内容正文:
高三生物学科试卷
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 以下相关叙述正确的是( )
A. 几丁质是动物细胞中由葡萄糖缩合而成的生物大分子
B. 启动子和终止子的基本单位是核糖核苷酸
C. 由内质网和高尔基体运输到质膜的蛋白质不一定是分泌蛋白
D. 硝化细菌通过化能合成作用固氮,为豆科植物合成蛋白质提供氮素
【答案】C
【解析】
【详解】A、几丁质是多糖类物质,由N-乙酰氨基葡萄糖缩合而成的生物大分子,A错误;
B、启动子和终止子是位于DNA分子上的调控序列(基因的非编码区),其基本单位为脱氧核糖核苷酸。核糖核苷酸是RNA的基本单位,B错误;
C、分泌蛋白需经内质网加工、高尔基体修饰后运输至质膜,但膜蛋白(如载体蛋白、受体蛋白)和溶酶体酶同样通过此途径运输,因此由该途径运输的蛋白质不一定是分泌蛋白,C正确;
D、化能合成作用是指某些细菌利用无机物氧化释放的化学能,将 CO₂和 H₂O 合成有机物(如葡萄糖)的过程。固氮是指将大气中的 N₂还原为 NH₃等含氮化合物的过程,这是由固氮微生物(如根瘤菌)完成的,而不是化能合成作用。硝化细菌的化能合成作用是合成有机物,不能固氮,D错误。
故选C。
2. 下列关于细胞生命历程的叙述正确的是( )
A. 有丝分裂产生的子细胞DNA含量精确一致
B. 若某细胞合成了胰岛素,说明该细胞已高度分化
C. 衰老细胞体积变大核变小导致物质运输功能减弱
D. 对细胞有利的细胞自噬过程都会诱导细胞凋亡
【答案】B
【解析】
【详解】A、有丝分裂过程中,间期DNA复制后含量加倍,分裂期染色体平均分配至子细胞,故子细胞核DNA含量与分裂前体细胞一致,但细胞质中的 DNA(如线粒体 DNA)的分配是随机的,并不保证精确一致,A错误;
B、胰岛素是由胰岛 B 细胞(β 细胞)特异性合成和分泌的蛋白质激素。 细胞分化的本质是基因的选择性表达,胰岛素基因只在高度分化的胰岛 B 细胞中表达。 因此,能合成胰岛素是细胞高度分化的标志,B正确;
C、衰老细胞体积缩小、细胞核体积增大,且细胞膜通透性改变导致物质运输效率降低,C错误;
D、细胞自噬可清除受损细胞器,维持稳态,轻度自噬有利于细胞生存而非诱导凋亡,仅过度自噬可能引发凋亡,D错误。
故选B。
3. 以下关于翻译过程的叙述错误的是( )
A. 核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点
B. tRNA的5'端与相应氨基酸结合后进入核糖体对应位点
C. 新生肽链的氨基酸数目少于mRNA碱基数目的1/3
D. 翻译产生的多肽能与双缩脲试剂呈现紫色反应
【答案】B
【解析】
【详解】A、核糖体与mRNA结合后,其大亚基上存在P位(肽酰位)和A位(氨酰位)两个tRNA结合位点,用于携带氨基酸的tRNA进位与肽链延伸,A正确;
B、tRNA的3'端通过酯键与相应氨基酸结合,而非5'端,B错误;
C、mRNA上每3个碱基(1个密码子)决定1个氨基酸,但终止密码子不编码氨基酸,故实际合成的氨基酸数目少于mRNA碱基数目的1/3,C正确;
D、双缩脲试剂可与肽键反应呈紫色,翻译产生的多肽含肽键,故能发生该反应,D正确。
故选B。
4. 下列有关植物激素的叙述正确的是( )
A. 生长素主要促进细胞核分裂,细胞分裂素主要促进细胞质分裂
B. 黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较低有利于分化形成雌花
C. 乙烯主要由植物根尖产生,能促进果实发育及花、叶、果实脱落
D. 调节种子萌发的过程中,赤霉素和脱落酸具有协同作用
【答案】A
【解析】
【详解】A、生长素促进DNA合成,从而促进核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质分裂,A正确;
B、黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值低,有利于分化形成雄花,比值高时,有利于分化形成雌花,B错误;
C、乙烯主要由植物成熟器官(如果实、花)产生,根尖产生量少;其功能是促进果实成熟(非发育)及器官脱落,C错误;
D、赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制萌发,二者在种子萌发调节中呈拮抗作用,D错误。
故选A。
5. 下列关于环境容纳量的叙述正确的是( )
A. 环境容纳量是指种群所能达到的最大数量
B. 种内竞争强度的变化不会改变环境容纳量的大小
C. 理想条件下,种群数量达到环境容纳量之前,增长速率越来越大
D. 演替到相对稳定状态的群落中,每种生物的环境容纳量维持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A、环境容纳量(K 值)是指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量,而不是种群能达到的最大数量,A错误;
B、种群的种内斗争不会改变环境容纳量的大小,环境容纳量只与环境条件有关,B正确;
C、理想条件下种群呈 “J” 形增长,不存在环境容纳量;“S” 形增长中,增长速率在种群数量达到 K/2 时最大,之后逐渐减小,C错误;
D、群落达到相对稳定状态时,若环境条件(如气候、资源)发生变化,各种生物的环境容纳量也会随之改变,D错误。
故选B。
6. 乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2+对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响,研究人员将辣椒幼苗进行分组和3种处理:甲组(未淹水)、乙组(淹水)和丙组(淹水+Ca2+),在其它条件适宜且相同的条件下进行实验,结果如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,利用NADH的能量合成ATP
B. 辣椒幼苗在淹水的条件下,其根细胞无氧呼吸的产物仅有乳酸
C. Ca2+影响ADH、LDH的活性,减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D. 淹水胁迫时,该植物根细胞酒精的产生速率小于乳酸的产生速率
【答案】C
【解析】
【分析】无氧呼吸分为两个阶段,第一阶段与有氧呼吸完全相同,第二阶段发生于细胞质基质,丙酮酸分解为酒精和二氧化碳或产生乳酸,不产生ATP。
【详解】A、丙酮酸生成乳酸或酒精的过程是无氧呼吸第二阶段,该阶段不产生ATP,A错误;
B、分析题意,乙醇脱氢酶(ADH白色柱形图)、乳酸脱氢酶(LDH黑色柱形图)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,而图2显示乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性均>0,说明辣椒幼苗在淹水条件下,其根细胞的无氧呼吸产物有乳酸和酒精,B错误;
C、据图分析,与乙组相比,丙组是淹水+Ca2+组,ADH含量较高,LDH含量较低,说明水淹条件下,适当施用Ca2+可减少根细胞厌氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累,从而减轻其对根细胞的伤害,C正确;
D、甲为对照组,是正常生长的幼苗,乙为实验组,为淹水条件,乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性升高,根据纵坐标值看ADH酶活性更高,据此可推测淹水条件下酒精产生的速率高于乳酸产生速率,D错误。
故选C。
7. 研究者基于几种动物的细胞色素c的氨基酸序列差异构建了进化树,图中分支距离代表氨基酸序列差异程度,可反映生物间的亲缘关系。下列叙述错误的是( )
A. 细胞色素c的氨基酸序列属于分子水平进化证据
B. 若比较DNA序列数据,各生物碱基差异规律与氨基酸差异规律一一对应
C. 进化树中④与③的氨基酸序列差异小于④与②的差异,亲缘关系更近
D. 将该进化树与胚胎发育模式、化石等证据结合,可提高进化推断可靠性
