精品解析:海南省部分学校2024-2025学年高二下学期学业水平诊断(三)生物试题
2025-07-25
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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 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 海南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.29 MB |
| 发布时间 | 2025-07-25 |
| 更新时间 | 2026-06-16 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53217552.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024—2025学年高二年级学业水平诊断(三)
生物学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 某草原生态系统中,野兔种群年龄结构随季节变化而波动,春季幼年个体较多,夏季成年个体占比上升,秋季衰老个体增多;针茅和羊草呈斑块状镶嵌分布,其根系分泌物可抑制周边杂草生长。下列相关叙述正确的是( )
A. 针茅与羊草镶嵌分布属于群落垂直结构,根系分泌物抑制杂草属于种间竞争
B. 研究出生率和死亡率对野兔种群的年龄结构的影响,属于群落水平的研究
C. 秋季野兔种群中衰老个体增多,可能导致其种群密度短期内呈现下降趋势
D. 杂草受根系分泌物抑制而减少,说明该草原群落演替方向发生了不可逆改变
2. 两个或多个群落之间过渡区域(群落交错区)的物种数目比相邻群落大,且存在一些特定物种。如图为某森林和草原群落及其群落交错区的物种分布情况。下列叙述正确的是( )
A. 群落A和群落B分别是森林群落和草原群落
B. 物种丰富度是决定群落A、B性质最重要的因素
C. 群落交错区的各种群的数量均多于森林或草原
D. 群落交错区的物种丰富度大,环境可能更复杂
3. 藏野驴是青藏高原的特有物种,其白天多在开阔地带活动,夜晚则选择低洼地休息,会随季节进行短距离迁移。随着生态保护力度加大,其栖息地生态环境得到改善。下列相关叙述错误的是( )
A. 藏野驴踩踏土壤、采食植物可能会影响其所在生态系统的物质循环速度
B. 藏野驴的昼夜活动模式可体现其对高原环境的适应,不能反映其生态位
C. 藏野驴随季节进行短距离迁移的过程中信息可从非生物环境向生物传递
D. 保护藏野驴及其栖息地,可以提高遗传多样性和生态系统的抵抗力稳定性
4. 图1为某生态系统的能量金字塔,图2为某森林生态系统的部分食物网。下列关于生态系统的叙述,正确的是( )
A. 图2所示森林生态系统的数量金字塔与图1相对应
B. 图2中的所有生物再加上分解者可以构成一个生物群落
C. 若图2中蛇大量减少,则一段时间内青蛙数量会先增后减再稳定
D. 图2中次级消费者的种群数量不会因植物大幅减少而受到冲击
5. 海南省在红树林保育中通过卫星遥感、无人机巡航和地面传感器,实时监控红树林面积、健康状况及入侵物种,生态恢复后新种植的红树长势良好,勺嘴鹬、黑脸琵鹭等极危候鸟重返故土。下列相关叙述正确的是( )
A. 卫星遥感技术可精确监测红树林碳储量变化,但无法识别鸟类活动轨迹
B. 无人机巡航可用于识别候鸟的种类,其噪声对候鸟的栖息和活动无影响
C. 生态修复时可物理清除或生物防治入侵物种,优先补种本土红树植物
D. 勺嘴鹬等减少只与栖息地破坏有关,其重返故土反映了生物多样性的间接价值
6. 研究人员采用“堵洞盗洞法”估测草原布氏田鼠的种群数量,计算公式为:种群数量=有效洞口数/洞口系数。将待测区域内布氏田鼠的洞口全部填埋,连续3天每天记录被盗开的洞口数并计算平均值,即有效洞口数,洞口系数是一个固定值。下列相关叙述错误的是( )
A. 部分被堵的鼠洞没有被重新挖开,可能是布氏田鼠死亡或迁移
B. “堵洞盗洞法”和标记重捕法都能用于调查布氏田鼠的种群密度
C. 放牧可能降低植被的高度、破坏鼠洞,增加布氏田鼠被天敌捕食的风险
D. 若调查期间堵洞后恰逢暴雨,部分鼠洞被冲毁,则种群密度估算结果偏大
7. 水稻受二化螟和褐飞虱侵害的初期会释放不同的信息素,分别吸引二者的卵寄生天敌——稻螟赤眼蜂和稻虱缨小蜂来产卵。下列相关叙述正确的是( )
A. 稻螟赤眼蜂和稻虱缨小蜂之间存在种间竞争关系,两者的生态位完全重叠
B. 水稻释放的不同信息素属于物理信息,对稻螟赤眼蜂和稻虱缨小蜂有吸引力
C. 两种寄生蜂可将二化螟和褐飞虱种群密度控制在较低水平,属于密度制约因素
D. 引入寄生蜂会使水稻和害虫等第二营养级之间的能量传递效率显著降低
8. 研究人员研究三种沉水植物对海南某海湾富营养化水体的净化效果,数据如表。实验发现,引入滤食性贝类(滤食浮游植物)可使总磷去除率整体提高15%~20%。下列有关叙述正确的是( )
植物种类
总氮去除率/%
总磷去除率/%
特性
金鱼藻
53.8
47.8
磷浓度高的水体中生长速率最快
黑藻
62.86
74.32
对温度变化适应性最强
苦草
49.4
15.0
低光照条件下仍能维持较好的去氮效果
A. 金鱼藻的总氮和总磷去除率均高于苦草,适合用于各种水体的净化
B. 苦草总磷去除率较低,但适宜用于对富营养化水体深水区的净化
C. 若水体温度波动大且需高效去氮,则应选择黑藻和苦草混合种植最佳
D. 滤食性贝类通过直接吸收水体中的溶解性磷来提升污水中总磷去除率
9. 某公司通过细胞融合技术获得了兼具酵母菌和醋酸菌部分特性的新菌株,用于发酵生产。下列关于生产过程的叙述,错误的是( )
A. 新菌株发酵前期可在有氧条件下大量繁殖,同时进行酒精发酵和乙酸发酵
B. 获得新菌株时,可先用酶解法去除酵母菌和醋酸菌的细胞壁,再诱导细胞融合
C. 淀粉需先糖化处理才能被新菌株利用,发酵液中酒精含量过高会抑制醋酸菌活性
D. 在乙酸发酵阶段,需要通入适量的无菌空气,促进新菌株将酒精转化为乙酸
