内容正文:
江苏省前黄中学2025届高三下学期攀登行动(二)
生物试卷
一、单项选择题:共14题,每题2分,共28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下图表示植物细胞质分裂过程形成新的细胞壁的过程。下列叙述正确的是( )
A. 该过程发生在分裂末期,实现了遗传物质的均等分配
B. 真菌、细菌等生物有丝分裂时,也有细胞壁的形成
C. 微管的主要成分为蛋白质,对低温和秋水仙素敏感
D. 高尔基体小泡中含有固醇,小泡的膜可能形成新的细胞膜
2. 下列关于细胞生命历程的叙述错误的是( )
A. 有丝分裂是真核细胞分裂的主要方式
B. 衰老的生物体内也会发生细胞分裂和分化
C. 凋亡的细胞也有基因的选择性表达过程
D. 基因突变发生在内含子等非编码区时,基因的表达产物通常不会发生改变
3. 哺乳动物正常红细胞呈双凹圆盘状,镰状细胞贫血患者的血红蛋白易相互粘连成为纤维状多聚体,从而使红细胞呈镰刀状。相关叙述错误的是( )
A. 哺乳动物成熟的红细胞内无法进行基因表达、有氧呼吸等生理活动
B. 镰状细胞贫血是因碱基替换所致,说明基因可通过控制酶的合成来控制性状
C. 红细胞由双凹圆盘状转为镰刀状后不仅携氧能力下降,还易破裂而导致贫血
D. 红细胞双凹圆盘状的形态需细胞骨架维持,秋水仙素处理后细胞形态将改变
4. 将与秀丽隐杆线虫某个基因同源的正义链RNA和反义链RNA混合注入其体内,发现只需要几分子的双链 RNA就能够完全阻断一个细胞内该基因的表达,即为RNA干扰现象,这些起作用的RNA主要是一些非编码RNA。相关叙述错误的是( )
A. 非编码 RNA 是从基因组上转录而来,但不能翻译成蛋白质
B. RNA干扰可通过抑制靶mRNA的翻译或促使其降解而起作用
C. RNA干扰技术能使特定基因沉默,但是抑制作用的效率比较低
D. RNA干扰技术可用于研究特定基因的功能和某些病毒感染的治疗
5. 三种常见的十字花科植物,自然相互杂交形成异源四倍体,关系如图(图中A、B、C分别代表不同的染色体组,数字代表染色体组中的染色体数目)。相关叙述正确的是( )
A. 图中芥菜和花椰菜体细胞中含有的染色体数目分别为18、9
B. 黑芥与芜菁培育芥菜的过程中发生了染色体变异和基因重组
C. 若油菜与黑芥杂交,产生的子代体细胞中可能含同源染色体
D. 埃塞俄比亚芥在减数第一次分裂时最多会形成34个四分体
6. 下列有关进化的叙述错误的是( )
A. 物种之间的协同进化可以通过捕食、竞争及寄生等实现
B. 各种金鱼品种的获得与突变和基因重组、人工选择等有关
C. 种群数量低到一定程度可能会因近亲繁殖导致适应性降低
D. 生物的适应性主要体现在特定生物对其所生活环境的适应
7. 去甲肾上腺素(NE)由自主神经分泌时为神经递质,由肾上腺髓质细胞分泌时为激素。NE常作为急救时补充血容量的辅助治疗,可以兴奋心脏、回升血压。研究表明抑郁症的形成与突触间隙NE减少有关。下列叙述正确的是( )
A. NE作为神经递质在突触间隙通过自由扩散与突触后膜上的受体结合
B. NE作为激素,其分泌受到下丘脑-垂体-肾上腺轴的分级调节
C. NE对皮肤黏膜血管收缩明显,对心脏的兴奋较弱可能与受体不同有关
D. 抗抑郁药物的机理可能是促进突触前膜释放NE并抑制突触后膜回收NE
8. 下列关于神经调节的叙述错误的是( )
A. 支配内脏、血管和腺体的传出神经,其活动不受意识支配
B. 在躯体运动及排尿反射的分级调节过程中,还存在反馈调节
C. 大脑皮层运动区发出的指令要经过小脑和脑干,才能对躯体运动进行调节
D. 脑干是连接脊髓和脑其他部分的重要通路,有许多维持生命的必要中枢
9. 为研究红光、远红光及赤霉素对莴苣种子萌发的影响,研究小组在黑暗条件下进行莴苣种子萌发实验部分实验结果如图所示。相关叙述正确的是( )
A. 莴苣种子吸收红光中的光能使赤霉素含量增加,促进种子的萌发
B. 若用红光→远红光交替处理,莴苣种子萌发率比单独红光处理低
C. 本实验条件下莴苣种子对赤霉素的反应比对红光的反应更为敏感
D. 植物细胞的光敏色素主要感受红光、远红光和蓝光等光信号刺激
10. 地震、森林火灾等自然灾害对生态系统会造成严重破坏,灾后修复需要生物措施与工程措施相结合。下列叙述正确的是( )
A. 地震、火灾等自然灾害降低种群密度,属于密度制约因素
B. 生态修复时合理搭配不同种类的植物,主要体现了生态工程的协调原理
C. 灾区进行植树造林、动物迁回有利于增加生态系统的恢复力稳定性
D. 灾区使用太阳能、地热能等清洁能源,有效减小了生态足迹
11. 下列有关“培养”的叙述错误的是( )
A. 宜采用通气培养并搅拌以获取更多的紫杉醇
B. 可采用稀释涂布平板法分离纯化培养乳酸菌
C. 可在96孔板上培养和筛选特定的杂交瘤细胞
D. 采集到的卵母细胞需要在体外进行成熟培养
12. 从自然界挑选出能够降解废水中聚乙烯醇(PVA)的细菌,经诱变处理后得到两株突变菌株S7和K15,将两者进行原生质体融合得到菌株F4。探究不同菌株降解 PVA的能力,结果如下表所示。相关叙述错误的是( )
菌株类型
PVA 去除率(%)
普通 PVA 降解菌
29
K15S7F4
63
K15+S7
59
菌株类型
87
普通 PVA 降解菌
68
A. 可以采用溶菌酶酶解的去壁方法,以获得细菌的原生质体
B. 实验中用低渗溶液处理,可有效分离原生质体和融合菌株
C. 紫外照射是常用的诱变方法,可定向提高细菌 PVA降解力
D. 推测菌株 F4 中 PVA 降解酶基因的表达体系可能发生了变化
13. 下列有关细胞工程的叙述正确的是( )
A. 来源不同的胚状体与胚结构相似,均可发育成完整的植株
B. 对外植体进行消毒时,同时使用酒精和次氯酸钠的效果更好
C. 用于融合的骨髓瘤细胞和淋巴细胞都可以从野生型小鼠中获取
D. 小鼠产生的单克隆抗体可以直接用于人体静脉注射以治疗疾病
14. 生物实验的成败与实验的选材密切相关。下列实验中材料或试剂选择不恰当的是( )
A. 选用蝗虫精巢而非小白鼠卵巢,观察减数分裂的不同时期
B. 选用黑藻小叶而非洋葱鳞片叶外表皮,研究光合作用的放氧部位
C. 选用血细胞计数板而非载玻片,探究培养液中酵母菌种群数量变化
D. 选用淀粉酶而非过氧化氢酶,探究温度对酶活性的影响
二、多项选择题:共5题,每题3分,共15分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 动物对寒冷环境的适应有多种表现形式。下图是不同气候地带的部分动物(括号内标注为体重)基础代谢率与环境温度的关系。下列有关叙述正确的有( )
A. 产热增加多的动物如红狐,对寒冷环境的适应能力比北极狐强
B. 北极狐的骨骼肌战栗、甲状腺激素等增加是其适应寒冷环境的主要方式
C. 冷水中站立的水鸟的趾部温度可能较低,但身体核心部位温度依然维持较高
D. 有些动物可通过集群等行为减少散热,以适应寒冷环境
16. 欧洲麦粉蛾中野生型幼虫皮肤有色,成虫复眼为棕褐色,均与细胞质中含有犬尿素有关,犬尿素的合成受基因A控制。突变型(aa)幼虫皮肤无色,成虫复眼为红色。麦粉蛾肤色的遗传还存在短暂母性影响,即基因型为Aa的雌蛾形成卵细胞时,细胞质中都含有足量的犬尿素使幼虫皮肤着色,发育到成虫时犬尿素会耗尽。现以野生型雌蛾(Aa)与突变型雄蛾进行杂交实验。相关叙述正确的有( )
A. 同一基因可影响同一生物不同发育时期的不同性状
B. 欧洲麦粉蛾肤色遗传的短暂母性影响属于细胞质遗传
C. 该实验所得子代幼虫中,皮肤有色的个体占1/2
D. 若进行反交实验,后代成虫复眼棕褐色和红色之比为1:1
17. 在一个群体中由于随机事件而产生的基因频率随机波动现象称为遗传漂变。下图表示种群个体数(N)分别是 50、500、5000 种群中的等位基因频率变化。相关叙述错误的有( )
A. 遗传漂变的作用大小与种群个体数之间呈正相关
B. 遗传漂变不会产生新的可遗传变异,从而不会引起生物进化
C. 基因突变、遗传漂变、自然选择和迁移都会影响图中种群的等位基因频率
D. 图中 N=50的种群更易发生遗传漂变,且对种群基因频率的影响具有方向性
18. 微生物培养和发酵的关键是防止杂菌污染。下列关于无菌操作的叙述错误的有( )
