内容正文:
2025-2026学年第一学期高三年级12月月考
生物学试卷
一、单项选择题:本部分有15题,每题2分,共30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 关于人体中糖原、脂肪和淀粉酶,下列叙述错误的是( )
A. 三者都含有的元素是C、H、O
B. 细胞中糖原和脂肪都是储能物质
C. 糖原和淀粉酶的基本组成单位不同
D. 胃中唾液淀粉酶可将淀粉水解为葡萄糖
2. 图中①~④表示人体细胞的不同结构。下列相关叙述正确的是( )
A. ①~④构成人体细胞中完整的生物膜系统
B. 溶酶体合成的水解酶能清除衰老的①②③
C. 与①的外膜相比,其内膜上膜蛋白种类及数量都多
D. ④转运分泌蛋白与纤维素构成的细胞骨架密切相关
3. 某同学进行下列实验时,相关操作不合理的是( )
A. 从试管中取菌种前,先在火焰旁拔棉塞,再将试管口迅速通过火焰以灭菌
B. 观察黑藻的细胞质流动时,在低倍镜下应先调节粗准焦螺旋,再调节细准焦螺旋
C. 探究温度对酶活性的影响时,先将酶与底物混合,然后在不同温度下水浴处理
D. 鉴定脂肪时,花生子叶切片用苏丹Ⅲ染液染色后,再用体积分数为50%乙醇洗去浮色
4. 为了防治莲藕食根金花虫,研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝,并开展相关研究,结果见下表。下列相关叙述错误的是( )
套养方式
莲藕食根金花虫防治率(%)
藕增产率(%)
单独套养泥鳅
81.3
8.2
单独套养黄鳝
75.7
3.6
混合套养泥鳅和黄鳝
94.2
13.9
A. 混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率
B. 3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率
C. 混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系
D. 生物防治优化了生态系统的能量流动方向,提高了经济效益和生态效益
5. 关于“探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用”的实验,下列叙述错误的是( )
A. 选有2-3个芽的枝条进行扦插,其产生的生长素可促进生根
B. 扦插枝条最好去除大叶片,以防蒸腾作用过强影响插条的活性
C. 对照组的扦插基质用珍珠岩,实验组的扦插基质用等体积的泥炭土
D. 实验结果表明不同浓度的生长调节剂处理扦插枝条能获得相同的生根数
6. 图中①~③表示一种细胞器的部分结构。相关叙述正确的是( )
A. 该细胞器能产生ATP,不能消耗ATP
B. ③中有DNA、RNA、核糖体分布
C. ①、②上有运输O2、CO2的转运蛋白
D. ②、③分别是产生CO2、消耗O2的场所
7. 有同学以紫色洋葱为实验材料,进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列相关叙述不合理的是( )
A. 制临时装片时,先在载玻片上滴一滴清水,再将撕下的表皮放入展平后盖上盖玻片
B. 用低倍镜观察刚制成的临时装片,可见细胞多呈长条形,细胞核位于细胞中央
C. 用吸水纸引流使0.3g/mL蔗糖溶液替换成清水,可观察到质壁分离的复原现象
D. 通过观察紫色中央液泡体积大小变化,可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态
8. 图示二倍体植物形成2n异常配子的过程,下列相关叙述正确的是( )
A. 2n配子是因减数第二次分裂异常产生的
B. 甲细胞中发生过染色体结构易位
C. 乙细胞中含有两对同源染色体
D. 丙细胞含两个染色体组和4个DNA分子
9. 酵母菌是基因工程中常用的表达系统。下列相关叙述正确的是( )
A. 酵母菌培养液使用前要灭活所有细菌,但不能灭活真菌
B. 酵母菌是真核细胞,需放置在CO2培养箱中进行培养
C. 可用平板划线法和稀释涂布平板法对酵母菌计数
D. 该表达系统中高尔基体可对合成的蛋白质进行加工和修饰
10. 脂肪细胞分泌的生物活性蛋白Leptin可使兴奋性递质5-羟色胺的合成和释放减少,阻碍神经元之间的兴奋传递,如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 脂肪细胞通过释放Leptin使5-羟色胺的合成减少属于体液调节
B. Leptin直接影响突触前膜和突触后膜的静息电位
C. Leptin与突触前膜受体结合,影响兴奋在突触处的传递
D. 5-羟色胺与突触后膜受体结合减少,导致内流减少
11. 我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞,再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 基因选择性表达被诱导改变后,可使体细胞去分化成多能干细胞
B. 在小分子TH34诱导下,多能干细胞发生基因突变,获得胰岛素基因
C. 衍生的胰岛B细胞在葡萄糖的诱导下能表达胰岛素,才可用于移植治疗糖尿病
D. 若衍生的胰岛B细胞中凋亡基因能正常表达,细胞会发生程序性死亡
12. 用秋水仙素处理大花葱(2n=16),将其根尖制成有丝分裂装片,图示2个细胞分裂象。下列相关叙述正确的是( )
A. 解离时间越长,越有利于获得图甲所示的分裂象
B. 取解离后的根尖,置于载玻片上,滴加清水并压片
C. 图乙是有丝分裂后期的细胞分裂象
D. 由于秋水仙素的诱导,图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍
13. 图示植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 步骤①添加盐酸可提高去除细胞壁的效率
B. 步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗
C. 原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间
D. 台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养
14. 关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验,下列叙述正确的是( )
A. 制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B. 制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌
C. 发酵装置需加满菜料或牛奶并封装,以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D. 控制好发酵时间,以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
15. 关于人体的内环境与稳态,下列叙述错误的是( )
A. 血浆Na+浓度降低时,肾上腺皮质分泌的醛固酮增加,促进肾小管对Na+的重吸收
B. 血浆H+浓度升高时,HCO3-与H+结合,H2CO3分解成CO2和H2O,CO2排出体外
C. 寒冷刺激时,肾上腺素、甲状腺激素分泌增加,细胞代谢增强,产热增加
D. 体内失水过多时,垂体合成抗利尿激素量增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收
二、多项选择题:本部分有5题,每题3分,共15分。每题有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。
16. 图示普通韭菜(2n=16)的花药结构。为了快速获得普通韭菜的纯系,科研人员利用其花药进行单倍体育种。下列相关叙述正确的有( )
A. 花粉细胞和花药壁细胞均具有全能性
B. 培养基中生长素与细胞分裂素的比例影响愈伤组织再分化
C. 镜检根尖伸长区细胞的染色体,可鉴定出单倍体幼苗
D. 秋水仙素处理单倍体幼苗,所得植株的细胞中染色体数都是16
