内容正文:
2025-2026学年上学期高三生物期末模拟预测
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”的实验,下列说法正确的是( )
A. 观察叶绿体时,可选用黑藻或菠菜叶下表皮细胞进行观察
B. 在高倍镜下可观察到黑藻叶肉细胞中的叶绿体围绕细胞核运动
C. 若发现细胞质流动缓慢,可通过适当升高水温加速其流动
D. 在低倍镜下找到叶肉细胞后,可直接转至高倍镜进行观察
2. “海水稻”能够在一定浓度盐碱地中生长,生理机制如图。盐碱地中过量的钠盐会对海水稻的生存造成威胁;一些病原菌会感染植株,也影响正常生长。下列叙述正确的是( )
A. H+与Na+进入液泡所需的能量来源相同
B. 水通道蛋白转运水分子与H+载体蛋白转运H+的机制相同
C. 定期排水有利于增强海水稻抗菌性,不利于增强其抗盐碱性
D. 海水稻将H+排出既能降低土壤碱的含量又利于升高自身细胞液渗透压
3. 图为人的成熟红细胞吸收部分物质的示意图。下列说法正确的是( )
A. Fe2+运输速率受细胞中O2含量的影响
B. 葡萄糖的运输速率不会影响H2O的运输速率
C. 葡萄糖和K+进入细胞时均需与转运蛋白结合
D. 运输Fe2+和H2O的转运蛋白均为载体蛋白
4. 研究表明,生殖腺内的蛋白酶作为发育信号,激活细胞内的SPE-12和SPE-8等酶的作用,触发精细胞释放线粒体,形成“线粒体囊”,过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 精细胞以胞吐的方式释放线粒体
B. 推测成熟精子中的线粒体数量显著降低
C. 蛋白质纤维构成的细胞骨架可参与物质定向运输
D. 蛋白酶发挥作用的过程体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能
5. 科学家以绿藻为材料研究环境因素对光合作用的影响,得到如图所示结果。该绿藻在25℃时以葡萄糖为底物进行的有氧呼吸强度达到最大值,此时CO2生成速率为35μmol/g-1·h-1,不考虑其他呼吸类型。下列说法正确的是( )
A. 可用层析液提取并分离叶绿素a,色素带呈黄绿色
B. 低光强下叶绿素a含量较高,有利于吸收更多的红外光和蓝紫光
C. 高光强下,绿藻在25℃氧气生成速率为242μmol/g-1·h-1
D. 用光电比色法测定叶绿素含量时,应选用红色光源
6. 科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验,杂种经多代自花传粉选育,后代育性达到了亲本相当的水平。图中L、M、N表示3个不同染色体组。下列说法错误的是( )
A. 两亲本和F1个体均为四倍体
B. 图中F1体细胞中有35条染色体,有同源染色体
C. 图中F1产生的配子有M、LM、MN、LMN四种
D. 推测F1两个M染色体组在减数分裂过程中不能正常分离
7. 细胞周期包含 DNA合成前期(G1)、DNA合成期(S)、DNA 合成后期(G2) 和分裂期(M期)。各阶段存在一系列检验点,可对细胞周期相应阶段加以检测,只有相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一阶段运行,如图所示。下列说法错误的是( )
A. 检验点3若检测到DNA损伤,细胞染色体仍可加倍
B. 处于M期的细胞染色体高度螺旋化,此时基因难以表达
C. 若检验点5功能异常,细胞可能出现染色体数目变异
D. RNA聚合酶主要在细胞周期的G1、G2期发挥作用
8. 外显率是某一基因型个体显示预期表型的比例。某昆虫的残翅(aa)的外显率为80%,其余20%的aa与其他基因型的个体均表现为长翅。两只昆虫杂交产生的F1中长翅∶残翅=11∶4。已知某种基因型完全致死,不考虑其他变异。下列说法错误的是( )
A. 两只亲本昆虫的表型相同
B. AA基因型完全致死
C. F1中长翅纯合子的比例为3/10
D. F1随机交配产生的F2中残翅个体占2/5
9. 下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,正确的是( )
A. 赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是主要的遗传物质
B. 艾弗里和赫尔希、蔡斯在实验中均将DNA和蛋白质分开研究
C. 沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了碱基互补配对原则
D. 利用大肠杆菌能够证明DNA复制方式的原因是它有环状质粒DNA
10. mRNA的某个碱基被氧化会导致核糖体在该碱基处移动停止,而神经细胞中的质控因子能切割和降解mRNA,解救卡住的核糖体,同时避免因受损的mRNA累积而引发神经退行性疾病。下列分析错误的是( )
A. 质控因子与限制酶均可作用于磷酸二酯键
B. 根据合成的多肽链长度可判断mRNA是否被氧化
C. 控制质控因子合成的基因发生突变可能会引发神经退行性疾病
D. mRNA结合多个核糖体可产生多条氨基酸序列相同的肽链
11. 染色体上的端粒DNA由短的串联重复序列组成,同种生物的该序列相同。少数缺乏端粒酶活性的肿瘤细胞可通过端粒延长替代机制(ALT)维持端粒长度。ALT机制如下:第一条染色体端粒的末端①链结合到第二条染色体端粒的末端②链上并延伸;随后①链脱离,新延长的①链被转化成双链形式。这个过程可被重复数十次,使得序列信息从一个端粒传递到另一端粒上。下列说法正确的是( )
A. b中①链的延伸过程需要解旋酶、引物、RNA聚合酶的参与
B. c中将新延长的链转化成双链的过程需要DNA聚合酶,不需要引物
C. 进行ALT的肿瘤细胞中端粒酶基因甲基化程度可能较高
D. 通过ALT机制实现了非同源染色体间基因重组
12. 细胞核中的MYC基因过表达后,细胞的增殖失去了控制。某研究团队用诱导细胞凋亡的抗癌药物反复处理某肿瘤组织,分离出具有耐药性的癌细胞。在提取该细胞的核DNA时,得到一种携带MYC基因的游离环形DNA—ecDNA,该ecDNA可由局部DNA的复制泡环化形成。下列说法正确的是( )
A. 推测MYC基因属于抑癌基因
B. MYC基因的表达产物不是细胞正常的生长和增殖所必需的
C. ecDNA每条链上的脱氧核糖都连着两个磷酸基团
D. 上述抗癌药物处理肿瘤组织,导致了耐药性变异的出现
13. 咳嗽反射是指来自支气管、胸膜等感受器的兴奋经传入神经传至咳嗽中枢,再通过传出神经引起咽肌、膈肌和其他呼吸肌运动的过程。下列说法正确的是( )
A. 咽肌、膈肌和其他呼吸肌组成咳嗽反射的效应器
B. 传入神经纤维膜外电流方向是未兴奋区到兴奋区
C. 控制咳嗽的高级中枢位于大脑皮层中央前回顶部
D. 感受器未受刺激时人体也能有意识完成咳嗽反射
14. 某些神经胶质细胞(Ast)通过接收乙酰胆碱信号,激活胞内Nox-Sod3通路,促进胞外H2O2的生成。H2O2进入神经元,激活相关反应以促进长时记忆的形成。下列说法正确的是( )
A. 神经胶质细胞和神经元均能参与自主神经系统的组成
B. Ast接受乙酰胆碱信号后发生电信号到化学信号的转化
C. 抑制Ast中的Nox-Sod3通路有利于第三级记忆的形成
D. 长时记忆的形成需乙酰胆碱和H2O2等神经递质的参与
15. 心肌细胞与神经细胞静息电位的形成机制相似,但动作电位明显不同。当心肌细胞产生动作电位时,除Na+、K+通道变化外,Ca2+通道也会开放,Ca2+顺浓度梯度内流,血钙浓度会影响心肌细胞的动作电位波形,心肌细胞的动作电位分为0~4五个时期,其膜电位变化及对应形成机制如图所示。下列说法错误的是( )
A. 若适当增大细胞外溶液的K+浓度,心肌细胞的兴奋性提高
