内容正文:
高二期末生物学试卷
一、单选题(本大题共12个小题,每小题2分,共24分)
1. 我国南方某地“木棉稻田农林复合系统”具有悠久历史。木棉根系发达,可巩固田坎,涵养水源,还可调节土壤微生物群落。下列叙述正确的是( )
A. 木棉落花落叶可为稻田作物生长提供物质和能量
B. 木棉和水稻在这一生态系统中具有相同的生态位
C. 木棉稻田农林复合系统体现了生态工程的自生原理
D. 木棉发达根系涵养水源体现了生物多样性的直接价值
【答案】C
【解析】
【分析】①一个物种在群落中的地位或角色,称为这个物种的生态位,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。②生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。自生原理:由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生,其基础是生态系统的结构与功能。
【详解】A、木棉落花落叶可被微生物分解,产生的无机物可为稻田作物生长利用,其中的能量以热能的形式散失,不能被稻田作物生长利用,即木棉落花落叶可为稻田作物生长提供物质,但不能提供能量,A错误;
B、木棉为落叶大乔木,水稻为水生草本植物,二者在这一生态系统中具有的生态位不同,B错误;
C、由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生,其基础是生态系统的结构与功能,木棉稻田农林复合系统体现了生态工程的自生原理,C正确;
D、木棉发达根系涵养水源,体现了生物多样性的间接价值,D错误。
故选C。
2. 目前,低碳生活理念已被人们普遍认同。根据下图所示碳循环的部分过程进行的有关分析,正确的是( )
A. 生物群落内部进行碳循环的物质形式是二氧化碳
B. 参与③过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C. ③过程增强后②过程随之增强,不能通过增强③减少大气中CO2
D. 减少化石燃料的燃烧,大力植树种草将有利于降低大气中CO2
【答案】D
【解析】
【分析】物质循环是指在生态系统中,组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落回到无机环境的循环过程。
【详解】A、生物群落内部进行碳循环的物质形式是有机物,A错误;
B、参与③过程的生物为生产者,③过程包括光合作用和化能合成作用,B错误;
C、可以通过增强③减少大气中CO2,比如通过植树造林减少温室效应,C错误;
D、减少化石燃料的燃烧、大力植树种草可增加CO2的吸收,将有利于降低大气中CO2,D正确。
故选D。
3. IFN-γ是由激活的辅助性T细胞产生的一种细胞因子,它能促进Th1细胞(辅助性T细胞)的分化和功能。抗IFN-γ抗体导致的免疫缺陷综合征通常是后天(成人期)产生的抗IFN-γ抗体,抑制了体内IFN-γ的作用而引起严重的Th1细胞免疫反应缺陷。下列相关叙述错误的是( )
A. IFN-γ在免疫反应中的作用是传递信息
B. 抗IFN-γ抗体是由浆细胞产生的蛋白质
C. Th1细胞免疫反应缺陷会影响第一道防线发挥作用
D. 抗IFN-γ抗体可能会影响Th1细胞识别抗原信息
【答案】C
【解析】
【分析】人体有三道防线来抵御病原体的攻击。皮肤、黏膜是保卫人体的第一道防线;体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)是保卫人体的第二道防线;第三道防线是机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的,主要针对特定的抗原起作用,因而具有特异性,叫作特异性免疫。
【详解】A、IFN-γ是由激活的辅助性T细胞产生的一种细胞因子,说明IFN-γ在免疫反应中的作用是传递信息,A正确;
B、抗体的化学本质是蛋白质,是由浆细胞产生的,B正确;
C、Th1细胞为辅助性T细胞,辅助性T细胞参与的是第三道防线,Th1细胞免疫反应缺陷会影响第三道防线发挥作用,C错误;
D、IFN-γ能促进Th1细胞(辅助性T细胞)的分化和功能,抗IFN-γ抗体会和IFN-γ结合,抑制其发挥作用,从而会影响Th1细胞识别抗原信息,D正确。
故选C。
4. 在细胞工程中,多种技术都涉及生物材料以及细胞类型的筛选。下列选项中对应关系正确的是( )
选项
操作方法
操作目的
A
选择植物幼嫩的部分、花粉进行组织培养
实验材料的分化程度低、分裂能力强、易表现全能性
B
植物体细胞杂交中,选择两种细胞融合的细胞
新个体遗传物质来自两种生物且均表现出两种生物的特征
C
动物细胞融合实验中选择杂交瘤细胞
杂交瘤细胞均可无限增殖并产生所需抗体
D
胚胎移植时通过性别鉴定选择雌性胚胎移植
通过乳腺在特定时期产生乳汁的特点分离药物
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是将不同植物细胞采用一定的诱导方法融合成一个细胞,然后培育成植株的过程。
【详解】A、花粉分化程度高,A错误;
B、植物体细胞杂交中,选择两种细胞融合的细胞可培养形成杂种植株,杂种植株的遗传物质来自两种生物,但由于基因表达具有选择性,因此不一定表现出两种生物的所有特征,B错误;
C、动物细胞融合实验中选择的杂交瘤细胞能无限增殖并产生抗体,但还需要经过抗体检测才能筛选出无限增殖并产生所需抗体的杂交瘤细胞,C错误;
D、因为只有雌性个体能分泌乳汁,所以胚胎移植时通过性别鉴定选择雌性胚胎移植,可通过乳腺在特定时期产生乳汁的特点分离药物,D正确。
故选D。
5. 某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程有关内容,有几处不正确( )
植物细胞工程
动物细胞工程
技术手段
植物组织培养、植物体细胞杂交
动物细胞培养、动物体细胞核移植等
特殊处理
机械法去除细胞壁
胰蛋白酶或胃蛋白酶处理制细胞悬浮液
融合方法
物理方法、化学方法
物理方法、化学方法、生物方法
典型应用
筛选有用突变体、脱毒获得抗病毒植株
单克隆抗体的制备,试管动物
培养液区别
蔗糖是离体组织赖以生长的成分
动物血清不可缺少
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】1、植物细胞工程的技术手段主要有植物组织培养和植物体细胞杂交,其中植物组织培养是植物细胞工程的基础。
2、动物细胞工程的技术手段主要有动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体的制备、胚胎移植和核移植,其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
【详解】①技术手段:植物细胞工程的技术手段包括植物组织培养和植物体细胞杂交,动物细胞工程的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合、动物体细胞核移植技术,正确;
