内容正文:
江西省2025—2026学年新高三秋季入学摸底考试
生物学试卷
试卷共8页,21小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
一、单项选择题:本题共12小题,每小题2分,共24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. 类风湿性关节炎(RA)是一种自身免疫病,其发病机制与多种免疫细胞有关。下列有关免疫细胞结构与功能的叙述,错误的是( )
A. 巨噬细胞溶酶体中含多种水解酶,可吞噬并分解免疫复合物
B. 巨噬细胞有多个核仁,有利于快速合成大量的炎症因子mRNA
C. T淋巴细胞中的线粒体,可为其分泌细胞因子提供充足能量
D. 浆细胞的细胞核中含有某种抗体基因的mRNA,可通过核孔
2. 下图为海水稻抗逆性相关的生理过程示意图,图中涉及多种物质的跨膜运输方式。下列叙述错误的是( )
注:SOS1和NHX为膜上两种蛋白质。
A. 细胞外的pH应该低于7.5
B. 抗菌蛋白的分泌穿过0层膜
C. SOS1能同时运输Na⁺和H⁺,具有专一性
D. NHX运输Na⁺进入液泡是通过被动运输
3. 在高寒山区温度低、光照短,不利于油菜(矮秆)生长。为了让油菜增产往往采取多种措施。下列增产措施和原理对应错误的是( )
A. 与青稞或小麦等高秆植物间作——降低两种作物对阳光的竞争
B. 分阶段增施氮肥——为叶绿素、NADPH等含氮物质合成提供原料
C. 覆盖黑色地膜——提高地表温度,促进根系发育兼具除草作用
D. 日出前人工补光——延长光照时间,增加光合作用有机物积累
4. 某植物种群中,花色性状由一对等位基因(B、b)控制,其中红色对白色为显性。研究人员对该种群不同花色个体数量进行统计,结果如下表。已知该种群处于遗传平衡状态,下列相关分析错误的是( )
花色表现
个体数量/株
红色花
126
白色花
24
A. 该种群中b基因频率为40%,红色花植株中纯合子占3/7
B. 若该种群进行自花传粉,下一代红色花个体数量将减少
C. 若环境改变,该种群基因频率和基因型频率可能会发生变化
D. 若引入另一花色相关基因,原种群遗传平衡状态会被打破
5. 下图为某生物基因表达的示意图。请据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 该生物在生态系统中可作为生产者
B. 该过程可以发生于真核细胞某些细胞器中
C. 该过程中存在A—U和U—A两种配对方式
D. 甲链从左往右的方向为5’→3’
6. 科研人员在研究果蝇减数分裂时发现,野生型(MM)精原细胞完成减数第一次分裂的平均时间为12小时,而携带显性突变基因M+的杂合子(M+M)细胞中,减数第一次分裂的前期阶段显著延长,且同源染色体联会异常。若不考虑染色体结构变异和交叉互换,下列关于突变基因M+对减数分裂可能的影响分析,正确的是( )
A. M+导致减数第一次分裂前期四分体形成延迟
B. M+导致减数第一次分裂中期纺锤体组装延迟
C. M+导致减数第一次分裂后期同源染色体分离提前
D. M+导致减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离延迟
7. 皮质醇是一种固醇类激素,具有调节代谢、免疫抑制、抗炎症反应等作用。人体皮质醇凌晨3点钟左右分泌最少,早上8点钟左右分泌最多。临床上常依据皮质醇的这些作用,将其用于多种疾病治疗。下列叙述或推测错误的是( )
A. 皮质醇可减轻器官移植后的免疫排斥反应
B. 皮质醇可与B细胞内的特异性受体相结合
C. 人体内皮质醇的分泌过程存在负反馈调节
D. 早晨3时左右为口服药物的最佳服药时间
8. 单胺假说认为大脑中单胺(血清素、去甲肾上腺素和多巴胺)浓度下降是导致抑郁症的原因。SSRI是一种常见的抗抑郁药物,其作用机理如下。下列有关抑郁和抑郁症的叙述错误的是( )
A. 血清素能使突触后膜膜外电位由正变负
B. SSRI能增多突触间隙中血清素的含量
C. 一定程度的消极情绪就会导致抑郁症
D. 适当的运动可以有效缓解抑郁的发生
9. 某淡水生态系统中,某条食物链中四种生物(甲、乙、丙、丁)的脂溶性污染物(难降解)浓度、生物量及同化能量的检测结果如下表所示。下列分析错误的是( )
生物
甲
乙
丙
丁
污染物浓度(ppm)
1
0.1
0.01
10
生物量(kg/hm2)
100
500
300
10
同化能量(104kJ/hm2·a)
4
20
100
0.5
A. 该生态系统的食物链可能为丙→乙→甲→丁
B. 第二和第三营养级之间的传递效率为10%
C. 该污染物存在生物富集现象,具有全球性
D. 降低该污染物含量,各生物的生物量均可增加
10. 下表为一个小组根据已构建的“标记重捕法”的数学模型分析捕捞方式对实验结果的影响,对于实验结果估计值的分析正确的是( )
影响因素
对比实验
实验设计
估计值
初捕渔网
重捕渔网
不同捕捞方式
大网眼
大网眼
取三种颜色的塑料小球,白色代表未被标记的大鱼,黄色代表未被标记的小鱼,红色代表被标记的大鱼
甲
小网眼
乙
A. 甲:基本不变乙:偏小 B. 甲:偏小乙:基本不变
C. 甲:基本不变乙:偏大 D. 甲:偏大乙:基本不变
11. 《齐民要术》记载了多种农业技术,以下技术与现代生物学原理对应错误的是( )
A. “岁岁别收,选好穗纯色者,劁刈,高悬之”——人工选择加速优良性状的定向积累
B. “谷田必须岁易”“豆谷轮作”——豆科植物与根瘤菌的互利共生促进氮循环
C. “作醋法:大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,曝之七日”——醋酸菌在有氧条件下将淀粉转化为醋酸
D. “种梨篇”中以棠梨为砧木、杜梨为接穗——通过无性繁殖实现遗传稳定
12. 某女性患者卵子发育不良,医生分析可能的原因为激素异常、卵巢功能下降、遗传因素等。下列对于各种有关卵子发育的叙述,错误的是( )
A. 糖尿病等疾病会导致机体代谢紊乱,影响卵泡微环境
B. 若线粒体DNA突变会直接影响卵子发育和受精能力
C. 维生素D缺乏会影响微量元素钙的吸收,从而影响卵泡质量
D. 长期焦虑会抑制下丘脑—垂体—卵巢轴功能,从而导致排卵障碍
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的4个选项中,有2项或2项以上符合题目要求,全部选对的得4分,选对但选不全的得2分,有错的得0分。
13. 生物是一门实验性学科,实验过程中材料的选择、实验试剂的量、实验条件的控制等都会影响实验的结果,下列有关实验的叙述,正确的是( )
A. 在“比较H2O2在不同条件下分解”的实验中,H2O2浓度相同,体积也要相同且足量
