内容正文:
言蹊联考2026年“骐骥杯”开年统一大练兵
生物学
本试卷共10页,共100分。考试时长75分钟。
注意事项:
1.考生领到试题卷、答题卡后,请仔细核对试题卷、答题卡是否为当堂考试科目;检查无误后,请务必在试题卷、答题卡的规定区域内填写本人的姓名、准考证号。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,用黑色墨水签字笔将答案写在答题卡相应位置上。写在草稿纸、试题卷上无效。
3.考试结束后答题卡需在规定时间内统一上传,后续统一公布成绩。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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. 无机盐是细胞生命活动的重要基础。下列叙述正确的是( )
A. 微量元素Mg以Mg2+的形式组成叶绿素分子协助植物进行光合作用
B. 微量元素Fe以Fe2+的形式参与血红蛋白的修饰,提升血红蛋白搭载O2分子的能力
C. 大量元素Ca以Ca2+的形式参与调节人体细胞的兴奋性
D. 大量元素K以K+的形式抑制动物抽搐症状的出现
2. 下图为某植物叶肉细胞的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图,下列叙述错误的是( )
A. 呼吸酶的最适温度比光合酶的最适温度高
B. 产生有机物最多是C对应的温度
C. 限制AC段光合速率的主要因素是温度
D. 该植物叶肉细胞中B和D两点的光合作用速率和呼吸速率不相等
3. 某植物(2n=22)基因型为AaBb的一个花粉母细胞分裂时,原DNA中含14N,分裂的间期只向培养基中提供15N,先进行一次有丝分裂,再进行减数分裂,不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A. 有丝分裂后形成基因型为AaBb的细胞,且DNA均带有放射性
B. 有丝分裂的后期会有44条染色体,每条染色体中均含有
C. 处于减数分裂Ⅱ的细胞,其每个核DNA分子只有一条链带有标记
D. 处于减数分裂Ⅰ的细胞,姐妹染色单体带有和标记的比例相等
4. 某自然博物馆为深度研究新出土的化石标本,则研究人员可以( )
A. 使用仪器测定新出土化石中和的比例估计化石的形成年代,测定和的比例确认化石中的生物所生存的年代
B. 从比较解剖学的角度分析新出土化石中的生物结构,推测生物的生存环境
C. 提取新出土化石中的DNA和细胞色素c,比对化石中的生物DNA的碱基序列和细胞色素c的氨基酸与现代不同生物的差异
D. 从拉马克进化学说的观点出发,研究新出土化石中的生物的进化机制和环境适应能力
5. 脊髓小脑性共济失调(SCA)是一种神经系统退行性疾病,目前多达49种亚型,其中一种亚型受常染色体上独立遗传的基因B/b和基因T/t控制。基因B/b编码polyQ蛋白,而polyQ蛋白的谷氨酰胺重复次数比正常人多,基因T编码的CHIP蛋白可降解异常polyQ蛋白。图1为某家系关于SCA的遗传系谱图,图2是用限制酶对该家系部分个体的基因B/b酶切后进行电泳结果。下列分析不正确的是( )
A. SCA的遗传方式是常染色体显性遗传
B. Ⅲ-1和Ⅱ-2体内不能检测到功能性CHIP蛋白
C. Ⅰ-1和Ⅰ-2再生一个患病孩子的概率是3/8
D. Ⅲ-1在图2中的电泳结果只有重复26次的条带
6. 野生玉米(2n=20)为雌雄同株异花,雄花的育性由独立遗传的染色体基因R/r和细胞质基因NS共同控制,当基因型为S(rr)时,表现为雄花不育。现将基因D导入Rr个体的愈伤组织获得转基因植株甲,已知D基因只插入染色体DNA,其数目和位置不确定,但不影响其他基因的表达。形成配子时,喷施药物X可以使含D基因的个体雌花不育。现用甲与雄性不育植株乙杂交,不考虑突变和交叉互换,下列说法错误的是( )
A. 若F1中有一半植株雄花败育,喷施药物X后一半植株雌花败育,则插入的D基因与R/r不在同一对染色体上,且只插入在同一条染色体上
B. 若有2个D基因插入甲的染色体中,一个插入在R基因所在的染色体上,另一个插入在另一非同源染色体上,F1自由交配,F2用药物X处理后继续自由交配,则F3中有1/10的个体在用药物X处理后雌花和雄花全部败育
C. 若F1用药物X处理后雌花全部败育,与乙回交,F1继续与乙回交,用药物X处理F2,出现15:15:1:1的性状分离比,则甲有两对同源染色体都被插入了D基因
D. 用药物X处理F1全部个体,则雌花和雄花全部败育的个体最高占比为1/2
7. 某家族中存在一种伴X染色体隐性遗传病(相关基因用A/a表示),同时该家族部分成员患有甲状腺功能减退症(由甲状腺激素分泌不足引起)。下列关于该家族两种病症的分析,正确的是( )