②特殊处理:植物体细胞杂交时,需要用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,动物细胞培养时需要用胰蛋白酶处理制备细胞悬浮液,不能用胃蛋白酶处理,有两处错误;
③融合方法:诱导植物原生质体融合的方法包括物理方法和化学方法,而诱导动物细胞融合的方法还包括生物方法,正确;
④典型应用:植物组织培养技术可用于筛选有用突变体、脱毒获得脱毒植株等,脱毒技术不能获得抗毒苗;而动物细胞融合和动物细胞培养技术可用于制备单克隆抗体,但动物细胞工程不能获得试管动物,试管动物属于胚胎工程,有两处错误;
⑤培养液区别:植物组织培养过程中利用蔗糖,而动物细胞培养时需要加入动物血清等天然成分,正确。
故选D。
6. 某雌雄同株单性花植物的红花和白花分别由基因A、a控制,基因型为Aa的植株中有1/5表现为白花。下列叙述错误的是( )
A. 鉴定某白花植株基因型的最简单方法是让其自交
B. 基因型为Aa的红花植株相互授粉产生子代的性状分离比为13:7
C. 一株红花植株和一株白花植株进行正反交的子代表型及比例相同
D. 一株红花植株和一株白花植株进行杂交时需去雄→套袋→授粉→套袋
【答案】D
【解析】
【分析】基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、对于该雌雄同株的单性花植物,要鉴定某白花植株的基因型,最简单的方法是让其自交。因为如果该白花植株是纯合子(aa),自交后代全为白花;如果是杂合子(Aa,有 1 / 5 1/5表现为白花),自交后代会出现性状分离,既有红花又有白花,A正确;
B、基因型为Aa的红花植株相互授粉,根据基因分离定律,其产生的配子类型及比例为A : a = 1 : 1,后代基因型及比例为AA : Aa : aa = 1 : 2 : 1。理论上AA和Aa表现为红花,aa表现为白花,但由于基因型为Aa的植株中有1/5表现为白花,所以红花植株的比例为 1/4+2/4×(1−1/5)=1/4+2/4×4/5=1/4+2/5=5/20+8/20=13/20,白花植株的比例为2/4×1/5+1/4=2/20+5/20=7/20,则性状分离比为13 : 7,B正确;
C、由于该植物是雌雄同株单性花,红花和白花由一对核基因控制,核基因遗传正反交的子代表现型及比例相同,C正确;
D、因为是单性花,进行杂交时不需要去雄,只需要套袋→授粉→套袋,D错误。
故选D。
7. 我国科学家发现抗体在衰老过程中的异常积累是机体衰老的元凶之一。下列不能作为该发现的证据( )
A. 衰老细胞表面组织相容性抗原逐渐增加
B. 浆细胞密集分布在各种器官衰老敏感区
C. 衰老机体中抗体基因表达水平逐渐升高
D. 注射抗体的年轻小鼠引发多个器官衰老
【答案】A
【解析】
【分析】细胞衰老的特征:(1)细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢速率减慢;(2) 细胞内多种酶的活性降低;(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐累积,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;(4)细胞内呼吸速度减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深;(5)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低。
【详解】A、衰老细胞表面组织相容性抗原逐渐减少,激活免疫监视,A错误;
B、浆细胞能分泌抗体,浆细胞密集分布在各种器官衰老敏感区,导致抗体异常积累,B正确;
C、衰老机体中抗体基因表达水平逐渐升高,导致抗体增多,C正确;
D、注射抗体的年轻小鼠引发多个器官衰老,说明抗体积累引发衰老,D正确。
故选A。
8. 绿色植物的光合作用是在叶绿体中进行的一系列物质变化和能量转化的过程。下列叙述正确的是( )
A. 植物幼苗叶肉细胞中产生的O2均释放到大气中
B. 光合作用释放的O2中的O来自H2O和CO2
C. 在叶绿体基质中,光能会转化为ATP和NADPH中的化学能
D. 暗反应间接依赖于光照才能正常进行
【答案】D
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段:
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用;在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行,在特定酶的作用下,二氧化碳与五碳化合物结合,形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下,三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的三碳化合物,经过一系列变化,又形成五碳化合物。
【详解】A、若光合作用大于呼吸作用,植物幼苗叶肉细胞中产生的O2,一部分会释放到大气中,还有一部分会用于自身细胞呼吸,并非均释放到大气中,A错误;
B、光合作用释放的O2中的O全部来自H2O,B错误;
C、在叶绿体类囊体薄膜上,光能会转化为 ATP 和 NADPH 中的化学能,C错误;
D、暗反应虽然不直接需要光照,但暗反应需要光反应提供的 ATP 和 NADPH,光反应依赖光照,所以暗反应间接依赖于光照才能正常进行,D 正确。
故选D。
9. 人的卵原细胞中有46个染色体。在减数第一次分裂形成四分体时,细胞内同源染色体、姐妹染色单体、DNA分子的数目依次为
A. 23对、46个、92个 B. 46对、46个、92个
C. 23对、92个、92个 D. 46对、23个、46个
【答案】C
【解析】
【详解】已知人的卵原细胞中有46个染色体,即23对同源染色体。减数第一次分裂前的间期,DNA复制导致DNA含量加倍,而染色体数目不变,每条染色体由2条染色单体组成,则在减数第一次分裂形成四分体时,细胞内含有23对同源染色体、92条姐妹染色单体、92个DNA分子,故选C。
10. 图1表示某二倍体小鼠细胞正常分裂过程中某物质数量变化曲线的一部分。研究发现,细胞中染色体的正确排列、分离与粘连蛋白有关,粘连蛋白的水解是着丝粒分裂的原因,如图2所示。下列叙述正确的是( )
A. 若图1纵坐标表示染色体数量,曲线BC段可能发生染色体互换
B. 若图1纵坐标表示同源染色体对数,则该曲线不可能表示减数分裂
C. 若图1纵坐标表示染色体组数,则曲线CD段与AB段染色单体数相等
D. 水解粘连蛋白的酶在初级卵母细胞和次级卵母细胞中均能发挥作用
【答案】B
【解析】