A. 啤酒的工业化生产过程中,可以通过焙烤实现麦芽的无菌化
B. 在青霉素的发酵生产过程中,无需对发酵设备进行严格灭菌
C. 盛有培养基的锥形瓶用棉塞塞紧后,可以直接进行湿热灭菌
D. 若分装后的试管口黏有培养基,则需用酒精棉球擦净后灭菌
二、非选择题:共5大题,共60分。
19. 1939 年英国剑桥大学的希尔(Robert.Hi11)发现在分离的叶绿体(实际是被膜破裂的叶绿体)悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁),照光时可使水分解而释放氧气,以后发现生物中重要的氢载体NADP+也可以作为生理性的希尔氧化剂,从而使得希尔反应的生理意义得到了进一步肯定。
(1)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中________阶段的部分变化,其中氧化剂可作为_______。希尔反应活力的测定最简单直接的方法是________。
将水稻叶肉细胞破碎并进行差速离心处理,分离得到的叶绿体等量分装到试管A-G中,按下表设计,在其他条件相同且适宜的情况下进行实验。
试管编号
变量控制
A
B
C
D
E
F
G
光照
+
+
-
+
-
-
-
CO2
+
-
+
-
+
+
+
NADP+
+
-
-
+
-
-
-
NADPH
-
-
-
-
+
+
-
ATP
-
-
-
-
+
-
+
注:+表示给予适宜的相关条件,-表示不给予相关条件。
会持续产生(CH2O)的试管有_________,会持续产生O2的试管有_________。
(2)下面光合作用过程图解,光能依次转变为________,最后转变为糖类等有机物中________。
(3)卡尔文及其同事因在光合作用方面的研究成果,获得了1961年的诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中,通过一个通气管向容器中通入CO2,通气管上有一个开关,可控制CO2的供应,容器周围有光源,通过控制电源开关可控制光照的有无。他向密闭容器中通入14CO2,当反应进行到5s 时,14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中,将反应时间缩短到0.5s时,14C出现在一种三碳化合物(C3)中,这说明CO2中C的转移路径是_________。上述实验中卡尔文是通过控制________来探究CO2中碳原子转移路径的。
(4)卡尔文通过改变实验条件来探究光合作用过程中固定CO2的化合物,他改变的实验条件是________;这时他发现C5的含量快速升高,由此得出固定CO2的物质是C5。
(5)上述实验中,卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70℃的热酒精中,从而使酶失活,细胞中的化合物就保持在热处理之前的反应状态,利用不同化合物在层析液中的溶解度不同,分离出各种化合物。综上所述,卡尔文在光合作用研究中采用了________等技术方法。
20. 统计发现,长期食用富含果糖的食物似乎跟癌症的发展存在某种关联。科学家用黑色素瘤模型小鼠对果糖与癌症发展机制进行了探索。请回答下列问题:
(1)正常情况下,黑色素瘤细胞会刺激小鼠体内的______和细胞免疫,最终清除黑色素瘤细胞,这体现了免疫系统的______功能。
(2)为完成上述探索,科学家给对照组小鼠饲喂普通饲料,实验组饲喂______的饲料,相同且适宜的条件下培养一段时间进行相关检测,结果如右图所示,实验结果表明______。研究人员向培养有癌细胞的培养基中添加了不少果糖,结果发现癌细胞的生长速度与对照组无明显差异,由此说明______。
(3)进一步研究发现,肝细胞中的酶(KHK-C)可将果糖转化成多种脂质分子,包括溶血磷脂酰胆碱(LPC,一种肿瘤可利用的营养物质)。由此推测过量果糖促进肿瘤生长的机理可能是______。
(4)为进一步验证上述推测,科学家用黑色素瘤模型小鼠设计了以下实验:
ⅰ实验组1注射药物①抑制黑色素瘤模型小鼠肝脏中______,饲喂______;
ⅱ实验组2给黑色素瘤模型小鼠注射______,饲喂______;若实验结果为______,则证明上述推测成立。
21. 卧龙自然保护区地势起伏较大,冬季有降雪。保护区内森林密布,是大熊猫、水鹿等珍稀兽类的优质生境。水鹿主要采食鲜嫩植物、树皮、竹叶等,常栖息于海拔2000~3700m的林区、草原、高山溪谷等区域。某研究组计划调查卧龙国家级自然保护区内水鹿和大熊猫的相关生态状况。回答下列问题:
(1)可以根据群落的_________等方面的差异,将群落进行分类;大熊猫和水鹿属于生态系统组成成分中的________;它们在生态系统中的作用有________。
(2)研究人员发现,水鹿为补充体内的盐分需求,有舔舐含盐分的土壤、岩石、水源的行为。为探究水鹿舔盐行为的活动节律,研究组进行了为期一年的监测和研究,结果如图1和图2。据图分析,水鹿舔盐活动主要在_________(填“白天”或“夜间”)进行;舔盐行为在冬季表现最弱,原因可能是_________。
(3)卧龙自然保护区内分布着100多只大熊猫。野外大熊猫善于爬树,爱戏,常栖息于海拔2000~3000m的茂密竹林里,其99%的食物都是竹子。
①研究者分析了水鹿和大熊猫对原始林和次生林的利用强度,结果如图 3。据图可知,_________对原始林的依赖性更强。
②综合上述信息分析,保护区内大熊猫和水鹿的生态位_________(填“存在”或“不存在”)重叠,依据是________
(4)调查发现,该区域中两个营养级能量的来源与去路如图所示,字母表示相应的能量。图中a1、a2属于_______的能量,第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量可表示为________。
22. 癌症是人类健康的重大威胁之一,传统治疗手段难以实现精准治疗。超声波具有非侵入、组织穿透性强、时空特异性等特点,科研人员拟开发“响应超声波的药物递送系统”细菌以实现癌症的精准治疗。
(1)用于培养药物递送细菌的液体培养基中包含水、酵母提取物、蛋白胨等成分,其中蛋白胨主要为细菌提供____和维生素。可利用____的方法快速直观地测定细菌数量,以便即时使用适量的细菌进行治疗。
(2)C蛋白有抗肿瘤作用,超声波可导致局部温度升高到42℃。科研人员制备了工程菌1,其中含有图1所示的基因表达载体。37℃培养的工程菌1接受超声波刺激后,可升温至42℃,____,从而发挥抗肿瘤作用。
(3)T蛋白有T1、T2和T3三种亚型,具有相似的功能,制备分别含有这三种基因的工程菌1,并检测C蛋白表达量,结果如图2所示。科研人员最终选择____(填T1、T2或T3)基因进行后续研究,判断的依据是_____。
(4)工程菌1只能在超声波刺激期间发挥作用,科研人员设计了含图3所示的基因表达载体的工程菌2,可以实现在短时间的超声波刺激后维持长时间的治疗。已知B基因编码的B酶可以作用于识别位点a和b,使a、b处的DNA发生断裂,最终导致a、b之间的DNA片段发生倒转。请根据以上信息,使用下列选项将表达载体补充完整。____;____;____;____;____。
①P1启动子②P3启动子(持续表达型启动子)③T基因④C基因⑤B基因
23. 家蚕的性别决定方式为ZW型,科研人员现通过实验研究控制家蚕光泽眼与正常眼(A/a)、正常体色与透明体色(B/b)、黄色茧与白色茧(D/d)三对相对性状的基因的位置。选择纯合正常眼透明体色黄色茧雄蚕与光泽眼正常体色白色茧雌蚕杂交,F1雄蚕均为光泽眼正常体色黄色茧,雌蚕均为光泽眼透明体色黄色茧。F1相互交配得F2,F2表型及比例为光泽眼正常体色黄色茧:光泽眼透明体色黄色茧:正常眼透明体色黄色茧:光泽眼正常体色白色茧:光泽眼透明体色白色茧:正常眼透明体色白色茧为6:3:3:2:1:1。
(1)根据F2可初步判断,上述三对基因位于________对同源染色体上,控制体色的基因位于________染色体上。F1中无论雌蚕还是雄蚕均为黄色茧,由此_________(填“能”或“不能”)判断茧色基因位于常染色体上。
