精品解析:湖南省汨罗市第一中学2025-2026学年高三上学期10月月考生物试题
2025-11-04
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内容正文:
2025年10月高三上学期生物月考试题
一、单选题(每题3分,共48分)
1. 下列关于科学实验的说法,不正确的是( )
A. 艾弗里等人用减法原理设计了肺炎链球菌的转化实验,得出DNA是转化因子的结论
B. DNA双螺旋结构模型和用橡皮泥建立的减数分裂中染色体变化模型均为物理模型
C. 研究CO2转化为有机物的途径和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验均使用了放射性同位素标记
D. 孟德尔获得遗传规律和萨顿证明基因在染色体上均运用了假说—演绎法
2. 蛋白质变性是指蛋白质受到某些理化因素作用后,空间结构被破坏、生物活性随之丧失的现象。下图是正常蛋白质变性后的示意图。下列相关分析错误的是( )
A. 高温导致蛋白质变性后仍然可以与双缩脲试剂产生紫色反应
B. 胃酸可使蛋白质变性失活,易暴露肽键被胃蛋白酶消化
C. 酒精消毒的原理是酒精能使病毒和细菌的蛋白质变性而失去致病性
D. 与天然蛋白质相比,变性蛋白质肽链充分伸展,肽键数减少
3. 达尔文明确指出人类可能与黑猩猩具有共同的原始祖先,但从染色体数目看,人类23对、黑猩猩24对,让人对达尔文的学说产生怀疑。生物学家研究发现黑猩猩的两条染色体(2A和2B)经拼接后与人类2号染色体相似,据此提出融合假说。下列分析错误的是( )
A. 在共同原始祖先进化成人类的过程中发生了染色体变异
B. 人和黑猩猩的形态差异较大是长期自然选择的结果
C. 融合假说说明染色体变化是新物种形成的直接原因
D. DNA分子杂交技术可以为融合假说提供生物学证据
4. 在线粒体内膜电子传递过程中,复合物泵出质子,形成了跨膜质子梯度,ATP合成酶利用质子梯度驱动ATP合成。OSCP是ATP合成酶中的一个重要亚基,位于催化区顶部,确保亚基之间的功能偶联,寡霉素作为呼吸抑制剂可破坏此偶联。当ATP合成酶处于活跃状态时,OSCP会形成一个稳定的质子通道。下列说法错误的是( )
A. 寡霉素可能阻塞质子通道,抑制质子流入线粒体基质
B. 细胞培养中加入寡霉素,线粒体有氧呼吸释放的能量中热能比例减小
C. ATP合成酶不活跃时,OSCP关闭质子通道,线粒体基质中ADP含量上升
D. 深入研究OSCP结构和功能,有助于为线粒体功能障碍引发的疾病治疗提供新思路
5. 研究发现,IAPs是细胞内一种凋亡抑制蛋白,其作用原理是通过与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的。IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡。线粒体促凋亡蛋白(smac)是细胞中一种促进细胞凋亡的关键蛋白,在正常的细胞中,smac存在于线粒体中。当线粒体收到释放这种蛋白质的信号时,就会将它释放到线粒体外与IAPs反应,导致细胞凋亡。下列相关叙述不正确的是( )
A. IAPs的合成受到基因的控制,需要酶的催化同时也消耗能量
B. 将癌细胞中IAPs的RING区域去掉,对癌症治疗有积极意义
C. 细胞凋亡是由基因决定的程序性死亡,是细胞正常的生命活动
D. smac在载体蛋白的协助下从线粒体释放,进而促进细胞凋亡
6. 物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是( )
A. 呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受浓度的影响
B. 心肌细胞主动运输时参与转运的载体蛋白仅与结合
C. 血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关
D. 集合管中与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
7. 汉密尔顿法则认为:在生态系统的动物彼此合作倾向和利他行为中,亲缘关系越近的动物,表现越强烈;反之,表现越弱。这一建立在以“亲缘选择”理论为基础的种间关系会对种群、群落或生态系统产生影响。在白鹤种群密度小时,鹰攻击的成功率大;白鹤种群密度大时,鹰攻击的成功率小。以鹰为代表的部分捕食者总是沿着被捕食者栖息地的边界觅食,并可深入到某一固定深度(如图所示)。下列叙述正确的是( )
A. 当白鹤种群中非亲缘个体比例增加时,个体间的利他行为会显著增强
B. 白鹤属于影响鹰种群密度变化的非密度制约因素
C. 捕食者深入栖息地的深度主要取决于被捕食者的体型大小,与种群密度无关
D. 栖息地破碎后,白鹤种群受到天敌捕食的压力会增大
8. 红树林中秋茄(Kandelia obovata)的耐盐性由基因S(耐盐)和s(敏感)控制。研究人员发现某变异植株耐盐性显著增强,对其细胞学检测发现:①根尖细胞有丝分裂中期出现1条染色体着丝粒异常分裂;②花粉母细胞减数分裂Ⅰ时,10%的细胞出现S基因所在同源染色体未分离。下列关于该植株的分析正确的是( )
A. 有丝分裂异常可能导致体细胞中出现耐盐性不同的细胞群
B. 减数分裂异常产生的配子都会导致其子代植株耐盐性增强
C. 该植株耐盐变异会直接导致秋茄种群中S基因频率升高
D. 耐盐性增强的变异都能通过减数分裂产生的配子遗传给后代
9. 如图为某生态系统的组成成分图,其中字母表示各组成成分,箭头表示碳元素的流动方向,下列有关叙述正确的是( )
A. a→b过程一定与叶绿体这种细胞器有关
B. 图中b→c→d→e能构成多条食物链
C. 碳在系统中循环的形式是CO2,图中还缺少b→a、c→a
D. f为分解者,只包含细菌和真菌
10. 某对表型正常的夫妇生育了一个患苯丙酮尿症(单基因遗传病)的女儿和一个唐氏综合征(患者细胞中多了一条21号染色体)的儿子。下列叙述正确的是( )
A. 女儿患病是父母生殖细胞发生基因重组导致的
B. 儿子患病是由父亲减数分裂异常导致的
C. 唐氏综合征是染色体结构变异导致的
D. 胎儿是否患苯丙酮尿症可通过羊膜腔穿刺进行产前诊断
11. 下列以酵母菌为材料进行的实验中,叙述错误的是( )
A. 酿制果酒的酒精发酵阶段,酵母菌生命活动所需的能量主要来自丙酮酸氧化分解时所释放的能量
B. 探究酵母菌的呼吸方式时,无氧组和有氧组为相互对照,两组均为实验组
C. 探究酵母菌种群数量变化时,可以采用抽样检测的方法
D. 对酵母菌菌种进行纯化时可以利用稀释涂布平板法或平板划线法
12. 探针技术可以用来筛选目的基因。研究人员根据目的基因的一部分DNA序列,可以设计一个DNA单链作探针。DNA单链探针作用原理如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 探针与目的基因某条链的部分碱基序列相同
B. 若DNA样本具有目的基因,该DNA只有一条链能与探针结合
