内容正文:
2023级高三第二次诊断考试
生物学
注意事项:
1.考生领到答题卡后,须在规定区域填写本人的姓名、准考证号和座位号。
2.考生回答选择题时,选出每小题答案后,须用2B铅笔将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。考生回答非选择题时,须用0.5mm黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上。选择题和非选择题的答案写在试卷或草稿纸上无效。
3.考生不得将答题卡带离考场,考试结束后由监考员收回。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 生物大分子由单体组成。下列生物大分子中单体的种类和排列顺序不影响其多样性的是( )
A. 糖原 B. RNA C. DNA D. 蛋白质
2. 氯霉素是一种常用的抗生素,可通过抑制细菌核糖体的功能来阻断蛋白质合成,进而影响细菌的能量代谢。过量使用该药物会抑制某种细胞器内的蛋白质合成而对人体造成毒害。从细胞器起源的角度分析,该细胞器最可能是( )
A. 溶酶体 B. 高尔基体 C. 内质网 D. 线粒体
3. 为提高干旱、半干旱地区农作物产量,科研人员以玉米为材料,在不限制根系生长(未限根组)和限制根系生长(限根组)两种情况下,探究水分与施氮对干旱条件下的玉米光合作用的影响。结果如下表所示。下列分析正确的是( )
实验处理测定指标
未限根组
限根组
对照
施氮
灌水+施氮
对照
施氮
灌水+施氮
气孔导度[mmol/(m2·s)]
82
64
194
58
57
176
胞间CO2浓度(μmol/mol)
240
206
109
270
?
140
RuBPCase活性[μmol/(h·g)]
301
625
696
163
82
451
叶绿素含量(mg/g)
9.6
11.7
12.3
7.2
4.9
11.4
光合速率[mmol/(m2·s)]
635
7.88
1052
3.77
2.70
6.27
A. 气孔导度下降,光合作用一定减弱
B. 施氮处理必然导致叶绿素合成增多
C. 施氮对光合作用的效应与根系生长状况有关
D. “?”处的胞间CO2浓度应显著低于对照组
4. 下图表示某二倍体生物生殖器官中处于不同分裂期的细胞模式图,下列叙述正确的是( )
A. 图甲形成配子时,同源染色体上的非等位基因之间可能发生基因重组
B. 图甲所示的细胞若经过减数分裂,最终一定产生4个,2种生殖细胞
C. 图乙2号的染色体上出现了等位基因,是基因突变或基因重组导致的
D. 图乙所处的上一个时期,可以观察到由8条染色单体构成的2个四分体
5. 大肠杆菌在没有乳糖的培养基中,与乳糖利用有关的酶(LacZ、LacY、LacA)的基因并不表达,这对于细菌节能增效、适应性生存有重要意义。该过程的分子调节机制如下图所示,其中LacI为阻遏蛋白基因。下列推测正确的是( )
A. LacZ基因转录的模板链应是1链
B. 乳糖存在时会解除阻遏蛋白作用
C. 启动子是DNA聚合酶结合的位点
D. 1个mRNA只能编码1种蛋白质
6. 细胞色素c是细胞有氧呼吸中的重要电子传递蛋白,其氨基酸序列在不同生物中具有较高的保守性。科研人员测定了多种生物的细胞色素c的氨基酸序列,并与人类比较,结果如下表。下列叙述不合理的是( )
生物名称
黑猩猩
猕猴
狗
鸡
金枪鱼
果蝇
酵母菌
氨基酸差异/个
0
1
11
13
21
27
45
A. 细胞色素c序列差异是变异和自然选择的结果
B. 在进化史中,狗出现的时间早于鸡出现的时间
C. 人类与黑猩猩的亲缘关系比人类与猕猴的近
D. 该数据可以为生物进化提供分子水平的证据
7. 某人因细菌感染导致败血症,在其血浆中检测到细菌毒素。该毒素为蛋白质类物质,可引起全身性炎症反应,产生酸性或碱性代谢产物。下列关于该情况下内环境变化的叙述,不合理的是( )
A. 人体患败血症说明了机体维持稳态的调节能力是有一定限度的
B. 血液中缓冲物质对炎症反应产生的酸性或碱性代谢产物进行调节
C. 炎症反应可增加毛细血管壁的通透性,使机体出现局部组织水肿
D. 若等质量的NaCl或毒素进入血浆,毒素对渗透压的影响更显著
8. “川超”是四川省广受欢迎的民间足球联赛。球员在比赛中需长时间高强度奔跑,大量出汗,机体也会发生一系列生理变化以维持内环境稳态。以下是对球员在比赛中机体调节过程的分析,正确的是( )
A. 血糖消耗加快,胰高血糖素分泌增加以促进肝糖原分解
B. 无氧呼吸产生乳酸,进入血浆后会明显降低内环境pH
C. 细胞外液渗透压升高,下丘脑释放的抗利尿激素会减少
D. 体温升高使酶活性下降,机体可通过神经调节加速散热
9. 制备单克隆抗体时,一般使用HAT培养基筛选杂交瘤细胞。哺乳动物细胞中DNA的合成有D和S两条途径:D途径中叶酸是必需成分,HAT培养基中的氨基蝶呤是叶酸的拮抗剂;S途径需要HGPRT和TK两种酶,骨髓瘤细胞是经过人工筛选的基因缺陷型细胞,缺乏这两种酶。下列叙述错误的是( )
A. 灭活病毒诱导细胞融合时发生了膜蛋白和膜脂分子的重排
B. 在HAT培养基中B淋巴细胞能合成DNA因而能无限增殖
C 杂交瘤细胞能从B淋巴细胞中获得HGPRT和TK两种酶
D. 筛选得到的杂交瘤细胞还需要进行抗体检测和克隆化培养
10. 基因PCR定点突变是蛋白质工程的重要技术,该技术需要设计含有非特异性配对碱基的引物,再通过PCR将突变位点引入到产物中。重叠延伸PCR是发展最早的定点突变技术,其操作流程如下图所示。下列分析错误的是( )
A. 蛋白质工程可以创造新的、自然界中不存在的蛋白质
B. 应将引物1、2与引物3、4置于两个独立的反应体系中
C. 步骤④使用DNA聚合酶可对杂交分子甲和乙进行延伸
D. 步骤⑤中如果完成6轮循环一共需要消耗63个引物1
11. 人类的甲病(A/a)和乙病(B/b)均为单基因遗传病,两对基因位于两对染色体上(不考虑位于X、Y染色体同源区段),人群中甲病的发病率为1/2500。下图1为某家族系谱图,图2为甲病的两种相关基因(A/a)用一种限制酶处理后进行电泳的结果。下列说法错误的是( )
