精品解析:江苏省苏州市2026届高三上学期期中阳光调研生物试题
2025-12-04
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内容正文:
高三年级期中阳光调研试卷
生物学
2025.11
注意事项:
考生答题前务必将自己的学校、姓名、班级、考号填写在答题卡的指定位置。答选择题时,用2B铅笔在答题卡上将题号下的答案选项涂黑;答非选择题时,用0.5mm黑色墨水签字笔在答题卡对应题号下作答。
一、单项选择题:共14题,每题2分,共28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 关于细胞中的化合物,下列叙述错误的是( )
A. 脂肪由C、H、O元素组成
B. 蔗糖不能被细胞直接吸收
C. 核酸的水解产物不一定是单体
D. 水参与光合作用等多种生化反应
2. 关于生物的变异与进化,下列叙述正确的是( )
A. 有害突变不能成为进化的原材料
B. 抗生素会诱导生物产生耐药性变异而存活下来
C. 自然选择使种群基因频率发生定向改变
D. 种群内的个体通过竞争实现了生态位分化
3. 苏州生态公园中,夜鹭常集群在水边活动,乌鸫多单独在林间栖息。下列相关叙述正确的是( )
A. 调查夜鹭种群密度时,可使用样方法在活动水域进行随机取样
B. 乌鸫通过婉转的鸣叫吸引异性交配,体现了物理信息能调节种群的繁衍
C. 夜鹭的集群分布与乌鸫的随机分布,共同构成了该公园群落的水平结构
D. 生态公园吸引了大量游客前来观鸟,体现了生物多样性的间接价值
4. 毛竹叶是一种亟待开发的食品原料。某科研小组利用毛竹叶制备毛竹叶醋,图示制备流程。下列相关叙述错误的是( )
A. 毛竹叶和加入的蔗糖均能作为发酵的碳源
B. 发酵前对酵母菌和醋酸菌菌种的活化均需有氧条件
C. 毛竹叶酒的酒精浓度越高,接种醋酸菌后的发酵效率越高
D. 发酵过程中氨基酸态氮含量逐渐升高,与微生物产生的蛋白酶有关
5. 某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关,图示水淹过程中两种酶的活性变化。下列相关叙述错误的是( )
A. 甲酶主要在细胞质基质中发挥作用
B. 正常情况下,根细胞主要进行乙酶参与的有氧呼吸
C. 水淹0~3d,影响呼吸强度的主要环境因素是含水量
D. 水淹第4d时,甲酶活性下降的原因可能是酒精等物质的毒害
6. 图中甲、乙表示动物细胞培养的两种方式,下列相关叙述错误的是( )
A. 甲表示细胞悬浮培养,乙表示细胞贴壁培养
B. 培养皮肤、肌肉等非漂浮状态的细胞,需采用甲方法
C. 培养表面具备功能性黏附分子的细胞,应采用乙方法培养
D. 细胞不同生长方式,是长期进化中结构与功能相适应的结果
7. 异染色质是染色质上的致密浓缩区域,其高螺旋状态可向邻近区段延伸。科学家对果蝇诱变处理时,发现有的果蝇眼色会表现为红白交错的花斑状,原理如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 眼色基因的遗传信息发生了改变
B. 出现花斑状是因为发生了染色体易位
C. 染色质聚缩状态的改变,会影响基因的表达
D. 眼色基因位置变化后,转录的模板链也随之改变
8. 星象百合培育过程如图a所示,其花粉母细胞进行减数分裂时L和O几乎不发生重组,部分时期如图bcd所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 图a①中,需用秋水仙素或低温对幼苗进行处理
B. 图b时期,不同细胞中可观察到12~18个四分体
C. 图c可表示花粉母细胞在减数第一次分裂的中期
D. 因减数分裂时染色体行为异常,星象百合通常高度不育
9. 为探究缺氧对神经细胞兴奋性的影响,研究人员利用体外培养的大鼠海马神经元进行相关实验,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 缺氧20分钟时,神经元的兴奋性最低
B. 静息电位数值是以膜内电位为0mV测得的
C. 缺氧影响了K+经通道蛋白运输过程中的能量供应
D. 缺氧45分钟时,神经元内的K+浓度低于细胞外
10. 图示醛固酮分泌的主要调节机制。醛固酮分泌过多可引发原发性醛固酮增多症(PA),患者出现血容量增大、高血压、低血钾等症状。下列相关叙述正确的是( )
A. 醛固酮的合成过程存在正反馈调节
B. 肾素和醛固酮都是参与盐分调节的激素
C. PA患者可能是肾上腺髓质过度增生引发
D. PA患者由于低血钾常伴有肌肉无力的症状
11. 某入侵植物通过根系分泌物富集能特异性抑制本地植物的病原微生物,从而获得生长优势。其种群扩张后进一步强化此效应,形成不断强大的循环机制。下列相关叙述错误的是( )
A. 信息传递能够调节种间关系,影响群落的演替方向
B. 该机制为正反馈调节,以维持入侵后生态系统的稳态
C. 入侵植物扩张会导致本地植物种群的环境容纳量下降
D. 可用稀释涂布平板法对病原微生物进行分离和计数
12. 关于微生物培养,下列叙述错误的是( )
A. 血细胞计数板计数细菌时,利用特殊染料染色可区分活死菌
B. 在菌液上浇注琼脂培养基,可实现对乳酸菌等厌氧菌的培养
C. 机械搅拌、深层通气等操作,有利于青霉菌等好氧微生物的大量繁殖
D. 将菌种接种到斜面培养基后,立即放入4℃冰箱中,可临时保藏一段时间
13. 研究人员将黑藻小叶浸润在滴加红墨水的0.3g/mL蔗糖溶液中,现象如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 滴加蔗糖溶液时,需用吸水纸在盖玻片另一侧引流
B. 该黑藻小叶细胞处于质壁分离的状态
C. ①和②及其之间的物质共同构成原生质层
D. ①②③区域的颜色依次是红色、绿色、无色
14. 关于“绿叶中色素的提取与分离”实验,下列叙述错误的是( )
A. 绿叶中色素是脂溶性物质,可用无水乙醇提取
B. 色素提取时,选用常温烘干的绿叶比新鲜绿叶提取效果可能更好
C. 滤纸条上色素带的宽度与绿叶中色素含量相关联,两者呈正比关系
D. 若使用不同的层析液进行色素分离,色素带的上下分布顺序可能会发生变化
二、多项选择题:共5题,每题3分,共15分。每题不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 海水稻具有一定的耐盐能力,其根细胞耐盐机制如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A. H2O主要通过协助扩散进出海水稻的根细胞
B. SOS1能同时转运Na+和H+,说明其不具有特异性
C. 正常条件下,抑制根细胞呼吸会影响Na+向外运输
D. 盐胁迫下酶A被激活,Na+进出根细胞的方式相同
16. 马德隆畸形与性染色体同源区段PAR1上的SHOX基因突变有关(图1)。图2为某家族系谱图,Ⅲ-1的致病基因只源于I-1的Y染色体。下列相关叙述正确的有( )
A. 据图2可判断该病属于显性遗传病
B. Ⅲ-1为患者,是由于II-2在产生配子时X、Y染色体发生了互换
C. Ⅲ-1和Ⅲ-2生一个健康孩子的概率是1/4
D. 对胎儿进行B超检查SHOX基因,可排查是否患有马德隆畸形
17. 部分白癜风患者由于免疫系统攻击黑色素细胞,体表局部出现色素减少形成白斑,其发病机制如图所示。下列相关叙述正确的有( )
A. 该类型白癜风属于一种自身免疫病