(2)控制眼型的基因在________染色体上,判断的理由是________,写出F1雌蚕的基因型________。
(3)若已初步定位茧色基因位于2号染色体上,现在以2号染色体为三体的家蚕验证这一结论,选择纯合三体黄色茧家蚕与正常白色茧家蚕杂交,F1与正常白色茧家蚕回交,理论上F2表型及比例为_________,可验证该结论;但实际F2表型及比例为________,进一步研究发现这是由于染色体数目异常的配子传递到子代的概率会下降一半。
(4)为进一步确定茧色基因在2号染色体上的具体位置,科研人员利用SSR进行定位。SSR是DNA中的特异性序列,不同家蚕品系的同一号染色体上SSR不同,本次实验选用了2号染色体的4个SSR,其在染色体上的位置如图1所示。用白色茧家蚕品系甲和另一黄色茧家蚕品系乙杂交得F1,F1相互交配得到F2。对上述杂交实验F2中某表型个体的SSR进行PCR扩增并电泳。结果如图2所示。
据图2判断所检测个体的表型为________。茧色基因的具体位置是_________。
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生物试卷
一、单项选择题:共14题,每题2分,共28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下图表示植物细胞质分裂过程形成新的细胞壁的过程。下列叙述正确的是( )
A. 该过程发生在分裂末期,实现了遗传物质的均等分配
B. 真菌、细菌等生物有丝分裂时,也有细胞壁的形成
C. 微管的主要成分为蛋白质,对低温和秋水仙素敏感
D. 高尔基体小泡中含有固醇,小泡的膜可能形成新的细胞膜
【答案】C
【解析】
【分析】有丝分裂不同时期的特点:
(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;
(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;
(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;
(4)后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、图示细胞中出现细胞板,发生在植物细胞有丝分裂末期,实现了染色体上遗传物质的均等分配,细胞质中的遗传物质不均等分配,A错误;
B、有丝分裂是真核细胞的分裂方式,细菌的分裂方式为二分裂,B错误;
C、微管的主要成分为蛋白质,对低温和秋水仙素敏感,秋水仙素和低温可抑制微管的形成,C正确;
D、高尔基体与细胞壁的形成有关,植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,不含固醇,D错误。
故选C。
2. 下列关于细胞生命历程的叙述错误的是( )
A. 有丝分裂是真核细胞分裂的主要方式
B. 衰老的生物体内也会发生细胞分裂和分化
C. 凋亡的细胞也有基因的选择性表达过程
D. 基因突变发生在内含子等非编码区时,基因的表达产物通常不会发生改变
【答案】D
【解析】
【分析】真核细胞的分裂方式有有丝分裂、减数分裂、无丝分裂,原核生物是二分裂。细胞分化的实质是基因的选择性表达。
【详解】A、真核细胞的分裂方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂,其中有丝分裂是真核细胞分裂的主要方式,A正确;
B、衰老的生物体内也会有新细胞的产生(细胞分裂)和细胞的分化,例如造血干细胞的分裂和分化产生各种血细胞,B正确;
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,在这个过程中也有基因的选择性表达,例如与凋亡相关的基因会表达,C正确;
D、内含子虽然属于非编码序列,但在基因转录形成前体mRNA后,需要对前体mRNA进行加工,去除内含子对应的序列等。如果基因突变发生在内含子等非编码区,可能会影响mRNA的加工过程,进而影响基因的表达产物,基因的表达产物通常会发生改变,D错误。
故选D。
3. 哺乳动物正常红细胞呈双凹圆盘状,镰状细胞贫血患者的血红蛋白易相互粘连成为纤维状多聚体,从而使红细胞呈镰刀状。相关叙述错误的是( )
A. 哺乳动物成熟的红细胞内无法进行基因表达、有氧呼吸等生理活动
B. 镰状细胞贫血是因碱基替换所致,说明基因可通过控制酶的合成来控制性状
C. 红细胞由双凹圆盘状转为镰刀状后不仅携氧能力下降,还易破裂而导致贫血
D. 红细胞双凹圆盘状的形态需细胞骨架维持,秋水仙素处理后细胞形态将改变
【答案】B
【解析】
【分析】镰状细胞贫血产生的根本原因是控制血红蛋白合成的基因发生了突变,导致血红蛋白合成异常,从而改变了生物体的性状,体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【详解】A、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器,因此无法进行基因表达(基因表达需要细胞核和细胞器参与 ),也不能进行有氧呼吸(有氧呼吸主要在线粒体中进行 ),只能进行无氧呼吸,A正确;
B、镰刀型细胞贫血症是因碱基替换导致血红蛋白结构异常,说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状,而不是通过控制酶的合成来控制性状,B错误;
C、红细胞呈镰刀状后,其形态改变,膜的流动性等受影响,不仅携氧能力下降,还易破裂,导致贫血,C正确;
D、细胞骨架维持细胞的形态,红细胞双凹圆盘状的形态需细胞骨架维持,秋水仙素能抑制微管等细胞骨架成分的形成,处理后细胞形态将改变,D正确。
故选B。
4. 将与秀丽隐杆线虫某个基因同源的正义链RNA和反义链RNA混合注入其体内,发现只需要几分子的双链 RNA就能够完全阻断一个细胞内该基因的表达,即为RNA干扰现象,这些起作用的RNA主要是一些非编码RNA。相关叙述错误的是( )
A. 非编码 RNA 是从基因组上转录而来,但不能翻译成蛋白质
B. RNA干扰可通过抑制靶mRNA的翻译或促使其降解而起作用
C. RNA干扰技术能使特定基因沉默,但是抑制作用的效率比较低
D. RNA干扰技术可用于研究特定基因的功能和某些病毒感染的治疗
【答案】C
【解析】
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。
【详解】A、非编码RNA是由基因组转录产生的,它们不编码蛋白质,如本题中起RNA干扰作用的双链RNA属于非编码 RNA,A正确;
B、RNA干扰的作用机制就是双链RNA可以与靶mRNA结合,进而抑制靶mRNA的翻译过程,或者促使靶mRNA降解,从而阻断基因表达,B正确;
C、由题意可知,“只需要几分子的双链 RNA 就能够完全阻断一个细胞内该基因的表达”,这说明RNA干扰技术抑制作用的效率很高,不是较低,C错误;
D、利用RNA干扰技术使特定基因沉默,可研究该基因在生物体内的功能;对于一些由病毒基因表达引起的感染,可通过RNA干扰阻断病毒基因表达来治疗,D正确。
故选C。
5. 三种常见的十字花科植物,自然相互杂交形成异源四倍体,关系如图(图中A、B、C分别代表不同的染色体组,数字代表染色体组中的染色体数目)。相关叙述正确的是( )
A. 图中芥菜和花椰菜体细胞中含有的染色体数目分别为18、9
B. 黑芥与芜菁培育芥菜的过程中发生了染色体变异和基因重组
C. 若油菜与黑芥杂交,产生的子代体细胞中可能含同源染色体
D. 埃塞俄比亚芥在减数第一次分裂时最多会形成34个四分体
【答案】B
【解析】
【分析】单倍体或多倍体育种的原理是染色体数目变异,杂交育种的原理是基因重组。
【详解】A、观察可知,芥菜的染色体组为AABB,A染色体组含10条染色体,B染色体组含8条染色体,所以芥菜体细胞染色体数为(10 + 8)×2=36条;花椰菜的染色体组为CC,C染色体组含9条染色体,花椰菜体细胞染色体数为9×2 = 18条,A错误;
B、黑芥(BB)与芜菁(AA)通过自然杂交形成AB,再经过染色体加倍形成芥菜(AABB)。杂交过程中发生了基因重组,染色体加倍过程发生了染色体变异,B正确;
