内容正文:
高三生物学 综合练习3
一、互花米草的入侵与治理(18分)(2024青浦)
1. 某滨海湿地森林植被退化,形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据。群落中芦苇、耐高盐的碱蓬和互花米草的相对多度(群落中某一种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比)与入侵时间的关系如图1所示。
(1)该滨海湿地在互花米草入侵前后的变化属于______(初生/次生)演替。
(2)若不加以干预,互花米草会导致沉积物逐渐增多,推测N年后该湿地可能发生的变化有______。
A. 为某些非本地昆虫提供了生态位
B. 生态系统抵抗力稳定性下降
C. 芦苇和互花米草的种间关系为正相互作用
D. 群落水平结构和垂直结构均更加复杂
麋鹿常食互花米草,科研人员向该湿地投放麋鹿,构建“互花米草防治与麋鹿保护耦合生系统”。小青同学绘制了能量流经麋鹿所属营养级的过程图如图2(图中实线箭头,不考虑“木利用的能量”)。
(3)麋鹿在此生态系统中属于______。(编号选填)
①分解者②初级消费者③次级消费者④第一营养级⑤第二营养级
(4)图2中还少了一个麋鹿所属营养级的能量流动去向,图中能正确表示该能量流动去向的虚线箭头是______。(编号选填)
(5)若营养级效率为10%~20%,则图2中c的最大值为______。
A. 5a B. a/5 C. 5b D. b/5
(6)该生态系统中生物之间信息传递关系正确的是______
A. CO₂⇌互花米草 B. 麋鹿⇌互花米草
C. 碱蓬⇌互花米草 D. 芦苇→麋鹿
(7)若干年后动物学家考察该地,认为当地鹿群正处于增长高峰期,预测今后还能增长十几年才会停止。动物学家作此判断的主要依据来自于鹿群的______。
A. 种群密度 B. 性别比例 C. 年龄组成 D. 出生率和死亡率
(8)“互花米草防治与麋鹿保护耦合生态系统”的建立属于生物多样性保护措施中的______。(编号选填)
①保护栖息地②保护物种③划定自然保护地④就地保护⑤迁地保护
三、HPA轴与机体稳态(28分)(2023宝山)
2. 下丘脑-垂体-肾上腺 (HPA)轴可参与调节机体应激反应、免疫和情绪认知等。如图为HPA轴及其对免疫的部分影响,其中CRH:促肾上腺皮质激素释放激素,ACTH:促肾上腺皮质激素,GC:糖皮质激素,“+”表示促进,“-”表示抑制。
(1)据图判断,HPA轴中存在___(反馈调节/分级调节/反馈调节和分级调节)。
(2)HPA轴属于“下丘脑-垂体-靶腺”的调节机制,下列生理活动中也存在这种调节机制的是 。
A. 感觉口渴时饮水 B. 户外冬泳时增加产热
C. 碰到高温物体时缩手 D. 进食后的血糖升高
(3)GC主要作用是调节糖代谢以升高血糖浓度,其作用可能包括 。
A. 促进肝糖原分解 B. 抑制肝糖原分解
C. 促进非糖物质转化为糖 D. 抑制组织细胞对糖的吸收和利用
(4)泼尼松是人工合成的GC,据相关信息和图推测服用泼尼松可以用来治疗的疾病有 。
A. 过敏性鼻炎 B. 糖尿病
C. 系统性红斑狼疮 D. 艾滋病
(5)肾上腺皮质还可以分泌盐皮质激素参与调节水和盐的代谢,盐皮质激素不足会使细胞内外钾离子浓度差减小,导致神经纤维膜内钾离子往外扩散__________(增多/减少/不变),静息状态时膜内外电位的绝对差值________ (变大/变小/无变化)。
抑郁症的成因复杂,现有几种假说比较得到认可。一种是HPA轴假说:HPA轴功能亢进,导致与情绪和认知相关的海马体受损引发抑郁;一种是5-HT(5-羟色胺,一种与愉悦情绪有关的神经递质)假说,该假说机制与图中的一些结构或物质异常有关,其中的单胺氧化酶可降解5-HT。
(6)请用箭头和图中字母绘制出图7结构中信息的传导途径________________。
(7)在5-HT假设成立的前提下,结合相关信息和上图,判断下列结构或物质的异常变化会导致抑郁的是__________(编号选填)。
① 5-HT合成增加 ② 5-HT合成减少 ③ 5-HT载体增加 ④ 5-HT载体减少⑤ 单胺氧化酶增加⑥ 5-HT受体减少
(8)研究人员用不可预测压力刺激作用于小鼠致抑郁,一段时间后检测发现海马体细胞减少、排列紊乱、形状不规则,请判断该实验结果是否可以支持HPA轴假说并加以说明___________。
有研究表明抑郁症患者HPA轴功能亢进与肠道菌群失调之间有相关性。
(9)肠腔中的肠道菌群所处的环境___________(属于/不属于)内环境。
(10)若要对“抑郁症患者HPA功能亢进与肠道菌群失调相关”加以验证,应选取健康人和___________ (抑郁症患者/未曾治疗的抑郁症患者)进行对照分析。