【分析】分析图1:BC段发生某物质数量加倍,可表示着丝粒分裂后细胞染色体数加倍;分析图2:粘连蛋白水解,着丝粒断裂,该过程发生在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。
【详解】A、若图1纵坐标表示染色体数量,曲线BC段发生着丝粒分裂,之后染色体数量加倍,发生在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期,染色体互换发生在减数分裂Ⅰ前期,A错误;
B、减数分裂Ⅰ发生同源染色体的分离,故对于二倍体生物而言,减数分裂Ⅰ结束后子细胞中不存在同源染色体,则在减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂只会导致染色体数目加倍,但同源染色体对数不变,还是零对,因此若图1纵坐标表示同源染色体对数,则该曲线不可能表示减数分裂,B正确;
C、若图1纵坐标表示染色体组数,则染色体组数加倍是由于着丝粒分裂(同时染色单体消失),故曲线CD段的染色单体数为0,不等于AB段的染色单体数,C错误;
D、水解粘连蛋白的酶发挥作用的结果是着丝粒分裂,该过程发生在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期,可发生在次级卵母细胞中,不能发生在初级卵母细胞中,D错误。
故选B。
11. SRY基因为雄性的性别决定基因,只位于Y染色体上。近期我国科学家发现X染色体上的SDX基因突变后,25%的雄鼠会发生性逆转,转变为可育雌鼠,其余为生精缺陷雄鼠。无X染色体的胚胎无法发育。下列相关说法不正确的是( )
A. SRY基因与SDX基因是同源染色体上的非等位基因
B. 可育雌性小鼠的性染色体组成可能为XX或XY
C. SDX蛋白促进SRY基因表达可以解释SDX基因突变雄鼠的异常表型
D. 若上述发生性逆转的雄鼠与野生型雄鼠杂交,子代小鼠的雌雄比例为1:2
【答案】D
【解析】
【分析】1、鼠的性别决定方式为XY型,正常情况下性染色体组成XY的个体发育为雄性,XX的个体发育为雌性,X染色体上的SDX基因突变后25%的雄鼠会发生性逆转,转变为可育雌鼠,其余为生精缺陷雄鼠,若该性逆转的可育雌鼠与正常雄鼠交配,亲本双方染色体组成为XY和XY。
2、等位基因是同源染色体上相同的位置的基因,SRY基因为雄性的性别决定基因,只位于Y染色体上,所以该基因不含等位基因。
【详解】A、SRY基因为雄性的性别决定基因,只位于Y染色体上,所以该基因不含等位基因,那么SRY基因与SDX基因是同源染色体上的非等位基因,A正确;
B、由于X染色体上的SDX基因突变后,25%的雄鼠会发生性逆转,转变为可育雌鼠,所以可育雌性小鼠的性染色体组成可能为XX或XY,B正确;
C、因为SRY基因为雄性的性别决定基因,只位于Y染色体上,正常雄鼠的性染色体组成为XY,并且此时X染色体上存在SDX基因,而当SDX基因突变后雄鼠性逆转成雌鼠,性逆转雌鼠的性染色体中包括正常的SRY基因和发生突变的SDX基因,所以SDX蛋白促进SRY基因表达可以解释SDX基因突变雄鼠的异常表型,C正确;
D、若上述发生性逆转的雄鼠与野生型雄鼠杂交,其亲本染色体组分别为性逆转雌鼠(XY)和正常雄鼠(XY),杂交后代染色体组成为XX:XY:YY=1:2:1。又因为无X染色体的胚胎无法发育,所以正常发育个体中XX:XY=1:2。但由于性逆转雌鼠X染色体存在SDX基因突变的情况,所以子代染色体组成为XY的个体存在两种情况,其一是性逆转雌鼠提供Y,正常雄鼠提供X,此时由于X染色体来自于正常雄鼠,且SDX基因未突变,所以该鼠性别为雄性,占1/2;其二是性逆转雌鼠提供X,正常雄鼠提供Y,此时X染色体来自于性逆转雌鼠,存在SDX突变基因,此时的子代雄鼠中有1/4发生性逆转情况,故结合两种情况分析子代小鼠的雌雄比例不为1∶2,D错误。
故选D。
12. 下图为某植物细胞膜部分结构与功能示意图。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 该细胞吸收果糖的方式是主动转运
B. 图中载体蛋白对物质运输不具有选择性
C. 图中表明同种物质可通过不同方式出入细胞
D. 图中表明细胞内外H+浓度梯度依靠质子泵维持
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:H+出细胞是从低浓度到高浓度且消耗能量,属于主动运输,进入细胞是从高浓度到低浓度且需转运蛋白协助,属于协助扩散;果糖进入细胞利用H+产生的浓度差,属于主动运输。
【详解】A、由分析可知,细胞吸收果糖的方式是主动运输,A正确;
B、转运蛋白上具有特殊的部位结合相关的物质,对其进行运输,说明转运蛋白对物质运输具有选择性,B错误;
C、H+出细胞属于主动运输,进入细胞属于协助扩散,说明同种物质可通过不同方式出入细胞,C正确;
D、由图示可知,质子泵能使H+从低浓度运输到高浓度,可维持细胞内外H+浓度梯度,D正确。
故选B。
二、多选题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分)
13. 铁元素是血红蛋白的重要组成成分,血红蛋白是红细胞的主要成分。当人或哺乳动物体内含铁量减少时,红细胞运输氧的功能减弱。若人或哺乳动物缺铁时,则表现为贫血,同时会出现一系列的症状,如贫血的人面色苍白,容易疲劳,并有气短、恶心、头痛、眩晕等症状。以上资料说明铁元素的作用为( )
A. 铁元素是细胞中某些化合物的重要组成成分
B. 铁元素参与维持生物体的生命活动
C. 铁元素直接参与细胞的生物化学反应
D. 以上三项都是
【答案】AB
【解析】
【分析】无机盐主要以离子的形式存在,其生理作用有:
(1)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分,如Fe2+是血红蛋白的必要成分;Mg2+是叶绿素的必要成分。
(2)维持细胞的生命活动,如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。
(3)维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】A、由题意可知,铁元素是血红蛋白的重要组成成分,血红蛋白是红细胞的主要成分,这说明铁元素是细胞中某些化合物的重要组成成分,A正确;
B、当人或哺乳动物体内含铁量减少时,红细胞运输氧的功能减弱,且若人或哺乳动物缺铁时,则表现为贫血,同时会出现一系列的症状,如贫血的人面色苍白,容易疲劳,并有气短、恶心、头痛、眩晕等症状,这说明,铁元素参与维持生物体的生命活动,B正确;
C、题干信息中并没有涉及到铁元素是否能够直接参与细胞的生物化学反应的论述,C错误;
D、只有A、B两项说明了铁元素的作用,D错误。
故选AB。
14. 下图是人体内环境态的部分调控简图,图中大写字母表示相应器官,小写字母表示相应物质,数字表示生理过程。下列说法正确的是( )
A. 图中A是下丘脑,是体温、水平衡、血糖调节的中枢