17. 图示哺乳动物的一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。下列相关叙述错误的有( )
A. 有丝分裂前,普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体
B. 有丝分裂或减数分裂时,丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体
C. 减数分裂Ⅰ完成时,能形成基因型为MmNnTt的细胞
D. 有丝分裂后期着丝粒分开,导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍
18. 神经元释放的递质会引起骨骼肌兴奋,下列相关叙述错误的有( )
A. 该过程经历了“化学信号→电信号”的变化
B. 神经元处于静息状态时,其细胞膜内K+的浓度低于膜外
C. 骨骼肌细胞兴奋与组织液中Na+协助扩散进入细胞有关
D. 交感神经和副交感神经共同调节骨骼肌的收缩和舒张
19. 从牛卵巢采集卵母细胞进行体外成熟培养,探究高温对卵母细胞成熟的影响,结果如图所示。相关叙述正确的有( )
A. 选取发育状态一致的卵母细胞进行培养
B. 体外培养卵母细胞时通常加入过滤除菌后的血清
C. 对采集的卵母细胞传代培养以产生大量卵细胞
D. 体外培养时高温提高了卵母细胞发育的成熟率
20. AluⅠ限制酶识别序列及切割位点为 ,图示人体正常基因A突变为致病基因a及HindⅢ切割位点。下列相关叙述正确的有( )
A. 基因A突变为a是一种碱基替换的突变
B. 用两种限制酶分别酶切A基因后,形成的末端类型不同
C. 用两种限制酶分别酶切a基因后,产生的片段大小一致
D. 产前诊断时,该致病基因可选用HindⅢ限制酶开展酶切鉴定
三、非选择题:本部分有5题,共55分。除特别说明外,每空1分。
21. I.如图是蓝细菌光合作用部分过程示意图,在类囊体膜上含有ATP合酶和电子传递链。
(1)蓝细菌中光合色素存在于_______(填具体部位)。
(2)光反应过程中,水光解时产生了_______和e-。
(3)图中过程①②发生场所是_______,其中,过程②需要_______参与。
(4)图中ATP合酶的功能有_______。
(5)H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶,而O2能自由通过类囊体膜,说明类囊体膜具有的功能特性是_______。
Ⅱ.在一定条件下,测定样液中蓝细菌细胞中叶绿素a含量,可用于估算水体中蓝细菌密度。
(6)可用叶绿素a含量估算蓝细菌密度,理由是_______。
(7)已知蓝细菌体积比普通细菌大得多,跟真核细胞大小相当。测定样液蓝细菌数量时,取一定浓度梯度稀释样液,用_______(“血细胞”、“细菌”)计数板计数,取样前需_______。
(8)提取蓝细菌中叶绿素a时,实验室常用试剂是_______;盛有叶绿素a试管用锡箔纸包裹并避光存放,目的是_______。
22. 某保护区地势较为平坦,植被类型属于热带稀树灌丛草原,生活着坡鹿、猛禽和蟒蛇等动物。坡鹿为珍稀保护动物,主要以草本植物的嫩叶为食;蟒蛇会攻击坡鹿。
(1)唐诗《赋得古原草送别》中诗句“离离原上草,一岁一枯荣”,体现群落的_______性;在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛,这种群落演替类型称为_______。
(2)科研人员对坡鹿在火烧地和非火烧地的采食与休息行为进行研究,发现坡鹿主要在火烧地采食,而休息主要在非火烧地,如图1。形成该结果的原因是_______。
(3)保护区的草原上,植物个体常呈不均匀分布,这体现了群落水平结构的主要特征是_______。
(4)为了研究火烧法对植被的影响,科研人员采用样方法进行调查。群落结构越复杂,样方面积应越_______(“大”、“小”);研究表明,生物利用环境资源的能力与群落结构复杂程度、生态位多样性呈_______(“正相关”、“负相关”)。
(5)为了研究坡鹿粪便对保护区土壤动物类群丰富度的影响,科研人员用吸虫器采集土壤样方中的动物后,常选用_______溶液固定保存;蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材,这体现了生物多样性的_______价值。
(6)研究保护区内动物的食物结构,常用的方法有直接观察法、胃内容物分析法。若调查稀有动物坡鹿的食物结构,优先选用粪便分析法,与标记重捕法相比,该方法突出的优点有_______。
(7)科研人员在野外调查的基础上绘制了保护区食物网,部分结构如图2所示。下列叙述中正确的有_______(填序号)。
①该图没有显示出的生物系统成分是分解者、非生物物质和能量
②图中蟒蛇、猛禽之间存在种内竞争和种间竞争关系
③有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级
④兔子粪便中能量为草的同化量
23. 图甲、乙、丙为某二倍体(2n=4)雄性生物细胞分裂的相关示意图。图甲为细胞分裂某时期的模式图,图乙表示每条染色体上的DNA相对含量在细胞分裂各时期的变化,图丙表示细胞分裂各时期染色体与核DNA分子的相对含量。
(1)图甲细胞的名称为_______,此时所处的时期可以对应图乙的_______(用图中字母表示)段和图丙的_______时期。
(2)处于图乙AB段细胞中核DNA分子数目加倍的原因是_______;BC段的细胞中含有Y染色体的条数是_______。
(3)图丙中①和②代表的物质分别是_______、_______。
(4)一个完整细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期),分裂间期又可划分为G1期、S期、G2期。利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。研究人员利用DNA合成阻断剂3H-TdR研究细胞周期,进行的部分实验如下:用含3H-TdR培养某动物细胞,经X小时后获得细胞群甲;随后将3H-TdR洗脱,转换至不含3H-TdR培养液继续培养得到细胞群乙。实验测得该细胞的细胞周期时长如表所示,单位为h。
细胞周期总长
G1期
S期
G2期
M期
18
4.1
8.9
2.8
2.2
①使用DNA合成阻断剂,会使处于_______(“M”、“G1”、“S”、“G2”)期的细胞立刻被抑制。
②细胞群甲转换至不含3H-TdR培养液培养时间的要求是_______,然后再转入含3H-TdR培养液中培养足够长时间,从而使细胞同步在_______。
24. 人体具有自我防御能力,能抵御病原体的侵袭。干扰素基因刺激因子(STING)是人体免疫功能的关键参与者,细胞中STING转运到高尔基体后,可激活STING信号通路,促进免疫相关基因的表达,如图1所示。请回答下列问题:
(1)有病毒入侵时,囊泡将STING转运进入高尔基体,体现囊泡和高尔基体的膜具有______性。到达高尔基体的STING与蛋白激酶TBK1结合形成蛋白复合物,水解______直接提供能量,磷酸化激活干扰素调控因子IRF3。
(2)激活的IRF3进入细胞核,促进细胞表达干扰素,抑制病毒增殖,这种免疫类型为______。
(3)STING蛋白复合物还可以激活转录因子NFκB,促进细胞表达抗原呈递相关蛋白,进而可将入侵病毒的抗原呈递在细胞表面,有利于T细胞通过______识别到病毒抗原后活化,裂解被病毒感染的靶细胞,这种免疫方式为______。
(4)我国科学家研究发现,有些2型糖尿病患者的胰岛B细胞中STING信号通路异常。
①健康状态下,胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞,促进血糖进入细胞进行氧化分解,促进______,与胰岛A细胞分泌的______共同维持血糖稳态。
②为探究胰岛B细胞中STING缺失与胰岛B细胞功能异常的关系,研究人员以正常小鼠和胰岛B细胞中STING基因敲除的小鼠为研究对象,分别分离了胰岛B细胞,开展两组实验:一组检测细胞中胰岛素基因的表达量,结果见图2;另一组用高糖溶液刺激,检测培养液中胰岛素的含量,结果见图3。根据图2、图3可得出结论:___________。
