别导入小鼠A、P神经元,用不同波长的光持续照射,使A、P神经元放电频率分别升高,检测PVH神经元中cAMP含量(图2)。
①据图2可知,A、P神经元兴奋分别使PVH神经元中的cAMP含量___________(填“降低”或“升高”)。
②与禁食状态相比,摄食状态下A神经元激活对PVH神经元cAMP含量的作用效果明显较弱,推测原因是___________。
24. 东部沿海地区积极发展“海洋牧场”。投放人工鱼礁和生物会影响“海洋牧场”的结构和功能,但能增加经济收入。研究人员通过数据模拟投放脉红螺种群增殖后不同密度下,脉红螺、竹蛏种群在20年间生物量的预期变化曲线,如图。已知随着脉红螺增殖后密度的提高,当模型中任何一个种群低于原始生物量的 10%时,被认为此时的脉红螺密度超出环境容纳量。请回答下列问题。
(1)人工鱼礁属于生态系统组成成分中的___________。若竹蛏为第一个低于原始生物量10%的物种,则每平方米脉红螺的环境容纳量是___________只。
(2)下表为投放人工鱼礁后海洋牧场能量流动情况([单位:如表所示,表中X代表的能量为___________,Y代表的能量值等于____________,第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率为___________(保留小数点后一位小数)。海洋牧场的生物量金字塔常呈现为上宽下窄,可能的原因是___________。
生物类型
x
传递给分解者的能量
未利用的能量
传给下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
生产者
62
8.3
?
23.0
0
初级消费者
12.5
2.5
13.0
Y
8.0
次级消费者
7.4
?
6.2
Z
15.0
三级消费者
4.7
0.8
3.3
1.8
8.0
(3)为研究海洋牧场的建立对海洋环境的影响,科研人员调查了对照区和牧场中A、B、C区中浮游动物的总丰富度(与环境的优劣呈正相关)及海水中无机氮、活性磷酸盐含量(与海水富营养化程度呈正相关),结果如下图。结果表明,海洋牧场中___________区的生态效益最佳,判断的理由是___________。
25. 抗菌肽具有广谱抗细菌活性,我国研究团队成功开发了一种基于“AI生成+智能筛选”的双引擎技术平台的抗菌肽设计系统,提升了生成序列的新颖性和多样性,在医学上具有重要应用价值。下图为某实验室根据抗菌肽A和抗菌肽D的部分氨基酸序列,设计并合成了抗菌肽AD基因,然后利用菌体发酵生产。请回答下列问题。
限制酶
Bcl I
Hind III
Sal I
Sau3A I
识别序列及切割位点
T↓GATCA
A↓AGCTT
G↓TCGAC
↓GATC
注:Leu+为控制亮氨酸合成的基因,亮氨酸为酵母菌的必需氨基酸;Amp-为氨苄青霉素抗性基因,青霉素类可抑制细菌细胞壁的合成;Ol为原核细胞复制原点,O2为真核细胞复制原点。
(1)通过抗菌肽AD的氨基酸序列推测出的AD基因的碱基序列与原AD基因有差异,可能的原因是___________(答出两点)。图中的质粒还缺少的必备元件及作用是___________。
(2)研究人员在人工合成AD基因后,设计了引物Pl(正向引物,结合在AD基因的上游)和P2(反向引物,结合在AD基因的下游)进行PCR扩增。扩增后的AD基因与pC穿梭质粒构建重组质粒,所需的酶主要有___________。在P2引物中,除了构建相应限制酶的酶切序列外,还要确保翻译过程在正确位置停止。据图推测,写出P2引物的部分序列:5’___________3’(从5’端开始的12个碱基)。
(3)抗菌肽AD的生产菌可以选用___________(填“酵母菌”“大肠杆菌”“酵母菌或大肠杆菌”),原因是___________。将AD基因重组质粒导入菌体后,需用选择性培养基筛选并培养受体菌。从培养基的成分分析,与普通培养基相比,该选择性培养基应___________。
(4)为提高抗菌肽的活性,研究人员预用“AI生成+智能筛选”的双引擎技术平台对氨基酸序列重新进行设计、筛选,规模化生产。该过程是___________等生物工程的综合运用。
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