B. 物质X的产生和积累是诱发白癜风的重要因素
C. 黑色素细胞释放的抗原也可以直接激活T细胞
D. 增强调节性T细胞活性有助于该类白癜风治疗
18. 在热带雨林中,菌根真菌依赖宿主植物供碳,并协助植物吸收磷,二者相互依赖。为探究菌根真菌对植物磷吸收的作用,科研人员分别向接种了丛枝菌根(AM)真菌、外生菌根(ECM)真菌的幼苗提供不同磷源后,测定生长情况(如图)。下列相关叙述错误的有( )
A. 乔木与真菌的关系为原始合作
B. 自变量为菌根真菌种类和磷源类型
C. 在有机磷为主的土壤中,AM树种比ECM树种更具优势
D. 菌根真菌通过扩大吸收范围、转化形式促进植物对磷的吸收
19. 关于“DNA粗提取与鉴定”、“PCR扩增”、“琼脂糖凝胶电泳”实验,下列叙述错误的有( )
A. 3个实验都需在无菌条件下进行
B. DNA粗提取中,常利用DNA在酒精中溶解度较大的特性来提取DNA
C. PCR反应需在反应体系中添加一定量的无菌水,以补齐反应体系体积
D. 琼脂糖融化后应立即加入核酸染料,以免凝胶凝固导致染料分布不均
三、非选择题:共5题,共57分。除特别说明外,每空1分。
20. 海天牛以绿藻等藻类为食,并盗取叶绿体演化出一种特殊结构——盗质体,从而利用光合作用应对饥饿等营养胁迫。图1示海天牛细胞中光合作用的部分过程。请回答下列问题。
(1)叶绿体中光合色素主要吸收______光。过程①表示______,产生的电子(e-)经过传递,最终受体为______。光反应为卡尔文循环提供的物质有______。
(2)研究人员让海天牛吸入一定量的18O标记的氧气。一段时间后,在海天牛体内检测到了含18O的糖类。请写出氧原子可能的转移路径:18O2H218O______(用文字和箭头表示)。
(3)与绿藻细胞相比,海天牛细胞缺乏叶绿体所需的许多核编码基因。为维持盗质体内叶绿体的功能,海天牛可能采取的机制有______。
①吸收并整合绿藻中光合作用相关的核基因
②激活自身免疫系统以保护叶绿体免受降解
③通过行为调节(如主动避光)避免叶绿体受强光损伤
④其线粒体可为光合作用提供ATP和NADPH
(4)盗质体膜上的P2X4和质子泵共同调控光合作用(图2)。质子泵将H+泵入腔内,与CO32-反应生成光合作用底物______,叶绿体产生的ATP可激活P2X4。已知盗质体腔内酸性过强会影响P2X4活性,为探究P2X4对光合作用的影响,研究者分别用ATP、伊维菌素(P2X4增强剂)、Cu2+(P2X4拮抗剂)进行处理,结果如图3。结合图2、3,请从稳态和平衡角度推测P2X4的作用是______。
21. 麋鹿为国家一级保护物种。某保护区自引进麋鹿以来,在种群保护方面取得了一定成效。请回答下列问题。
(1)调查麋鹿种群密度可采用粪便堆计数法,即统计单位面积内新鲜粪便堆数量来推算种群密度。该方法相较于标记重捕法,具有______的优点,还能获取动物食性等信息,如从粪便中发现保护区内麋鹿会以互花米草为食。
(2)麋鹿发情期主要在6-7月,雄鹿通过发出低沉吼叫、“戴冠”(用鹿角挑起杂草等装饰头顶)等吸引雌鹿,这属于生态系统中的_______信息。
(3)麋鹿利用生境的范围有明显季节性差异(图)。据图分析,______季麋鹿活动面积最大,原因是______。
(4)保护区初期主要生长有白茅、碱蓬等草本植物。互花米草茎秆粗壮,株高可达2.3m,具有较强的繁殖力和适应性,入侵保护区后,在与本地植物的______中逐级占据优势,导致以本地植物为食的动物种类和数量______。这种群落演替类型称为______。调查麋鹿对不同类型生境的利用率(表),发现偏爱______生境,原因可能有_______。
生境类型
总面积/hm2
空间利用面积/hm2
占空间利用面积比例/%
白茅群落
82.32
59.30
10.03
碱蓬群落
11.64
8.81
1.49
互花米草群落
546.57
289.1
48.87
水域
97.46
41.00
6.93
光滩
414.28
155.45
26.28
其他
58.11
37.86
6.40
(5)随麋鹿数量增长,保护区出现了草本植物多样性及生物量降低等情况,说明保护区的______能力减弱。为保障麋鹿种群的可持续发展,可采取的措施有______。
22. 应激状态下,男性感染性疾病的发病率与致死率均高于女性。某科研团队就束缚应激下雌、雄小鼠胸腺萎缩的差异及机制展开研究。请回答下列问题。
(1)胸腺是________细胞分化、发育、成熟的场所。从细胞水平推测,束缚应激导致小鼠胸腺萎缩的直接原因是______。由图1可知,束缚应激对______小鼠的影响更为显著。
(2)研究人员检测了小鼠体内皮质醇(一种肾上腺皮质激素)含量,结果如图2。推测皮质醇对小鼠胸腺的萎缩具有______作用。束缚应激下,雌、雄小鼠胸腺萎缩程度不同的原因是______。
(3)肾上腺皮质激素的分泌存在分级调节。下丘脑分泌______激素作用于垂体,进而促进肾上腺皮质激素的分泌,该分级调节系统称为______轴。
(4)已知下丘脑部分神经元含有雄性激素受体(AR),雌、雄小鼠体内的雄性激素水平存在显著差异。为探究“雄性激素是否通过作用于下丘脑影响皮质醇分泌”,研究人员设计了如下实验:
①分别向两组雄性小鼠注射等量雄性激素和生理盐水,结果发现激素注射组小鼠血清皮质醇水平和胸腺T细胞凋亡率均显著上升。可得结论为______。
②对野生型雄鼠和下丘脑AR基因敲除的雄鼠均进行束缚应激处理,检测小鼠血清皮质醇水平。若______,则可证明“雄性激素通过作用于下丘脑影响皮质醇含量”。
(5)研究人员将雄性小鼠均分成4组,相关处理和结果如图3所示,可说明______,排除了雄性激素直接诱导胸腺T细胞凋亡的可能。
(6)综上探究,请尝试解释应激状态下男性感染性疾病的发病率高于女性的原因______。
23. 柚皮素在抗炎和抗肿瘤方面功效显著。植物体内柚皮素合成依赖一系列的酶促反应(图1)。通过向酵母细胞中导入外源功能基因,可实现柚皮素的批量生产。请回答下列问题。
(1)为构建生产柚皮素的酵母,首先需从能够合成柚皮素的植物细胞中获取______,通过______得到cDNA,进一步获得目的基因。
(2)为将CHS基因和CHI基因连接在同一载体上,构建具有双终止子、双BsaI酶切位点的Y22-T4质粒(图2)。限制酶BsaI在识别位点外侧若干个碱基处切割DNA(图3)。
①BsaI对Y22-T4进行酶切后,Y22-T4上的两个黏性末端为5'-________-3'(靠近终止子1处)和5'-______-3'(靠近终止子2处)。
②据图4重组质粒推测,CHI基因扩增时下游引物应选用______。
A.5'-CCCGGTCTCACGATTA……C-3'
B.5'-CCCGAGACCAAGGTTA……C-3'
C.5'-CCCGGTCTCAATCGTA……C-3'
D.5'-CCCGGTCTCATTACTA……C-3'
③使用BsaI进行单酶切处理的优点有______。
(3)将图1五种酶的相关基因导入酵母后,发现柚皮素产量不高。代谢物检测发现,4-香豆酸含量正常,4-香豆酸-CoA显著偏低。可尝试将编码______(填酶名称)的基因,与酵母内源高表达强启动子连接,以增强酵母细胞合成能力。也可通过改造酶的结构来达到目的,以下为相关步骤,请正确排序:______(填序号)。
①采用定点突变技术修改酶基因的脱氧核苷酸序列
②推导出生物活性功能高的关键氨基酸替换位点
③通过X射线衍射技术分析原始酶的空间结构
④将改造后的酶基因导入受体细胞并检测活性