(11)高GC可导致高血脂,血脂检测中有一项指标为高密度脂蛋白,是磷脂分子包裹着胆固醇、甘油三酯等脂质的颗粒结构,据此推测高密度脂蛋白经特殊处理后,完全提取的磷脂分子在水-空气界面铺开的面积约为__________ (编号选填),高密度脂蛋白中的各种脂质分子__________ (编号选填)。
① 颗粒表面积② 颗粒表面积2倍③ 都以碳链为分子骨架④ 都难溶于水⑤ 都主要由C、H、O等元素组成⑥ 主要作用都是储能
五、小麦抵抗低温胁迫的机制(18分)(2023 嘉定)
3. 研究表明miR160(一类内源非编码单链小RNA),主要通过影响基因的表达来参与细胞分化、生长和发育等多种生物学调控,并在小麦抵抗低温胁迫时具有重要作用。图1为冷害胁迫下miR160和对应靶基因(TaARF11-7A)的表达水平。
为进一步探究miR160的作用,研究人员利用短串联靶标模拟技术(STTM)构建了miR160沉默小麦,其原理见图2,图2中过程④是miRNA的作用机理,过程③是短串联靶标模拟技术(STTM)沉默miRNA的作用机理。
(1)据图1、2分析,miR160对TaARF11-7A基因表达的影响是____(促进/抑制)。
(2)图2中,存在A—U、C—G碱基互补配对的过程有__________ 。(请用图2中编号选填)
(3)根据图2的过程③、④、⑤、⑥,阐述科研人员利用短串联靶标模拟技术(STTM)构建miR160沉默小麦的思路。____________。
低温胁迫会增加小麦活性氧(ROS)的产生,导致次生氧化损伤。超氧化物歧化酶(SOD)可清除ROS,丙二醇(MDA)的含量可反映出细胞内氧化损伤的程度。图3为常温和冷害胁迫下两组小麦存活率、SOD酶活性、MDA含量,其中“*”表示两组数据存在显著差异。
(4)根据上述信息分析,关于小麦抵抗冷害胁迫的机制说法正确的是 。
A. 冷害胁迫会增加miR160的表达量
B. 冷害胁迫后,TaARF11-7A基因发生突变而改变了碱基序列
C. miRNA影响靶基因的表达是通过直接与靶基因mRNA结合所致
D. TaARF11-7A的表达量下降,可能会导致细胞中SOD酶活性上升
E. TaARF11-7A的表达量下降,可能会导致细胞中MDA含量上升
F. miR160基因沉默小麦的耐寒性下降可能与ROS清除能力的下降有关
某研究小组发现部分二倍体野生型小麦经历严冬之后会变异为四倍体小麦,并对四倍体小麦做了抗寒实验,发现其更适应寒冷环境。
(5)以下是二倍体小麦和四倍体小麦细胞分裂的模式图,其中为四倍体小麦次级精母细胞的图是 。
A. B. C. D.
(6)四倍体小麦和二倍体小麦并非是同一物种,原因是它们 。
A. 基因完全不同 B. 存在地理隔离
C. 存在生殖隔离 D. 蛋白质完全不同
(7)推测寒冷环境下四倍体小麦更适应寒冷环境的原因是其 。
A. miR160含量更多
B. SOD酶活性更强
C. MDA含量更多
D. TaARF11-7A基因数更多
四、人类遗传病(16分)
4. 人类遗传病
Ⅰ.F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病,由于异常代谢物积累部位不同而表现出不同的临床症状,且患者症状随年龄逐渐加重。目前已发现GLA基因的1000多个突变位点。图1为甲家庭部分成员F病的系谱图,该家庭患病个体携带的致病基因突变类型相同。
图1
(1)图1中的致病GLA基因是____(显性/隐性)基因,II-3是GLA基因型的____(纯合体/杂合体)。
(2)III-2的致病基因来自于____。(多选)
A I-1 B I-2 C II-3 D II-4
(3)不考虑分裂异常,在III-2产生的下列细胞中,一定含有致病基因的是____。(编号选填)
①精原细胞②初级精母细胞③次级精母细胞④精细胞
II.由GLA基因另一位点突变引起F病的乙家庭中,女孩小萌也患F病,其父亲和妹妹也是携带相同突变基因的F病患者,而母亲不携带致病基因。目前,小萌的母亲已再次怀孕。图2为小萌GLA突变基因及其等位基因编码链部分片段的测序结果,其中每种线形表示一种特定碱基,每个波峰对应序列中的一个碱基位点。
图2
(4)小萌与母亲的GLA蛋白仅第94位氨基酸不同,据图2推测,该突变使正常蛋白质中的半胱氨酸(密码子:5′-UGU-3′、5′-UGC-3′)变为____。(单选)
A 苏氨酸(密码子:5′-ACC-3′) B 丙氨酸(密码子:5′-GCA-3′)
C 脯氨酸(密码子:5′-CCG-3′) D 精氨酸(密码子:5′-CGU-3′)
(5)小萌的母亲第三胎生出患F病孩子的概率为____。
