精品解析:河北省多市联考2025-2026学年高三上学期11月期中生物试题A
2025-12-05
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内容正文:
河北省2026届高三年级教学质量监测
生物(A卷)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.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,只有一项符合题目要求。
1. 生物膜及生物膜系统是细胞内的重要结构,在细胞的生命活动中发挥着重要作用。下列叙述正确的是( )
A. 发菜和水绵均具有生物膜和生物膜系统
B. 细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成生物膜系统,生物膜的基本支架为磷脂双分子层
C. 细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,直接意义是增大细胞内的膜面积,有利于酶的附着
D. 分泌蛋白的合成及分泌过程说明内质网膜、高尔基体膜和细胞膜在结构上直接相连,在功能上相互配合
2. 糖类和脂肪是细胞中重要的能源物质,下列叙述正确的是( )
A. 植物细胞中,可在叶绿体中进行葡萄糖的合成,在线粒体中进行葡萄糖的分解
B. 与脂肪相比,等质量的糖类彻底氧化分解消耗的氧气更少
C. 淀粉、纤维素和糖原等能源物质均是由葡萄糖聚合而成
D. 植物脂肪富含饱和脂肪酸,动物脂肪富含不饱和脂肪酸
3. 下列有关酶和ATP的叙述,正确的是( )
A. 在线粒体基质中存在催化ATP合成和分解的酶
B. 酶降低化学反应活化能的能力受酶的数量和酶活性的影响
C. DNA聚合酶能催化形成磷酸二酯键和氢键
D. ATP的合成需要酶的催化,酶的合成不需要ATP供能
4. 为了观察植物细胞的质壁分离,某小组将植物细胞放在甲、乙两种不同溶液中进行实验,实验结果如图所示,图像中δ=原生质体的当前体积/原生质体的初始体积。下列叙述错误的是( )
A. 该实验可以选择紫色洋葱鳞片叶外表皮或叶肉细胞作为实验材料
B. 乙溶液中,b时刻细胞的吸水能力大于a时刻,失水能力小于a时刻
C. 甲溶液可能是KNO3溶液,c时刻δ值开始变大与此时K+、NO3开始进入液泡有关
D. 该实验能证明成熟植物细胞的原生质层相当于半透膜,可以发生渗透作用
5. 如图是某同学拍摄的洋葱根尖分生区细胞分裂图,①~⑤表示细胞分裂的不同时期,下列叙述正确的是( )
A. 图中5个细胞的分裂方式均为有丝分裂,移动装片可从其他视野中观察到减数分裂的细胞
B. 制片时可用碱性染料醋酸洋红试剂对染色体进行染色,且染色后不需要用清水冲洗染液
C. ②时期和④时期细胞中染色体数量与DNA数量之比均为1:2
D. 推算有丝分裂中期的时间长短仅需统计有丝分裂中期的细胞数量即可
6. 野生型小鼠的眼型为正常眼,突变形成的两个基因(均位于常染色体)都可导致小鼠眼睛变小,一个为小眼基因,一个为细眼基因。研究人员让小眼突变体与细眼突变体杂交,F1均为细眼,F1雌雄小鼠随机交配,F2中正常眼:小眼:细眼:同时小眼和细眼=3:1:9:3。下列叙述正确的是( )
A. 与正常眼相比,细眼基因和小眼基因分别属于隐性基因和显性基因
B. 小眼基因对细眼基因为显性,且两基因位于同一条染色体上
C. 细眼基因与小眼基因的本质区别是脱氧核糖核酸的排列顺序不同
D. 让F2中的细眼小鼠与小眼小鼠交配,F3中正常眼小鼠的比例为2/9
7. 甲基化可以抑制基因的表达,如图表示肠癌DNA甲基化调控的新机制。下列叙述错误的是( )
A. 图中抑癌基因表达的蛋白质能够促进细胞的生长和增殖
B. 图中上游序列高度甲基化不改变抑癌基因的碱基序列
C. 细胞质中的TET2被激活后可通过核孔进入细胞核与抑癌基因结合
D. 研发β-catenin的激活剂或TET2的激活剂可以为治疗肠癌提供新思路
8. 研究表明,circRNA是细胞内的一种环状RNA,miRNA能调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制如图所示。下列叙述中错误的是( )
A. circRNA的形成与发挥作用过程中涉及的碱基配对方式不完全相同
B. circRNA的每个磷酸基团均与两个核糖相连
C. 细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
D. 细胞内circRNA增多,会引起P蛋白含量减少而抑制细胞凋亡
9. 某岛屿上的地雀种群因火山喷发被分隔为两个亚种群A和B,初始时两群体的基因库完全相同。此后,亚种群A所在区域气候干旱,食物以硬壳种子为主;亚种群B所在区域气候湿润,食物以软质果实为主。经过若干代演化,研究人员发现:亚种群A地雀的喙平均长度显著大于亚种群B,且两群体即使相遇也无法交配产生可育后代。下列叙述正确的是( )
A. A、B亚种群基因库的差异与两种群发生的定向突变和自然选择有关
B. 亚种群A喙长度的增加与食物对其进行定向选择有关
C. 基因库是指群落中全部个体含有的全部基因
D. 自然选择直接作用于种群的基因型进而影响种群的基因频率
10. 下列关于稳态调节的叙述,错误的是( )
A. 严重腹泻后,如果只补充水不补充盐,血浆渗透压将会下降
B. 肾上腺素由肾上腺髓质分泌,其分泌过程受神经系统的调节,在应激状态下分泌增加
C. 人在剧烈运动后大量出汗会使体温下降,冷觉感受器兴奋,促甲状腺激素增加
D. 神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制
11. 下列有关自主神经系统的叙述,正确的是( )
A. 脑神经和脊神经中的传出神经属于自主神经
B. 自主神经不受意识的控制,因此也不受大脑皮层的控制
C. 紧张时,交感神经兴奋,使呼吸急促和胃肠道蠕动加快
D. 副交感神经兴奋会使膀胱缩小,从而出现排尿现象
12. 如图为神经纤维上兴奋的产生和传导概念图。下列叙述正确的是( )
A. ①代表K+通过离子通道外流,依赖细胞膜的选择透过性
B. 神经纤维兴奋时,Na+内流消耗细胞呼吸产生的ATP
C. 刺激强度越大,动作电位的峰值越高
D. 神经纤维上兴奋传导方向与膜外电流方向一致
13. 下列关于体温调节的叙述,错误的是( )
A. 当环境温度大于体温时,蒸发散热是散热的主要途径
B. 小孩哭闹导致的体温升高,不属于内环境稳态失衡
C. 对于高热不退的病人,可通过加盖棉被,增加排汗量
D. 在寒冷环境中,甲状腺激素和肾上腺素协同促进细胞代谢增加产热
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,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 裂解性多糖单加氧酶(LPMO)通过氧化裂解反应破坏纤维素等多糖表面的结晶,为纤维素酶提供更多的结合位点,从而提高纤维素的降解效率。下图1表示Cu2+对该酶活性的影响,图2、图3分别表示pH和温度对该酶活性的影响。下列叙述正确的是( )
A. 据图1可知Cu2+对该酶的活性具有低浓度促进、高浓度抑制的特点
B. 探究pH和温度对该酶活性影响时不可先将酶与底物混合后在预设条件下进行测定
C. 据实验结果可知,该酶在pH为7、温度为50℃时为化学反应提供的活化能最多
D. 据实验结果可知,该酶在pH为7、温度为50℃时稳定性最高,故应在此条件下保存