B. 选择大肠杆菌用于探究DNA的半保留复制,是因为大肠杆菌结构简单、繁殖速度快
C. 进行PCR的实验过程中,需要用无菌水配制琼脂糖溶液,并加入适当的核酸染料
D. 用样方法调查种群密度时,需要讨论确定样方的多少、样方的大小和取样的方法
14. 某单基因遗传病的致病基因所处染色体位置未知。下图1为该单基因遗传病的系谱图,图2为Ⅰ1和Ⅰ2控制该遗传病的一对等位基因的电泳图谱。下列叙述错误的是( )
A. 该遗传病可能为常染色体隐性遗传病
B. 正常基因发生碱基缺失产生患病基因
C. Ⅰ1和Ⅰ2再生一个患病男孩的概率为1/4
D. 进行遗传咨询能有效降低遗传病的发病率
15. 白细胞介素-2(IL2)是一种可作用于多种淋巴细胞的关键细胞因子,在抗肿瘤和治疗自身免疫病方面有重要的作用,其作用过程如下图。下列叙述正确的是( )
A. IL2是一种多效的细胞因子,细胞因子都是由免疫细胞分泌
B. 抑制性调节T细胞来源于骨髓,能有效的抑制过度免疫反应
C. 需频繁注射给药以维持自身免疫病治疗所需要的低剂量浓度
D. 低浓度的IL2能治疗自身免疫病,也能有效地降低肿瘤发生
16. 防风是一种中药材,野生资源不足以满足市场需求,采用植物组织培养技术进行防风愈伤组织诱导培养,对于防风的快速繁殖具有重要意义。下表为不同激素组合对防风愈伤组织增殖培养的影响,下列叙述错误的是( )
处理
2,4-D浓度mg/L
6-BA浓度mg/L
NAA浓度mg/L
愈伤组织长势
愈伤组织
增殖倍数
+++
++
+
①
1
0.4
0
8
9
7
疏松颗粒状,淡黄色
2.0
②
1
0.6
0
11
10
3
致密颗粒状,淡黄色
2.3
③
1
0.8
0
16
8
0
致密颗粒状,淡黄色
2.6
④
1
1.0
0
0
17
1
疏松颗粒状,淡黄色
1.9
⑤
0
1.0
0.6
14
4
0
疏松颗粒状,淡黄色
3.2
⑥
0
1.0
0.8
11
8
1
疏松颗粒状,黄色
2.4
⑦
0
1.0
1.0
13
4
1
疏松颗粒状,黄色
2.6
A. 诱导形成愈伤组织需要适当的激素组合,还需要持续的光照
B. 由表可知,6-BA的浓度越高,越有利于诱导愈伤组织培养
C. 相同浓度2,4-D对愈伤组织增殖作用不如NAA明显
D. 若要继续诱导愈伤组织再分化形成不定根等,需要改变激素比例
三、非选择题∶本题共5小题,共60分。
17. 充足的光照是光合生物健康生长所必需的,但过量光照会成为光合生物的胁迫因素。光胁迫影响光合生物的生长和生存,因此光合生物必须适应不同的光照环境,以减轻过量光对自身造成的不利影响。回答下列问题∶
(1)细胞水平上,强光照射时叶绿体会在细胞内发生移动,以应对光胁迫。根据细胞中不同分布的叶绿体判断①②分别对应什么强度的光照?①___________、②________ (填“弱光”或“强光”)。
(2)随着光强增加,光合作用速率趋于饱和,但超过最大光合速率所需的光量子仍会被吸收。过多的光量子会导致光系统Ⅱ(PSⅡ)受损,主要影响PSⅡ超级复合体中的D1蛋白,其过程如下图所示。
①D1蛋白位于叶绿体的___________(填结构名称)上。
②依据上图信息,列举植物体两条应对光胁迫保护和修复的策略?
a.___________;b.___________。
(3)生物学家发现油菜素内酯(BR)能有效地缓解光胁迫,推测其原理是促进D1蛋白的合成。请利用试剂X(能抑制D1蛋白的合成)和BR,以苹果幼苗为实验对象,测定光合作用强度,来验证上述推测。写出实验思路,并预测实验结论。
实验思路:___________;
实验结论:___________。
18. 玉米是遗传学研究中常见的生物材料,生物学家选择玉米籽粒的两对相对性状进行遗传学实验,糊粉层有色种子(C)对糊粉层无色种子(c)是完全显性,饱满种子(Sh)对凹陷种子(sh)是完全显性。选择纯合有色满粒的植株和无色凹陷粒的植株杂交,所得F1再进行测交,所得结果如下图所示,请回答下列问题:
(1)玉米用于遗传学杂交实验的优点是___________(列举2条)。
(2)测交后代出现重组合的原因是___________。
(3)测交后代中:重组合/(重组合+亲组合)的值能代表重组率,上述实验的重组率为___________,重组率的取值范围为___________,重组率能评估基因在染色体上的位置关系,在取值范围内,重组率越高,___________。
(4)果蝇的3个隐性突变基因:ec(棘眼),sc(缺少某些胸部刚毛)和cv(翅上横脉缺失)都是X染色体连锁遗传的。摩尔根把棘眼果蝇与缺胸刚毛、缺横脉果蝇杂交,得到三杂合子ec++/+sccv(不代表基因的次序,因为在未做试验之前是不知道的)。三杂合子与三隐性雄蝇交配,实验中实得的个体数(合计1980)如表:
表型
实得数
表型
实得数
ec + +
810
+ + cv
88
+ sc cv
828
+ sc +
89
ec sc +
62
ec + cv
103
请根据上述理论画出ec、sc和cv这三个基因在X染色体的相对位置:___________。
19. 某研究小组为探究拟南芥的避阴反应,即植物被遮挡后加速下胚轴或茎的伸长生长的原理。设计了如下的实验方案,请根据实验方案回答下列问题∶
(1)材料准备∶野生型拟南芥和ELF3基因(能调控目标基因表达)缺失拟南芥。ELF3基因缺失拟南芥的获取方法∶利用CRISPR/Cas9技术进行基因编辑。gRNA依据___________原则与靶序列特异性结合,引导Cas9蛋白进行切割。如果要利用CRISPR/Cas9技术将一个基因从基因组序列中删除,设计gRNA的思路是___________。
实验原理∶光敏色素作为感光受体,接收并响应光信号,并将信息传递到细胞核,影响如ELF3基因等的表达,从而表现出生物学效应。
(2)实验过程∶
①将野生型拟南芥放于远红光(被遮阴)和红光(正常光)下培养相同时间,分别测定不同时间点ELF3基因的表达情况,结果如图2所示。根据图2结果,能得出遮阴___________(填“促进”或“抑制”)ELF3基因的表达。
②将数量相同野生型和ELF3基因缺失突变体拟南芥分别放于正常光和被遮阴条件下培养相同时间,测量下胚轴长度,结果如图3所示。
根据图3结果能得出的结论是___________。
(3)实验结论∶
①根据上述信息可以推测拟南芥的避阴反应的机制为___________。
②根据图3的结果能否得出遮阴只是通过影响ELF3基因的表达来影响下胚轴的生长以适应环境变化。为什么?___________。
20. 美国白蛾是我国重大外来入侵害虫。它繁殖量大;危害的寄主植物多;传播速度快,因而在新传入地常常爆发成灾。为有效防治美国白蛾,生物学家开展了一系列实验。回答下列问题:
(1)美国白蛾能在我国河北等地大规模爆发,原因可能是___________。
(2)调查发现,美国白蛾多发生在城市和居民区的园林绿化树木等植物上,且危害的植物种类多,几乎包括所有园林绿化的树种及农作物,以及多种乔灌木和杂草。据此分析为什么不能采取化学防治?___________。
(3)应引进___________(填“国内”或“国外”)天敌昆虫或病原微生物开展美国白蛾生物防治,理由是___________。
(4)在选择天敌昆虫时,还需要深入调查美国白蛾和天敌各项生理特性,以便找出最佳天敌及投放方案。
①美国白蛾幼虫生活在树叶上,集群取食。可用___________(填种群密度调查方法)调查幼虫种群密度,用以确定天敌的投放量。
②美国白蛾天敌种类有多种,比较各天敌寄生率和雌雄性别比,最终确定白蛾周氏啮小蜂用于美国白蛾的防治。推测白蛾周氏啮小蜂可能具有的优点有___________(答出2点即可)。
21. 大麦籽粒蜡质层合成受多对等位基因调控。野生型(WT)大麦能合成蜡质前体(Wax-p),经CER1酶(其活性会受其他蛋白质影响)催化生成蜡质(Wax)。研究人员发现一种蜡质缺陷纯合突变体Cer1,进行了以下实验。回答下列问题:
(1)提取野生型(WT)和Cer1突变体的基因组DNA,利用CER1基因特有序列设计了引物F和R扩增CER1基因全长,产物电泳结果如图:
推测Cer1突变体中CER1基因最可能发生___________(填“碱基缺失”或“碱基替换”),依据是___________。
(2)将Cer1与WT杂交,F1均表现为野生型。F1自交得F2,表型比为野生型:蜡质缺陷=9:7.用DNA甲基化抑制剂5-aza处理F1植株后(实验组F1→50%植株出现部分蜡质缺陷;对照组F1→均表现野生型。
①F2出现9:7的比例,说明蜡质合成至少受___________对等位基因控制。若让F1测交,子代表型及其比例为___________。
②5-aza处理导致F1出现表型变化,原因是___________。
(3)进一步发现另一蜡质合成基因CER2(与CER1独立遗传)。Cer2纯合突变体也无蜡质。双突变体Cer1Cer2表型与单突变体相同。代谢检测结果如下:
基因型
CER1酶活性
Wax-p含量
Wax含量
WT
++++
低
高
Cer1纯合
0
①___________
0
Cer2纯合
++++
0
②___________
Cer1Cer2双纯合
0
高
0
Cer1杂合(未处理)
+++
低
高
Cer1杂合(5-aza处理)
++
③__________
低
补全表格中“①~③”处的代谢产物含量(填“高”“中”“低”或“0”),并解释Cer1杂合子经5-aza处理后表型变化的机制:___________。
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江西省2025—2026学年新高三秋季入学摸底考试
生物学试卷
试卷共8页,21小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
一、单项选择题:本题共12小题,每小题2分,共24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. 类风湿性关节炎(RA)是一种自身免疫病,其发病机制与多种免疫细胞有关。下列有关免疫细胞结构与功能的叙述,错误的是( )
A. 巨噬细胞溶酶体中含多种水解酶,可吞噬并分解免疫复合物
B. 巨噬细胞有多个核仁,有利于快速合成大量的炎症因子mRNA
C. T淋巴细胞中的线粒体,可为其分泌细胞因子提供充足能量
D. 浆细胞的细胞核中含有某种抗体基因的mRNA,可通过核孔
【答案】B
【解析】
【详解】A、巨噬细胞的溶酶体中含有多种水解酶,能够通过吞噬作用分解免疫复合物(抗原-抗体结合物),这是其正常的免疫功能,A正确;
B、核仁与核糖体的形成有关,而mRNA的合成由RNA聚合酶催化完成,与核仁数量无直接关系。巨噬细胞多核仁有利于合成大量核糖体,进而快速合成炎症因子(蛋白质),而非直接促进mRNA的合成,B错误;
C、T淋巴细胞分泌细胞因子需要能量,线粒体通过有氧呼吸提供ATP,为其功能提供能量支持,C正确;
D、浆细胞的抗体基因在细胞核中完成转录,生成的mRNA通过核孔进入细胞质指导抗体合成,D正确。
故选B。
2. 下图为海水稻抗逆性相关的生理过程示意图,图中涉及多种物质的跨膜运输方式。下列叙述错误的是( )
注:SOS1和NHX为膜上两种蛋白质。
A. 细胞外的pH应该低于7.5
B. 抗菌蛋白的分泌穿过0层膜
C. SOS1能同时运输Na⁺和H⁺,具有专一性
D. NHX运输Na⁺进入液泡是通过被动运输
【答案】D
【解析】
【详解】A、H+通过SOS1、NHX运入细胞质基质均为顺浓度运输(因该过程同时为钠离子的运输提供能量),H+越多pH越小,说明细胞外H⁺浓度高,pH<7.5,A正确;
B、抗菌蛋白的分泌是通过胞吐,不穿过细胞膜(穿过0层膜),B正确;
C、SOS1能同时运输Na⁺和H⁺但是是通过不同的部位,且SOS1不能转运其它物质,说明该过程具有专一性,C正确;
D、结合图示可知,Na⁺通过NHX进入液泡,是由低浓度进入高浓度,为主动运输,该过程消耗的能量由H+势能提供,D错误。
故选D。
3. 在高寒山区温度低、光照短,不利于油菜(矮秆)生长。为了让油菜增产往往采取多种措施。下列增产措施和原理对应错误的是( )
A. 与青稞或小麦等高秆植物间作——降低两种作物对阳光的竞争
B. 分阶段增施氮肥——为叶绿素、NADPH等含氮物质合成提供原料
C. 覆盖黑色地膜——提高地表温度,促进根系发育兼具除草作用
D. 日出前人工补光——延长光照时间,增加光合作用有机物积累
【答案】A
【解析】
【详解】A、油菜是矮秆植物,与青稞或小麦等高秆植物间作,高秆植物会遮挡阳光,实际上是增加了两种作物对阳光的竞争,A错误;
B、叶绿素、NADPH的组成元素中都有N,这些含氮物质的合成需要氮元素,分阶段增施氮肥,能为它们的合成提供原料,B正确;
C、黑色地膜能吸收更多热量,提高地表温度,促进根系发育,同时由于黑色地膜透光性差,能抑制杂草生长,兼具除草作用,C正确;
D、日出前人工补光,延长了光照时间,能让油菜进行更长时间的光合作用,增加有机物积累,D正确。
故选A。
4. 某植物种群中,花色性状由一对等位基因(B、b)控制,其中红色对白色为显性。研究人员对该种群不同花色个体数量进行统计,结果如下表。已知该种群处于遗传平衡状态,下列相关分析错误的是( )
花色表现
个体数量/株
红色花
126
白色花
24
A. 该种群中b基因频率为40%,红色花植株中纯合子占3/7
B. 若该种群进行自花传粉,下一代红色花个体数量将减少
