内容正文:
高三摸底考试-生物学
一、单选题(本部分共15题,每题2分,共30分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。)
1. 百日咳是一种由百日咳杆菌感染引起的呼吸道传染病。下列关于百日咳杆菌的叙述,正确的是( )
A. 通过有丝分裂增殖
B. 遗传物质彻底水解可产生8种碱基
C. 可引发机体产生特异性免疫
D. 通过线粒体进行有氧呼吸
2. 研究人员在检测细胞中某种蛋白质含量时,常使用一种在各种类细胞中都存在,且含量丰富而稳定的蛋白质作为参照物,下列蛋白质适合作为参照物的是
A. 细胞骨架蛋白 B. 血红蛋白
C. 淀粉酶 D. 胰岛素
3. 关于红细胞,下列说法错误的是( )
A. 蛙红细胞的分裂方式是无丝分裂
B. 由于哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核,故无法提取出DNA
C. 成熟的人体红细胞无线粒体,因此它不进行细胞呼吸
D. 人体红细胞的寿命只有120天,与其缺乏细胞核有关
4. 研究者发现胰腺癌细胞在葡萄糖不足时,能利用胞内的尿苷磷酸化酶将尿苷分解为尿嘧啶和核糖两部分,尿嘧啶经代谢过程转化为丙酮酸。以下推理不正确的是( )
A. 尿苷的元素组成是C、H、O、N、P
B. 尿苷可用于合成尿嘧啶核糖核苷酸
C. 尿苷可能来自胞内RNA的分解代谢
D. 尿苷可作为胰腺癌细胞的能源物质
5. 下图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中,细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是( )
选项
部位1
部位2
部位3
部位4
A
大量
少量
少量
无
B
大量
大量
少量
无
C
少量
大量
无
少量
D
少量
无
大量
大量
A. A B. B C. C D. D
6. 人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素,才具有降血糖的作用。该实例体现了生物学中“结构与功能相适应”的观念。下列叙述与上述观念不相符合的是( )
A. 热带雨林生态系统中分解者丰富多样,其物质循环的速率快
B. 高温处理后的抗体,失去了与抗原结合的能力
C. 硝化细菌没有中心体,因而不能进行细胞分裂
D. 草履虫具有纤毛结构,有利于其运动
7. 科学家对线虫进行诱变,发现C3基因功能缺失突变体中本应凋亡的细胞存活,C9基因功能缺失突变体中本不应凋亡的细胞发生凋亡。下列叙述错误的是( )
A. C3基因促进细胞凋亡 B. C9基因抑制细胞凋亡
C. 细胞凋亡不利于线虫发育 D. 细胞凋亡受基因的调控
8. 用于啤酒生产的酿酒酵母是真核生物,其生活史如图。
下列叙述错误的是( )
A. 子囊孢子都是单倍体
B. 营养细胞均无同源染色体
C. 芽殖过程中不发生染色体数目减半
D. 酿酒酵母可进行有丝分裂,也可进行减数分裂
9. 外科医生给足外伤患者缝合伤口时,先在伤口附近注射局部麻醉药,以减轻患者疼痛。局部麻醉药的作用原理是( )
A. 降低伤口处效应器的功能
B. 降低脊髓中枢的反射能力
C. 阻断相关传出神经纤维的传导
D. 阻断相关传入神经纤维的传导
10. 为了解甲基苯丙胺(MA,俗称冰毒)对心脏功能的影响,研究者比较了吸食与不吸食MA人群左心室的泵血能力,结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 滥用MA会导致左心室收缩能力下降
B. 左心室功能的显著下降导致吸食MA成瘾
C. MA可以阻断神经对心脏活动的调节
D. MA通过破坏血管影响左心室泵血功能
11. 近年来,北京建设了许多大型湿地公园,对于生态环境的改善产生了积极作用。以下关于湿地公园生态功能的叙述错误的是( )
A. 调蓄洪水,减缓水旱灾害 B. 改变温带季风气候
C. 自然净化污水 D. 为野生动物提供栖息地
12. 动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时,调控pH的CO2耗尽,培养基转为黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是( )
A. 必需氨基酸 B. 抗生素
C. 酸碱指示剂 D. 血清
13. 手术切除大鼠部分肝脏后,残留肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖;肝脏中的卵圆细胞发生分化也可形成新的肝细胞,使肝脏恢复到原来体积。下列叙述错误的是( )
A. 肝细胞增殖过程中,需要进行DNA复制
B. 肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程
C. 卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达
D. 卵圆细胞能形成新的肝细胞,证明其具有全能性
14. “探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是( )
A. 图1,水分子通过渗透作用进出细胞
B. 图1,细胞壁限制过多的水进入细胞
C. 图2,细胞失去的水分子是自由水
D. 与图1相比,图2中细胞液浓度小
15. 下图为显微镜下观察到的洋葱根尖细胞(2n=16)有丝分裂图像,以下说法正确的是( )
A. 实验基本流程为:取材→解离→染色→漂洗→制片→观察
B. 该图为电子显微镜下观察到的相关图像
C. d图像为中期细胞,四分体排列在赤道板上
D. 理论上c图像染色体和染色单体数目分别为32和0
二、非选择题(本部分共6小题,共70分)
16. 高原鼠兔是青藏高原的特有物种 以各种牧草为食,喜欢打洞,繁殖速度快,对高寒草甸生态系统物种多样性及水十保持等方面具有深远的影响。为更好地保护和利用高寒草甸,科研人员进行了下列研究。
(1)高原鼠兔作为高寒草地生态系统成分中的_________,其采食、打洞等行为会导致植物无法生长,造成土壤裸露形成斑块。
(2)假设高寒草甸生态系统中只存在“草→高原鼠兔→食肉动物”一条食物链,流经这三个营养级的总能量分别为a、b、c。根据能量流动的特点,请用数学式表示出a、b、c之间的关系_________。
(3)科研人员调查单位面积内高原鼠兔的有效洞口数,按照干扰水平将样地分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,以研究干扰强度对高寒草甸植物群落的影响,结果如下表。
干扰水平
有效洞口数/(个·hm-2)
优势种
物种
土壤碳贮量/
全氮含量/
丰富度
(ρ·t-1·hm-2)
(w·g-1·kg-1)
I
128
高山松草、早熟禾、垂穗披碱草、火绒草
16
60
2.8
Ⅱ
224
高山松草、小花草玉梅、苔草
28
70.7
3.1
Ⅲ
368
高山松草、银莲花、秦艽、苔草
25
51.2
2.9
Ⅳ
544
长毛风毛菊、苔草、香菱菜、垂穗披碱草
14
41
2.7
①应利用__________法调查高原鼠兔有效洞口数。
②据表分析,高原鼠兔的干扰使群落物种数量和群落层次发生明显变化,这种演替类型为______。
③分析在干扰水平为Ⅱ时植物群落物种丰富度最高的原因是在该干扰强度下,高原鼠兔的打洞等行为增加了__________,使群落的物种多样性增加。
