内容正文:
丽水、湖州、衢州2025年11月三地市高三教学质量检测生物学试题卷
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 2025年世界环境日,我国的主题为“美丽中国我先行”倡导公众积极参与生态环境保护。下列符合这一主题的做法是( )
A. 焚烧秸秆育肥 B. 直接排放工业废气
C. 燃放烟花爆竹 D. 减少使用一次性木筷
2. 关于单细胞生物伞藻和大肠杆菌,下列叙述正确的是( )
A. 都属于原核生物
B. 都以DNA作为遗传物质
C. 都没有核仁,无法合成rRNA
D. 都有线粒体,能进行需氧呼吸
3. 关于生物技术的安全性及伦理问题,下列叙述错误的是( )
A. 生物武器最恐怖的特点是具有传染性
B. 我国主张全面禁止和彻底销毁生物武器
C. 皮肤细胞克隆可用于皮肤大面积烧伤的治疗
D. 转基因作物进入自然生态系统有利于增加生物多样性
4. 当人体因剧烈运动大量出汗后,体内不会发生的生理变化是( )
A. 血浆渗透压下降
B. 渴觉中枢兴奋
C. 抗利尿激素分泌增加
D. 集合管对水的重吸收增加
5. 科学家在研究遗传物质时有一种思路:将不同物质分开,分别研究其发挥的作用。下列四个选项中,不符合这一实验思路的是( )
A. 肺炎链球菌活体转化实验
B. 肺炎链球菌离体转化实验
C. T2噬菌体侵染细菌实验
D. 烟草花叶病毒感染实验
6. 人的肌纤维分为快肌纤维和慢肌纤维两种。快肌纤维几乎不含有线粒体,与短跑等剧烈运动有关;慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是( )
A. 两种肌纤维均能以葡萄糖作为呼吸底物
B. 两种肌纤维均能在细胞溶胶中产生丙酮酸、[H]和ATP
C. 短跑时快肌纤维厌氧呼吸产生大量乳酸,会引起肌肉酸痛
D. 慢跑时慢肌纤维产生的ATP主要来自丙酮酸彻底分解的过程
7. 匐灯藓的叶片由单层细胞构成,用适宜浓度的蔗糖溶液和蒸馏水进行质壁分离与复原实验,显微镜下观察到部分现象如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 可直接用匐灯藓叶片制片
B. 滴加蔗糖溶液时需在载物台上进行
C. 本实验无法观察到细胞持续吸水的过程
D. 通过观察叶绿体的分布变化可判断细胞的失水
8. 某品系动物的毛色受一对等位基因R和 r控制,R对r为完全显性,且R决定黄色,r决定黑色。现有黄色个体RR和黑色个体rr杂交,F1表型和R基因表达的情况如下表所示。F1中未发生基因突变。
基因转录与表达
黄色
过渡色
黑色
F1-1
F1-2
F1-3
F1-4
F1-5
F1-6
R基因转录的mRNA
+++++
++++
+++
++
+
-
R基因表达的ASP蛋白
+++++
++++
+++
++
+
-
注:“+”表示存在,数量多表示含量多; “-”表示不存在。
下列叙述正确的是( )
A. R和r的遗传不遵循分离定律
B. F1中过渡色个体基因型均为 Rr
C. F1过渡色个体随机交配,F2全为过渡色
D. R基因翻译水平的差异导致F1个体间毛色的差异
9. 天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)具有催化和调节两种亚基,ATP和CTP 均通过与调节亚基结合影响酶活性。在相同反应体系中分别加入一定量的ATP和CTP,反应速率随底物浓度变化的曲线如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. ATP是ATCase的激活剂
B. CTP、底物分别与ATCase的不同部位结合
C. ATCase 能与ATP、CTP、底物结合,仍可体现酶具有专一性
D. 反应速率相同时,加入 ATP组的最终生成物量比加入CTP组多
阅读以下材料,完成下面小题:
生活中多种传染病会通过白纹伊蚊传播,人们采用多种措施灭蚊,如清理积水消除产卵场所、使用灭蚊灯击杀、喷施氯菊酯毒杀、投放食蚊鱼防治等。
10. 分析上述灭蚊措施,下列叙述正确的是( )
A. 投放食蚊鱼属于生物防治
B. 氯菊酯的使用不会对其他昆虫带来影响
C. 清理积水破坏白纹伊蚊的栖息环境,使其死亡率提高
D. 灭蚊灯利用白纹伊蚊的趋光性,体现了行为信息的作用
11. 某地区长期使用氯菊酯后,监测发现白纹伊蚊种群中抗药基因频率逐年上升。下列叙述错误的是( )
A. 氯菊酯使得白纹伊蚊的抗药基因频率发生定向改变
B. 氯菊酯诱导白纹伊蚊产生抗药基因,属于适应性变异
C. 白纹伊蚊的抗药基因频率上升,说明种群发生了进化
D. 白纹伊蚊的抗药基因频率与氯菊酯使用浓度、频率有关
12. 酿酒过程中,根据各个环节采集的历史数据,通过人工智能分析可以调整酒曲配方,并优化各环节方案,实现智慧控制,其过程如下图所示。 下列叙述错误的是( )
A. 发酵初期,依据微生物活性和数量调整氧气浓度
B. 发酵后期,依据糖含量变化趋势预测发酵终止时间
C. 发酵结束,通过施以负压或沉淀的方法可分离出酒精
D. 相比传统反复试错来优化发酵策略,人工智能更高效
13. 植物细胞的液泡膜上H+-ATP酶和Na+-H+转运蛋白参与相关物质转运的示意图如下。下列叙述错误的是( )
A. H+-ATP酶催化ATP水解时,自身结构会发生改变
B. 液泡膜两侧的H+浓度差可驱动Na+ 转运到液泡内
C. H+-ATP酶的抑制剂不会影响Na+的逆浓度转运
D. 盐胁迫下Na+-H+转运蛋白的合成可能会增加
14. 秋水仙素能抑制微管蛋白形成纺锤丝。将洋葱(2n=16)的根尖短时间置于含适宜浓度秋水仙素的培养液中培养,下列叙述正确的是( )
A. 秋水仙素抑制纺锤体形成,细胞周期缩短
B. 分裂间期的细胞仍可进行DNA复制和微管蛋白合成
C. 经秋水仙素处理,根尖细胞中染色体数目均为32
D. 去除秋水仙素,根尖细胞中染色体数目会恢复为16
15. 在某湿地中,白鹭白天在浅水区啄食鱼类,停歇于水边树枝;夜鹭夜间在浅水区捕食蛙类、小鱼,栖息于树林深处。下列叙述正确的是( )
A. 白鹭和夜鹭的生态位没有重叠
B. 湿地树林面积减少不会影响夜鹭数量
C. 蛙类资源减少不会影响白鹭的环境容纳量
D. 白鹭和夜鹭的食性差异提高了对环境资源的利用率
16. 果蝇(2n=8)的精原细胞分裂时,核遗传信息套数与染色体组数之间的关系如图所示a~e代表处于不同时期的细胞。下列叙述错误的是( )
A. a细胞含n条染色体、n个核 DNA
B. c细胞内可能没有同源染色体
C. d细胞可能发生交叉互换
D. 含有姐妹染色单体的细胞有b、 d、e
17. 植物的根系结构通常有集中型和分散型, 植物可通过调整根系结构更好地适应环境。研究者利用野生型植株与脱落酸(ABA)合成缺陷突变体研究干旱处理下根系生长情况,结果如图。下列叙述错误的是( )
A. ABA作为信号分子,参与调节植物生长
B. 集中型根系更有利于吸收深层土壤的水和无机盐
