内容正文:
襄阳市2025年7月高二期末统一调研测试生物学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
☆祝考试顺利☆
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将答题卡上交。
一、选择题:本题共18小题,每小题2分,共36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. 给一只健康小狗饲喂适量激素X后,检测发现其血糖明显升高。则激素X可能是( )
A. 胰高血糖素 B. 胰岛素 C. 甲状腺激素 D. 生长激素
2. 动物的唾液中含有溶菌酶、唾液淀粉酶和多种免疫球蛋白。动物受伤后会通过舔舐伤口来预防感染并加快伤口愈合。下列叙述正确的是( )
A. 溶菌酶和唾液淀粉酶属于内环境组成成分
B. 溶菌酶和免疫球蛋白均属于免疫活性物质
C. 唾液中溶菌酶杀菌属于免疫系统的第二道防线
D. 免疫球蛋白可能是来自脊髓中免疫细胞产生的
3. 制醋、制酒、制作泡菜和腐乳都是我国传统发酵技术。下列叙述正确的是( )
A. 家庭制果酒时,发酵前需对原料和发酵用具等进行消毒或灭菌
B. 当缺少O2和糖源时,醋酸菌能将乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸
C. 制作腐乳时,主要是利用毛霉将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸
D. 制作泡菜时,向坛盖边沿的水槽中注满水主要目的是创造无菌环境
4. 利用药物甲影响神经细胞细胞膜上某种离子通道后,神经细胞膜电位出现的变化如下图所示。下列有关药物甲的叙述正确的是( )
A. 阻断了Na+通道 B. 阻断了K+通道 C. 打开了Na+通道 D. 打开了K+通道
5. 下图为利用某种低产耐盐植物甲(4N=64)和高产不耐盐植物乙(2N=18),培育高产耐盐植物丙的过程。下列叙述正确的是( )
A. ①处理常用纤维素酶和胶原蛋白质酶
B. 经筛选获得的杂种细胞中含有41条染色体
C. 过程②和③的培养基中生长素与细胞分裂素的比例相同
D. 试管苗丙可在消过毒的珍珠岩中长壮后再移栽入土
6. 马世骏院士是蜚声中外的生态学家,他运用“改治结合”的战略,一方面通过化学和生物防治来降低蝗虫密度,另一方面改造飞蝗发生区,如修筑堤坝、控制水位等,使蝗害在中国大地上得以防治。多数蝗虫的成虫无法越冬,蝗虫一般在温暖干燥的秋季产卵于较坚硬的土壤中,以卵越冬。下列叙述错误的是( )
A. 调查蝗虫虫卵的密度可以用样方法
B. 利用性引诱剂诱杀蝗虫属于化学防治
C. 修筑堤坝可以降低蝗虫的迁入率和迁出率
D. 温度和水这两种非密度制约因素会影响蝗虫的出生率
7. 莠去津(一种含氮的有机化合物,在水中溶解度低,含过量莠去津的固体培养基不透明)是世界上使用广泛的除草剂之一,在土壤中残留期长,容易污染环境。选育降解莠去津的细菌的过程如下图。下列叙述错误的是( )
A. 可从pH值接近中性且长期使用莠去津的土壤中选育目的菌
B. 培养基A、B、C、D均是以莠去津为唯一氮源的选择培养基
C. 经过灼烧灭菌的接种环需冷却后才能接种菌种到培养基D上
D. 无透明带的菌落可能是固氮菌,有透明带的菌落可能是目的菌
8. 全年高温、湿润的热带雨林物种丰富、群落结构复杂,具有较强防风固沙和水土保持的作用。下列叙述错误的是( )
A. 热带雨林中多数树木在春季树叶没有展开前就开花且多数是风媒花
B. 热带雨林的水土保持等生物多样性的间接价值明显高于其直接价值
C. 热带雨林的植物垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件
D. 热带雨林中的每种生物占据相对稳定的生态位,有利于不同生物充分利用环境资源
9. 下图为某池塘生态系统的能量流动部分示意图,其中数字表示能量数值,单位是J/(cm2·a)。已知该生态系统中浮游植物固定的太阳能为6618J/(cm2·a)。下列叙述正确的是( )
A. 流入该池塘生态系统的总能量是6618J/(cm2·a)
B. ②代表的是三级消费者用于生长发育和繁殖的能量
C. 第二、三营养级间的能量传递效率为11.56%
D. 图中能量值34.27不包括该营养级的粪便量
10. 实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)和碳达峰(CO2排放量达到峰值)是我国应对全球气候变暖的国家战略。为响应国家战略,某地利用海洋资源发展的“藻—贝共生”养殖模式(如下图),并定期监测养殖区与非养殖区表层海水CO2相对含量,最终确定该养殖模式的成效显著。下列叙述错误的是( )
A. 该养殖模式可以通过降低碳足迹来降低生态足迹
B. 全球气候变暖导致南极冰盖融化使海平面上升
C. 减少煤、石油的燃烧和水泥的生产有利于实现碳达峰
D. 无机环境中的“无机碳”只能通过生产者进入生物群落
11. 为研究“火烧法”是否有利于牧草的更新,科研人员对坡鹿生活的某地进行相关火烧试验,并调查坡鹿在火烧地和非火烧地的采食与休息行为,结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 火烧地发生了群落的初生演替
B. 火烧可以改变坡鹿的生态位
C. 火烧加快了该生态系统的物质循环并提高能量利用率
D. 火烧有利于牧草的更新从而提高该生态系统的稳定性
12. 在解释不同营养阶层之间的相互作用时,生态学家们提出了上行控制效应和下行控制效应理论。上行控制效应理论是指较低营养阶层的密度、生物量等决定较高营养阶层的种群结构。下行控制效应理论是指较低营养阶层的群落结构(生物量、物种多样性)依赖于较高营养阶层的物种结构。下列叙述错误的是( )
A. 简单的或不成熟的生态系统,主要受下行效应所控制
B. 上述两种效应同时存在的生态系统,抵抗力稳定性较强
C. 据上行控制效应理论推测,增加生态系统中植物的密度可增加害虫的密度
D. 据下行控制效应理论推测,捕食者的存在可能增加被捕食者的生物多样性
13. 研究小组按以下主要流程制备抗病毒A的单克隆抗体:①细胞融合前一周开始培养小鼠骨髓瘤细胞;②细胞融合前3天对小鼠进行二次免疫;③细胞融合前1天将骨髓瘤细胞转移到新鲜的培养基中;④骨髓瘤细胞与B淋巴细胞1:1的比例混合后加入化学融合剂;⑤融合完成后,需要对细胞进行离心和洗涤;⑥将融合后的细胞接种到96孔板中培养和检测。下列叙述正确的是( )