(4)酶分子改造还可通过易错PCR技术实现。在新DNA链合成过程中,非互补的碱基对会形成错配区,Mg2+可提高错配区的稳定性。与普通PCR相比,易错PCR的反应体系中应适当______(填“提高”或“降低”)Mg2+浓度,以保证反应正常进行;原料dNTP应为______(选填“1:1:1:1的平衡浓度”、“不平衡浓度”),以增加TaqDNA聚合酶“拿错”原料的概率。
24. 异色瓢虫鞘翅底色由基因B/b控制,B(黑底)对b(红底)为不完全显性;斑点数目存在多斑点和少斑点,由基因H/h控制。科研人员进行了以下实验:
实验一:纯合黑底四斑×纯合红底六斑→F1全表现为黑底红边四斑。
实验二:F1雌雄个体交配→F2表型及比例为黑底六斑:黑底四斑:黑底红边六斑:黑底红边四斑:红底六斑:红底二斑≈1:3:2:6:1:3
(1)据实验一,瓢虫鞘翅斑点数这一性状中,______(选填“四斑”、“六斑”)为隐性性状;实验一两亲本的基因型分别为______。
(2)实验二F2中红底二斑个体基因型为______,请从分子水平推测“少斑点”性状在不同底色上出现差异的原因是______。
(3)后续研究发现瓢虫鞘翅存在“黑化”现象(鞘翅全黑,斑点模糊),将一对黑底四斑和红底六斑的亲本杂交,后代表型和数量如下:
表现型
黑底红边四斑
黑底红边六斑
黑化黑底红边六斑
黑化黑底红边四斑
数量
44
28
20
4
由结果可知,______(选填“黑化”、“非黑化”)为显性性状,且黑化基因与______(选填“底色基因”、“斑点基因”)位于同一对同源染色体上,后代出现个别黑化的黑底红边四斑个体的原因是亲代______在产生配子时发生了互换,根据表格数据计算,其产生重组型配子的概率约为______。
(4)调查某瓢虫群体发现,约70%的瓢虫只与同底色个体交配,30%个体随机选择配偶,从进化角度分析,这种交配偏好在保持群体遗传稳定的同时,还能______。
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高三年级期中阳光调研试卷
生物学
2025.11
注意事项:
考生答题前务必将自己的学校、姓名、班级、考号填写在答题卡的指定位置。答选择题时,用2B铅笔在答题卡上将题号下的答案选项涂黑;答非选择题时,用0.5mm黑色墨水签字笔在答题卡对应题号下作答。
一、单项选择题:共14题,每题2分,共28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 关于细胞中的化合物,下列叙述错误的是( )
A. 脂肪由C、H、O元素组成
B. 蔗糖不能被细胞直接吸收
C. 核酸的水解产物不一定是单体
D. 水参与光合作用等多种生化反应
【答案】B
【解析】
【详解】A、脂肪由甘油和脂肪酸组成,其元素仅为C、H、O,A正确;
B、二糖由两分子单糖脱水缩合而成,一般要水解成单糖才能被细胞吸收,蔗糖是二糖,但也可被植物细胞直接吸收,B错误;
C、核酸的单体是核苷酸,水解产物若为核苷酸则是单体;但若彻底水解为磷酸、五碳糖和碱基,则产物不是单体,C正确;
D、水在光合作用的光反应阶段被分解,参与生化反应,D正确。
故选B。
2. 关于生物的变异与进化,下列叙述正确的是( )
A. 有害突变不能成为进化的原材料
B. 抗生素会诱导生物产生耐药性变异而存活下来
C. 自然选择使种群基因频率发生定向改变
D. 种群内的个体通过竞争实现了生态位分化
【答案】C
【解析】
【详解】A、有害突变属于可遗传变异,能为生物进化提供原材料,自然选择决定其是否被保留,A错误;
B、抗生素起选择作用,耐药性变异是自发产生而非诱导,B错误;
C、自然选择通过保留有利性状个体,使种群基因频率定向改变,C正确;
D、生态位分化通常指不同物种减少竞争而占据不同资源,种群内个体竞争可能导致性状差异,但未直接实现生态位分化,D错误。
故选C。
3. 苏州生态公园中,夜鹭常集群在水边活动,乌鸫多单独在林间栖息。下列相关叙述正确的是( )
A. 调查夜鹭种群密度时,可使用样方法在活动水域进行随机取样
B. 乌鸫通过婉转的鸣叫吸引异性交配,体现了物理信息能调节种群的繁衍
C. 夜鹭的集群分布与乌鸫的随机分布,共同构成了该公园群落的水平结构
D. 生态公园吸引了大量游客前来观鸟,体现了生物多样性的间接价值
【答案】B
【解析】
【详解】A、样方法适用于调查植物或活动能力弱的动物(如昆虫卵、蚜虫)的种群密度,而夜鹭是活动能力强的鸟类,应采用标记重捕法,A错误;
B、乌鸫通过鸣叫(物理信息)吸引异性交配,说明物理信息能调节种群的繁衍行为,B正确;
C、群落的水平结构指不同种群在水平方向上的分布,而夜鹭和乌鸫的分布属于种群的空间特征,并非群落结构,C错误;
D、观鸟属于生物多样性的直接价值(旅游观赏),而非间接价值(生态功能),D错误。
故选B。
4. 毛竹叶是一种亟待开发的食品原料。某科研小组利用毛竹叶制备毛竹叶醋,图示制备流程。下列相关叙述错误的是( )
A. 毛竹叶和加入的蔗糖均能作为发酵的碳源
B. 发酵前对酵母菌和醋酸菌菌种的活化均需有氧条件
C. 毛竹叶酒的酒精浓度越高,接种醋酸菌后的发酵效率越高
D. 发酵过程中氨基酸态氮含量逐渐升高,与微生物产生的蛋白酶有关
【答案】C
【解析】
【详解】A、毛竹叶含有纤维素、糖类等,蔗糖是二糖,都可被微生物利用作为碳源,A正确;
B、活化阶段,酵母菌和醋酸菌都需要在有氧条件下恢复代谢和繁殖,B正确;
C、醋酸菌将乙醇转化为醋酸,但酒精浓度过高会抑制醋酸菌生长,所以不是越高越好,C错误;
D、氨基酸态氮升高是因为蛋白酶将蛋白质分解为氨基酸,D正确。
故选C。
5. 某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关,图示水淹过程中两种酶的活性变化。下列相关叙述错误的是( )
A. 甲酶主要在细胞质基质中发挥作用
B. 正常情况下,根细胞主要进行乙酶参与的有氧呼吸
C. 水淹0~3d,影响呼吸强度的主要环境因素是含水量
D. 水淹第4d时,甲酶活性下降的原因可能是酒精等物质的毒害
【答案】C
【解析】
【详解】A、据图分析,随着水淹天数的增多,甲酶活性增强,说明甲酶是无氧呼吸相关酶,无氧呼吸的场所是细胞质基质,乙的活性降低,说明乙是与有氧呼吸有关的酶,A正确;
B、正常情况下,植物以有氧呼吸为主,B正确;
C、在水淹0~3d内,随着水淹天数的增加,O2含量减少,有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强,C错误;
D、由图可知,水淹4d后,无氧呼吸有关的酶活性也显著降低,有氧呼吸和无氧呼吸速率都下降后作物根细胞会缺乏能量,另外无氧呼吸产生的酒精也会破坏细胞结构,导致细胞代谢终止,D正确。
故选C。
6. 图中甲、乙表示动物细胞培养的两种方式,下列相关叙述错误的是( )
A. 甲表示细胞悬浮培养,乙表示细胞贴壁培养
B. 培养皮肤、肌肉等非漂浮状态的细胞,需采用甲方法
C. 培养表面具备功能性黏附分子的细胞,应采用乙方法培养
D. 细胞不同生长方式,是长期进化中结构与功能相适应的结果
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞培养过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、分析题图,甲图中细胞在培养液中呈悬浮状态生长,表示细胞悬浮培养;乙图中细胞贴附在培养瓶壁上生长,表示细胞贴壁培养,A正确;