A. 若家族中一女性患者(两条X染色体均携带致病基因)与正常男性婚配,所生儿子一定患病
B. 甲状腺功能减退症患者的下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素会减少
C. 若该家族中男性患者的母亲表现正常,则其母亲一定是致病基因携带者
D. 甲状腺激素与胰岛素的作用效果相反,二者一定属于负反馈调节
8. CO2是人体呼吸调节的重要因子,血液流经肌肉组织时,细胞产生的CO2进入红细胞,在酶的催化下与水反应生成H2CO3,进而解离为H+和,H+与血红蛋白结合促进O2释放,顺浓度梯度进入血浆。下列叙述正确的是( )
A. CO2以主动运输方式进入红细胞
B. CO2参与血浆中缓冲对的形成
C. 血红蛋白结合H+的过程不利于肌肉组织获取O2
D. 血浆中增多会导致血浆pH显著上升
9. 我国著名的医学家张仲景在《伤寒论》中提出“阴阳自和者,必自愈”,是对人体稳态最早的描述。例如,感冒可以通过人体“阴阳自和”而实现“自愈”。下列叙述错误的是( )
A. “阴阳自和”需要多器官系统的协调统一
B. “阴阳自和”维持内环境组成成分和理化性质恒定不变
C. 感冒发高烧是内环境“阴阳失和”的一种表现
D. 健康的生活习惯可维持较好的“阴阳自和”状态
10. 植物生命活动受植物激素、环境因素等多种因素的调节。下列叙述正确的是( )
A. 土壤干旱时,豌豆根部合成的脱落酸向地上运输可引起气孔关闭
B. 组织培养中,细胞分裂素与生长素浓度比值高时能诱导根的分化
C. 玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较低有关
D. 菊花是自然条件下秋季开花的植物,遮光处理可使其延迟开花
11. 稳态转换是指在气候变化、人类活动等的影响下,生态系统的结构和功能发生大规模、突然和持久性的变化,从而导致生态系统从一个相对稳定的状态快速重组进入另一个相对稳定状态的现象。下列叙述错误的是( )
A. 稳态转换后,部分物种的生态位会发生变化
B. 稳态转换后,生态系统的抵抗力稳定性提高
C. 稳态转换后,生态系统可重新达到物质和能量的输入与输出均衡
D. 生态系统遭到超过自我调节能力的外部冲击时,可能会发生稳态转换
12. 目前我国在矿产资源开发中,坚持“谁污染、谁治理”“谁破坏、谁恢复”的原则,建立健全矿区生态环境恢复治理的责任机制。下列关于矿区废弃地生态恢复的叙述,合理的是( )
A. 矿石的开采只是破坏生态环境,不会产生其他危害
B. 适用于矿区生态环境恢复的措施是开发农田,增加农民收入
C. 矿区废弃地生态恢复的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能
D. 恢复矿区生态环境首先要通过机械方法平整压实土地,人工制造表土
13. 在一个遭受严重森林火灾后的地区,两个相邻但生态特征有所差异的森林开始自然恢复过程。森林A以前物种多样性高,包含多个层次的植物群落和复杂的食物网;森林B则相对单一,主要由同一种树种构成且物种多样性低。几年后,研究人员对比这两个森林的恢复情况。下列叙述正确的是( )
A. 森林A表现出更高的抵抗力稳定性,在火灾后迅速恢复到原有状态,因为其物种多样性促进了快速的生态位重建
B. 森林B由于物种组成简单,具有较高的恢复力稳定性,但抵抗力稳定性较低
C. 两个森林都展现了相似的恢复速度和模式,因为火灾作为一种自然干扰,对所有生态系统的影响基本一致
D. 森林A在火灾后几乎无法自我恢复,而森林B因为单一树种的顽强生命力快速复原,展示了高度的抵抗力稳定性
14. 荷斯坦奶牛的产奶量很高。下列关于培养和繁育良种荷斯坦牛的叙述错误的是( )
A. 需选择至少发育到桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行胚胎移植
B. 经胚胎移植产生的后代,其遗传性状与受体保持一致
C. 受体不会对移植后的胚胎发生免疫排斥反应
D. 与采用胚胎分割技术培养的荷斯坦牛相比,通过体外受精繁育的荷斯坦牛遗传自供体的优良性状和特性更多
15. 某科技公司计划设计一款多用途的新型发酵罐。下列具体目标产物需改装的发酵罐结构切实符合设计员构想思路的是( )
选项
目标产物
拟升级和改装的发酵罐部件
A
啤酒
空气入口、冷却夹层、阀门
B
乳酸
生物传感器装置、冷却水进入口、培养物或营养物质的加入口
C
青霉素
排气管、搅拌叶轮、电动机
D
谷氨酸
pH计、观察孔取样管、放料管
A. A B. B C. C D. D
16. 髓系细胞触发受体2(TREM2)是一种免疫抑制受体,在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。TREM2抗体药物有望提高肿瘤免疫疗法的疗效。TREM2单克隆抗体的制备流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 制备单克隆抗体过程中需要对细胞进行至少三次的筛选
