精品解析:河北省肃宁县第一中学2025-2026学年高三上学期11月期中生物试题
2025-11-11
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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-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 河北省 |
| 地区(市) | 沧州市 |
| 地区(区县) | 肃宁县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.55 MB |
| 发布时间 | 2025-11-11 |
| 更新时间 | 2025-12-10 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-11-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54834699.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
生物学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡相应位置上。
3.请按照题号顺序在各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 谷丙转氨酶(ALT)是一种蛋白质,主要在肝细胞中催化谷氨酸转变成丙氨酸,肝细胞受损时,该酶进入血液中,血液中的ALT含量是衡量肝功能的重要指标。相关叙述错误的是( )
A. ALT含C、H、O、N元素,适宜在低温下保存
B. ALT合成需要模板,只能在细胞内起催化作用
C. 高温处理后的ALT可与双缩脲试剂发生紫色反应
D. 血液中ALT含量高,说明肝细胞膜控制物质进出的功能异常
2. 温度是影响实验成功重要条件之一。下列实验操作中,所需温度最低的是( )
A. 用斐林试剂检测梨匀浆中的还原糖
B. 用盐酸和酒精混合液解离洋葱根尖
C. 用二苯胺试剂鉴定洋葱的DNA粗提取物
D. 用PCR仪自动完成延伸步骤
3. 在细胞有丝分裂过程中,纺锤体组装检验点(SAC)机制至关重要。当染色体的着丝粒未正确连接到纺锤体微管时,SAC被激活,抑制后期促进复合物(APC)的活性,阻止细胞进入后期;一旦所有染色体的着丝粒都正确连接到纺锤体微管,SAC失活,APC被激活,促使细胞进入后期。下列叙述正确的是( )
A. 若SAC功能缺失,可能导致子细胞中染色体数目异常,遗传物质分配不均
B. 人为抑制APC的活性,细胞中染色体数目会加倍,但核DNA不会加倍
C. 有丝分裂中期,部分染色体的着丝粒异常时,SAC会失活,APC被激活
D. 有丝分裂前期,若SAC持续处于激活状态,细胞将无法形成纺锤体
4. 科学家研究发现,某四倍体植物与二倍体植物杂交产生的三倍体后代高度不育。下列关于三倍体形成及减数分裂异常的分析,正确的是( )
A. 减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会形成三个四分体
B. 减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离导致核DNA数目加倍
C. 减数分裂过程中染色体分配异常可能产生非整倍体配子
D. 三倍体通过单倍体育种可快速获得纯合二倍体植株
5. 植物受到重金属胁迫后,可通过甲基化调控机制将受到的毒害降低,从而维持植物的生长与繁殖。科研人员对生长在不含镉和含不同浓度镉的土壤中的两种正常生长的高等植物细胞的DNA甲基化水平进行研究,获得下图所示结果。下列有关叙述正确的是( )
A. DNA甲基化导致基因的碱基序列发生的变化不能通过显微镜观察
B. 随着镉浓度的增加,三叶草的DNA甲基化水平随之升高
C. 随着镉浓度的增加,三叶草和萝卜的DNA甲基化水平变化趋势相同
D. DNA甲基化可导致萝卜的表型发生变化,这种现象可以遗传给后代
6. 研究发现,某地区人群中存在一种与脂肪代谢相关的基因A,其等位基因a会导致脂肪代谢异常,且在该地区人群中,基因A和a的频率分别为0.7和0.3。下列有关叙述正确的是( )
A. 该地区一个携带基因a个体,其细胞内的基因a一定来自于父母中的一方
B. 若该地区人群中aa个体在胚胎期致死,随机交配多代后,基因a会从该地区人群中消失
C. 该地区人群中基因A和a频率的差异,是长期自然选择的结果,说明自然选择可定向改变种群基因频率
D. 一对表型正常的夫妇,生出了一个脂肪代谢异常的孩子,这是基因重组的结果
7. 小儿麻痹症患者由于感染脊髓灰质炎病毒,导致运动神经元受损,某患者的症状发展从轻微发热、肌肉疼痛到下肢瘫痪。对患者的生理状态推测合理的是( )
A. 发热主要由于病毒攻击体温调节中枢引起
B. 无法感受外界刺激,认知和记忆能力下降
C. 病毒破坏了该患者脊髓腰段的运动神经元
D. 可以通过接种灭活疫苗来治疗脊髓灰质炎
8. 草莓的生长发育受多种因素调控,草莓的种植与管理对草莓的生长至关重要。下列关于草莓生长发育相关调节的叙述,错误的是( )
A. 当遭遇干旱胁迫时,草莓体内脱落酸含量增加,有助于提高其抗干旱能力
B. 草莓果实发育过程中,生长素和细胞分裂素协同促进果实的膨大与成熟
C. 草莓在生长旺盛期,细胞分裂素主要由根尖合成并运输到其他部位,促进细胞分裂
D. 草莓受到病虫害侵袭时,会产生某些化学物质,吸引害虫的天敌,这属于化学信息传递
9. 研究人员对某城市公园内的麻雀和喜鹊在不同季节、不同高度树木上的筑巢情况及食物种类占比进行了调查,结果如下表。下列叙述错误的是( )
春季筑巢占比(%)
秋季筑巢占比(%)
低树(<5米)筑巢占比(%)
中树(5~10米)筑巢占比(%)
高树(>10米)筑巢占比(%)
植物种子食物占比(%)
昆虫食物占比(%)
麻雀
70
30
40
35
25
60
40
喜鹊
40
60
10
30
60
30
70
A. 季节变化对麻雀和喜鹊的筑巢选择有显著影响
B. 两物种在食物获取和筑巢空间上不存在生态位重叠
C. 喜鹊相较于麻雀对昆虫食物的依赖程度更高
D. 两物种在树木不同高度上的筑巢差异体现了群落的垂直结构
10. 蚁运植物是指种子靠蚂蚁携带散布的植物,种子上附生有蚂蚁喜食的油质体,蚂蚁取食油质体后,将种子丢弃在蚁巢附近,从而使植物得以扩散。另有研究发现蚁运植物种子白天释放油质体时间与蚂蚁活动时间吻合,蚂蚁可先于啮齿动物将种子搬走。下列叙述错误的是( )
A. 蚂蚁的搬运不利于蚁运植物种子保护但有利于其种子传播
B. 蚂蚁与蚁运植物间的种间关系是长期协同进化的结果
C. 蚂蚁取食油质体后产生的粪便中有机物所含能量属于蚁运植物同化量
D. 蚂蚁与蚁运植物种间关系影响相关群落的结构、利于自然群落的恢复
11. 某城市大力推行生态修复工程,将城市周边一片因过度采矿而废弃的山地改造为生态公园。通过植树造林、修建人工湖和引入本地野生动物等措施,逐步恢复了生态系统的结构与功能。下列相关叙述错误的是( )
A. 大量引入国外色彩鲜艳的花卉有可能会影响本地生态平衡
B. 人工湖能够净化周边的生活污水,这体现了生物多样性的直接价值
C. 建造生态公园增加了城市生态承载力,当生态足迹总量大于生态承载力总量时会出现生态赤字