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞色素c的氨基酸序列属于生物大分子层面的信息,通过比较不同生物该序列的差异推断进化关系,符合分子水平进化证据的定义,A正确;
B、由于密码子存在简并性(一种氨基酸可对应多种密码子),DNA序列中碱基发生替换时,可能不改变对应的氨基酸。因此,DNA序列的碱基差异规律与氨基酸序列的差异规律并非一一对应,B错误;
C、进化树中 “分支距离代表氨基酸序列差异程度”,④与③的分支距离更近,说明二者氨基酸序列差异小于④与②,根据 “差异越小,亲缘关系越近” 的规律,可判断④与③亲缘关系更近,C正确;
D、生物进化推断需遵循 “多证据融合” 原则,分子水平证据(如细胞色素c序列)结合胚胎发育模式、化石证据(古生物形态与年代),可相互印证,减少单一证据的局限性,提高进化推断的可靠性,D正确。
故选B。
8. 某植物为二倍体雌雄同株同花植物,自然状态下可以自花受粉或异花受粉。其花色受A(红色)、a1(斑红色)、a2(条红色)、a3(白色)4个复等位基因控制,4个复等位基因显隐性关系为A>a1>a2>a3。a2是一种“自私基因”,在产生配子时会导致同株一定比例的其他花粉死亡,使其有更多的机会遗传下去。基因型为a2a3的植株自交,F1中条红色:白色=5:1.下列叙述正确的是( )
A. 花色基因的遗传遵循孟德尔自由组合定律
B. 两株花色不同植株杂交,子代花色最多有4种
C. 等比例的Aa1与a2a3植株随机交配,F1中含“自私基因”的植株所占比例为15/28
D. 基因型为a2a3的植株自交,F1条红色植株中能稳定遗传的占2/5
【答案】D
【解析】
【分析】题干分析,植物的花色受4个复等位基因控制,遵循基因的分离定律,a2a3的植株自交,F1中条红色∶白色=5∶1。a3a3所占的比例为1/6=1/2×1/3,说明a2能使1/2a3的花粉致死。
【详解】A、由题意可知,花色的遗传受4个复等位基因控制,遵循基因的分离定律,A错误;
B、这4个复等位基因之间是完全显性的关系,则两株花色不同的植株杂交,子代花色最多有3种,B错误;
C、a2a3的植株自交,F1中条红色∶白色=5∶1。a3a3所占的比例为1/6=1/2×1/3,说明a2能使1/2a3的花粉致死。故等比例的Aa1与a2a3植株随机交配,产生的雌配子为1/4A、1/4a1、1/4a2、1/4a3,产生的雄配子为 2/7A、2/7a1、2/7a2、1/7a3,则含有a2植株比例为1/4+2/7-1/4×2/7=13/28,C错误;
D、基因型为a2a3的植株自交,F1中条红色∶白色=5∶1。白色所占的比例为1/6=1/2×1/3,说明a2能使1/2a3的花粉致死,所以产生的雄配子比例为a2:a3=2:1,雌配子的种类和比例为a2:a3=1:1,后代的基因型及比例为a2a2:a2a3:a2a3:a3a3=2:2:1:1,则F1条红色植株中能稳定遗传的占2/5,D正确。
故选D。
9. 乙酰胆碱(ACh)可在多条神经调节通路中发挥作用。研究发现,小鼠获得奖赏时,强啡肽阳性神经元会释放强啡肽,通过图示通路促进ACh的释放,提升学习效果。GABA是一种抑制性神经递质,能抑制ACh的释放。在奖赏信息刺激下,下列推测合理的是( )
A. 敲除强啡肽阳性神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更少
B. 强啡肽与GABA能神经元上的受体结合后,GABA的释放量会更少
C. 敲除GABA能神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更多
D. 去除奖赏信息刺激后,乙酰胆碱能神经元会停止释放ACh
【答案】B
【解析】
【详解】A、敲除强啡肽阳性神经元的强啡肽受体基因,强啡肽无法作用于强啡肽阳性神经元自身,其对自身的抑制作用去除了,会促进强啡肽的释放,从而抑制 GABA 释放的作用加强,进一步减少了 GABA 与 GABA 受体结合,进一步解除了 GABA 对乙酰胆碱能神经元的抑制作用, ACh 的释放含量会更多,A错误;
B、强啡肽与 GABA 能神经元上的强啡肽受体结合后,会抑制 GABA 的释放, GABA 的释放量会更少, B正确;
C、敲除 GABA 能神经元的强啡肽受体基因,强啡肽不能作用于 GABA 能神经元,对 GABA 能神经元的抑制作用去除了, GABA 能神经元对乙酰胆碱能神经元的抑制作用加强了, ACh 的释放量会更少, C 错误;
D、去除奖赏信息刺激后,强啡肽阳性神经元不释放强啡肽,对 GABA 释放的抑制作用去除了, GABA 对乙酰胆碱能神经元的抑制作用加强了,抑制了乙酰胆碱的释放,并非停止释放 ACh , D 错误。
故选B。
10. 甲状腺由许多滤泡构成,每个滤泡由一层滤泡上皮细胞围成,甲状腺激素T4在滤泡上皮细胞中合成并储存于滤泡腔中。滤泡上皮细胞内的碘浓度远高于组织液。亚急性甲状腺炎患者的甲状腺滤泡上皮细胞受损,急性发作期患者血液中T4水平升高。下列叙述正确的是( )
A. 滤泡上皮细胞摄取碘时,碘不需与转运蛋白结合
B. 正常人在滤泡腔中储存的T4通过导管输送进入血液
C. 患者在急性发作期滤泡上皮细胞的摄碘量较正常人低
D. 患者恢复至正常过程中,T4对下丘脑和垂体的抑制作用增强
【答案】C
【解析】
【详解】A、滤泡上皮细胞内碘浓度高于组织液,说明碘通过主动运输逆浓度梯度进入细胞,该过程需载体蛋白协助,故碘需与转运蛋白结合;A错误;
B、甲状腺为内分泌腺,无导管,其合成的激素直接释放入血液,而非通过导管输送,B错误;
C、患者滤泡上皮细胞受损,导致碘摄取功能下降,且题干指出急性期T4升高是因细胞破损使滤泡腔内储存的T4泄漏入血液,而非新合成,故摄碘量低于正常人,C正确;
D、急性期T4升高会增强对下丘脑(促甲状腺激素释放激素)和垂体(促甲状腺激素)的负反馈抑制;但恢复过程中,随着T4水平回落,抑制作用减弱而非增强,D错误。
故选C。
11. 废弃的塑料制品经过破碎、化学分解等过程会变成微塑料,一般不能被生物分解利用,但会抑制植物的光合作用。沿海生态系统中的浮游马尾藻因表面积大、具粘性可吸附大量微塑料,并被部分小型鱼类摄食。下列相关叙述错误的是( )
A. 微塑料抑制浮游植物光合作用,会导致部分小型鱼类数量下降
B. 微塑料中的化学能沿“浮游马尾藻→小型鱼类”单向流动
C. 微塑料在部分小型鱼体内浓度远高于海洋环境,属于生物富集现象
D. 减少一次性塑料制品的使用,有助于减轻微塑料污染
【答案】B
【解析】
【详解】A、微塑料抑制浮游植物光合作用,导致初级生产者有机物合成减少,通过食物链传递影响小型鱼类能量来源,小型鱼类数量可能下降,A正确;
B、微塑料是难以分解的物理颗粒,故微塑料中的化学能不能沿“浮游马尾藻→小型鱼类”单向流动,B错误;
C、微塑料经食物链在小型鱼体内积累,浓度高于环境,符合生物富集(有毒物质沿食物链浓缩)的定义,C正确;
D、减少塑料使用可从源头降低微塑料产生,直接减轻污染,D正确。
故选B。
12. 为研究捕食者对某被捕食种群数量的影响,科研人员绘制了被捕食种群的零增长等斜线,线上的每个点均代表被捕食者的数量维持在既不增加也不减少状态时所对应的捕食者的数量。已知捕食者与被捕食者所处环境稳定,不考虑迁入迁出。下列叙述正确的是( )
A. 曲线上A点至C点表明捕食者个体的捕食量随被捕食者数量增加而下降
B. 在A点所处状态下,该被捕食种群的增长速率最大,单位时间新增个体最多
C. 在B点所处状态下,该被捕食种群的出生率大于死亡率,种群数量增加
D. 若被捕食种群的食物来源减少,则图中曲线将向右上方偏移
【答案】C
【解析】
【详解】A、由图可知,线上的每个点均代表被捕食者的数量维持在既不增加也不减少状态时所对应的捕食者的数量,A点至C点表明捕食者个体的数量随被捕食者数量增加而下降,A错误;
B、在A点时,被捕食者种群数量为N/2,此时种群的增长速率最大,但单位时间新增个体数不一定最多,B错误;
C、线上的每个点均代表被捕食者的数量维持在既不增加也不减少状态时所对应的捕食者的数量,B点处于曲线下方,捕食者数量少于该零增长水平,则该被捕食种群的出生率大于死亡率,种群数量将继续上升,C正确;
D、若被捕食种群的食物来源减少,被捕食者增长能力下降,其零增长等斜线应整体向左下方移动(即能维持种群平衡的猎物数和捕食者数均会减少),D错误。
故选C。