A. 单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病
B. 若对II4个体进行图2的基因检测会得到三条条带
C. II2和II3所生的女儿中患两种病的概率是1/18
D. II4和II5所生的III2为患甲病的女孩的概率是1/204
12. 脆性X综合征是一种常见遗传性智力障碍,主要与X染色体上FMR1基因中5'端非编码区一段CGG/GCC序列重复扩增有关。下图表示(CGG)n序列拷贝数与表型改变的关系图,正常人n=5~55,当n>55会不同程度影响基因表达,最终致病。下列叙述正确的是( )
A. 导致脆性X综合征出现的变异类型是染色体结构变异
B. 变异后FMR1基因编码的mRNA的碱基序列会发生相应改变
C. CGG重复数超过200,FMR1基因高度甲基化,翻译水平影响表达
D. 若孕妇为该病携带者,产前有必要对胎儿细胞中的DNA进行基因检测
13. 2025年10月,三位科学家因发现免疫系统中的关键“维和部队”——调节性Т细胞(Tregs)而获得诺贝尔生理及医学奖。Tregs是辅助性T细胞中一个特殊的亚群,它能抑制免疫反应、防止免疫系统攻击自身组织细胞。Tregs也会大量聚集在癌细胞周围,抑制其他免疫细胞对癌细胞的攻击,形成一道免疫豁免的屏障。下列分析正确的是( )
A. 辅助性T细胞接受信号后开始分化并分泌细胞因子和抗体
B. 辅助性T细胞只参与体液免疫过程,不参与细胞免疫过程
C. 可通过增强Tregs的功能或数量来治疗重症联合免疫缺陷症
D. 开发能特异性清除肿瘤内部Tregs的药物有利于癌症的治疗
14. 糖尿病酮症酸中毒(DKA)是一种常见的糖尿病急症。该病是因患者体内胰岛素缺乏或存在胰岛素抵抗等引起糖脂代谢紊乱,出现高血糖、高血酮、高血钾、代谢性酸中毒等临床综合征。下列叙述错误的是( )
A. 糖尿病患者随意中断胰岛素治疗可能引发DKA
B. 胰岛素与靶细胞膜上受体的结合发生于内环境中
C. DKA患者可通过反馈调节使垂体分泌促胰岛激素
D. DKA患者神经细胞静息状态下膜内外电位差减小
15. 顶端优势的维持机制如图:生长素(IAA)向下运输,抑制细胞分裂素合成酶(IPT)合成和促进细胞分裂素氧化酶(CKX)合成,从而降低侧芽位置的细胞分裂素(CK)含量,同时通过独脚金内酯(SL)通路抑制侧芽萌发。“→”促进;“⫞”抑制)。下列分析正确的是( )
A. 植物体中的IAA只能通过极性运输到达作用部位
B. IAA对侧芽的抑制作用可通过涂抹适量CK来解除
C. 阻断SL通路,将导致IAA对侧芽的抑制作用加强
D. 侧芽萌发受多种激素调节,与基因选择性表达无关
二、非选择题:共5题,共55分。
16. 苹果果皮颜色是影响其外观品质的重要指标。果皮中的红色主要源于花青苷(一种色素分子)的积累,该色素是由花青苷结构基因(如MdCHS、MdCHI、MdF3H等)所表达的多种酶,催化花青苷前体转化而来。回答下列问题。
(1)花青苷结构基因与果皮颜色之间的关系,体现了基因通过_____控制生物体的性状。
(2)“澳洲青苹”在套袋栽培时果皮呈黄白色,解袋后逐渐变红。果树中调控基因MdMYB1(简称B1基因),可通过对花青苷结构基因的表达进行调控,进而控制花青苷的合成。科研人员探究果皮逐渐变红的作用机制,部分数据如下。
处理组
果皮颜色
花青苷含量(mg/g)
B1基因甲基化水平(%)
B1基因的相对表达量
持续套袋
黄白色
0.01
85%
2.8
自然栽培
黄白色
0.02
83%
3.1
解袋4天
浅红色
0.1
60%
5.2
解袋10天
深红色
0.4
30%
14.6
据表中数据分析,解袋后果皮颜色逐渐变红与B1基因甲基化水平、表达量之间的关系为_____。
(3)为进一步探究光照是通过激活光敏色素促进上述机制变化,某研究小组以套袋处理的生长状况相似的“澳洲青苹”若干、光敏色素抑制剂为实验材料,结合(2)题表中信息,简要写出实验思路:____________。
17. 进食可刺激胃液大量分泌,根据接受刺激的部位不同,可将其分为头期、胃期等,如图甲所示。图乙显示胃壁的壁细胞分泌调节的部分机制。回答下列问题。
注:X-R表示信号分子受体;G是G细胞分泌的促胃液素;S是生长抑素,抑制(㊀)G细胞的分泌活动;GRP是神经递质。
(1)消化系统除消化吸收外,还有免疫功能,具体表现为:_____(答出2点即可)。
(2)头期:食物的色、香、味以及咀嚼、吞咽刺激相应感受器引起胃液的反射性分泌,这些反射类型是_____;此期调节壁细胞的信号分子有_____,通路二与通路一相比,对壁细胞分泌调节的优势是_____(答出2点即可)。
(3)食物进入胃腔,机械扩张胃壁,反射性增加胃液分泌和胃壁运动,该反射弧中的传出神经属于_____(选填“交感神经”“副交感神经”或“躯体运动神经”)。
(4)若对于胃酸过多的患者使用药物治疗,可用药物阻断受体_____(选填编号)。
①GRP-R ②CCKB-R ③M3-R ④S-R
18. 黄瓜是一年生攀援草本植物,其果实质地脆嫩、营养丰富,是常见的食材。黄瓜的生长发育要受到多种植物激素的调控。回答下列问题。
(1)在调控细胞分裂时,生长素主要促进细胞中_____的分裂。黄瓜植株体内不同成熟程度的细胞对生长素的敏感程度不同,幼嫩细胞对生长素的敏感性_____(填“大于”或“小于”)衰老细胞。
(2)黄瓜花的分化同时受脱落酸和赤霉素的影响,如下图所示。据此可以初步得出结论:调控植物器官生长、发育的主要是_____。农业生产实践中,若有利于黄瓜增产,适当_____(填“提高”或“降低”)脱落酸与赤霉素的比值。
(3)在黄瓜果实的发育过程中,不同激素的含量会按照次序出现高峰。这表明在黄瓜生长发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的_____。
(4)与黄瓜一样,很多植物都具有明显的顶端优势现象,该现象_____(填“能”或“不能”)体现生长素既能促进生长,又能抑制生长的作用特点。某同学通过下图所示的实验来探究顶端优势与生长素的关系,但有人指出该实验不够严谨。请提出修改建议:___________。
