内容正文:
海口市琼山中学高三年级第一学期第四次月考生物科试题
(考试时间:90分钟,满分:100分)
注意事项:
1.本试卷共分两部分,第Ⅰ卷为选择题,第Ⅱ卷为非选择题。
2.第Ⅰ卷的答案用铅笔准确填涂,第Ⅱ卷的答案用黑色签字笔或钢笔填写,答案均写在答题卡上,答在试卷上无效。
第I卷(选择题共45分)
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意)
1. 人和动物的肠道菌群包括细菌、真菌和病毒等微生物群,具有保护肠道、调节物质能量代谢和机体免疫等功能。下列说法正确的是( )
A. 肠道菌群中所有生物共有的细胞器为核糖体
B. 从生命系统的结构层次看,肠道菌群属于种群
C. DNA是肠道菌群主要遗传物质
D. 肠道菌群寄生在肠道中,可以帮助人体分解食物中的纤维素
【答案】C
【解析】
【分析】原核细胞:没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色质;没有复杂的细胞器(只有核糖体一种细胞器);只能进行二分裂生殖,属于无性生殖,不遵循孟德尔的遗传定律;含有细胞膜、细胞质,遗传物质是DNA。真核生物:有被核膜包被的成形的细胞核,有核膜、核仁和染色质;有复杂的细胞器(包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体等);能进行有丝分裂、无丝分裂和减数分裂;含有细胞膜、细胞质,遗传物质是DNA。
【详解】A、病毒没有细胞结构,没有核糖体,细菌有核糖体,真菌也有核糖体,所以肠道菌群中有些生物如病毒没有核糖体,A错误;
B、种群是指在一定空间和时间内的同种生物个体的总和,而肠道菌群包含细菌、真菌和病毒等多种生物,不属于种群,B错误;
C、细胞生物(细菌、真菌)的遗传物质都是 DNA,病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA,在肠道菌群中细胞生物占多数,所以 DNA 是肠道菌群主要的遗传物质,C正确;
D、人体肠道中没有分解纤维素的酶,肠道菌群中也没有能帮助人体分解纤维素的微生物,人体不能分解食物中的纤维素,D错误。
故选C。
2. 生命活动中某些“比值”的变化可作为监测其生命活动状态的参考指标。下列关于“比值”的说法,正确的是( )
A. 休眠种子萌发的早期阶段,细胞内结合水/自由水的比值升高
B. 洋葱根尖有丝分裂过程中,细胞中染色体数/核DNA数的比值不变
C. 洋葱表皮细胞在质壁分离过程中,细胞液浓度/外界溶液浓度的比值变大
D. 向缺氧的培养液中通入氧气,酵母菌消耗葡萄糖量与生成CO2量的比值不变
【答案】C
【解析】
【分析】
水是代谢的液体环境、参与生化反应、运输物质等,有丝分裂中DNA和染色体的加倍时期是不同的,有氧呼吸的葡萄糖与CO2的比值为1:6,无氧呼吸葡萄糖与CO2的比值为1:2。
【详解】A、种子萌发时要吸收大量的水,故萌发早期细胞内结合水/自由水的比值降低,A错误;
B、有丝分裂中,DNA复制含量加倍在间期,染色体数加倍在后期,前、中期染色体数/核DNA数=1/2,后、末期染色体数/核DNA数=1,B错误;
C、洋葱表皮细胞在质壁分离过程中,细胞失水,细胞液浓度增大,外界溶液浓度降低,因此细胞液浓度/外界溶液浓度的比值变大,C正确;
D、向缺氧的培养液中通入氧气,酵母菌开始进行有氧呼吸,有氧呼吸消耗的葡萄糖与生成的CO2的比值为1:6,无氧呼吸消耗的葡萄糖与生成的CO2的比值为1:2,D错误。
故选C。
【点睛】
3. 脑啡肽是一类有机化合物,研究人员在脑中发现了两种脑啡肽,即甲硫氨酸脑啡肽(氨基酸序列为Tyr-Gly-Gly-Phe-Met)和亮氨酸脑啡肽(氨基酸序列为Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu),它们都属于中枢神经系统中的神经递质。下列有关说法正确的是( )
A. 组成两种脑啡肽的化学元素均只含有C、H、O、N
B. 两种脑啡肽都是五肽,由5种氨基酸通过脱水缩合反应形成
C. 脑啡肽是人体内的信息分子,通过与特定的受体结合传递信息
D. 脑啡肽与双缩脲试剂的反应需要在水浴加热条件下才能呈现紫色
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质的元素组成一般是C、H、O、N,有的含有S,氨基酸通过脱水缩合方式形成多肽(蛋白质),蛋白质可通过双缩脲试剂检测。
【详解】A、两种脑啡肽的化学本质是多肽,化学元素组成是C、H、O、N,有的含有S,如甲硫氨酸脑啡肽,A错误;
B、两种脑啡肽都是五肽,由5个氨基酸通过脱水缩合反应形成,题干信息可知,两种脑啡肽均有4种氨基酸,B错误;
C、两种脑啡肽属于中枢神经系统中的神经递质,神经递质是人体内的信息分子,通过与突触后膜上特定的受体结合传递信息,C正确;
D、蛋白质利用双缩脲试剂鉴定时不需要水浴加热,D错误。
故选C。
4. 随着人们健康意识增强,常规体检不断普及,越来越多人对胆固醇患有“恐高症”,于是转而求“低”。但研究结果显示,人体内胆固醇过低时人易衰老,易患癌症、抑郁症等疾病。而过量的胆固醇摄入会导致高胆固醇血症,从而诱发动脉粥样硬化等心脑血管疾病,威胁人类健康。以下叙述不合理的是( )
A. 人体内胆固醇过高或过低都会威胁人类健康
B. 胆固醇可能影响免疫系统和神经系统的功能
C. 血浆中的LDL进入细胞需要消耗细胞呼吸所释放的能量
D. 当LDL受体出现遗传性缺陷时,血浆中的胆固醇含量将减少
【答案】D
【解析】
【详解】A、人体内胆固醇过低时人易衰老,易患癌症、抑郁症等疾病,而过量的胆固醇摄入会导致高胆固醇血症,从而诱发动脉粥样硬化等心脑血管疾病,威胁人类健康,可见人体内胆固醇过高或过低都会威胁人类健康,A正确;
B、人体内胆固醇过低时人易衰老,易患癌症、抑郁症等疾病,据此可知,胆固醇可能影响免疫系统和神经系统的功能,B正确;
C、由图可知,胆固醇通过形成LDL,和细胞膜表面的LDL受体结合,以胞吞的方式进入细胞,胞吞需要消耗能量,C正确;
D、当LDL受体出现遗传性缺陷后,LDL难以通过与受体结合后通过胞吞的方式进入细胞,会继续留在血浆中,导致血浆中胆固醇含量上升,D错误。
故选D。
5. 科学家在果蝇细胞中发现新型细胞器PXo小体(具多层膜),其膜上的PXo蛋白可将细胞质中的磷酸盐逆浓度梯度转运进入PXo小体并转化为磷脂储存;食物缺磷时,PXo小体降解并释放磷酸盐供细胞利用。下列叙述错误的是( )
A. PXo小体的多层膜结构直接来自核糖体,可增大磷酸盐转运面积
B. 可用差速离心法将PXo小体与其他细胞器分离
C. 食物缺磷时PXo小体的降解,依赖溶酶体内水解酶的作用
D. PXo蛋白转运磷酸盐时,会发生自身构象的改变
【答案】A
【解析】
【详解】A、核糖体无膜,负责蛋白质的合成,而膜结构的形成与内质网、高尔基体等细胞器相关。PXo小体的多层膜结构并非直接来自核糖体,而是可能由其他膜结构衍生或扩展形成,A错误;
