内容正文:
2026年高考生物第一次模拟考试突破卷01 (天津专用)
高三生物
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(生态热点)我国在原是荒漠戈壁的青海塔拉滩建设光伏电站,为防风固沙撒播了大量草籽,不料草籽因微环境改善而生长茂盛,不仅遮挡阳光影响发电还有引发火灾风险,后来引入羊群吃草,最终实现“绿电+生态+民生”三赢(如下图)。下列分析正确的是( )
A.水是影响草数量变化的非密度制约因素
B.草与羊之间实现了物质与能量的循环利用
C.从荒漠群落到草原群落,所发生的群落演替是初生演替
D.综合考虑了自然、经济和社会等系统的影响力,体现了生态工程的循环原理
2.(科研热点)真核生物的基本启动子没有组织特异性,本身不足以启动基因表达。增强子与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子,实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性,它们与特定蛋白结合后激活基本启动子,驱动相应基因在特定组织中表达,如下图甲所示。下列说法正确的是( )
A.增强子的位置只能位于基本启动子的上游,从而激活启动子驱动基因转录
B.增强子通过与特定的基本启动子作用来调控基因表达
C.增强子在不同组织中的活性不同的根本原因是基因的选择性表达
D.增强子是含有特定碱基序列的DNA片段,能与RNA聚合酶结合激活启动子
3.(新考向)以水稻为材料探究光照、油菜素内酯(BL)和乙烯在根不对称生长中的相互作用,实验处理及结果如下表(STS为乙烯抑制剂,“+”表示加入,“—”表示未加入)。下列叙述错误的是( )
A.植物体内光敏色素主要吸收红光和远红光
B.BL作为第六类植物激素,可作为信息分子调节水稻根的不对称生长
C.本实验需补充一组(黑暗、不加BL、加STS),以排除无关变量的影响
D.实验结果表明:光照和BL 对根不对称生长的调控依赖乙烯
4.(原创题)普氏野马属于濒危物种。它们生活在环境恶劣的荒漠戈壁地带。近代随着环境的逐步恶化和人类不断围猎,普氏野马的数量急剧下降,人工圈养的普氏野马数量虽在增加,但总量也只有2000匹,而且这些都是仅有的10匹马经近亲繁殖而来的。家马和普氏野马属于不同亚种,但可以杂交并产生可育的后代。下列叙述错误的是( )
A.人工圈养和环境恶化不会改变普氏野马进化的速度和方向
B.近亲繁殖会导致遗传多样性的丧失,加速种群的衰败和灭亡
C.近亲繁殖会增大普氏野马种群中某些隐性遗传病的发病率
D.家马和普氏野马能进行基因交流,不存在生殖隔离,属于同一物种
5.(原创题)下图是关于细胞结构与功能的部分关系网,图中字母代表具膜的细胞结构,不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流,d、e、f、h表示不同的完整细胞器。下列说法中错误的是( )
A.a为细胞膜、b为具膜细胞器、c为细胞核(核膜)
B.膜流现象与生物膜中的磷脂分子和蛋白质的移动高度相关
C.g使得内质网、高尔基体、细胞膜之间产生膜流
D.n共有两层磷脂双分子层,q有一层磷脂双分子层
6.一种耐盐植物通过下图方式将体内多余的钠离子排出体外,①—④为转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A.④转运钠离子时不会发生自身构象的改变
B.钠离子运出液泡不需要与转运蛋白③结合
C.钠离子通过②进入液泡的方式是主动运输
D.钠离子进入收集细胞的能量不直接来自ATP
7.剧烈运动时,骨骼肌细胞无氧呼吸产生的乳酸通过血液运输至肝脏,在肝细胞中可经糖异生作用转化为葡萄糖,葡萄糖又通过血液被运输回骨骼肌等组织细胞利用,具体过程如下图所示,下列说法错误的是( )
A.肝细胞中糖异生是吸能过程,与ATP 水解相联系
B.骨骼肌细胞无氧呼吸时NADH 不能与氧气结合生成水,积累在细胞内引起肌肉酸胀
C.血糖浓度过高能抑制糖异生作用,从而有利于维持血糖稳定
D.若糖异生等升糖过程发生障碍,导致机体血糖下降后,则交感神经的兴奋性会增强
8.重庆江津区綦河流域水质优良,是国家一级保护野生动物中华秋沙鸭的栖息地之一。科研人员连续5年对该区域的中华秋沙鸭种群数量进行调查,结果如下表。下列相关分析错误的是( )
A.对该种群的数量进行调查时,宜采用逐个计数法
B.2020-2023年,该中华秋沙鸭种群的年龄结构为增长型
C.若后续调查发现种群数量趋于稳定,可能是綦河流域的食物资源、栖息空间等有限
D.2022–2023 年该种群数量的增长速率比2021–2022年快,说明环境容纳量增大
9.甲植株具有由核基因控制的多种优良性状,另一远缘植物乙细胞质中存在抗除草剂基因,为获得兼具有甲乙优良性状的品种,科学家进行如下图实验操作。下列叙述错误的是( )
A.控制杂种植株优良性状的基因均可通过花粉遗传给后代
B.利用顶芽细胞分裂能力强、病毒少的特点,易获得脱毒杂种苗
C.紫外线照射乙顶芽细胞需控制强度和时间,避免过度照射破坏细胞质中的基因
D.制备原生质体的酶解过程需在较高渗溶液中进行,防止原生质体吸水涨破
阅读下面几段材料,完成下面小题。
真核细胞生命活动所需能量约95%来自线粒体。线粒体正常运转需要上千种蛋白质但线粒体基因组DNA(mtDNA)只编码13种蛋白, 其中包括线粒体内膜上的细胞色素b(Cytb)。 Cytb由380个氨基酸组成,是电子传递链复合体Ⅲ的一个亚基,参与电子传递,驱动ATP合成。
线粒体遗传密码与核遗传密码(标准密码子)相似但不完全相同。如标准异亮氨酸密码子AUA在线粒体中编码甲硫氨酸,精氨酸密码子AOA和AGG在线粒体中则为终止密码子,而终止密码子UGA在线粒体中编码色氨酸。以往认为,线粒体中的CYTB基因只编码Cytb。近期,我国科研人员发现CYTB基因还能编码由187个氨基酸组成的蛋白质C-187,且C-187是在细胞质基质中的核糖体上按照标准密码子翻译出来的。有意思的是,C-187合成后,再由特定的序列引导其返回线粒体基质中。
研究发现,C-187能与线粒体内膜上的SL蛋白结合。SL蛋白由核基因编码,可跨膜转运磷酸盐。若C-187合成障碍则会导致细胞内ATP 含量下降,而SL基因过表达则能够恢复细胞内ATP水平,二者在能量代谢中共同发挥作用。该研究不仅改写了“线粒体基因组编码13个蛋白”的论断,提出的线粒体双重翻译模式也为研究能量代谢调控提供了新视角。
10.下列有关线粒体相关叙述正确的是( )
A.雄性动物mtDNA会在减数分裂中进入配子遗传给子代
B.mtDNA位于线粒体内膜,控制Cytb等13种蛋白质的合成
C.葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解,生成CO₂和水,为细胞供能
D.线粒体中可以独立进行相关蛋白质的转录和翻译
11.下列不能为“C-187来源于 mtDNA”提供证据支持的实验有( )
A.用抑制线粒体基因转录的药物处理细胞,检测Cytb和C-187含量
B.用抑制mRNA从线粒体进入细胞质基质的药物处理细胞,检测Cytb和C-187含量
C.用抑制细胞质基质核糖体翻译的药物处理细胞,检测Cytb和C-187含量
D.用C-187特异性抗体检测正常细胞和mtDNA缺失细胞中C-187的含量
12.下图为线粒体双重翻译模式示意图,请结合以上材料分析相关说法错误的是( )
A.mtDNA转录形成CYTB-mRNA后有两个去向,其中线粒体翻译的Cytb,进而组成复合体Ⅲ
B.mtDNA转录形成CYTB-mRNA运出线粒体后翻译形成C-187
C.C-187与SL互作,促进磷酸盐运进线粒体,为蛋白质合成提供原料
D.Cytb参与生成大量ATP的阶段,CYTB基因指导的两种蛋白协同调控ATP的合成
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
13.(10分)某退化红树林区域通过“种—养耦合”模式进行生态修复:在地势较高的塘基种植白骨壤、秋茄等耐盐红树植物,在潮沟和养殖塘中养殖南美白对虾和金鲳鱼。修复过程中,被分解的红树林凋落物,可为浮游生物提供食物。修复前后的生态数据如下表所示。回答下列问题:
注:1亩=666.67平方米。
(1)生态系统具有一定的自我调节能力,具有该能力的基础是 ,故生态系统可以维持结构和功能的相对稳定。该地进行的生态恢复,利用了 理论。生态修复的目的之一是恢复生态平衡,应具有结构平衡、功能平衡和 平衡。
(2)土壤有机质分解后可为植物提供 和无机盐。分析修复后土壤和底泥中有机质含量显著增加的原因是 。当该群落演替到与当地的土壤和 条件处于平衡状态的时候,演替不再继续进行。此时,群落的总生物量将保持相对稳定,其原因是生产者的总初级生产量与 相等。变温动物所在的食物链的营养级数目比仅有恒温动物的 。
(3)下图为该生态系统氮循环示意图,相关分析正确的是哪几项________。
A.氨化作用主要由分解者完成,该过程中能量由生产者、消费者流向分解者
B.部分生物能直接吸收、利用大气中的氮进行物质合成
C.氮在群落内部主要以含氮有机物的形式沿食物链或食物网进行传递
D.氮循环是指氮气在生物群落和非生物环境之间的循环过程