19. 某城市污水的处理常采用活性污泥法,其核心是在生物反应系统(曝气池)中利用微生物来降解污染物,流程如下图所示。为提升对特定难降解有机物(芳香胺)的处理效率,研究人员试图从活性污泥中分离、筛选高效菌株,并进行应用潜力评估。回答下列问题。
(1)在该系统中,曝气池内进行生物反应是发酵工程中_____的环节。在利用活性污泥法处理污水时,持续搅拌的目的是_____,从而保证微生物分解污染物的高效性。
(2)为从活性污泥中分离出能降解芳香胺的微生物,研究人员应使用以_____作为唯一碳源的选择培养基进行培养,初步获得若干单菌落后,为从中得到降解芳香胺效果最好的菌株,下一步应进行的操作是___________。
(3)研究人员采用鉴别培养基对初步筛选出的4种(A-D)菌株进行复筛,在鉴别培养基中添加了可与芳香胺发生特异性显色反应的试剂,使培养基均呈紫红色。培养一段时间后,菌株降解芳香胺,紫红色消退形成无色透明圈,测量结果如下表:
菌株
A
B
C
D
菌落直径(mm)
2.0
3.0
2.8
3.2
透明圈直径(mm)
9.0
10.5
6.0
9.0
根据表中数据,分解效果最好菌株是_____。判断的依据是__________________________。
(4)筛选出分解效果最好的菌株后,并不能直接投入污水处理系统应用。从处理效果和生态安全的角度分析,还需考虑的问题有:___________(答出2点即可)。
20. 水稻的叶片坏死由两对等位基因A/a和B/b控制,性状表现为:在灌浆期前,叶片开始坏死;在灌浆期后,又因基因B的数量不同而分化为轻度坏死、严重坏死。叶片坏死对繁殖后代无影响。某科研人员利用甲、乙2个纯合水稻品种进行实验,结果如下表所示:
亲本
F1表型
F1自交所得的F2表型及比例
甲×乙
叶片坏死
灌浆期前
灌浆期后
叶片开始坏死:正常=9:7
叶片严重坏死:轻度坏死:正常=3:6:7
回答下列问题。
(1)如果亲本甲的表型为叶片正常,那么亲本乙的表型应为_____。
(2)F2中叶片正常的植株中,杂合子占_____。如果让这些杂合子植株_____(填交配方式),后代中不会出现叶片坏死的植株。
(3)让F2植株自交,收获一株叶片坏死植株的所有种子(足够多),次年均发育成植株,在灌浆期后,植株叶片严重坏死:轻度坏死:正常的比例,除了3:6:7之外,还可能为_____。
(4)已知基因D/d也控制叶片坏死,且只有在D基因存在时,基因A/a和B/b才能发挥作用,否则,叶片全为正常。为探究D/d与A/a连锁(位于一对同源染色体上)还是与B/b连锁,科研人员利用以下四个杂交亲本组合,分别得到F2(均不考虑互换与突变),观察统计F2的性状及比例:
甲:AABBDD×aabbdd;乙:AAbbDD×aaBBdd;
丙:aaBBDD×AAbbdd;丁:AABBdd×aabbDD;
①其中 (填序号)组不能达到实验目的。
②在可以达到探究目的的组合中任选一组,补充支持结论的结果。
杂交组合序号:_____;
可能的结果及结论:若植株叶片严重坏死:轻度坏死:正常的比例为_____,则基因D/d与A/a连锁。
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2023级高三第二次诊断考试
生物学
注意事项:
1.考生领到答题卡后,须在规定区域填写本人的姓名、准考证号和座位号。
2.考生回答选择题时,选出每小题答案后,须用2B铅笔将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。考生回答非选择题时,须用0.5mm黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上。选择题和非选择题的答案写在试卷或草稿纸上无效。
3.考生不得将答题卡带离考场,考试结束后由监考员收回。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 生物大分子由单体组成。下列生物大分子中单体的种类和排列顺序不影响其多样性的是( )
A. 糖原 B. RNA C. DNA D. 蛋白质
【答案】A
【解析】
【详解】A、糖原由单一单体葡萄糖组成,无单体种类差异,且葡萄糖的排列顺序不影响糖原的结构和功能,故其多样性不受单体种类和排列顺序影响,A符合题意;
B、RNA由4种核糖核苷酸组成,单体的种类和排列顺序决定其碱基序列多样性(如mRNA的遗传信息),B不符合题意;
C、DNA由4种脱氧核苷酸组成,单体种类和排列顺序决定其碱基序列多样性(遗传信息的储存),C不符合题意;
D、蛋白质由21种氨基酸组成,单体的种类、数量和排列顺序直接影响肽链结构及蛋白质功能,D不符合题意。
故选A。
2. 氯霉素是一种常用的抗生素,可通过抑制细菌核糖体的功能来阻断蛋白质合成,进而影响细菌的能量代谢。过量使用该药物会抑制某种细胞器内的蛋白质合成而对人体造成毒害。从细胞器起源的角度分析,该细胞器最可能是( )
A. 溶酶体 B. 高尔基体 C. 内质网 D. 线粒体
【答案】D
【解析】
【详解】A、溶酶体含多种水解酶,负责分解物质,但无自身蛋白质合成能力,其酶由核糖体合成后转运而来,故不受氯霉素直接影响,A不符合题意;
B、高尔基体参与蛋白质加工、分类与运输,无核糖体结构,不进行蛋白质合成,B不符合题意;
C、内质网是蛋白质合成与加工的场所,但其附着的核糖体属于真核细胞类型,与原核生物核糖体结构不同,故氯霉素对其抑制作用较弱,C不符合题意;
D、线粒体是半自主细胞器,含有与原核生物相似的核糖体,可合成部分自身蛋白质,氯霉素通过抑制此类核糖体功能,干扰线粒体蛋白质合成,进而影响能量代谢(如ATP合成),D符合题意。
故选D。
3. 为提高干旱、半干旱地区农作物产量,科研人员以玉米为材料,在不限制根系生长(未限根组)和限制根系生长(限根组)两种情况下,探究水分与施氮对干旱条件下的玉米光合作用的影响。结果如下表所示。下列分析正确的是( )
实验处理测定指标
未限根组
限根组
对照
施氮
灌水+施氮
对照
施氮
灌水+施氮
气孔导度[mmol/(m2·s)]
82
64
194
58
57
176
胞间CO2浓度(μmol/mol)
240
206
109
270
?
