精品解析:重庆市西北狼教育联盟2025-2026学年高三上学期开学学情诊断生物试题
2025-09-01
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2份
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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 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 重庆市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.80 MB |
| 发布时间 | 2025-09-01 |
| 更新时间 | 2026-08-05 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-09-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53701226.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025年学情诊断高三年级 生物试卷
考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上相应的位置。
2.作答时,全部答案在答题卡上完成,答在本试卷上无效。
一、单选题(共15题,每题3分,共45分)
1. 近期的流感以甲型流感为主,给人们的日常生活和生命健康产生了影响。流感由流感病毒引起,如图所示为某型流感病毒,其表面有神经氨酸酶(NA)和血凝素(HA)下列说法正确的是( )
A. 流感病毒没有细胞膜,因此也不含蛋白质
B. 这种流感病毒毒株能在空气中进行传播和增殖
C. 病毒属于生命系统中最小的结构层次,同时也属于个体层次
D. 流感病毒的遗传信息极易发生改变,导致表面NA和HA变化,产生不同分型
2. 胆固醇以低密度脂蛋白(LDL)的形式在血液中运输,LDL是由胆固醇、蛋白质和磷脂结合形成的复合物,被细胞膜上的LDL受体识别后才能进入细胞。当血液中LDL过量时,胆固醇会在血液中积累并黏附在血管壁上,容易引发动脉粥样硬化。下列相关叙述正确的是( )
A. LDL中磷脂分子的排布与磷脂分子尾部疏水特性无关
B. LDL受体协助LDL进入细胞,体现了蛋白质的运输功能
C. 胆固醇是水溶性的,人体中胆固醇是构成细胞膜的重要成分
D. 若LDL受体无法合成,血浆中的胆固醇含量会上升
3. 细胞内的马达蛋白可与囊泡结合,参与细胞内物质运输。马达蛋白通过头部结合和水解ATP获得能量,驱动自身及所携带的“货物”分子沿细胞骨架定向“行走”,其机理如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 马达蛋白分子是由C、H、O、N、Mg等多种元素构成的
B. 细胞骨架除参与物质运输外,还与细胞运动、分裂等相关
C. 唾液腺细胞中马达蛋白功能异常不影响唾液淀粉酶分泌
D. 马达蛋白分子参与的物质运输需ATP供能,属主动运输
4. 肌质网是一类特化的内质网,具有贮存钙离子的功能。肌细胞膜去极化后引起肌质网上的钙离子通道打开,大量钙离子进入细胞质,引起肌肉收缩之后由钙离子泵消耗ATP将钙离子泵回肌质网。下列叙述正确的是( )
A. 内质网是细胞内囊泡运输的交通枢纽
B. 血液中Ca2+的含量太高,动物会出现抽搐
C. 每次转运Ca2+时,钙离子泵都会发生构象变化
D. Ca2+进入细胞质时需与Ca2+通道识别并结合
5. 在“草→兔→鹰”的食物链中,能量流经兔所处营养级的过程如图所示[数字和字母均表示能量值,单位为:J/cm2·a)]。已知草所处营养级的同化量为500J(cm2·a)。下列叙述错误的是( )
A. 与圈养兔相比,散养兔的D/B比值较低
B. “C”为用于兔生长、发育和繁殖的能量
C. 草与兔所处营养级之间的能量传递效率为16%
D. 免与鹰之间的信息传递需要信息源、信道和信息受体
6. 生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。下图是生物氧化塘内部分成分之间的关系,相关分析正确的是( )
A. 流经生物氧化塘的总能量是藻类固定的全部太阳能
B. 生物氧化塘实现了能量的多级循环利用
C. 不同生物生活在生物氧化塘不同层次体现生物群落的垂直结构分布的特点
D. 图中藻类和细菌是互利共生关系
7. 蚯蚓通常栖息在阴暗、潮湿的土壤环境中,以落叶、禽畜粪便和线虫等为食。四溴双酚A(TBBPA)是土壤中常见的污染物之一。科研人员以蚯蚓为实验对象,将其培养在浓度为1mg/kg的TBBPA污染土壤中进行30天富集实验,然后将蚯蚓转至干净土壤进行30天排出实验,实验结果如下图。下列叙述错误的是( )
A. 蚯蚓在生态系统中既是消费者也是分解者
B. 蚯蚓对TBBPA的富集效应在20天以后趋于饱和
C. 该实验结束时蚯蚓被其他捕食者所食,TBBPA不会沿食物链传递
D. 15天时蚯蚓体内富集的TBBPA浓度约是初始实验环境中TBBPA的8倍
8. 青藏高原砾石(呈灰色)荒漠中生活着一种紫堇,每年7月开蓝花,叶片通常为绿色,但部分植株出现H基因,导致叶片呈灰色。绢蝶是紫堇的头号天敌,主要靠识别紫堇与环境的颜色差异来定位植株。绢蝶5~6月将卵产在紫堇附近的砾石上,便于孵化的幼虫就近取食。绢蝶产卵率与紫堇结实率如下图。下列推断不合理的是( )
注:产卵率指绢蝶在绿叶或灰叶紫堇附近产卵的机率;结实率=结实植株数/总植株数×100%
A. 灰叶紫堇具有保护色,被天敌取食的机率更低,结实率更高
B. 紫堇开花时间与绢蝶产卵时间不重叠,不利于H基因的保留
C. 若绢蝶种群数量锐减,绿叶紫堇在种群中所占的比例会增加
D. 灰叶紫堇占比增加有助于绢蝶演化出更敏锐的视觉定位能力
9. 《中馈录》中记载:“泡盐菜法,定要覆水坛。坛口上覆一盖,浸于水中……。泡菜之水,用花椒和盐煮沸,加烧酒少许。……如有霉花,加烧酒少许。”下列关于泡菜制作叙述正确的是( )
A. “坛口上覆一盖”是为了使气体不能进出泡菜坛
B. “霉花”主要由毛霉增殖形成,毛霉孢子往往来自空气
C. 泡菜水需浸没全部菜料主要是为了用盐杀死菜料表面的杂菌
D. 发酵过程中乳酸菌将糖类氧化为乳酸,细胞中有[H]的产生与消耗,但无气体生成
10. “筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述正确的是( )
A. 胚胎移植前进行性别鉴定对于人工控制动物的性别有重要意义
B. 基因工程中利用标记基因筛选出的细胞都含有目的基因
C. 诱导植物原生质体融合时,观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞
D. 用选择培养基筛选微生物时,实验组接种微生物,对照组不接种
