精品解析:江西省临川第一中学2025-2026学年高三上学期期末考试生物试卷
2026-02-25
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内容正文:
临川一中2025—2026学年上学期期末考试
高三年级生物试卷
一、单选题(本大题共12个小题,每小题2分,共24分。每题只有一个选项符合题目要求)
1. 下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述,错误的是( )
A. Fe元素存在于组成血红蛋白的氨基酸的R基中
B. 含N元素的糖类是霉菌细胞壁的主要成分
C. 含N磷脂中的N元素位于与磷酸连接的衍生物中
D. 核酸分子中的P元素均位于骨架中的磷酸基团上
2. 实验原理是实验设计的依据。利用相关实验原理,下列有关的说法错误的是( )
A. 淀粉酶能催化淀粉水解,可以用其探究温度对酶活性的影响
B. 在酸性条件下用重铬酸钾检测酵母菌产生酒精时需将葡萄糖耗尽
C. 斐林试剂可与葡萄糖在特定条件下生成砖红色沉淀
D. 鉴定DNA时,将粗提取的DNA丝状物加入二苯胺,沸水浴后冷却,出现蓝色
3. 普通小麦(6n=42,AABBDD)是异源六倍体粮食作物。黑麦(2n=14,RR)具有抗病能力强等优良性状。为将黑麦的优良性状基因转入普通小麦,科研人员采用普通小麦缺体(缺一对同源染色体4D)与黑麦杂交后再回交的方法选育异代换系,主要流程如下图。相关叙述正确的是( )
A. 普通小麦4D缺体体细胞中含4个染色体组,F1体细胞中含有27条染色体
B. 秋水仙素处理后,经过显微观察,选择含54条染色体的F1植株进行回交
C. 利用BC1F1的花药观察减数分裂,可观察到20个四分体
D. 选择BC2F1中染色体数为40的个体自交可获得染色体数恢复的异种染色体代换系小麦
4. 某卵原细胞正常染色体和倒位染色体由于同源区段的配对及交换,在减数分裂过程中形成倒位环,产生一条含双着丝粒桥的染色体,如图所示,“×”表示非姐妹染色单体的交换位点。无着丝粒片段会因水解而丢失,双着丝粒桥在两着丝粒之间随机发生断裂。图中字母代表基因。不考虑其他变异和基因被破坏的情况,下列说法正确的是( )
A. 次级卵母细胞中一条染色单体上的基因可能是ebcAB
B. 卵细胞的基因组成最多有10种可能
C. 若卵细胞的基因组成是Dcbe,则第二极体一定是ABCDE,adcbe
D. 图中染色体结构的改变,一定会使染色体的基因结构、数目和排列顺序发生改变
5. Igf2蛋白是某哺乳动物重要的生长促进因子,对胎儿的生长发育起关键作用。Igf2蛋白基因(Igf2)特定区段ICR1被甲基化时,Igf2转录水平正常;该区段不被甲基化则抑制Igf2转录。Igf2受体基因(Igf2-R)的甲基化使其转录被抑制。两种基因均为显性基因,分别位于两对常染色体上,在子代的表达情况因来源而不同,如表所示。下列说法正确的是( )
来源
Igf2
Igf2-R
母方
不表达
表达
父方
表达
不表达
A. ICR1区段不被甲基化,胎儿可出现过度生长
B. 来自母方的Igf2的ICR1被甲基化
C. 基因型相同的个体表型均相同
D. 两对基因均杂合的父母生出正常发育孩子的概率为1/4
6. 种子休眠是植物抵御不良环境的一种适应性现象。种子从休眠到萌发的转变可受光和多种植物激素的共同调节,如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 光通过调节相关基因的表达来调节植物种子的萌发
B. 光敏色素是一类蛋白质,主要吸收红光和蓝紫光
C. 在调节种子萌发过程中,油菜素内酯和乙烯具有协同作用
D. 赤霉素与脱落酸含量的比值较高时,有利于种子的萌发
7. 下列关于免疫调节的说法,正确的是( )
A. 体液中的溶菌酶是由溶酶体储存的一种免疫活性物质
B. 细胞分化为浆细胞的过程,细胞表面的成分发生了改变
C. 细胞毒性T细胞裂解靶细胞的过程,属于细胞坏死
D. 自身免疫病的发生是免疫防御或免疫监视功能异常引起的
8. 长期压力或创伤导致神经系统功能反应性和敏感度降低的状态称为神经钝化。为研究磁场刺激对神经系统钝化改善的生理机制,研究人员将小鼠随机分为对照组、神经系统钝化模型组(HU)和磁场刺激组(CFS)进行认知功能研究(分值越高代表认知功能越强),并检测小鼠海马区神经细胞的静息电位,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 磁场刺激组是在对照组基础上进行适当的磁场刺激
B. 图1中乙组为HU组小鼠,图2中B点纵坐标数值应为0
C. 若三组小鼠神经细胞的动作电位峰值相同,说明三组Na+内流量相同
D. 研究表明磁场刺激可能通过减少K+外流改善钝化引起的认知功能下降
9. 鄱阳湖是中国最大淡水湖,位于江西省北部,是全球重要的候鸟越冬基地。某研究机构在鄱阳湖白沙地区对鸟类进行调查的结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 10月到2月期间鸟类数量急剧增加,主要原因是出生率大于死亡率
B. 10月到3月期间鸟类物种数量逐渐增加,加快了该地区的物质循环
C. 2月至3月期间候鸟的迁徙会改变群落的物种组成,使群落发生了次生演替
D. 基于声音的个体识别技术可用于对某种候鸟进行种群数量的调查
10. 为探索治理河水污染的生态方法,研究人员在人工实验湿地中引入满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物,然后将污染河水(主要污染物为有机物)引入人工实验湿地,如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 水生植物等生产者同化的能量是流经该人工实验湿地的总能量
B. 通过有效选择生物组分并合理布设,这主要体现了生态工程的自生原理
C. 湿地生态系统的碳循环是指CO2在生物群落和无机环境之间循环流动的过程
D. 利用人工湿地净化污染河水主要体现了生物多样性的直接价值
11. 传统白酒多以泥窖池为发酵基础,泥窖池即地上挖的“坑”,粮食进入“坑”,在“坑”里粮食发酵成为酒糟,酒糟出“坑”,便能蒸馏出酒。长年反复利用的老窖池内壁窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物。下列叙述错误的是( )
A. 传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的
B. 使用时间越长的窖泥中与酿酒相关的微生物数量越多,更有利于酿酒
C. 从窖泥中分离出的酿酒酵母扩大培养时,需在氧气充足的环境中进行
D. 粮食入“坑”后必须保持良好的通风环境,酵母菌才能将粮食发酵成酒糟
12. 细胞工程包括动物细胞工程和植物细胞工程,下图为科研人员研发出针对肺癌的抗体—药物偶联物(ADC),基本流程。下列细胞工程相关叙述错误的是( )
A. 过程③需对杂交瘤细胞逐步稀释,使多孔培养板每个孔尽量只接种一个细胞
B. 与诱导原生质体融合相比,①过程特有的方法是灭活病毒诱导法
C. ADC对肺癌细胞有选择性杀伤是因为细胞毒素特异性结合并杀伤肺癌细胞
D. 愈伤组织和小鼠iPS细胞的诱导形成均发生了基因的选择性表达