15. 将标记的32P注入活细胞内,随后分离细胞内的ATP,测定其放射性,如图代表ATP的结构,①、③、④表示组成ATP的物质或基团,②表示化学键。下列叙述错误的是( )
A. ①是腺嘌呤,④是构成RNA的基本单位之一
B. ②处化学键的形成过程总是伴随着吸能反应的发生
C. 哺乳动物成熟红细胞吸收葡萄糖时②处化学键断裂,产生③与载体蛋白结合使其空间结构发生改变
D. ATP中磷酸基团③很快就会被32P标记,但是其水解产生的ADP中一般不含放射性
16. 下图1表示某二倍体动物(基因型为AaBb)体内正在分裂的某细胞,图2表示该动物细胞分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系。下列叙述错误的是( )
A. 图1细胞为初级精母细胞,细胞中含有2个四分体
B. 正常情况下,图1细胞正在发生同源染色体上等位基因的分离和非等位基因的自由组合
C. 正常情况下,图2中I、Ⅱ时期的细胞中均含有2个染色体组
D. 等位基因的分离发生在图2的Ⅱ→Ⅲ过程,不会发生在Ⅲ→IV过程
17. 水稻(2n=24)的抗病和感病为一对相对性状,受等位基因A/a控制,高秆和矮秆为一对相对性状,受等位基因B/b控制。水稻甲品系为高秆抗病、乙品系为矮秆感病,为了培育矮秆抗病个体,研究人员让甲、乙品系杂交,F1自交获得F2。为了快速从F2中选育出矮秆抗病植株,研究人员对亲本以及F2一定数量矮秆植株中的相关基因进行PCR及电泳,结果如图所示,1、2、3对应个体的比例约为1:1:2。下列叙述正确的是( )
A. 根据实验结果可知,两对性状的遗传遵循自由组合定律
B. 根据实验结果可知,感病对抗病为隐性
C. F2高秆植株中的抗病个体比例为3/4
D. 电泳结果为2的个体表现为矮秆抗病
18. 布美他尼是一种利尿剂,它能阻断钠—钾一氯共同转运体,抑制肾小管对Na+、Cl-的重吸收,从而影响肾脏浓缩功能,具有明显的利尿作用,常用于治疗组织性水肿、高血压等疾病。下列叙述错误的是( )
A. 静脉注射布美他尼,其到达肾小管的途径为组织液→血浆→组织液→肾小管
B. 布美他尼通过抑制肾小管、集合管对Na+、Cl-的重吸收,导致尿液渗透压增加
C. Na+、Cl-对血浆渗透压的影响程度小于血浆蛋白,故布美他尼对血浆渗透压的影响较小
D. 布美他尼可能用于治疗由醛固酮分泌量减少引发的高血压
三、非选择题:本题共5题,共59分。
19. 育种工作者通过对水稻进行诱变处理,得到了一种突变型水稻。对野生型和该突变型水稻相关指标进行了测定,结果如下表所示,已知RuBP羧化酶是催化CO2固定的酶。回答下列问题:
水稻类型
叶绿素
(mg·g-1)
类胡萝卜素
(mg·g-1)
RuBP羧化酶含量
(μmol·min-1·g-1)
RuBP羧化酶催化的最大速率
野生型
4.08
0.63
4.6
129.5
突变型
1.73
0.47
7.5
164.5
(1)为了检测野生型和突变型水稻的呼吸作用强度是否相同,可将二者的若干叶片放在条件相同且适宜的密闭小室内,并在_____(填“光照”或“黑暗”)条件下利用红外测量仪测定密闭小室中的CO2产生速率,除此之外也可利用_________溶液检测CO2的产生速率,若该溶液的颜色由_______的速率相同,则说明两种水稻的呼吸速率相同。
(2)水稻生长过程中,需要对稻田定期进行排水,否则会出现烂根现象,出现烂根的原因是________。
(3)测得两种水稻分别在弱光照和强光照条件下净光合速率的变化如图1、图2所示,结合上表和下图分析,在弱光条件下,突变型的净光合速率______(填“小于”“大于”或“等于”)野生型,原因可能为______。
(4)光照强度为500μmol·m-2·s-1时,突变型的总光合速率____(填“小于”“大于”或“等于”)野生型,原因是____,光照强度为1500μmol·m-2·s-1时,突变型的净光合速率大于野生型的原因可能为____。
(5)根据上述研究结果,使水稻产量提高的措施有_____(写出一点)。
20. 图1表示膝跳反射的结构基础,A、B、C为突触。回答下列问题:
(1)膝跳反射发生时,效应器为______,该反射属于______(填“条件反射”或“非条件反射”)。
(2)图1中a为______(填“传入”或“传出”)神经,膝跳反射发生时,兴奋沿a的传导方向为_____(填“单向”或“双向”),a兴奋后恢复为静息电位的过程中,细胞膜外的电位变化是______,这主要是由____导致的。
(3)突触分为化学突触和电突触,如图2、图3所示,电突触的突触间隙很窄,前后膜之间有离子通道连接,依赖带电离子传递电信号。若图2的化学突触为图1中C突触的放大示意图,则神经递质作用于突触后膜可能引起_____(填“阳离子”或“阴离子”)内流。兴奋沿化学突触传递时只能单向传递的原因为_____,兴奋沿电突触传递时可以双向传递的原因为______。
(4)为证明兴奋沿化学突触传递时只能单向传递,而沿电突触传递时可以双向传递,利用图4实验装置,分别刺激A、B两点,若实验结果为_______,则说明化学突触只能单向传递;分别刺激B、C两点,若实验结果为______,______,则说明电突触可以双向传递。
21. 胰岛素和胰高血糖素是调节血糖平衡的重要激素,图1为胰岛素作用于靶细胞的示意图。回答下列问题:
(1)图中①、②过程分别表示_______、_______。
(2)图1中含GLUT-4的囊泡直接来自_______(填细胞器),该细胞器的功能为_______。
(3)某患者血液中胰岛素和血糖含量均偏高,据图推测,其血糖含量偏高的原因可能为_______(写出两点)。
(4)研发治疗糖尿病的药物时,研究人员一般通过给大鼠注射链脲佐菌素(STZ)来获得模型鼠,为了准确判断该药物是否成功破坏了胰岛B细胞以及是否成功获得了模型鼠,应在________(填“空腹”或“饱腹”)状态检测血液中胰岛素的含量和在_________(填“空腹”或“饱腹”)状态检测血糖的含量。
(5)研究者研制了一种“智能”胰岛素(IA)以期用于糖尿病的治疗,IA结构示意图见图2。IA通过X与葡萄糖竞争性结合GLUT-4。为评估IA调节血糖水平的效果,研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA,测量血糖浓度的变化,结果如图3。该实验结果表明______对血糖水平的调节更具优势,体现在________。从IA调控血糖机制的角度分析原因可能是_______。
22. 油菜是我国第一大油料作物,其产油量占国产油料作物的50%左右,该植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径,如图1所示,其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。科研工作者根据这一机制培育出高产油菜,产油率由原来的35%提高到58%。据图回答下列问题:
(1)油料作物种子富含脂肪,其萌发时会发生脂肪水解,产物为__________。
(2)基因B表达时发生图1中_____(填序号)过程。诱导基因B的非模板链转录,可以实现油菜含油量的提高,原因是_____。
(3)提高油菜的含油量还可利用射线照射种子,使其发生基因突变,该过程应处理_____(填“干种子”或“湿种子”),原因是_____。若筛选出的含油量明显提高的油菜一条染色体上的B基因中发生了碱基对的替换,则该突变属于______(填“显性”或“隐性”)突变,突变后的基因指导合成的肽链长度可能_____。