C. 利用DNA单链探针,合成其互补链,两者可在PCR技术中用作目的基因的引物
D. 若该DNA探针,与被测生物的mRNA未形成杂合双链,不能说明该生物不含目的基因
13. 科研人员利用野生型番茄(HH)培育出突变体番茄(hh),发现突变体中DML2基因的表达发生改变,进而影响乙烯合成相关基因ACS2等的表达及果实中乙烯含量,导致番茄果实成熟期改变。下列叙述正确的是( )
A. 培育突变体番茄hh的原理是细胞的全能性
B. H基因表达产物促进DML2基因的转录过程
C. ACS2基因的表达产物被抑制有利于果实成熟
D. 突变体的乙烯总量偏低导致果实成熟被延迟
14. 下列有关啤酒工业化生产的叙述,错误的是( )
A. 啤酒的生产包括主发酵和后发酵两个阶段
B. 啤酒生产过程中发酵温度和时间会影响啤酒的风味
C. 在啤酒的酿造过程中,向发酵罐中持续通入空气有利于提高啤酒产量
D. 工业化生产啤酒时,也需要对原料和设备进行消毒和灭菌
15. 番茄果实发育从受精后的子房开始,此过程中,果皮的细胞层数仅增加了约2倍,而细胞体积却扩大了上万倍如图1。研究表明细胞体积扩大的主要驱动力是核内复制(一种特殊的细胞周期)如图2。已知正常的细胞周期如图3,下列叙述错误的是( )
A. 番茄果实大小由细胞大小和数量共同决定,细胞大小与核DNA含量无关
B. 果实发育受到其内部种子合成的生长素调节,还可能与光照等环境因素有关
C. 核内复制无M期并且不发生细胞质分裂,S期细胞进行DNA复制
D. 番茄果实细胞有些处于核内复制或正常细胞周期,也有些没有细胞周期
16. 原醛症患者体内分泌过量醛固酮,临床主要表现为高血压伴低血钾。下列叙述错误的是( )
A. 醛固酮由肾上腺皮质分泌,作用于肾小管、集合管细胞,促使 Na+的重吸收
B. 醛固酮分泌过多产生高血压可能与细胞外液含过多的 Na+导致其渗透压偏高有关
C. 原发性醛固酮增多症患者神经细胞的兴奋性下降,静息电位绝对值减小
D. 原发性醛固酮增多症患者可使用醛固酮受体拮抗剂配合低 Na+、补钾饮食来改善临床症状
二、解答题(共38分)
17. 绿色植物中RuBP羧化酶(Rubisco)具有双重活性,当O2/CO2偏高时,光呼吸的过程会加强。光呼吸是在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水的一个生化过程,是一个高耗能的反应(如图1所示),其中过氧物酶体为细胞质中单层膜细胞器,有特定的功能,负责将光合作用的副产物C2(乙醇酸)氧化为乙醛酸和过氧化氢。
(1)据图1分析,绿色植物在Rubisco催化下O2与______反应,形成的C2(乙醇酸)中的C原子最终进入线粒体放出CO2,完成光呼吸的过程,据图可知,参与此过程的细胞器有______。
(2)科学家利用水稻自身基因构建了一条新的光呼吸支路,简称GOC支路。通过多转基因技术成功将GOC支路导入水稻并定位至叶绿体中,使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被完全分解为CO2,从而______(填“促进”或“抑制”)光呼吸。据上述信息推测,生产实际中,常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的,原因是__________(答出两点)。
(3)水稻、小麦等C3植物的光呼吸显著,而高粱、玉米等C4植物的光呼吸消耗有机物很少,C4途径如图2所示。请结合图2玉米光合作用过程示意图分析,与RuBP羧化酶相比,PEP羧化酶固定CO2的能力______。维管束鞘细胞的叶绿体只进行暗反应,推测其叶绿体结构上的特点是_______。
18. 梵净山国家级自然保护区位于贵州省东北部,地处亚热带,许多国家级重点保护动植物生长其中,如珙桐和黔金丝猴等。
(1)梵净山保护区地貌为典型穹隆状山地生态系统,植被类型具有鲜明的植被带谱:山底至山顶依次为常绿阔叶林带、常绿落叶阔叶混交林带、落叶阔叶林带、苔藓矮林带。这种不同海拔高度段间的植被分布差异主要是由_________的差异引起的。
(2)黔金丝猴是国家一级保护珍稀动物,若要调查梵净山上的黔金丝猴数量,可在其常出没的区域采用红外相机自动拍摄,与标记重捕法相比,此方法的优点有_______(答出2点即可)。
(3)梵净山的植物资源尤其丰富,如春季开花的珙桐群落、夏季开花的杜鹃群落、秋冬叶片变色的银杏群落、冷杉群落等,和可可西里自然保护区的荒漠生物群落区别很大,决定群落性质、区分不同群落的重要特征是_________。研究植物的生态位需要研究的有_____(答出3点)。
(4)梵净山也是国家5A级旅游景区,这体现了生物多样性的__________价值,其生境复杂,不仅拥有丰富的生态美学景观,而且与人工林生态系统相比,其__________稳定性更高,原因是生物多样性更高,_______更复杂,自我调节能力更强。
19. 玉米(2n=20)是雌雄同株异花植物。玉米存在雄性不育株,表现为雄花不育、雌花可育。现有两株雄性不育突变体甲和乙,两者的不育性状均由单基因突变所致(不考虑基因间的相互作用;当植株可育时花粉均可育)。甲与纯合野生型玉米杂交得到子代丙,丙自交后代中正常育性:雄性不育=3:1。回答下列问题。
(1)甲的雄性不育突变为_____________(填“显性”或“隐性”)突变。丙自交的子代之间随机交配,后代中正常育性:雄性不育=_____________。
(2)甲的雄性不育由M2基因(由M1基因突变而来)控制。将M1与M2的mRNA翻译区进行序列比对,结果如图。与M1相比,M2编码的多肽链的氨基酸数目变化是_______________。
(3)已知乙的雄性不育由等位基因B/b控制,位于另一对染色体上,将乙与丙杂交:
①若F1均为正常育性,F1自交所得F2的表型及比例是_______________。
②若F1中正常育性:雄性不育=1:1,_____________(填“能”或“不能”)利用F1的材料通过杂交育种获得乙类型的雄性不育纯合子,原因是________。现因科研需求要大量繁殖乙,最快的方法是_____________。
三、实验题(共14分)
20. 糖皮质激素因其抗炎、抗过敏等作用广泛用于突发性耳聋等疾病治疗。而糖尿病作为一种代谢性疾病,多存在内耳微循环黏滞度升高现象,会进一步加重耳聋患者病情。因此,对突发性耳聋合并糖尿病患者,应重视多类型多途径给药进行有效治疗。
(1)糖皮质激素分泌的调节过程如图所示,CRH和ACTH为相关激素。“+”表示促进,“-”表示抑制。回答下列问题:
(1)据图分析,在糖皮质激素分泌的调节过程中,作用于垂体细胞的信息分子有___________。
(2)下丘脑分泌的CRH的受体分布在___________细胞上,受体结合CRH后垂体分泌ACTH,ACTH作用于肾上腺皮质并促使其分泌糖皮质激素,这种体液调节方式称为___________。
(3)临床上,糖皮质激素治疗突发性耳聋,可能会导致患者血糖浓度变高,其原因是糖皮质激素能促进___________。