13. 传统乙醇生产依赖玉米、甘蔗等作物,提取乙醇常用蒸馏法。研究人员利用液态厌氧发酵工艺,实现了利用乙醇梭菌高效生产乙醇和乙醇梭菌单细胞蛋白,相关流程如图所示,其中①②为相应的提取方法。下列叙述错误的是( )
A. 乙醇和乙醇梭菌单细胞蛋白都属于乙醇梭菌的次生代谢物
B. 乙醇梭菌是自养生物,可利用化学反应释放的能量制造有机物
C. ①、②可分别用蒸馏法、过滤和沉淀等方法分离发酵产物
D. 该工艺可以将工业尾气转化为清洁能源,利于降低生态足迹
【答案】A
【解析】
【详解】A、乙醇是乙醇梭菌在厌氧发酵过程中产生的初级代谢产物,用于维持菌体的能量代谢;而乙醇梭菌单细胞蛋白是菌体自身,并非代谢产物,A错误;
B、乙醇梭菌能利用工业尾气中的 CO₂等无机物,通过化学反应释放的能量合成自身所需的有机物,符合自养生物的定义,B正确;
C、①是从发酵液中分离乙醇,可采用蒸馏法;②是从发酵液中分离乙醇梭菌单细胞蛋白,可采用过滤和沉淀等方法,C正确;
D、该工艺将工业尾气转化为乙醇(清洁能源),同时减少了温室气体排放,有利于降低生态足迹,D正确。
故选A。
14. 胡萝卜(2n=18)具有清热解毒的功效,羊角芹(2n=12)有祛风止痛的功效。科研人员利用胡萝卜、羊角芹进行育种,如图为部分育种流程。下列分析正确的是( )
A. 用秋水仙素处理植株①的种子或萌发的幼苗可使其染色体数目加倍
B. 获得植株③的过程中利用了愈伤组织的细胞具有分裂旺盛的特点
C. 获得植株④时需用生长素与细胞分裂素比值低的培养基诱导生芽、根
D. 植株⑤的生殖细胞中含有15条染色体,共1个染色体组
【答案】B
【解析】
【详解】A、植株①是由胡萝卜花粉粒发育成的单倍体,单倍体高度不育,没有种子,只能用秋水仙素处理其幼苗使其染色体数目加倍,A错误;
B、γ射线诱导基因突变的主要时期是细胞分裂间期(DNA复制时),愈伤组织细胞分裂旺盛,在获得植株③(诱变育种)时,可在分裂间期用γ射线处理愈伤组织,正是利用了愈伤组织细胞分裂旺盛的特点,B正确;
C、获得植株④时,生长素与细胞分裂素比值低时,有利于芽的分化;比值高时,有利于根的分化,C错误;
D、胡萝卜(2n=18)和羊角芹(2n=12)的原生质体融合后,植株⑤的体细胞含4个染色体组(18+12=30条染色体),其生殖细胞中含有15条染色体,共2个染色体组,D错误。
故选B。
15. 梅花鹿和马鹿的杂交后代生命力强、茸质好,但自然杂交很难完成,研究人员利用试管动物技术解决了这一问题,相关流程如图。下列叙述错误的是( )
A. 可用含促性腺激素的促排卵剂对梅花鹿甲进行超数排卵处理
B. 从马鹿乙采集的精子经离心和获能处理才能用于体外受精
C. 梅花鹿甲和丙为同种,因此不用进行组织相容性抗原的配型
D. 早期胚胎发育至囊胚阶段时,可均等分割内细胞团后再移植
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据试管动物技术,超数排卵通常用促性腺激素对雌性动物也就是梅花鹿甲进行处理,A正确;
B、刚采集的精子不具备受精能力,必须经过离心和获能处理(如培养法或化学诱导法),才能与成熟的卵细胞完成受精,B正确;
C、胚胎移植时并不进行组织相容性抗原配型,这是因为早期胚胎在子宫内发育时,母体对胚胎基本不发生免疫排斥反应,C错误;
D、在胚胎分割操作中,囊胚阶段必须对内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。这样做可以得到多个基因型相同的胚胎,从而提高胚胎利用率,D正确。
故选C。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
16. 下列关于生物学实验的叙述正确的是( )
A. PCR预变性的作用是为正式变性摸索温度条件
B. 电泳使用的凝胶载样缓冲液中含有指示分子大小的指示剂
C. “探究生长素促进插条生根最适浓度”实验涉及空白对照和相互对照
D. “探究土壤微生物对落叶的分解作用”实验中的灭菌土壤作为对照组
【答案】C
【解析】
【详解】A、PCR 预变性的作用是使模板 DNA 完全变性,解开双链,而不是为正式变性摸索温度条件。正式 PCR 的变性温度通常是固定的(如 94℃左右),预变性是为了确保模板充分解链,A错误;
B、电泳使用的凝胶载样缓冲液中,指示剂(如溴酚蓝)的作用是指示电泳的进程,而不是指示分子大小。分子大小是通过与已知分子量的 Marker 条带对比来判断的,B错误;
C、在 “探究生长素促进插条生根最适浓度” 实验中,确实涉及空白对照(如用清水处理的插条)和相互对照(不同浓度生长素处理组之间的对比),C正确;
D、在 “探究土壤微生物对落叶的分解作用” 实验中,灭菌土壤作为实验组,而未灭菌的自然土壤才是对照组,D错误。
故选C。
17. 辅助性T细胞(Th)可分为Th1、Th2等不同亚型,Th1主要辅助细胞免疫,Th2主要辅助体液免疫。下列与Th有关叙述错误的是( )
A. Th1和Th2都能识别抗原呈递细胞呈递的抗原信息
B. Th1和Th2都能分泌细胞因子促进其他淋巴细胞的分裂、分化
C. 细胞毒性T细胞的激活只需要Th1表面特定分子的变化和结合
D. B细胞的激活只需要Th2表面特定分子的变化和结合
【答案】CD
【解析】
【详解】A、辅助性T细胞(包括Th1和Th2)的活化,都需要依赖抗原呈递细胞将处理后的抗原信息呈递到细胞表面,才能被识别,A正确;
B、辅助性T细胞的核心功能是分泌细胞因子,促进B细胞、细胞毒性T细胞等增殖分化,Th1和Th2均具备此功能,只是作用对象不同,B正确;
C、细胞毒性T细胞的激活需要两个信号:一是细胞毒性T细胞表面特定分子发生变化并与抗原呈递细胞结合;二是需要Th1表面特定分子的变化和结合,C错误;
D、B细胞的激活需要两个信号:一是B细胞与抗原的接触;二是Th2表面特定分子发生变化并与B细胞结合,并非只需要Th2表面特定分子的变化和结合,D错误。
故选CD。
18. 图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图、所示箭头为水分流动的总方向,中间两个呈肾形的细胞称为保卫细胞,其细胞壁近气孔侧更厚是调节气孔开闭的结构基础。研究人员将该叶片放在内部温度为15℃的密闭容器中,研究光照强度与光合作用速率的关系,下列有关叙述错误的是( )
A. 图1水分开始向箭头方向流动时,叶肉细胞RuBP含量将减少
B. 图1所示过程中保卫细胞的吸水能力逐渐增强
C. 据图2分析,在1klx光照条件下,该叶片8小时光合作用产生O2量为179.2mL
D. 图1水分流动箭头方向发生改变时,图2中B点向右移动
【答案】AD
【解析】
【详解】A、图 1 中水分箭头方向是保卫细胞失水,导致气孔关闭。 气孔关闭会使 CO₂供应减少,暗反应中 CO₂与 RuBP(核酮糖二磷酸)的固定速率下降,而 RuBP 的再生速率暂时不变,因此叶肉细胞中 RuBP 含量会增加,A错误;
B、图 1 中水分箭头方向是保卫细胞失水,随着水分流失,保卫细胞的细胞液渗透压升高,吸水能力会逐渐增强,B正确;
C、据图 2 分析: 1klx 光照下,净光合速率(O₂吸收量)为11.2 mL/h。 呼吸速率(黑暗中 O₂吸收量)为 11.2 mL/h; 总光合产 O₂量 = 净光合 + 呼吸消耗 = 11.2 + 11.2 = 22.4 mL/h。 8 小时总产 O₂量 = 22.4 × 8 = 179.2 mL,C正确;
D、图 1 水分流动箭头方向改变,即保卫细胞吸水、气孔开放,CO₂供应增加,光合速率提升,光补偿点(B 点)会向左移动,D错误。
故选AD。
19. 下图为某银杏林的能量流动示意图,图中数字为能量数值(单位是MJ·m-2·a-1)。林冠截获量是指树木的枝叶对太阳光的吸收和反射量。生物量增量指在一定面积内单位时间干物质增加的量。下列相关叙述错误的是( )
A. 流经该人工林的总能量为3542.0MJ·m-2·a-1
B. 净初级生产量属于生产者生长、发育和繁殖的能量
C. 被下一营养级同化的能量为0.4MJ·m-2·a-1
D. 未利用的能量为14.8MJ·m-2·a-1
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、流经该人工林的总能量为生产者所固定的太阳能,也就是图中的总初级生产量,A错误;