(4)研究表明,高原鼠兔的高强度干扰会导致生态系统稳定性降低。请结合上述研究提出保护草甸的合理建议_________(写出两条)。
17. 研究发现,果糖的过量摄入与肠肿瘤有关,研究人员以小鼠为动物模型,进行了如下实验。
(1)果糖不能水解,可直接被细胞吸收。实验组以正常膳食和25%的果糖溶液喂养小鼠,对照组以_________喂养小鼠,测定小鼠的肠绒毛长度,结果如图1。
(2)肠绒毛长度增加常引发肿瘤发生,肠上皮细胞增殖和死亡的平衡决定了肠绒毛长度。正常情况下,肠道干细胞经过_________产生新的肠上皮细胞,肠上皮细胞在向末端迁移的过程中,逐渐远离血液供应导致末端细胞缺氧凋亡。研究人员利用肠细胞系进行研究,图2结果表明果糖_________,从而解释了图1产生的现象。
(3)HIF-1α是细胞缺氧适应的关键转录因子,丙酮酸激酶(PKM2)与细胞代谢密切相关,研究人员继续进行了实验,结果如图3、4。
缺氧影响细胞存活的机制存在图4所示通路,据图3 可知①处应为_________(选填“升高”或“降低”)。研究人员推测果糖能影响上述通路,且主要在________(选填“a”或“b”)环节发挥作用,做出推测的理由是_________________________。
18. 内共生理论认为光合蓝藻(蓝细菌)内共生于非光合作用的真核寄主细胞,形成叶绿体,最终进化出光合真核细胞、科研人员利用改造的工程蓝藻和芽殖酵母探索内共生的机理。
(1)光合蓝藻与芽殖酵母共有的细胞器是__________。
(2)科研人员用基因工程技术构建嵌入工程蓝藻的芽殖酵母。
①将图1中的质粒导入光合蓝藻细胞中,质粒携带的基因a、b、c通过___________过程插入到光合蓝藻 DNA 中。利用含___________的培养基筛选得到改造成功的工程蓝藻S。
②如图2所示,用药物诱导产生ATP 供应不足的代谢缺陷型芽殖酵母,再将蓝藻S转入其中,获得嵌入蓝藻S的芽殖酵母 Q。结合图1和图2分析,芽殖酵母Q光反应生成的ATP 一方面用于光合作用的___________过程;另一方面运出蓝藻S:用于生命活动。
(3)利用野生型芽殖酵母和芽殖酵母Q进一步研究,得到以下两个实验结果,它们是否可作为支持内共生理论的证据?请分别评价并阐明理由,将答案分别书写在答题卡的上下两条横线上。
结果1:比较野生型芽殖酵母和芽殖酵母Q在昼夜交替条件和无光照条件下的繁殖速度,发现昼夜交替条件下芽殖酵母繁殖速度比野生型芽殖酵母快,无光照条件下,则相反。
结果2:显微镜下观察芽殖酵母Q 繁殖若干代后的细胞结构,发现芽殖酵母Q的后代细胞中依然完整存在蓝藻S。
结果1: ______________________。
结果2: _______________________。
(4)真核细胞中,线粒体和叶绿体的形成是进化历程中的重要事件,试分析它们的形成对细胞这生命系统发展的意义:_________________________。
19. 食物过敏在人群中常见、多发,会反复发生,且可能逐渐加重。卵清蛋白(OVA)作为过敏原可激发机体产生特异性抗体(OVA-Ab),引发过敏反应。研究者将野生型小鼠(供体)的脾细胞转移给缺失T、B淋巴细胞的免疫缺陷小鼠(受体),通过系列实验,探究OVA引起过敏反应的机制。
(1)脾脏是_______细胞集中分布和特异性免疫发生的场所。
(2)用混有免疫增强剂的OVA给供体鼠灌胃,B细胞受刺激后活化、分裂并_______。3个月后,通过静脉注射将供体鼠的脾细胞转移给受体鼠,然后仅用OVA对受体鼠进行灌胃,数天后,检测受体鼠血清中的OVA-Ab水平(图中Ⅰ组)。IV组供体鼠不经灌胃处理,其他处理同Ⅰ组。比较Ⅰ、Ⅳ组结果可知,只用OVA不能引起初次免疫,Ⅰ组受体鼠产生的OVA-Ab是_______免疫的结果。
(3)如图所示,脾细胞转移后,II组受体鼠未进行OVA灌胃,III组供体鼠在脾细胞转移前已清除了辅助性T细胞,其他处理同Ⅰ组。在脾细胞转移前,各组供体鼠均检测不到OVA特异的浆细胞和OVA-Ab。分析各组结果,在Ⅰ组受体鼠快速产生大量OVA-Ab的过程中,三种免疫细胞的关系是_______。
(4)某些个体发生食物过敏后,即使很多年没有接触过敏原,再次接触时仍会很快发生过敏。结合文中信息可知,导致长时间后过敏反应复发的关键细胞及其特点是_______。
20. 儿茶素(C)是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物,有一定的抗菌作用,但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素(C)进行化学修饰,形成配合物Yb3+-C,并探究其抗菌效果和机理。
(1)细菌的细胞膜以____________为基本支架,儿茶素(C)与细胞膜的亲和力强,可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性,也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质______。但稀土离子与细胞的亲和力较弱,难以到达作用靶点,影响了其抗菌活性。
(2)为了确定配合物中Yb3+:C的最佳摩尔比,研究人员利用________方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上。待培养基布满菌落后,用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片,将其置于培养基中(见下图)一段时间后,结果显示Yb3+:C的最佳摩尔比为 1:4,理由是____________。
编号
Yb3+:C的摩尔比
1
1:1
2
1:2
3
1:3
4
1:4
5
1:5
(3)将金黄色葡萄球菌制成菌悬液,分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C,测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化(A600值越大,细菌数量越多)、结果见下表。
时间组别A600
0h
2h
4h
8h
16h
24h
对照组
0.40
0.40
0.38
0.35
0.35
0.35
C处理
0.40
0.12
0.13
0.07
0.02
0.01
Yb3+处理
0.40
0.14
0.11
0.04
0.02
0.01
Yb3+-C处理
0.40
0.02
0.01
0.01
0.01
0.01
由此得出的结论是________________________。
(4)为探究配合物Yb3+-C的抗菌机理,研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构,结果如下图。
结果显示:
(a)未加抗菌剂、细菌菌体较小,其细胞质分布均匀;
(b)C处理.细胞壁和细胞膜等结构不光滑,略显粗糙;
(c)Yb3+处理:细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象;
(d) Yb3+-C理:细胞壁及细胞膜等结构发生破裂,细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。由此可见,儿茶素(C)和 Yb3+作用的主要位点分别是____________,推测 Yb3+-C具有更强抗菌作用的机理是______________________。