B、差速离心法通过不同离心速度分离细胞器,适用于分离PXo小体与其他细胞器,B正确;
C、溶酶体含有水解酶,负责降解细胞内的结构,PXo小体的降解需溶酶体参与,C正确;
D、PXo蛋白逆浓度梯度转运磷酸盐属于主动运输,载体蛋白在此过程中会发生构象改变,D正确。
故选A。
6. 图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置,一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过,但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列叙述错误的是( )
A. 若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,则此时细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度
B. 图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,则平衡后A侧液面与B侧液面一样高
C. 图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,那么随着时间的推移,h将会越来越小
D. 图3中,如果A、a均为蔗糖溶液,则开始时浓度大小关系为Ma>MA,达到平衡后Ma>MA
【答案】A
【解析】
【分析】题图分析:图1中为细胞处于质壁分离状态;图2和3中半透膜可以让水分子自由通过,而蔗糖分子不能透过。
【详解】A、若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,由于不知道该细胞是正在继续发生质壁分离还是复原,还是达到了动态平衡,因此不能确定此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系,细胞液浓度大于、小于或等于外界溶液浓度都有可能,A错误;
B、图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,由于葡萄糖分子能透过半透膜,则液面会出现左侧先升高,然后右侧液面升高,最后两侧液面相平,B正确;
C、图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,则半透膜两侧的浓度差会逐渐减少,随着时间的推移,h将会越来越小,C正确;
D、图3中开始时漏斗内液面上升,可推测Ma>MA,但由于漏斗内液柱压力的作用,当液面不再上升时,由于浓度差和液柱压力的作用相等,水分进出平衡,因此MA小于Ma,D正确。
故选A。
7. 钙泵(载体蛋白)能驱动细胞质中的Ca2+泵出细胞或泵入细胞内的钙库(内质网等储存Ca2+的细胞器),以维持细胞质基质内低浓度的Ca2+。当机体接受刺激产生的兴奋传到肌细胞时,Ca2+会从钙库中借助通道蛋白释放出来,引起肌肉收缩。下列相关说法错误的是( )
A. Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔内的过程属于主动运输
B. 钙泵磷酸化需要细胞质基质中的ATP水解酶催化
C. Ca2+从肌细胞钙库中借助通道蛋白释放到细胞质基质不消耗ATP
D. Ca2+能够引起肌肉收缩说明无机盐具有维持细胞生命活动的作用
【答案】B
【解析】
【详解】A、Ca²+泵出细胞或泵入内质网均为逆浓度梯度运输,需载体蛋白(钙泵)和能量,属于主动运输,A正确;
B、钙泵作为载体蛋白进行主动运输时,其自身可能具有ATP水解酶活性,催化ATP水解供能,而非依赖细胞质基质中的ATP水解酶,B错误;
C、Ca²+通过通道蛋白从钙库(内质网)释放到细胞质基质是顺浓度梯度的协助扩散,不消耗ATP,C正确;
D、Ca²+作为信号分子触发肌肉收缩,体现无机盐对生命活动的调节作用,D正确。
故选B。
8. 鱼藤酮是一种专属性很强的杀虫剂,对昆虫尤其是菜粉蝶幼虫等害虫具有很强的杀灭作用。其作用机制主要是通过抑制NADH脱氢酶(存在于线粒体内膜上)的活性,来降低相关害虫的细胞呼吸水平。下列有关叙述正确的是( )
A. 鱼藤酮不影响菜粉蝶幼虫细胞进行无氧呼吸
B. 鱼藤酮能促进害虫有氧呼吸的第一、二阶段,使细胞内产生更多的ATP应急
C. 鱼藤酮抑制害虫有氧呼吸的第三阶段,进而使细胞内NADH的生成速率降低
D. 鱼藤酮可能使害虫有氧呼吸过程中保持耗氧量不变,但产热量增加
【答案】A
【解析】
【详解】A、无氧呼吸的场所是细胞质基质,不依赖线粒体内膜的酶,因此鱼藤酮不影响无氧呼吸,A正确;
B、鱼藤酮抑制第三阶段,导致NADH无法被利用,该阶段释放的能量最多,B错误;
C、NADH的生成主要在第一、二阶段,第三阶段是消耗NADH,抑制该阶段不会降低NADH生成速率,C错误;
D、有氧呼吸第三阶段要消耗氧气,并释放大量能量,因此第三阶段受阻时,氧气消耗量减少,产热量也会减少,D错误。
故选A。
9. 酶a、酶b与酶c是科学家分别从菠菜叶、酵母菌与大肠杆菌中纯化出的ATP水解酶。研究人员分别测量其对不同浓度ATP的水解反应速率,实验结果如图。下列说法正确的是( )
A. 酶a、b、c在催化ATP水解的过程中,与放能反应相联系
B. 在同一ATP浓度下,酶a催化产生的最终ADP和Pi量最多
C. 各曲线达到最大反应速率一半时,三种酶所需要的ATP浓度相同
D. 高温会使ATP水解酶中的肽键断裂,从而破坏其空间结构
【答案】C
【解析】
【详解】A、酶a、b、c在催化ATP水解的过程中,ATP水解释放的能量被用于其他的吸能反应,A错误;
B、ADP和Pi的生成量与底物ATP的量有关,故在相同ATP浓度下,三种酶产生的最终ADP和Pi量相同,B错误;
C、据图可知,酶a、酶b和酶c的最大反应速率分别是1200、 800和400,各曲线达到最大反应速率一半时,三种酶需要的ATP浓度都是10,C正确;
D、高温会使ATP水解酶的空间结构被破坏,但是肽键不会断裂,D错误。
故选C。
10. 某些肉质果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高,最后下降的现象,称为呼吸跃变(标志着果实由成熟阶段走向衰老阶段)。研究人员以芒果果实为实验材料,探究室温条件下黄芩提取物对芒果果实呼吸强度的影响,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 实验结果无法说明芒果果实属于呼吸跃变型水果
B. 降低温度可能减缓呼吸跃变的出现
C. 图中三个黄芩提取物浓度中最有利于贮存芒果果实的浓度为12.5mg/g
D. 在呼吸跃变过程中,芒果果实中的自由水/结合水的值可能先升高后降低
【答案】A
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、实验图像显示,在黄芩提取物不同浓度处理下,芒果果实呼吸强度在储藏过程中出现了明显的呼吸强度先升高后降低的情况,这符合呼吸跃变的特征,因此实验结果是可以说明芒果果实属于呼吸跃变型水果的,A错误;