(6)为预防F病患儿出生,同时减少对健康胎儿和母亲的伤害,小萌父母可采取的最有效措施是____。(编号选填)
①不采取任何措施②对胎儿进行性别检测
③对胎儿进行染色体组成分析④对胎儿进行GLA基因检测
⑤采用试管婴儿技术辅助生育
(7)若未来小萌与甲家庭中的III-2结婚,则控制F病的相关基因在遗传时____。(多选)
A 遵循分离定律 B 遵循自由组合定律
C 通过配子传递给后代 D 具有伴性遗传特点
四、深海微生物研究(12分)
5. 开展深海微生物研究对于开发海洋资源具有重要意义。我国研究人员采集了深海冷泉附近的沉积物样品,采用新型分离策略,纯化、鉴定得到了全新的拟杆菌菌株,并进一步研究了其生物学特性,具体过程如图所示,图中I ~ V是操作步骤。
(1)拟杆菌是厌氧生物,细胞呈弯曲杆状,透射电镜观察细胞长2.0 ~ 6.0μm,宽0.5 ~ 0.8μm。拟杆菌一定具有的细胞结构是_______。
A. 线粒体 B. 内质网 C. 细胞核 D. 核糖体
(2)研究人员经基因组测序发现拟杆菌中与藻类多糖降解有关的基因数量明显高于其他菌种,因此向基本培养基中分别添加不同藻类多糖来配制系列培养基①,并以此对菌种进行分离。基本培养基中应该含有的营养成分包括_______。(编号选填)
①碳源 ②氮源 ③生长因子 ④无机盐 ⑤水
(3)图步骤Ⅰ~ V中,须无菌操作的是_______;须对菌株进行培养的是_______。
(4)结合实验目的,下列关于培养基① ~ ③的叙述正确的是_______。
A. ①是固体培养基
B. ① ~ ③的碳源种类可以完全相同
C. ②是液体培养基
D. ③的碳源浓度可以与①的不同
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
高三生物学 综合练习3
一、互花米草的入侵与治理(18分)(2024青浦)
1. 某滨海湿地森林植被退化,形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据。群落中芦苇、耐高盐的碱蓬和互花米草的相对多度(群落中某一种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比)与入侵时间的关系如图1所示。
(1)该滨海湿地在互花米草入侵前后的变化属于______(初生/次生)演替。
(2)若不加以干预,互花米草会导致沉积物逐渐增多,推测N年后该湿地可能发生的变化有______。
A. 为某些非本地昆虫提供了生态位
B. 生态系统抵抗力稳定性下降
C. 芦苇和互花米草的种间关系为正相互作用
D. 群落水平结构和垂直结构均更加复杂
麋鹿常食互花米草,科研人员向该湿地投放麋鹿,构建“互花米草防治与麋鹿保护耦合生系统”。小青同学绘制了能量流经麋鹿所属营养级的过程图如图2(图中实线箭头,不考虑“木利用的能量”)。
(3)麋鹿在此生态系统中属于______。(编号选填)
①分解者②初级消费者③次级消费者④第一营养级⑤第二营养级
(4)图2中还少了一个麋鹿所属营养级的能量流动去向,图中能正确表示该能量流动去向的虚线箭头是______。(编号选填)
(5)若营养级效率为10%~20%,则图2中c的最大值为______。
A. 5a B. a/5 C. 5b D. b/5
(6)该生态系统中生物之间信息传递关系正确的是______
A. CO₂⇌互花米草 B. 麋鹿⇌互花米草
C. 碱蓬⇌互花米草 D. 芦苇→麋鹿
(7)若干年后动物学家考察该地,认为当地鹿群正处于增长高峰期,预测今后还能增长十几年才会停止。动物学家作此判断的主要依据来自于鹿群的______。
A. 种群密度 B. 性别比例 C. 年龄组成 D. 出生率和死亡率
(8)“互花米草防治与麋鹿保护耦合生态系统”的建立属于生物多样性保护措施中的______。(编号选填)
①保护栖息地②保护物种③划定自然保护地④就地保护⑤迁地保护
【答案】(1)次生 (2)ABC (3)②⑤
(4)① (5)B (6)ABC (7)C
(8)②⑤
【解析】
【分析】1、初生演替:是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
2、能量流动特点:①单向流动:生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向下一个营养级,不能逆向流动,也不能循环流动.②逐级递减:能量在沿食物链流动的过程中,逐级减少,能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%;可用能量金字塔表示
【小问1详解】
次生演替是指原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。因此该滨海湿地在互花米草入侵前后的变化属于次生演替。