B. 神经递质作用于心肌后,一定引起Na+通道介导的Na+内流,出现0期
C. 2期中,Ca2+内流和K+外流交换的电荷量相当,低血钙使2期持续时间延长
D. 4期中,Na+运出心肌细胞时需与转运蛋白特异性结合
二、不定项选择题:本题共5小题,每题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,可能只有一个选项正确,可能有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 可立氏循环是指剧烈运动中,当肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速率超过呼吸链消耗NADH的速率时,丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下转变为乳酸,同时使NAD+再生,生成的乳酸通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法错误的是( )
A. NADH和ATP二者均能提供能量,又能运载物质
B. 发生可立氏循环时,肌细胞消耗O2的速率小于释放CO2的速率
C. 丙酮酸在细胞质基质内生成乳酸的过程中产生NAD+和少量ATP
D. 可立氏循环不能直接为肌肉细胞提供ATP以满足剧烈运动时的能量需求
17. 乳酸阈是指人体在进行递增强度的运动时,体内的乳酸产生速率首次超过其清除速率,导致血液中乳酸水平出现突然性、非线性急剧增加的临界点(或强度区间)。人体运动强度(记为M)与血液中乳酸水平和氧气消耗率的关系如图所示,下列说法错误的是( )
A. a <M <b时,骨骼肌细胞有机物消耗速率逐渐提高
B. b为乳酸阈,此后人体血液pH迅速减小
C. b <M <c时,细胞质基质和线粒体基质中均能产生CO2
D. c <M <d时,氧气含量、线粒体数量是限制有氧呼吸的重要因素
18. 某种雌雄同株的油菜,其角果长度和角果与果轴夹角分别受独立遗传的一对等位基因控制。长果植株随机授粉,子代既有长果又有短果;斜生夹角植株自交,子代表现为斜生夹角、平生夹角和直生夹角(控制直生夹角的基因是隐性基因);短角果植株的果轴夹角一定为平生夹角。不考虑致死现象,下列说法正确的是( )
A. 该种油菜共有9种基因型,4种表型
B. 直生夹角个体自交,子代可能出现平生夹角
C. 若让各平生夹角个体分别测交,能判断亲本基因型的组合有3种
D. 若让斜生夹角与直生夹角杂交,理论上子代的性状分离比为3:3:2
19. 心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动,该过程受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用,以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。已知自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。下列说法正确的是( )
A. 调节心脏功能的基本中枢位于下丘脑
B. 受试者在安静状态下的心率大于固有心率
C. 受体阻断剂A、B分别可阻断交感神经、副交感神经的作用
D. 若受试者心率为每分钟90次,此时副交感神经的作用强于交感神经
20. 为研究体液调节和神经调节对家兔血压变化的影响,科研人员进行了两组实验。实验①:给家兔注射肾上腺素后,测定的血压变化如图1所示;实验②:切断家兔神经X后,分别刺激神经X的中枢端(靠近中枢侧)和外周端(远离中枢侧),测定的血压变化分别如图2和图3所示。下列说法错误的是( )
A. 实验①中注射的肾上腺素作为神经递质发挥作用
B. 由实验②的结果可推知家兔神经X属于传入神经
C. 实验②刺激开始后,相应的交感神经兴奋性增强
D. 综合两实验,神经调节与体液调节反应速度相近
第Ⅱ卷(共55分)
三、非选择题:本部分5道小题,共55分。
21. 新疆属于典型的温带大陆性气候,夏季干旱、少雨、日照充足,非常适合棉花栽种,被称为中国“棉都”。科研人员对新疆长绒棉进行光适应性研究,结果如图甲所示。
(1)棉花叶肉细胞光合作用过程中,通过___________结构将光能转化为储存在_____________中的化学能,并为暗反应提供能量。
(2)光照强度为_________μmol•m-2•s-1最适宜棉花种植,理由是_________。
(3)导致光合速率降低的因素包括气孔限制因素(CO2供应不足)和非气孔限制因素(CO2得不到充分利用)。据图甲数据分析,光照强度大于1400umol·m2.s后,光合速率降低的因素属于________填“气孔”或“非气孔”)限制因素。再据图甲数据推测,此光照强度阶段,胞间CO2浓度增加可能是由于________(答出两点)。据图分析,当光照强度大于800μmol•m-2•s-1时,胞间CO2浓度有所升高,其原因是_________。
(4)为探究干旱、寒冷等胁迫环境对长绒棉产量的影响,科学家进行了图乙所示的实验,图丙为实验结果。与单一冷害相比,适宜的干旱胁迫有助于提高长绒棉的产量,据图分析,得出此结论的依据是__________。
22. 植物光合作用存在线性电子传递(LEF)和环式电子传递(CEF)两种途径,如图所示。与LEF相比,CEF每轮循环可额外泵2个H⁺入类囊体腔,建立H⁺浓度梯度,以驱动ATP合酶合成ATP。
(1)PSⅠ、PSⅡ均为蛋白质和_____________构成的复合物,其作用是______其中在PSⅡ上发生的能量转化是__。
(2)图中电子的最初供体是_______。电子的受体是______,ATP合酶的功能是____。NADPH的作用是_________。
(3)强光胁迫下CEF会增强,一方面,通过分流电子,减少活性氧对PSⅠ、PSⅡ等的破坏;另一方面,可通过_________________,满足暗反应阶段中___________过程的需求,进而应对光胁迫。
23. 已知蚕 (2n=56) 的性别决定方式为ZW型,雄蚕成活率高,产丝量也比雌蚕高。幼蚕体色有斑纹对无斑纹为显性,受一对等位基因 A、a控制。
(1)若要对家蚕的基因组进行研究,应对_______条染色体进行测序。正常情况下,雌蚕处于减数分裂Ⅱ后期的细胞可能含有_______条W染色体。
(2)图1甲、乙、丙为研究者对某品系家蚕进行辐射处理后获得的3种突变类型,其中属于染色体变异的是_______。
(3)为筛选出符合要求的突变类型,研究者将获得的突变体分别与无斑纹雄蚕杂交,获得 F1,F1自由交配获F2,观察并统计F2表型及比例。(注:各类型突变体产生的配子活力相当,一对常染色体上A和a基因都缺失时胚胎致死)
①若F2表型及比例与性别相关联,则突变类型为甲;
②若F2表型及比例为_______,则突变类型为乙;
③若F2表型及比例为_______,则突变类型为丙。
(4)经筛选获得突变类型甲后,研究者通过图2所示过程培育出了“限性斑纹雌蚕”,以便能根据幼虫体色确定家蚕性别。
①F1有斑纹的个体中染色体正常的比例为_______。
②F2中限性斑纹雌蚕所占的比例为_______。
③在生产实践中,可利用限性斑纹雌蚕和_______雄蚕进行杂交,根据体色即可辨别幼蚕的性别。
24. 非编码RNA是指不直接参与蛋白质合成的RNA,在细胞内具有调控基因表达、稳定基因组等功能,包括环状RNA(circRNA)和微小RNA(miRNA)等。circRNA和miRNA调控Po基因表达的相关机制如图所示。
(1)miRNA、circRNA等非编码RNA是在______酶的作用下,以DNA的一条链为模板,利用______为原料合成的。
