内容正文:
高二生物学试卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分
全卷共100分,考试时间75分钟。考生作答时将答案答在答题卡上,在本试卷上答题无效。
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.作图题可先使用2B铅笔填涂,然后用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第Ⅰ卷 选择题(共45分)
一、单项选择题:本题共15小题,每小题2分,共30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. 发酵产品的制作中,不同的菌种培养与选育均需要用到相应的培养基。下列有关培养基配制原则的表述正确的是( )
A. 常采用干热灭菌法对培养基进行灭菌
B. 微生物的生长除受营养因素影响外,还受到pH、氧、渗透压的影响
C. 碳源和氮源必须具有一定比例,碳元素的含量最多,其次为氮元素
D. 培养细菌时,一般需将培养基的pH调至酸性
2. 自然界中微生物无处不在,下列关于微生物的叙述,正确的是( )
A. 在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上生长的大肠杆菌菌落呈深紫色,并有金属光泽
B. 腌制泡菜利用了乳酸菌发酵,原材料只能装至八成满,是为了防止乳酸菌产生CO2导致发酵液溢出
C. 当缺少氧气、糖源时醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸
D. 微生物实验中,使用后的培养基在丢弃前一定要进行消毒处理,以免污染环境
3. 下列有关发酵工程的叙述正确的( )
A. 青霉素是世界上首次应用于临床的抗生素,随着厌氧发酵技术的发展,青霉素的生产实现了产业化
B. 发酵工程中要严格控制发酵条件,营养组分一次性添加即可
C. 接种是发酵工程的中心环节,所用的菌种大多是单一菌种
D. 发酵结束后,如果产品是代谢物可采用适当的提取、分离和纯化措施获得产品
4. 下图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析下列叙述错误的是( )
A. 3号试管的稀释倍数为1×104倍
B. 4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能为5号试管的10倍
C. 5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×108个
D. 该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低
5. 研究人员利用植物细胞培养技术,在离体条件下大量获得鱼腥草细胞中的萜类化合物,该物质可用于治疗过敏性荨麻疹。下列说法正确的是( )
A. 利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B. 细胞产物的工厂化生产是为了提高单个细胞中萜类物质的含量
C. 次生代谢物萜类物质是鱼腥草生命活动必需的营养物质
D. 该技术不占用耕地,但受季节、天气等的限制
6. 下列有关生物技术相关操作的描述,正确的是( )
A. 植物体细胞杂交过程中,灭活的病毒可以诱导原生质体融合
B. 动物细胞融合过程中只发生细胞膜融合而没有核膜的融合
C. 在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将内细胞团均等分割,并对其取样做DNA分析,进行性别鉴定
D. 在进行动物细胞的传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集
7. 下图为TREM2单克隆抗体的制备流程图,下列说法正确的是( )
A. 步骤①和⑤分别向小鼠注射TREM2蛋白和抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
B. 经步骤②诱导融合后的细胞都能分泌TREM2抗体又能无限增殖
C. 步骤③和④的培养孔中均含有TREM2抗体,依据的原理是抗原与抗体特异性结合
D. TREM2单克隆抗体具有准确识别抗原的细微差异、又可无限增殖的特点
8. 下图是利用核移植来克隆高产奶牛的大致流程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 激活重构胚的目的是使其完成分裂和发育进程
B. 图中过程①常用显微操作法去除细胞中的纺锤体—染色体的复合物
C. 图中过程③是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中
D. 体外培养至 MⅡ期的卵母细胞要先经过获能处理才能用于后续操作
9. 基于 AI(人工智能)的蛋白质设计方法可通过现有蛋白质数据库及机器深度“学习算法”来预测新型蛋白质的结构和功能。下列叙述错误的是( )
A. AI 预测新型蛋白质的结构和功能依据的原理是中心法则
B. AI 可帮助人们深入了解蛋白质分子结构和功能的关系
C. 获得 AI 设计的蛋白质,可通过改造或合成基因来实现
D. AI 可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质
10. 齐齐哈尔市曾是我国甜菜的重要产区之一。甜菜作为一种喜钾植物,其块根中含有大量的糖分。农民在甜菜种植的过程中需要合理施用钾肥以提高产量和糖分含量。下列分析正确的是( )
A. K 是甜菜细胞中必需的微量元素,对维持生物体的生命活动有重要作用
B. 可以使用双缩脲试剂检测甜菜细胞中是否含有还原糖
C. 脱氧核糖和核糖参与组成甜菜细胞中的核酸,前者的 2’碳位置上比后者少一个氧原子
D. 纤维素是甜菜细胞壁的主要成分,其被称为人类的“第七类营养素”是因为它能为细胞提供能量
11. 细胞内的马达蛋白能够与“货物”(颗粒物质)结合,并利用 ATP 水解所产生的化学能量驱动自身沿细胞骨架“行走”,其部分机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 细胞骨架由蛋白质纤维组成,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输等生命活动有关
B. 马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域
C. 核糖体是马达蛋白的生产机器
D. 运输“货物”过程中伴随着马达蛋白的磷酸化,且氧气供应越充足,细胞中 ATP 含量越多,运输效率越高
12. 某同学进行“观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时,将观察到的某个细胞大小变化情况绘制成了曲线(如图)。下列叙述正确的是( )
(注:细胞的初始大小相对值记为 1)
A. b-c 段,由于失水过多,细胞可能已经死亡
B. c-d 段,水分子的运动方向是从细胞外进入细胞内
C. e 时液泡的颜色比 a 时浅
D. d-e 段,细胞液浓度等于外界溶液浓度
13. 细胞呼吸过程中,线粒体内膜上的质子泵能将NADH(即[H])分解产生的H+转运到膜间隙,使膜间隙中H+浓度增加,大部分H+通过结构①回流至线粒体基质,同时驱动ATP的合成,主要过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 硝化细菌和乳酸菌都不可能发生上述过程
B. 该过程发生于有氧呼吸第二阶段,同时会产生CO2
C. H+由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散,不消耗ATP