【小问2详解】
A、互花米草属于外来物种,使得以其为食的非本地昆虫数量增多,为其提供生态位,A正确;
B、由于互花米草的入侵,导致碱蓬数量减少,芦苇在入侵五年后数量也在减少,故群落内物种丰富度呈下降趋势,生态系统抵抗力稳定性下降,B正确;
C、由图可知,互花米草入侵前芦苇数量较少,入侵后芦苇和互花米草都在增加,可推测芦苇和互花米草的种间关系为正相互作用,C正确;
D、群落水平结构和垂直结构也变得简单,生态系统自我调节能力下降,D错误。
故选ABC。
【小问3详解】
麋鹿常食互花米草,属于初级消费者,第二营养级,故选②⑤。
【小问4详解】
麋鹿为第二营养级,已知不考虑未利用能量,因此该营养级的能量去向有流向下一营养级、流向分解者、呼吸作用消耗。每一营养级的同化量=呼吸作用散失的能量+用于生长发育繁殖的能量,故①为呼吸作用散失的能量。
【小问5详解】
若营养级传递效率为10%~20%,麋鹿的同化量为a,则流向下一营养级的能量c最大值为a×20%=a/5,B正确,ACD错误。
故选B。
【小问6详解】
生物之间信息传递具有双向性,因此ABC正确,D错误。
故选ABC。
【小问7详解】
年龄组成能预测种群未来的变化趋势,因此认为当地鹿群正处于增长高峰期,预测今后还能增长十几年才会停止的主要依据来自于鹿群的年龄组成,C正确。
故选C。
【小问8详解】
科研人员向该湿地投放麋鹿,构建“互花米草防治与麋鹿保护耦合生系统”,互因此属于生物多样性保护措施中的②⑤。
三、HPA轴与机体稳态(28分)(2023宝山)
2. 下丘脑-垂体-肾上腺 (HPA)轴可参与调节机体应激反应、免疫和情绪认知等。如图为HPA轴及其对免疫的部分影响,其中CRH:促肾上腺皮质激素释放激素,ACTH:促肾上腺皮质激素,GC:糖皮质激素,“+”表示促进,“-”表示抑制。
(1)据图判断,HPA轴中存在___(反馈调节/分级调节/反馈调节和分级调节)。
(2)HPA轴属于“下丘脑-垂体-靶腺”的调节机制,下列生理活动中也存在这种调节机制的是 。
A. 感觉口渴时饮水 B. 户外冬泳时增加产热
C. 碰到高温物体时缩手 D. 进食后的血糖升高
(3)GC主要作用是调节糖代谢以升高血糖浓度,其作用可能包括 。
A. 促进肝糖原分解 B. 抑制肝糖原分解
C. 促进非糖物质转化为糖 D. 抑制组织细胞对糖的吸收和利用
(4)泼尼松是人工合成的GC,据相关信息和图推测服用泼尼松可以用来治疗的疾病有 。
A. 过敏性鼻炎 B. 糖尿病
C. 系统性红斑狼疮 D. 艾滋病
(5)肾上腺皮质还可以分泌盐皮质激素参与调节水和盐的代谢,盐皮质激素不足会使细胞内外钾离子浓度差减小,导致神经纤维膜内钾离子往外扩散__________(增多/减少/不变),静息状态时膜内外电位的绝对差值________ (变大/变小/无变化)。
抑郁症的成因复杂,现有几种假说比较得到认可。一种是HPA轴假说:HPA轴功能亢进,导致与情绪和认知相关的海马体受损引发抑郁;一种是5-HT(5-羟色胺,一种与愉悦情绪有关的神经递质)假说,该假说机制与图中的一些结构或物质异常有关,其中的单胺氧化酶可降解5-HT。
(6)请用箭头和图中字母绘制出图7结构中信息的传导途径________________。
(7)在5-HT假设成立的前提下,结合相关信息和上图,判断下列结构或物质的异常变化会导致抑郁的是__________(编号选填)。
① 5-HT合成增加 ② 5-HT合成减少 ③ 5-HT载体增加 ④ 5-HT载体减少⑤ 单胺氧化酶增加⑥ 5-HT受体减少
(8)研究人员用不可预测压力刺激作用于小鼠致抑郁,一段时间后检测发现海马体细胞减少、排列紊乱、形状不规则,请判断该实验结果是否可以支持HPA轴假说并加以说明___________。
有研究表明抑郁症患者HPA轴功能亢进与肠道菌群失调之间有相关性。
(9)肠腔中的肠道菌群所处的环境___________(属于/不属于)内环境。
(10)若要对“抑郁症患者HPA功能亢进与肠道菌群失调相关”加以验证,应选取健康人和___________ (抑郁症患者/未曾治疗的抑郁症患者)进行对照分析。
(11)高GC可导致高血脂,血脂检测中有一项指标为高密度脂蛋白,是磷脂分子包裹着胆固醇、甘油三酯等脂质的颗粒结构,据此推测高密度脂蛋白经特殊处理后,完全提取的磷脂分子在水-空气界面铺开的面积约为__________ (编号选填),高密度脂蛋白中的各种脂质分子__________ (编号选填)。
① 颗粒表面积② 颗粒表面积2倍③ 都以碳链为分子骨架④ 都难溶于水⑤ 都主要由C、H、O等元素组成⑥ 主要作用都是储能
【答案】(1)反馈调节和分级调节 (2)B (3)ACD (4)AC