B、皮肤、肌肉等细胞在体内并非处于漂浮状态,它们具有贴壁生长的特性,因此,培养这类细胞应采用乙(细胞贴壁培养)方法,而不是甲(细胞悬浮培养)方法,B错误;
C、具备功能性黏附分子的细胞,能够与培养瓶壁发生黏附,基于细胞贴壁培养的原理,这类细胞适合采用乙方法培养,C正确;
D、细胞不同的生长方式是在长期的进化过程中形成的,这种生长方式与细胞的结构和功能相适应,是生物进化的结果,D正确。
故选B。
7. 异染色质是染色质上的致密浓缩区域,其高螺旋状态可向邻近区段延伸。科学家对果蝇诱变处理时,发现有的果蝇眼色会表现为红白交错的花斑状,原理如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 眼色基因的遗传信息发生了改变
B. 出现花斑状是因为发生了染色体易位
C. 染色质聚缩状态的改变,会影响基因的表达
D. 眼色基因位置变化后,转录的模板链也随之改变
【答案】C
【解析】
【详解】A、由图可知,眼色基因的遗传信息未发生改变(无碱基序列的变化),只是位置和染色质状态改变,A错误;
B、花斑状表现是因为异染色质的螺旋状态延伸影响了眼色基因的表达,并非染色体易位,B错误;
C、异染色质高螺旋状态会向邻近部位扩展,使基因转录受抑制,影响基因的表达,C正确;
D、眼色基因位置变化后,转录的模板链没有改变,D错误。
故选C。
8. 星象百合培育过程如图a所示,其花粉母细胞进行减数分裂时L和O几乎不发生重组,部分时期如图bcd所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 图a①中,需用秋水仙素或低温对幼苗进行处理
B. 图b时期,不同细胞中可观察到12~18个四分体
C. 图c可表示花粉母细胞在减数第一次分裂的中期
D. 因减数分裂时染色体行为异常,星象百合通常高度不育
【答案】B
【解析】
【详解】A、图 a 中①是诱导(48 条染色体)染色体加倍得到四倍体(96 条),常用秋水仙素或低温处理幼苗(抑制纺锤体形成,使染色体不能移向两极,导致染色体数目加倍),A正确;
B、星象百合的染色体组包含 “铁炮百合(24 条)+ 东方百合(12条)” 的染色体,减数分裂时同源染色体联会形成四分体,但由于 “L 和 O 几乎不发生重组”,因此不同细胞中四分体数量范围应为12个, B错误;
C、图 c 中染色体排列在细胞中央(赤道板位置),且存在同源染色体联会的四分体结构,符合减数第一次分裂中期的特征,C正确;
D、星象百合减数分裂时,染色体联会(如 b、c 图)、分离(如 d 图)行为异常,会导致配子染色体组成紊乱(无法形成正常配子),因此通常高度不育,D正确。
故选B。
9. 为探究缺氧对神经细胞兴奋性的影响,研究人员利用体外培养的大鼠海马神经元进行相关实验,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 缺氧20分钟时,神经元的兴奋性最低
B. 静息电位数值是以膜内电位为0mV测得的
C. 缺氧影响了K+经通道蛋白运输过程中的能量供应
D. 缺氧45分钟时,神经元内的K+浓度低于细胞外
【答案】A
【解析】
【详解】A、静息电位的绝对值越小,神经元的兴奋性越高;反之,静息电位绝对值越大,兴奋性越低。缺氧20分钟时,静息电位的绝对值是最大的,说明此时神经元的兴奋性是最低的,A正确;
B、由于神经元静息时是内负外正的电位,因此静息电位数值是将膜外侧作为参照,定义为0mV,B错误;
C、K⁺经通道蛋白的运输(静息电位时的K⁺外流)属于协助扩散,不需要消耗能量,因此缺氧不会影响K⁺经通道蛋白运输的能量供应,C错误;
D、正常神经元内K⁺浓度远高于细胞外,缺氧会影响K⁺的主动运输,但即使缺氧45分钟,细胞内K⁺浓度仍会高于细胞外(只是浓度差减小),D错误。
故选A。
10. 图示醛固酮分泌的主要调节机制。醛固酮分泌过多可引发原发性醛固酮增多症(PA),患者出现血容量增大、高血压、低血钾等症状。下列相关叙述正确的是( )
A. 醛固酮的合成过程存在正反馈调节
B. 肾素和醛固酮都是参与盐分调节的激素
C. PA患者可能是肾上腺髓质过度增生引发
D. PA患者由于低血钾常伴有肌肉无力的症状
【答案】D
【解析】
【详解】A、由图示可知,醛固酮的合成过多时会抑制肾素的产生,所以血管紧张素原转化为血管紧张素I的过程会减弱,进而使醛固酮合成减少,该过程存在负反馈调节,A错误;
B、由图可知肾素的作用是催化血管紧张素原转化为血管紧张素I,发挥的是酶的作用,而不是起调节作用的激素,B错误;
C、原发性醛固酮增多症(PA)是因醛固酮分泌过多而引起的疾病,而醛固酮由肾上腺皮质分泌,所以PA患者可能是肾上腺皮质过度增生引发,C错误;
D、醛固酮具有“吸钠排钾”的功能,原发性醛固酮增多症(PA)是因醛固酮分泌过多,导致钾离子排出过多,故PA患者血钾浓度低,静息电位绝对值高,难以兴奋,常伴有肌肉无力的症状,D正确。
故选D。
11. 某入侵植物通过根系分泌物富集能特异性抑制本地植物的病原微生物,从而获得生长优势。其种群扩张后进一步强化此效应,形成不断强大的循环机制。下列相关叙述错误的是( )
A. 信息传递能够调节种间关系,影响群落的演替方向
B. 该机制为正反馈调节,以维持入侵后生态系统的稳态
C. 入侵植物扩张会导致本地植物种群的环境容纳量下降
D. 可用稀释涂布平板法对病原微生物进行分离和计数
【答案】B
【解析】
【详解】A、入侵植物通过根系分泌物(化学信息)抑制本地植物,体现信息传递调节种间关系,并改变群落演替方向,A正确;
B、正反馈会打破原有稳态,加速入侵植物扩张,而负反馈才维持稳态,题干中正反馈强化入侵效应,破坏本地生态平衡,B错误;
C、入侵植物通过抑制本地植物获取资源,导致本地植物的环境容纳量(K值)下降,C正确;
D、稀释涂布平板法可通过单菌落计数分离微生物,适用于病原微生物的分离和计数,D正确。
故选B。
12. 关于微生物培养,下列叙述错误的是( )
A. 血细胞计数板计数细菌时,利用特殊染料染色可区分活死菌
B. 在菌液上浇注琼脂培养基,可实现对乳酸菌等厌氧菌的培养
C. 机械搅拌、深层通气等操作,有利于青霉菌等好氧微生物的大量繁殖
D. 将菌种接种到斜面培养基后,立即放入4℃冰箱中,可临时保藏一段时间
【答案】D
【解析】
【详解】A、血细胞计数板用于微生物计数时,通常统计总菌数(包括活菌和死菌),若需区分活死菌,需借助特定染色剂(如台盼蓝),活菌并不会染色,而死菌被染色,因此通过染色可在血细胞计数板中区分活死菌,A正确;
B、在菌液上浇注琼脂培养基后,菌体被包裹在培养基内部,形成无氧环境,适合乳酸菌等厌氧菌的生长,B正确;
C、青霉菌为需氧型微生物,机械搅拌和深层通气可增加培养液中的溶氧量,促进其大量繁殖,C正确;
D、菌种临时保藏的正确操作是:将菌种接种到斜面培养基后,先在适宜温度下培养至菌落形成,再置于4℃冰箱保存,若立即放入冰箱,菌种无法生长繁殖,保藏效果差,D错误。
故选D。
13. 研究人员将黑藻小叶浸润在滴加红墨水的0.3g/mL蔗糖溶液中,现象如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 滴加蔗糖溶液时,需用吸水纸在盖玻片另一侧引流
B. 该黑藻小叶细胞处于质壁分离的状态
C. ①和②及其之间的物质共同构成原生质层
D. ①②③区域的颜色依次是红色、绿色、无色
【答案】C
【解析】