21. 阅读题。
生殖孤勇者——钩盲蛇的进化捷径
地球上,绝大多数动物都通过有性生殖繁衍后代。这种方式最大的好处是能提高基因多样性,增强物种适应环境变化的能力。然而,一些爬行动物能够通过孤雌生殖的方式产生后代,即雌性个体不需要雄性的遗传贡献就能繁衍出新生命。
钩盲蛇是目前已知蛇类中唯一能够不需要雄性参与就能繁衍后代的物种。这种蛇通常只有铅笔粗细,长约20厘米,深褐色或黑色的身体看起来像一条粗壮的蚯蚓。按照理论推算,一个纯孤雌生殖的脊椎动物种群可能在几万代之内就走向衰亡。然而,钩盲蛇用事实打破了这个魔咒。它们已经成功分布到全球各地的热带和亚热带地区。
钩盲蛇拥有三套染色体。追溯其进化历史发现,其祖先在约4100万年前经历了两次跨种的“联姻”,导致三套染色体的形成。在钩盲蛇的卵巢细胞中,高度表达着各种DNA修复酶,能够及时修补传代过程中DNA的损伤和复制错误,防止有害突变一代代积累。正因为有了这些补丁大师们的辛勤工作,钩盲蛇的后代基因组得以稳定遗传,在演化过程中,不会因“长期无性生殖而逐渐“劣化”,最终被残酷淘汰出局。那么,钩盲蛇究竟是如何实现无性繁殖的呢?科学家以体细胞(2n=2)为例模拟了钩盲蛇可能采用的“特殊的减数分裂”机制,如下图。
钩盲蛇演化出了孤雌生殖这一独特的生殖策略,为其在特定环境中的生存和繁衍带来了优势。为了适应孤雌生殖,钩盲蛇付出了相应的代价:大部分与精子发生相关的基因不能正常表达,失去相应的雄性器官。
这项研究为探索其他孤雌生殖方式和多倍体物种提供了重要的理论框架和研究方法。
(1)绝大多数二倍体动物都通过有性生殖繁衍后代,_______和_______保证了生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性。
(2)文中“特殊的减数分裂”与正常减数分裂的区别有______(写出一点即可)。
(3)关于钩盲蛇的孤雌生殖,下列叙述正确的是( )
A. 本质上是有丝分裂,后代遗传物质与母体相同
B. 钩盲蛇配子与亲代细胞中染色体数目相同但组成不同
C. 自然条件下钩盲蛇卵巢中的卵细胞含三套染色体
D. 钩盲蛇因孤雌生殖无法产生变异,遗传多样性低
(4)从物质与能量的角度,分析钩盲蛇孤雌生殖的优势__________________________。
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高三摸底考试-生物学
一、单选题(本部分共15题,每题2分,共30分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。)
1. 百日咳是一种由百日咳杆菌感染引起的呼吸道传染病。下列关于百日咳杆菌的叙述,正确的是( )
A. 通过有丝分裂增殖
B. 遗传物质彻底水解可产生8种碱基
C. 可引发机体产生特异性免疫
D. 通过线粒体进行有氧呼吸
【答案】C
【解析】
【分析】1、核酸是遗传信息的携带者,包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),细胞的遗传物质为DNA。
【详解】A、百日咳杆菌为细菌,通过二分裂增殖,A错误;
B、百日咳杆菌遗传物质是DNA,DNA彻底水解可产生4种碱基,B错误;
C、百日咳杆菌侵染到细胞内,会引发细胞免疫,未侵入细胞前和被裂解后释放出来后会引发体液免疫,C正确;
D、百日咳杆菌为细菌,体内没有线粒体,D错误。
故选C。
2. 研究人员在检测细胞中某种蛋白质含量时,常使用一种在各种类细胞中都存在,且含量丰富而稳定的蛋白质作为参照物,下列蛋白质适合作为参照物的是
A. 细胞骨架蛋白 B. 血红蛋白
C. 淀粉酶 D. 胰岛素
【答案】A
【解析】
【分析】由题干可以得出,该题主要考查细胞中基因的选择性表达,细胞中的基因可以分为管家基因和奢侈基因,其中管家基因属于绝大多数细胞都会表达的基因,奢侈基因属于在具有特定的功能的细胞中才能表达的基因。
【详解】A、细胞骨架存在于绝大多数的细胞中,几乎在各类细胞中都存在,且含量丰富,A正确;
B、只有红细胞可以表达出血红蛋白,B错误;
C、淀粉酶是存在于消化道中的消化酶,主要由唾液腺细胞分泌,C错误;
D、胰岛素只在胰岛B细胞中合成并分泌,D错误;
故选A。
3. 关于红细胞,下列说法错误的是( )
A. 蛙红细胞的分裂方式是无丝分裂
B. 由于哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核,故无法提取出DNA
C. 成熟的人体红细胞无线粒体,因此它不进行细胞呼吸
D. 人体红细胞的寿命只有120天,与其缺乏细胞核有关
【答案】C
【解析】
【分析】1、细胞无丝分裂的过程比较简单,一般是细胞核先延长,核的中部向内凹陷,缢裂成为两个细胞核;接着,整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞。因为在分裂过程中没有纺锤丝和染色体的变化,因此叫做无丝分裂。
2、哺乳动物和人成熟的红细胞,没有细胞核和具有膜结构的细胞器,易用离心分离法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜。
【详解】A、蛙红细胞的分裂方式是无丝分裂,A正确;
B、哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器,无法提取出DNA,B正确;
C、成熟的人体红细胞无线粒体,它能进行无氧呼吸,C错误;
D、细胞完整性是细胞完成正常生命活动的前提条件。人体红细胞的寿命只有120天,与其缺乏细胞核有关,D正确。
故选C。
4. 研究者发现胰腺癌细胞在葡萄糖不足时,能利用胞内的尿苷磷酸化酶将尿苷分解为尿嘧啶和核糖两部分,尿嘧啶经代谢过程转化为丙酮酸。以下推理不正确的是( )
A. 尿苷的元素组成是C、H、O、N、P
B. 尿苷可用于合成尿嘧啶核糖核苷酸
C. 尿苷可能来自胞内RNA的分解代谢
D. 尿苷可作为胰腺癌细胞的能源物质
【答案】A
【解析】
【分析】尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的原料,胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA的原料。
【详解】A、胞内的尿苷磷酸化酶将尿苷分解为尿嘧啶和核糖两部分,核糖中含有C、H、O,尿嘧啶中含有N,可知尿苷不含P元素,A错误;
B、尿苷分解为尿嘧啶和核糖两部分,所以尿苷可用于合成尿嘧啶核糖核苷酸,B正确;
C、尿苷中含有尿嘧啶,故尿苷可能来自胞内RNA的分解代谢,C正确;
D、胞内的尿苷磷酸化酶将尿苷分解为尿嘧啶和核糖两部分,尿嘧啶经代谢过程转化为丙酮酸,丙酮酸可参与有氧呼吸的第二阶段,或无氧呼吸的第二阶段,故尿苷可作为胰腺癌细胞的能源物质,D正确。
故选A。
5. 下图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中,细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是( )
选项
部位1
部位2
部位3
部位4
A
大量
少量
少量
无
B
大量
大量
少量
无
C
少量
大量
无
少量
D
少量
无
大量
大量
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸过程分为3个阶段:
第一阶段:葡萄糖分解为丙酮酸和[H],释放少量能量,场所:细胞质基质,
第二阶段:丙酮酸和H2O彻底分解为CO2和[H],释放少量能量,场所:线粒体基质,
第三阶段:[H]和O2结合产生H2O,释放大量能量,场所:线粒体内膜。
【详解】部位1是线粒体基质,进行有氧呼吸第二阶段的反应,产生少量ATP,部位2是线粒体内膜,进行有氧呼吸第三阶段的反应,可以产生大量ATP,部位3是线粒体外膜,没有ATP生成,部位4是细胞质基质,可以进行有氧呼吸第一阶段的反应,产生少量ATP,C正确。
故选C。
6. 人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素,才具有降血糖的作用。该实例体现了生物学中“结构与功能相适应”的观念。下列叙述与上述观念不相符合的是( )
A. 热带雨林生态系统中分解者丰富多样,其物质循环的速率快
B. 高温处理后的抗体,失去了与抗原结合的能力
C. 硝化细菌没有中心体,因而不能进行细胞分裂
D. 草履虫具有纤毛结构,有利于其运动
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质的功能:
(1)免疫功能:抗体的本质是免疫球蛋白,会与抗原结合形成沉淀团,被吞噬细胞消化分解。
(2)结构功能:有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质,如人和动物的肌肉、毛发。
(3)催化功能:绝大多数酶都是蛋白质,具有催化功能。
(4)运输功能:有些蛋白质具有运输载体的功能,如血红蛋白运输氧气。
(5)调节功能:有些蛋白质有信息传递功能,能够调节机体的生命活动,如胰岛素可以调节血糖。
【详解】A、生态系统的结构包括组成成分和营养结构,其中分解者属于组成成分,其以动植物残体、排泄物中的有机物质为生命活动能源,并把复杂的有机物逐步分解为简单的无机物,所以其重要功能是维持生态系统物质循环的正常进行,以保证生态系统结构和功能的稳定,因此热带雨林生态系统中分解者丰富多样,该生态系统物质循环速率会加快,A不符合题意;
B、抗体的本质是免疫球蛋白,会与抗原结合形成沉淀团,被吞噬细胞消化分解,高温会破坏抗体(免疫球蛋白)的空间结构,使抗体失去生物活性(即生物学功能),所以无法与抗原结合,B不符合题意;
C、硝化细菌是原核生物,只含核糖体这一种细胞器,其分裂时,DNA分子附着在细胞膜上并复制为二,然后随着细胞膜的延长,复制而成的两个DNA分子彼此分开;同时细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长,形成隔膜,将细胞质分成两半,形成两个子细胞,该过程即二分裂,依赖于细胞膜和细胞壁,C符合题意;
D、草履虫的纤毛会辅助运动,草履虫靠纤毛的摆动在水中旋转前进,还可帮助口沟摄食,D不符合题意。
故选C。
7. 科学家对线虫进行诱变,发现C3基因功能缺失突变体中本应凋亡的细胞存活,C9基因功能缺失突变体中本不应凋亡的细胞发生凋亡。下列叙述错误的是( )
A. C3基因促进细胞凋亡 B. C9基因抑制细胞凋亡
C. 细胞凋亡不利于线虫发育 D. 细胞凋亡受基因的调控
【答案】C
【解析】
【分析】细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程;在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的;细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
【详解】A、C3基因功能缺失导致本应凋亡的细胞存活,说明正常C3基因促进细胞凋亡,A正确;
B、C9基因功能缺失导致本不应凋亡的细胞凋亡,说明正常C9基因抑制细胞凋亡,B正确;
C、细胞凋亡是生物体正常发育的基础,例如清除多余或受损细胞,若凋亡被抑制会导致发育异常,因此细胞凋亡对线虫发育有利,C错误;
D、细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡,受基因调控,D正确;
故选C。
8. 用于啤酒生产的酿酒酵母是真核生物,其生活史如图。
下列叙述错误的是( )
A. 子囊孢子都是单倍体
B. 营养细胞均无同源染色体
C. 芽殖过程中不发生染色体数目减半
D. 酿酒酵母可进行有丝分裂,也可进行减数分裂
【答案】B
【解析】
【分析】1、减数分裂中染色体数目变化:减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。减数分裂中染色体数目的变化规律是:2n(减数第一次分裂)→n(减数第二次分裂前期、中期)→2n(减数第二次分裂后期)→n(减数第二次分裂结束)。
2、有丝分裂中染色体数目变化规律:2n(分裂间期)→2n(前期、中期)→(2n→4n)(后期)→2n(末期有丝分裂结束)。
【详解】A、子囊孢子是酿酒酵母在减数分裂后形成的孢子,减数分裂的结果是产生单倍体的细胞,因此子囊孢子是单倍体,A正确;
B、酿酒酵母的生活史包括单倍体(n)和二倍体(2n)阶段,单倍体营养细胞无同源染色体,二倍体营养细胞(由细胞核融合形成)有同源染色体,B错误;
C、芽殖是酿酒酵母的无性繁殖方式,属于有丝分裂,有丝分裂结果染色体数目不变,C正确;
D、酿酒酵母的生活史包括无性繁殖(芽殖,属于有丝分裂)和有性繁殖(减数分裂形成子囊孢子),D正确。
故选B。
9. 外科医生给足外伤患者缝合伤口时,先在伤口附近注射局部麻醉药,以减轻患者疼痛。局部麻醉药的作用原理是( )
A. 降低伤口处效应器的功能
B. 降低脊髓中枢的反射能力
C. 阻断相关传出神经纤维的传导
D. 阻断相关传入神经纤维的传导
【答案】D
【解析】
【分析】局部麻醉药通过阻断神经冲动的传导来抑制痛觉的产生。
【详解】A、效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体构成,麻醉药作用于伤口附近,若作用于效应器则不能减轻患者疼痛,A错误;
B、脊髓中枢的反射能力涉及完整的反射弧,而局部麻醉药并未作用于脊髓中枢,B错误;
C、传出神经负责将中枢信号传递至效应器,但疼痛信号的传递依赖传入神经,阻断传出神经不会影响痛觉的产生,C错误;
D、传入神经负责将痛觉信号从感受器传递至中枢神经系统,局部麻醉药通过阻断传入神经纤维的传导,使痛觉信号无法传递到大脑,从而减轻疼痛,D正确。
故选D。
10. 为了解甲基苯丙胺(MA,俗称冰毒)对心脏功能的影响,研究者比较了吸食与不吸食MA人群左心室的泵血能力,结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 滥用MA会导致左心室收缩能力下降
B. 左心室功能的显著下降导致吸食MA成瘾
C. MA可以阻断神经对心脏活动的调节
D. MA通过破坏血管影响左心室泵血功能
【答案】A
【解析】
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电信号的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放神经递质(化学信号),神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】A、题目提到研究者比较了左心室泵血能力,并给出了结果图,实验结果表明滥用MA会导致左心室收缩能力下降,A正确;