C. 若环境改变,该种群基因频率和基因型频率可能会发生变化
D. 若引入另一花色相关基因,原种群遗传平衡状态会被打破
【答案】B
【解析】
【详解】A、该植物种群总体个数=126+24=150株。白色花(bb)基因型频率=24/150=16%。根据哈代-温伯格定律,bb基因型频率=b基因频率(设为q)的平方,即q2=16%,则q=40%,B基因频率p=1-40%=60%。BB基因型频率=p2=60%×60%=36%,个体数=150×36%=54株;Bb基因型频率=2pq=2×60%×40%=48%,个体数=150×48%=72株。红色花植株(BB+Bb)中纯合子(BB)占比=54/126=3/7,A正确;
B、该种群处于遗传平衡状态,自花传粉时,BB自交后代全为BB,Bb自交后代中bb占1/4,bb自交后代全为bb,下一代基因型频率将变为BB∶48%、Bb∶24%、bb∶28%,红色花的占比将下降,但是不一定红色花的个体数量将减少,B错误;
C、若环境改变,自然选择的存在将导致该种群基因频率和基因型频率发生变化,C正确;
D、引入另一花色相关基因,属于引入新的遗传变异,会改变原种群的基因频率,从而立即打破原遗传平衡状态,D正确。
故选B。
5. 下图为某生物基因表达的示意图。请据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 该生物在生态系统中可作为生产者
B. 该过程可以发生于真核细胞某些细胞器中
C. 该过程中存在A—U和U—A两种配对方式
D. 甲链从左往右的方向为5’→3’
【答案】D
【解析】
【详解】A、由该图可知,这个基因表达的过程是边转录边翻译,由此可以推测,这种生物可能为原核生物,原核生物在生态系统中可以做生产者、消费者和分解者,A正确;
B、边转录边翻译也可发生在叶绿体和线粒体中,B正确;
C、转录过程中会发生A—U配对,翻译过程中会发生U—A配对,C正确;
D、由图可知,甲链为模板链,由核糖体延伸方向可以推出图中mRNA最下端为5'端,由此可以得出甲链从左往右的方向为3'→5',D错误。
故选D。
6. 科研人员在研究果蝇减数分裂时发现,野生型(MM)精原细胞完成减数第一次分裂的平均时间为12小时,而携带显性突变基因M+的杂合子(M+M)细胞中,减数第一次分裂的前期阶段显著延长,且同源染色体联会异常。若不考虑染色体结构变异和交叉互换,下列关于突变基因M+对减数分裂可能的影响分析,正确的是( )
A. M+导致减数第一次分裂前期四分体形成延迟
B. M+导致减数第一次分裂中期纺锤体组装延迟
C. M+导致减数第一次分裂后期同源染色体分离提前
D. M+导致减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离延迟
【答案】A
【解析】
【详解】A、已知携带显性突变基因M+的杂合子(M+M)细胞中,减数第一次分裂的前期阶段显著延长,且同源染色体联会异常,四分体是同源染色体联会形成的,所以M+很可能导致减数第一次分裂前期四分体形成延迟,A正确;
B、纺锤体的形成发生在前期,B错误;
C、因为是前期联会异常且前期延长,没有信息表明M+会导致减数第一次分裂后期同源染色体分离提前,C错误;
D、题干主要围绕减数第一次分裂前期的异常展开,没有证据说明M+会导致减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离延迟,D错误。
故选A。
7. 皮质醇是一种固醇类激素,具有调节代谢、免疫抑制、抗炎症反应等作用。人体皮质醇凌晨3点钟左右分泌最少,早上8点钟左右分泌最多。临床上常依据皮质醇的这些作用,将其用于多种疾病治疗。下列叙述或推测错误的是( )
A. 皮质醇可减轻器官移植后的免疫排斥反应
B. 皮质醇可与B细胞内的特异性受体相结合
C. 人体内皮质醇的分泌过程存在负反馈调节
D. 早晨3时左右为口服药物的最佳服药时间
【答案】D
【解析】
【详解】A、皮质醇具有免疫抑制作用,可减轻器官移植后的免疫排斥反应,A正确;
B、固醇类激素的受体位于细胞内,皮质醇需进入B细胞与特异性受体结合,B正确;
C、皮质醇分泌过多会通过负反馈抑制下丘脑和垂体的活动,维持激素水平稳定,C正确;
D、皮质醇在凌晨3点分泌最少,但长期服药应在自身分泌高峰时段(如早晨)进行,以减轻对肾上腺皮质的抑制。凌晨3点服药会加剧负反馈抑制,导致功能减退,D错误。
故选D。
8. 单胺假说认为大脑中单胺(血清素、去甲肾上腺素和多巴胺)浓度下降是导致抑郁症的原因。SSRI是一种常见的抗抑郁药物,其作用机理如下。下列有关抑郁和抑郁症的叙述错误的是( )
A. 血清素能使突触后膜膜外电位由正变负
B. SSRI能增多突触间隙中血清素的含量
C. 一定程度的消极情绪就会导致抑郁症
D. 适当的运动可以有效缓解抑郁的发生
【答案】C
【解析】
【详解】A、血清素是一种兴奋性神经递质,可以让突触后膜兴奋,能使得突触后膜膜外电位由正变负,A正确;
B、SSRI能抑制血清素转运进入突触前膜,使突触间隙中血清素的含量增加,B正确;
C、消极情绪达到一定程度会导致抑郁,只有抑郁持续下去而得不到缓解时才会得抑郁症,C错误;
D、适当的运动可以促进兴奋性神经递质含量增加,有效缓解抑郁的发生,D正确。
故选C。
9. 某淡水生态系统中,某条食物链中四种生物(甲、乙、丙、丁)的脂溶性污染物(难降解)浓度、生物量及同化能量的检测结果如下表所示。下列分析错误的是( )
生物
甲
乙
丙
丁
污染物浓度(ppm)
1
0.1
0.01
10
生物量(kg/hm2)
100
500
300
10
同化能量(104kJ/hm2·a)
4
20
100
0.5
A. 该生态系统的食物链可能为丙→乙→甲→丁
B. 第二和第三营养级之间的传递效率为10%
C. 该污染物存在生物富集现象,具有全球性
D. 降低该污染物含量,各生物的生物量均可增加
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据污染物浓度递增顺序(丙0.01→乙0.1→甲1→丁10)和同化能量递减规律(丙100→乙20→甲4→丁0.5),食物链应为丙→乙→甲→丁,A正确;
B、第二营养级(乙)到第三营养级(甲)的能量传递效率为(甲同化能量/乙同化能量)×100% = (4/20)×100% = 20%,B错误;
C、脂溶性难降解污染物通过食物链富集(生物放大作用),且可通过物质循环扩散至全球,C正确;
D、降低污染物可能减轻对各生物的毒害,各生物的生物量均可增加,D正确。
故选B。
10. 下表为一个小组根据已构建的“标记重捕法”的数学模型分析捕捞方式对实验结果的影响,对于实验结果估计值的分析正确的是( )
影响因素
对比实验