10. 牛至是一种具有药用价值的植物,含有具有独特香味、抗菌消炎活性的香荆芥酚、百里香酚等多酚类挥发性成分。某科研团队从牛至幼嫩叶片获取外植体,经脱分化得到愈伤组织,再将其诱导成悬浮培养细胞。运用植物细胞培养技术生产多酚,如图为牛至悬浮培养细胞在不同阶段胞内总多酚含量与总多酚产量变化。下列叙述正确的是( )
A. 外植体脱分化时需在培养基中添加比值大于1的生长素/细胞分裂素
B. 培养12天后,牛至总多酚产量下降,说明此时所有细胞停止合成多酚
C. 牛至药物成分是植物细胞的初生代谢产物,主要在悬浮培养初期合成
D. 将多酚合成酶基因导入牛至的愈伤组织可能进一步提高多酚的产量
11. 乳酸菌降解亚硝酸盐有三条途径:pH>4.5时,主要进行酶促还原(通过亚硝酸盐还原酶将亚硝酸盐转化为氨或氮气);pH<4.5时,主要进行非酶分解(低pH导致亚硝酸盐自发分解);在特定环境下,部分乳酸菌可发生同化作用(亚硝酸盐作为氮源被吸收利用)。下列有关说法正确的是( )
A. 培养乳酸菌的培养基中只需要添加水、碳源、氮源和无机盐
B. 泡菜制作后期亚硝酸盐含量下降主要与亚硝酸盐的非酶分解有关
C. 乳酸菌在pH为5.0时,只能通过酶促还原途径来降解亚硝酸盐
D. 培养基中的亚硝酸盐可作氮源用于乳酸菌合成核酸、乳酸等
12. 某科研团队研发出一种新型乙肝病毒诊断方法,将抗乙肝病毒单克隆抗体(捕获抗体)固定在反应板孔内,加入待检样品,一段时间后进行洗脱;再加入另一种用HRP(辣根过氧化物酶)标记的单克隆抗体(检测抗体),一段时间后进行洗脱;最后加入显色液(无色底物),部分机制如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 捕获抗体和检测抗体应特异性识别乙肝病毒的相同抗原位点
B. 若显色液最终仍呈现无色,则待检样品中可能没有乙肝病毒
C. 若显色液呈现较深的棕色,则待检样品中可能乙肝病毒较多
D. 制备捕获抗体和检测抗体均利用了细胞膜具有流动性的原理
13. 血管内皮生长因子(VEGF)过度表达会加重糖尿病视网膜病变患者的病情。构建视网膜特异性过度表达人源VEGF基因的模型小鼠可用于进行相关研究,构建过程如图。在特定条件下,模型鼠视网膜细胞中VEGF基因表达量可随诱导剂浓度增加而上升。下列有关叙述错误的是( )
A. 可给1号鼠注射促性腺激素使其超数排卵,以获取数量较多的卵母细胞
B. 可用胃蛋白酶处理2号鼠组织以获得体细胞,导入VEGF基因可用显微注射法
C. 将囊胚的内细胞团均等分割后移植,通常可获得多个基因型相同的转基因小鼠
D. 诱导剂可能通过激活视网膜细胞特异性启动子,诱导细胞中VEGF基因表达
14. 牛的X精子(含X染色体的精子)中DNA含量比Y精子高,质量也大,利用具有一定黏稠度的分离液可对精子进行沉淀分离,该技术可用于繁育荷斯坦高产奶牛。繁育过程用到的技术还包括人工授精、胚胎培养、基因检测、同期发情处理、胚胎移植等。下列叙述错误的是( )
A. 用分离液沉淀分离后应选择分离液上层精子以用于繁育荷斯坦高产奶牛
B. 注射相关激素对受体母牛进行同期发情处理,使其生理状态与供体保持一致
C. 进行胚胎移植前,不需要对供体和受体进行免疫检查,来防止免疫排斥发生
D. 在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
15. 科学家对毕赤酵母进行改造以提升人乳铁蛋白(hLF)的生产效率和功能。其技术要点如下:①敲除蛋白酶基因(如DUG3);②强化糖基化修饰相关基因(如OCH1)并改造hLF基因结构,提升hLF的活性。下列叙述错误的是( )
A. 敲除毕赤酵母的DUG3基因可减少hLF在细胞内的降解,提高hLF含量
B. 改造hLF基因并强化OCH1基因以改善hLF功能的过程属于蛋白质工程
C. 敲除DUG3基因可能影响毕赤酵母自身代谢平衡,需评估对菌株生长的影响
D. 毕赤酵母作为真核表达系统产生的hLF与人类天然hLF的糖基化修饰相同
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 墨西哥东部的帝王蝶数量下降超80%,已被列为濒危物种。每年秋季,墨西哥东部的帝王蝶都会迁徙至某山区森林,进行集群越冬。根据所学知识,回答下列问题:
(1)帝王蝶种群的_____等特征直接决定其种群密度。从间接影响种群密度的数量特征角度分析,若_____(答出2点),则帝王蝶种群的自然更新会受到限制,种群会有崩溃风险。
(2)从种间关系角度分析,帝王蝶数量下降超80%可能与_____(答出2点)有关。极端温度会影响帝王蝶的发育速率,降水变化影响其栖息地植被生长,进而影响食物供应,这两种因素都属于影响种群数量变化的_____因素。
(3)检测发现,越冬区帝王蝶体内含有较多当地农民使用的一种难以分解的农药,该农药会破坏帝王蝶体内神经递质传递与生殖细胞发育,直接导致成虫求偶行为异常和子代遗传缺陷率增加,导致_____多样性降低。
(4)帝王蝶因栖息地破碎化而逐渐丧失栖息地,这会导致种群的环境容纳量_____保护帝王蝶及其生物多样性可建立自然保护区,此外还可采取的措施有_____(答出2点)。
17. 海南是我国热带天然牡蛎礁的典型分布区域,牡蛎礁生物多样性丰富,形成了复杂的食物网。海南近岸热带牡蛎礁海头地区生态系统中,牡蛎可滤食浮游生物以改善水质;牡蛎礁为泥蟹与虎鱼提供食物和庇护场所,虎鱼捕食泥蟹幼体;笛鲷作为顶级消费者,以泥蟹与虎鱼为食。近年来,受陆源农业排污和过度捕捞影响,海南海头地区牡蛎礁出现富营养化、栖息地破坏等问题。根据所学知识,回答下列问题:
(1)在海头地区牡蛎礁群落礁体的迎风面,水流速度较快,氧气和食物资源丰富,分布着较多滤食性生物,而在背风面,水流相对缓慢,沉积物较多,栖息着一些底栖生物,这种空间结构的意义是_____。
(2)泥蟹与鳜虎鱼的关系可能是_____。牡蛎通过钙化形成碳酸钙外壳,其贝壳长期沉积于海底。浮游生物残体、植物碎屑等沉降到海底。海南海头地区生态系统的碳汇(吸收并储存CO2的过程)主要包括_____(答出3点)。
(3)如图为海头地区牡蛎礁各营养级能量流动途径(单位:t·km-2·a-1)。图中X、Y的能量值分别为_____t·km-2·a-1.