D. 生态公园的建设是生态工程的具体应用,遵循了自生、协调和整体等原理
12. “筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列叙述正确的是( )
A. 用选择培养基筛选微生物,对照组不接种微生物,实验组接种微生物
B. 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
C. 制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
D. 在试管婴儿技术中,需取滋养层细胞进行性别鉴定来筛选所需的胚胎
13. 在星际探索计划中,科学家尝试在宇宙飞船的特殊培养舱内进行哺乳动物胚胎培养实验,为未来人类在其他星球定居进行前期研究。已知该培养舱能提供基本的营养物质、适宜的气体环境等条件。下列关于此胚胎培养实验的叙述,正确的是( )
A. 从地球上采集的精子可直接与卵子在培养舱内完成受精作用
B. 若在培养过程中添加适量的促性腺激素,能促进胚胎的发育
C. 当胚胎发育到囊胚阶段,可从囊胚中分离出胚胎干细胞,干细胞悬浮在培养基中增殖
D. 若要获得同卵多胎,可在囊胚期对胚胎进行均等分割,分割时需将内细胞团均等分割
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 活细胞内的线粒体不断进行着分裂与融合,如图所示。线粒体分裂与融合的动态平衡与线粒体功能的调节密切相关。下列叙述错误的是( )
A. 细胞分裂时,线粒体平均分配至两个子代细胞中
B. 线粒体数量的动态平衡使线粒体能适应机体对能量的需求
C. 正常线粒体与损伤线粒体融合有利于协调损伤线粒体的结构和功能
D. 线粒体融合后线粒体嵴的数量增加会提高单个线粒体有氧呼吸的能力
15. 在某动物种群中,其毛发的长度和卷曲程度分别由两对等位基因L/l、C/c控制。长毛对短毛为显性,直毛对卷毛为显性,且两对基因位于两对常染色体上。现有纯合长毛直毛个体与纯合短毛卷毛个体杂交得到F1,F1与某个体杂交得到F2。下列关于F2的表型及比例预测,合理的是( )
A. 长毛直毛∶长毛卷毛∶短毛直毛∶短毛卷毛=1∶1∶1∶1
B. 长毛直毛∶长毛卷毛∶短毛直毛=2∶1∶1
C. 长毛直毛∶短毛直毛=3∶1
D. 长毛直毛∶长毛卷毛∶短毛直毛∶短毛卷毛=9∶3∶3∶1
16. 研究发现,长期处于压力环境下,人体会分泌皮质醇等激素,同时交感神经兴奋增强。以下关于压力状态下人体生理调节的叙述,正确的是( )
A. 交感神经兴奋会使心跳加快、血压升高,这是通过神经递质直接作用于心肌细胞和血管平滑肌实现的,该过程没有激素参与
B. 皮质醇分泌增多,能促进肝糖原分解,升高血糖,这说明皮质醇与胰岛素在血糖调节方面的作用效应相抗衡
C. 人在压力状态下的生理反应主要由神经系统和内分泌系统调控,长期处于压力状态,可能对健康产生负面影响
D. 长期压力会导致机体免疫力下降,是因为压力抑制了吞噬细胞的吞噬作用,使机体无法产生免疫反应
17. 存活曲线表示生物的相对年龄(绝对年龄除以平均年龄)与各年龄的存活率之间关系的曲线,可归纳为如图所示A、B、D三种类型。下列说法正确的是( )
A. 人类的存活曲线属于A型
B. 存活曲线D的年龄结构是增长型
C. 呈B型存活曲线的种群,各年龄段的死亡率大概相当
D. 存活曲线能反映出生物易受伤害的年龄,有助于对濒危物种进行保护
18. 在利用植物体细胞杂交技术培育白菜—甘蓝的过程中,科研人员进行了如下操作与分析,其中错误的是( )
A. 用纤维素酶和果胶酶去除白菜细胞和甘蓝细胞的细胞壁,获得原生质体,此过程利用了酶的专一性
B. 从基因表达角度分析,白菜—甘蓝杂种植株中白菜和甘蓝的基因会随机表达,不会相互影响
C. 若白菜和甘蓝的染色体数目分别为2n1和2n2,那么理论上获得的白菜—甘蓝杂种植株的体细胞染色体数目为2(n1+n2),且该杂种植株高度不育
D. 若在显微镜下观察到融合细胞中含有白菜和甘蓝的叶绿体,就可以确定该融合细胞一定能发育成完整的白菜—甘蓝杂种植株
三、非选择题:本大题共5小题,共59分。
19. 随着全球工业化进程加速,水体污染问题日益严峻。科研人员研究了不同浓度的重金属镉(Cd)对水生植物黑藻光合作用和呼吸作用的影响,结果如下表所示。
Cd浓度
(μmol·L-1)
净光合速率
(μmolCO2·m-2·s-1)
呼吸速率
(μmolCO2·m-2·s-1)
叶绿素含量
(mg·g-1)
0
18.5
3.0
3.5
5
152
3.5
3.0
25
10.8
4.0
2.2
50
5.6
4.5
1.5
回答下列问题:
(1)光合作用过程中,O2是在叶绿体的_____上产生的,该场所产生的_____(填物质)可用于暗反应中C3的还原。
(2)当Cd浓度为25μmol/L时,黑藻实际光合速率为_____μmolCO2·m-2·s-1若要测定黑藻的呼吸速率,实验需要在_____条件下进行。
(3)由表中数据可知,随着Cd浓度的升高,黑藻的生长速率_____。从叶绿素含量的角度分析,高浓度Cd处理下净光合速率降低的原因可能是_____。
(4)在上述三组镉污染实验条件下,持续光照10小时,黑暗14小时,理论上单位面积黑藻在Cd浓度为_____μmol·L-1时,有机物积累量最多。
(5)为探究Cd对黑藻呼吸作用的影响机制,科研人员进一步研究了上述浓度范围内Cd处理下黑藻线粒体中与有氧呼吸相关的酶的活性,预期结果是_____。
20. 随着科技的发展,人工智能逐渐应用于医疗康复领域。人机融合智能康复系统可通过传感器收集患者的运动数据,分析其运动状态和康复进展,为患者制定个性化的康复训练方案。这一过程涉及人体神经调节的相关知识,以及神经系统与运动系统的协同作用。回答以下问题:
(1)人机融合智能康复系统中的传感器类似于人体反射弧中的_____,若感受器受损,反射_____(填“能”或“不能”)完成。神经元之间通过突触传递信息,突触后膜上识别神经递质的糖蛋白结构被破坏,会导致神经冲动传递_____(填“中断”或“增强”)。
(2)在紧急避险时,低级中枢能快速做出初步躲避动作,高级中枢能对危险情况进行更全面分析和判断,指挥机体做出更精准协调的动作,使应对更合理有效,这体现了神经系统的_____调节。
(3)长期康复训练促进神经系统可塑性,使神经元之间形成新_____。
(4)康复训练时患者呼吸加快,调节呼吸频率的神经中枢位于_____。若此部位受损,除呼吸异常外,还可能出现_____(列举一种)等生理功能障碍。
21. 兴隆山保护区是黄土高原上的一个“绿色岩岛”,生活着多种珍贵植物和国家保护动物,其中马麝善于奔跑、活动隐蔽。回答下列问题:
(1)保护区的植被分布呈现分层现象,体现了群落的_____结构。工作人员会采用火烧加速植被的更新,这种群落的演替类型称为_____。
(2)兴隆山植被郁闭度(森林中乔木树冠遮蔽地面的程度)较高,科研人员欲调查夏季高温胁迫下马麝种群对不同生境的适宜性,在计数环节将优先选用_____(填“直接计数法”“粪堆计数法”),原因是_____。
(3)下图是调查环境变量对马麝生境适宜性影响的结果,分析可知海拔、坡向和_____是影响该地区马麝生境适宜性的三个主要环境变量。夏季马麝向高海拔处迁移,试分析其原因是_____。