A. ②的目的是为了获得大量能产生抗病毒A的抗体的B淋巴细胞
B. ③的目的是为骨髓瘤细胞的培养提供营养物质同时创造无菌环境
C. ⑤的目的是为了筛选获得杂交瘤细胞
D. ⑥的目的是为了大量生产单克隆抗体
14. 科学家利用诱导多能干细胞(iPS细胞)在缺少胰腺的大鼠早期胚胎内培育人类胰腺器官,流程图如下。下列叙述错误的是( )
A. ①中基因编辑的对象可能是胰腺形成有关的基因
B. 可以利用小分子化合物来诱导形成人体iPS细胞
C. 囊胚中的a为滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘
D. ③过程前需要对受体鼠进行注射促性腺激素处理
15. 司美格鲁肽有效成分为胰高血糖素样肽-1(GLP-1),作用机制如图所示,图中①为血糖调节中枢,③是支配胃腺或胃部平滑肌的迷走神经。下列叙述错误的是( )
A. ①还与生物节律的控制有关
B. ②出现损伤可能会影响躯体运动
C. ③属于自主神经系统中的副交感神经
D. 司美格鲁肽可能具有治疗糖尿病的作用
16. 下列有关动物激素、植物激素以及植物生长调节剂在生产或生活中应用的叙述,正确的是( )
A. 家蚕作茧前数日使用适量保幼激素类似物处理可提高蚕丝产量
B. 在养殖四大家鱼时,适量饲喂促性腺激素有利于人工育苗
C. 生产啤酒用赤霉素处理大麦,促进其种子发芽并产生α-淀粉酶
D. 用适量低浓度的2,4-D可去除稻田中双子叶杂草植物
17. 光敏色素有非活化(Pr)和活化(Pfr)两种存在形式。当植物处于荫蔽胁迫(主要表现为光合有效辐射以及红光与远红光比值降低)时,光信号的改变会影响植物激素的合成及信号转导,从而影响植物生长发育。荫蔽胁迫时,引起作物幼苗下胚轴过度伸长以适应荫蔽胁迫,从而导致作物减产,相关机制如图。下列叙述正确的是( )
注:下胚轴将发育为幼苗茎基部,即连接根和子叶的部分。
A. 光敏色素主要吸收红光和蓝紫光
B. 荫蔽胁迫下光敏色素主要以Pfr形式存在
C. 油菜素内酯还能促进花粉管生长和种子萌发
D. 赤霉素能促进生长素的合成说明两者表现出协同作用
18. 实验在生物学科的发展过程中扮演着至关重要的角色,实验是发现和验证生物学理论的重要途径。下列有关高中生物学实验的叙述正确的是( )
A. 验证植物根向地性感受部位在根冠时,实验组可以去除或破坏根冠
B. 手术摘除卵巢或睾丸,可研究性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用
C. 用血细胞计数板对酵母菌计数时,计数室中培养液装满后才能盖盖玻片
D. 探究土壤微生物的分解作用时,实验组落叶需灭菌而对照组落叶不需要
二、非选择题:本题共4小题,共64分。
19. 长期过度紧张焦虑等刺激会导致黑色素细胞和毛囊细胞数量减少从而引起白发、脱发,也会影响免疫功能,其部分调节机制如图所示。
回答下列问题:
(1)与途径②相比,途径①中去甲肾上腺素对黑色素干细胞的作用具有________特点。途径③中下丘脑分泌的CRH是________激素,其参与糖皮质激素分泌的________调节,有利于放大激素的调节效应和精细调控。
(2)糖皮质激素是常用免疫抑制剂,在治疗过敏反应和器官移植中得到了广泛应用。据此可推知,长期过度紧张焦虑等刺激会导致人体糖皮质激素增加,从而抑制________细胞的增殖和分化,使人体免疫系统的________功能下降。
(3)合理使用药物可以治疗上述脱发症状,据图分析,可以选择具有________等作用的药物(答1点即可)。除此以外,减轻紧张焦虑情绪,可以从根源上减少对神经调节和体液调节系统的不良刺激,从而缓解上述脱发症状。为验证口服药物A具有缓解紧张焦虑情绪的作用,请以正常小鼠和紧张焦虑模型小鼠为实验材料进行实验,实验思路:__________。
20. 植物体叶片内叶绿素、RNA、脂肪和蛋白质的逐渐降解,会导致叶片衰老。为研究细胞分裂素与植物叶片衰老间的关系,研究人员进行了下列实验。
实验一:用细胞分裂素处理某黄瓜植株离体的绿色叶片A上的一个小点,一段时间后,叶片A周围其它组织开始衰老变黄,而该点仍然会维持绿色。
实验二:用细胞分裂素处理该黄瓜植株上的绿色叶片B(与绿色叶片A生理状态相同)上的一个小点(与实验一中小点的大小和在叶片上的相对位置均相同),一段时间后,叶片B周围其它组织开始衰老变黄,而该点仍然会维持绿色且时间比实验一更长。
回答下列问题:
(1)除细胞分裂素外,与植物叶片衰老密切相关的植物激素主要是________。
(2)分析实验一可知,细胞分裂素可以通过________来延缓叶片衰老。综合分析实验一和实验二,研究人员认为细胞分裂素延缓衰老的作用对植株上未脱落的叶片比已脱落叶片具有更显著的效果,判断依据是________。为进一步探究上述现象的原因,研究人员利用黄瓜幼苗A、幼苗B的两个子叶进行实验,并观察放射性物质的分布情况,实验操作和结果如下图所示(图中叶片上黑点的多少与放射性强度呈正相关)。
实验结果表明细胞分裂素________。
(3)研究人员发现黑暗条件下叶片衰老进行得更为迅速,结合上述实验分析其原因可能有________(至少答两点)。
(4)综上所述,植物叶片的衰老是由________共同调节完成的。
21. 注射胰岛素是目前治疗Ⅰ型糖尿病(胰岛素依赖型糖尿病)最有效的手段,而利用基因工程技术获得人胰岛素是常用胰岛素最主要的来源。科研人员利用大肠杆菌生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构如下图所示。已知β-半乳糖苷酶能分解β-半乳糖苷(无色)产生蓝色物质。
回答下列问题:
(1)研究人员提取人________细胞中的总RNA,逆转录形成cDNA,再设计引物PCR扩增人胰岛素基因。在设计引物时,引物1需能与胰岛素基因________(填“A”或“B”)链的左侧序列互补配对,且需在引物1的端________(填“5'”或“3'”)添加脱氧核苷酸序列5'-________-3',使PCR扩增的人胰岛素基因能与上图中质粒正确连接。
(2)启动子包括组成型启动子(不需要诱导物,目的基因即可持续表达)、组织特异性启动子(使目的基因只在特定的器官或组织中表达)、诱导型启动子(当诱导物存在时,目的基因才能表达)等,为优化人胰岛素基因在大肠杆菌中的表达效果,持续高效生产人胰岛素,研究人员应选择________型启动子。