D. 图中①是具有ATP合成酶活性的载体蛋白,既有催化作用也有物质转运功能
14. 为研究低氧胁迫对两个黄瓜品种根系细胞呼吸的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 根细胞进行无氧呼吸生成丙酮酸的过程中有 ATP 产生
B. 正常通气和低氧胁迫下黄瓜根细胞产生 CO₂的场所相同
C. 据图可知,品种 A 黄瓜根细胞对低氧的耐受性强于品种 B
D. 低氧胁迫可能通过影响根细胞吸收 Mg²⁺影响黄瓜光合速率
15. 下列关于细胞衰老及死亡的叙述错误的是( )
A. 细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育起着关键作用
B. 细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质,并不会诱导细胞凋亡
C. 老年人的白发是因细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少所致
D. 自由基学说认为:自由基可通过攻击磷脂、DNA和蛋白质等导致细胞衰老
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
16. 盐酸和蛋白酶均可使蛋白质发生水解。某同学使用盐酸、蛋白酶、蛋清做了如下图所示的探究实验,其中①~③表示特定的反应。下列说法正确的是( )
A. 蛋白质的结构与组成该蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序有关
B. ①过程破坏了蛋白质的空间结构,蛋白块a中的蛋白质分子比蛋清中更易被蛋白酶水解
C. 处理相同时间后,根据蛋白块b明显小于蛋白块c的现象可得出酶具有高效性的结论
D. 用盐酸配制不同pH的溶液与蛋白酶混合后加入蛋白块中,可用于探究pH对酶活性的影响
17. 以下关于生物科学史的叙述中,描述错误的是( )
A. 恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量
B. 切赫和奥尔特曼发现少数以脱氧核苷酸为基本单位的物质也具有生物催化功能
C. 巴斯德通过显微镜观察提出酿酒中的发酵是由活的酵母菌细胞的存在所致
D. 辛格和尼科尔森指出所有生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成
18. 将诱导多能干细胞(简称iPS细胞)移植给急性心肌梗死小鼠,检测发现小鼠心肌电生理指标逐渐恢复正常。下列说法不合理的是( )
A. 该实验仅需要正常小鼠作为对照组
B. 与成体干细胞相比,iPS细胞的分化潜能更强
C. 因为诱导过程无需破坏胚胎,且选择病鼠自身细胞获得iPS细胞再移植可避免免疫排斥,所以应用前景优于胚胎干细胞
D. 培养iPS细胞的培养液中通常只含有糖类、氨基酸、无机盐和维生素
19. 兰州百合栽培过程中易受病毒侵染,造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗,操作流程如下图。下列叙述正确的是( )
A. ①为脱分化过程,1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块
B. ②为再分化过程,愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C. 3号培养基用于诱导生根,其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D. 百合分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,可以作为该研究中的外植体
20. 某科研团队用A和B两种限制酶同时和分别处理同一DNA片段,发现限制酶对应切点一定能切开。下图1为某DNA片段及两种酶的酶切位点,图2为酶切产物电泳分离结果。下列叙述正确的是( )
A. 图1中X代表的碱基对数为4500,Y是限制酶B的酶切位点
B. 在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关
C. 用A和B两种限制酶同时处理图中同一DNA片段得到8个游离的磷酸基团
D. 利用PCR技术从图1的DNA中扩增出等长的X片段,至少需要2次循环
第Ⅱ卷 非选择题(共55分)
三、非选择题:共5小题,共55分。
21. 棉花是我国重要的经济作物,适宜在光照充足的条件下生长。某科研小组为了解棉花品种A、B的光合特性,在其开花期进行了一系列实验,结果如图所示。已知在暗反应过程中,RuBP羧化酶是催化CO2固定的关键酶。回答下列问题:
(1)叶绿素位于_________,其吸收的光能可转化并储存在_________中,这部分能量可用于暗反应中_________(填生理过程)。
(2)由图甲可知,棉花品种:_________更适合在强光下生长,结合图乙、图丙分析其原因是_______。
(3)在暗反应过程中,RuBP羧化酶发挥作用的场所是_________,当环境中O2浓度大于CO2浓度时,RuBP羧化酶又会催化C5和O2反应生成C3和C2进行光呼吸,而淀粉酶只能催化淀粉分解,说明RuBP羧化酶的专一性比淀粉酶_________(填“强”“弱”或“相同”),CO2/O2的值_________(填“越大”或“越小”),越有利于光呼吸的发生。
(4)给棉花提供18O2,在有光照的条件下,18O可能出现在光合作用产物(CH2O)中,原因是________。
22. 果蝇的长翅、残翅为一对相对性状(相关基因用A、a表示),圆眼和棒眼为另一对相对性状(相关基因用B、b表示),控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。现有长翅圆眼雌果蝇和残翅棒眼雄果蝇杂交,F1随机交配,F2的表型及比例如图甲所示,图乙表示果蝇性染色体的形态。请回答下列问题:
(1)果蝇的眼型和翅型这两对相对性状中,隐性性状分别为_________。
(2)控制果蝇翅型的基因位于_______染色体上,判断的理由是________。
(3)亲代雌果蝇的基因型为_______。图甲的杂交实验结果_______(填“能”或“不能”)确定控制眼型的基因位于图乙的Ⅰ区段还是Ⅱ区段。
23. 人体内的生物钟系统调节人的行为和生理活动,影响生理节律。人体的下丘脑视交叉上核(SCN)就是主生物钟,如图是人体生物钟调节示意图。褪黑素是一种与睡眠质量相关的重要激素,其合成机制如图所示,请回答:
(1)在光暗信号引起体内褪黑素的周期性变化的反射中,感受器位于_________,效应器是________。
(2)由图可知去甲肾上腺素是一种_________,去甲肾上腺素发挥作用后的去向是:大部分由突触前膜再摄取并重新加以利用,这样可以防止松果体细胞_________。去甲肾上腺素作用于松果体细胞引起褪黑素分泌的过程属于_________调节。
(3)据检测,褪黑素的分泌具有明显的昼夜节律,褪黑素白天分泌受抑制,晚上分泌活跃。推测褪黑素对睡眠的影响是________。
(4)某同学熬夜玩手机、平板等电子产品后生物钟发生了紊乱,严重影响睡眠质量,原因是_________。
24. 洞庭湖湿地生态系统具有蓄水调洪、调节气候、降解污染等多种生态功能,湖区内物种资源丰富、其中白鳍豚、胭脂鱼、东方白鹳等都是国家级保护动物。近些年,由于泥沙淤积和人工围垦,湖区湿地的面积急剧减少,生态功能遭到严重破坏。请回答下列问题:
(1)洞庭湖水体生物群落具有明显的分层现象,有利于__________。
(2)欧美黑杨根系发达、生长快且适应性强,被引入洞庭湖区成林后,造成该湖区湿地的植被群落衰退、生物多样性下降,出现物种单一的“绿色荒漠”景象,导致该湿地生态系统向陆地生态系统演替,此演替类型属于________。上述实例说明人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的_________进行。