C、油菜(AACC)产生的配子为AC,黑芥(BB)产生的配子为B,杂交产生的子代体细胞染色体组为ABC,无同源染色体,C错误;
D、埃塞俄比亚芥(BBCC),B染色体组含8条染色体,C染色体组含9条染色体,在减数第一次分裂时,同源染色体配对形成四分体,BB有8对同源染色体,CC有9对同源染色体,最多会形成 8+9=17个四分体,D错误。
故选B。
6. 下列有关进化的叙述错误的是( )
A. 物种之间的协同进化可以通过捕食、竞争及寄生等实现
B. 各种金鱼品种的获得与突变和基因重组、人工选择等有关
C. 种群数量低到一定程度可能会因近亲繁殖导致适应性降低
D. 生物的适应性主要体现在特定生物对其所生活环境的适应
【答案】D
【解析】
【分析】 现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化,物种之间的协同进化可以通过捕食、(种间)竞争及寄生等实现,A正确;
B、突变和基因重组提供进化的原材料,人工选择决定生物进化方向,各种金鱼品种的获得与突变和基因重组、人工选择等有关,B正确;
C、近亲繁殖会增加隐性遗传病的概率,种群数量低到一定程度可能会因近亲繁殖导致适应性降低,C正确;
D、适应有:一是指生物的形态结构适合于完成一定的功能,二是指生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖,D错误。
故选D。
7. 去甲肾上腺素(NE)由自主神经分泌时为神经递质,由肾上腺髓质细胞分泌时为激素。NE常作为急救时补充血容量的辅助治疗,可以兴奋心脏、回升血压。研究表明抑郁症的形成与突触间隙NE减少有关。下列叙述正确的是( )
A. NE作为神经递质在突触间隙通过自由扩散与突触后膜上的受体结合
B. NE作为激素,其分泌受到下丘脑-垂体-肾上腺轴的分级调节
C. NE对皮肤黏膜血管收缩明显,对心脏的兴奋较弱可能与受体不同有关
D. 抗抑郁药物的机理可能是促进突触前膜释放NE并抑制突触后膜回收NE
【答案】C
【解析】
【分析】无论是神经递质还是激素,作为信号分子,均需要与相应的受体结合后发挥作用,其中激素一旦发挥作用后被分解,而神经递质被分解或回收至突触前膜。
【详解】A、NE作为神经递质在突触间隙通过扩散(分子的无规则运动,而非自由扩散这一跨膜运输方式)与突触后膜上的受体结合,A错误;
B、NE由肾上腺髓质细胞分泌的激素,其分泌不受到下丘脑-垂体-肾上腺轴的分级调节,B错误;
C、NE发挥作用需要与相应的受体结合,NE对皮肤黏膜血管收缩明显,对心脏的兴奋较弱可能与受体不同有关,C正确;
D、研究表明抑郁症的形成与突触间隙NE减少有关,故抗抑郁药物的机理可能是促进突触前膜释放NE并抑制突触前膜回收NE,D错误。
故选C。
8. 下列关于神经调节的叙述错误的是( )
A. 支配内脏、血管和腺体的传出神经,其活动不受意识支配
B. 在躯体运动及排尿反射的分级调节过程中,还存在反馈调节
C. 大脑皮层运动区发出的指令要经过小脑和脑干,才能对躯体运动进行调节
D. 脑干是连接脊髓和脑其他部分的重要通路,有许多维持生命的必要中枢
【答案】C
【解析】
【分析】神经系统由脑、脊髓和它们所发出的神经组成。脑和脊髓是神经系统的中枢部分,叫中枢神经系统;由脑发出的脑神经和由脊髓发出的脊神经是神经系统的周围部分,叫周围神经系统。神经系统的结构和功能的基本单位是神经元。
【详解】A、支配内脏、血管和腺体的传出神经属于自主神经系统,其活动不受意识支配,A正确;
B、在躯体运动及排尿反射等分级调节过程中,存在反馈调节,比如排尿反射中,尿液刺激相关感受器,可进一步调节排尿过程,属于反馈调节,B正确;
C、大脑皮层运动区发出的指令可通过脑干对脊髓等低级中枢进行调节,进而对躯体运动进行调节,并非一定要经过小脑,C错误;
D、脑干是连接脊髓和脑其他部分的重要通路,有许多维持生命的必要中枢,如呼吸中枢、心血管运动中枢等,D正确。
故选C。
9. 为研究红光、远红光及赤霉素对莴苣种子萌发的影响,研究小组在黑暗条件下进行莴苣种子萌发实验部分实验结果如图所示。相关叙述正确的是( )
A. 莴苣种子吸收红光中的光能使赤霉素含量增加,促进种子的萌发
B. 若用红光→远红光交替处理,莴苣种子萌发率比单独红光处理低
C. 本实验条件下莴苣种子对赤霉素的反应比对红光的反应更为敏感
D. 植物细胞的光敏色素主要感受红光、远红光和蓝光等光信号刺激
【答案】B
【解析】
【分析】1、赤霉素能够促进种子萌发,脱落酸能够维持种子休眠,二者作用相反。
2、分析题图:结合图甲与图乙,远红光使种子赤霉素含量下降,进而抑制种子萌发;红光使种子赤霉素含量升高,促进种子萌发。
【详解】A、莴苣种子并不是吸收红光中的光能使赤霉素含量增加,而是作为一种信号分子使赤霉素含量增加,促进种子的萌发,A错误;
B、根据实验结果推测,红光促进种子萌发,远红光抑制种子萌发,若用红光→远红光交替处理,相当于萌发过程中受到了抑制因素,所以莴苣种子萌发率比单独红光处理低,B正确;
C、对比图乙中赤霉素和红光处理的曲线,赤霉素处理后种子萌发率上升慢,且达到相同萌发率时,赤霉素所需时间长,说明本实验条件下莴苣种子对红光的反应比对赤霉素的反应更为敏感,C错误;
D、题干只是研究了红光、远红光及赤霉素对莴苣种子萌发的影响,并没有提及植物细胞的光敏色素主要感受红光、远红光和蓝光等光信号刺激,与本题实验内容无关,D错误。
故选B。
10. 地震、森林火灾等自然灾害对生态系统会造成严重破坏,灾后修复需要生物措施与工程措施相结合。下列叙述正确的是( )
A. 地震、火灾等自然灾害降低种群密度,属于密度制约因素
B. 生态修复时合理搭配不同种类的植物,主要体现了生态工程的协调原理
C. 灾区进行植树造林、动物迁回有利于增加生态系统的恢复力稳定性
D. 灾区使用太阳能、地热能等清洁能源,有效减小了生态足迹
【答案】D
【解析】
【分析】影响种群动态的因素分两类:(1)密度制约因素:其影响程度与种群密度有密切关系的因素,如种间竞争、捕食、寄生、疾病和种内调节等生物因素。(2)非密度制约因素:其影响程度与种群密度无关的因素,如温度、降水、风等气候因素,污染、环境的pH等环境因素。
【详解】A、地震等自然灾害会影响种群密度,但不受种群密度制约,属于非密度制约因素,A错误;
B、协调原理是要处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量,生态修复时合理搭配不同种类的植物,主要体现了生态工程的自生原理,B错误;
C、对灾区进行植树造林、植被保护,可使该地区营养结构变复杂、物种丰富度增加,有利于增加生态系统的抵抗力稳定性,C错误;
D、太阳能、地热能、风能和潮汐能属于清洁可再生的能源,地震后的灾区使用太阳能、地热能、风能和潮汐能有利于减小生态足迹,D正确。
故选D。
11. 下列有关“培养”的叙述错误的是( )
A. 宜采用通气培养并搅拌以获取更多的紫杉醇
B. 可采用稀释涂布平板法分离纯化培养乳酸菌
C. 可在96孔板上培养和筛选特定的杂交瘤细胞
D. 采集到的卵母细胞需要在体外进行成熟培养
【答案】B
【解析】
【分析】将接种于培养基内,在合适条件下形成的含有特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物,获得纯培养物的过程就是纯培养。
【详解】A、植物细胞需要进行有氧呼吸,采用通气培养并搅拌以利于细胞呼吸和获得更多养料,进而获取更多的紫杉醇,A正确;
B、稀释涂布平板法适于分离进行有氧呼吸的生物,不适合用来分离纯化乳酸菌,B错误;
C、可在96孔板上利用抗原抗体杂交技术,可培养和筛选特定的杂交瘤细胞,C正确;
D、采集到的卵母细胞需要在体外进行成熟培养,培养到减数第二次分裂中期,D正确。
故选B。
12. 从自然界挑选出能够降解废水中聚乙烯醇(PVA)的细菌,经诱变处理后得到两株突变菌株S7和K15,将两者进行原生质体融合得到菌株F4。探究不同菌株降解 PVA的能力,结果如下表所示。相关叙述错误的是( )
菌株类型
PVA 去除率(%)
普通 PVA 降解菌
29
K15S7F4
63
K15+S7
59
菌株类型
87