(4)油菜是由白菜(染色体组为BB,2n=20)与甘蓝(染色体组为DD,2n=18)杂交后经过自然加倍形成的异源四倍体。油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产,而萝卜(染色体组为TT,2n=18)具有抗线虫病基因。科研人员以萝卜和甘蓝型油菜为亲本杂交,通过如图2所示途径获得抗线虫病甘蓝型油菜,过程②可用_______处理,若F2产生配子时,在减数分裂I过程中T染色体组的染色体随机分配到细胞任意一极,减数分裂Ⅱ正常,其他染色体组中的染色体正常分配,用F2与甘蓝型油菜杂交,得到F3植株,其染色体数目范围为_____。
23. 水稻的无香味(F)对有香味(f)为显性,抗稻瘟病(T)对不抗稻瘟病(t)为显性,两对基因独立遗传。现将有香味无抗性和无香味有抗性的纯合品系水稻杂交得F1,F1自交得F2,F2中每一植株自交所结的种子单独收获,种植后得到单一株系。回答下列问题:
(1)F3共获得_____种株系。F2中纯合有香味有抗性的植株所占比例为________。F2中有香味有抗性植株自交所得后代的表型及其比例为_____。
(2)科研人员利用基因编辑技术敲除控制水稻细胞核中雄性可育关键基因M,获得雄性不育系A,再把基因M与P(使花粉失活)、R(红色荧光蛋白基因)紧密连锁构建融合基因,与Ti质粒连接构建表达载体,转入雄性不育水稻A,获得了转基因雄性可育系B。如图所示:
雄性不育系A在育种中的应用价值是_____。根据转基因雄性可育系B自交后代的特点,可将其称为智能雄性可育系B,请从鉴别与育种的角度分别分析,“智能”的原因是_______;______(写出两点)。智能雄性可育系B还能保证生物安全,防止基因的扩散,原因是_____。
(3)科研人员根据水稻生长特点和杂种优势,培育出了多年生杂种优势的水稻品种PR23,该品系和一年生水稻相比,优点是_____。
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河北省2026届高三年级教学质量监测
生物(A卷)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.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,只有一项符合题目要求。
1. 生物膜及生物膜系统是细胞内的重要结构,在细胞的生命活动中发挥着重要作用。下列叙述正确的是( )
A. 发菜和水绵均具有生物膜和生物膜系统
B. 细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成生物膜系统,生物膜的基本支架为磷脂双分子层
C. 细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,直接意义是增大细胞内的膜面积,有利于酶的附着
D. 分泌蛋白的合成及分泌过程说明内质网膜、高尔基体膜和细胞膜在结构上直接相连,在功能上相互配合
【答案】B
【解析】
【详解】A、发菜属于原核生物,仅有细胞膜这一种生物膜,没有生物膜系统,水绵是真核生物,具有生物膜系统,A错误;
B、生物膜系统由细胞器膜、细胞膜、核膜等共同构成,其基本支架为磷脂双分子层,B正确;
C、生物膜分隔细胞器的直接意义是保证不同化学反应互不干扰,而非直接增大膜面积(如线粒体内膜折叠才是直接增大面积),C错误;
D、分泌蛋白的合成过程中,内质网、高尔基体、细胞膜通过囊泡间接联系,而非直接相连,D错误。
故选B。
2. 糖类和脂肪是细胞中重要的能源物质,下列叙述正确的是( )
A. 植物细胞中,可在叶绿体中进行葡萄糖的合成,在线粒体中进行葡萄糖的分解
B. 与脂肪相比,等质量的糖类彻底氧化分解消耗的氧气更少
C. 淀粉、纤维素和糖原等能源物质均是由葡萄糖聚合而成
D. 植物脂肪富含饱和脂肪酸,动物脂肪富含不饱和脂肪酸
【答案】B
【解析】
【详解】A、叶绿体通过光合作用合成葡萄糖,但线粒体不能直接分解葡萄糖,葡萄糖需先在细胞质基质分解为丙酮酸后才能进入线粒体,A错误;
B、脂肪的C、H比例高,彻底氧化时需更多氧气,等质量的糖类耗氧更少,B正确;
C、淀粉、糖原是储能物质,纤维素是结构物质(细胞壁成分),并非能源物质,C错误;
D、植物脂肪多含不饱和脂肪酸(如液态植物油),动物脂肪多含饱和脂肪酸(如固态猪油),D错误;
故选B。
3. 下列有关酶和ATP的叙述,正确的是( )
A. 在线粒体基质中存在催化ATP合成和分解的酶
B. 酶降低化学反应活化能的能力受酶的数量和酶活性的影响
C. DNA聚合酶能催化形成磷酸二酯键和氢键
D. ATP的合成需要酶的催化,酶的合成不需要ATP供能
【答案】A
【解析】
【详解】A、线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段(柠檬酸循环),产生少量ATP,故存在催化ATP合成的酶;同时,线粒体基质中可能进行DNA复制等需消耗ATP的过程,故也存在催化ATP分解的酶,A正确;
B、酶降低活化能的能力由酶活性决定,与酶的数量无关。酶的数量仅影响反应速率,而非降低活化能的效果,B错误;
C、DNA聚合酶催化脱氧核苷酸间磷酸二酯键的形成,而氢键的形成是碱基互补配对的结果,无需酶催化,C错误;
D、酶的合成属于耗能反应(如化学本质为蛋白质的酶的合成需核糖体、ATP供能),因此酶的合成需要ATP供能,D错误。
故选A。
4. 为了观察植物细胞的质壁分离,某小组将植物细胞放在甲、乙两种不同溶液中进行实验,实验结果如图所示,图像中δ=原生质体的当前体积/原生质体的初始体积。下列叙述错误的是( )
A. 该实验可以选择紫色洋葱鳞片叶外表皮或叶肉细胞作为实验材料
B. 乙溶液中,b时刻细胞的吸水能力大于a时刻,失水能力小于a时刻
C. 甲溶液可能是KNO3溶液,c时刻δ值开始变大与此时K+、NO3开始进入液泡有关
D. 该实验能证明成熟植物细胞的原生质层相当于半透膜,可以发生渗透作用
【答案】C
【解析】
【详解】A、该实验可选择紫色洋葱鳞片叶外表皮(含紫色大液泡,便于观察),也可选择叶肉细胞(成熟细胞,原生质体体积变化可通过叶绿体分布间接观察),A正确;
B、乙溶液中,a→b时刻细胞失水,细胞液浓度升高。吸水能力与细胞液浓度正相关,失水能力与细胞液浓度负相关,因此b时刻细胞吸水能力大于a时刻,失水能力小于a时刻,B正确;
C、甲溶液若为KNO3溶液,K⁺、NO3⁻在质壁分离过程中就会进入细胞(并非c时刻才开始)。c时刻δ值变大是因为细胞液浓度已高于外界,细胞开始吸水复原,C错误;
D、质壁分离及复原现象证明:成熟植物细胞的原生质层相当于半透膜,能进行渗透作用(水分子可通过,溶质分子不能自由通过),D正确。
故选C。
5. 如图是某同学拍摄的洋葱根尖分生区细胞分裂图,①~⑤表示细胞分裂的不同时期,下列叙述正确的是( )
A. 图中5个细胞的分裂方式均为有丝分裂,移动装片可从其他视野中观察到减数分裂的细胞
B. 制片时可用碱性染料醋酸洋红试剂对染色体进行染色,且染色后不需要用清水冲洗染液
C. ②时期和④时期细胞中染色体数量与DNA数量之比均为1:2
D. 推算有丝分裂中期的时间长短仅需统计有丝分裂中期的细胞数量即可
【答案】B
【解析】
【详解】A、根尖分生区细胞仅进行有丝分裂,无法观察到减数分裂,A错误;
B、制片时可用碱性染料醋酸洋红试剂对染色体进行染色,且染色后不需要用清水冲洗染液,B正确;
C、图中①-⑤分别对应细胞分裂的不同阶段,①是后期,②是中期,③是末期,④是前期,⑤是间期。中期和前期细胞中存在姐妹染色单体,不考虑质DNA,染色体数量与核DNA数量之比均为1:2,C错误;
D、推算有丝分裂中期的时间长短需统计各时期细胞数目,D错误。