③依据上述研究,研发治疗血糖异常相关的新药物,还需探明胰岛B细胞中STING信号通路作用的分子机制。为筛选出STING基因敲除小鼠胰岛B细胞中表达量显著变化的基因,研究人员用小鼠开展了实验研究。请选出3个关键步骤,并按照实验流程排序:______(填字母)。
a.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的DNA
b.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的RNA
c.逆转录成cDNA后,扩增、测序分析
d.PCR扩增,测序分析
e.确定差异表达基因,进行实验验证
25. 为了高效纯化超氧化物歧化酶(SOD),科研人员将ELP50片段插入pET-SOD构建重组质粒pET-SOD-ELP50,以融合表达SOD-ELP50蛋白,过程如图。其中,ELP50是由人工合成的DNA片段,序列为:限制酶a识别序列—(GTTCCTGGTGTTGGC)50—限制酶b识别序列,50为重复次数。
(1)步骤①双酶切时,需使用的限制酶a和限制酶b分别是_______。质粒PET-SOD在用EcoR I酶切前后含有的游离磷酸基团的数目分别是_______个。
(2)ELP50与SOD在_______酶作用下形成磷酸二酯键连到一起形成融合基因SOD-ELP50,发生的变异类型是_______。
(3)步骤②转化时,科研人员常用_______处理大肠杆菌,使细胞处于感受态,转化后的大肠杆菌采用含有_______的培养基进行筛选。
(4)用PCR技术筛选成功导入pET-SOD-ELP50的大肠杆菌,应选用的一对引物是_______。在进行PCR时,除了图中提供的物质,还需要_______。
(5)步骤③大肠杆菌中RNA聚合酶与_______结合,驱动转录产生mRNA,经翻译过程合成SOD-ELP50蛋白。研究发现,一个mRNA分子上会与多个核糖体结合,意义是_______。
(6)已知蛋白质中氨基酸残基的平均相对分子质量约为0.11kDa,不考虑合成的SOD-ELP50蛋白相对分子质量约为_______。
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2025-2026学年第一学期高三年级12月月考
生物学试卷
一、单项选择题:本部分有15题,每题2分,共30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 关于人体中糖原、脂肪和淀粉酶,下列叙述错误的是( )
A. 三者都含有的元素是C、H、O
B. 细胞中糖原和脂肪都是储能物质
C. 糖原和淀粉酶的基本组成单位不同
D. 胃中唾液淀粉酶可将淀粉水解为葡萄糖
【答案】D
【解析】
【详解】A、糖原(多糖)和脂肪(脂质)仅含C、H、O元素;淀粉酶为蛋白质,含C、H、O、N等元素,故三者均含C、H、O元素,A正确;
B、糖原是动物细胞的储能物质,脂肪是生物体内重要的储能物质,二者均具有储能功能,B正确;
C、糖原的基本单位是葡萄糖(单糖),淀粉酶为蛋白质,其基本单位是氨基酸,二者单体不同,C正确;
D、唾液淀粉酶由唾液腺分泌,在口腔(非胃)催化淀粉水解为麦芽糖,胃中酸性环境会使其失活,D错误。
故选D。
2. 图中①~④表示人体细胞的不同结构。下列相关叙述正确的是( )
A. ①~④构成人体细胞中完整的生物膜系统
B. 溶酶体合成的水解酶能清除衰老的①②③
C. 与①的外膜相比,其内膜上膜蛋白种类及数量都多
D. ④转运分泌蛋白与纤维素构成的细胞骨架密切相关
【答案】C
【解析】
【详解】A、完整的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜,而图中①是线粒体,②是内质网,③是高尔基体,④是囊泡,故①~④不能构成细胞完整的生物膜系统,A错误;
B、溶酶体中的水解酶是在核糖体上合成的,而不是溶酶体自身合成的,B错误;
C、①线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内膜上附着有与有氧呼吸第三阶段有关的酶,这些酶的本质是蛋白质,所以与线粒体的外膜相比,其内膜上膜蛋白种类及数量都多,C正确;
D、细胞骨架是由蛋白质纤维构成的网架结构,而不是纤维素,D错误。
故选C。
3. 某同学进行下列实验时,相关操作不合理的是( )
A. 从试管中取菌种前,先在火焰旁拔棉塞,再将试管口迅速通过火焰以灭菌
B. 观察黑藻的细胞质流动时,在低倍镜下应先调节粗准焦螺旋,再调节细准焦螺旋
C. 探究温度对酶活性的影响时,先将酶与底物混合,然后在不同温度下水浴处理
D. 鉴定脂肪时,花生子叶切片用苏丹Ⅲ染液染色后,再用体积分数为50%乙醇洗去浮色
【答案】C
【解析】
【详解】A、微生物接种时,需在火焰旁操作以减少杂菌污染:先拔棉塞避免燃烧,再快速通过火焰灭菌试管口,该操作符合无菌要求,A正确;
B、显微镜观察时,低倍镜下需先调节粗准焦螺旋找到物像,再调节细准焦螺旋使物像清晰,符合显微镜的正确操作流程,B正确;
C、探究温度对酶活性影响时,若先将酶与底物混合再控温,酶促反应已在混合瞬间发生,无法体现温度对活性的影响。正确操作应先将酶和底物分别在不同温度下保温,再混合反应,C错误;
D、脂肪鉴定中,苏丹Ⅲ染液染色后需用50%乙醇洗去浮色,避免干扰观察,该操作符合实验规范,D正确。
故选C。
4. 为了防治莲藕食根金花虫,研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝,并开展相关研究,结果见下表。下列相关叙述错误的是( )
套养方式
莲藕食根金花虫防治率(%)
藕增产率(%)
单独套养泥鳅
81.3
8.2
单独套养黄鳝
75.7
3.6
混合套养泥鳅和黄鳝
94.2
13.9
A. 混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率
B. 3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率
C. 混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系
D. 生物防治优化了生态系统的能量流动方向,提高了经济效益和生态效益
【答案】B
【解析】
【分析】由表可知混合套养泥鳅和黄鳝的防治率最高,达到94.2%,明显高于单独套养泥鳅或黄鳝的防治率。同时,混合套养的藕增产率也最高,为13.9%,高于单独套养泥鳅和单独套养黄鳝。
【详解】A、由表可知混合套养泥鳅和黄鳝的防治率明显高于单独套养泥鳅或黄鳝的防治率,同时,混合套养的藕增产率也高于单独套养泥鳅和单独套养黄鳝,因此混合套养更有利于防止莲藕食根金花虫、提高藕增产率,A正确;
B、虽然生物防治可以优化能量流动,但表格中的数据并没有直接显示能量传递效率的变化,能量传递效率通常是指能量从一个营养级传递到下一个营养级的效率,而表格中的数据只是防治率和增产率,并不能直接反映能量传递效率的提高,B错误;
C、泥鳅和黄鳝都以莲藕食根金花虫为食,可能会在资源获取上产生竞争,因此混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系,C正确;
D、生物防治通过利用天敌来控制害虫,优化了生态系统的能量流动方向,这有助于提高经济效益和生态效益,D正确。
故选B。
5. 关于“探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用”的实验,下列叙述错误的是( )
A. 选有2-3个芽的枝条进行扦插,其产生的生长素可促进生根
B. 扦插枝条最好去除大叶片,以防蒸腾作用过强影响插条的活性
C. 对照组的扦插基质用珍珠岩,实验组的扦插基质用等体积的泥炭土
D. 实验结果表明不同浓度的生长调节剂处理扦插枝条能获得相同的生根数
【答案】C
【解析】
【详解】A、带芽枝条的芽能产生生长素,通过极性运输至基部促进生根,A正确;
B、去除大叶片可降低蒸腾作用,减少水分流失,维持插条细胞活性,B正确;
C、对照组的扦插基质用珍珠岩,实验组的扦插基质也应该用等体积的珍珠岩,保证无关变量相同且适宜,C错误;
D、用不同浓度的生长调节剂处理扦插枝条,也能获得相同的生根数,因为植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用表现为低浓度起促进作用,浓度过高起到抑制作用,D正确。