(3)要研究该湿地某种水鸟的生态位,需要研究的方面有_________(任答出2点即可)。该湿地中水鸟等各种生物都占据着相对稳定的生态位,其意义是________。
25. 脱水素是青稞植物中的一种抗冻物质,其在提高植物抗冻性方面具有巨大的研究前景。科研人员通过PCR方法从青稞中成功获取脱水素基因Dhn4。该基因的结构如图1所示,其中B链为转录的模板链。研究人员利用图2所示的质粒构建基因表达载体并将其导入草莓中,成功培育出了具有一定抗冻能力的草莓植株1号。回答下列问题:
(1)使用PCR法获取目的基因时,可提取青稞细胞的________,经逆转录过程获得DNA并进行筛选。在PCR扩增Dhn4时应选择的引物组合是________,为使扩增后的产物按照正确的方向与质粒连接,需在引物的______端(填“5’”或“3’”)分别添加限制酶_________的识别序列。
(2)构建基因表达载体时,多种因素会影响Dhn4与质粒的连接效率,如温度与pH等操作环境、反应时间、质粒浓度及_________(举两例即可)。
(3)将Dhn4基因导入并整合到草莓细胞的染色体的DNA上,一般使用_______法。可通过__________处理,从个体水平对转基因是否成功进行鉴定。
(4)科研人员在成功培育抗冻草莓植株1号后,欲将超表达Dhn4基因(Dhn4基因与强启动子的结合物)导入抗冻草莓植株1号细胞中,继而培养成新型的草莓植株,以达到通过提高基因表达产物的量进而提高其抗冻能力。可通过DNA分子杂交技术检测新型草莓细胞中_______(填“Dhn4基因”或“强启动子”)的有无,从而确定超表达载体是否导入。
(5)为检验新型的草莓植株是否达到预期目的,可从分子生物学水平检测该植株细胞中的_________。
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高二生物学试卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分
全卷共100分,考试时间75分钟。考生作答时将答案答在答题卡上,在本试卷上答题无效。
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.作图题可先使用2B铅笔填涂,然后用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第Ⅰ卷 选择题(共45分)
一、单项选择题:本题共15小题,每小题2分,共30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. 发酵产品的制作中,不同的菌种培养与选育均需要用到相应的培养基。下列有关培养基配制原则的表述正确的是( )
A. 常采用干热灭菌法对培养基进行灭菌
B. 微生物的生长除受营养因素影响外,还受到pH、氧、渗透压的影响
C. 碳源和氮源必须具有一定比例,碳元素的含量最多,其次为氮元素
D. 培养细菌时,一般需将培养基的pH调至酸性
【答案】B
【解析】
【详解】A、培养基通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌,而干热灭菌法适用于耐高温且干燥的物品(如玻璃器皿),A错误;
B、微生物的生长不仅需要营养,还需适宜的温度、pH、氧气浓度和渗透压等条件,B正确;
C、碳源和氮源的比例需根据微生物种类调整,并非所有培养基中碳元素含量均最多,且氮元素含量不一定次之,C错误;
D、培养细菌时,一般需将培养基的pH调至中性或碱性,D错误。
故选B。
2. 自然界中微生物无处不在,下列关于微生物的叙述,正确的是( )
A. 在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上生长的大肠杆菌菌落呈深紫色,并有金属光泽
B. 腌制泡菜利用了乳酸菌发酵,原材料只能装至八成满,是为了防止乳酸菌产生CO2导致发酵液溢出
C. 当缺少氧气、糖源时醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸
D. 微生物实验中,使用后的培养基在丢弃前一定要进行消毒处理,以免污染环境
【答案】A
【解析】
【详解】A、伊红-亚甲蓝琼脂培养基是用于鉴别大肠杆菌的选择培养基,大肠杆菌代谢产物会与伊红、亚甲蓝结合,使菌落呈现深紫色并带有金属光泽,A正确;
B、腌制泡菜时,乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸,不产生CO₂。装至八成满是为了预留空间防止因初期其他微生物(如酵母菌)产CO₂导致液体溢出,而非乳酸菌产CO₂,B错误;
C、醋酸菌为严格好氧菌,其将乙醇转化为醋酸的过程需在有氧条件下进行,若缺少氧气,醋酸菌无法代谢,C错误;
D、微生物实验后的培养基需进行灭菌(如高压蒸汽灭菌)处理,消毒无法彻底杀灭所有微生物(如芽孢),D错误。
故选A。
3. 下列有关发酵工程的叙述正确的( )
A. 青霉素是世界上首次应用于临床的抗生素,随着厌氧发酵技术的发展,青霉素的生产实现了产业化
B. 发酵工程中要严格控制发酵条件,营养组分一次性添加即可
C. 接种是发酵工程的中心环节,所用的菌种大多是单一菌种
D. 发酵结束后,如果产品是代谢物可采用适当的提取、分离和纯化措施获得产品
【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。
【详解】A、青霉素的生产需在需氧条件下进行,而选项中提到“厌氧发酵技术”,A错误;
B、发酵过程中需根据菌种代谢需求及时补充营养(如谷氨酸发酵中补尿素),并非一次性添加即可,B错误;
C、发酵工程的中心环节是发酵罐内的菌种培养,而非接种步骤;虽然菌种多为单一纯种,但前半句错误,C错误;
D、代谢产物(如抗生素)需通过萃取、蒸馏等方法从培养液中提取、分离和纯化,D正确。
故选D。
4. 下图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析下列叙述错误的是( )
A. 3号试管的稀释倍数为1×104倍
B. 4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能为5号试管的10倍
C. 5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×108个
D. 该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低
【答案】C
【解析】
【分析】从土壤中分离尿素分解菌的一般步骤是:土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株。图中5支试管为梯度稀释,最后经稀释涂布平板法接种培养后进行计数。
【详解】A、将10ml菌液加到90ml无菌水表示稀释10倍,将1ml菌液加到9ml无菌水表示稀释10倍,故2号试管中的菌落稀释倍数为103倍,3号试管的稀释倍数为104倍,A正确;
B、4号中稀释液进行平板培养,稀释倍数比5号的低10倍,如果稀释倍数适当,得到的菌落平均数可能是5号的10倍,B正确;
C、5号试管进行稀释涂布平板法计数的结果表明每克土壤中的菌株数为(168+175+167)÷3÷0.1×106=1.7×109个,C错误;
D、稀释涂布平板得到的菌落可能存在两个或多个细菌细胞长成一个菌落,使该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低,D正确。
故选C。
5. 研究人员利用植物细胞培养技术,在离体条件下大量获得鱼腥草细胞中的萜类化合物,该物质可用于治疗过敏性荨麻疹。下列说法正确的是( )