B. 诱导动物细胞融合不同于植物细胞的方法是灭活的病毒
C. TREM2单克隆抗体具有准确识别抗原的细微差异又可无限增殖的特点
D. 经步骤②诱导融合后的细胞都既能分泌TREM2抗体又能无限增殖
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 在沿海水域中种植海带,光的波长和温度是制约海带收成的主要因素。为提高海带产量,某农业科研基地在模拟浅海环境中测定了海带的相关生理指标,结果如下表。
组别
光照的波长范围/nm
温度/℃
总光合速率
气孔导度
光合色素含量
CK
400~760
25
38.0
0.12
65.6
甲
440~460
4.7
22.3
0.11
49.3
乙
660~720
15.3
17.6
0.05
35.9
丙
500~530
24.8
8.5
0.05
21.7
丁
400~450和560~740
33.6
37.7
0.11
62.8
注:①CK组为对照组;②气孔导度和气孔开放程度呈正相关。本实验测量使用的光谱图见下图:
回答下列问题。
(1)为测定海带叶的胡萝卜素含量,可用______提取和分离胡萝卜素。海带作为海洋中的常见藻类,它与石莼(绿藻)和石花菜(红藻)颜色不同的原因是________________。
(2)与CK组相比,甲组和丁组海带中的______被感受到特定波长的光激活,结构发生变化,引发一系列复杂的生理反应,从而使两组的气孔导度几乎不变。经二氧化碳测量仪获取的数据知,与CK组相比,丙组海带叶肉细胞的胞间二氧化碳浓度更低的原因可能是________________。
(3)根据本实验结果,在沿海水域种植海带的过程中,若只从改善光质或调整海水温度中选择一种措施来提升海带的收成,应选择______,依据是________________。
18. 遗传性先天耳聋与常染色体和X染色体上的多个基因有关。现有甲、乙两个耳聋患者家系,其耳聋与听力正常这对性状均由一对等位基因控制,且彼此不含对方家系的耳聋基因,其中每对基因均可导致个体患病。科研人员对两个家系中部分成员的相关基因分别进行扩增后电泳,结果如图。不考虑互换和染色体变异。
回答下列问题。
(1)家系乙中的耳聋基因分别位于______,若7号的致病基因只来自6号,则乙家系中遗传性先天耳聋的遗传方式为______,3号患者的发病原因是______,______(填“是”或“否”)为可遗传的变异。
(2)若7号的致病基因只来自6号,3号和8号婚配,子代不患耳聋概率为______。
(3)家系甲中遗传性先天耳聋的遗传方式为______,遗传性先天耳聋对听力功能造成不可逆损伤,尚无有效的治疗方法,通过______可以对该病进行监测和预防。
(4)3号个体的致病基因来自______,若3号和一个表现正常但携带家系乙的致病基因的女性婚配生育一个正常孩子的概率是______。
19. 生长素是在植物中最早被发现的激素,几乎参与了植物所有的生长、发育过程以及对复杂环境的适应过程。科学研究发现从来不是一蹴而就,从达尔文对向光性的研究,到温特证明生长素存在,再到对生长素作用机理(如图)的研究,许多科学家接续努力,不断向我们展示其中的奥秘。
(1)生长素的化学本质是______,由______经过一系列反应转变而来,其主要合成部位是______。
(2)生长素的发现使人们认识到,植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的,这主要与生长素在胚芽鞘尖端的______有关。
(3)科学家根据生长素、细胞壁酸性化及细胞伸长的关联性,提出了著名的“酸生长理论”:生长素作为______,与细胞膜上的受体结合后,激活细胞膜上的H+泵,使细胞壁酸化,细胞壁的氢键断裂从而使细胞生长。依据这一理论,下列预测成立的有______。
A.酸缓冲液能够促进细胞短期生长
B.生长素应该能提高H+外排的速度
C.中性缓冲液能抑制生长素诱导的生长
D.促进H+外排的物质可能促进生长
(4)关于植物向光生长的原因,目前还存在争议,有人发现某植物向光生长是单侧光照射引起某种抑制植物生长的物质——萝卜宁分布不均匀造成的,与生长素无关,请设计实验验证该假说的正确性:______(写出实验设计思路和预期结果)。
20. 某淡水湖中小岛众多,风景优美,吸引大量游客观光、疗养。因排入富含N、P等元素的生活污水引起了藻类大量繁殖。请回答问题。
(1)大量排入污水导致湖面漂浮着一层“绿膜”,形成“绿膜”的主要原核生物是____,与湖中黑藻都属于生态系统中的____成分。流经该湖泊的总能量包括____。