故选C。
6. 图中①~③表示一种细胞器的部分结构。相关叙述正确的是( )
A. 该细胞器能产生ATP,不能消耗ATP
B. ③中有DNA、RNA、核糖体分布
C. ①、②上有运输O2、CO2的转运蛋白
D. ②、③分别是产生CO2、消耗O2的场所
【答案】B
【解析】
【详解】A、线粒体是有氧呼吸的主要场所,可以分解有机物产生ATP,同时在线粒体内部可以合成蛋白质、DNA等,需要消耗ATP,A错误;
B、线粒体是半自主性细胞器,③线粒体基质中含有少量的DNA、RNA以及核糖体,能够进行DNA的复制、转录和翻译等过程,B正确;
C、O2和CO2通过自由扩散进出线粒体,不需要载体蛋白(转运蛋白)的协助,C错误;
D、②是线粒体内膜,消耗O2和[H]生成水,③是线粒体基质,在该场所丙酮酸和水反应生成CO2,D错误。
故选B。
7. 有同学以紫色洋葱为实验材料,进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列相关叙述不合理的是( )
A. 制临时装片时,先在载玻片上滴一滴清水,再将撕下的表皮放入展平后盖上盖玻片
B. 用低倍镜观察刚制成的临时装片,可见细胞多呈长条形,细胞核位于细胞中央
C. 用吸水纸引流使0.3g/mL蔗糖溶液替换成清水,可观察到质壁分离的复原现象
D. 通过观察紫色中央液泡体积大小变化,可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态
【答案】B
【解析】
【详解】A、制临时装片时,先在载玻片上滴一滴清水,以维持细胞正常形态,再将撕下的表皮放入展平后盖上盖玻片,这是标准操作,确保初始观察时细胞处于等渗环境,A正确;
B、用低倍镜观察刚制成的临时装片,可见洋葱表皮细胞多呈长条形,但在成熟的植物细胞中,中央大液泡占据大部分空间,细胞核被挤压至细胞边缘(近细胞壁处),而非位于细胞中央,因此该叙述不符合实际观察结果,B错误;
C、用吸水纸引流法将0.3g/mL蔗糖溶液(高渗溶液)替换成清水(低渗溶液),可使已发生质壁分离的细胞吸水复原,这是实验的标准操作,可观察到复原现象,C正确;
D、紫色中央液泡体积增大表示细胞吸水(处于低渗环境),体积缩小表示细胞失水(处于高渗环境),通过观察其变化可推测细胞吸水或失水状态,D正确。
故选B。
8. 图示二倍体植物形成2n异常配子的过程,下列相关叙述正确的是( )
A. 2n配子是因减数第二次分裂异常产生的
B. 甲细胞中发生过染色体结构易位
C. 乙细胞中含有两对同源染色体
D. 丙细胞含两个染色体组和4个DNA分子
【答案】A
【解析】
【详解】A、甲(原始生殖细胞)经减数分裂,先形成乙、丙细胞(应为次级性母细胞,含 1 个染色体组);但乙、丙后续分裂时,姐妹染色单体未正常分离(减 Ⅱ 异常),导致最终配子含 2 个染色体组(即 2n),A正确;
B、甲细胞中是同源染色体排列在赤道板上(减数分裂中期 Ⅰ 的正常行为),染色体形态未显示片段交换 / 移接(易位的特征),因此未发生染色体结构易位,B错误;
C、甲细胞经减数第一次分裂(同源染色体分离)后,形成的乙细胞是次级性母细胞,应只含 1 个染色体组(无同源染色体)。图中乙细胞的染色体是姐妹染色单体未分离的状态,并非同源染色体,C错误;
D、丙细胞是次级性母细胞,含2个染色体组。丙细胞含有4个核DNA 分子,但细胞质中的线粒体中还含有DNA,所以DNA分子数大于4个,D错误。
故选A。
9. 酵母菌是基因工程中常用的表达系统。下列相关叙述正确的是( )
A. 酵母菌培养液使用前要灭活所有细菌,但不能灭活真菌
B. 酵母菌是真核细胞,需放置在CO2培养箱中进行培养
C. 可用平板划线法和稀释涂布平板法对酵母菌计数
D. 该表达系统中高尔基体可对合成的蛋白质进行加工和修饰
【答案】D
【解析】
【详解】A、酵母菌培养液使用前要灭活所有细菌和真菌,A错误;
B、酵母菌为兼性厌氧型真核生物,常规培养无需CO₂培养箱(CO₂培养箱主要用于动物细胞培养),B错误;
C、平板划线法用于菌种分离纯化,无法直接计数;稀释涂布平板法可通过菌落数间接计数,C错误;
D、酵母菌是真核生物,其高尔基体可对蛋白质进行加工(如糖基化修饰)和分拣,符合基因工程表达系统需求,D正确。
故选D。
10. 脂肪细胞分泌的生物活性蛋白Leptin可使兴奋性递质5-羟色胺的合成和释放减少,阻碍神经元之间的兴奋传递,如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 脂肪细胞通过释放Leptin使5-羟色胺的合成减少属于体液调节
B. Leptin直接影响突触前膜和突触后膜的静息电位
C. Leptin与突触前膜受体结合,影响兴奋在突触处的传递
D. 5-羟色胺与突触后膜受体结合减少,导致内流减少
【答案】B
【解析】
【分析】兴奋在细胞间的传递是通过突触来完成的。突触的结构包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。神经元的轴突末梢膨大成突触小体。当神经冲动传到神经末梢时,突触小体内的突触小泡膜与突触前膜融合,将神经递质以胞吐的方式释放到突触间隙,突触间隙内的神经递质,经扩散通过突触间隙与突触后膜上的受体结合,引发突触后膜电位变化,使下一个神经元产生兴奋或抑制。随后,神经递质会与受体分开,并迅速被降解或回收进细胞。
【详解】A 、脂肪细胞分泌的 Leptin 通过体液运输作用于相关细胞,使 5 - 羟色胺的合成减少,这种调节方式属于体液调节,A 正确;
B C、由题干和图示信息可知 Leptin 与突触前膜受体结合,可使兴奋性递质 5 - 羟色胺的合成和释放减少,阻碍神经元之间的兴奋传递,间接影响突触前膜和突触后膜的静息电位,B 错误;C 正确;
D、5 - 羟色胺是兴奋性递质。当它与突触后膜受体正常结合时,会引起突触后膜兴奋。当 5 - 羟色胺与突触后膜受体结合减少,突触后膜对Na+的通透性降低,Na+内流的量相应减少 ,D 正确。
故选B。
11. 我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞,再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 基因选择性表达被诱导改变后,可使体细胞去分化成多能干细胞
B. 在小分子TH34诱导下,多能干细胞发生基因突变,获得胰岛素基因
C. 衍生的胰岛B细胞在葡萄糖的诱导下能表达胰岛素,才可用于移植治疗糖尿病
D. 若衍生的胰岛B细胞中凋亡基因能正常表达,细胞会发生程序性死亡
【答案】B
【解析】
【分析】诱导多能干细胞(iPS细胞):通过特定的因子导入和培养条件,可以从人的皮肤等体细胞出发,诱导其成为具有无限增殖能力并可分化为人体各种组织脏器的多能干细胞。
在正常情况下,胰岛B细胞对血糖水平的变化非常敏感,能够根据血糖水平的高低调节胰岛素的分泌。当血糖水平升高时,胰岛B细胞会增加胰岛素的分泌,帮助降低血糖水平;反之,当血糖水平降低时,则减少胰岛素的分泌,以避免低血糖。
细胞凋亡指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
【详解】A、被诱导改变后,可使体细胞去分化成多能干细胞 这个说法是正确的。体细胞可以通过特定的因子导入和培养条件,基因的调控和表达模式的改变,使得原本专一功能的体细胞去分化成为多能干细胞,A正确;
B、小分子药物通常是通过调节现有的生物通路和基因表达来实现其功能,而胰岛素基因在人体所有细胞中都存在,但只有在胰岛细胞中才会表达,所以多能干细胞在诱导分化的过程中不会突然发生基因突变获得胰岛素基因,B错误;
C、胰岛B细胞在较高的血糖浓度下分泌胰岛素,降低血糖,所以衍生的胰岛B细胞需在葡萄糖的诱导下成功表达胰岛素,以确保衍生的胰岛B细胞能够正常发挥功能,才可用于移植治疗糖尿病,C正确;
D、凋亡基因的正常表达会导致衍生的胰岛B细胞发生程序性死亡,也就是发生细胞凋亡,D正确。
故选B。
12. 用秋水仙素处理大花葱(2n=16),将其根尖制成有丝分裂装片,图示2个细胞分裂象。下列相关叙述正确的是( )
A. 解离时间越长,越有利于获得图甲所示的分裂象
B. 取解离后的根尖,置于载玻片上,滴加清水并压片