B、心脏功能下降是MA滥用的后果,而非成瘾的原因,B错误;
C、MA并没有阻断神经对心脏的调节,心脏依旧在行使功能,C错误;
D、本题的实验结果无法推测MA通过破坏血管影响左心室泵血功能,D错误。
故选A。
11. 近年来,北京建设了许多大型湿地公园,对于生态环境的改善产生了积极作用。以下关于湿地公园生态功能的叙述错误的是( )
A. 调蓄洪水,减缓水旱灾害 B. 改变温带季风气候
C. 自然净化污水 D. 为野生动物提供栖息地
【答案】B
【解析】
【详解】湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统,它不仅为人类提供大量食物、原料和水资源,而且在维持生态平衡、保持生物多样性和珍稀物种资源以及涵养水源、蓄洪防旱、降解污染、调节气候、补充地下水、控制土壤侵蚀等方面均起到重要作用。。
【分析】A、湿地能蓄存大量水分,调节区域水量,有效减缓洪水和干旱,A正确;
B、湿地公园的面积相对整个地区的气候影响范围较小,不能改变温带季风气候这种大尺度的气候类型,只能在局部小范围对气候起到一定的调节作用,如增加空气湿度等,B错误;
C、湿地通过物理沉降、微生物分解等作用净化污染物,C正确;
D、湿地为鸟类、鱼类等提供生存和繁殖场所,D正确;
故选B。
12. 动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时,调控pH的CO2耗尽,培养基转为黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是( )
A. 必需氨基酸 B. 抗生素
C. 酸碱指示剂 D. 血清
【答案】C
【解析】
【分析】适宜大多数细胞生长的培养基pH在7.0-7.4之间,pH7.4的环境适合大多数的哺乳动物细胞系。酚红在培养基中被用来作为pH值的指示剂,用以持续监测培养液的酸碱度,在低pH值时酚红使培养液呈黄色,而较高的pH值时使培养液呈紫色,pH值7.2-7.4时为红色,最适合细胞培养。
【详解】A、必需氨基酸是细胞生长的营养成分,不参与指示pH变化,A错误;
B、抗生素用于抑制微生物污染,与培养基颜色无关,B错误;
C、酸碱指示剂在培养基中用于显示pH变化,C正确;
D、血清提供生长因子,不直接导致颜色变化,D错误。
故选C。
13. 手术切除大鼠部分肝脏后,残留肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖;肝脏中的卵圆细胞发生分化也可形成新的肝细胞,使肝脏恢复到原来体积。下列叙述错误的是( )
A. 肝细胞增殖过程中,需要进行DNA复制
B. 肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程
C. 卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达
D. 卵圆细胞能形成新的肝细胞,证明其具有全能性
【答案】D
【解析】
【分析】细胞的全能性是指细胞分裂分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
【详解】A、肝细胞增殖过程中,会发生细胞的分裂使得细胞数目增多,需要进行DNA复制,A正确;
B、肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程,有利于维持机体内部环境的相对稳定,B正确;
C、卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达,合成承担相应功能的蛋白质,C正确;
D、细胞的全能性是指细胞分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,卵圆细胞能形成新的肝细胞,未证明其具有全能性,D错误。
故选D。
14. “探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是( )
A. 图1,水分子通过渗透作用进出细胞
B. 图1,细胞壁限制过多的水进入细胞
C. 图2,细胞失去的水分子是自由水
D. 与图1相比,图2中细胞液浓度小
【答案】D
【解析】
【分析】质壁分离的原理:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
【详解】A、图1中,水分子通过渗透作用进出细胞,A正确;
B、细胞壁有保护和支撑的作用,所以限制过多的水进入细胞,维持细胞形态,B正确;
C、图2,细胞发生质壁分离,此时失去的水分子是自由水,C正确;
D、与图1相比,图2中细胞发生质壁分离,此时细胞失去了水,所以图2细胞液浓度更大,D错误。
故选D。
15. 下图为显微镜下观察到的洋葱根尖细胞(2n=16)有丝分裂图像,以下说法正确的是( )
A. 实验基本流程为:取材→解离→染色→漂洗→制片→观察
B. 该图为电子显微镜下观察到的相关图像
C. d图像为中期细胞,四分体排列在赤道板上
D. 理论上c图像染色体和染色单体数目分别为32和0
【答案】D
【解析】
【分析】细胞周期:
①间期:G1期进行有关RNA和蛋白质的合成;S期进行DNA的复制;G2期进行有关RNA和蛋白质的合成。
②前期:核膜、核仁消失,染色体、纺锤体出现,染色体散乱分布。
③中期:染色体的着丝粒排列在赤道板上。
④后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,分别移向细胞两极。
⑤末期:核膜、核仁重现,染色体、纺锤体消失,细胞一分为二。
【详解】A、实验基本流程为:取材→解离→漂洗→染色→制片→观察,A错误;
B、该图为光学显微镜下观察到的相关图像,B错误;
C、依题意,图示为洋葱根尖细胞有丝分裂图像,有丝分裂过程同源染色体不形成四分体,C错误;
D、据图可知,c图中染色体发生着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,分别移向细胞两极,细胞处于有丝分裂后期。依题意,洋葱根尖细胞中染色体数为2n=16,故理论上c图像染色体和染色单体数目分别为32和0,D正确。
故选D。
二、非选择题(本部分共6小题,共70分)
16. 高原鼠兔是青藏高原的特有物种 以各种牧草为食,喜欢打洞,繁殖速度快,对高寒草甸生态系统物种多样性及水十保持等方面具有深远的影响。为更好地保护和利用高寒草甸,科研人员进行了下列研究。
(1)高原鼠兔作为高寒草地生态系统成分中的_________,其采食、打洞等行为会导致植物无法生长,造成土壤裸露形成斑块。
(2)假设高寒草甸生态系统中只存在“草→高原鼠兔→食肉动物”一条食物链,流经这三个营养级的总能量分别为a、b、c。根据能量流动的特点,请用数学式表示出a、b、c之间的关系_________。
(3)科研人员调查单位面积内高原鼠兔的有效洞口数,按照干扰水平将样地分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,以研究干扰强度对高寒草甸植物群落的影响,结果如下表。
干扰水平
有效洞口数/(个·hm-2)
优势种
物种
土壤碳贮量/
全氮含量/
丰富度
(ρ·t-1·hm-2)
(w·g-1·kg-1)
I
128
高山松草、早熟禾、垂穗披碱草、火绒草
16
60
2.8
Ⅱ
224
高山松草、小花草玉梅、苔草
28
70.7
3.1
Ⅲ
368
高山松草、银莲花、秦艽、苔草
25