(4)某医疗团队通过临床实验,分析糖皮质激素不同给药途径对突发性耳聋合并糖尿病患者的血糖影响及其疗效。研究对象:50 例突发性耳聋合并糖尿病患者,男性30例,女性20例。材料与用具:血糖测定仪、甲强龙(一种糖皮质激素注射药物)、0.9%氯化钠静脉滴注液等(要求与说明;血糖测定过程不作要求,具体给药量和操作技术不做要求)
①完善实验思路:
a。 ___________;
b。 治疗前, 测定患者空腹血糖浓度平均为8.8mmol/L, 餐后2h血糖浓度平均为15.8mmol/L。
c。两组患者在进行注射适量营养神经药物、胰岛素等常规治疗外,增加甲强龙的不同给药途径治疗:
对照组:___________,每日1次,10天一疗程。
实验组:耳后注射甲强龙治疗,每日1次,10天一疗程。
d。治疗后,测定患者___________。
②预测实验结果:请设计用于记录不同给药途径对突发性耳聋合并糖尿病患者的血糖影响实验结果记录表。___________
③分析与讨论:临床结果显示,增加甲强龙治疗后,患者有效恢复听力人数分别为对照组15人,实验组21人。推测耳后注射治疗时,药物作用于靶细胞前更多避免___________(填内环境成分)运输,所以效果更好。用糖皮质激素治疗合并糖尿病患者时,除了给药途径,还可以从哪些方面进行研究来改善治疗效果___________(答出1 点就给分)
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2025年10月高三上学期生物月考试题
一、单选题(每题3分,共48分)
1. 下列关于科学实验的说法,不正确的是( )
A. 艾弗里等人用减法原理设计了肺炎链球菌的转化实验,得出DNA是转化因子的结论
B. DNA双螺旋结构模型和用橡皮泥建立的减数分裂中染色体变化模型均为物理模型
C. 研究CO2转化为有机物的途径和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验均使用了放射性同位素标记
D. 孟德尔获得遗传规律和萨顿证明基因在染色体上均运用了假说—演绎法
【答案】D
【解析】
【分析】1、假说-演绎法的基本过程有:发现问题,提出假说,演绎推理,实验验证,得出结论。
2、物理模型是以实物或图画形式直观表达认识对象的特征。
【详解】A、艾弗里等人在肺炎链球菌转化实验中,通过逐步去除 S 型细菌中的蛋白质、多糖等物质(减法原理),单独观察各成分的作用,最终得出 DNA 是转化因子的结论,A正确;
B、物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。DNA 双螺旋结构模型和用橡皮泥建立的减数分裂中染色体变化模型,都属于以实物或类似实物形式呈现,是物理模型,B正确;
C、研究CO2转化为有机物的途径需14C对CO2进行标记,T2噬菌体侵染大肠杆菌利用32P和35S分别对DNA和蛋白质进行标记,C正确;
D、孟德尔获得遗传规律运用了假说 — 演绎法;萨顿是通过观察染色体行为与基因行为的平行关系,运用类比推理法提出基因在染色体上的假说,并非假说 — 演绎法 ,D错误。
故选D。
2. 蛋白质变性是指蛋白质受到某些理化因素作用后,空间结构被破坏、生物活性随之丧失的现象。下图是正常蛋白质变性后的示意图。下列相关分析错误的是( )
A. 高温导致蛋白质变性后仍然可以与双缩脲试剂产生紫色反应
B. 胃酸可使蛋白质变性失活,易暴露肽键被胃蛋白酶消化
C. 酒精消毒的原理是酒精能使病毒和细菌的蛋白质变性而失去致病性
D. 与天然蛋白质相比,变性蛋白质肽链充分伸展,肽键数减少
【答案】D
【解析】
【详解】A、正常蛋白质变性后,仍具有肽键,故可以与双缩脲试剂发生反应,A正确;
B、胃酸呈酸性,会使蛋白质变性失活,易暴露肽键,从而被胃蛋白酶消化,B正确;
C、酒精能使蛋白质变性,即酒精消毒的原理是酒精能使细菌的蛋白质变性而失去致病性,C正确;
D、与天然蛋白相比,变性蛋白肽链充分伸展,肽键并未断裂,故肽键数不会减少,D错误。
故选D。
3. 达尔文明确指出人类可能与黑猩猩具有共同的原始祖先,但从染色体数目看,人类23对、黑猩猩24对,让人对达尔文的学说产生怀疑。生物学家研究发现黑猩猩的两条染色体(2A和2B)经拼接后与人类2号染色体相似,据此提出融合假说。下列分析错误的是( )
A. 在共同原始祖先进化成人类的过程中发生了染色体变异
B. 人和黑猩猩的形态差异较大是长期自然选择的结果
C. 融合假说说明染色体变化是新物种形成的直接原因
D. DNA分子杂交技术可以为融合假说提供生物学证据
【答案】C
【解析】
【分析】现代生物进化理论认为:种群是生物进化的基本单位,突变和基因重组产生进化的原材料,自然选择决定生物进化的方向,隔离是物种形成的必要条件,共同进化导致生物多样性的形成。
【详解】A、若融合假说成立,则在进化过程中,黑猩猩的两条染色体(2A和2B)经拼接和人类2号染色体相似,说明发生了染色体变异,A正确;
B、达尔文明确指出人类可能与黑猩猩具有共同的原始祖先,则两者的形态差异较大是长期自然选择的结果,B正确;
C、新物种形成的标志是生殖隔离,是长期自然选择的结果,C错误;
D、黑猩猩的两条染色体(2A和2B)经拼接和人类2号染色体相似,因此DNA分子杂交能为融合假说提供证据,D正确。
故选C。
4. 在线粒体内膜电子传递过程中,复合物泵出质子,形成了跨膜质子梯度,ATP合成酶利用质子梯度驱动ATP合成。OSCP是ATP合成酶中的一个重要亚基,位于催化区顶部,确保亚基之间的功能偶联,寡霉素作为呼吸抑制剂可破坏此偶联。当ATP合成酶处于活跃状态时,OSCP会形成一个稳定的质子通道。下列说法错误的是( )
A. 寡霉素可能阻塞质子通道,抑制质子流入线粒体基质
B. 细胞培养中加入寡霉素,线粒体有氧呼吸释放的能量中热能比例减小
C. ATP合成酶不活跃时,OSCP关闭质子通道,线粒体基质中ADP含量上升
D. 深入研究OSCP结构和功能,有助于为线粒体功能障碍引发的疾病治疗提供新思路
【答案】B
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、 线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、题意显示,OSCP是ATP合成酶中的一个重要亚基,位于催化区顶部,确保亚基之间的功能偶联,寡霉素作为呼吸抑制剂可破坏此偶联,当ATP合成酶处于活跃状态时,OSCP会形成一个稳定的质子通道,据此推测,寡霉素可能阻塞质子通道,抑制质子流入线粒体基质,A正确;
B、结合A项可知,细胞培养中加入寡霉素,寡霉素可能阻塞质子通道,抑制质子流入线粒体基质,进而减少了ATP的产生,导致线粒体有氧呼吸释放的能量中热能比例增加,B错误;
C、题意显示,当ATP合成酶处于活跃状态时,OSCP会形成一个稳定的质子通道,此时“当质子通过该通道进入基质时,驱动ATP合成”,因此,当ATP合成酶不活跃时,OSCP关闭质子通道,ATP合成减少,此时线粒体基质中ADP含量上升,C正确;
