精品解析:2025届广东实验中学高三下学期考前适应性考试生物试题B卷
2025-07-07
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.78 MB |
| 发布时间 | 2025-07-07 |
| 更新时间 | 2025-08-26 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52937545.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
生物学
一.选择题:本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4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. 人工智能AlphaFold可以帮助科学家对蛋白质的空间结构进行预测。科学家需要为AlphaFold提供蛋白质的( )
A. 氨基酸种类 B. 氨基酸序列
C. 肽键数目 D. 各种元素的比例
【答案】ABC
【解析】
【分析】蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链,一条或几条肽链盘曲折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质,蛋白质结构多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构不同有关,根本原因是DNA分子的多样性。
【详解】A、组成蛋白质的氨基酸的种类会影响蛋白质的空间结构,因此氨基酸的种类是科学家需要为AlphaFold提供的因素,A正确;
B、组成蛋白质的氨基酸的序列会影响蛋白质的空间结构,因此氨基酸的序列也是科学家需要为AlphaFold提供的因素,B正确;
C、组成蛋白质的氨基酸的数目会影响蛋白质的肽键数目,进而会影响蛋白质的空间结构,因此肽键数目也是科学家需要为AlphaFold提供的因素,C正确;
D、组成蛋白质的各种元素的比例无法直接影响蛋白质的空间结构,不符合题意,D错误。
故选ABC。
2. 五彩缤纷的月季是人们喜欢的观赏植物,其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验,难以达成目的的是( )
①用花瓣细胞观察质壁分离现象
②用花瓣大量提取叶绿素和花青素
③探索生长素促进其插条生根的最适浓度
④用斐林试剂鉴定花瓣细胞液泡中的还原性糖
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
【答案】D
【解析】
【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,液泡逐渐缩小,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,即发生了质壁分离。
【详解】①花瓣细胞含有中央大液泡,液泡中含有花青素,因此可用花瓣细胞观察质壁分离现象,①错误;
②花瓣含花青素,而不含叶绿素,因此不能用花瓣提取叶绿素,②正确;
③生长素能促进月季的茎段生根,可利用月季的茎段为材料来探索生长素促进其插条生根的最适浓度,③错误;
④花瓣细胞有颜色,不适宜用于还原糖的鉴定,有颜色干扰,④正确。
故选D。
3. 茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后,随着植物的生长,吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白,硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述正确的是( )
A. 硒酸盐主要以化合物的形式才能被根细胞吸收
B. 硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系
C. 硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白
D. 利用转运蛋白抑制剂可确定硒酸盐的运输方式
【答案】B
【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、硒酸盐是无机盐,必须以离子的形式才能被根细胞吸收,A错误;
B、根据题意,由于根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐,故硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系,B正确;
C、硒蛋白从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的,故不需转运蛋白,C错误;
D、利用呼吸抑制剂处理根细胞,根据处理前后根细胞吸收硒酸盐的量可推测硒酸盐的吸收方式,而利用转运蛋白抑制剂无法确定硒酸盐的运输方式,因为协助扩散和主动运输均需要转运蛋白的参与,D错误。
故选B。
4. “没熟的果实不好吃,成熟的果实容易坏”,这种现象与植物激素茉莉酸和乙烯的先后作用有关。在未成熟的果实中,高浓度的茉莉酸促使细胞合成多种对动物和微生物有害的防御性物质,同时让果子酸涩难咽;当果实开始成熟,含量升高的乙烯在激活“色香味”品质相关基因的表达,同时还激活茉莉酸分解代谢基因的表达,从而消减茉莉酸介导的防御性反应。据此分析,下列说法错误的是( )
A. 茉莉酸使果实“不好吃”有利于未成熟的果实中的种子继续正常发育
B. 乙烯介导形成的“色香味”品质能吸引动物取食,有助于种子的传播
C. 成熟果实容易坏,其意义在于通过微生物使果实腐烂进而促进种子萌发
D. 增强乙烯激活的茉莉酸代谢基因的表达,有望获得好吃又不易坏的果子
【答案】D
【解析】
【分析】植物激素指的是在植物体内合成,从产生部位运输到作用部位,并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量有机物。
【详解】A、在未成熟的果实中,高浓度的茉莉酸促使细胞合成多种对动物和微生物有害的防御性物质,同时让果子酸涩难咽,茉莉酸使果实“不好吃”有利于未成熟的果实中的种子继续正常发育,A正确;
B、含量升高的乙烯在激活“色香味”品质相关基因的表达,乙烯介导形成的“色香味”品质能吸引动物取食,有助于种子随动物粪便排出而传播,B正确;
C、成熟果实容易坏,其意义在于通过微生物使果实腐烂进而促进种子萌发,是生物适应环境的表现之一,C正确;
D、乙烯能够促进果实成熟,增强乙烯激活的茉莉酸代谢基因的表达,可以获得好吃的果子,但不能获得不易坏的果子,D错误。
故选D。
5. 下列有关遗传规律相关叙述,正确的是( )
A. 性别受性染色体控制而与基因无关
B. 花粉鉴定法可直接检验杂合子高茎植株产生的两种比例为1:1的配子
C. 减数分裂I后期等位基因分离的同时,非等位基因自由组合
D. “一母生九子,九子各不同”的原因既有双亲产生的配子具有多样性,也有受精时卵细胞和精子结合的随机性
【答案】D
【解析】
【分析】1、基因重组的类型:
(1)自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合;
(2)交叉互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。
2、亲子代生物之间染色体数目保持稳定的原因:减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半,再通过受精作用,受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目,这就保证了亲子代生物之间染色体数目的稳定。
【详解】A、性染色体能决定性别的主要原因是控制性别的基因位于性染色体上,A错误;
B、花粉鉴定法可直接检验杂合子植株产生的与花粉性状相关的两种比例为1:1的配子,B错误;
C、减数分裂Ⅰ后期等位基因分离的同时,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,C错误;
D、“一母生九子,九子各不同”的原因既有双亲产生的配子具有多样性,也有受精时卵细胞和精子结合的随机性,D正确。