(4)为研究马麝粪便对保护区土壤中小动物类群的影响,宜采用_____(填方法)调查土壤中小动物类群的丰富度,此过程中常用_____溶液固定保存标本。结果表明,马麝粪便能够影响该地区土壤小动物类群的分布,此外,雄性个体分泌的麝香也能够影响动物的行为并作为中药材使用,这体现了生物多样性的_____价值。
22. 1949年,科学家发现雌猫神经细胞的间期核中有一个深染的小体,但雄猫没有。这种细胞核中由X染色体高度浓缩形成的深色结构称为巴氏小体。请回答下列问题:
(1)观察人类巴氏小体,一般先用牙签刮少许口腔黏膜细胞,然后涂片、固定、酸解、清水______、______、镜检。一般1%的细胞有巴氏小体为男性,30%的细胞有巴氏小体为女性。故而,体育运动会上主要通过此法进行______。
(2)X染色体浓缩成巴氏小体的生物学意义是维持雌性个体与雄性个体的X染色体上基因表达的量______。
(3)为探究胚胎发育早期X染色体上Xist基因的表达与X染色体失活的关系,科研人员将某种雌鼠的胚胎干细胞(PGK细胞)中两条X染色体分别记为X¹和X²(如图1),将X²上的Xist基因敲除,获得XT细胞。对PGK细胞、XT细胞及由它们分化形成的细胞中E和e基因的表达量进行定量分析,实验结果如图2所示。
①据图2,由于______,说明大多数PGK和XT细胞中的X染色体未失活。PGK分化细胞中E基因和e基因表达量高于80%的细胞数目接近相等,说明X染色体失活是____的。
②据图2,PGK分化细胞中E、e基因的表达水平因不同的细胞而有差异,合理的解释是这些细胞的______有所不同。
③依据图2中______,表明部分XT分化细胞中______染色体失活,推测是由于此染色体上的______基因的表达所致。
23. 药物A是从某植物体叶肉细胞中提取的一种蛋白质,对治疗糖尿病具有良好的疗效。某研究团队运用生物工程相关技术,利用大肠杆菌来生产这种药物。回答下列问题。
(1)科学家根据药物A的氨基酸序列人工合成DNA片段,由于______,该方法得到的DNA片段有多种可能,也可以用PCR技术从植物细胞中扩增出药物A基因,该技术的原理为______。
(2)下图表示制备工程菌时所使用的质粒、目的基因的结构及其相关限制酶识别位点(限制酶的识别序列和切割位点如表所示),其中lacZ基因表达的产物可将无色物质X-gal催化为蓝色物质,从而使菌落呈现蓝色。回答下列问题。
限制酶
BamHⅠ
EcoRⅠ
Sau3AⅠ
SmaⅠ
XmaⅠ
识别序列和切割位点
-G↓GATCC-
-G↓AATTC-
-↓GATC-
-CCC↓GGG-
-C↓CCGGG-
①利用PCR技术获取和扩增目的基因,已知待扩增的目的基因两侧相关序列如下,扩增时选用的两种引物碱基序列为(注明序列的5′和3′端)______、______。
②分析上图,为将目的基因准确插入质粒中,最好选用______酶切割目的基因,酶切处理后的目的基因和质粒需使用______(填“T4”、“E.coli”或“T4或E.coli”)DNA连接酶处理,才能得到重组质粒。
③将目的基因导入受体菌时,若要准确筛选出含重组质粒的受体菌,需要将其培养在添加了______的培养基上。
④若将重组质粒用EcoRⅠ充分酶切后,通过琼脂糖凝胶电泳分离,可得到长度为______bp的条带。对于琼脂糖凝胶电泳结果符合预期的PCR产物条带,通常需进一步通过基因测序确认,原因是______。
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生物学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡相应位置上。
3.请按照题号顺序在各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 谷丙转氨酶(ALT)是一种蛋白质,主要在肝细胞中催化谷氨酸转变成丙氨酸,肝细胞受损时,该酶进入血液中,血液中的ALT含量是衡量肝功能的重要指标。相关叙述错误的是( )
A. ALT含C、H、O、N元素,适宜在低温下保存
B. ALT合成需要模板,只能在细胞内起催化作用
C. 高温处理后的ALT可与双缩脲试剂发生紫色反应
D. 血液中ALT含量高,说明肝细胞膜控制物质进出的功能异常
【答案】B
【解析】
【分析】酶是由活细胞产生具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、谷丙转氨酶(ALT)是一种蛋白质,蛋白质的元素组成是C、H、O、N,酶需要在低温下保存,A正确;
B、酶可以在细胞内、细胞外和体外发挥催化作用,但需要适宜条件,B错误;
C、ALT是蛋白质,高温处理后空间结构发生改变,但肽键没有断裂,可与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;
D、肝细胞受损时,ALT进入血液中,当血液中ALT含量高,说明肝细胞膜控制物质进出的功能异常,D正确。
故选B。
2. 温度是影响实验成功的重要条件之一。下列实验操作中,所需温度最低的是( )
A. 用斐林试剂检测梨匀浆中的还原糖
B. 用盐酸和酒精混合液解离洋葱根尖
C. 用二苯胺试剂鉴定洋葱的DNA粗提取物
D. 用PCR仪自动完成延伸步骤
【答案】B
【解析】
【分析】PCR过程包括变性→复性→延伸三步,它们的温度依次为90℃、50℃和72℃。
【详解】A、可用斐林试剂检测梨匀浆中的还原糖,该过程中需要水浴(50~65℃)加热,根据是否出现砖红色沉淀进行判断,不符合题意,A错误;
B、用盐酸和酒精混合液解离洋葱根尖,该过程在常温下进行即可,符合题意,B正确;
C、用二苯胺试剂鉴定洋葱的DNA粗提取物需要水浴加热,根据是否有蓝色出现进行判断,不符合题意,C错误;
D、用PCR仪自动完成延伸步骤,该步骤的温度是72℃,不符合题意,D错误。
故选B。
3. 在细胞有丝分裂过程中,纺锤体组装检验点(SAC)机制至关重要。当染色体的着丝粒未正确连接到纺锤体微管时,SAC被激活,抑制后期促进复合物(APC)的活性,阻止细胞进入后期;一旦所有染色体的着丝粒都正确连接到纺锤体微管,SAC失活,APC被激活,促使细胞进入后期。下列叙述正确的是( )
A. 若SAC功能缺失,可能导致子细胞中染色体数目异常,遗传物质分配不均
B. 人为抑制APC的活性,细胞中染色体数目会加倍,但核DNA不会加倍
C. 有丝分裂中期,部分染色体的着丝粒异常时,SAC会失活,APC被激活
D. 有丝分裂前期,若SAC持续处于激活状态,细胞将无法形成纺锤体
【答案】A
【解析】
【详解】A、SAC缺失时,即使染色体未正确连接,APC仍会被激活,导致细胞提前进入后期,染色体分配错误,子细胞染色体数目异常,A正确;
B、抑制APC活性会阻止细胞进入后期,姐妹染色单体无法分离,染色体数目不会加倍;核DNA在S期已复制完成,此时核DNA含量已加倍,B错误;
C、有丝分裂中期,部分染色体的着丝粒异常时,SAC应保持激活状态,抑制APC活性,而非失活,C错误;
D、纺锤体形成于分裂前期,SAC持续处于激活状态仅阻止其进入后期,不影响纺锤体形成,D错误。
故选A。
4. 科学家研究发现,某四倍体植物与二倍体植物杂交产生的三倍体后代高度不育。下列关于三倍体形成及减数分裂异常的分析,正确的是( )
A. 减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会形成三个四分体