C. 由图可知ABA能促进根系从集中型向分散型转变
D. 干旱胁迫时,喷施适宜浓度的ABA可提高作物抗旱性
18. 肺器官芯片是用于模拟人体肺部生理结构和功能的体外模型,其腔室的纵向截面如图所示使用时,上、下通道可分别监测气体、液体的成分和含量变化,用于分析生理活动。下列叙述正确的是( )
A. 模型构建时,培养基中的血清需高压蒸汽灭菌
B. 模型构建时,薄膜用于肺泡上皮细胞贴壁生长
C. 模型运行时, 上通道模拟了人体内环境
D. 模型运行时,下通道培养基可检测到氧气量下降
19. 过敏性鼻炎的发病机制如图所示。舌下特异性免疫治疗(SLIT)的原理是通过舌下含服同种过敏原逐渐耗尽肥大细胞的活性介质。下列叙述正确的是( )
A. 过敏性鼻炎是针对自身抗原产生的免疫应答
B. 过敏性鼻炎患者初次接触过敏原会引起免疫应答
C. 过敏原再次刺激机体,肥大细胞会迅速增殖引起二次免疫
D. SLIT通过抑制肥大细胞合成活性介质达到治疗效果
20. 先天性聋哑受A/a、B/b等多对基因控制,其中任意一对基因突变均可导致该病发生。下图1为某先天性聋哑患者家系图,下图2为该家系部分成员相关基因的检测结果。已知相关基因都不在X、Y同源区段且不考虑突变,下列叙述错误的是( )
A. 致病基因为a、b,Ⅱ-3是由于a基因纯合导致患病
B. A/a基因位于常染色体上,B/b基因可能位于X染色体上
C. 若相应基因都位于常染色体上,则Ⅱ-2的基因型为aaBB
D. Ⅱ-1与Ⅱ-2后代不可能患病,Ⅱ-3与Ⅱ-4后代患病概率为1/2或5/8
二、非选择题(本大题共5小题,共60分)
21. 某岛近岸海藻场是我国典型的岛礁生态系统,研究人员对该生态系统开展了长期调查。回答下列问题:
(1)铜藻是该海藻场的大型底栖藻类,从生态系统的成分来看,铜藻属于______,能为海藻场中的其他生物提供食物、氧气来源和______;可利用______法调查其种群密度,了解种群的动态变化。
(2)为了解某岛近岸海藻场的物种组成,需对该群落进行______调查;趋礁鱼类主要生活于水体中下层或底层,季节性洄游鱼类多生活于表层或中上层,这体现了群落的______结构。
(3)在食物链“底栖海藻→海胆→蟹类”中,蟹类处于第______营养级,其同化的能量一部分通过细胞呼吸以热能形式散失,另一部分用于______。适量捕捞蟹类并不会导致海藻场面积大幅缩减, 这体现了生态系统通过______维持稳态。
(4)近年来,由于海水富营养化引起部分海域的海藻场退化,从种间竞争的角度解释海藻场退化的原因是______。为保护和修复海藻场,可采取的措施有______(答出1点即可)
22. 土壤偏碱会导致土壤溶液渗透压相对较高。蓝莓是喜酸植物,其最适pH为4.8左右。某科研团队以市场上的优良品种“北陆”蓝莓为实验材料,探究土壤pH对蓝莓生长发育的影响,测定指标及结果如下表所示。
pH
ETR
NPQ
可溶性蛋白含量μg/g
POD活性U/g
叶面积cm2
4.8
50
3.0
465
28
16.35
5.8
43
3.7
575
21
13.42
6.8
40
4.4
630
32
9.36
注:ETR表示光电子传递速率;NPQ能定量描述植物将吸收的多余光能以热能形式耗散的能力;POD表示过氧化物酶
回答下列问题:
(1)该实验中ETR可以反映光合作用中______阶段的效能: NPQ值越______,说明光能利用率越低,类囊体膜上产生的______越少,从而直接影响到碳反应阶段的______过程。
(2)随着土壤PH增高,蓝莓细胞中可溶性蛋白的含量______,其意义是______。可溶性蛋白含量高低与蓝莓的______指标呈负相关。
(3)当土壤pH值升至6.8时,蓝莓细胞中积累的过氧化物会______(激活/抑制)POD酶系统,能有效减少细胞代谢产生的自由基,从而缓解______。
(4)研究发现,土壤中性偏碱时,蓝莓根部吸收无机盐的能力减弱,导致构成类囊体膜的______(至少两点)等有机物合成减少,影响蓝莓的光合速率。
23. 某雌雄同株异花植物,其果实的果肉颜色有橙色、绿色和白色三种类型,受两对等位基因A/a和B/b控制。已知A基因控制橙色果肉形成,B基因控制绿色果肉形成,且A基因对B基因有抑制作用。现选用三个纯合品系甲(橙色)、乙(白色)和丙(绿色)进行杂交实验,F1自交得F2,结果如下表所示。
杂交组合
亲本类型
F1
F2
①
甲×乙
橙色
橙色:绿色:白色=12:3:1
②
甲×丙
橙色
橙色:绿色=3:1
③
乙×丙
绿色
绿色:白色=3:1
回答下列问题
(1)据杂交组合______可知该植物的果肉颜色遗传遵循______定律。
(2)品种丙的基因型为______:杂交组合①和③的F1进行杂交,其后代的果肉颜色及比例______。
(3)选取F2中某一植株与乙品系交配,其子代中出现三种果肉颜色。请写出此杂交过程的遗传图解______。
(4)白粉病是该植物种植中的主要病害。研究人员利用转基因技术将抗白粉病基因D导入杂交组合①的F1中,获得了转入单个基因D的抗白粉病橙色果肉植株丁。将丁与非转基因植株(AaBb)杂交得到子代,若子代表型及比例为______,说明抗白粉病基因D与A基因位于同一条染色体上。
24. 谷蛋白含量低的稻米适合肾病患者食用。自然条件下,野生型水稻中基因B1与B2之间以及B2的DNA片段发生部分缺失,会形成低谷蛋白水稻LGC-1,机理如图1所示。在研发、鉴定低谷蛋白水稻时,使用的PCR技术仅能扩增2kb以内的片段。
注:K~N代表该位点可结合的引物
回答下列问题:
(1)产生LGC-1的变异类型属于______。已知基因B1与B2的序列相同,而LGC-1中基因B2失去了______,导致转录得到的mRNA内部形成互补的双链结构,从而影响了该基因的______过程,谷蛋白合成量减少。在鉴定野生型植株和LGC-1时,若选用引物______(填字母)进行PCR,出现阳性结果的只有LGC-1。
(2)科研人员构建基因编辑载体,对水稻细胞内基因B1、B2的DNA片段进行剪切,研发同类型低谷蛋白水稻。研发中,可选择限制酶______对图2所示的基因编辑载体和Ti质粒进行酶切,利用______酶将酶切产物连接,形成重组Ti质粒;再将其导入______处理过的农杆菌;然后,利用含重组Ti质粒的农杆菌侵染野生型水稻愈伤组织,在含有______的培养基上筛选。基因编辑载体在水稻细胞内表达,生成的产物能特异性识别并剪切Spl、Sp2序列,使水稻DNA断裂,细胞自身对DNA断裂处进行修复的过程中可能会丢失DNA片段。
(3)经基因编辑处理,基因B1、B2 的DNA 段中存在不同程度的缺失,形成了多种突变体。若要筛选出图3所示类型的突变体,需选用引物______(填字母)进行PCR,经电泳验证,结果为阳性。为了进一步鉴定该植株是否具备目标性状,还需要测定______,并与野生型、LGC-1相对比。