二、多选题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分。在每题给出的四个选项中,有两项或两项以上符合题目要求。全部选对的得4分,选对但选不全的得2分,有选错的得0分)
13. 线粒体是细胞的“动力车间”,其内膜上的ADP/ATP载体(AAC)可通过空间构象变化(c-态面向细胞质,m-态面向线粒体基质)以1:1的比例逆向交换ADP和ATP,该过程的动力直接来源于电子传递链产生的跨膜质子梯度所形成的膜电位。泡发过久的黑木耳可产生米酵菌酸,其能竞争性结合AAC的ATP结合位点。下列叙述正确的是( )
A. AAC介导的转运需要ATP水解直接提供能量
B. AAC结合转运ATP时处于构象变化中的c-态
C. 米酵菌酸中毒时,线粒体基质中ADP/ATP比值下降
D. 米酵菌酸通过改变AAC空间构象阻断ATP与ADP交换
14. 神经系统、内分泌系统与免疫系统之间通过信号分子相互调节,如图。关于神经—体液—免疫调节网络,说法正确的是( )
A. 该调节网络中信号分子之间存在双向调节作用
B. 该调节网络中信号分子均是直接与受体接触
C. 糖皮质激素可用于先天性胸腺发育不良的治疗
D. 图中下丘脑可作为反射弧中效应器的组成部分
15. 为研究某人工湿地生态系统的能量流动情况,研究人员调查了其中一条食物链“水生植物→植食性鱼类→肉食性鱼类”各营养级的能量值(单位:kJ·m-2·a-1),部分数据如下表所示,且该湿地还接受了来自陆地的植物残体输入。下列相关叙述正确的是( )
营养级
同化量
呼吸作用散失
流向分解者
未利用
水生植物
未测定
未测定
未测定
未测定
植食性鱼类
480
240
60
160
肉食性鱼类
84
36
12
30
A. 初级消费者越多,能量传递给次级消费者的效率越高
B. 植食性鱼类用于自身生长、发育和繁殖的能量为240kJ·m-2·a-1
C. 肉食性鱼类粪便中的能量包含在表中“流向分解者”的12kJ·m-2·a-1中
D. 若植食性鱼类的同化量增加,可能会导致肉食性鱼类的环境容纳量上升
16. 玉米赤霉烯酮(ZEN)是一种由镰刀菌属真菌产生的真菌毒素,研究人员从连作玉米田的土壤样品中分离出了可高效降解ZEN的细菌菌株,实验流程如图。下列叙述正确的是( )
A. 步骤②③④中所用的培养基均为以玉米赤霉烯酮(ZEN)为唯一碳源的选择培养基
B. 实验过程中,需要将培养皿、培养瓶、涂布器和培养基放入干热灭菌箱中进行灭菌
C. 可通过步骤③中培养基上长出的菌落数量计算出土壤样品中ZEN分解菌的数量
D. “(a瓶ZEN浓度-b瓶ZEN浓度)/a瓶ZEN浓度”可衡量b瓶中菌株的ZEN降解能力
三、非选择题(共5道题,满分60分)
17. 小麦是我国北方的主要农作物,研究环境条件变化对其产量的影响对农业生产有重要意义。
(1)小麦在夏季正午常出现光合午休现象,表现为净光合速率暂时下降,科研人员推测,夏季正午强光照和高温可能会导致由光合色素和蛋白质组成的光系统Ⅱ(PSII)发生损伤,导致___________下降,进而为暗反应提供的___________(填物质)减少,导致叶片的光合作用减弱。除PSII功能受损外,正午气孔关闭导致的___________供应不足也会引发光合午休。
(2)D1是对光系统Ⅱ活性起调节作用的关键蛋白,科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1含量,结果如图1所示。水杨酸(SA)是一种与植物抗热性有关的植物激素,科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后,测定两种光照条件下的D1蛋白含量,并重复该实验,结果如图2所示。
①据图1分析,可知___________,从而在一定程度上导致午休现象。
②据图2推测SA对小麦午间光合作用的影响及机制是___________。
(3)综合上述研究,除了喷洒适宜浓度的水杨酸外,从育种的角度提出农业生产中减少午休现象提高小麦产量的一种合理措施___________。
18. 肾上腺素大多是在身体处于紧急状态时释放,增加葡萄糖的供应,为应急行为如奔跑、负重等保证了能量的供应。根据所学知识,回答有关问题:
(1)肾上腺髓质没有导管,合成的肾上腺素弥散到___________中,随血液运到全身。靶细胞的细胞膜上特异性受体的化学本质一般为___________。
(2)1分子肾上腺素与细胞膜上的受体特异性结合,使细胞内生成多分子的cAMP(环化腺苷一磷酸),每分子cAMP含有___________个特殊化学键。cAMP作为细胞内的信号分子,再通过一系列类似的级联反应,可以___________,产生与下丘脑—垂体—甲状腺轴分级调节类似的效果,使微量的激素产生极其显著的作用效果。据此判断激素的高效与酶的高效性的作用机理___________(填“相同”或“不相同”)。
(3)已知多种激素作用于靶细胞后,会促进cAMP的生成或分解,研究发现尼古丁有降低细胞中cAMP含量的作用,据此分析吸烟的危害___________。
19. 研究人员调查了三星堆城墙遗址上的5种不同维护方式下的植物物种组成及相应群落的稳定性,结果见下表。
样地类型
植物的物种数
优势种
欧式距离
对照
38
小蓬草、狗尾草、艾草
14.19
种植
15
丝茅
17.49
弃耕
29
普通小麦、尼泊尔老颧草
16.48
覆土,定期去灌木
42
白花鬼针草、艾草
12.13
定期修剪
47
结缕草、马蹄金
14.96
注:①各样地类型的处理如下:
对照:无人为干扰;
种植:种植丝茅后,再无人为干扰;
弃耕:曾作为耕地,部分弃耕,仍有少量种植农作物;
覆土,定期去灌木:曾覆土20cm,每年去除超过20cm高的灌木;
定期修剪:曾种植结缕草、马蹄金,每年对较高的植物进行修剪。
②欧式距离:群落稳定性的指标,欧式距离越小,可认为群落越稳定。
回答下列问题:
(1)发生在三星堆城墙遗址上的演替类型为___________演替。研究人员为调查各样地中的植物的物种数,采用的调查方法是样方法,统计数据时应记录各样方中植物的___________(填“物种数”或“物种名称”)。
(2)研究某种植物的生态位,通常要研究该种植物在研究区域的___________(至少答出2点)等特征,以及与其他物种的关系等。
(3)丝茅为多年生草本,高度可达90厘米,在土壤中形成致密的根系以吸收水分。从表格数据可以看出“种植”样地多年后优势种仍是丝茅,且该样地的植物物种数最少,请分析导致这一现象的原因最可能是___________。
(4)从各样地的维护方式分析,“覆土,定期去灌木”样地在5种样地中稳定性最高的原因有___________。
(5)现有一个新发掘的考古遗址,在雨水冲刷下出现明显的土壤流失。请结合上述信息,为该考古遗址的植被恢复提供一些建议:___________。
20. 石油进入土壤后,会破坏土壤结构,分散土粒,使土壤的透水性降低,而且石油中的有毒物质能通过农作物进入食物链,最终危害人类。为解决石油污染问题,某科研小组从被石油污染较严重的土壤中分离出了高效分解石油的细菌操作过程如图1所示。欲将高效分解石油的目的基因导入大肠杆菌中。目的基因(转录时以乙链为模板)和运载体质粒的结构如图2所示,LacZ基因编码产生的酶可以催化无色的X-gal分解产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。不同限制酶的识别序列及切割位点如表所示。回答下列问题:
限制酶
BamHI
EcoRI
MfeI
KpnI
HindⅢ
识别序列和切割位点
G↓GATTC
G↓AATTC
C↓AATTG
GGTAC↓C
A↓AGCTT
(1)图1中过程配制培养基时,以石油为唯一碳源,原理是___________。
(2)利用PCR技术扩增目的基因时,微量离心管中除加入含Mg2+缓冲液外,还需加入物质有___________。
(3)根据题干提供的信息,在构建重组质粒前,应选择限制酶___________对目的基因进行切割。
(4)若用EcoRI和MfeI对按上述要求构建好的一个重组质粒进行完全酶切,会切成___________个片段。
(5)将重组质粒导入大肠杆菌后,接种到添加了___________等成分的培养基上,呈现白色的菌落,即为含有重组质粒的大肠杆菌菌落。原因是___________。
21. 从性遗传是指基因位于常染色体上,杂合子在雌雄中表型不同;限性遗传是指表型只在一种性别中表现,另一种性别即使有相关基因也不会表现该表型。为研究蚕蛾体色的遗传机制,科研人员以4只蚕蛾为亲本进行杂交实验,结果如表1(白色和黑色受基因M/m控制,两基因均无致死效应,且不在Z、W染色体同源区段)。
组别
P
F1
F2(由F1自由交配得到)
1
白色甲♀×黑色乙♂
全是白色
白色♀、白色♂、黑色♂=4∶3∶1
2
白色丙♀×白色丁♂
全是白色
白色♀、白色♂、黑色♂=4∶3∶1
表1
(1)基因M/m位于________染色体上,蚕蛾体色的遗传属于________(填“从性遗传”“限性遗传”或“伴性遗传”)。
(2)甲与丙的基因型________(填“相同”“不相同”或“可能相同”)。若让组别1中F1白色♀与F2黑色δ交配,子代中白色蚕蛾占比为________。
(3)为进一步确定基因M/m在哪条染色体上,科研人员构建了只含蚕蛾部分染色体的多种模式细胞(如表2所示),检测基因M/m的表达产物。若只在模式细胞a和c中检测到基因M/m的表达产物,则基因M/m位于蚕蛾的________号染色体上。已知管家基因是所有细胞中均要持续表达的一类基因,而奢侈基因是仅在特定细胞类型或特定发育阶段中表达的基因。根据上述信息分析,使用该方法对某个奢侈基因进行定位时需要考虑的问题是________。
蚕蛾染色体
1
2
10
Z
W
模式细胞a
+
+
+
-
模式细胞b
+
+
-
+
-
模式细胞c
+
-
+
+
+
注:+代表含有染色体,-代表不含有染色体。
表2
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临川一中2025—2026学年上学期期末考试
高三年级生物试卷
一、单选题(本大题共12个小题,每小题2分,共24分。每题只有一个选项符合题目要求)
1. 下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述,错误的是( )
A. Fe元素存在于组成血红蛋白的氨基酸的R基中
B. 含N元素的糖类是霉菌细胞壁的主要成分
C. 含N磷脂中的N元素位于与磷酸连接的衍生物中
D. 核酸分子中的P元素均位于骨架中的磷酸基团上
【答案】A
【解析】
【详解】A、铁元素(Fe)并不存在于组成血红蛋白的氨基酸的R基中,而是与血红素分子结合,作为血红蛋白的一个重要组成部分,A错误;
B、霉菌(真菌)细胞壁主要成分为几丁质(壳多糖),其单体为N-乙酰氨基葡萄糖,含N元素,B正确;
C、磷脂的N元素存在于头部胆碱(与磷酸连接的衍生物)中,含N磷脂中的N元素位于亲水性头部,C正确;
D、核酸的磷酸二酯键骨架由磷酸与五碳糖交替连接构成,P元素主要位于磷酸基团上(除末端游离羟基外),D正确。
故选A。
2. 实验原理是实验设计的依据。利用相关实验原理,下列有关的说法错误的是( )
A. 淀粉酶能催化淀粉水解,可以用其探究温度对酶活性的影响
B. 在酸性条件下用重铬酸钾检测酵母菌产生酒精时需将葡萄糖耗尽
C. 斐林试剂可与葡萄糖在特定条件下生成砖红色沉淀
D. 鉴定DNA时,将粗提取的DNA丝状物加入二苯胺,沸水浴后冷却,出现蓝色
【答案】D
【解析】
【详解】A、淀粉酶能催化淀粉水解,通过检测淀粉水解程度(如碘液颜色变化)可反映温度对酶活性的影响,A正确;
B、在酸性条件下,重铬酸钾可用于检测酒精(反应后颜色变化),但葡萄糖也能与重铬酸钾反应发生颜色变化,导致假阳性;因此,实际操作中需确保葡萄糖耗尽,以保证检测准确性,B正确;
C、斐林试剂由甲液(NaOH)和乙液(CuSO4)组成,与还原糖(如葡萄糖)在50~65℃水浴加热时反应生成砖红色Cu2O沉淀,C正确;
D、鉴定DNA时,将组织中提取的DNA丝状物溶解于2mol/L的氯化钠溶液中,与二苯胺试剂混合,沸水浴后冷却变蓝,不能直接放入二苯胺试剂中,D错误。
故选D。
3. 普通小麦(6n=42,AABBDD)是异源六倍体粮食作物。黑麦(2n=14,RR)具有抗病能力强等优良性状。为将黑麦的优良性状基因转入普通小麦,科研人员采用普通小麦缺体(缺一对同源染色体4D)与黑麦杂交后再回交的方法选育异代换系,主要流程如下图。相关叙述正确的是( )
A. 普通小麦4D缺体体细胞中含4个染色体组,F1体细胞中含有27条染色体
B. 秋水仙素处理后,经过显微观察,选择含54条染色体的F1植株进行回交
C. 利用BC1F1的花药观察减数分裂,可观察到20个四分体
D. 选择BC2F1中染色体数为40的个体自交可获得染色体数恢复的异种染色体代换系小麦
【答案】BC
【解析】
【分析】1、染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。2、判断一个个体是单倍体还是几倍体的关键是看该个体是由什么发育来的。若该个体是由未受精的配子直接发育来的,则为单倍体;若该个体是由受精卵发育来的,体细胞含有几个染色体组就是几倍体。
【详解】A、普通小麦(6n=42,AABBDD)缺一对同源染色体4D称为4D缺体,体细胞中含有6个染色体组,染色体数为42-2=40条,配子中含20条染色体,黑麦(2n=14,RR)配子中含7条染色体,因此F1中体细胞中含有20+7=27条染色体,A错误;
B、F1体细胞中含有27条染色体,由于不同物种的染色体无法配对,因此使用秋水仙素处理使其染色体加倍从而可育,经过显微观察,选择含54条染色体的F1植株进行回交,B正确;
C、选择含54条染色体的F1植株与普通小麦4D缺体进行回交,54条染色体的植株产生的配子为27条,普通小麦4D缺体产生的配子为20条,得到的BC1F1含20对同源染色体和7条非同源染色体,利用BC1F1的花药观察减数分裂,可观察到20对同源染色体配对形成的20个四分体,C正确;
D、黑麦的优良性状基因在来自黑麦的染色体上,因此应选择BC2F1中染色体数为40+0~7的个体自交可获得染色体数恢复的异种染色体代换系小麦,D错误。
故选BC。
4. 某卵原细胞正常染色体和倒位染色体由于同源区段的配对及交换,在减数分裂过程中形成倒位环,产生一条含双着丝粒桥的染色体,如图所示,“×”表示非姐妹染色单体的交换位点。无着丝粒片段会因水解而丢失,双着丝粒桥在两着丝粒之间随机发生断裂。图中字母代表基因。不考虑其他变异和基因被破坏的情况,下列说法正确的是( )
A. 次级卵母细胞中一条染色单体上的基因可能是ebcAB