故选D。
6. 真核生物线粒体基质内的DNA是双链闭合环状分子,外环为H链,内环为L链。大体过程为:先以L链为模板,合成一段RNA引物(最后它会被切掉,用新合成的DNA片段来填补),然后在酶的作用下合成新的H链片段,当H链合成2/3时,新的L链开始合成,如图所示。下列关于线粒体DNA的叙述,正确的是( )
A. DNA内外环的复制是不同步的,但子链都是从3′端向5′端延伸
B. DNA分子中的磷酸二酯键数目、脱氧核苷酸数目和DNA合成过程中脱水数相等
C. 推测DNA复制时需要RNA聚合酶、DNA聚合酶和DNA连接酶等
D. 用15N只标记亲代DNA,复制n次后含14N/15N的DNA占总数的1/2n
【答案】C
【解析】
【分析】1、环状DNA分子没有游离的磷酸基团,环状DNA分子中磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同;
2、DNA复制的条件:(1)、DNA复制需要模板、原料、能量、酶等条件;(2)、DNA复制是边解旋边复制、半保留复制;(3)、DNA复制时,子链只能从5'端向3'端延伸,两条子链的延伸方向相反。
【详解】A、根据题干信息“先以L链为模板,合成一段RNA引物,然后在酶的作用下合成新的H链片段,当H链合成2/3时,新的L链开始合成”,所以两条链复制不是同步进行的,DNA复制时,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的,因此以1链和2链为模板合成子链的方向都是5′端→3′端,A错误;
B、由于形成的DNA分子是环状的,因此子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同,但由于在该DNA复制过程中,先合成了一段RNA序列作为因为,利用核糖核苷酸合成RNA的过程中也要生成水,所以DNA分子中的磷酸二酯键数目、脱氧核苷酸数与生成水的数目是不等的,B错误;
C、DNA复制需要先合成合成一段RNA引物,所以需要RNA聚合酶,同时需要DNA聚合酶合成脱氧核苷酸长链,需要DNA连接酶将DNA片段连接,C正确;
D、若15N标记的DNA放在14N的培养液中复制n次得到2n个DNA分子,由于DNA是半保留复制,新合成的子代DNA中含15N的有2个,故14N/15N的DNA占2/2n,D错误。
故选C
7. 生物科学发现史上有很多以狗为实验材料的经典实验,下列有关叙述不正确的是( )
A. 科学家手术摘除成年狗的甲状腺,会出现行动呆笨迟缓、精神萎靡等症状,证明甲状腺与神经系统的兴奋性有关
B. 班廷和贝斯特将狗的胰腺导管结扎至胰脏萎缩后制成滤液,将滤液注射给切除胰脏的狗,结果狗不出现糖尿病症状,发现了胰岛素通过导管分泌后降低血糖
C. 沃泰默直接将稀盐酸注入狗的血液,未引起胰液的分泌,说明促进胰液分泌的化学物质不是稀盐酸
D. 斯他林将狗的小肠黏膜与稀盐酸混合磨碎,制成提取液注射到同一只狗的血液中,结果引起了胰液的分泌,命名提取液中的化学物质为促胰液素,进而发现激素调节
【答案】B
【解析】
【分析】甲状腺激素是由甲状腺分泌的,生理作用是:一是调节体内的有机物代谢;二是促进生长和发育;三是提高神经的兴奋性。
【详解】A、甲状腺激素是由甲状腺分泌的,生理作用是,一是调节体内的有机物代谢;二是促进生长和发育;三是提高神经的兴奋性。科学家手术摘除成年狗的甲状腺,会出现行动呆笨迟缓、精神萎靡等症状,证明甲状腺与神经系统的兴奋性有关,A正确;
B、班延和贝斯特将狗的胰液管结扎至胰脏萎缩后制成滤液,将滤液注射给切除胰脏的狗,结果狗不出现糖尿病症状,发现了胰岛素通过胰岛分泌释放,胰岛素不通过导管分泌,导管结扎后胰蛋白酶不能分解胰岛素,B错误;
C、沃泰默直接将稀盐酸注入狗的血液,未引起胰液的分泌,说明促进胰液分泌的化学物质不是稀盐酸,C正确;
D、为验证“在盐酸的作用下,小肠黏膜细胞分泌了某种化学物质,这种化学物质经血液循环运到胰腺,能够促进胰液的分泌”这一假说,斯他林做了如下实验,把狗的一段小肠剪下,刮下黏膜,将小肠黏膜与稀盐酸混合磨碎,制成提取液注射到同一只狗的血液中,结果引起了胰液的分泌,命名提取液中的化学物质为促胰液素,此过程没有神经系统的参与,进而发现激素调节,D正确。
故选B。
8. 如图为神经—肌肉连接示意图,以下分析不正确的是( )。
A. 刺激图中的肌肉,电流表的指针将偏转2次
B. 刺激M点引起的肌肉收缩不属于反射现象
C. 兴奋传到突触后膜时发生的信号变化是电信号―→化学信号
D. 刺激N点电流表指针只发生1次偏转
【答案】C
【解析】
【详解】A、肌肉可作为感受器,刺激感受器,电流表的指针发生两次方向相反的偏转,A正确;
B、反射需有完整的反射弧,刺激M点引起的肌肉收缩不经过完整的反射弧,故不属于反射现象,B正确;
C、兴奋在突触后膜处信号变化是化学信号―→电信号,C错误;
D、刺激N点,兴奋不能传至M点,电流表指针只发生一次偏转,D正确。
故选C。
9. 生态学家在研究动物种群数量变化时发现,动物种群有一个合适的种群密度,种群密度过大或过小都不利于种群增长,这种现象被称为阿利氏规律。如图为某山地云南兔种群的出生率和死亡率随种群数量的变化曲线。下列叙述错误的是( )
A. 图中曲线I、Ⅱ分别表示云南兔出生率和死亡率
B. 从图中可看出该云南兔种群的K值为160只
C. 当该云南兔种群数量小于40只时,在自然状态下该种群会逐渐消亡
D. 依据阿利氏规律,一定程度的集群分布是动物长期生存的必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】种群的数量特征包括种群密度、年龄结构、性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率,种群密度是种群最基本的数量特征。
【详解】A、据图可知,曲线Ⅰ随着种群数量增加,死亡率是逐渐增加的,且种群数量小于40只或大于160只时,曲线Ⅰ都在曲线Ⅱ之上,据题干信息可知,种群密度过大或过小都不利于种群增长,则图中曲线Ⅰ表示死亡率,曲线Ⅱ表示出生率,A错误;
B、分析曲线可知,当种群数量为160只时,出生率等于死亡率,K值为160只,B正确;
C、由图可知,当该动物的种群数量小于40只时,由于种群数量太小,死亡率大于出生率,而种群的延续需要有一定的个体数量为基础,因而在自然状态下该种群会逐渐消亡,C正确;
D、根据阿利氏规律可知,集群分布有利于个体交配和繁殖,有利于结群防卫以及降低被捕食的几率,有利于对食物搜索与利用,有利于抵御不利环境,因而一定程度的集群分布是动物长期生存的必要条件,D正确。
故选A。
10. 2024年11月28日,环绕塔克拉玛干沙漠边缘的绿色阻沙防护带实现全面“合龙”,构建起“固沙+阻沙”综合防治体系。其中的“草方格”固沙技术,是将麦草插入沙丘固定流沙,固定区内原有的沙生植物种子萌发、生长,逐渐形成群落。下列叙述不正确的是( )
A. 在未经人工种植的“草方格”内,植物定植、群落形成过程属于初生演替
B. 采用“草方格”技术进行流沙固定、恢复植被遵循生态工程的自生原理
C. 在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物遵循生态工程的协调原理
D. 实施“草方格”生态工程促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现
【答案】A
【解析】
【分析】生态工程以生态系的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态系基本原理。
【详解】A、初生演替是指在原本没有任何生命存在的环境中(如裸露的岩石、沙丘等)植物群落的形成过程。在“草方格”技术中,麦草是人为插入的,而且沙丘本身就有原生植物的种子,所以这个过程并非从零开始的自然演替,而更接近于次生演替,A错误;
B、自生原理是指通过模拟自然过程,使植物自行生长、繁殖和恢复生态系统。在“草方格”技术中,通过人工插入麦草固定流沙,并利用原有沙生植物种子来恢复植被,实际上是遵循了自然生态自我恢复的原理,B正确;
C、协调原理强调不同物种之间的相互作用与合作,以实现生态系统的稳定性。在“草方格”技术中,种植沙拐枣、梭梭等沙生植物是为了利用这些植物的抗旱、固沙特性,帮助恢复生态系统的功能,这确实符合生态工程的协调原理,C正确;