D、题意显示,OSCP是ATP合成酶中的一个重要亚基,位于催化区顶部,且在ATP合成酶处于活跃状态时,OSCP会形成一个稳定的质子通道,驱动了ATP的生成,可见OSCP在有氧呼吸产生ATP的过程中具有重要作用,因此,深入研究OSCP结构和功能,有助于为线粒体功能障碍引发的疾病治疗提供新思路,D正确。
故选B。
5. 研究发现,IAPs是细胞内一种凋亡抑制蛋白,其作用原理是通过与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的。IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡。线粒体促凋亡蛋白(smac)是细胞中一种促进细胞凋亡的关键蛋白,在正常的细胞中,smac存在于线粒体中。当线粒体收到释放这种蛋白质的信号时,就会将它释放到线粒体外与IAPs反应,导致细胞凋亡。下列相关叙述不正确的是( )
A. IAPs的合成受到基因的控制,需要酶的催化同时也消耗能量
B. 将癌细胞中IAPs的RING区域去掉,对癌症治疗有积极意义
C. 细胞凋亡是由基因决定的程序性死亡,是细胞正常的生命活动
D. smac在载体蛋白的协助下从线粒体释放,进而促进细胞凋亡
【答案】D
【解析】
【详解】A、IAPs是蛋白质,其合成由基因控制,需酶催化并消耗能量(ATP),符合蛋白质合成过程,A正确;
B、题干指出去掉RING区域可促进细胞凋亡,而癌细胞凋亡被抑制,去除该区域有助于治疗癌症,B正确;
C、细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡,属于正常生命活动,C正确;
D、smac作为大分子蛋白质,从线粒体释放可能通过膜通透性改变(如线粒体膜形成通道),而非载体蛋白协助,D错误;
故选D。
6. 物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是( )
A. 呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受浓度的影响
B. 心肌细胞主动运输时参与转运的载体蛋白仅与结合
C. 血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关
D. 集合管中与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
【答案】A
【解析】
【分析】自由扩散的特点是高浓度运输到低浓度,不需要转运蛋白和能量,如水进出细胞;协助扩散的特点是高浓度运输到低浓度,需要转运蛋白,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的特点是需要转运蛋白和能量,如小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖。
【详解】A、O₂从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散,速率由O₂浓度差决定。因此呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受浓度的影响,A正确;
B、心肌细胞主动运输Ca²⁺时,载体蛋白需结合Ca²⁺并催化ATP水解,还需结合磷酸基团从而磷酸化,并非仅与Ca²⁺结合,B错误;
C、葡萄糖进入红细胞为协助扩散,速率受浓度差和载体数量影响。红细胞代谢虽不直接供能,但代谢活动维持细胞内低葡萄糖浓度,从而保持浓度差,因此速率与代谢有关,C错误;
D、分子或离子通过通道蛋白时不需要与之结合,D错误。
故选A。
7. 汉密尔顿法则认为:在生态系统的动物彼此合作倾向和利他行为中,亲缘关系越近的动物,表现越强烈;反之,表现越弱。这一建立在以“亲缘选择”理论为基础的种间关系会对种群、群落或生态系统产生影响。在白鹤种群密度小时,鹰攻击的成功率大;白鹤种群密度大时,鹰攻击的成功率小。以鹰为代表的部分捕食者总是沿着被捕食者栖息地的边界觅食,并可深入到某一固定深度(如图所示)。下列叙述正确的是( )
A. 当白鹤种群中非亲缘个体比例增加时,个体间的利他行为会显著增强
B. 白鹤属于影响鹰种群密度变化的非密度制约因素
C. 捕食者深入栖息地的深度主要取决于被捕食者的体型大小,与种群密度无关
D. 栖息地破碎后,白鹤种群受到天敌捕食的压力会增大
【答案】D
【解析】
【分析】一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,被称为密度制约因素。而气温和干旱等气候因素以及地震火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群密度无关,因此被称为非密度制约因素。
【详解】A、汉密尔顿法则强调亲缘关系对利他行为的影响,非亲缘个体比例增加反而会降低利他行为,A错误;
B、白鹤属于影响鹰种群密度变化的密度制约因素,B错误;
C、捕食者觅食深度受多种因素影响,包括种群密度(影响防御行为)、能量消耗等,而非仅取决于被捕食者体型,C错误;
D、当白鹤栖息地破碎后,其种群的生存空间减小,导致捕食者边界觅食深度相对变大,白鹤种群受到天敌捕食的压力会增大,D正确。
故选D。
8. 红树林中秋茄(Kandelia obovata)的耐盐性由基因S(耐盐)和s(敏感)控制。研究人员发现某变异植株耐盐性显著增强,对其细胞学检测发现:①根尖细胞有丝分裂中期出现1条染色体着丝粒异常分裂;②花粉母细胞减数分裂Ⅰ时,10%的细胞出现S基因所在同源染色体未分离。下列关于该植株的分析正确的是( )
A. 有丝分裂异常可能导致体细胞中出现耐盐性不同的细胞群
B. 减数分裂异常产生的配子都会导致其子代植株耐盐性增强
C. 该植株耐盐变异会直接导致秋茄种群中S基因频率升高
D. 耐盐性增强的变异都能通过减数分裂产生的配子遗传给后代
【答案】A
【解析】
【详解】A、有丝分裂中期着丝粒异常分裂会导致染色体分配不均,产生基因型不同的体细胞(如多一个S基因或少一个s基因),导致耐盐性不同的细胞群,A正确;
B、花粉母细胞减数分裂Ⅰ时同源染色体未分离,会导致产生的异常配子中可能含两个S或缺失S基因,与正常配子结合后子代可能耐盐性增强或减弱,并非所有配子都会导致子代耐盐性增强,B错误;
C、S基因所在同源染色体分配异常,基因所占比例没变,不影响秋茄种群中S基因频率,C错误;
D、若耐盐性增强的变异发生在体细胞中,突变则无法通过配子遗传,且减数分裂可能产生正常配子,并非所有变异都能通过配子遗传给后代,D错误。
故选A。
9. 如图为某生态系统的组成成分图,其中字母表示各组成成分,箭头表示碳元素的流动方向,下列有关叙述正确的是( )
A. a→b过程一定与叶绿体这种细胞器有关
B. 图中b→c→d→e能构成多条食物链