(5) ①. 减少 ②. 变小
(6)a→b→c (7)②③⑤⑥
(8)不支持,该结果只能说明海马体受损与抑郁相关,不能说明是因HPA功能亢进导致的海马体受损引发抑郁。
(9)不属于 (10)未曾治疗的抑郁症患者
(11) ①. ① ②. ③④⑤
【解析】
【分析】1、分级调节:下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体,这种分层控制的方式称为分级调节。
2、反馈调节:甲状腺、性腺或肾上腺分泌的激素进入血液后,又可反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌,属于反馈调节。
【小问1详解】
图中下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)作用于垂体,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ATCH),垂体分泌促肾上腺皮质激素(ATCH)作用于肾上腺皮质,促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素(GC)属于分级调节,糖皮质激素(GC)分泌过多会反过来抑制丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)、垂体分泌促肾上腺皮质激素(ATCH),最终使糖皮质激素(GC)分泌减少,属于反馈调节。
【小问2详解】
HPA轴属于“下丘脑-垂体-靶腺”的调节机制是反馈调节和分级调节,户外冬泳时增加产热的途径:下丘脑释放促甲状腺激素释放激素作用于垂体,促进垂体释放促甲状腺激素,作用于甲状腺,促进甲状腺释放甲状腺激素,甲状腺激素促进细胞代谢,增加产热。甲状腺激素分泌过多后会反过来抑制下丘脑和垂体活动,最终使甲状腺激素分泌减少,该过程也存在分级调节和反馈调节。故选B。
【小问3详解】
GC主要作用是调节糖代谢以升高血糖浓度,作用机制是促进血糖来源:促进肝糖原分解,促进脂肪等非糖物质转化为糖;抑制血糖去路:抑制血糖进入组织细胞氧化分解,促进合成糖原,促进血糖转化为甘油三酯,某些氨基酸等。故选ABD。
【小问4详解】
泼尼松是人工合成的GC,GC可以作用于辅助性T细胞、浆细胞、吞噬细胞等免疫细胞,使免疫系统功能下降,可以治疗免疫系统功能过强引起的疾病,如过敏反应、自身免疫病等。过敏性鼻炎属于过敏反应,系统性红斑狼疮属于自身免疫病,艾滋病属于免疫缺陷病,糖尿病是胰岛B细胞受损或者胰岛素受体异常导致的疾病,故选AC。
【小问5详解】
静息电位的形成原理是钾离子外流,方式为协助扩散,盐皮质激素不足会使细胞内外钾离子浓度差减小,膜内钾离子外流减少,静息电位绝对值减小。
【小问6详解】
兴奋传导到突触小体,突触小泡向突触前膜移动,与突触前膜融合,以胞吐的形式释放神经递质到突触间隙,与突触后膜上的受体结合,引起突触后膜电位变化,图7结构中信息的传导途径a→b→c。
【小问7详解】
若5-HT假设成立, 5-HT(5-羟色胺)合成减少,5-HT载体增加5-HT(5-羟色胺)的回收的量, 单胺氧化酶增加会分解突触间隙中的5-HT(5-羟色胺),都会使突触间隙中的5-HT(5-羟色胺)减少,以及5-HT受体减少,会使作用与突触后膜受体的 5-HT减少,突触后膜难以发生兴奋,导致抑郁,故选②③⑤⑥。
【小问8详解】
研究人员用不可预测压力刺激作用于小鼠致抑郁,一段时间后检测发现海马体细胞减少、排列紊乱、形状不规则,说明不可预测压力刺激导致海马体受损导致抑郁,只能说明海马体受损与抑郁相关,不能说明是因HPA功能亢进导致的海马体受损引发抑郁,因此该实验不支持HPA轴假说。
【小问9详解】
内环境指细胞外液,包括组织液、血浆、淋巴液等,肠腔与外界环境相通,不属于内环境。
【小问10详解】
若要对“抑郁症患者HPA功能亢进与肠道菌群失调相关”加以验证,应选取健康人(对照组)和未曾治疗的抑郁症患者(未曾使用药物调节肠道菌群的患者)进行对照分析。
【小问11详解】
高密度脂蛋白经是磷脂分子包裹着胆固醇、甘油三酯等脂质的颗粒结构,颗粒结构中磷脂分子为单层,高密度脂蛋白包裹在中间,为单层,因此铺开后磷脂分子面积约为颗粒表面积,故选①。高密度脂蛋白中胆固醇、甘油三酯等脂质,脂质分子否难溶于水,主要由C、H、O等元素组成,属于有机物,都以碳链为分子骨架,胆固醇的作用是:动物细胞膜的组成成分,在人体内还参与血液中脂质的运输,没有储能作用,故选③④⑤。
五、小麦抵抗低温胁迫的机制(18分)(2023 嘉定)