A. 利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B. 细胞产物的工厂化生产是为了提高单个细胞中萜类物质的含量
C. 次生代谢物萜类物质是鱼腥草生命活动必需的营养物质
D. 该技术不占用耕地,但受季节、天气等的限制
【答案】A
【解析】
【详解】A、植物细胞培养技术可通过离体培养大量获得细胞内的次生代谢产物(如萜类化合物),这些产物可能因结构复杂或合成条件苛刻而难以通过化学合成途径获得,A正确;
B、工厂化生产的目的是通过大规模细胞培养增加细胞数目以提高总产量,而非提高单个细胞中产物的含量,B错误;
C、次生代谢物(如萜类)并非植物生命活动所必需,其通常与植物防御、信息传递等功能相关,C错误;
D、植物细胞培养在人工控制的生物反应器中进行,无需耕地且不受季节、天气限制,D错误。
故选A。
6. 下列有关生物技术相关操作的描述,正确的是( )
A. 植物体细胞杂交过程中,灭活的病毒可以诱导原生质体融合
B. 动物细胞融合过程中只发生细胞膜融合而没有核膜的融合
C. 在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将内细胞团均等分割,并对其取样做DNA分析,进行性别鉴定
D. 在进行动物细胞的传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集
【答案】D
【解析】
【分析】诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和 灭活病毒诱导法。
【详解】A、植物体细胞杂交中,诱导原生质体融合常用物理法(如离心)或化学法(聚乙二醇),而灭活病毒是动物细胞融合的诱导方法,A错误;
B、动物细胞融合过程中,细胞膜融合后形成双核或多核的杂交细胞,随后细胞核也会融合,因此核膜融合是后续步骤,B错误;
C、囊胚分割时需均等分割内细胞团以保证胚胎正常发育,但性别鉴定应取滋养层细胞进行DNA分析,而非内细胞团(会破坏胚胎),C错误;
D、悬浮培养的动物细胞(如某些癌细胞系)无需酶处理,可直接通过离心法收集以进行传代培养,D正确。
故选D。
7. 下图为TREM2单克隆抗体的制备流程图,下列说法正确的是( )
A. 步骤①和⑤分别向小鼠注射TREM2蛋白和抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
B. 经步骤②诱导融合后的细胞都能分泌TREM2抗体又能无限增殖
C. 步骤③和④的培养孔中均含有TREM2抗体,依据的原理是抗原与抗体特异性结合
D. TREM2单克隆抗体具有准确识别抗原的细微差异、又可无限增殖的特点
【答案】A
【解析】
【详解】A、步骤①给小鼠注射 TREM2 蛋白(抗原 )进行免疫;步骤⑤注射抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞(进行体内培养 ),A正确;
B、步骤②诱导融合后,有未融合细胞、同种细胞融合体、杂交瘤细胞,只有杂交瘤细胞能分泌抗体且无限增殖,若要筛选出能分泌TREM2抗体的杂交瘤细胞需将杂交瘤细胞经过克隆化培养和抗体阳性检测,B错误;
C、步骤③特定培养基筛选(淘汰未融合 / 同种融合细胞 ),无抗体;步骤④专一抗体检测(利用抗原 - 抗体特异性结合,孔中有 TREM2 抗体 ),依据的原理是抗原与抗体特异性结合,C错误;
D、单克隆抗体能准确识别抗原细微差异,但无限增殖的是杂交瘤细胞,抗体本身不能增殖,D错误。
故选A。
8. 下图是利用核移植来克隆高产奶牛的大致流程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 激活重构胚的目的是使其完成分裂和发育进程
B. 图中过程①常用显微操作法去除细胞中的纺锤体—染色体的复合物
C. 图中过程③是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中
D. 体外培养至 MⅡ期的卵母细胞要先经过获能处理才能用于后续操作
【答案】D
【解析】
【分析】动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎。在体外将采集到的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才成熟,可以通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体,核移植时,对提供细胞核和细胞质的奶牛不需要进行同期发情处理,使用电脉冲等方法可以激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育。
【详解】A、激活重构胚的目的是使其完成分裂和发育进程,A正确;
B、在体细胞核移植过程中,去核实质上是去除纺锤体—染色体复合物,图中过程①常用显微操作法去除纺锤体和染色体的复合物,B正确;
C、为了方便操作,动物细胞核移植时是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中,C正确;
D、需要对精子进行获能处理,卵母细胞需要在体外培养至 MⅡ期,D错误。
故选D。
9. 基于 AI(人工智能)的蛋白质设计方法可通过现有蛋白质数据库及机器深度“学习算法”来预测新型蛋白质的结构和功能。下列叙述错误的是( )
A. AI 预测新型蛋白质的结构和功能依据的原理是中心法则
B. AI 可帮助人们深入了解蛋白质分子结构和功能的关系
C. 获得 AI 设计的蛋白质,可通过改造或合成基因来实现
D. AI 可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质
【答案】A
【解析】
【分析】蛋白质的结构与其功能密切相关,结构决定功能是生物学的核心原则之一。蛋白质的结构具有多层次性(一级、二级、三级、四级结构),每一层结构的变化都会影响其功能,甚至导致功能异常。
【详解】A、AI预测蛋白质结构和功能主要基于机器学习算法和已有数据库,而非中心法则。中心法则描述遗传信息的传递,并未直接涉及蛋白质结构预测的原理,A错误;
B、AI通过分析大量数据,可揭示蛋白质结构与功能间的关联,帮助深入理解二者关系,B正确;
C、蛋白质由基因控制合成,通过基因改造或人工合成基因可实现AI设计的蛋白质表达,C正确;
D、AI能利用算法生成非天然存在的蛋白质结构,提高设计效率,D正确。
故选A。
10. 齐齐哈尔市曾是我国甜菜的重要产区之一。甜菜作为一种喜钾植物,其块根中含有大量的糖分。农民在甜菜种植的过程中需要合理施用钾肥以提高产量和糖分含量。下列分析正确的是( )
A. K 是甜菜细胞中必需的微量元素,对维持生物体的生命活动有重要作用
B. 可以使用双缩脲试剂检测甜菜细胞中是否含有还原糖
C. 脱氧核糖和核糖参与组成甜菜细胞中的核酸,前者的 2’碳位置上比后者少一个氧原子
D. 纤维素是甜菜细胞壁的主要成分,其被称为人类的“第七类营养素”是因为它能为细胞提供能量
【答案】C
【解析】
【详解】A、K(钾)属于大量元素,A错误;
B、双缩脲试剂用于检测蛋白质,而检测还原糖需使用斐林试剂(水浴条件),B错误;
C、脱氧核糖是核糖2'位脱氧形成的,其2'碳位置连接的是-H,而核糖2'碳位置连接的是-OH,C正确;
D、纤维素是植物细胞壁的主要成分,但人类缺乏分解纤维素的酶,无法将其作为能源物质。膳食纤维被称为“第七类营养素”是因促进肠道健康,而非供能。D错误;
故选C。
11. 细胞内的马达蛋白能够与“货物”(颗粒物质)结合,并利用 ATP 水解所产生的化学能量驱动自身沿细胞骨架“行走”,其部分机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 细胞骨架由蛋白质纤维组成,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输等生命活动有关