普通 PVA 降解菌
68
A. 可以采用溶菌酶酶解的去壁方法,以获得细菌的原生质体
B. 实验中用低渗溶液处理,可有效分离原生质体和融合菌株
C. 紫外照射是常用的诱变方法,可定向提高细菌 PVA降解力
D. 推测菌株 F4 中 PVA 降解酶基因的表达体系可能发生了变化
【答案】C
【解析】
【分析】基因突变具有不定向性、普遍性、随机性等特点。
【详解】A、细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,溶菌酶可以水解肽聚糖从而去除细菌细胞壁获得原生质体,A正确;
B、 原生质体在低渗溶液中会吸水涨破,而融合菌株有细胞壁,不会在低渗溶液中涨破,所以用低渗溶液处理,可有效分离原生质体和融合菌株,B正确;
C、 紫外照射是常用的诱变方法,但是诱变具有不定向性,不能定向提高细菌PVA降解力,C错误。
D、 菌株F4是由S7和K15融合得到的,其PVA去除率较高,推测菌株F4中PVA降解酶基因的表达体系可能发生了变化,从而使降解能力增强,D正确。
故选C。
13. 下列有关细胞工程的叙述正确的是( )
A. 来源不同的胚状体与胚结构相似,均可发育成完整的植株
B. 对外植体进行消毒时,同时使用酒精和次氯酸钠的效果更好
C. 用于融合的骨髓瘤细胞和淋巴细胞都可以从野生型小鼠中获取
D. 小鼠产生的单克隆抗体可以直接用于人体静脉注射以治疗疾病
【答案】A
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养或注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、胚状体具有与胚相似的结构,来源不同的胚状体都具有发育成完整植株的能力,这是植物组织培养中利用胚状体进行植株再生的理论基础,A正确;
B、对外植体进行消毒时,一般是先用酒精处理,再用次氯酸钠处理,但并不是同时使用效果更好,同时使用可能会对外植体造成过度伤害,B错误;
C、用于融合的淋巴细胞(浆细胞)是经过特定抗原刺激后产生的,野生型小鼠未经特定抗原刺激,其体内淋巴细胞不能直接用于制备单 - 克隆抗体的细胞融合过程,骨髓瘤细胞可以从野生型小鼠中获取,C错误;
D、小鼠产生的单克隆抗体属于异源蛋白,直接用于人体静脉注射可能会引起免疫反应等不良反应,不能直接用于人体静脉注射以治疗疾病,需要经过进一步的改造等处理,D错误。
故选A。
14. 生物实验的成败与实验的选材密切相关。下列实验中材料或试剂选择不恰当的是( )
A. 选用蝗虫精巢而非小白鼠卵巢,观察减数分裂的不同时期
B. 选用黑藻小叶而非洋葱鳞片叶外表皮,研究光合作用的放氧部位
C. 选用血细胞计数板而非载玻片,探究培养液中酵母菌种群数量变化
D. 选用淀粉酶而非过氧化氢酶,探究温度对酶活性的影响
【答案】B
【解析】
【分析】1、恩格尔曼把载有水绵和好氧性细菌的临时装片放在无空气的黑暗环境里,用极细的光束照射水绵。显微观察发现,好氧性细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近。
2、酵母菌计数时,先盖上盖玻片,再将培养液滴在盖玻片边缘,让培养液慢慢渗入计数室。
【详解】A、由于雄性动物产生的配子数目多,且减数分裂过程连续,故选用蝗虫精巢而非小白鼠卵巢,观察减数分裂的不同时期,A正确;
B、研究光合作用的放氧部位,通常选用水绵和好氧细菌在黑暗条件下用极细光束进行照射,B错误;
C、血细胞计数板是一种特制的计数板,选用血细胞计数板而非载玻片,探究培养液中酵母菌种群数量变化,C正确;
D、过氧化氢不稳定,受热易分解,故选用淀粉酶而非过氧化氢酶,探究温度对酶活性的影响,D正确。
故选B。
二、多项选择题:共5题,每题3分,共15分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 动物对寒冷环境的适应有多种表现形式。下图是不同气候地带的部分动物(括号内标注为体重)基础代谢率与环境温度的关系。下列有关叙述正确的有( )
A. 产热增加多的动物如红狐,对寒冷环境的适应能力比北极狐强
B. 北极狐的骨骼肌战栗、甲状腺激素等增加是其适应寒冷环境的主要方式
C. 冷水中站立的水鸟的趾部温度可能较低,但身体核心部位温度依然维持较高
D. 有些动物可通过集群等行为减少散热,以适应寒冷环境
【答案】CD
【解析】
【分析】寒冷环境中,动物体的产热速率增大,为了维持体温恒定,皮肤毛细血管收缩,汗腺分泌减少,以减少散热,但由于机体和外界环境之间的温差增大,机体的散热量也增大,机体的产热和散热仍处于动态平衡,保持体温的相对稳定。
【详解】A、北极狐在温度降低时基础代谢率不变,说明调节能力强,更适应寒冷环境,A错误;
B、温度降低,北极狐的基础代谢率基本不变,说明其产热没有大幅度增加,骨骼肌没有战栗,甲状腺激素基本不变,B错误;
C、冷水中站立的水鸟的趾部由于接触冷水温度可能较低,但身体核心部位温度依然维持较高,内环境处于稳定状态,C正确;
D、有些动物可通过集群等行为减少散热,维持体温恒定,以适应寒冷环境,D正确。
故选CD。
16. 欧洲麦粉蛾中野生型幼虫皮肤有色,成虫复眼为棕褐色,均与细胞质中含有犬尿素有关,犬尿素的合成受基因A控制。突变型(aa)幼虫皮肤无色,成虫复眼为红色。麦粉蛾肤色的遗传还存在短暂母性影响,即基因型为Aa的雌蛾形成卵细胞时,细胞质中都含有足量的犬尿素使幼虫皮肤着色,发育到成虫时犬尿素会耗尽。现以野生型雌蛾(Aa)与突变型雄蛾进行杂交实验。相关叙述正确的有( )
A. 同一基因可影响同一生物不同发育时期的不同性状
B. 欧洲麦粉蛾肤色遗传的短暂母性影响属于细胞质遗传
C. 该实验所得子代幼虫中,皮肤有色的个体占1/2
D. 若进行反交实验,后代成虫复眼棕褐色和红色之比为1:1
【答案】AD
【解析】
【分析】基因分离定律和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时,位于同源染色体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的非等位基因进行自由组合。受一对等位基因控制的遗传,一般按基因分离定律处理,但质基因的控制一般表现为母系遗传,即子代表现出与相同的表现型。
【详解】A、基因 A 控制犬尿素合成,犬尿素影响幼虫皮肤颜色和成虫复眼颜色,说明同一基因可影响同一生物不同发育时期(幼虫、成虫 )的不同性状(皮肤颜色、复眼颜色 ),A正确;
B、短暂母性影响是基因型为 Aa 的雌蛾形成卵细胞时,细胞质中含犬尿素使幼虫皮肤着色,但其遗传物质还是由核基因控制,不属于细胞质遗传(细胞质遗传是由细胞质中遗传物质控制的遗传 ),B错误;
C、正交(Aa♀×aa♂)中,母方Aa的卵细胞无论传递A或a,细胞质均含足量犬尿素,子代幼虫皮肤全有色,C错误;
D、反交(aa♀×Aa♂)时,子代基因型为Aa(50%)和aa(50%)。Aa个体可合成犬尿素,成虫复眼棕褐色;aa个体不能,呈红色,比例1:1,D正确。
故选AD。
17. 在一个群体中由于随机事件而产生的基因频率随机波动现象称为遗传漂变。下图表示种群个体数(N)分别是 50、500、5000 种群中的等位基因频率变化。相关叙述错误的有( )
A. 遗传漂变的作用大小与种群个体数之间呈正相关
B. 遗传漂变不会产生新的可遗传变异,从而不会引起生物进化
C. 基因突变、遗传漂变、自然选择和迁移都会影响图中种群的等位基因频率
D. 图中 N=50的种群更易发生遗传漂变,且对种群基因频率的影响具有方向性
【答案】ABD
【解析】
【分析】遗传漂变一般发生在小群体。在一个小群体中,由于一个小群体与其他群体相隔离,不能充分地随机交配或偶然死亡,因而在小群体内基因不能达到完全自由分离和组合,使基因频率容易产生偏差,甚至使这种基因在种群中消失。但这种偏差不是由于突变、选择等因素引起的。
【详解】A、由图可知,种群个体数越少(如N=50 ),等位基因频率波动越大;种群个体数越多(如N=5000),等位基因频率波动越小。所以遗传漂变的作用大小与种群个体数呈负相关,不是正相关,A错误;
B、遗传漂变是基因频率的随机波动,虽不产生新的可遗传变异,但基因频率改变就会引起生物进化(生物进化的实质是种群基因频率的改变 ),B错误;