(2)据图分析,核糖体在PomRNA上的移动方向是______(填“a→b”或“b→a”)。已知Po蛋白的一段氨基酸序列为“—组氨酸—丝氨酸—谷氨酸—”,转运组氨酸、丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的相应碱基序列分别为3′-GUG-5′、3′-AGA-5′、3′-CUU-5′,则Po基因中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为5′-______-3′。
(3)据图分析,M基因抑制细胞凋亡的机理是______。
25. 嗅感觉神经元位于鼻腔的上部,其纤毛受到空气中的气味分子(嗅质)刺激时,会发生如图1所示的过程,图2是感觉纤毛受刺激后产生兴奋的机制。
(1)嗅质与嗅感觉神经元的纤毛膜表面的嗅受体结合后,经信号转导,使IP3和cAMP浓度升高,促使_____(填离子流动情况),导致膜内侧变为_____电位。
(2)嗅觉障碍(OD)分为传导性嗅觉障碍(COD)、感觉性嗅觉障碍(SOD)和中枢性嗅觉障碍(CeOD)3种类型。COD可能是病毒感染使鼻黏膜内毛细血管通透性改变,使血浆渗透压相对_____,发生组织肿胀,进而阻断嗅质与嗅受体的结合。SOD可能是病毒引起图示感觉性神经元的_____(答出1条),使感受器兴奋阈值升高导致;CeOD是由位于_____的嗅觉中枢受损导致。
(3)为探究某OD患者的嗅觉障碍类型,研究人员设计了如下实验方案,请完善。(注:嗅觉诱发电位仪通过气味刺激诱发嗅觉系统电活动并记录特定部位的电位变化。)
实验步骤:
①将嗅觉诱发电位仪的细管伸入OD患者鼻腔内,将电极粘附于头皮上;
②_____;
③将一定浓度和湿度的气味剂以恒定的温度和流量向OD患者输入;
④记录嗅觉诱发电位,同时询问并记录患者对气味剂性质的描述;
⑤比较患者描述与嗅觉诱发电位仪所记录的电位变化。
结果及结论:通入气味剂后,患者能检测到嗅觉诱发电位,但出现气味剂嗅觉障碍,由此推知其患有的OD类型为_____。
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2025-2026学年上学期高三生物期末模拟预测
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”的实验,下列说法正确的是( )
A. 观察叶绿体时,可选用黑藻或菠菜叶下表皮细胞进行观察
B. 在高倍镜下可观察到黑藻叶肉细胞中的叶绿体围绕细胞核运动
C. 若发现细胞质流动缓慢,可通过适当升高水温加速其流动
D. 在低倍镜下找到叶肉细胞后,可直接转至高倍镜进行观察
【答案】C
【解析】
【详解】A、菠菜叶下表皮细胞中不含叶绿体,因此不适合作为观察叶绿体的材料。黑藻叶片薄且叶肉细胞含大量叶绿体,是理想材料,A错误;
B、高倍镜下可观察到叶绿体的运动,但细胞核未经染色时不易观察,无法直接判断叶绿体是否“围绕细胞核”运动,B错误;
C、细胞质流动速度与细胞活性相关,适当升高水温可增强细胞代谢,加速细胞质流动,C正确;
D、低倍镜下找到目标后,需将目标移至视野中央再换高倍镜,直接转换会导致视野模糊或目标丢失,D错误。
故选C。
2. “海水稻”能够在一定浓度盐碱地中生长,生理机制如图。盐碱地中过量的钠盐会对海水稻的生存造成威胁;一些病原菌会感染植株,也影响正常生长。下列叙述正确的是( )
A. H+与Na+进入液泡所需的能量来源相同
B. 水通道蛋白转运水分子与H+载体蛋白转运H+的机制相同
C. 定期排水有利于增强海水稻抗菌性,不利于增强其抗盐碱性
D. 海水稻将H+排出既能降低土壤碱的含量又利于升高自身细胞液渗透压
【答案】D
【解析】
【分析】物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输等。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要转运蛋白;主动运输从高浓度到低浓度,需要载体蛋白,需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,消耗能量。
【详解】A、图中液泡内pH=5.5,细胞质基质pH=7.5,因此H+从细胞质基质运入液泡,是逆浓度梯度,需要消耗的能量直接来自于ATP,液泡吸收Na+从低浓度到高浓度,其能量来自于H+的顺浓度梯度(浓度差),A错误;
B、水通道蛋白转运水分子是协助扩散,该通道不和水分子结合,H+载体蛋白转运H+需要和H+结合,载体蛋白的空间构象会发生改变,两者的机制不相同,B错误;
C、定期排水有利于增加土壤中的含氧量,提高有氧呼吸的速率,释放能量更充足,有利于“海水稻”通过主动运输将细胞质基质中多余的Na+外排出细胞和进入液泡,提高细胞液的浓度,进而增强其抗盐碱性,C错误;
D、海水稻将H+排出,有利于中和土壤中的碱性物质,能降低土壤碱的含量,同时,液泡吸收Na+从低浓度到高浓度,其能量来自于H+的浓度差,海水稻将H+排出,有利于增加液泡膜两侧H+的浓度差,促进Na+进入液泡,升高自身细胞液渗透压,D正确。
故选D。
3. 图为人的成熟红细胞吸收部分物质的示意图。下列说法正确的是( )
A. Fe2+运输速率受细胞中O2含量的影响
B. 葡萄糖的运输速率不会影响H2O的运输速率
C. 葡萄糖和K+进入细胞时均需与转运蛋白结合
D. 运输Fe2+和H2O的转运蛋白均为载体蛋白
【答案】C
【解析】
【详解】A、Fe2+运输消耗ATP,属于主动运输,但人的成熟红细胞无细胞核和细胞器,只能通过无氧呼吸产生ATP,其能量供应与O2含量无关,A错误;
B、葡萄糖通过协助扩散进入细胞,会使细胞内渗透压升高,进而影响水分子的运输速率,水分子会向渗透压高的一侧移动,B错误;
C、葡萄糖进入红细胞是协助扩散,需要载体蛋白;K⁺进入红细胞是主动运输,也需要载体蛋白,二者均需与转运蛋白结合,C正确;
D、H2O主要通过自由扩散运输,也可通过水通道蛋白属于转运蛋白,但不是载体蛋白快速运输,而Fe2+的转运蛋白是载体蛋白,D错误。
故选C。
4. 研究表明,生殖腺内的蛋白酶作为发育信号,激活细胞内的SPE-12和SPE-8等酶的作用,触发精细胞释放线粒体,形成“线粒体囊”,过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 精细胞以胞吐的方式释放线粒体
B. 推测成熟精子中的线粒体数量显著降低
C. 蛋白质纤维构成的细胞骨架可参与物质定向运输
D. 蛋白酶发挥作用的过程体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能
【答案】D
【解析】
【详解】A、结合图示分析,线粒体囊的外膜是一层生物膜,说明精细胞以胞吐的方式释放线粒体,A正确;
B、生殖腺内的蛋白酶作为发育信号,激活细胞内的SPE-12和SPE-8等酶的作用,触发精细胞释放线粒体,形成“线粒体囊”,说明精子成熟过程在释放线粒体,因此推测成熟精子中的线粒体数量显著降低,B正确;
C、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关,C正确;
D、生殖腺内的蛋白酶作为发育信号,激活细胞内的SPE-12和SPE-8等酶的作用,蛋白酶发挥作用的过程体现了细胞膜具有信息交流的功能,D错误。
故选D。
5. 科学家以绿藻为材料研究环境因素对光合作用的影响,得到如图所示结果。该绿藻在25℃时以葡萄糖为底物进行的有氧呼吸强度达到最大值,此时CO2生成速率为35μmol/g-1·h-1,不考虑其他呼吸类型。下列说法正确的是( )
A. 可用层析液提取并分离叶绿素a,色素带呈黄绿色