B、适当降低储藏温度,可以降低呼吸作用强度,减少有机物的氧化分解,延缓果实衰老,当然也可能减缓呼吸跃变的出现,B正确;
C、较低的黄芩提取物浓度12.5mg/g能有效抑制呼吸强度,对贮存芒果果实更有利,过高过低均不合适,C正确;
D、某些肉质果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高,最后下降的现象,称为呼吸跃变(标志着果实由成熟阶段走向衰老阶段,细胞代谢先加快后减弱)。细胞代谢越快,自由水与结合水比值越大,在发生呼吸跃变的过程中,芒果果实细胞内的自由水/结合水的值的变化情况最可能是先上升,而后下降,D正确。
故选A。
11. 当细胞开始进入有丝分裂时,细胞质中的ATP水平会迅速降低,持续的低能量状态会激活AMPK进入线粒体内使MCU磷酸化,帮助钙离子大量地进入线粒体内从而促进线粒体ATP的产生并维持整个细胞的能量稳态,染色体的正常分离需要由MCU介导产生的ATP提供能量。下列说法正确的是( )
A. 细胞进入有丝分裂时,核DNA和蛋白质的合成都消耗ATP
B. 线粒体ATP的产生不仅受到呼吸酶活性影响,也受钙离子调节
C. MCU基因大量敲除的细胞会较多地阻滞在有丝分裂后期
D. MCU基因大量敲除后染色体分离可由细胞质基质产生大量ATP供能
【答案】B
【解析】
【分析】由题目分析可知:细胞进入有丝分裂期后,线粒体中Ca2+浓度突然快速增加,该过程需要线粒体钙单向转运蛋白(MCU)参与,由内膜两侧的H+浓度梯度提供动力。Ca2+可以促进有氧呼吸相关酶的活性,从而加强有氧呼吸,为细胞提供更多的能量。
【详解】A、细胞进入有丝分裂前,需要进行一系列的准备工作,包括DNA的复制和蛋白质的合成。这些过程都是耗能过程,需要消耗ATP。但是,当细胞正式进入有丝分裂时,核膜核仁已经解体,染色质高度螺旋化形成染色体,此时细胞核已经不存在,因此核DNA的合成(实际上在有丝分裂前的间期已完成)和蛋白质的合成都不是在有丝分裂期间进行的,且这些过程虽然消耗ATP,但并非直接在有丝分裂开始时进行,A错误;
B、根据题干信息,“持续低能量状态会激活AMPK进入线粒体内使MCU磷酸化,帮助钙离子大量地进入线粒体内从而促进线粒体ATP的产生并维持整个细胞的能量稳态”。这说明线粒体ATP的产生不仅受到呼吸酶活性的影响(呼吸酶催化呼吸链反应,产生ATP),还受到钙离子的调节。MCU(线粒体钙单向转运体)的磷酸化促进了钙离子进入线粒体,进而影响了线粒体的代谢和ATP的生成,B正确;
C、MCU的主要作用是促进钙离子进入线粒体,从而增加线粒体ATP的产生。如果MCU基因被大量敲除,那么钙离子进入线粒体的量会减少,导致线粒体ATP的产生减少。这会影响整个细胞的能量稳态,进而可能影响有丝分裂的多个阶段,而不仅仅是后期。此外,染色体的正常分离需要由MCU介导产生的ATP提供能量,因此MCU的缺失更可能导致细胞阻滞在前期或中期,而不是后期,C错误;
D、细胞质基质确实能为细胞代谢提供能量,但主要是通过呼吸作用的第一阶段,即葡萄糖的分解,产生少量的ATP。大量的ATP主要是通过线粒体产生的,D错误。
故选B。
12. 人的肝脏具有强大的再生能力,部分肝细胞在损伤时能重新进入细胞周期进行分裂。在酒精代谢过程中,肝细胞内产生的大量自由基会引发氧化应激。长期酗酒会导致肝细胞大量死亡和纤维化,引发肝硬化。下列相关叙述正确的是( )
A. 肝细胞有92条染色体时说明其正在进行分化
B. 肝细胞分裂以补充受损细胞体现了细胞的全能性
C. 肝脏组织的自然更新与修复过程存在细胞凋亡
D. 酒精以协助扩散的方式进入肝细胞,能促进肝细胞衰老
【答案】C
【解析】
【详解】A、肝细胞在有丝分裂后期染色体数目暂时加倍至92条,此时细胞处于分裂阶段,而非分化阶段,A错误;
B、细胞全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,而肝细胞分裂补充损伤细胞仅体现细胞的增殖能力,并未体现全能性,B错误;
C、肝脏自然更新过程中,既有新细胞生成,也有衰老或受损细胞的程序性死亡(细胞凋亡),以维持组织稳态,C正确;
D、酒精以自由扩散方式进入肝细胞,D错误。
故选C。
13. 下列关于实验研究的说法正确的是( )
A. 鲁宾和卡门利用16O的同位素18O具有放射性的特点,追踪光合作用中氧气的来源
B. 用雌雄同株异花的玉米进行杂交实验时只需在花蕾期套袋,就可防止外来花粉的干扰
C. 孟德尔一对相对性状的杂交实验中设计测交实验并预期结果是对假说的演绎过程
D. 萨顿研究发现雌雄配子结合时非同源染色体自由组合,非等位基因也自由组合
【答案】C
【解析】
【分析】人工异花授粉过程为:去雄(在花蕾期去掉雄蕊)→套上纸袋→人工异花授粉(待花成熟时,采集另一株植株的花粉涂在去雄花的柱头上)→套上纸袋。
【详解】A、18O不具有放射性,A错误;
B、用雌雄同株异花的玉米进行杂交实验时在花蕾期和授粉后均需套袋,才可防止外来花粉的干扰,B错误;
C、孟德尔一对相对性状的杂交实验中,设计测交实验并预期结果:高茎:矮茎=1:1,属于演绎过程,C正确;
D、非同源染色体的自由组合及非等位基因的自由组合发生在产生雌雄配子的过程中,而不是雌雄配子结合的过程中,D错误。
故选C。
14. 已知果蝇的红眼(A)对白眼(a)为显性,相关基因位于X染色体上;长翅(B)对残翅(b)为显性相关基因位于常染色体上。一只红眼长翅雌果蝇与一只红眼长翅雄果蝇杂交,若F1雄果蝇中红眼长翅:红眼残翅:白眼长翅:白眼残翅=3:1:3:1。下列关于此杂交实验的分析,正确的是( )
A. F1中红眼长翅雌果蝇的基因型只有2种
B. 亲本中红眼长翅雌果蝇的基因型一定为BbXAXA
C. F1中红眼长翅雌蝇与白眼残翅雄蝇杂交,后代不会出现白眼残翅果蝇
D. 若让F1中红眼长翅雌雄蝇相互交配,F2白眼残翅蝇出现的概率为1/72
【答案】D
【解析】
【详解】A、依据题干信息,F1雄果蝇中,红眼:白眼=1:1,且亲本为红眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,果蝇的红眼(A)对白眼(a)为显性,相关基因位于X染色体上,所以亲本的基因型为XAXa、XAY;F1雄果蝇中,长翅:残翅=3:1,可知,亲本的基因型为Bb、Bb,综上,亲本的杂交组合为:BbXAXa、BbXAY,所以F1中红眼长翅雌果蝇的基因型有:B-XAX-,共有2×2=4种,A错误;
B、结合A项可知,亲本中红眼长翅雌果蝇的基因型一定为 BbXAXa,B错误;
C、亲本的杂交组合为:BbXAXa×BbXAY,F1中,红眼长翅雌果蝇的基因型为B-XAX-,白眼残翅雄果蝇的基因型为bbXaY,后代会出现白眼残翅(bbXaXa、bbXaY),C错误;
D、亲本的杂交组合为:BbXAXa×BbXAY,F1中,红眼长翅雌、雄果蝇的基因型为B-XAX-、B-XAY ,按照拆分法,可求得白眼残翅果蝇的概率为(2/3×2/3×1/4)×(1/4×1/2)=1/72,D正确。