【详解】A、滴加蔗糖溶液时,用吸水纸在盖玻片另一侧引流,可让溶液充分浸润材料,这是临时装片 “引流法” 的标准操作,A正确;
B、从图中可观察到 “细胞壁与原生质层分离”,符合质壁分离的特征,B正确;
C、原生质层的组成是 “细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质”。图中①是 “细胞壁与原生质层之间的空隙”(充满外界红墨水蔗糖溶液),并非原生质层的组成部分,C错误;
D、①是细胞壁与原生质层之间的区域(充满红墨水蔗糖溶液),颜色为红色;②是原生质层(含叶绿体),颜色为绿色;③是液泡内的细胞液(黑藻液泡细胞液本身无色),颜色为无色。因此①②③的颜色描述符合实际,D正确。
故选C。
14. 关于“绿叶中色素的提取与分离”实验,下列叙述错误的是( )
A. 绿叶中色素是脂溶性物质,可用无水乙醇提取
B. 色素提取时,选用常温烘干的绿叶比新鲜绿叶提取效果可能更好
C. 滤纸条上色素带的宽度与绿叶中色素含量相关联,两者呈正比关系
D. 若使用不同的层析液进行色素分离,色素带的上下分布顺序可能会发生变化
【答案】C
【解析】
【详解】A、叶绿素不溶于水,易溶于有机溶剂,可以用无水乙醇提取,并测定含量,A正确;
B、常温烘干的绿叶由于水分的散失,提取时不会降低提取液的浓度,色素的提取量多于新鲜绿叶做材料的提取量,故选用常温烘干的绿叶比新鲜绿叶提取效果可能更好,B正确;
C、色素分离实验中,滤纸条上不同色素带的宽度一般可以表示绿叶中色素的含量,两者呈正相关关系,不是呈比例关系,C错误;
D、纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同,溶解度大的随层析液在滤纸上的扩散速度快。若使用不同的层析液进行色素分离,由于不同色素在不同层析液中溶解度不同,在滤纸条上随层析液扩散速度不同,导致色素带的上下分布顺序可能会发生变化,D正确。
故选C。
二、多项选择题:共5题,每题3分,共15分。每题不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 海水稻具有一定的耐盐能力,其根细胞耐盐机制如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A. H2O主要通过协助扩散进出海水稻的根细胞
B. SOS1能同时转运Na+和H+,说明其不具有特异性
C. 正常条件下,抑制根细胞呼吸会影响Na+向外运输
D. 盐胁迫下酶A被激活,Na+进出根细胞的方式相同
【答案】BD
【解析】
【分析】水分子进出细胞既可以通过自由扩散也可以通过协助扩散的方式。协助扩散不耗能,但需要转运蛋白,由高浓度流向低浓度。
【详解】A、水分进出植物根细胞主要依赖渗透作用,其中最重要的是依赖水通道蛋白进行协助扩散, A 正确;
B、SOS1 能够特异性地以 Na⁺/H⁺ 进行交换,能同时转运这两种离子并不表示它“不具有特异性”,而是对这对离子具有选择性,B错误;
C、根细胞把 Na⁺排出需要 ATP(由呼吸作用提供能量)来驱动 H⁺泵建立质子梯度,进而经由 Na⁺/H⁺ 交换体(SOS1)将 Na⁺排出,抑制呼吸会影响 Na⁺外排,C 正确;
D、盐胁迫下“酶A”被激活,促进物质A转化为物质B,对 H⁺泵抑制作用减弱,促进 SOS1 的功能,使得 Na⁺通过主动运输的排出增加,但 Na⁺进入细胞一般顺浓度梯度被动运输,Na⁺进出方式并不相同,D 错误。
故选BD。
16. 马德隆畸形与性染色体同源区段PAR1上的SHOX基因突变有关(图1)。图2为某家族系谱图,Ⅲ-1的致病基因只源于I-1的Y染色体。下列相关叙述正确的有( )
A. 据图2可判断该病属于显性遗传病
B. Ⅲ-1为患者,是由于II-2在产生配子时X、Y染色体发生了互换
C. Ⅲ-1和Ⅲ-2生一个健康孩子的概率是1/4
D. 对胎儿进行B超检查SHOX基因,可排查是否患有马德隆畸形
【答案】AB
【解析】
【详解】A、由题得Ⅲ-1的致病基因只源于I-1的Y染色体,图2可知I-1患病,且该病与性染色体同源区段PAR1上的SHOX基因突变有关,则该病是X、Y染色体同源区段上的显性遗传病,A正确;
B、该病是X、Y染色体同源区段上的显性遗传病(假设相关基因为A和a),I-2和II-1的基因型均为XaXa,I-1的基因型为XaYA或XAYA,II-2的基因型为XaYA,已知Ⅲ-1的致病基因只源于I-1的Y染色体,可推知,II-2在减数分裂Ⅰ前期发生了X、Y染色体同源区段之间的片段互换,产生了含XA的精子,则Ⅲ-1的基因型为XAXa,为患者,B正确;
C、Ⅲ-1(XAXa)与Ⅲ-2(XaYa)生健康孩子(XaXa、XaYa)的概率是1/2,C错误;
D、该遗传病是由于基因突变导致,B超无法直接检查出基因是否突变,可通过基因检测进行产前诊断,D错误。
故选AB。
17. 部分白癜风患者由于免疫系统攻击黑色素细胞,体表局部出现色素减少形成白斑,其发病机制如图所示。下列相关叙述正确的有( )
A. 该类型白癜风属于一种自身免疫病
B. 物质X的产生和积累是诱发白癜风的重要因素
C. 黑色素细胞释放的抗原也可以直接激活T细胞
D. 增强调节性T细胞活性有助于该类白癜风治疗
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、白癜风是由于免疫系统攻击黑色素细胞,属于免疫系统攻击自身细胞,因此该类型白癜风属于一种自身免疫病,A正确;
B、氧化反应产生的物质X会破坏细胞内的色素分子,进而释放抗原,激活一系列免疫过程,最终使细胞毒性T细胞对黑色素细胞的杀伤能力增强,B正确;
C、黑色素细胞释放的抗原需要经过树突状细胞的呈递,才能激活T细胞,C错误;
D、据图,T细胞分化为Th17细胞需要被抗原激活后的信号,D正确。
故选ABD。
18. 在热带雨林中,菌根真菌依赖宿主植物供碳,并协助植物吸收磷,二者相互依赖。为探究菌根真菌对植物磷吸收的作用,科研人员分别向接种了丛枝菌根(AM)真菌、外生菌根(ECM)真菌的幼苗提供不同磷源后,测定生长情况(如图)。下列相关叙述错误的有( )
A. 乔木与真菌的关系为原始合作
B. 自变量为菌根真菌种类和磷源类型
C. 在有机磷为主的土壤中,AM树种比ECM树种更具优势
D. 菌根真菌通过扩大吸收范围、转化形式促进植物对磷的吸收
【答案】AC
【解析】
【详解】A、原始合作是两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活,根据题干描述乔木与真菌的关系不是原始合作,A错误;
B、根据题干:为探究菌根真菌对植物磷吸收的作用,科研人员分别向接种了丛枝菌根(AM)真菌、外生菌根(ECM)真菌的幼苗提供不同磷源后,测定生长情况,分析可知自变量为菌根真菌种类和磷源类型,B正确;
C、分析题图可知:在有机磷为主的土壤中,ECM树种比AM树种更具优势,C错误;
D、由题可知,乔木主要与丛枝菌根(AM)或外生菌根(ECM)真菌共生,菌根真菌通过扩大吸收范围促进对磷的吸收,分析图可知,ECM树种在植酸(复杂有机磷)条件下生长更好,而热带雨林土壤中磷元素大部分以植物不能直接吸收利用的复杂有机磷形式存在,说明ECM真菌能高效分解复杂有机磷(如植酸),D正确。
故选AC。
19. 关于“DNA粗提取与鉴定”、“PCR扩增”、“琼脂糖凝胶电泳”实验,下列叙述错误的有( )
A. 3个实验都需在无菌条件下进行