故选B。
6. 野生型小鼠的眼型为正常眼,突变形成的两个基因(均位于常染色体)都可导致小鼠眼睛变小,一个为小眼基因,一个为细眼基因。研究人员让小眼突变体与细眼突变体杂交,F1均为细眼,F1雌雄小鼠随机交配,F2中正常眼:小眼:细眼:同时小眼和细眼=3:1:9:3。下列叙述正确的是( )
A. 与正常眼相比,细眼基因和小眼基因分别属于隐性基因和显性基因
B. 小眼基因对细眼基因为显性,且两基因位于同一条染色体上
C. 细眼基因与小眼基因的本质区别是脱氧核糖核酸的排列顺序不同
D. 让F2中的细眼小鼠与小眼小鼠交配,F3中正常眼小鼠的比例为2/9
【答案】D
【解析】
【详解】A、F2比例符合9:3:3:1的变式,说明遵循自由组合定律,则F1为杂合子(AaBb),显性基因未同时存在时表型为细眼,故细眼基因为显性基因,小眼基因为隐性基因,A错误;
B、小眼基因对细眼基因为隐性,F₂比例符合9:3:3:1的变式,说明遵循自由组合定律,两基因位于不同染色体,B错误;
C、基因的本质差异是脱氧核苷酸(碱基)排列顺序和数量不同,C错误;
D、F2中细眼小鼠(A_B_)的基因型及比例为AABB:AABb:AaBB:AaBb=1:2:2:4,小眼小鼠为aabb。细眼小鼠产生Ab配子的比例为:AABb(占2/9)产生Ab的比例:2/9×1/2=1/9;AaBb(占4/9)产生Ab的比例:4/9×1/4=1/9;总比例为1/9+1/9=2/9,因此 F3中正常眼小鼠(Aabb)的比例为2/9,D正确。
故选D。
7. 甲基化可以抑制基因的表达,如图表示肠癌DNA甲基化调控的新机制。下列叙述错误的是( )
A. 图中抑癌基因表达的蛋白质能够促进细胞的生长和增殖
B. 图中上游序列高度甲基化不改变抑癌基因的碱基序列
C. 细胞质中的TET2被激活后可通过核孔进入细胞核与抑癌基因结合
D. 研发β-catenin的激活剂或TET2的激活剂可以为治疗肠癌提供新思路
【答案】A
【解析】
【详解】A、抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,从而阻止细胞不正常的增殖,A错误;
B、DNA 甲基化属于表观遗传,不改变碱基序列,B正确;
C、TET2是一种蛋白质,在细胞质中产生,可通过核孔进入细胞核发挥作用,C正确;
D、β-catenin激活剂可以促进TET2通过核孔进入细胞核发挥作用,TET2的激活剂可以激活TET2而发挥作用,使抑癌基因上游序列的甲基化水平降低,从而促进肿瘤消退,为肠癌治疗提供新思路,D正确。
故选A。
8. 研究表明,circRNA是细胞内的一种环状RNA,miRNA能调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制如图所示。下列叙述中错误的是( )
A. circRNA的形成与发挥作用过程中涉及的碱基配对方式不完全相同
B. circRNA的每个磷酸基团均与两个核糖相连
C. 细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
D. 细胞内circRNA增多,会引起P蛋白含量减少而抑制细胞凋亡
【答案】D
【解析】
【详解】A、miRNA也是由DNA转录后加工而来,基因的转录过程的碱基互补配对形式有A-U、T-A、C-G、G-C,circRNA与miRNA的碱基互补配对形式有A-U、U-A、C-G、G-C,两者涉及的碱基配对方式不完全相同,A正确;
B、circRNA是环状RNA,每个磷酸基团均与两个核糖相连,B正确;
C、细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,C正确;
D、细胞内circRNA的含量增多,可与更多的miRNA结合,使miRNA更少地与P基因的mRNA结合,从而增加mRNA的翻译水平,则表达出的P蛋白增多,P蛋白具有抑制细胞凋亡,D错误。
故选D。
9. 某岛屿上的地雀种群因火山喷发被分隔为两个亚种群A和B,初始时两群体的基因库完全相同。此后,亚种群A所在区域气候干旱,食物以硬壳种子为主;亚种群B所在区域气候湿润,食物以软质果实为主。经过若干代演化,研究人员发现:亚种群A地雀的喙平均长度显著大于亚种群B,且两群体即使相遇也无法交配产生可育后代。下列叙述正确的是( )
A. A、B亚种群基因库的差异与两种群发生的定向突变和自然选择有关
B. 亚种群A喙长度的增加与食物对其进行定向选择有关
C. 基因库是指群落中全部个体含有的全部基因
D. 自然选择直接作用于种群的基因型进而影响种群的基因频率
【答案】B
【解析】
【详解】A、突变是不定向的,自然选择是定向的。两个亚种群基因库的差异主要源于自然选择对不同环境的适应,而非定向突变,A错误;
B、亚种群A因食物以硬壳种子为主,自然选择倾向于保留喙较长的个体,导致喙长度增加,这与食物的定向选择直接相关,B正确;
C、基因库指一个种群中所有个体所含的全部基因,而非整个群落(包含多个物种),C错误;
D、自然选择直接作用于表型而非基因型,通过表型的选择间接改变种群的基因频率,D错误。
故选B。
10. 下列关于稳态调节的叙述,错误的是( )
A. 严重腹泻后,如果只补充水不补充盐,血浆渗透压将会下降
B. 肾上腺素由肾上腺髓质分泌,其分泌过程受神经系统的调节,在应激状态下分泌增加
C. 人在剧烈运动后大量出汗会使体温下降,冷觉感受器兴奋,促甲状腺激素增加
D. 神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制
【答案】C
【解析】
【详解】A、严重腹泻会丢失大量水和电解质,若只补充水而不补充盐,血浆中电解质浓度降低,导致渗透压下降,A正确;
B、肾上腺髓质分泌肾上腺素,其分泌直接受交感神经控制,在应激状态下(如紧张、恐惧)分泌增加,B正确;
C、人剧烈运动时产热增加,体温会暂时升高,此时身体通过大量出汗散热,维持体温相对稳定。即使出汗导致体温短暂轻微下降,也不会直接引发冷觉感受器兴奋和促甲状腺激素增加 ——促甲状腺激素的分泌主要受下丘脑-垂体-甲状腺轴调控,用于寒冷环境下的产热调节,与剧烈运动后的短暂散热无关,C错误;
D、内环境稳态的主要调节机制是神经-体液-免疫调节网络,D正确。
故选C。
11. 下列有关自主神经系统的叙述,正确的是( )
A. 脑神经和脊神经中的传出神经属于自主神经
B. 自主神经不受意识的控制,因此也不受大脑皮层的控制
C. 紧张时,交感神经兴奋,使呼吸急促和胃肠道蠕动加快
D. 副交感神经兴奋会使膀胱缩小,从而出现排尿现象
【答案】D
【解析】
【详解】A、自主神经系统仅包括支配内脏、腺体的传出神经,而脑神经和脊神经中的传出神经还包括支配骨骼肌的躯体运动神经,后者不受自主神经系统控制,因此,并非所有传出神经都属于自主神经,A错误;
B、自主神经系统虽不受意识直接控制,但大脑皮层可通过下丘脑等结构间接调控其活动(如情绪紧张时交感神经兴奋),因此“不受大脑皮层控制”的说法错误,B错误;
C、交感神经兴奋时,呼吸急促是因支气管扩张,但胃肠道蠕动会被抑制(资源优先分配给应激反应),而非加快,C错误;
D、副交感神经兴奋时,膀胱逼尿肌收缩(膀胱缩小),同时尿道括约肌舒张,促进排尿,D正确。
故选D。
12. 如图为神经纤维上兴奋的产生和传导概念图。下列叙述正确的是( )
A. ①代表K+通过离子通道外流,依赖细胞膜的选择透过性
B. 神经纤维兴奋时,Na+内流消耗细胞呼吸产生的ATP
C. 刺激强度越大,动作电位的峰值越高
D. 神经纤维上兴奋传导方向与膜外电流方向一致