D、“草方格”技术的主要目的是固定流沙、恢复植被,防止沙漠化扩展,并通过植物的生长改善水土保持、防风固沙功能,D正确。
故选A。
11. 味精的主要成分是谷氨酸钠,其生产工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 用于生产的优良谷氨酸棒状杆菌可以通过诱变育种获得
B. 谷氨酸棒状杆菌的主要碳源、氮源分别是葡萄糖、尿素
C. 谷氨酸棒状杆菌的呼吸方式和乳酸菌不同
D. 发酵过程中应控制发酵液的pH为酸性条件
【答案】D
【解析】
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面,发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。
【详解】A、诱变育种可以诱导生物发生基因突变,从而产生优良性状,可用于获得用于生产的优良谷氨酸棒状杆菌,A正确;
B、从小麦、大米等淀粉类谷物糖化可得到葡萄糖,为谷氨酸棒状杆菌提供碳源,尿素提供氮源,B正确;
C、谷氨酸棒状杆菌为需氧型细菌,进行有氧呼吸;乳酸菌为厌氧型细菌,进行无氧呼吸,它们的呼吸方式不同,C正确;
D、谷氨酸的发酵生产在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸,在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,D错误。
故选D。
12. 生物技术运用于战争或恐怖活动,则后果将更为可怕,下列关于生物武器及相关约定的阐述中,错误的是( )
A. 生物武器与常规武器相比具有传染性强、不易被发现、不受自然条件影响等特点
B. 生物武器的类型包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
C. 转基因微生物制成的生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点
D. 我国对于生物武器,采取的态度是不发展、不生产、不储存生物武器、并反对生物武器及其技术和设备的扩散
【答案】A
【解析】
【分析】生物武器种类:包括致病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌等。把这些病原体直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方,可以对军队和平民造成大规模杀伤后果。
生物武器的特点:1、单位面积效应大;2、有特定的伤害对象;3、具有传染性;4、危害时间久;5、不易被发现和鉴定;6、使用者本身易受伤害;7、生物武器造价低,技术难度不大,隐秘性强,可以在任何地方研制和生产。
生物武器的局限性:1、生物武器主要指病原微生物,所以它们的生存、繁殖、死亡易受环境条件(如温度)的影响。 2、还受地形、风向等多种条件影响. 3、生物武器使用时不易控制,使用不当可危害本方安全。
详解】A、生物武器与常规武器相比具有传染性强、不易被发现等特点,但容易受地形、风向等多种自然条件影响,A错误;
B、生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组致病菌等,B正确;
C、转基因微生物制成的生物武器往往是人类从来没有接触过的致病菌,可能让大批受感染者突然发病而无药可医,因此该类生物武器据目前具有人类难以预防和治疗的特点,C正确;
D、我国对于生物武器采取的态度是不发展、不生产、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散,D正确。
故选A。
13. 如图为细胞的生命历程图,其中甲~辛表示相关生理过程。下列描述中合理的是( )
A. 甲过程代表有丝分裂,乙过程中细胞的遗传物质发生改变导致不同细胞的产生
B. 丙过程的发生是由于致癌因子使抑癌基因突变成原癌基因并表达的结果
C. 丁过程与基因表达有关,只发生在胚胎发育过程中,并与戊过程有区别
D. 己过程中细胞内水分减少,多种酶活性降低,细胞核体积增大
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,甲是有丝分裂、乙、庚和辛是细胞分化、丙是细胞癌变、丁是细胞凋亡、戊是细胞坏死、已是细胞衰老。
【详解】A、甲是有丝分裂过程,乙是细胞分化,细胞分化的实质是细胞内基因的选择性表达,其遗传信息不发生改变,A错误;
B、丙是细胞癌变,细胞癌变是由于致癌因子使原癌基因或抑癌基因突变成癌基因,原癌基因和抑癌基因都是正常基因,B错误;
C、丁是细胞凋亡,细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程,细胞凋亡可以发生在多细胞生物的整个生命历程中,细胞凋亡是正常的生命现象,C错误;
D、己过程细胞衰老,细胞内水分减少,多种酶活性降低,细胞核体积增大,D正确。
故选D。
14. 外来物种薇甘菊用自己的身体织成一张大网,罩住其他植物,被其覆盖的植物或者被绞杀、重压致死,或因缺少阳光、水分,不能进行光合作用而枯萎。而田野菟丝子茎缠绕在薇甘菊植株上,茎上即可形成吸器吸收薇甘菊植株中的营养物质。如表为薇甘菊长期入侵某生态系统,随时间推移植物种类数及碳储量变化。据表分析,正确的是( )
未被侵入时期
轻微入侵时期
重度入侵时期
植物种类(种)
150
121
69
碳储量(吨/公顷)
植被
56.2
50.9
43.5
凋落物
2.0
3.5
5.4
土壤
161.9
143.2
117.7
A. 由于薇甘菊是生产者,它的入侵会使该生态系统固定的总能量逐渐增加
B. 田野菟丝子与薇甘菊之间存在寄生关系,可利用田野菟丝子控制薇甘菊危害
C. 植物群落的丰富度和种群密度均下降,土壤中分解者的分解作用也逐渐减弱
D. 引入田野菟丝子之后该生态系统的抵抗力稳定性将逐渐降低
【答案】B
【解析】
【分析】从表中数值可以看出,随着薇甘菊入侵程度加强,植被中碳储存量在减少,说明生产者固定的总能量在减少;植物种类减少,说明丰富度在下降;凋落物增加,说明植物凋落程度有增大趋势,但是土壤中碳储存量减少,说明土壤中分解者的分解作用逐渐增强。
【详解】A、由于薇甘菊入侵导致植物大量死亡,种类也迅速减少,因此该生态系统的生产者固定的总能量逐渐减少,A错误;
B、根据题干信息:菟丝子的茎缠绕在薇甘菊植株上,茎上即可形成吸器吸收薇甘菊植株中的营养物质,田野菟丝子与薇甘菊之间属于寄生关系,故可利用田野菟丝子控制薇甘菊危害,B正确;
C、比较从未入侵到重度入侵的三个阶段,随着凋落物的增加,土壤中的碳储量在下降,说明土壤中分解者的分解作用逐渐加强,C错误;
D、薇甘菊入侵,导致植物种类数在减少,田野菟丝子茎缠绕在薇甘菊植株上,使得薇甘菊死亡,而物种种类增加,则该生态系统的抵抗力稳定性将逐渐升高,D错误。
故选B。
15. 生猪育种的过程可采用体外受精技术、孤雌生殖(卵不经过受精发育成个体)和孤雄生殖(去核后体外受精)等多种辅助生殖技术。某科研团队为研究不同辅助生殖技术下猪胚胎存活率存在差异的原因,追踪了猪早期胚胎发育过程中染色质的空间构象变化,结果见下表。下列相关叙述正确的是( )
操作对象
辅助生殖技术
4细胞胚胎期
桑葚胚
胚胎存活率
MⅡ期卵母细胞
①体外受精技术
染色质空间构象较快建立
高
②孤雌生殖
染色质特殊区域解体
解体区域部分重建较慢
低
③孤雄生殖
解体区域部分重建更慢
低
A. 与体外受精不同,自然受精的精子在睾丸内成熟并完成获能
B 与②、③不同,①必须将早期胚胎移植给受体才能获得后代
C. 母源来源的染色质比父源的染色质更容易实现结构的重建
D. 只需公猪便可进行孤雄生殖,其胚胎存活率受染色质结构重建的速率影响
【答案】C
【解析】
【分析】体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。胚胎工程是对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,胚胎工程任何一项技术获得的胚胎,都必须通过胚胎移植给受体才能获得后代。