故选D。
15. 下列关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是( )
A. S型肺炎链球菌具有毒性是因为荚膜中的多糖有毒,单独使用S型肺炎链球菌的DNA去感染小鼠,小鼠会患病死亡
B. 赫尔希和蔡斯的实验只能通过测定放射性的强度来判断,不能通过测定放射性的有无来判断
C. 把有烟草花叶病毒感染病斑的烟叶榨汁,用过滤后的汁液去感染正常烟叶,被感染的烟叶会出现病斑
D. 肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
【答案】A
【解析】
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、S型细菌的荚膜不一定有毒,有可能是荚膜防止细菌被免疫系统杀死,导致细菌增多使小鼠死亡,单独给小鼠注射S型细菌DNA,小鼠体内不会产生S型活细菌,小鼠不会死亡,A错误;
B、赫尔希和蔡斯的实验中离心后的上清液和沉淀物中都有放射性,只是放射性强度差别较大,故赫尔希和蔡斯的实验只能通过测定放射性的强度来判断,不能通过测定放射性的有无来判断,B正确;
C、烟草花叶病毒很小,能通过过滤器,把有烟草花叶病毒感染病斑的烟叶榨汁,用过滤后的汁液(含有病毒)去感染正常烟叶,被感染的烟叶会出现病斑,C正确;
D、肺炎链球菌体外转化实验利用酶解法去掉DNA或蛋白质,噬菌体浸染细菌实验利用同位素标记法区分DNA和蛋白质,两者均采用了能区分DNA和蛋白质的技术,D正确。
故选A。
第II卷(非选择题 共55分)
二、非选择题:(本大题包括5小题,除特别标注外其余的每空1分共计55分)
16. 对小麦进行诱变处理,研究人员得到一种光合特性发生改变的黄绿叶突变体。对野生型和该突变体小麦叶片的光合作用相关指标进行测定,结果如下表。回答下列问题。
株系
光补偿点/
(μmol·m⁻2·s⁻1)
CO₂饱和点/
(μmol·mol⁻¹)
最大净光合速率/
(μmol·m⁻2·s⁻1)
野生型
37.65
610.93
29.47
突变体
56.84
?
45.96
注:表中光补偿点和最大净光合速率在大气CO₂浓度和适宜温度下测定,CO2饱和点在光照强度1200μmol·m⁻2·s⁻1和适宜温度下测定。
(1)提取小麦叶片中的色素时,研磨时还需加入________使研磨更充分。利用纸层析法分离提取到的光合色素,预计突变体小麦中从上到下第______条带的叶绿素_____(填“a”或“b”)含量低于野生型小麦叶片。
(2)在表中光补偿点条件下培养一段时间后,野生型小麦植株的有机物总量______(填“增多”“不变”或“减少”)。据表中数据推测,突变体小麦的CO2饱和点________(填“高于”“等于”或“低于”)野生型小麦,理由是_______。
(3)若给予密闭环境中培养的野生型小麦一定量的H2¹⁸O及适宜光照,一段时间后能在小麦细胞中检测到含¹⁸O的物质有_________________(至少答3种)。
(4)进一步研究发现,突变体小麦叶肉细胞中PEPC 酶活性显著高于野生型。PEPC酶的功能如下图所示。在光照充足和CO2浓度较低时突变体小麦的光合速率高于野生型,原因是_______________。
【答案】(1) ①. SiO2##二氧化硅 ②. 三##3 ③. a
(2) ①. 减少 ②. 高于 ③. 突变体小麦的最大净光合速率高于野生型小麦,达到最大光合速率时所需CO2更多
(3)18O2、C18O2、(CH218O)
(4)突变体小麦叶肉细胞中PEPC酶活性显著高于野生型,可高效地将低浓度CO2转化为C4,运入叶绿体,C4分解产生高浓度CO2,提高叶绿体中CO2浓度,使其在光照充足和低CO2浓度条件下仍然能高效进行光合作用
【解析】
【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程,该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中;暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程,三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
【小问1详解】
提取植物叶片中的色素研磨时还需加入SiO₂使研磨更充分。黄绿叶突变体中叶绿素a(蓝绿色)含量降低而呈现黄绿色,因此利用纸层析法分离色素时,预计从上到下第三条带的色素(叶绿素a)含量低于野生型小麦叶片。
【小问2详解】
在表中光补偿点条件下培养一段时间后,野生型小麦植株中有机物的总量会减少,原因是小麦叶片处于光补偿点条件下,叶片光合作用制造的有机物量与呼吸作用消耗的相等,植株还有非光合器官(例如根)进行呼吸作用消耗有机物,因此一段时间后小麦植株有机物总量减少。据表中数据推测,突变体小麦的CO₂饱和点比野生型小麦高,理由是突变体小麦的最大净光合速率高于野生型小麦,达到最大光合速率时所需CO₂更多。
【小问3详解】
若给予密闭环境中培养的野生型小麦一定量的H2¹⁸O及适宜光照,在光合作用光反应阶段,会发生水(H2¹⁸O)的光解,生成¹⁸O2;在呼吸作用的第二阶段,丙酮酸(C3H4O3)与水(H2¹⁸O)反应生成C¹⁸O2和[H];在光合作用的暗反应阶段,C¹⁸O2会被固定最终合成糖类(CH218O)等有机物。因此,一段时间后能在小麦细胞中检测到含¹⁸O的物质有18O2、C18O2、(CH218O)。
【小问4详解】
图中显示,PEPC酶可将低浓度CO₂更多地转变成草酰乙酸(C₄),而草酰乙酸进入叶绿体后会分解产生CO₂和丙酮酸,通过该过程可使突变体小麦叶绿体中的CO₂浓度增加,从而在光照充足和低CO₂浓度条件下仍然高效进行光合作用。
17. 某种动物的体细胞中有2对染色体。图甲是该动物细胞分裂过程中某物质或结构数量变化部分曲线,图乙是该动物体内细胞的部分生命活动。回答下列问题。
(1)该动物为______(填“雄性”或“雌性”),判断的理由是____________。
(2)若图甲表示染色单体数目的变化,则m 的值可能为_________。若图乙中细胞g与图甲中bc过程中染色体行为相同,图甲纵坐标可代表____________。
(3)据图乙判断,该生物配子中染色体组合的多样性主要与细胞______(填字母)中的染色体行为有关,细胞h、g、c中同源染色体分别有___________对。
(4)判断图乙中细胞e、f是否具有全能性并说明理由:____________。
【答案】(1) ①. 雌性 ②. 图乙中细胞g处于减数第一次分裂后期,细胞开始不均等分裂
(2) ①. 8或4 ②. 同源染色体对数
(3) ①. g ②. 0、2、4
(4)有全能性;由d发育形成e、f过程发生了细胞分化,细胞分化过程不改变细胞内的遗传物质,细胞内仍含有发育所需的全套遗传物质
【解析】