11. 微塑料由塑料废弃物风化形成,难以降解,会危害生态环境和人体健康。有人分离到X和Y两种微塑料降解菌,将总菌量相同的X、Y、X+Y(X:Y=1:1)分别接种于含有等量微塑料的蛋白胨液体培养基中,培养一段时间后测定微塑料的残留率(残留率=剩余量/添加量×100%),结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 用平板划线法能测定X菌组中的活菌数
B. Y菌组微塑料残留率较高,故菌浓度也高
C. 混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种
D. 能在该培养基中生长繁殖的微生物都能降解微塑料
12. DNA 琼脂糖凝胶电泳是一种分离、纯化或分析PCR 扩增后的待检DNA片段的技术。下列关于核酸片段的扩增及电泳鉴定的叙述,正确的是( )
A. DNA分子被电泳缓冲液中的核酸染料染成蓝色
B. 若要分离较小DNA片段,可选择低浓度凝胶
C. 电泳后凝胶中的DNA能直接在紫外灯下检测到
D. 用生理盐水来配制0.8%~1.2%的琼脂糖溶液
13. 猴的克隆胚胎在发育过程中往往出现基因的异常甲基化修饰以及胎盘发育异常,导致克隆成功率较低。我国科学家采用一定的技术手段对克隆胚胎进行处理,如下图所示,提高了克隆成功率,并在2024年获得了首个活到成年的克隆猴。下列分析错误的是( )
A. 成纤维细胞应注入去除纺锤体-染色体复合物的食蟹猴MII期卵母细胞
B. Kdm4d的mRNA和酶TSA通过影响表观遗传促进胚胎细胞的正常分化
C. 重组囊胚移植前可以切取部分滋养层细胞对克隆猴进行遗传病筛查
D. 该技术在克隆具有特定疾病的模型动物以及辅助生殖等领域有广阔前景
14. 研究人员用花椰菜(BB,2n=18)根与黑芥(CC,2n=16)叶片分别制备原生质体,经PEG诱导融合形成杂种细胞,进一步培养获得再生植株,其中的植株N经鉴定有33条染色体。下列叙述正确的是( )
A. 两个原生质体融合形成的细胞即为杂种细胞
B. 再生植株N的形成证明杂种细胞仍具有全能性
C. 花椰菜和黑芥的原生质体能融合,证明两种植物间不存在生殖隔离
D. 植株N的B组和C组染色体不能正常联会配对,无法产生可育配子
15. 反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列进行扩增的技术,其过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 整个过程需用到限制酶、DNA连接酶、耐高温DNA聚合酶及逆转录酶
B. 环化阶段,可选E.coliDNA连接酶而不能选T4DNA连接酶
C. PCR产物是包含所有已知序列和未知序列的环状DNA分子
D. 应选择引物1和引物4进行PCR扩增
二、解答题(共 5 小题,共 55 分)
16. 盐碱化是农业生产的主要障碍之一,盐碱地具有高渗及土壤 pH 呈碱性的特点,大部分植物无法在此生存,而某些耐盐植物却能生长。科研人员发现在盐碱地中生活的某种水稻,其抗逆性相关生理过程示意图如下。回答下列问题:
(1)生物膜上水通道蛋白、SOS1和NHX 转运蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是______。
(2)细胞质基质中的 H⁺利用液泡膜上的 H⁺泵并消耗 ATP 进入细胞液的方式是______,该运输方式具有的特点是______。细胞通过该过程建立了液泡膜两侧 H⁺浓度梯度。Na⁺通过 Na⁺/H⁺逆向转运蛋白 NHX 由细胞质基质进入细胞液的直接驱动力是______。通过如图调节过程,______(填“增大”或“降低”)了水稻细胞液泡内的溶液与土壤溶液的浓度差,有利于根细胞吸收土壤溶液中的水分适应盐胁迫环境。
(3)据图分析,根细胞吸收土壤溶液中的水分的方式有______,盐胁迫条件下,水稻降低细胞内Na⁺毒害的途径还有______。
(4)有研究发现,对盐碱地中生长的某种水稻施用药物X,一段时间后测得细胞内多糖与可溶性糖的比例发生改变,试推测药物X能提高水稻的吸水能力从而耐盐碱的原因是______。
17. 互花米草作为一种生态工程植物被引入国内,但因互花米草对本地物种具有极强的竞争力,挤占本土动植物生存空间,导致潮间带生物多样性和湿地生态服务功能降低,因此,亟须遏制互花米草在我国滨海地区快速扩张的势头。下图1是某科研团队黄河入海口南侧潮间带的研究区域。下图2是互花米草生境中部分食物网关系。
(1)植被带按图1顺序从海洋向陆地发展,这体现了该群落______结构。若研究该湿地中芦苇的生态位,通常需要研究它的______(至少2个)。
(2)图2中泥螺在该生态系统中的成分是______。其参与构成的食物链是______的渠道。
(3)在繁殖季节,该区域雄性丹顶鹤会通过一系列的舞蹈和声音来吸引雌性,该过程中传递的有______信息,体现了信息传递的作用是______。
(4)芦苇是本土植物,由于与互花米草具有相似的生态位,二者竞争激烈。研究人员对该地区10块湿地进行调查,每块湿地随机选取5个样方,采集植物和土壤样本,测定相关数据,结果如图3.据图分析,互花米草成功入侵的原因是______。
18. 青岛啤酒选用优质大麦、大米、上等啤酒花和软硬适度、洁净甘美的崂山矿泉水为原料酿制而成。酒液清澈透明、呈淡黄色,泡沫清白、细腻而持久。如图是某工厂利用麦芽汁溶液发酵酿造啤酒的大致流程。回答下列问题:
(1)工厂利用粉碎的麦芽进行糖化(淀粉水解成甜味产物的过程),主要是利用麦芽中的_________,淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵的原因是__________________。
(2)早期人们酿造的啤酒很容易变酸,其原因是__________________。这个问题整整困扰了酿酒师几个世纪之久。后来,在传统啤酒的酿造中,野生啤酒花(一种草本植物,其花序可以用于啤酒酿造)很好的解决了上述问题。请推测啤酒花在啤酒酿造中的主要作用可能是___________________________。
(3)为了探究加入发酵罐中啤酒酵母菌的合适数量,某兴趣小组按照如图所示的_________法进行统计计数。图中甲加入45ml无菌水以稀释10倍,计算每毫升初始溶液中酵母菌数量为_________个。
19. 甲状旁腺激素(PTH)是一种含有84个氨基酸的多肽,是调节钙磷代谢的主要激素之一、临床上PTH被作为低钙血症等疾病的重要诊断指标。拟制备抗PTH单克隆抗体(单抗),并建立定量检测PTH的方法。
(1)人工合成PTH肽链7~25氨基酸组成的多肽(A肽)和39~84氨基酸组成的多肽(B肽),分别用A肽、B肽多次免疫小鼠。
①取小鼠脾脏细胞与骨髓瘤细胞混合,加入____诱导细胞融合,并用特定的选择培养基进行筛选。对获得的杂交瘤细胞进行____,经多次筛选获得5个能稳定分泌抗PTH单抗的细胞株。
②将5个杂交瘤细胞株分别注射到____内,一段时间后分离获得抗PTH的5种单抗,分别是对应A肽的A1,对应B肽的B1、B2、B3、B4。