C、基因突变能产生新基因,改变基因频率;遗传漂变本身就是基因频率随机波动;自然选择会定向改变基因频率;迁移(如迁入、迁出 )会引入或带走基因,影响基因频率。所以它们都会影响种群的等位基因频率,C正确;
D、种群个体数越少(N=50)越易发生遗传漂变,但遗传漂变是随机波动,不具有方向性,自然选择才具有方向性,D错误。
故选ABD。
18. 微生物培养和发酵的关键是防止杂菌污染。下列关于无菌操作的叙述错误的有( )
A. 啤酒的工业化生产过程中,可以通过焙烤实现麦芽的无菌化
B. 在青霉素的发酵生产过程中,无需对发酵设备进行严格灭菌
C. 盛有培养基的锥形瓶用棉塞塞紧后,可以直接进行湿热灭菌
D. 若分装后的试管口黏有培养基,则需用酒精棉球擦净后灭菌
【答案】ABC
【解析】
【分析】啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
【详解】A、在啤酒的工业化生产过程中,焙烤可以杀死大麦种子的胚,但并没有达到灭菌的程度,麦芽在后续的发酵等环节还会有相应的处理来防止杂菌污染,A 错误;
B、在青霉素的发酵生产过程中,发酵设备需要进行严格灭菌,若不严格灭菌,杂菌可能会与产生青霉素的菌种竞争营养物质等,影响青霉素的产量和质量,B错误;
C、盛有培养基的锥形瓶用棉塞塞紧后,不能直接进行湿热灭菌,通常需要先扎紧瓶口的棉塞,再进行湿热灭菌,防止棉塞在灭菌过程中喷出等,C错误;
D、若分装后的试管口黏有培养基,用酒精棉球擦净后灭菌,防止杂菌滋生,D正确。
故选ABC。
二、非选择题:共5大题,共60分。
19. 1939 年英国剑桥大学的希尔(Robert.Hi11)发现在分离的叶绿体(实际是被膜破裂的叶绿体)悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁),照光时可使水分解而释放氧气,以后发现生物中重要的氢载体NADP+也可以作为生理性的希尔氧化剂,从而使得希尔反应的生理意义得到了进一步肯定。
(1)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中________阶段的部分变化,其中氧化剂可作为_______。希尔反应活力的测定最简单直接的方法是________。
将水稻叶肉细胞破碎并进行差速离心处理,分离得到的叶绿体等量分装到试管A-G中,按下表设计,在其他条件相同且适宜的情况下进行实验。
试管编号
变量控制
A
B
C
D
E
F
G
光照
+
+
-
+
-
-
-
CO2
+
-
+
-
+
+
+
NADP+
+
-
-
+
-
-
-
NADPH
-
-
-
-
+
+
-
ATP
-
-
-
-
+
-
+
注:+表示给予适宜的相关条件,-表示不给予相关条件。
会持续产生(CH2O)的试管有_________,会持续产生O2的试管有_________。
(2)下面光合作用过程图解,光能依次转变为________,最后转变为糖类等有机物中________。
(3)卡尔文及其同事因在光合作用方面的研究成果,获得了1961年的诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中,通过一个通气管向容器中通入CO2,通气管上有一个开关,可控制CO2的供应,容器周围有光源,通过控制电源开关可控制光照的有无。他向密闭容器中通入14CO2,当反应进行到5s 时,14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中,将反应时间缩短到0.5s时,14C出现在一种三碳化合物(C3)中,这说明CO2中C的转移路径是_________。上述实验中卡尔文是通过控制________来探究CO2中碳原子转移路径的。
(4)卡尔文通过改变实验条件来探究光合作用过程中固定CO2的化合物,他改变的实验条件是________;这时他发现C5的含量快速升高,由此得出固定CO2的物质是C5。
(5)上述实验中,卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70℃的热酒精中,从而使酶失活,细胞中的化合物就保持在热处理之前的反应状态,利用不同化合物在层析液中的溶解度不同,分离出各种化合物。综上所述,卡尔文在光合作用研究中采用了________等技术方法。
【答案】(1) ①. 光反应 ②. 氢载体和电子受体 ③. 氧气释放速率 ④. AE ⑤. AD
(2) ①. NADPH 和 ATP中的活跃化学能 ②. 稳定的化学能
(3) ①. CO2→C3→(C5、C6) ②. 反应时间
(4)停止CO2供应 (5)同位素示踪法和纸层析法
【解析】
【分析】光能在光反应中转化为ATP和NADPH中的活跃的化学能,暗反应中活跃的化学能转化为有机物中的稳定化学能。
【小问1详解】
希尔反应中,水的分解和氧气释放发生在光反应,因此模拟光反应阶段。光反应中,其中氧化剂作为氢载体和电子受体接受电子和H⁺生成NADPH。希尔反应直接产物是氧气,故最简单方法是检测氧气释放速率。
试管实验分析:暗反应阶段C3的还原产生(CH2O),此过程需要光反应阶段提供ATP和NADPH,同时需要暗反应中CO2的参与。A试管有光照和NADP+,能进行光反应产生ATP和NADPH,在有CO2提供的情况下能产生(CH2O);E 试管有现成的ATP和NADPH,同时有CO2的供应,也会持续产生(CH2O),故会持续产生(CH2O)的试管有A、E;在叶绿体的悬浮液中加入适当的电子受体(NADP⁺),照光时可使水分解而释放氧气。A、D 试管含有光照和电子受体,能持续产生氧气。
【小问2详解】
光能首先通过光反应转化为ATP和NADPH中的活跃化学能。暗反应中,ATP和NADPH的能量转移至糖类等有机物,形成稳定化学能。
【小问3详解】
向密闭容器中通入14CO2,通过控制反应时间,当反应进行到5s时,14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中,将反应时间缩短到0.5s时,14C出现在一种三碳化合物(C3)中,所以卡尔文是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子转移路径的。根据实验现象可知CO2中C的转移路径是:CO2→C3→(C5、C6)。
【小问4详解】
依据题干信息,要使C5的含量快速升高,可通过停止CO2供应(降低CO2浓度)来实现。因为CO2供应减少,C5与CO2结合生成C3的过程受阻,而C3的还原仍在进行,会使C5不断生成,从而导致C5含量升高。
【小问5详解】
卡尔文在光合作用研究中采用了同位素示踪法(用14CO2探究碳原子转移路径)和纸层析法(利用不同化合物在层析液中的溶解度不同,分离出各种化合物)技术。
20. 统计发现,长期食用富含果糖的食物似乎跟癌症的发展存在某种关联。科学家用黑色素瘤模型小鼠对果糖与癌症发展机制进行了探索。请回答下列问题:
(1)正常情况下,黑色素瘤细胞会刺激小鼠体内的______和细胞免疫,最终清除黑色素瘤细胞,这体现了免疫系统的______功能。
(2)为完成上述探索,科学家给对照组小鼠饲喂普通饲料,实验组饲喂______的饲料,相同且适宜的条件下培养一段时间进行相关检测,结果如右图所示,实验结果表明______。研究人员向培养有癌细胞的培养基中添加了不少果糖,结果发现癌细胞的生长速度与对照组无明显差异,由此说明______。
(3)进一步研究发现,肝细胞中的酶(KHK-C)可将果糖转化成多种脂质分子,包括溶血磷脂酰胆碱(LPC,一种肿瘤可利用的营养物质)。由此推测过量果糖促进肿瘤生长的机理可能是______。
(4)为进一步验证上述推测,科学家用黑色素瘤模型小鼠设计了以下实验:
ⅰ实验组1注射药物①抑制黑色素瘤模型小鼠肝脏中______,饲喂______;
ⅱ实验组2给黑色素瘤模型小鼠注射______,饲喂______;若实验结果为______,则证明上述推测成立。
【答案】(1) ①. 非特异性免疫、体液免疫 ②. 免疫监视