(4)海南海头地区牡蛎礁因陆源污染导致富营养化,同时过度捕捞使顶级消费者(笛鲷)数量减少,引起藻类爆发。为探究营养盐浓度和笛鲷密度对藻类生物量的作用,设置4组实验,最终检测并比较各组藻类的生物量。
组别
笛鲷密度
营养盐浓度
A
正常
低
B
低
低
C
正常
高
D
低
高
检测结果显示,D组的藻类生物量最高,原因是_____。
若B组与A组的藻类生物量无显著差异,而C组与D组的藻类生物量有显著差异,则说明_____。
18. 为了从土壤中筛选出具有高效降解淀粉能力的微生物,研究人员对土样进行了分离操作(A组)和计数操作(B组),操作过程如图1所示。回答下列问题:
(1)步骤①取土样用的小铁铲和盛土样的信封等工具在使用前都需要_____。对培养基通常采用的灭菌方法是_____。步骤⑦的接种方法是_____。
(2)步骤③的目的是增加淀粉分解菌的浓度,从营养成分、物理性质的角度分析,该步骤培养基具有的特点是_____。
(3)图2是步骤④接种后的平板,该接种方法是_____。甲、乙、丙为划线的三个区域,完成整个接种的过程中接种环要进行_____次灼烧灭菌,其中灭菌目的相同的是第_____次。
(4)在筛选到能高效降解淀粉的菌种后,研究小组提出了一个生活污水净化方案:使生活污水先流入种植了苦草、睡莲等的生态塘,然后由生态塘送入净化池(其介质上固定了多种高效降解菌),经净化池处理后再排放进入河道。你认为该净化方案_____(填“合理”或“不合理”),若合理则说明理由,若不合理则说明理由并提出修改方案:_____。
19. 海州香薷是我国本土的镉(Cd)超富集植物,耐性强但生物量低。芒草是高生物量植物,根系发达但对Cd富集能力较弱。海州香薷与芒草的体细胞杂交,可培育出既耐Cd又高生物量的植物,为重金属污染区的生态修复与循环经济提供创新模式。实验流程:①原生质体制备→②电融合→③Cd2+梯度筛选→④植物组织培养→⑤生理与分子鉴定。根据所学知识,回答下列问题:
(1)海州香薷选根系细胞,芒草选幼嫩叶片(含较多叶绿体),分别诱导愈伤组织,再进行原生质体制备。制备原生质体时,可在酶解液中添加甘露醇以维持细胞的正常渗透压,防止出现_____。叶绿体中的叶绿素在蓝光激发下会发射红色荧光,初步区分两种原生质体的方法是将混合原生质体悬液置于荧光显微镜下,_____。
(2)杂种细胞鉴别筛选时,可在细胞融合前分别用绿色荧光和红色荧光标记海州香薷的Cd转运蛋白抗体和芒草的Rubisco(催化CO2固定的酶)抗体,检测发出_____的细胞为杂种细胞;培养基中需添加_____,以便筛选出富集能力较强的杂种细胞。
(3)杂种植株可用于生物能源生产,将秸秆制成生物炭后,其残渣可进行乙醇发酵,为充分释放发酵可利用的糖类,可先对残渣进行的处理是_____(答出1点)。然后接入酵母菌进行发酵,在发酵过程中要注意控制_____(答出2点)等条件。
20. 乳铁素是一种广谱抗菌肽,能对抗多种细菌。研究人员将六个乳铁素基因串联形成六联重复序列(6LFB)与质粒连接,构建重组质粒,用重组质粒转化的枯草芽孢杆菌可应用于动物、水产养殖行业。AmpR是氨苄青霉素抗性基因,根据所学知识,回答下列问题:
(1)研究人员以6LFB为目的基因的目的是_____;PCR扩增目的基因时,反应体系中需要有含目的基因的DNA片段、耐高温的DNA聚合酶、_____(答出2点);构建重组质粒时,最好使用限制酶_____切割目的基因和质粒。
(2)将重组质粒导入枯草芽孢杆菌前对细胞的处理是_____转化后需将受体细胞接种于含_____的培养基中进行初步筛选。
(3)琼脂孔扩散法的原理是将含抗菌物质的样品加入琼脂平板的孔中,待物质扩散后抑制周围微生物生长,形成透明抑菌圈。请利用无菌打孔器、非转基因枯草芽孢杆菌培养液、转6LFB枯草芽孢杆菌培养液、无菌水、金黄色葡萄球菌、琼脂培养基等实验材料,设计实验验证转6LFB枯草芽孢杆菌对金黄色葡萄球菌具有抗菌活性。请简要写出实验思路:_____。
(4)转6LFB枯草芽孢杆菌提取物能显著提高感染迟缓爱德华菌的罗非鱼苗存活率。在水产养殖中使用转6LFB枯草芽孢杆菌替代抗生素的优势是_____(答出1点)。
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2024—2025学年高二年级学业水平诊断(三)
生物学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 某草原生态系统中,野兔种群年龄结构随季节变化而波动,春季幼年个体较多,夏季成年个体占比上升,秋季衰老个体增多;针茅和羊草呈斑块状镶嵌分布,其根系分泌物可抑制周边杂草生长。下列相关叙述正确的是( )
A. 针茅与羊草镶嵌分布属于群落垂直结构,根系分泌物抑制杂草属于种间竞争
B. 研究出生率和死亡率对野兔种群的年龄结构的影响,属于群落水平的研究
C. 秋季野兔种群中衰老个体增多,可能导致其种群密度短期内呈现下降趋势
D. 杂草受根系分泌物抑制而减少,说明该草原群落演替方向发生了不可逆改变
【答案】C
【解析】
【详解】A、针茅与羊草呈斑块状镶嵌分布属于群落水平结构(因空间异质性导致),而非垂直结构(垂直分层);根系分泌物抑制杂草属于种间竞争(通过化学物质抑制其他物种生长),A错误;
B、研究出生率、死亡率对野兔年龄结构的影响属于种群水平的研究(年龄结构为种群特征),群落水平研究需涉及种间关系、空间结构等,B错误;
C、秋季野兔种群中衰老个体(老年个体)增多,意味着死亡率上升,短期内可能导致种群密度下降(因个体死亡数量增加),C正确;
D、杂草受抑制减少属于种间竞争的体现,但该现象仅为局部干扰,未改变草原群落演替方向(如未发生土壤性质或气候剧变),演替仍可恢复,D错误。
故选C。
2. 两个或多个群落之间过渡区域(群落交错区)的物种数目比相邻群落大,且存在一些特定物种。如图为某森林和草原群落及其群落交错区的物种分布情况。下列叙述正确的是( )
A. 群落A和群落B分别是森林群落和草原群落
B. 物种丰富度是决定群落A、B性质最重要的因素
C. 群落交错区的各种群的数量均多于森林或草原
D. 群落交错区的物种丰富度大,环境可能更复杂
【答案】D
【解析】
【分析】生物群落:相同时间聚集在同一区域或环境内各种生物种群的集合。它虽由植物、动物、和微生物等各种生物有机体构成,但仍是一个具有一定成分和外貌比较一致的组合体。一个群落中不同种群不是杂乱无章地散布,而是有序协调的生活在一起。
【详解】A、由图可知,群落A的物种丰富度低于群落B,故A是草原群落,B是森林群落,A错误;
B、物种组成是决定群落A和群落B性质最重要的因素,B错误;
C、更适应森林或草原的一些生物在群落交错区内的数量可能较少,C错误;
D、群落交错区的物种丰富度较高,环境可能更复杂,D正确。
故选D。
3. 藏野驴是青藏高原的特有物种,其白天多在开阔地带活动,夜晚则选择低洼地休息,会随季节进行短距离迁移。随着生态保护力度加大,其栖息地生态环境得到改善。下列相关叙述错误的是( )
A. 藏野驴踩踏土壤、采食植物可能会影响其所在生态系统的物质循环速度
B. 藏野驴的昼夜活动模式可体现其对高原环境的适应,不能反映其生态位
C. 藏野驴随季节进行短距离迁移的过程中信息可从非生物环境向生物传递
D. 保护藏野驴及其栖息地,可以提高遗传多样性和生态系统的抵抗力稳定性
【答案】B
【解析】
【分析】本题考察生态系统中动物的行为对物质循环、生态位、信息传递及生物多样性的影响。需结合生态位定义、物质循环、信息类型及生态系统稳定性等知识点分析选项。