B. 马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域
C. 核糖体是马达蛋白的生产机器
D. 运输“货物”过程中伴随着马达蛋白的磷酸化,且氧气供应越充足,细胞中 ATP 含量越多,运输效率越高
【答案】D
【解析】
【分析】细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
【详解】A、细胞骨架由蛋白质纤维组成,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输等生命活动有关,A正确;
B、由图可知,马达蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域,B正确;
C、核糖体是“生产蛋白质的机器”,C正确;
D、细胞中ATP含量较少,但转化效率高,D错误。
故选D。
12. 某同学进行“观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时,将观察到的某个细胞大小变化情况绘制成了曲线(如图)。下列叙述正确的是( )
(注:细胞的初始大小相对值记为 1)
A. b-c 段,由于失水过多,细胞可能已经死亡
B. c-d 段,水分子的运动方向是从细胞外进入细胞内
C. e 时液泡的颜色比 a 时浅
D. d-e 段,细胞液浓度等于外界溶液浓度
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析可知:a~b细胞大小的相对值减少,说明细胞失水,发生质壁分离;c~d段,细胞大小的相对值增加,细胞吸水,发生质壁分离后的复原;d~e段,细胞的相对值大于细胞的初始大小,说明细胞吸水,但是由于细胞壁的存在,细胞的体积不能无限增加。
【详解】A、根据c~d段细胞能吸水复原,推测b~c段细胞并没有死亡,A错误;
B、c~d段,水分子从细胞外进入细胞内多于细胞内运出细胞外,即水分子是双向运动,细胞液浓度逐渐减小,B错误;
C、e时细胞的相对值大于a时细胞的初始大小,说明细胞吸水了,则液泡的颜色比a时浅,C正确;
D、d~e段,细胞的相对值大于细胞的初始大小,说明细胞吸水,外界溶液浓度低于细胞液浓度,只是由于细胞壁的存在,细胞的体积不能无限增加,D错误。
故选C。
13. 细胞呼吸过程中,线粒体内膜上的质子泵能将NADH(即[H])分解产生的H+转运到膜间隙,使膜间隙中H+浓度增加,大部分H+通过结构①回流至线粒体基质,同时驱动ATP的合成,主要过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 硝化细菌和乳酸菌都不可能发生上述过程
B. 该过程发生于有氧呼吸第二阶段,同时会产生CO2
C. H+由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散,不消耗ATP
D. 图中①是具有ATP合成酶活性的载体蛋白,既有催化作用也有物质转运功能
【答案】B
【解析】
【分析】1、有氧呼吸过程分为三个阶段:有氧呼吸第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H],释放少量能量,发生在细胞质基质中;有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢,释放少量能量,发生在线粒体基质中;有氧呼吸第三阶段是[H]和氧气结合形成水,产生大量能量,发生在线粒体内膜上。
2、图中结构①能够驱动ATP的合成,说明结构①具有ATP合成酶活性。
【详解】A、硝化细菌和乳酸菌均为原核生物,不含有线粒体,都不可能发生上述过程,A正确;
B、线粒体内膜上进行的是有氧呼吸第三阶段,B错误;
C、根据题意可知,H+由膜间隙向线粒体基质跨膜运输不消耗能量,而为ATP的合成提供能量,并且需要借助于载体①,因此属于协助扩散,C正确;
D、根据题意可知,结构①能够驱动ATP合成,因此是一种具有ATP合成酶活性的载体蛋白,既有催化作用,也有物质转运功能, D正确。
故选B。
14. 为研究低氧胁迫对两个黄瓜品种根系细胞呼吸的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 根细胞进行无氧呼吸生成丙酮酸的过程中有 ATP 产生
B. 正常通气和低氧胁迫下黄瓜根细胞产生 CO₂的场所相同
C. 据图可知,品种 A 黄瓜根细胞对低氧的耐受性强于品种 B
D. 低氧胁迫可能通过影响根细胞吸收 Mg²⁺影响黄瓜光合速率
【答案】C
【解析】
【分析】1、 无氧呼吸分为两个阶段:第一阶段:葡萄糖分解成丙酮酸和[H],并释放少量能量;第二阶段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳,不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。
2、 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、根细胞无氧呼吸第一阶段生成丙酮酸的过程中有ATP产生,A正确;
B、据图可知,正常通气下和低氧胁迫下,黄瓜根细胞均有酒精产生,说明两种情况下,根细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,两种情况下,根细胞产生CO2的场所都是线粒体和细胞质基质,B正确;
C、据图可知,低氧胁迫下,品种B黄瓜根细胞无氧呼吸产生的酒精少于品种A,说明其对低氧的耐受性强于品种A,C错误;
D、低氧胁迫会影响根细胞呼吸速率,进而影响其吸收Mg2+,影响叶绿素的合成,影响黄瓜的光合速率,D正确。
故选C。
15. 下列关于细胞衰老及死亡的叙述错误的是( )
A. 细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育起着关键作用
B. 细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质,并不会诱导细胞凋亡
C. 老年人的白发是因细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少所致
D. 自由基学说认为:自由基可通过攻击磷脂、DNA和蛋白质等导致细胞衰老
【答案】B
【解析】
【分析】在一定条件下,细胞会将受损或功 能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬,有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
【详解】A、细胞凋亡是由基因调控的主动死亡过程,对个体发育(如器官形成)及维持内部环境稳定有重要作用,A正确;
B、细胞自噬是分解自身受损结构以维持稳态,但过度自噬可能诱导细胞凋亡,B错误;
C、老年人白发是因黑色素细胞中酪氨酸酶活性降低,导致黑色素合成减少,属于细胞衰老的表现,C正确;
D、自由基学说指出,自由基攻击生物膜磷脂、DNA和蛋白质,引发细胞结构和功能损伤,导致衰老,D正确。
故选B。
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
16. 盐酸和蛋白酶均可使蛋白质发生水解。某同学使用盐酸、蛋白酶、蛋清做了如下图所示的探究实验,其中①~③表示特定的反应。下列说法正确的是( )
A. 蛋白质的结构与组成该蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序有关
B. ①过程破坏了蛋白质的空间结构,蛋白块a中的蛋白质分子比蛋清中更易被蛋白酶水解