C. 碳在系统中循环的形式是CO2,图中还缺少b→a、c→a
D. f为分解者,只包含细菌和真菌
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:图中a为无机环境;b为绿色植物,代表生产者;cde为消费者;f为分解者。
【详解】A、a→b表示碳从无机环境进入生物群落,该过程主要依靠植物细胞中叶绿体进行的光合作用,也与微生物的化能合成作用有关,所以该过程不一定与叶绿体有关,A错误;
B、图中a、b、c、d都含有多个物种,所以b→c→d→e能构成多条食物链 ,B正确;
C、碳在生物群落和无机环境之间循环的形式是CO2,而在群落内部是以有机物的形式传递,C错误;
D、f为分解者,包括腐生生活的细菌、真菌和动物,D错误。
故选B。
10. 某对表型正常的夫妇生育了一个患苯丙酮尿症(单基因遗传病)的女儿和一个唐氏综合征(患者细胞中多了一条21号染色体)的儿子。下列叙述正确的是( )
A. 女儿患病是父母生殖细胞发生基因重组导致的
B. 儿子患病是由父亲减数分裂异常导致的
C. 唐氏综合征是染色体结构变异导致的
D. 胎儿是否患苯丙酮尿症可通过羊膜腔穿刺进行产前诊断
【答案】D
【解析】
【分析】人类遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的人类疾病,主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。遗传病的检测和预防方法有遗传咨询、产前诊断、禁止近亲结婚和提倡适龄生育。
【详解】A、苯丙酮尿症是单基因遗传病,女儿患病是因为父母均为携带者,产生生殖细胞时等位基因分离,女儿从父母双方各获得一个致病基因,这是基因分离的结果,而非基因重组,基因重组一般发生在非同源染色体自由组合或同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换过程中,与本题女儿患单基因遗传病的原因不符,A错误;
B、唐氏综合征患者细胞中多了一条21号染色体,儿子患病可能是父亲减数分裂异常,也可能是母亲减数分裂异常,产生了含有两条21号染色体的配子,与正常配子结合导致的,不能确定一定是父亲减数分裂异常导致的,B错误;
C、唐氏综合征是染色体数目变异(21号染色体多了一条)导致的,而不是染色体结构变异,C错误;
D、苯丙酮尿症是单基因遗传病,胎儿是否患苯丙酮尿症可通过羊膜腔穿刺进行产前诊断,羊膜腔穿刺获得的羊水细胞可进行基因检测等,从而判断胎儿是否患有该遗传病,D正确。
故选D。
11. 下列以酵母菌为材料进行的实验中,叙述错误的是( )
A. 酿制果酒的酒精发酵阶段,酵母菌生命活动所需的能量主要来自丙酮酸氧化分解时所释放的能量
B. 探究酵母菌的呼吸方式时,无氧组和有氧组为相互对照,两组均为实验组
C. 探究酵母菌种群数量变化时,可以采用抽样检测的方法
D. 对酵母菌菌种进行纯化时可以利用稀释涂布平板法或平板划线法
【答案】A
【解析】
【详解】A、用酵母菌发酵酿制果酒时,酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,能量主要来自葡萄糖分解为丙酮酸阶段(糖酵解),而丙酮酸转化为酒精的过程不释放大量能量,A错误;
B、探究酵母菌的呼吸方式时,无氧组和有氧组为相互对照,两组均为实验组,通过对比观察不同呼吸方式的产物与速率,B正确;
C、探究酵母菌种群数量变化时,可采用抽样检测法(如用血球计数板对培养液中的酵母菌进行计数),C正确;
D、稀释涂布平板法和平板划线法都是常用的微生物纯化方法,适用于酵母菌的纯化,D正确。
故选A。
12. 探针技术可以用来筛选目的基因。研究人员根据目的基因的一部分DNA序列,可以设计一个DNA单链作探针。DNA单链探针作用原理如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 探针与目的基因某条链的部分碱基序列相同
B. 若DNA样本具有目的基因,该DNA只有一条链能与探针结合
C. 利用DNA单链探针,合成其互补链,两者可在PCR技术中用作目的基因的引物
D. 若该DNA探针,与被测生物的mRNA未形成杂合双链,不能说明该生物不含目的基因
【答案】C
【解析】
【分析】基因探针,即核酸探针,是一段带有检测标记,且顺序已知的,与目的基因互补的核酸序列(DNA或RNA)。基因探针通过分子杂交与目的基因结合,产生杂交信号,能从浩瀚的基因组中把目的基因显示出来。根据杂交原理,作为探针的核酸序列至少必须具备以下两个条件:①应是单链,若为双链,必须先行变性处理;②应带有容易被检测的标记。它可以包括整个基因,也可以仅仅是基因的一部分;可以是DNA本身,也可以是由之转录而来的RNA。
【详解】A、DNA样本的两条链是碱基互补配对的,图示中c可知,DNA探针可以DNA样本中一条链发生碱基互补配对,所以可推知,DNA探针与目的基因的另一条链的部分碱基序列相同,A正确;
B、由于DNA样本的两条链是碱基互补配对的,DNA探针通过碱基互补配对发生分子杂交与目的基因结合,所以若DNA样本具有目的基因,该DNA只有一条链能与探针结合,B正确;
C、DNA探针的作用是基于碱基互补配对原则识别目标序列,而引物的作用是使DNA聚合酶能从引物的3'端开始连接脱氧核糖核苷酸,引物包括限制酶识别序列和与目的基因配对的一段脱氧核糖核苷酸序列,所以利用DNA单链探针,合成其互补链,两者不可在PCR技术中用作目的基因的引物,C错误;
D、mRNA是以DNA的一条链为模板合成的,而DNA探针可以DNA样本中一条链发生碱基互补配对,所以若该DNA探针,与被测生物的mRNA未形成杂合双链,不能说明该生物不含目的基因,D正确。
故选C。
13. 科研人员利用野生型番茄(HH)培育出突变体番茄(hh),发现突变体中DML2基因的表达发生改变,进而影响乙烯合成相关基因ACS2等的表达及果实中乙烯含量,导致番茄果实成熟期改变。下列叙述正确的是( )
A. 培育突变体番茄hh的原理是细胞的全能性
B. H基因表达产物促进DML2基因的转录过程
C. ACS2基因的表达产物被抑制有利于果实成熟
D. 突变体的乙烯总量偏低导致果实成熟被延迟
【答案】B
【解析】
【分析】由题图可知:突变体的DML2基因的表达和乙烯合成相关基因ACS2的表达均有所下降,乙烯合成量也有所下降。
【详解】A、从野生型番茄(HH)培育出突变体番茄(hh),是基因发生了改变,原理是基因突变,并非细胞的全能性,A错误;
B、由图可知,野生型(HH)比突变体DML2基因mRNA的含量高,故H基因编码的蛋白质能促进DML2基因的转录过程,B正确;
C、由图可知,ACS2基因表达量越高,乙烯含量也越高,所以ACS2基因编码的产物能促进乙烯合成而影响成熟,C错误;
D、图中为果实中乙烯含量,而不是突变体的乙烯总量,D错误。
故选B。
14. 下列有关啤酒工业化生产的叙述,错误的是( )
A. 啤酒的生产包括主发酵和后发酵两个阶段