14.(10分)肥胖者的摄食行为和食欲等受到神经系统和内分泌系统的共同调节,研究发现长期睡眠不足的人会加强摄食,导致体重增加,引发肥胖。回答下列问题:
(1)胃肠道管壁感受器接受食物刺激后,产生兴奋,在中枢神经系统的参与下,引起内脏运动神经中的 神经兴奋,引起胃肠蠕动加强。要判断上述过程是否属于条件反射,还需确定中枢神经系统中的 是否参与调控。
(2)我国科研人员新发现了一种激素R,并对体重正常人群和肥胖人群分别进行睡眠效率与激素R含量关系的分析,结果如图1,推测激素R与摄食行为和睡眠效率的关系是 。
(3)研究得知激素R是由基因R控制合成的,激素R的受体主要分布于胃的运动神经元和下丘脑的摄食抑制神经元上,激素R的部分作用关系如图2所示。据图分析,一方面,激素R可与下丘脑的摄食抑制神经元受体结合,引起该神经元产生 (填“兴奋”或“抑制”),并释放 (填“兴奋性”或“抑制性”)递质导致大脑食欲的降低;另一方面,激素R作用于胃运动神经元受体,导致胃蠕动的 。
(4)为了验证激素R对体重的作用,利用提供的实验器材完善实验思路,并用坐标曲线图表示预期实验结果。
实验器材:R基因敲除小鼠和正常小鼠若干、激素R、生理盐水、注射器、体重仪、普通饲料等。
实验思路:①随机取若干只年龄、体重和性别相似的正常小鼠(甲组)和R基因敲除小鼠(分为乙组、丙组),其中丙组为实验组,甲、乙组为对照组。
②每天用普通饲料喂养,定时用体重仪称每只小鼠的体重,记录并计算每个组的平均体重,持续4周。
③第5周开始起,每天给甲、乙组分别注射 ,丙组注射 ,重复步骤②。
预期实验结果:(设计1个坐标图,用曲线图形式表示出各组的实验结果) 。
15.(10分)珍稀中药龙脑香樟因其枝叶可提取右旋龙脑而得名。为优化龙脑香樟的施肥方案,研究者设置3个实验组(T1-T3,滴灌)和对照组(CK,传统灌溉方式),结果见下表。滴灌是干旱缺水地区最有效的节水灌溉方式。
注:光饱和点:一定条件下,光合速率达到最大时的最小光照强度;光补偿点:一定条件下,光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。
回答下列问题:
(1)光合作用光反应中,利用光合色素吸收的可见光,H2O裂解产生O2和 。龙脑香樟生长过程中, 色素吸收红光与远红光以调节形态建成。
(2)无机盐需要溶解在水中,通过 方式被细胞吸收。T3组的净光合速率小于T2组,原因可能是过量施肥导致 过高,使根系吸水困难,进而引起叶片气孔导度下降,限制了对光合作用的 供应。
(3)光照强度100μmol⋅m-2⋅s-1条件下,不能积累有机物的是 组,而当光照强度大于1600μmol⋅m-2⋅s-1时,光合速率最大的是 组。通过比较 两组的最大净光合速率,可以说明滴灌能够提高水肥利用效率。在T2处理下叶片的最大总光合速率约为 。
16.(12分)抗除草剂转基因作物可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1抗除草剂转基因玉米的技术流程。
注:内含子是真核生物基因的非编码序列,可被转录,在mRNA加工中被剪切掉,仅发生于真核生物细胞内。
(1)构建含除草剂抗性基因的表达载体,传统的方法是目的基因通过限制酶与 酶与载体进行重组。载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列 (“能”或“不能”)出现在目的基因内部,否则会导致目的基因被破坏。若目的基因两端缺少所需的限制酶识别序列,可通过PCR技术在引物的 (“3’端”或“5’端”)添加相应限制酶识别序列,以便构建表达载体。
(2)为了减少限制酶识别序列的影响,科研人员研发了新的DNA 重组方法:无缝克隆In-Fusion 技术(图2),其中 In-Fusion酶可以将任何具有相同15bp末端序列的线性 DNA分子进行连接,类似同源重组。
①关于图2所示同源重组构建表达载体的方法,其优点有 (可多选) 。
A.免去传统方法双酶切的繁杂操作
B.同源重组,保证目的片段插入载体时方向正确
C.如果载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列出现在目的基因内部,该技术可克服传统方法的局限性
②科研人员希望应用以上方法构建含有A和GUS基因的重组DNA分子,首先获得了3种DNA 分子如图3,然后混合进行 In-Fusion 反应。如果引物2上额外添加的片段对应于 GUS基因中加粗的e片段,那么引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中片段 。完成重组反应后,将产物表达载体加入经过 处理的农杆菌中。
③为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落,可以选取引物 扩增目的基因并电泳检测。
(3)农杆菌转化愈伤组织时,用含 的选择培养基筛选转化的愈伤组织。转化过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未转化愈伤组织(假阳性)也可能在选择培养基上生长。已知报告基因GUS 表达产物能催化无色物质K呈现蓝色,则排除假阳性的原理是:报告基因GUS在 细胞中表达,而在农杆菌中不表达,因此用无色物质K处理上述能正常生长的愈伤组织,假阳性的农杆菌 (出现/不出现)
17.(10分)囊性纤维化(CF)是7号染色体上CFTR基因突变的慢性遗传病。患者肺部细胞Cl-载体蛋白结构异常,导致支气管中黏液增多,细菌大量生长繁殖,常出现肺功能严重受损的病症。下列为3个CF患者家系图。请回答下列问题:
(1)CF发生机制说明基因控制性状的方式为 。
(2)据图判断,CF的遗传方式为 ,依据是 。
(3)为探究Ⅱ代致病情况,现对3个家系的Ⅰ代进行基因检测,检测报告如下:
突变类型
家系1
家系2
家系3
CFTR缺失突变
I-1编码区16-20外显子缺失
I-2编码区第1521-1523位核苷酸缺失
未检测到
CFTR替换突变
I-2编码区第3196位核苷酸
I-1编码区第2375位核苷酸
I-1、I-2的编码区第2909位核苷酸G突变为A
注:基因的编码区指基因中能编码蛋白质的区域;外显子指位于编码蛋白质序列的编码DNA片段
①据表可知,CFTR基因突变类型有多种,体现基因突变具有 的特点,且可推测出3个家系中家系 的个体 为纯合子。
②家系2计划再生一个孩子,则子代基因型为杂合子概率为 ,原因是 。(CFTR基因可用A/a1/a2…表示)
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2026年高考生物第一次模拟考试突破卷01 (天津专用)
高三生物
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(生态热点)我国在原是荒漠戈壁的青海塔拉滩建设光伏电站,为防风固沙撒播了大量草籽,不料草籽因微环境改善而生长茂盛,不仅遮挡阳光影响发电还有引发火灾风险,后来引入羊群吃草,最终实现“绿电+生态+民生”三赢(如下图)。下列分析正确的是( )
A.水是影响草数量变化的非密度制约因素
B.草与羊之间实现了物质与能量的循环利用
C.从荒漠群落到草原群落,所发生的群落演替是初生演替
D.综合考虑了自然、经济和社会等系统的影响力,体现了生态工程的循环原理
【答案】A
【详解】A、水属于非生物因素,对草种群的作用强度与该种群的密度无关,属于非密度制约因素,A正确;
B、能量不能循环,B错误;
C、从荒漠群落到草原群落的演替属于次生演替,C错误;
D、综合考虑了自然、经济和社会等系统的影响力,体现了生态工程的整体原理,D错误。
故选A。
2.(科研热点)真核生物的基本启动子没有组织特异性,本身不足以启动基因表达。增强子与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子,实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性,它们与特定蛋白结合后激活基本启动子,驱动相应基因在特定组织中表达,如下图甲所示。下列说法正确的是( )
A.增强子的位置只能位于基本启动子的上游,从而激活启动子驱动基因转录
B.增强子通过与特定的基本启动子作用来调控基因表达
C.增强子在不同组织中的活性不同的根本原因是基因的选择性表达
D.增强子是含有特定碱基序列的DNA片段,能与RNA聚合酶结合激活启动子
【答案】C
【详解】A、由图可知,增强子可位于基本启动子的上游或下游,从图中能看到增强子位置不固定,可在基本启动子两侧 ,A错误;
B、由图可知,一个增强子可以作用于多个基本启动子,B错误;
C、增强子具有组织特异性,能驱动相应基因在同一个体中特定组织中表达,直接原因是有特定的蛋白质激活,根本原因是基因的选择性表达,C正确;
D、由图可知,增强子位于基因上游或下游,是有特定碱基序列的DNA片段,但与RNA聚合酶结合的是启动子,不是增强子,D错误。
故选C。
3.(新考向)以水稻为材料探究光照、油菜素内酯(BL)和乙烯在根不对称生长中的相互作用,实验处理及结果如下表(STS为乙烯抑制剂,“+”表示加入,“—”表示未加入)。下列叙述错误的是( )
组别处理及结果
A
B
C
D
E
F
光照
+
+
—
—
+
+
BL(2×10-8mol/L)
—
—
+