实验设计
估计值
初捕渔网
重捕渔网
不同捕捞方式
大网眼
大网眼
取三种颜色的塑料小球,白色代表未被标记的大鱼,黄色代表未被标记的小鱼,红色代表被标记的大鱼
甲
小网眼
乙
A. 甲:基本不变乙:偏小 B. 甲:偏小乙:基本不变
C. 甲:基本不变乙:偏大 D. 甲:偏大乙:基本不变
【答案】B
【解析】
【详解】甲组初捕和重捕均使用大网眼渔网,仅捕捉大鱼(白色和红色小球)。由于标记对象仅为大鱼,且两次捕捉均未涉及小鱼,公式计算的是大鱼的数量,与实际情况相比,因此甲组估计值偏小;用标记重捕法调查鱼的种群密度时,每条鱼被捕获的概率相等,乙组初捕用大网眼,重捕用小网眼,捕捉到大鱼和小鱼,大鱼和小鱼的比例与其生存环境中的大鱼和小鱼的比例相同,其估算结果与实际种群密度没有明显差异,故乙组估计值基本不变;综上所述,B正确,ACD错误。
故选B。
11. 《齐民要术》记载了多种农业技术,以下技术与现代生物学原理对应错误的是( )
A. “岁岁别收,选好穗纯色者,劁刈,高悬之”——人工选择加速优良性状的定向积累
B. “谷田必须岁易”“豆谷轮作”——豆科植物与根瘤菌的互利共生促进氮循环
C. “作醋法:大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,曝之七日”——醋酸菌在有氧条件下将淀粉转化为醋酸
D. “种梨篇”中以棠梨为砧木、杜梨为接穗——通过无性繁殖实现遗传稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A、“选好穗纯色者”指每年选择优良性状的个体留种,属于人工选择,可定向积累优良性状,A正确;
B、豆谷轮作利用豆科植物与根瘤菌的互利共生(根瘤菌固氮),促进氮循环并提高土壤肥力,B正确;
C、醋酸菌需在有氧条件下将乙醇转化为醋酸,而非直接分解淀粉。题干中“酒”已含乙醇,故“淀粉转化为醋酸”描述错误,C错误;
D、嫁接(砧木与接穗结合)属于无性繁殖,未改变遗传物质,可保持接穗性状稳定,D正确。
故选C。
12. 某女性患者卵子发育不良,医生分析可能的原因为激素异常、卵巢功能下降、遗传因素等。下列对于各种有关卵子发育的叙述,错误的是( )
A. 糖尿病等疾病会导致机体代谢紊乱,影响卵泡微环境
B. 若线粒体DNA突变会直接影响卵子发育和受精能力
C. 维生素D缺乏会影响微量元素钙的吸收,从而影响卵泡质量
D. 长期焦虑会抑制下丘脑—垂体—卵巢轴功能,从而导致排卵障碍
【答案】C
【解析】
【详解】A、糖尿病属于代谢疾病,代谢紊乱可改变卵泡周围的激素和营养环境,影响卵子发育,A正确;
B、线粒体是卵子能量供应的主要来源,其DNA突变会导致卵子能量不足,影响发育和受精能力,B正确;
C、钙是常量元素而非微量元素,维生素D缺乏影响钙吸收,但选项将钙错误归类为微量元素,C错误;
D、长期焦虑通过抑制下丘脑-垂体-卵巢轴,减少促性腺激素释放,导致排卵障碍,D正确。
故选C。
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的4个选项中,有2项或2项以上符合题目要求,全部选对的得4分,选对但选不全的得2分,有错的得0分。
13. 生物是一门实验性学科,实验过程中材料的选择、实验试剂的量、实验条件的控制等都会影响实验的结果,下列有关实验的叙述,正确的是( )
A. 在“比较H2O2在不同条件下分解”的实验中,H2O2浓度相同,体积也要相同且足量
B. 选择大肠杆菌用于探究DNA的半保留复制,是因为大肠杆菌结构简单、繁殖速度快
C. 进行PCR的实验过程中,需要用无菌水配制琼脂糖溶液,并加入适当的核酸染料
D. 用样方法调查种群密度时,需要讨论确定样方的多少、样方的大小和取样的方法
【答案】AD
【解析】
【详解】A、在"比较H2O2在不同条件下分解"的实验中,自变量是H2O2溶液所处的条件,H2O2的浓度和H2O2的体积都是无关变量,H2O2的浓度要相同且恰当,H2O2的体积要相同且足量,A正确;
B、选择大肠杆菌用于探究DNA的半保留复制,是因为大肠杆菌只有一个大型环状的DNA,便于区分半保留复制和全保留复制,B错误;
C、进行PCR的实验过程中,需要用电泳缓冲液配制质量分数为0.8%~1.2%的琼脂糖溶液,并要向里面加入适当的核酸染料,C错误;
D、用样方法调查种群密度时,需要讨论确定样方的多少、样方的大小和取样的方法等,D正确。
故选AD。
14. 某单基因遗传病的致病基因所处染色体位置未知。下图1为该单基因遗传病的系谱图,图2为Ⅰ1和Ⅰ2控制该遗传病的一对等位基因的电泳图谱。下列叙述错误的是( )
A. 该遗传病可能为常染色体隐性遗传病
B. 正常基因发生碱基缺失产生患病基因
C. Ⅰ1和Ⅰ2再生一个患病男孩的概率为1/4
D. 进行遗传咨询能有效降低遗传病的发病率
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、由电泳图谱可知Ⅰ2为纯合子,Ⅰ1为杂合子,因此该遗传病不可能为常染色体隐性遗传病,A错误;
B、由电泳图谱可知Ⅰ2只能为隐性纯合子,所以上面条带代表显性基因(患病基因),下面条带代表隐性基因(正常基因),结合条带距离加样孔的位置(DNA分子片段长度越大,电泳中移动速率越慢),可判断正常基因发生碱基增添产生患病基因,B错误;
C、结合图1和图2可知,该控制遗传病的一对等位基因可能在常染色体上,也可能在XY的同源区段上。若在常染色体上,Ⅰ1和Ⅰ2再生一个患病男孩的概率为1/4;若在XY的同源区段上,Ⅰ1和Ⅰ2再生一个患病男孩的概率为0,C错误;
D、进行遗传咨询可推测发病率,进而能有效降低遗传病的发病率,D正确。
故选ABC。
15. 白细胞介素-2(IL2)是一种可作用于多种淋巴细胞的关键细胞因子,在抗肿瘤和治疗自身免疫病方面有重要的作用,其作用过程如下图。下列叙述正确的是( )
A. IL2是一种多效的细胞因子,细胞因子都是由免疫细胞分泌
B. 抑制性调节T细胞来源于骨髓,能有效的抑制过度免疫反应
C. 需频繁注射给药以维持自身免疫病治疗所需要的低剂量浓度
D. 低浓度的IL2能治疗自身免疫病,也能有效地降低肿瘤发生
【答案】BC
【解析】
【详解】A、低浓度的IL2能治疗自身免疫病,高浓度的IL2能抗肿瘤,具有多效性,但细胞因子并不完全由免疫细胞分泌,A错误;
B、抑制性调节T细胞是T细胞的一类,最终都来源于骨髓。自身免疫病是由于过度免疫所致,激活的抑制性调节T细胞能治疗该病,由此推出抑制性调节T细胞能有效地抑制过度免疫反应,B正确;
C、IL2是一种细胞因子,起效后会迅速分解,要维持低浓度的IL2,需要频繁注射给药,C正确;
D、低浓度的IL2能治疗自身免疫病,但是会对抗肿瘤起抑制作用,会增大肿瘤的发生概率,D错误。