(2)经抗体配对检测后,筛选出A1、B1用于定量检测PTH。将B1固定在固相载体上作为捕获抗体,用辣根过氧化物酶标记A1,建立定量检测PTH的方法(如下图)。
①据图分析,捕获抗体、酶标抗体与待测样本中PTH在结构上的关系是____。
②利用上述方法可通过检测____来测定样品中PTH的含量。
(3)研究表明,人体内除全长PTH外,还存在PTH的7~84氨基酸肽段,它与全长PTH的生物学功能完全相反。为更准确地检测血中全长PTH的含量,请对上述方法提出改进思路____。
20. 土壤盐渍化影响水稻生长发育。科研人员将水稻耐盐基因 OsMYB56 导入不耐盐碱水稻品种吉更 88 中,培育出了 4 株耐盐碱水稻新品种。其操作流程及相关限制酶识别序列和切割位点如下图,图中 I-III 为限制酶的酶切位点,bar 为抗除草剂基因,Kanr 为卡那霉素抗性基因。请回答:
限制酶
EcoRI
BamHI
HindIII
SacI
识别序列和切割位点
G↓AATTCG
G↓ATCC
A↓AGCTT
GAGCT↓C
(1)过程①需要模板 DNA、________(同时提供原料和能量)、________酶、2 种引物、Mg²⁺等。被转化的根瘤农杆菌会将 Ti 质粒的________转移到水稻的________上。
(2)过程①所用引物如下,则过程②使用的限制酶是________和________,限制酶识别序列应该添加在引物的________端。
5’—CGCGGATCCATGAGAAAGGCCCCTGG—3’
5’—CGAGCTCCTATCCCCAGAGAGGTAGCGA—3’
(3)花椰菜病毒启动子的作用是________。
(4)科研人员采用特定的方法大量提取成功转化的 4 株植株叶片的基因组 DNA(目的基因中不含 AAGCTT),用 Hind III 完全消化,消化产物经电泳、转膜后与目的基因的探针杂交,其杂交结果如图所示(图中数字标号代表转化成功的植株)。下列有关分析正确的有________。
①还有不含目的基因的 DNA 条带在图中没有显示
②杂交带位置不同说明 Hind III 消化形成的 DNA 片段长度不同
③相同位置上杂交带对应 DNA 片段的脱氧核苷酸序列相同
④目的基因插入受体细胞核 DNA 的位置和数量都是随机的
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2025年学情诊断高三年级 生物试卷
考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上相应的位置。
2.作答时,全部答案在答题卡上完成,答在本试卷上无效。
一、单选题(共15题,每题3分,共45分)
1. 近期的流感以甲型流感为主,给人们的日常生活和生命健康产生了影响。流感由流感病毒引起,如图所示为某型流感病毒,其表面有神经氨酸酶(NA)和血凝素(HA)下列说法正确的是( )
A. 流感病毒没有细胞膜,因此也不含蛋白质
B. 这种流感病毒毒株能在空气中进行传播和增殖
C. 病毒属于生命系统中最小的结构层次,同时也属于个体层次
D. 流感病毒的遗传信息极易发生改变,导致表面NA和HA变化,产生不同分型
【答案】D
【解析】
【分析】病毒是非细胞生物,只能寄生在活细胞中进行生命活动。病毒依据宿主细胞的种类可分为植物病毒、动物病毒和噬菌体;根据遗传物质来分,可分为DNA病毒和RNA病毒;病毒由核酸和蛋白质组成。
【详解】A、流感病毒没有细胞膜,流感病毒由RNA和蛋白质组成,所以含有蛋白质,A错误;
B、这种流感病毒毒株能在空气中进行传播,但该流感病毒毒株的增殖必须依赖活细胞才能进行,B错误;
C、病毒没有细胞结构,所以不属于生命系统的任何层次,C错误;
D、流感病毒的遗传物质是RNA,单链,不稳定,所以其遗传信息易发生改变,通过基因的表达,进而导致NA和HA的变化,产生不同分型,D正确。
故选D。
2. 胆固醇以低密度脂蛋白(LDL)的形式在血液中运输,LDL是由胆固醇、蛋白质和磷脂结合形成的复合物,被细胞膜上的LDL受体识别后才能进入细胞。当血液中LDL过量时,胆固醇会在血液中积累并黏附在血管壁上,容易引发动脉粥样硬化。下列相关叙述正确的是( )
A. LDL中磷脂分子的排布与磷脂分子尾部疏水特性无关
B. LDL受体协助LDL进入细胞,体现了蛋白质的运输功能
C. 胆固醇是水溶性的,人体中胆固醇是构成细胞膜的重要成分
D. 若LDL受体无法合成,血浆中的胆固醇含量会上升
【答案】D
【解析】
【分析】1、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,还可参与人体内血液中脂质的运输。
2、正常人如果饮食不合理,摄入胆固醇过多,缺乏运动,会造成胆固醇在血液中含量过高,可能会患动脉粥样硬化,甚至是冠心病。
【详解】A、由于磷脂分子头部亲水、尾部疏水,LDL膜结构中磷脂分子成单层,且尾部朝内,内部包裹脂溶性的胆固醇,即LDL中磷脂分子的排布与磷脂分子尾部疏水特性有关,A错误;
B、LDL受体能识别LDL,LDL受体不能运输LDL进入细胞,不能体现蛋白质的运输功能,B错误;
C、胆固醇属于脂质,不溶于水,C错误;
D、结合题干信息可知,若人体细胞不能合成LDL受体,血浆中胆固醇无法正常进入组织细胞,会导致血浆中胆固醇含量升高,D正确。
故选D。
3. 细胞内的马达蛋白可与囊泡结合,参与细胞内物质运输。马达蛋白通过头部结合和水解ATP获得能量,驱动自身及所携带的“货物”分子沿细胞骨架定向“行走”,其机理如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 马达蛋白分子是由C、H、O、N、Mg等多种元素构成的
B. 细胞骨架除参与物质运输外,还与细胞运动、分裂等相关
C. 唾液腺细胞中马达蛋白功能异常不影响唾液淀粉酶分泌
D. 马达蛋白分子参与的物质运输需ATP供能,属主动运输
【答案】B
【解析】
【详解】A、马达蛋白的元素组成不包括Mg,A错误;
B、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,B正确;
C、唾液腺细胞中马达蛋白参与唾液淀粉酶的运输,马达蛋白功能异常会影响唾液淀粉酶的分泌,C错误;
D、由题意可知,马达蛋白与囊泡结合,参与细胞内物质运输,且需要消耗ATP,但该过程不属于主动运输,D错误。
故选B。
4. 肌质网是一类特化的内质网,具有贮存钙离子的功能。肌细胞膜去极化后引起肌质网上的钙离子通道打开,大量钙离子进入细胞质,引起肌肉收缩之后由钙离子泵消耗ATP将钙离子泵回肌质网。下列叙述正确的是( )
A. 内质网是细胞内囊泡运输的交通枢纽
B. 血液中Ca2+的含量太高,动物会出现抽搐
C. 每次转运Ca2+时,钙离子泵都会发生构象变化
D. Ca2+进入细胞质时需与Ca2+通道识别并结合
【答案】C
【解析】
【分析】物质进出细胞的方式主要包括被动运输(自由扩散和协助扩散)和主动运输。