B. 减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离导致核DNA数目加倍
C. 减数分裂过程中染色体分配异常可能产生非整倍体配子
D. 三倍体通过单倍体育种可快速获得纯合二倍体植株
【答案】C
【解析】
【详解】A、减数分裂Ⅰ前期,同源染色体联会形成四分体,但三倍体(3n)的每个同源组包含三个同源染色体,无法两两配对形成四分体,因此无法形成三个四分体,A错误;
B、减数分裂Ⅱ后期,姐妹染色单体分离会导致染色体数目暂时加倍,但核DNA数目在此时并不会加倍(DNA数目在减数分裂Ⅰ后已减半),B错误;
C、三倍体在减数分裂时,由于同源染色体联会紊乱,染色体分配不均,可能产生染色体数目异常的配子(如多一条或少一条),即非整倍体配子,C正确;
D、三倍体不能产生配子,且三倍体植株高度不育,难以通过单倍体育种实现快速获得纯合二倍体植株,D错误。
故选C。
5. 植物受到重金属胁迫后,可通过甲基化调控机制将受到的毒害降低,从而维持植物的生长与繁殖。科研人员对生长在不含镉和含不同浓度镉的土壤中的两种正常生长的高等植物细胞的DNA甲基化水平进行研究,获得下图所示结果。下列有关叙述正确的是( )
A. DNA甲基化导致基因的碱基序列发生的变化不能通过显微镜观察
B. 随着镉浓度的增加,三叶草的DNA甲基化水平随之升高
C. 随着镉浓度的增加,三叶草和萝卜的DNA甲基化水平变化趋势相同
D. DNA甲基化可导致萝卜的表型发生变化,这种现象可以遗传给后代
【答案】D
【解析】
【分析】生物富集作用是指环境中一些污染物质通过食物链在生物体内大量积聚的过程。生物富集作用随着食物链的延长而不断加强。
【详解】A、DNA甲基化并不改变基因的碱基序列,不能通过显微镜观察,A错误;
B、随着镉浓度的增加,三叶草的DNA甲基化水平随之降低,B错误;
C、随着镉浓度的增加,三叶草和萝卜的DNA甲基化水平变化趋势相反,C错误;
D、DNA甲基化可导致萝卜的表型发生变化,这种现象可以遗传给后代,属于表观遗传,D正确。
故选D。
6. 研究发现,某地区人群中存在一种与脂肪代谢相关的基因A,其等位基因a会导致脂肪代谢异常,且在该地区人群中,基因A和a的频率分别为0.7和0.3。下列有关叙述正确的是( )
A. 该地区一个携带基因a的个体,其细胞内的基因a一定来自于父母中的一方
B. 若该地区人群中aa个体在胚胎期致死,随机交配多代后,基因a会从该地区人群中消失
C. 该地区人群中基因A和a频率的差异,是长期自然选择的结果,说明自然选择可定向改变种群基因频率
D. 一对表型正常的夫妇,生出了一个脂肪代谢异常的孩子,这是基因重组的结果
【答案】C
【解析】
【详解】A、携带基因a的个体,其细胞内的基因a可能来自父母中的一方,也可能是自身细胞发生了基因突变产生的,A错误;
B、若aa胚胎致死,随机交配后,Aa个体仍携带a基因,a的频率会逐渐降低但不会消失,B错误;
C、自然选择通过保留有利基因型,定向改变种群基因频率,A和a的频率差异正是自然选择的结果,C正确;
D、表型正常夫妇生出aa孩子,是因等位基因分离,不是基因重组,D错误。
故选C。
7. 小儿麻痹症患者由于感染脊髓灰质炎病毒,导致运动神经元受损,某患者的症状发展从轻微发热、肌肉疼痛到下肢瘫痪。对患者的生理状态推测合理的是( )
A. 发热主要由于病毒攻击体温调节中枢引起
B. 无法感受外界刺激,认知和记忆能力下降
C. 病毒破坏了该患者脊髓腰段的运动神经元
D. 可以通过接种灭活疫苗来治疗脊髓灰质炎
【答案】C
【解析】
【分析】人体体温调节:
(1)机理:产热=散热;
(2)寒冷环境下:①增加产热的途径:骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素和肾上腺素分泌增加;②减少散热的途径:毛细血管收缩、汗腺分泌减少。
(3)炎热环境下:主要通过增加散热在维持体温相对稳定,增加散热的措施主要有汗液分泌增加、皮肤血管舒张。
【详解】A、发热主要是由于病毒感染引起机体的免疫反应,导致产热增加,A错误;
B、运动神经元受损影响的是传出神经的功能,一般不会直接导致无法感受外界刺激以及认知和记忆能力下降,B错误;
C、患者出现下肢瘫痪,而下肢的运动由脊髓腰段的运动神经元控制,所以推测病毒破坏了该患者脊髓腰段的运动神经元,C正确;
D、接种灭活疫苗是用于预防脊髓灰质炎,而不是治疗,治疗需要针对患者的具体症状和病情进行相应的医疗措施,D错误。
故选C。
8. 草莓的生长发育受多种因素调控,草莓的种植与管理对草莓的生长至关重要。下列关于草莓生长发育相关调节的叙述,错误的是( )
A. 当遭遇干旱胁迫时,草莓体内脱落酸含量增加,有助于提高其抗干旱能力
B. 草莓果实发育过程中,生长素和细胞分裂素协同促进果实的膨大与成熟
C. 草莓在生长旺盛期,细胞分裂素主要由根尖合成并运输到其他部位,促进细胞分裂
D. 草莓受到病虫害侵袭时,会产生某些化学物质,吸引害虫的天敌,这属于化学信息传递
【答案】B
【解析】
【详解】A、脱落酸在逆境(如干旱)中积累,促进气孔关闭以减少水分散失,提高抗逆性,A正确;
B、生长素和细胞分裂素协同促进果实膨大,但成熟主要由乙烯调控,B错误;
C、细胞分裂素主要由根尖合成,运输至生长旺盛部位促进细胞分裂,C正确;
D、植物释放化学物质吸引天敌属于化学信息传递,D正确。
故选B。
9. 研究人员对某城市公园内的麻雀和喜鹊在不同季节、不同高度树木上的筑巢情况及食物种类占比进行了调查,结果如下表。下列叙述错误的是( )
春季筑巢占比(%)
秋季筑巢占比(%)
低树(<5米)筑巢占比(%)
中树(5~10米)筑巢占比(%)
高树(>10米)筑巢占比(%)
植物种子食物占比(%)
昆虫食物占比(%)
麻雀
70
30
40
35
25
60
40
喜鹊
40
60
10
30
60
30
70
A. 季节变化对麻雀和喜鹊的筑巢选择有显著影响
B. 两物种在食物获取和筑巢空间上不存在生态位重叠
C. 喜鹊相较于麻雀对昆虫食物的依赖程度更高
D. 两物种在树木不同高度上的筑巢差异体现了群落的垂直结构
【答案】B
【解析】
【详解】A、麻雀春季筑巢占比70%,秋季30%;喜鹊春季40%,秋季60%。两者筑巢季节占比差异显著,说明季节变化影响筑巢选择,A正确;
B、生态位重叠指物种资源利用或空间分布的相似性。麻雀和喜鹊均以植物种子和昆虫为食(食物重叠),且在中树(麻雀35%,喜鹊30%)和高树(麻雀25%,喜鹊60%)筑巢(空间部分重叠),存在生态位重叠,B错误;
C、喜鹊昆虫食物占比70%,麻雀仅40%,说明喜鹊更依赖昆虫,C正确;
D、垂直结构指群落在垂直方向的分层现象。两个物种在不同高度筑巢体现对空间资源的利用分层,属于垂直结构,D正确。
故选B。
10. 蚁运植物是指种子靠蚂蚁携带散布的植物,种子上附生有蚂蚁喜食的油质体,蚂蚁取食油质体后,将种子丢弃在蚁巢附近,从而使植物得以扩散。另有研究发现蚁运植物种子白天释放油质体时间与蚂蚁活动时间吻合,蚂蚁可先于啮齿动物将种子搬走。下列叙述错误的是( )
A. 蚂蚁的搬运不利于蚁运植物种子保护但有利于其种子传播
B. 蚂蚁与蚁运植物间的种间关系是长期协同进化的结果
C. 蚂蚁取食油质体后产生的粪便中有机物所含能量属于蚁运植物同化量
D. 蚂蚁与蚁运植物种间关系影响相关群落的结构、利于自然群落的恢复
【答案】A
【解析】