(3)研究人员将基因表达载体导入用________处理大肠杆菌细胞,并将上述大肠杆菌转入含有________的培养基中,从培养基上挑选呈________色的菌落,进行工业发酵培养,从而生产人胰岛素。
22. 正常的生态系统是生物群落与自然环境取得平衡的自我维持系统。在自然干扰或人为干扰或二者共同作用下,生态系统可能会从一个稳定状态演替到脆弱的不稳定的退化状态即发生生态系统的退化。某浅水、小型湖泊生态系统从稳定到退化过程中,水质检测结果如下表。
主要水质指标(各项指标均为该阶段的平均含量)
水质类别
时期
COD(mg/L)
总氮(mg/L)
总磷(mg/L)
叶绿素a(mg/m3)
稳定期
1618
0.89
0.050
0.02
Ⅲ类
退化早期
22.87
1.58
0.059
3.45
Ⅳ类
退化中期
33.58
2.54
0.062
5.61
V类
退化后期
35.48
3.57
0.068
12.57
V类
注:表中COD是指化学需氧量,它是衡量水样中需要被氧化的还原性物质(主要是有机物)的量的化学量度。叶绿素a作为水体中浮游植物的重要成分,其含量变化能够直接反映水体的营养状态。我国湖泊水质最低标准为国家Ⅲ类要求,超过Ⅲ类如Ⅳ类、V类等均为被污染水质。
回答下列问题:
(1)稳定期的该湖泊处于生态平衡,主要包括结构平衡、功能平衡和________平衡。退化过程中的该湖泊,其群落向________等方向发生演替。据水质检测结果可知,该湖泊生态系统在退化过程中可能会出现________等污染现象(答1点即可)。
(2)为阻止该湖泊进一步退化,当地政府及时采取系列修复措施:①重建生物群落,主要是引入一些吸收N、P能力强的水草等植物和具有________等习性的动物。②工程性措施,主要包括引水稀释、底泥清淤和底泥覆盖(通常在底泥表面敷设卵石),结合该湖泊特征和污染情况分析,底泥覆盖能帮助该湖泊实现生态修复的原因有________(至少答2点)。上述修复措施主要遵循生态工程的________原理。
(3)经过努力,该湖泊污染问题得到了解决。为能持续维持该湖泊生态平衡,提高其稳定性,当地政府一方面需要控制对生态系统的干扰程度,另一方面还需要加大相应的________投入。
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襄阳市2025年7月高二期末统一调研测试生物学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
☆祝考试顺利☆
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将答题卡上交。
一、选择题:本题共18小题,每小题2分,共36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. 给一只健康小狗饲喂适量激素X后,检测发现其血糖明显升高。则激素X可能是( )
A. 胰高血糖素 B. 胰岛素 C. 甲状腺激素 D. 生长激素
【答案】C
【解析】
【分析】甲状腺激素能促进物质氧化分解,使产热量增加,胰岛素能降低血糖,胰高血糖素能升高血糖。
【详解】A、胰高血糖素属于多肽类激素,口服会被消化酶分解而失效,无法发挥升血糖作用,A错误;
B、胰岛素为蛋白质类激素,口服后会被分解,无法起降血糖作用,且其功能与题干结果相反,B错误;
C、甲状腺激素是胺类激素,可口服吸收。其通过促进细胞代谢,加速糖原分解等间接升高血糖,C正确;
D、生长激素为蛋白质类激素,口服会失活,无法通过饲喂发挥作用,D错误。
故选C。
2. 动物的唾液中含有溶菌酶、唾液淀粉酶和多种免疫球蛋白。动物受伤后会通过舔舐伤口来预防感染并加快伤口愈合。下列叙述正确的是( )
A. 溶菌酶和唾液淀粉酶属于内环境组成成分
B. 溶菌酶和免疫球蛋白均属于免疫活性物质
C. 唾液中溶菌酶杀菌属于免疫系统的第二道防线
D. 免疫球蛋白可能是来自脊髓中免疫细胞产生的
【答案】B
【解析】
【详解】A、溶菌酶和唾液淀粉酶存在于唾液中,唾液属于外分泌液,不属于内环境(细胞外液),因此不属于内环境组成成分,A错误;
B、溶菌酶是体液中的杀菌物质,属于免疫活性物质,免疫球蛋白即抗体,由浆细胞分泌,也属于免疫活性物质,B正确;
C、唾液中的溶菌酶属于免疫系统的第一道防线(非特异性免疫),而非第二道防线,C错误;
D、免疫球蛋白(抗体)由浆细胞产生,而浆细胞来源于B细胞,B细胞在骨髓中成熟,D错误。
故选B。
3. 制醋、制酒、制作泡菜和腐乳都是我国传统发酵技术。下列叙述正确的是( )
A. 家庭制果酒时,发酵前需对原料和发酵用具等进行消毒或灭菌
B. 当缺少O2和糖源时,醋酸菌能将乙醇转化为乙醛进而转化为醋酸
C. 制作腐乳时,主要是利用毛霉将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸
D. 制作泡菜时,向坛盖边沿的水槽中注满水主要目的是创造无菌环境
【答案】C
【解析】
【详解】A、家庭制果酒时,不需要对原料进行消毒或灭菌,A错误;
B、醋酸菌为需氧型细菌,当氧气充足但缺乏糖源时,才能将乙醇转化为乙醛再转化为醋酸,B错误;
C、毛霉分泌的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,这是腐乳风味形成的关键,C正确;
D、泡菜坛边沿注水的目的是隔绝空气,维持坛内无氧环境以利于乳酸菌发酵,并非创造完全无菌环境,D错误。
故选C。
4. 利用药物甲影响神经细胞细胞膜上某种离子通道后,神经细胞膜电位出现的变化如下图所示。下列有关药物甲的叙述正确的是( )
A. 阻断了Na+通道 B. 阻断了K+通道 C. 打开了Na+通道 D. 打开了K+通道
【答案】B
【解析】
【详解】A、若阻断了Na+通道,Na+无法内流,不能形成动作电位,与图中膜电位变化不符,A 错误;
B、阻断K+通道,K+不能外流,形成动作电位后,膜电位不能恢复到静息电位,与图中膜电位一直维持在动作电位状态相符,B正确;
C、打开Na+通道会使Na+内流,形成动作电位,与图中膜电位变化不符,C 错误;
D、打开K+通道会使K+外流,能恢复静息电位,与图中膜电位一直维持在动作电位状态不符,D 错误。
故选B。
5. 下图为利用某种低产耐盐植物甲(4N=64)和高产不耐盐植物乙(2N=18),培育高产耐盐植物丙的过程。下列叙述正确的是( )
A. ①处理常用纤维素酶和胶原蛋白质酶
B. 经筛选获得的杂种细胞中含有41条染色体