【分析】图乙中a→g→h表示减数分裂,a→b→c表示有丝分裂,d→e/f表示细胞分化。
【小问1详解】
分析题图乙,g图中同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期,细胞质不均等分配,是初级卵母细胞,因此该动物是雌性。
【小问2详解】
结合题干信息可知,某种动物的体细胞中有2对染色体,若图甲表示染色单体数目的变化,则m 的值可能为8(2对同源染色体)或4(处于减数第二次分裂前、中期)。g图中同源染色体分离,bc段某物质或结构数量变化由m→0,若图乙中细胞g与图甲中bc过程中染色体行为相同,图甲纵坐标可代表同源染色体对数。
【小问3详解】
导致生物配子中染色体组合的多样性的原因有减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体互换、减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合,据图分析,自由组合对应图乙中的g图。h由于同源染色体分离,细胞中没有同源染色体;g细胞处于减数第一次分裂后期,含有2对同源染色体;c细胞处于有丝分裂后期,有4对同源染色体。
【小问4详解】
分析题图,由d发育形成e、f过程发生了细胞分化,细胞分化过程不改变细胞内的遗传物质,细胞内仍含有发育所需的全套遗传物质,因此细胞e、f具有全能性。
18. 自噬是一种真核细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白和病原体的正常代谢机制。我国科学家发明了一种小分子绑定化合物ATTEC,它能将自噬标记物LC3和空间结构改变的蛋白质黏在一起,形成黏附物。其过程如图1所示。
(1)ATTEC与异常蛋白的结合具有一定的_____;溶酶体膜和自噬体膜能相互转化的结构基础是_________________。
(2)图中异常蛋白与ATTEC和LC3结合形成黏附物,进而形成的自噬体由_____层磷脂双分子层组成。
(3)科研人员发现B蛋白与细胞自噬有关,为了研究B蛋白的作用机理,做了如下实验,结果如下:
②由图2实验结果可知,敲除B蛋白基因后,b组与a组比较,细胞内自噬体数目减少,研究人员据此初步判断:B蛋白可以______(填“促进”或“抑制”)自噬体的形成。根据实验结果,支持该实验结论的依据还有:______________。
③为进一步研究B蛋白作用的机理,研究人员将正常B蛋白或失活的B蛋白与纳米金颗粒(能与B蛋白结合,起到标志物的作用)、脂质体(人工构建的脂双层球体)进行共同孵育,观察到图3所示结果。实验观察到正常B蛋白存在时,金颗粒聚集在_____处,而失活的B蛋白存在时无此现象。试推测B蛋白的作用机理是__________。
【答案】(1) ①. 特异性/专一性 ②. 两种膜的组成成分和结构相似
(2)2 (3) ①. 促进 ②. 敲除后转入正常B蛋白基因,c组与a、b组比较,细胞内自噬体数目恢复/敲除后转入B蛋白基因的突变基因,d组与a、b组比较,细胞内自噬体数目未恢复 ③. 脂质体与脂质体连接 ④. 与磷脂分子结合,诱导膜泡融合,促进自噬体形成
【解析】
【分析】由图可知,ATTEC可以和LC3结合到异常蛋白,而不能和正常蛋白结合,结合异常蛋白后会被内质网包围形成自噬体,自噬体与溶酶体结合,通过溶酶体中的酶将异常蛋白降解。
【小问1详解】
ATTEC能将自噬标记物LC3和空间结构改变的蛋白质黏在一起,形成黏附物,由此可知,ATTEC与异常蛋白的结合具有一定的专一性。溶酶体膜和自噬体膜的组成成分和结构相似,故这两种膜能够相互转化。
【小问2详解】
由图1可知,该自噬体是由2层生物膜包裹而成,因此形成的自噬体由2层磷脂双分子层组成。
【小问3详解】
B蛋白可以促进自噬体的形成,依据从两个方面分析如下:①敲除后转入正常B蛋白基因,c组与a、b组比较,细胞内自噬体数目恢复;②敲除后转入B蛋白基因的突变基因,d组与a、b组比较,细胞内自噬体数目未恢复。将正常B蛋白或失活的B蛋白与纳米金颗粒(能与B蛋白结合)、脂质体(人工构建的脂双层球体)进行共孵育,一段时间后观察到:实验观察到正常B蛋白存在时,金颗粒聚集在脂质体与脂质体连接处,而失活的B蛋白存在时无此现象。由此推测B蛋白的作用机理是与磷脂分子结合,诱导膜泡融合,促进自噬体形成。
19. 番茄是两性花植物,杂交育种时人工去雄操作繁琐。我国研究者利用基因工程技术获得了雄性不育系,极大地提高了杂交育种效率。请回答下列问题:
(1)研究者对优良野生型(WT)番茄雄蕊特异性表达的A基因进行编辑,获得了一个在A基因中插入一个碱基对的纯合突变体(品系甲)。该突变体花粉完全败育。将品系甲与WT杂交,F1代全部育性正常。F1自交得到的F2中,共有284株植株,其中育性正常的植株约为213株,雄性不育的植株约为71株。该结果表明,雄性不育性状是由______性基因控制的,判断依据是____。
(2)品系甲雄性不育,无法通过自交留种。研究者将正常的A基因与一个控制子叶颜色的显性基因B(紫色)共同构建在一个T-DNA片段上(两基因紧密连锁),通过农杆菌转化法导入品系甲,获得了育性恢复的纯合品系乙(基因型可视为AABB)。请利用品系甲(雄性不育、子叶白色,aabb)和品系乙(可育、子叶紫色,AABB)为材料,设计一个能够年年连续繁殖品系甲的育种方案______。
(3)研究者在野生番茄中发现一个抗病基因,拟用杂交方法将此抗病基因引入到甲、乙品系中。从操作简便性的角度出发,应将抗病基因先引入甲还是乙?并说明理由______。
【答案】(1) ①. 隐 ②. 品系甲(雄性不育)与野生型(WT,育性正常)杂交,F1代全部育性正常,说明育性正常为显性性状,雄性不育为隐性性状
(2)杂交:每年以品系甲(aabb)为母本,品系乙(AABB)为父本进行杂交。自交:收获甲植株上的种子(即F1代,基因型为AaBb,子叶均为紫色),播种后让F1植株自交。筛选甲品系:收获F1植株上的种子(即F2代)。由于a基因和b基因紧密连锁,子叶为白色的种子的基因型是aabb,即为目标雄性不育系甲
(3)引入甲。与甲进行杂交和多代回交不用去雄,操作更简便
【解析】
【分析】基因工程四步骤包括: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、目的基因的检测与表达。分析题图可知,过程①为逆转录,过程②为限制性核酸内切酶切割,过程③为目的基因扩增,过程④为将目的基因导入受体细胞,过程⑤为目的基因的检测鉴定。
【小问1详解】
品系甲(雄性不育)与野生型(WT,育性正常)杂交,F1代全部育性正常,说明育性正常为显性性状,雄性不育为隐性性状。
【小问2详解】
研究者将正常的A基因与一个控制子叶颜色的显性基因B(紫色)共同构建在一个T-DNA片段上,两基因连锁,用农杆菌转化法导入甲,获得育性恢复的纯合品系乙,每年以品系甲(aabb)为母本,品系乙(AABB)为父本进行杂交。自交:收获甲植株上的种子(即F1代,基因型为AaBb,子叶均为紫色),播种后让F1植株自交。筛选甲品系:收获F1植株上的种子(即F2代)。由于a基因和b基因紧密连锁,子叶为白色的种子的基因型是aabb,即为目标雄性不育系甲。