B. 卵细胞的基因组成最多有10种可能
C. 若卵细胞的基因组成是Dcbe,则第二极体一定是ABCDE,adcbe
D. 图中染色体结构的改变,一定会使染色体的基因结构、数目和排列顺序发生改变
【答案】B
【解析】
【分析】染色体结构变异包括:缺失,染色体中某一片段的缺失,猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病;重复,染色体增加了某一片段,例如,果蝇的棒眼现象就是X染色体上的部分重复引起的;倒位,染色体某一片段的位置颠倒了180度,造成染色体内的重新排列;易位,染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上或同一条染色体上的不同区域。
【详解】A、图示染色体发生了倒位,即正常染色体上的基因序列为ABCD●E,倒位后的染色体上基因序列为adcb●e,图示为该同源染色体联会的状态,同时发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换,在双着丝粒桥之间会随机断裂,那么就有可能会有4种断裂方式且断裂后出现的基因序列为: ①DE之间断裂后的两个染色单体上的基因序列为E、Dcb·e; ②Dc之间断裂后的两个染色单体上的基因序列为:D·E、cb·e; ③cb之间断裂后的两个染色单体上的基因序列为:E·Dc、b·e; ④be之间断裂后的两个染色单体上的基因序列为:E·Dcb、e。 再加上两条正常的染色体上的基因序列,一条染色单体上的基因组成共有10种可能性:ABCD·E、adcb·e、E、Dcb·e、D·E、cb·e、E·Dc、b·e、E·Dcb、e,ebcAB的基因序列是不可能出现的,A错误;
B、次级卵母细胞正常染色体上的基因序列为ABCD●E,倒位后次级卵母细胞中一条染色单体上基因序列可能有ABCD●E、adcb●e、adD●E、e●bcCBA、ABCD●E、adcb●e、adCBA、e●bcD●E、形成的染色体桥随机断裂的过程中能产生bcD●E,次级卵细胞分裂后产生卵细胞,由于可能随机断裂,故卵细胞的基因组成最多有10种可能,B正确;
C、若卵细胞的基因组成是Debe,说明与之来自同一个次级卵母细胞的第二极体可能是E,结合图示可知,另外一个第一极体产的两个第二极体是ABCDE、adcbe,C错误;
D、图中染色体结构的改变属于倒为和缺失,会改变染色体的基因的数目或排列顺序,但不改变基因的结构,D错误。
故选B。
5. Igf2蛋白是某哺乳动物重要的生长促进因子,对胎儿的生长发育起关键作用。Igf2蛋白基因(Igf2)特定区段ICR1被甲基化时,Igf2转录水平正常;该区段不被甲基化则抑制Igf2转录。Igf2受体基因(Igf2-R)的甲基化使其转录被抑制。两种基因均为显性基因,分别位于两对常染色体上,在子代的表达情况因来源而不同,如表所示。下列说法正确的是( )
来源
Igf2
Igf2-R
母方
不表达
表达
父方
表达
不表达
A. ICR1区段不被甲基化,胎儿可出现过度生长
B. 来自母方的Igf2的ICR1被甲基化
C. 基因型相同的个体表型均相同
D. 两对基因均杂合的父母生出正常发育孩子的概率为1/4
【答案】D
【解析】
【分析】一个个体的同源染色体(或相应的一对等位基因)因分别来自其父方或母方,而表现出功能上的差异,因此当它们其一发生改变时,所形成的表型也有不同,这种现象称为遗传印记或基因组印记、亲代印记。遗传印记一般发生在哺乳动物的配子形成期,并且是可逆的,它不是一种突变,也不是永久性的变化;它是特异性的对源于父亲或母亲的等位基因做一个印记,使其只表达父源或母源的等位基因。印记持续在一个个体的一生中,在下一代配子形成时,旧的印记可以消除并发生新的印记。
【详解】A、Igf2蛋白是某哺乳动物重要的生长促进因子,对胎儿的生长发育起关键作用。Igf2蛋白基因(Igf2)特定区段ICR1被甲基化时,Igf2转录水平正常;该区段不被甲基化则抑制Igf2转录,故ICR1区段不被甲基化,抑制胎儿可出现过度生长,A错误;
B、分析表格可知,来自母方的Igf2不表达,说明母方的ICR1没有被甲基化,B错误;
C、相同的基因,由于甲基化情况不同,表型不一定相同,C错误;
D、分析表格可知,来自母方的Igf2不表达,来自父方的Igf2表达,来自母方的Igf2-R表达,来自父方的Igf2-R不表达,故两对基因均杂合的父母生出的孩子,只有同时含有来自父方的Igf2和来自母方的Igf2-R才能正常发育,概率为1/4,D正确。
故选D。
6. 种子休眠是植物抵御不良环境的一种适应性现象。种子从休眠到萌发的转变可受光和多种植物激素的共同调节,如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 光通过调节相关基因的表达来调节植物种子的萌发
B. 光敏色素是一类蛋白质,主要吸收红光和蓝紫光
C. 在调节种子萌发过程中,油菜素内酯和乙烯具有协同作用
D. 赤霉素与脱落酸含量的比值较高时,有利于种子的萌发
【答案】B
【解析】
【详解】A、光作为一种信号,能够影响植物细胞内相关基因的表达,进而调控植物种子的萌发过程,A正确;
B、光敏色素主要吸收红光和远红光,它是一种光受体,能感受光信号并传导信号来调节植物的生命活动,但不能为莴苣种子的萌发提供能量,B错误;
C、据图分析油菜素内酯和乙烯均能促进种子萌发,因此在调节种子萌发过程中,油菜素内酯和乙烯具有协同作用,C正确;
D、脱落酸抑制种子萌发,赤霉素促进种子萌发,因此赤霉素与脱落酸含量的比值较高时,有利于种子的萌发,D正确。
故选B。
7. 下列关于免疫调节的说法,正确的是( )
A. 体液中的溶菌酶是由溶酶体储存的一种免疫活性物质
B. 细胞分化为浆细胞的过程,细胞表面的成分发生了改变
C. 细胞毒性T细胞裂解靶细胞的过程,属于细胞坏死
D. 自身免疫病的发生是免疫防御或免疫监视功能异常引起的
【答案】B
【解析】
【详解】A、溶菌酶是由免疫细胞合成并分泌至体液中的免疫活性物质,并非由溶酶体储存。溶酶体是细胞内含水解酶的细胞器,主要参与胞内消化,A错误;
B、B细胞分化为浆细胞时,细胞形态、结构和功能发生特异性变化:表面抗原受体(BCR)减少,但主要组织相容性复合体(MHC)分子仍存在,同时获得大量内质网和高尔基体以合成抗体。故细胞表面成分发生改变,B正确;
C、细胞毒性T细胞通过释放穿孔素和颗粒酶诱导靶细胞凋亡(程序性死亡),而非不受控的细胞坏死。凋亡是机体清除异常细胞的主动过程,不引发炎症反应,C错误;
D、自身免疫病是由于免疫系统对自身成分发生反应,攻击自身组织,属于免疫自稳功能异常。免疫防御针对外来病原体,免疫监视针对癌变细胞,D错误。
故选B。
8. 长期压力或创伤导致神经系统功能反应性和敏感度降低的状态称为神经钝化。为研究磁场刺激对神经系统钝化改善的生理机制,研究人员将小鼠随机分为对照组、神经系统钝化模型组(HU)和磁场刺激组(CFS)进行认知功能研究(分值越高代表认知功能越强),并检测小鼠海马区神经细胞的静息电位,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 磁场刺激组是在对照组基础上进行适当的磁场刺激
B. 图1中乙组为HU组小鼠,图2中B点纵坐标数值应为0
C. 若三组小鼠神经细胞的动作电位峰值相同,说明三组Na+内流量相同