3. 研究表明miR160(一类内源非编码单链小RNA),主要通过影响基因的表达来参与细胞分化、生长和发育等多种生物学调控,并在小麦抵抗低温胁迫时具有重要作用。图1为冷害胁迫下miR160和对应靶基因(TaARF11-7A)的表达水平。
为进一步探究miR160的作用,研究人员利用短串联靶标模拟技术(STTM)构建了miR160沉默小麦,其原理见图2,图2中过程④是miRNA的作用机理,过程③是短串联靶标模拟技术(STTM)沉默miRNA的作用机理。
(1)据图1、2分析,miR160对TaARF11-7A基因表达的影响是____(促进/抑制)。
(2)图2中,存在A—U、C—G碱基互补配对的过程有__________ 。(请用图2中编号选填)
(3)根据图2的过程③、④、⑤、⑥,阐述科研人员利用短串联靶标模拟技术(STTM)构建miR160沉默小麦的思路。____________。
低温胁迫会增加小麦活性氧(ROS)的产生,导致次生氧化损伤。超氧化物歧化酶(SOD)可清除ROS,丙二醇(MDA)的含量可反映出细胞内氧化损伤的程度。图3为常温和冷害胁迫下两组小麦存活率、SOD酶活性、MDA含量,其中“*”表示两组数据存在显著差异。
(4)根据上述信息分析,关于小麦抵抗冷害胁迫的机制说法正确的是 。
A. 冷害胁迫会增加miR160的表达量
B. 冷害胁迫后,TaARF11-7A基因发生突变而改变了碱基序列
C. miRNA影响靶基因的表达是通过直接与靶基因mRNA结合所致
D. TaARF11-7A的表达量下降,可能会导致细胞中SOD酶活性上升
E. TaARF11-7A的表达量下降,可能会导致细胞中MDA含量上升
F. miR160基因沉默小麦的耐寒性下降可能与ROS清除能力的下降有关
某研究小组发现部分二倍体野生型小麦经历严冬之后会变异为四倍体小麦,并对四倍体小麦做了抗寒实验,发现其更适应寒冷环境。
(5)以下是二倍体小麦和四倍体小麦细胞分裂的模式图,其中为四倍体小麦次级精母细胞的图是 。
A. B. C. D.
(6)四倍体小麦和二倍体小麦并非是同一物种,原因是它们 。
A. 基因完全不同 B. 存在地理隔离
C. 存在生殖隔离 D. 蛋白质完全不同
(7)推测寒冷环境下四倍体小麦更适应寒冷环境的原因是其 。
A. miR160含量更多
B. SOD酶活性更强
C. MDA含量更多
D. TaARF11-7A基因数更多
【答案】(1)抑制 (2)①③⑥
(3)野生型小麦中miRNA正常表达后,能与AGO蛋白结合形成RNA诱导沉默复合体,该复合体通过与靶基因mRNA结合,阻碍其转录过程。miR160沉默小麦由于导入了STTM且与miRNA结合,解除miRNA对靶基因mRNA翻译的抑制,靶基因mRNA能正常表达。 (4)ADF (5)A (6)C (7)AB
【解析】
【分析】核酸根据五碳糖不同分为DNA和RNA,DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,1分子脱氧核苷酸由1分子磷酸、1分子含氮碱基、1分子脱氧核糖组成,脱氧核苷酸形成脱氧核苷酸链,DNA分子一般是由2条反向、平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构;RNA是基本组成单位是核糖核苷酸;核酸中核苷酸的排列顺序携带者遗传信息。
【小问1详解】
据图1,miR160增多,TaARF11-7A相对表达水平较低,图2miR160与AGO蛋白形成RNA诱导沉默复合体,抑制TaARF11-7A基因表达。
【小问2详解】
图2中,存在A—U、C—G碱基互补配对的过程有①转录、③STTMRNA与miRNA配对、⑥miRNA与靶基因mRNA结合。
【小问3详解】
科研人员利用短串联靶标模拟技术(STTM)构建miR160沉默小麦的思路为野生型小麦中miRNA正常表达后,能与AGO蛋白结合形成RNA诱导沉默复合体,该复合体通过与靶基因mRNA结合,阻碍其转录过程。miR160沉默小麦由于导入了STTM且与miRNA结合,解除miRNA对靶基因mRNA翻译的抑制,靶基因mRNA能正常表达。
【小问4详解】
根据图3分析,miR160基因沉默小麦体内TaARF11-7A的表达量上升,在冷害胁迫下,存活率下降,SOD酶活性下降,MDA含量上升。
A、冷害胁迫会增加miR160的表达量,减少TaARF11-7A的表达量,A正确;
B、冷害胁迫并未使TaARF11-7A基因发生突变,B错误;
C、miRNA影响靶基因的表达是需miR160与AGO蛋白形成RNA诱导沉默复合体,诱导沉默复合体与靶基因mRNA结合所致,C错误;
D、TaARF11-7A的表达量下降,可能会导致细胞中SOD酶活性上升,D正确;
E、TaARF11-7A的表达量下降,可能会导致细胞中MDA含量下降,E错误;