【小问3详解】
甲花粉不成活,应先引入甲,与甲进行杂交和多代回交不用去雄,操作更简便。
20. 图1是某患者家族遗传系谱图,该病由一对等位基因控制,其致病基因不在XY的同源区段,在人群中的发病率为1/10000。对部分成员相关基因进行检测,经限制酶BstI(识别序列为—GGATCC—)切割后电泳,结果如图2所示。回答以下问题:
(1)该病的遗传方式为________,判断的理由是_________________。
(2)人群中该致病基因的基因频率为________,II-1与一正常女子婚配生下表型正常小孩的概率为_______。
(3)经检测II-1体内与该病相关的蛋白质中氨基酸数量不变,请从基因突变和基因表达的角度解释患病的原因:______________,进而蛋白质功能异常。
(4)II-2与II-3婚后生下一患该病的小孩III-1。经检测发现,II-3相关基因发生了不同于II-1的致病突变,在654号位发生碱基替换,由正常碱基序列—CAGA—突变为—CATA—。请你对III-1患病原因做出合理解释____________。若使用限制酶BstI对II-3、III-1的相关基因进行切割并电泳,请在如图3所示的相应位置中将酶切结果对应位置的条带涂黑__________。
【答案】(1) ①. 常染色体隐性遗传 ②. I-1、I-2表型正常,后代II-1患病可推出该病属于隐性遗传病,根据电泳结果可知I-1为杂合子,可推知致病基因位于常染色体.
(2) ①. 1/100 ②. 100/101
(3)基因中碱基发生替换,转录出的mRNA碱基序列改变,翻译出的蛋白质结构改变
(4) ①. II-2与II-3各携带一种隐性基因,III-1同时获得II-2与II-3的隐性致病基因 ②.
【解析】
【分析】遗传方式判断核心依据:“无中生有”→隐性遗传;结合电泳结果(杂合子亲本表型正常)→排除伴X遗传,确定为常染色体隐性遗传。
【小问1详解】
Ⅰ-1、Ⅰ-2 表型正常,但生育了患病的 Ⅱ-1(“无中生有”),说明该病是隐性遗传; 结合电泳结果:Ⅰ-1 的电泳条带是 “905bp+847bp+58bp”,而限制酶 BstⅠ 的识别序列是 “-GGATCC-”,说明 Ⅰ-1 的基因中既有含酶切位点的正常基因(被切成 847bp+58bp),也有不含酶切位点的致病基因(905bp),即 Ⅰ-1 是杂合子;I-1、I-2表型正常,后代II-1患病可推出该病属于隐性遗传病;根据电泳结果可知I-1为杂合子,可推知致病基因位于常染色体。
【小问2详解】
该病为常染色体隐性遗传,人群中发病率(aa 的频率)为1/10000。根据哈迪 - 温伯格定律:aa=q2=1/10000,因此致病基因(a)的频率q=1/100。Ⅱ-1 是患者(基因型aa);正常女子的基因型为AA或Aa。人群中Aa的概率:2pq=2×99/100×1/100=198/10000;正常女子中Aa的概率(仅考虑正常个体):2pq÷(1−q2)=198/10000÷9999/10000=2/101;Ⅱ-1(aa)与正常女子生育患病小孩(aa)的概率:2/101×1/2=1/101;因此,生育表型正常小孩的概率:1−1/101=100/101。
【小问3详解】
基因中碱基发生替换,导致转录出的mRNA 碱基序列改变,进而使翻译出的蛋白质结构改变(但氨基酸数量不变,说明不是终止密码子突变),最终蛋白质功能异常,引发疾病。
【小问4详解】
II-2与II-3各携带一种隐性基因,III-1同时获得II-2与II-3的隐性致病基因,因此患病。Ⅱ-3的突变不影响BstⅠ位点,电泳条带为847+58bp(正常);Ⅲ-1继承Ⅱ-2的a(905bp)和Ⅱ-3的新致病基因(847+58bp),故电泳显示3条带(905+847+58bp)。
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海口市琼山中学高三年级第一学期第四次月考生物科试题
(考试时间:90分钟,满分:100分)
注意事项:
1.本试卷共分两部分,第Ⅰ卷为选择题,第Ⅱ卷为非选择题。
2.第Ⅰ卷的答案用铅笔准确填涂,第Ⅱ卷的答案用黑色签字笔或钢笔填写,答案均写在答题卡上,答在试卷上无效。
第I卷(选择题共45分)
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意)
1. 人和动物的肠道菌群包括细菌、真菌和病毒等微生物群,具有保护肠道、调节物质能量代谢和机体免疫等功能。下列说法正确的是( )
A. 肠道菌群中所有生物共有的细胞器为核糖体
B. 从生命系统的结构层次看,肠道菌群属于种群
C. DNA是肠道菌群主要的遗传物质
D. 肠道菌群寄生在肠道中,可以帮助人体分解食物中的纤维素
2. 生命活动中某些“比值”的变化可作为监测其生命活动状态的参考指标。下列关于“比值”的说法,正确的是( )
A. 休眠种子萌发的早期阶段,细胞内结合水/自由水的比值升高
B. 洋葱根尖有丝分裂过程中,细胞中染色体数/核DNA数的比值不变
C. 洋葱表皮细胞在质壁分离过程中,细胞液浓度/外界溶液浓度的比值变大
D. 向缺氧的培养液中通入氧气,酵母菌消耗葡萄糖量与生成CO2量的比值不变
3. 脑啡肽是一类有机化合物,研究人员在脑中发现了两种脑啡肽,即甲硫氨酸脑啡肽(氨基酸序列为Tyr-Gly-Gly-Phe-Met)和亮氨酸脑啡肽(氨基酸序列为Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu),它们都属于中枢神经系统中的神经递质。下列有关说法正确的是( )
A. 组成两种脑啡肽的化学元素均只含有C、H、O、N
B. 两种脑啡肽都是五肽,由5种氨基酸通过脱水缩合反应形成
C. 脑啡肽是人体内的信息分子,通过与特定的受体结合传递信息
D. 脑啡肽与双缩脲试剂的反应需要在水浴加热条件下才能呈现紫色
4. 随着人们健康意识增强,常规体检不断普及,越来越多人对胆固醇患有“恐高症”,于是转而求“低”。但研究结果显示,人体内胆固醇过低时人易衰老,易患癌症、抑郁症等疾病。而过量的胆固醇摄入会导致高胆固醇血症,从而诱发动脉粥样硬化等心脑血管疾病,威胁人类健康。以下叙述不合理的是( )
A. 人体内胆固醇过高或过低都会威胁人类健康
B. 胆固醇可能影响免疫系统和神经系统的功能
C. 血浆中的LDL进入细胞需要消耗细胞呼吸所释放的能量
D. 当LDL受体出现遗传性缺陷时,血浆中的胆固醇含量将减少
5. 科学家在果蝇细胞中发现新型细胞器PXo小体(具多层膜),其膜上的PXo蛋白可将细胞质中的磷酸盐逆浓度梯度转运进入PXo小体并转化为磷脂储存;食物缺磷时,PXo小体降解并释放磷酸盐供细胞利用。下列叙述错误的是( )
A. PXo小体的多层膜结构直接来自核糖体,可增大磷酸盐转运面积
B. 可用差速离心法将PXo小体与其他细胞器分离
C. 食物缺磷时PXo小体的降解,依赖溶酶体内水解酶的作用