(2) ①. 等量富含果糖 ②. 果糖可促进肿瘤生长 ③. 果糖本身并不会直接促进癌细胞生长
(3)肝脏通过KHK-C将果糖转化为脂质(LPC等),经血液运输提供给癌细胞促进肿瘤生长
(4) ①. 果糖代谢所需的酶(KHK-C)的活性 ②. 富含果糖的饲料 ③. 适量LPC ④. 不含果糖的饲料 ⑤. 对照组1与实验组1肿瘤体积略有增长,对照组2与实验组2肿瘤体积显著增长
【解析】
【分析】原癌基因和抑癌基因:(1)原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因,是维持机体正常生命活动所必须的,在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异,基因产物增多或活性增强时,使细胞过度增殖,从而形成肿瘤。(2)抑癌基因也称为抗癌基因。正常细胞中存在基因,在被激活情况下它们具有抑制细胞增殖作用,但在一定情况下被抑制或丢失后可减弱甚至消除抑癌作用的基因。正常情况下它们对细胞的发育、生长和分化的调节起重要作用。(3)两者之间的关系:原癌基因就是癌基因还没突变的时候,而抑癌基因是抑制原癌基因变成癌基因。两者有一个共同点:任何一个发生突变,都有可能发生癌变。
【小问1详解】
正常情况下,黑色素瘤细胞会刺激小鼠体内的非特异性免疫、体液免疫和细胞免疫,最终清除黑色素瘤细胞。因为免疫系统对抗病原体或异常细胞时,有体液免疫和细胞免疫两种方式,这里针对黑色素瘤细胞也是这两种免疫协同作用。 这体现了免疫系统的免疫监视功能。免疫系统的免疫监视功能就是识别和清除体内突变细胞及病毒感染细胞,黑色素瘤细胞属于异常细胞,被清除体现了该功能。
【小问2详解】
科学家给对照组小鼠饲喂普通饲料,实验组饲喂富含果糖的饲料。因为实验目的是探究果糖与癌症发展机制,所以实验组要饲喂富含果糖饲料形成对比。 实验结果表明长期食用富含果糖的食物会促进黑色素瘤的发展。从图中可看出,随着时间推移,饲喂富含果糖饲料的实验组肿瘤体积比对照组大很多。 研究人员向培养有癌细胞的培养基中添加了不少果糖,结果发现癌细胞的生长速度与对照组无明显差异,由此说明果糖不是直接促进癌细胞生长。因为在体外培养条件下添加果糖癌细胞生长速度无变化,所以不是直接作用。
【小问3详解】
进一步研究发现,肝细胞中的酶(KHK - C)可将果糖转化成多种脂质分子,包括溶血磷脂酰胆碱(LPC,一种肿瘤可利用的营养物质)。由此推测过量果糖促进肿瘤生长的机理可能是果糖在肝细胞中通过酶(KHK - C)转化为肿瘤可利用的营养物质(如LPC),为肿瘤细胞的生长提供更多的营养,从而促进肿瘤生长。
【小问4详解】
实验组1:注射药物①抑制黑色素瘤模型小鼠肝脏中KHK - C酶的活性,饲喂富含果糖的饲料。因为要验证上述果糖通过KHK - C酶转化营养物质促进肿瘤生长的推测,所以抑制该酶活性,同时保持果糖摄入条件。 实验组2:给黑色素瘤模型小鼠注射等量适量LPC,饲喂不含果糖的饲料。作为对照,除了不抑制酶活性其他条件与实验组1相同。 若实验结果为对照组1与实验组1肿瘤体积略有增长,对照组2与实验组2肿瘤体积显著增长,则证明上述推测成立。
21. 卧龙自然保护区地势起伏较大,冬季有降雪。保护区内森林密布,是大熊猫、水鹿等珍稀兽类的优质生境。水鹿主要采食鲜嫩植物、树皮、竹叶等,常栖息于海拔2000~3700m的林区、草原、高山溪谷等区域。某研究组计划调查卧龙国家级自然保护区内水鹿和大熊猫的相关生态状况。回答下列问题:
(1)可以根据群落的_________等方面的差异,将群落进行分类;大熊猫和水鹿属于生态系统组成成分中的________;它们在生态系统中的作用有________。
(2)研究人员发现,水鹿为补充体内的盐分需求,有舔舐含盐分的土壤、岩石、水源的行为。为探究水鹿舔盐行为的活动节律,研究组进行了为期一年的监测和研究,结果如图1和图2。据图分析,水鹿舔盐活动主要在_________(填“白天”或“夜间”)进行;舔盐行为在冬季表现最弱,原因可能是_________。
(3)卧龙自然保护区内分布着100多只大熊猫。野外大熊猫善于爬树,爱戏,常栖息于海拔2000~3000m的茂密竹林里,其99%的食物都是竹子。
①研究者分析了水鹿和大熊猫对原始林和次生林的利用强度,结果如图 3。据图可知,_________对原始林的依赖性更强。
②综合上述信息分析,保护区内大熊猫和水鹿的生态位_________(填“存在”或“不存在”)重叠,依据是________
(4)调查发现,该区域中两个营养级能量的来源与去路如图所示,字母表示相应的能量。图中a1、a2属于_______的能量,第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量可表示为________。
【答案】(1) ①. 物种组成、结构 ②. 消费者 ③. 加快生态系统的物质循环、调节种间关系(或为植物传播花粉、种子等)
(2) ①. 夜间 ②. 冬季有降雪,雪覆盖了含盐分的土壤、岩石、水源,导致水鹿难以找到舔盐地点;冬季植物中盐分含量相对较高,水鹿可从食物中获取较多盐分
(3) ①. 大熊猫 ②. 存在 ③. 它们都分布在海拔2000-3000m的区域,存在空间重叠;都利用了原始林和次生林,存在食物资源重叠(水鹿采食鲜嫩植物、竹叶等,大熊猫食物99%是竹子,也存在食物重叠)
(4) ①. 未被利用 ②. a2+c2+d2或d1-b2
【解析】
【分析】1、在生态系统中能量流动主要是从初级生产者向次级生产者流动。能量的流动渠道主要通过”食物链”与“食物网”来实现;
2、生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。分为抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
【小问1详解】
群落是同一区域内所有生物的组合,可依据群落在物种组成、结构等方面的相似或相异程度将其划分和归纳为不同类别;大熊猫和水鹿属于生态系统组成成分中的属于消费者,消费者在生态系统中的作用是加快生态系统中的能量流动和物质循环;在植物传粉和种子传播过程中有重要作用。
【小问2详解】
据图1分析,水鹿舔盐活动主要在夜间进行冬季有降雪,雪覆盖了含盐分的土壤、岩石、水源,导致水鹿难以找到舔盐地点,且冬季植物中盐分含量相对较高,水鹿可从食物中获取较多盐分,所以水鹿的舔盐行为在冬季表现最弱。
【小问3详解】
①根据图3分析水鹿和大熊猫对原始林和次生林的利用强度,大熊猫对原始林的依赖性更强。
②水鹿和大熊猫都分布在海拔2000-3000m的区域,存在空间重叠,且两者都利用了原始林和次生林,存在食物资源重叠(水鹿采食鲜嫩植物、竹叶等,大熊猫食物99%是竹子,也存在食物重叠),所以保护区内大熊猫和水鹿的生态位存在重叠。
【小问4详解】
同化量包括这一营养级呼吸作用以热能形式散失(b)、流入下一营养级(d)、流向分解者(c)、未被利用 (a),所以a1属于第一营养级未被利用的能量,a2属于第二营养级未被利用的能量。同化量=用于生长发育繁殖的能量+呼吸作用散失的能量,因此第二营养级用于生长、 发育和繁殖的能量可表示为 a2+c2+d2或者 d1-b2。
22. 癌症是人类健康的重大威胁之一,传统治疗手段难以实现精准治疗。超声波具有非侵入、组织穿透性强、时空特异性等特点,科研人员拟开发“响应超声波的药物递送系统”细菌以实现癌症的精准治疗。
(1)用于培养药物递送细菌的液体培养基中包含水、酵母提取物、蛋白胨等成分,其中蛋白胨主要为细菌提供____和维生素。可利用____的方法快速直观地测定细菌数量,以便即时使用适量的细菌进行治疗。
(2)C蛋白有抗肿瘤作用,超声波可导致局部温度升高到42℃。科研人员制备了工程菌1,其中含有图1所示的基因表达载体。37℃培养的工程菌1接受超声波刺激后,可升温至42℃,____,从而发挥抗肿瘤作用。
(3)T蛋白有T1、T2和T3三种亚型,具有相似的功能,制备分别含有这三种基因的工程菌1,并检测C蛋白表达量,结果如图2所示。科研人员最终选择____(填T1、T2或T3)基因进行后续研究,判断的依据是_____。