1、被动运输:被动运输是物质顺浓度梯度的跨膜运输方式,它不需要消耗细胞的能量。(1)自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞,不需要载体蛋白的协助,也不消耗能量。例如,氧气、二氧化碳、水、甘油、乙醇、苯等小分子物质可以通过自由扩散的方式进出细胞;(2)协助扩散:也称为促进扩散或易化扩散,它是借助于细胞膜上的载体蛋白或通道蛋白的扩散过程。虽然物质仍然是顺着浓度梯度移动,但需要特定的蛋白质帮助。例如,葡萄糖进入红细胞就是通过协助扩散实现的;
2、主动运输:主动运输是物质逆浓度梯度的跨膜运输方式,它需要消耗细胞的能量,并且依赖于载体蛋白的帮助。主动运输能够使细胞维持某些物质在细胞内外的浓度梯度,这对于细胞的生命活动至关重要。例如,钠离子和钾离子在细胞内外的浓度梯度就是通过主动运输维持的;
3、胞吞和胞吐:胞吞是细胞通过细胞膜的内陷吞噬外部大分子物质或颗粒,形成囊泡进入细胞内部的过程;胞吐则是细胞内部的囊泡与细胞膜融合,将内容物释放到细胞外的过程。这两种方式主要涉及大分子物质或颗粒的运输,如蛋白质、脂肪等。
【详解】A、高尔基体是细胞内囊泡运输的交通枢纽,A错误;
B、血液中Ca2+的含量太低,动物会出现抽搐,B错误;
C、钙离子泵消耗ATP将钙离子泵回肌质网,说明这个过程属于主动运输,所以钙离子泵属于载体蛋白,每次转运Ca2+时,钙离子泵都会发生构象变化,C正确;
D、肌细胞膜去极化后引起肌质网上的钙离子通道打开,大量钙离子进入细胞质,说明Ca2+进入细胞质时不需要与Ca2+通道识别并结合,D错误。
故选C。
5. 在“草→兔→鹰”的食物链中,能量流经兔所处营养级的过程如图所示[数字和字母均表示能量值,单位为:J/cm2·a)]。已知草所处营养级的同化量为500J(cm2·a)。下列叙述错误的是( )
A. 与圈养兔相比,散养兔的D/B比值较低
B. “C”为用于兔生长、发育和繁殖的能量
C. 草与兔所处营养级之间的能量传递效率为16%
D. 免与鹰之间的信息传递需要信息源、信道和信息受体
【答案】A
【解析】
【分析】1.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。
2.动物的同化量等于摄入量减去粪便中的能量,各级动物的同化量去向包括呼吸作用的消耗和用于生长、发育与繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量去向包括流向下一营养级的能量(最高营养级除外)、流向分解者的能量和未被利用的能量。
【详解】A、与圈养兔相比,散养兔的D/B比值较高,因为散养兔的活动量包括躲避天敌过程中的活动量均上升,因而呼吸散失的热量更多,A错误;
B、图中B表示同化量,同化量包括呼吸消耗和用于自身生长、发育和繁殖的能量,即“C”为用于兔生长、发育和繁殖的能量,B正确;
C、草所处营养级的同化量为500,兔所处营养级的同化量为30+50=80,则草与兔所处营养级之间的能量传递效率为80÷500=16%,C正确;
D、信息传递的三要素为信息源、信道和信息受体,因而免与鹰之间的信息传递也不例外,D正确。
故选A。
6. 生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。下图是生物氧化塘内部分成分之间的关系,相关分析正确的是( )
A. 流经生物氧化塘的总能量是藻类固定的全部太阳能
B. 生物氧化塘实现了能量的多级循环利用
C. 不同生物生活在生物氧化塘不同层次体现生物群落的垂直结构分布的特点
D. 图中藻类和细菌是互利共生关系
【答案】C
【解析】
【分析】根据题图分析,A层中有机物被各种微生物分解,产生的产物到B层中可与细菌代谢产物一同被藻类利用产生O2,而O2又可被好氧型细菌所利用。由此可知生物氧化塘利用了物质循环再生和物种多样性等原理,且B层中的藻类和细菌具有种间互助关系。如果在该塘中引进硝化细菌,则可将产生的多余NH3转变为NO3-,利于污水的净化。而污水经处理后是否达到排放标准,不仅需要对细菌等微生物数量进行控制,还要对主要污染物进行检测,合格后才能排放。
【详解】A、流经生物氧化塘的总能量是藻类等生产者固定的全部太阳能与污水中有机物含有的能量,A错误;
B、生物氧化塘实现了物质循环再生,不能实现能量的循环利用,B错误;
C、不同生物生活在不同的水层,体现了生物群落空间结构中的垂直结构,C正确;
D、互利共生是指两种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利,分开之后,双方或一方不能生存,图中的藻类和细菌虽然生活在一个生态系统中,但分开后,都能独立生存,因此二者并不是互利共生关系,D错误。
故选C。
7. 蚯蚓通常栖息在阴暗、潮湿的土壤环境中,以落叶、禽畜粪便和线虫等为食。四溴双酚A(TBBPA)是土壤中常见的污染物之一。科研人员以蚯蚓为实验对象,将其培养在浓度为1mg/kg的TBBPA污染土壤中进行30天富集实验,然后将蚯蚓转至干净土壤进行30天排出实验,实验结果如下图。下列叙述错误的是( )
A. 蚯蚓在生态系统中既是消费者也是分解者
B. 蚯蚓对TBBPA的富集效应在20天以后趋于饱和
C. 该实验结束时蚯蚓被其他捕食者所食,TBBPA不会沿食物链传递
D. 15天时蚯蚓体内富集的TBBPA浓度约是初始实验环境中TBBPA的8倍
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统的结构包括组成成分和营养结构,组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,营养结构包括食物链和食物网。
【详解】A、蚯蚓以落叶、禽畜粪便为食时属于分解者,以线虫为食时属于消费者,所以蚯蚓在生态系统中既是消费者也是分解者,A正确;
B、从实验结果图可以看出,在20天以后,蚯蚓体内TBBPA浓度曲线趋于平缓,说明蚯蚓对TBBPA的富集效应在20天以后趋于饱和,B正确;
C、TBBPA是土壤中常见的污染物,具有生物富集作用,若实验结束时蚯蚓被其他捕食者所食,TBBPA会沿食物链传递,C错误;
D、由图可知,初始实验环境中TBBPA浓度为1mg/kg,15天时蚯蚓体内TBBPA浓度约为8μg/g=8mg/kg,所以15天时蚯蚓体内富集的TBBPA浓度约是初始实验环境中TBBPA的8倍,D正确。
故选C。
8. 青藏高原砾石(呈灰色)荒漠中生活着一种紫堇,每年7月开蓝花,叶片通常为绿色,但部分植株出现H基因,导致叶片呈灰色。绢蝶是紫堇的头号天敌,主要靠识别紫堇与环境的颜色差异来定位植株。绢蝶5~6月将卵产在紫堇附近的砾石上,便于孵化的幼虫就近取食。绢蝶产卵率与紫堇结实率如下图。下列推断不合理的是( )
注:产卵率指绢蝶在绿叶或灰叶紫堇附近产卵的机率;结实率=结实植株数/总植株数×100%
A. 灰叶紫堇具有保护色,被天敌取食的机率更低,结实率更高
B. 紫堇开花时间与绢蝶产卵时间不重叠,不利于H基因的保留
C. 若绢蝶种群数量锐减,绿叶紫堇在种群中所占的比例会增加