B. 啤酒生产过程中发酵温度和时间会影响啤酒的风味
C. 在啤酒的酿造过程中,向发酵罐中持续通入空气有利于提高啤酒产量
D. 工业化生产啤酒时,也需要对原料和设备进行消毒和灭菌
【答案】C
【解析】
【详解】A、啤酒生产分为主发酵(酵母菌大量繁殖并生成主要代谢产物)和后发酵(低温下进一步成熟和澄清),A正确;
B、发酵温度和时间影响酵母菌代谢途径及产物,从而改变啤酒风味,B正确;
C、酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,持续通入空气会使其进行有氧呼吸,抑制酒精生成,导致产量下降,C错误;
D、工业化生产中需对原料(如麦芽汁高温灭菌)和设备(如发酵罐灭菌)进行严格灭菌,防止杂菌污染,D正确。
故选C。
15. 番茄果实发育从受精后的子房开始,此过程中,果皮的细胞层数仅增加了约2倍,而细胞体积却扩大了上万倍如图1。研究表明细胞体积扩大的主要驱动力是核内复制(一种特殊的细胞周期)如图2。已知正常的细胞周期如图3,下列叙述错误的是( )
A. 番茄果实大小由细胞大小和数量共同决定,细胞大小与核DNA含量无关
B. 果实发育受到其内部种子合成的生长素调节,还可能与光照等环境因素有关
C. 核内复制无M期并且不发生细胞质分裂,S期细胞进行DNA复制
D. 番茄果实细胞有些处于核内复制或正常细胞周期,也有些没有细胞周期
【答案】A
【解析】
【详解】A、根据题意可知,从受精到果实成熟,果实的细胞层数仅增加了约2倍,而细胞体积却扩大了上万倍,说明番茄果实大小由细胞数量和细胞大小共同决定,根据图1可知,不同层次的细胞内的核DNA含量不同,A错误;
B、植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的,B正确;
C、核内复制分为S期和G期,其中S期进行DNA复制,根据图2可知,核内复制无M期,因此一个细胞不能分裂为两个细胞(即不能发生胞质分裂),导致细胞内核DNA加倍,C正确;
D、番茄果实中果皮细胞可能处于核内复制、其他分裂细胞处于正常的细胞周期,未连续分裂的细胞没有细胞周期,D正确。
故选A。
16. 原醛症患者体内分泌过量醛固酮,临床主要表现为高血压伴低血钾。下列叙述错误的是( )
A. 醛固酮由肾上腺皮质分泌,作用于肾小管、集合管细胞,促使 Na+的重吸收
B. 醛固酮分泌过多产生高血压可能与细胞外液含过多的 Na+导致其渗透压偏高有关
C. 原发性醛固酮增多症患者神经细胞的兴奋性下降,静息电位绝对值减小
D. 原发性醛固酮增多症患者可使用醛固酮受体拮抗剂配合低 Na+、补钾饮食来改善临床症状
【答案】C
【解析】
【详解】A、醛固酮由肾上腺皮质分泌,通过促进肾小管和集合管对Na⁺的重吸收及K⁺的排出,调节水盐平衡,A正确;
B、醛固酮过多导致细胞外液Na⁺浓度升高,渗透压上升,血容量增加,从而引发高血压,B正确;
C、静息电位由K⁺外流形成,低血钾时细胞内外的K⁺浓度梯度增大,K⁺外流增加,静息电位绝对值增大,C错误;
D、醛固酮受体拮抗剂可阻断醛固酮的作用,减少Na⁺重吸收和K⁺排出,配合低钠饮食和补钾可缓解症状,D正确。
故选C。
二、解答题(共38分)
17. 绿色植物中RuBP羧化酶(Rubisco)具有双重活性,当O2/CO2偏高时,光呼吸的过程会加强。光呼吸是在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水的一个生化过程,是一个高耗能的反应(如图1所示),其中过氧物酶体为细胞质中单层膜细胞器,有特定的功能,负责将光合作用的副产物C2(乙醇酸)氧化为乙醛酸和过氧化氢。
(1)据图1分析,绿色植物在Rubisco催化下O2与______反应,形成的C2(乙醇酸)中的C原子最终进入线粒体放出CO2,完成光呼吸的过程,据图可知,参与此过程的细胞器有______。
(2)科学家利用水稻自身基因构建了一条新的光呼吸支路,简称GOC支路。通过多转基因技术成功将GOC支路导入水稻并定位至叶绿体中,使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被完全分解为CO2,从而______(填“促进”或“抑制”)光呼吸。据上述信息推测,生产实际中,常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的,原因是__________(答出两点)。
(3)水稻、小麦等C3植物的光呼吸显著,而高粱、玉米等C4植物的光呼吸消耗有机物很少,C4途径如图2所示。请结合图2玉米光合作用过程示意图分析,与RuBP羧化酶相比,PEP羧化酶固定CO2的能力______。维管束鞘细胞的叶绿体只进行暗反应,推测其叶绿体结构上的特点是_______。
【答案】(1) ①. C5 ②. 叶绿体、线粒体、过氧物酶体
(2) ①. 抑制 ②. CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行,进而提高光合作用强度;CO2浓度升高还可促进Rubisco酶催化更多的C5与CO2结合,减少C5与O2的结合,从而降低光呼吸速率
(3) ①. 更强 ②. 没有类囊体(或类囊体不发达)
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,其中光反应包括水的光解和ATP的生成,暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【小问1详解】
据图1可知,在Rubisco催化下氧气与C5反应形成C2,C2中的C原子最终进入线粒体放出二氧化碳,称之为光呼吸;结合题意及题图可知,参与光呼吸的细胞器的有叶绿体(产生氧气并生成有机物)、线粒体(呼吸过程)和过氧物酶体。
【小问2详解】
分析题意,GOC支路使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被完全分解为CO2,从而抑制光呼吸;生产实际中,常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的,原因是CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行,进而提高光合作用强度;CO2浓度升高还可促进Rubisco酶催化更多的C5与CO2结合,减少C5与O2的结合,从而降低光呼吸速率。
【小问3详解】
分析题意,C4进入维管束鞘细胞,生成CO2和C3(丙酮酸),其中的CO2参与暗反应(卡尔文循环),C3(丙酮酸)回到叶肉细胞中,进行循环利用;根据图中信息推测,PEP羧化酶比Rubisco酶对CO2的亲和力更强,能固定低浓度的CO2,类囊体薄膜是光反应场所,叶绿体基质是暗反应场所,维管束鞘细胞的叶绿体只进行暗反应,推测其叶绿体结构上的特点是不含类囊体。
18. 梵净山国家级自然保护区位于贵州省东北部,地处亚热带,许多国家级重点保护动植物生长其中,如珙桐和黔金丝猴等。