D. 研究表明磁场刺激可能通过减少K+外流改善钝化引起的认知功能下降
【答案】D
【解析】
【详解】A、磁场刺激组(CFS)是在HU(即神经系统钝化模型)的基础上进行适当的磁场刺激,A错误;
B、依据图1和实验目的,神经系统钝化模型组(HU)为乙组,检测静息电位,一般规定膜外为生理0电位,所以纵坐标数值为0的点应为A,B错误;
C、依据图2可知,HU组的静息电位最大,而各组的动作电位峰值相同,所以在受到刺激时,要想产生相同的动作电位峰值,HU组的Na+内流量最大,C错误;
D、据图可知,对比HU组,CFS组静息电位减小,认知功能升高,而静息电位与K+外流有关,故研究表明磁场刺激通过减少K+外流改善钝化引起的认知功能下降,D正确。
故选D。
9. 鄱阳湖是中国最大淡水湖,位于江西省北部,是全球重要的候鸟越冬基地。某研究机构在鄱阳湖白沙地区对鸟类进行调查的结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 10月到2月期间鸟类数量急剧增加,主要原因是出生率大于死亡率
B. 10月到3月期间鸟类物种数量逐渐增加,加快了该地区的物质循环
C. 2月至3月期间候鸟的迁徙会改变群落的物种组成,使群落发生了次生演替
D. 基于声音的个体识别技术可用于对某种候鸟进行种群数量的调查
【答案】D
【解析】
【详解】A、10月到2月期间鸟类数量急剧增加,主要原因是候鸟的迁入,而不是出生率大于死亡率,A错误;
B、10月到3月期间鸟类数量逐渐增加,但物种数量不一定增加,所以不一定加快该地区的物质循环,B错误;
C、2月至3月期间候鸟的迁徙会改变群落的物种组成,属于季节性变化,不属于次生演替,C错误;
D、基于声音的个体识别技术可用于对某种候鸟进行种群数量的调查,D正确。
故选D。
10. 为探索治理河水污染的生态方法,研究人员在人工实验湿地中引入满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物,然后将污染河水(主要污染物为有机物)引入人工实验湿地,如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 水生植物等生产者同化的能量是流经该人工实验湿地的总能量
B. 通过有效选择生物组分并合理布设,这主要体现了生态工程的自生原理
C. 湿地生态系统的碳循环是指CO2在生物群落和无机环境之间循环流动的过程
D. 利用人工湿地净化污染河水主要体现了生物多样性的直接价值
【答案】B
【解析】
【详解】A、流经该人工实验湿地的总能量包括水生植物等生产者固定的太阳能和污染河水中有机物含有的化学能,并非只有生产者同化的能量,A错误;
B、选择生物组分并合理布设,是通过优化群落结构,让生物之间形成互利共存的关系,体现了生态工程的自生原理(生物组分自组织、自我优化、自我调节、自我更新),B正确;
C、湿地生态系统的碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境之间循环流动的过程,而不是CO₂,C错误;
D、利用人工湿地净化污染河水,体现了生物多样性的间接价值(生态功能),而非直接价值(食用、药用、观赏等),D错误。
故选B。
11. 传统白酒多以泥窖池为发酵基础,泥窖池即地上挖的“坑”,粮食进入“坑”,在“坑”里粮食发酵成为酒糟,酒糟出“坑”,便能蒸馏出酒。长年反复利用的老窖池内壁窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物。下列叙述错误的是( )
A. 传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的
B. 使用时间越长的窖泥中与酿酒相关的微生物数量越多,更有利于酿酒
C. 从窖泥中分离出的酿酒酵母扩大培养时,需在氧气充足的环境中进行
D. 粮食入“坑”后必须保持良好的通风环境,酵母菌才能将粮食发酵成酒糟
【答案】D
【解析】
【分析】酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。
【详解】A、白酒的酿造主要依靠酿酒酵母,由于窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物,故传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的,A正确;
B、泥窖池使用时间越长,与酿酒相关的微生物数量越多,能在酿酒中发挥更好的作用,更利于酿酒,B正确;
C、酵母菌是兼性厌氧菌,与无氧呼吸相比,细胞有氧呼吸产生的能量更多,更能满足酵母菌大量繁殖时的需求,因此从窖泥中分离出的酿酒酵母扩大培养时,需在有氧的环境中进行,C正确;
D、酵母菌是兼性厌氧菌,在无氧条件下能进行酒精发酵,粮食入“坑”后必须在密封良好的环境下,酵母菌才能将粮食发酵成酒糟,D错误。
故选D。
12. 细胞工程包括动物细胞工程和植物细胞工程,下图为科研人员研发出针对肺癌的抗体—药物偶联物(ADC),基本流程。下列细胞工程相关叙述错误的是( )
A. 过程③需对杂交瘤细胞逐步稀释,使多孔培养板每个孔尽量只接种一个细胞
B. 与诱导原生质体融合相比,①过程特有的方法是灭活病毒诱导法
C. ADC对肺癌细胞有选择性杀伤是因为细胞毒素特异性结合并杀伤肺癌细胞
D. 愈伤组织和小鼠iPS细胞的诱导形成均发生了基因的选择性表达
【答案】C
【解析】
【详解】A、过程③是克隆化培养和抗体检测,需要对杂交瘤细胞进行逐步稀释,使多孔培养板的每个孔尽量只接种一个细胞,这样才能获得单克隆的杂交瘤细胞,A正确;
B、过程①是动物细胞融合,与诱导植物原生质体融合相比,动物细胞融合特有的方法是灭活病毒诱导法,B正确;
C、抗体-肺癌药物偶联物中b代表细胞毒素,a代表抗体,针对肺癌ADC通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,使细胞毒素实现对肿瘤细胞杀伤,C错误;
D、愈伤组织是植物细胞脱分化形成的,小鼠 iPS 细胞是体细胞重编程形成的,这两个过程都涉及基因的选择性表达,D正确。
故选C。
二、多选题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分。在每题给出的四个选项中,有两项或两项以上符合题目要求。全部选对的得4分,选对但选不全的得2分,有选错的得0分)
13. 线粒体是细胞的“动力车间”,其内膜上的ADP/ATP载体(AAC)可通过空间构象变化(c-态面向细胞质,m-态面向线粒体基质)以1:1的比例逆向交换ADP和ATP,该过程的动力直接来源于电子传递链产生的跨膜质子梯度所形成的膜电位。泡发过久的黑木耳可产生米酵菌酸,其能竞争性结合AAC的ATP结合位点。下列叙述正确的是( )
A. AAC介导的转运需要ATP水解直接提供能量
B. AAC结合转运ATP时处于构象变化中的c-态
C. 米酵菌酸中毒时,线粒体基质中ADP/ATP比值下降
D. 米酵菌酸通过改变AAC空间构象阻断ATP与ADP交换
【答案】C
【解析】
【详解】A、题干明确指出,AAC逆向交换ADP和ATP的动力直接来源于电子传递链产生的跨膜质子梯度(膜电位),而非ATP水解供能。因此,AAC介导的转运不需要ATP水解直接提供能量,A错误;