C. 过程②和③的培养基中生长素与细胞分裂素的比例相同
D. 试管苗丙可在消过毒的珍珠岩中长壮后再移栽入土
【答案】D
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。诱导原生质体融合的方法:物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇等)。植物体细胞杂交的意义:克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大亲本范围,培育作物新品种。
【详解】A、①处理常用纤维素酶和果胶酶,A错误;
B、经筛选获得的杂种细胞中含有82条染色体,B错误;
C、过程②是脱分化培养基,与过程③的再分化培养基中,细胞分裂素和生长素比例不相同,C错误;
D、试管苗丙可在消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,长壮后再移栽入土,避免土壤中过多微生物不利于早期试管苗的生存,D正确。
故选D。
6. 马世骏院士是蜚声中外的生态学家,他运用“改治结合”的战略,一方面通过化学和生物防治来降低蝗虫密度,另一方面改造飞蝗发生区,如修筑堤坝、控制水位等,使蝗害在中国大地上得以防治。多数蝗虫的成虫无法越冬,蝗虫一般在温暖干燥的秋季产卵于较坚硬的土壤中,以卵越冬。下列叙述错误的是( )
A. 调查蝗虫虫卵的密度可以用样方法
B. 利用性引诱剂诱杀蝗虫属于化学防治
C. 修筑堤坝可以降低蝗虫的迁入率和迁出率
D. 温度和水这两种非密度制约因素会影响蝗虫的出生率
【答案】B
【解析】
【详解】A、蝗虫虫卵活动能力弱,分布相对固定,适用样方法调查密度,A正确;
B、性引诱剂通过干扰交配降低种群密度,属于生物防治而非化学防治,B错误;
C、修筑堤坝可以控制水位,改变蝗虫发生区的环境条件,使该区域不再适合蝗虫生存和繁殖,从而降低蝗虫向其他地区的迁入率,同时也阻止了其他地区的蝗虫迁入该区域,即降低了蝗虫的迁出率,C正确;
D、温度和水属于非密度制约因素,直接影响蝗虫产卵环境,从而影响出生率,D正确。
故选B。
7. 莠去津(一种含氮有机化合物,在水中溶解度低,含过量莠去津的固体培养基不透明)是世界上使用广泛的除草剂之一,在土壤中残留期长,容易污染环境。选育降解莠去津的细菌的过程如下图。下列叙述错误的是( )
A. 可从pH值接近中性且长期使用莠去津土壤中选育目的菌
B. 培养基A、B、C、D均是以莠去津为唯一氮源的选择培养基
C. 经过灼烧灭菌的接种环需冷却后才能接种菌种到培养基D上
D. 无透明带的菌落可能是固氮菌,有透明带的菌落可能是目的菌
【答案】C
【解析】
【分析】从土壤中分离微生物的一般步骤是:土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株,其中选择培养的目的是初步选择能目的菌,并提高其密度,在利用平板计数法统计之前需要进行梯度稀释。
【详解】A、细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长,可从pH值接近中性且长期使用莠去津的土壤中选育目的菌,A正确;
B、培养基A、B、C是通过选择培养增加降解莠去津的细菌数量,D是筛选并分离目的菌,它们均是以莠去津为唯一氮源的选择培养基,B正确;
C、根据培养基中菌落的分布特征可知,采用的是稀释涂布平板法接种菌种,使用的接种工具是涂布器,不是接种环,C错误;
D、含过量莠去津的固体培养基不透明,被目的菌分解后形成透明带,故有透明带的菌落可能是目的菌。无透明带的菌落能在以莠去津为唯一氮源的选择培养基上生长,但不能分解莠去津,其可能是固氮菌,D正确。
故选C。
8. 全年高温、湿润的热带雨林物种丰富、群落结构复杂,具有较强防风固沙和水土保持的作用。下列叙述错误的是( )
A. 热带雨林中多数树木在春季树叶没有展开前就开花且多数是风媒花
B. 热带雨林的水土保持等生物多样性的间接价值明显高于其直接价值
C. 热带雨林的植物垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件
D. 热带雨林中的每种生物占据相对稳定的生态位,有利于不同生物充分利用环境资源
【答案】A
【解析】
【详解】A、热带雨林全年高温,无显著季节变化,不存在“春季树叶未展开”的现象。温带地区树木可能春季先开花后长叶以适应风媒传粉,但热带雨林植物传粉方式多样(如虫媒),A错误;
B、生物多样性的间接价值(如水土保持、调节气候)通常高于直接价值(如药用、观赏),B正确;
C、植物垂直分层导致光照、湿度等差异,为动物提供多样的栖息空间和食物资源,C正确;
D、生态位分化减少种间竞争,使不同生物充分利用资源,维持群落稳定性,D正确。
故选A。
9. 下图为某池塘生态系统的能量流动部分示意图,其中数字表示能量数值,单位是J/(cm2·a)。已知该生态系统中浮游植物固定的太阳能为6618J/(cm2·a)。下列叙述正确的是( )
A. 流入该池塘生态系统的总能量是6618J/(cm2·a)
B. ②代表的是三级消费者用于生长发育和繁殖的能量
C. 第二、三营养级间的能量传递效率为11.56%
D. 图中能量值34.27不包括该营养级的粪便量
【答案】D
【解析】
【详解】A、流入该池塘生态系统的总能量除浮游植物固定的太阳能外,还应包括饲料中的能量,A错误;
B、①为流向下一营养级的能量,②为次级消费者即第三营养级未利用的能量,B错误;
C、第二营养级的同化量为514+1156=1670,第三营养级的同化量为①=1670-344-640-564=122,因此第二、三营养级间的能量传递效率为122/1670×100%≈7.3%,C错误;
D、图中能量值34.27是该营养级以遗体残骸等形式流向分解者的能量,不包括该营养级的粪便量,D正确。
故选D。
10. 实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)和碳达峰(CO2排放量达到峰值)是我国应对全球气候变暖的国家战略。为响应国家战略,某地利用海洋资源发展的“藻—贝共生”养殖模式(如下图),并定期监测养殖区与非养殖区表层海水CO2相对含量,最终确定该养殖模式的成效显著。下列叙述错误的是( )
A. 该养殖模式可以通过降低碳足迹来降低生态足迹
B. 全球气候变暖导致南极冰盖融化使海平面上升
C. 减少煤、石油的燃烧和水泥的生产有利于实现碳达峰