140
RuBPCase活性[μmol/(h·g)]
301
625
696
163
82
451
叶绿素含量(mg/g)
9.6
11.7
12.3
7.2
4.9
11.4
光合速率[mmol/(m2·s)]
6.35
7.88
10.52
3.77
2.70
6.27
A. 气孔导度下降,光合作用一定减弱
B. 施氮处理必然导致叶绿素合成增多
C. 施氮对光合作用的效应与根系生长状况有关
D. “?”处的胞间CO2浓度应显著低于对照组
【答案】C
【解析】
【详解】A、气孔导度下降可能减少CO2供应,但光合速率还受叶绿素含量、酶活性等影响。未限根组施氮处理中,气孔导度由82降至64,但光合速率由6.35升至7.88,说明气孔导度下降时光合作用不一定减弱,A错误;
B、施氮可促进叶绿素合成,但限根组施氮时叶绿素含量由7.2降至4.9(对照组为7.2),表明在根系受限时施氮反而降低叶绿素含量,B错误;
C、未限根组施氮后光合速率上升(6.35→7.88),而限根组施氮后光合速率下降(3.77→2.70),说明施氮效果取决于根系生长状况,C正确;
D、限根组施氮处理的光合速率(2.70)显著低于对照组(3.77),且气孔导度相近,但RuBPCase活性大幅下降,表明CO2固定能力减弱,胞间CO2应积累增多。对比限根组灌水+施氮处理(胞间CO2为140)可知,"?"处应高于对照组(270),D错误。
故选C。
4. 下图表示某二倍体生物生殖器官中处于不同分裂期的细胞模式图,下列叙述正确的是( )
A. 图甲形成配子时,同源染色体上的非等位基因之间可能发生基因重组
B. 图甲所示的细胞若经过减数分裂,最终一定产生4个,2种生殖细胞
C. 图乙2号的染色体上出现了等位基因,是基因突变或基因重组导致的
D. 图乙所处的上一个时期,可以观察到由8条染色单体构成的2个四分体
【答案】A
【解析】
【详解】A、图甲细胞处于减数第一次分裂前期,同源染色体联会形成四分体,此阶段的细胞内的同源染色体上的非姐妹染色单体可能会发生互换,导致同源染色体上的非等位基因之间可能发生基因重组,A正确;
B、图甲所示的细胞若经过减数分裂,最终会产生4个,2种(不互换)或4种(互换)生殖细胞,B错误;
C、图乙细胞是处于有丝分裂中期的细胞,2号的染色体上出现了等位基因,是基因突变导致的,基因重组发生在减数分裂过程中,C错误;
D、图乙细胞是处于有丝分裂中期的细胞,图乙所处的上一个时期是有丝分裂前期,不存在同源染色体联会的现象,因此不具有四分体的结构,D错误。
故选A。
5. 大肠杆菌在没有乳糖的培养基中,与乳糖利用有关的酶(LacZ、LacY、LacA)的基因并不表达,这对于细菌节能增效、适应性生存有重要意义。该过程的分子调节机制如下图所示,其中LacI为阻遏蛋白基因。下列推测正确的是( )
A. LacZ基因转录的模板链应是1链
B. 乳糖存在时会解除阻遏蛋白作用
C. 启动子是DNA聚合酶结合的位点
D. 1个mRNA只能编码1种蛋白质
【答案】B
【解析】
【详解】A、转录时,RNA 聚合酶结合到启动子后,会以 DNA 的 3'→5' 链为模板,合成 5'→3' 的 mRNA。图中 RNA 聚合酶结合在 LacZ 基因左侧的 DNA 上,转录方向向右,因此模板链是2 链(3'→5' 方向),A错误;
B、图中显示,乳糖会与阻遏蛋白结合,使其构象发生改变,从而无法结合到操纵序列上。这就解除了阻遏蛋白对基因转录的抑制,使得与乳糖利用有关的酶得以表达,B正确;
C、启动子是RNA 聚合酶的结合位点,而不是 DNA 聚合酶的结合位点。DNA 聚合酶参与的是 DNA 复制过程,C错误;
D、图中的 mRNA 是多个基因的 mRNA,它可以编码 LacZ、LacY、LacA 三种不同的蛋白质。这是原核生物基因表达的一个特点,D错误。
故选B。
6. 细胞色素c是细胞有氧呼吸中的重要电子传递蛋白,其氨基酸序列在不同生物中具有较高的保守性。科研人员测定了多种生物的细胞色素c的氨基酸序列,并与人类比较,结果如下表。下列叙述不合理的是( )
生物名称
黑猩猩
猕猴
狗
鸡
金枪鱼
果蝇
酵母菌
氨基酸差异/个
0
1
11
13
21
27
45
A. 细胞色素c序列差异是变异和自然选择的结果
B. 在进化史中,狗出现的时间早于鸡出现的时间
C. 人类与黑猩猩的亲缘关系比人类与猕猴的近
D. 该数据可以为生物进化提供分子水平的证据
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞色素c序列差异源于基因突变(变异)和自然选择的作用,导致不同物种保留不同的氨基酸序列,A正确;
B、氨基酸差异数(狗11个,鸡13个)仅反映与人类的亲缘关系远近,不能直接推断物种出现的时间顺序(如鸟类与哺乳类的进化分支时间需结合化石等证据),B错误;
C、黑猩猩与人类氨基酸差异为0,猕猴为1,说明人类与黑猩猩的亲缘关系更近,C正确;
D、细胞色素c序列差异属于分子水平证据,可为生物进化提供有力的依据,D正确;
故选B。
7. 某人因细菌感染导致败血症,在其血浆中检测到细菌毒素。该毒素为蛋白质类物质,可引起全身性炎症反应,产生酸性或碱性代谢产物。下列关于该情况下内环境变化的叙述,不合理的是( )
A. 人体患败血症说明了机体维持稳态的调节能力是有一定限度的
B. 血液中缓冲物质对炎症反应产生的酸性或碱性代谢产物进行调节
C. 炎症反应可增加毛细血管壁的通透性,使机体出现局部组织水肿
D. 若等质量的NaCl或毒素进入血浆,毒素对渗透压的影响更显著
【答案】D
【解析】
【详解】A、人体患败血症时,细菌毒素引起全身性炎症反应,说明机体的稳态被破坏,这体现了机体维持稳态的调节能力是有一定限度的,A正确;
B、血液中存在缓冲物质,如HCO3-/H2CO3,它们可以对炎症反应产生的酸性或碱性代谢产物进行调节,从而维持血浆pH的相对稳定,B正确;
C、炎症反应使毛细血管壁通透性增大,血浆蛋白渗出导致组织液渗透压升高,引发组织水肿,C正确;
D、渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,毒素为蛋白质大分子,而NaCl在血浆中会解离成Na+和Cl-,等质量的NaCl解离后产生的微粒数比毒素多,所以NaCl对渗透压的影响更显著,D错误。
故选D。
8. “川超”是四川省广受欢迎的民间足球联赛。球员在比赛中需长时间高强度奔跑,大量出汗,机体也会发生一系列生理变化以维持内环境稳态。以下是对球员在比赛中机体调节过程的分析,正确的是( )
A. 血糖消耗加快,胰高血糖素分泌增加以促进肝糖原分解
B. 无氧呼吸产生乳酸,进入血浆后会明显降低内环境pH
C. 细胞外液渗透压升高,下丘脑释放的抗利尿激素会减少
D. 体温升高使酶活性下降,机体可通过神经调节加速散热
【答案】A
【解析】
【详解】A、球员长时间运动消耗大量血糖,血糖浓度降低会刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素,促进肝糖原分解和非糖物质转化以维持血糖稳定,A正确;
B、无氧呼吸产生的乳酸进入血浆后,主要与血浆中的缓冲物质(如碳酸氢钠)发生中和反应,通过缓冲系统维持pH相对稳定,不会明显降低内环境pH,B错误;