C. 处理相同时间后,根据蛋白块b明显小于蛋白块c的现象可得出酶具有高效性的结论
D. 用盐酸配制不同pH的溶液与蛋白酶混合后加入蛋白块中,可用于探究pH对酶活性的影响
【答案】ABC
【解析】
【分析】蛋白质在过酸、过碱和高温等条件下会发生变性,其空间结构改变,但肽键不断裂,而蛋白酶可将肽键断裂。
【详解】A、氨基酸的种类、数目和排列顺序以及肽链盘曲折叠形成的空间结构具有多样性,导致蛋白质结构具有多样性,所以蛋白质的结构与组成该蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序有关,A正确;
B、过程①为加热过程,该过程蛋白质的空间结构会发生改变,蛋白质的空间结构改变,变得松散,更容易被蛋白酶分解,即蛋白块a中的蛋白质分子比蛋清中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解,B正确;
C、酶的高效性是指酶和无机催化剂相比催化效率更高,因此处理相同时间后,根据蛋白块b明显小于蛋白块c的现象可得出酶具有高效性的结论,C正确。
D、由于不同的pH不仅影响酶的活性,也影响了底物蛋白质的空间结构,对实验结果造成影响,因此用盐酸配置不同pH的溶液与蛋白酶混合后加入蛋白块中,不能用于探究pH对酶活性的影响,D错误。
故选ABC。
17. 以下关于生物科学史的叙述中,描述错误的是( )
A. 恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量
B. 切赫和奥尔特曼发现少数以脱氧核苷酸为基本单位的物质也具有生物催化功能
C. 巴斯德通过显微镜观察提出酿酒中的发酵是由活的酵母菌细胞的存在所致
D. 辛格和尼科尔森指出所有生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成
【答案】ABD
【解析】
【分析】恩格尔曼利用水绵和好氧细菌,证明了叶绿体是光合作用的场所,且光合作用可以产生氧气。
【详解】A、恩格尔曼的实验可以证明光合作用可以产生氧气,但未定量分析水绵光合作用生成的氧气量,A错误;
B、切赫和奥尔特曼发现少数以核糖核苷酸为基本单位的RNA也具有生物催化功能,B错误;
C、巴斯德通过显微镜观察提出酿酒中的发酵是由活的酵母菌细胞的存在所致,没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精的,C正确;
D、辛格和尼科尔森指出细胞膜是由磷脂分子和蛋白质组成的,D错误。
故选ABD。
18. 将诱导多能干细胞(简称iPS细胞)移植给急性心肌梗死小鼠,检测发现小鼠心肌电生理指标逐渐恢复正常。下列说法不合理的是( )
A. 该实验仅需要正常小鼠作为对照组
B. 与成体干细胞相比,iPS细胞的分化潜能更强
C. 因为诱导过程无需破坏胚胎,且选择病鼠自身细胞获得iPS细胞再移植可避免免疫排斥,所以应用前景优于胚胎干细胞
D. 培养iPS细胞的培养液中通常只含有糖类、氨基酸、无机盐和维生素
【答案】AD
【解析】
【分析】诱导多能干细胞(iPSc)是类似胚胎干细胞的一种细胞,是具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
【详解】A、为了说明诱导多能干细胞(iPSc)移植给急性心肌梗死小鼠的影响,该实验需正常小鼠作为对照组,也需要急性心肌梗死小鼠为对照,A错误;
B、诱导多能干细胞可分化形成多种组织细胞,与成体干细胞相比,iPSc的分化潜能可能更强,B正确;
C、诱导多能干细胞(iPSc)来源于病鼠自身的体细胞的诱导,再移植回可病鼠体内可避免免疫排斥,且诱导过程无需破坏胚胎,所以应用前景优于胚胎干细胞,C正确;
D、培养iPSc的培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素、微量元素和动物血清等,D错误。
故选AD。
19. 兰州百合栽培过程中易受病毒侵染,造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗,操作流程如下图。下列叙述正确的是( )
A. ①为脱分化过程,1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块
B. ②为再分化过程,愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C. 3号培养基用于诱导生根,其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D. 百合分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,可以作为该研究中的外植体
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、在脱分化过程中,1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块,A错误;
B、愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变,但基因重组发生在减数分裂过程中,而愈伤组织细胞的分化过程是有丝分裂,所以不会发生基因重组,B错误。
C、3号培养基用于诱导生根,其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1,C错误;
D、百合分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,因此可以作为该研究中的外植体,D正确;
故选D。
20. 某科研团队用A和B两种限制酶同时和分别处理同一DNA片段,发现限制酶对应切点一定能切开。下图1为某DNA片段及两种酶的酶切位点,图2为酶切产物电泳分离结果。下列叙述正确的是( )
A. 图1中X代表的碱基对数为4500,Y是限制酶B的酶切位点
B. 在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关
C. 用A和B两种限制酶同时处理图中同一DNA片段得到8个游离的磷酸基团
D. 利用PCR技术从图1的DNA中扩增出等长的X片段,至少需要2次循环
【答案】BC
【解析】
【分析】PCR技术即聚合酶链式反应,是一种用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术,能在短时间内将微量的DNA大幅增加。电泳是一种利用带电粒子在电场中会向相反电荷电极移动的特性,对不同物质进行分离、分析的技术。 其基本原理是:在电场作用下,带电粒子(如核酸、蛋白质等)会沿着电场方向发生迁移。
【详解】A、结合图1和图2中第一列限制酶A和B同时处理的电泳条带结果可知,图1中×代表的碱基对数为4500,根据图2中1电泳分离结果存在3500bp长度的条带可知,①是单独使用限制酶A处理DNA片段的酶切产物电泳分离结果,再根据①电泳分离结果存在500bp长度和6000bp长度的条带可知,Y是限制酶A的酶切位点,A错误;
B、在电泳过程中,凝胶中DNA分子的迁移速率确实与凝胶的浓度、DNA分子大小和构象等有关,这是电泳的基本原理,B正确;
C、由图2可知,用限制酶A和B同时切割DNA分子,会形成4种长度的片段,DNA单链的一端具有1个游离的磷酸基团,则DNA双链具有2个磷酸基团。因此用A和B两种限制酶同时处理图中同一DNA片段最终得到8个游离的磷酸基团,C正确;
D、引物A或B结合的单链DNA记作长链,引|物A或B合成的子链记作中链,以中链为模板合成的子链记作短链,则第一次循环结束后生成2个DNA,其两条链均为长中;第二次循环结束后生成4个DNA,其中2个DNA的两条链为长中,2个DNA的两条链为短中;第三次循环结束后生成8个DNA,其中2个DNA的两条链为长中,4个DNA的两条链为短中,2个DNA的两条链为短短,这两条脱氧核苷酸链等长。因此设计引I物从图1DNA中扩增出等长的X片段,至少需要3次循环,D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷 非选择题(共55分)