B、生产者所固定太阳能的去向为呼吸作用消耗和用于自身生长发育繁殖。而图中总初级生产量代表生产者所固定的太阳能,总呼吸量代表生产者呼吸作用消耗的能量。因此净初级生产量(绿色植物)就是用于生产者生长、发育和繁殖的能量,B正确;
C、摄食量 0.4 MJ・m⁻²・a⁻¹ 是下一营养级的摄入量,其中只有被同化的部分才属于下一营养级的同化量,因此被下一营养级同化的能量小于 0.4 MJ・m⁻²・a⁻¹,C错误;
D、生物量增量 14.8 MJ・m⁻²・a⁻¹ 是净初级生产量中用于积累的部分,不等于 “未利用的能量”。未利用的能量是净初级生产量在扣除凋落量、被下一营养级取食后,仍留存于生物体内的部分,D错误。
故选ACD。
20. 某遗传病由常染色体上相关位点发生突变导致。研究者设计了两种杂交探针,探针1检测某突变位点,探针2检测相应的未突变位点。利用两种探针对两个家庭各成员的相关基因进行检测,结果如图,两个家庭均只涉及一个突变位点。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两家庭突变位点可能位于同一基因的不同部位
B. 假设4号与7号后代无患者,说明甲、乙两家庭突变位点位于非等位基因中
C. 6号怀孕时可用探针1、2对胎儿进行产前诊断
D. 假设3号与8号的后代用探针1、2检测,只出现探针2对应条带的概率为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、探针1用于检测某突变位点,探针2检测相应的未突变位点,甲图4号患该遗传病,且检测到突变位点,但7号患该遗传病,没有检测到该突变位点,推测可能甲、乙两家庭突变位点位于同一基因的不同部位,A正确;
B、该病为常染色体隐性遗传病,4号和7号均患病,说明只含致病基因,若甲、乙两家庭突变位点位于等位基因中,则子代会患病,若4号与7号婚配后代无患者,说明甲、乙两家庭突变位点位于非等位基因中,B正确;
C、5号和6号均不含与探针1对应的基因,因此6号怀孕时不需要用探针1、2对胎儿进行产前诊断,C错误;
D、8号不会产生探针1条带,产生探针2的概率为1,3号产生探针2的概率为1/2,所以3号与8号的后代用探针1、2检测,只出现探针2对应条带的概率为1/2,D正确。
故选ABD。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 阅读材料回答问题。
材料一:某小组学生进行新鲜番茄植株叶片色素的提取和分离实验,研磨时未加入CaCO3,实验结果如图甲所示。图乙是番茄植株进行光合作用的示意图,其中PSII和PSI是吸收、传递、转化光能的光系统。
材料二:某研究者测得番茄植株在CK条件(适宜温度和适宜光照)和HH条件(高温高光)下,培养5天后的相关指标数据如下表。
组别
温度
/℃
光照强度
/lx
净光合速率
/μmol·m-2·s-1
气孔导度
/mmol·m-2·s-1
胞间CO2浓度
/ppm
Rubisco活性
/U·mL-1
CK
25
500
12.1
114.2
308
189
HH
35
1000
1.8
31.2
448
61
注:两组实验,除温度和光照有差异外,其余条件相同且适宜。
(1)图甲所示实验结果中含量最多的色素为______。可见光通过三棱镜后,照射到材料一中的色素提取液,发现其与正确操作下获得的色素提取液的吸收光谱在______光处差异最大。
(2)PSII中的色素吸收光能后,将H2O分解为______。图乙中H+在______(填场所)中积累,从而推动ATP的合成。
(3)由表中数据可以推知,HH条件下番茄净光合速率的下降的原因是______。
(4)某研究人员以番茄植株为实验材料,验证D1蛋白可缓解HH条件对光合作用的抑制。已知药物SM可抑制D1蛋白的合成,实验分组及处理:甲组为CK条件组;乙组为______组;丙组为______处理,并在HH条件下培养。其余条件相同且适宜,定期测定各组番茄植株的净光合速率,预测实验结果是______(用“<”表示)。综合材料二分析,番茄植株缓解HH条件对光合作用抑制的可能的机制是_____。
【答案】(1) ①. 叶黄素 ②. 红光
(2) ①. H+、e-、O2 ②. 类囊体腔
(3)由于Rubisco活性下降影响了CO2固定过程,进而引起光合效率降低
(4) ①. HH条件 ②. 添加药物SM ③. 丙<乙<甲 ④. 合成较多的D1蛋白,可以提高Rubisco酶活性,缓解HH条件的抑制
【解析】
【分析】据图分析可知:PSⅠ和PSⅡ在光反应中发挥作用,位于叶绿体的类囊体薄膜上。PSⅡ吸收光能后,一方面将H2O分解为O2和H+,同时将产生的电子传递给PSⅠ用于将NADP+和H+结合形成NADPH。另一方面,在ATP合成酶的作用下,H+顺浓度梯度转运,为ADP和Pi合成ATP提供能量。光反应过程实现了能量由光能转换为活跃化学能的过程。
【小问1详解】
研磨时未加入 CaCO₃,会导致叶绿素(叶绿素 a 和叶绿素 b)被酸性条件破坏,含量大幅下降。在滤纸条上,原本含量最多的叶绿素 a 条带会变窄,其次叶绿素b条带也会变窄,而叶黄素和胡萝卜素相对更稳定,条带相对突出。从图甲的色素带宽来看,最宽的条带对应叶黄素,因此含量最多的色素为叶黄素。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。由于叶绿素被破坏,提取液对红光的吸收会显著减少,因此与正确操作相比,该提取液的吸收光谱在红光处差异最大。
【小问2详解】
PSII 中的色素吸收光能后,将 H₂O 分解,发生水的光解反应,产物为 H⁺、电子(e⁻)和 O₂。 在光反应中,H⁺在类囊体腔中积累,形成类囊体腔与叶绿体基质之间的质子浓度梯度,从而推动 ATP 合酶合成 ATP。
【小问3详解】
从表格数据可知: HH 条件下,Rubisco 活性显著降低(从 189 U・mL⁻¹ 降至 61 U・mL⁻¹),而 Rubisco 是催化 CO₂固定的关键酶。 Rubisco 活性下降,直接导致 CO₂固定过程受阻,暗反应速率降低,进而引起整个光合作用效率下降,净光合速率大幅降低。
【小问4详解】
乙组应设置为 HH 条件组,作为实验的对照组,以模拟高温高光的抑制环境。丙组应在 HH 条件下,同时添加可抑制 D₁蛋白合成的药物 SM,以探究 D₁蛋白的作用。甲组(CK):条件适宜,净光合速率最高。 乙组(HH):高温高光抑制光合作用,净光合速率低于甲组。 丙组(HH+SM):D₁蛋白合成被抑制,无法缓解 HH 条件的抑制,净光合速率最低。D₁蛋白可缓解 HH 条件对光合作用的抑制,结合材料二,推测其机制是通过提高 Rubisco 的活性,促进 CO₂固定,从而缓解高温高光对光合作用的抑制。
22. 小麦是自花受粉作物,杂种优势能极大地提高小麦的产量、抗病及抗逆能力。杂交育种时利用雄性不育植株,可以完全去除自交的可能,提高子代杂种的数量比例。请回答下列相关问题:
(1)研究人员发现了一小麦雄性不育突变体甲,将突变体甲与普通小麦间行种植,在_____植株上能收获杂交种子。F1均为雄性可育,F1自交得F2,F2中雄性可育与雄性不育的比例为3:1。若将F2植株随机交配,F2雄性不育植株的子代中雄性可育的比例为______。
(2)为简化雄性不育种子的筛选工作,研究人员通过转基因技术将紧密连锁的花粉致死基因D、雄性可育基因M和蓝色素合成基因R(无色素的种子呈白色)导入雄性不育突变体甲中,获得转基因雄性可育个体乙。
①基因D插入染色体的位置可用下列图______表示(m表示雄性不育基因)。
②乙自交后代中,______色种子即为雄性不育种子。请完善乙自交的遗传图解______。
(3)SNP是指基因组中由单个核苷酸变异引起的DNA序列多态性,当SNP位点与某基因非常接近时,在后代中往往保持连锁状态,使得SNP可以作为特定基因的遗传标记。研究者利用分别位于两对同源染色体上的SNP1和SNP2(如下图所示)对(1)过程中的雄性不育基因进行基因定位。
分别检测(1)中F2雄性不育个体的SNP1和SNP2,若全部个体的SNP1检测结果为______,SNP2检测结果中SNP2m和SNP2B的比例为______,则雄性不育基因在Ⅱ号染色体上。
【答案】(1) ①. 突变体甲 ②. 2/3
(2) ①. B ②. 白 ③.