+
+
+
STS(0.9mmol/L)
—
+
—
+
—
+
根不对称生长率(%)
16.8
0
96.1
0
100
0
A.植物体内光敏色素主要吸收红光和远红光
B.BL作为第六类植物激素,可作为信息分子调节水稻根的不对称生长
C.本实验需补充一组(黑暗、不加BL、加STS),以排除无关变量的影响
D.实验结果表明:光照和BL 对根不对称生长的调控依赖乙烯
【答案】C
【详解】A、光敏色素是能够让植物接受光信号的一种分子,主要吸收红光和远红光,A正确;
B、BL作为植物激素(第六类激素),可通过信息传递调节植物生长发育。表中数据显示:无光照时,添加BL的C组中根不对称生长率达96.1%,说明BL确实参与调控,B正确;
C、本实验是以水稻为材料探究光照、油菜素内酯(BL)和乙烯在根不对称生长中的相互作用,因此需要探究光照、BL、STS单独对根不对称生长的影响,据表格可知,该实验已探究了光照、BL单独对根不对称生长的影响,因此应增加一组实验来排除STS自身对实验结果的影响,即“黑暗条件下、不加BL、加STS”,同时,该实验还需要增加一组空白对照,即“黑暗条件下、不加BL、不加STS”,因此本实验需补充两组实验以排除无关变量的影响,C错误;
D、只要存在STS,根的不对称生长率就为0,说明光照、BL促进水稻根的不对称生长的前提需要有乙烯的存在,所以推测光照和BL在水稻根不对称生长中的调控效果依赖于乙烯的存在,D正确。
故选C。
4.(原创题)普氏野马属于濒危物种。它们生活在环境恶劣的荒漠戈壁地带。近代随着环境的逐步恶化和人类不断围猎,普氏野马的数量急剧下降,人工圈养的普氏野马数量虽在增加,但总量也只有2000匹,而且这些都是仅有的10匹马经近亲繁殖而来的。家马和普氏野马属于不同亚种,但可以杂交并产生可育的后代。下列叙述错误的是( )
A.人工圈养和环境恶化不会改变普氏野马进化的速度和方向
B.近亲繁殖会导致遗传多样性的丧失,加速种群的衰败和灭亡
C.近亲繁殖会增大普氏野马种群中某些隐性遗传病的发病率
D.家马和普氏野马能进行基因交流,不存在生殖隔离,属于同一物种
【答案】A
【详解】A、人工圈养可能引入人工选择,改变种群的基因频率;环境恶化会增加自然选择强度,两者均可能改变生物进化的速度和方向,A错误;
B、近亲繁殖会导致基因库减小,遗传多样性降低,使种群适应性下降,加速衰败和灭亡,B正确;
C、近亲繁殖增加隐性致病基因纯合的概率,从而提高隐性遗传病的发病率,C正确;
D、家马和普氏野马能杂交并产生可育后代表明不存在生殖隔离,属于同一物种,D正确。
故选A。
5.(原创题)下图是关于细胞结构与功能的部分关系网,图中字母代表具膜的细胞结构,不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流,d、e、f、h表示不同的完整细胞器。下列说法中错误的是( )
A.a为细胞膜、b为具膜细胞器、c为细胞核(核膜)
B.膜流现象与生物膜中的磷脂分子和蛋白质的移动高度相关
C.g使得内质网、高尔基体、细胞膜之间产生膜流
D.n共有两层磷脂双分子层,q有一层磷脂双分子层
【答案】A
【详解】A、根据细胞结构的组成,细胞中具膜结构包括细胞膜、具膜细胞器和核膜。结合图示分析,由于d、e、f、h表示不同的完整细胞器,而分泌蛋白加工运输先后经过f(内质网)→g(囊泡)→h(高尔基体)→g(囊泡)→c(细胞膜),所以a应为细胞核(核膜),b为具膜细胞器,c为细胞膜,A错误;
B、膜流现象是不同膜结构间相互联系和转移的现象,生物膜中的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,这使得膜具有一定的流动性,从而为膜流现象提供了基础,所以膜流现象与生物膜中的磷脂分子和蛋白质的移动高度相关,B正确;
C、g是囊泡,在分泌蛋白的合成与运输过程中,内质网形成的囊泡(g)可以与高尔基体融合,高尔基体形成的囊泡(g)又可以与细胞膜融合,从而使得内质网、高尔基体、细胞膜之间产生膜流,C正确;
D、由图可知,d能进行水的光解,应为叶绿体,m为叶绿体的类囊体薄膜,叶绿体是具有双层膜结构的细胞器,n为叶绿体的外膜与内膜,其有两层磷脂双分子层;e能进行ATP的合成,应为线粒体,p为线粒体的内膜,所以q为线粒体的外膜,其有一层磷脂双分子层,D正确。
故选A。
6.一种耐盐植物通过下图方式将体内多余的钠离子排出体外,①—④为转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A.④转运钠离子时不会发生自身构象的改变
B.钠离子运出液泡不需要与转运蛋白③结合
C.钠离子通过②进入液泡的方式是主动运输
D.钠离子进入收集细胞的能量不直接来自ATP
【答案】A
【详解】A、转运蛋白④是载体蛋白,载体蛋白在转运物质时,会发生自身构象的改变,从而完成物质的跨膜运输,A错误;
B、钠离子通过③运出液泡时,是顺浓度梯度运输,图示③应为通道蛋白,通道蛋白不与转运物质结合,B正确;
C、钠离子通过②进入液泡时,是逆浓度梯度运输,属于主动运输,C正确;
D、钠离子通过①进入收集细胞时是逆浓度梯度进行的,方式是主动运输,该过程消耗的能量不直接来自ATP,而是来自膜两侧的H+浓度差提供的离子势能,D正确。
故选A。
7.剧烈运动时,骨骼肌细胞无氧呼吸产生的乳酸通过血液运输至肝脏,在肝细胞中可经糖异生作用转化为葡萄糖,葡萄糖又通过血液被运输回骨骼肌等组织细胞利用,具体过程如下图所示,下列说法错误的是( )
A.肝细胞中糖异生是吸能过程,与ATP 水解相联系
B.骨骼肌细胞无氧呼吸时NADH 不能与氧气结合生成水,积累在细胞内引起肌肉酸胀
C.血糖浓度过高能抑制糖异生作用,从而有利于维持血糖稳定
D.若糖异生等升糖过程发生障碍,导致机体血糖下降后,则交感神经的兴奋性会增强
【答案】B
【详解】A、依据图示信息可知,肝细胞中糖异生的过程消耗ATP,说明该过程是一个吸能过程,与ATP的水解相联系,A正确;
B、骨骼肌细胞无氧呼吸的第一阶段葡萄糖分解产生丙酮酸和NADH,第二阶段丙酮酸在酶的催化下,接受第一阶段产生的NADH提供的氢,被还原为乳酸,所以NADH不会积累在细胞内,B错误;
C、血糖浓度过高时,会抑制糖异生(减少血糖来源),使血糖浓度降低,这属于负反馈调节,维持血糖含量相对稳定,C正确;
D、若糖异生等升糖过程发生障碍,导致机体血糖下降后,交感神经兴奋性增强,使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,升高血糖,D正确。
故选B。
8.重庆江津区綦河流域水质优良,是国家一级保护野生动物中华秋沙鸭的栖息地之一。科研人员连续5年对该区域的中华秋沙鸭种群数量进行调查,结果如下表。下列相关分析错误的是( )
年份
2020年
2021 年
2022年
2023 年
2024年
种群数量(只)
33
45
58
72
80
A.对该种群的数量进行调查时,宜采用逐个计数法
B.2020-2023年,该中华秋沙鸭种群的年龄结构为增长型
C.若后续调查发现种群数量趋于稳定,可能是綦河流域的食物资源、栖息空间等有限
D.2022–2023 年该种群数量的增长速率比2021–2022年快,说明环境容纳量增大
【答案】D
【详解】A、国家一级保护野生动物中华秋沙鸭种群数量较少(33-80只),属于小种群,采用逐个计数法可提高准确性,A正确;
B、2020-2023年种群数量持续增长(33→45→58→72),表明出生率大于死亡率,年龄结构为增长型,B正确;
C、若种群数量趋于稳定,可能是受环境容纳量(K值)限制,如食物资源、栖息空间等有限,导致增长受阻,C正确;
D、2022-2023年增长量(14只)略大于2021-2022年增长量(13只),但增长速率的变化受种群内部因素(如出生率、死亡率)影响,环境容纳量由环境资源决定,题干未提示环境变化,因此不能说明环境容纳量增大,D错误。
故选D。
9.甲植株具有由核基因控制的多种优良性状,另一远缘植物乙细胞质中存在抗除草剂基因,为获得兼具有甲乙优良性状的品种,科学家进行如下图实验操作。下列叙述错误的是( )
A.控制杂种植株优良性状的基因均可通过花粉遗传给后代
B.利用顶芽细胞分裂能力强、病毒少的特点,易获得脱毒杂种苗
C.紫外线照射乙顶芽细胞需控制强度和时间,避免过度照射破坏细胞质中的基因
D.制备原生质体的酶解过程需在较高渗溶液中进行,防止原生质体吸水涨破
【答案】A
【详解】A、乙的抗除草剂基因位于细胞质中,细胞质基因通常通过卵细胞(而非花粉)遗传给后代(花粉中细胞质极少),因此该基因无法通过花粉遗传,甲的核基因可通过花粉遗传,A错误;
B、植物顶芽细胞分裂能力强,且病毒在植物体内多集中于成熟组织,顶芽(尤其是分生区)病毒含量少,因此利用顶芽细胞易获得脱毒苗,B正确;
C、实验中乙的细胞核需失活,但细胞质中的抗除草剂基因需保留功能,因此紫外线照射需控制强度和时间,避免破坏细胞质基因,C正确;
D、原生质体无细胞壁保护,在较高渗溶液中可防止其吸水涨破,故酶解过程需在高渗溶液中进行,D正确。
故选A。
阅读下面几段材料,完成下面小题。
真核细胞生命活动所需能量约95%来自线粒体。线粒体正常运转需要上千种蛋白质但线粒体基因组DNA(mtDNA)只编码13种蛋白, 其中包括线粒体内膜上的细胞色素b(Cytb)。 Cytb由380个氨基酸组成,是电子传递链复合体Ⅲ的一个亚基,参与电子传递,驱动ATP合成。