三、非选择题:共5小题,共55分。
21. 棉花是我国重要的经济作物,适宜在光照充足的条件下生长。某科研小组为了解棉花品种A、B的光合特性,在其开花期进行了一系列实验,结果如图所示。已知在暗反应过程中,RuBP羧化酶是催化CO2固定的关键酶。回答下列问题:
(1)叶绿素位于_________,其吸收的光能可转化并储存在_________中,这部分能量可用于暗反应中_________(填生理过程)。
(2)由图甲可知,棉花品种:_________更适合在强光下生长,结合图乙、图丙分析其原因是_______。
(3)在暗反应过程中,RuBP羧化酶发挥作用的场所是_________,当环境中O2浓度大于CO2浓度时,RuBP羧化酶又会催化C5和O2反应生成C3和C2进行光呼吸,而淀粉酶只能催化淀粉分解,说明RuBP羧化酶的专一性比淀粉酶_________(填“强”“弱”或“相同”),CO2/O2的值_________(填“越大”或“越小”),越有利于光呼吸的发生。
(4)给棉花提供18O2,在有光照的条件下,18O可能出现在光合作用产物(CH2O)中,原因是________。
【答案】(1) ①. (叶绿体)类囊体薄膜 ②. ATP、NADPH ③. C3的还原
(2) ①. A 品种 ②. A叶绿素含量和RuBP羧化酶活性均高于品种B,在强光下净光合速率更高
(3) ①. 叶绿体基质 ②. 弱 ③. 越小
(4)18O2可参与有氧呼吸的第三阶段生成H218O;H218O参与有氧呼吸第二阶段生成C18O2 ;C18O2参与暗反应生成光合作用产物
【解析】
【分析】光呼吸是指植物在光照、高氧低二氧化碳(CO₂/O₂比值低)条件下,叶绿体中的RuBP 羧化酶偏离正常的 CO₂固定功能,转而催化C₅与 O₂结合,生成 C₃和 C₂的过程。与暗反应的 CO₂固定(C₅ + CO₂ → 2C₃)不同,光呼吸的反应为:C₅ + O₂ → C₃ + C₂。光呼吸消耗能量(ATP 和 NADPH),且不直接产生有机物,本质上是对光合作用的 “损耗” 过程。
【小问1详解】
棉花光合作用的光反应阶段需要色素参与,色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,其吸收的光能可促使ATP的生成,同时使水分解最终产生氧气和NADPH,NADPH中也储存少量的能量。棉花光合作用的暗反应阶段的场所是叶绿体基质,CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【小问2详解】
根据图甲可知,在较强的光照强度下,品种A比品种B的净光合速率更高,积累的有机物更多,据此可推测,棉花品种A更适合在强光下生长;依据图乙、丙可明显看出,品种A叶绿素总含量(尤其叶绿素a的含量)和RuBP羧化酶活性均高于品种B,在强光下净光合速率更高。
【小问3详解】
根据题干信息“在暗反应过程中,RuBP羧化酶是催化CO2固定的关键酶”,故RuBP羧化酶发挥作用的场所是叶绿体基质;RuBP羧化酶既可以催化CO2固定,有可以催化C5和O2反应生成C3和C2进行光呼吸,故RuBP羧化酶的专一性比淀粉酶弱;根据题干信息“当环境中O2浓度大于CO2浓度时”即O2浓度越高,CO2/O2的值越小,越有利于光呼吸的发生。
【小问4详解】
18O2可参与有氧呼吸的第三阶段生成H218O;H218O参与有氧呼吸第二阶段生成C18O2 ;C18O2参与暗反应生成光合作用产物,最终出现在光合作用产物(CH2O)中。
22. 果蝇的长翅、残翅为一对相对性状(相关基因用A、a表示),圆眼和棒眼为另一对相对性状(相关基因用B、b表示),控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。现有长翅圆眼雌果蝇和残翅棒眼雄果蝇杂交,F1随机交配,F2的表型及比例如图甲所示,图乙表示果蝇性染色体的形态。请回答下列问题:
(1)果蝇的眼型和翅型这两对相对性状中,隐性性状分别为_________。
(2)控制果蝇翅型的基因位于_______染色体上,判断的理由是________。
(3)亲代雌果蝇的基因型为_______。图甲的杂交实验结果_______(填“能”或“不能”)确定控制眼型的基因位于图乙的Ⅰ区段还是Ⅱ区段。
【答案】(1)棒眼、残翅
(2) ①. 常 ②. F2雌、雄果蝇长翅与残翅的比例均为3∶1,性状表现与性别无关
(3) ①. AAXBXB ②. 不能
【解析】
【分析】分析甲图:由甲图可知,F2的雄果蝇和雌果蝇中,长翅:残翅均为3:1,说明这对性状的遗传与性别无关,相关基因位于常染色体上,且长翅相对于残翅为显性性状;雄果蝇中圆眼:棒眼=1:1,而雌果蝇为圆眼,没有棒眼,说明这对性状的遗传与性别有关,相关基因位于性染色体上,且圆眼为显性性状。
分析乙图:图乙可知Ⅰ区段为XY染色体同源区段,Ⅱ区段为X染色体特有区段,Ⅲ区段为Y染色体特有区段。
【小问1详解】
由甲图可知F2的雄果蝇和雌果蝇中,长翅:残翅均为3:1,说明这对性状的遗传与性别无关,相关基因位于常染色体上,且长翅相对于残翅为显性性状;雄果蝇中圆眼:棒眼=1:1,而雌果蝇为圆眼,没有棒眼,说明这对性状的遗传与性别有关,相关基因位于性染色体上,且圆眼为显性性状。果蝇的眼型和翅型这两对相对性状中,隐性性状分别为棒眼和残翅。
【小问2详解】
根据F2雌、雄果蝇长翅与残翅的比例均为3:1,性状表现与性别无关可知,控制果蝇的翅形基因位于常染色体上。
【小问3详解】
图乙可知Ⅰ区段为XY染色体同源区段,Ⅱ区段为X染色体特有区段,Ⅲ区段为Y染色体特有区段。由F2雌雄个体表现型及比例可知F1子一代基因型是AaXBXb、AaXBY(或AaXBYb),故亲代雌果蝇的基因型为AAXBXB,由于亲本基因型为AAXBXB和aaXbY及AAXBXB和aaXbYb都会得到图甲的实验结果,因此图甲表明控制眼形的基因位于性染色体上,但是不能确定是位于X染色体的非同源区段还是位于X、Y染色体的同源区段。
23. 人体内的生物钟系统调节人的行为和生理活动,影响生理节律。人体的下丘脑视交叉上核(SCN)就是主生物钟,如图是人体生物钟调节示意图。褪黑素是一种与睡眠质量相关的重要激素,其合成机制如图所示,请回答:
(1)在光暗信号引起体内褪黑素的周期性变化的反射中,感受器位于_________,效应器是________。
(2)由图可知去甲肾上腺素是一种_________,去甲肾上腺素发挥作用后的去向是:大部分由突触前膜再摄取并重新加以利用,这样可以防止松果体细胞_________。去甲肾上腺素作用于松果体细胞引起褪黑素分泌的过程属于_________调节。
(3)据检测,褪黑素的分泌具有明显的昼夜节律,褪黑素白天分泌受抑制,晚上分泌活跃。推测褪黑素对睡眠的影响是________。
(4)某同学熬夜玩手机、平板等电子产品后生物钟发生了紊乱,严重影响睡眠质量,原因是_________。
【答案】(1) ①. 视网膜 ②. 传出(运动)神经末梢及其支配的松果体细胞
(2) ①. 神经递质 ②. 一直处于兴奋状态(产生过多的褪黑素) ③. 神经调节
(3)促进睡眠,提高睡眠质量
(4)屏幕的光线(光信号)抑制松果体产生褪黑素,进而影响睡眠
【解析】
【分析】下丘脑是血糖平衡、体温调节和水盐平衡的中枢,同时还与生物节律有关。神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧,包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器这五部分结构。
【小问1详解】