(3) ①. 只检测出SNP1m ②. 1:1
【解析】
【分析】在杂交育种中,人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的优良品种。
【小问1详解】
上述实验中突变体甲与普通小麦间行种植时,雄性不育植株突变体甲只作为母本,在甲植株上收获的种子是杂交种子。由题得,可育为显性性状(设为基因M),不育为隐性性状(设为基因m),F2植株为1MM、2Mm、1mm,mm雄性不育只能作母本,1MM、2Mm提供花粉2/3M(可育)、1/3m(不育),所以F2雄性不育植株的子代中雄性可育的比例为2/3Mm。
【小问2详解】
在育种工作中,为保持杂种优势,需要收获杂交种子用于生产种植,同时需要保留不育系用于来年繁育工作。研究人员将紧密连锁的花粉致死基因、雄性可育基因和蓝色素合成基因导入甲植株中,获得转基因雄性可育个体乙。乙恢复育性,可自交,因花粉致死基因的存在,产生的花粉中不含外源基因,所以自交后产生两种子代种子,蓝色种子的基因型与乙相同为雄性可育,白色种子为雄性不育种子,可与普通小麦间行种植获得杂交种子,故B图所示基因更符合题意。用遗传图解阐述利用上述乙个体(DRMmm)自交制备和鉴别雄性不育系的过程可表示为:雄性花粉(DRMm)有致死基因,导致DRMm会致死,但雌性的DRMm配子不会致死。
【小问3详解】
分别检测(1)中F2雄性不育个体的SNP1和SNP2,按照基因的分离定律,若全部个体的SNP1检测结果均为SNP1m,同时非同源染色体自由组合,所有的雄性不育个体中的SNP2m和SNP2B应该随机出现,即SNP2检测结果SNP2m和SNP2B的比例约为1∶1,说明雄性不育基因在Ⅱ号染色体上,且雄性不育基因与SNP1m不发生交叉互换。
23. 正常人体温维持在37℃左右与下丘脑中的体温调定点设定为37℃有关。体温调定点的设定主要取决于下丘脑中热敏神经元和冷敏神经元,二者放电频率相同时的温度即为体温调定点。请回答下列问题:
(1)当体温与体温调定点设置的温度相同时,人体的产热和散热______。安静时,人体产热的主要器官是_______,皮肤散热的方式有蒸发、辐射、______、______。
(2)某些病原体入侵机体时会诱发前列腺素E2(PGE2)和一些致痛物质的产生。
①PGE2使下丘脑中热敏神经元和冷敏神经元放电频率改变,使体温调定点______,机体发热。体温向新调定点温度变化的过程中,皮肤毛细血管_______,并在大脑皮层产生_______(填“冷”或“热”)觉。
②致痛物质与痛觉感受器相应受体结合,使膜电位变为_____,产生兴奋。PGE2可______(填“增强”或“抑制”)Na+通道活性、______(填“增强”或“抑制”)K+通道活性,进而提高痛觉感受器敏感性,降低疼痛阈值。
(3)某药物合剂A(由B和C两种成分组成)可通过抑制PGE2合成而发挥一定的退热镇痛作用。为探究“成分B或C能否单独发挥药物合剂A的退热作用”,研究团队设计了两个实验组:
实验组1:将成分B溶于生理盐水,给发热大鼠服用,观察、记录退热效果;
实验组2:将成分C溶于生理盐水,给发热大鼠服用,观察、记录退热效果。
请为该实验选择一个合理的对照组:______。
A. 给发热大鼠服用生理盐水,观察、记录退热效果
B. 将药物合剂A溶于生理盐水,给发热大鼠服用,观察记录退热效果
【答案】(1) ①. 相等 ②. 肝和脑 ③. 对流 ④. 传导
(2) ①. 升高 ②. 收缩 ③. 冷 ④. 内正外负 ⑤. 增强 ⑥. 抑制
(3)B
【解析】
【分析】寒冷环境条件下,皮肤冷觉感受器兴奋,经过传入神经传导至下丘脑体温调节中枢,下丘脑体温调节中枢做出分析和综合,经传出神经,使得血管收缩,汗液分泌减少,骨骼肌战栗,减少散热,促进肾上腺髓质分泌肾上腺素增加,促使甲状腺激素分泌增加,从而增加组织细胞代谢增强,增加产热,维持体温恒定。
【小问1详解】
当体温与体温调定点设置的温度相同时,人体的产热和散热相等。安静状态下,脑和肝是人体主要产热器官,运动状态下主要是骨骼肌产热;皮肤散热的方式有蒸发、辐射、传导、对流。
【小问2详解】
①某些病原体入侵机体时会诱发前列腺素E2(PGE2),PGE2使下丘脑中热敏神经元和冷敏神经元放电频率改变,使体温调定点升高,机体发热。体温调定点升高后,机体为达到新的调定点,会减少散热,此时皮肤毛细血管收缩,以降低血流量和散热,由于体温调定点升高,实际体温低于新调定点,机体感知寒冷,在大脑皮层产生冷觉。
②致痛物质与痛觉感受器相应受体结合,痛觉感受器兴奋,膜电位由静息电位时外正内负变成外负内正。PGE2通过增强Na+通道活性,抑制K+通道活性,减少K+外流,提高痛觉感受器敏感性。
【小问3详解】
探究成分B或C能否单独发挥药物合剂A的退热作用,实验的自变量是成分的种类,因变量是退热效果。实验组1:将成分B溶于生理盐水,给发热大鼠服用,观察、记录退热效果;实验组2:将成分C溶于生理盐水,给发热大鼠服用,观察、记录退热效果。对照组应将药物合剂A溶于生理盐水,给发热大鼠服用,观察记录退热效果。通过比较三组的退热效果,得出结论。
24. 抗生素在医疗中被广泛使用,大约50%~90%会以活性形式随排泄物进入环境,对水生生物造成影响。四尾栅藻是常见的水质指示生物,裸腹溞(体长一般在0.5mm-1.2mm)与大型溞(体长一般在2mm-6mm)活动能力相近,均以四尾栅藻为食;豆娘幼虫能以两种溞为食。
(1)上述4种生物构成的食物网中,每种生物都处于单一营养级,请绘制该食物网______。
(2)用不同浓度、远低于致死剂量的抗生素——诺氟沙星(NOR)处理单独培养的四尾栅藻,藻密度未受影响,藻形态变化结果如图1。将等量两种溞分别与四尾栅藻混合培养,用不同浓度NOR处理,捕食率变化如图2。
①NOR使生物种间关系发生变化。研究生物种间关系属于_____水平的研究。
②综合图1、2可知,四尾栅藻形成多细胞结合的形态能够_____(填“抵抗”或“促进”)被两种溞取食,图2中随着NOR浓度升高,裸腹溞捕食率提高是由于_____。
(3)NOR分别处理两种溞,发现裸腹溞活动能力下降、大型溞活动能力无显著变化。将等量两种溞共同与四尾栅藻混合培养,测定不同条件下两种溞的数量,计算占比,结果如图3。
①测定两种溞数量的方法是_____法。
②在无豆娘幼虫存在时,NOR导致两种溞中占优势的种群出现______→______的变化。
③在有豆娘幼虫存在时,500μg/LNOR引起溞优势种群变化的原因是______。
【答案】(1) (2) ①. 群落 ②. 抵抗 ③. NOR抑制四尾栅藻形成体积较大的四细胞形态,有利于体型较小的裸腹溞捕食
(3) ①. 抽样检测 ②. 大型溞 ③. 裸腹溞 ④. NOR对裸腹溞活动能力的抑制作用大于大型溞,豆娘幼虫更倾向于捕食活动能力弱的裸腹溞,使大型溞更具生存优势
【解析】
【分析】信息传递在生态系统中的作用:(1)个体:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。(2)种群:生物种群的繁衍,离不开信息传递。(3)群落和生态系统:能调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定。
【小问1详解】
根据题干信息:四尾栅藻是生产者,裸腹溞、大型溞以四尾栅藻为食,豆娘幼虫以裸腹溞、大型溞为食。因此食物网为:
【小问2详解】
①生物间的关系(种间关系)属于群落水平的研究(群落是同一区域所有生物的集合,种间关系是群落的核心特征之一)。
②从图 1 可知:NOR 浓度升高时,四尾栅藻 “四细胞” 形态占比下降(多细胞形态减少);结合图 2,四尾栅藻与裸腹溞混合培养时,裸腹溞捕食率随 NOR 浓度升高而上升。说明:四尾栅藻的多细胞形态能抵抗(减少)被植食性动物(裸腹溞)取食。 裸腹溞捕食率提高的原因:NOR 抑制了四尾栅藻形成体积较大的四细胞形态,体型较小的裸腹溞更易捕食小型的栅藻(原本四细胞形态可能因体积大,裸腹溞难以捕食)。
【小问3详解】