【答案】A
【解析】
【详解】A、①代表K⁺通过离子通道外流,属于协助扩散,依赖细胞膜的选择透过性(离子通道允许特定离子通过),A正确;
B、神经纤维兴奋时,Na+内流是协助扩散(顺浓度梯度,通过离子通道),不消耗细胞呼吸产生的ATP,B错误;
C、动作电位的峰值取决于细胞外Na+浓度,只要刺激达到 “阈值”,动作电位峰值就固定;刺激强度超过阈值后,峰值不会随刺激强度增大而升高,C错误;
D、神经纤维上兴奋传导方向与膜内电流方向一致,与膜外电流方向相反(膜外电流从 “未兴奋部位” 流向 “兴奋部位”),D错误。
故选A。
13. 下列关于体温调节的叙述,错误的是( )
A. 当环境温度大于体温时,蒸发散热是散热的主要途径
B. 小孩哭闹导致的体温升高,不属于内环境稳态失衡
C. 对于高热不退的病人,可通过加盖棉被,增加排汗量
D. 在寒冷环境中,甲状腺激素和肾上腺素协同促进细胞代谢增加产热
【答案】C
【解析】
【详解】A、当环境温度高于体温时,汗液分泌增多,且蒸发散热迅速,因此蒸发散热是散热的主要途径,A正确;
B、小孩哭闹时产热增加导致体温短暂升高,属于正常生理调节,并未超出内环境稳态调节范围,B正确;
C、高热病人加盖棉被会抑制散热,导致体温进一步升高,无法通过增加排汗有效降温,C错误;
D、寒冷环境中,甲状腺激素和肾上腺素均通过促进细胞代谢增加产热,二者为协同作用,D正确。
故选C。
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,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 裂解性多糖单加氧酶(LPMO)通过氧化裂解反应破坏纤维素等多糖表面的结晶,为纤维素酶提供更多的结合位点,从而提高纤维素的降解效率。下图1表示Cu2+对该酶活性的影响,图2、图3分别表示pH和温度对该酶活性的影响。下列叙述正确的是( )
A. 据图1可知Cu2+对该酶的活性具有低浓度促进、高浓度抑制的特点
B. 探究pH和温度对该酶活性影响时不可先将酶与底物混合后在预设条件下进行测定
C. 据实验结果可知,该酶在pH为7、温度为50℃时为化学反应提供的活化能最多
D. 据实验结果可知,该酶在pH为7、温度为50℃时稳定性最高,故应在此条件下保存
【答案】AB
【解析】
【详解】A、据图1可知Cu2+浓度低于1mmol/L对于酶活性属于促进,Cu2+浓度高于1mmol/L对于酶活性属于抑制(跟对照组比较),故据图1可知Cu2+对该酶的活性具有低浓度促进、高浓度抑制的特点,A正确;
B、探究pH和温度对该酶活性影响时,如果先将酶与底物混合后在预设条件下进行测定,酶促反应将会提前发生,导致实验结果误差较大,B正确;
C、酶发挥催化作用的机理为降低化学反应的活化能,不是为化学反应提供活化能,C错误;
D、酶应该低温保存,D错误。
故选AB。
15. 将标记的32P注入活细胞内,随后分离细胞内的ATP,测定其放射性,如图代表ATP的结构,①、③、④表示组成ATP的物质或基团,②表示化学键。下列叙述错误的是( )
A. ①是腺嘌呤,④是构成RNA的基本单位之一
B. ②处化学键的形成过程总是伴随着吸能反应的发生
C. 哺乳动物成熟红细胞吸收葡萄糖时②处化学键断裂,产生③与载体蛋白结合使其空间结构发生改变
D. ATP中磷酸基团③很快就会被32P标记,但是其水解产生的ADP中一般不含放射性
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、①是腺嘌呤,④是腺苷,AMP属于构成 RNA 的基本单位之一,A错误;
B、②是高能磷酸键,其形成过程伴随放能反应(如细胞呼吸释放的能量用于合成ATP),而非吸能反应,B错误;
C、哺乳动物成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,不需要ATP供能,因此②处高能磷酸键不会断裂,C错误;
D、ATP中末端的磷酸基团(③)会快速被32P标记,其水解时断裂末端高能磷酸键,产生的ADP仅含前两个磷酸基团(无标记的③),因此ADP中一般不含放射性,D正确。
故选ABC。
16. 下图1表示某二倍体动物(基因型为AaBb)体内正在分裂的某细胞,图2表示该动物细胞分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系。下列叙述错误的是( )
A. 图1细胞为初级精母细胞,细胞中含有2个四分体
B. 正常情况下,图1细胞正在发生同源染色体上等位基因的分离和非等位基因的自由组合
C. 正常情况下,图2中I、Ⅱ时期的细胞中均含有2个染色体组
D. 等位基因的分离发生在图2的Ⅱ→Ⅲ过程,不会发生在Ⅲ→IV过程
【答案】AD
【解析】
【详解】A、图1细胞处于减数第一次分裂后期,细胞质均等分裂,为初级精母细胞,细胞中同源染色体已经处于分离状态,四分体消失,A错误;
B、图1处于减数第一次分裂后期,正常情况下,图1细胞正在发生同源染色体上等位基因的分离和非同源染色体上非等位基因的自由组合,B正确;
C、图2中I、Ⅱ时期的细胞分别对应间期的G1时期(或减数第二次分裂分裂后期)和减数第一次分裂时期(或有丝分裂前期和中期),正常情况下,图2中I、Ⅱ时期的细胞中均含有2个染色体组,C正确;
D、如果细胞中存在基因突变,等位基因的分离也会发生在Ⅲ→IV过程,D错误。
故选AD。
17. 水稻(2n=24)的抗病和感病为一对相对性状,受等位基因A/a控制,高秆和矮秆为一对相对性状,受等位基因B/b控制。水稻甲品系为高秆抗病、乙品系为矮秆感病,为了培育矮秆抗病个体,研究人员让甲、乙品系杂交,F1自交获得F2。为了快速从F2中选育出矮秆抗病植株,研究人员对亲本以及F2一定数量矮秆植株中的相关基因进行PCR及电泳,结果如图所示,1、2、3对应个体的比例约为1:1:2。下列叙述正确的是( )
A. 根据实验结果可知,两对性状的遗传遵循自由组合定律
B. 根据实验结果可知,感病对抗病为隐性
C. F2高秆植株中的抗病个体比例为3/4
D. 电泳结果为2的个体表现为矮秆抗病
【答案】AD
【解析】
【详解】A、乙、1、2、3都是矮秆,通过相关基因进行PCR及电泳的结果可知,四个个体都含有条带④,说明条带④是控制矮秆的基因;四个个体都不含有条带①,而甲含有,甲是高秆,说明条带①是控制高秆的基因。甲还是抗病个体,甲还含有条带③,说明条带③是控制抗病的基因。乙除了含有条带④以外,还含有条带②,而乙是感病个体,说明条带②是控制感病的基因。2对基因,只出现2条带,说明都是纯合子,所以甲、乙、1、2都是纯合子,即甲是高秆抗病的纯合子,乙是矮秆感病的纯合子,1是矮秆感病的纯合子,2是矮秆抗病纯合子,由于不知感病与抗病的显隐性,3是矮秆抗病或矮秆感病。若感病对抗病为隐性,则3号是抗病,根据1、2、3对应个体的比例约为1:1:2,可知bb:BB:Bb=1:1:2,抗病:感病=3:1;若感病对抗病为显性,则3号是感病,根据1、2、3对应个体的比例约为1:1:2,可知BB:bb:Bb=1:1:2,感病:抗病=3:1,说明抗病和感病这一对性状的遗传遵循基因的分离定律,没有受到高秆和矮秆这一对性状遗传的影响,所以二者都是独立遗传,两对性状的遗传遵循自由组合定律,A正确;
B、稻甲品系为高秆抗病、乙品系为矮秆感病,为了培育矮秆抗病个体,要杂交后再自交才能获得矮秆抗病,说明F1是肯定是高秆,所以高秆是显性,矮秆是隐性,然后才需要自交得到目标品种。根据实验结果,不知道1、2、3个体具体基因型,无法确定感病和抗病的显隐性,B错误;