C. 图乙是有丝分裂后期的细胞分裂象
D. 由于秋水仙素的诱导,图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍
【答案】C
【解析】
【分析】1、低温或秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使子染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。
2、该实验的步骤为选材→固定→解离→漂洗→染色→制片。
【详解】A、解离时间过长,会使细胞过于酥软,导致细胞结构被破坏,不利于观察到如图甲所示的清晰分裂象,A错误;
B、解离后的根尖,应先进行漂洗,洗去解离液,然后染色,再置于载玻片上,滴加清水并压片,B错误;
C、图乙中细胞的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,分别向细胞两极移动,符合有丝分裂后期的特征,C正确;
D、图甲细胞不处于有丝分裂后期,且明显看出染色体数目多于16条,是秋水仙素诱导染色体数目加倍的结果,而图乙细胞处于正常的有丝分裂后期,着丝粒分裂导致其染色体数目加倍,并不是秋水仙素诱导的结果,D错误。
故选C。
13. 图示植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 步骤①添加盐酸可提高去除细胞壁的效率
B. 步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗
C. 原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间
D. 台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养
【答案】C
【解析】
【详解】A、步骤①是去除植物细胞壁(常用纤维素酶、果胶酶),而盐酸会破坏原生质体的结构,不能用于去除细胞壁,A错误;
B、原生质体没有细胞壁,放入无菌水中会因渗透吸水而胀破,因此不能用清水清洗,应该用等渗溶液(如甘露醇溶液)清洗,B错误;
C、步骤②中,原生质体在密度梯度(0.60mol/L 甘露醇、0.75mol/L 蔗糖)中离心后,原生质体位于两种溶液之间,说明其密度介于两者之间,C正确;
D、台盼蓝是死细胞染色剂(活细胞细胞膜有选择透过性,台盼蓝不能进入),因此台盼蓝检测后,应选择不被染色(无色)的活原生质体培养,蓝色的是死细胞,不能培养,D错误。
故选C。
14. 关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验,下列叙述正确的是( )
A. 制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B. 制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌
C. 发酵装置需加满菜料或牛奶并封装,以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D. 控制好发酵时间,以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
【答案】D
【解析】
【分析】泡菜制作过程中,乳酸发酵过程即为乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸的过程。
【详解】A、制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,所以为制造无氧环境,制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水,A错误;
B、制作酸奶时,将牛奶倒入灭菌后的奶瓶中,倒入的奶液量不要超过奶瓶容积的2/3,再将牛奶加热至90 ℃,保温5 min,或将牛奶置于80 ℃恒温水浴箱中 15 min。如果采用市售未开封的鲜奶,可直接使用,不需要灭菌,B错误;
C、发酵时菜料装至八成满,然后加盐水,以利于乳酸菌的无氧呼吸,C错误;
D、制作酸奶或泡菜时,控制好发酵时间,以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质,D正确。
故选D。
15. 关于人体的内环境与稳态,下列叙述错误的是( )
A. 血浆Na+浓度降低时,肾上腺皮质分泌的醛固酮增加,促进肾小管对Na+的重吸收
B. 血浆H+浓度升高时,HCO3-与H+结合,H2CO3分解成CO2和H2O,CO2排出体外
C. 寒冷刺激时,肾上腺素、甲状腺激素分泌增加,细胞代谢增强,产热增加
D. 体内失水过多时,垂体合成抗利尿激素量增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收
【答案】D
【解析】
【详解】A、血浆Na⁺浓度降低时,肾上腺皮质分泌醛固酮增加,促进肾小管和集合管对Na⁺的重吸收,维持血钠平衡,A正确;
B、血浆H⁺浓度升高时,HCO₃⁻作为缓冲物质与H⁺结合形成H₂CO₃,后者分解为CO₂和H₂O,CO₂通过呼吸排出体外,维持pH稳态,B正确;
C、寒冷刺激时,肾上腺素和甲状腺激素分泌增加,通过促进细胞代谢速率(如提高基础代谢率)增加产热,维持体温恒定,C正确;
D、体内失水过多时,抗利尿激素由下丘脑合成、垂体释放,而非垂体合成。抗利尿激素作用于肾小管和集合管,促进水的重吸收,D错误。
故选D。
二、多项选择题:本部分有5题,每题3分,共15分。每题有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。
16. 图示普通韭菜(2n=16)的花药结构。为了快速获得普通韭菜的纯系,科研人员利用其花药进行单倍体育种。下列相关叙述正确的有( )
A. 花粉细胞和花药壁细胞均具有全能性
B. 培养基中生长素与细胞分裂素的比例影响愈伤组织再分化
C. 镜检根尖伸长区细胞的染色体,可鉴定出单倍体幼苗
D. 秋水仙素处理单倍体幼苗,所得植株的细胞中染色体数都是16
【答案】AB
【解析】
【详解】A、花粉细胞含有一个完整的染色体组,花药壁细胞含有2个染色体组,都含有该生物生长发育繁殖的全部遗传信息,均具有全能性,A正确;
B、愈伤组织再分化过程中,如果细胞分裂素和生长素同时使用,且生长素用量较高,有利于根的分化、抑制芽的形成,如果同时使用,且细胞分裂素用量较高,有利于芽的分化、抑制根的形成,所以培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向,B正确;
C、单倍体幼苗细胞含有的染色体数目减半,因此可镜检根尖分生区细胞的染色体,鉴定出单倍体幼苗,C错误;
D、秋水仙素处理单倍体幼苗,可能有些细胞染色体数目没有加倍,只含有8条,D错误。
故选AB。
17. 图示哺乳动物的一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。下列相关叙述错误的有( )
A. 有丝分裂前,普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体
B. 有丝分裂或减数分裂时,丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体
C. 减数分裂Ⅰ完成时,能形成基因型为MmNnTt的细胞
D. 有丝分裂后期着丝粒分开,导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、在有丝分裂或减数分裂前的间期,染色质进行复制,但此时形成的染色单体在普通光学显微镜下不可见,A错误;
B、纺锤体的作用是牵引染色体运动,而不是使丝状染色质螺旋化成染色体,染色质螺旋化是自身的变化,B错误;
C、在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体的非姐妹染色单体可能会发生交叉互换,增加了配子基因组合的多样性,所以减数分裂Ⅰ完成时能形成基因型为MmNnTt的细胞,C正确;
D、有丝分裂后期着丝粒分开,姐妹染色单体分离,导致染色体数目加倍,但基因数量不变,D错误。
故选ABD。