线粒体遗传密码与核遗传密码(标准密码子)相似但不完全相同。如标准异亮氨酸密码子AUA在线粒体中编码甲硫氨酸,精氨酸密码子AOA和AGG在线粒体中则为终止密码子,而终止密码子UGA在线粒体中编码色氨酸。以往认为,线粒体中的CYTB基因只编码Cytb。近期,我国科研人员发现CYTB基因还能编码由187个氨基酸组成的蛋白质C-187,且C-187是在细胞质基质中的核糖体上按照标准密码子翻译出来的。有意思的是,C-187合成后,再由特定的序列引导其返回线粒体基质中。
研究发现,C-187能与线粒体内膜上的SL蛋白结合。SL蛋白由核基因编码,可跨膜转运磷酸盐。若C-187合成障碍则会导致细胞内ATP 含量下降,而SL基因过表达则能够恢复细胞内ATP水平,二者在能量代谢中共同发挥作用。该研究不仅改写了“线粒体基因组编码13个蛋白”的论断,提出的线粒体双重翻译模式也为研究能量代谢调控提供了新视角。
10.下列有关线粒体相关叙述正确的是( )
A.雄性动物mtDNA会在减数分裂中进入配子遗传给子代
B.mtDNA位于线粒体内膜,控制Cytb等13种蛋白质的合成
C.葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解,生成CO₂和水,为细胞供能
D.线粒体中可以独立进行相关蛋白质的转录和翻译
11.下列不能为“C-187来源于 mtDNA”提供证据支持的实验有( )
A.用抑制线粒体基因转录的药物处理细胞,检测Cytb和C-187含量
B.用抑制mRNA从线粒体进入细胞质基质的药物处理细胞,检测Cytb和C-187含量
C.用抑制细胞质基质核糖体翻译的药物处理细胞,检测Cytb和C-187含量
D.用C-187特异性抗体检测正常细胞和mtDNA缺失细胞中C-187的含量
12.下图为线粒体双重翻译模式示意图,请结合以上材料分析相关说法错误的是( )
A.mtDNA转录形成CYTB-mRNA后有两个去向,其中线粒体翻译的Cytb,进而组成复合体Ⅲ
B.mtDNA转录形成CYTB-mRNA运出线粒体后翻译形成C-187
C.C-187与SL互作,促进磷酸盐运进线粒体,为蛋白质合成提供原料
D.Cytb参与生成大量ATP的阶段,CYTB基因指导的两种蛋白协同调控ATP的合成
【答案】10.D 11.C 12.C
【分析】有氧呼吸:细胞在氧气的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量的能量的过程。
10.A、雄性动物线粒体DNA存在于精子的尾部,受精时,精子的尾部不进入卵细胞,所以mtDNA不会通过减数分裂进入配子遗传给子代,A错误;
B、mtDNA位于线粒体基质中,不是内膜,它控制包括Cytb等13种蛋白质的合成 ,B错误;
C、葡萄糖不能直接进入线粒体,需先在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸再进入线粒体彻底氧化分解生成CO2和水,为细胞供能,C错误;
D、线粒体中含有DNA和核糖体等,可以独立进行相关蛋白质的转录和翻译,D正确。
故选D。
11.A、用抑制线粒体基因转录的药物处理细胞,如果C-187来源于mtDNA,那么抑制线粒体基因转录后,Cytb和C-187的合成都会受影响,检测其含量可提供证据,A错误;
B、用抑制mRNA从线粒体进入细胞质基质的药物处理细胞,如果C-187来源于mtDNA,其合成会受抑制,检测Cytb和C-187含量能提供证据,B错误;
C、根据题意“C-187是在细胞质基质中的核糖体上按照标准密码子翻译出来的”可知,抑制细胞质基质核糖体翻译会影响C-187蛋白以及其他蛋白质的合成,不能为 “C-187来源于mtDNA” 提供证据支持,C正确;
D、用C-187特异性抗体检测正常细胞和mtDNA 缺失细胞中C-187的含量,若mtDNA缺失细胞中C-187含量极低或没有,可证明C-187来源于mtDNA,D错误。
故选C。
12.A、从图中及材料可知,mtDNA转录形成CYTB-mRNA后,一部分留在线粒体中翻译形成Cytb,进而组成复合体Ⅲ ,A正确;
B、由材料和图可知,mtDNA转录形成CYTB-mRNA运出线粒体后在细胞质中的核糖体上翻译形成 C-187 ,B正确;
C、文中提到SL蛋白可跨膜转运磷酸盐,C-187与SL蛋白结合,是促进磷酸盐运进线粒体,但磷酸盐不是蛋白质合成的原料,蛋白质合成原料是氨基酸 ,C错误;
D、Cytb参与电子传递,驱动ATP合成,C-187与SL在能量代谢中共同发挥作用,所以CYTB基因指导的两种蛋白协同调控ATP的合成 ,D正确。
故选C。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
13.(10分)某退化红树林区域通过“种—养耦合”模式进行生态修复:在地势较高的塘基种植白骨壤、秋茄等耐盐红树植物,在潮沟和养殖塘中养殖南美白对虾和金鲳鱼。修复过程中,被分解的红树林凋落物,可为浮游生物提供食物。修复前后的生态数据如下表所示。回答下列问题:
指标
植物物种丰富度
底栖动物物种数
土壤和底泥中有机质含量
对虾产量/(kg·亩-1)
红树林固碳量/(t·ha-1)
修复前
3种
8种
1.2%
200
2.1
修复后
12种
25种
4.5%
350
6.8
注:1亩=666.67平方米。
(1)生态系统具有一定的自我调节能力,具有该能力的基础是 ,故生态系统可以维持结构和功能的相对稳定。该地进行的生态恢复,利用了 理论。生态修复的目的之一是恢复生态平衡,应具有结构平衡、功能平衡和 平衡。
(2)土壤有机质分解后可为植物提供 和无机盐。分析修复后土壤和底泥中有机质含量显著增加的原因是 。当该群落演替到与当地的土壤和 条件处于平衡状态的时候,演替不再继续进行。此时,群落的总生物量将保持相对稳定,其原因是生产者的总初级生产量与 相等。变温动物所在的食物链的营养级数目比仅有恒温动物的 。
(3)下图为该生态系统氮循环示意图,相关分析正确的是哪几项________。
A.氨化作用主要由分解者完成,该过程中能量由生产者、消费者流向分解者
B.部分生物能直接吸收、利用大气中的氮进行物质合成
C.氮在群落内部主要以含氮有机物的形式沿食物链或食物网进行传递
D.氮循环是指氮气在生物群落和非生物环境之间的循环过程
【答案】(10分,除标记外,每空1分)
(1) 负反馈调节 群落演替 收支
(2) 红树林凋落物以及鱼虾粪便等中的有机碳积累量明显大于有机物的分解量 (2分)
气候 所有生物的总呼吸量 多
(3)ABC
【分析】1、生态系统的结构:包括组成成分(生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量)和营养结构(食物链和食物网)。
2、生物群落:在一定时间内一定空间上分布各物种的种群集合。
3、生态系统的营养级:生产者为第一营养级,初级消费者为第二营养级,次级消费者为第三营养级,以此类推。
【详解】(1)生态系统自我调节能力的核心基础是负反馈调节。负反馈调节的逻辑是:生态系统中某一成分的变化引发的结果,会反向抑制该成分的初始变化,使系统偏离稳态后回归平衡(如草原食草动物数量增长导致植物减少,植物减少又限制食草动物增长)。这种“抑制性反馈”是生态系统维持结构和功能相对稳定的关键机制。
生态恢复利用的理论 该地生态修复中,群落的物种组成、结构等随时间发生显著变化(如植物物种丰富度从3种增至12种,底栖动物物种数从8种增至25种),这符合生物群落演替的特征——随着时间推移,一个群落被另一个群落替代的过程。生态恢复通过引导群落向更复杂、更稳定的方向演替,实现生态系统功能的恢复,因此利用了生物群落演替理论。
生态平衡的组成要素 生态平衡包含三层内涵:结构平衡(物种组成、群落结构稳定)、功能平衡(物质循环、能量流动等生态过程稳定)、收支平衡(生态系统的物质和能量输入与输出保持动态平衡,如碳、氮元素的输入输出平衡)。
(2)土壤中的有机质(如动植物残体、微生物遗体等)经分解者的分解作用,会产生CO2和无机盐。植物通过光合作用利用CO2合成有机物,因此有机质分解后可为植物提供CO2。
修复过程中,水生植物(或其他植物)生长旺盛,其残体(如枯枝落叶)和微生物的遗体残骸会持续积累;同时,若这些有机质的积累速率超过分解速率,就会导致有机质含量显著增加。因此原因是红树林凋落物以及鱼虾粪便等中的有机碳积累量明显大于有机物的分解量。
群落演替的终点是顶级群落,顶级群落的形成与当地的气候和土壤条件密切相关。当群落与气候、土壤等环境条件达到平衡时,演替停止。
生态系统中,群落总生物量稳定的前提是“能量输入=能量输出”。生产者的总初级生产量是生态系统的能量输入(生产者固定的太阳能);所有生物(生产者、消费者、分解者)的呼吸作用会消耗能量,这是能量输出。当总初级生产量与所有生物的总呼吸量相等时,群落生物量保持相对稳定。
能量在食物链中传递时,每一级的能量损耗限制了营养级数目。恒温动物因维持体温消耗大量能量,导致每一级传递后剩余能量少,食物链通常较短;变温动物用于维持体温的能量少,更多能量能传递到下一个营养级,因此食物链的营养级数目更多。所以变温动物所在食物链的营养级数目比仅有恒温动物的多。