【详解】A、藏野驴踩踏土壤可加速有机物分解,采食植物影响有机物传递,均会改变物质循环速率,A正确;
B、生态位包含物种的活动时间、资源利用等,昼夜活动模式属于时间生态位,能反映其生态位,B错误;
C、季节迁移可能由温度、光照等非生物信息触发,体现非生物→生物的信息传递,C正确;
D、保护物种可维持遗传多样性,保护栖息地能增强生态系统自我调节能力,提高抵抗力稳定性,D正确。
故选B。
4. 图1为某生态系统的能量金字塔,图2为某森林生态系统的部分食物网。下列关于生态系统的叙述,正确的是( )
A. 图2所示森林生态系统的数量金字塔与图1相对应
B. 图2中的所有生物再加上分解者可以构成一个生物群落
C. 若图2中蛇大量减少,则一段时间内青蛙数量会先增后减再稳定
D. 图2中次级消费者的种群数量不会因植物大幅减少而受到冲击
【答案】C
【解析】
【分析】命题意图:本题考查生态系统的结构(能量金字塔、食物网、生物群落 )和功能(种群数量变化、生态系统稳定性 ),要求考生理解生态系统各组分的关系及动态变化,提升对生态系统整体性和复杂性的认知。
科学素养:通过分析生态系统的结构与功能,培养考生的生命观念(生态系统的整体性 )、科学思维(逻辑推理、分析判断 ),强化对生态系统平衡与稳定的理解,树立生态保护意识。
【详解】A、图1中的数量金字塔只有4个营养级,而图2所示的森林生态系统有5个营养级,且存在树、昆虫等,数量金字塔可能倒置,A错误;
B、图2为某森林生态系统的部分食物网,图2中的所有生物再加上分解者不能构成一个生物群落,B错误;
C、图2的食物网中,若蛇大量减少,则一段时间内青蛙因天敌的捕食压力降低而数量增加,随后青蛙会因过度消耗资源而食物短缺,青蛙数量又会下降,呈现先增后减再稳定的变化,C正确;
D、图2中次级消费者的种群数量会因植物数量大幅减少而受到冲击,D错误。
故选C。
5. 海南省在红树林保育中通过卫星遥感、无人机巡航和地面传感器,实时监控红树林面积、健康状况及入侵物种,生态恢复后新种植的红树长势良好,勺嘴鹬、黑脸琵鹭等极危候鸟重返故土。下列相关叙述正确的是( )
A. 卫星遥感技术可精确监测红树林碳储量变化,但无法识别鸟类活动轨迹
B. 无人机巡航可用于识别候鸟的种类,其噪声对候鸟的栖息和活动无影响
C. 生态修复时可物理清除或生物防治入侵物种,优先补种本土红树植物
D. 勺嘴鹬等减少只与栖息地破坏有关,其重返故土反映了生物多样性的间接价值
【答案】C
【解析】
【分析】本题综合考查生态保护技术、生物入侵防治及生物多样性价值等知识点。
【详解】A、卫星遥感可监测红树林面积、碳储量等,也可通过追踪信号识别鸟类活动轨迹(如标记个体 ),A错误;
B、无人机巡航虽能识别候鸟种类,但其噪声可能干扰鸟类栖息和活动,B错误;
C、清除入侵物种时,物理或生物防治可减少污染;补种本土红树更适应环境,利于生态恢复,C正确;
D、勺嘴鹬减少与栖息地破坏、污染等多因素有关;其重返体现生物多样性的直接价值(如科研、观赏),而非间接价值(生态功能),D错误;
故选C。
6. 研究人员采用“堵洞盗洞法”估测草原布氏田鼠的种群数量,计算公式为:种群数量=有效洞口数/洞口系数。将待测区域内布氏田鼠的洞口全部填埋,连续3天每天记录被盗开的洞口数并计算平均值,即有效洞口数,洞口系数是一个固定值。下列相关叙述错误的是( )
A. 部分被堵的鼠洞没有被重新挖开,可能是布氏田鼠死亡或迁移
B. “堵洞盗洞法”和标记重捕法都能用于调查布氏田鼠的种群密度
C. 放牧可能降低植被的高度、破坏鼠洞,增加布氏田鼠被天敌捕食的风险
D. 若调查期间堵洞后恰逢暴雨,部分鼠洞被冲毁,则种群密度估算结果偏大
【答案】D
【解析】
【分析】标记重捕法(1)前提条件:标记个体与未标记个体重捕的概率相等。调查期内没有新的出生和死亡, 无迁入和迁出。(2)适用范围:活动能力强和范围大的动物,如哺乳类、 鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物。(3)计算公式:个体总数N=初次捕获标记数M×再次捕获总数目n÷重捕的标记个体数m。
【详解】A、部分被堵洞口未被重新挖开,可能是布氏田鼠死亡或迁出该区域,导致无法恢复洞口,符合实际情况,A正确;
B、“堵洞盗洞法”通过有效洞口数间接估算种群密度,标记重捕法则通过标记个体比例计算密度,两者均适用于活动能力较强的动物,B正确;
C、放牧破坏植被和鼠洞,使布氏田鼠隐蔽性降低,天敌捕食概率增加,属于生态因素对种群数量的影响,C正确;
D、暴雨冲毁部分鼠洞会导致有效洞口数减少,根据公式(种群数量=有效洞口数/洞口系数),有效洞口数减少会使估算结果偏小,D错误。
故选D。
7. 水稻受二化螟和褐飞虱侵害的初期会释放不同的信息素,分别吸引二者的卵寄生天敌——稻螟赤眼蜂和稻虱缨小蜂来产卵。下列相关叙述正确的是( )
A. 稻螟赤眼蜂和稻虱缨小蜂之间存在种间竞争关系,两者的生态位完全重叠
B. 水稻释放的不同信息素属于物理信息,对稻螟赤眼蜂和稻虱缨小蜂有吸引力
C. 两种寄生蜂可将二化螟和褐飞虱种群密度控制在较低水平,属于密度制约因素
D. 引入寄生蜂会使水稻和害虫等第二营养级之间的能量传递效率显著降低
【答案】C
【解析】
【分析】本题考察生态系统中信息传递、种间关系及生态位等知识。
【详解】A、稻螟赤眼蜂和稻虱缨小蜂分别寄生不同害虫的卵,宿主资源不同,生态位不完全重叠,不存在直接竞争关系,A错误;
B、水稻释放的信息素属于化学信息,而非物理信息(如声音、颜色等),B错误;
C、寄生蜂作为天敌,其数量与害虫密度相关,属于密度制约因素,能将害虫种群密度控制在较低水平,C正确;
D、能量传递效率由相邻营养级同化量比值决定,引入寄生蜂减少害虫数量,但不会改变水稻→害虫的能量传递效率(仍为10%-20%),D错误。
故选C。
8. 研究人员研究三种沉水植物对海南某海湾富营养化水体的净化效果,数据如表。实验发现,引入滤食性贝类(滤食浮游植物)可使总磷去除率整体提高15%~20%。下列有关叙述正确的是( )
植物种类
总氮去除率/%
总磷去除率/%
特性
金鱼藻
53.8
47.8
磷浓度高的水体中生长速率最快
黑藻
62.86
74.32
对温度变化适应性最强
苦草
49.4
15.0
低光照条件下仍能维持较好的去氮效果
A. 金鱼藻的总氮和总磷去除率均高于苦草,适合用于各种水体的净化
B. 苦草总磷去除率较低,但适宜用于对富营养化水体深水区的净化
C. 若水体温度波动大且需高效去氮,则应选择黑藻和苦草混合种植最佳
D. 滤食性贝类通过直接吸收水体中的溶解性磷来提升污水中总磷去除率
【答案】B
【解析】
【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,组成成分又包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者,营养结构就是指食物链和食物网,营养结构越复杂,生态系统的稳定性越高。
【详解】A、金鱼藻的总氮和总磷去除率均高于苦草,但其特性为“磷浓度高的水体中生长最快”,说明其适用性受限于高磷环境,A错误;
B、苦草总磷去除率低(15.0%),但其特性为“低光照条件下仍能维持较好的去氮效果”。深水区光照较弱,适合苦草生存,且引入滤食性贝类可提升总磷去除率,弥补苦草的不足,B正确;
C、黑藻对温度变化适应性最强且总氮去除率最高(62.86%),而苦草在温度波动大的环境中可能生长受限,混合种植未必能提高去氮效率,单独使用黑藻更优,C错误;
D、滤食性贝类通过滤食浮游植物间接减少水体磷含量,而非直接吸收溶解性磷,D错误。