F、miR160基因沉默小麦的耐寒性下降,细胞中SOD酶活性下降,可能与ROS清除能力的下降有关,F正确。
故选ADF。
【小问5详解】
四倍体小麦次级精母细胞处于减数分裂Ⅱ时期,前期中期含有两个染色体组,且每条染色体含有两个DNA,后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,据此A正确,BCD错误。
故选A。
【小问6详解】
能相互交配并产生可育后代的为同一物种,四倍体小麦和二倍体小麦并非是同一物种,原因是它们存在生殖隔离,C正确,ABD错误。
故选C。
【小问7详解】
A、冷害胁迫会增加miR160的表达量,减少TaARF11-7A的表达量,寒冷环境下四倍体小麦miR160含量更多,更适应寒冷环境,A正确;
B、寒冷环境下四倍体小麦SOD酶活性更强,清除ROS,更适应寒冷环境,B正确;
C、MDA含量更多,细胞氧化损伤的程度更高,C错误;
D、TaARF11-7A基因数更多,更不利于适应寒冷环境,D错误。
故选AB。
四、人类遗传病(16分)
4. 人类遗传病
Ⅰ.F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病,由于异常代谢物积累部位不同而表现出不同的临床症状,且患者症状随年龄逐渐加重。目前已发现GLA基因的1000多个突变位点。图1为甲家庭部分成员F病的系谱图,该家庭患病个体携带的致病基因突变类型相同。
图1
(1)图1中的致病GLA基因是____(显性/隐性)基因,II-3是GLA基因型的____(纯合体/杂合体)。
(2)III-2的致病基因来自于____。(多选)
A I-1 B I-2 C II-3 D II-4
(3)不考虑分裂异常,在III-2产生的下列细胞中,一定含有致病基因的是____。(编号选填)
①精原细胞②初级精母细胞③次级精母细胞④精细胞
II.由GLA基因另一位点突变引起F病的乙家庭中,女孩小萌也患F病,其父亲和妹妹也是携带相同突变基因的F病患者,而母亲不携带致病基因。目前,小萌的母亲已再次怀孕。图2为小萌GLA突变基因及其等位基因编码链部分片段的测序结果,其中每种线形表示一种特定碱基,每个波峰对应序列中的一个碱基位点。
图2
(4)小萌与母亲的GLA蛋白仅第94位氨基酸不同,据图2推测,该突变使正常蛋白质中的半胱氨酸(密码子:5′-UGU-3′、5′-UGC-3′)变为____。(单选)
A 苏氨酸(密码子:5′-ACC-3′) B 丙氨酸(密码子:5′-GCA-3′)
C 脯氨酸(密码子:5′-CCG-3′) D 精氨酸(密码子:5′-CGU-3′)
(5)小萌的母亲第三胎生出患F病孩子的概率为____。
(6)为预防F病患儿出生,同时减少对健康胎儿和母亲的伤害,小萌父母可采取的最有效措施是____。(编号选填)
①不采取任何措施②对胎儿进行性别检测
③对胎儿进行染色体组成分析④对胎儿进行GLA基因检测
⑤采用试管婴儿技术辅助生育
(7)若未来小萌与甲家庭中的III-2结婚,则控制F病的相关基因在遗传时____。(多选)
A 遵循分离定律 B 遵循自由组合定律
C 通过配子传递给后代 D 具有伴性遗传特点
【答案】(1) ①. 隐性 ②. 纯合体 (2)ABC (3)①② (4)D
(5)1/2##50%
(6)② (7)ACD
【解析】
【分析】人类遗传病一般是指由遗传物质改变引起的人类疾病,包括单基因遗传病,多基因遗传病和染色体异常遗传病。单基因遗传病是由1对等位基因控制的遗传病;多基因遗传病是指受2对或2对以上等位基因控制的遗传病;染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病和染色体数目异常遗传病。
【小问1详解】
分析题意,I.F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病,图中的I-1是患病男性,若是显性致病基因,则子代女儿均应患病,但II-1正常,说明该病是隐性遗传病;该病是伴X染色体隐性遗传病,II-3是女性,且是患者,故是GLA基因型的纯合体。
【小问2详解】
设该病致病基因是A/a,III-2是患病男性,其基因型是XaY,致病基因来自II-3,而II-3有两个致病基因,分别来自I-1和I-2。
故选ABC。
【小问3详解】
III-2基因型是XaY,不考虑分裂异常,III-2的精原细胞一定含有致病基因,初级精母细胞是精原细胞经复制得到的,一定含有致病基因;但同源染色体在减数第一次分裂后期分离,Xa和Y分离,得到次级精母细胞不一定含有致病基因,故经次级精母细胞分裂产生的精细胞也不一定含有致病基因。
故选①②。
【小问4详解】