25. 人体的“肠-脑轴”(GBA)是指肠道、大脑和免疫系统之间的复杂交互作用,对人的身心健康起重要作用。大脑通过GBA可调控肠道菌群的分布,肠道菌群也可通过GBA影响大脑的发育和功能,进而影响人的情绪和多种生理变化,肠道菌群失调可能会引起肥胖、抑郁、焦虑等身心异常,具体调节过程如图所示。
回答下列问题:
(1)大脑可通过下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)影响肠道菌群组成。肠炎时肠道菌群失调,可通过GBA作用于大脑,进而使______分泌的促肾上腺皮质激素释放激素水平升高, HPA轴被激活,改变了肠道菌群组成;当菌群恢复平衡时,各激素含量恢复稳定。HPA轴调节机制有______和反馈调节,前者的意义是______。
(2)肠道内的致病微生物及代谢产物能刺激肠道内的免疫细胞,引发特异性免疫反应图中细胞Ⅰ是抗原呈递细胞,细胞Ⅳ是______细胞,细胞Ⅲ的分裂分化需要细胞Ⅱ提供的双重信号是______。由上图可知,GBA通过______共同调节使人体内环境处于稳态。
(3)肠道菌群失调与人的焦虑症状相关。研究表明,双歧杆菌可通过激活迷走神经,提高5-羟色胺含量,改善肠道无菌小鼠的焦虑症状。为验证该结论,某研究小组开展了相关实验。
【实验材料】健康小鼠若干、适宜浓度的双歧杆菌菌液、氨苄青霉素(用生理盐水溶解)、生理盐水、手术器械(用于迷走神经切断术)、旷场实验箱(可通过小鼠在旷场中央区域的活动时间衡量焦虑程度,活动时间越短,焦虑症状越严重)、5-羟色胺含量检测试剂盒等。
【实验思路】
a.构建肠道无菌小鼠模型:取20只健康小鼠随机均分4组,分别记为甲、乙、丙、丁。甲组不做处理,作为正常对照:乙、丙、丁三组用______处理,构建肠道无菌小鼠模型。
b.分组与处理:各组进行如下处理,持续处理7天。
甲组:每日用适量的生理盐水灌胃1次;
乙组:每日用等量的生理盐水灌胃1次;
丙组:每日用等量的适宜浓度的双歧杆菌菌液灌胃1次;
丁组:_______;
c.检测与观察:第7天,采集小鼠血液,用5-羟色胺含量检测试剂盒检测血液中5-羟色胺的含量,并进行旷场实验,记录实验数据。
d.统计与分析:对所得数据进行统计分析。
①补充实验思路中相关内容。
②请设计用于记录和分析各组小鼠5-羟色胺含量的表格______。
③请用柱形图预期各组小鼠的旷场实验结果______。
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丽水、湖州、衢州2025年11月三地市高三教学质量检测生物学试题卷
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 2025年世界环境日,我国的主题为“美丽中国我先行”倡导公众积极参与生态环境保护。下列符合这一主题的做法是( )
A. 焚烧秸秆育肥 B. 直接排放工业废气
C. 燃放烟花爆竹 D. 减少使用一次性木筷
【答案】D
【解析】
【详解】A、焚烧秸秆会释放大量二氧化碳和有害气体,造成空气污染,且破坏土壤结构,A不符合题意;
B、直接排放工业废气含有污染物(如SO2、NO),加剧大气污染和酸雨,B不符合题意;
C、燃放烟花爆竹产生烟尘、SO2及噪音污染,危害空气质量和人体健康,C不符合题意;
D、减少使用一次性木筷可降低森林资源消耗,保护生态系统,符合可持续发展理念,D符合题意。
故选D。
2. 关于单细胞生物伞藻和大肠杆菌,下列叙述正确的是( )
A. 都属于原核生物
B. 都以DNA作为遗传物质
C. 都没有核仁,无法合成rRNA
D. 都有线粒体,能进行需氧呼吸
【答案】B
【解析】
【详解】A、伞藻属于真核生物,大肠杆菌属于原核生物,A错误;
B、伞藻和大肠杆菌都以DNA作为遗传物质,B正确;
C、伞藻有核仁,能合成rRNA,大肠杆菌没有核仁,但能合成rRNA(参与核糖体的形成),C错误;
D、大肠杆菌属于原核生物,细胞内没有线粒体,D错误。
故选B。
3. 关于生物技术的安全性及伦理问题,下列叙述错误的是( )
A. 生物武器最恐怖的特点是具有传染性
B. 我国主张全面禁止和彻底销毁生物武器
C. 皮肤细胞克隆可用于皮肤大面积烧伤的治疗
D. 转基因作物进入自然生态系统有利于增加生物多样性
【答案】D
【解析】
【详解】A、生物武器最恐怖的特点是具有传染性,A正确;
B、我国主张全面禁止和彻底销毁生物武器,B正确;
C、皮肤细胞克隆可用于皮肤大面积烧伤的治疗,C正确;
D、转基因作物进入自然生态系统可能会破坏当地的生态平衡,不利于增加生物多样性,D错误。
故选D。
4. 当人体因剧烈运动大量出汗后,体内不会发生的生理变化是( )
A. 血浆渗透压下降
B. 渴觉中枢兴奋
C. 抗利尿激素分泌增加
D. 集合管对水的重吸收增加
【答案】A
【解析】
【详解】A、大量出汗导致水分减少,血浆中溶质浓度相对上升,故血浆渗透压应升高,A正确;
B、血浆渗透压升高刺激下丘脑渗透压感受器,传递至大脑皮层产生渴觉,B错误;
CD、渗透压升高导致抗利尿激素分泌增加,从而增加肾小管和集合管对水分的重吸收,CD错误。
故选A。
5. 科学家在研究遗传物质时有一种思路:将不同物质分开,分别研究其发挥的作用。下列四个选项中,不符合这一实验思路的是( )
A. 肺炎链球菌活体转化实验
B. 肺炎链球菌离体转化实验
C. T2噬菌体侵染细菌实验
D. 烟草花叶病毒感染实验
【答案】A
【解析】
【详解】A、肺炎链球菌活体转化实验(格里菲思实验)未分离各成分,仅通过混合观察体内转化现象,未单独研究各物质作用,A符合题意;
B、肺炎链球菌离体转化实验(艾弗里实验)通过化学分离DNA、蛋白质等,单独验证其作用,B不符合题意;
C、T₂噬菌体侵染实验利用同位素标记法分离DNA和蛋白质,追踪遗传物质去向,C不符合题意;
D、烟草花叶病毒感染实验分离RNA和蛋白质,分别感染验证遗传功能,D不符合题意;
故选A。
6. 人的肌纤维分为快肌纤维和慢肌纤维两种。快肌纤维几乎不含有线粒体,与短跑等剧烈运动有关;慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是( )
A. 两种肌纤维均能以葡萄糖作为呼吸底物
B. 两种肌纤维均能在细胞溶胶中产生丙酮酸、[H]和ATP
C. 短跑时快肌纤维厌氧呼吸产生大量乳酸,会引起肌肉酸痛
D. 慢跑时慢肌纤维产生的ATP主要来自丙酮酸彻底分解的过程
【答案】D
【解析】
【详解】A、快肌纤维通过无氧呼吸分解葡萄糖,慢肌纤维通过有氧呼吸分解葡萄糖,两者均以葡萄糖为底物,A正确;
B、糖酵解阶段(细胞溶胶中进行)产生丙酮酸、[H]和ATP,此过程为两种呼吸方式的共有阶段,B正确;
C、快肌纤维无氧呼吸产生乳酸,积累后导致肌肉酸痛,C正确;
D、慢肌纤维的ATP主要来自有氧呼吸第三阶段(线粒体内膜上),而非丙酮酸分解(第二阶段),D错误。
故选D。
7. 匐灯藓的叶片由单层细胞构成,用适宜浓度的蔗糖溶液和蒸馏水进行质壁分离与复原实验,显微镜下观察到部分现象如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 可直接用匐灯藓叶片制片