B. 低光强下叶绿素a含量较高,有利于吸收更多的红外光和蓝紫光
C. 高光强下,绿藻在25℃氧气生成速率为242μmol/g-1·h-1
D. 用光电比色法测定叶绿素含量时,应选用红色光源
【答案】D
【解析】
【详解】A、提取光合色素用无水乙醇,分离光合色素用层析液,叶绿素a色素带呈蓝绿色,A错误;
B、叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,而不是红外光,B错误;
C、由图乙可知,在25℃高光强条件下,绿藻释放氧气的速率(净光合速率)为242μmol·g⁻¹·h⁻¹。根据题干可知该绿藻在25℃时以葡萄糖为底物进行的有氧呼吸强度达到最大值,此时CO2生成速率为35μmol·g⁻¹·h⁻¹,根据有氧呼吸反应式可知,有氧呼吸消耗的氧气量与产生的二氧化碳量相等,即有氧呼吸消耗氧气的速率也为35μmol·g⁻¹·h⁻¹。总光合速率=净光合速率+呼吸速率,所以高光强下,绿藻在25℃时氧气生成速率(总光合速率)为242+35=277μmol·g⁻¹·h⁻¹,C错误;
D、由于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,因此用光电比色法测定叶绿素含量时,应选用红色光源,D正确。
故选D。
6. 科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验,杂种经多代自花传粉选育,后代育性达到了亲本相当的水平。图中L、M、N表示3个不同染色体组。下列说法错误的是( )
A. 两亲本和F1个体均为四倍体
B. 图中F1体细胞中有35条染色体,有同源染色体
C. 图中F1产生的配子有M、LM、MN、LMN四种
D. 推测F1两个M染色体组在减数分裂过程中不能正常分离
【答案】D
【解析】
【详解】A、由题意可知,L、M、N表示3个不同的染色体组,故两亲本和F1都含有四个染色体组,且由受精卵发育而来,为四倍体,A正确;
B、据图可知,F1体细胞中有一个L(染色体数为10)染色体组、一个N(染色体数为9)染色体组和两个M(染色体数为8)染色体组,共35条染色体,其中M与M的染色体含同源染色体,B正确;
C、由图中选育产生的后代基因型推知,F1可能产生M、LM、MN、LMN配子,C正确;
D、已经图中选育产生的后代可知,后代一定会获得两个M染色体,所以F1两个M染色体组在减数分裂过程中能正常分离,D错误。
故选D。
7. 细胞周期包含 DNA合成前期(G1)、DNA合成期(S)、DNA 合成后期(G2) 和分裂期(M期)。各阶段存在一系列检验点,可对细胞周期相应阶段加以检测,只有相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一阶段运行,如图所示。下列说法错误的是( )
A. 检验点3若检测到DNA损伤,细胞染色体仍可加倍
B. 处于M期的细胞染色体高度螺旋化,此时基因难以表达
C. 若检验点5功能异常,细胞可能出现染色体数目变异
D. RNA聚合酶主要在细胞周期的G1、G2期发挥作用
【答案】A
【解析】
【详解】A、细胞的DNA在 S 期完成复制,检验点3若检测到DNA损伤,细胞通常会停止进入分裂期并尝试修复,染色体数目不能加倍,A错误;
B、处于M期的细胞染色体高度螺旋化,DNA双链难以打开,此时基因难以表达,B正确;
C、检验点5是要检测有丝分裂结束前染色体是否都正确分离并移向两极,若检验点5功能异常,细胞可能出现染色体数目变异,C正确;
D、RNA聚合酶用于基因的转录过程,主要在细胞周期的G1、G2期发挥作用,D正确。
故选A。
8. 外显率是某一基因型个体显示预期表型的比例。某昆虫的残翅(aa)的外显率为80%,其余20%的aa与其他基因型的个体均表现为长翅。两只昆虫杂交产生的F1中长翅∶残翅=11∶4。已知某种基因型完全致死,不考虑其他变异。下列说法错误的是( )
A. 两只亲本昆虫的表型相同
B. AA基因型完全致死
C. F1中长翅纯合子的比例为3/10
D. F1随机交配产生的F2中残翅个体占2/5
【答案】C
【解析】
【详解】AB、已知某种基因型完全致死,而F1中出现长翅和残翅(aa),且比例为11:4,故亲本不可能存在AA,即亲本可能为Aa和aa或Aa和Aa,即AA基因型完全致死。若亲本基因型为Aa和aa,F1中长翅∶残翅=3∶2,与题干不符,故两只亲本昆虫基因型均为Aa,表型均为长翅,AB正确;
C、两只亲本昆虫基因型均为Aa,F1中Aa:aa=2:1(AA基因型完全致死),由于残翅(aa)的外显率为80%,其余20%的aa与其他基因型的个体均表现为长翅,故F1长翅中Aa:aa=2:0.2,故F1中长翅纯合子的比例为0.2/2.2=1/11,C错误;
D、F1中Aa:aa=2:1,F1随机交配时,配子比例为A:1/3,a:2/3,F2中基因型为AA:Aa:aa=1:4:4,AA致死后存活比例为Aa∶aa=1∶1,则F2中残翅个体占的比例为1/2×80%=2/5,D正确。
故选C。
9. 下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,正确的是( )
A. 赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是主要的遗传物质
B. 艾弗里和赫尔希、蔡斯在实验中均将DNA和蛋白质分开研究
C. 沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了碱基互补配对原则
D. 利用大肠杆菌能够证明DNA复制方式的原因是它有环状质粒DNA
【答案】B
【解析】
【详解】A、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验通过同位素标记法证明了DNA是遗传物质,但“主要”的结论是基于多数生物的遗传物质是DNA,并非其实验直接得出,A错误;
B、艾弗里通过分离S型细菌成分单独作用,赫尔希和蔡斯通过同位素标记分离DNA和蛋白质,均实现了分开研究,B正确;
C、沃森和克里克利用查哥夫法则(A=T、C=G)提出碱基配对原则,DNA衍射图谱用于确定双螺旋结构,C错误;
D、梅塞尔森和斯塔尔用大肠杆菌证明DNA半保留复制,因其拟核区环状DNA便于同位素追踪,而非质粒DNA,D错误。
故选B。
10. mRNA的某个碱基被氧化会导致核糖体在该碱基处移动停止,而神经细胞中的质控因子能切割和降解mRNA,解救卡住的核糖体,同时避免因受损的mRNA累积而引发神经退行性疾病。下列分析错误的是( )
A. 质控因子与限制酶均可作用于磷酸二酯键
B. 根据合成的多肽链长度可判断mRNA是否被氧化
C. 控制质控因子合成的基因发生突变可能会引发神经退行性疾病
D. mRNA结合多个核糖体可产生多条氨基酸序列相同的肽链
【答案】B
【解析】
【详解】A、质控因子需切割降解mRNA(核酸),限制酶需切割DNA(核酸),而核酸链的连接键是磷酸二酯键,因此二者均可作用于磷酸二酯键,A正确;
B、mRNA 碱基氧化会导致核糖体在该处移动停止,使多肽链长度变短,但多肽链长度变短的原因不唯一(例如:mRNA 发生无义突变导致终止密码子提前、翻译过程中tRNA供应不足等),因此不能仅通过多肽链长度判断mRNA是否被氧化,B错误;
C、质控因子的功能是降解受损mRNA、避免其累积引发神经退行性疾病。若控制质控因子合成的基因发生突变,质控因子可能功能异常,导致受损mRNA累积,进而引发神经退行性疾病, C正确;
D、一个mRNA可结合多个核糖体(多聚核糖体),由于模板mRNA的碱基序列不变,因此多个核糖体合成的肽链氨基酸序列完全相同,D正确。