可采用抽样检测法进行测定两种溞的数量。无豆娘幼虫时:图 3 左侧显示,无NOR时裸腹溞占比较低、大型溞占比更高;随着NOR浓度升高,裸腹溞占比升高、大型溞占比更低。所以,两种溞中占优势的种群出现大型溞→裸腹溞的变化。结合题干和图 3: NOR 对裸腹溞活动能力的抑制作用大于大型溞(题干 “裸腹溞活动能力下降、大型溞无显著变化”); 豆娘幼虫会捕食活动能力弱的裸腹溞(优先捕食弱势个体),导致裸腹溞数量减少; 大型溞受 NOR 影响小、被豆娘幼虫捕食的概率低,因此更具生存优势。
25. 为利用拟南芥合成原人参二醇,需将原人参二醇合成途径中三个关键酶的基因DS、PPDS、CYP450作为目的基因导入拟南芥,所用Ti质粒如图1所示,图中每段阴影为一个功能序列,其中bar为抗草甘膦(一种除草剂)基因,TetR为四环素抗性基因,AmpR为氨苄青霉素抗性基因。BamHI、SmaI、BclI为限制酶切割位点。
(1)传统构建基因表达载体的方法为先用限制酶切割质粒和含目的基因的DNA片段,再用DNA连接酶进行连接。利用图1Ti质粒构建重组质粒时,目的基因上游和下游应分别具有限制酶______的切割序列。进行转化操作后的农杆菌中存在转入重组Ti质粒的农杆菌、转入空Ti质粒的农杆菌和未转入任何质粒的农杆菌,需利用标记基因______筛选出转化成功的农杆菌。在对转基因拟南芥进行个体生物学水平鉴定时,需利用的标记基因是______。
(2)为更好的构建含DS、PPDS、CYP450基因的重组Ti质粒,科研人员采用了In-Fusion技术,如图2所示。
In-Fusion技术的关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列(即同源序列,通常为15-20bp),然后用In-Fusion酶处理即可实现无缝连接。In-Fusion酶是一种混合酶制剂,既能从任何线性DNA链的5’末端逐个切割下16个脱氧核苷酸,形成黏性末端,也能将具有互补黏性末端的DNA片段进行连接。
①在对目的基因进行PCR扩增时,除图示物质外,反应体系中还需要添加4种脱氧核苷酸、______和_______,扩增第______个循环开始出现目标产物。
②设计引物1、引物2需要依据_______的碱基序列,设计引物A、引物B需要依据_______的碱基序列。
③同源序列1和同源序列2通常采用不同的核苷酸序列,这样设计的优点是_______。
(3)与传统构建重组质粒的方法相比,In-Fusion多片段重组技术的优势有_______(至少答出1点)。
【答案】(1) ①. SmaI和BclI ②. TetR和AmpR ③. bar
(2) ①. 耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶) ②. 含Mg2+的缓冲液 ③. 3 ④. 质粒 ⑤. 目的基因和质粒 ⑥. 避免(目的基因和线性质粒)反向连接和(目的基因、线性质粒)自身环化
(3)可一次性构建含多个目的基因的表达载体、不受限制酶切割位点(的数量、种类、位置等)的限制等(合理即可)
【解析】
【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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
Ti 质粒上的启动子和终止子之间,只有 SmaI 、 BclI 、BamHI 酶切位点,且位于 T-DNA 区,可将目的基因整合到植物染色体上;但同时,BamHI 会破坏 TetR基因,因此应选择 SmaI 和 BclI 来切割质粒和目的基因,保证目的基因插入方向正确且不破坏必需的启动子 / 终止子。空 Ti 质粒含有 TetR(四环素抗性)和 AmpR(氨苄青霉素抗性)基因。重组质粒因插入目的基因,会破坏其中一个抗性基因(如 AmpR)。因此,可同时用 TetR和 AmpR 进行筛选: 未转化农杆菌:对两种抗生素均敏感,无法存活。 转入空 Ti 质粒的农杆菌:对两种抗生素均有抗性。 转入重组 Ti 质粒的农杆菌:仅对其中一种抗生素有抗性(取决于插入位点)。bar 基因是抗草甘膦基因,可作为筛选标记。在转基因拟南芥个体水平鉴定时,可喷洒草甘膦,存活的植株即为成功表达 bar 基因的转基因植株。
【小问2详解】
① 除模板 DNA 和 4 种脱氧核苷酸外,PCR 体系还需要: 耐高温的 DNA 聚合酶(如 Taq 酶):催化 DNA 子链合成。 含 Mg²⁺的缓冲液:为 Taq 酶提供适宜的催化环境。 PCR 扩增时,前 2 个循环产物长短不一,从 第 3 个循环 开始才会出现两端引物限定的目标产物。
② 引物 1 和引物 2 需要依据质粒的碱基序列设计,用于线性化质粒。 引物 A 和引物 B 需要依据目的基因和质粒的碱基序列设计,使 PCR 产物两端带有与线性化质粒匹配的同源序列。
③ 同源序列设计优点,不同的核苷酸序列可避免 目的基因和线性化质粒反向连接,也能防止 目的基因或线性化质粒自身环化,保证重组方向正确。
【小问3详解】
与传统酶切连接相比,In-Fusion 技术的优势包括: 可一次性构建含多个目的基因的表达载体,实现多基因共表达。 不受限制酶切位点的数量、种类和位置限制,设计更灵活。 无缝连接,避免酶切位点残留对基因表达的影响。
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高三生物学科试卷
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 以下相关叙述正确的是( )
A. 几丁质是动物细胞中由葡萄糖缩合而成的生物大分子
B. 启动子和终止子的基本单位是核糖核苷酸
C. 由内质网和高尔基体运输到质膜的蛋白质不一定是分泌蛋白
D. 硝化细菌通过化能合成作用固氮,为豆科植物合成蛋白质提供氮素
2. 下列关于细胞生命历程的叙述正确的是( )
A. 有丝分裂产生的子细胞DNA含量精确一致
B. 若某细胞合成了胰岛素,说明该细胞已高度分化
C. 衰老细胞体积变大核变小导致物质运输功能减弱
D. 对细胞有利的细胞自噬过程都会诱导细胞凋亡
3. 以下关于翻译过程的叙述错误的是( )
A. 核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点
B. tRNA的5'端与相应氨基酸结合后进入核糖体对应位点
C. 新生肽链的氨基酸数目少于mRNA碱基数目的1/3
D. 翻译产生的多肽能与双缩脲试剂呈现紫色反应
4. 下列有关植物激素的叙述正确的是( )
A. 生长素主要促进细胞核分裂,细胞分裂素主要促进细胞质分裂
B. 黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较低有利于分化形成雌花
C. 乙烯主要由植物根尖产生,能促进果实发育及花、叶、果实脱落
D. 调节种子萌发的过程中,赤霉素和脱落酸具有协同作用
5. 下列关于环境容纳量的叙述正确的是( )
A. 环境容纳量是指种群所能达到的最大数量
B. 种内竞争强度的变化不会改变环境容纳量的大小
C. 理想条件下,种群数量达到环境容纳量之前,增长速率越来越大
D. 演替到相对稳定状态的群落中,每种生物的环境容纳量维持不变
6. 乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2+对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响,研究人员将辣椒幼苗进行分组和3种处理:甲组(未淹水)、乙组(淹水)和丙组(淹水+Ca2+),在其它条件适宜且相同的条件下进行实验,结果如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,利用NADH的能量合成ATP
B. 辣椒幼苗在淹水的条件下,其根细胞无氧呼吸的产物仅有乳酸
C. Ca2+影响ADH、LDH的活性,减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D. 淹水胁迫时,该植物根细胞酒精的产生速率小于乳酸的产生速率