B. 滴加蔗糖溶液时需在载物台上进行
C. 本实验无法观察到细胞持续吸水的过程
D. 通过观察叶绿体的分布变化可判断细胞的失水
【答案】C
【解析】
【详解】A、匐灯藓的叶片由单层细胞构成,因此可直接用叶片制片观察,A正确;
B、滴加蔗糖溶液时,采用“引流法”(在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引),这个操作可以在载物台上进行(方便边观察边操作),B正确;
C、实验中用蒸馏水进行质壁分离复原,滴加蒸馏水后,细胞会持续吸水,原生质层逐渐膨胀,这个过程是可以观察到的,C错误;
D、匐灯藓叶片细胞含有叶绿体,失水时原生质层收缩,叶绿体会随原生质层的收缩发生分布变化,因此通过观察叶绿体的分布变化可判断细胞是否失水,D正确。
故选C。
8. 某品系动物的毛色受一对等位基因R和 r控制,R对r为完全显性,且R决定黄色,r决定黑色。现有黄色个体RR和黑色个体rr杂交,F1表型和R基因表达的情况如下表所示。F1中未发生基因突变。
基因转录与表达
黄色
过渡色
黑色
F1-1
F1-2
F1-3
F1-4
F1-5
F1-6
R基因转录的mRNA
+++++
++++
+++
++
+
-
R基因表达的ASP蛋白
+++++
++++
+++
++
+
-
注:“+”表示存在,数量多表示含量多; “-”表示不存在。
下列叙述正确的是( )
A. R和r的遗传不遵循分离定律
B. F1中过渡色个体基因型均为 Rr
C. F1过渡色个体随机交配,F2全为过渡色
D. R基因翻译水平的差异导致F1个体间毛色的差异
【答案】B
【解析】
【详解】A、基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。R和r为等位基因,其遗传遵循分离定律,A错误;
B、亲本黄色个体RR与黑色个体rr杂交,F1中未发生基因突变,F1基因型均为Rr,F1存在不同的表现类型,是因为R基因表达水平不同导致,B正确;
C、F1过渡色个体(Rr)随机交配,子代基因型为RR、Rr、rr。若R的表达量足够,部分RR和Rr可能表现为黄色,rr为黑色,故F2不会全为过渡色,C错误;
D、由于mRNA在核糖体中指导蛋白质合成,表中R基因的mRNA和蛋白含量同步减少,说明差异源于转录水平而非翻译水平,D错误。
故选B。
9. 天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)具有催化和调节两种亚基,ATP和CTP 均通过与调节亚基结合影响酶活性。在相同反应体系中分别加入一定量的ATP和CTP,反应速率随底物浓度变化的曲线如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. ATP是ATCase的激活剂
B. CTP、底物分别与ATCase的不同部位结合
C. ATCase 能与ATP、CTP、底物结合,仍可体现酶具有专一性
D. 反应速率相同时,加入 ATP组的最终生成物量比加入CTP组多
【答案】D
【解析】
【详解】A、由题图可知,ATP与ATCase的调节亚基结合能提高反应速率,故ATP是ATCase的激活剂,A正确;
B、CTP和底物分别与ATCase的不同亚基结合,即不同部位,B正确;
C、酶的专一性指一种酶只能催化一种或一类化学反应,ATCase只能催化特定反应,可体现酶具有专一性,C正确;
D、最终生成物量由底物总量决定,与ATP或CTP无关,两者只是调节反应速率,不影响产物总量,D错误。
故选D。
阅读以下材料,完成下面小题:
生活中多种传染病会通过白纹伊蚊传播,人们采用多种措施灭蚊,如清理积水消除产卵场所、使用灭蚊灯击杀、喷施氯菊酯毒杀、投放食蚊鱼防治等。
10. 分析上述灭蚊措施,下列叙述正确的是( )
A. 投放食蚊鱼属于生物防治
B. 氯菊酯的使用不会对其他昆虫带来影响
C. 清理积水破坏白纹伊蚊的栖息环境,使其死亡率提高
D. 灭蚊灯利用白纹伊蚊的趋光性,体现了行为信息的作用
11. 某地区长期使用氯菊酯后,监测发现白纹伊蚊种群中抗药基因频率逐年上升。下列叙述错误的是( )
A. 氯菊酯使得白纹伊蚊的抗药基因频率发生定向改变
B. 氯菊酯诱导白纹伊蚊产生抗药基因,属于适应性变异
C. 白纹伊蚊的抗药基因频率上升,说明种群发生了进化
D. 白纹伊蚊的抗药基因频率与氯菊酯使用浓度、频率有关
【答案】10. A 11. B
【解析】
【10题详解】
A、投放食蚊鱼,是利用生物(食蚊鱼)来防治白纹伊蚊,属于生物防治,A正确;
B、氯菊酯是一种农药,在毒杀白纹伊蚊时,也可能对其他昆虫带来影响,比如误杀等情况,B错误;
C、清理积水消除产卵场所,破坏了白纹伊蚊的栖息环境,会使白纹伊蚊的出生率降低,而不是死亡率提高,C错误;
D、灭蚊灯利用白纹伊蚊的趋光性,光属于物理信息,体现的是物理信息的作用,而不是行为信息,D错误。
故选A。
【11题详解】
A、氯菊酯作为自然选择的因素,会使得白纹伊蚊的抗药基因频率发生定向改变,A正确;
B、抗药基因是白纹伊蚊本来就存在的,不是氯菊酯诱导产生的,氯菊酯只是对其进行选择,B错误;
C、生物进化的实质是种群基因频率的改变,白纹伊蚊的抗药基因频率上升,说明种群发生了进化,C正确;
D、白纹伊蚊的抗药基因频率与氯菊酯使用浓度、频率有关,使用浓度和频率不同,选择作用不同,抗药基因频率变化不同,D正确。
故选B。
12. 酿酒过程中,根据各个环节采集的历史数据,通过人工智能分析可以调整酒曲配方,并优化各环节方案,实现智慧控制,其过程如下图所示。 下列叙述错误的是( )
A. 发酵初期,依据微生物活性和数量调整氧气浓度
B. 发酵后期,依据糖含量变化趋势预测发酵终止时间
C. 发酵结束,通过施以负压或沉淀的方法可分离出酒精
D. 相比传统反复试错来优化发酵策略,人工智能更高效
【答案】C
【解析】
【详解】A、发酵初期,微生物如酵母菌需进行有氧呼吸大量繁殖,因此依据微生物活性和数量调整氧气浓度,A正确;
B、糖是发酵的底物,发酵后期,依据糖含量变化趋势可预测发酵终止时间,B正确;
C、如果发酵产品是微生物细胞本身, 可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物如酒精, 可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,C错误;
D、人工智能通过分析历史数据直接优化方案,相比传统反复试错的方法更高效,D正确。
故选C。
13. 植物细胞的液泡膜上H+-ATP酶和Na+-H+转运蛋白参与相关物质转运的示意图如下。下列叙述错误的是( )
A. H+-ATP酶催化ATP水解时,自身结构会发生改变
B. 液泡膜两侧的H+浓度差可驱动Na+ 转运到液泡内
C. H+-ATP酶的抑制剂不会影响Na+的逆浓度转运