(1)梵净山保护区地貌为典型穹隆状山地生态系统,植被类型具有鲜明的植被带谱:山底至山顶依次为常绿阔叶林带、常绿落叶阔叶混交林带、落叶阔叶林带、苔藓矮林带。这种不同海拔高度段间的植被分布差异主要是由_________的差异引起的。
(2)黔金丝猴是国家一级保护珍稀动物,若要调查梵净山上的黔金丝猴数量,可在其常出没的区域采用红外相机自动拍摄,与标记重捕法相比,此方法的优点有_______(答出2点即可)。
(3)梵净山的植物资源尤其丰富,如春季开花的珙桐群落、夏季开花的杜鹃群落、秋冬叶片变色的银杏群落、冷杉群落等,和可可西里自然保护区的荒漠生物群落区别很大,决定群落性质、区分不同群落的重要特征是_________。研究植物的生态位需要研究的有_____(答出3点)。
(4)梵净山也是国家5A级旅游景区,这体现了生物多样性的__________价值,其生境复杂,不仅拥有丰富的生态美学景观,而且与人工林生态系统相比,其__________稳定性更高,原因是生物多样性更高,_______更复杂,自我调节能力更强。
【答案】(1)温度 (2)不需要捕捉和标记,避免对野生动物造成惊吓或伤害;操作方便,对野生动物影响小;调查周期短;需要的人员少;可昼夜连续监测很长时间等
(3) ①. 物种组成 ②. 植株的高度、种群密度、与其它生物的种间关系
(4) ①. 直接 ②. 抵抗力 ③. 营养结构
【解析】
【分析】关于生物多样性的价值,科学家一般概括为以下三方面:一是目前人类尚不清楚的潜在价值;二是对生态系统起到重要调节功能的间接价值(也叫做生态功能,如森林和草地对水土的保持作用,湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用);三是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的直接价值。
【小问1详解】
不同海拔高度温度不同,引起植被差异;不同海拔属于水平方向上的变化,属于群落的水平结构。
【小问2详解】
对于活动能力强,活动范围较广的生物采取标记重捕法需要将生物进行两次捕获和一次标记,第二次捕获前还要求被标记生物个体必须充分混匀,步骤多所以操作时间较长,且对野生动物有一定的影响,而在野生动物常出没得区域放置红外相机进行布控拍摄,自动触发不需相关操作,操作方便,对野生动物影响小;调查周期短;需要的人员少;可昼夜连续监测很长时间等。
【小问3详解】
物种组成是区分不同群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素。生态位是指一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用,研究植物的生态位需要研究的有种群密度、植株高度及其与其它生物的关系等。
【小问4详解】
生物多样性的价值可概括为直接价值、间接价值和目前人类尚不清楚的潜在价值。直接价值是对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义,旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值。梵净山也是国家5A级旅游景区,这体现了生物多样性的直接价值。与人工林生态系统相比,梵净山的组分更多,营养结构食物网更复杂,自我调节能力更强,故而其抵抗力稳定性也更高。
19. 玉米(2n=20)是雌雄同株异花植物。玉米存在雄性不育株,表现为雄花不育、雌花可育。现有两株雄性不育突变体甲和乙,两者的不育性状均由单基因突变所致(不考虑基因间的相互作用;当植株可育时花粉均可育)。甲与纯合野生型玉米杂交得到子代丙,丙自交后代中正常育性:雄性不育=3:1。回答下列问题。
(1)甲的雄性不育突变为_____________(填“显性”或“隐性”)突变。丙自交的子代之间随机交配,后代中正常育性:雄性不育=_____________。
(2)甲的雄性不育由M2基因(由M1基因突变而来)控制。将M1与M2的mRNA翻译区进行序列比对,结果如图。与M1相比,M2编码的多肽链的氨基酸数目变化是_______________。
(3)已知乙的雄性不育由等位基因B/b控制,位于另一对染色体上,将乙与丙杂交:
①若F1均为正常育性,F1自交所得F2的表型及比例是_______________。
②若F1中正常育性:雄性不育=1:1,_____________(填“能”或“不能”)利用F1的材料通过杂交育种获得乙类型的雄性不育纯合子,原因是________。现因科研需求要大量繁殖乙,最快的方法是_____________。
【答案】(1) ①. 隐性 ②. 5:1
(2)少428个氨基酸
(3) ①. 正常育性:雄性不育=21:11 ②. 不能 ③. 若F1中正常育性:雄性不育=1:1,说明乙的雄性不育为显性突变;现有材料的基因型为bb和Bb,而Bb雄性不育;无论是可育植株自交或与不育植株杂交,均不能获得BB的不育纯合子 ④. 用乙进行植物组织培养
【解析】
【分析】1、基因的分离定律的实质:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
甲表现为雄性不育,其形成是单基因突变所致,仅考虑这对等位基因,甲与纯合野生型玉米杂交得到子代丙,丙为杂合子,丙自交后代中正常育性:雄性不育=3:1,说明甲的雄性不育突变为隐性突变。假定控制该性状的基因为M1、M2,甲基因型为M2M2,纯合野生型玉米基因型为M1M1,丙的基因型为M1M2,丙自交子代基因型种类及比例为M1M1:M1M2:M2M2=1:2:1,丙自交的子代之间随机交配,利用配子法求解,三种基因型的自交子代都能产生雌配子,雌配子种类及比例为M1:M2=1:1,由于M2M2表现为雄性不育,不能产生雄配子,因此雄配子种类及比例为M1:M2=2:1,雌雄配子随机结合,雄性不育M2M2的概率为1/21/3=1/6,正常育性的概率为1-1/6=5/6,即正常育性:雄性不育=5:1。
【小问2详解】
已知UAA为终止密码子,M2基因对应的mRA翻译区的第232个核苷酸和233个核苷酸之间插入了1386个核苷酸,并在插入的第60个核苷酸中引入了终止密码子,使得终止密码子提前出现,翻译提前终止,因此M2编码的多肽链长度为(232+59)/3=97个氨基酸。而M1基因正常,其编码的多肽链长度为1575/3=525个氨基酸,二者的差值恰好为428个氨基酸。
【小问3详解】