18. 神经元释放的递质会引起骨骼肌兴奋,下列相关叙述错误的有( )
A. 该过程经历了“化学信号→电信号”的变化
B. 神经元处于静息状态时,其细胞膜内K+的浓度低于膜外
C. 骨骼肌细胞兴奋与组织液中Na+协助扩散进入细胞有关
D. 交感神经和副交感神经共同调节骨骼肌的收缩和舒张
【答案】BD
【解析】
【详解】A、神经元释放递质引起骨骼肌兴奋的过程中,突触后膜(骨骼肌细胞膜)会发生 “化学信号(递质)→电信号(动作电位)” 的信号转换,A正确;
B、无论神经元处于静息状态还是兴奋时,其细胞膜内K+的浓度均高于膜外,B错误;
C、受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,因此形成内正外负的动作电位,由此可知,骨骼肌细胞兴奋与组织液中Na+协助扩散进入细胞有关,C正确;
D、交感神经和副交感神经属于自主神经系统,主要调节内脏、心血管等器官的活动;骨骼肌的收缩和舒张由躯体运动神经调控,不受自主神经系统调节,D错误。
故选BD。
19. 从牛卵巢采集卵母细胞进行体外成熟培养,探究高温对卵母细胞成熟的影响,结果如图所示。相关叙述正确的有( )
A. 选取发育状态一致的卵母细胞进行培养
B. 体外培养卵母细胞时通常加入过滤除菌后的血清
C. 对采集的卵母细胞传代培养以产生大量卵细胞
D. 体外培养时高温提高了卵母细胞发育的成熟率
【答案】AB
【解析】
【详解】A、实验的关键是控制单一变量,探究高温对卵母细胞成熟的影响,因此需要选取发育状态一致的卵母细胞进行培养,避免其他因素干扰实验结果,A正确;
B、体外培养细胞时,血清中含有多种生长因子、营养物质等,能促进细胞生长,但需要过滤除菌(避免污染)后加入培养基,B正确;
C、卵母细胞是高度分化的细胞,不具备无限增殖的能力,无法通过传代培养产生大量卵细胞(传代培养适用于具有分裂能力的细胞,如干细胞、癌细胞等),C错误;
D、对比图中数据: 38.5℃、24h条件下成熟卵母细胞数量高于 41.0℃、12h+38.5℃、12h,高温降低了卵母细胞的成熟率,D错误。
故选AB。
20. AluⅠ限制酶识别序列及切割位点为 ,图示人体正常基因A突变为致病基因a及HindⅢ切割位点。下列相关叙述正确的有( )
A. 基因A突变为a是一种碱基替换的突变
B. 用两种限制酶分别酶切A基因后,形成的末端类型不同
C. 用两种限制酶分别酶切a基因后,产生的片段大小一致
D. 产前诊断时,该致病基因可选用HindⅢ限制酶开展酶切鉴定
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、对比A基因和a基因的序列,A基因中“AAGCTT”变为a基因中“AAGCTG”,是碱基替换(T→G),A正确;
B、HindⅢ切割产生黏性末端,AluⅠ切割后产生的是平末端,二者末端类型不相同,B正确;
C、a基因中有2个HindⅢ切割位点,切割后产生3个片段,有3个AluⅠ切割位点,切割后产生4个片段,用两种限制酶分别酶切a基因后,产生的片段大小不一致,C错误;
D、因为正常基因A和致病基因a的HindⅢ切割位点数量不同,所以产前诊断时,该致病基因可选用HindⅢ限制酶开展酶切鉴定,D正确。
故选ABD。
三、非选择题:本部分有5题,共55分。除特别说明外,每空1分。
21. I.如图是蓝细菌光合作用部分过程示意图,在类囊体膜上含有ATP合酶和电子传递链。
(1)蓝细菌中光合色素存在于_______(填具体部位)。
(2)光反应过程中,水光解时产生了_______和e-。
(3)图中过程①②发生场所是_______,其中,过程②需要_______参与。
(4)图中ATP合酶的功能有_______。
(5)H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶,而O2能自由通过类囊体膜,说明类囊体膜具有的功能特性是_______。
Ⅱ.在一定条件下,测定样液中蓝细菌细胞中叶绿素a含量,可用于估算水体中蓝细菌密度。
(6)可用叶绿素a含量估算蓝细菌密度,理由是_______。
(7)已知蓝细菌体积比普通细菌大得多,跟真核细胞大小相当。测定样液蓝细菌数量时,取一定浓度梯度稀释样液,用_______(“血细胞”、“细菌”)计数板计数,取样前需_______。
(8)提取蓝细菌中叶绿素a时,实验室常用试剂是_______;盛有叶绿素a试管用锡箔纸包裹并避光存放,目的是_______。
【答案】(1)类囊体膜上
(2)H+、O2 (3) ①. 细胞质基质 ②. ATP、NADPH、酶
(4)运输H+、催化合成ATP
(5)选择透过性 (6)蓝细菌细胞中叶绿素a含量稳定,且蓝细菌密度与叶绿素a含量正相关
(7) ①. 血细胞 ②. 摇匀
(8) ①. 无水乙醇(或丙酮) ②. 保护叶绿素,防止叶绿素a在光照下分解(或被破坏)
【解析】
【分析】光合作用:(1)光反应阶段:水光解产生NADPH和氧气,ADP和Pi结合形成ATP。(2)暗反应阶段:二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物,三碳化合物在ATP和NADPH的作用下,还原成五碳化合物,同时ATP水解成ADP和Pi。
【小问1详解】
蓝细菌是原核生物,无叶绿体,光合作用相关结构是类囊体(分布在细胞质中)。光合色素(如叶绿素 a)需附着在膜结构上参与光反应,蓝细菌的类囊体膜是光合作用光反应的场所,因此光合色素存在于类囊体膜上。
【小问2详解】
光反应中,水的光解(H2OH+O2+e−)会产生 H+(质子)、O2(氧气)和电子e−。
【小问3详解】
过程①:图中①是CO2固定形成C3的过程(暗反应),蓝细菌无叶绿体,暗反应发生在细胞质基质。过程②:是C3的还原(暗反应关键步骤),需要光反应提供的ATP(供能)、NADPH(供氢),以及酶的催化。
【小问4详解】
从图中可知:H+通过 ATP 合酶从类囊体膜内侧到外侧(运输H+);ATP合酶同时催化ADP+Pi形成ATP(催化合成ATP)。
【小问5详解】
H+只能通过 ATP 合酶跨膜,而O2能自由通过,说明类囊体膜对物质进出有选择性,体现了选择透过性(生物膜的功能特性)。
【小问6详解】
由于蓝细菌细胞中叶绿素a含量相对稳定,水体中蓝细菌数量越多(密度越大),叶绿素a的总含量就越高,故蓝细菌密度与叶绿素a总量正相关,因此可通过叶绿素a含量估算密度。
【小问7详解】
蓝细菌体积比普通细菌大得多,跟真核细胞大小相当,而血细胞计数板适用于较大细胞(或颗粒)的计数(细菌计数常用细菌计数板),因此选血细胞计数板。取样前需摇匀样液,保证蓝细菌在样液中分布均匀,避免计数误差。
【小问8详解】
叶绿素a是有机物,易溶于有机溶剂,实验室常用无水乙醇(或丙酮)提取。叶绿素a不稳定,在光照下易分解(或被破坏),因此用锡箔纸包裹并避光存放,目的是保护叶绿素,防止其在光照下分解。
22. 某保护区地势较为平坦,植被类型属于热带稀树灌丛草原,生活着坡鹿、猛禽和蟒蛇等动物。坡鹿为珍稀保护动物,主要以草本植物的嫩叶为食;蟒蛇会攻击坡鹿。
(1)唐诗《赋得古原草送别》中诗句“离离原上草,一岁一枯荣”,体现群落的_______性;在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛,这种群落演替类型称为_______。
(2)科研人员对坡鹿在火烧地和非火烧地的采食与休息行为进行研究,发现坡鹿主要在火烧地采食,而休息主要在非火烧地,如图1。形成该结果的原因是_______。
(3)保护区的草原上,植物个体常呈不均匀分布,这体现了群落水平结构的主要特征是_______。
(4)为了研究火烧法对植被的影响,科研人员采用样方法进行调查。群落结构越复杂,样方面积应越_______(“大”、“小”);研究表明,生物利用环境资源的能力与群落结构复杂程度、生态位多样性呈_______(“正相关”、“负相关”)。
(5)为了研究坡鹿粪便对保护区土壤动物类群丰富度的影响,科研人员用吸虫器采集土壤样方中的动物后,常选用_______溶液固定保存;蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材,这体现了生物多样性的_______价值。