故选BC
16. 防风是一种中药材,野生资源不足以满足市场需求,采用植物组织培养技术进行防风愈伤组织诱导培养,对于防风的快速繁殖具有重要意义。下表为不同激素组合对防风愈伤组织增殖培养的影响,下列叙述错误的是( )
处理
2,4-D浓度mg/L
6-BA浓度mg/L
NAA浓度mg/L
愈伤组织长势
愈伤组织
增殖倍数
+++
++
+
①
1
0.4
0
8
9
7
疏松颗粒状,淡黄色
2.0
②
1
0.6
0
11
10
3
致密颗粒状,淡黄色
2.3
③
1
0.8
0
16
8
0
致密颗粒状,淡黄色
2.6
④
1
1.0
0
0
17
1
疏松颗粒状,淡黄色
1.9
⑤
0
1.0
0.6
14
4
0
疏松颗粒状,淡黄色
3.2
⑥
0
1.0
0.8
11
8
1
疏松颗粒状,黄色
2.4
⑦
0
1.0
1.0
13
4
1
疏松颗粒状,黄色
2.6
A. 诱导形成愈伤组织需要适当的激素组合,还需要持续的光照
B. 由表可知,6-BA的浓度越高,越有利于诱导愈伤组织培养
C. 相同浓度2,4-D对愈伤组织增殖作用不如NAA明显
D. 若要继续诱导愈伤组织再分化形成不定根等,需要改变激素比例
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、诱导愈伤组织阶段一般不需要光照,即通常需要避光处理,A错误;
B、结合表格数据可知,在2,4-D浓度都为1mg/L时,6-BA由0.8mg/L增加到1mg/L时,增殖倍数以及长势好的愈伤组织数量都下降,B错误;
C、表格中在6-BA都为1mg/L时,1mg/L的2,4-D增殖倍数以及长势好的愈伤组织数量都低于1mg/L的NAA,但该实验未探究其它浓度的6-BA,不能得出该结论,C错误;
D、诱导愈伤组织再分化形成不定根所需各种激素比例和诱导形成愈伤组织不相同,诱导生根时通常需要生长素与细胞分裂素的比例高,故若要继续诱导愈伤组织再分化形成不定根等,需要改变激素比例,D正确。
故选ABC。
三、非选择题∶本题共5小题,共60分。
17. 充足的光照是光合生物健康生长所必需的,但过量光照会成为光合生物的胁迫因素。光胁迫影响光合生物的生长和生存,因此光合生物必须适应不同的光照环境,以减轻过量光对自身造成的不利影响。回答下列问题∶
(1)细胞水平上,强光照射时叶绿体会在细胞内发生移动,以应对光胁迫。根据细胞中不同分布的叶绿体判断①②分别对应什么强度的光照?①___________、②________ (填“弱光”或“强光”)。
(2)随着光强增加,光合作用速率趋于饱和,但超过最大光合速率所需的光量子仍会被吸收。过多的光量子会导致光系统Ⅱ(PSⅡ)受损,主要影响PSⅡ超级复合体中的D1蛋白,其过程如下图所示。
①D1蛋白位于叶绿体的___________(填结构名称)上。
②依据上图信息,列举植物体两条应对光胁迫保护和修复的策略?
a.___________;b.___________。
(3)生物学家发现油菜素内酯(BR)能有效地缓解光胁迫,推测其原理是促进D1蛋白的合成。请利用试剂X(能抑制D1蛋白的合成)和BR,以苹果幼苗为实验对象,测定光合作用强度,来验证上述推测。写出实验思路,并预测实验结论。
实验思路:___________;
实验结论:___________。
【答案】(1) ①. 弱光 ②. 强光
(2) ①. 类囊体薄膜(基粒) ②. 保护措施:类胡萝卜素、超氧化物歧化酶、抗坏血酸等能清除有毒物质,减少D1蛋白的破坏 ③. 修复措施:被氧化的D1蛋白能修复或重新合成,补充破坏的D1蛋白
(3) ①. 将长势相同的多株苹果幼苗平均分成甲、乙、丙三组,甲组施加X;乙组施加等量的BR;丙组施加等量的BR+X,分别将三组苹果幼苗放于相同强度的高光强中培养,测定三组幼苗的平均光合作用强度 ②. 光合作用强度乙组最大,丙组第二,甲组最低
【解析】
【分析】光合作用过程:(1)光反应场所在叶绿体类囊体薄膜,发生水的光解、ATP和NADPH的生成;(2)暗反应场所在叶绿体的基质,发生CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH。
【小问1详解】
强光照射时,叶绿体会通过移动减少对光的吸收,所以根据叶绿体在细胞中的分布,可以判断①为弱光,②为强光。
【小问2详解】
①D1蛋白是PSⅡ超级复合体的一部分,PSⅡ为光系统Ⅱ,与光反应有关,而光反应又发生于叶绿体类囊体薄膜上,所以可以推出D1蛋白位于叶绿体的类囊体薄膜(基粒)上。
②随着光强增加,光合作用速率趋于饱和,但超过最大光合速率所需的光量子仍会被吸收。过多的光量子会导致光系统Ⅱ(PSⅡ)受损,主要影响PSⅡ超级复合体中的D1蛋白。保护措施(减少D1蛋白的破坏)为:类胡萝卜素、超氧化物歧化酶、抗坏血酸等能清除活性氧等有毒物质,减少D1蛋白的破坏。其修复措施(更新D1蛋白)为:被氧化的D1蛋白能修复或重新合成,补充破坏的D1蛋白。
【小问3详解】
设计实验时候要思考:①题干要求利用试剂X和BR,所以在分组的时候要分三组,单独施加X和BR的是对照组,施加BR+X的是实验组。②题干中要求测定光胁迫下光合作用强度,则光合作用强度为因变量。③因为是要缓解光胁迫,所以设计的实验条件应该是高光强。
故实验思路为将长势相同的多株苹果幼苗平均分成甲、乙、丙三组,甲组施加X;乙组施加等量的BR;丙组施加等量的BR+X,分别将三组苹果幼苗放于相同强度的高光强中培养,测定三组幼苗的平均光合作用强度,由于油菜素内酯(BR)能有效地缓解光胁迫,因此光合作用强度乙组最大,丙组第二,甲组最低。
18. 玉米是遗传学研究中常见的生物材料,生物学家选择玉米籽粒的两对相对性状进行遗传学实验,糊粉层有色种子(C)对糊粉层无色种子(c)是完全显性,饱满种子(Sh)对凹陷种子(sh)是完全显性。选择纯合有色满粒的植株和无色凹陷粒的植株杂交,所得F1再进行测交,所得结果如下图所示,请回答下列问题:
(1)玉米用于遗传学杂交实验的优点是___________(列举2条)。
(2)测交后代出现重组合的原因是___________。
(3)测交后代中:重组合/(重组合+亲组合)的值能代表重组率,上述实验的重组率为___________,重组率的取值范围为___________,重组率能评估基因在染色体上的位置关系,在取值范围内,重组率越高,___________。
(4)果蝇的3个隐性突变基因:ec(棘眼),sc(缺少某些胸部刚毛)和cv(翅上横脉缺失)都是X染色体连锁遗传的。摩尔根把棘眼果蝇与缺胸刚毛、缺横脉果蝇杂交,得到三杂合子ec++/+sccv(不代表基因的次序,因为在未做试验之前是不知道的)。三杂合子与三隐性雄蝇交配,实验中实得的个体数(合计1980)如表:
表型
实得数