B. 激素f由D分泌,主要作用的靶细胞是肾小管和集合管细胞
C. 人体调节血糖水平的路径:④→⑤→⑥→②→③属于神经-体液调节,其中b为胰高血糖素
D. 结构C、E代表相应的内分泌腺均能参与体温调节,环境温度较低时c和甲状腺激素分泌增加
【答案】ACD
【解析】
【分析】血糖、温度、渗透压变化都会引起A的反应,A为下丘脑,A作用于B调节血糖,B为胰岛;A通过C可调节血糖和体温,C为肾上腺;A通过D能调节渗透压和E甲状腺,D为垂体。
【详解】A、据分析可知,图中A是下丘脑,是体温、水平衡、血糖调节的中枢,A正确;
B、由分析可知,f是抗利尿激素,是由下丘脑A分泌的,主要作用是促进肾小管集合管对水的重吸收,B错误;
C、人体调节血糖水平的路径:④→⑤→⑥→②→③属于神经-体液调节,其中b由胰岛分泌,能升高血糖为胰高血糖素,C正确;
D、结构C为肾上腺、E为甲状腺,均能参与体温调节,环境温度较低时c肾上腺素和甲状腺激素分泌增加,D正确。
故选ACD。
15. 植物--丛枝菌根真菌(AM,脂质缺陷型)共生是自然界中广泛存在的共生形式,AM菌丝进入根皮层细胞内经过连续的双叉分枝形成丛枝。AM可以促进植物根系吸收磷酸盐,植物为AM提供脂质促进丛枝形成。科学家研究了苜蓿是如何调节脂质合成及输出,从而维持互惠共生稳定的分子机制,结果如图,下列说法正确的是( )
A. 从共生初期到后期,STR基因表达量逐渐升高,促进丛枝形成
B. ERF12与ERM相互作用并在丛枝形成过程中起拮抗作用
C. ERF12自我转录抑制的负反馈调节机制确保了共生的稳定性
D. 敲除STR、PT4和FatM基因后苜蓿因减少脂质输出而长势更差
【答案】BC
【解析】
【分析】识图分析可知,图中共生初期,细胞核内ERM与部分核基因结合促进STR、PT4、FatM基因的转录,ERF12与部分核基因结合促进ERF12基因的转录,但是当ERF12含量增多时又会抑制ERF12基因的转录,这属于负反馈调节;共生后期,图中ERM与部分核基因结合促进ERF12基因的转录,表达出较多的ERF12囊泡,而ERF12与ERM结合,使得STR基因转录量降低。
【详解】A、识图分析可知,共生初期,STR基因激活转录量多于共生后期,因此从共生初期到后期,STR基因表达量降低,A错误;
B、共生初期,细胞核内ERM与部分核基因结合促进STR、PT4、FatM基因的转录,促进丛枝的形成,ERF12与部分核基因结合促进ERF12基因的转录,但是当ERF12含量增多时又会抑制ERF12基因的转录;共生后期,图中ERM与部分核基因结合促进ERF12基因的转录,表达出较多的ERF12,而ERF12与ERM结合,使得STR基因转录量降低,减少脂质向AM转运,减缓丛枝的形成,因此ERF12与ERM相互作用并在丛枝形成过程中起拮抗作用,B正确;
C、ERF12与部分核基因结合促进ERF12基因的转录,但是当ERF12含量增多时又会抑制ERF12基因的转录,这属于负反馈调节,ERF12自我转录抑制的负反馈调节机制确保了共生的稳定性,C正确;
D、苜蓿与丛枝菌根真菌属于共生关系,敲除STR、PT4和FatM基因后,丛枝菌根真菌因缺乏脂质导致丛枝减少,而丛枝菌根真菌减少又会影响苜蓿根系吸收磷酸盐,因此苜蓿长势更差,D错误。
故选BC。
16. 下图是小肠上皮细胞部分物质跨膜运输的示意图,下列叙述正确的是
A. 图中Na+和葡萄糖进入小肠绒毛上皮细的方式不同
B. 图中一种载体蛋白只能转运一种物质
C. 图中物质跨膜运输的过程体现了细胞膜的选择透过性
D. 图中小肠肠腔中的葡萄糖进入内环境至少穿过4层磷脂双分子层
【答案】AC
【解析】
【分析】分析题图:葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞与Na+运出小肠上皮细胞,都是从低浓度的一侧通过细胞膜到达高浓度一侧,运输方式均为主动运输。Na+进入小肠绒毛上皮细胞与葡萄糖运出小肠上皮细胞,都是从高浓度的一侧通过细胞膜到达低浓度一侧,都需要载体蛋白协助,运输方式均为协助扩散。
【详解】A、图中Na+顺浓度梯度进入小肠绒毛上皮细胞是在载体蛋白协助下完成的,其方式为协助扩散,葡萄糖是逆浓度梯度进入小肠绒毛上皮细,其方式为主动运输,A正确;
B、图中葡萄糖与Na+进入小肠绒毛上皮细胞时所需要的载体蛋白相同,说明并不是一种载体蛋白只能转运一种物质,B错误;
C、图中的物质跨膜运输需要载体蛋白的协助,其过程体现了细胞膜的选择透过性,C正确;
D、图中小肠肠腔中的葡萄糖进入内环境,至少穿过小肠绒毛上皮细胞的2层细胞膜才能进入组织液,可见,至少穿过2层磷脂双分子层,D错误。
故选AC
三、非选择题(本大题共5个小题,每小题12分,共60分)
17. 随着CRISPR/Cas技术的出现,科学家已能在极短时间内对基因进行编辑,更改生命密码,揭示生命的运作原理。科学家研究发现利用这一技术能在许多方面为人类服务,比如利用转基因蚊子达到消灭蚊子的目的。
(1)CRISPR/Cas9系统可以实现对双链 DNA 的精确切割,由三部分组成:crRNA、tracrRNA 及 Cas9蛋白,如图1。crRNA与 tracrRNA结合形成 sgRNA,sgRNA 依据______原则与靶序列特异性结合,引导 Cas9 蛋白进行切割,造成DNA 双链断裂,细胞在修复断裂的DNA 时会随机插入、删除或替换部分碱基对,从而引发_____。
(2)研究者利用 CRISPR/Cas9基因编辑系统和同源重组修复技术提高蚊虫群体中雄蚊比例,以达到有效控制雌蚊叮咬人类传播多种传染病的可能。同源重组修复是一种高保真的 DNA 双链断裂、修复技术,原理如图2,其过程为CRISPR/Cas9 基因编辑系统切割使 DNA 特定部位的_______键断裂后,启动同源修复,使得DNA 上的靶向序列被替换成所需序列。通过_______技术将基因表达载体导入蚊子受精卵,该受精卵发育成雄性蚊虫。Cas9蛋白将对应的靶向序列进行切割,以基因表达载体中同源序列间的DNA为模板进行修复,最终实现子代都继承相应基因,使群体中雄蚊比例升高。
(3)除利用转基因灭蚊之外,还存在寄生菌灭蚊技术。我国中山大学的奚志勇教授团队在这一领域的研究取得了一些成果。当雄蚊被沃尔巴克菌感染后,精子会被细菌产生的毒素污染。健康雌蚊的卵细胞与这些"毒精子"相遇后,产生细胞质不相容效应,导致后代无法正常发育。相对于寄生菌灭蚊,利用转基因灭蚊的优势有_______(答出两点)。
(4)目前我国尚不允许释放转基因蚊虫,请结合已学生物学知识解释原因_______。
【答案】(1) ①. 碱基互补配对 ②. 基因突变
(2) ①. 磷酸二酯键 ②. 显微注射
(3)避免引入致病菌,减少污染;能稳定遗传,释放少量蚊虫即可起到控制作用;能够持续起作用
(4)避免基因逃逸或转基因扩散引发的基因污染等问题
【解析】
【分析】CRISPR/Cas9基因编辑系统类似基因工程中的限制酶,切DNA上特定片段后插入目的基因。基因工程中一般动物细胞选择受精卵细胞作为受体细胞。