D. 盐胁迫下Na+-H+转运蛋白的合成可能会增加
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞膜上的 H +- ATP 酶催化ATP水解伴随着 H+向细胞外转运,此时载体蛋白需与H+结合,引起载体蛋白空间结构改变,A 正确;
B、H+顺浓度梯度进入细胞,所释放的势能是驱动 Na+转运到细胞外,B 正确;
C、H+- ATP 酶抑制剂干扰 H+的转运,进而影响膜两侧H+浓度,对 Na+的运输同样起到抑制作用, C 错误;
D、盐胁迫下,会有更多的 Na+进入细胞,为适应高盐环境,植物可能会通过增加 Na+- H+逆向转运蛋白的基因表达水平,以增加 Na+- H+逆向转运蛋白的数量,将更多的 Na+运出细胞, D 正确。
故选C。
14. 秋水仙素能抑制微管蛋白形成纺锤丝。将洋葱(2n=16)的根尖短时间置于含适宜浓度秋水仙素的培养液中培养,下列叙述正确的是( )
A. 秋水仙素抑制纺锤体形成,细胞周期缩短
B. 分裂间期的细胞仍可进行DNA复制和微管蛋白合成
C. 经秋水仙素处理,根尖细胞中染色体数目均为32
D. 去除秋水仙素,根尖细胞中染色体数目会恢复为16
【答案】B
【解析】
【详解】A、秋水仙素抑制纺锤体形成,会使细胞不能正常分裂,从而导致细胞周期延长,而不是缩短,A错误;
B、分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,微管蛋白是构成纺锤体的重要成分,分裂间期的细胞仍可进行DNA复制和微管蛋白合成,B正确;
C、根尖细胞并非都处于分裂期,只有处于分裂期的细胞经秋水仙素处理后染色体数目才会加倍,所以不是根尖细胞中染色体数目均为32,C错误;
D、去除秋水仙素后,根尖细胞能进行正常分裂,染色体数目会恢复为16,但不是所有根尖细胞染色体数目都会恢复为16,D错误。
故选B。
15. 在某湿地中,白鹭白天在浅水区啄食鱼类,停歇于水边树枝;夜鹭夜间在浅水区捕食蛙类、小鱼,栖息于树林深处。下列叙述正确的是( )
A. 白鹭和夜鹭的生态位没有重叠
B. 湿地树林面积减少不会影响夜鹭数量
C. 蛙类资源减少不会影响白鹭的环境容纳量
D. 白鹭和夜鹭的食性差异提高了对环境资源的利用率
【答案】D
【解析】
【详解】A、白鹭和夜鹭虽活动时间不同,但均利用浅水区捕食,且食物存在部分重叠(如小鱼),因此生态位存在部分重叠,A错误;
B、夜鹭栖息于树林深处,若树林面积减少会直接破坏其栖息环境,导致种群数量下降,B错误;
C、蛙类减少可能导致夜鹭更多捕食小鱼,间接减少白鹭的食物资源,从而影响白鹭的环境容纳量,C错误;
D、白鹭与夜鹭通过活动时间、食物类型的分化减少竞争,属于生态位分化,提高了资源利用率,D正确;
故选D。
16. 果蝇(2n=8)的精原细胞分裂时,核遗传信息套数与染色体组数之间的关系如图所示a~e代表处于不同时期的细胞。下列叙述错误的是( )
A. a细胞含n条染色体、n个核 DNA
B. c细胞内可能没有同源染色体
C. d细胞可能发生交叉互换
D. 含有姐妹染色单体的细胞有b、 d、e
【答案】D
【解析】
【分析】据图可知,a表示减数第二次分裂末期,b表示减数第一次分裂末期、减数第二次分裂的前、中期,c表示G1、有丝分裂末期、减数第二次分裂的后期,d表示有丝分裂的前、中期、减数第一次分裂前期、中期、后期,e表示有丝分裂的后期。
【详解】A、据图可知,a表示减数第二次分裂末期,所以a细胞含n条染色体、n个核 DNA,A正确;
B、c细胞可能处于G1、有丝分裂末期、减数第二次分裂的后期,若处于减数第二次分裂的后期,则细胞内没有同源染色体,B正确;
C、d表示有丝分裂的前、中期、减数第一次分裂前期、中期、后期,若处于减数第一次分裂前期,则有可能发生减数第一次分裂前期,C正确;
D、e表示有丝分裂的后期,此时着丝粒已分裂,无姐妹染色单体,D错误。
故选D。
17. 植物的根系结构通常有集中型和分散型, 植物可通过调整根系结构更好地适应环境。研究者利用野生型植株与脱落酸(ABA)合成缺陷突变体研究干旱处理下根系生长情况,结果如图。下列叙述错误的是( )
A. ABA作为信号分子,参与调节植物生长
B. 集中型根系更有利于吸收深层土壤的水和无机盐
C. 由图可知ABA能促进根系从集中型向分散型转变
D. 干旱胁迫时,喷施适宜浓度的ABA可提高作物抗旱性
【答案】C
【解析】
【详解】A、ABA作为植物激素,是信号分子,参与调节植物生长,A正确;
B、集中型根系在土壤中分布相对集中,更有利于吸收深层土壤的水和无机盐,B正确;
C、由图可知,干旱条件下,野生型(能合成ABA)比ABA合成缺陷突变体的根系分散度低,说明ABA能促进根系从分散型向集中型转变,而不是从集中型向分散型转变,C错误;
D、干旱胁迫时,喷施适宜浓度的ABA可使根系更集中,有利于吸收深层土壤的水和无机盐,从而提高作物抗旱性,D正确。
故选C。
18. 肺器官芯片是用于模拟人体肺部生理结构和功能的体外模型,其腔室的纵向截面如图所示使用时,上、下通道可分别监测气体、液体的成分和含量变化,用于分析生理活动。下列叙述正确的是( )
A. 模型构建时,培养基中的血清需高压蒸汽灭菌
B. 模型构建时,薄膜用于肺泡上皮细胞贴壁生长
C. 模型运行时, 上通道模拟了人体内环境
D. 模型运行时,下通道培养基可检测到氧气量下降
【答案】B
【解析】
【详解】A、血清中含有蛋白质,高温会破坏蛋白质的空间结构,因此,模型构建时,培养基中的血清不能用高压蒸汽灭菌,A错误;
B、肺泡上皮细胞具有贴壁生长的特点,因此,模型构建时,薄膜用于肺泡上皮细胞贴壁生长,B正确;
C、上通道模拟了腔室,与外界环境相通,不属于人体内环境,C错误;
D、模型运行时,下通道培养基接收肺毛细血管运输的氧气,可检测到氧气量上升,D错误;
故选B。
19. 过敏性鼻炎的发病机制如图所示。舌下特异性免疫治疗(SLIT)的原理是通过舌下含服同种过敏原逐渐耗尽肥大细胞的活性介质。下列叙述正确的是( )
A. 过敏性鼻炎是针对自身抗原产生的免疫应答
B. 过敏性鼻炎患者初次接触过敏原会引起免疫应答
C. 过敏原再次刺激机体,肥大细胞会迅速增殖引起二次免疫
D. SLIT通过抑制肥大细胞合成活性介质达到治疗效果
【答案】B
【解析】
【详解】A、过敏性鼻炎属于过敏反应,是由免疫系统对外来过敏原(如花粉、尘螨等)的过度敏感反应引起,而非针对自身抗原的免疫应答,A错误;
B、过敏性鼻炎患者初次接触过敏原会引起免疫应答,但不会出现症状,再次接触时,出现症状,B正确;
C、过敏原再次刺激时,肥大细胞通过已结合的IgE直接释放活性介质(如组胺),而非通过增殖启动二次免疫,C错误;
D、由题意可知,SLIT的原理是通过逐渐耗尽肥大细胞中的活性介质,而非抑制其合成,D错误。
故选B。
20. 先天性聋哑受A/a、B/b等多对基因控制,其中任意一对基因突变均可导致该病发生。下图1为某先天性聋哑患者家系图,下图2为该家系部分成员相关基因的检测结果。已知相关基因都不在X、Y同源区段且不考虑突变,下列叙述错误的是( )