故选B。
11. 染色体上的端粒DNA由短的串联重复序列组成,同种生物的该序列相同。少数缺乏端粒酶活性的肿瘤细胞可通过端粒延长替代机制(ALT)维持端粒长度。ALT机制如下:第一条染色体端粒的末端①链结合到第二条染色体端粒的末端②链上并延伸;随后①链脱离,新延长的①链被转化成双链形式。这个过程可被重复数十次,使得序列信息从一个端粒传递到另一端粒上。下列说法正确的是( )
A. b中①链的延伸过程需要解旋酶、引物、RNA聚合酶的参与
B. c中将新延长的链转化成双链的过程需要DNA聚合酶,不需要引物
C. 进行ALT的肿瘤细胞中端粒酶基因甲基化程度可能较高
D. 通过ALT机制实现了非同源染色体间基因重组
【答案】C
【解析】
【详解】A、延伸过程需要解旋酶来解开DNA双链,但不需要RNA聚合酶(RNA聚合酶主要用于转录,而DNA复制中RNA引物的合成由引物酶完成,此外,①链的3'末端可能直接作为引物进行延伸,因此不需要额外的引物,A错误;
B、将新延长的①链转化成双链形式需要以①链为模板合成互补链,这一过程需要DNA聚合酶。但DNA聚合酶不能从头合成DNA,需要引物(如RNA引物)来启动合成,B错误;
C、ALT机制通常发生在缺乏端粒酶活性的肿瘤细胞中。端粒酶活性缺乏往往是由于端粒酶基因被沉默,而基因甲基化是一种常见的表观遗传沉默机制。因此,进行ALT的肿瘤细胞中端粒酶基因甲基化程度可能较高,导致端粒酶不表达,C正确;
D、ALT机制涉及端粒之间的序列信息传递,端粒DNA由短的串联重复序列组成,同种生物的该序列相同,因此即使是非同源染色体,端粒序列也可能相同,允许重组。但端粒区域不包含基因,因此这个过程是端粒序列的重组,而非基因重组,D错误。
故选C。
12. 细胞核中的MYC基因过表达后,细胞的增殖失去了控制。某研究团队用诱导细胞凋亡的抗癌药物反复处理某肿瘤组织,分离出具有耐药性的癌细胞。在提取该细胞的核DNA时,得到一种携带MYC基因的游离环形DNA—ecDNA,该ecDNA可由局部DNA的复制泡环化形成。下列说法正确的是( )
A. 推测MYC基因属于抑癌基因
B. MYC基因的表达产物不是细胞正常的生长和增殖所必需的
C. ecDNA每条链上的脱氧核糖都连着两个磷酸基团
D. 上述抗癌药物处理肿瘤组织,导致了耐药性变异的出现
【答案】C
【解析】
【详解】A、MYC基因过表达导致细胞增殖失控,说明其属于原癌基因(促进正常增殖),而非抑癌基因(抑制异常增殖),A错误;
B、原癌基因产物是细胞正常生长和增殖所必需的,过表达才会致癌,因此MYC基因产物是正常需要的,B错误;
C、ecDNA为环状DNA,其每条链的脱氧核糖均通过磷酸二酯键连接两个相邻核苷酸,故每个脱氧核糖均连两个磷酸基团,C正确;
D、耐药性变异在药物处理前已随机产生,药物仅起选择作用而非诱导变异,D错误。
故选C。
13. 咳嗽反射是指来自支气管、胸膜等感受器的兴奋经传入神经传至咳嗽中枢,再通过传出神经引起咽肌、膈肌和其他呼吸肌运动的过程。下列说法正确的是( )
A. 咽肌、膈肌和其他呼吸肌组成咳嗽反射的效应器
B. 传入神经纤维膜外电流方向是未兴奋区到兴奋区
C. 控制咳嗽的高级中枢位于大脑皮层中央前回顶部
D. 感受器未受刺激时人体也能有意识完成咳嗽反射
【答案】B
【解析】
【详解】A、效应器是指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等。在咳嗽反射中,效应器是传出神经神经末梢及其支配的咽肌、膈肌和其他呼吸肌,A错误;
B、神经纤维受到刺激后,兴奋部位的膜电位变为外负内正,而未兴奋部位膜电位仍为外正内负。这样在膜外电流方向是从未兴奋区(正电位)流向兴奋区(负电位),B正确;
C、大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,控制咳嗽的高级中枢位于大脑皮层,而中央前回顶部主要控制躯体的运动,控制咳嗽的高级中枢并不位于大脑皮层中央前回顶部,C错误;
D、感受器未受刺激时,人体直接刺激神经中枢引起效应器的反应不是反射,D错误。
故选B。
14. 某些神经胶质细胞(Ast)通过接收乙酰胆碱信号,激活胞内Nox-Sod3通路,促进胞外H2O2的生成。H2O2进入神经元,激活相关反应以促进长时记忆的形成。下列说法正确的是( )
A. 神经胶质细胞和神经元均能参与自主神经系统的组成
B. Ast接受乙酰胆碱信号后发生电信号到化学信号的转化
C. 抑制Ast中的Nox-Sod3通路有利于第三级记忆的形成
D. 长时记忆的形成需乙酰胆碱和H2O2等神经递质的参与
【答案】A
【解析】
【详解】A、自主神经系统由交感神经和副交感神经组成,神经胶质细胞支持、保护和营养神经细胞等,神经元通过电信号和化学信号传递信息,神经胶质细胞和神经元均参与组成神经系统,能参与自主神经系统的组成,A正确;
B、由题可知,某些神经胶质细胞(Ast)通过接收乙酰胆碱信号,激活胞内Nox-Sod3通路,促进胞外H2O2的生成,此过程没有发生电信号到化学信号的转化,B错误;
C、因为某些神经胶质细胞(Ast)接收乙酰胆碱信号后,激活Nox-Sod3通路促进H2O2生成,H2O2进入神经元激活相关反应以促进长时记忆的形成,所以抑制Ast中的Nox-Sod3通路不利于长时记忆(第三级记忆)的形成,C错误;
D、H2O2是在反应通路中形成的中间产物,不属于神经递质,D错误。
故选A。
15. 心肌细胞与神经细胞静息电位的形成机制相似,但动作电位明显不同。当心肌细胞产生动作电位时,除Na+、K+通道变化外,Ca2+通道也会开放,Ca2+顺浓度梯度内流,血钙浓度会影响心肌细胞的动作电位波形,心肌细胞的动作电位分为0~4五个时期,其膜电位变化及对应形成机制如图所示。下列说法错误的是( )
A. 若适当增大细胞外溶液的K+浓度,心肌细胞的兴奋性提高
B. 神经递质作用于心肌后,一定引起Na+通道介导的Na+内流,出现0期
C. 2期中,Ca2+内流和K+外流交换的电荷量相当,低血钙使2期持续时间延长
D. 4期中,Na+运出心肌细胞时需与转运蛋白特异性结合
【答案】B
【解析】
【详解】A、适当增大细胞外溶液的K+浓度,会导致静息状态下K+外流减少,则静息电位的绝对值变小,心肌细胞的兴奋性提高,A正确;
B、神经递质作用于心肌后,不一定引起Na⁺内流(比如抑制性神经递质会导致Cl⁻内流或K⁺外流),因此不一定出现0期。B错误;
C、根据图中信息,在2期中,Ca²⁺内流和K⁺外流的电荷量相当,才能维持膜电位相对稳定;低血钙时Ca²⁺内流减少,K⁺外流的时间会延长,使2期持续时间延长,C正确;
D、在4期中,由图可知Na⁺运出心肌细胞是通过钠钾泵(主动运输),需要与转运蛋白特异性结合,还消耗ATP。D正确。
故选B。
二、不定项选择题:本题共5小题,每题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,可能只有一个选项正确,可能有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 可立氏循环是指剧烈运动中,当肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速率超过呼吸链消耗NADH的速率时,丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下转变为乳酸,同时使NAD+再生,生成的乳酸通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法错误的是( )
A. NADH和ATP二者均能提供能量,又能运载物质
B. 发生可立氏循环时,肌细胞消耗O2的速率小于释放CO2的速率