D. 灰叶紫堇占比增加有助于绢蝶演化出更敏锐的视觉定位能力
【答案】B
【解析】
【分析】信息传递在生态系统中的作用:
(1)个体:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。
(2)种群:生物种群的繁衍,离不开信息传递。
(3)群落和生态系统:能调节生物的种间关系,进而维持生态系统的稳定。
【详解】A、从环境角度看,砾石呈灰色,灰叶紫堇的灰色叶片与环境颜色相近,具有保护色,结合柱状图,灰叶紫堇附近绢蝶产卵率低,说明被天敌取食的机率更低,从而结实率更高,A正确;
B、紫堇7月开蓝花,绢蝶5-6月产卵,时间不重叠,但灰叶紫堇因有保护色,被取食少,结实率高,有利于H基因(控制灰叶的基因)传递给后代,是有利于H基因保留的,B错误;
C、绢蝶是紫堇天敌,且主要靠颜色差异定位,绢蝶种群数量锐减,对紫堇的取食压力减小,绿叶紫堇不再因颜色易被发现而处于劣势,在种群中所占比例会增加,C正确;
D、灰叶紫堇占比增加,对绢蝶的捕食能力提出更高要求,只有更敏锐地识别灰叶紫堇才能获取食物,这有助于绢蝶演化出更敏锐的视觉定位能力,D正确。
故选B。
9. 《中馈录》中记载:“泡盐菜法,定要覆水坛。坛口上覆一盖,浸于水中……。泡菜之水,用花椒和盐煮沸,加烧酒少许。……如有霉花,加烧酒少许。”下列关于泡菜制作叙述正确的是( )
A. “坛口上覆一盖”是为了使气体不能进出泡菜坛
B. “霉花”主要由毛霉增殖形成,毛霉孢子往往来自空气
C. 泡菜水需浸没全部菜料主要是为了用盐杀死菜料表面的杂菌
D. 发酵过程中乳酸菌将糖类氧化为乳酸,细胞中有[H]的产生与消耗,但无气体生成
【答案】D
【解析】
【详解】A、“坛口上覆一盖”后通过水封隔绝外界空气,但发酵产生的气体(如CO₂)可排出,只通过盖不能达到阻止气体进入的效果,A错误;
B、“霉花”通常由产膜酵母菌繁殖形成,B错误;
C、泡菜水浸没菜料主要是为了创造无氧环境,促进乳酸菌发酵,同时高盐抑制杂菌生长,而非直接杀死杂菌,C错误;
D、乳酸菌进行无氧呼吸,将葡萄糖分解为乳酸,此过程产生并消耗[H],且无CO₂生成,D正确。
故选D。
10. “筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述正确的是( )
A. 胚胎移植前进行性别鉴定对于人工控制动物的性别有重要意义
B. 基因工程中利用标记基因筛选出的细胞都含有目的基因
C. 诱导植物原生质体融合时,观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞
D. 用选择培养基筛选微生物时,实验组接种微生物,对照组不接种
【答案】A
【解析】
【详解】A、胚胎移植前通过滋养层细胞进行性别鉴定,可筛选所需性别的胚胎进行移植,从而控制动物性别,A正确;
B、标记基因用于筛选含有重组质粒的细胞,但可能存在质粒自身环化而未插入目的基因的情况,因此标记基因阳性细胞不一定含目的基因,B错误;
C、原生质体融合后无论同源或异源均会再生细胞壁,无法通过细胞壁再生筛选异种融合细胞,需依赖细胞标记技术或选择培养基,C错误;
D、选择培养基的对照组应为普通培养基且均接种微生物,以验证选择作用,通常选择培养基上菌落数较少,则可证明选择培养基的选择作用,D错误。
故选A。
11. 微塑料由塑料废弃物风化形成,难以降解,会危害生态环境和人体健康。有人分离到X和Y两种微塑料降解菌,将总菌量相同的X、Y、X+Y(X:Y=1:1)分别接种于含有等量微塑料的蛋白胨液体培养基中,培养一段时间后测定微塑料的残留率(残留率=剩余量/添加量×100%),结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 用平板划线法能测定X菌组中的活菌数
B. Y菌组微塑料残留率较高,故菌浓度也高
C. 混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种
D. 能在该培养基中生长繁殖的微生物都能降解微塑料
【答案】C
【解析】
【分析】接种最常用的方法:
(1)平板划线分离法:由接种环以菌操作沾取少许待分离的材料,在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少,并逐步分散开来,如果划线适宜的话,微生物能一一分散,经培养后,可在平板表面得到单菌落。
(2)稀释平板法:首先将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在(否则一个菌落就不只是代表一个细胞),再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。
【详解】A、平板划线法主要用于微生物的分离和纯化,不能用于测定活菌数,测定活菌数常用稀释涂布平板法,A错误;
B、Y菌组微塑料残留率较高,说明Y菌对微塑料的降解能力相对较弱,而不是菌浓度高,微塑料残留率与菌对微塑料的降解能力有关,而非直接与菌浓度相关,B错误;
C、由图可知,X+Y混合菌种组的微塑料残留率低于X菌组和Y菌组,说明混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种,C正确;
D、该培养基中含有蛋白胨,能在该培养基中生长繁殖的微生物可能利用蛋白胨作为碳源和氮源等,但不一定都能降解微塑料,D错误。
故选C。
12. DNA 琼脂糖凝胶电泳是一种分离、纯化或分析PCR 扩增后的待检DNA片段的技术。下列关于核酸片段的扩增及电泳鉴定的叙述,正确的是( )
A. DNA分子被电泳缓冲液中的核酸染料染成蓝色
B. 若要分离较小DNA片段,可选择低浓度凝胶
C. 电泳后凝胶中的DNA能直接在紫外灯下检测到
D. 用生理盐水来配制0.8%~1.2%的琼脂糖溶液
【答案】C
【解析】
【分析】DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下,这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。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,凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。
【详解】A、DNA分子被电泳缓冲液中的核酸染料染成蓝色的原理是通过在电泳过程中使用特定的染料来标记DNA,使其在紫外线下发出荧光,A错误;
B、低浓度凝胶的孔径较大,有利于大分子核酸在电场中迁移,使其能够更好地分离,B错误;
C、凝胶中已提前加入核酸染料,其中的DNA分子可直接在波长为300nm的紫外灯下被检测出来,C正确;
D、用电泳缓冲液配制0.8%~1.2%的琼脂糖溶液,D错误。
故选C。
13. 猴的克隆胚胎在发育过程中往往出现基因的异常甲基化修饰以及胎盘发育异常,导致克隆成功率较低。我国科学家采用一定的技术手段对克隆胚胎进行处理,如下图所示,提高了克隆成功率,并在2024年获得了首个活到成年的克隆猴。下列分析错误的是( )