褪黑素的分泌过程是先天就有的,不需要大脑皮层参与,属于非条件反射。依据图中信息可知,光暗信号刺激视网膜上感光细胞,会使接受刺激部位产生兴奋,故感受器位于视网膜中,该反射弧的效应器是传出(运动)神经末梢及其支配的松果体(细胞)。
【小问2详解】
图中去甲肾上腺素由下丘脑神经细胞分泌,是一种神经递质;去甲肾上腺素发挥作用后,大部分是由突触前膜将去甲肾上腺素再摄取,回收到突触前膜处的轴浆内并重新加以利用,这样可以防止松果体细胞一直处于兴奋状态,产生过多的褪黑素。褪黑色的分泌过程依赖反射弧,去甲肾上腺素充当神经递质的作用,故去甲肾上腺素作用于松果体细胞引起褪黑素分泌的过程属于神经调节。
【小问3详解】
褪黑素的分泌具有明显的昼夜节律,褪黑素白天分泌受抑制,晚上分泌活跃。推测褪黑素对睡眠的影响是促进睡眠,提高睡眠质量等。
【小问4详解】
熬夜打游戏会扰乱生物钟,严重影响人睡眠质量,推测其原因是手机光线等光照抑制了松果体细胞产生褪黑素,进而影响睡眠。
24. 洞庭湖湿地生态系统具有蓄水调洪、调节气候、降解污染等多种生态功能,湖区内物种资源丰富、其中白鳍豚、胭脂鱼、东方白鹳等都是国家级保护动物。近些年,由于泥沙淤积和人工围垦,湖区湿地的面积急剧减少,生态功能遭到严重破坏。请回答下列问题:
(1)洞庭湖水体生物群落具有明显的分层现象,有利于__________。
(2)欧美黑杨根系发达、生长快且适应性强,被引入洞庭湖区成林后,造成该湖区湿地的植被群落衰退、生物多样性下降,出现物种单一的“绿色荒漠”景象,导致该湿地生态系统向陆地生态系统演替,此演替类型属于________。上述实例说明人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的_________进行。
(3)要研究该湿地某种水鸟的生态位,需要研究的方面有_________(任答出2点即可)。该湿地中水鸟等各种生物都占据着相对稳定的生态位,其意义是________。
【答案】(1)生物群落充分利用阳光和空间等资源
(2) ①. 次生演替 ②. 速度和方向
(3) ①. 栖息地、食物、天敌以及与其它物种的关系等 ②. 有利于不同生物之间充分利用环境资源
【解析】
【分析】1、群落的结构:群落的结构有水平结构和垂直结构。(1)垂直结构:是指生物在空间的垂直分布上所发生的过程,即生物群落的成层现象。影响垂直结构的主要因素:对植物主要是光照强度的影响,对动物是由于食物和栖息场所的影响,垂直结构的特点是分层现象。(2)水平结构:群落内由于环境和生物本身特性的差异,而在水平方向上分化形成不同的生物小型组合,叫做群落的水平结构。影响水平结构因素有:光照、水分、地形的起伏以及土壤的理化性质等,水平结构的特点呈现镶嵌分布。
【小问1详解】
洞庭湖水体生物群落具有明显的分层现象,属于生物群落的垂直结构,有利于生物群落充分利用食物(阳光)和空间等资源。
【小问2详解】
欧美黑杨根系发达、生长快且适应性强,被引入洞庭胡区成林后造成该湖区湿地的植被群落衰退、生物多样性下降,出现物种单一的“绿色荒漠”景象,导致该湿地生态系统向陆地生态系统演替,此演替是在具有生物生存且土壤条件良好的基础上进行的,属于次生演替;人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
【小问3详解】
生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,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。研究动物的生态位,需要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其它物种的关系等。各种生物都占据着相对稳定的生态位,其意义是有利于不同生物之间充分利用环境资源。
25. 脱水素是青稞植物中的一种抗冻物质,其在提高植物抗冻性方面具有巨大的研究前景。科研人员通过PCR方法从青稞中成功获取脱水素基因Dhn4。该基因的结构如图1所示,其中B链为转录的模板链。研究人员利用图2所示的质粒构建基因表达载体并将其导入草莓中,成功培育出了具有一定抗冻能力的草莓植株1号。回答下列问题:
(1)使用PCR法获取目的基因时,可提取青稞细胞的________,经逆转录过程获得DNA并进行筛选。在PCR扩增Dhn4时应选择的引物组合是________,为使扩增后的产物按照正确的方向与质粒连接,需在引物的______端(填“5’”或“3’”)分别添加限制酶_________的识别序列。
(2)构建基因表达载体时,多种因素会影响Dhn4与质粒的连接效率,如温度与pH等操作环境、反应时间、质粒浓度及_________(举两例即可)。
(3)将Dhn4基因导入并整合到草莓细胞的染色体的DNA上,一般使用_______法。可通过__________处理,从个体水平对转基因是否成功进行鉴定。
(4)科研人员在成功培育抗冻草莓植株1号后,欲将超表达Dhn4基因(Dhn4基因与强启动子的结合物)导入抗冻草莓植株1号细胞中,继而培养成新型的草莓植株,以达到通过提高基因表达产物的量进而提高其抗冻能力。可通过DNA分子杂交技术检测新型草莓细胞中_______(填“Dhn4基因”或“强启动子”)的有无,从而确定超表达载体是否导入。
(5)为检验新型的草莓植株是否达到预期目的,可从分子生物学水平检测该植株细胞中的_________。
【答案】(1) ①. mRNA ②. 5’ ③. 引物Ⅱ、Ⅲ(或引物Ⅲ、Ⅱ) ④. KpnI及XhoI(或XhoI及KpnI)
(2)Dhn4浓度(目的基因浓度)、载体与Dhn4的比例、DNA连接酶浓度、酶切程度等
(3) ①. 农杆菌转化 ②. 低温
(4)强启动子 (5)脱水素的含量
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序包括:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测和鉴定。
【小问1详解】
青稞细胞中的mRNA经过逆转录可获得cDNA;引物能使DNA聚合酶从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸,故应选择子链方向是从5’→3’延伸的,即引物Ⅱ和引物Ⅲ。限制酶序列应添加在基因的外侧,不影响基因的序列,故添加在5’端。因为B链为模板链,转录的方向是沿着模板链的3’→5’(即子链mRNA的延伸方向是5’→3’),应将Dhn4的左端与启动子一侧连接,又因为目的基因中含有PstI的识别序列,不能选用,故添加的限制酶序列分别是KpnI和XhoI。图2中已标注基因表达的方向,为确保基因插入后能以B链为模板链转录,引物Ⅲ的5’端应添加限制酶XhoI的识别序列,引物Ⅱ的5’端应添加限制酶KpnI的识别序列。
【小问2详解】
多种因素会影响Dhn4与质粒的连接效率,如温度与pH等操作环境、反应时间、质粒浓度及Dhn4浓度(目的基因浓度)、载体与Dhn4的比例、DNA连接酶浓度、酶切程度等。
【小问3详解】
通常使用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞,从个体水平可通过低温处理对转基因是否成功进行鉴定。
【小问4详解】
可通过DNA分子杂交技术检测草莓细胞中强启动子的有无,从而确定超表达载体是否导入,原因是抗冻草莓植株1号的细胞中本身就存在Dhn4基因,若检测Dhn4基因,不管超表达载体是否成功导入,检测结果都能产生Dhn4基因的杂交带。
【小问5详解】
根据(4)的信息可知,新型草莓植株细胞中脱水素的含量应远高于草莓植株1号的细胞,为检验最终的实验目的是否达到,还应从分子生物学水平检测新型草莓植株细胞中脱水素的含量。
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