D. PXo蛋白转运磷酸盐时,会发生自身构象的改变
6. 图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置,一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过,但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列叙述错误的是( )
A. 若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,则此时细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度
B. 图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,则平衡后A侧液面与B侧液面一样高
C. 图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,那么随着时间的推移,h将会越来越小
D. 图3中,如果A、a均为蔗糖溶液,则开始时浓度大小关系为Ma>MA,达到平衡后Ma>MA
7. 钙泵(载体蛋白)能驱动细胞质中的Ca2+泵出细胞或泵入细胞内的钙库(内质网等储存Ca2+的细胞器),以维持细胞质基质内低浓度的Ca2+。当机体接受刺激产生的兴奋传到肌细胞时,Ca2+会从钙库中借助通道蛋白释放出来,引起肌肉收缩。下列相关说法错误的是( )
A. Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔内的过程属于主动运输
B. 钙泵磷酸化需要细胞质基质中的ATP水解酶催化
C. Ca2+从肌细胞钙库中借助通道蛋白释放到细胞质基质不消耗ATP
D. Ca2+能够引起肌肉收缩说明无机盐具有维持细胞生命活动的作用
8. 鱼藤酮是一种专属性很强杀虫剂,对昆虫尤其是菜粉蝶幼虫等害虫具有很强的杀灭作用。其作用机制主要是通过抑制NADH脱氢酶(存在于线粒体内膜上)的活性,来降低相关害虫的细胞呼吸水平。下列有关叙述正确的是( )
A. 鱼藤酮不影响菜粉蝶幼虫细胞进行无氧呼吸
B. 鱼藤酮能促进害虫有氧呼吸的第一、二阶段,使细胞内产生更多的ATP应急
C. 鱼藤酮抑制害虫有氧呼吸第三阶段,进而使细胞内NADH的生成速率降低
D. 鱼藤酮可能使害虫有氧呼吸过程中保持耗氧量不变,但产热量增加
9. 酶a、酶b与酶c是科学家分别从菠菜叶、酵母菌与大肠杆菌中纯化出的ATP水解酶。研究人员分别测量其对不同浓度ATP的水解反应速率,实验结果如图。下列说法正确的是( )
A. 酶a、b、c在催化ATP水解的过程中,与放能反应相联系
B. 在同一ATP浓度下,酶a催化产生的最终ADP和Pi量最多
C. 各曲线达到最大反应速率一半时,三种酶所需要的ATP浓度相同
D. 高温会使ATP水解酶中的肽键断裂,从而破坏其空间结构
10. 某些肉质果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高,最后下降的现象,称为呼吸跃变(标志着果实由成熟阶段走向衰老阶段)。研究人员以芒果果实为实验材料,探究室温条件下黄芩提取物对芒果果实呼吸强度的影响,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 实验结果无法说明芒果果实属于呼吸跃变型水果
B. 降低温度可能减缓呼吸跃变的出现
C. 图中三个黄芩提取物浓度中最有利于贮存芒果果实的浓度为12.5mg/g
D. 在呼吸跃变的过程中,芒果果实中的自由水/结合水的值可能先升高后降低
11. 当细胞开始进入有丝分裂时,细胞质中的ATP水平会迅速降低,持续的低能量状态会激活AMPK进入线粒体内使MCU磷酸化,帮助钙离子大量地进入线粒体内从而促进线粒体ATP的产生并维持整个细胞的能量稳态,染色体的正常分离需要由MCU介导产生的ATP提供能量。下列说法正确的是( )
A. 细胞进入有丝分裂时,核DNA和蛋白质的合成都消耗ATP
B. 线粒体ATP的产生不仅受到呼吸酶活性影响,也受钙离子调节
C. MCU基因大量敲除的细胞会较多地阻滞在有丝分裂后期
D. MCU基因大量敲除后染色体分离可由细胞质基质产生大量ATP供能
12. 人的肝脏具有强大的再生能力,部分肝细胞在损伤时能重新进入细胞周期进行分裂。在酒精代谢过程中,肝细胞内产生的大量自由基会引发氧化应激。长期酗酒会导致肝细胞大量死亡和纤维化,引发肝硬化。下列相关叙述正确的是( )
A. 肝细胞有92条染色体时说明其正在进行分化
B. 肝细胞分裂以补充受损细胞体现了细胞的全能性
C. 肝脏组织的自然更新与修复过程存在细胞凋亡
D. 酒精以协助扩散的方式进入肝细胞,能促进肝细胞衰老
13. 下列关于实验研究的说法正确的是( )
A. 鲁宾和卡门利用16O的同位素18O具有放射性的特点,追踪光合作用中氧气的来源
B. 用雌雄同株异花的玉米进行杂交实验时只需在花蕾期套袋,就可防止外来花粉的干扰
C. 孟德尔一对相对性状的杂交实验中设计测交实验并预期结果是对假说的演绎过程
D. 萨顿研究发现雌雄配子结合时非同源染色体自由组合,非等位基因也自由组合
14. 已知果蝇的红眼(A)对白眼(a)为显性,相关基因位于X染色体上;长翅(B)对残翅(b)为显性相关基因位于常染色体上。一只红眼长翅雌果蝇与一只红眼长翅雄果蝇杂交,若F1雄果蝇中红眼长翅:红眼残翅:白眼长翅:白眼残翅=3:1:3:1。下列关于此杂交实验的分析,正确的是( )
A. F1中红眼长翅雌果蝇基因型只有2种
B. 亲本中红眼长翅雌果蝇的基因型一定为BbXAXA
C. F1中红眼长翅雌蝇与白眼残翅雄蝇杂交,后代不会出现白眼残翅果蝇
D. 若让F1中红眼长翅雌雄蝇相互交配,F2白眼残翅蝇出现的概率为1/72
15. 下列关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是( )
A. S型肺炎链球菌具有毒性是因为荚膜中的多糖有毒,单独使用S型肺炎链球菌的DNA去感染小鼠,小鼠会患病死亡
B. 赫尔希和蔡斯的实验只能通过测定放射性的强度来判断,不能通过测定放射性的有无来判断
C. 把有烟草花叶病毒感染病斑的烟叶榨汁,用过滤后的汁液去感染正常烟叶,被感染的烟叶会出现病斑
D. 肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
第II卷(非选择题 共55分)
二、非选择题:(本大题包括5小题,除特别标注外其余的每空1分共计55分)
16. 对小麦进行诱变处理,研究人员得到一种光合特性发生改变的黄绿叶突变体。对野生型和该突变体小麦叶片的光合作用相关指标进行测定,结果如下表。回答下列问题。
株系
光补偿点/
(μmol·m⁻2·s⁻1)
CO₂饱和点/
(μmol·mol⁻¹)
最大净光合速率/
(μmol·m⁻2·s⁻1)
野生型
37.65
610.93
29.47
突变体
56.84
?