表型
实得数
ec + +
810
+ + cv
88
+ sc cv
828
+ sc +
89
ec sc +
62
ec + cv
103
请根据上述理论画出ec、sc和cv这三个基因在X染色体的相对位置:___________。
【答案】(1)雌雄同株异花,杂交时不用母本去雄;子代数量多;具有易于区分的相对性状
(2)C基因和Sh基因位于一条染色体上(c基因和sh基因位于一条染色体上),伴随同源染色体的非姐妹染色单体的交换,C与c、Sh与sh交换
(3) ①. 3.6% ②. 0~50% ③. 两基因在染色体位置越远
(4)
【解析】
【分析】1、人工异花授粉过程为:去雄(在花蕾期去掉雄蕊)一套上纸袋一人工异花授粉(待花成熟时,采集另一株植株的花粉涂在去雄花的柱头上)一套上纸袋。
2、豌豆是两性花,两性花是指一朵花中既有雄蕊也有雌蕊,这样的花为两性花,而玉米的花中只有雄蕊或者雌蕊,这样的花为单性花,玉米的花为单性花。
【小问1详解】
玉米是雌雄同株异花的植物,其在杂交上的优点是不用母本去雄,同时玉米子代数量多;具有易于区分的相对性状也是用于遗传学杂交实验的优点。
【小问2详解】
由图可知测交后代出现四种表现型,但比例不是1∶1∶1∶1,说明两对等位基因不在一对同源染色体上。又因为子代中有色饱满和无色凹陷的数量相同且更多,C基因和Sh基因位于一条染色体上;c基因和sh基因位于一条染色体上,且伴随同源染色体的非姐妹染色单体的交换,C与c或Sh与sh交换。
【小问3详解】
重组率=重组合/(重组合+亲组合),所以根据图中数据可以算出重组合数=149+152=301,重组合数+亲组合数=149+152+4032+4035=8368,重组率=301/8368≈3.6%。如果没有个体发生重组,则重组合数为0,如果全部个体都发生重组,则重组合数等于亲组合数。所以重组率的取值范围为0-50%。如果一对同源染色体上的两对等位基因靠的越近,越难发生重组,反之越容易发生,所以重组率越高,两基因在染色体位置越远。
【小问4详解】
两对为一组,分别计算每组的重组率。考虑ec+/+sc这两对可知,重组合数=62+88=150,计算得到ec+/+sc的重组率=150/(150+1830)=7.6%;同理计算得到ec+/+cv重组率=9.7%,++/scv重组率=17.3%,说明sc与cv距离最远,ec在sc与cv之间,即ec、sc和cv这三个基因在X染色体的相对位置为。
19. 某研究小组为探究拟南芥的避阴反应,即植物被遮挡后加速下胚轴或茎的伸长生长的原理。设计了如下的实验方案,请根据实验方案回答下列问题∶
(1)材料准备∶野生型拟南芥和ELF3基因(能调控目标基因表达)缺失拟南芥。ELF3基因缺失拟南芥的获取方法∶利用CRISPR/Cas9技术进行基因编辑。gRNA依据___________原则与靶序列特异性结合,引导Cas9蛋白进行切割。如果要利用CRISPR/Cas9技术将一个基因从基因组序列中删除,设计gRNA的思路是___________。
实验原理∶光敏色素作为感光受体,接收并响应光信号,并将信息传递到细胞核,影响如ELF3基因等的表达,从而表现出生物学效应。
(2)实验过程∶
①将野生型拟南芥放于远红光(被遮阴)和红光(正常光)下培养相同时间,分别测定不同时间点ELF3基因的表达情况,结果如图2所示。根据图2结果,能得出遮阴___________(填“促进”或“抑制”)ELF3基因的表达。
②将数量相同野生型和ELF3基因缺失突变体拟南芥分别放于正常光和被遮阴条件下培养相同时间,测量下胚轴长度,结果如图3所示。
根据图3结果能得出的结论是___________。
(3)实验结论∶
①根据上述信息可以推测拟南芥的避阴反应的机制为___________。
②根据图3的结果能否得出遮阴只是通过影响ELF3基因的表达来影响下胚轴的生长以适应环境变化。为什么?___________。
【答案】(1) ①. 碱基互补配对 ②. 设计两条gRNA,使其与该基因的两端同时结合,并在相应的酶的作用下,将目的基因切除
(2) ①. 抑制 ②. 遮阴能促进下胚轴的生长,ELF3基因缺失突变体无论是在正常光还是遮阴条件下,下胚轴的生长都快于野生型
(3) ①. 遮阴刺激拟南芥的光敏色素,产生的信号传递到细胞核,抑制ELF3基因的表达,促进下胚轴的生长,使拟南芥能获得更多的阳光 ②. 否,ELF3基因缺失突变体拟南芥没有ELF3基因,但遮阴条件下下胚轴的生长依然快于野生型
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:现在常用PCR技术扩增获取目的基因,此外还可以从基因文库中或通过人工合成获取。(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】
如果要将一个基因从基因组序列中删除,应在该基因的两侧各切割一次,所以可以根据碱基互补配对原则设计两条gRNA,使其与该基因两端同时结合,并在相应的酶的作用下,将目的基因切除。
【小问2详解】
①比较遮阴和正常光下野生型拟南芥的ELF3基因的表达情况,可发现在实验的各时间点遮阴时ELF3基因的相对表达量都低于正常光,说明遮荫抑制ELF3基因的表达。
②图3实验有两个自变量,分别为遮阴与否和ELF3基因的有无,所以在得出结论时候应该从两个自变量的角度分别表述,因此可以得到:遮阴能促进下胚轴的生长,ELF3基因缺失突变体无论是在正常光还是遮阴条件下,下胚轴的生长都快于野生型这个结论。
【小问3详解】
①根据上述信息,可以知道遮阴能被光敏色素感知,遮阴能抑制ELF3基因的表达,ELF3基因又抑制下胚轴的生长,所以结合上述结论,可以推测拟南芥的遮阴反应的机制为遮阴刺激拟南芥的光敏色素,产生的信号传递到细胞核,抑制ELF3基因的表达,促进下胚轴的生长,使拟南芥能获得更多的阳光。
②据图3可知,ELF3基因缺失突变体拟南芥没有ELF3基因,但遮阴条件下下胚轴的生长依然快于野生型。所以遮阴不只是通过影响ELF3基因的表达来影响下胚轴的生长以适应环境变化。
20. 美国白蛾是我国重大外来入侵害虫。它繁殖量大;危害的寄主植物多;传播速度快,因而在新传入地常常爆发成灾。为有效防治美国白蛾,生物学家开展了一系列实验。回答下列问题:
(1)美国白蛾能在我国河北等地大规模爆发,原因可能是___________。
(2)调查发现,美国白蛾多发生在城市和居民区的园林绿化树木等植物上,且危害的植物种类多,几乎包括所有园林绿化的树种及农作物,以及多种乔灌木和杂草。据此分析为什么不能采取化学防治?___________。
(3)应引进___________(填“国内”或“国外”)天敌昆虫或病原微生物开展美国白蛾生物防治,理由是___________。