B. DNA粗提取中,常利用DNA在酒精中溶解度较大的特性来提取DNA
C. PCR反应需在反应体系中添加一定量的无菌水,以补齐反应体系体积
D. 琼脂糖融化后应立即加入核酸染料,以免凝胶凝固导致染料分布不均
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、3个实验都不需要严格的无菌环境。PCR扩增为避免外源DNA的污染,使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理,A错误;
B、DNA的粗提取与鉴定实验中利用DNA不溶于酒精、但某些蛋白质溶于酒精的原理,可以初步分离DNA与蛋白质,B错误;
C、在PCR反应体系中,无菌水的主要作用是作为溶剂,帮助溶解其他反应成分,并确保反应体系的总体积达到预定的体积,C正确;
D、琼脂糖融化后不应立即加入核酸染料,而应该在琼脂糖凝胶稍微冷却后再加入。因为温度过高会导致核酸染料分解,致使其失效,D错误。
故选ABD。
三、非选择题:共5题,共57分。除特别说明外,每空1分。
20. 海天牛以绿藻等藻类为食,并盗取叶绿体演化出一种特殊结构——盗质体,从而利用光合作用应对饥饿等营养胁迫。图1示海天牛细胞中光合作用的部分过程。请回答下列问题。
(1)叶绿体中光合色素主要吸收______光。过程①表示______,产生的电子(e-)经过传递,最终受体为______。光反应为卡尔文循环提供的物质有______。
(2)研究人员让海天牛吸入一定量的18O标记的氧气。一段时间后,在海天牛体内检测到了含18O的糖类。请写出氧原子可能的转移路径:18O2H218O______(用文字和箭头表示)。
(3)与绿藻细胞相比,海天牛细胞缺乏叶绿体所需的许多核编码基因。为维持盗质体内叶绿体的功能,海天牛可能采取的机制有______。
①吸收并整合绿藻中光合作用相关的核基因
②激活自身免疫系统以保护叶绿体免受降解
③通过行为调节(如主动避光)避免叶绿体受强光损伤
④其线粒体可为光合作用提供ATP和NADPH
(4)盗质体膜上的P2X4和质子泵共同调控光合作用(图2)。质子泵将H+泵入腔内,与CO32-反应生成光合作用底物______,叶绿体产生的ATP可激活P2X4。已知盗质体腔内酸性过强会影响P2X4活性,为探究P2X4对光合作用的影响,研究者分别用ATP、伊维菌素(P2X4增强剂)、Cu2+(P2X4拮抗剂)进行处理,结果如图3。结合图2、3,请从稳态和平衡角度推测P2X4的作用是______。
【答案】(1) ①. 蓝紫光和红光 ②. 水的光解 ③. NADP+##氧化型辅酶Ⅱ ④. ATP、NADPH
(2)C18O2糖类(CH218O) (3)①③
(4) ①. CO2##二氧化碳 ②. 将盗质体内多余H+排出,保持腔内pH相对稳定,从而维持光合作用正常进行
【解析】
【分析】
【小问1详解】
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。结合图1可知,在光合作用光反应阶段,水在光下被分解,即水的光解,所以过程①表示水的光解。水光解产生的电子经过一系列传递,最终传递给NADP⁺,使其被还原为NADPH,所以电子的最终受体是NADP⁺。光反应阶段除了产生氧气外,还产生ATP和NADPH。卡尔文循环即暗反应阶段,需要ATP、NADPH提供能量,NADPH还做还原剂参与C3的还原,所以光反应为卡尔文循环提供的物质有ATP和NADPH。
【小问2详解】
在有氧呼吸第三阶段,氧气与[H]结合生成水。所以标记的18O2会与[H]结合生成H218O,即18O2H218O;在有氧呼吸第二阶段,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量能量。此时H218O中的18O会进入C18O2中,即H218OC18O2;光合作用暗反应过程中,二氧化碳被固定后生成三碳化合物,最终合成糖类。所以C18O2中的18O会进入糖类(CH218O)中,即C18O2糖类(CH218O)。综上所述,18O标记的氧原子可能的转移路径:18O2H218OC18O2糖类(CH218O)。
【小问3详解】
①由于海天牛细胞缺乏叶绿体所需的许多核编码基因,而绿藻具有完整的光合作用相关基因,所以海天牛吸收并整合绿藻中光合作用相关的核基因,就有可能获得维持叶绿体功能所需的基因,从而使叶绿体能够正常发挥功能,①正确;
②叶绿体在海天牛细胞内是一个外来结构,可能会被细胞的免疫系统识别为异物而遭到降解,②错误;
③强光可能会对叶绿体造成损伤,影响其功能,海天牛通过行为调节,如主动避光,避免叶绿体受强光损伤,有利于维持叶绿体的正常功能,③正确;
④光合作用光反应阶段产生的ATP和NADPH用于暗反应,而光反应是在叶绿体的类囊体薄膜上进行的,不需要线粒体提供ATP和NADPH,④错误。
故选①③。
【小问4详解】
质子泵将H+泵入腔内与CO32-反应生成H2CO3,H2CO3会分解生成CO2,CO2是光合作用底物。已知盗质体腔内酸性过强会影响P2X4活性,为探究P2X4对光合作用的影响,研究者分别用ATP、伊维菌素(P2X4增强剂)、Cu2+(P2X4拮抗剂)进行处理,结果如图3。结合图2、3,从稳态和平衡角度推测P2X4的作用是将盗质体内多余H+排出,保持腔内pH相对稳定,从而维持光合作用正常进行。
21. 麋鹿为国家一级保护物种。某保护区自引进麋鹿以来,在种群保护方面取得了一定成效。请回答下列问题。
(1)调查麋鹿种群密度可采用粪便堆计数法,即统计单位面积内新鲜粪便堆数量来推算种群密度。该方法相较于标记重捕法,具有______的优点,还能获取动物食性等信息,如从粪便中发现保护区内麋鹿会以互花米草为食。
(2)麋鹿发情期主要在6-7月,雄鹿通过发出低沉吼叫、“戴冠”(用鹿角挑起杂草等装饰头顶)等吸引雌鹿,这属于生态系统中的_______信息。
(3)麋鹿利用生境的范围有明显季节性差异(图)。据图分析,______季麋鹿活动面积最大,原因是______。
(4)保护区初期主要生长有白茅、碱蓬等草本植物。互花米草茎秆粗壮,株高可达2.3m,具有较强的繁殖力和适应性,入侵保护区后,在与本地植物的______中逐级占据优势,导致以本地植物为食的动物种类和数量______。这种群落演替类型称为______。调查麋鹿对不同类型生境的利用率(表),发现偏爱______生境,原因可能有_______。
生境类型
总面积/hm2
空间利用面积/hm2
占空间利用面积比例/%
白茅群落
82.32
59.30
10.03
碱蓬群落
11.64
8.81
1.49
互花米草群落
546.57
289.1
48.87
水域
97.46
41.00
6.93
光滩
414.28
155.45
26.28
其他
58.11
37.86
6.40
(5)随麋鹿数量增长,保护区出现了草本植物多样性及生物量降低等情况,说明保护区的______能力减弱。为保障麋鹿种群的可持续发展,可采取的措施有______。
【答案】(1)干扰小,成本低,操作简便
(2)物理和行为 (3) ①. 夏季 ②. 夏季为麋鹿交配季节,种内竞争激烈,体能消耗大,麋鹿需要获得更多的食物资源
(4) ①. 种间竞争 ②. 减少 ③. 次生演替 ④. 互花米草(群落) ⑤. 互花米草不仅为麋鹿提供食物,还为麋鹿提供了隐蔽和遮风的地方
(5) ①. 自我调节 ②. 加强保护区内管理,扩大麋鹿栖息地,合理控制麋鹿数量;推进麋鹿迁地保护,开展异地保护区建设;寻找适宜区域,开展野化放归等