【详解】A、体外受精时采集的卵母细胞应培养到减数第二次分裂中期,精子应经过获能处理,这样两者才能受精形成受精卵,体内受精时,大多数哺乳动物的精子必须在母体子宫及输卵管内经过一定时间,产生一系列的生理变化, 才获得穿透卵子透明带并通过卵黄膜以完成受精作用的能力,A错误;
B、胚胎工程任何一项技术获得的胚胎,都必须通过胚胎移植给受体才能获得后代,因此①②③都需要将早期胚胎移植给受体才能获得后代,B错误;
C、据表格可知,在桑椹胚时,孤雌胚胎和孤雄胚胎的染色质特殊区域都能进行部分重建,但去核后体外受精(孤雄生殖)重建速率更慢,说明母源来源的染色质比父源的染色质更容易实现结构的重建,C正确;
D、据表格可知,孤雄生殖是去核后体外受精,操作对象也是MⅡ期卵母细胞,因此只有公猪不能进行孤雄生殖,D错误。
故选C。
16. 镰状细胞贫血是由β-珠蛋白编码基因H内部发生一个碱基对的改变导致的。该位点的改变造成野生型等位基因H₁内部一个MstII酶切位点丢失,由H₁基因变为H2基因(图1),现有相关家系图和对相应H基因片段MstⅡ酶切后的电泳图(图2),以下说法错误的是( )
A. H基因内一个碱基对的改变属于基因突变,是产生新基因的途径
B. 电泳时凝胶中DNA分子迁移速率与凝胶浓度、DNA分子大小等有关
C. 可用光学显微镜观察到Ⅱ4血液中有镰刀状的红细胞
D. 正常人群中H₂基因携带者占1/10000,若Ⅱ3与一正常女性结婚,生出一个患病女儿的概率为1/80000
【答案】C
【解析】
【分析】基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,这会导致基因结构的改变,进而产生新基因。表现为如下特点:普遍性:基因突变是普遍存在的;随机性:基因突变是随机发生的;不定向性:基因突变是不定向的;低频性:对于一个基因来说,在自然状态下,基因突变的频率是很低的;多害少益性:大多数突变是有害的;可逆性:基因突变可以自我回复(频率低)。
【详解】A、结合题意可知,H基因内一个碱基对的改变属于基因突变,是产生新基因的途径,是生物变异的根本来源,A正确;
B、电泳时凝胶中DNA分子迁移速率与凝胶浓度、DNA分子大小以及构象等有关,B正确;
C、可用光学显微镜观察到血液中有镰刀状的红细胞,但Ⅱ4的红细胞是正常的,C错误;
D、正常人群中H2基因携带者占1/10000,Ⅱ3为携带者,其基因型可表示为H1H2,其与一正常女性结婚,生出一个患病女儿的概率为1/4×1/10000×1/2=1/80000,D正确。
故选C。
二.非选择题:共5小题,共60分。
17. 小麦是我国北方的主要农作物,研究环境条件变化对其产量的影响对农业生产有重要意义。科研人员测定小麦一昼夜净光合速率(Pn)的变化,发现小麦与其他植物一样出现了“午睡”现象。
(1)科研人员测定了同一株小麦两种不同向光角度的叶片(接收直射光照面积不同)午后部分指标,结果如下表。
净光合速率(Pn)
叶片温度(T1)
胞间CO2浓度(Ci)
直立叶
12.9
37.5
250
平展叶
8.8
37.7
264
对相关数据进行分析后发现,气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素,请提出判断依据:______________________________________________________。
(2)科研人员推测,午间强光照可能会导致由色素和蛋白质组成的光系统II发生损伤,导致______________速率下降,进而为暗反应提供的____________________(物质)减少,导致叶片的光合作用减弱。推测光系统II分布在______________上,D1是对光系统II活性起调节作用的关键蛋白,科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1含量,结果如图1所示,分析可知______________,从而在一定程度上导致“午睡”现象。
(3)水杨酸(SA)是一种与植物抗热性有关的植物激素,科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后,测定两种光照条件下的D1蛋白含量,并重复该实验,结果如图2所示,可推测,SA对小麦午间光合作用的影响及机制是____________________________________________________。
(4)综合上述研究,除了喷洒适宜浓度的水杨酸外,从育种的角度提出农业生产中减少“午睡”现象提高小麦产量的一种合理措施____________________________________________。
【答案】(1)平展叶净光合速率明显低于直立叶,而胞间CO2浓度是高于直立叶
(2) ①. 光反应 ②. ATP、NADPH ③. 类囊体膜 ④. 午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低,导致光系统Ⅱ活性降低
(3)SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统II活性降低程度,从而缓解小麦的午睡现象
(4)培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种
【解析】
【分析】一般来说,午间温度较高,植物蒸腾作用旺盛会导致叶片气孔开度下降,气孔开度下降又引起细胞吸收的CO2减少,导致叶肉细胞间的CO2不足,使午后小麦光合速率降低。
【小问1详解】
午后温度较高,植物蒸腾作用旺盛,植物会降低叶片气孔开度来避免过度失水。分析表格中数据可知,直立叶和平展叶叶片温度无明显差异,直立叶净光合速率大于平展叶的净光合速率,但直立叶胞间CO2浓度小于平展叶的胞间CO2浓度,说明气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡"现象的唯一因素。
【小问2详解】
由题意可知光系统II是由色素和蛋白质组成的,说明光系统II是光反应的场所,强光照引起光系统II发生损伤,会导致光反应的速率下降,光反应为暗反应提供的ATP、NADPH也会减少,光系统II分布在类囊体膜上,是光反应的场所。图1中数据显示,与适宜光照强度相比,强光照会导致D1含量下降,因此“午睡"原因可能是午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低,从而导致光系统II活性降低。
【小问3详解】
强光照会导致D1含量下降,分析图2中D1蛋白含量可知,强光下用SA处理后D1含量虽仍低于CK组,但明显高于W2组,可推测经SA处理后,SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统II活性降低程度,缓解小麦的“午睡现象。
【小问4详解】
综合上述研究,除了喷洒适宜浓度的水杨酸外,从育种的角度提出农业生产中减少“午睡”现象提高小麦产量的一种合理措施培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种,因为D1是对光系统II活性起调节作用的关键蛋白,如果培育出能在高光强下D1基因表达量高的品种,那么就可以减少“午睡”现象提高小麦产量。
18. 大量公共卫生调查显示,夜间过多光源暴露显著增加肥胖和糖尿病等代谢疾病的患病风险。为研究光调节葡萄糖代谢的机制,进行了以下实验。回答下列问题:
(1)研究人员首先对小鼠进行葡萄糖代谢能力检测:实验鼠饥饿2小时后,注射一定量葡萄糖溶液,分别在黑暗和光照条件下检测2小时内血糖浓度变化,得到了如图1所示的血糖曲线。结果表明光______(填“增强”或“减弱”)了小鼠的血糖代谢能力。
(2)已知哺乳动物感光主要依赖视网膜上的视锥细胞、视杆细胞和视网膜自感光神经节细胞(ipRGC)三类感光细胞,其中ipRGC对下丘脑发出密集的神经纤维。
实验一:对三种小鼠:①全盲、②ipRGC细胞不感光、③视锥细胞和视杆细胞不感光,在黑暗和光照条件下分别进行葡萄糖代谢能力检测,结果如图2所示。
实验二:分别损毁感光正常小鼠下丘脑的SCN区(A)和SON区(B),在黑暗和光照条件下进行葡萄糖代谢能力检测,结果如图3所示。
上述实验表明光可通过__________调节的方式影响糖代谢,其信号传导途径是:光→______细胞→传入神经→________区域。