A. 成纤维细胞应注入去除纺锤体-染色体复合物的食蟹猴MII期卵母细胞
B. Kdm4d的mRNA和酶TSA通过影响表观遗传促进胚胎细胞的正常分化
C. 重组囊胚移植前可以切取部分滋养层细胞对克隆猴进行遗传病筛查
D. 该技术在克隆具有特定疾病的模型动物以及辅助生殖等领域有广阔前景
【答案】C
【解析】
【详解】A、在体细胞核移植(克隆)过程中,供体细胞(如成纤维细胞)的核需要注入去除了纺锤体-染色体复合物的MII期卵母细胞中,以确保供体细胞的基因组能够替代卵母细胞的基因组,A正确;
B、Kdm4d是一种组蛋白去甲基化酶,TSA是一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂。它们通过调节表观遗传,促进克隆胚胎的正常发育和分化,B正确;
C、重组胚胎的滋养层来自囊胚b的滋养层,而发育成克隆猴的是囊胚a的内细胞团,故如果需要对克隆猴进行遗传病筛查,应该选择囊胚a的滋养层(为了不损伤内细胞团),C错误;
D、通过克隆技术可以创建特定疾病的动物模型,用于研究疾病机制和药物开发。此外,该技术还可能用于辅助生殖,帮助解决不孕不育等问题,D正确。
故选C。
14. 研究人员用花椰菜(BB,2n=18)根与黑芥(CC,2n=16)叶片分别制备原生质体,经PEG诱导融合形成杂种细胞,进一步培养获得再生植株,其中的植株N经鉴定有33条染色体。下列叙述正确的是( )
A. 两个原生质体融合形成的细胞即为杂种细胞
B. 再生植株N的形成证明杂种细胞仍具有全能性
C. 花椰菜和黑芥的原生质体能融合,证明两种植物间不存在生殖隔离
D. 植株N的B组和C组染色体不能正常联会配对,无法产生可育配子
【答案】B
【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为杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的方法。其原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性,去除细胞壁后诱导原生质体融合的方法有离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导,其典型优势是克服远缘杂交不亲和的障碍。
【详解】A、两个原生质体融合形成的细胞不一定是杂种细胞,有可能是两个花椰菜原生质体融合或两个黑芥原生质体融合等,A 错误;
B、全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,杂种细胞经过培养形成再生植株 N,这证明了杂种细胞仍具有全能性,B正确;
C、花椰菜和黑芥是不同物种,它们之间存在生殖隔离。原生质体能融合并不能证明不存在生殖隔离,因为生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代,C错误;
D、植株 N 是花椰菜(BB,2n=18)和黑芥(CC,2n=16),二者原生质体经 PEG 诱导融合形成杂种细胞后,染色体组成是 BBCC,存在同源染色体,在减数分裂时能正常联会配对,能产生可育配子,D错误。
故选B。
15. 反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列进行扩增的技术,其过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 整个过程需用到限制酶、DNA连接酶、耐高温DNA聚合酶及逆转录酶
B. 环化阶段,可选E.coliDNA连接酶而不能选T4DNA连接酶
C. PCR产物是包含所有已知序列和未知序列的环状DNA分子
D. 应选择引物1和引物4进行PCR扩增
【答案】D
【解析】
【分析】1、PCR只能扩增两端序列已知的基因片段,反向PCR可扩增一段已知序列的两端未知序列。反向PCR的目的在于扩增一段已知序列旁侧的DNA,也就是说这一反应体系不是在一对引物之间而是在引物外侧合成DNA。
2、如图所示,DNA分子被限制酶切割,然后环化并加入已知序列合成的引物,再通过PCR扩增得到中间是未知序列两侧是已知序列的DNA分子。
【详解】A、整个过程需用到限制酶、DNA连接酶和耐高温DNA聚合酶,没有逆转录过程,不需要逆转录酶,A错误;
B、T4DNA连接酶既可以连接平末端也可以连接粘性末端,所以环化阶段,可选E.coliDNA连接酶也能选T4DNA连接酶,B错误;
C、PCR产物是包含所有已知序列和未知序列的链状DNA分子,C错误;
D、DNA子链合成的方向为5'端到3'端,因此要通过已知序列设计引物对未知序列进行扩增应选择引物1和引物4进行PCR扩增,D正确。
故选D。
二、解答题(共 5 小题,共 55 分)
16. 盐碱化是农业生产的主要障碍之一,盐碱地具有高渗及土壤 pH 呈碱性的特点,大部分植物无法在此生存,而某些耐盐植物却能生长。科研人员发现在盐碱地中生活的某种水稻,其抗逆性相关生理过程示意图如下。回答下列问题:
(1)生物膜上水通道蛋白、SOS1和NHX 转运蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是______。
(2)细胞质基质中的 H⁺利用液泡膜上的 H⁺泵并消耗 ATP 进入细胞液的方式是______,该运输方式具有的特点是______。细胞通过该过程建立了液泡膜两侧 H⁺浓度梯度。Na⁺通过 Na⁺/H⁺逆向转运蛋白 NHX 由细胞质基质进入细胞液的直接驱动力是______。通过如图调节过程,______(填“增大”或“降低”)了水稻细胞液泡内的溶液与土壤溶液的浓度差,有利于根细胞吸收土壤溶液中的水分适应盐胁迫环境。
(3)据图分析,根细胞吸收土壤溶液中的水分的方式有______,盐胁迫条件下,水稻降低细胞内Na⁺毒害的途径还有______。
(4)有研究发现,对盐碱地中生长的某种水稻施用药物X,一段时间后测得细胞内多糖与可溶性糖的比例发生改变,试推测药物X能提高水稻的吸水能力从而耐盐碱的原因是______。
【答案】(1)选择透过性
(2) ①. 主动运输 ②. 逆浓度梯度运输,需要载体蛋白的协助,需要细胞内化学反应所释放的能量 ③. H⁺浓度梯度 ④. 增大
(3) ①. 自由扩散和协助扩散 ②. 通过转运蛋白SOS1将Na+转运至细胞外
(4)药物X促进多糖转化为可溶性糖,使细胞渗透压升高,吸水能力更强
【解析】
【分析】1、植物根细胞通过渗透作用从外界溶液中吸水,其中原生质层起半透膜的作用,与细胞液和外界溶液构成渗透系统。植物根细胞液泡中可溶性糖、有机酸等物质的含量增加,可使细胞内渗透压升高,有利于植物细胞渗透吸水。
2、图中信息显示:细胞液的pH比细胞质基质低,说明细胞液的H+浓度比细胞质基质大,因此H+从细胞液进入细胞质基质是顺浓度梯度,会产生势能,供给Na+通过NHX逆向转运至液泡内使用,Na+通过NHX由细胞质基质进入细胞液的直接驱动力是H+浓度梯度。