【小问1详解】
图1中crRNA和tacrRNA结合形成sgRNA,sgRNA通过碱基互补配对原则与图2中的同源序列结合,引导Cas9蛋白对DNA进行切割。细胞在修复断裂的DNA 时会随机插入、删除或替换部分碱基对,从而引发基因突变,造成基因结构的改变。
【小问2详解】
CRISPR/Cas9 基因编辑系统切割使 DNA 特定部位的磷酸二酯键断裂后,双链断裂,启动同源修复,使得DNA 上的靶向序列被替换成所需序列。将基因表达载体导入动物细胞受精卵使用显微注射法。
【小问3详解】
寄生菌灭蚊技术需要使用致病菌感染雄蚊,污染环境。相对于寄生菌灭蚊,利用转基因灭蚊避免引入致病菌,减少污染;能稳定遗传,无需代代操作,释放少量蚊虫即可起到控制作用;能够持续起作用。
【小问4详解】
转基因蚊虫有可能造成基因逃逸,扩散到自然界其他生物,导致基因污染等问题,故目前我国尚不允许释放转基因蚊虫。
18. 如图是玉米(2n=20)的花粉母细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片,①~⑤代表不同的细胞。观察各图像中的染色体行为特点,回答下列问题:
(1)图中②细胞处于_____时期。
(2)玉米的细胞中有10对同源染色体,那么在不发生染色体互换的情况下,经过减数分裂产生的花粉粒有_____种染色体组成。
(3)如果①细胞的分裂过程中,有一对同源染色体没有分离,移向了同一极,那么形成的4个花粉粒中有_____个是正常的。
(4)实验中,用显微镜观察一个花粉母细胞,_____(填“能”或“不能”)看到减数分裂的连续变化过程,原因是_____。
(5)在建立减数分裂中染色体变化的模型活动中,用两种颜色的橡皮泥制作染色体,两种颜色分别代表来自_____。
【答案】(1)减数分裂Ⅱ中期(或减数第二次分裂中期)
(2)210或1024
(3)0 (4) ①. 不能 ②. 制片中细胞已经死亡
(5)父方和母方
【解析】
【分析】据图可知,细胞①处于减数第一次分裂后期,细胞②③处于减数第二次分裂中期,细胞④⑤处于减数第二次分裂后期。
【小问1详解】
图中②细胞不存在同源染色体,着丝粒排列在赤道板上,处于减数第二次分裂中期。
【小问2详解】
玉米的细胞中有10对同源染色体,那么在不发生互换的情况下,只考虑非同源染色体得自由组合,花粉粒中含有每对同源染色体中的一条,因此经过减数分裂产生的花粉粒有210种染色体组成。
【小问3详解】
细胞①正在进行同源染色体的分离,处于减数第一次分裂后期,分裂过程中,有一对同源染色体没有分离,移向了同一极,那么会形成多出一条染色体和少一条染色体的2个异常的次级精母细胞,最后形成4个异常的花粉粒,没有正常的花粉粒。
【小问4详解】
实验中,用显微镜观察一个花粉母细胞,制片时细胞已死亡,因此不能看到减数分裂的连续变化过程。
小问5详解】
同源染色体是指配对的两条染色体,形态和大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,在建立减数分裂中染色体变化的模型活动中,用两种颜色的橡皮泥制作染色体,相同大小的两种颜色橡皮泥表示同源染色体,因此两种颜色分别代表来自父方和母方的染色体。
19. 下图为光合作用过程的示意图,请据图回答下列问题:
(1)叶绿体中的色素分子分布在______上,它们能够捕获和转化光能,为光合作用提供能量。
(2)A阶段的化学反应主要产物包括______,其中既为B阶段的化学反应提供还原剂又能提供能量的是______。
(3)B阶段图中的⑤为______。
(4)卡尔文用14C标记二氧化碳,发现了碳在光合作用中的转移途径______。
【答案】(1)类囊体的薄膜
(2) ①. NADPH、ATP、O2 ②. NADPH
(3)C5 (4)14CO2→14C3→(14CH2O)
【解析】
【分析】结合图示分析可知,A阶段为光反应,场所是类囊体薄膜;B阶段是暗反应,场所是叶绿体基质。物质①是NADPH,物质②是ATP,物质③是ADP和Pi,物质④是NADP+,⑤是C5。
【小问1详解】
叶绿体中的色素分子分布在类囊体的薄膜上,它们能够吸收、传递和转化光能,为光合作用提供能量。
【小问2详解】
由题图可知,A阶段为光反应,其主要产物包括NADPH、ATP、O2,B阶段为暗反应,光反应为暗反应提供NADPH和ATP,其中既作为还原剂参与B阶段的化学反应又能提供能量的是NADPH。
【小问3详解】
据图可知,B阶段为暗反应阶段,⑤可与CO2反应生成C3,故为C5。
【小问4详解】
碳在光合作用中的转移途径是二氧化碳的固定和C3的还原,故碳在光合作用中的转移途径是14CO2→14C3→(14CH2O)。
20. 光照过强时还原能的积累会导致自由基的产生, 损伤膜结构。光呼吸(图中虚线所示) 可促进草酰乙酸—苹果酸的穿梭,输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现光保护,线粒体中的电子传递链对该过程有促进作用,相关机制如下图,其中 A 、B 代表物质,①~⑤ 代表相关过程。请回答下列问题。
(1)图中物质 A 是_________, 物质 B 是________。叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于_________、_________。
(2)图中 Rubisco 既能催化 C5 和 O2 反应, 又能催化 C5 和 CO2 反应,当_________分压升高时会发生过程① , 光合作用过剩的 NADPH 通过草酰乙酸-苹果酸穿梭, 经过程_________(填序号) 将还原能输入光呼吸过程,最终在过程_________(填序号) 消耗。
(3)过程③向线粒体输入较多的还原能,线粒体通过_________(2 分)缓解还原能过剩对线粒体的影响。
(4)在自然条件下,某植物在幼苗期全部为条形叶,随着树龄增长会逐渐出现卵形叶和锯齿叶。在最适温度及大气CO2 浓度下测得相关数据如下表(单位:μmol·m-2·s- 1):
叶型
净光合速率
光补偿点
光饱和点
呼吸作用
光呼吸
叶绿素 a/b
卵形叶
17.47
1881
2891
2.31
8.90
4.337
锯齿叶
16.54
2066
4260
3.08
9.12
4.397
条形叶
12.56
1428
2542
1.38
6.65
3.996
注:叶绿素 b 对荫蔽条件下占优势的漫射光的吸收能力大于叶绿素 a。
①据表数据推测,卵形叶、锯齿叶、条形叶分别分布在植株的____(填“上” 、“ 中”或“下”)部。
②据表可知,锯齿叶的光呼吸最强, 其意义是________。条形叶的叶绿素 a/b 比值最低的意义是____。
【答案】(1) ①. NADPH ②. O2(、H+ ) ③. 类囊体薄膜 ④. 线粒体内膜
(2) ①. O2 ②. ④ ③. ⑤
(3)加速草酰乙酸-苹果酸穿梭、提高电子传递链的传递速率