(2)对该湖泊中有机碳生产率进行研究,结果如图1所示。5、7月0.2m处有机碳的生产率很高,而0.6m以下水深有机碳生产率较低,主要原因是____。
(3)在污染严重的水域周围建立如图2所示的人工湿地,从进水口到出水口的不同地段,分别种植不同的湿地植物,这体现了群落的____结构。
(4)图3中I、Ⅱ分别表示该湖泊被污染过程中某种食草鱼类的出生率和死亡率,则图中所示的____点时,该种鱼的数量达到最大。图4表示该湖泊的能量流动简图,A、B、C、D表示生物成分,其中____可表示图3中鱼类。
(5)写出图4中的食物链____,在食物链上能量流动的特点是____。A同化量的流出途径包括____(至少写两点),C的遗体残骸和D的粪便中的能量分别属于____的同化量。
21. 通过传统的无性繁殖方式培育脱毒的草莓苗,操作程序较复杂,需要较长的时间,不能满足日益增长的市场需求。为进一步提升草莓的产量和果实品质,某科研团队在菌株甲中新发现一种具有抵抗影响草莓生长和产量的病毒M的蛋白质W。该团队利用相关技术获取符合要求的P基因导入草莓愈伤组织细胞中,并据此培养出新型草莓苗。该团队培养草莓苗过程中使用的工具如下图。
回答下列问题。
(1)在获取蛋白质W后,合成符合要求的P基因的基本思路是______。欲构建含P基因且能在草莓愈伤组织细胞中高效表达的重组质粒,宜选用限制酶______分别切割P基因所在的DNA片段和Ti质粒,理由是______。
(2)设计实验验证重组质粒成功导入了农杆菌细胞,简要写出实验思路_________________。
(3)该团队成员使用的Ti质粒中T-DNA的作用是________________。具有P基因的草莓愈伤组织细胞经______等一系列过程后,团队成员将培育成功的草莓苗移栽成活。
(4)从分子水平检测草莓苗具有抗病毒M特性的方法是______(答出1点即可)。
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本试卷共10页,共100分。考试时长75分钟。
注意事项:
1.考生领到试题卷、答题卡后,请仔细核对试题卷、答题卡是否为当堂考试科目;检查无误后,请务必在试题卷、答题卡的规定区域内填写本人的姓名、准考证号。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,用黑色墨水签字笔将答案写在答题卡相应位置上。写在草稿纸、试题卷上无效。
3.考试结束后答题卡需在规定时间内统一上传,后续统一公布成绩。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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. 无机盐是细胞生命活动的重要基础。下列叙述正确的是( )
A. 微量元素Mg以Mg2+的形式组成叶绿素分子协助植物进行光合作用
B. 微量元素Fe以Fe2+的形式参与血红蛋白的修饰,提升血红蛋白搭载O2分子的能力
C. 大量元素Ca以Ca2+的形式参与调节人体细胞的兴奋性
D. 大量元素K以K+的形式抑制动物抽搐症状的出现
【答案】C
【解析】
【详解】A、Mg属于大量元素,以Mg2+形式构成叶绿素分子,参与光合作用,A错误;
B、Fe是微量元素,以Fe2+的形式参与血红蛋白的组成,而不是“修饰”,血红蛋白的功能是运输O2,B错误;
C、Ca是大量元素,Ca2+可以参与调节人体细胞的兴奋性,血钙浓度过低会导致肌肉抽搐,C正确;
D、K是大量元素,K+主要参与维持细胞内液渗透压和神经肌肉的兴奋性,动物出现抽搐症状是因为血钙过低,与K+无关,D错误。
故选C。
2. 下图为某植物叶肉细胞的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图,下列叙述错误的是( )
A. 呼吸酶的最适温度比光合酶的最适温度高
B. 产生有机物最多是C对应的温度
C. 限制AC段光合速率的主要因素是温度
D. 该植物叶肉细胞中B和D两点的光合作用速率和呼吸速率不相等
【答案】B
【解析】
【详解】A、从图中可以看出,代表呼吸速率的虚线在0-30℃范围内持续上升,没有出现下降的拐点,说明在此温度区间内,呼吸速率仍在随温度升高而增加,其最适温度很可能高于30℃。代表净光合速率的实线在C点达到最大值,因此光合酶的最适温度在C点对应的温度(约20-25℃)附近。 比较可知,呼吸酶的最适温度(>30℃)高于光合酶的最适温度(约20-25℃),A正确;
B、产生有机物指的是光合作用制造有机物的总量,这由总光合速率决定。总光合速率的计算公式为:总光合速率=净光合速率+呼吸速率,在C点:净光合速率约为30,呼吸速率约为15。因此,总光合速率C≈30+15=45;在D点:净光合速率约为25,呼吸速率约为25。因此,总光合速率D≈25+25=50。由于总光合速率 D ( 50 ) > 总光合速率 C ( 45 ) ,所以产生有机物最多的温度不是C点对应的温度,B错误;