C、由于无法可知感病和抗病的显隐性,无法计算得出F2高秆植株中的抗病个体比例 ,C错误;
D、根据对电泳结果分析,再结合A选项可知,2的个体表现为矮秆抗病,D正确。
故选AD。
18. 布美他尼是一种利尿剂,它能阻断钠—钾一氯共同转运体,抑制肾小管对Na+、Cl-的重吸收,从而影响肾脏浓缩功能,具有明显的利尿作用,常用于治疗组织性水肿、高血压等疾病。下列叙述错误的是( )
A. 静脉注射布美他尼,其到达肾小管的途径为组织液→血浆→组织液→肾小管
B. 布美他尼通过抑制肾小管、集合管对Na+、Cl-的重吸收,导致尿液渗透压增加
C. Na+、Cl-对血浆渗透压的影响程度小于血浆蛋白,故布美他尼对血浆渗透压的影响较小
D. 布美他尼可能用于治疗由醛固酮分泌量减少引发的高血压
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、静脉注射的药物直接进入血浆,通过血液循环到达肾小管周围毛细血管,再进入组织液并作用于肾小管,路径应为“血浆→组织液→肾小管”,A错误;
B、布美他尼抑制肾小管对Na⁺、Cl⁻的重吸收,导致尿液中溶质浓度增加,渗透压升高,从而减少水分重吸收,尿量增加,B正确;
C、血浆渗透压主要由Na⁺、Cl⁻等无机盐(晶体渗透压)决定,其影响远大于血浆蛋白(胶体渗透压)。布美他尼减少Na⁺、Cl⁻重吸收会显著降低血浆渗透压,C错误;
D、醛固酮的作用是保“Na+”泌“K+”,促进肾小管对Na+的重吸收,布美他尼抑制肾小管对Na+、Cl-的重吸收,使得尿液中渗透压升高,尿液排出增加,减少血容量,故布美他尼可能用于治疗由醛固酮分泌量增多引发的高血压,D错误。
故选ACD。
三、非选择题:本题共5题,共59分。
19. 育种工作者通过对水稻进行诱变处理,得到了一种突变型水稻。对野生型和该突变型水稻相关指标进行了测定,结果如下表所示,已知RuBP羧化酶是催化CO2固定的酶。回答下列问题:
水稻类型
叶绿素
(mg·g-1)
类胡萝卜素
(mg·g-1)
RuBP羧化酶含量
(μmol·min-1·g-1)
RuBP羧化酶催化的最大速率
野生型
4.08
0.63
4.6
129.5
突变型
1.73
0.47
7.5
164.5
(1)为了检测野生型和突变型水稻的呼吸作用强度是否相同,可将二者的若干叶片放在条件相同且适宜的密闭小室内,并在_____(填“光照”或“黑暗”)条件下利用红外测量仪测定密闭小室中的CO2产生速率,除此之外也可利用_________溶液检测CO2的产生速率,若该溶液的颜色由_______的速率相同,则说明两种水稻的呼吸速率相同。
(2)水稻生长过程中,需要对稻田定期进行排水,否则会出现烂根现象,出现烂根的原因是________。
(3)测得两种水稻分别在弱光照和强光照条件下净光合速率的变化如图1、图2所示,结合上表和下图分析,在弱光条件下,突变型的净光合速率______(填“小于”“大于”或“等于”)野生型,原因可能为______。
(4)光照强度为500μmol·m-2·s-1时,突变型的总光合速率____(填“小于”“大于”或“等于”)野生型,原因是____,光照强度为1500μmol·m-2·s-1时,突变型的净光合速率大于野生型的原因可能为____。
(5)根据上述研究结果,使水稻产量提高的措施有_____(写出一点)。
【答案】(1) ①. 黑暗 ②. 溴麝香草酚蓝 ③. 蓝变绿再变黄
(2)水稻的根细胞会进行酒精发酵,酒精就会对根细胞产生毒害作用,使根系腐烂
(3) ①. 小于 ②. 弱光下,突变型水稻叶绿素含量低,吸收、转化的光能少,光反应弱
(4) ①. 大于 ②. 突变型和野生型净光合作用速率相等,但是突变型呼吸作用速率大于野生型 ③. 突变体水稻叶片中的RuBP羧化酶含量比野生型水稻的高,催化速率大,促进暗反应加快,因此光合速率要高
(5)合理密植(或者增施有机肥)
【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】
检测水稻的呼吸作用强度,为了排除光合作用的影响所以需要在黑暗条件下进行;检测CO2的速率可以根据溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的速度来判断呼吸速率大小。
【小问2详解】
水稻如果不定期排水,则稻田中的氧气不足,水稻的根细胞会进行酒精发酵,酒精就会对根细胞产生毒害作用,使根系腐烂。
【小问3详解】
由表格和图1可见,突变型水稻色素含量低于野生型所以在弱光条件下突变型水稻光反应弱,导致光合速率小。
【小问4详解】
由图1、图2可知,光照强度为500μmol·m-2·s-1时,突变型和野生型净光合速率相等,但突变型呼吸速率大于野生型,所以总光合速率突变型大于野生型;光照强度为1500μmol·m-2·s-1时,根据表格可知突变体水稻叶片中的RuBP羧化酶含量比野生型水稻的高,催化速率大,促进暗反应加快,因此光合速率要高。
【小问5详解】
根据上述研究,可通过合理密植(提高光照强度)或增施有机肥(提CO2浓度,促进暗反应)等措施提高水稻产量。
20. 图1表示膝跳反射的结构基础,A、B、C为突触。回答下列问题:
(1)膝跳反射发生时,效应器为______,该反射属于______(填“条件反射”或“非条件反射”)。
(2)图1中a为______(填“传入”或“传出”)神经,膝跳反射发生时,兴奋沿a的传导方向为_____(填“单向”或“双向”),a兴奋后恢复为静息电位的过程中,细胞膜外的电位变化是______,这主要是由____导致的。
(3)突触分为化学突触和电突触,如图2、图3所示,电突触的突触间隙很窄,前后膜之间有离子通道连接,依赖带电离子传递电信号。若图2的化学突触为图1中C突触的放大示意图,则神经递质作用于突触后膜可能引起_____(填“阳离子”或“阴离子”)内流。兴奋沿化学突触传递时只能单向传递的原因为_____,兴奋沿电突触传递时可以双向传递的原因为______。
(4)为证明兴奋沿化学突触传递时只能单向传递,而沿电突触传递时可以双向传递,利用图4实验装置,分别刺激A、B两点,若实验结果为_______,则说明化学突触只能单向传递;分别刺激B、C两点,若实验结果为______,______,则说明电突触可以双向传递。
【答案】(1) ①. 传出神经末梢及其支配的伸肌和屈肌 ②. 非条件反射
(2) ①. 传入 ②. 单向 ③. 由负到正 ④. K+外流
(3) ①. 阳离子 ②. 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。 ③. 电突触的兴奋传递依赖带电离子通过离子通道,而离子通道是双向的。
(4) ①. 刺激A点时,电流表指针发生两次方向相反的偏转、肌肉收缩,刺激B点时,指针发生一次偏转,肌肉收缩。 ②. 刺激B点时,电流表指针发生一次偏转,肌肉收缩。 ③. 刺激C点时,电流表指针发生一次偏转,肌肉收缩。
【解析】
【分析】膝跳反射不需要大脑皮层的参与,属于非条件反射。完整的反射弧:感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。
【详解】(1)反射的效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,由图可知,膝跳反射的效应器是传出神经末梢及其支配的伸肌和屈肌。该反射无需大脑皮层的参与,因此属于非条件反射。
(2)a上有神经节,因此a是传入神经。在完整的反射弧中,兴奋的传导是单向的,从感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器,因此a上的兴奋传导是单向的。当a兴奋时,动作电位产生,膜外负电位,随后恢复为静息电位,K+外流,导致膜外电位由负变正。