【解析】
【分析】演替的类型: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。初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
②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,次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
【小问1详解】
粪便堆计数法比标记重捕法相比,干扰小,成本低,操作简便。
【小问2详解】
吼叫属于物理信息,“戴冠”(用鹿角挑起杂草等装饰头顶)吸引雌鹿属于行为信息。
【小问3详解】
根据比较题图信息可知,夏季为麋鹿交配季节,种内竞争激烈,体能消耗大,麋鹿需要获得更多的食物资源,因此夏季麋鹿活动面积最大。
【小问4详解】
互花米草茎秆粗壮,株高可达2.3m,具有较强的繁殖力和适应性,因此侵保护区后其在种间竞争中会占据优势,导致本地植物数量降低,进而导致以本地植物为食的动物种类和数量减少。该保护区保留有土壤条件和各类生物,因此该演替类型为次生演替。分析表格数据可知,互花米草群落生境下,利用率最高,因此麋鹿偏爱此生境,推测可能是由于互花米草不仅为麋鹿提供食物,还为麋鹿提供了隐蔽和遮风的地方。
【小问5详解】
生态系统的自我调节能力是有限的,因此随麋鹿数量增长,保护区出现了草本植物多样性及生物量降低等情况。此时可以通过人类的干预如加强保护区内管理,扩大麋鹿栖息地,合理控制麋鹿数量;推进麋鹿迁地保护,开展异地保护区建设;寻找适宜区域,开展野化放归等措施来保障麋鹿种群的可持续发展。
22. 应激状态下,男性感染性疾病的发病率与致死率均高于女性。某科研团队就束缚应激下雌、雄小鼠胸腺萎缩的差异及机制展开研究。请回答下列问题。
(1)胸腺是________细胞分化、发育、成熟的场所。从细胞水平推测,束缚应激导致小鼠胸腺萎缩的直接原因是______。由图1可知,束缚应激对______小鼠的影响更为显著。
(2)研究人员检测了小鼠体内皮质醇(一种肾上腺皮质激素)含量,结果如图2。推测皮质醇对小鼠胸腺的萎缩具有______作用。束缚应激下,雌、雄小鼠胸腺萎缩程度不同的原因是______。
(3)肾上腺皮质激素的分泌存在分级调节。下丘脑分泌______激素作用于垂体,进而促进肾上腺皮质激素的分泌,该分级调节系统称为______轴。
(4)已知下丘脑部分神经元含有雄性激素受体(AR),雌、雄小鼠体内的雄性激素水平存在显著差异。为探究“雄性激素是否通过作用于下丘脑影响皮质醇分泌”,研究人员设计了如下实验:
①分别向两组雄性小鼠注射等量雄性激素和生理盐水,结果发现激素注射组小鼠血清皮质醇水平和胸腺T细胞凋亡率均显著上升。可得结论为______。
②对野生型雄鼠和下丘脑AR基因敲除的雄鼠均进行束缚应激处理,检测小鼠血清皮质醇水平。若______,则可证明“雄性激素通过作用于下丘脑影响皮质醇含量”。
(5)研究人员将雄性小鼠均分成4组,相关处理和结果如图3所示,可说明______,排除了雄性激素直接诱导胸腺T细胞凋亡的可能。
(6)综上探究,请尝试解释应激状态下男性感染性疾病的发病率高于女性的原因______。
【答案】(1) ①. T ②. T细胞的凋亡(T细胞数量减少) ③. 雄性
(2) ①. 促进 ②. 束缚应激时,雄性小鼠体内皮质醇水平增加更为显著
(3) ①. 促肾上腺皮质激素释放 ②. 下丘脑-垂体-肾上腺皮质
(4) ①. 雄性激素可以促进小鼠肾上腺皮质激素的产生(皮质醇含量增多),进而加速T细胞凋亡 ②. AR基因敲除组血清皮质醇水平显著低于对照组(野生型雄鼠组)
(5)雄性激素通过肾上腺诱导胸腺T细胞凋亡
(6)男性雄激素分泌量高于女性,应激状态下,通过激活下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴,促进肾上腺皮质激素的分泌,诱导胸腺T细胞凋亡,使胸腺萎缩、免疫细胞生成减少,免疫功能下降
【解析】
【分析】下丘脑、垂体和靶腺体之间的这种分层调控,称为分级调节。分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精准调控,从而维持机体的稳态。在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节。反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,它对于机体维持稳态具有重要意义。
【小问1详解】
T细胞在骨髓中生成后,迁移至胸腺中发育、成熟,因此胸腺是T细胞分化、发育、成熟的场所。从细胞水平推测,T细胞的凋亡是束缚应激导致小鼠胸腺萎缩的直接原因。通过图1束缚对雌性和雄性小鼠胸腺萎缩影响程度分析可得束缚应激对雄性小鼠的影响更为显著。
【小问2详解】
通过分析图2柱状图中的实验结果可知束缚应激时,雄性小鼠体内皮质醇水平增加更为显著,结合束缚应激对雄性小鼠的影响更为显著的实验结果,可推测皮质醇对小鼠胸腺的萎缩具有促进作用。且因束缚应激时,雄性小鼠体内皮质醇水平增加更为显著导致了雌、雄小鼠胸腺萎缩程度不同。
【小问3详解】
肾上腺皮质激素的分泌存在下丘脑-垂体-肾上腺的分级调节轴,下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,垂体合成并分泌促肾上腺皮质激素,进而促进肾上腺皮质激素的合成和分泌。
【小问4详解】
①分别向两组雄性小鼠注射等量雄性激素和生理盐水,结果发现激素注射组小鼠血清皮质醇水平和胸腺T细胞凋亡率均显著上升。根据结果可推测的结论是雄性激素可以促进小鼠肾上腺皮质激素的产生(皮质醇含量增多),进而加速T细胞凋亡。
②对野生型雄鼠和下丘脑AR基因敲除的雄鼠均进行束缚应激处理,检测小鼠血清皮质醇水平。若雄性激素通过作用于下丘脑影响皮质醇含量,则AR基因敲除组血清皮质醇水平应显著低于对照组(野生型雄鼠组)。
【小问5详解】
将雄性小鼠均分成4组,做如图3的相关处理,根据结果可知肾上腺切除组在使用生理盐水处理和雄性激素处理的条件下,该组小鼠体内的胸腺T细胞数量没有明显差异,说明胸腺T细胞凋亡数量少,而假手术组在用雄性激素处理后,胸腺T细胞数量少,说明在肾上腺存在的条件下,雄性激素才能诱导胸腺T细胞的凋亡,即雄性激素通过肾上腺诱导胸腺T细胞凋亡。
【小问6详解】
男性雄激素分泌量高于女性,应激状态下,通过激活下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴,促进肾上腺皮质激素的分泌,诱导胸腺T细胞凋亡,使胸腺萎缩、免疫细胞生成减少,免疫功能下降,所以应激状态下男性感染性疾病的发病率一般高于女性。
23. 柚皮素在抗炎和抗肿瘤方面功效显著。植物体内柚皮素合成依赖一系列的酶促反应(图1)。通过向酵母细胞中导入外源功能基因,可实现柚皮素的批量生产。请回答下列问题。
(1)为构建生产柚皮素的酵母,首先需从能够合成柚皮素的植物细胞中获取______,通过______得到cDNA,进一步获得目的基因。
(2)为将CHS基因和CHI基因连接在同一载体上,构建具有双终止子、双BsaI酶切位点的Y22-T4质粒(图2)。限制酶BsaI在识别位点外侧若干个碱基处切割DNA(图3)。
①BsaI对Y22-T4进行酶切后,Y22-T4上的两个黏性末端为5'-________-3'(靠近终止子1处)和5'-______-3'(靠近终止子2处)。