【小问1详解】
生物膜上的转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白,具有特异性,即一种转运蛋白只能转运一种或一类化学物质,体现了细胞膜具有选择透过性的功能特点。
【小问2详解】
跨膜运输中,需要载体蛋白协助且需要消耗细胞代谢产生的能量的运输方式为主动运输;物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输,即主动运输具有逆浓度梯度运输,需要载体蛋白的协助,需要细胞内化学反应所释放的能量的特点;由图可知,液泡中pH为5.5,细胞质基质中pH为7.5,即液泡中H+浓度高于细胞质基质中H+浓度,则H+通过NHX从液泡运输至细胞质基质的运输方向为顺浓度梯度,运输过程中产生了化学势能,该势能为NHX逆浓度运输Na+提供能量;通过NHX蛋白将Na+逆浓度梯度运输至液泡中,增大了液泡中的离子浓度,增大了细胞液的浓度,进而增大了水稻细胞液泡内的溶液与土壤溶液的浓度差。
【小问3详解】
由图可知,水分子可直接穿过细胞膜的磷脂双分子层,该种运输方式为自由扩散,同时水分子还可通过细胞膜上的转运蛋白进入细胞,则该种运输方式为协助扩散;盐胁迫条件下,水稻降低细胞内Na+毒害的途径还有通过转运蛋白SOS1,利用H+顺浓度运输产生的势能进行主动运输,将细胞内的Na+转运至细胞外,降低细胞内的Na+浓度。
【小问4详解】
细胞的吸水能力与细胞液的浓度呈正相关,研究发现对盐碱地中生长的某农作物施用药物X, 吸水能力更强,说明使用药物X会增加细胞液浓度,根据题意,细胞内多糖与可溶性糖的比例发生改变,推测可能是药物X促进多糖转化为可溶性糖,使细胞渗透压升高,吸水能力增强,因而能提高植物的耐盐碱能力。
17. 互花米草作为一种生态工程植物被引入国内,但因互花米草对本地物种具有极强的竞争力,挤占本土动植物生存空间,导致潮间带生物多样性和湿地生态服务功能降低,因此,亟须遏制互花米草在我国滨海地区快速扩张的势头。下图1是某科研团队黄河入海口南侧潮间带的研究区域。下图2是互花米草生境中部分食物网关系。
(1)植被带按图1顺序从海洋向陆地发展,这体现了该群落______结构。若研究该湿地中芦苇的生态位,通常需要研究它的______(至少2个)。
(2)图2中泥螺在该生态系统中的成分是______。其参与构成的食物链是______的渠道。
(3)在繁殖季节,该区域雄性丹顶鹤会通过一系列的舞蹈和声音来吸引雌性,该过程中传递的有______信息,体现了信息传递的作用是______。
(4)芦苇是本土植物,由于与互花米草具有相似的生态位,二者竞争激烈。研究人员对该地区10块湿地进行调查,每块湿地随机选取5个样方,采集植物和土壤样本,测定相关数据,结果如图3.据图分析,互花米草成功入侵的原因是______。
【答案】(1) ①. 水平 ②. 区域出现频率、种群密度、植株高度、与其他物种的关系
(2) ①. 消费者和分解者 ②. 能量流动和物质循环
(3) ①. 物理、行为信息 ②. 生物种群的繁衍离不开信息传递
(4)随土壤盐度增加和含水量下降,互花米草比芦苇叶面积下降幅度小,使得互花米草在滨海湿地这样的环境中更具有竞争力
【解析】
【分析】群落的空间结构包括垂直结构和水平结构,垂直结构会表现出分层现象,对于植物其影响因素为光照强度,对于动物其影响因素为栖息空间和食物;水平结构会表现为镶嵌分布,影响因素有地形变化、土壤湿度和盐碱度、光照强度、生物自身生长特点及人和动物的影响。
【小问1详解】
植被由于地形的变化和土壤含水量的差异而呈不同分布,属于水平结构。研究植物的生态位通常需要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其它物种的关系等。
【小问2详解】
分析图2可知,泥螺以有机腐殖质和互花米草、盐蒿、微体藻类为食,故泥螺在该生态系统中的成分是消费者和分解者;食物链是进行能量流动和物质循环的渠道。
【小问3详解】
丹顶鹤通过舞蹈和声音来吸引雌性分别属于行为信息和物理信息,体现了生物种群的繁衍离不开信息传递。
【小问4详解】
分析图3,依据实验结果可以看出,随土壤盐度增加和含水量下降,互花米草比芦苇叶面积下降幅度小,使得互花米草在滨海湿地这样的环境中更具有竞争力,从而成功入侵。
18. 青岛啤酒选用优质大麦、大米、上等啤酒花和软硬适度、洁净甘美的崂山矿泉水为原料酿制而成。酒液清澈透明、呈淡黄色,泡沫清白、细腻而持久。如图是某工厂利用麦芽汁溶液发酵酿造啤酒的大致流程。回答下列问题:
(1)工厂利用粉碎的麦芽进行糖化(淀粉水解成甜味产物的过程),主要是利用麦芽中的_________,淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵的原因是__________________。
(2)早期人们酿造的啤酒很容易变酸,其原因是__________________。这个问题整整困扰了酿酒师几个世纪之久。后来,在传统啤酒的酿造中,野生啤酒花(一种草本植物,其花序可以用于啤酒酿造)很好的解决了上述问题。请推测啤酒花在啤酒酿造中的主要作用可能是___________________________。
(3)为了探究加入发酵罐中啤酒酵母菌的合适数量,某兴趣小组按照如图所示的_________法进行统计计数。图中甲加入45ml无菌水以稀释10倍,计算每毫升初始溶液中酵母菌数量为_________个。
【答案】(1) ①. 淀粉酶 ②. 酵母菌不能直接利用淀粉作为碳源
(2) ①. 醋酸菌在有氧条件下将酒精转变为醋酸 ②. 啤酒花能抑制醋酸菌的繁殖
(3) ①. 稀释涂布平板法 ②. 3.5×108
【解析】
【分析】稀释涂布平板法计数公式:是毫升样品中的菌株数=(C÷V)×M,C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。
【小问1详解】
淀粉水解成甜味产物是利用麦芽中的淀粉酶催化完成的;酵母菌不能直接利用淀粉作为碳源所以淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵。
【小问2详解】
早期人们酿造的啤酒很容易变酸,是因为人们将啤酒放在氧气充足的地方储存,醋酸菌在有氧条件下将酒精转变为醋酸;结合题中信息可知,啤酒花中的物质通过抑制醋酸菌的繁殖,而使啤酒不变酸。
【小问3详解】
图示为稀释涂布平板法计数菌体,该方法统计的酵母菌数目往往偏低,因为当两个或两个细胞聚集在一起时看到的是一个菌落,装有啤酒的试管最初含有5mL啤酒,要稀释10倍,需要加入45mL无菌水;图示过程共稀释了106倍,则每毫升啤酒中酵母菌数量为(68+75+67)÷3÷0.2×106=3.5×108个。
19. 甲状旁腺激素(PTH)是一种含有84个氨基酸的多肽,是调节钙磷代谢的主要激素之一、临床上PTH被作为低钙血症等疾病的重要诊断指标。拟制备抗PTH单克隆抗体(单抗),并建立定量检测PTH的方法。