C、在AC段,随着温度从A点升高到C点,净光合速率显著上升。这表明在该温度范围内,温度是影响光合作用速率的主要环境因素,C正确;
D、B点:净光合速率=呼吸速率(约10),总光合速率=10+10=20,光合作用速率和呼吸速率不相等。D点:净光合速率=呼吸速率(约25),总光合速率=25+25=50,光合作用速率和呼吸速率不相等,D正确。
故选B。
3. 某植物(2n=22)基因型为AaBb的一个花粉母细胞分裂时,原DNA中含14N,分裂的间期只向培养基中提供15N,先进行一次有丝分裂,再进行减数分裂,不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A. 有丝分裂后形成基因型为AaBb的细胞,且DNA均带有放射性
B. 有丝分裂的后期会有44条染色体,每条染色体中均含有
C. 处于减数分裂Ⅱ的细胞,其每个核DNA分子只有一条链带有标记
D. 处于减数分裂Ⅰ的细胞,姐妹染色单体带有和标记的比例相等
【答案】B
【解析】
【详解】A、有丝分裂后形成的子细胞基因型仍为AaBb,每个DNA均带有15N标记,但15N是稳定同位素,无放射性,A错误;
B、有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色体数目加倍为44条(2n=22,复制后为44条染色单体)。每条染色体(即分离后的染色单体)含一个DNA分子,该DNA分子由一条14N旧链和一条15N新链组成(半保留复制),故均含有14N,B正确;
C、减数分裂Ⅱ时,细胞中的DNA分子包括14N-15N杂合型和15N-15N纯合型(减数分裂间期在15N培养基中复制所得)。14N-15N型DNA有一条链带15N标记,但15N-15N型DNA两条链均带15N标记,故并非每个DNA分子“只有一条链带有15N标记”,C错误;
D、减数分裂Ⅰ时,每条染色体的姐妹染色单体中,一个含14N-15N DNA(带14N和15N标记),另一个含15N-15N DNA(只带15N标记)。因此,姐妹染色单体带有14N和15N标记的比例不相等,D错误;
故选B。
4. 某自然博物馆为深度研究新出土的化石标本,则研究人员可以( )
A. 使用仪器测定新出土化石中和的比例估计化石的形成年代,测定和的比例确认化石中的生物所生存的年代
B. 从比较解剖学的角度分析新出土化石中的生物结构,推测生物的生存环境
C. 提取新出土化石中的DNA和细胞色素c,比对化石中的生物DNA的碱基序列和细胞色素c的氨基酸与现代不同生物的差异
D. 从拉马克进化学说的观点出发,研究新出土化石中的生物的进化机制和环境适应能力
【答案】B
【解析】
【详解】A、碳14测年法适用于5万年内的化石,铀铅测年法适用于古老岩石(如恐龙化石),但需明确化石是否满足测年条件(如含碳或铀矿物),确认生存年代需结合地质层分析,A不符合题意;
B、比较解剖学通过化石结构(如骨骼形态)推断生物亲缘关系,能根据结构,推测环境(如四肢结构反映陆地生活),是化石研究的核心方法,B符合题意;
C、DNA半衰期约521年,超过100万年的化石中DNA已完全降解,无法提取测序;细胞色素c为蛋白质,同样难以保存,C不符合题意;
D、拉马克学说(用进废退获得性遗传)已被现代综合进化理论(自然选择为核心)取代,研究化石进化机制需基于达尔文学说,D不符合题意。
故选B。
5. 脊髓小脑性共济失调(SCA)是一种神经系统退行性疾病,目前多达49种亚型,其中一种亚型受常染色体上独立遗传的基因B/b和基因T/t控制。基因B/b编码polyQ蛋白,而polyQ蛋白的谷氨酰胺重复次数比正常人多,基因T编码的CHIP蛋白可降解异常polyQ蛋白。图1为某家系关于SCA的遗传系谱图,图2是用限制酶对该家系部分个体的基因B/b酶切后进行电泳结果。下列分析不正确的是( )
A. SCA的遗传方式是常染色体显性遗传
B. Ⅲ-1和Ⅱ-2体内不能检测到功能性CHIP蛋白
C. Ⅰ-1和Ⅰ-2再生一个患病孩子的概率是3/8
D. Ⅲ-1在图2中的电泳结果只有重复26次的条带
【答案】C
【解析】
【详解】A、结合图1可知Ⅰ-1 和Ⅰ-2 表现正常,而Ⅱ-2患病,再结合图2中电泳结果,Ⅰ-1和Ⅱ-2电泳结果相同,而Ⅰ-1正常,Ⅱ-2患病,且Ⅱ-2为女性,说明该致病基因位于常染色体上,Ⅱ-2为杂合子且患病,说明致病基因为显性基因,因此该病为常染色体显性遗传病,A正确;
B、因为基因T编码的CHIP蛋白可降解异常polyQ蛋白,而Ⅲ-1和Ⅱ-2患病,说明他们含有致病基因,可能无法合成功能性CHIP蛋白或者合成量不足,所以体内不能检测到功能性CHIP蛋白,B正确;
C、Ⅰ-1和Ⅰ-2再生一个患病孩子的概率是1/4,C错误;