(6)研究保护区内动物的食物结构,常用的方法有直接观察法、胃内容物分析法。若调查稀有动物坡鹿的食物结构,优先选用粪便分析法,与标记重捕法相比,该方法突出的优点有_______。
(7)科研人员在野外调查的基础上绘制了保护区食物网,部分结构如图2所示。下列叙述中正确的有_______(填序号)。
①该图没有显示出的生物系统成分是分解者、非生物物质和能量
②图中蟒蛇、猛禽之间存在种内竞争和种间竞争关系
③有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级
④兔子粪便中能量为草的同化量
【答案】(1) ①. 季节 ②. 次生演替
(2)火烧地嫩叶多,故采食次数多;非火烧地的灌木、树木可提供隐蔽保护,故休息次数多。
(3)镶嵌性分布 (4) ①. 大 ②. 正相关
(5) ①. 体积分数为70%的乙醇 ②. 直接
(6)低干扰、无伤害 (7)①③④
【解析】
【分析】群落的水平结构由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,呈镶嵌性分布。保护区的草原上,植物个体常呈不均匀分布,这体现了群落水平结构的主要特征是镶嵌性分布。群落结构越复杂,样方面积需要越大以获得代表性的样本数据。
【小问1详解】
“离离原上草,一岁一枯荣” 体现草原植物随季节变化的生长、枯萎规律,对应季节性。火灾后草原的群落更新属于原有土壤条件保留、原有植被繁殖体存在的演替,属于次生演替。
【小问2详解】
根据题干 “坡鹿主要以草本植物的嫩叶为食”,结合图示: 火烧地因火灾后草本嫩叶多,所以坡鹿采食次数多; 非火烧地有灌木、树木,能为坡鹿提供隐蔽环境,所以坡鹿休息次数多。
【小问3详解】
群落水平结构的主要特征是镶嵌性分布(不同区域植物,生物分布不均匀,呈现斑块状)。
【小问4详解】
群落结构越复杂,物种越多样,为避免误差,样方面积应更大(保证包含更多物种)。群落结构越复杂、生物多样性越高,生物利用环境资源的能力越强,二者呈正相关。
【小问5详解】
用吸虫器采集土壤动物时,常用体积分数为 70% 的乙醇固定保存(既能杀菌防腐,又能保持动物形态)。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材,反映生物多样性的直接价值(直接价值包含生物多样性的实用、观赏等价值)。
【小问6详解】
粪便分析法与标记重捕法相比,不需要对动物进行标记捕捉,因此优点是低干扰、无伤害(避免标记捕捉对动物的影响)。
【小问7详解】
①该图包含 “草(生产者)、动物(消费者)”,但图中未显示分解者、非生物物质和能量,①正确;
②蟒蛇、猛禽都捕食兔,为种间竞争关系,②错误;
③昆虫是一大类生物,有 的是植食性的,有的是肉食性的。如果食虫鸟捕食的是植食性昆虫,那么它在相应食物链上为二级消费者、第三营 养级;如果食虫鸟捕食的是肉食性昆虫,那么它在相应食物链上有可能是三级消费者、第四营养级,故叙述③正确。
④兔子粪便中的能量是草未被兔子同化的部分,属于草的同化量,④正确。
故选①③④。
23. 图甲、乙、丙为某二倍体(2n=4)雄性生物细胞分裂的相关示意图。图甲为细胞分裂某时期的模式图,图乙表示每条染色体上的DNA相对含量在细胞分裂各时期的变化,图丙表示细胞分裂各时期染色体与核DNA分子的相对含量。
(1)图甲细胞的名称为_______,此时所处的时期可以对应图乙的_______(用图中字母表示)段和图丙的_______时期。
(2)处于图乙AB段细胞中核DNA分子数目加倍的原因是_______;BC段的细胞中含有Y染色体的条数是_______。
(3)图丙中①和②代表的物质分别是_______、_______。
(4)一个完整细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期),分裂间期又可划分为G1期、S期、G2期。利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。研究人员利用DNA合成阻断剂3H-TdR研究细胞周期,进行的部分实验如下:用含3H-TdR培养某动物细胞,经X小时后获得细胞群甲;随后将3H-TdR洗脱,转换至不含3H-TdR培养液继续培养得到细胞群乙。实验测得该细胞的细胞周期时长如表所示,单位为h。
细胞周期总长
G1期
S期
G2期
M期
18
4.1
8.9
2.8
2.2
①使用DNA合成阻断剂,会使处于_______(“M”、“G1”、“S”、“G2”)期的细胞立刻被抑制。
②细胞群甲转换至不含3H-TdR培养液培养时间的要求是_______,然后再转入含3H-TdR培养液中培养足够长时间,从而使细胞同步在_______。
【答案】(1) ①. 次级精母细胞 ②. DE ③. c
(2) ①. 分裂间期,进行DNA复制 ②. 0或1
(3) ①. 染色体 ②. 核DNA
(4) ①. S ②. 大于8.9h,小于9.1h ③. G1/S交界处
【解析】
【分析】细胞周期指由连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始到下一次细胞分裂完成时为止所经历的过程,所需的时间叫细胞周期。
【小问1详解】
甲处于减数第二次分裂后期,题干说明是雄性生物,所以细胞名称是次级精母细胞。此时所处的时期可以对应图乙的 DE段(染色体:核DNA=1:1),图丙的c时期(后期Ⅱ)。
【小问2详解】
图乙 AB 段:每条染色体的 DNA 从 1→2,原因是分裂间期进行 DNA 复制(染色体复制,染色单体形成)。 BC 段:每条染色体含 2 个 DNA(对应减数分裂 Ⅰ、减数分裂 Ⅱ 前期和中期)。该生物是雄性,减数分裂 Ⅰ 时细胞含 1 条 Y 染色体;减数分裂 Ⅱ 前期、中期,细胞可能含 1 条 Y 染色体(若减数分裂 Ⅰ 后期 Y 染色体进入该细胞)或 0 条(若 X 染色体进入该细胞),因此 Y 染色体的条数是0 或 1。
【小问3详解】
图丙为细胞分裂各时期染色体与核DNA分子的相对含量,染色体:核DNA=1:1或1:2,所以①代表染色体,②代表核DNA。
【小问4详解】
①使用DNA合成阻断剂,会使处于S期(主要进行DNA复制)的细胞立刻被抑制。
②对细胞群乙进行处理时,应使原来处于S期的细胞度过S期且不进入下一个S期,使原来处于G1/S交界处的细胞度过S期,故洗脱的时间要求是大于S,小于G2+M+G1,所以要求大于8.9h,小于9.1h。第二次阻断足够长时间,细胞均处于G1/S交界处。
24. 人体具有自我防御能力,能抵御病原体的侵袭。干扰素基因刺激因子(STING)是人体免疫功能的关键参与者,细胞中STING转运到高尔基体后,可激活STING信号通路,促进免疫相关基因的表达,如图1所示。请回答下列问题:
(1)有病毒入侵时,囊泡将STING转运进入高尔基体,体现囊泡和高尔基体的膜具有______性。到达高尔基体的STING与蛋白激酶TBK1结合形成蛋白复合物,水解______直接提供能量,磷酸化激活干扰素调控因子IRF3。
(2)激活的IRF3进入细胞核,促进细胞表达干扰素,抑制病毒增殖,这种免疫类型为______。
(3)STING蛋白复合物还可以激活转录因子NFκB,促进细胞表达抗原呈递相关蛋白,进而可将入侵病毒的抗原呈递在细胞表面,有利于T细胞通过______识别到病毒抗原后活化,裂解被病毒感染的靶细胞,这种免疫方式为______。
(4)我国科学家研究发现,有些2型糖尿病患者的胰岛B细胞中STING信号通路异常。
①健康状态下,胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞,促进血糖进入细胞进行氧化分解,促进______,与胰岛A细胞分泌的______共同维持血糖稳态。
②为探究胰岛B细胞中STING缺失与胰岛B细胞功能异常的关系,研究人员以正常小鼠和胰岛B细胞中STING基因敲除的小鼠为研究对象,分别分离了胰岛B细胞,开展两组实验:一组检测细胞中胰岛素基因的表达量,结果见图2;另一组用高糖溶液刺激,检测培养液中胰岛素的含量,结果见图3。根据图2、图3可得出结论:___________。
③依据上述研究,研发治疗血糖异常相关的新药物,还需探明胰岛B细胞中STING信号通路作用的分子机制。为筛选出STING基因敲除小鼠胰岛B细胞中表达量显著变化的基因,研究人员用小鼠开展了实验研究。请选出3个关键步骤,并按照实验流程排序:______(填字母)。