(3)若图2的化学突触为图1中C突触的放大示意图,发生膝跳反射时,C处受抑制,则神经递质作用于突触后膜可能引起阴离子内流。化学突触中,神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。电突触的前后膜通过离子通道连接,带电离子可以双向流动。
(4)化学突触只能单向传递,那么分别刺激A、B两点,则刺激A点时,电流表指针发生两次方向相反的偏转、肌肉收缩;刺激B点时,指针发生一次偏转,肌肉收缩。电突触可以双向传递,那么分别刺激B、C两点,则刺激B点时,电流表指针发生一次偏转,肌肉收缩。刺激C点时,电流表指针发生一次偏转,肌肉收缩。
21. 胰岛素和胰高血糖素是调节血糖平衡的重要激素,图1为胰岛素作用于靶细胞的示意图。回答下列问题:
(1)图中①、②过程分别表示_______、_______。
(2)图1中含GLUT-4的囊泡直接来自_______(填细胞器),该细胞器的功能为_______。
(3)某患者血液中胰岛素和血糖含量均偏高,据图推测,其血糖含量偏高的原因可能为_______(写出两点)。
(4)研发治疗糖尿病的药物时,研究人员一般通过给大鼠注射链脲佐菌素(STZ)来获得模型鼠,为了准确判断该药物是否成功破坏了胰岛B细胞以及是否成功获得了模型鼠,应在________(填“空腹”或“饱腹”)状态检测血液中胰岛素的含量和在_________(填“空腹”或“饱腹”)状态检测血糖的含量。
(5)研究者研制了一种“智能”胰岛素(IA)以期用于糖尿病的治疗,IA结构示意图见图2。IA通过X与葡萄糖竞争性结合GLUT-4。为评估IA调节血糖水平的效果,研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA,测量血糖浓度的变化,结果如图3。该实验结果表明______对血糖水平的调节更具优势,体现在________。从IA调控血糖机制的角度分析原因可能是_______。
【答案】(1) ①. 合成糖原 ②. 转化为非糖物质
(2) ①. 高尔基体 ②. 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装
(3)GLUT-4数量不足,葡萄糖转运进入细胞受阻;胰岛素受体受损,胰岛素无法正常结合传递信号;信号传导过程受阻,胰岛素结合受体后无法有效启动下游反应
(4) ①. 饱腹 ②. 空腹
(5) ①. IA(智能胰岛素) ②. IA能更快速、平稳地降低并维持血糖水平(糖尿病小鼠中血糖下降更快更稳定,正常小鼠中调节更平稳) ③. IA与葡萄糖竞争性结合GLUT-4,血糖高时促进葡萄糖摄取利用降血糖,血糖低时减少葡萄糖摄取避免低血糖,从而精准平稳调节血糖
【解析】
【分析】1、胰岛素:由胰岛B细胞分泌,是降低血糖的重要激素。其作用机制包括促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,例如促进肌肉细胞摄取葡萄糖并将其转化为肌糖原储存起来;促进血糖的氧化分解等。当血糖水平升高时,胰岛素分泌增加,从而使血糖浓度降低。多项研究表明,胰岛素通过与细胞表面的胰岛素受体结合,启动一系列细胞内的信号传导通路,来实现对血糖的调节作用。
2、胰高血糖素:由胰岛A细胞分泌,是升高血糖的重要激素。当血糖水平降低时,胰高血糖素分泌增加。它能促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,还能促进非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖浓度。
【小问1详解】
葡萄糖进入细胞后,除氧化分解外,还可通过合成糖原(肝糖原、肌糖原)和转化为非糖物质(如脂肪、某些氨基酸)降低血糖。
【小问2详解】
含GLUT-4的囊泡直接来自高尔基体;高尔基体的功能是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,然后发送(或加工、分类、包装和发送)。
【小问3详解】
患者胰岛素和血糖均偏高,说明胰岛素不能正常发挥作用,可能的原因有:GLUT-4 数量不足,葡萄糖转运进入细胞受阻;胰岛素受体受损,胰岛素无法正常结合传递信号;信号传导过程受阻,胰岛素结合受体后无法有效启动下游反应。
【小问4详解】
检测胰岛素含量应在饱腹状态(饱腹后胰岛素浓度改变更大); 检测血糖应在空腹状态,此时模型鼠因胰岛B细胞破坏,血糖会偏高,更易判断模型是否成功。
【小问5详解】
从图中可以看到,无论是糖尿病小鼠还是正常小鼠,IA(智能胰岛素)对血糖水平的调节更具优势。 具体体现在:糖尿病小鼠中,IA使血糖下降更迅速、更稳定地维持在较低水平(或“血糖下降效果更好、波动更小”);正常小鼠中,IA调节血糖的效果更平稳,不易出现血糖过低的情况。从IA调控机制分析原因是IA通过与葡萄糖竞争性结合GLUT-4:当血糖浓度高时,葡萄糖与GLUT-4结合,同时IA能促进含GLUT-4的囊泡转移到细胞膜,增强葡萄糖的摄取和利用,快速降血糖;当血糖浓度降低时,IA会竞争性结合GLUT-4,减少葡萄糖过度摄取,避免血糖过低,从而更精准、平稳地调节血糖。
22. 油菜是我国第一大油料作物,其产油量占国产油料作物的50%左右,该植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径,如图1所示,其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。科研工作者根据这一机制培育出高产油菜,产油率由原来的35%提高到58%。据图回答下列问题:
(1)油料作物种子富含脂肪,其萌发时会发生脂肪水解,产物为__________。
(2)基因B表达时发生图1中_____(填序号)过程。诱导基因B的非模板链转录,可以实现油菜含油量的提高,原因是_____。
(3)提高油菜的含油量还可利用射线照射种子,使其发生基因突变,该过程应处理_____(填“干种子”或“湿种子”),原因是_____。若筛选出的含油量明显提高的油菜一条染色体上的B基因中发生了碱基对的替换,则该突变属于______(填“显性”或“隐性”)突变,突变后的基因指导合成的肽链长度可能_____。
(4)油菜是由白菜(染色体组为BB,2n=20)与甘蓝(染色体组为DD,2n=18)杂交后经过自然加倍形成的异源四倍体。油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产,而萝卜(染色体组为TT,2n=18)具有抗线虫病基因。科研人员以萝卜和甘蓝型油菜为亲本杂交,通过如图2所示途径获得抗线虫病甘蓝型油菜,过程②可用_______处理,若F2产生配子时,在减数分裂I过程中T染色体组的染色体随机分配到细胞任意一极,减数分裂Ⅱ正常,其他染色体组中的染色体正常分配,用F2与甘蓝型油菜杂交,得到F3植株,其染色体数目范围为_____。
【答案】(1)甘油和脂肪酸
(2) ①. ①② ②. 诱导基因B的非模板链转录出单链RNA,该单链RNA与自然转录的mRNA结合形成双链RNA(物质C),从而抑制基因B表达的翻译过程,进而抑制酶b的合成。酶b减少使PEP向蛋白质转化的途径受阻,更多的PEP会通过酶a的催化作用合成为油脂,最终提高油菜产油率(合理即可)。
(3) ①. 湿种子 ②. 湿种子细胞分裂活跃,DNA复制频率高,突变概率大 ③. 显性 ④. 不变、变长或变短