51.2
2.9
Ⅳ
544
长毛风毛菊、苔草、香菱菜、垂穗披碱草
14
41
2.7
①应利用__________法调查高原鼠兔有效洞口数。
②据表分析,高原鼠兔的干扰使群落物种数量和群落层次发生明显变化,这种演替类型为______。
③分析在干扰水平为Ⅱ时植物群落物种丰富度最高的原因是在该干扰强度下,高原鼠兔的打洞等行为增加了__________,使群落的物种多样性增加。
(4)研究表明,高原鼠兔的高强度干扰会导致生态系统稳定性降低。请结合上述研究提出保护草甸的合理建议_________(写出两条)。
【答案】(1)消费者 (2)a>b>c 或a>b+c
(3) ①. 样方 ②. 次生演替 ③. 土壤通气性,微生物的活性增强,分解作用增强,增加了土壤的C、N含量,土壤肥力增加,种间竞争减弱,进而为不同类型的植物共存创造了条件,使群落的物种多样性增加
(4)加强对鼠兔种群数量的监测与控制;合理规划放牧;开展生态修复工程,恢复草地植被; 增强保护意识,减少人为破坏,建立自然保护区; 加强对高寒草甸生态系统的结构和功能的科学研究等
【解析】
【分析】随着时间的推移一个群落被另一个群落代替的过程,就叫做演替,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。例如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替,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。
【小问1详解】
高原鼠兔 以各种牧草(生产者)为食,属于态系统成分中的消费者。
【小问2详解】
能量流动具有逐级递减,且每一级都能量散失,流经生产者的总能量为该系统的总能量,故a、b、c之间的关系a>b>c 或a>b+c。
【小问3详解】
①要调查单位面积内高原鼠兔的有效洞口数,可采用样方法来调查。
②高原鼠兔的干扰使群落物种数量和群落层次发生明显变化,但还保留了原土壤以及植物等,故这种演替类型为次生演替。
③上述结果表明,干扰水平为Ⅱ时植物群落物种丰富度最高,其原因是在该干扰强度下,高原鼠兔的打洞等行为增加了土壤通气性,微生物的活性增强,分解作用增强,增加了土壤的C、N含量,土壤肥力增加,种间竞争减弱,进而为不同类型的植物共存创造了条件,使群落的物种多样性增加。
【小问4详解】
高原鼠兔的高强度干扰可能会导致高寒草甸退化,从而促进鼠兔数量增加,鼠兔密度过大又会加剧草甸退化,最终会导致生态系统稳定性降低,因此要加强对鼠兔种群数量的监测与控制;合理规划放牧;开展生态修复工程,恢复草地植被; 增强保护意识,减少人为破坏,建立自然保护区; 加强对高寒草甸生态系统的结构和功能的科学研究等,能有效保护草甸。
17. 研究发现,果糖的过量摄入与肠肿瘤有关,研究人员以小鼠为动物模型,进行了如下实验。
(1)果糖不能水解,可直接被细胞吸收。实验组以正常膳食和25%的果糖溶液喂养小鼠,对照组以_________喂养小鼠,测定小鼠的肠绒毛长度,结果如图1。
(2)肠绒毛长度增加常引发肿瘤发生,肠上皮细胞增殖和死亡的平衡决定了肠绒毛长度。正常情况下,肠道干细胞经过_________产生新的肠上皮细胞,肠上皮细胞在向末端迁移的过程中,逐渐远离血液供应导致末端细胞缺氧凋亡。研究人员利用肠细胞系进行研究,图2结果表明果糖_________,从而解释了图1产生的现象。
(3)HIF-1α是细胞缺氧适应的关键转录因子,丙酮酸激酶(PKM2)与细胞代谢密切相关,研究人员继续进行了实验,结果如图3、4。
缺氧影响细胞存活的机制存在图4所示通路,据图3 可知①处应为_________(选填“升高”或“降低”)。研究人员推测果糖能影响上述通路,且主要在________(选填“a”或“b”)环节发挥作用,做出推测的理由是_________________________。
【答案】(1)等量的正常膳食和清水
(2) ①. 有丝分裂和分化 ②. 减轻缺氧造成的肠上皮细胞凋亡情况
(3) ①. 降低 ②. a ③. 缺氧条件下,组2的HIF-1α表达量显著高于组1,说明果糖影响上述通路,但组3和组4无显著差异,说明PKM2处于激活状态时,果糖无法发挥作用,果糖主要在a环节发挥作用
【解析】
【分析】1、糖类由C、H、O三种元素组成的,分为单糖、二糖和多糖,常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等;植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖,动物细胞中常见的二糖是乳糖;植物细胞中常见的多糖是纤维素和淀粉,动物细胞中常见的多糖是糖原。
2、设计实验时要遵循三大基本原则:单一变量原则、等量原则、对照原则。单一变量原则是指实验中只有一个变量,等量原则是指除单一变量可以变化外,其他的实验条件要是一样的,要保持相同且适宜。
【小问1详解】
根据题干可知,本实验的自变量为果糖有无,实验应遵循对照原则、等量原则和单一变量原则,因此对照组以等量的正常膳食和清水喂养小鼠。
【小问2详解】
肠道干细胞和肠上皮细胞在形态结构和功能上不同,故肠道上皮细胞经过有丝分裂和分化产生新的肠上皮细胞。由图2可知,缺氧条件+果糖曲线和缺氧条件曲线相比,细胞凋亡相对值明显降低,可知果糖可降低缺氧条件下肠上皮细胞的凋亡数量,即图2结果表明果糖能减轻缺氧造成的肠上皮细胞凋亡情况。
【小问3详解】
根据题干“丙酮酸激酶(PKM2)与细胞代谢密切相关”可知,细胞缺氧时,PKM2活性降低。根据图3可知,缺氧条件下,组2的HIF-1α表达量显著高于组1,说明果糖影响上述通路,但组3和组4无显著差异,说明PKM2处于激活状态时,果糖无法发挥作用,因此果糖主要在a环节发挥作用。
18. 内共生理论认为光合蓝藻(蓝细菌)内共生于非光合作用的真核寄主细胞,形成叶绿体,最终进化出光合真核细胞、科研人员利用改造的工程蓝藻和芽殖酵母探索内共生的机理。
(1)光合蓝藻与芽殖酵母共有的细胞器是__________。
(2)科研人员用基因工程技术构建嵌入工程蓝藻的芽殖酵母。
①将图1中的质粒导入光合蓝藻细胞中,质粒携带的基因a、b、c通过___________过程插入到光合蓝藻 DNA 中。利用含___________的培养基筛选得到改造成功的工程蓝藻S。
②如图2所示,用药物诱导产生ATP 供应不足的代谢缺陷型芽殖酵母,再将蓝藻S转入其中,获得嵌入蓝藻S的芽殖酵母 Q。结合图1和图2分析,芽殖酵母Q光反应生成的ATP 一方面用于光合作用的___________过程;另一方面运出蓝藻S:用于生命活动。
(3)利用野生型芽殖酵母和芽殖酵母Q进一步研究,得到以下两个实验结果,它们是否可作为支持内共生理论的证据?请分别评价并阐明理由,将答案分别书写在答题卡的上下两条横线上。
结果1:比较野生型芽殖酵母和芽殖酵母Q在昼夜交替条件和无光照条件下的繁殖速度,发现昼夜交替条件下芽殖酵母繁殖速度比野生型芽殖酵母快,无光照条件下,则相反。
结果2:显微镜下观察芽殖酵母Q 繁殖若干代后的细胞结构,发现芽殖酵母Q的后代细胞中依然完整存在蓝藻S。
结果1: ______________________。
结果2: _______________________。
(4)真核细胞中,线粒体和叶绿体的形成是进化历程中的重要事件,试分析它们的形成对细胞这生命系统发展的意义:_________________________。
【答案】(1)核糖体 (2) ①. 互换 ②. 氯霉素 ③. 暗反应