B、根据题干描述,AAC的c-态面向细胞质基质,m-态面向线粒体基质。ATP需从线粒体基质运出至细胞质,故AAC结合转运ATP时(即运出ATP)应处于面向线粒体基质的m-态构象,B错误;
C、米酵菌酸竞争性结合AAC的ATP结合位点,会阻断ATP运出线粒体,导致线粒体基质中ATP堆积而ADP无法进入。此时基质内ATP浓度升高,ADP浓度降低,ADP/ATP比值下降,C正确;
D、米酵菌酸是通过竞争性结合AAC的ATP结合位点(即占据位点)来阻断交换,而非改变AAC的空间构象,D错误。
故选C。
14. 神经系统、内分泌系统与免疫系统之间通过信号分子相互调节,如图。关于神经—体液—免疫调节网络,说法正确的是( )
A. 该调节网络中信号分子之间存在双向调节作用
B. 该调节网络中信号分子均是直接与受体接触
C. 糖皮质激素可用于先天性胸腺发育不良的治疗
D. 图中下丘脑可作为反射弧中效应器的组成部分
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、神经调节、体液调节和免疫调节的信号分子分别是神经递质、激素和细胞因子等,该调节网络中信号分子之间存在双向调节作用,A正确;
B、该调节网络中信号分子均是直接与受体接触,B正确;
C、糖皮质激素能抑制免疫系统的功能,先天性胸腺发育不良是免疫缺陷病,使用糖皮质激素会进一步削弱免疫功能,不能用于其治疗,C错误;
D、图中下丘脑可作为反射弧中效应器的组成部分,其作出的反应是分泌CRH,D正确。
故选ABD。
15. 为研究某人工湿地生态系统的能量流动情况,研究人员调查了其中一条食物链“水生植物→植食性鱼类→肉食性鱼类”各营养级的能量值(单位:kJ·m-2·a-1),部分数据如下表所示,且该湿地还接受了来自陆地的植物残体输入。下列相关叙述正确的是( )
营养级
同化量
呼吸作用散失
流向分解者
未利用
水生植物
未测定
未测定
未测定
未测定
植食性鱼类
480
240
60
160
肉食性鱼类
84
36
12
30
A. 初级消费者越多,能量传递给次级消费者的效率越高
B. 植食性鱼类用于自身生长、发育和繁殖的能量为240kJ·m-2·a-1
C. 肉食性鱼类粪便中的能量包含在表中“流向分解者”的12kJ·m-2·a-1中
D. 若植食性鱼类的同化量增加,可能会导致肉食性鱼类的环境容纳量上升
【答案】BD
【解析】
【详解】A、传递效率为相邻两个营养级的同化量之比,不会因为营养级的增加而发生改变,A错误;
B、植食性鱼类同化量=呼吸作用散失量+用于生长、发育和繁殖的能量。由表可知:同化量480 kJ·m⁻²·a⁻¹,呼吸消耗240 kJ·m⁻²·a⁻¹,因此用于生长、发育和繁殖的能量=480-240=240 kJ·m⁻²·a⁻¹,B正确;
C、肉食性鱼类粪便中的能量属于植食性鱼类同化量中流向分解者的能量,即属于表中“流向分解者”的60kJ·m-2·a-1中,C错误;
D、环境容纳量(K值)受食物、空间等因素影响。植食性鱼类同化量增加,意味着其种群可为肉食性鱼类提供更多食物资源,可能导致肉食性鱼类K值上升,D正确。
故选BD。
16. 玉米赤霉烯酮(ZEN)是一种由镰刀菌属真菌产生的真菌毒素,研究人员从连作玉米田的土壤样品中分离出了可高效降解ZEN的细菌菌株,实验流程如图。下列叙述正确的是( )
A. 步骤②③④中所用的培养基均为以玉米赤霉烯酮(ZEN)为唯一碳源的选择培养基
B. 实验过程中,需要将培养皿、培养瓶、涂布器和培养基放入干热灭菌箱中进行灭菌
C. 可通过步骤③中培养基上长出的菌落数量计算出土壤样品中ZEN分解菌的数量
D. “(a瓶ZEN浓度-b瓶ZEN浓度)/a瓶ZEN浓度”可衡量b瓶中菌株的ZEN降解能力
【答案】AD
【解析】
【分析】1、培养基一般使用高压蒸汽灭菌法灭菌,培养皿使用干热灭菌法灭菌,接种环、涂布器使用灼烧灭菌法灭菌。
2、在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。
【详解】A、为分离出可高效降解ZEN的细菌菌株,因此培养基中应以ZEN为唯一碳源,A正确;
B、培养基通常采用的是高压蒸汽灭菌,涂布器一般使用灼烧灭菌,B错误;
C、通过步骤③中培养基上长出的菌落数量计算土壤样品中ZEN分解菌的数量,只能是稀释涂布平板法,要采用此法计数还需要获知取样体积、稀释倍数等,题图中无相关信息,无法计数;而且制成土壤悬液后经扩大培养,这个过程中细菌繁殖了,更无法计数,C错误;
D、a瓶ZEN浓度代表初始ZEN浓度,“a瓶ZEN浓度-b瓶ZEN浓度”代表菌株降解的ZEN浓度,因此“(a瓶ZEN浓度-b瓶ZEN浓度)/a瓶ZEN浓度”代表菌株的ZEN降解率,可衡量b瓶中菌株的ZEN降解能力,D正确。
故选AD。
三、非选择题(共5道题,满分60分)
17. 小麦是我国北方的主要农作物,研究环境条件变化对其产量的影响对农业生产有重要意义。
(1)小麦在夏季正午常出现光合午休现象,表现为净光合速率暂时下降,科研人员推测,夏季正午强光照和高温可能会导致由光合色素和蛋白质组成的光系统Ⅱ(PSII)发生损伤,导致___________下降,进而为暗反应提供的___________(填物质)减少,导致叶片的光合作用减弱。除PSII功能受损外,正午气孔关闭导致的___________供应不足也会引发光合午休。
(2)D1是对光系统Ⅱ活性起调节作用的关键蛋白,科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1含量,结果如图1所示。水杨酸(SA)是一种与植物抗热性有关的植物激素,科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后,测定两种光照条件下的D1蛋白含量,并重复该实验,结果如图2所示。
①据图1分析,可知___________,从而在一定程度上导致午休现象。
②据图2推测SA对小麦午间光合作用的影响及机制是___________。
(3)综合上述研究,除了喷洒适宜浓度的水杨酸外,从育种的角度提出农业生产中减少午休现象提高小麦产量的一种合理措施___________。
【答案】(1) ①. 光反应速率 ②. ATP和NADPH (没写全不给分) ③. 二氧化碳##CO2
(2) ①. 午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低,导致光系统Ⅱ活性降低 ②. SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量下降及光系统Ⅱ活性降低程度,缓解小麦的“午休” 现象
(3)培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种/培育高光强下水杨酸合成量增加的小麦品种
【解析】
【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段,前者发生在类囊体薄膜,后者在叶绿体基质。
【小问1详解】
光合色素和蛋白质组成的光系统Ⅱ(PSII)发生损伤,会导致光反应速率降低,光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少,进而使叶片光合作用减弱。正午气孔关闭会导致CO₂供应不足,引发光合午休。
【小问2详解】