(4) ①. 中、上、下 ②. 消耗光反应过剩的还原能,实现光保护 ③. 提高对漫射光的吸收能力,适应弱光环境
【解析】
【分析】光呼吸是植物的绿色细胞在光照条件下,吸收O2并放出CO2的过程。这一反应是在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体三种细胞器的协调参与下完成的。
【小问1详解】
光合作用的光反应阶段,光能被叶绿体中的叶绿素吸收,从而激发电子,电子经过一系列的电子传递链,最终与NADP+结合生成NADPH,因此物质A是NADPH。在有氧呼吸第三阶段,NADH经电子传递链复合物释放电子和H+,最终与O2结合生成H2O,因此物质B是O2和H+。光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜,有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,因此叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于叶绿体的类囊体和线粒体内膜。
【小问2详解】
由图可知,Rubisco既能催化C5与O2反应,即图中①过程,又能催化C5与CO2反应,当CO2分压较低、O2分压较高时会发生过程①。由图可知,光合作用过剩的 NADPH 通过草酰乙酸-苹果酸的穿梭,经过程④将还原能输入光呼吸过程,最终在过程⑤中消耗。
【小问3详解】
由图可知,线粒体中的电子传递链能促进NADH向NAD+转化。由题意可知,草酰乙酸-苹果酸的穿梭能输出线粒体中过剩的还原能,因此线粒体可以通过加速草酰乙酸-苹果酸穿梭或者提高电子传递链的传递效率来缓解还原能过剩对线粒体的影响。
【小问4详解】
①由表格信息可知,条形叶的光补偿点和光饱和点均较低,适宜在弱光下生存;光呼吸强度小,接受的光照强度小;叶绿素b所占比例较高,叶绿素b对荫蔽条件下占优势的漫射光的吸收能力大于叶绿素a的,能充分利用遮蔽条件下的弱光,因此条形叶分布在植株的下部。同理分析,锯齿叶的光补偿点和光饱和点均较高,适宜在强光下生存;光呼吸强度高,可保护光合作用相关结构免受强光照射,因此锯齿叶分布在植株的上部,最后得出卵形叶分布在植株的中部。
②结合题意分析,锯齿叶光呼吸最强的意义是消耗光反应过剩的还原能,实现光保护。由题意可知,叶绿素b对荫蔽条件下占优势的漫射光的吸收能力大于叶绿素a的,据此猜测条件叶的叶绿素a/b比值较低的原因是提高其对漫射光的吸收能力,使其适应弱光环境。
21. 镰状细胞贫血症是一种遗传病,患者会出现疼痛、贫血、手脚肿胀等症状。
(1)此病是由于编码血红蛋白的。珠蛋白基因中一个碱基对的改变,导致多肽链中某谷氨酸被缬氨酸替换。此种变异属于可遗传变异中的______。
(2)血红蛋白由两两相同的4个珠蛋白亚基构成,不同珠蛋白基因在人体发育过程中的表达情况如下图。
人体在胎儿期和出生后血红蛋白的主要组成分别是______。形成这种差异是基因______的结果。
(3)BCL是成体红细胞中特异表达的转录因子,科研人员推测该转录因子关闭了珠蛋白基因(简称“基因”)的表达,而启动β珠蛋白基因的表达。为证明该推测,实验组应选择的材料和检测指标为______,支持上述推测的预期结果为______。
①野生型小鼠②BCL基因敲除小鼠③BCL基因过表达小鼠④检测α珠蛋白含量⑤检测β珠蛋白含量⑥检测γ珠蛋白含量
(4)实验结果证实了上述推测。为确定BCL蛋白在基因启动子中的结合位点,科研人员扩增了基因启动子不同长度的片段F1~F5,将这些片段分别构建表达载体(如下图),导入敲除BCL值基因的受体细胞。
成功转化后,检测出含F1~F4的受体细胞有绿色荧光,含F5的受体细胞无荧光。继续向培养液中添加适量的雌激素,含F1~F3受体细胞不再有荧光,而含F4的受体细胞仍有荧光。据此推测,BCL蛋白结合位点位于______(用字母表示)。
(5)科学家还发现,珠蛋白含量多的镰状细胞贫血症患者症状较轻。请结合以上研究,提出利用病人的造血干细胞对镰状细胞贫血症进行基因治疗的思路______。
【答案】(1)基因突变
(2) ①. 胎儿期主要由2个α、2个γ珠蛋白组成,出生后主要由2个α、2个β珠蛋白组成 ②. 选择性表达
(3) ①. ②⑤⑥ ②. 实验组γ珠蛋白表达量高于对照组,β珠蛋白表达量低于对照组 (4)c~d
(5)敲除(或沉默、突变)病人造血干细胞的BCL基因,筛选γ珠蛋白含量多的造血干细胞,体外大量培养后输入病人体内。
【解析】
【分析】人的镰刀型贫血症的发病的根本原因是基因突变,由于血红蛋白基因中碱基对替换造成的蛋白质结构异常,患者的红细胞呈镰刀型,容易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡。
小问1详解】
镰刀型细胞贫血症是由于基因突变导致的一种单基因遗传病。
【小问2详解】
分析曲线图可知:胎儿期主要由2个α、2个γ珠蛋白组成,出生后主要由2个α、2个β珠蛋白组成。在不同的发育时期,蛋白质的种类有区别是基因选择性表达的结果。
【小问3详解】
BCL是成体红细胞中特异表达的转录因子,科研人员推测该转录因子关闭了 γ 珠蛋白基因的表达,而启动β珠蛋白基因的表达。为证明该推测,即证明BCL基因的作用,实验组应选择的材料是②BCL基因敲除小鼠,然后去检测小鼠的β珠蛋白含量和γ珠蛋白含量。如果实验组γ珠蛋白表达量高于对照组,β珠蛋白表达量低于对照组则证明推测正确。
【小问4详解】
向培养液中添加适量的雌激素,此时重组载体上的BCL基因表达,产生BCL蛋白,BCL蛋白与BCL蛋白结合位点结合后,导致荧光蛋白基因被抑制;含F1~F3受体细胞不再有荧光,则说明BCL蛋白结合位点结合后在引物F3的下游的序列上,而含F4的受体细胞仍有荧光,则说明BCL蛋白结合位点结合后在引物F4的上游序列,故据此结果可推测,BCL 蛋白结合位点位于c~d区段。
小问5详解】
根据上述对于BCL基因的研究:可以通过敲除(或沉默、突变)病人造血干细胞的BCL基因,筛选γ珠蛋白含量多的造血干细胞,体外大量培养后输入病人体内进行治疗。
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高二期末生物学试卷
一、单选题(本大题共12个小题,每小题2分,共24分)
1. 我国南方某地“木棉稻田农林复合系统”具有悠久历史。木棉根系发达,可巩固田坎,涵养水源,还可调节土壤微生物群落。下列叙述正确的是( )
A. 木棉落花落叶可为稻田作物生长提供物质和能量
B. 木棉和水稻在这一生态系统中具有相同的生态位
C. 木棉稻田农林复合系统体现了生态工程的自生原理
D. 木棉发达根系涵养水源体现了生物多样性的直接价值
2. 目前,低碳生活理念已被人们普遍认同。根据下图所示碳循环的部分过程进行的有关分析,正确的是( )
A. 生物群落内部进行碳循环的物质形式是二氧化碳