②据图4重组质粒推测,CHI基因扩增时下游引物应选用______。
A.5'-CCCGGTCTCACGATTA……C-3'
B.5'-CCCGAGACCAAGGTTA……C-3'
C.5'-CCCGGTCTCAATCGTA……C-3'
D.5'-CCCGGTCTCATTACTA……C-3'
③使用BsaI进行单酶切处理的优点有______。
(3)将图1五种酶的相关基因导入酵母后,发现柚皮素产量不高。代谢物检测发现,4-香豆酸含量正常,4-香豆酸-CoA显著偏低。可尝试将编码______(填酶名称)的基因,与酵母内源高表达强启动子连接,以增强酵母细胞合成能力。也可通过改造酶的结构来达到目的,以下为相关步骤,请正确排序:______(填序号)。
①采用定点突变技术修改酶基因的脱氧核苷酸序列
②推导出生物活性功能高的关键氨基酸替换位点
③通过X射线衍射技术分析原始酶的空间结构
④将改造后的酶基因导入受体细胞并检测活性
(4)酶分子改造还可通过易错PCR技术实现。在新DNA链合成过程中,非互补的碱基对会形成错配区,Mg2+可提高错配区的稳定性。与普通PCR相比,易错PCR的反应体系中应适当______(填“提高”或“降低”)Mg2+浓度,以保证反应正常进行;原料dNTP应为______(选填“1:1:1:1的平衡浓度”、“不平衡浓度”),以增加TaqDNA聚合酶“拿错”原料的概率。
【答案】(1) ①. 总RNA(或RNA) ②. 逆转录
(2) ①. ACCT ②. ATCG ③. A ④. BsaI酶单酶切操作简便,获得的黏性末端各不相同,避免目的片段的任意连接(或保证目的片段的正确连接)
(3) ①. 4CL ②. ③②①④
(4) ①. 提高 ②. 不平衡浓度
【解析】
【分析】PCR技术是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下,依赖于TaqDNA聚合酶的酶促合成反应。DNA聚合酶以单链DNA为模板,借助一小段双链DNA来启动合成,通过人工合成的引物与单链DNA模板中的一段互补序列结合,形成部分双链。在适宜的温度和环境下,DNA聚合酶将脱氧单核苷酸加到引物3′-OH末端,并以此为起始点,沿模板5′→3′方向延伸,合成一条新的DNA互补链。
【小问1详解】
要获取合成柚皮素的相关基因,首先从能合成柚皮素的植物细胞中提取总RNA(因为基因的转录产物是 RNA),再通过反转录(逆转录) 过程,以 RNA 为模板合成 cDNA,进而获得目的基因。
【小问2详解】
限制酶BsaI在识别位点外侧若干个碱基处切割DNA,在终止子和BsaI之间,所以靠近终止子1处是ACCT,靠近终止子2处ATCG;因扩增是从5'到3'延伸,根据碱基互补配对原则,CHI基因扩增时下游引物应选用5'-CCCGGTCTCACGATTA……C-3';单酶切处理的优点有BsaI酶单酶切操作简便,获得的黏性末端各不相同,避免目的片段的任意连接(或保证目的片段的正确连接)。
【小问3详解】
4 - 香豆酸 - CoA 含量偏低,说明催化 “4 - 香豆酸→4 - 香豆酸 - CoA” 的酶(4CL)活性不足,因此需将编码4CL的基因与高表达启动子连接,增强其合成能力;改造酶结构的步骤:先通过 X 射线衍射分析原酶空间结构(③),再推导出关键氨基酸替换位点(②),接着用定点突变技术修改酶基因序列(①),最后将改造后的基因导入受体细胞并检测活性(④)。故排序为 ③②①④。
【小问4详解】
易错 PCR 中,可提高错配区稳定性,为了增加错配概率,应提高浓度; 原料 dNTP 采用不平衡浓度,可增加 Taq DNA 聚合酶 “错拿” 原料的概率,从而提高突变率。
24. 异色瓢虫鞘翅底色由基因B/b控制,B(黑底)对b(红底)为不完全显性;斑点数目存在多斑点和少斑点,由基因H/h控制。科研人员进行了以下实验:
实验一:纯合黑底四斑×纯合红底六斑→F1全表现为黑底红边四斑。
实验二:F1雌雄个体交配→F2表型及比例为黑底六斑:黑底四斑:黑底红边六斑:黑底红边四斑:红底六斑:红底二斑≈1:3:2:6:1:3
(1)据实验一,瓢虫鞘翅斑点数这一性状中,______(选填“四斑”、“六斑”)为隐性性状;实验一两亲本的基因型分别为______。
(2)实验二F2中红底二斑个体基因型为______,请从分子水平推测“少斑点”性状在不同底色上出现差异的原因是______。
(3)后续研究发现瓢虫鞘翅存在“黑化”现象(鞘翅全黑,斑点模糊),将一对黑底四斑和红底六斑的亲本杂交,后代表型和数量如下:
表现型
黑底红边四斑
黑底红边六斑
黑化黑底红边六斑
黑化黑底红边四斑
数量
44
28
20
4
由结果可知,______(选填“黑化”、“非黑化”)为显性性状,且黑化基因与______(选填“底色基因”、“斑点基因”)位于同一对同源染色体上,后代出现个别黑化的黑底红边四斑个体的原因是亲代______在产生配子时发生了互换,根据表格数据计算,其产生重组型配子的概率约为______。
(4)调查某瓢虫群体发现,约70%的瓢虫只与同底色个体交配,30%个体随机选择配偶,从进化角度分析,这种交配偏好在保持群体遗传稳定的同时,还能______。
【答案】(1) ①. 六斑 ②. BBHH×bbhh
(2) ①. bbHH或bbHh ②. 决定“少斑点”的基因的表达受底色基因的影响
(3) ①. 非黑化 ②. 斑点基因 ③. 同源染色体的非姐妹染色单体 ④. 1/6
(4)增加变异来源(或提高种群遗传多样性),为进化提供丰富的原材料
【解析】
【分析】1、基因分离定律的实质:在减数分裂形成配子过程中,等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因自由组合定律的实质: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】
依据实验一,亲本纯合黑底四斑与纯合红底六斑杂交,F1全表现为黑底红边四斑,说明黑底对红底为显性,四斑对六斑为显性(即六斑为隐性),则亲本的基因型为BBHH、bbhh。
【小问2详解】
依据实验二,F2表型及比例为黑底六斑:黑底四斑:黑底红边六斑:黑底红边四斑:红底六斑:红底二斑≈1:3:2:6:1:3,为9:3:3:1的变式,则F1的基因型为BbHh,F2中,黑底:红底=3:1,六斑:四斑:二斑=3:10:3,则红底二斑的基因型为bbH-,即bbHH或bbHh,从分子水平上来看,“少斑点”性状在不同底色上出现差异的原因在于决定“少斑点”的基因(H)的表达受底色基因(b)的影响。
【小问3详解】
亲本均为非黑化,后代出现黑化个体(比例约3:1),说明非黑化为显性性状,黑化为隐性性状;黑化黑底红边四斑个体数最少,为重组型个体, 推测黑化基因与斑点基因位于同一对同源染色体上(连锁),原因是亲代同源染色体的非姐妹染色单体在减数分裂时发生了交叉互换; 重组配子概率计算:重组型个体(黑化黑底红边四斑)数量为4,总个体数为44+28+20+4=96;设产生重组型配子的概率为x,x/2×1/2=4/96,x=1/6。
【小问4详解】
70% 的个体“与同底色个体交配”属于选型交配,这种方式在保持种群遗传稳定的同时,能增加变异来源(或提高种群遗传多样性),为进化提供丰富的原材料。
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