D、由图2可知,Ⅲ-2患病,且只含有重复次数为50的片段序列,因此致病基因是重复次数为50的片段序列,Ⅲ-1正常基因是重复次数为26的片段序列,D正确。
故选C。
6. 野生玉米(2n=20)为雌雄同株异花,雄花的育性由独立遗传的染色体基因R/r和细胞质基因NS共同控制,当基因型为S(rr)时,表现为雄花不育。现将基因D导入Rr个体的愈伤组织获得转基因植株甲,已知D基因只插入染色体DNA,其数目和位置不确定,但不影响其他基因的表达。形成配子时,喷施药物X可以使含D基因的个体雌花不育。现用甲与雄性不育植株乙杂交,不考虑突变和交叉互换,下列说法错误的是( )
A. 若F1中有一半植株雄花败育,喷施药物X后一半植株雌花败育,则插入的D基因与R/r不在同一对染色体上,且只插入在同一条染色体上
B. 若有2个D基因插入甲的染色体中,一个插入在R基因所在的染色体上,另一个插入在另一非同源染色体上,F1自由交配,F2用药物X处理后继续自由交配,则F3中有1/10的个体在用药物X处理后雌花和雄花全部败育
C. 若F1用药物X处理后雌花全部败育,与乙回交,F1继续与乙回交,用药物X处理F2,出现15:15:1:1的性状分离比,则甲有两对同源染色体都被插入了D基因
D. 用药物X处理F1全部个体,则雌花和雄花全部败育的个体最高占比为1/2
【答案】A
【解析】
【详解】A、若F1中有一半植株雄花败育(rr),喷施药物X后一半植株雌花败育(D_),无法看出R/r与D/d的关系,插入的D基因可以与R或r在一条染色体上,如甲为RrD(r与D连锁),F1为1/2rrD(雄花不育,喷施药物X后雌花败育)、1/2Rr,A错误;
B、若有2个D基因插入甲的染色体中,一个插入在R基因所在的染色体上,另一个插入在另一非同源染色体上,则甲产生的雄配子类型为DDR∶DR∶r∶Dr=1∶1∶1∶1,F1的基因型为S(DDRr)、S(DRr)、S(rr)雄性不育、S(Drr)雄性不育,F1自由交配,F2用药物X处理后继续自由交配,则F3中有1/10的个体在用药物X处理后雌花和雄花全部败育,B正确;
C、若F1用药物X处理后雌花全部败育,说明F1均含D,与乙回交,F1继续与乙回交,用药物X处理F2,出现15:15:1:1的性状分离比,雌雄中不育性状均为15∶1,即占1/16=1/4×1/4,则甲有两对同源染色体都被插入了D基因,且与R不在同一对染色体上,C正确;
D、雌花和雄花全部败育的个体,必须是rrD_的个体,则D应插入r所在的染色体,甲为RrD_,用药物X处理F1全部个体(1/2RrD_、1/2rrD_),则雌花和雄花全部败育的个体最高占比为1/2,D正确。
故选A。
7. 某家族中存在一种伴X染色体隐性遗传病(相关基因用A/a表示),同时该家族部分成员患有甲状腺功能减退症(由甲状腺激素分泌不足引起)。下列关于该家族两种病症的分析,正确的是( )
A. 若家族中一女性患者(两条X染色体均携带致病基因)与正常男性婚配,所生儿子一定患病
B. 甲状腺功能减退症患者的下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素会减少
C. 若该家族中男性患者的母亲表现正常,则其母亲一定是致病基因携带者
D. 甲状腺激素与胰岛素的作用效果相反,二者一定属于负反馈调节
【答案】A
【解析】
【详解】A、该女性患者基因型为XaXa,正常男性为XAY。儿子必继承母亲的Xa染色体(患病基因)和父亲的Y染色体,故基因型为XaY,表现为患病,A正确;
B、甲状腺功能减退症患者甲状腺激素分泌不足,通过负反馈调节使下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素增加,以促进甲状腺激素合成,B错误;
C、甲状腺功能减退症致病原因未知,该家族中男性患者的母亲表现正常,则其母亲不一定是致病基因携带者,C错误;
D、甲状腺激素(升血糖)与胰岛素(降血糖)在血糖调节中作用拮抗,但二者不属于同一调节系统的负反馈,D错误。
故选A。
8. CO2是人体呼吸调节的重要因子,血液流经肌肉组织时,细胞产生的CO2进入红细胞,在酶的催化下与水反应生成H2CO3,进而解离为H+和,H+与血红蛋白结合促进O2释放,顺浓度梯度进入血浆。下列叙述正确的是( )
A. CO2以主动运输方式进入红细胞
B. CO2参与血浆中缓冲对的形成
C. 血红蛋白结合H+的过程不利于肌肉组织获取O2
D. 血浆中增多会导致血浆pH显著上升
【答案】B
【解析】
【详解】A、CO₂进入红细胞的方式是自由扩散,因其为气体分子,顺浓度梯度跨膜,无需载体和能量,A错误;
B、血浆中的缓冲对为H₂CO₃/HCO₃⁻,CO₂在红细胞内生成H₂CO₃并解离出HCO₃⁻,后者进入血浆参与缓冲对的组成,以维持pH稳定,B正确;