D. 无机环境中的“无机碳”只能通过生产者进入生物群落
【答案】D
【解析】
【分析】全球环境问题,也称国际环境问题或者地球环境问题,指超越主权国国界和管辖范围的全球性的环境污染和生态平衡破坏问题。主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减等。
【详解】A、该养殖模式可以增加海洋对碳的吸收量,使碳足迹降低,从而导致生态足迹降低,A正确;
B、全球气候变暖会导致南极冰盖融化,从而使地球海平面上升,B正确;
C、煤、天然气的燃烧和水泥的生产都会使大气中CO2增加,不有利于实现碳达峰,C正确;
D、该养殖模式中无机环境中的“碳”除通过生产者进入生物群落,还可以通过贝壳直接进入生物群落,D错误。
故选D。
11. 为研究“火烧法”是否有利于牧草的更新,科研人员对坡鹿生活的某地进行相关火烧试验,并调查坡鹿在火烧地和非火烧地的采食与休息行为,结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 火烧地发生了群落的初生演替
B. 火烧可以改变坡鹿的生态位
C. 火烧加快了该生态系统的物质循环并提高能量利用率
D. 火烧有利于牧草的更新从而提高该生态系统的稳定性
【答案】B
【解析】
【分析】1、初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替;次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替。
2、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。
【详解】A、火烧后的火烧地保留了原有土壤条件、植物繁殖体等,属于发生了群落的次生演替,A错误;
B、从图中可知,坡鹿在火烧地和非火烧地的采食、休息行为数量有差异,说明火烧改变了坡鹿获取资源(食物等 )和活动空间的情况,进而可以改变坡鹿的生态位,B正确;
C、火烧加快了该生态系统的物质循环,但并未提高能量利用率,C错误;
D、据调查结果可知,火烧有利于牧草的更新,但火烧会破坏植被同时破坏部分动物的栖息地,不利于生物多样性的形成,不利于提高生态系统稳定性,D错误。
故选B。
12. 在解释不同营养阶层之间的相互作用时,生态学家们提出了上行控制效应和下行控制效应理论。上行控制效应理论是指较低营养阶层的密度、生物量等决定较高营养阶层的种群结构。下行控制效应理论是指较低营养阶层的群落结构(生物量、物种多样性)依赖于较高营养阶层的物种结构。下列叙述错误的是( )
A. 简单的或不成熟的生态系统,主要受下行效应所控制
B. 上述两种效应同时存在的生态系统,抵抗力稳定性较强
C. 据上行控制效应理论推测,增加生态系统中植物的密度可增加害虫的密度
D. 据下行控制效应理论推测,捕食者的存在可能增加被捕食者的生物多样性
【答案】A
【解析】
【详解】A、简单的或不成熟的生态系统通常营养结构简单,顶级捕食者较少,下行控制(由高营养级向低营养级的作用)较弱,此时主要受上行控制影响,A错误;
B、上述两种效应同时存在的生态系统的营养级间形成双向调节,生态系统的自我调节能力增强,抵抗力稳定性更高,B正确;
C、据上行控制效应理论推测,增加生态系统中植物的密度能为害虫提供更多资源,导致其种群密度上升,C正确;
D、据下行控制效应理论推测,捕食者的存在能抑制优势种,减少竞争,促进被捕食者群落的物种多样性,D正确。
故选A。
13. 研究小组按以下主要流程制备抗病毒A的单克隆抗体:①细胞融合前一周开始培养小鼠骨髓瘤细胞;②细胞融合前3天对小鼠进行二次免疫;③细胞融合前1天将骨髓瘤细胞转移到新鲜的培养基中;④骨髓瘤细胞与B淋巴细胞1:1的比例混合后加入化学融合剂;⑤融合完成后,需要对细胞进行离心和洗涤;⑥将融合后的细胞接种到96孔板中培养和检测。下列叙述正确的是( )
A. ②的目的是为了获得大量能产生抗病毒A的抗体的B淋巴细胞
B. ③的目的是为骨髓瘤细胞的培养提供营养物质同时创造无菌环境
C. ⑤的目的是为了筛选获得杂交瘤细胞
D. ⑥的目的是为了大量生产单克隆抗体
【答案】A
【解析】
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】A、步骤②是对小鼠进行二次免疫,其目的是通过再次暴露抗原刺激记忆细胞增殖分化为浆细胞,从而获得更多能分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞,A正确;
B、步骤③将骨髓瘤细胞转移至新鲜培养基,主要目的是使细胞处于对数生长期以提高融合率,而非单纯提供营养或创造无菌环境(无菌环境由灭菌措施保障),B错误;
C、步骤⑤的离心和洗涤是为了去除未融合的细胞及多余化学融合剂,筛选杂交瘤细胞需通过特定培养基(如HAT培养基),C错误;
D、步骤⑥接种到96孔板的目的是通过克隆化培养和抗体检测筛选出所需杂交瘤细胞,大量生产抗体需后续扩大培养或动物体内培养,D错误。
故选A。
14. 科学家利用诱导多能干细胞(iPS细胞)在缺少胰腺的大鼠早期胚胎内培育人类胰腺器官,流程图如下。下列叙述错误的是( )
A. ①中基因编辑的对象可能是胰腺形成有关的基因
B. 可以利用小分子化合物来诱导形成人体iPS细胞
C. 囊胚中的a为滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘
D. ③过程前需要对受体鼠进行注射促性腺激素处理
【答案】D
【解析】
【分析】胚胎移植:是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。一般选择桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行移植,就像题目中嵌合胚胎培养至桑椹胚或囊胚阶段后向代孕母体移植 ,而不是原肠胚阶段,原肠胚细胞分化明显,不利于胚胎移植。
【详解】A、该实验目的是获得具有人类胰腺的幼鼠,所以步骤①基因编辑的目的可能是破坏受精卵中与胰腺形成有关的基因,A正确;
B、科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞,包括借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞,B正确;
C、a为滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,C正确;