故选B。
9. 某公司通过细胞融合技术获得了兼具酵母菌和醋酸菌部分特性的新菌株,用于发酵生产。下列关于生产过程的叙述,错误的是( )
A. 新菌株发酵前期可在有氧条件下大量繁殖,同时进行酒精发酵和乙酸发酵
B. 获得新菌株时,可先用酶解法去除酵母菌和醋酸菌的细胞壁,再诱导细胞融合
C. 淀粉需先糖化处理才能被新菌株利用,发酵液中酒精含量过高会抑制醋酸菌活性
D. 在乙酸发酵阶段,需要通入适量的无菌空气,促进新菌株将酒精转化为乙酸
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查细胞融合技术在发酵工程中的应用,涉及酵母菌(兼性厌氧 )和醋酸菌(需氧 )的代谢特点、细胞融合操作及发酵条件控制,考查对微生物代谢与发酵工艺的理解,培养科学思维与知识应用能力。
【详解】A、新菌株发酵前期在有氧条件下,酵母菌会优先进行有氧呼吸(大量繁殖),而非酒精发酵;醋酸菌需有氧才能产乙酸,但此时酵母菌不会同时进行酒精发酵,A错误;
B、酵母菌和醋酸菌的细胞壁需用特定酶(如溶菌酶)去除,再通过细胞融合技术结合,符合细胞工程原理,B正确;
C、淀粉需糖化为葡萄糖才能被利用(新菌株无淀粉酶);高浓度酒精会抑制醋酸菌代谢,C正确;
D、乙酸发酵需有氧条件,通入无菌空气可促进乙醇转化为乙酸,D正确。
故选A。
10. 牛至是一种具有药用价值的植物,含有具有独特香味、抗菌消炎活性的香荆芥酚、百里香酚等多酚类挥发性成分。某科研团队从牛至幼嫩叶片获取外植体,经脱分化得到愈伤组织,再将其诱导成悬浮培养细胞。运用植物细胞培养技术生产多酚,如图为牛至悬浮培养细胞在不同阶段胞内总多酚含量与总多酚产量变化。下列叙述正确的是( )
A. 外植体脱分化时需在培养基中添加比值大于1的生长素/细胞分裂素
B. 培养12天后,牛至总多酚产量下降,说明此时所有细胞停止合成多酚
C. 牛至药物成分是植物细胞的初生代谢产物,主要在悬浮培养初期合成
D. 将多酚合成酶基因导入牛至的愈伤组织可能进一步提高多酚的产量
【答案】D
【解析】
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、外植体脱分化时需在培养基中添加比例为1的生长素/细胞分裂素,A错误;
B、据图可知,培养12天后,胞内总多酚含量仍大于0,说明多酚仍在合成,总多酚产量下降的原因可能是牛至悬浮培养的部分细胞衰老,B错误;
C、牛至药物成分是植物细胞次生代谢产物,悬浮培养初期主要进行细胞的快速分裂,多酚积累少,第8天进入稳定期后,细胞分裂减缓,次生代谢增强,次生代谢产物含量上升,C错误;
D、多酚合成酶能催化多酚的合成,因此将多酚合成酶基因导入牛至的愈伤组织可能进一步提高多酚的产量,D正确。
故选D。
11. 乳酸菌降解亚硝酸盐有三条途径:pH>4.5时,主要进行酶促还原(通过亚硝酸盐还原酶将亚硝酸盐转化为氨或氮气);pH<4.5时,主要进行非酶分解(低pH导致亚硝酸盐自发分解);在特定环境下,部分乳酸菌可发生同化作用(亚硝酸盐作为氮源被吸收利用)。下列有关说法正确的是( )
A. 培养乳酸菌的培养基中只需要添加水、碳源、氮源和无机盐
B. 泡菜制作后期亚硝酸盐含量下降主要与亚硝酸盐的非酶分解有关
C. 乳酸菌在pH为5.0时,只能通过酶促还原途径来降解亚硝酸盐
D. 培养基中的亚硝酸盐可作氮源用于乳酸菌合成核酸、乳酸等
【答案】B
【解析】
【分析】泡菜制作的原理是乳酸菌发酵;由于在泡菜制作过程中,微生物会将原料中的硝酸盐还原形成亚硝酸盐,因此在发酵初期亚硝酸盐含量会逐渐升高,发酵后期亚硝酸盐又会被某些微生物氧化成硝酸盐,亚硝酸盐含量又会逐渐下降,因此在泡菜制作过程中要检测亚硝酸盐的含量,确定合适的取食时间。
【详解】A、乳酸菌是异养型微生物,培养基中需提供碳源、氮源、水、无机盐和生长因子(如维生素),A错误;
B、泡菜制作后期,乳酸菌代谢产酸使环境pH降低至4.5以下,此时亚硝酸盐主要通过非酶分解自发降解,B正确;
C、pH为5.0时(>4.5),酶促还原是主要途径,不能排除其他途径的存在,C错误;
D、亚硝酸盐作为氮源可用于合成含氮物质(如核酸),但乳酸不含氮元素,其合成依赖碳源而非氮源,D错误。
故选B。
12. 某科研团队研发出一种新型乙肝病毒诊断方法,将抗乙肝病毒单克隆抗体(捕获抗体)固定在反应板孔内,加入待检样品,一段时间后进行洗脱;再加入另一种用HRP(辣根过氧化物酶)标记的单克隆抗体(检测抗体),一段时间后进行洗脱;最后加入显色液(无色底物),部分机制如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 捕获抗体和检测抗体应特异性识别乙肝病毒的相同抗原位点
B. 若显色液最终仍呈现无色,则待检样品中可能没有乙肝病毒
C. 若显色液呈现较深的棕色,则待检样品中可能乙肝病毒较多
D. 制备捕获抗体和检测抗体均利用了细胞膜具有流动性的原理
【答案】A
【解析】
【分析】本题围绕新型乙肝病毒诊断方法展开,利用 “捕获抗体 - 乙肝病毒 - 检测抗体(HRP 标记 )” 的免疫反应,结合显色液显色判断样品中是否含乙肝病毒,需运用抗原 - 抗体特异性结合的原理分析,考查单克隆抗体等知识,旨在考查考生的理解能力、解决问题能力和创新能力,以及生命观念、科学思维的核心素养。
【详解】A、为防止捕获抗体阻碍检测抗体与乙肝病毒抗原结合,使两个抗体能同时结合乙肝病毒抗原,捕获抗体和检测抗体应能特异性识别乙肝病毒不同位点的抗原,A项错误;
B、若显色液最终仍呈现无色,则说明待检样品中可能没有乙肝病毒,检测抗体没能与乙肝病毒抗原结合而被洗脱,B项正确;
C、若显色液呈现较深的棕色,则待检样品中可能乙肝病毒较多,C项正确;
D、捕获抗体和检测抗体均为单克隆抗体,制备单克隆抗体利用了细胞膜具有流动性的原理,D项正确。
故选A。
13. 血管内皮生长因子(VEGF)过度表达会加重糖尿病视网膜病变患者的病情。构建视网膜特异性过度表达人源VEGF基因的模型小鼠可用于进行相关研究,构建过程如图。在特定条件下,模型鼠视网膜细胞中VEGF基因表达量可随诱导剂浓度增加而上升。下列有关叙述错误的是( )
A. 可给1号鼠注射促性腺激素使其超数排卵,以获取数量较多的卵母细胞
B. 可用胃蛋白酶处理2号鼠组织以获得体细胞,导入VEGF基因可用显微注射法
C. 将囊胚的内细胞团均等分割后移植,通常可获得多个基因型相同的转基因小鼠
D. 诱导剂可能通过激活视网膜细胞特异性启动子,诱导细胞中VEGF基因表达
【答案】B
【解析】
【分析】1、哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。
2、动物排出的卵子成熟程度不同,有的可能是初级卵母细胞,如马、犬等,有的可能是次级卵母细胞,如猪、羊等。但它们都要在输卵管内进一步成熟,当达到减数第二次分裂的中期(MⅡ中)时,才具备与精子受精的能力。
3、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,将其移入盛有操作液的培养皿中,然后,用分割针或分割刀进行分割。对于不同发育阶段的胚胎,分割的具体操作不完全相同。
【详解】A、可给1号鼠注射促性腺激素使其超数排卵,以获取数量较多的卵母细胞,A正确;
B、可用胰蛋白酶处理2号鼠组织以获得体细胞,导入VEGF基因可用显微注射法,B错误;
C、对囊胚的内细胞团进行均等分割,通常可获得多个基因型相同的小鼠,C正确;