(3)A、氨化作用是指分解者将动植物遗体及排出物中的含氮有机物分解为氨的过程。动植物遗体和排出物中的能量(储存在含氮有机物中),通过分解者的分解作用流向分解者(分解者利用有机物中的能量供自身生命活动),A正确;
B、大气中的氮以N2形式存在,多数生物无法直接利用N2,但部分生物(如根瘤菌等固氮微生物)可通过生物固氮作用,将N2转化为含氮化合物(如氨),进而用于自身物质合成(如合成蛋白质),B正确;
C、在生物群落内部,生产者通过吸收硝酸盐/亚硝酸盐合成含氮有机物(如蛋白质);消费者通过捕食生产者或其他消费者,获取含氮有机物(如食物链中“植物体内蛋白质→动物体内蛋白质”的传递)。因此,氮在群落内部主要以含氮有机物的形式沿食物链或食物网传递,C正确;
D、物质循环的本质是元素(而非具体单质)在生物群落和非生物环境之间的循环。氮循环是指氮元素在生物群落和非生物环境之间的循环过程,而非“氮气”的循环,D错误。
故选ABC。
14.(10分)肥胖者的摄食行为和食欲等受到神经系统和内分泌系统的共同调节,研究发现长期睡眠不足的人会加强摄食,导致体重增加,引发肥胖。回答下列问题:
(1)胃肠道管壁感受器接受食物刺激后,产生兴奋,在中枢神经系统的参与下,引起内脏运动神经中的 神经兴奋,引起胃肠蠕动加强。要判断上述过程是否属于条件反射,还需确定中枢神经系统中的 是否参与调控。
(2)我国科研人员新发现了一种激素R,并对体重正常人群和肥胖人群分别进行睡眠效率与激素R含量关系的分析,结果如图1,推测激素R与摄食行为和睡眠效率的关系是 。
(3)研究得知激素R是由基因R控制合成的,激素R的受体主要分布于胃的运动神经元和下丘脑的摄食抑制神经元上,激素R的部分作用关系如图2所示。据图分析,一方面,激素R可与下丘脑的摄食抑制神经元受体结合,引起该神经元产生 (填“兴奋”或“抑制”),并释放 (填“兴奋性”或“抑制性”)递质导致大脑食欲的降低;另一方面,激素R作用于胃运动神经元受体,导致胃蠕动的 。
(4)为了验证激素R对体重的作用,利用提供的实验器材完善实验思路,并用坐标曲线图表示预期实验结果。
实验器材:R基因敲除小鼠和正常小鼠若干、激素R、生理盐水、注射器、体重仪、普通饲料等。
实验思路:①随机取若干只年龄、体重和性别相似的正常小鼠(甲组)和R基因敲除小鼠(分为乙组、丙组),其中丙组为实验组,甲、乙组为对照组。
②每天用普通饲料喂养,定时用体重仪称每只小鼠的体重,记录并计算每个组的平均体重,持续4周。
③第5周开始起,每天给甲、乙组分别注射 ,丙组注射 ,重复步骤②。
预期实验结果:(设计1个坐标图,用曲线图形式表示出各组的实验结果) 。
【答案】(10分,除标记外,每空1分)
(1) 副交感神经 大脑(皮层)
(2) 激素R能提高睡眠效率,并能抑制摄食行为
(3) 兴奋 抑制性 减弱
(4) 适量且等量的生理盐水 等量的激素R (2分)
【分析】反射一般分为两大类,非条件反射和条件反射,非条件反射是指人生来就有的先天性反射,是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢参与即可完成;条件反射是出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式。
【详解】(1)胃肠的蠕动是由植物性神经支配的,当副交感神经兴奋,引起胃肠蠕动加强;条件反射与非条件反射的主要区别在于有无大脑皮层神经中枢的参与。
(2)据图1可知,该实验的自变量为人群的体重正常还是肥胖,激素R含量和睡眠效率为因变量的检测指标;从实验结果可推理得出激素R能抑制摄食行为(正常人激素R高于肥胖人群)并能提高睡眠效率。
(3)据图2可知,一方面,激素R会引起摄食抑制性神经元兴奋,释放抑制性递质作用于大脑,导致食欲的降低;另一方面,激素R直接抑制胃运动神经元,引起胃平滑肌收缩减弱,降低胃的消化功能。
(4)根据实验目的可知激素R的有无是自变量,甲组为空白对照,应注射生理盐水,乙组和丙组为R基因敲除小鼠,经自身对照处理后分别注射等量的生理盐水和激素R,这样可达到验证激素R生理功能的目的。用坐标曲线图预期各组小鼠的体重变化,要关注曲线的起点、趋势和终点的变化,横坐标的含义和周数要具体,具体坐标图为。
15.(10分)珍稀中药龙脑香樟因其枝叶可提取右旋龙脑而得名。为优化龙脑香樟的施肥方案,研究者设置3个实验组(T1-T3,滴灌)和对照组(CK,传统灌溉方式),结果见下表。滴灌是干旱缺水地区最有效的节水灌溉方式。
处理
施肥量
(mg/kg)
呼吸速率
(μmolCO2⋅m-2⋅s-1)
最大净光合速率
(μmolCO2⋅m-2⋅s-1)
光补偿点
(μmol⋅m-2⋅s-1)
光饱和点
(μmol⋅m-2⋅s-1)
T1
35.0
2.74
13.74
84
1340
T2
45.5
2.47
16.96
61
1516
T3
56.0
2.32
15.33
61
1494
CK
35.0
3.13
11.59
102
1157
注:光饱和点:一定条件下,光合速率达到最大时的最小光照强度;光补偿点:一定条件下,光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。
回答下列问题:
(1)光合作用光反应中,利用光合色素吸收的可见光,H2O裂解产生O2和 。龙脑香樟生长过程中, 色素吸收红光与远红光以调节形态建成。
(2)无机盐需要溶解在水中,通过 方式被细胞吸收。T3组的净光合速率小于T2组,原因可能是过量施肥导致 过高,使根系吸水困难,进而引起叶片气孔导度下降,限制了对光合作用的 供应。
(3)光照强度100μmol⋅m-2⋅s-1条件下,不能积累有机物的是 组,而当光照强度大于1600μmol⋅m-2⋅s-1时,光合速率最大的是 组。通过比较 两组的最大净光合速率,可以说明滴灌能够提高水肥利用效率。在T2处理下叶片的最大总光合速率约为 。
【答案】(10分,除特殊标记外,每空1分)
(1) H+和e- 光敏
(2) 主动运输 土壤溶液浓度
(3) CK T2 CK组和T1(2分) 19.43
【分析】光反应只发生在光照下,是由光引起的反应。光反应发生在叶绿体的类囊体膜。光反应从光合色素吸收光能激发开始,经过水的光解,电子传递,最后是光能转化成化学能,以ATP和NADPH的形式贮存。光合速率=呼吸速率+净光合速率。
【详解】(1)光合作用光反应中,利用光合色素吸收可见光,光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素,光合色素吸收的光能可将H2O裂解产生O2和H+和e-。龙脑香樟生长过程中,光敏色素吸收红光与远红光以调节形态建成,此时光敏色素是感受光信号的物质。
(2)无机盐需要溶解在水中,通过主动运输方式被细胞吸收。T3组的净光合速率小于T2组,原因可能是过量施肥导致土壤溶液浓度过高,使根系吸水困难,甚至可能导致失水,进而引起叶片气孔导度下降,导致二氧化碳吸收减少,限制了光合作用的暗反应进而影响了光合作用强度。
(3)光照强度100μmol⋅m-2⋅s-1条件下,不能积累有机物的是CK组,因为此时的光照强度低于对照组的光补偿点,而当光照强度大于1600μmol⋅m-2⋅s-1时,光合速率最大的是T2组,因为该组的光饱和点与1600μmol⋅m-2⋅s-1最接近,且该组的最大净光合速率最高。根据单一变量原则可知,通过比较CK组和T1两组的最大净光合速率,可以说明滴灌能够提高水肥利用效率。在T2处理下叶片的最大总光合速率约为呼吸速率+最大净光合速率=2.47+16.96=19.43。
16.(12分)抗除草剂转基因作物可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1抗除草剂转基因玉米的技术流程。
注:内含子是真核生物基因的非编码序列,可被转录,在mRNA加工中被剪切掉,仅发生于真核生物细胞内。
(1)构建含除草剂抗性基因的表达载体,传统的方法是目的基因通过限制酶与 酶与载体进行重组。载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列 (“能”或“不能”)出现在目的基因内部,否则会导致目的基因被破坏。若目的基因两端缺少所需的限制酶识别序列,可通过PCR技术在引物的 (“3’端”或“5’端”)添加相应限制酶识别序列,以便构建表达载体。
(2)为了减少限制酶识别序列的影响,科研人员研发了新的DNA 重组方法:无缝克隆In-Fusion 技术(图2),其中 In-Fusion酶可以将任何具有相同15bp末端序列的线性 DNA分子进行连接,类似同源重组。
①关于图2所示同源重组构建表达载体的方法,其优点有 (可多选) 。
A.免去传统方法双酶切的繁杂操作
B.同源重组,保证目的片段插入载体时方向正确
C. 如果载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列出现在目的基因内部,该技术可克服传统方法的局限性
②科研人员希望应用以上方法构建含有A和GUS基因的重组DNA分子,首先获得了3种DNA 分子如图3,然后混合进行 In-Fusion 反应。如果引物2上额外添加的片段对应于 GUS基因中加粗的e片段,那么引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中片段 。完成重组反应后,将产物表达载体加入经过 处理的农杆菌中。