(3)棕色脂肪组织可通过分解葡萄糖产热,研究人员观察到光能显著降低小鼠体内棕色脂肪组织的温度。进一步实验发现,若在黑暗条件下使支配棕色脂肪组织的交感神经兴奋,则棕色脂肪组织的温度明显降低;若给小鼠注射了去甲肾上腺素(交感神经释放的神经递质)受体阻断剂,则光照条件下棕色脂肪组织温度不降低。这一系列现象说明光调节棕色脂肪组织代谢的过程是________________________。哺乳动物光暗条件下糖代谢能力的变化,还有助于维持__________的稳定。
(4)这项研究提示现代人可以采取的健康生活措施是:_____________(答1点)。
【答案】(1)减弱 (2) ①. 神经 ②. ipRGC ③. 下丘脑SON
(3) ①. 光照可使交感神经兴奋,释放去甲肾上腺素,抑制棕色脂肪组织葡萄糖分解,减少产热 ②. 体温
(4)夜晚睡觉时关灯和拉好窗帘、避免晚上使用手机等电子设备(合理即可)
【解析】
【分析】据题意可知:光调节葡萄糖代谢的机制:光可通过神经调节的方式影向糖代谢,其信号传导途径是:光→视网膜ipRGC细胞→传入神经→下丘脑SON区。光调节棕色脂肪组织代谢的机制是光照可使交感神经兴奋,释放去甲肾上腺素,抑制棕色脂肪组织葡萄糖分解,减少产热。
【小问1详解】
图1中,实验小鼠饥饿2小时后,分别在光照以及黑暗条件下进行血糖浓度检测,刚开始时即时间为0,血糖浓度相等,但随着时间的推移,可以明显看到,在光照条件下的血糖浓度比黑暗条件下的血糖浓度高,光减弱了小鼠的血糖代谢能力。
【小问2详解】
对于实验一的结果图2,可以看到在黑暗条件下,三种小鼠AUC相等,而在光照条下,只有ipRGC细胞感光的那组小鼠AUC明显偏高,可以判断:光影响糖代谢功能是由PRGC介导的,对实验二结果图3,图3中损伤了SCN的小鼠在光照条件下AUC明显高于损伤了SON的小鼠AUC,以及题干信息ipRGC对下丘脑的发出密集的神经纤维,可判断:ipRGC介导的光影响糖代谢功能与下丘脑的SON区有关,综上,实验表明光可通过神经调节的方式影向糖代谢,其信号传导途径是:光→视网膜ipRGC细胞→传入神经→下丘脑SON区。
【小问3详解】
据题意可知,棕色脂肪组织可通过分解葡萄糖产热,光能显著降低小鼠体内棕色脂肪组织的温度,在黑暗条件下使支配棕色脂肪组织的交感神经兴奋,则棕色脂肪组织的温度明显降低,推测光照可使交感神经兴奋;若给小鼠注射了去甲肾上腺素(交感神经释放的神经递质)受体阻断剂,则光照条件下棕色脂肪组织温度不降低,推测交感神经兴奋,释放去甲肾上腺素,抑制棕色脂肪组织葡萄糖分解,减少产热,综上所述:光调节棕色脂肪组织代谢的机制是光照可使交感神经兴奋,释放去甲肾上腺素,抑制棕色脂肪组织葡萄糖分解,减少产热。哺乳动物光暗条件下糖代谢能力的变化,还有助于维持体温的稳定。
【小问4详解】
据题意可知,夜间过多光源暴露显著增加肥胖和糖尿病等代谢疾病的患病风险,因此现代人可以采取的健康生活措施是:夜晚睡觉时关灯和拉好窗帘、避免晚上使用手机等电子设备。
19. 遗传学知识可以帮助我们分析各种科学现象。请阅读下列案例,并回答问题。
(1)遗传系谱图分析可以帮助我们确定遗传病因,并制定合适的解决方案。1型瓦登伯格综合征(WS)是一种遗传性综合性耳聋,主要与PAX3基因的突变有关。患者表现出的症状不一,主要有a~d四种。图中是一个患病家系的系谱图,通过基因分析得知三个患者有PAX3的突变基因,而其余人的PAX3基因均正常。
①1型WS为____染色体____性遗传病。(不考虑XY同源区段)
②该家系的患者PAX3基因具有突变,但具体的性状不一,这说明基因与性状的关系是______________。
③Ⅱ-1和Ⅱ-2个体希望能够再生育一个健康的子代,他们的一位朋友提供了两种方案,分别是产前基因检测和对Ⅱ-1进行基因治疗。请你选出一种方案做出评价,并给出你的理由。_____________。
(2)大熊猫作为我国的国宝,生活习性独特,其演化一直备受科学家们的关注。
①大约2000万年前,大熊猫祖先从熊科中分化出来,逐渐演化出如今的秦岭大熊猫,它与如今的亚洲黑熊、马来熊等关系相近。为得出上述进化结论,你推测科学家们使用的证据类型有__________________(写出一种)。
②大熊猫的手掌结构十分特殊,除了有正常的五根手指外,还有一个特殊的“伪拇指”(如图),被认为与大熊猫独特的食性有关。它由大拇指侧的一块小骨头膨大形成,即“桡侧籽骨”,是大熊猫抓握竹子的关键结构,可以提升进食的效率(大熊猫每天要吃20千克的嫩竹)。研究发现,大熊猫的PCNT基因在桡侧籽骨的发育过程中起重要作用,现存健康大熊猫均拥有PCNT基因,而大熊猫祖先种群最初不存在有功能的PCNT基因。试以PCNT基因为例,从现代生物进化理论的角度,完成下述进化过程。
在竹林生活的大熊猫祖先种群中,___________________________,为种群进化提供了原始材料。在竹林环境中,携带PCNT基因的个体_______________________,而不携带该基因的个体则逐渐被淘汰。经过长期的______________________,PCNT基因在种群中的____________________,最终使得大熊猫祖先种群整体发生进化。
【答案】(1) ①. 常 ②. 显 ③. 一个基因可以影响多个性状 ④. 产前检测可行。Ⅱ-1可能产生具有突变PAX3基因的配子,产前检测可筛选基因型正常的胎儿,降低患病风险。
(2) ①. 细胞、分子水平的证据,化石证据 ②. 部分个体发生基因突变,产生具有可促进桡侧籽骨发育的功能的PCNT基因 ③. 竞争力更高,更易存活并繁衍后代(具有生存和繁殖的优势) ④. 自然选择 ⑤. 基因频率持续上升(发生定向改变)
【解析】
【分析】现代生物进化理论认为:生物进化的基本单位是种群,可遗传变异为生物进化提供原材料,自然选择通过定向改变种群的基因频率而使生物朝着一定的方向进化,生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,生殖隔离是新物种形成的标志;生物通过协同进化形成生物多样性。
【小问1详解】
①根据题干信息三个患者有PAX3的突变基因,而其余人的PAX3基因均正常,所以可以推测该病是显性病,同时Ⅱ-1父亲患病,但Ⅲ-1女儿表现正常,说明该病致病基因位于常染色体上。
②PAX3基因具有突变,但具体的性状不一,说明一个基因可以影响多个性状。
③该病是由于基因突变引起的,所以为了再生育一个健康的子代,可以进行产前诊断,因为Ⅱ-1可能产生具有突变PAX3基因的配子,产前检测可筛选基因型正常的胎儿,降低患病风险。
【小问2详解】
①秦岭大熊猫与如今的亚洲黑熊、马来熊等关系相近,说明它们之间有一定的亲缘关系,可以从细胞、分子水平的证据,化石证据等得出该结论。
②根据现代进化论,部分个体发生基因突变,产生具有可促进桡侧籽骨发育的功能的PCNT基因为生物进化提供原材料,在竹林环境中,携带PCNT基因的个体竞争力更高,更易存活并繁衍后代(具有生存和繁殖的优势),而不携带该基因的个体则逐渐被淘汰。经过长期的自然选择PCNT基因在种群中基因频率增大,最终使得大熊猫祖先种群整体发生进化。
20. 富营养化是多数淡水生态系统的主要水质问题,并导致蓝藻“水华”频发。铜绿微囊藻是蓝藻“水华”中的常见种类。为利用水生生物控制“水华”,研究了氮浓度对大型藻和金鱼藻控制铜绿微囊藻数量增长的影响。
(1)氮可用于合成铜绿微囊藻细胞中的_____(写出两种)等生物大分子,是限制藻类生长的重要因子。
(2)在不同氮浓度的培养液(其他营养充足)中加入等量铜绿微囊藻(1.0×105细胞/mL)和大型溞(浮游动物),置于适宜的光照、温度等条件下培养,定期取样测定铜绿微囊藻数量,结果如图1.研究者得出结论,利用大型溞有效控制铜绿微囊藻增长的氮浓度范围为0.5~4mg/L,依据是_____。
(3)水生植物可以为动物提供繁殖和栖息场所。在(2)实验方案的基础上,每组再加入等量的金鱼藻(沉水植物)共同培养,得到铜绿微囊藻的生长曲线如图2.由图1、图2可知,与大型溞-铜绿微囊藻共培养相比,大型溞-金鱼藻-铜绿微囊藻三者共培养_____。试分析出现该现象的原因。_____
(4)将上述研究成果应用于自然水体时,需要考虑食物网中更多物种间的相互作用。自然水体的“水华”防治,可采取的措施有( )
A. 适度捕捞以浮游动物为食的鱼类 B. 适时投放以蓝藻为食的鱼类
C. 投放适量的水生植物生态浮床 D. 投放适量的噬藻体(蓝藻病毒)