D、③过程前需对受体大鼠用孕激素处理,使其同期发情,而促性腺激素可用于超数排卵处理,D错误。
故选D。
15. 司美格鲁肽有效成分为胰高血糖素样肽-1(GLP-1),作用机制如图所示,图中①为血糖调节中枢,③是支配胃腺或胃部平滑肌的迷走神经。下列叙述错误的是( )
A. ①还与生物节律的控制有关
B. ②出现损伤可能会影响躯体运动
C. ③属于自主神经系统中的副交感神经
D. 司美格鲁肽可能具有治疗糖尿病的作用
【答案】C
【解析】
【分析】血糖平衡的调节,也就是调节血糖的来源和去向,使其处于平衡状态。研究发现,机体是通过一些特定的激素来调节血糖的代谢速率的,其中最主要的是胰岛分泌的胰高血糖素和胰岛素。血糖调节中枢在下丘脑。
【详解】A、①为血糖调节中枢即下丘脑,其与生物的节律的控制有关,A正确;
B、②能产生饱腹感是大脑皮层,其中有控制躯体运动第一运动区,故②出现损伤可能会影响躯体运动,B正确;
C、③兴奋能使胃蠕动减弱,属于自主神经系统中的交感神经,C错误;
D、司美格鲁肽能减少进食,从而减少糖类的摄入,可能具有治疗糖尿病的作用,D正确。
故选C。
16. 下列有关动物激素、植物激素以及植物生长调节剂在生产或生活中应用叙述,正确的是( )
A. 家蚕作茧前数日使用适量保幼激素类似物处理可提高蚕丝产量
B. 在养殖四大家鱼时,适量饲喂促性腺激素有利于人工育苗
C. 生产啤酒用赤霉素处理大麦,促进其种子发芽并产生α-淀粉酶
D. 用适量低浓度的2,4-D可去除稻田中双子叶杂草植物
【答案】A
【解析】
【详解】A、保幼激素类似物能延长家蚕的幼虫期,使其进食更多,增加蚕丝产量。作茧前数日处理可延迟蛹化,A正确;
B、促性腺激素为蛋白质类激素,饲喂会被消化酶分解而失效,需注射才有效,B错误;
C、赤霉素可诱导大麦种子无需发芽即产生α-淀粉酶,但不能促进发芽,C错误;
D、2,4-D作为生长素类似物,高浓度抑制双子叶杂草生长,而低浓度可能促进。选项描述“低浓度”错误,D错误。
故选A。
17. 光敏色素有非活化(Pr)和活化(Pfr)两种存在形式。当植物处于荫蔽胁迫(主要表现为光合有效辐射以及红光与远红光比值降低)时,光信号的改变会影响植物激素的合成及信号转导,从而影响植物生长发育。荫蔽胁迫时,引起作物幼苗下胚轴过度伸长以适应荫蔽胁迫,从而导致作物减产,相关机制如图。下列叙述正确的是( )
注:下胚轴将发育为幼苗的茎基部,即连接根和子叶的部分。
A. 光敏色素主要吸收红光和蓝紫光
B. 荫蔽胁迫下光敏色素主要以Pfr形式存在
C. 油菜素内酯还能促进花粉管生长和种子萌发
D. 赤霉素能促进生长素的合成说明两者表现出协同作用
【答案】C
【解析】
【详解】A、光敏色素主要吸收红光和远红光,A错误;
B、据图可知,活化(Pfr)可抑制PIFs、ROT3、赤霉素和乙烯的作用,从而抑制下胚轴伸长,由于荫蔽胁迫时,会引起作物幼苗下胚轴过度伸长,故此时光敏色素主要以Pr形式存在,B错误;
C、油菜素内酯能促进茎叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发,C正确;
D、赤霉素能促进生长素的合成,没有表现出协同作用,D错误。
故选C。
18. 实验在生物学科的发展过程中扮演着至关重要的角色,实验是发现和验证生物学理论的重要途径。下列有关高中生物学实验的叙述正确的是( )
A. 验证植物根向地性的感受部位在根冠时,实验组可以去除或破坏根冠
B. 手术摘除卵巢或睾丸,可研究性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用
C. 用血细胞计数板对酵母菌计数时,计数室中培养液装满后才能盖盖玻片
D. 探究土壤微生物的分解作用时,实验组落叶需灭菌而对照组落叶不需要
【答案】A
【解析】
【详解】A、验证植物根向地性感受部位在根冠,实验组去除或破坏根冠,对照组保留根冠,观察根的生长情况,A 正确;
B、研究性激素在胚胎生殖系统发育中的作用,应在胚胎时期处理(如注射激素 ),手术摘除成体卵巢或睾丸无法研究胚胎期作用,B 错误;
C、血细胞计数板计数时,应先盖盖玻片,再滴加培养液让其自行渗入,不是装满计数室后盖盖玻片,C 错误;
D、探究土壤微生物分解作用,实验组和对照组落叶都需灭菌(排除落叶自身微生物影响 ),对照组接种土壤微生物,实验组不接种,D 错误。
故选A。
二、非选择题:本题共4小题,共64分。
19. 长期过度紧张焦虑等刺激会导致黑色素细胞和毛囊细胞数量减少从而引起白发、脱发,也会影响免疫功能,其部分调节机制如图所示。
回答下列问题:
(1)与途径②相比,途径①中去甲肾上腺素对黑色素干细胞的作用具有________特点。途径③中下丘脑分泌的CRH是________激素,其参与糖皮质激素分泌的________调节,有利于放大激素的调节效应和精细调控。
(2)糖皮质激素是常用免疫抑制剂,在治疗过敏反应和器官移植中得到了广泛的应用。据此可推知,长期过度紧张焦虑等刺激会导致人体糖皮质激素增加,从而抑制________细胞的增殖和分化,使人体免疫系统的________功能下降。
(3)合理使用药物可以治疗上述脱发症状,据图分析,可以选择具有________等作用的药物(答1点即可)。除此以外,减轻紧张焦虑情绪,可以从根源上减少对神经调节和体液调节系统的不良刺激,从而缓解上述脱发症状。为验证口服药物A具有缓解紧张焦虑情绪的作用,请以正常小鼠和紧张焦虑模型小鼠为实验材料进行实验,实验思路:__________。
【答案】(1) ①. 起效应速度更快 ②. 促肾上腺皮质激素释放 ③. 分级
(2) ①. B淋巴细胞、细胞毒性T 细胞 ②. 免疫防御
(3) ①. 抑制去甲肾上腺素的过度分泌;减少糖皮质激素的分泌;阻断糖皮质激素与毛乳头细胞的结合;促进毛乳头细胞产生Gas6蛋白 ②. 将等量的正常鼠、紧张焦虑模型鼠和口服适量药物A的紧张焦虑模型鼠置于相同且适宜的环境中,一段时间后,评估、记录并比较各组小鼠的紧张焦虑情绪
【解析】
【分析】题图分析,过度紧张焦虑刺激下丘脑分泌相应激素作用于垂体,垂体分泌相应激素作用于肾上腺皮质,使其分泌糖皮质激素抑制毛乳头细胞中Gas6表达,进而引起毛囊细胞减少。与此同时,过度紧张焦虑会刺激脑和脊髓通过传出神经作用于肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素或传出神经分泌去甲肾上腺素作用于黑色素细胞干细胞,使其异常增殖分化,最终黑色素细胞减少。