B. 参与③过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C. ③过程增强后②过程随之增强,不能通过增强③减少大气中CO2
D. 减少化石燃料的燃烧,大力植树种草将有利于降低大气中CO2
3. IFN-γ是由激活的辅助性T细胞产生的一种细胞因子,它能促进Th1细胞(辅助性T细胞)的分化和功能。抗IFN-γ抗体导致的免疫缺陷综合征通常是后天(成人期)产生的抗IFN-γ抗体,抑制了体内IFN-γ的作用而引起严重的Th1细胞免疫反应缺陷。下列相关叙述错误的是( )
A. IFN-γ在免疫反应中的作用是传递信息
B. 抗IFN-γ抗体是由浆细胞产生的蛋白质
C. Th1细胞免疫反应缺陷会影响第一道防线发挥作用
D. 抗IFN-γ抗体可能会影响Th1细胞识别抗原信息
4. 在细胞工程中,多种技术都涉及生物材料以及细胞类型的筛选。下列选项中对应关系正确的是( )
选项
操作方法
操作目的
A
选择植物幼嫩的部分、花粉进行组织培养
实验材料的分化程度低、分裂能力强、易表现全能性
B
植物体细胞杂交中,选择两种细胞融合的细胞
新个体遗传物质来自两种生物且均表现出两种生物的特征
C
动物细胞融合实验中选择杂交瘤细胞
杂交瘤细胞均可无限增殖并产生所需抗体
D
胚胎移植时通过性别鉴定选择雌性胚胎移植
通过乳腺在特定时期产生乳汁的特点分离药物
A. A B. B C. C D. D
5. 某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,有几处不正确( )
植物细胞工程
动物细胞工程
技术手段
植物组织培养、植物体细胞杂交
动物细胞培养、动物体细胞核移植等
特殊处理
机械法去除细胞壁
胰蛋白酶或胃蛋白酶处理制细胞悬浮液
融合方法
物理方法、化学方法
物理方法、化学方法、生物方法
典型应用
筛选有用突变体、脱毒获得抗病毒植株
单克隆抗体的制备,试管动物
培养液区别
蔗糖是离体组织赖以生长的成分
动物血清不可缺少
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
6. 某雌雄同株单性花植物的红花和白花分别由基因A、a控制,基因型为Aa的植株中有1/5表现为白花。下列叙述错误的是( )
A. 鉴定某白花植株基因型最简单方法是让其自交
B. 基因型为Aa的红花植株相互授粉产生子代的性状分离比为13:7
C. 一株红花植株和一株白花植株进行正反交的子代表型及比例相同
D. 一株红花植株和一株白花植株进行杂交时需去雄→套袋→授粉→套袋
7. 我国科学家发现抗体在衰老过程中的异常积累是机体衰老的元凶之一。下列不能作为该发现的证据( )
A. 衰老细胞表面组织相容性抗原逐渐增加
B. 浆细胞密集分布在各种器官衰老敏感区
C. 衰老机体中抗体基因表达水平逐渐升高
D. 注射抗体的年轻小鼠引发多个器官衰老
8. 绿色植物的光合作用是在叶绿体中进行的一系列物质变化和能量转化的过程。下列叙述正确的是( )
A. 植物幼苗叶肉细胞中产生的O2均释放到大气中
B. 光合作用释放的O2中的O来自H2O和CO2
C. 在叶绿体基质中,光能会转化为ATP和NADPH中的化学能
D 暗反应间接依赖于光照才能正常进行
9. 人的卵原细胞中有46个染色体。在减数第一次分裂形成四分体时,细胞内同源染色体、姐妹染色单体、DNA分子的数目依次为
A. 23对、46个、92个 B. 46对、46个、92个
C. 23对、92个、92个 D. 46对、23个、46个
10. 图1表示某二倍体小鼠细胞正常分裂过程中某物质数量变化曲线的一部分。研究发现,细胞中染色体的正确排列、分离与粘连蛋白有关,粘连蛋白的水解是着丝粒分裂的原因,如图2所示。下列叙述正确的是( )
A. 若图1纵坐标表示染色体数量,曲线BC段可能发生染色体互换
B. 若图1纵坐标表示同源染色体对数,则该曲线不可能表示减数分裂
C. 若图1纵坐标表示染色体组数,则曲线CD段与AB段染色单体数相等
D. 水解粘连蛋白的酶在初级卵母细胞和次级卵母细胞中均能发挥作用
11. SRY基因为雄性的性别决定基因,只位于Y染色体上。近期我国科学家发现X染色体上的SDX基因突变后,25%的雄鼠会发生性逆转,转变为可育雌鼠,其余为生精缺陷雄鼠。无X染色体的胚胎无法发育。下列相关说法不正确的是( )
A. SRY基因与SDX基因是同源染色体上的非等位基因
B. 可育雌性小鼠的性染色体组成可能为XX或XY
C. SDX蛋白促进SRY基因表达可以解释SDX基因突变雄鼠的异常表型
D. 若上述发生性逆转的雄鼠与野生型雄鼠杂交,子代小鼠的雌雄比例为1:2
12. 下图为某植物细胞膜部分结构与功能示意图。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 该细胞吸收果糖的方式是主动转运
B. 图中载体蛋白对物质运输不具有选择性
C. 图中表明同种物质可通过不同方式出入细胞
D. 图中表明细胞内外H+浓度梯度依靠质子泵维持
二、多选题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分)
13. 铁元素是血红蛋白的重要组成成分,血红蛋白是红细胞的主要成分。当人或哺乳动物体内含铁量减少时,红细胞运输氧的功能减弱。若人或哺乳动物缺铁时,则表现为贫血,同时会出现一系列的症状,如贫血的人面色苍白,容易疲劳,并有气短、恶心、头痛、眩晕等症状。以上资料说明铁元素的作用为( )
A. 铁元素是细胞中某些化合物的重要组成成分
B. 铁元素参与维持生物体的生命活动
C. 铁元素直接参与细胞的生物化学反应
D. 以上三项都是
14. 下图是人体内环境态的部分调控简图,图中大写字母表示相应器官,小写字母表示相应物质,数字表示生理过程。下列说法正确的是( )
A. 图中A是下丘脑,是体温、水平衡、血糖调节的中枢
B. 激素f由D分泌,主要作用的靶细胞是肾小管和集合管细胞
C. 人体调节血糖水平的路径:④→⑤→⑥→②→③属于神经-体液调节,其中b为胰高血糖素
D. 结构C、E代表相应的内分泌腺均能参与体温调节,环境温度较低时c和甲状腺激素分泌增加
15. 植物--丛枝菌根真菌(AM,脂质缺陷型)共生是自然界中广泛存在的共生形式,AM菌丝进入根皮层细胞内经过连续的双叉分枝形成丛枝。AM可以促进植物根系吸收磷酸盐,植物为AM提供脂质促进丛枝形成。科学家研究了苜蓿是如何调节脂质合成及输出,从而维持互惠共生稳定的分子机制,结果如图,下列说法正确的是( )
A. 从共生初期到后期,STR基因表达量逐渐升高,促进丛枝形成
B. ERF12与ERM相互作用并在丛枝形成过程中起拮抗作用
C. ERF12自我转录抑制的负反馈调节机制确保了共生的稳定性
D. 敲除STR、PT4和FatM基因后苜蓿因减少脂质输出而长势更差
16. 下图是小肠上皮细胞部分物质跨膜运输的示意图,下列叙述正确的是
A. 图中Na+和葡萄糖进入小肠绒毛上皮细的方式不同
B. 图中一种载体蛋白只能转运一种物质
C. 图中物质跨膜运输的过程体现了细胞膜的选择透过性