C. 丙酮酸在细胞质基质内生成乳酸的过程中产生NAD+和少量ATP
D. 可立氏循环不能直接为肌肉细胞提供ATP以满足剧烈运动时的能量需求
【答案】BC
【解析】
【详解】A、NADH 可提供能量(参与有氧呼吸第三阶段放能),同时运载还原氢(物质);ATP 是直接能源物质,也能运载磷酸基团(物质),A正确;
B、可立氏循环中,肌细胞同时进行有氧呼吸(消耗O2、产生CO2,且O2消耗速率=CO2产生速率)和乳酸型无氧呼吸(不消耗O2、不产生CO2)。因此肌细胞消耗O2的速率等于释放CO2的速率,B错误;
C、丙酮酸在细胞质基质生成乳酸的过程,是乳酸型无氧呼吸的第二阶段,该过程仅再生NAD+,不产生ATP(ATP仅在无氧呼吸第一阶段 “糖酵解” 中产生),C错误;
D、可立氏循环的核心是丙酮酸转乳酸以再生NAD+(维持糖酵解持续进行),后续乳酸通过糖异生转变为葡萄糖(消耗能量),因此不能直接为肌肉细胞提供ATP,D正确。
故选BC。
17. 乳酸阈是指人体在进行递增强度的运动时,体内的乳酸产生速率首次超过其清除速率,导致血液中乳酸水平出现突然性、非线性急剧增加的临界点(或强度区间)。人体运动强度(记为M)与血液中乳酸水平和氧气消耗率的关系如图所示,下列说法错误的是( )
A. a <M <b时,骨骼肌细胞有机物消耗速率逐渐提高
B. b为乳酸阈,此后人体血液pH迅速减小
C. b <M <c时,细胞质基质和线粒体基质中均能产生CO2
D. c <M <d时,氧气含量、线粒体数量是限制有氧呼吸的重要因素
【答案】BC
【解析】
【详解】A、a <M <b时,氧气消耗率逐渐提高,说明细胞主要进行有氧呼吸,随着运动强度增加,有氧呼吸速率加快,因此骨骼肌细胞有机物(葡萄糖)的消耗速率逐渐提高,A正确;
B、b为乳酸阈,此后血液中乳酸水平急剧增加,但人体血液中存在缓冲物质(如HCO3-、HPO42-),能维持pH的相对稳定,不会“迅速减小”,B错误;
C、b <M <c时,既有有氧呼吸(线粒体基质产生CO2),又有产乳酸的无氧呼吸(产乳酸的无氧呼吸不产生CO2),因此只有线粒体基质能产生CO2,细胞质基质(无氧呼吸)不产生CO2,C错误;
D、c <M <d时,氧气消耗率趋于稳定(有氧呼吸速率达到上限),此时氧气含量不足、线粒体数量有限,是限制有氧呼吸的重要因素(因此细胞不得不依赖无氧呼吸供能,导致乳酸水平剧增),D正确。
故选BC。
18. 某种雌雄同株的油菜,其角果长度和角果与果轴夹角分别受独立遗传的一对等位基因控制。长果植株随机授粉,子代既有长果又有短果;斜生夹角植株自交,子代表现为斜生夹角、平生夹角和直生夹角(控制直生夹角的基因是隐性基因);短角果植株的果轴夹角一定为平生夹角。不考虑致死现象,下列说法正确的是( )
A. 该种油菜共有9种基因型,4种表型
B. 直生夹角个体自交,子代可能出现平生夹角
C. 若让各平生夹角个体分别测交,能判断亲本基因型的组合有3种
D. 若让斜生夹角与直生夹角杂交,理论上子代的性状分离比为3:3:2
【答案】AB
【解析】
【详解】A、长果植株随机授粉,子代既有长果又有短果,说明长果为显性。该种油菜共有9种基因型(A_BB,A_Bb,A_bb,aaBB,aaBb,aabb),4种表型(长果平生,长果斜生,长果直生,短果平生),A正确;
B、直生夹角个体基因型A_bb,如果是AaBb自交,可能出现aabb,为平生夹角,B正确;
C、若让各平生夹角(A_BB,aaBB,aaBb,aabb)个体分别测交,aa测交后代均为aa,无法判断基因型;能判断亲本基因型的组合有2种AABB和AaBB,C错误;
D、若让斜生夹角(A_Bb)与直生夹角(A_bb)杂交,不考虑致死现象且是理论群体,A_中AA:Aa=1:2,则A_与A_杂交,A的基因频率2/3,a的基因频率1/3,后代AA基因型频率4/9,Aa基因型频率4/9,aa基因型频率1/9,Bb与bb杂交后代Bb基因型频率1/2,bb基因型频率1/2,理论上子代的性状分离比为4:4:1,D错误。
故选AB。
19. 心肌P细胞可自动产生节律性动作电位以控制心脏搏动,该过程受交感神经和副交感神经的双重支配。受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用,以受试者在安静状态下的心率为对照,检测了两种受体阻断剂对心率的影响,结果如图。已知自主神经被完全阻断时的心率为固有心率。下列说法正确的是( )
A. 调节心脏功能的基本中枢位于下丘脑
B. 受试者在安静状态下的心率大于固有心率
C. 受体阻断剂A、B分别可阻断交感神经、副交感神经的作用
D. 若受试者心率为每分钟90次,此时副交感神经的作用强于交感神经
【答案】D
【解析】
【详解】A、脑干中有许多维持生命的重要中枢,调节心脏功能的基本中枢位于脑干,A错误;
B、与对照组(安静状态下的心率,心率为65次/分)相比,受体阻断剂A和B同时处理时为固有心率,此时心率为100次/分,说明受试者安静状态下心率小于固有心率,B错误;
C、交感神经可以使心跳加快、加强,副交感神经使心跳减慢、减弱,据图分析可知,与对照组相比,当受体阻断剂A与受体结合后,心率比安静时明显加快,而受体阻断剂B与受体结合后,心率下降,所以受体阻断剂A可阻断副交感神经的作用,受体阻断剂B可阻断交感神经的作用,C错误;
D、交感神经可以使心跳加快、加强,副交感神经使心跳减慢、减弱。据图分析可知,安静状态下心率为每分钟65次,交感神经能使其每分钟增加115-65=50次,副交感神经能使其每分钟降低65-50=15次,如果两者作用强度相等,理论上应该是每分钟65+50-15=100次,若受试者心率为每分钟90次,与被完全阻断作用时相比偏低,据此推测交感神经和副交感神经都起作用,副交感神经作用更强,D正确。
故选D。
20. 为研究体液调节和神经调节对家兔血压变化的影响,科研人员进行了两组实验。实验①:给家兔注射肾上腺素后,测定的血压变化如图1所示;实验②:切断家兔神经X后,分别刺激神经X的中枢端(靠近中枢侧)和外周端(远离中枢侧),测定的血压变化分别如图2和图3所示。下列说法错误的是( )
A. 实验①中注射的肾上腺素作为神经递质发挥作用
B. 由实验②的结果可推知家兔神经X属于传入神经
C. 实验②刺激开始后,相应的交感神经兴奋性增强
D. 综合两实验,神经调节与体液调节反应速度相近
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、肾上腺素是激素,属于体液调节的信号分子,并非神经递质(神经递质是神经元之间传递信号的化学物质),A错误;
B、实验②中,刺激神经 X 的中枢端(靠近中枢侧)时血压变化,刺激外周端(远离中枢侧)时血压无变化,说明神经 X 的信号传导方向是从外周传向中枢,符合传入神经的特征,B正确;
C、实验②中刺激神经 X 后血压降低,而交感神经兴奋通常使血压升高,因此此时交感神经兴奋性应减弱,C错误;
D、比较图1注射肾上腺素引起的血压变化和图2刺激减压神经中枢端引起的血压变化的结果可知,神经调节比体液调节反应速度快,D错误。
故选ACD。
第Ⅱ卷(共55分)
三、非选择题:本部分5道小题,共55分。
21. 新疆属于典型的温带大陆性气候,夏季干旱、少雨、日照充足,非常适合棉花栽种,被称为中国“棉都”。科研人员对新疆长绒棉进行光适应性研究,结果如图甲所示。
(1)棉花叶肉细胞光合作用过程中,通过___________结构将光能转化为储存在_____________中的化学能,并为暗反应提供能量。
(2)光照强度为_________μmol•m-2•s-1最适宜棉花种植,理由是_________。