C、大量出汗导致细胞外液渗透压升高,下丘脑渗透压感受器兴奋,促使垂体释放抗利尿激素增加,以促进肾小管和集合管对水的重吸收,C错误;
D、体温升高时,机体通过神经-体液调节(如皮肤血管舒张、汗腺分泌增加)加速散热,D错误。
故选A。
9. 制备单克隆抗体时,一般使用HAT培养基筛选杂交瘤细胞。哺乳动物细胞中DNA的合成有D和S两条途径:D途径中叶酸是必需成分,HAT培养基中的氨基蝶呤是叶酸的拮抗剂;S途径需要HGPRT和TK两种酶,骨髓瘤细胞是经过人工筛选的基因缺陷型细胞,缺乏这两种酶。下列叙述错误的是( )
A. 灭活病毒诱导细胞融合时发生了膜蛋白和膜脂分子的重排
B. 在HAT培养基中B淋巴细胞能合成DNA因而能无限增殖
C. 杂交瘤细胞能从B淋巴细胞中获得HGPRT和TK两种酶
D. 筛选得到的杂交瘤细胞还需要进行抗体检测和克隆化培养
【答案】B
【解析】
【详解】A、灭活病毒诱导细胞融合的原理是利用病毒表面蛋白促进细胞膜融合,该过程涉及膜蛋白和膜脂分子的流动性重排,A正确;
B、在HAT培养基中,氨基蝶呤阻断D途径后,B淋巴细胞虽具有完整的S途径酶(HGPRT和TK),但其本身为高度分化的细胞,无无限增殖能力,故不能持续分裂增殖,B错误;
C、杂交瘤细胞由B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成,B淋巴细胞含完整的HGPRT和TK酶基因,可表达这两种酶,使杂交瘤细胞保留S途径能力,C正确;
D、HAT筛选后仅获得杂交瘤细胞,但不同细胞株产生的抗体种类不同,需进一步通过抗体检测和克隆化培养筛选目标抗体分泌株,D正确。
故选B。
10. 基因PCR定点突变是蛋白质工程的重要技术,该技术需要设计含有非特异性配对碱基的引物,再通过PCR将突变位点引入到产物中。重叠延伸PCR是发展最早的定点突变技术,其操作流程如下图所示。下列分析错误的是( )
A. 蛋白质工程可以创造新的、自然界中不存在的蛋白质
B. 应将引物1、2与引物3、4置于两个独立的反应体系中
C. 步骤④使用DNA聚合酶可对杂交分子甲和乙进行延伸
D. 步骤⑤中如果完成6轮循环一共需要消耗63个引物1
【答案】C
【解析】
【详解】A、蛋白质工程是通过改造基因来设计具有新功能的蛋白质,能够创造自然界中原本不存在的蛋白质,A正确;
B、引物1、2用于扩增含突变位点的上游片段,引物3、4用于扩增含突变位点的下游片段。若将四组引物置于同一反应体系,会导致引物交叉结合、干扰PCR产物的特异性,因此需在两个独立的反应体系中分别扩增上下游片段,B正确;
C、步骤④使用DNA聚合酶可对分子乙进行延伸,甲不可延伸,C错误;
D、PCR过程中,引物的消耗数量为2n+1-2(n为循环数),初始模板不消耗引物。6轮循环后,总产物数为27-2=126,因此消耗的引物1数量为126÷2=63,D正确。
故选C。
11. 人类的甲病(A/a)和乙病(B/b)均为单基因遗传病,两对基因位于两对染色体上(不考虑位于X、Y染色体同源区段),人群中甲病的发病率为1/2500。下图1为某家族系谱图,图2为甲病的两种相关基因(A/a)用一种限制酶处理后进行电泳的结果。下列说法错误的是( )
A. 单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病
B. 若对II4个体进行图2的基因检测会得到三条条带
C. II2和II3所生的女儿中患两种病的概率是1/18
D. II4和II5所生的III2为患甲病的女孩的概率是1/204
【答案】C
【解析】
【详解】A、单基因遗传病的定义就是受一对等位基因控制的遗传病,A正确;
B、I1和I2正常,II1患甲病,且I2电泳有三个条带,说明I2是杂合子,故甲病为常染色体隐性遗传;I3患乙病,I4两病都患,II3患乙病,II4正常,说明乙病为常染色体显性遗传;故II4的基因型为Aabb,进行图2的基因检测会得到三条条带,B正确;
C、II2的基因型为1/3AAbb、2/3Aabb;II3的基因型为1/3AaBB、2/3AaBb,故II2和II3所生的女儿中患两种病的概率是2/3×1/4×2/3×1/2=1/12,C错误;
D、II4甲病的基因型为Aa;又因为人群中甲病的发病率为1/2500,即A基因的频率为49/50,a基因的频率为1/50,II5为的正常个体,Aa基因型在正常个体中占2×49/2499即2/51、AA基因型在正常个体中占49×49/2499即49/51,故II4和II5所生的III2为患甲病的女孩的概率是2/51×1/4×1/2=1/204,D正确。
故选C 。
12. 脆性X综合征是一种常见遗传性智力障碍,主要与X染色体上FMR1基因中5'端非编码区一段CGG/GCC序列重复扩增有关。下图表示(CGG)n序列拷贝数与表型改变的关系图,正常人n=5~55,当n>55会不同程度影响基因表达,最终致病。下列叙述正确的是( )
A. 导致脆性X综合征出现的变异类型是染色体结构变异
B. 变异后FMR1基因编码的mRNA的碱基序列会发生相应改变
C. CGG重复数超过200,FMR1基因高度甲基化,在翻译水平影响表达
D. 若孕妇为该病携带者,产前有必要对胎儿细胞中的DNA进行基因检测
【答案】D
【解析】
【详解】A、脆性X综合征的病因是FMR1基因内部的CGG序列重复扩增,属于基因突变(分子水平的碱基对增添),并非染色体结构变异(染色体片段的重复、缺失等染色体水平的变异),A错误;
B、CGG序列重复发生在基因的5' 端非编码区,该区域不参与编码mRNA的编码序列,因此变异不会改变FMR1基因编码的mRNA的碱基序列,B错误;
C、从图中可见,当CGG重复数超过200且发生高度甲基化后,没有mRNA生成,说明该变异是在转录水平抑制了基因表达,而非翻译水平,C错误;
D、脆性X综合征是遗传性疾病,孕妇作为携带者时,胎儿有患病风险,因此产前对胎儿细胞的DNA进行基因检测是必要的,D正确。
故选D。
13. 2025年10月,三位科学家因发现免疫系统中的关键“维和部队”——调节性Т细胞(Tregs)而获得诺贝尔生理及医学奖。Tregs是辅助性T细胞中一个特殊的亚群,它能抑制免疫反应、防止免疫系统攻击自身组织细胞。Tregs也会大量聚集在癌细胞周围,抑制其他免疫细胞对癌细胞的攻击,形成一道免疫豁免的屏障。下列分析正确的是( )
A. 辅助性T细胞接受信号后开始分化并分泌细胞因子和抗体
B. 辅助性T细胞只参与体液免疫过程,不参与细胞免疫过程
C. 可通过增强Tregs的功能或数量来治疗重症联合免疫缺陷症
D. 开发能特异性清除肿瘤内部Tregs的药物有利于癌症的治疗
【答案】D
【解析】
【详解】A、辅助性T细胞接受抗原呈递后活化,可分泌细胞因子,但抗体由浆细胞分泌,A错误;
B、辅助性T细胞既参与体液免疫,也参与细胞免疫,B错误;
C、重症联合免疫缺陷症是一种免疫缺陷病,患者免疫系统功能低下。而Tregs细胞能抑制免疫反应,增强Tregs的功能或数量会进一步抑制免疫系统,不利于治疗重症联合免疫缺陷症,C错误。
D、肿瘤微环境中Tregs会抑制细胞毒性T细胞对癌细胞的杀伤作用,清除肿瘤内Tregs可解除免疫抑制,恢复机体细胞免疫的抗肿瘤能力,D正确。
故选D。