①已知甲的雄性不育基因为隐性突变,假定控制该性状的两对基因分别为M1、M2和B、b,若乙的雄性不育基因也为隐性突变,则野生型玉米的基因型为M1M1BB,甲的基因型为M2M2BB,乙的基因型为M1M1bb,丙的基因型为M1M2BB,乙和丙杂交,子代基因型及比例为M1M2Bb:M1M1Bb=1:1,只要一种基因为隐性纯合子就表现为雄性不育,F1均为正常育性;若乙的雄性不育基因为显性突变,则野生型玉米的基因型为M1M1bb,甲的基因型为M2M2bb,乙的基因型为M1M1BB或M1M1Bb,丙的基因型为M1M2bb,乙和丙杂交,子代基因型及比例为M1M2Bb:M1M1Bb=1:1或M1M1Bb:M1M1bb:M1M2Bb:M1M2bb=1:1:1:1,基因型为M2M2_ _和_ _B_ 表现为雄性不育,F1均为雄性不育或正常育性:雄性不育=1:1。综上,F1均为正常育性,据此推测乙的雄性不育突变为隐性突变。仅考虑M1/M2这对等位基因,甲的基因型为M2M2BB,乙的基因型为M1M1bb,F1基因型种类及比例为M1M2Bb:M1M1Bb=1:1,M1M2Bb自交子代雄性不育(M2M2B_、M1_bb、M2M2bb)概率=1/4×3/4+1/4×3/4+1/4×1/4=7/16,M1M1Bb自交子代雄性不育M1M1bb的概率为1×1/4=1/4,因此F1自交所得F2中雄性不育的植株的概率为7/16×1/2+1/4×1/2=11/32,因此正常育性的比例为1-11/32=21/32,F1自交所得F2的表型及比例是正常育性:雄性不育=21:11。
②由①可知,若F1中正常育性:雄性不育=1:1,说明乙的雌性不育为显性突变,现有材料基因型为M1M1Bb不育:M1M1bb可育:M1M2Bb不育:M1M2bb可育=1:1:1:1,利用现有材料进行杂交无法获得雄性不育(若只考虑B/b的情况下,M1M1BB,M2M2BB)的纯合子,原因是F1中不育植株只能作为母本,与可育植株进行杂交,可育植株可自交或杂交,均不能获得上述不育纯合子。大量繁殖乙,最快的方法是植物组织培养。
三、实验题(共14分)
20. 糖皮质激素因其抗炎、抗过敏等作用广泛用于突发性耳聋等疾病治疗。而糖尿病作为一种代谢性疾病,多存在内耳微循环黏滞度升高现象,会进一步加重耳聋患者病情。因此,对突发性耳聋合并糖尿病患者,应重视多类型多途径给药进行有效治疗。
(1)糖皮质激素分泌的调节过程如图所示,CRH和ACTH为相关激素。“+”表示促进,“-”表示抑制。回答下列问题:
(1)据图分析,在糖皮质激素分泌的调节过程中,作用于垂体细胞的信息分子有___________。
(2)下丘脑分泌的CRH的受体分布在___________细胞上,受体结合CRH后垂体分泌ACTH,ACTH作用于肾上腺皮质并促使其分泌糖皮质激素,这种体液调节方式称为___________。
(3)临床上,糖皮质激素治疗突发性耳聋,可能会导致患者血糖浓度变高,其原因是糖皮质激素能促进___________。
(4)某医疗团队通过临床实验,分析糖皮质激素不同给药途径对突发性耳聋合并糖尿病患者的血糖影响及其疗效。研究对象:50 例突发性耳聋合并糖尿病患者,男性30例,女性20例。材料与用具:血糖测定仪、甲强龙(一种糖皮质激素注射药物)、0.9%氯化钠静脉滴注液等(要求与说明;血糖测定过程不作要求,具体给药量和操作技术不做要求)
①完善实验思路:
a。 ___________;
b。 治疗前, 测定患者空腹血糖浓度平均为8.8mmol/L, 餐后2h血糖浓度平均为15.8mmol/L。
c。两组患者在进行注射适量营养神经药物、胰岛素等常规治疗外,增加甲强龙的不同给药途径治疗:
对照组:___________,每日1次,10天一疗程。
实验组:耳后注射甲强龙治疗,每日1次,10天一疗程。
d。治疗后,测定患者___________。
②预测实验结果:请设计用于记录不同给药途径对突发性耳聋合并糖尿病患者的血糖影响实验结果记录表。___________
③分析与讨论:临床结果显示,增加甲强龙治疗后,患者有效恢复听力人数分别为对照组15人,实验组21人。推测耳后注射治疗时,药物作用于靶细胞前更多避免___________(填内环境成分)运输,所以效果更好。用糖皮质激素治疗合并糖尿病患者时,除了给药途径,还可以从哪些方面进行研究来改善治疗效果___________(答出1 点就给分)
【答案】(1)CRH、糖皮质激素
(2) ①. 垂体 ②. 分级调节
(3)肝细胞将氨基酸转化为葡萄糖
(4) ①. ①将患者分为两组,对照组和实验组均25例,其中男性15例,女性10例(将患者分为对照组、实验组,两组各25例,且性别比例相近/相似) ②. 静脉滴注甲强龙治疗 ③. 空腹血糖浓度、餐后2h血糖浓度 ④.
组别
空腹血糖浓度
餐后2h血糖浓度
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
对照组
8.8mmol/L
15.8mmol/L
实验组
8.8mmol/L
15.8mmol/L
⑤. 血浆 ⑥. 给药时间,药物种类,给药剂量
【解析】
【分析】糖皮质激素因其抗炎、抗过敏等作用,被广泛用于突发性耳聋的治疗。从调节机制看,在糖皮质激素分泌的调节过程中,下丘脑分泌的CRH 作用于垂体,促使垂体分泌ACTH,ACTH进而作用于肾上腺皮质使其分泌糖皮质激素,同时糖皮质激素又对垂体存在负反馈抑制;在治疗耳聋时,它能发挥抗炎、抗过敏功效,缓解耳部的炎症和过敏反应,有助于听力恢复。但对于突发性耳聋合并糖尿病患者而言,糖皮质激素能促进肝细胞将氨基酸转化为葡萄糖,会使血糖浓度升高,进一步加重耳聋患者病情, 因此对此类患者应重视多类型多途径给药进行有效治疗。
【小问1详解】
从图中可知,下丘脑分泌的CRH作用于垂体,同时糖皮质激素对垂体有抑制作用(负反馈调节),所以作用于垂体细胞的信息分子有CRH和糖皮质激素。
【小问2详解】
CRH是下丘脑分泌的,作用于垂体,所以其受体分布在垂体细胞上。下丘脑分泌CRH 促进垂体分泌ACTH,ACTH再促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素,这种分层调控的体液调节方式就是分级调节。
【小问3详解】
糖皮质激素的作用类似 “升糖激素”,它能促进肝细胞中氨基酸等非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖浓度升高,所以用糖皮质激素治疗可能导致患者血糖变高。
【小问4详解】
实验要遵循单一变量和对照原则,需将50例患者分组,保证两组人数、性别比例相近,这样能减少无关变量干扰,使实验结果更可靠。对照组要设置常规的给药途径,题目中提到甲强龙是注射药物,结合临床常见给药方式,对照组用静脉滴注甲强龙,与实验组耳后注射对比。实验目的是分析不同给药途径对血糖的影响,所以治疗后要测定和治疗前相同的血糖指标,即空腹血糖浓度和餐后2h血糖浓度 。设计表格要体现组别、不同时间(治疗前、后)的空腹和餐后血糖浓度,这样能清晰记录和对比数据。耳后注射属于局部给药,药物作用于靶细胞前,相比全身给药(如静脉滴注),能更多避免在血浆中广泛运输,减少对全身血糖等的影响,从而效果更好。为改善治疗效果,除给药途径外,还可研究给药时间(如不同时间段用药对疗效和血糖的影响)、药物种类(是否有更适合的糖皮质激素类似物)、给药剂量(找到疗效好且对血糖影响小的剂量)等方面。
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