【分析】一个营养级所同化的能量=呼吸散失的能量+被下一营养级同化的能量十分解者释放的能量。但对于最高营养级的情况有所不同,它所同化的能量=呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量。
【详解】A、蚂蚁将种子搬运到蚁巢附近,扩大了植物的分布范围,有利于传播,A错误;
B、生物与生物之间、生物与环境之间可以协同进化,蚂蚁与蚁运植物间的种间关系是长期协同进化的结果,B正确;
C、粪便中能量属于上一营养级的同化量,蚂蚁取食后,未被吸收的部分(粪便)仍属于植物的同化量(即未被蚂蚁同化),C正确;
D、蚂蚁传播种子可能改变植物分布,进而影响群落结构,利于自然群落的恢复,D正确。
故选A。
11. 某城市大力推行生态修复工程,将城市周边一片因过度采矿而废弃的山地改造为生态公园。通过植树造林、修建人工湖和引入本地野生动物等措施,逐步恢复了生态系统的结构与功能。下列相关叙述错误的是( )
A. 大量引入国外色彩鲜艳的花卉有可能会影响本地生态平衡
B. 人工湖能够净化周边的生活污水,这体现了生物多样性的直接价值
C. 建造生态公园增加了城市生态承载力,当生态足迹总量大于生态承载力总量时会出现生态赤字
D. 生态公园的建设是生态工程的具体应用,遵循了自生、协调和整体等原理
【答案】B
【解析】
【详解】A、引入外来物种可能导致生态入侵,破坏本地生态平衡,A正确;
B、人工湖净化污水属于生态系统调节功能,体现生物多样性的间接价值,而非直接价值,B错误;
C、生态承载力提升后,若生态足迹(资源消耗总量)超过承载力,则出现生态赤字,C正确;
D、生态工程需遵循自生(合理配置生物)、协调(生物与环境适应)、整体(统筹自然与社会经济)等原理,D正确。
故选B。
12. “筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列叙述正确的是( )
A. 用选择培养基筛选微生物,对照组不接种微生物,实验组接种微生物
B. 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
C. 制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
D. 在试管婴儿技术中,需取滋养层细胞进行性别鉴定来筛选所需的胚胎
【答案】C
【解析】
【分析】选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基。
【详解】A、选择培养基的作用是目的菌能够正常在其上生存,其他微生物不能正常生存,为了确定选择培养基是否具有选择作用,应设计一个在完全培养基上接种的培养皿作对照,即对照组也接种微生物,只是实验组和对照组培养基的成分不同,A错误;
B、诱导植物原生质体融合时,观察是否再生细胞壁不能用于筛选异种融合细胞,因为同种融合细胞也会再生出细胞壁,B错误;
C、单克隆抗体制备过程中,第一次筛选要用特定选择性培养基筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选要用抗体阳性检测方法从分子水平筛选出产生所需抗体的杂交瘤细胞,即从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞,C正确;
D、在试管婴儿技术中,不需要进行胚胎的性别鉴定,设计试管婴儿有时需要进行性别鉴定,D错误。
故选C。
13. 在星际探索计划中,科学家尝试在宇宙飞船的特殊培养舱内进行哺乳动物胚胎培养实验,为未来人类在其他星球定居进行前期研究。已知该培养舱能提供基本的营养物质、适宜的气体环境等条件。下列关于此胚胎培养实验的叙述,正确的是( )
A. 从地球上采集的精子可直接与卵子在培养舱内完成受精作用
B. 若在培养过程中添加适量的促性腺激素,能促进胚胎的发育
C. 当胚胎发育到囊胚阶段,可从囊胚中分离出胚胎干细胞,干细胞悬浮在培养基中增殖
D. 若要获得同卵多胎,可在囊胚期对胚胎进行均等分割,分割时需将内细胞团均等分割
【答案】D
【解析】
【详解】A、精子需在获能后才能与处于M Ⅱ中期的卵子完成受精作用,A错误;
B、促性腺激素用于促进卵泡发育和排卵,而非直接促进胚胎发育,胚胎发育依赖培养液中的营养及生长因子等,B错误;
C、胚胎干细胞需在滋养层细胞或含抑制因子的培养基中维持未分化状态,悬浮培养可能导致其分化,C错误;
D、囊胚期分割需将内细胞团进行均等分割,以保证分割后胚胎正常发育,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 活细胞内的线粒体不断进行着分裂与融合,如图所示。线粒体分裂与融合的动态平衡与线粒体功能的调节密切相关。下列叙述错误的是( )
A. 细胞分裂时,线粒体平均分配至两个子代细胞中
B. 线粒体数量的动态平衡使线粒体能适应机体对能量的需求
C. 正常线粒体与损伤线粒体融合有利于协调损伤线粒体的结构和功能
D. 线粒体融合后线粒体嵴的数量增加会提高单个线粒体有氧呼吸的能力
【答案】A
【解析】
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所,主要进行有氧呼吸的第二、第三阶段。
【详解】A、细胞分裂时,线粒体分配至两个子代细胞中是不平均的,所以两个子细胞的质遗传物质不完全相同,A错误;
B、线粒体数量的动态平衡使线粒体能适应机体对能量的需求,在耗能较大的地方分布较多,B正确;
C、正常线粒体与损伤线粒体融合有利于协调损伤线粒体的结构和功能,保证生命活动的正常进行,C正确;
D、线粒体的嵴上附着大量有氧呼吸相关的酶,线粒体融合后线粒体嵴的数量增加会提高单个线粒体有氧呼吸的能力,D正确。
故选A。
15. 在某动物种群中,其毛发长度和卷曲程度分别由两对等位基因L/l、C/c控制。长毛对短毛为显性,直毛对卷毛为显性,且两对基因位于两对常染色体上。现有纯合长毛直毛个体与纯合短毛卷毛个体杂交得到F1,F1与某个体杂交得到F2。下列关于F2的表型及比例预测,合理的是( )
A. 长毛直毛∶长毛卷毛∶短毛直毛∶短毛卷毛=1∶1∶1∶1
B. 长毛直毛∶长毛卷毛∶短毛直毛=2∶1∶1
C. 长毛直毛∶短毛直毛=3∶1
D. 长毛直毛∶长毛卷毛∶短毛直毛∶短毛卷毛=9∶3∶3∶1
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、若F1(LlCc)与隐性纯合体(llcc)测交,每对基因均表现为测交(Ll×ll→1:1,Cc×cc→1:1),两对性状组合比例为(1:1)×(1:1)=1:1:1:1,A正确;
B、2:1:1的比例不符合测交或自交的典型结果,可能涉及显性纯合致死等特殊条件,但题目未提及相关限制,B错误;
C、F₁与LlCC(长毛直毛杂合子)杂交,仅分析长毛/短毛基因(Ll×Ll),后代长毛(L_)∶短毛(ll)=3∶1;直毛 / 卷毛基因(Cc×CC),后代全为直毛(C_), 合并表型后,长毛直毛∶短毛直毛 = 3∶1,C正确;
D、F₁自交(即 F₁与 F₁杂交,LlCc×LlCc),F₁产生4种配子(LC、Lc、lC、lc),自由组合后后代基因型有9种,表型符合自由组合定律典型比例。 长毛直毛(L_C_)∶长毛卷毛(L_cc)∶短毛直毛(llC_)∶短毛卷毛(llcc)=9∶3∶3∶1,D正确。
故选ACD。