14. 糖尿病酮症酸中毒(DKA)是一种常见的糖尿病急症。该病是因患者体内胰岛素缺乏或存在胰岛素抵抗等引起糖脂代谢紊乱,出现高血糖、高血酮、高血钾、代谢性酸中毒等临床综合征。下列叙述错误的是( )
A. 糖尿病患者随意中断胰岛素治疗可能引发DKA
B. 胰岛素与靶细胞膜上受体的结合发生于内环境中
C. DKA患者可通过反馈调节使垂体分泌促胰岛激素
D. DKA患者神经细胞静息状态下膜内外电位差减小
【答案】C
【解析】
【详解】A、胰岛素治疗可维持糖尿病患者血糖稳定,随意中断治疗会导致胰岛素缺乏,引发糖脂代谢紊乱(如脂肪分解增加、酮体生成增多),符合DKA发病机制,A正确;
B、胰岛素作为激素,需通过体液运输至靶细胞,与细胞膜表面的特异性受体结合,该过程发生于组织液,B正确;
C、垂体分泌的激素主要为促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素等,无“促胰岛激素”,胰岛素分泌直接受血糖浓度反馈调节,与垂体无关,C错误;
D、DKA患者存在高血钾和代谢性酸中毒,高血钾使神经细胞外K⁺浓度升高,静息电位绝对值减小(去极化),膜内外电位差减小,D正确。
故选C。
15. 顶端优势的维持机制如图:生长素(IAA)向下运输,抑制细胞分裂素合成酶(IPT)合成和促进细胞分裂素氧化酶(CKX)合成,从而降低侧芽位置的细胞分裂素(CK)含量,同时通过独脚金内酯(SL)通路抑制侧芽萌发。“→”促进;“⫞”抑制)。下列分析正确的是( )
A. 植物体中的IAA只能通过极性运输到达作用部位
B. IAA对侧芽的抑制作用可通过涂抹适量CK来解除
C. 阻断SL通路,将导致IAA对侧芽的抑制作用加强
D. 侧芽萌发受多种激素调节,与基因选择性表达无关
【答案】B
【解析】
【详解】A 、IAA在植物体内的运输方式包括极性运输,也存在非极性运输(如在成熟组织中通过韧皮部的运输), A错误;
B 、IAA通过降低侧芽位置的细胞分裂素(CK)含量来抑制侧芽萌发,因此涂抹适量CK可以补充侧芽的CK水平,从而解除IAA对侧芽的抑制作用,B正确;
C 、题干表明IAA通过独脚金内酯(SL)通路抑制侧芽萌发,因此阻断SL通路会减弱IAA对侧芽的抑制作用,而非加强,C错误;
D 、侧芽萌发受多种激素调节,而激素合成与作用过程依赖基因的选择性表达,因此该过程与基因选择性表达密切相关,D错误。
故选B。
二、非选择题:共5题,共55分。
16. 苹果果皮颜色是影响其外观品质的重要指标。果皮中的红色主要源于花青苷(一种色素分子)的积累,该色素是由花青苷结构基因(如MdCHS、MdCHI、MdF3H等)所表达的多种酶,催化花青苷前体转化而来。回答下列问题。
(1)花青苷结构基因与果皮颜色之间的关系,体现了基因通过_____控制生物体的性状。
(2)“澳洲青苹”在套袋栽培时果皮呈黄白色,解袋后逐渐变红。果树中调控基因MdMYB1(简称B1基因),可通过对花青苷结构基因的表达进行调控,进而控制花青苷的合成。科研人员探究果皮逐渐变红的作用机制,部分数据如下。
处理组
果皮颜色
花青苷含量(mg/g)
B1基因甲基化水平(%)
B1基因的相对表达量
持续套袋
黄白色
0.01
85%
2.8
自然栽培
黄白色
0.02
83%
3.1
解袋4天
浅红色
0.1
60%
5.2
解袋10天
深红色
0.4
30%
14.6
据表中数据分析,解袋后果皮颜色逐渐变红与B1基因甲基化水平、表达量之间的关系为_____。
(3)为进一步探究光照是通过激活光敏色素促进上述机制变化,某研究小组以套袋处理的生长状况相似的“澳洲青苹”若干、光敏色素抑制剂为实验材料,结合(2)题表中信息,简要写出实验思路:____________。
【答案】(1)控制酶的合成来控制代谢过程(进而)
(2)光照增多,B1基因甲基化水平降低,B1基因表达量增加,花青苷含量增加,果皮逐渐变红
(3)实验思路:将套袋处理的生长状况相似的“澳洲青苹”随机均分为3组,甲组持续套袋,无光照;乙组解袋后正常光照;丙组解袋后使用光敏色素抑制剂处理,比较各组果皮颜色变化(或测定各组B1基因甲基化水平、表达量及花青苷含量)
【解析】
【分析】1、基因分离定律的实质是:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立的随配子遗传给后代;
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;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。
【小问1详解】
花青苷结构基因(如 MdCHS、MdCHI)编码的是催化花青苷前体转化的酶,这说明基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状(属于间接控制)。
【小问2详解】
从表格数据可以看出: 持续套袋(无光照)→ B1 基因甲基化水平高(85%)、表达量低(2.8)、花青苷含量低(0.01)、果皮黄白色,解袋后(光照增加)→ 随着时间推移,甲基化水平从 85% 降至 30%,表达量从 2.8 升至 14.6,花青苷含量从 0.01 升至 0.4,果皮颜色从黄白色变为深红色,可以得出结论:光照增多(解袋后),B1 基因甲基化水平降低,B1 基因表达量增加,花青苷含量增加,果皮逐渐变红。
【小问3详解】
实验目的:探究光照是通过激活光敏色素促进上述机制变化。 实验材料:套袋处理、生长状况相似的 “澳洲青苹” 若干,光敏色素抑制剂。 实验设计原则: 分组对照:设置三组:甲组(空白对照组):持续套袋,无光照;乙组(光照对照组):解袋后正常光照;丙组(实验组):解袋后使用光敏色素抑制剂处理。观测指标:比较各组果皮颜色变化(或测定各组 B1 基因甲基化水平、表达量及花青苷含量)。
17. 进食可刺激胃液大量分泌,根据接受刺激的部位不同,可将其分为头期、胃期等,如图甲所示。图乙显示胃壁的壁细胞分泌调节的部分机制。回答下列问题。
注:X-R表示信号分子受体;G是G细胞分泌的促胃液素;S是生长抑素,抑制(㊀)G细胞的分泌活动;GRP是神经递质。
(1)消化系统除消化吸收外,还有免疫功能,具体表现:_____(答出2点即可)。
(2)头期:食物的色、香、味以及咀嚼、吞咽刺激相应感受器引起胃液的反射性分泌,这些反射类型是_____;此期调节壁细胞的信号分子有_____,通路二与通路一相比,对壁细胞分泌调节的优势是_____(答出2点即可)。
(3)食物进入胃腔,机械扩张胃壁,反射性增加胃液分泌和胃壁运动,该反射弧中的传出神经属于_____(选填“交感神经”“副交感神经”或“躯体运动神经”)。
(4)若对于胃酸过多的患者使用药物治疗,可用药物阻断受体_____(选填编号)。
①GRP-R ②CCKB-R ③M3-R ④S-R
【答案】(1)胃酸的杀菌作用;溶菌酶的杀菌作用;消化道黏膜的屏障作用
(2) ①. 条件反射和非条件反射 ②. 神经递质、促胃液素 ③. 作用时间长,响应的G细胞数量多
(3)副交感神经 (4)①②③
【解析】