7. 研究者基于几种动物的细胞色素c的氨基酸序列差异构建了进化树,图中分支距离代表氨基酸序列差异程度,可反映生物间的亲缘关系。下列叙述错误的是( )
A. 细胞色素c的氨基酸序列属于分子水平进化证据
B. 若比较DNA序列数据,各生物碱基差异规律与氨基酸差异规律一一对应
C. 进化树中④与③的氨基酸序列差异小于④与②的差异,亲缘关系更近
D. 将该进化树与胚胎发育模式、化石等证据结合,可提高进化推断可靠性
8. 某植物为二倍体雌雄同株同花植物,自然状态下可以自花受粉或异花受粉。其花色受A(红色)、a1(斑红色)、a2(条红色)、a3(白色)4个复等位基因控制,4个复等位基因显隐性关系为A>a1>a2>a3。a2是一种“自私基因”,在产生配子时会导致同株一定比例的其他花粉死亡,使其有更多的机会遗传下去。基因型为a2a3的植株自交,F1中条红色:白色=5:1.下列叙述正确的是( )
A. 花色基因的遗传遵循孟德尔自由组合定律
B. 两株花色不同植株杂交,子代花色最多有4种
C. 等比例的Aa1与a2a3植株随机交配,F1中含“自私基因”的植株所占比例为15/28
D. 基因型为a2a3的植株自交,F1条红色植株中能稳定遗传的占2/5
9. 乙酰胆碱(ACh)可在多条神经调节通路中发挥作用。研究发现,小鼠获得奖赏时,强啡肽阳性神经元会释放强啡肽,通过图示通路促进ACh的释放,提升学习效果。GABA是一种抑制性神经递质,能抑制ACh的释放。在奖赏信息刺激下,下列推测合理的是( )
A. 敲除强啡肽阳性神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更少
B. 强啡肽与GABA能神经元上的受体结合后,GABA的释放量会更少
C. 敲除GABA能神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更多
D. 去除奖赏信息刺激后,乙酰胆碱能神经元会停止释放ACh
10. 甲状腺由许多滤泡构成,每个滤泡由一层滤泡上皮细胞围成,甲状腺激素T4在滤泡上皮细胞中合成并储存于滤泡腔中。滤泡上皮细胞内的碘浓度远高于组织液。亚急性甲状腺炎患者的甲状腺滤泡上皮细胞受损,急性发作期患者血液中T4水平升高。下列叙述正确的是( )
A. 滤泡上皮细胞摄取碘时,碘不需与转运蛋白结合
B. 正常人在滤泡腔中储存的T4通过导管输送进入血液
C. 患者在急性发作期滤泡上皮细胞的摄碘量较正常人低
D. 患者恢复至正常过程中,T4对下丘脑和垂体的抑制作用增强
11. 废弃的塑料制品经过破碎、化学分解等过程会变成微塑料,一般不能被生物分解利用,但会抑制植物的光合作用。沿海生态系统中的浮游马尾藻因表面积大、具粘性可吸附大量微塑料,并被部分小型鱼类摄食。下列相关叙述错误的是( )
A. 微塑料抑制浮游植物光合作用,会导致部分小型鱼类数量下降
B. 微塑料中的化学能沿“浮游马尾藻→小型鱼类”单向流动
C. 微塑料在部分小型鱼体内浓度远高于海洋环境,属于生物富集现象
D. 减少一次性塑料制品的使用,有助于减轻微塑料污染
12. 为研究捕食者对某被捕食种群数量的影响,科研人员绘制了被捕食种群的零增长等斜线,线上的每个点均代表被捕食者的数量维持在既不增加也不减少状态时所对应的捕食者的数量。已知捕食者与被捕食者所处环境稳定,不考虑迁入迁出。下列叙述正确的是( )
A. 曲线上A点至C点表明捕食者个体的捕食量随被捕食者数量增加而下降
B. 在A点所处状态下,该被捕食种群的增长速率最大,单位时间新增个体最多
C. 在B点所处状态下,该被捕食种群的出生率大于死亡率,种群数量增加
D. 若被捕食种群的食物来源减少,则图中曲线将向右上方偏移
13. 传统乙醇生产依赖玉米、甘蔗等作物,提取乙醇常用蒸馏法。研究人员利用液态厌氧发酵工艺,实现了利用乙醇梭菌高效生产乙醇和乙醇梭菌单细胞蛋白,相关流程如图所示,其中①②为相应的提取方法。下列叙述错误的是( )
A. 乙醇和乙醇梭菌单细胞蛋白都属于乙醇梭菌的次生代谢物
B. 乙醇梭菌是自养生物,可利用化学反应释放的能量制造有机物
C. ①、②可分别用蒸馏法、过滤和沉淀等方法分离发酵产物
D. 该工艺可以将工业尾气转化为清洁能源,利于降低生态足迹
14. 胡萝卜(2n=18)具有清热解毒的功效,羊角芹(2n=12)有祛风止痛的功效。科研人员利用胡萝卜、羊角芹进行育种,如图为部分育种流程。下列分析正确的是( )
A. 用秋水仙素处理植株①的种子或萌发的幼苗可使其染色体数目加倍
B. 获得植株③的过程中利用了愈伤组织的细胞具有分裂旺盛的特点
C. 获得植株④时需用生长素与细胞分裂素比值低的培养基诱导生芽、根
D. 植株⑤的生殖细胞中含有15条染色体,共1个染色体组
15. 梅花鹿和马鹿的杂交后代生命力强、茸质好,但自然杂交很难完成,研究人员利用试管动物技术解决了这一问题,相关流程如图。下列叙述错误的是( )
A. 可用含促性腺激素的促排卵剂对梅花鹿甲进行超数排卵处理
B. 从马鹿乙采集的精子经离心和获能处理才能用于体外受精
C. 梅花鹿甲和丙为同种,因此不用进行组织相容性抗原的配型
D. 早期胚胎发育至囊胚阶段时,可均等分割内细胞团后再移植
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
16. 下列关于生物学实验的叙述正确的是( )
A. PCR预变性的作用是为正式变性摸索温度条件
B. 电泳使用的凝胶载样缓冲液中含有指示分子大小的指示剂
C. “探究生长素促进插条生根最适浓度”实验涉及空白对照和相互对照
D. “探究土壤微生物对落叶的分解作用”实验中的灭菌土壤作为对照组
17. 辅助性T细胞(Th)可分为Th1、Th2等不同亚型,Th1主要辅助细胞免疫,Th2主要辅助体液免疫。下列与Th有关叙述错误的是( )
A. Th1和Th2都能识别抗原呈递细胞呈递的抗原信息
B. Th1和Th2都能分泌细胞因子促进其他淋巴细胞的分裂、分化
C. 细胞毒性T细胞的激活只需要Th1表面特定分子的变化和结合
D. B细胞的激活只需要Th2表面特定分子的变化和结合
18. 图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图、所示箭头为水分流动的总方向,中间两个呈肾形的细胞称为保卫细胞,其细胞壁近气孔侧更厚是调节气孔开闭的结构基础。研究人员将该叶片放在内部温度为15℃的密闭容器中,研究光照强度与光合作用速率的关系,下列有关叙述错误的是( )
A. 图1水分开始向箭头方向流动时,叶肉细胞RuBP含量将减少
B. 图1所示过程中保卫细胞的吸水能力逐渐增强
C. 据图2分析,在1klx光照条件下,该叶片8小时光合作用产生O2量为179.2mL
D. 图1水分流动箭头方向发生改变时,图2中B点向右移动
19. 下图为某银杏林的能量流动示意图,图中数字为能量数值(单位是MJ·m-2·a-1)。林冠截获量是指树木的枝叶对太阳光的吸收和反射量。生物量增量指在一定面积内单位时间干物质增加的量。下列相关叙述错误的是( )
A. 流经该人工林的总能量为3542.0MJ·m-2·a-1
B. 净初级生产量属于生产者生长、发育和繁殖的能量
C. 被下一营养级同化的能量为0.4MJ·m-2·a-1
D. 未利用的能量为14.8MJ·m-2·a-1
20. 某遗传病由常染色体上相关位点发生突变导致。研究者设计了两种杂交探针,探针1检测某突变位点,探针2检测相应的未突变位点。利用两种探针对两个家庭各成员的相关基因进行检测,结果如图,两个家庭均只涉及一个突变位点。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两家庭突变位点可能位于同一基因的不同部位
B. 假设4号与7号后代无患者,说明甲、乙两家庭突变位点位于非等位基因中
C. 6号怀孕时可用探针1、2对胎儿进行产前诊断
D. 假设3号与8号的后代用探针1、2检测,只出现探针2对应条带的概率为
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 阅读材料回答问题。