(4)在选择天敌昆虫时,还需要深入调查美国白蛾和天敌各项生理特性,以便找出最佳天敌及投放方案。
①美国白蛾幼虫生活在树叶上,集群取食。可用___________(填种群密度调查方法)调查幼虫种群密度,用以确定天敌的投放量。
②美国白蛾天敌种类有多种,比较各天敌寄生率和雌雄性别比,最终确定白蛾周氏啮小蜂用于美国白蛾的防治。推测白蛾周氏啮小蜂可能具有的优点有___________(答出2点即可)。
【答案】(1)河北等地食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种
(2)美国白蛾多发生在城市和居民区的园林绿化树木等植物上,因而不能使用对环境、人畜有害的化学农药进行化学防治
(3) ①. 国内 ②. 选用国外天敌可能会造成新的外来物种入侵
(4) ①. 样方法 ②. 白蛾周氏啮小蜂寄生率高,雌雄性别比高
【解析】
【分析】生物防治就是利用一种生物对付另外一种生物的方法。生物防治,大致可以分为以虫治虫、以鸟治虫和以菌治虫三大类。生物防治既对病虫害起到控制作用,又能避免害虫对药物产生抗药性,还能减少药物对环境的污染。
【小问1详解】
美国白蛾是外来入侵物种,且能在我国河北等地大规模爆发,可能原因是河北等地满足美国白蛾“J”形增长所需条件,即河北等地食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种
【小问2详解】
化学防治的缺点之一是会污染环境,而美国白蛾多发生在城市和居民区的园林绿化树木及植物上,所以不适合用化学农药进行化学防治。
【小问3详解】
选择美国白蛾的天敌时,应优先考虑国内其他地区的物种,因为选用国外天敌可能会造成新的外来物种入侵。
【小问4详解】
①因为美国白蛾幼虫活动能力弱,活动范围小,所以适合用样方法调查种群密度
②题干中提示需要考虑天敌寄生率和雌雄性别比,所以可以推测选用白蛾周氏啮小蜂,因为寄生率高、雌雄性别比也高有利于增殖。
21. 大麦籽粒蜡质层合成受多对等位基因调控。野生型(WT)大麦能合成蜡质前体(Wax-p),经CER1酶(其活性会受其他蛋白质影响)催化生成蜡质(Wax)。研究人员发现一种蜡质缺陷纯合突变体Cer1,进行了以下实验。回答下列问题:
(1)提取野生型(WT)和Cer1突变体的基因组DNA,利用CER1基因特有序列设计了引物F和R扩增CER1基因全长,产物电泳结果如图:
推测Cer1突变体中CER1基因最可能发生___________(填“碱基缺失”或“碱基替换”),依据是___________。
(2)将Cer1与WT杂交,F1均表现为野生型。F1自交得F2,表型比为野生型:蜡质缺陷=9:7.用DNA甲基化抑制剂5-aza处理F1植株后(实验组F1→50%植株出现部分蜡质缺陷;对照组F1→均表现野生型。
①F2出现9:7的比例,说明蜡质合成至少受___________对等位基因控制。若让F1测交,子代表型及其比例为___________。
②5-aza处理导致F1出现表型变化,原因是___________。
(3)进一步发现另一蜡质合成基因CER2(与CER1独立遗传)。Cer2纯合突变体也无蜡质。双突变体Cer1Cer2表型与单突变体相同。代谢检测结果如下:
基因型
CER1酶活性
Wax-p含量
Wax含量
WT
++++
低
高
Cer1纯合
0
①___________
0
Cer2纯合
++++
0
②___________
Cer1Cer2双纯合
0
高
0
Cer1杂合(未处理)
+++
低
高
Cer1杂合(5-aza处理)
++
③__________
低
补全表格中“①~③”处的代谢产物含量(填“高”“中”“低”或“0”),并解释Cer1杂合子经5-aza处理后表型变化的机制:___________。
【答案】(1) ①. 碱基缺失 ②. PCR扩增Cer1时无条带(而WT有1500bp条带),说明突变导致引物结合区域缺失,无法扩增
(2) ①. 2##两##二 ②. 野生型∶蜡质缺陷=1∶3 ③. 5-aza降低DNA甲基化,导致F1中CER1基因表达受影响,使CER1酶活性降低
(3) ①. 高 ②. 0 ③. 中 ④. Cer1杂合经5-aza处理,降低甲基化,影响CER1基因表达,CER1酶活性降至“++”(减弱),导致Wax-p部分积累(中),Wax合成减少(低)
【解析】
【分析】1、表观遗传学是指基于非基因序列改变所致基因表达水平的变化,即环境变化引起的性状改变,影响基因表达,但不改变DNA序列,如组蛋白乙酰化、DNA甲基化等。
2、DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。大量研究表明,DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因表达。
【小问1详解】
由电泳结果可知,PCR扩增Cer1时无条带(而WT有1500bp条带),最可能的原因应该是发生了碱基缺失,导致引物结合区域缺失,无法扩增。
【小问2详解】
①Cer1与WT杂交,F1均表现为野生型。F1自交得F2,表型比为野生型:蜡质缺陷=9:7,9:7比例是双基因互补互作的变式[9A_B_:7(3A_bb+3aaB_+1aabb)],表明蜡质合成需CERI和另一基因(设为R)共同作用。且题干中有暗示“CER1酶(其活性会受其他蛋白质影响)”,故蜡质合成至少受两对等位基因控制。若让F1(双杂合子)测交,子代表型及其比例为野生型:蜡质缺陷=1:3。
②DNA甲基化抑制剂5-aza处理导致F1中50%植株出现部分蜡质缺陷,说明部分植株CER1酶活性降低了。所以原因是5-aza降低DNA甲基化,导致F1中CERI基因表达受影响,使CER1酶活性降低。
【小问3详解】
大麦籽粒蜡质层合成受多对等位基因调控,野生型(WT)大麦能合成蜡质前体(Wax-p),经CER1酶(其活性会受其他蛋白质影响)催化生成蜡质(Wax)。因此代谢链为:Wax-p经过CER1催化生成Wax;CER2可能编码Wax-p合成酶;
Cerl突变→CER1酶缺失→Wax-p积累(含量较高),Wax=0
Cer2突变→Wax-p合成受阻→Wax-p不生成(含量未0),Wax=0
Cerl杂合(5-aza处理)时,CER1酶活性下降,表现为“++”,Wax-p合成减少,表现为“中”,Wax的生成量也减少,表现为“低”。
即Cer1杂合子经5-aza处理后表型变化的机制为Cer1杂合经5-aza处理,降低甲基化,影响CERI基因表达,CER1酶活性降至“++”(减弱),导致Wax-p部分积累(中),Wax合成减少(低)。
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