【小问1详解】
途径②是肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素直接作用,途径①是神经调节中去甲肾上腺素作为神经递质作用。神经递质作用具有作用速度快、作用时间短、作用范围局限等特点。下丘脑分泌的CRH是促肾上腺皮质激素释放激素,作用于垂体。CRH促进垂体分泌ACTH,ACTH促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素,属于分级调节,通过分级放大激素调节效应,实现精细调控。
【小问2详解】
过敏反应、器官移植排斥与B淋巴细胞、细胞毒性T 细胞的增殖分化相关。糖皮质激素抑制这些细胞增殖分化,降低免疫反应。淋巴细胞参与防卫(抵御病原体)、监控和清除(清除异常细胞) 功能,其增殖分化受抑制后,免疫系统的免疫防御功能下降。
【小问3详解】
脱发因黑色素细胞、毛囊干细胞减少,紧张焦虑通过神经 - 体液调节(如去甲肾上腺素、糖皮质激素等途径 )导致。因此,可选择抑制去甲肾上腺素的过度分泌;减少糖皮质激素的分泌;阻断糖皮质激素与毛乳头细胞的结合;促进毛乳头细胞产生Gas6蛋白的药物,阻断脱发的调节路径。验证药物 A 缓解紧张焦虑的作用,实验思路为将等量的正常鼠、紧张焦虑模型鼠和口服适量药物A的紧张焦虑模型鼠置于相同且适宜的环境中,一段时间后,评估、记录并比较各组小鼠的紧张焦虑情绪。
20. 植物体叶片内的叶绿素、RNA、脂肪和蛋白质的逐渐降解,会导致叶片衰老。为研究细胞分裂素与植物叶片衰老间的关系,研究人员进行了下列实验。
实验一:用细胞分裂素处理某黄瓜植株离体的绿色叶片A上的一个小点,一段时间后,叶片A周围其它组织开始衰老变黄,而该点仍然会维持绿色。
实验二:用细胞分裂素处理该黄瓜植株上的绿色叶片B(与绿色叶片A生理状态相同)上的一个小点(与实验一中小点的大小和在叶片上的相对位置均相同),一段时间后,叶片B周围其它组织开始衰老变黄,而该点仍然会维持绿色且时间比实验一更长。
回答下列问题:
(1)除细胞分裂素外,与植物叶片衰老密切相关的植物激素主要是________。
(2)分析实验一可知,细胞分裂素可以通过________来延缓叶片衰老。综合分析实验一和实验二,研究人员认为细胞分裂素延缓衰老的作用对植株上未脱落的叶片比已脱落叶片具有更显著的效果,判断依据是________。为进一步探究上述现象的原因,研究人员利用黄瓜幼苗A、幼苗B的两个子叶进行实验,并观察放射性物质的分布情况,实验操作和结果如下图所示(图中叶片上黑点的多少与放射性强度呈正相关)。
实验结果表明细胞分裂素________。
(3)研究人员发现黑暗条件下叶片衰老进行得更为迅速,结合上述实验分析其原因可能有________(至少答两点)。
(4)综上所述,植物叶片的衰老是由________共同调节完成的。
【答案】(1)脱落酸 (2) ①. 促进叶绿素的合成 ②. 实验二中细胞分裂素处理的小点维持绿色时间比实验一更长 ③. 可以诱导营养物质向细胞分裂素处理部位转移
(3)缺乏光照,植物不能进行光合作用,营养物质供应会减少;缺乏光信号的刺激导致植物体内细胞分裂素含量降低; 缺乏光照,植物不能合成叶绿素
(4)激素调节和环境因素调节
【解析】
【分析】植物激素共有五大类,分别是生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。生长素和赤霉素在促进植物生长方面具有协同作用,其促进生长的机理是促进细胞纵向伸长;细胞分裂素的生理作用是促进细胞分裂,使细胞数目增加;脱落酸的作用是促进叶片和果实脱落;乙烯的作用是促进果实的成熟。
【小问1详解】
除细胞分裂素外,与植物叶片衰老密切相关植物激素主要是脱落酸。
【小问2详解】
植物体叶片内的叶绿素、RNA、脂肪和蛋白质的逐渐降解,会导致叶片衰老,分析实验一可知,细胞分裂素可以通过促进叶绿素的合成来延缓叶片衰老。综合分析实验一和实验二,由于实验二中细胞分裂素处理的小点维持绿色时间比实验一更长,推测细胞分裂素延缓衰老的作用对植株上未脱落的叶片比已脱落叶片具有更显著的效果。由图中黑点分布可知,可以诱导营养物质向细胞分裂素处理部位转移。
【小问3详解】
研究人员发现黑暗条件下叶片衰老进行得更为迅速,结合上述实验分析其原因可能有缺乏光照,植物不能进行光合作用,营养物质供应会减少;缺乏光信号的刺激导致植物体内细胞分裂素含量降低; 缺乏光照,植物不能合成叶绿素,黑暗条件下叶片衰老进行得更为迅速。
【小问4详解】
综上所述,植物叶片的衰老是由激素调节和环境因素调节共同调节完成的。
21. 注射胰岛素是目前治疗Ⅰ型糖尿病(胰岛素依赖型糖尿病)最有效的手段,而利用基因工程技术获得人胰岛素是常用胰岛素最主要的来源。科研人员利用大肠杆菌生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构如下图所示。已知β-半乳糖苷酶能分解β-半乳糖苷(无色)产生蓝色物质。
回答下列问题:
(1)研究人员提取人________细胞中的总RNA,逆转录形成cDNA,再设计引物PCR扩增人胰岛素基因。在设计引物时,引物1需能与胰岛素基因________(填“A”或“B”)链的左侧序列互补配对,且需在引物1的端________(填“5'”或“3'”)添加脱氧核苷酸序列5'-________-3',使PCR扩增的人胰岛素基因能与上图中质粒正确连接。
(2)启动子包括组成型启动子(不需要诱导物,目的基因即可持续表达)、组织特异性启动子(使目的基因只在特定的器官或组织中表达)、诱导型启动子(当诱导物存在时,目的基因才能表达)等,为优化人胰岛素基因在大肠杆菌中的表达效果,持续高效生产人胰岛素,研究人员应选择________型启动子。
(3)研究人员将基因表达载体导入用________处理大肠杆菌细胞,并将上述大肠杆菌转入含有________的培养基中,从培养基上挑选呈________色的菌落,进行工业发酵培养,从而生产人胰岛素。
【答案】(1) ①. 胰岛B ②. B ③. 5′ ④. GAATTC
(2)组成 (3) ①. Ca2+ ②. β-半乳糖苷和氨苄青霉素 ③. 无
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。
(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