D、用视网膜细胞特异性启动子,能确保VEGF基因在模型鼠视网膜细胞中特异性表达,诱导剂可能作用于视网膜细胞中的特异性启动子,从而促进视网膜细胞中VEGF基因的表达,D正确。
故选B。
14. 牛的X精子(含X染色体的精子)中DNA含量比Y精子高,质量也大,利用具有一定黏稠度的分离液可对精子进行沉淀分离,该技术可用于繁育荷斯坦高产奶牛。繁育过程用到的技术还包括人工授精、胚胎培养、基因检测、同期发情处理、胚胎移植等。下列叙述错误的是( )
A. 用分离液沉淀分离后应选择分离液上层精子以用于繁育荷斯坦高产奶牛
B. 注射相关激素对受体母牛进行同期发情处理,使其生理状态与供体保持一致
C. 进行胚胎移植前,不需要对供体和受体进行免疫检查,来防止免疫排斥发生
D. 在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
【答案】A
【解析】
【分析】本题考察精子分离技术及胚胎工程相关知识的应用。需结合X/Y精子特性、同期发情处理、胚胎移植免疫学特点及受精标志进行判断。
【详解】A、X精子DNA含量高、质量大,在分离液中沉降速度快,应位于下层,而Y精子在上层。荷斯坦奶牛需雌性(XX),应选择含X的精子(下层)。选项A描述选择上层精子,A错误;
B、同期发情处理通过激素调节使受体与供体生理状态同步,确保胚胎移植后正常发育,B正确;
C、胚胎移植时,胚胎的免疫排斥反应极低,无需对供体和受体进行免疫检查,C正确;
D、受精标志为观察到两个极体或雌、雄原核形成,符合实际操作标准,D正确。
故选A。
15. 科学家对毕赤酵母进行改造以提升人乳铁蛋白(hLF)的生产效率和功能。其技术要点如下:①敲除蛋白酶基因(如DUG3);②强化糖基化修饰相关基因(如OCH1)并改造hLF基因结构,提升hLF的活性。下列叙述错误的是( )
A. 敲除毕赤酵母的DUG3基因可减少hLF在细胞内的降解,提高hLF含量
B. 改造hLF基因并强化OCH1基因以改善hLF功能的过程属于蛋白质工程
C. 敲除DUG3基因可能影响毕赤酵母自身代谢平衡,需评估对菌株生长的影响
D. 毕赤酵母作为真核表达系统产生的hLF与人类天然hLF的糖基化修饰相同
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。
【详解】A、DUG3基因编码蛋白酶,敲除该基因可减少蛋白酶对hLF的分解,从而提高hLF的积累量,A正确;
B、蛋白质工程通过改造基因结构来改变蛋白质功能,强化OCH1基因(糖基化相关)和改造hLF基因均属于此范畴,B正确;
C、DUG3基因可能参与毕赤酵母的正常代谢,敲除后可能破坏代谢平衡,需评估对菌株的影响,C正确;
D、虽然毕赤酵母是真核表达系统,但其糖基化修饰方式可能与人类存在差异,即使强化OCH1基因,也无法保证完全一致,D错误。
故选D。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 墨西哥东部的帝王蝶数量下降超80%,已被列为濒危物种。每年秋季,墨西哥东部的帝王蝶都会迁徙至某山区森林,进行集群越冬。根据所学知识,回答下列问题:
(1)帝王蝶种群的_____等特征直接决定其种群密度。从间接影响种群密度的数量特征角度分析,若_____(答出2点),则帝王蝶种群的自然更新会受到限制,种群会有崩溃风险。
(2)从种间关系角度分析,帝王蝶数量下降超80%可能与_____(答出2点)有关。极端温度会影响帝王蝶的发育速率,降水变化影响其栖息地植被生长,进而影响食物供应,这两种因素都属于影响种群数量变化的_____因素。
(3)检测发现,越冬区帝王蝶体内含有较多当地农民使用的一种难以分解的农药,该农药会破坏帝王蝶体内神经递质传递与生殖细胞发育,直接导致成虫求偶行为异常和子代遗传缺陷率增加,导致_____多样性降低。
(4)帝王蝶因栖息地破碎化而逐渐丧失栖息地,这会导致种群的环境容纳量_____保护帝王蝶及其生物多样性可建立自然保护区,此外还可采取的措施有_____(答出2点)。
【答案】(1) ①. 出生率、死亡率、迁入率、迁出率 ②. 老龄个体占比过高(或幼龄个体占比过低);雌雄比例失调(答出2点)
(2) ①. 食物减少或天敌捕食增加;与其他传粉昆虫的种间竞争加剧;寄生病原体传播加速(答出2点即可) ②. 非密度制约(或非生物)
(3)遗传(或基因) (4) ①. 降低 ②. 减少农药使用、建立生态廊道、加强法律宣传和监管、易地保护(迁入动物园、建立繁育中心)等(答出2点且合理即可)
【解析】
【分析】种群数量特征包含直接与间接影响种群密度的特征 。直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁入率和迁出率,如题中帝王蝶的迁徙(迁入、迁出)及生存繁殖情况(出生率、死亡率)直接影响其种群密度;间接影响的是年龄结构和性别比例,像帝王蝶若年龄结构为衰退型、性别比例失调,会通过影响出生率等限制种群更新。判断时,依据种群的繁殖、迁移等行为及生存环境对这些特征的作用来分析,比如从种间关系(竞争、天敌等)、非生物因素(温度、降水)看死亡率、出生率变化,从栖息地变化看迁入率、迁出率,从种群个体年龄分布和性别情况看年龄结构与性别比例,进而判断种群数量动态,如题中帝王蝶因多种因素影响数量特征,出现濒危情况,需通过保护栖息地、调控这些数量特征来保护 。
【小问1详解】
种群密度由出生率、死亡率、迁入率、迁出率直接决定。当种群中老年个体占比过大,幼年个体占比过小,意味着出生率低、死亡率高,雌雄比例失调会导致交配机会减少,种群密度减少,种群自然更新机制难以维持,种群会有崩溃风险。
【小问2详解】
从种间竞争角度分析,与帝王蝶竞争食物或栖息地的物种,会加剧帝王蝶的生存压力,导致数量下降;天敌捕食和病原体寄生加剧也会直接导致帝王蝶数量减少。极端温度和降水变化属于影响种群数量变化的非生物因素,同时它们都属于影响种群数量变化的非密度制约因素,因为这些因素对种群的作用强度与种群密度无关。
【小问3详解】
检测发现,越冬区帝王蝶体内含有较多当地农民使用的一种难以分解的农药,农药破坏帝王蝶体内神经递质传递与生殖细胞发育,影响求偶和子代遗传,会导致遗传多样性降低,因为遗传多样性依赖于种群内正常的遗传交流和繁殖。
【小问4详解】
栖息地破碎化使生存空间变小、资源减少,环境容纳量降低。保护措施除建立自然保护区,还可通过建立生态廊道连接破碎栖息地,利于迁徙和生存;人工繁育放归增加种群数量;减少农药使用降低对帝王蝶伤害;宣传教育提升公众保护意识,共同保护 。
17. 海南是我国热带天然牡蛎礁的典型分布区域,牡蛎礁生物多样性丰富,形成了复杂的食物网。海南近岸热带牡蛎礁海头地区生态系统中,牡蛎可滤食浮游生物以改善水质;牡蛎礁为泥蟹与虎鱼提供食物和庇护场所,虎鱼捕食泥蟹幼体;笛鲷作为顶级消费者,以泥蟹与虎鱼为食。近年来,受陆源农业排污和过度捕捞影响,海南海头地区牡蛎礁出现富营养化、栖息地破坏等问题。根据所学知识,回答下列问题:
(1)在海头地区牡蛎礁群落礁体的迎风面,水流速度较快,氧气和食物资源丰富,分布着较多滤食性生物,而在背风面,水流相对缓慢,沉积物较多,栖息着一些底栖生物,这种空间结构的意义是_____。
(2)泥蟹与鳜虎鱼的关系可能是_____。牡蛎通过钙化形成碳酸钙外壳,其贝壳长期沉积于海底。浮游生物残体、植物碎屑等沉降到海底。海南海头地区生态系统的碳汇(吸收并储存CO2的过程)主要包括_____(答出3点)。
(3)如图为海头地区牡蛎礁各营养级能量流动途径(单位:t·km-2·a-1)。图中X、Y的能量值分别为_____t·km-2·a-1.