A. 致病基因为a、b,Ⅱ-3是由于a基因纯合导致患病
B. A/a基因位于常染色体上,B/b基因可能位于X染色体上
C. 若相应基因都位于常染色体上,则Ⅱ-2的基因型为aaBB
D. Ⅱ-1与Ⅱ-2后代不可能患病,Ⅱ-3与Ⅱ-4后代患病概率为1/2或5/8
【答案】C
【解析】
【详解】A、由图2可知,Ⅰ-1含有A、a、B基因,Ⅰ-2含有A/a/B/b基因,Ⅱ-1含有A、B基因,且不患病,Ⅱ-3只含有a基因,Ⅱ-4含有B基因,根据遗传系谱图的患病情况,推测致病基因为a、b,Ⅱ-3是由于a基因纯合导致患病,A正确;
B、因为Ⅰ-1和Ⅰ-2表现正常,女儿Ⅱ-3患病,儿子Ⅱ-2患病,所以该遗传病为隐性遗传病。又因为Ⅰ-1含A、a、B基因,Ⅰ-2含A、a、B和b基因,所以A/a基因位于常染色体上,B/b基因可能位于X染色体上,B正确;
C、如果A/a和B/b基因均位于常染色体上,则I-1基因型为AaBB,I-2基因型为AaBb,Ⅱ-2患病,其基因型应为aaBB或aaBb,C错误;
D、Ⅱ-1不含有a、b致病基因,Ⅱ-2基因型为aaBB(或AAbb),所以Ⅱ-1与Ⅱ-2后代不可能患病;Ⅱ-3基因型为aaBB(或AAbb),Ⅱ-4基因型为Aabb(或aaBb),分情况讨论:若Ⅱ-3为aaBB,Ⅱ-4为Aabb,后代患病概率为1/2;若Ⅱ-3为AAbb,Ⅱ-4为aaBb,后代患病概率为1/2;若Ⅱ-3为aaBB,Ⅱ-4为AaBb,后代患病概率为1 - 3/4×1/2 = 5/8;若Ⅱ-3为AAbb,Ⅱ-4为AaBb,后代患病概率也为5/8,故Ⅱ-3与Ⅱ-4后代患病概率为1/2或5/8,D正确。
故选C。
二、非选择题(本大题共5小题,共60分)
21. 某岛近岸海藻场是我国典型的岛礁生态系统,研究人员对该生态系统开展了长期调查。回答下列问题:
(1)铜藻是该海藻场的大型底栖藻类,从生态系统的成分来看,铜藻属于______,能为海藻场中的其他生物提供食物、氧气来源和______;可利用______法调查其种群密度,了解种群的动态变化。
(2)为了解某岛近岸海藻场的物种组成,需对该群落进行______调查;趋礁鱼类主要生活于水体中下层或底层,季节性洄游鱼类多生活于表层或中上层,这体现了群落的______结构。
(3)在食物链“底栖海藻→海胆→蟹类”中,蟹类处于第______营养级,其同化的能量一部分通过细胞呼吸以热能形式散失,另一部分用于______。适量捕捞蟹类并不会导致海藻场面积大幅缩减, 这体现了生态系统通过______维持稳态。
(4)近年来,由于海水富营养化引起部分海域的海藻场退化,从种间竞争的角度解释海藻场退化的原因是______。为保护和修复海藻场,可采取的措施有______(答出1点即可)
【答案】(1) ①. 生产者 ②. 栖息场所 ③. 样方法
(2) ①. 物种丰富度 ②. 垂直结构和时间结构
(3) ①. 三 ②. 蟹类自身的生长、繁殖 ③. 负反馈调节(或自我调节)
(4) ①. 海水富营养化引起浮游植物大量繁殖,导致水底光照强度减弱,底栖海藻光合作用受阻,生长受到抑制,引起海藻场退化 ②. 禁止生活污水排放入海;建立海藻场保护区;人工培育铜藻幼苗并投放到海里
【解析】
【分析】1、生产者通过光合作用,将太阳能固定在他们所制造的有机物中。太阳能转化为化学能,从而可以被生物利用。
2、估算种群密度的常用方法之一是样方法。
3、输入某一营养级的能量一部分通过自身细胞的呼吸作用以热能形式;另一部分用于自身生长、发育和繁殖等生命活动。
4、负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。
【小问1详解】
从生态系统的成分来看,铜藻能进行光合作用制造有机物,属于生产者。生产者能为生态系统中的其他生物提供食物、氧气来源和栖息场所。 铜藻是大型底栖藻类,活动能力弱、活动范围小,可利用样方法调查其种群密度,以了解种群的动态变化。
【小问2详解】
为了解某岛近岸海藻场的物种组成,需对该群落进行物种丰富度调查,物种丰富度是衡量群落物种组成的重要指标。趋礁鱼类主要生活于水体中下层或底层,季节性洄游鱼类多生活于表层或中上层,这体现了群落的垂直结构(群落在垂直方向上的分层现象)和时间结构。
【小问3详解】
在食物链“底栖海藻→海胆→蟹类”中,蟹类处于第三营养级。蟹类同化的能量一部分通过细胞呼吸以热能形式散失,另一部分用于自身的生长、发育和繁殖。适量捕捞蟹类并不会导致海藻场面积大幅缩减,这体现了生态系统通过负反馈调节(或自我调节)维持稳态,生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
【小问4详解】
从种间竞争的角度解释海藻场退化的原因是:海水富营养化会导致浮游植物大量繁殖,浮游植物与海藻竞争阳光和空间等资源,从而使海藻的生长受到抑制,导致海藻场退化。为保护和修复海藻场,可采取的措施禁止生活污水排放入海;建立海藻场保护区;人工培育铜藻幼苗并投放到海里。
22. 土壤偏碱会导致土壤溶液渗透压相对较高。蓝莓是喜酸植物,其最适pH为4.8左右。某科研团队以市场上的优良品种“北陆”蓝莓为实验材料,探究土壤pH对蓝莓生长发育的影响,测定指标及结果如下表所示。
pH
ETR
NPQ
可溶性蛋白含量μg/g
POD活性U/g
叶面积cm2
4.8
50
3.0
465
28
16.35
5.8
43
3.7
575
21
13.42
6.8
40
4.4
630
32
9.36
注:ETR表示光电子传递速率;NPQ能定量描述植物将吸收的多余光能以热能形式耗散的能力;POD表示过氧化物酶
回答下列问题:
(1)该实验中ETR可以反映光合作用中______阶段的效能: NPQ值越______,说明光能利用率越低,类囊体膜上产生的______越少,从而直接影响到碳反应阶段的______过程。
(2)随着土壤PH增高,蓝莓细胞中可溶性蛋白的含量______,其意义是______。可溶性蛋白含量高低与蓝莓的______指标呈负相关。
(3)当土壤pH值升至6.8时,蓝莓细胞中积累的过氧化物会______(激活/抑制)POD酶系统,能有效减少细胞代谢产生的自由基,从而缓解______。
(4)研究发现,土壤中性偏碱时,蓝莓根部吸收无机盐的能力减弱,导致构成类囊体膜的______(至少两点)等有机物合成减少,影响蓝莓的光合速率。
【答案】(1) ①. 光反应 ②. 大/高 ③. ATP 和NADPH ④. C3的还原
(2) ①. 增加 ②. 增大细胞渗透压 ③. ETR和叶面积
(3) ①. 激活 ②. 细胞衰老
(4)叶绿素、磷脂、蛋白质、酶
【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】