③为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落,可以选取引物 扩增目的基因并电泳检测。
(3)农杆菌转化愈伤组织时,用含 的选择培养基筛选转化的愈伤组织。转化过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未转化愈伤组织(假阳性)也可能在选择培养基上生长。已知报告基因GUS 表达产物能催化无色物质K呈现蓝色,则排除假阳性的原理是:报告基因GUS在 细胞中表达,而在农杆菌中不表达,因此用无色物质K处理上述能正常生长的愈伤组织,假阳性的农杆菌 (出现/不出现)
【答案】(12分,除特殊标记外,每空1分)
(1) DNA 连接酶 不能 5’端
(2) ABC a、d或d、a (2分) Ca²⁺ 引物1和4(2分)
(3) 除草剂 真核 不出现
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法等;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因;②检测目的基因是否转录出了mRNA;③检测目的基因是否翻译成蛋白质。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】(1)在构建基因表达载体时,需用限制酶将载体切开,以便目的基因的插入,需要DNA连接酶将目的基因与载体进行重组。载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列不能出现在目的基因内部,要保持目的基因的完整性,否则目的基因会被破坏。若目的基因两侧缺少相应的限制酶识别序列,可通过PCR技术在目的基因两侧添加相应限制酶识别序列,由于DNA聚合酶从引物的3’端连接脱氧核苷酸,故一般在引物的5’端添加相应限制酶识别序列。
(2)①无缝克隆In-Fusion 技术中In-Fusion 酶可以将任何具有相同15bp末端序列的线性 DNA分子进行连接,无需限制酶切割,类似同源重组,该方法能免去传统方法双酶切的繁杂操作、能保证目的片段插入载体时方向正确、如果载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列出现在目的基因内部,该技术可克服传统方法的局限性,ABC正确。
故选ABC。
②结合图3分析,引物2上额外添加的片段对应于GUS基因中加粗的e片段,那么进行ln-Fusion反应时,A基因的右侧序列、GUS基因的左侧序列会连接在一起。还需要将A基因、GUS基因连接到载体上,根据质粒两条核苷酸链的方向(5'→3)判断,引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中的片段a、d,才能确保A基因的左侧序列、GUS基因的右侧序列分别与质粒连接(或反向连接,引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中的片段d、a)。经钙离子处理成为感受态细胞,吸收外源DNA的能力强。
③为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落,可以检测A基因与GUS基因,因而可以选取引物1、4扩增目的基因并电泳检测。
(3)农杆菌转化愈伤组织时,需要用含除草剂的选择培养基筛选转化的愈伤组织,能在该培养基上正常生长的愈伤组织为具有对除草剂的抗性;愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未转化愈伤组织(假阳性)也可能在选择培养基上生长。由于成功实现转化的愈伤组织中具有抗除草剂的基因,也有GUS基因,而报告基因GUS表达产物能催化无色物质K呈现蓝色,因此用无色物质K分别处理上述的愈伤组织,出现蓝色的是无农杆菌附着的转化愈伤组织和无蓝色的是假阳性的农杆菌,这里依据的原理是GUS基因在真核细胞中表达,而在农杆菌中不表达。
17.(10分)囊性纤维化(CF)是7号染色体上CFTR基因突变的慢性遗传病。患者肺部细胞Cl-载体蛋白结构异常,导致支气管中黏液增多,细菌大量生长繁殖,常出现肺功能严重受损的病症。下列为3个CF患者家系图。请回答下列问题:
(1)CF发生机制说明基因控制性状的方式为 。
(2)据图判断,CF的遗传方式为 ,依据是 。
(3)为探究Ⅱ代致病情况,现对3个家系的Ⅰ代进行基因检测,检测报告如下:
突变类型
家系1
家系2
家系3
CFTR缺失突变
I-1编码区16-20外显子缺失
I-2编码区第1521-1523位核苷酸缺失
未检测到
CFTR替换突变
I-2编码区第3196位核苷酸
I-1编码区第2375位核苷酸
I-1、I-2的编码区第2909位核苷酸G突变为A
注:基因的编码区指基因中能编码蛋白质的区域;外显子指位于编码蛋白质序列的编码DNA片段
①据表可知,CFTR基因突变类型有多种,体现基因突变具有 的特点,且可推测出3个家系中家系 的个体 为纯合子。
②家系2计划再生一个孩子,则子代基因型为杂合子概率为 ,原因是 。(CFTR基因可用A/a1/a2…表示)
【答案】(10分,除特殊标记外,每空1分)
(1) 基因控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
(2) 常染色体隐性病 CFTR基因位于7号染色体上,且(三个家系)Ⅰ代正常,Ⅱ代患病(2分)
(3) 随机性和不定向性 3 Ⅱ-1 3/4 家系2的Ⅰ-1和Ⅰ-2基因型假设为Aa1和Aa2,其子代AA概率为1/4,其余均为杂合子(2分)
【分析】囊性纤维化患者支气管中黏液增多的原因是患者的CFTR蛋白异常,无法将氯离子主动运输至细胞外,导致水分子向膜外扩散速度减慢,支气管细胞表面的黏液不能被及时稀释,黏稠的分泌物不断积累。
【详解】(1)CF 患者是因为 7 号染色体上 CFTR 基因突变,导致肺部细胞 Cl⁻载体蛋白结构异常,进而出现病症。这说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(2)三个家系的双亲均正常(I-1 和 I-2正常),但生出了患病的孩子(II-1和II-2 患病),“无中生有”为隐性,且患病基因位于7号染色体上,则CF的遗传方式为常染色体隐性病。
(3)① 据表可知,CFTR 基因突变类型有多种且发生的位点多样,体现基因突变具有随机性和不定向性的特点。家系 3 中I-1 和 I-2的编码区第 2909 位核苷酸 G 突变为 A,且未检测到其他突变类型,可推测家系 3 的个体 Ⅱ-1为纯合子。
②家系 2 中I-1编码区第 2375 位核苷酸突变,I-2编码区第 1521 - 1523 位核苷酸突变,说明双亲都是杂合子(设为 Aa1和Aa2,),他们再生一个孩子,子代基因型为纯合子( AA )的概率为 1/4,所以子代基因型为杂合子概率为 1−1/4= 3/4。
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生物·答题卡
姓
名:
准考证号:
贴条形码区
注意事项
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准
考生禁填:
缺考标记
口
条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
违纪标记
▣
2.选择题必须用2B铅笔填涂:非选择题必须用0.5m黑色签字笔
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效:在草稿纸、试题卷上答题无效。
正确填涂■
4.
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[×1【1【/]
一、
选择题:本题共12个小题,每小题4分,共48分。
1[AJ[B][C][D]
6[A][BJIC]ID]
11[AJ[B][CJ[D]
2[AJ[B][C][D]
7[AJ[BJICJ[D]
12[AJ[B][CJ[D]
3.[A][B]IC][D]
8.[A][B][C[D
4[AJ[B]IC]ID]
9[A][B]IC][D]
5[A][B][C][D]
10.[A]IB][C1ID1
二、
非选择题。
(本分共5小题,共计52分)
13.
(10分,除标记外,每空1分)
(1)
(2)
(2分)
(3)
14.
(10分,除标记外,每空1分)
(1)
(2)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
(3)
(4)
(2分)
15.(10分,除标记外,每空1分)
(1)
(2)
(3)
(2分)
16.(12分,除标记外,每空1分)
(1)
(2)
(2分)
(2分)
(3)
17.(10分,除标记外,每空1分)
(1)
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3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
正确填涂■
4.