胰岛素由胰岛B细胞合成、分泌,所以提取人胰岛B细胞的总RNA ,经逆转录得到cDNA。引物需要与模板链的3端结合,DNA分子中磷酸端为5'端,羟基(-OH)端为3'端,因此引物1与B链左侧序列互补配对。要使扩增的胰岛素基因与质粒正确连接需在引物1的5'端添加限制酶识别序列。在构建基因表达载体时,不能选择Mun Ⅰ,会破坏质粒的标记基因,由于Sal I和Nhe I会破坏目的基因(胰岛素基因),因此不能选择Sal Ⅰ和Nhe Ⅰ。综上所述,需选择EcoR I和Xho I限制酶切割质粒,且根据启动子的位置和转录方向,需在引物1添加限制酶EcoR Ⅰ识别序列,引物2添加xho Ⅰ限制酶识别序列,即引物1的5“端添加核苷序列为5'-GAATTC-3'。
【小问2详解】
为持续高效生产人胰岛素,需要目的基因在大肠杆菌中持续表达,组成型启动子(不需要诱导物,目的基因可持续表达)符合需求,所以选组成型启动子。
【小问3详解】
将基因表达载体导入大肠杆菌,常用Ca2+(或CaCl2)处理细胞,使其处于感受态,便于吸收外源 DNA 。质粒上有lacZ基因(β-半乳糖苷酶基因),用限制酶切割质粒和目的基因构建载体时,若目的基因插入会破坏lacZ基因。培养基中加入β - 半乳糖苷 ,含重组质粒的大肠杆菌因lacZ基因被破坏,不能分解β-半乳糖苷产生蓝色物质,而含空质粒的会产生蓝色。但还需考虑质粒上的Ampr(氨苄青霉素抗性基因),实际应是含氨苄青霉素和β-半乳糖苷 (同时筛选抗性和利用lacZ基因筛选 ),不过根据题意及常见筛选,这里从lacZ基因功能看,培养基含β-半乳糖苷,成功导入重组质粒(含目的基因)的菌落,因lacZ被破坏,呈无色(未被破坏的分解底物显蓝色,被破坏的不能分解显无色)。
22. 正常的生态系统是生物群落与自然环境取得平衡的自我维持系统。在自然干扰或人为干扰或二者共同作用下,生态系统可能会从一个稳定状态演替到脆弱的不稳定的退化状态即发生生态系统的退化。某浅水、小型湖泊生态系统从稳定到退化过程中,水质检测结果如下表。
主要水质指标(各项指标均为该阶段的平均含量)
水质类别
时期
COD(mg/L)
总氮(mg/L)
总磷(mg/L)
叶绿素a(mg/m3)
稳定期
16.18
0.89
0.050
0.02
Ⅲ类
退化早期
22.87
1.58
0.059
3.45
Ⅳ类
退化中期
33.58
2.54
0.062
5.61
V类
退化后期
35.48
3.57
0.068
12.57
V类
注:表中COD是指化学需氧量,它是衡量水样中需要被氧化的还原性物质(主要是有机物)的量的化学量度。叶绿素a作为水体中浮游植物的重要成分,其含量变化能够直接反映水体的营养状态。我国湖泊水质最低标准为国家Ⅲ类要求,超过Ⅲ类如Ⅳ类、V类等均为被污染水质。
回答下列问题:
(1)稳定期的该湖泊处于生态平衡,主要包括结构平衡、功能平衡和________平衡。退化过程中的该湖泊,其群落向________等方向发生演替。据水质检测结果可知,该湖泊生态系统在退化过程中可能会出现________等污染现象(答1点即可)。
(2)为阻止该湖泊进一步退化,当地政府及时采取系列修复措施:①重建生物群落,主要是引入一些吸收N、P能力强的水草等植物和具有________等习性的动物。②工程性措施,主要包括引水稀释、底泥清淤和底泥覆盖(通常在底泥表面敷设卵石),结合该湖泊特征和污染情况分析,底泥覆盖能帮助该湖泊实现生态修复的原因有________(至少答2点)。上述修复措施主要遵循生态工程的________原理。
(3)经过努力,该湖泊污染问题得到了解决。为能持续维持该湖泊生态平衡,提高其稳定性,当地政府一方面需要控制对生态系统的干扰程度,另一方面还需要加大相应的________投入。
【答案】(1) ①. 收支 ②. 物种丰富度降低或空间结构简单或种间关系简单。 ③. 富营养化或藻类大量繁殖或水体变浑浊等
(2) ①. 捕食浮游植物 ②. 该湖泊小且水浅,底泥覆盖可以避免浪扰动时的底泥翻滚,有效减少底泥中N、P盐的释放到水体中,抑制藻类生长繁殖;提高湖水透明度,促进了沉水植物光合作用,抑制藻类生长繁殖。 ③. 自生
(3)物质、能量
【解析】
【分析】1、生物群落的演替是指一个群落被另一个群落代替的过程,是生物群落动态的基本规律之一。群落的演替包括初级演替和次级演替两种类型。在一个起初没有生命的地方开始发生的演替,叫做初级演替。例如,在从来没有生长过任何植物的裸地、裸岩或沙丘上开始的演替,就是初级演替。在原来有生物群落存在,后来由于各种原因使原有群落消亡或受到严重破坏的地方开始的演替,叫做次级演替。例如,在发生过火灾或过量砍伐后的林地上、弃耕的农田上开始的演替,就是次级演替。
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。 生态系统的稳定性不仅与生态系统的结构、功能和进化特征有关,而且与外界干扰的强度和特征有关。不同生态系统的自调能力不同。生态系统的自我调节能力主要表现在三个方面:同种生物的种群密度调控;异种生物种群之间的数量调控,如食物链关系;生物与环境之间的相互调控。生态系统的自我调节能力是以内部生物群落为核心的,具有一定的承载力,因此生态系统的自我调节能力是有一定范围的。
【小问1详解】
生态平衡包括结构平衡、功能平衡、收支平衡(物质输入输出、能量输入输出等平衡 )。 生态系统退化时,群落向物种丰富度降低、营养结构简单化方向演替(因环境变差,优势物种改变,生物多样性下降 )。从表格看,退化过程中COD(化学需氧量,反映有机物污染)、总氮、总磷含量上升,叶绿素a(反映浮游植物,可体现富营养化)增加,因此可能出现水体富营养化(或有机物污染)或藻类大量繁殖或水体变浑浊等 污染(如总氮、总磷高→富营养化;COD 高→有机物污染)。
【小问2详解】
引入吸收 N、P 能力强的水草,还需引入捕食浮游植物等习性的动物,控制浮游生物(如浮游植物因 N、P 多易爆发,动物摄食可调节 ),辅助改善水质。底泥覆盖(敷鹅卵石 )能帮助生态修复的原因:该湖泊小且水浅,底泥覆盖可以避免浪扰动时的底泥翻滚,有效减少底泥中N、P盐的释放到水体中,抑制藻类生长繁殖;提高湖水透明度,促进了沉水植物光合作用,抑制藻类生长繁殖。上述修复措施主要遵循生态工程的自生原理。
【小问3详解】
要持续维持生态平衡,除控制干扰,还需加大物质、能量投入(如定期监测水质、补充适宜生物、保障生态系统物质循环和能量流动稳定)。
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