光电子传递速率(ETR)与光反应有关,所以该实验中ETR可以反映光合作用中光反应阶段的效能;NPQ能定量描述植物将吸收的多余光能以热能形式耗散的能力,NPQ值越大,说明光能利用率越低;光反应在类囊体膜上进行,会产生ATP和NADPH,光能利用率低则类囊体膜上产生的ATP和NADPH越少;碳反应中C3的还原需要ATP和NADPH提供能量和还原剂,所以会直接影响到碳反应阶段的C3的还原过程。
【小问2详解】
分析表格数据可知,随着土壤pH增高,蓝莓细胞中可溶性蛋白的含量增加,其含量增加的意义是增大细胞渗透压。由表格数据可得,可溶性蛋白含量高低与蓝莓的ETR和叶面积指标呈负相关。
【小问3详解】
当土壤pH值升至6.8时,POD活性提高,说明蓝莓细胞中积累的过氧化物会激活POD酶系统,因为POD能有效减少细胞代谢产生的自由基,从而缓解细胞衰老。
【小问4详解】
类囊体膜主要由蛋白质和磷脂组成,土壤中性偏碱时,蓝莓根部吸收无机盐的能力减弱,会导致构成类囊体膜的叶绿素、磷脂、蛋白质、酶等有机物合成减少,进而影响蓝莓的光合速率。
23. 某雌雄同株异花植物,其果实的果肉颜色有橙色、绿色和白色三种类型,受两对等位基因A/a和B/b控制。已知A基因控制橙色果肉形成,B基因控制绿色果肉形成,且A基因对B基因有抑制作用。现选用三个纯合品系甲(橙色)、乙(白色)和丙(绿色)进行杂交实验,F1自交得F2,结果如下表所示。
杂交组合
亲本类型
F1
F2
①
甲×乙
橙色
橙色:绿色:白色=12:3:1
②
甲×丙
橙色
橙色:绿色=3:1
③
乙×丙
绿色
绿色:白色=3:1
回答下列问题
(1)据杂交组合______可知该植物的果肉颜色遗传遵循______定律。
(2)品种丙的基因型为______:杂交组合①和③的F1进行杂交,其后代的果肉颜色及比例______。
(3)选取F2中某一植株与乙品系交配,其子代中出现三种果肉颜色。请写出此杂交过程的遗传图解______。
(4)白粉病是该植物种植中的主要病害。研究人员利用转基因技术将抗白粉病基因D导入杂交组合①的F1中,获得了转入单个基因D的抗白粉病橙色果肉植株丁。将丁与非转基因植株(AaBb)杂交得到子代,若子代表型及比例为______,说明抗白粉病基因D与A基因位于同一条染色体上。
【答案】(1) ①. ① ②. 基因自由组合
(2) ①. aaBB ②. 橙色果肉:绿色果肉:白色果肉=4:3:1
(3) (4)抗白粉病橙色果肉:不抗白粉病橙色果肉:不抗白粉病绿色果肉:不抗白粉病白色果肉=8:4:3:1
【解析】
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【小问1详解】
杂交组合①的F2表型比例为12:3:1,是9:3:3:1的变式,说明果肉颜色遗传遵循基因的自由组合定律。
【小问2详解】
A基因对B基因有抑制作用,A控制橙色,B控制绿色,且甲、乙、丙都是纯合品系,结合杂交组合③(乙×丙,F2绿色:白色=3:1),可推知乙基因型为aabb(白色),丙基因型为aaBB(绿色)。杂交组合①的F1为AaBb(橙色),组合③的F1为aaBb(绿色)。两者杂交(AaBb × aaBb),后代含基因A的个体(Aa__)为橙色,比例为1/2×1 = 1/2;aaB_为绿色,比例为1/2×3/4 =3/8;aabb为白色,比例为1/2×1/4=1/8, 故后代橙色果肉:绿色果肉:白色果肉=4:3:1。
【小问3详解】
乙的基因型为aabb(白色),选取F2中某一植株与乙品系交配,其子代中出现三种果肉颜色,可推知选取的植株为AaBb(橙色果肉),两者杂交的遗传图解为:
【小问4详解】
乙的基因型为aabb(白色),丙的基因型为aaBB(绿色),甲的基因型为AABB(橙色),杂交组合①中两个亲本为AABB×aabb,F1基因型为AaBb,利用转基因技术将抗白粉病基因D导入杂交组合①的F1中,获得了转入单个基因D的抗白粉病橙色果肉植株丁。将丁与非转基因植株(AaBb)杂交得到子代,若抗白粉病基因D与A基因位于同一条染色体上,则丁产生的配子种类及比例为ADB:ADb:aB:ab=1:1:1:1,非转基因植株(AaBb)产生的配子种类及比例为AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1,雌雄配子随机结合,可通过棋盘法:
ADB
ADb
aB
ab
AB
抗白粉病橙色果肉
抗白粉病橙色果肉
不抗白粉病橙色果肉
不抗白粉病橙色果肉
Ab
抗白粉病橙色果肉
抗白粉病橙色果肉
不抗白粉病橙色果肉
不抗白粉病橙色果肉
aB
抗白粉病橙色果肉
抗白粉病橙色果肉
不抗白粉病绿色果肉
不抗白粉病绿色果肉
ab
抗白粉病橙色果肉
抗白粉病橙色果肉
不抗白粉病绿色果肉
不抗白粉病白色果肉
故若子代表型及比例为抗白粉病橙色果肉:不抗白粉病橙色果肉:不抗白粉病绿色果肉:不抗白粉病白色果肉=8:4:3:1,说明抗白粉病基因D与A基因位于同一条染色体上。
24. 谷蛋白含量低的稻米适合肾病患者食用。自然条件下,野生型水稻中基因B1与B2之间以及B2的DNA片段发生部分缺失,会形成低谷蛋白水稻LGC-1,机理如图1所示。在研发、鉴定低谷蛋白水稻时,使用的PCR技术仅能扩增2kb以内的片段。
注:K~N代表该位点可结合的引物
回答下列问题:
(1)产生LGC-1的变异类型属于______。已知基因B1与B2的序列相同,而LGC-1中基因B2失去了______,导致转录得到的mRNA内部形成互补的双链结构,从而影响了该基因的______过程,谷蛋白合成量减少。在鉴定野生型植株和LGC-1时,若选用引物______(填字母)进行PCR,出现阳性结果的只有LGC-1。
(2)科研人员构建基因编辑载体,对水稻细胞内基因B1、B2的DNA片段进行剪切,研发同类型低谷蛋白水稻。研发中,可选择限制酶______对图2所示的基因编辑载体和Ti质粒进行酶切,利用______酶将酶切产物连接,形成重组Ti质粒;再将其导入______处理过的农杆菌;然后,利用含重组Ti质粒的农杆菌侵染野生型水稻愈伤组织,在含有______的培养基上筛选。基因编辑载体在水稻细胞内表达,生成的产物能特异性识别并剪切Spl、Sp2序列,使水稻DNA断裂,细胞自身对DNA断裂处进行修复的过程中可能会丢失DNA片段。
(3)经基因编辑处理,基因B1、B2 的DNA 段中存在不同程度的缺失,形成了多种突变体。若要筛选出图3所示类型的突变体,需选用引物______(填字母)进行PCR,经电泳验证,结果为阳性。为了进一步鉴定该植株是否具备目标性状,还需要测定______,并与野生型、LGC-1相对比。
【答案】(1) ①. 基因突变 ②. 终止子 ③. 翻译 ④. L
(2) ①. BamH Ⅰ、Hind Ⅲ ②. DNA连接酶 ③. 氯化钙 ④. 潮霉素
(3) ①. M、N ②. 水稻籽粒谷蛋白含量
【解析】
【分析】基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成,包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。