(3)导致光合速率降低的因素包括气孔限制因素(CO2供应不足)和非气孔限制因素(CO2得不到充分利用)。据图甲数据分析,光照强度大于1400umol·m2.s后,光合速率降低的因素属于________填“气孔”或“非气孔”)限制因素。再据图甲数据推测,此光照强度阶段,胞间CO2浓度增加可能是由于________(答出两点)。据图分析,当光照强度大于800μmol•m-2•s-1时,胞间CO2浓度有所升高,其原因是_________。
(4)为探究干旱、寒冷等胁迫环境对长绒棉产量的影响,科学家进行了图乙所示的实验,图丙为实验结果。与单一冷害相比,适宜的干旱胁迫有助于提高长绒棉的产量,据图分析,得出此结论的依据是__________。
【答案】(1) ①. 类囊体薄膜 ②. ATP、NADPH
(2) ①. 1400 ②. 净光合速率最大,有机物积累量最高
(3) ①. 非气孔 ②. 光照强度大于1400μmol•m-2•s-1后,净光合速率下降,吸收的二氧化碳减少,且气孔导度增加 ③. 气孔导度增大,从外界进入的CO2与呼吸产生的CO2之和大于光合作用消耗的CO2
(4)单一干旱胁迫后恢复期净光合速率高于对照组,干旱+冷害多重胁迫后净光合速率高于单一冷害胁迫
【解析】
【分析】光合作用包括光反应过程和暗反应过程,光反应的场所是类囊体薄膜,产物是ATP、NADPH和氧气;暗反应的场所是叶绿体基质,包括了二氧化碳的固定、三碳酸的还原以及五碳糖的再生过程。
【小问1详解】
在进行光合作用的过程中,位于类囊体薄膜上的光合色素可以吸收、传递和转化光能,将光能转化为ATP和NADPH中的化学能,并为暗反应提供能量。
【小问2详解】
净光合速率越大,有机物积累越多,越适宜棉花种植,结合图示可知,光照强度为1400μmol•m-2•s-1净光合速率最大,因此最适宜棉花种植。
【小问3详解】
据图甲数据分析,光照强度大于1400μmol•m-2•s-1后,气孔导度基本不变,但胞间CO2浓度上升,这表明CO2供应充足,但净光合速率下降,所以光合速率降低的因素属于非气孔限制因素。此光照强度阶段,胞间CO2浓度增加可能是由于光照强度大于1400μmol•m-2•s-1后,净光合速率下降,吸收的二氧化碳减少,且气孔导度增加。结合图示分析,当光照强度大于800μmol•m-2•s-1时,气孔导度增大,从外界进入的CO2与呼吸产生的CO2之和大于光合作用消耗的CO2,所以胞间CO2浓度有所升高。
【小问4详解】
结合乙、丙图进行分析,单一干旱胁迫后恢复期净光合速率高于对照组,干旱+冷害多重胁迫后净光合速率高于单一冷害胁迫,因此说明与单一冷害相比,适宜的干旱胁迫有助于提高长绒棉的产量。
22. 植物光合作用存在线性电子传递(LEF)和环式电子传递(CEF)两种途径,如图所示。与LEF相比,CEF每轮循环可额外泵2个H⁺入类囊体腔,建立H⁺浓度梯度,以驱动ATP合酶合成ATP。
(1)PSⅠ、PSⅡ均为蛋白质和_____________构成的复合物,其作用是______其中在PSⅡ上发生的能量转化是__。
(2)图中电子的最初供体是_______。电子的受体是______,ATP合酶的功能是____。NADPH的作用是_________。
(3)强光胁迫下CEF会增强,一方面,通过分流电子,减少活性氧对PSⅠ、PSⅡ等的破坏;另一方面,可通过_________________,满足暗反应阶段中___________过程的需求,进而应对光胁迫。
【答案】(1) ①. 光合色素 ②. 吸收传递转化光能 ③. 光能转变为电能
(2) ①. H2O ②. NADP+ ③. 运输H+,催化ATP的合成 ④. 作还原剂还原C3 ,提供能量
(3) ①. 增加ATP/NADPH的值 ②. C3还原
【解析】
【分析】分析题图,在线性电子传递链中,当光刺激PSⅡ时,PS Ⅱ从H2O中夺取电子,通过某蛋白→Cb6/f→某蛋白→PS Ⅰ→蛋白→蛋白”途径,最终将电子传递给NADP+,形成NADPH。环式电子传递中,电子在PSI 和Cb6/f 间循环,仅产生ATP 不产生 NADPH。
【小问1详解】
PSII和PSI位于类囊体薄膜上,参与光反应,所以二者均为蛋白质和光合色素构成的复合物,其作用是吸收传递转化光能,PSⅡ 吸收光能后,使水分解并将电子激发,实现光能到电能的转化。
【小问2详解】
PSⅡ 分解水(2H2O→O2+4H⁺+4e⁻),释放的电子是电子传递的最初来源,最终将电子传递给NADP+,形成NADPH;ATP 合酶利用类囊体腔的 H⁺浓度梯度,催化 ADP 和 Pi 合成 ATP,同时运输H⁺。NADPH的作用是作还原剂还原C3 ,提供能量。
【小问3详解】
强光胁迫下CEF会增强,一方面,通过分流电子,减少活性氧对PSⅠ、PSⅡ等的破坏;另一方面,CEF 额外泵入 H⁺,促进 ATP 合成,但降低了NADPH的合成,所以CEF增加了ATP/NADPH的比值,暗反应中 C3的还原需要 ATP(和 NADPH)供能,充足的 ATP 可保障该过程顺利进行,应对光胁迫。
23. 已知蚕 (2n=56) 的性别决定方式为ZW型,雄蚕成活率高,产丝量也比雌蚕高。幼蚕体色有斑纹对无斑纹为显性,受一对等位基因 A、a控制。
(1)若要对家蚕的基因组进行研究,应对_______条染色体进行测序。正常情况下,雌蚕处于减数分裂Ⅱ后期的细胞可能含有_______条W染色体。
(2)图1甲、乙、丙为研究者对某品系家蚕进行辐射处理后获得的3种突变类型,其中属于染色体变异的是_______。
(3)为筛选出符合要求的突变类型,研究者将获得的突变体分别与无斑纹雄蚕杂交,获得 F1,F1自由交配获F2,观察并统计F2表型及比例。(注:各类型突变体产生的配子活力相当,一对常染色体上A和a基因都缺失时胚胎致死)
①若F2表型及比例与性别相关联,则突变类型为甲;
②若F2表型及比例为_______,则突变类型为乙;
③若F2表型及比例为_______,则突变类型为丙。
(4)经筛选获得突变类型甲后,研究者通过图2所示过程培育出了“限性斑纹雌蚕”,以便能根据幼虫体色确定家蚕性别。
①F1有斑纹的个体中染色体正常的比例为_______。
②F2中限性斑纹雌蚕所占的比例为_______。
③在生产实践中,可利用限性斑纹雌蚕和_______雄蚕进行杂交,根据体色即可辨别幼蚕的性别。
【答案】(1) ①. 29 ②. 0或2
(2)甲和丙 (3) ①. 有斑纹:无斑纹=7:9 ②. 有斑纹:无斑纹=7:8
(4) ①. 1/3 ②. 2/15 ③. 无斑纹
【解析】
【分析】家蚕(2n=56)的性别决定方式是ZW型,雄家蚕的染色体组成为27对+ZZ,雌家蚕的染色体组成为27对+ZW。
【小问1详解】
家蚕(2n=56)的染色体组成为27对常染色体+ZZ或27对常染色体+ZW,要研究家蚕的基因组,需测定27对常染色体中的27条+Z+W共29条染色体的DNA序列。雌蚕性染色体组成为ZW,减数分裂Ⅰ,ZW同源染色体会发生分离,故正常情况下,雌蚕处于减数分裂Ⅱ后期的细胞含有0或2条W染色体。
【小问2详解】
据图分析,甲中常染色体A基因所在的染色体片段易位到了W染色体,变异类型属于染色体结构变异(易位);乙中A基因突变为a基因,变异类型属于基因突变;丙中A基因所在的染色体片段缺失,变异类型属于染色体结构变异(缺失)。因此属于染色体变异的是甲和丙。
【小问3详解】
突变体甲为AOZWA,突变体乙为AaZW,突变体丙为AOZW,与无斑纹雄蚕aaZZ杂交,
①由于只有突变体甲的A基因存在于性染色体上,因此其F₂表型及比例与性别相关联,而其他两种突变体A/a基因存在于常染色体上,与性别无关。