【分析】核心前提:进食刺激胃液分泌,根据刺激部位分为头期、胃期等不同时相,明确调节涉及神经调节与神经-体液调节的协同作用。提示:注释中明确了“X-R为信号分子受体”“G细胞分泌促胃液素”“生长抑素(S)抑制G细胞分泌”“GRP是神经递质”,为解读调节通路提供了关键依据。 图甲(头期调节)展示了头期胃液分泌的反射弧结构,包含条件刺激(食物色、香、味)引发的条件反射,以及咀嚼、吞咽等直接刺激引发的非条件反射,体现了神经调节的基本结构。图乙(壁细胞分泌通路)呈现了壁细胞分泌胃酸的双重调节网络:神经通路(通路一):迷走神经直接释放神经递质,作用于壁细胞的M3-R受体,促进胃酸分泌。神经-体液通路(通路二):迷走神经释放神经递质GRP,作用于G细胞的GRP-R受体,促进G细胞分泌促胃液素;促胃液素通过血液运输,作用于壁细胞的CCKB-R受体,促进胃酸分泌。负反馈调节:生长抑素S作用于G细胞的S-R受体,抑制G细胞分泌促胃液素,从而减少胃酸分泌,维持分泌稳态。
【小问1详解】
消化道黏膜作为第一道防线,可阻挡病原体入侵;分泌胃酸、溶菌酶等物质杀灭病原体;黏膜相关淋巴组织(如肠道淋巴滤泡)参与免疫应答;肠道正常菌群可抑制有害菌定植。
【小问2详解】
① 反射类型:条件反射和非条件反射(食物的色、香、味属于条件刺激,引发条件反射;咀嚼、吞咽的直接刺激引发非条件反射)。 ②调节壁细胞的信号分子:神经递质(如迷走神经释放的递质)和促胃液素(G细胞分泌的) ③通路二(体液调节)相对通路一(神经调节)的优势:作用范围更广泛;作用时间更持久;可维持较长时间的胃液分泌。
【小问3详解】
胃扩张反射的传出神经类型 该反射弧中的传出神经属于副交感神经(迷走神经为副交感神经,可促进胃肠分泌与运动)。
【小问4详解】
应阻断受体②CCKB-R和③M3-R(或①②③):②CCKB-R:壁细胞上的促胃液素受体,阻断后直接减少促胃液素引发的胃酸分泌 ③M3-R:壁细胞上的神经递质受体,阻断后直接减少神经调节引发的胃酸分泌; 若阻断①GRP-R(G细胞上的受体),可间接减少促胃液素分泌,也能降低胃酸水平,阻断④S-R,就相当于切断了生长抑素对G细胞的抑制作用,G细胞会不受控制地分泌更多促胃液素,反而会促进壁细胞分泌更多胃酸,加重胃酸过多的症状。故选①②③
18. 黄瓜是一年生攀援草本植物,其果实质地脆嫩、营养丰富,是常见的食材。黄瓜的生长发育要受到多种植物激素的调控。回答下列问题。
(1)在调控细胞分裂时,生长素主要促进细胞中_____的分裂。黄瓜植株体内不同成熟程度的细胞对生长素的敏感程度不同,幼嫩细胞对生长素的敏感性_____(填“大于”或“小于”)衰老细胞。
(2)黄瓜花的分化同时受脱落酸和赤霉素的影响,如下图所示。据此可以初步得出结论:调控植物器官生长、发育的主要是_____。农业生产实践中,若有利于黄瓜增产,适当_____(填“提高”或“降低”)脱落酸与赤霉素的比值。
(3)在黄瓜果实的发育过程中,不同激素的含量会按照次序出现高峰。这表明在黄瓜生长发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的_____。
(4)与黄瓜一样,很多植物都具有明显的顶端优势现象,该现象_____(填“能”或“不能”)体现生长素既能促进生长,又能抑制生长的作用特点。某同学通过下图所示的实验来探究顶端优势与生长素的关系,但有人指出该实验不够严谨。请提出修改建议:___________。
【答案】(1) ①. 细胞核 ②. 大于
(2) ①. 不同激素的相对含量或比值的高低 ②. 提高
(3)顺序性 (4) ①. 能 ②. 应增加一组去掉顶芽并放置不含生长素的琼脂块的对照组
【解析】
【分析】不同植物激素的生理作用:
生长素:合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要生理功能:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
赤霉素:合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分。主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用。
细胞分裂素:合成部位:正在进行细胞分裂的幼嫩根尖。主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老。
脱落酸:合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落。
乙烯:合成部位:植物体的各个部位都能产生。主要生理功能:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。
在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素并不是孤立的起作用,而是多种激素相互作用共同调节,有的相互促进,有的相抗衡。
【小问1详解】
调控细胞分裂时,生长素主要促进细胞中细胞核的分裂;黄瓜植株体内不同成熟程度的细胞对生长素的敏感程度不同,幼嫩细胞对生长素的敏感性大于衰老细胞。
【小问2详解】
据图可知,决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。如黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比例较高,有利于分化形成雌花,比值较低则有利于分化形成雄花;农业生产实践中,若有利于黄瓜增产,应促进雌花的分化,因此需要适当提高脱落酸与赤霉素的比值。
【小问3详解】
在黄瓜果实的发育过程中,细胞分裂素、生长素、赤霉素、脱落酸等激素的含量会像接力一样按照次序出现高峰、调节着果实的发育和成熟,这表明在黄瓜生长发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
【小问4详解】
顶端优势形成的原因是顶芽产生的生长素,逐渐向下运输,导致侧芽处生长素浓度较高,从而抑制侧芽的生长,而植物顶芽处生长素浓度较低,促进生长,该现象能体现生长素低浓度促进生长,高浓度抑制生长的作用特点。本实验中琼脂块属于无关变量,因此在实验设计中应排除无关变量对实验结果的影响,因此,应增加一组去掉顶芽并放置不含生长素的琼脂块的对照组。
19. 某城市污水的处理常采用活性污泥法,其核心是在生物反应系统(曝气池)中利用微生物来降解污染物,流程如下图所示。为提升对特定难降解有机物(芳香胺)的处理效率,研究人员试图从活性污泥中分离、筛选高效菌株,并进行应用潜力评估。回答下列问题。
(1)在该系统中,曝气池内进行生物反应是发酵工程中_____的环节。在利用活性污泥法处理污水时,持续搅拌的目的是_____,从而保证微生物分解污染物的高效性。
(2)为从活性污泥中分离出能降解芳香胺的微生物,研究人员应使用以_____作为唯一碳源的选择培养基进行培养,初步获得若干单菌落后,为从中得到降解芳香胺效果最好的菌株,下一步应进行的操作是___________。
(3)研究人员采用鉴别培养基对初步筛选出的4种(A-D)菌株进行复筛,在鉴别培养基中添加了可与芳香胺发生特异性显色反应的试剂,使培养基均呈紫红色。培养一段时间后,菌株降解芳香胺,紫红色消退形成无色透明圈,测量结果如下表:
菌株
A
B
C
D
菌落直径(mm)
2.0
3.0
2.8
3.2
透明圈直径(mm)
9.0
105
6.0
9.0