45.96
注:表中光补偿点和最大净光合速率在大气CO₂浓度和适宜温度下测定,CO2饱和点在光照强度1200μmol·m⁻2·s⁻1和适宜温度下测定。
(1)提取小麦叶片中的色素时,研磨时还需加入________使研磨更充分。利用纸层析法分离提取到的光合色素,预计突变体小麦中从上到下第______条带的叶绿素_____(填“a”或“b”)含量低于野生型小麦叶片。
(2)在表中光补偿点条件下培养一段时间后,野生型小麦植株的有机物总量______(填“增多”“不变”或“减少”)。据表中数据推测,突变体小麦的CO2饱和点________(填“高于”“等于”或“低于”)野生型小麦,理由是_______。
(3)若给予密闭环境中培养的野生型小麦一定量的H2¹⁸O及适宜光照,一段时间后能在小麦细胞中检测到含¹⁸O的物质有_________________(至少答3种)。
(4)进一步研究发现,突变体小麦叶肉细胞中PEPC 酶活性显著高于野生型。PEPC酶的功能如下图所示。在光照充足和CO2浓度较低时突变体小麦的光合速率高于野生型,原因是_______________。
17. 某种动物的体细胞中有2对染色体。图甲是该动物细胞分裂过程中某物质或结构数量变化部分曲线,图乙是该动物体内细胞的部分生命活动。回答下列问题。
(1)该动物为______(填“雄性”或“雌性”),判断的理由是____________。
(2)若图甲表示染色单体数目的变化,则m 的值可能为_________。若图乙中细胞g与图甲中bc过程中染色体行为相同,图甲纵坐标可代表____________。
(3)据图乙判断,该生物配子中染色体组合的多样性主要与细胞______(填字母)中的染色体行为有关,细胞h、g、c中同源染色体分别有___________对。
(4)判断图乙中细胞e、f是否具有全能性并说明理由:____________。
18. 自噬是一种真核细胞降解受损细胞器、错误折叠蛋白和病原体的正常代谢机制。我国科学家发明了一种小分子绑定化合物ATTEC,它能将自噬标记物LC3和空间结构改变的蛋白质黏在一起,形成黏附物。其过程如图1所示。
(1)ATTEC与异常蛋白的结合具有一定的_____;溶酶体膜和自噬体膜能相互转化的结构基础是_________________。
(2)图中异常蛋白与ATTEC和LC3结合形成黏附物,进而形成的自噬体由_____层磷脂双分子层组成。
(3)科研人员发现B蛋白与细胞自噬有关,为了研究B蛋白作用机理,做了如下实验,结果如下:
②由图2实验结果可知,敲除B蛋白基因后,b组与a组比较,细胞内自噬体数目减少,研究人员据此初步判断:B蛋白可以______(填“促进”或“抑制”)自噬体的形成。根据实验结果,支持该实验结论的依据还有:______________。
③为进一步研究B蛋白作用的机理,研究人员将正常B蛋白或失活的B蛋白与纳米金颗粒(能与B蛋白结合,起到标志物的作用)、脂质体(人工构建的脂双层球体)进行共同孵育,观察到图3所示结果。实验观察到正常B蛋白存在时,金颗粒聚集在_____处,而失活的B蛋白存在时无此现象。试推测B蛋白的作用机理是__________。
19. 番茄是两性花植物,杂交育种时人工去雄操作繁琐。我国研究者利用基因工程技术获得了雄性不育系,极大地提高了杂交育种效率。请回答下列问题:
(1)研究者对优良野生型(WT)番茄雄蕊特异性表达的A基因进行编辑,获得了一个在A基因中插入一个碱基对的纯合突变体(品系甲)。该突变体花粉完全败育。将品系甲与WT杂交,F1代全部育性正常。F1自交得到的F2中,共有284株植株,其中育性正常的植株约为213株,雄性不育的植株约为71株。该结果表明,雄性不育性状是由______性基因控制的,判断依据是____。
(2)品系甲雄性不育,无法通过自交留种。研究者将正常的A基因与一个控制子叶颜色的显性基因B(紫色)共同构建在一个T-DNA片段上(两基因紧密连锁),通过农杆菌转化法导入品系甲,获得了育性恢复的纯合品系乙(基因型可视为AABB)。请利用品系甲(雄性不育、子叶白色,aabb)和品系乙(可育、子叶紫色,AABB)为材料,设计一个能够年年连续繁殖品系甲的育种方案______。
(3)研究者在野生番茄中发现一个抗病基因,拟用杂交方法将此抗病基因引入到甲、乙品系中。从操作简便性的角度出发,应将抗病基因先引入甲还是乙?并说明理由______。
20. 图1是某患者家族遗传系谱图,该病由一对等位基因控制,其致病基因不在XY的同源区段,在人群中的发病率为1/10000。对部分成员相关基因进行检测,经限制酶BstI(识别序列为—GGATCC—)切割后电泳,结果如图2所示。回答以下问题:
(1)该病的遗传方式为________,判断的理由是_________________。
(2)人群中该致病基因的基因频率为________,II-1与一正常女子婚配生下表型正常小孩的概率为_______。
(3)经检测II-1体内与该病相关的蛋白质中氨基酸数量不变,请从基因突变和基因表达的角度解释患病的原因:______________,进而蛋白质功能异常。
(4)II-2与II-3婚后生下一患该病的小孩III-1。经检测发现,II-3相关基因发生了不同于II-1的致病突变,在654号位发生碱基替换,由正常碱基序列—CAGA—突变为—CATA—。请你对III-1患病原因做出合理解释____________。若使用限制酶BstI对II-3、III-1的相关基因进行切割并电泳,请在如图3所示的相应位置中将酶切结果对应位置的条带涂黑__________。
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