①据图1分析:较强光照(W2)会降低D1蛋白的含量,而D1蛋白是对光系统Ⅱ活性起调节作用的关键蛋白,其含量下降会抑制光系统Ⅱ的活性,从而在一定程度上导致午休现象。
②分析图2可知,水杨酸(SA)能提高D1蛋白的含量,故能减弱较强光照造成的D1蛋白含量下降及光系统Ⅱ活性降低程度,缓解小麦的“午休” 现象。
【小问3详解】
D1是对光系统Ⅱ活性起调节作用的关键蛋白,除了喷洒适宜浓度的水杨酸外,还可以培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种/培育高光强下水杨酸合成量增加的小麦品种。
18. 肾上腺素大多是在身体处于紧急状态时释放,增加葡萄糖的供应,为应急行为如奔跑、负重等保证了能量的供应。根据所学知识,回答有关问题:
(1)肾上腺髓质没有导管,合成的肾上腺素弥散到___________中,随血液运到全身。靶细胞的细胞膜上特异性受体的化学本质一般为___________。
(2)1分子肾上腺素与细胞膜上的受体特异性结合,使细胞内生成多分子的cAMP(环化腺苷一磷酸),每分子cAMP含有___________个特殊化学键。cAMP作为细胞内的信号分子,再通过一系列类似的级联反应,可以___________,产生与下丘脑—垂体—甲状腺轴分级调节类似的效果,使微量的激素产生极其显著的作用效果。据此判断激素的高效与酶的高效性的作用机理___________(填“相同”或“不相同”)。
(3)已知多种激素作用于靶细胞后,会促进cAMP的生成或分解,研究发现尼古丁有降低细胞中cAMP含量的作用,据此分析吸烟的危害___________。
【答案】(1) ①. 体液 ②. 蛋白质##糖蛋白
(2) ①. 0 ②. 放大激素的调节效应 ③. 不相同
(3)烟草中的尼古丁被吸收体内,会降低细胞中cAMP的含量,从而扰乱激素对细胞代谢的调节(导致激素对靶细胞代谢的调节异常)
【解析】
【分析】激素调节的特点:微量、高效;通过体液运输。内分泌腺没有导管,分泌的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递着各种信息;作用于靶器官、靶细胞。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
【小问1详解】
肾上腺髓质属于内分泌腺,其分泌物(肾上腺素)没有导管,直接弥散到体液中,随血液循环运输到全身各处。靶细胞细胞膜上的特异性受体能识别并结合激素,其化学本质一般为蛋白质或糖蛋白,这类物质具有特异性识别功能。
【小问2详解】
cAMP(环化腺苷一磷酸)的结构中,腺苷由腺嘌呤和核糖组成,cAMP分子中仅含1个磷酸基团,不含特殊化学键,故每分子cAMP含有0个特殊化学键。cAMP作为细胞内信号分子,通过级联反应可放大激素的调节效应,使微量激素产生显著作用,这与下丘脑-垂体-甲状腺轴的分级调节原理一致。激素的高效性是通过信号放大实现,而酶的高效性是通过降低化学反应的活化能实现,二者的作用机理不相同。
【小问3详解】
多种激素作用于靶细胞后,会促进cAMP的生成或分解,说明cAMP是激素调节细胞代谢的重要信号分子。尼古丁降低细胞中cAMP含量,会导致激素无法正常传递调节信号,从而扰乱激素对细胞代谢的调节,影响机体正常生理功能。
19. 研究人员调查了三星堆城墙遗址上的5种不同维护方式下的植物物种组成及相应群落的稳定性,结果见下表。
样地类型
植物的物种数
优势种
欧式距离
对照
38
小蓬草、狗尾草、艾草
14.19
种植
15
丝茅
17.49
弃耕
29
普通小麦、尼泊尔老颧草
16.48
覆土,定期去灌木
42
白花鬼针草、艾草
12.13
定期修剪
47
结缕草、马蹄金
14.96
注:①各样地类型的处理如下:
对照:无人为干扰;
种植:种植丝茅后,再无人为干扰;
弃耕:曾作为耕地,部分弃耕,仍有少量种植农作物;
覆土,定期去灌木:曾覆土20cm,每年去除超过20cm高的灌木;
定期修剪:曾种植结缕草、马蹄金,每年对较高的植物进行修剪。
②欧式距离:群落稳定性的指标,欧式距离越小,可认为群落越稳定。
回答下列问题:
(1)发生在三星堆城墙遗址上的演替类型为___________演替。研究人员为调查各样地中的植物的物种数,采用的调查方法是样方法,统计数据时应记录各样方中植物的___________(填“物种数”或“物种名称”)。
(2)研究某种植物的生态位,通常要研究该种植物在研究区域的___________(至少答出2点)等特征,以及与其他物种的关系等。
(3)丝茅为多年生草本,高度可达90厘米,在土壤中形成致密的根系以吸收水分。从表格数据可以看出“种植”样地多年后优势种仍是丝茅,且该样地的植物物种数最少,请分析导致这一现象的原因最可能是___________。
(4)从各样地的维护方式分析,“覆土,定期去灌木”样地在5种样地中稳定性最高的原因有___________。
(5)现有一个新发掘的考古遗址,在雨水冲刷下出现明显的土壤流失。请结合上述信息,为该考古遗址的植被恢复提供一些建议:___________。
【答案】(1) ①. 次生 ②. 物种名称
(2)出现频率、植株高度、种群密度
(3)丝茅高度高,土壤中形成的根系致密,能获得足够的光照和水分,为其持续作为该地优势种创造了条件;其他植物能利用的光能和水分相应减少,较难在该样地生存
(4)覆土使土壤中养分含量增加,具有了满足更多植物生长的潜能;去除灌木可提高草本植物接受光照的量,使竞争不佳的物种得以生长并持续存在,提高该样地中物种的多样性,稳定性提高
(5)土壤回填,人工种植根系发达的植物
【解析】
【分析】群落演替:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,人类活动会改变群落演替的速度和方向。初生演替:是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
【小问1详解】
发生在三星堆城墙遗址上的演替原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体,属于次生演替。为调查各样地中的植物的物种数,统计数据时应记录各样方中植物的物种名称,以方便统计。
【小问2详解】
研究植物的生态位,要研究它在研究区域出现的频率,植株的高度,种群的密度,以及他和其他物种的关系等。
【小问3详解】
丝茅高度高,土壤中形成的根系致密,能获得足够的光照和水分,为其持续作为该地优势种创造了条件;其他植物能利用的光能和水分相应减少,较难在该样地生长繁殖,因此该“种植”样地多年后优势种仍是丝茅,且该样地的植物物种数最少。
【小问4详解】
从各样地的维护方式来看,覆土使土壤中养分含量增加,具有了满足更多植物生长的潜能;去除灌木可提高草本植物接受光照的量,使竞争不佳的物种得以生长并持续存在,提高该样地中物种的多样性,稳定性提高,因此“覆土,定期去灌木”样地在5种样地中稳定性最高。
【小问5详解】
在雨水冲刷下出现明显的土壤流失问题,为了恢复该考古遗址的植被,可以采用土壤回填,人工种植根系发达的植物,实施水土保持措施等方法。