【答案】(1)蛋白质、核酸
(2)氮浓度为8~16mg/L时,实验末期铜绿微囊藻的密度高而且仍在快速增长;氮浓度为0.5~4mg/L时,实验末期铜绿微囊藻的密度较低而且不再增长
(3) ①. 能够将铜绿微囊藻抑制在更低水平,有效控藻的氮浓度范围增大 ②. 原因:三者共同培养时,除了大型溞通过捕食抑制铜绿微囊藻外,金鱼藻与铜绿微囊藻的竞争也抑制了铜绿微囊藻增长,金鱼藻为大型溞提供繁殖和栖息场所促进了大型溞的增长 (4)ABCD
【解析】
【分析】1、核酸的组成元素:C、H、O、N、P;蛋白质的组成元素:C、H、O、N;糖类的组成元素:C、H、O;脂质的组成元素:C、H、O,磷脂还含有N、P。
2、由图1可知,氮浓度为8~16mg/L时,实验末期铜绿微囊藻的密度高而且仍在快速增长;氮浓度为0.5~4mg/L时,实验末期铜绿微囊藻的密度较低而且不再增长。
【小问1详解】
生物大分子中蛋白质和核酸一定含N元素,所以N元素被铜绿微囊藻吸收后,在细胞中主要用于蛋白质和核酸的合成。
【小问2详解】
由图1可知,氮浓度为8~16mg/L时,实验末期铜绿微囊藻的密度高而且仍在快速增长;氮浓度为0.5~4mg/L时,实验末期铜绿微囊藻的密度较低而且不再增长,因此利用大型溞有效控制铜绿微囊藻增长的氮浓度范围为0.5~4mg/L。
【小问3详解】
大型溞-金鱼藻-铜绿微囊藻三者共同培养时,除了大型溞通过捕食抑制铜绿微囊藻外,金鱼藻与铜绿微囊藻的竞争也抑制了铜绿微囊藻增长,金鱼藻为大型溞提供繁殖和栖息场所促进了大型溞的增长,因此,与大型溞-铜绿微囊藻共培养相比,大型溞-金鱼藻-铜绿微囊藻三者共培养能够将铜绿微囊藻抑制在更低水平,有效控藻的氮浓度范围增大。
【小问4详解】
A、适度捕捞以浮游动物为食的鱼类,能增加浮游动物的数量,浮游动物以蓝藻(水华)为食,可降低蓝藻的数量,可用于“水华”的防治,A正确;
B、适时投放以蓝藻为食的鱼类,可降低蓝藻的数量,可用于“水华”的防治,B正确;
C、投放适量的水生植物生态浮床,可增加水生植物的数量,水生植物与蓝藻竞争阳光、二氧化碳等资源,可降低蓝藻的数量,可用于“水华”的防治,C正确;
D、投放适量的噬藻体(蓝藻病毒),可降低蓝藻的数量,可用于“水华”的防治,D正确。
故选ABCD。
21. 高粱是重要的粮食和经济作物。为加速其遗传改良进程,科研人员进行了一系列研究。
(1)目的基因进入受体细胞,并在受体细胞内__________________________的过程称为转化。已有研究发现,过表达植物发育调节因子(WUS、BBM、GRF、GIF等)可有效提高转化效率。
(2)科研人员欲利用上述四种调节因子加速高粱的遗传改良,构建了如图所示的三种基因表达载体,其中LB和RB分别是T-DNA的左右边界,DsRed和NPTH作为_______________用于筛选转化成功的受体细胞。GIF是GRF的辅助因子,从蛋白质结构和功能角度推测GRF-GIF以融合基因的形式插入的意义是____________________________________________________。
(3)将三种载体分别导入高粱胚中,统计结果如表。
组别
载体
胚
愈伤组织
存活率(%)
带芽的愈伤组织
转化效率(%)
1
对照载体
121
56
46.28
8
6.61
2
WUS+BBM
98
55
56.12
21
21.43
3
GRF-GIF
96
46
47.92
25
26.04
①转化效率的计算公式为___________________________。
②结果显示WUS+BBM的存活率高而转化效率低,GRF-GIF则相反。对此合理的解释是______________。
③观察3月龄植物生长状况,发现WUS+BBM会造成叶片扭曲、生育能力降低等生长缺陷,而GRF-GIF与对照组相比没有明显差异,说明____________________________________。
【答案】(1)维持稳定和表达
(2) ①. 标记基因 ②. 融合基因表达产物是GIF﹣GRF融合蛋白,GIF已与GRF结合,可更好发挥作用
(3) ①. 带芽的愈伤组织÷胚×100% ②. WUS+BBM促进脱分化,GRF﹣GIF促进愈伤组织再分化 ③. GRF﹣GIF比WUS+BBM能更好地加速高粱的遗传改良
【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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
目的基因进入受体细胞,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化,转化不仅仅是目的基因的进入和稳定存在,还包括其在受体细胞内的表达。
【小问2详解】
据题干信息“DsRed是红色荧光基因,NPTH是新霉素抗性基因”可知,DsRed和NPTⅡ作为标记基因,可用于筛选转化成功的受体细胞;已知GIF是GRF的辅助因子,GRF-GIF以融合基因形式插入可以确保融合基因表达产物是GIF﹣GRF融合蛋白,GIF已与GRF结合,可更好发挥作用。
【小问3详解】
①分析题意,将三种载体分别导入高粱胚中,据表中数据可知,转化效率的计算公式为(带芽的愈伤组织数量 / 胚的数量)× 100%。
②分析表格数据可知,WUS+BBM的存活率高而转化效率低,GRF-GIF则相反,说明外源基因的转化和表达可能会对原有基因的功能造成不同程度的影响:WUS+BBM促进脱分化,GRF﹣GIF促进愈伤组织再分化。
③观察3月龄植物生长状况,发现WUS+BBM会造成叶片扭曲、生育能力降低等生长缺陷,而GRF-GIF与对照组相比没有明显差异,说明GRF-GIF嵌合蛋白在提高转化效率的同时,不会对植株的正常生长和发育产生明显的负面影响,而WUS+BBM的表达则可能导致植株生长异常,故GRF﹣GIF比WUS+BBM能更好地加速高粱的遗传改良。
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生物学
一.选择题:本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4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. 人工智能AlphaFold可以帮助科学家对蛋白质的空间结构进行预测。科学家需要为AlphaFold提供蛋白质的( )
A. 氨基酸种类 B. 氨基酸序列
C. 肽键数目 D. 各种元素的比例
2. 五彩缤纷的月季是人们喜欢的观赏植物,其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验,难以达成目的的是( )
①用花瓣细胞观察质壁分离现象
②用花瓣大量提取叶绿素和花青素
③探索生长素促进其插条生根的最适浓度
④用斐林试剂鉴定花瓣细胞液泡中的还原性糖
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
3. 茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后,随着植物的生长,吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白,硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述正确的是( )
A. 硒酸盐主要以化合物的形式才能被根细胞吸收
B. 硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系
C. 硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白
D. 利用转运蛋白抑制剂可确定硒酸盐的运输方式
4. “没熟的果实不好吃,成熟的果实容易坏”,这种现象与植物激素茉莉酸和乙烯的先后作用有关。在未成熟的果实中,高浓度的茉莉酸促使细胞合成多种对动物和微生物有害的防御性物质,同时让果子酸涩难咽;当果实开始成熟,含量升高的乙烯在激活“色香味”品质相关基因的表达,同时还激活茉莉酸分解代谢基因的表达,从而消减茉莉酸介导的防御性反应。据此分析,下列说法错误的是( )
A. 茉莉酸使果实“不好吃”有利于未成熟的果实中的种子继续正常发育