C、H⁺与血红蛋白结合可降低血红蛋白与O₂的亲和力(波尔效应),促进O₂在肌肉组织释放,有利于肌肉获氧,C错误;
D、血浆中HCO₃⁻增多时,缓冲对(H₂CO₃/HCO₃⁻)通过调节H₂CO₃的分解(生成CO₂由肺排出)维持pH相对稳定,不会显著上升,D错误。
故选B。
9. 我国著名的医学家张仲景在《伤寒论》中提出“阴阳自和者,必自愈”,是对人体稳态最早的描述。例如,感冒可以通过人体“阴阳自和”而实现“自愈”。下列叙述错误的是( )
A. “阴阳自和”需要多器官系统的协调统一
B. “阴阳自和”维持内环境组成成分和理化性质恒定不变
C. 感冒发高烧是内环境“阴阳失和”的一种表现
D. 健康的生活习惯可维持较好的“阴阳自和”状态
【答案】B
【解析】
【详解】A、“阴阳自和”指人体通过神经-体液-免疫调节网络,协调各器官系统维持稳态,A正确;
B、内环境稳态是动态平衡(如pH、温度等在一定范围内波动),而非“恒定不变”,B错误;
C、感冒高烧是病原体入侵导致体温调节失衡,属于内环境稳态失调,C正确;
D、合理作息、均衡饮食等健康习惯有助于维持稳态调节能力,D正确。
故选B。
10. 植物生命活动受植物激素、环境因素等多种因素的调节。下列叙述正确的是( )
A. 土壤干旱时,豌豆根部合成的脱落酸向地上运输可引起气孔关闭
B. 组织培养中,细胞分裂素与生长素浓度比值高时能诱导根的分化
C. 玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较低有关
D. 菊花是自然条件下秋季开花的植物,遮光处理可使其延迟开花
【答案】A
【解析】
【详解】A、脱落酸可促进气孔关闭,减少蒸腾作用。土壤干旱时,根部合成的脱落酸通过导管运输至地上部分,作用于保卫细胞引起气孔关闭,从而减少水分流失,A正确;
B、组织培养中,细胞分裂素与生长素浓度比值高时促进芽的分化,比值低时促进根的分化,B错误;
C、重力引起生长素横向运输,使近地侧生长素含量较高,促进近地侧茎的生长,茎表现为背地生长,C错误;
D、菊花是短日照植物,秋季开花说明需短日照(昼短夜长)诱导,遮光处理(缩短光照时间)可提前开花,D错误。
故选A。
11. 稳态转换是指在气候变化、人类活动等的影响下,生态系统的结构和功能发生大规模、突然和持久性的变化,从而导致生态系统从一个相对稳定的状态快速重组进入另一个相对稳定状态的现象。下列叙述错误的是( )
A. 稳态转换后,部分物种的生态位会发生变化
B. 稳态转换后,生态系统的抵抗力稳定性提高
C. 稳态转换后,生态系统可重新达到物质和能量的输入与输出均衡
D. 生态系统遭到超过自我调节能力的外部冲击时,可能会发生稳态转换
【答案】B
【解析】
【分析】抵抗力稳定性的大小取决于该生态系统的生物种类的多少和营养结构的复杂程度。生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的抵抗力稳定性就越高。恢复力稳定性则是生态系统被破坏后恢复原状的能力,恢复力稳定性的大小和抵抗力稳定性的大小往往存在着相反的关系。
【详解】A、稳态转换导致生态系统从一个相对稳定的状态快速重组进入另一个相对稳定状态,则稳态转换后,部分物种的生态位会发生变化,A正确;
B、生态系统发生稳态转换后,生态系统的营养结构可能会变得简单,也可能变得复杂,因此生态系统的抵抗力稳定性会提高或降低,B错误;
C、稳态转换后进入另一个相对稳定状态,则生态系统可重新达到物质和能量的输入与输出均衡,C正确;
D、稳态转换是指在气候变化、人类活动影响下,生态系统的结构和功能发生大规模、突然和持久性的变化,所以生态系统遭到超过自我调节能力的外部冲击时,可能会触发稳态转换,D正确。
故选B。
12. 目前我国在矿产资源开发中,坚持“谁污染、谁治理”“谁破坏、谁恢复”的原则,建立健全矿区生态环境恢复治理的责任机制。下列关于矿区废弃地生态恢复的叙述,合理的是( )
A. 矿石的开采只是破坏生态环境,不会产生其他危害
B. 适用于矿区生态环境恢复的措施是开发农田,增加农民收入
C. 矿区废弃地生态恢复的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能
D. 恢复矿区生态环境首先要通过机械方法平整压实土地,人工制造表土
【答案】D
【解析】
【分析】矿区废弃地的生态恢复工程的问题是矿区土体、土壤和植被,乃至整个地区生态系统的破坏,一般采用的对策是人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。
【详解】A、矿石的开采不仅是破坏生态环境,也会产生其他危害,如地表塌陷等,A错误;
B、矿区废弃地的土地条件极端恶劣,甚至有严重重金属污染,植被难以恢复而农作物更难以生长,大力发展农田,收效难以保证,B错误;