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂X1【W1【/
选择题:本题共12个小题,每小题4分,共48分。
1[AJ[B][C][D]
6.[A][B][C][D]
11.A][B][C1[D]
2.[A1[BJ[C1[D]
7[A][B][C][D]
12.[A][B][C][D]
3.[A][B][C][D]
8.A][B1[C1[Dj
4[A][B][C][D]
9[AJ[B][C][D]
5[A][B][C][D]
10.A1[B][cJ[D1
二、
非选择题。(本分共5小题,共计52分)
13.
(10分,除标记外,每空1分)
(1)
(2)
(2分)
(3)
14.
(10分,除标记外,每空1分)
(1)
(2)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
(3)
(4)
(2分)
15。(10分,
除标记外,每空1分)
(1)
(2)
(3)
(2分)
16。
(12分,除标记外,每空1分)
(1)
(2)
(2分)
(2分)
(3)
17。
(10分,除标记外,每空1分)
(1)
(2)
(2分)
(3)
(2分)
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生物·参考答案
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
C
C
A
A
A
B
D
题号
9
10
11
12
答案
A
D
C
C
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
13.(10分,除标记外,每空1分)
(1) 负反馈调节 群落演替 收支
(2) 红树林凋落物以及鱼虾粪便等中的有机碳积累量明显大于有机物的分解量 (2分)
气候 所有生物的总呼吸量 多
(3)ABC
14.(10分,除标记外,每空1分)
(1) 副交感神经 大脑(皮层)
(2) 激素R能提高睡眠效率,并能抑制摄食行为
(3) 兴奋 抑制性 减弱
(4) 适量且等量的生理盐 等量的激素R
(2分)
15.(10分,除特殊标记外,每空1分)
(1) H+和e- 光敏
(2) 主动运输 土壤溶液浓度
(3) CK T2 CK组和T1 (2分) 19.43
16.(12分,除特殊标记外,每空1分)
(1) DNA 连接酶 不能 5’端
(2) ABC a、d或d、a (2分) Ca²⁺ 引物1和4(2分)
(3) 除草剂 真核 不出现
17.(10分,除特殊标记外,每空1分)
(1) 基因控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
(2) 常染色体隐性病 CFTR基因位于7号染色体上,且(三个家系)Ⅰ代正常,Ⅱ代患病(2分)
(3) 随机性和不定向性 3 Ⅱ-1 3/4 家系2的Ⅰ-1和Ⅰ-2基因型假设为Aa1和Aa2,其子代AA概率为1/4,其余均为杂合子(2分)
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此卷只装订不密封
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高三生物
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(生态热点)我国在原是荒漠戈壁的青海塔拉滩建设光伏电站,为防风固沙撒播了大量草籽,不料草籽因微环境改善而生长茂盛,不仅遮挡阳光影响发电还有引发火灾风险,后来引入羊群吃草,最终实现“绿电+生态+民生”三赢(如下图)。下列分析正确的是( )
A.水是影响草数量变化的非密度制约因素
B.草与羊之间实现了物质与能量的循环利用
C.从荒漠群落到草原群落,所发生的群落演替是初生演替
D.综合考虑了自然、经济和社会等系统的影响力,体现了生态工程的循环原理
2.(科研热点)真核生物的基本启动子没有组织特异性,本身不足以启动基因表达。增强子与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子,实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性,它们与特定蛋白结合后激活基本启动子,驱动相应基因在特定组织中表达,如下图甲所示。下列说法正确的是( )
A.增强子的位置只能位于基本启动子的上游,从而激活启动子驱动基因转录
B.增强子通过与特定的基本启动子作用来调控基因表达
C.增强子在不同组织中的活性不同的根本原因是基因的选择性表达
D.增强子是含有特定碱基序列的DNA片段,能与RNA聚合酶结合激活启动子
3.(新考向)以水稻为材料探究光照、油菜素内酯(BL)和乙烯在根不对称生长中的相互作用,实验处理及结果如下表(STS为乙烯抑制剂,“+”表示加入,“—”表示未加入)。下列叙述错误的是( )
组别处理及结果
A
B
C
D
E
F
光照
+
+
—
—
+
+
BL(2×10-8mol/L)
—
—
+
+
+
+
STS(0.9mmol/L)
—
+
—
+
—
+
根不对称生长率(%)
16.8
0
96.1
0
100
0
A.植物体内光敏色素主要吸收红光和远红光
B.BL作为第六类植物激素,可作为信息分子调节水稻根的不对称生长
C.本实验需补充一组(黑暗、不加BL、加STS),以排除无关变量的影响
D.实验结果表明:光照和BL 对根不对称生长的调控依赖乙烯
4.(原创题)普氏野马属于濒危物种。它们生活在环境恶劣的荒漠戈壁地带。近代随着环境的逐步恶化和人类不断围猎,普氏野马的数量急剧下降,人工圈养的普氏野马数量虽在增加,但总量也只有2000匹,而且这些都是仅有的10匹马经近亲繁殖而来的。家马和普氏野马属于不同亚种,但可以杂交并产生可育的后代。下列叙述错误的是( )
A.人工圈养和环境恶化不会改变普氏野马进化的速度和方向
B.近亲繁殖会导致遗传多样性的丧失,加速种群的衰败和灭亡
C.近亲繁殖会增大普氏野马种群中某些隐性遗传病的发病率
D.家马和普氏野马能进行基因交流,不存在生殖隔离,属于同一物种
5.(原创题)下图是关于细胞结构与功能的部分关系网,图中字母代表具膜的细胞结构,不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流,d、e、f、h表示不同的完整细胞器。下列说法中错误的是( )
A.a为细胞膜、b为具膜细胞器、c为细胞核(核膜)
B.膜流现象与生物膜中的磷脂分子和蛋白质的移动高度相关
C.g使得内质网、高尔基体、细胞膜之间产生膜流
D.n共有两层磷脂双分子层,q有一层磷脂双分子层
6.一种耐盐植物通过下图方式将体内多余的钠离子排出体外,①—④为转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A.④转运钠离子时不会发生自身构象的改变
B.钠离子运出液泡不需要与转运蛋白③结合
C.钠离子通过②进入液泡的方式是主动运输
D.钠离子进入收集细胞的能量不直接来自ATP
7.剧烈运动时,骨骼肌细胞无氧呼吸产生的乳酸通过血液运输至肝脏,在肝细胞中可经糖异生作用转化为葡萄糖,葡萄糖又通过血液被运输回骨骼肌等组织细胞利用,具体过程如下图所示,下列说法错误的是( )
A.肝细胞中糖异生是吸能过程,与ATP 水解相联系
B.骨骼肌细胞无氧呼吸时NADH 不能与氧气结合生成水,积累在细胞内引起肌肉酸胀
C.血糖浓度过高能抑制糖异生作用,从而有利于维持血糖稳定
D.若糖异生等升糖过程发生障碍,导致机体血糖下降后,则交感神经的兴奋性会增强
8.重庆江津区綦河流域水质优良,是国家一级保护野生动物中华秋沙鸭的栖息地之一。科研人员连续5年对该区域的中华秋沙鸭种群数量进行调查,结果如下表。下列相关分析错误的是( )
年份
2020年
2021 年
2022年
2023 年
2024年
种群数量(只)
33
45
58
72
80
A.对该种群的数量进行调查时,宜采用逐个计数法
B.2020-2023年,该中华秋沙鸭种群的年龄结构为增长型
C.若后续调查发现种群数量趋于稳定,可能是綦河流域的食物资源、栖息空间等有限
D.2022–2023 年该种群数量的增长速率比2021–2022年快,说明环境容纳量增大
9.甲植株具有由核基因控制的多种优良性状,另一远缘植物乙细胞质中存在抗除草剂基因,为获得兼具有甲乙优良性状的品种,科学家进行如下图实验操作。下列叙述错误的是( )
A.控制杂种植株优良性状的基因均可通过花粉遗传给后代
B.利用顶芽细胞分裂能力强、病毒少的特点,易获得脱毒杂种苗
C.紫外线照射乙顶芽细胞需控制强度和时间,避免过度照射破坏细胞质中的基因
D.制备原生质体的酶解过程需在较高渗溶液中进行,防止原生质体吸水涨破
阅读下面几段材料,完成下面小题。
真核细胞生命活动所需能量约95%来自线粒体。线粒体正常运转需要上千种蛋白质但线粒体基因组DNA(mtDNA)只编码13种蛋白, 其中包括线粒体内膜上的细胞色素b(Cytb)。 Cytb由380个氨基酸组成,是电子传递链复合体Ⅲ的一个亚基,参与电子传递,驱动ATP合成。
线粒体遗传密码与核遗传密码(标准密码子)相似但不完全相同。如标准异亮氨酸密码子AUA在线粒体中编码甲硫氨酸,精氨酸密码子AOA和AGG在线粒体中则为终止密码子,而终止密码子UGA在线粒体中编码色氨酸。以往认为,线粒体中的CYTB基因只编码Cytb。近期,我国科研人员发现CYTB基因还能编码由187个氨基酸组成的蛋白质C-187,且C-187是在细胞质基质中的核糖体上按照标准密码子翻译出来的。有意思的是,C-187合成后,再由特定的序列引导其返回线粒体基质中。