B. 乙烯介导形成的“色香味”品质能吸引动物取食,有助于种子的传播
C. 成熟果实容易坏,其意义在于通过微生物使果实腐烂进而促进种子萌发
D. 增强乙烯激活的茉莉酸代谢基因的表达,有望获得好吃又不易坏的果子
5. 下列有关遗传规律相关叙述,正确是( )
A. 性别受性染色体控制而与基因无关
B. 花粉鉴定法可直接检验杂合子高茎植株产生的两种比例为1:1的配子
C. 减数分裂I后期等位基因分离的同时,非等位基因自由组合
D. “一母生九子,九子各不同”的原因既有双亲产生的配子具有多样性,也有受精时卵细胞和精子结合的随机性
6. 真核生物线粒体基质内的DNA是双链闭合环状分子,外环为H链,内环为L链。大体过程为:先以L链为模板,合成一段RNA引物(最后它会被切掉,用新合成的DNA片段来填补),然后在酶的作用下合成新的H链片段,当H链合成2/3时,新的L链开始合成,如图所示。下列关于线粒体DNA的叙述,正确的是( )
A. DNA内外环的复制是不同步的,但子链都是从3′端向5′端延伸
B. DNA分子中的磷酸二酯键数目、脱氧核苷酸数目和DNA合成过程中脱水数相等
C. 推测DNA复制时需要RNA聚合酶、DNA聚合酶和DNA连接酶等
D. 用15N只标记亲代DNA,复制n次后含14N/15N的DNA占总数的1/2n
7. 生物科学发现史上有很多以狗为实验材料的经典实验,下列有关叙述不正确的是( )
A. 科学家手术摘除成年狗的甲状腺,会出现行动呆笨迟缓、精神萎靡等症状,证明甲状腺与神经系统的兴奋性有关
B. 班廷和贝斯特将狗的胰腺导管结扎至胰脏萎缩后制成滤液,将滤液注射给切除胰脏的狗,结果狗不出现糖尿病症状,发现了胰岛素通过导管分泌后降低血糖
C. 沃泰默直接将稀盐酸注入狗血液,未引起胰液的分泌,说明促进胰液分泌的化学物质不是稀盐酸
D. 斯他林将狗的小肠黏膜与稀盐酸混合磨碎,制成提取液注射到同一只狗的血液中,结果引起了胰液的分泌,命名提取液中的化学物质为促胰液素,进而发现激素调节
8. 如图为神经—肌肉连接示意图,以下分析不正确的是( )。
A. 刺激图中的肌肉,电流表的指针将偏转2次
B. 刺激M点引起的肌肉收缩不属于反射现象
C. 兴奋传到突触后膜时发生的信号变化是电信号―→化学信号
D. 刺激N点电流表指针只发生1次偏转
9. 生态学家在研究动物种群数量变化时发现,动物种群有一个合适种群密度,种群密度过大或过小都不利于种群增长,这种现象被称为阿利氏规律。如图为某山地云南兔种群的出生率和死亡率随种群数量的变化曲线。下列叙述错误的是( )
A. 图中曲线I、Ⅱ分别表示云南兔出生率和死亡率
B. 从图中可看出该云南兔种群的K值为160只
C. 当该云南兔种群数量小于40只时,在自然状态下该种群会逐渐消亡
D. 依据阿利氏规律,一定程度的集群分布是动物长期生存的必要条件
10. 2024年11月28日,环绕塔克拉玛干沙漠边缘的绿色阻沙防护带实现全面“合龙”,构建起“固沙+阻沙”综合防治体系。其中的“草方格”固沙技术,是将麦草插入沙丘固定流沙,固定区内原有的沙生植物种子萌发、生长,逐渐形成群落。下列叙述不正确的是( )
A. 在未经人工种植的“草方格”内,植物定植、群落形成过程属于初生演替
B. 采用“草方格”技术进行流沙固定、恢复植被遵循生态工程的自生原理
C. 在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物遵循生态工程的协调原理
D. 实施“草方格”生态工程促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现
11. 味精的主要成分是谷氨酸钠,其生产工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 用于生产的优良谷氨酸棒状杆菌可以通过诱变育种获得
B. 谷氨酸棒状杆菌的主要碳源、氮源分别是葡萄糖、尿素
C. 谷氨酸棒状杆菌的呼吸方式和乳酸菌不同
D. 发酵过程中应控制发酵液的pH为酸性条件
12. 生物技术运用于战争或恐怖活动,则后果将更为可怕,下列关于生物武器及相关约定的阐述中,错误的是( )
A. 生物武器与常规武器相比具有传染性强、不易被发现、不受自然条件影响等特点
B. 生物武器类型包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
C. 转基因微生物制成的生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点
D. 我国对于生物武器,采取的态度是不发展、不生产、不储存生物武器、并反对生物武器及其技术和设备的扩散
13. 如图为细胞的生命历程图,其中甲~辛表示相关生理过程。下列描述中合理的是( )
A. 甲过程代表有丝分裂,乙过程中细胞的遗传物质发生改变导致不同细胞的产生
B. 丙过程的发生是由于致癌因子使抑癌基因突变成原癌基因并表达的结果
C. 丁过程与基因表达有关,只发生在胚胎发育过程中,并与戊过程有区别
D. 己过程中细胞内水分减少,多种酶活性降低,细胞核体积增大
14. 外来物种薇甘菊用自己的身体织成一张大网,罩住其他植物,被其覆盖的植物或者被绞杀、重压致死,或因缺少阳光、水分,不能进行光合作用而枯萎。而田野菟丝子茎缠绕在薇甘菊植株上,茎上即可形成吸器吸收薇甘菊植株中的营养物质。如表为薇甘菊长期入侵某生态系统,随时间推移植物种类数及碳储量变化。据表分析,正确的是( )
未被侵入时期
轻微入侵时期
重度入侵时期
植物种类(种)
150
121
69
碳储量(吨/公顷)
植被
56.2
50.9
43.5
凋落物
2.0
35
5.4
土壤
161.9
143.2
117.7
A. 由于薇甘菊是生产者,它的入侵会使该生态系统固定的总能量逐渐增加
B. 田野菟丝子与薇甘菊之间存在寄生关系,可利用田野菟丝子控制薇甘菊危害
C. 植物群落的丰富度和种群密度均下降,土壤中分解者的分解作用也逐渐减弱
D. 引入田野菟丝子之后该生态系统的抵抗力稳定性将逐渐降低
15. 生猪育种的过程可采用体外受精技术、孤雌生殖(卵不经过受精发育成个体)和孤雄生殖(去核后体外受精)等多种辅助生殖技术。某科研团队为研究不同辅助生殖技术下猪胚胎存活率存在差异的原因,追踪了猪早期胚胎发育过程中染色质的空间构象变化,结果见下表。下列相关叙述正确的是( )
操作对象
辅助生殖技术
4细胞胚胎期
桑葚胚
胚胎存活率
MⅡ期卵母细胞
①体外受精技术
染色质空间构象较快建立
高
②孤雌生殖
染色质特殊区域解体
解体区域部分重建较慢
低
③孤雄生殖
解体区域部分重建更慢
低
A. 与体外受精不同,自然受精的精子在睾丸内成熟并完成获能
B. 与②、③不同,①必须将早期胚胎移植给受体才能获得后代
C. 母源来源的染色质比父源的染色质更容易实现结构的重建
D. 只需公猪便可进行孤雄生殖,其胚胎存活率受染色质结构重建的速率影响
16. 镰状细胞贫血是由β-珠蛋白编码基因H内部发生一个碱基对的改变导致的。该位点的改变造成野生型等位基因H₁内部一个MstII酶切位点丢失,由H₁基因变为H2基因(图1),现有相关家系图和对相应H基因片段MstⅡ酶切后的电泳图(图2),以下说法错误的是( )
A. H基因内一个碱基对的改变属于基因突变,是产生新基因的途径
B. 电泳时凝胶中DNA分子迁移速率与凝胶浓度、DNA分子大小等有关
C. 可用光学显微镜观察到Ⅱ4血液中有镰刀状的红细胞
D. 正常人群中H₂基因携带者占1/10000,若Ⅱ3与一正常女性结婚,生出一个患病女儿的概率为1/80000
二.非选择题:共5小题,共60分。
17. 小麦是我国北方的主要农作物,研究环境条件变化对其产量的影响对农业生产有重要意义。科研人员测定小麦一昼夜净光合速率(Pn)的变化,发现小麦与其他植物一样出现了“午睡”现象。
(1)科研人员测定了同一株小麦两种不同向光角度的叶片(接收直射光照面积不同)午后部分指标,结果如下表。
净光合速率(Pn)
叶片温度(T1)
胞间CO2浓度(Ci)
直立叶
12.9
37.5
250
平展叶
8.8
37.7
264
对相关数据进行分析后发现,气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素,请提出判断依据:______________________________________________________。