(4)海南海头地区牡蛎礁因陆源污染导致富营养化,同时过度捕捞使顶级消费者(笛鲷)数量减少,引起藻类爆发。为探究营养盐浓度和笛鲷密度对藻类生物量的作用,设置4组实验,最终检测并比较各组藻类的生物量。
组别
笛鲷密度
营养盐浓度
A
正常
低
B
低
低
C
正常
高
D
低
高
检测结果显示,D组的藻类生物量最高,原因是_____。
若B组与A组的藻类生物量无显著差异,而C组与D组的藻类生物量有显著差异,则说明_____。
【答案】(1)有利于群落对环境资源的充分(或合理)利用
(2) ①. 种间竞争、捕食 ②. 光合作用、生物钙化作用、有机碎屑沉积埋藏、化能合成作用(答出3点即可)
(3)57810、3110(顺序不能互换)
(4) ①. 笛鲷密度较低,对藻类抑制作用较低,而营养盐浓度较高,为藻类生长提供充足的营养 ②. 营养盐浓度较低的条件下,笛鲷密度变化对藻类的生物量无显著影响;营养盐浓度较高的条件下,笛鲷密度变化对藻类的生物量有显著影响(或不同营养盐浓度条件下,笛鲷密度对藻类生物量的影响不同)
【解析】
【分析】群落结构包括空间结构(如牡蛎礁群落迎 / 背风面因水流等差异,分布不同生物,体现水平结构 ),利于提高生物对环境资源的利用能力;能量流动特点为单向流动、逐级递减 ,从图中牡蛎礁营养级能量流动看,能量沿 Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ 单向传递,且每级都有能量通过呼吸消耗、流向分解者,传递中逐级递减,符合生态系统能量流动规律。
【小问1详解】
在牡蛎礁不同位置(迎风面和背风面),因水流等环境因素不同而分布不同生物,体现了群落的水平结构,有利于群落中生物对环境资源的合理利用。
【小问2详解】
鰕虎鱼捕食泥蟹幼体,存在捕食关系,同时它们都生活在牡蛎礁,会竞争食物和空间等资源,所以二者关系为捕食和种间竞争。碳汇指吸收并储存CO2的过程,牡蛎通过钙化作用形成碳酸钙外壳,其贝壳长期沉积于海底,成为稳定的碳库;浮游植物与藻类通过光合作用吸收固定CO2并转化为有机碳;浮游生物残体、植物碎屑等沉降到海底,部分碳被封存在沉积物中;化能合成作用也可固定CO2。
【小问3详解】
第二营养级(Ⅱ)的同化量为55410+34220=89630(t·km-2·a-1),第二营养级(Ⅱ)流向下一营养级(Ⅲ)的能量为10050t·km-²·a⁻¹,流向碎屑等的能量为21770t·km-2·a-1,X为第二营养级通过呼吸作用消耗的能量=89630-10050-21770=57810(t·km-2·a-1)。第三营养级(Ⅲ)的同化量为10050t·km-2·a-1,呼吸作用消耗的能量为5780t·km-2·a-1,流向下一营养级(IV)的能量为1160t·km-2·a-1,Y为第三营养级流向碎屑等的能量=10050-1160-5780=3110(t·km-2·a-1)。
【小问4详解】
D组营养盐浓度高,为藻类生长提供充足营养,有利于藻类繁殖;笛鲷密度较低,导致其对暇虎鱼和泥蟹的捕食减少,假虎鱼和泥蟹增加,导致其对浮游动物的捕食增加,进而导致浮游动物对藻类捕食压力小,最终使藻类的生物量较高。A组与B组的营养盐浓度均较低,笛鲷密度不同,若B组与A组的藻类生物量无显著差异,则说明营养盐浓度较低的条件下,笛鲷密度变化对藻类的生物量无显著影响。C组与D组的营养盐浓度均较高,笛鲷密度不同,若C组与D组的藻类生物量差异显著,则说明营养盐浓度较高的条件下,笛鲷密度变化对藻类的生物量有显著影响。综合来看,在不同营养盐浓度条件下,笛鲷密度对藻类生物量的影响不同。
18. 为了从土壤中筛选出具有高效降解淀粉能力的微生物,研究人员对土样进行了分离操作(A组)和计数操作(B组),操作过程如图1所示。回答下列问题:
(1)步骤①取土样用的小铁铲和盛土样的信封等工具在使用前都需要_____。对培养基通常采用的灭菌方法是_____。步骤⑦的接种方法是_____。
(2)步骤③的目的是增加淀粉分解菌的浓度,从营养成分、物理性质的角度分析,该步骤培养基具有的特点是_____。
(3)图2是步骤④接种后的平板,该接种方法是_____。甲、乙、丙为划线的三个区域,完成整个接种的过程中接种环要进行_____次灼烧灭菌,其中灭菌目的相同的是第_____次。
(4)在筛选到能高效降解淀粉的菌种后,研究小组提出了一个生活污水净化方案:使生活污水先流入种植了苦草、睡莲等的生态塘,然后由生态塘送入净化池(其介质上固定了多种高效降解菌),经净化池处理后再排放进入河道。你认为该净化方案_____(填“合理”或“不合理”),若合理则说明理由,若不合理则说明理由并提出修改方案:_____。
【答案】(1) ①. 灭菌 ②. 湿热灭菌法(或高压蒸汽灭菌法) ③. 稀释涂布平板法
(2)以淀粉作为唯一碳源;液体培养基
(3) ①. 平板划线法 ②. 4 ③. 2、3
(4) ①. 不合理 ②. 生活污水中所含有的有机物不能被苦草、睡莲等吸收利用,但被净化池微生物分解后就可以被生态塘中的植物吸收,因此生活污水应先通入净化池,再由净化池送入生态塘,让植物吸收净化生活污水中有机物被分解产生的无机物等
【解析】
【分析】命题透析本题以筛选降解淀粉的微生物为情境,考查微生物的分离和计数,旨在考查考生的理解能力和实验探究能力,以及生命观念、科学探究的核心素养。
【小问1详解】
取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都需要灭菌,以确保计数的微生物来自土壤。对培养基常采用的灭菌方法是湿热灭菌法(或高压蒸汽灭菌法)。步骤⑦需要计数,所以接种方法是稀释涂布平板法。
【小问2详解】
增加细菌浓度,应该配制液体培养基,以淀粉作为唯一碳源可以起到选择作用。
【小问3详解】
图2的接种方法是平板划线法,甲、乙、丙为划线的三个区域,每次接种前要对接种环进行灼烧灭菌,共3次,加上实验结束后1次,共计4次。其中第2、3次灭菌的目的都是杀死残留菌种,确保菌种来自上一次划线的末端。
【小问4详解】
生活污水中所含的淀粉等有机物不能被苦草、睡莲等吸收利用,但能被净化池微生物分解,分解后的产物就可以被生态塘植物吸收。因此生活污水应先通入净化池,再由净化池送入生态塘。
19. 海州香薷是我国本土的镉(Cd)超富集植物,耐性强但生物量低。芒草是高生物量植物,根系发达但对Cd富集能力较弱。海州香薷与芒草的体细胞杂交,可培育出既耐Cd又高生物量的植物,为重金属污染区的生态修复与循环经济提供创新模式。实验流程:①原生质体制备→②电融合→③Cd2+梯度筛选→④植物组织培养→⑤生理与分子鉴定。根据所学知识,回答下列问题:
(1)海州香薷选根系细胞,芒草选幼嫩叶片(含较多叶绿体),分别诱导愈伤组织,再进行原生质体制备。制备原生质体时,可在酶解液中添加甘露醇以维持细胞的正常渗透压,防止出现_____。叶绿体中的叶绿素在蓝光激发下会发射红色荧光,初步区分两种原生质体的方法是将混合原生质体悬液置于荧光显微镜下,_____。