【小问1详解】
DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和替换等变化,引起基因结构的改变,属于基因突变,产生LGC-1的变异类型属于基因突变。已知基因B1与B2的序列相同,那么LGC-1中基因B2失去终止子后,会导致转录得到的mRNA内部形成互补的双链结构,进而影响核糖体与mRNA的结合,从而影响了该基因的翻译过程。在鉴定野生型植株和LGC-1时,由图可知LN间片段大于2kb,选LN引物无法PCR。B1和B2基因序列相同,因此B2上有和B1对称的L位点,两个L引物间的片段小于2kb,因此应只选L引物。
【小问2详解】
由图2可知,基因编辑载体和Ti质粒都有BamHⅠ和HindⅢ的酶切位点,所以可选择限制酶BamH Ⅰ和Hind Ⅲ,利用DNA连接酶将酶切产物连接,形成重组Ti质粒;再将重组Ti质粒导入Ca²⁺(或CaCl₂溶液)处理过的农杆菌,Ca²⁺处理农杆菌可以使其成为感受态细胞,易于吸收外源DNA;然后,利用含重组Ti质粒的农杆菌侵染野生型水稻愈伤组织,在含有潮霉素(或抗潮霉素基因对应的抗生素)的培养基上筛选,因为重组Ti质粒中含有抗潮霉素基因,导入重组Ti质粒的农杆菌和转化后的水稻细胞具有抗潮霉素的特性,可以在含潮霉素的培养基上生长,而未转化的则不能生长。
【小问3详解】
已知在研发、鉴定低谷蛋白水稻时,使用的PCR技术仅能扩增2kb以内的片段,由图3可知,经基因编辑处理,要筛选出图3所示类型的突变体,需要选用引物M、N进行PCR,为了进一步鉴定该植株是否具备目标性状(低谷蛋白),还需要测定水稻籽粒谷蛋白含量,并与野生型、LGC-1相对比,如果该植株谷蛋白含量低,则说明具备目标性状。
25. 人体的“肠-脑轴”(GBA)是指肠道、大脑和免疫系统之间的复杂交互作用,对人的身心健康起重要作用。大脑通过GBA可调控肠道菌群的分布,肠道菌群也可通过GBA影响大脑的发育和功能,进而影响人的情绪和多种生理变化,肠道菌群失调可能会引起肥胖、抑郁、焦虑等身心异常,具体调节过程如图所示。
回答下列问题:
(1)大脑可通过下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)影响肠道菌群组成。肠炎时肠道菌群失调,可通过GBA作用于大脑,进而使______分泌的促肾上腺皮质激素释放激素水平升高, HPA轴被激活,改变了肠道菌群组成;当菌群恢复平衡时,各激素含量恢复稳定。HPA轴调节机制有______和反馈调节,前者的意义是______。
(2)肠道内的致病微生物及代谢产物能刺激肠道内的免疫细胞,引发特异性免疫反应图中细胞Ⅰ是抗原呈递细胞,细胞Ⅳ是______细胞,细胞Ⅲ的分裂分化需要细胞Ⅱ提供的双重信号是______。由上图可知,GBA通过______共同调节使人体内环境处于稳态。
(3)肠道菌群失调与人的焦虑症状相关。研究表明,双歧杆菌可通过激活迷走神经,提高5-羟色胺含量,改善肠道无菌小鼠的焦虑症状。为验证该结论,某研究小组开展了相关实验。
【实验材料】健康小鼠若干、适宜浓度的双歧杆菌菌液、氨苄青霉素(用生理盐水溶解)、生理盐水、手术器械(用于迷走神经切断术)、旷场实验箱(可通过小鼠在旷场中央区域的活动时间衡量焦虑程度,活动时间越短,焦虑症状越严重)、5-羟色胺含量检测试剂盒等。
【实验思路】
a.构建肠道无菌小鼠模型:取20只健康小鼠随机均分4组,分别记为甲、乙、丙、丁。甲组不做处理,作为正常对照:乙、丙、丁三组用______处理,构建肠道无菌小鼠模型。
b.分组与处理:各组进行如下处理,持续处理7天。
甲组:每日用适量的生理盐水灌胃1次;
乙组:每日用等量的生理盐水灌胃1次;
丙组:每日用等量的适宜浓度的双歧杆菌菌液灌胃1次;
丁组:_______;
c.检测与观察:第7天,采集小鼠血液,用5-羟色胺含量检测试剂盒检测血液中5-羟色胺的含量,并进行旷场实验,记录实验数据。
d.统计与分析:对所得数据进行统计分析。
①补充实验思路中相关内容。
②请设计用于记录和分析各组小鼠5-羟色胺含量的表格______。
③请用柱形图预期各组小鼠的旷场实验结果______。
【答案】(1) ①. 下丘脑 ②. 分级调节 ③. 放大激素的调节效应,形成多级反馈调节通路,利于精细调控
(2) ①. 效应B细胞/浆细胞 ②. 辅助性T细胞与致敏的B淋巴细胞相互接触,并分泌细胞因子 ③. 神经-体液-免疫
(3) ①. 用适宜浓度的氨苄青霉素溶液连续灌胃,基本清除肠道菌群 ②. 先对小鼠进行迷走神经切断手术,再每日用等量的适宜浓度的双歧杆菌菌液灌胃1 次 ③.
组别
5-羟色胺含量
1
2
3
4
5
平均值
甲组
乙组
丙组
丁组
④.
【解析】
【分析】下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)是分级调节轴线,在该分级调节机制中,下丘脑分泌促激素释放激素,则该轴线中释放的是促肾上腺皮质激素释放激素;分析题意,上述过程存在下丘脑-垂体-肾上腺轴的分级调节,此外当肠道菌群恢复平衡状态时,过度激活结束,各激素含量趋于稳定,说明还存在反馈调节,故上述稳态调节过程涉及的调节机制有分级调节、反馈调节。
【小问1详解】
促肾上腺皮质激素释放激素是由下丘脑分泌的。HPA轴调节机制有分级调节和反馈调节,分级调节的意义是放大激素的调节效应,形成多级反馈调节通路,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
【小问2详解】
在特异性免疫反应中,细胞Ⅰ是抗原呈递细胞,细胞Ⅳ分泌抗体,是浆细胞。细胞Ⅲ(B细胞)的分裂分化需要细胞Ⅱ(辅助性T细胞)提供的双重信号是辅助性T 细胞与致敏的B淋巴细胞相互接触,并分泌细胞因子。由图可知,GBA通过神经系统、内分泌系统、免疫系统(即神经-体液-免疫)共同调节使人体内环境处于稳态。
【小问3详解】
构建肠道无菌小鼠模型时,乙、丙、丁三组用适宜浓度的氨苄青霉素溶液连续灌胃,基本清除肠道菌群,以此构建肠道无菌小鼠模型。实验目的为验证双歧杆菌可通过激活迷走神经,提高5-羟色胺含量,改善肠道无菌小鼠的焦虑症状。故丁组的处理为先对小鼠进行迷走神经切断手术,再每日用等量的适宜浓度的双歧杆菌菌液灌胃1次,这样设置是为了验证双歧杆菌通过激活迷走神经起作用这一结论。
设计的用于记录和分析各组小鼠5-羟色胺含量的表格如下:
组别
5-羟色胺含量
1
2
3
4
5
平均值
甲组
乙组
丙组
丁组
预期各组小鼠的旷场实验结果柱形图:横坐标为组别(甲、乙、丙、丁),纵坐标为小鼠在旷场中央区域的活动时间,柱形高度体现活动时间长短,其中甲组活动时间最长,丙组次之,乙组和丁组活动时间较短(因为乙组是肠道无菌模型,丁组切断迷走神经后双歧杆菌作用受影响),
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