(3) ①. 结果1支持。昼夜交替条件下,芽殖酵母Q繁殖速率更快,说明嵌入蓝藻S的芽殖酵母Q有更充足的能量供应 ②. 结果2支持。芽殖酵母Q的后代中,依然存在完整的蓝藻S,说明其可作为细胞结构,随着芽殖酵母Q传给后代
(4)真核细胞的结构和功能复杂化、胞内的生命活动在特定区域进行、改善真核细胞的能量供应、形成能制造有机物(自养)的细胞
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。其中,基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【小问1详解】
光合蓝藻是原核生物,唯一的细胞器是核糖体,与芽殖酵母(真核生物)共有的细胞器是核糖体。
【小问2详解】
①结合图示可知,质粒携带的基因a、b、c通过互换过程插入到光合蓝藻DNA中。基因b为氯霉素抗性基因,因此培养基中加入氯霉素来筛选工程蓝藻S。
②光反应产生的ATP可以作用于暗反应的C3的还原,另一方面运出蓝藻S,用于生命活动。
【小问3详解】
结果1支持。昼夜交替条件下,芽殖酵母Q繁殖速率更快,说明嵌入蓝藻S的芽殖酵母Q有更充足的能量供应。
结果2支持。芽殖酵母Q的后代中,依然存在完整的蓝藻S,说明其可作为细胞结构,随着芽殖酵母Q传给后代。
【小问4详解】
线粒体和叶绿体的形成使得真核细胞的结构和功能复杂化、胞内的生命活动在特定区域进行、改善真核细胞的能量供应、形成能制造有机物(自养)的细胞。
19. 食物过敏在人群中常见、多发,会反复发生,且可能逐渐加重。卵清蛋白(OVA)作为过敏原可激发机体产生特异性抗体(OVA-Ab),引发过敏反应。研究者将野生型小鼠(供体)的脾细胞转移给缺失T、B淋巴细胞的免疫缺陷小鼠(受体),通过系列实验,探究OVA引起过敏反应的机制。
(1)脾脏是_______细胞集中分布和特异性免疫发生的场所。
(2)用混有免疫增强剂的OVA给供体鼠灌胃,B细胞受刺激后活化、分裂并_______。3个月后,通过静脉注射将供体鼠的脾细胞转移给受体鼠,然后仅用OVA对受体鼠进行灌胃,数天后,检测受体鼠血清中的OVA-Ab水平(图中Ⅰ组)。IV组供体鼠不经灌胃处理,其他处理同Ⅰ组。比较Ⅰ、Ⅳ组结果可知,只用OVA不能引起初次免疫,Ⅰ组受体鼠产生的OVA-Ab是_______免疫的结果。
(3)如图所示,脾细胞转移后,II组受体鼠未进行OVA灌胃,III组供体鼠在脾细胞转移前已清除了辅助性T细胞,其他处理同Ⅰ组。在脾细胞转移前,各组供体鼠均检测不到OVA特异的浆细胞和OVA-Ab。分析各组结果,在Ⅰ组受体鼠快速产生大量OVA-Ab的过程中,三种免疫细胞的关系是_______。
(4)某些个体发生食物过敏后,即使很多年没有接触过敏原,再次接触时仍会很快发生过敏。结合文中信息可知,导致长时间后过敏反应复发的关键细胞及其特点是_______。
【答案】(1)免疫 (2) ①. 分化 ②. OVA 再次激发
(3)在辅助性T细胞辅助下,促进记忆B细胞迅速增殖分化为浆细胞 (4)记忆B细胞寿命长
【解析】
【分析】过敏反应:指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应。引起过敏反应的物质叫做过敏原。如花粉、油漆、鱼虾等海鲜、青霉素、磺胺类药物等(因人而异)。
【小问1详解】
脾脏属于免疫器官,呈椭圆形,在胃的左侧,内含大量免疫细胞,即脾脏是免疫细胞集中分布和特异性免疫发生的场所。
【小问2详解】
体液免疫过程,B细胞受刺激后活化、分裂并分化为浆细胞和记忆B细胞,其中浆细胞可产生抗体;分析题图可知,Ⅰ组受体鼠的OVA-Ab水平高,且比较Ⅰ、Ⅳ组结果可知,只用OVA不能引起初次免疫,故Ⅰ组受体鼠产生的OVA-Ab是由于体内已存在针对OVA的记忆B细胞(由供体鼠转移而来),再次接触OVA时发生快速二次免疫应答。
【小问3详解】
分析题意,脾细胞转移后,II组受体鼠未进行OVA灌胃,III组供体鼠在脾细胞转移前已清除了辅助性T细胞,其他处理同Ⅰ组,Ⅰ组经OVA与免疫增强剂灌胃,转移的脾细胞中含有辅助性T细胞和记忆细胞。据图可知,清除辅助性T细胞的Ⅲ组OVA-Ab水平极低(对比Ⅰ组),说明辅助性T细胞对记忆B细胞活化不可或缺,而抗体是由浆细胞分泌的,故据此推测,在Ⅰ组受体鼠快速产生大量OVA-Ab的过程中,三种免疫细胞的关系是:在辅助性T细胞辅助下,促进记忆B细胞迅速增殖分化为浆细胞。
【小问4详解】
过敏反应是指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应,某些个体发生食物过敏后,即使很多年没有接触过敏原,再次接触时仍会很快发生过敏,导致长时间后过敏反应复发的关键细胞是记忆B细胞,其特点是记忆细胞可以在抗原消失后 存活几年甚至几十年,当再接触这种抗原时,能迅速增殖分化分新的记忆B细胞和浆细胞,浆细胞能快速产生大量抗体,这些抗体吸附在皮肤等位置,当相同过敏原再次进入机体后,就会与吸附在细胞表面的抗体结合,使这些细胞释放出组胺等物质,引发过敏反应。
20. 儿茶素(C)是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物,有一定的抗菌作用,但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素(C)进行化学修饰,形成配合物Yb3+-C,并探究其抗菌效果和机理。
(1)细菌的细胞膜以____________为基本支架,儿茶素(C)与细胞膜的亲和力强,可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性,也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质______。但稀土离子与细胞的亲和力较弱,难以到达作用靶点,影响了其抗菌活性。
(2)为了确定配合物中Yb3+:C的最佳摩尔比,研究人员利用________方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上。待培养基布满菌落后,用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片,将其置于培养基中(见下图)一段时间后,结果显示Yb3+:C的最佳摩尔比为 1:4,理由是____________。
编号
Yb3+:C的摩尔比
1
1:1
2
1:2
3
1:3
4
1:4
5
1:5
(3)将金黄色葡萄球菌制成菌悬液,分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C,测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化(A600值越大,细菌数量越多)、结果见下表。
时间组别A600
0h
2h
4h
8h
16h
24h
对照组
0.40
0.40
0.38
0.35
0.35
0.35
C处理
0.40
0.12
0.13
0.07
0.02
0.01
Yb3+处理
0.40
0.14
0.11
0.04
0.02
0.01
Yb3+-C处理
0.40
0.02
0.01
0.01
0.01
0.01
由此得出的结论是________________________。
(4)为探究配合物Yb3+-C的抗菌机理,研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构,结果如下图。