(1)人工合成PTH肽链7~25氨基酸组成的多肽(A肽)和39~84氨基酸组成的多肽(B肽),分别用A肽、B肽多次免疫小鼠。
①取小鼠脾脏细胞与骨髓瘤细胞混合,加入____诱导细胞融合,并用特定的选择培养基进行筛选。对获得的杂交瘤细胞进行____,经多次筛选获得5个能稳定分泌抗PTH单抗的细胞株。
②将5个杂交瘤细胞株分别注射到____内,一段时间后分离获得抗PTH的5种单抗,分别是对应A肽的A1,对应B肽的B1、B2、B3、B4。
(2)经抗体配对检测后,筛选出A1、B1用于定量检测PTH。将B1固定在固相载体上作为捕获抗体,用辣根过氧化物酶标记A1,建立定量检测PTH的方法(如下图)。
①据图分析,捕获抗体、酶标抗体与待测样本中PTH在结构上的关系是____。
②利用上述方法可通过检测____来测定样品中PTH的含量。
(3)研究表明,人体内除全长PTH外,还存在PTH的7~84氨基酸肽段,它与全长PTH的生物学功能完全相反。为更准确地检测血中全长PTH的含量,请对上述方法提出改进思路____。
【答案】(1) ①. PEG/聚乙二醇/灭活病毒 ②. 克隆化培养、抗体检测 ③. 小鼠腹腔
(2) ①. 捕获抗体和酶标抗体特异性结合于PTH 的不同位点 ②. 棕色的深浅
(3)制备针对PTH1~6氨基酸组成的多肽的单抗作为酶标抗体(或制备针对PTH1~6氨基酸组成的多肽的单抗作为捕获抗体)
【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,即用培养基培养和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。
【小问1详解】
①PEG/聚乙二醇/灭活病毒可促进动物细胞的融合;单克隆抗体制备过程中,有两次筛选,其中第二次筛选是对获得的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选获得5株能稳定分泌抗PTH单抗的细胞。
②单克隆抗体制备时既可进行体内培养也可在体外培养,其中体内培养是将杂交瘤细胞株分别注射到小鼠腹腔内,一段时间后分离获得抗PTH单抗。
【小问2详解】
① 据图可知,捕获抗体和酶标抗体与待测样本中PTH的关系是:捕获抗体和酶标抗体特异性结合于PTH的不同位点。
②据图可知,PTH与捕获抗体结合后,再加入酶标抗体。经洗涤并加入底物后可产生棕色底物,且在一定范围内棕色的深浅与样品中 PTH含量呈正相关,故可通过检测显色反应后棕色的深浅来测定PTH的含量。
【小问3详解】
依据题干信息可知,人体内除全长PTH外,还存在PTH的7~84氨基酸肽段,它与全长PTH的生物学功能完全相反,即7~84氨基酸肽段的存在会干扰上述检测结果的准确性,故应制备针对PTH1~6氨基酸组成的多肽的单抗作为酶标抗体,避免7~84肽段的干扰。
20. 土壤盐渍化影响水稻生长发育。科研人员将水稻耐盐基因 OsMYB56 导入不耐盐碱水稻品种吉更 88 中,培育出了 4 株耐盐碱水稻新品种。其操作流程及相关限制酶识别序列和切割位点如下图,图中 I-III 为限制酶的酶切位点,bar 为抗除草剂基因,Kanr 为卡那霉素抗性基因。请回答:
限制酶
EcoRI
BamHI
HindIII
SacI
识别序列和切割位点
G↓AATTCG
G↓ATCC
A↓AGCTT
GAGCT↓C
(1)过程①需要模板 DNA、________(同时提供原料和能量)、________酶、2 种引物、Mg²⁺等。被转化的根瘤农杆菌会将 Ti 质粒的________转移到水稻的________上。
(2)过程①所用引物如下,则过程②使用的限制酶是________和________,限制酶识别序列应该添加在引物的________端。
5’—CGCGGATCCATGAGAAAGGCCCCTGG—3’
5’—CGAGCTCCTATCCCCAGAGAGGTAGCGA—3’
(3)花椰菜病毒启动子的作用是________。
(4)科研人员采用特定的方法大量提取成功转化的 4 株植株叶片的基因组 DNA(目的基因中不含 AAGCTT),用 Hind III 完全消化,消化产物经电泳、转膜后与目的基因的探针杂交,其杂交结果如图所示(图中数字标号代表转化成功的植株)。下列有关分析正确的有________。
①还有不含目的基因的 DNA 条带在图中没有显示
②杂交带位置不同说明 Hind III 消化形成的 DNA 片段长度不同
③相同位置上杂交带对应 DNA 片段的脱氧核苷酸序列相同
④目的基因插入受体细胞核 DNA 的位置和数量都是随机的
【答案】(1) ①. dNTP ②. 耐高温的DNA聚合酶 ③. T-DNA ④. 染色体DNA
(2) ①. BamHI ②. SacI ③. 5'
(3)是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA
(4)①②④
【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。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感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。
【小问1详解】
过程①是PCR扩增目的基因的过程,PCR技术需要模板DNA、dNTP、耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶 )、2种引物、Mg2+等。在农杆菌转化法中,被转化的根瘤农杆菌会将Ti质粒的T-DNA转移到水稻的染色体DNA上,进而实现目的受体细胞的转化。
【小问2详解】
过程①所用引物如下,对引物5'端会发现有BamH I的识别序列GATCC和Sac I的识别序列GAGCTC,故过程②使用的限制酶是BamH I和Sac I。在引物设计时,限制酶识别序列应该添加在引物的5'端,因为DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。
【小问3详解】
启动子又叫RNA聚合酶结合位点,故其含有RNA聚合酶识别、结合的核苷酸序列,有了启动子才能驱动基因的转录,最终获得相关表达产物,即启动子的作用是是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因的转录过程。
【小问4详解】
①消化产物经电泳、转膜后与目的基因的探针杂交,不含目的基因的DNA条带在图中没有显示,①正确;
②杂交带位置不同说明Hind Ⅲ消化形成的DNA片段长度不同,因为不同长度的DNA片段在电泳中的迁移速率不同,②正确;
③相同位置上杂交带对应DNA片段长度相同,脱氧核苷酸序列不一定相同,③错误;
④目的基因插入受体细胞核DNA的位置和数量都是随机的,所以不同植株的实验结果中杂交带数目不同,④正确。
故选①②④
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