(2)科研人员推测,午间强光照可能会导致由色素和蛋白质组成的光系统II发生损伤,导致______________速率下降,进而为暗反应提供的____________________(物质)减少,导致叶片的光合作用减弱。推测光系统II分布在______________上,D1是对光系统II活性起调节作用的关键蛋白,科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1含量,结果如图1所示,分析可知______________,从而在一定程度上导致“午睡”现象。
(3)水杨酸(SA)是一种与植物抗热性有关的植物激素,科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后,测定两种光照条件下的D1蛋白含量,并重复该实验,结果如图2所示,可推测,SA对小麦午间光合作用的影响及机制是____________________________________________________。
(4)综合上述研究,除了喷洒适宜浓度的水杨酸外,从育种的角度提出农业生产中减少“午睡”现象提高小麦产量的一种合理措施____________________________________________。
18. 大量公共卫生调查显示,夜间过多光源暴露显著增加肥胖和糖尿病等代谢疾病的患病风险。为研究光调节葡萄糖代谢的机制,进行了以下实验。回答下列问题:
(1)研究人员首先对小鼠进行葡萄糖代谢能力检测:实验鼠饥饿2小时后,注射一定量葡萄糖溶液,分别在黑暗和光照条件下检测2小时内血糖浓度变化,得到了如图1所示的血糖曲线。结果表明光______(填“增强”或“减弱”)了小鼠的血糖代谢能力。
(2)已知哺乳动物感光主要依赖视网膜上的视锥细胞、视杆细胞和视网膜自感光神经节细胞(ipRGC)三类感光细胞,其中ipRGC对下丘脑发出密集的神经纤维。
实验一:对三种小鼠:①全盲、②ipRGC细胞不感光、③视锥细胞和视杆细胞不感光,在黑暗和光照条件下分别进行葡萄糖代谢能力检测,结果如图2所示。
实验二:分别损毁感光正常小鼠下丘脑的SCN区(A)和SON区(B),在黑暗和光照条件下进行葡萄糖代谢能力检测,结果如图3所示。
上述实验表明光可通过__________调节的方式影响糖代谢,其信号传导途径是:光→______细胞→传入神经→________区域。
(3)棕色脂肪组织可通过分解葡萄糖产热,研究人员观察到光能显著降低小鼠体内棕色脂肪组织的温度。进一步实验发现,若在黑暗条件下使支配棕色脂肪组织的交感神经兴奋,则棕色脂肪组织的温度明显降低;若给小鼠注射了去甲肾上腺素(交感神经释放的神经递质)受体阻断剂,则光照条件下棕色脂肪组织温度不降低。这一系列现象说明光调节棕色脂肪组织代谢的过程是________________________。哺乳动物光暗条件下糖代谢能力的变化,还有助于维持__________的稳定。
(4)这项研究提示现代人可以采取的健康生活措施是:_____________(答1点)。
19. 遗传学知识可以帮助我们分析各种科学现象。请阅读下列案例,并回答问题。
(1)遗传系谱图分析可以帮助我们确定遗传病因,并制定合适的解决方案。1型瓦登伯格综合征(WS)是一种遗传性综合性耳聋,主要与PAX3基因的突变有关。患者表现出的症状不一,主要有a~d四种。图中是一个患病家系的系谱图,通过基因分析得知三个患者有PAX3的突变基因,而其余人的PAX3基因均正常。
①1型WS为____染色体____性遗传病。(不考虑XY同源区段)
②该家系的患者PAX3基因具有突变,但具体的性状不一,这说明基因与性状的关系是______________。
③Ⅱ-1和Ⅱ-2个体希望能够再生育一个健康的子代,他们的一位朋友提供了两种方案,分别是产前基因检测和对Ⅱ-1进行基因治疗。请你选出一种方案做出评价,并给出你的理由。_____________。
(2)大熊猫作为我国的国宝,生活习性独特,其演化一直备受科学家们的关注。
①大约2000万年前,大熊猫祖先从熊科中分化出来,逐渐演化出如今的秦岭大熊猫,它与如今的亚洲黑熊、马来熊等关系相近。为得出上述进化结论,你推测科学家们使用的证据类型有__________________(写出一种)。
②大熊猫的手掌结构十分特殊,除了有正常的五根手指外,还有一个特殊的“伪拇指”(如图),被认为与大熊猫独特的食性有关。它由大拇指侧的一块小骨头膨大形成,即“桡侧籽骨”,是大熊猫抓握竹子的关键结构,可以提升进食的效率(大熊猫每天要吃20千克的嫩竹)。研究发现,大熊猫的PCNT基因在桡侧籽骨的发育过程中起重要作用,现存健康大熊猫均拥有PCNT基因,而大熊猫祖先种群最初不存在有功能的PCNT基因。试以PCNT基因为例,从现代生物进化理论的角度,完成下述进化过程。
在竹林生活的大熊猫祖先种群中,___________________________,为种群进化提供了原始材料。在竹林环境中,携带PCNT基因的个体_______________________,而不携带该基因的个体则逐渐被淘汰。经过长期的______________________,PCNT基因在种群中的____________________,最终使得大熊猫祖先种群整体发生进化。
20. 富营养化是多数淡水生态系统的主要水质问题,并导致蓝藻“水华”频发。铜绿微囊藻是蓝藻“水华”中的常见种类。为利用水生生物控制“水华”,研究了氮浓度对大型藻和金鱼藻控制铜绿微囊藻数量增长的影响。
(1)氮可用于合成铜绿微囊藻细胞中的_____(写出两种)等生物大分子,是限制藻类生长的重要因子。
(2)在不同氮浓度的培养液(其他营养充足)中加入等量铜绿微囊藻(1.0×105细胞/mL)和大型溞(浮游动物),置于适宜的光照、温度等条件下培养,定期取样测定铜绿微囊藻数量,结果如图1.研究者得出结论,利用大型溞有效控制铜绿微囊藻增长的氮浓度范围为0.5~4mg/L,依据是_____。
(3)水生植物可以为动物提供繁殖和栖息场所。在(2)实验方案的基础上,每组再加入等量的金鱼藻(沉水植物)共同培养,得到铜绿微囊藻的生长曲线如图2.由图1、图2可知,与大型溞-铜绿微囊藻共培养相比,大型溞-金鱼藻-铜绿微囊藻三者共培养_____。试分析出现该现象的原因。_____
(4)将上述研究成果应用于自然水体时,需要考虑食物网中更多物种间的相互作用。自然水体的“水华”防治,可采取的措施有( )
A. 适度捕捞以浮游动物为食的鱼类 B. 适时投放以蓝藻为食的鱼类
C. 投放适量的水生植物生态浮床 D. 投放适量的噬藻体(蓝藻病毒)
21. 高粱是重要的粮食和经济作物。为加速其遗传改良进程,科研人员进行了一系列研究。
(1)目的基因进入受体细胞,并在受体细胞内__________________________的过程称为转化。已有研究发现,过表达植物发育调节因子(WUS、BBM、GRF、GIF等)可有效提高转化效率。
(2)科研人员欲利用上述四种调节因子加速高粱的遗传改良,构建了如图所示的三种基因表达载体,其中LB和RB分别是T-DNA的左右边界,DsRed和NPTH作为_______________用于筛选转化成功的受体细胞。GIF是GRF的辅助因子,从蛋白质结构和功能角度推测GRF-GIF以融合基因的形式插入的意义是____________________________________________________。
(3)将三种载体分别导入高粱胚中,统计结果如表。
组别
载体
胚
愈伤组织
存活率(%)
带芽的愈伤组织
转化效率(%)
1
对照载体
121
56
46.28
8
6.61
2
WUS+BBM
98
55
56.12
21
21.43
3
GRF-GIF
96
46
47.92
25
26.04
①转化效率的计算公式为___________________________。
②结果显示WUS+BBM的存活率高而转化效率低,GRF-GIF则相反。对此合理的解释是______________。
③观察3月龄植物生长状况,发现WUS+BBM会造成叶片扭曲、生育能力降低等生长缺陷,而GRF-GIF与对照组相比没有明显差异,说明____________________________________。
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