研究发现,C-187能与线粒体内膜上的SL蛋白结合。SL蛋白由核基因编码,可跨膜转运磷酸盐。若C-187合成障碍则会导致细胞内ATP 含量下降,而SL基因过表达则能够恢复细胞内ATP水平,二者在能量代谢中共同发挥作用。该研究不仅改写了“线粒体基因组编码13个蛋白”的论断,提出的线粒体双重翻译模式也为研究能量代谢调控提供了新视角。
10.下列有关线粒体相关叙述正确的是( )
A.雄性动物mtDNA会在减数分裂中进入配子遗传给子代
B.mtDNA位于线粒体内膜,控制Cytb等13种蛋白质的合成
C.葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解,生成CO₂和水,为细胞供能
D.线粒体中可以独立进行相关蛋白质的转录和翻译
11.下列不能为“C-187来源于 mtDNA”提供证据支持的实验有( )
A.用抑制线粒体基因转录的药物处理细胞,检测Cytb和C-187含量
B.用抑制mRNA从线粒体进入细胞质基质的药物处理细胞,检测Cytb和C-187含量
C.用抑制细胞质基质核糖体翻译的药物处理细胞,检测Cytb和C-187含量
D.用C-187特异性抗体检测正常细胞和mtDNA缺失细胞中C-187的含量
12.下图为线粒体双重翻译模式示意图,请结合以上材料分析相关说法错误的是( )
A.mtDNA转录形成CYTB-mRNA后有两个去向,其中线粒体翻译的Cytb,进而组成复合体Ⅲ
B.mtDNA转录形成CYTB-mRNA运出线粒体后翻译形成C-187
C.C-187与SL互作,促进磷酸盐运进线粒体,为蛋白质合成提供原料
D.Cytb参与生成大量ATP的阶段,CYTB基因指导的两种蛋白协同调控ATP的合成
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
13.(10分)某退化红树林区域通过“种—养耦合”模式进行生态修复:在地势较高的塘基种植白骨壤、秋茄等耐盐红树植物,在潮沟和养殖塘中养殖南美白对虾和金鲳鱼。修复过程中,被分解的红树林凋落物,可为浮游生物提供食物。修复前后的生态数据如下表所示。回答下列问题:
指标
植物物种丰富度
底栖动物物种数
土壤和底泥中有机质含量
对虾产量/(kg·亩-1)
红树林固碳量/(t·ha-1)
修复前
3种
8种
1.2%
200
2.1
修复后
12种
25种
4.5%
350
6.8
注:1亩=666.67平方米。
(1)生态系统具有一定的自我调节能力,具有该能力的基础是 ,故生态系统可以维持结构和功能的相对稳定。该地进行的生态恢复,利用了 理论。生态修复的目的之一是恢复生态平衡,应具有结构平衡、功能平衡和 平衡。
(2)土壤有机质分解后可为植物提供 和无机盐。分析修复后土壤和底泥中有机质含量显著增加的原因是 。当该群落演替到与当地的土壤和 条件处于平衡状态的时候,演替不再继续进行。此时,群落的总生物量将保持相对稳定,其原因是生产者的总初级生产量与 相等。变温动物所在的食物链的营养级数目比仅有恒温动物的 。
(3)下图为该生态系统氮循环示意图,相关分析正确的是哪几项________。
A.氨化作用主要由分解者完成,该过程中能量由生产者、消费者流向分解者
B.部分生物能直接吸收、利用大气中的氮进行物质合成
C.氮在群落内部主要以含氮有机物的形式沿食物链或食物网进行传递
D.氮循环是指氮气在生物群落和非生物环境之间的循环过程
14.(10分)肥胖者的摄食行为和食欲等受到神经系统和内分泌系统的共同调节,研究发现长期睡眠不足的人会加强摄食,导致体重增加,引发肥胖。回答下列问题:
(1)胃肠道管壁感受器接受食物刺激后,产生兴奋,在中枢神经系统的参与下,引起内脏运动神经中的 神经兴奋,引起胃肠蠕动加强。要判断上述过程是否属于条件反射,还需确定中枢神经系统中的 是否参与调控。
(2)我国科研人员新发现了一种激素R,并对体重正常人群和肥胖人群分别进行睡眠效率与激素R含量关系的分析,结果如图1,推测激素R与摄食行为和睡眠效率的关系是 。
(3)研究得知激素R是由基因R控制合成的,激素R的受体主要分布于胃的运动神经元和下丘脑的摄食抑制神经元上,激素R的部分作用关系如图2所示。据图分析,一方面,激素R可与下丘脑的摄食抑制神经元受体结合,引起该神经元产生 (填“兴奋”或“抑制”),并释放 (填“兴奋性”或“抑制性”)递质导致大脑食欲的降低;另一方面,激素R作用于胃运动神经元受体,导致胃蠕动的 。
(4)为了验证激素R对体重的作用,利用提供的实验器材完善实验思路,并用坐标曲线图表示预期实验结果。
实验器材:R基因敲除小鼠和正常小鼠若干、激素R、生理盐水、注射器、体重仪、普通饲料等。
实验思路:①随机取若干只年龄、体重和性别相似的正常小鼠(甲组)和R基因敲除小鼠(分为乙组、丙组),其中丙组为实验组,甲、乙组为对照组。
②每天用普通饲料喂养,定时用体重仪称每只小鼠的体重,记录并计算每个组的平均体重,持续4周。
③第5周开始起,每天给甲、乙组分别注射 ,丙组注射 ,重复步骤②。
预期实验结果:(设计1个坐标图,用曲线图形式表示出各组的实验结果) 。
15.(10分)珍稀中药龙脑香樟因其枝叶可提取右旋龙脑而得名。为优化龙脑香樟的施肥方案,研究者设置3个实验组(T1-T3,滴灌)和对照组(CK,传统灌溉方式),结果见下表。滴灌是干旱缺水地区最有效的节水灌溉方式。
注:光饱和点:一定条件下,光合速率达到最大时的最小光照强度;光补偿点:一定条件下,光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。
回答下列问题:
(1)光合作用光反应中,利用光合色素吸收的可见光,H2O裂解产生O2和 。龙脑香樟生长过程中, 色素吸收红光与远红光以调节形态建成。
(2)无机盐需要溶解在水中,通过 方式被细胞吸收。T3组的净光合速率小于T2组,原因可能是过量施肥导致 过高,使根系吸水困难,进而引起叶片气孔导度下降,限制了对光合作用的 供应。
(3)光照强度100μmol⋅m-2⋅s-1条件下,不能积累有机物的是 组,而当光照强度大于1600μmol⋅m-2⋅s-1时,光合速率最大的是 组。通过比较 两组的最大净光合速率,可以说明滴灌能够提高水肥利用效率。在T2处理下叶片的最大总光合速率约为 。
16.(12分)抗除草剂转基因作物可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1抗除草剂转基因玉米的技术流程。
注:内含子是真核生物基因的非编码序列,可被转录,在mRNA加工中被剪切掉,仅发生于真核生物细胞内。
(1)构建含除草剂抗性基因的表达载体,传统的方法是目的基因通过限制酶与 酶与载体进行重组。载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列 (“能”或“不能”)出现在目的基因内部,否则会导致目的基因被破坏。若目的基因两端缺少所需的限制酶识别序列,可通过PCR技术在引物的 (“3’端”或“5’端”)添加相应限制酶识别序列,以便构建表达载体。
(2)为了减少限制酶识别序列的影响,科研人员研发了新的DNA 重组方法:无缝克隆In-Fusion 技术(图2),其中 In-Fusion酶可以将任何具有相同15bp末端序列的线性 DNA分子进行连接,类似同源重组。
①关于图2所示同源重组构建表达载体的方法,其优点有 (可多选) 。
A.免去传统方法双酶切的繁杂操作
B.同源重组,保证目的片段插入载体时方向正确
C.如果载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列出现在目的基因内部,该技术可克服传统方法的局限性
②科研人员希望应用以上方法构建含有A和GUS基因的重组DNA分子,首先获得了3种DNA 分子如图3,然后混合进行 In-Fusion 反应。如果引物2上额外添加的片段对应于 GUS基因中加粗的e片段,那么引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中片段 。完成重组反应后,将产物表达载体加入经过 处理的农杆菌中。
③为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落,可以选取引物 扩增目的基因并电泳检测。
(3)农杆菌转化愈伤组织时,用含 的选择培养基筛选转化的愈伤组织。转化过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未转化愈伤组织(假阳性)也可能在选择培养基上生长。已知报告基因GUS 表达产物能催化无色物质K呈现蓝色,则排除假阳性的原理是:报告基因GUS在 细胞中表达,而在农杆菌中不表达,因此用无色物质K处理上述能正常生长的愈伤组织,假阳性的农杆菌 (出现/不出现)
17.(10分)囊性纤维化(CF)是7号染色体上CFTR基因突变的慢性遗传病。患者肺部细胞Cl-载体蛋白结构异常,导致支气管中黏液增多,细菌大量生长繁殖,常出现肺功能严重受损的病症。下列为3个CF患者家系图。请回答下列问题:
(1)CF发生机制说明基因控制性状的方式为 。
(2)据图判断,CF的遗传方式为 ,依据是 。
(3)为探究Ⅱ代致病情况,现对3个家系的Ⅰ代进行基因检测,检测报告如下:
注:基因的编码区指基因中能编码蛋白质的区域;外显子指位于编码蛋白质序列的编码DNA片段
①据表可知,CFTR基因突变类型有多种,体现基因突变具有 的特点,且可推测出3个家系中家系 的个体 为纯合子。
②家系2计划再生一个孩子,则子代基因型为杂合子概率为 ,原因是 。(CFTR基因可用A/a1/a2…表示)
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