(4) ①. 秋水仙素 ②. 38~47
【解析】
【分析】1、图1显示,PEP在酶a的催化下转化为油脂,在酶b的催化下转化为蛋白质,而酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成,基因B的模板链自然转录形成的mRNA可指导酶b的合成;科研人员诱导基因B的非模板链转录出单链RNA,该单链RNA与自然转录的mRNA结合形成双链RNA(物质C),双链RNA会抑制翻译过程(mRNA无法作为翻译模板),进而抑制酶b的合成。酶b减少使PEP向蛋白质转化的途径受阻,更多的PEP会通过酶a的催化作用合成为油脂,最终提高油菜产油率。
2、图2显示,甘蓝型油菜染色体组组成为BBDD,萝卜是TT,据此推测,F1植株的染色体组组成为BDT,由于该品种没有同源染色体,高度不育,因此经过②过程,即用秋水仙素处理使染色体加倍形成异源多倍体BBDDTT。异源多倍体BBDDTT形成的配子为BDT,与亲本油菜BBDD形成的配子BD结合(回交),获得F2,染色体组组成为BBDDT。
【小问1详解】
脂肪水解的产物是甘油和脂肪酸。
【小问2详解】
基因表达包括转录和翻译,图中①过程是基因 B 的模板链转录形成 mRNA,属于基因表达的转录阶段,②过程是以mRNA为模板链,翻译形成酶b,属于基因表达的翻译阶段。因此,基因B表达时发生图1中①②过程。据图分析,PEP在酶a的催化下转化为油脂,在酶b的催化下转化为蛋白质,基因B的模板链自然转录形成的mRNA可指导酶b的合成。诱导基因B的非模板链转录,可以实现油菜含油量的提高,原因是诱导基因B的非模板链转录出单链RNA,该单链RNA与自然转录的mRNA结合形成双链RNA(物质C),从而抑制基因B表达的翻译过程,进而抑制酶b的合成。酶b减少使PEP向蛋白质转化的途径受阻,更多的PEP会通过酶a的催化作用合成为油脂,最终提高油菜产油率。
【小问3详解】
基因突变通常发生在细胞分裂的DNA复制阶段。提高油菜的含油量还可利用射线照射种子,使其发生基因突变,该过程应处理湿种子,原因是湿种子细胞分裂活跃,DNA复制频率高,突变概率大。一条染色体上的B基因中发生了碱基对的替换导致含油量明显提高,暗示另一条染色体上的B基因正常,该含油量明显提高的突变体是杂合子,突变基因能直接表达并掩盖野生型基因的作用,该突变属于显性突变。发生碱基对替换后,若转录出的相应密码子仍对应其他氨基酸,则肽链长度不变;若导致原终止密码子变为编码氨基酸的密码子,肽链合成不提前终止,则肽链变长;若导致编码氨基酸的密码子变为终止密码子,肽链合成提前终止,则肽链变短;综上所述,突变后的基因指导合成的肽链长度可能不变、变长或变短。
【小问4详解】
图2显示,甘蓝型油菜染色体组组成为BBDD,萝卜是TT,据此推测,F1植株的染色体组组成为BDT,由于该品种没有同源染色体,高度不育,需要用秋水仙素处理使染色体加倍形成异源多倍体BBDDTT(过程②)。异源多倍体BBDDTT形成的配子为BDT,与亲本油菜BBDD形成的配子BD结合,获得的F2染色体组组成为BBDDT。
据“油菜是由白菜(染色体组为BB,2n=20)与甘蓝(染色体组为DD,2n=18)杂交后经过自然加倍形成的异源四倍体。油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产,而萝卜(染色体组为TT,2n=18)具有抗线虫病基因。”可知B含10条染色体,D和T各含9条染色体。若F2产生配子时,在减数分裂I过程中T染色体组的染色体随机分配到细胞任意一极,减数分裂Ⅱ正常,其他染色体组中的染色体正常分配,则F2配子染色体数范围:最少为19(染色体组组成为BD),最多为28(染色体组组成为BDT)。甘蓝型油菜配子染色体数为19;F2与甘蓝型油菜杂交,BC2染色体数目范围为(19+19)~(28+19),即38~47。
23. 水稻的无香味(F)对有香味(f)为显性,抗稻瘟病(T)对不抗稻瘟病(t)为显性,两对基因独立遗传。现将有香味无抗性和无香味有抗性的纯合品系水稻杂交得F1,F1自交得F2,F2中每一植株自交所结的种子单独收获,种植后得到单一株系。回答下列问题:
(1)F3共获得_____种株系。F2中纯合有香味有抗性的植株所占比例为________。F2中有香味有抗性植株自交所得后代的表型及其比例为_____。
(2)科研人员利用基因编辑技术敲除控制水稻细胞核中雄性可育关键基因M,获得雄性不育系A,再把基因M与P(使花粉失活)、R(红色荧光蛋白基因)紧密连锁构建融合基因,与Ti质粒连接构建表达载体,转入雄性不育水稻A,获得了转基因雄性可育系B。如图所示:
雄性不育系A在育种中的应用价值是_____。根据转基因雄性可育系B自交后代的特点,可将其称为智能雄性可育系B,请从鉴别与育种的角度分别分析,“智能”的原因是_______;______(写出两点)。智能雄性可育系B还能保证生物安全,防止基因的扩散,原因是_____。
(3)科研人员根据水稻生长特点和杂种优势,培育出了多年生杂种优势的水稻品种PR23,该品系和一年生水稻相比,优点是_____。
【答案】(1) ①. 9 ②. 1/16 ③. 有香味有抗性:有香味无抗性= 5:1
(2) ①. 无需人工去雄,简化育种程序 ②. 可通过红色荧光鉴别个体是否可育 ③. 自交后代可分离出不育系和可育系,直接用于育种 ④. 含融合基因的花粉失活,无法传播基因
(3)无需年年播种,降低成本;保持杂种优势,产量稳定
【解析】
【分析】自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。 实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合时互不干扰的;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。 适用条件:有性生殖的真核生物;细胞核内染色体上的基因;两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。 细胞学基础:基因的自由组合定律发生在减数分裂I后期。
【小问1详解】
将有香味无抗性fftt和无香味有抗性FFTT的纯合品系水稻杂交得F1,FfTt,F1自交得F2,F2中每一植株自交所结的种子单独收获,种植后得到单一株系。子二代有9种基因型,子三代也是,对应9种株系。纯合有香味有抗性(ffTT)在 F2 中的比例为1/16。F2中有香味有抗性植株ffT_有1/3ffTT,2/3ffTt,ffTT 自交后代全为有香味有抗性;ffTt 自交后代为有香味有抗性:有香味无抗性 = 3:1。 综合后,后代表型及比例为有香味有抗性(1/3+2/3×3/4):有香味无抗性(2/3×1/4) = 5:1。
【小问2详解】
雄性不育系A的应用价值是无需进行人工去雄,节省育种时间和成本。 把基因M与P(使花粉失活)、R(红色荧光蛋白基因)紧密连锁构建融合基因,与Ti质粒连接构建表达载体,转入雄性不育水稻A,获得了转基因雄性可育系。“智能”的原因:鉴别角度:可通过红色荧光蛋白(R基因)鉴别可育/不育个体(有荧光的为可育,无的为不育); 育种角度:自交后代可分离出雄性不育系和可育系,直接用于育种。 防止基因扩散的原因:含融合基因的花粉因P基因失活而无法存活,只有不含融合基因的花粉可育,避免基因通过花粉扩散。
【小问3详解】
多年生杂交水稻PR23的优点是每年无需重新播种,减少种植成本;持续保持杂种优势,产量稳定。
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