根据表中数据,分解效果最好的菌株是_____。判断的依据是__________________________。
(4)筛选出分解效果最好的菌株后,并不能直接投入污水处理系统应用。从处理效果和生态安全的角度分析,还需考虑的问题有:___________(答出2点即可)。
【答案】(1) ①. 发酵 ②. 使微生物与污染物及氧气充分接触
(2) ①. 芳香胺 ②. 测定并比较各菌株对芳香胺的降解速率
(3) ①. A ②. 菌株A的透明圈直径与菌落直径的比值最大
(4)适宜菌株生存的理化性质;菌株性状的遗传稳定性;菌株或其代谢产物是否对环境造成污染等
【解析】
【分析】1、选择培养基设计:若要筛选特定功能的微生物,需设计选择培养基,将目标物质设为唯一碳源 / 氮源。 例如:筛选降解芳香胺的微生物 → 以芳香胺为唯一碳源的培养基。 若要进一步鉴别,可使用鉴别培养基,添加特定显色试剂,通过透明圈、颜色变化等现象判断功能强弱。
2、菌株分离与纯化:从样品(如活性污泥、土壤)中取样,进行梯度稀释。 采用涂布分离法或划线分离法,获得单菌落。
3、功能验证与复筛:对初筛得到的菌株进行复筛,定量测定其功能强弱。 例如:测定各菌株对芳香胺的降解速率,或计算透明圈直径与菌落直径的比值。
【小问1详解】
曝气池的作用是为微生物提供氧气,让它们在有氧条件下分解污染物,这对应发酵工程中的发酵环节。持续搅拌的目的是使微生物与污染物、氧气充分接触,这样可以增大接触面积,提高微生物分解污染物的效率,同时保证溶解氧的均匀分布。
【小问2详解】
要分离出能降解芳香胺的微生物,需要使用以芳香胺为唯一碳源的选择培养基。这种培养基只有能利用芳香胺的微生物才能生存,从而实现筛选。初步获得单菌落后,下一步应测定并比较各菌株对芳香胺的降解速率,以此来确定降解效果最好的菌株。
【小问3详解】
分解效果最好的菌株是 A。 判断依据是:透明圈直径与菌落直径的比值可以反映菌株的降解能力。菌株 A 的比值是四个菌株中最大的,说明它降解芳香胺的能力最强。
【小问4详解】
筛选出的菌株不能直接投入污水处理系统,还需要从处理效果和生态安全角度考虑以下问题: 处理效果方面:菌株在实际污水环境中的生存能力、对芳香胺的降解效率,以及菌株性状的遗传稳定性。 生态安全方面:菌株或其代谢产物是否会对环境造成二次污染,是否会影响原有微生物群落的结构和功能。
20. 水稻的叶片坏死由两对等位基因A/a和B/b控制,性状表现为:在灌浆期前,叶片开始坏死;在灌浆期后,又因基因B的数量不同而分化为轻度坏死、严重坏死。叶片坏死对繁殖后代无影响。某科研人员利用甲、乙2个纯合水稻品种进行实验,结果如下表所示:
亲本
F1表型
F1自交所得的F2表型及比例
甲×乙
叶片坏死
灌浆期前
灌浆期后
叶片开始坏死:正常=9:7
叶片严重坏死:轻度坏死:正常=3:6:7
回答下列问题。
(1)如果亲本甲的表型为叶片正常,那么亲本乙的表型应为_____。
(2)F2中叶片正常的植株中,杂合子占_____。如果让这些杂合子植株_____(填交配方式),后代中不会出现叶片坏死的植株。
(3)让F2植株自交,收获一株叶片坏死植株所有种子(足够多),次年均发育成植株,在灌浆期后,植株叶片严重坏死:轻度坏死:正常的比例,除了3:6:7之外,还可能为_____。
(4)已知基因D/d也控制叶片坏死,且只有在D基因存在时,基因A/a和B/b才能发挥作用,否则,叶片全为正常。为探究D/d与A/a连锁(位于一对同源染色体上)还是与B/b连锁,科研人员利用以下四个杂交亲本组合,分别得到F2(均不考虑互换与突变),观察统计F2的性状及比例:
甲:AABBDD×aabbdd;乙:AAbbDD×aaBBdd;
丙:aaBBDD×AAbbdd;丁:AABBdd×aabbDD;
①其中 (填序号)组不能达到实验目的。
②在可以达到探究目的的组合中任选一组,补充支持结论的结果。
杂交组合序号:_____;
可能的结果及结论:若植株叶片严重坏死:轻度坏死:正常的比例为_____,则基因D/d与A/a连锁。
【答案】(1)叶片正常或叶片(严重)坏死
(2) ①. 4/7 ②. 自交
(3)1:0:0;1:2:1;3:0:1
(4) ①. 甲组 ②. 乙组,3:6:7或丙组,1:2:5或丁组,1:2:5
【解析】
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;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。
【小问1详解】
F₁表型为叶片坏死,基因型为 A_B_,说明亲本需提供 A、B 基因,亲本甲表型为叶片正常是纯合子,亲本甲基因型为 aabb或aaBB或AAbb,则亲本乙为纯合子AABB或AAbb或aaBB,表型为叶片(严重)坏死或叶片正常。
【小问2详解】
F₂中叶片正常的植株基因型A_bb、aaB_、aabb(共 7 份),其中纯合子为 AAbb、aaBB、aabb(3 份),杂合子为 Aabb、aaBb(4 份),故杂合子占;这些杂合子(Aabb、aaBb)自交时,Aabb 自交后代基因型为A_bb或 aabb(叶片正常),aaBb 自交后代基因型为 aaB_或 aabb(叶片正常),均不会出现 A_B_(坏死基因型),因此自交后代无叶片坏死植株。
【小问3详解】
F₂中叶片坏死植株的基因型为 A_B_(包括 AABB、AABb、AaBB、AaBb),不同基因型自交结果不同:若原植株为 AABB(严重坏死),自交后代全为 AABB(严重坏死),比例为 1:0:0;若原植株为 AABb(轻度坏死),自交后代为 AABB(1/4,严重坏死)、AABb(2/4,轻度坏死)、AAbb(1/4,正常),比例为 1:2:1;若原植株为 AaBB(严重坏死),自交后代为 AABB(1/4,严重坏死)、AaBB(2/4,严重坏死)、aaBB(1/4,正常),比例为 3:0:1。
【小问4详解】
①甲组合(AABBDD×aabbdd),F₁为AaBbDd,由于D/d与A/a、B/b都不连锁时,与D/d与A/a连锁、D/d与B/b连锁时产生的F₂性状及比例相同,所以不能达到实验目的;乙组合(AAbbDD×aaBBdd),如果AD连锁,严重坏死:轻度坏死:正常=3:6:7,如果bD连锁,严重坏死:轻度坏死:正常=1:2:5;丙组合(aaBBDD×AAbbdd),如果aD连锁,严重坏死:轻度坏死:正常=1:2:5,如果BD连锁,严重坏死:轻度坏死:正常=3:6:7;丁组合(AABBdd×aabbDD),如果Ad连锁,严重坏死:轻度坏死:正常=1:2:5,如果Bd连锁,严重坏死:轻度坏死:正常=0:3:5②如果基因D/d与A/a连锁:乙组:AD连锁,出现叶片坏死性状时基因型为A_B_,比例为=,B基因控制叶片坏死程度,严重坏死:轻度坏死=1:2,因此严重坏死:轻度坏死:正常=3:6:7;丙组:aD连锁,出现叶片坏死性状时基因型为AaB_,比例为=,严重坏死:轻度坏死=1:2,因此严重坏死:轻度坏死:正常=1:2:5;丁组:Ad连锁,出现叶片坏死性状时基因型为AaB_,比例为=,严重坏死:轻度坏死=1:2,因此严重坏死:轻度坏死:正常=1:2:5。
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