正常蛋白质中的半胱氨酸(密码子:5′-UGU-3′、5′-UGC-3′)小萌与母亲的GLA蛋白仅第94位氨基酸不同, 图2为小萌GLA突变基因及其等位基因编码链部分片段的测序结果,据此推知是一个碱基替换所致,据图2推测,该突变使正常蛋白质中的半胱氨酸(5′-UGC-3′)变为精氨酸(5′-CGU-3′)。
故选D。
【小问5详解】
分析题意,该家系中父亲患病,母亲正常,而子代有两个患病女儿,且F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病,说明该病是伴X染色体显性遗传病,相关基因设为B/b,则父亲基因型是XBY,母亲是XbXb,第三胎生出患F病孩子XBXb的概率为1/2。
【小问6详解】
产前诊断和遗传咨询是预防遗传病的有效措施,为预防F病患儿出生,同时减少对健康胎儿和母亲的伤害,由于该病是伴X显性遗传病,且结合(6)可知,小萌父母的第三胎女孩都患病,男孩都正常,故可采取的最有效措施是对胎儿进行性别检测。
故选②。
【小问7详解】
若未来小萌(基因型是XABXAb)与甲家庭中的III-2(XabY)结婚,由于相关致病基因均位于X染色体上,故表现为连锁遗传,遵循分离定律,但不遵循自由组合定律,控制F病的相关基因在遗传 具有伴性遗传特点, 通过配子传递给后代 。
故选ACD。
四、深海微生物研究(12分)
5. 开展深海微生物研究对于开发海洋资源具有重要意义。我国研究人员采集了深海冷泉附近的沉积物样品,采用新型分离策略,纯化、鉴定得到了全新的拟杆菌菌株,并进一步研究了其生物学特性,具体过程如图所示,图中I ~ V是操作步骤。
(1)拟杆菌是厌氧生物,细胞呈弯曲杆状,透射电镜观察细胞长2.0 ~ 6.0μm,宽0.5 ~ 0.8μm。拟杆菌一定具有的细胞结构是_______。
A. 线粒体 B. 内质网 C. 细胞核 D. 核糖体
(2)研究人员经基因组测序发现拟杆菌中与藻类多糖降解有关的基因数量明显高于其他菌种,因此向基本培养基中分别添加不同藻类多糖来配制系列培养基①,并以此对菌种进行分离。基本培养基中应该含有的营养成分包括_______。(编号选填)
①碳源 ②氮源 ③生长因子 ④无机盐 ⑤水
(3)图步骤Ⅰ~ V中,须无菌操作的是_______;须对菌株进行培养的是_______。
(4)结合实验目的,下列关于培养基① ~ ③的叙述正确的是_______。
A. ①是固体培养基
B. ① ~ ③的碳源种类可以完全相同
C. ②是液体培养基
D. ③的碳源浓度可以与①的不同
【答案】(1)D (2)②③④⑤
(3) ①. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ ②. Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ (4)BD
【解析】
【分析】培养基:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。不同的培养基的配方不同,但一般都含有水、无机盐、碳源和氮源。
【小问1详解】
拟杆菌是一种细菌,属于原核生物,与真核生物的根本区别在于,没有以核膜为界限的细胞核,只含有唯一的一种细胞器,核糖体,D正确,ABC错误。
故选D。
【小问2详解】
微生物培养基的成分主要包括水、无机盐、碳源、氮源,除此之外,很多微生物中还含有生长因子。依据题干信息,“向基本培养基中分别添加不同藻类多糖来配制系列培养基①”,藻类多糖已经提供了碳源,所以,在基本培养基中应该含有的成分包括氮源、水、无机盐和生长因子,②③④⑤正确,①错误。
故选②③④⑤。
【小问3详解】
防止杂菌污染,获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提,故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ均需在无菌条件下操作;依据图1可知,使用培养基①、②、③分别是对菌株进行接种、转接和再转接操作,须对菌株进行培养,对应的操作步骤分别是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
【小问4详解】
AC、经过培养基②的培养后,要挑取单菌落并转接,所以可以推知②为固体培养基,①为液体培养基,AC错误;
BD、依据题干信息可知,本实验的目的是纯化、鉴定得到了全新的拟杆菌菌株,所以①~③的碳源种类可以完全相同,但是不同的阶段,拟杆菌菌种的浓度不同,所以,①~③的碳源种类可以完全相同,BD正确。
故选BD。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$