16. 研究发现,长期处于压力环境下,人体会分泌皮质醇等激素,同时交感神经兴奋增强。以下关于压力状态下人体生理调节的叙述,正确的是( )
A. 交感神经兴奋会使心跳加快、血压升高,这是通过神经递质直接作用于心肌细胞和血管平滑肌实现的,该过程没有激素参与
B. 皮质醇分泌增多,能促进肝糖原分解,升高血糖,这说明皮质醇与胰岛素在血糖调节方面的作用效应相抗衡
C. 人在压力状态下的生理反应主要由神经系统和内分泌系统调控,长期处于压力状态,可能对健康产生负面影响
D. 长期压力会导致机体免疫力下降,是因为压力抑制了吞噬细胞的吞噬作用,使机体无法产生免疫反应
【答案】BC
【解析】
【详解】A、交感神经兴奋使心跳加快、血压升高,不仅有神经递质的直接作用,还有肾上腺髓质分泌肾上腺素等参与调节,A错误;
B、皮质醇升高血糖,胰岛素降低血糖,二者在血糖调节上的作用效应相抗衡,B正确;
C、人在压力状态下的生理反应主要由神经系统和内分泌系统调控,但长期处于压力状态可能对健康产生负面影响,C正确;
D、长期压力会导致机体免疫力下降,是因为压力影响了免疫系统中免疫细胞的功能,不是使机体无法产生免疫反应,吞噬细胞仍能发挥一定作用,D错误。
故选BC。
17. 存活曲线表示生物的相对年龄(绝对年龄除以平均年龄)与各年龄的存活率之间关系的曲线,可归纳为如图所示A、B、D三种类型。下列说法正确的是( )
A. 人类的存活曲线属于A型
B. 存活曲线D的年龄结构是增长型
C. 呈B型存活曲线的种群,各年龄段的死亡率大概相当
D. 存活曲线能反映出生物易受伤害的年龄,有助于对濒危物种进行保护
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、据图分析,A型表示大部分个体都能活到生理寿命,如人类和一些大型哺乳动物,A正确;
B、D型为曲线凹形,该类型生命早期有极高的死亡率,但是一旦活到某一年龄,死亡率就变得很低而且稳定,存活曲线D的年龄结构是衰退型,B错误;
C、B型曲线呈对角线型,种群各年龄的死亡率基本相同,C正确;
D、存活曲线能反映出生物易受伤害的年龄,在易受伤害的年龄进行人工保护,有助于对濒危物种进行保护,D正确。
故选ACD。
18. 在利用植物体细胞杂交技术培育白菜—甘蓝的过程中,科研人员进行了如下操作与分析,其中错误的是( )
A. 用纤维素酶和果胶酶去除白菜细胞和甘蓝细胞的细胞壁,获得原生质体,此过程利用了酶的专一性
B. 从基因表达的角度分析,白菜—甘蓝杂种植株中白菜和甘蓝的基因会随机表达,不会相互影响
C. 若白菜和甘蓝的染色体数目分别为2n1和2n2,那么理论上获得的白菜—甘蓝杂种植株的体细胞染色体数目为2(n1+n2),且该杂种植株高度不育
D. 若在显微镜下观察到融合细胞中含有白菜和甘蓝的叶绿体,就可以确定该融合细胞一定能发育成完整的白菜—甘蓝杂种植株
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,因为酶具有专一性,特定的酶只能催化特定底物的反应,所以能特异性地分解细胞壁,A正确;
B、杂种植株中白菜和甘蓝的基因虽然都存在,但基因表达会受到彼此的影响,细胞内的调控机制会使不同基因在特定时期和组织中选择性表达,并非随机表达且互不影响,B错误;
C、白菜-甘蓝杂种植株是通过体细胞融合得到的,其体细胞染色体数目为2(n1+n2),是异源四倍体,含有同源染色体,在减数分裂时能正常联会,所以是可育的,C错误;
D、在显微镜下观察到融合细胞中含有白菜和甘蓝的叶绿体,只能说明该细胞是融合细胞,但融合细胞要发育成完整的杂种植株,还需要合适的培养条件以及经历脱分化、再分化等复杂过程,不一定能发育成完整植株,D错误。
故选BCD。
三、非选择题:本大题共5小题,共59分。
19. 随着全球工业化进程加速,水体污染问题日益严峻。科研人员研究了不同浓度的重金属镉(Cd)对水生植物黑藻光合作用和呼吸作用的影响,结果如下表所示。
Cd浓度
(μmol·L-1)
净光合速率
(μmolCO2·m-2·s-1)
呼吸速率
(μmolCO2·m-2·s-1)
叶绿素含量
(mg·g-1)
0
18.5
3.0
3.5
5
15.2
3.5
3.0
25
10.8
4.0
2.2
50
5.6
4.5
1.5
回答下列问题:
(1)光合作用过程中,O2是在叶绿体的_____上产生的,该场所产生的_____(填物质)可用于暗反应中C3的还原。
(2)当Cd浓度为25μmol/L时,黑藻实际光合速率为_____μmolCO2·m-2·s-1若要测定黑藻的呼吸速率,实验需要在_____条件下进行。
(3)由表中数据可知,随着Cd浓度的升高,黑藻的生长速率_____。从叶绿素含量的角度分析,高浓度Cd处理下净光合速率降低的原因可能是_____。
(4)在上述三组镉污染实验条件下,持续光照10小时,黑暗14小时,理论上单位面积黑藻在Cd浓度为_____μmol·L-1时,有机物积累量最多。
(5)为探究Cd对黑藻呼吸作用的影响机制,科研人员进一步研究了上述浓度范围内Cd处理下黑藻线粒体中与有氧呼吸相关的酶的活性,预期结果是_____。
【答案】(1) ①. 类囊体薄膜 ②. NADPH和ATP
(2) ①. 14.8 ②. 黑暗
(3) ①. 降低 ②. 高浓度Cd使叶绿素含量降低,吸收、传递和转化的光能减少,光反应为暗反应提供的和减少,导致净光合速率降低
(4)5 (5)随着Cd浓度升高,黑藻线粒体中与有氧呼吸相关的酶的活性逐渐升高
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP;暗反应的发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【小问1详解】
光合作用过程中,O2的产生是在叶绿体的类囊体薄膜上,类囊体薄膜上发生的光合作用的光反应所产生的NADPH和ATP可用于暗反应C3的还原。
【小问2详解】
实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,所以依据表格信息可知,当Cd浓度为25μmol/L时,黑藻实际光合速率=10.8+4.0=14.8μmolCO2·m-2·s-1。若要测定黑藻的呼吸速率,需要排除光照条件下进行的光合作用对实验数据的干扰,所以实验需要在黑暗条件进行。
【小问3详解】
黑藻的生长速率取决于黑藻的净光合速率,依据表中数据可知,随着Cd浓度的升高,黑藻的净光合速率逐渐降低,所以黑藻的生长速率逐渐降低。随着随着Cd浓度的升高,黑藻叶片中的叶绿素含量逐渐减少,叶绿素可以吸收、传递和转化光能,所以从叶绿素含量的角度分析,之所以高浓度Cd处理下净光合速率降低,是由于高浓度Cd使叶绿素含量降低,吸收、传递和转化的光能减少,光反应为暗反应提供的 NADPH 和 ATP减少,导致净光合速率降低。
【小问4详解】
在上述三组镉污染实验条件下,持续光照10小时,黑暗14小时,Cd浓度为5μmol·L-1时,有机物的积累量为15.2×10-3.5×14=103μmolCO2·m-2,Cd浓度为25μmol·L-1时,有机物的积累量为10.8×10-4.0×14=52μmolCO2·m-2,Cd浓度为50μmol·L-1时,有机物的积累量为5.6×10-4.5×14=-7μmolCO2·m-2,综上,理论上单位面积黑藻在Cd浓度为5μmol·L-1时,有机物积累量最多。
【小问5详解】