材料一:某小组学生进行新鲜番茄植株叶片色素的提取和分离实验,研磨时未加入CaCO3,实验结果如图甲所示。图乙是番茄植株进行光合作用的示意图,其中PSII和PSI是吸收、传递、转化光能的光系统。
材料二:某研究者测得番茄植株在CK条件(适宜温度和适宜光照)和HH条件(高温高光)下,培养5天后的相关指标数据如下表。
组别
温度
/℃
光照强度
/lx
净光合速率
/μmol·m-2·s-1
气孔导度
/mmol·m-2·s-1
胞间CO2浓度
/ppm
Rubisco活性
/U·mL-1
CK
25
500
12.1
114.2
308
189
HH
35
1000
1.8
31.2
448
61
注:两组实验,除温度和光照有差异外,其余条件相同且适宜。
(1)图甲所示实验结果中含量最多的色素为______。可见光通过三棱镜后,照射到材料一中的色素提取液,发现其与正确操作下获得的色素提取液的吸收光谱在______光处差异最大。
(2)PSII中的色素吸收光能后,将H2O分解为______。图乙中H+在______(填场所)中积累,从而推动ATP的合成。
(3)由表中数据可以推知,HH条件下番茄净光合速率的下降的原因是______。
(4)某研究人员以番茄植株为实验材料,验证D1蛋白可缓解HH条件对光合作用的抑制。已知药物SM可抑制D1蛋白的合成,实验分组及处理:甲组为CK条件组;乙组为______组;丙组为______处理,并在HH条件下培养。其余条件相同且适宜,定期测定各组番茄植株的净光合速率,预测实验结果是______(用“<”表示)。综合材料二分析,番茄植株缓解HH条件对光合作用抑制的可能的机制是_____。
22. 小麦是自花受粉作物,杂种优势能极大地提高小麦的产量、抗病及抗逆能力。杂交育种时利用雄性不育植株,可以完全去除自交的可能,提高子代杂种的数量比例。请回答下列相关问题:
(1)研究人员发现了一小麦雄性不育突变体甲,将突变体甲与普通小麦间行种植,在_____植株上能收获杂交种子。F1均为雄性可育,F1自交得F2,F2中雄性可育与雄性不育的比例为3:1。若将F2植株随机交配,F2雄性不育植株的子代中雄性可育的比例为______。
(2)为简化雄性不育种子的筛选工作,研究人员通过转基因技术将紧密连锁的花粉致死基因D、雄性可育基因M和蓝色素合成基因R(无色素的种子呈白色)导入雄性不育突变体甲中,获得转基因雄性可育个体乙。
①基因D插入染色体的位置可用下列图______表示(m表示雄性不育基因)。
②乙自交后代中,______色种子即为雄性不育种子。请完善乙自交的遗传图解______。
(3)SNP是指基因组中由单个核苷酸变异引起的DNA序列多态性,当SNP位点与某基因非常接近时,在后代中往往保持连锁状态,使得SNP可以作为特定基因的遗传标记。研究者利用分别位于两对同源染色体上的SNP1和SNP2(如下图所示)对(1)过程中的雄性不育基因进行基因定位。
分别检测(1)中F2雄性不育个体的SNP1和SNP2,若全部个体的SNP1检测结果为______,SNP2检测结果中SNP2m和SNP2B的比例为______,则雄性不育基因在Ⅱ号染色体上。
23. 正常人体温维持在37℃左右与下丘脑中的体温调定点设定为37℃有关。体温调定点的设定主要取决于下丘脑中热敏神经元和冷敏神经元,二者放电频率相同时的温度即为体温调定点。请回答下列问题:
(1)当体温与体温调定点设置的温度相同时,人体的产热和散热______。安静时,人体产热的主要器官是_______,皮肤散热的方式有蒸发、辐射、______、______。
(2)某些病原体入侵机体时会诱发前列腺素E2(PGE2)和一些致痛物质的产生。
①PGE2使下丘脑中热敏神经元和冷敏神经元放电频率改变,使体温调定点______,机体发热。体温向新调定点温度变化的过程中,皮肤毛细血管_______,并在大脑皮层产生_______(填“冷”或“热”)觉。
②致痛物质与痛觉感受器相应受体结合,使膜电位变为_____,产生兴奋。PGE2可______(填“增强”或“抑制”)Na+通道活性、______(填“增强”或“抑制”)K+通道活性,进而提高痛觉感受器敏感性,降低疼痛阈值。
(3)某药物合剂A(由B和C两种成分组成)可通过抑制PGE2合成而发挥一定的退热镇痛作用。为探究“成分B或C能否单独发挥药物合剂A的退热作用”,研究团队设计了两个实验组:
实验组1:将成分B溶于生理盐水,给发热大鼠服用,观察、记录退热效果;
实验组2:将成分C溶于生理盐水,给发热大鼠服用,观察、记录退热效果。
请为该实验选择一个合理的对照组:______。
A. 给发热大鼠服用生理盐水,观察、记录退热效果
B. 将药物合剂A溶于生理盐水,给发热大鼠服用,观察记录退热效果
24. 抗生素在医疗中被广泛使用,大约50%~90%会以活性形式随排泄物进入环境,对水生生物造成影响。四尾栅藻是常见的水质指示生物,裸腹溞(体长一般在0.5mm-1.2mm)与大型溞(体长一般在2mm-6mm)活动能力相近,均以四尾栅藻为食;豆娘幼虫能以两种溞为食。
(1)上述4种生物构成的食物网中,每种生物都处于单一营养级,请绘制该食物网______。
(2)用不同浓度、远低于致死剂量的抗生素——诺氟沙星(NOR)处理单独培养的四尾栅藻,藻密度未受影响,藻形态变化结果如图1。将等量两种溞分别与四尾栅藻混合培养,用不同浓度NOR处理,捕食率变化如图2。
①NOR使生物种间关系发生变化。研究生物种间关系属于_____水平的研究。
②综合图1、2可知,四尾栅藻形成多细胞结合的形态能够_____(填“抵抗”或“促进”)被两种溞取食,图2中随着NOR浓度升高,裸腹溞捕食率提高是由于_____。
(3)NOR分别处理两种溞,发现裸腹溞活动能力下降、大型溞活动能力无显著变化。将等量两种溞共同与四尾栅藻混合培养,测定不同条件下两种溞的数量,计算占比,结果如图3。
①测定两种溞数量的方法是_____法。
②在无豆娘幼虫存在时,NOR导致两种溞中占优势的种群出现______→______的变化。
③在有豆娘幼虫存在时,500μg/LNOR引起溞优势种群变化的原因是______。
25. 为利用拟南芥合成原人参二醇,需将原人参二醇合成途径中三个关键酶的基因DS、PPDS、CYP450作为目的基因导入拟南芥,所用Ti质粒如图1所示,图中每段阴影为一个功能序列,其中bar为抗草甘膦(一种除草剂)基因,TetR为四环素抗性基因,AmpR为氨苄青霉素抗性基因。BamHI、SmaI、BclI为限制酶切割位点。
(1)传统构建基因表达载体的方法为先用限制酶切割质粒和含目的基因的DNA片段,再用DNA连接酶进行连接。利用图1Ti质粒构建重组质粒时,目的基因上游和下游应分别具有限制酶______的切割序列。进行转化操作后的农杆菌中存在转入重组Ti质粒的农杆菌、转入空Ti质粒的农杆菌和未转入任何质粒的农杆菌,需利用标记基因______筛选出转化成功的农杆菌。在对转基因拟南芥进行个体生物学水平鉴定时,需利用的标记基因是______。
(2)为更好的构建含DS、PPDS、CYP450基因的重组Ti质粒,科研人员采用了In-Fusion技术,如图2所示。
In-Fusion技术的关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列(即同源序列,通常为15-20bp),然后用In-Fusion酶处理即可实现无缝连接。In-Fusion酶是一种混合酶制剂,既能从任何线性DNA链的5’末端逐个切割下16个脱氧核苷酸,形成黏性末端,也能将具有互补黏性末端的DNA片段进行连接。
①在对目的基因进行PCR扩增时,除图示物质外,反应体系中还需要添加4种脱氧核苷酸、______和_______,扩增第______个循环开始出现目标产物。
②设计引物1、引物2需要依据_______的碱基序列,设计引物A、引物B需要依据_______的碱基序列。
③同源序列1和同源序列2通常采用不同的核苷酸序列,这样设计的优点是_______。
(3)与传统构建重组质粒的方法相比,In-Fusion多片段重组技术的优势有_______(至少答出1点)。
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