结果显示:
(a)未加抗菌剂、细菌菌体较小,其细胞质分布均匀;
(b)C处理.细胞壁和细胞膜等结构不光滑,略显粗糙;
(c)Yb3+处理:细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象;
(d) Yb3+-C理:细胞壁及细胞膜等结构发生破裂,细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。由此可见,儿茶素(C)和 Yb3+作用的主要位点分别是____________,推测 Yb3+-C具有更强抗菌作用的机理是______________________。
【答案】(1) ①. 磷脂双分子层 ②. DNA
(2) ①. 稀释涂布平板 ②. 透明圈直径越大,抗菌效果越好
(3)与C、Yb3+相比, Yb3+-C能有效缩短杀菌时间
(4) ①. 细胞壁和细胞膜(或细胞膜或细胞表面)、细胞质 ②. 儿茶素作用于细胞表面,使Yb3+更容易进入细胞内,破坏细胞结构,导致细胞死亡
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养.在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【小问1详解】
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,其基本支架是磷脂双分子层(脂双层)。细菌属于原核生物,遗传物质是DNA,稀土离子Yb3+可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质DNA。
【小问2详解】
图中菌落分布均匀,应是用稀释涂布平板法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上。由于配合物Yb3+-C有抗菌的作用,所以在含Yb3+-C的滤纸片周围不会有细菌生长,所以会形成透明圈,测定透明圈的直径可以比较抗菌效果,透明圈直径越大,抗菌效果越好,所以效果最好的是第4组Yb3+:C的摩尔比为1:4。
【小问3详解】
分析表格中的数据,在相同的时间内,单独用C和Yb3+处理其A600值都比用Yb3+-C处理的值大,说明细菌数目多,特别是在2h时更加明显,由此得出结论与C、Yb3+相比,Yb3+-C能有效缩短杀菌时间。
【小问4详解】
根据b信息用C处理细胞壁和细胞膜等结构不光滑,略显粗糙,说明C作用于细胞壁和细胞膜,根据c信息Yb3+处理:细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象,说明其作用于细胞质,用Yb3+-C处理,由于C改变了膜的通透性,所以Yb3+能够更快的进入细胞,破坏细胞结构,导致细胞死亡。
21. 阅读题。
生殖孤勇者——钩盲蛇的进化捷径
地球上,绝大多数动物都通过有性生殖繁衍后代。这种方式最大的好处是能提高基因多样性,增强物种适应环境变化的能力。然而,一些爬行动物能够通过孤雌生殖的方式产生后代,即雌性个体不需要雄性的遗传贡献就能繁衍出新生命。
钩盲蛇是目前已知蛇类中唯一能够不需要雄性参与就能繁衍后代的物种。这种蛇通常只有铅笔粗细,长约20厘米,深褐色或黑色的身体看起来像一条粗壮的蚯蚓。按照理论推算,一个纯孤雌生殖的脊椎动物种群可能在几万代之内就走向衰亡。然而,钩盲蛇用事实打破了这个魔咒。它们已经成功分布到全球各地的热带和亚热带地区。
钩盲蛇拥有三套染色体。追溯其进化历史发现,其祖先在约4100万年前经历了两次跨种的“联姻”,导致三套染色体的形成。在钩盲蛇的卵巢细胞中,高度表达着各种DNA修复酶,能够及时修补传代过程中DNA的损伤和复制错误,防止有害突变一代代积累。正因为有了这些补丁大师们的辛勤工作,钩盲蛇的后代基因组得以稳定遗传,在演化过程中,不会因“长期无性生殖而逐渐“劣化”,最终被残酷淘汰出局。那么,钩盲蛇究竟是如何实现无性繁殖的呢?科学家以体细胞(2n=2)为例模拟了钩盲蛇可能采用的“特殊的减数分裂”机制,如下图。
钩盲蛇演化出了孤雌生殖这一独特的生殖策略,为其在特定环境中的生存和繁衍带来了优势。为了适应孤雌生殖,钩盲蛇付出了相应的代价:大部分与精子发生相关的基因不能正常表达,失去相应的雄性器官。
这项研究为探索其他孤雌生殖方式和多倍体物种提供了重要的理论框架和研究方法。
(1)绝大多数二倍体动物都通过有性生殖繁衍后代,_______和_______保证了生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性。
(2)文中“特殊的减数分裂”与正常减数分裂的区别有______(写出一点即可)。
(3)关于钩盲蛇的孤雌生殖,下列叙述正确的是( )
A. 本质上是有丝分裂,后代遗传物质与母体相同
B. 钩盲蛇配子与亲代细胞中染色体数目相同但组成不同
C. 自然条件下钩盲蛇卵巢中的卵细胞含三套染色体
D. 钩盲蛇因孤雌生殖无法产生变异,遗传多样性低
(4)从物质与能量的角度,分析钩盲蛇孤雌生殖的优势__________________________。
【答案】(1) ①. 减数分裂 ②. 受精作用
(2)产生的配子染色体数目与亲代细胞相同 (3)BC
(4)不需要雄性参与,节省了用于产生精子等相关物质的能量和物质,减少了求偶、交配等行为消耗的能量,能将更多的能量和物质用于自身的生长、发育和繁殖
【解析】
【分析】进行有性生殖的生物,通过减数分裂产生配子,减数分裂产生的配子染色体数目减半,通过受精作用产生的受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目,减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数的恒定,维持了生物遗传的稳定性。
【小问1详解】
在有性生殖过程中,减数分裂形成染色体数目减半的配子,受精作用使配子结合形成受精卵,染色体数目恢复到体细胞水平,所以减数分裂和受精作用保证了生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性。
【小问2详解】
正常减数分裂会使染色体数目减半,而文中“特殊的减数分裂”产生的配子染色体数目与亲代细胞相同(从所给模拟图可推测),正常减数分裂过程中有同源染色体的联会、分离等行为,“特殊的减数分裂”可能没有这些典型行为。
【小问3详解】
A、孤雌生殖是一种特殊的生殖方式,不是有丝分裂,有丝分裂是体细胞增殖的方式,而孤雌生殖产生的是生殖细胞发育成新个体,A错误;
B、从模拟图可知,钩盲蛇“特殊的减数分裂”产生的配子与亲代细胞中染色体数目相同,但由于经历了特殊的分裂过程,染色体组成可能不同,B正确;
C、钩盲蛇拥有三套染色体,其体细胞有三套染色体,经过“特殊的减数分裂”产生的卵细胞含三套染色体,C正确;
D、钩盲蛇在传代过程中有DNA修复等过程,且其祖先经历过染色体相关变化,也可能发生变异,遗传多样性不一定低,D错误。
故选BC。
【小问4详解】
从物质角度看,钩盲蛇孤雌生殖不需要雄性参与,节省了用于产生精子等相关物质的能量和物质;从能量角度看,减少了求偶、交配等行为消耗的能量,能将更多的能量和物质用于自身的生长、发育和繁殖,在特定环境中更具生存优势。
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