(4)工程菌1只能在超声波刺激期间发挥作用,科研人员设计了含图3所示的基因表达载体的工程菌2,可以实现在短时间的超声波刺激后维持长时间的治疗。已知B基因编码的B酶可以作用于识别位点a和b,使a、b处的DNA发生断裂,最终导致a、b之间的DNA片段发生倒转。请根据以上信息,使用下列选项将表达载体补充完整。____;____;____;____;____。
①P1启动子②P3启动子(持续表达型启动子)③T基因④C基因⑤B基因
【答案】(1) ①. 碳源、氮源 ②. 显微镜直接计数
(2)解除T蛋白二聚体对P1启动子的抑制,启动C基因的表达
(3) ①. T3 ②. 温度由37℃到42℃时,含有T3亚型的C蛋白表达量变化最大
(4) ①. P3启动子 ②. C基因 ③. P1启动子 ④. B基因 ⑤. T基因
【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,标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。(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钙离子处理法;(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
蛋白胨的作用:蛋白胨是由蛋白质水解得到的产物,含有多种氨基酸、多肽等,可为细菌生长提供碳源、氮源(合成蛋白质、核酸等的原料),同时也可提供部分碳源和维生素。 细菌计数方法:题目要求 “快速直观” 测定细菌数量,常用方法为显微镜直接计数法(如血球计数板法),通过显微镜直接观察并计数菌体,无需培养,适合即时检测。
【小问2详解】
根据图 1,工程菌 1 的基因表达载体中,C 基因由 P1 启动子驱动,且 T 基因(编码 T 蛋白)由持续表达型启动子 P2 驱动。 37℃时,T 蛋白可能抑制 P1 启动子活性,导致 C 基因不表达;当超声波刺激升温至 42℃,温度变化可能使 T 蛋白的抑制作用解除(或 P1 启动子在高温下激活),从而启动 C 基因转录,产生具有抗肿瘤作用的 C 蛋白。
【小问3详解】
图 2 纵坐标为 C 蛋白表达量,横坐标为温度。观察不同 T 蛋白亚型(T1、T2、T3)对应的曲线,T3 亚型在 37℃时表达量最低,42℃时表达量最高,即温度响应最显著(表达量变化幅度最大)。 选择 T3 基因的原因是:在超声波升温(37℃→42℃)后,其驱动的 C 基因表达量激增最明显,能更高效地发挥抗肿瘤作用。
【小问4详解】
目标:工程菌 2 需在短时间超声波刺激后维持长时间治疗,即通过一次刺激启动持续表达。 B 酶的作用:B 酶可识别位点 a 和 b,使中间 DNA 片段倒转。倒转后,启动子方向需与转录方向一致。 载体设计逻辑:P2启动子之后应连接T3基因;a、b之间应为持续表达型启动子,即P3启动子,其后应连接的是④C 基因;中间应为P1 启动子和B 基因,超声刺激升温后,P1启动子的抑制解除,启动B基因转录,表达的B酶使a、b之间DNA片段逆转,进而启动C基因的持续表达。
23. 家蚕的性别决定方式为ZW型,科研人员现通过实验研究控制家蚕光泽眼与正常眼(A/a)、正常体色与透明体色(B/b)、黄色茧与白色茧(D/d)三对相对性状的基因的位置。选择纯合正常眼透明体色黄色茧雄蚕与光泽眼正常体色白色茧雌蚕杂交,F1雄蚕均为光泽眼正常体色黄色茧,雌蚕均为光泽眼透明体色黄色茧。F1相互交配得F2,F2表型及比例为光泽眼正常体色黄色茧:光泽眼透明体色黄色茧:正常眼透明体色黄色茧:光泽眼正常体色白色茧:光泽眼透明体色白色茧:正常眼透明体色白色茧为6:3:3:2:1:1。
(1)根据F2可初步判断,上述三对基因位于________对同源染色体上,控制体色的基因位于________染色体上。F1中无论雌蚕还是雄蚕均为黄色茧,由此_________(填“能”或“不能”)判断茧色基因位于常染色体上。
(2)控制眼型的基因在________染色体上,判断的理由是________,写出F1雌蚕的基因型________。
(3)若已初步定位茧色基因位于2号染色体上,现在以2号染色体为三体的家蚕验证这一结论,选择纯合三体黄色茧家蚕与正常白色茧家蚕杂交,F1与正常白色茧家蚕回交,理论上F2表型及比例为_________,可验证该结论;但实际F2表型及比例为________,进一步研究发现这是由于染色体数目异常的配子传递到子代的概率会下降一半。
(4)为进一步确定茧色基因在2号染色体上的具体位置,科研人员利用SSR进行定位。SSR是DNA中的特异性序列,不同家蚕品系的同一号染色体上SSR不同,本次实验选用了2号染色体的4个SSR,其在染色体上的位置如图1所示。用白色茧家蚕品系甲和另一黄色茧家蚕品系乙杂交得F1,F1相互交配得到F2。对上述杂交实验F2中某表型个体的SSR进行PCR扩增并电泳。结果如图2所示。
据图2判断所检测个体的表型为________。茧色基因的具体位置是_________。
【答案】(1) ①. 2##二##两 ②. Z(仅Z染色体/Z染色体非同源区段) ③. 不能
(2) ①. ZW染色体同源区段 ②. F2中光泽眼正常体色:光泽眼透明体色:正常眼透明体色=2:1:1,说明控制体色和眼型的基因位于一对同源染色体上;而控制体色的基因位于Z染色体上,F1全为光泽眼,说明控制眼型的基因位于ZW染色体同源区段上(“F1全为光泽眼”必须写出) ③. DdZabWA
(3) ①. 黄色茧:白色茧=2:1 ②. 黄色茧:白色茧=19:14
(4) ①. 白色茧 ②. SSR2—SSR3之间
【解析】
【分析】由题意可知,纯合正常眼透明体色黄色茧雄蚕与光泽眼正常体色白色茧雌蚕杂交,F1雄蚕均为光泽眼正常体色黄色茧,雌蚕均为光泽眼透明体色黄色茧,F1中体色在雌雄中表现不同,说明控制体色的基因位于Z染色体上。F1相互交配得F2,F2表型及比例为光泽眼正常体色黄色茧:光泽眼透明体色黄色茧:正常眼透明体色黄色茧:光泽眼正常体色白色茧:光泽眼透明体色白色茧:正常眼透明体色白色茧为6:3:3:2:1:1,是9:3:3:1的变式,说明这三对等位基因在两对同源染色体上。
【小问1详解】
纯合正常眼透明体色黄色茧雄蚕与光泽眼正常体色白色茧雌蚕杂交,F1雄蚕均为光泽眼正常体色黄色茧,雌蚕均为光泽眼透明体色黄色茧,F1中体色在雌雄中表现不同,说明控制体色的基因位于Z染色体上。F1相互交配得F2,F2表型及比例为光泽眼正常体色黄色茧:光泽眼透明体色黄色茧:正常眼透明体色黄色茧:光泽眼正常体色白色茧:光泽眼透明体色白色茧:正常眼透明体色白色茧为6:3:3:2:1:1,是9:3:3:1的变式,说明这三对等位基因在两对同源染色体上。F1中无论雌蚕还是雄蚕均为黄色茧,由此不能判断茧色基因位于常染色体上,其可能位于Z和W的同源区段上。
【小问2详解】
由题意可知,F2中光泽眼正常体色:光泽眼透明体色:正常眼透明体色=2:1:1,说明控制体色和眼型的基因位于一对同源染色体上;而控制体色的基因位于Z染色体上,F1全为光泽眼,说明控制眼型的基因位于Z和W染色体同源区段上。可推知亲本为DDZabZab×ddZABWA,则F1雌蚕的基因型为DdZabWA。
【小问3详解】
选择纯合三体黄色茧家蚕DDD与正常白色茧家蚕dd杂交,F1(1/2Dd、1/2DDd)可产生配子为5/12D、4/12d、2/12Dd、1/12DD,与正常白色茧家蚕回交,理论上F2表型及比例为黄色茧(5/12Dd+2/12Ddd+1/12DDd):白色茧(4/12dd)=2:1。若染色体数目异常的配子传递到子代的概率会下降一半,则F1为2/3Dd、1/3DDd,产生的配子为16/33D、14/33d、2/33Dd、1/33DD),则F2表型及比例为黄色茧(16/33Dd+2/33Ddd+1/33DDd):白色茧(14/33d)=19:14。
【小问4详解】
由图2可知,所检测个体的4个SSR都含有甲所含有的条带,说明所检测个体的表型与甲相同,为白色茧。SSR2和SSR3分别只有7号和8号与甲不同,且与SSR2、SSR3条带位置相差不大,说明茧色基因与SSR2、SSR3紧密连锁,其具体位置在SSR2—SSR3之间。
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