D. 图中小肠肠腔中的葡萄糖进入内环境至少穿过4层磷脂双分子层
三、非选择题(本大题共5个小题,每小题12分,共60分)
17. 随着CRISPR/Cas技术的出现,科学家已能在极短时间内对基因进行编辑,更改生命密码,揭示生命的运作原理。科学家研究发现利用这一技术能在许多方面为人类服务,比如利用转基因蚊子达到消灭蚊子的目的。
(1)CRISPR/Cas9系统可以实现对双链 DNA 的精确切割,由三部分组成:crRNA、tracrRNA 及 Cas9蛋白,如图1。crRNA与 tracrRNA结合形成 sgRNA,sgRNA 依据______原则与靶序列特异性结合,引导 Cas9 蛋白进行切割,造成DNA 双链断裂,细胞在修复断裂的DNA 时会随机插入、删除或替换部分碱基对,从而引发_____。
(2)研究者利用 CRISPR/Cas9基因编辑系统和同源重组修复技术提高蚊虫群体中雄蚊比例,以达到有效控制雌蚊叮咬人类传播多种传染病的可能。同源重组修复是一种高保真的 DNA 双链断裂、修复技术,原理如图2,其过程为CRISPR/Cas9 基因编辑系统切割使 DNA 特定部位的_______键断裂后,启动同源修复,使得DNA 上的靶向序列被替换成所需序列。通过_______技术将基因表达载体导入蚊子受精卵,该受精卵发育成雄性蚊虫。Cas9蛋白将对应的靶向序列进行切割,以基因表达载体中同源序列间的DNA为模板进行修复,最终实现子代都继承相应基因,使群体中雄蚊比例升高。
(3)除利用转基因灭蚊之外,还存在寄生菌灭蚊技术。我国中山大学的奚志勇教授团队在这一领域的研究取得了一些成果。当雄蚊被沃尔巴克菌感染后,精子会被细菌产生的毒素污染。健康雌蚊的卵细胞与这些"毒精子"相遇后,产生细胞质不相容效应,导致后代无法正常发育。相对于寄生菌灭蚊,利用转基因灭蚊的优势有_______(答出两点)。
(4)目前我国尚不允许释放转基因蚊虫,请结合已学生物学知识解释原因_______。
18. 如图是玉米(2n=20)花粉母细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片,①~⑤代表不同的细胞。观察各图像中的染色体行为特点,回答下列问题:
(1)图中②细胞处于_____时期。
(2)玉米的细胞中有10对同源染色体,那么在不发生染色体互换的情况下,经过减数分裂产生的花粉粒有_____种染色体组成。
(3)如果①细胞的分裂过程中,有一对同源染色体没有分离,移向了同一极,那么形成的4个花粉粒中有_____个是正常的。
(4)实验中,用显微镜观察一个花粉母细胞,_____(填“能”或“不能”)看到减数分裂的连续变化过程,原因是_____。
(5)在建立减数分裂中染色体变化的模型活动中,用两种颜色的橡皮泥制作染色体,两种颜色分别代表来自_____。
19. 下图为光合作用过程的示意图,请据图回答下列问题:
(1)叶绿体中的色素分子分布在______上,它们能够捕获和转化光能,为光合作用提供能量。
(2)A阶段的化学反应主要产物包括______,其中既为B阶段的化学反应提供还原剂又能提供能量的是______。
(3)B阶段图中的⑤为______。
(4)卡尔文用14C标记二氧化碳,发现了碳在光合作用中的转移途径______。
20. 光照过强时还原能的积累会导致自由基的产生, 损伤膜结构。光呼吸(图中虚线所示) 可促进草酰乙酸—苹果酸的穿梭,输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现光保护,线粒体中的电子传递链对该过程有促进作用,相关机制如下图,其中 A 、B 代表物质,①~⑤ 代表相关过程。请回答下列问题。
(1)图中物质 A 是_________, 物质 B 是________。叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于_________、_________。
(2)图中 Rubisco 既能催化 C5 和 O2 反应, 又能催化 C5 和 CO2 反应,当_________分压升高时会发生过程① , 光合作用过剩的 NADPH 通过草酰乙酸-苹果酸穿梭, 经过程_________(填序号) 将还原能输入光呼吸过程,最终在过程_________(填序号) 消耗。
(3)过程③向线粒体输入较多的还原能,线粒体通过_________(2 分)缓解还原能过剩对线粒体的影响。
(4)在自然条件下,某植物在幼苗期全部为条形叶,随着树龄增长会逐渐出现卵形叶和锯齿叶。在最适温度及大气CO2 浓度下测得相关数据如下表(单位:μmol·m-2·s- 1):
叶型
净光合速率
光补偿点
光饱和点
呼吸作用
光呼吸
叶绿素 a/b
卵形叶
17.47
1881
2891
2.31
8.90
4.337
锯齿叶
16.54
2066
4260
3.08
9.12
4.397
条形叶
12.56
1428
2542
1.38
665
3.996
注:叶绿素 b 对荫蔽条件下占优势的漫射光的吸收能力大于叶绿素 a。
①据表数据推测,卵形叶、锯齿叶、条形叶分别分布在植株____(填“上” 、“ 中”或“下”)部。
②据表可知,锯齿叶的光呼吸最强, 其意义是________。条形叶的叶绿素 a/b 比值最低的意义是____。
21. 镰状细胞贫血症是一种遗传病,患者会出现疼痛、贫血、手脚肿胀等症状。
(1)此病是由于编码血红蛋白的。珠蛋白基因中一个碱基对的改变,导致多肽链中某谷氨酸被缬氨酸替换。此种变异属于可遗传变异中的______。
(2)血红蛋白由两两相同的4个珠蛋白亚基构成,不同珠蛋白基因在人体发育过程中的表达情况如下图。
人体在胎儿期和出生后血红蛋白的主要组成分别是______。形成这种差异是基因______的结果。
(3)BCL是成体红细胞中特异表达的转录因子,科研人员推测该转录因子关闭了珠蛋白基因(简称“基因”)的表达,而启动β珠蛋白基因的表达。为证明该推测,实验组应选择的材料和检测指标为______,支持上述推测的预期结果为______。
①野生型小鼠②BCL基因敲除小鼠③BCL基因过表达小鼠④检测α珠蛋白含量⑤检测β珠蛋白含量⑥检测γ珠蛋白含量
(4)实验结果证实了上述推测。为确定BCL蛋白在基因启动子中的结合位点,科研人员扩增了基因启动子不同长度的片段F1~F5,将这些片段分别构建表达载体(如下图),导入敲除BCL值基因的受体细胞。
成功转化后,检测出含F1~F4的受体细胞有绿色荧光,含F5的受体细胞无荧光。继续向培养液中添加适量的雌激素,含F1~F3受体细胞不再有荧光,而含F4的受体细胞仍有荧光。据此推测,BCL蛋白结合位点位于______(用字母表示)。
(5)科学家还发现,珠蛋白含量多的镰状细胞贫血症患者症状较轻。请结合以上研究,提出利用病人的造血干细胞对镰状细胞贫血症进行基因治疗的思路______。
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