②突变体乙为Aa和无斑纹雄蚕aa杂交,子一代基因型及比例为1/2Aa、1/2aa,F1自由交配获F2,利用配子法求解,A=1/4,a=3/4,AA=1/4×1/4=1/16,Aa=2×3/4×1/4=6/16,aa=3/4×3/4=9/16。有斑纹(AA+Aa):无斑纹aa=7:9。
③突变体丙AO和无斑纹雄蚕aa杂交,子一代基因型及比例为1/2Aa、1/2aO,F1自由交配获F2,利用配子法求解,A=1/4,a=2/4,O=1/4,OO=1/4×1/4=1/16(这些个体不存在A、a基因,表现为致死),无斑纹(aa和aO)=2/4×2/4+2×2/4×1/4=8/16,有斑纹(A_)=1-8/16-1/16=7/16,有斑纹:无斑纹=7:8。
【小问4详解】
①F1的基因型及比例为1AaZZ、lAaZWA、laOZZ、laOZWA,其中laOZZ为无斑纹,1AaZZ为染色体正常且为有斑纹,因此F1有斑纹的个体中染色体正常的比例为1/3。
②利用分离定律的思维求解,先考虑F1配子中A、a基因,A=1/4,a=2/4,O=1/4,求得F2中OO=1/16,A=AA+Aa+AO=1/4×1/4+1/4×2/4×2+1/4×1/4×2=7/16,aa=2/4×2/4=4/16,aO=2/4×1/4×2=4/16,无A、a基因个体致死,再考虑ZW染色体,F2中ZZ=1/2,ZWA=1/2,“限性斑纹雌蚕”aaZWA=1/2×1/4=1/8,因此F2中,“限性斑纹雌蚕”的占比为1/8÷(1-1/16)=2/15。
③“限性斑纹雌蚕”的W染色体上含有A基因,表现为有斑纹,在生产实践中,可利用“限性斑纹雌蚕”和无斑纹雄蚕进行杂交,子代雌蚕都是有斑纹的,雄蚕都是没有斑纹的,可根据体色即可辨别幼蚕的性别。
24. 非编码RNA是指不直接参与蛋白质合成的RNA,在细胞内具有调控基因表达、稳定基因组等功能,包括环状RNA(circRNA)和微小RNA(miRNA)等。circRNA和miRNA调控Po基因表达的相关机制如图所示。
(1)miRNA、circRNA等非编码RNA是在______酶的作用下,以DNA的一条链为模板,利用______为原料合成的。
(2)据图分析,核糖体在PomRNA上的移动方向是______(填“a→b”或“b→a”)。已知Po蛋白的一段氨基酸序列为“—组氨酸—丝氨酸—谷氨酸—”,转运组氨酸、丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的相应碱基序列分别为3′-GUG-5′、3′-AGA-5′、3′-CUU-5′,则Po基因中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为5′-______-3′。
(3)据图分析,M基因抑制细胞凋亡的机理是______。
【答案】(1) ①. RNA聚合 ②. 核糖核苷酸##4种核糖核苷酸
(2) ①. a→b ②. TTCAGAGTG
(3)M基因转录的产物circRNA可以与miRNA结合,抑制miRNA与Po基因的转录产物PomRNA结合,导致PomRNA的翻译产物Po蛋白增多,从而抑制细胞凋亡
【解析】
【分析】转录是指以DNA的一条链为模板,以核糖核苷酸为原料,在RNA聚合酶的催化作用下合成RNA的过程。
【小问1详解】
转录是指以DNA的一条链为模板,以核糖核苷酸为原料,在RNA聚合酶的催化作用下合成RNA的过程。即miRNA、circRNA等非编码RNA是在RNA聚合酶的作用下,以DNA的一条链为模板,利用核糖核苷酸为原料合成的。
【小问2详解】
分析题图,根据肽链的长度可知,核糖体在PomRNA上的移动方向是a→b。Po蛋白的一段氨基酸序列为“—组氨酸—丝氨酸—谷氨酸—”,转运组氨酸、丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的相应碱基序列分别为3′-GUG-5′、3′-AGA-5′、3′-CUU-5′,根据碱基互补配对原则可知它们对应的密码子依次为5′-CAC-3′、5′-UCU-3′、5′-GAA-3′,则Po基因中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为5′-TTCAGAGTG-3′。
【小问3详解】
分析题图可知,M基因转录的产物circRNA可以与miRNA结合,抑制miRNA与Po基因的转录产物PomRNA结合,导致PomRNA的翻译产物Po蛋白增多,从而抑制细胞凋亡。
25. 嗅感觉神经元位于鼻腔的上部,其纤毛受到空气中的气味分子(嗅质)刺激时,会发生如图1所示的过程,图2是感觉纤毛受刺激后产生兴奋的机制。
(1)嗅质与嗅感觉神经元的纤毛膜表面的嗅受体结合后,经信号转导,使IP3和cAMP浓度升高,促使_____(填离子流动情况),导致膜内侧变为_____电位。
(2)嗅觉障碍(OD)分为传导性嗅觉障碍(COD)、感觉性嗅觉障碍(SOD)和中枢性嗅觉障碍(CeOD)3种类型。COD可能是病毒感染使鼻黏膜内毛细血管通透性改变,使血浆渗透压相对_____,发生组织肿胀,进而阻断嗅质与嗅受体的结合。SOD可能是病毒引起图示感觉性神经元的_____(答出1条),使感受器兴奋阈值升高导致;CeOD是由位于_____的嗅觉中枢受损导致。
(3)为探究某OD患者的嗅觉障碍类型,研究人员设计了如下实验方案,请完善。(注:嗅觉诱发电位仪通过气味刺激诱发嗅觉系统电活动并记录特定部位的电位变化。)
实验步骤:
①将嗅觉诱发电位仪的细管伸入OD患者鼻腔内,将电极粘附于头皮上;
②_____;
③将一定浓度和湿度的气味剂以恒定的温度和流量向OD患者输入;
④记录嗅觉诱发电位,同时询问并记录患者对气味剂性质的描述;
⑤比较患者描述与嗅觉诱发电位仪所记录的电位变化。
结果及结论:通入气味剂后,患者能检测到嗅觉诱发电位,但出现气味剂嗅觉障碍,由此推知其患有的OD类型为_____。
【答案】(1) ①. Ca2+内流, Na+内流 ②. 正
(2) ①. 降低 ②. 氯离子内流 ③. 大脑皮层
(3) ①. 设置健康人作为对照组,按相同步骤操作 ②. 中枢性嗅觉障碍(CeOD)
【解析】
【分析】1、发生反射的两个条件:一是具有完整的反射弧,二是具有足够强度的刺激。
2、图1呈现嗅感觉神经元的结构与嗅觉信号初步传导方向,可见位于鼻腔上部的感觉纤毛(嗅质作用部位)、嗅感觉神经元以及神经元与嗅球的连接关系,直观展示嗅觉信号从感受器(纤毛)到神经中枢初步接收结构(嗅球)的传递路径。 图2聚焦纤毛膜上兴奋产生的分子过程, 嗅质与嗅受体结合cAMP、IP3 等信号分子的参与,最终指向Ca2+和Na+的跨膜内流,产生动作电位。
【小问1详解】
图2显示,IP3和 cAMP 浓度升高后,IP3会促使Ca2+通道开放,导致Ca2+内流; cAMP会促使Na+通道开放,导致Na+内流,两种离子内流使膜内侧电位由负变为正,形成动作电位,完成兴奋的产生。
【小问2详解】
传导性嗅觉障碍(COD)是鼻黏膜组织肿胀阻断嗅质与受体结合。鼻黏膜毛细血管通透性改变,血浆蛋白渗出,导致血浆渗透压降低,组织液渗透压相对升高,水分渗出引发肿胀。感觉性嗅觉障碍(SOD)是感受器(嗅感觉神经元)功能异常,导致兴奋阈值升高,可能原因是氯离子内流。中枢性嗅觉障碍(CeOD)是嗅觉中枢受损,人体的感觉中枢(包括嗅觉)均位于大脑皮层。
【小问3详解】
实验探究嗅觉障碍类型,需设置对照排除无关变量干扰。应设置健康人作为对照组,按相同步骤操作,保证实验条件一致,便于对比电位变化和嗅觉感知结果。结果分析:患者能检测到嗅觉诱发电位,说明嗅质与受体结合、信号转导至神经纤维的过程正常(排除COD和SOD);但无法正常感知气味,说明兴奋未在中枢完成处理,因此为中枢性嗅觉障碍。
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