结合表格信息可知,随着Cd浓度的提高,呼吸速率逐渐提高,呼吸作用过程需要酶的催化,所以在此过程中,黑藻线粒体中与有氧呼吸相关的酶的活性逐渐升高。
20. 随着科技的发展,人工智能逐渐应用于医疗康复领域。人机融合智能康复系统可通过传感器收集患者的运动数据,分析其运动状态和康复进展,为患者制定个性化的康复训练方案。这一过程涉及人体神经调节的相关知识,以及神经系统与运动系统的协同作用。回答以下问题:
(1)人机融合智能康复系统中的传感器类似于人体反射弧中的_____,若感受器受损,反射_____(填“能”或“不能”)完成。神经元之间通过突触传递信息,突触后膜上识别神经递质的糖蛋白结构被破坏,会导致神经冲动传递_____(填“中断”或“增强”)。
(2)在紧急避险时,低级中枢能快速做出初步躲避动作,高级中枢能对危险情况进行更全面的分析和判断,指挥机体做出更精准协调的动作,使应对更合理有效,这体现了神经系统的_____调节。
(3)长期康复训练促进神经系统可塑性,使神经元之间形成新_____。
(4)康复训练时患者呼吸加快,调节呼吸频率的神经中枢位于_____。若此部位受损,除呼吸异常外,还可能出现_____(列举一种)等生理功能障碍。
【答案】(1) ①. 感受器 ②. 不能 ③. 中断
(2)分级 (3)突触
(4) ①. 脑干 ②. 心跳异常(或血压不稳定、吞咽困难)
【解析】
【分析】各级中枢的分布与功能:
大脑:大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,是高级神经活动的结构基础。其上有语言、听觉、视觉、运动等高级中枢。
小脑:有维持身体平衡的中枢。
脑干:有许多重要的生命活动中枢,如心血管中枢、呼吸中枢等。
下丘脑:有体温调节中枢、渗透压感受器(水平衡中枢)、 血糖平衡调节中枢,是调节内分泌活动的总枢纽。
脊髓:调节躯体运动的低级中枢。
【小问1详解】
据图所示,人机融合智能康复系统中的传感器类似于人体反射弧中的感受器,若感受器受损,则会造成反射弧结构不完整,进而导致反射活动不能完成。神经元之间通过突触传递信息,突触后膜上识别神经递质的糖蛋白结构被破坏,则会导致神经递质不能与突触后膜上的特异性受体(化学本质为糖蛋白)发生特异性识别,最终导致神经冲动传递中断。
【小问2详解】
在紧急避险时,低级中枢能快速做出初步躲避动作,高级中枢能对危险情况进行更全面的分析和判断,指挥机体做出更精准协调的动作,使应对更合理有效,这体现了神经系统高级中枢对低级中枢的调控,即神经系统的分级调节。
【小问3详解】
长期康复训练促进神经系统可塑性,属于长期记忆的形成,可使神经元之间形成新突触。
【小问4详解】
康复训练时患者呼吸加快,调节呼吸频率的神经中枢位于脑干。脑干是调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢,所以若脑干受损,除呼吸异常外,还可能出现心跳异常、血压不稳等生理功能障碍。
21. 兴隆山保护区是黄土高原上的一个“绿色岩岛”,生活着多种珍贵植物和国家保护动物,其中马麝善于奔跑、活动隐蔽。回答下列问题:
(1)保护区的植被分布呈现分层现象,体现了群落的_____结构。工作人员会采用火烧加速植被的更新,这种群落的演替类型称为_____。
(2)兴隆山植被郁闭度(森林中乔木树冠遮蔽地面的程度)较高,科研人员欲调查夏季高温胁迫下马麝种群对不同生境的适宜性,在计数环节将优先选用_____(填“直接计数法”“粪堆计数法”),原因是_____。
(3)下图是调查环境变量对马麝生境适宜性影响的结果,分析可知海拔、坡向和_____是影响该地区马麝生境适宜性的三个主要环境变量。夏季马麝向高海拔处迁移,试分析其原因是_____。
(4)为研究马麝粪便对保护区土壤中小动物类群的影响,宜采用_____(填方法)调查土壤中小动物类群的丰富度,此过程中常用_____溶液固定保存标本。结果表明,马麝粪便能够影响该地区土壤小动物类群的分布,此外,雄性个体分泌的麝香也能够影响动物的行为并作为中药材使用,这体现了生物多样性的_____价值。
【答案】(1) ①. 垂直 ②. 次生演替
(2) ①. 粪堆计数法 ②. 马麝是运动能力强、活动隐蔽的动物,且植被郁闭度高,直接计数比较困难,粪堆具有不移动特点,更适合对马麝进行间接计数
(3) ①. 距河流距离 ②. 夏季海拔略高更能够为马麝提供食物和良好的栖息环境
(4) ①. 取样器取样法(或样方法) ②. 70%的酒精 ③. 直接(价值)和间接
【解析】
【分析】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,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,如在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
【小问1详解】
群落的空间结构包括垂直结构和水平结构,保护区的植被分布呈现分层现象,体现了群落的水平结构。火烧后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,这种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的地方发生的演替属于次生演替。
【小问2详解】
由于马麝是运动能力强、活动隐蔽的动物,且植被郁闭度高,直接计数比较困难,粪堆具有不移动特点,更适合对马麝进行间接计数,所以在计数环节将优先选用粪堆计数法。
【小问3详解】
从图1可以看出,只含某变量时,海拔、坡向和距河流距离三个环境变量的相对重要性和贡献率最高,所以是影响该地区马麝生境适宜性的三个主要环境变量。夏季海拔略高,温度较低,更能够为马麝提供食物和良好的栖息环境。
【小问4详解】
调查土壤中小动物类群的丰富度常用取样器取样法,此过程中常用体积分数为70%的酒精溶液固定保存标本。直接使用价值:指对人类的社会生活有直接影响和作用的价值,如:药用价值、观赏价值、食用价值和生产使用价值(野外收获进入贸易市场)等,麝香作为中药材使用体现了生物多样性的直接价值。雄性个体分泌的麝香也能够影响动物的行为,促进了生态系统中基因流动和协同进化,体现了生物多样性的间接价值。
22. 1949年,科学家发现雌猫神经细胞的间期核中有一个深染的小体,但雄猫没有。这种细胞核中由X染色体高度浓缩形成的深色结构称为巴氏小体。请回答下列问题:
(1)观察人类巴氏小体,一般先用牙签刮少许口腔黏膜细胞,然后涂片、固定、酸解、清水______、______、镜检。一般1%的细胞有巴氏小体为男性,30%的细胞有巴氏小体为女性。故而,体育运动会上主要通过此法进行______。
(2)X染色体浓缩成巴氏小体的生物学意义是维持雌性个体与雄性个体的X染色体上基因表达的量______。
(3)为探究胚胎发育早期X染色体上Xist基因的表达与X染色体失活的关系,科研人员将某种雌鼠的胚胎干细胞(PGK细胞)中两条X染色体分别记为X¹和X²(如图1),将X²上的Xist基因敲除,获得XT细胞。对PGK细胞、XT细胞及由它们分化形成的细胞中E和e基因的表达量进行定量分析,实验结果如图2所示。
①据图2,由于______,说明大多数PGK和XT细胞中的X染色体未失活。PGK分化细胞中E基因和e基因表达量高于80%的细胞数目接近相等,说明X染色体失活是____的。