a.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的DNA
b.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的RNA
c.逆转录成cDNA后,扩增、测序分析
d.PCR扩增,测序分析
e.确定差异表达基因,进行实验验证
【答案】(1) ①. 一定的流动性(和选择透过性) ②. ATP
(2)非特异性免疫 (3) ①. 特异性受体##受体 ②. 细胞免疫
(4) ①. 促进血糖进入肝、肌 肉并合成糖原,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等 ②. 胰高血糖素 ③. STING基因调节胰岛素的分泌而非胰岛素的合成(或 STING基因缺失不影响胰岛素基因的转录,但影响胰岛素的分泌(或释放)) ④. bce
【解析】
【分析】胰岛素是由胰岛B细胞分泌的,具有加速组织细胞对糖的摄取、储存和利用,降低血糖浓度的作用。胰高血糖素是由胰岛A细胞分泌的,具有很强的促进糖原分解和糖异生作用,可使血糖浓度降低。
【小问1详解】
有病毒入侵时,囊泡将STING转运进入高尔基体,需要囊泡膜和高尔基体的膜融合,体现囊泡和高尔基体的膜具有一定的流动性。ATP是直接能源物质。故到达高尔基体的STING与蛋白激酶TBK1结合形成蛋白复合物,水解ATP直接提供能量,磷酸化激活干扰素调控因子IRF3。
【小问2详解】
干扰素抗病毒机制属于非特异性免疫。干扰素由宿主细胞分泌后,刺激邻近细胞产生抗病毒蛋白,抑制病毒复制。其作用不针对特定病毒,属于先天性的非特异性免疫。
【小问3详解】
STING蛋白复合物还可以激活转录因子NFκB,促进细胞表达抗原呈递相关蛋白,进而可将入侵病毒的抗原呈递在细胞表面,有利于T细胞通过特异性受体识别到病毒抗原后活化,裂解被病毒感染的靶细胞,这种免疫方式为细胞免疫。
【小问4详解】
①健康状态下,胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞,促进血糖进入细胞进行氧化分解,促进血糖进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等,抑制肝糖原分解和非糖物质转化为糖,与胰岛A细胞分泌的胰高血糖素共同维持血糖稳态。
②为探究胰岛B细胞中STING缺失与胰岛B细胞功能异常的关系,研究人员以正常小鼠和胰岛B细胞中STING基因敲除的小鼠为研究对象,分别分离了胰岛B细胞,开展两组实验:一组检测细胞中胰岛素基因的表达量,结果见图2;另一组用高糖溶液刺激,检测培养液中胰岛素的含量,结果见图3。根据图2、图3可知,图2两组的胰岛素基因的mRNA含量无变化,图3中高糖处理时正常组胰岛素的相对含量明显高于基因敲除组,可得出结论:STING基因调节胰岛素的分泌而非胰岛素的合成(或 STING基因缺失不影响胰岛素基因的转录,但影响胰岛 素的分泌(或释放))。
③依据上述研究,研发治疗血糖异常相关的新药物,还需探明胰岛B细胞中STING信号通路作用的分子机制。为筛选出STING基因敲除小鼠胰岛B细胞中表达量显著变化的基因,研究人员用小鼠开展了实验研究。分析实验流程,可知,选出3个关键步骤如下:b.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的RNA,c.逆转录成cDNA后,扩增、测序分析,e.确定差异表达基因,进行实验验证。
25. 为了高效纯化超氧化物歧化酶(SOD),科研人员将ELP50片段插入pET-SOD构建重组质粒pET-SOD-ELP50,以融合表达SOD-ELP50蛋白,过程如图。其中,ELP50是由人工合成的DNA片段,序列为:限制酶a识别序列—(GTTCCTGGTGTTGGC)50—限制酶b识别序列,50为重复次数。
(1)步骤①双酶切时,需使用的限制酶a和限制酶b分别是_______。质粒PET-SOD在用EcoR I酶切前后含有的游离磷酸基团的数目分别是_______个。
(2)ELP50与SOD在_______酶作用下形成磷酸二酯键连到一起形成融合基因SOD-ELP50,发生的变异类型是_______。
(3)步骤②转化时,科研人员常用_______处理大肠杆菌,使细胞处于感受态,转化后的大肠杆菌采用含有_______的培养基进行筛选。
(4)用PCR技术筛选成功导入pET-SOD-ELP50的大肠杆菌,应选用的一对引物是_______。在进行PCR时,除了图中提供的物质,还需要_______。
(5)步骤③大肠杆菌中RNA聚合酶与_______结合,驱动转录产生mRNA,经翻译过程合成SOD-ELP50蛋白。研究发现,一个mRNA分子上会与多个核糖体结合,意义是_______。
(6)已知蛋白质中氨基酸残基的平均相对分子质量约为0.11kDa,不考虑合成的SOD-ELP50蛋白相对分子质量约为_______。
【答案】(1) ①. EcoRI、HindⅢ ②. 0、2
(2) ①. DNA连接(酶) ②. 基因重组
(3) ①. CaCl2(或Ca2+) ②. 卡那霉素
(4) ①. S-F、E-R(或者E-R、P-R) ②. 耐高温DNA聚合酶(或Taq酶)、脱氧核苷酸(或dNTP)、含Mg2+的缓冲溶液等(至少答出2个)
(5) ①. 启动子 ②. 用少量mRNA分子合成大量蛋白质(或可同时合成多条肽链,提高蛋白质合成速率)
(6)44.44kDa
【解析】
【分析】图示操作流程:先是通过DNA连接酶将ELP50片段与pET-SOD构建重组质粒pET-SOD-ELP50,再导入大肠杆菌进行转化,通过PCR技术进行检测与鉴定。连接时需要保证质粒与ELP50有相同的黏性末端;对微生物进行转化时,需要运用Ca2+处理法;利用PCR技术进行检测与鉴定时,要选择能同时与SOD和ELP50基因序列相结合的引物。
【小问1详解】
目的基因应插入启动子和终止子之间,结合图示可知,目的基因应插入pET-SOD之后,由图可知,限制酶a和限制酶b应该分别对应的是EcoR I、Hind Ⅲ;DNA分子中游离磷酸基团在DNA分子两端各一个,质粒PET-SOD在用EcoR I酶切前,是环状DNA,无游离磷酸基团,酶切后,有两端,共两个游离磷酸基团。
【小问2详解】
DNA连接酶具有连接两个DNA片段的作用,因此ELP50与SOD需要在DNA连接酶的作用下形成磷酸二酯键连到一起形成融合基因SOD-ELP50;该操作使基因重新组合,故属于基因重组。
【小问3详解】
转化微生物时,通常用CaCl2(或Ca2+)处理,使细胞处于感受态,易吸收外源DNA分子;筛选目的基因,可以通过质粒上的标记基因进行筛选,重组质粒上存在卡那霉素抗性基因,故可以用含有卡那霉素的培养基进行筛选。
【小问4详解】
成功导入pET-SOD-ELP50的大肠杆菌同时含有SOD和ELP50基因序列,结合图示可知,引物S-F可以与SOD基因相应序列结合,引物E-R可以与ELP50相应序列结合,对导入重组质粒的大肠杆菌可以扩增出产物,对导入普通质粒的大肠杆菌则不能扩增出产物;若使用引物S-F和S-R(或者S-F和P-R),导入普通质粒和重组质粒的大肠杆菌均可以通过PCR扩增出产物,无法区分。若用引物E-F和P-R,对导入重组质粒的大肠杆菌可以扩增出产物,对导入普通质粒的大肠杆菌则不能扩增出产物,用引物E-F和S-R,导入普通质粒和重组质粒的大肠杆菌均不可以通过PCR扩增出产物;用引物E-F和E-R,仅只能扩增ELP50区段;PCR技术需要的条件有模板,引物,耐高温DNA聚合酶(或Taq酶)、脱氧核苷酸(或dNTP)、含Mg2+的缓冲溶液等。
【小问5详解】
转录过程需要RNA聚合酶与启动子结合,启动转录;翻译过程中,一个mRNA分子上会与多个核糖体结合,可以利用少量mRNA分子合成大量蛋白质,提高合成蛋白质的效率。
【小问6详解】
由图可知,决定SOD-ELP50融合蛋白的基因长度为462+15=1212bp,编码1212÷3=404个氨基酸,已知蛋白质中氨基酸残基的平均相对分子质量约为0.11kDa,融合蛋白的相对分子质量约为404×0.11kDa=44.44kDa。
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