20. 石油进入土壤后,会破坏土壤结构,分散土粒,使土壤的透水性降低,而且石油中的有毒物质能通过农作物进入食物链,最终危害人类。为解决石油污染问题,某科研小组从被石油污染较严重的土壤中分离出了高效分解石油的细菌操作过程如图1所示。欲将高效分解石油的目的基因导入大肠杆菌中。目的基因(转录时以乙链为模板)和运载体质粒的结构如图2所示,LacZ基因编码产生的酶可以催化无色的X-gal分解产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。不同限制酶的识别序列及切割位点如表所示。回答下列问题:
限制酶
BamHI
EcoRI
MfeI
KpnI
HindⅢ
识别序列和切割位点
G↓GATTC
G↓AATTC
C↓AATTG
GGTAC↓C
A↓AGCTT
(1)图1中过程配制培养基时,以石油为唯一碳源,原理是___________。
(2)利用PCR技术扩增目的基因时,微量离心管中除加入含Mg2+缓冲液外,还需加入物质有___________。
(3)根据题干提供的信息,在构建重组质粒前,应选择限制酶___________对目的基因进行切割。
(4)若用EcoRI和MfeI对按上述要求构建好的一个重组质粒进行完全酶切,会切成___________个片段。
(5)将重组质粒导入大肠杆菌后,接种到添加了___________等成分的培养基上,呈现白色的菌落,即为含有重组质粒的大肠杆菌菌落。原因是___________。
【答案】(1)只有石油分解菌可以在该培养基上生长,其它细菌因缺少碳源生长受到抑制,从而达到分离出石油分解菌目的。
(2)脱氧核苷酸(dNTP)、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)、模板(含目的基因的片段)、引物
(3)EcoRⅠ、HindⅢ
(4)3 (5) ①. 氨苄青霉素和X-gal ②. 目的基因的插入破坏了LacZ基因的结构,使其不能正常表达形成β-半乳糖苷酶,底物X-gal不会被分解
【解析】
【分析】一个基因表达载体的组成,除目的基因、标记基因外,还必须有启动子、终止子等。启动子是一段特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游紧挨转录的起始位点,它是RNA聚合酶识别和结合的部位。有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质。
【小问1详解】
原理是只有能利用石油(以石油为唯一碳源)的微生物才能在该培养基上生长繁殖,从而筛选出能高效分解石油的细菌。
【小问2详解】
利用PCR技术扩增目的基因时,利用的原理DNA的半保留复制,离心管中 除加入Mg²⁺缓冲液外,还需加入的物质有:模板DNA、dNTP(四种脱氧核苷酸)、引物、Taq酶(耐高温的DNA聚合酶)。
【小问3详解】
根据题图信息“图中目的基因以乙链为模板进行转录,则方向是从左往右”、“质粒启动子到终止子方向为顺时针”,故重组质粒的启动子应在目的基因左侧,终止子应在目的基因右侧,目的基因右侧只能用HindⅢ切割,质粒上的其他酶切割不会与其产生相同的黏性末端,所以一定都要选HindⅢ;为了保证酶切后的质粒和目的基因正向连接,要选择质粒的HindⅢ上游的MfeⅠ,MfeⅠ切割会产生与目的基因的左侧EcoRⅠ切割产生的黏性末端相同,而用BamHⅠ切割会破坏启动子,故选用MfeⅠ、HindⅢ和EcoRⅠ、HindⅢ限制酶分别对质粒和目的基因进行切割为最佳方案。
【小问4详解】
选用MfeⅠ、HindⅢ和EcoRⅠ、HindⅢ限制酶分别对质粒和目的基因进行切割,构建的重组质粒含有一个MfeⅠ和2个EcoRⅠ酶切位点,则用EcoRⅠ和MfeⅠ对按上述要求构建好的一个重组质粒进行完全酶切,会得到3个片段。
【小问5详解】
标记基因有AmpR和LacZ基因,且已知LacZ基因编码产生的β-半乳糖苷酶可分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色,故为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在选择培养基中添加氨苄青霉素和X-gal,由于HindⅢ破坏了LacZ基因,含有重组质粒的大肠杆菌菌落将呈现白色。
21. 从性遗传是指基因位于常染色体上,杂合子在雌雄中表型不同;限性遗传是指表型只在一种性别中表现,另一种性别即使有相关基因也不会表现该表型。为研究蚕蛾体色的遗传机制,科研人员以4只蚕蛾为亲本进行杂交实验,结果如表1(白色和黑色受基因M/m控制,两基因均无致死效应,且不在Z、W染色体同源区段)。
组别
P
F1
F2(由F1自由交配得到)
1
白色甲♀×黑色乙♂
全是白色
白色♀、白色♂、黑色♂=4∶3∶1
2
白色丙♀×白色丁♂
全是白色
白色♀、白色♂、黑色♂=4∶3∶1
表1
(1)基因M/m位于________染色体上,蚕蛾体色的遗传属于________(填“从性遗传”“限性遗传”或“伴性遗传”)。
(2)甲与丙的基因型________(填“相同”“不相同”或“可能相同”)。若让组别1中F1白色♀与F2黑色δ交配,子代中白色蚕蛾占比为________。
(3)为进一步确定基因M/m在哪条染色体上,科研人员构建了只含蚕蛾部分染色体的多种模式细胞(如表2所示),检测基因M/m的表达产物。若只在模式细胞a和c中检测到基因M/m的表达产物,则基因M/m位于蚕蛾的________号染色体上。已知管家基因是所有细胞中均要持续表达的一类基因,而奢侈基因是仅在特定细胞类型或特定发育阶段中表达的基因。根据上述信息分析,使用该方法对某个奢侈基因进行定位时需要考虑的问题是________。
蚕蛾染色体
1
2
10
Z
W
模式细胞a
+
+
+
-
模式细胞b
+
+
-
+
-
模式细胞c
+
-
+
+
+
注:+代表含有染色体,-代表不含有染色体。
表2
【答案】(1) ①. 常 ②. 限性遗传
(2) ①. 不相同 ②. 3/4
(3) ①. 10 ②. 需要确保模式细胞是奢侈基因能表达的特定细胞类型
【解析】
【分析】从性遗传是指基因位于常染色体上,杂合子在雌雄中表型不同;限性遗传是指表型只在一种性别中表现,另一种性别即使有相关基因也不会表现该表型。伴性遗传是指性染色体上的基因所控制的性状在遗传时往往与性别相关联的现象。
【小问1详解】
根据组别1,白色甲♀×黑色乙♂,F1全是白色,可判断白色是显性性状,由F1自由交配得到白色♀、白色♂、黑色♂=4∶3∶1,可判断M/m位于常染色体上,蚕蛾体色的遗传属于限性遗传。
【小问2详解】
甲的基因型是MM,组别2中,亲本为白色丙♀ × 白色丁♂,F1全白且F2分离比与组别1相同(4:3:1),说明F1基因型为♀Mm × ♂ Mm,亲本组合需为♀ mm × ♂ MM,丙的基因型为mm,甲与丙的基因型不相同。若让组别1中F1白色♀与F2黑色♂交配,即Mm×mm,子代中白色蚕蛾:黑色蚕蛾=3:1,白色蚕蛾占比为3/4。
【小问3详解】
模式细胞 a:含染色体 1、2、10,不含 Z、W。模式细胞 b:含染色体 1、2、Z,不含 10、W。模式细胞 c:含染色体 1、10、Z、W,不含 2。仅在 a 和 c 中检测到基因 M/m 的表达产物,b 中未检测到,可判断基因 M/m 位于10号染色体上。使用该方法对某个奢侈基因进行定位时需要考虑的问题是需要确保模式细胞是奢侈基因能表达的特定细胞类型。
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