(2)杂种细胞鉴别筛选时,可在细胞融合前分别用绿色荧光和红色荧光标记海州香薷的Cd转运蛋白抗体和芒草的Rubisco(催化CO2固定的酶)抗体,检测发出_____的细胞为杂种细胞;培养基中需添加_____,以便筛选出富集能力较强的杂种细胞。
(3)杂种植株可用于生物能源生产,将秸秆制成生物炭后,其残渣可进行乙醇发酵,为充分释放发酵可利用的糖类,可先对残渣进行的处理是_____(答出1点)。然后接入酵母菌进行发酵,在发酵过程中要注意控制_____(答出2点)等条件。
【答案】(1) ①. 原生质体破裂 ②. 使用蓝光激发,发红色荧光的为芒草原生质体,无荧光的为海州香薷原生质体
(2) ①. 绿色荧光和红色荧光 ②. 一定(或较高)浓度的Cd2+
(3) ①. 粉碎、纤维素酶处理(或糖化) ②. 温度、pH、溶氧量、无菌操作、发酵时间等
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术:
1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、过程:(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。(3)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。(4)杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
3、意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【小问1详解】
甘露醇作为渗透压调节剂,可防止原生质体因吸水过多而涨破。芒草选幼嫩叶片(含较多叶绿体),海州香薷选根系细胞(不含叶绿体),初步区分两种原生质体的方法是将混合原生质体悬液置于荧光显微镜下使用蓝光激发,发红色荧光的为芒草原生质体,无荧光的为海州香薷原生质体。
【小问2详解】
杂种细胞鉴别筛选时,可在细胞融合前分别用绿色荧光和红色荧光标记海州香薷的Cd转运蛋白抗体和芒草的Rubisco抗体,检测发出绿色荧光和红色荧光的细胞为杂种细胞;培养基中需添加一定(或较高)浓度的Cd2+,以便筛选出富集能力较强的杂种细胞。
【小问3详解】
植物秸秆的细胞壁主要由纤维素组成,可通过物理粉碎,或利用纤维素酶等酶解作用分解细胞壁成分,释放出葡萄糖等可发酵利用的糖。酵母菌酒精发酵过程中需要控制条件,如温度、pH、溶氧量、无菌操作、发酵时间等。
20. 乳铁素是一种广谱抗菌肽,能对抗多种细菌。研究人员将六个乳铁素基因串联形成六联重复序列(6LFB)与质粒连接,构建重组质粒,用重组质粒转化的枯草芽孢杆菌可应用于动物、水产养殖行业。AmpR是氨苄青霉素抗性基因,根据所学知识,回答下列问题:
(1)研究人员以6LFB为目的基因的目的是_____;PCR扩增目的基因时,反应体系中需要有含目的基因的DNA片段、耐高温的DNA聚合酶、_____(答出2点);构建重组质粒时,最好使用限制酶_____切割目的基因和质粒。
(2)将重组质粒导入枯草芽孢杆菌前对细胞的处理是_____转化后需将受体细胞接种于含_____的培养基中进行初步筛选。
(3)琼脂孔扩散法的原理是将含抗菌物质的样品加入琼脂平板的孔中,待物质扩散后抑制周围微生物生长,形成透明抑菌圈。请利用无菌打孔器、非转基因枯草芽孢杆菌培养液、转6LFB枯草芽孢杆菌培养液、无菌水、金黄色葡萄球菌、琼脂培养基等实验材料,设计实验验证转6LFB枯草芽孢杆菌对金黄色葡萄球菌具有抗菌活性。请简要写出实验思路:_____。
(4)转6LFB枯草芽孢杆菌提取物能显著提高感染迟缓爱德华菌的罗非鱼苗存活率。在水产养殖中使用转6LFB枯草芽孢杆菌替代抗生素的优势是_____(答出1点)。
【答案】(1) ①. 提高乳铁素的表达量 ②. (2种)引物、(4种)脱氧核苷酸、Mg ③. XbaI和AgeI
(2) ①. 用Ca2+(或CaCl2)处理受体细胞 ②. 氨苄青霉素
(3)将等量金黄色葡萄球菌均匀涂布在培养基上,再用无菌打孔器在每个培养基的相同位置打孔,将打孔的培养基随机均分为甲、乙、丙3组;甲组培养基的孔中加入适量转6LFB枯草芽孢杆菌培养液,乙组的孔中加入等量非转基因枯草芽孢杆菌培养液,丙组的孔中不加入枯草芽孢杆菌培养液(或加入等量无菌水);将3组培养基置于相同且适宜的条件下培养一段时间,观察并比较3组培养基中抑菌圈直径的大小
(4)减少耐药菌产生;降低水产品的抗生素残留;不污染水体和土壤;枯草芽孢杆菌本身为益生菌,可作单细胞蛋白提高营养(答出1点且合理即可)
【解析】
【分析】如图,构建重组质粒时,目的是将六联乳铁素基因(6LFB)与质粒连接。先利用限制酶 XbaⅠ 和 AgeⅠ,它们能识别并切割质粒和含 6LFB 的 DNA 片段,产生互补黏性末端,使 6LFB 准确插入质粒启动子与其他元件间;PCR 扩增 6LFB 需含目的基因的 DNA 片段、耐高温 DNA 聚合酶、引物、脱氧核苷酸和 Mg2+ ,构建重组质粒用这两种酶切割可保证正确连接。重组质粒导入枯草芽孢杆菌前,用 Ca2+ 处理使其变为感受态,便于吸收质粒,因质粒含氨苄青霉素抗性基因,转化后接种含氨苄青霉素培养基筛选。其作用机理是让枯草芽孢杆菌表达 6LFB ,产生乳铁素发挥抗菌作用,比如用琼脂孔扩散法,通过观察抑菌圈可验证对金黄色葡萄球菌的抗菌活性,水产养殖中使用能抗菌、减少抗生素残留等,利用了重组质粒表达抗菌物质及抗性筛选等功能 。
【小问1详解】
研究人员以6LFB为目的基因的目的是提高乳铁素的表达量;PCR扩增目的基因时,反应体系中需要有目的基因、耐高温的DNA聚合酶、(2种)引物、(4种)脱氧核苷酸、Mg2+;构建重组质粒时,仅用限制酶HindⅢ,不能确保目的基因的连接方向;根据目的基因的转录方向和质粒的启动子方向,最好使用限制酶XbaI和AgeI。
【小问2详解】
转化前用Ca2+(或CaCl2)处理枯草芽孢杆菌,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态;转化后将细胞接种在含氨苄青霉素的培养基上,以便于初步筛选。
【小问3详解】
验证转6LFB枯草芽孢杆菌具有抗菌活性,需用转6LFB枯草芽孢杆菌培养液与未转化的枯草芽孢杆菌培养液(野生型,不含乳铁素)对照,对照组可排除枯草芽孢杆菌自身产生物质的影响,再加一组空白对照组。将3组培养基置于相同且适宜的条件下培养一段时间,观察并比较3组培养基中抑菌圈直径的大小,若实验组(甲组)有明显的抑菌圈,则转6LFB枯草芽孢杆菌对金黄色葡萄球菌具有抗菌活性。
【小问4详解】
在水产养殖中使用转6LFB枯草芽孢杆菌替代抗生素的优势是减少耐药菌产生;降低水产品的抗生素残留;不污染水体和土壤;枯草芽孢杆菌本身为益生菌,可作单细胞蛋白提高营养。
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