②据图2,PGK分化细胞中E、e基因的表达水平因不同的细胞而有差异,合理的解释是这些细胞的______有所不同。
③依据图2中______,表明部分XT分化细胞中______染色体失活,推测是由于此染色体上的______基因的表达所致。
【答案】(1) ①. 洗涤(漂洗) ②. 染色 ③. 性别鉴定
(2)大致相同 (3) ①. E和e表达量相同的细胞占比达84%左右 ②. 随机 ③. 分化的程度 ④. E表达量高于80%的细胞几乎没有 ⑤. X1 ⑥. Xist
【解析】
【分析】1、染色体(染色质)是细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质,观察细胞中的染色体(染色质)时常用甲紫或醋酸洋红等碱性染料进行染色;
2、哺乳动物雌性个体的性染色体组成是XX,雄性个体的性染色体组成是XY,雌性哺乳动物细胞核中存在X染色体高度浓缩形成的巴氏小体的现象,由于雌性个体的一条性染色体浓缩形成巴氏小体,巴氏小体上的基因表达受限制,因此雌性个体和雄性个体的X染色体的基因表达的数量相同;
【小问1详解】
由X染色体高度浓缩形成的深色结构称为巴氏小体,要观察人类巴氏小体,就要用人体细胞制作临时装片,然后用显微镜观察。制作装片的步骤为:涂片、固定、酸解、清水洗涤(漂洗)、染色,然后进行镜检。依题意,一般1%的细胞有巴氏小体为男性,30%的细胞有巴氏小体为女性,即巴氏小体的出现在性别上有差异,可依据此进行性别鉴定。
【小问2详解】
基因位于染色体上,雌性有两条X染色体,雄性有一条X染色体,X染色体数量不同,位于该染色体上的基因数量不同,在细胞内表达的相应蛋白可能不同。X染色体高度浓缩形成巴氏小体,不利于染色体上基因表达。据此推测为了维持雌性个体与雄性个体的X染色体上基因表达的量大致相同,雌性的两条X染色体中有一条会随机浓缩成巴氏小体。
【小问3详解】
①分析题图2可知,PGK和XT细胞中E和e表达量相同的细胞占比达84%左右,说明大多数PGK和XT细胞中的X染色体都没有失活;PGK分化细胞中E基因和e基因表达量高于80%的细胞数目接近相等,说明X染色体失活是随机的。
②PGK分化细胞已经发生了不同程度的分化,细胞分化过程,基因会选择性表达,故不同细胞中E、e基因表达的差异。
③分析题图2可知,XT分化细胞中,E、e表达相同数量的细胞数目较少,e基因表达80%以上较多,E表达80%以上的细胞几乎为0,由图1可知,E位于X1上,由此可以XT分化细胞中X1失活;又由题意知,X2上的Xist基因敲除,因此说明Xist基因的表达会导致该基因所在的X染色体失活。
23. 药物A是从某植物体叶肉细胞中提取的一种蛋白质,对治疗糖尿病具有良好的疗效。某研究团队运用生物工程相关技术,利用大肠杆菌来生产这种药物。回答下列问题。
(1)科学家根据药物A的氨基酸序列人工合成DNA片段,由于______,该方法得到的DNA片段有多种可能,也可以用PCR技术从植物细胞中扩增出药物A基因,该技术的原理为______。
(2)下图表示制备工程菌时所使用的质粒、目的基因的结构及其相关限制酶识别位点(限制酶的识别序列和切割位点如表所示),其中lacZ基因表达的产物可将无色物质X-gal催化为蓝色物质,从而使菌落呈现蓝色。回答下列问题。
限制酶
BamHⅠ
EcoRⅠ
Sau3AⅠ
SmaⅠ
XmaⅠ
识别序列和切割位点
-G↓GATCC-
-G↓AATTC-
-↓GATC-
-CCC↓GGG-
-C↓CCGGG-
①利用PCR技术获取和扩增目的基因,已知待扩增的目的基因两侧相关序列如下,扩增时选用的两种引物碱基序列为(注明序列的5′和3′端)______、______。
②分析上图,为将目的基因准确插入质粒中,最好选用______酶切割目的基因,酶切处理后的目的基因和质粒需使用______(填“T4”、“E.coli”或“T4或E.coli”)DNA连接酶处理,才能得到重组质粒。
③将目的基因导入受体菌时,若要准确筛选出含重组质粒的受体菌,需要将其培养在添加了______的培养基上。
④若将重组质粒用EcoRⅠ充分酶切后,通过琼脂糖凝胶电泳分离,可得到长度为______bp的条带。对于琼脂糖凝胶电泳结果符合预期的PCR产物条带,通常需进一步通过基因测序确认,原因是______。
【答案】(1) ①. 一种氨基酸可能有多种密码子编码(密码子具有简并性) ②. DNA半保留复制
(2) ①. 5′-TCTGTT-3′ ②. 5′-CTTGGA-3′ ③. BamH Ⅰ和Xma Ⅰ ④. T4或E.coli ⑤. 卡那霉素和X-gal ⑥. 1700bp和260bp ⑦. 琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待测DNA分子大小,无法确定待测DNA分子碱基序列。
【解析】
【分析】基因工程是指按照人们的原望,通过转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看,由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫作重组DNA技术。基因工程的基本操作程序:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
由于密码子具有简并性,即同一种氨基酸可以对应多种密码子,因此,根据药物A的氨基酸序列人工合成DNA片段的方法得到的DNA片段有多种可能。PCR技术是体外扩增DNA的技术,该技术的原理是DNA的半保留复制。
【小问2详解】
①由于DNA复制时子链的延伸是从5′端向3′端延伸,含磷酸基团的一端为5′端,含羟基的一端为3′端,因此两个引物的设计需要分别根据模板DNA两条链的3′端进行设计,因此,依据图中目的基因两侧相关序列,扩增时选用的引物碱基序列为5′-TCTGTT-3′和5′-CTTGGA-3′。
②目的基因与质粒形成重组分子要有相同的末端,且目的基因应插入启动子和终止子之间才能在受体细胞中表达。终止子与启动子之间有三种限制酶识别序列:EcoR I、Xma I和BamH I。据图可知,EcoR I会破坏目的基因,故为将目的基因准确插入质粒中,最好选用Xma I和BamH I切割目的基因。Xma I和BamH I切割得到的是黏性末端,用T4或E.coli DNA连接酶处理均可,都可以得到重组质粒。
③由图可知,质粒中含有LacZ基因和卡那霉素抗性基因,在构建基因表达载体时LacZ基因被破坏,无法使无色的X-ga1变为蓝色。因此,在培养基中应加入的物质有卡那霉素和X-gal,只有成功导入目的基因的重组质粒的细菌才能不被卡那霉素杀死,同时表现为无色菌落。
④根据质粒和目的基因中EcoR Ⅰ的酶切位点可知,正向连接后用EcoR Ⅰ切割,可以得到两个片段分别为400+700+600=1700bp,10+50+200=260bp,故通过琼脂糖凝胶电泳分离后,可得到长度为1700bp和260bp的条带。对于电泳结果符合预期的PCR产物条带,通常需进一步通过基因测序确认,这是因为琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小,无法确定待检测DNA分子的碱基序列,因此需要对目标DNA进行碱基序列的确认。
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