C、矿区废弃地生态修复的关键是植被恢复及其所必需的土壤微生物群落的重建,C错误;
D、恢复矿区生态环境,需首先通过机械方法平整压实土地,人工制造表土,再种草植树,D正确。
故选D。
13. 在一个遭受严重森林火灾后的地区,两个相邻但生态特征有所差异的森林开始自然恢复过程。森林A以前物种多样性高,包含多个层次的植物群落和复杂的食物网;森林B则相对单一,主要由同一种树种构成且物种多样性低。几年后,研究人员对比这两个森林的恢复情况。下列叙述正确的是( )
A. 森林A表现出更高的抵抗力稳定性,在火灾后迅速恢复到原有状态,因为其物种多样性促进了快速的生态位重建
B. 森林B由于物种组成简单,具有较高的恢复力稳定性,但抵抗力稳定性较低
C. 两个森林都展现了相似的恢复速度和模式,因为火灾作为一种自然干扰,对所有生态系统的影响基本一致
D. 森林A在火灾后几乎无法自我恢复,而森林B因为单一树种的顽强生命力快速复原,展示了高度的抵抗力稳定性
【答案】B
【解析】
【详解】A、森林A物种多样性高,具有较高的抵抗力稳定性,但恢复力稳定性较弱,因此火灾后恢复速度较慢,不会“迅速恢复到原有状态”,A错误;
B、森林B物种组成简单,抵抗力稳定性较低(易受干扰),但恢复力稳定性较高(恢复速度快),符合生态系统稳定性原理,B正确;
C、火灾对生态系统的影响因物种组成、结构复杂度而异。森林A和B生态特征差异大,恢复速度和模式必然不同,C错误;
D、森林A物种多样性高,恢复力稳定性弱但并非“无法自我恢复”;森林B恢复力稳定性强,但抵抗力稳定性低,与“高度抵抗力稳定性”矛盾,D错误。
故选B。
14. 荷斯坦奶牛的产奶量很高。下列关于培养和繁育良种荷斯坦牛的叙述错误的是( )
A. 需选择至少发育到桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行胚胎移植
B. 经胚胎移植产生的后代,其遗传性状与受体保持一致
C. 受体不会对移植后的胚胎发生免疫排斥反应
D. 与采用胚胎分割技术培养的荷斯坦牛相比,通过体外受精繁育的荷斯坦牛遗传自供体的优良性状和特性更多
【答案】B
【解析】
【详解】A、胚胎移植通常选择发育至桑葚胚或囊胚阶段的胚胎,因此时胚胎分化程度低、着床成功率高,A正确;
B、胚胎移植产生的后代,其遗传物质来自供体胚胎,与受体母体无关,因此遗传性状与供体保持一致,而不是受体,B错误;
C、受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,这是胚胎移植能够成功的生理学基础之一,C正确;
D、胚胎分割技术属于无性生殖,产生的多个个体具有完全相同的 遗传物质,属于克隆个体;而体外受精属于有性生殖,后代的遗传物质来自两个亲本,具有遗传多样性。因此,通过体外受精繁育的荷斯坦牛遗传的优良性状和特性更多,D正确。
故选B。
15. 某科技公司计划设计一款多用途的新型发酵罐。下列具体目标产物需改装的发酵罐结构切实符合设计员构想思路的是( )
选项
目标产物
拟升级和改装的发酵罐部件
A
啤酒
空气入口、冷却夹层、阀门
B
乳酸
生物传感器装置、冷却水进入口、培养物或营养物质的加入口
C
青霉素
排气管、搅拌叶轮、电动机
D
谷氨酸
pH计、观察孔取样管、放料管
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、啤酒发酵利用酵母菌(兼性厌氧型),主发酵阶段需无氧环境,但选项中"空气入口"会引入氧气干扰发酵,不符合厌氧需求,A错误;
B、乳酸发酵依赖乳酸菌(严格厌氧型),需隔绝氧气,但改装部件未涉及密封或抽真空等厌氧保障装置;生物传感器(监测参数)和营养物加入口(补料)合理,但冷却水入口(控温)非关键改装点,B错误;
C、青霉素是青霉菌的代谢产物,青霉菌为好氧型真菌,发酵过程需要充足的氧气和搅拌混匀。 排气管:用于排出废气,但青霉菌发酵需要持续通气,排气管不是关键改装部件。搅拌叶轮和电动机:用于搅拌发酵液,增加溶氧量,是好氧发酵的关键部件。但缺少空气入口等关键供氧部件,C错误;
D、谷氨酸发酵是好氧型发酵,需要持续通入无菌空气,同时需要监测pH、取样检测产物浓度等。 pH 计:用于监测发酵液的pH,谷氨酸棒状杆菌对pH敏感。观察孔取样管:用于取样检测发酵进程和产物浓度。放料管:用于最终出料,D正确。
故选D。
16. 髓系细胞触发受体2(TREM2)是一种免疫抑制受体,在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。TREM2抗体药物有望提高肿瘤免疫疗法的疗效。TREM2单克隆抗体的制备流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 制备单克隆抗体过程中需要对细胞进行至少三次的筛选
B. 诱导动物细胞融合不同于植物细胞的方法是灭活的病毒
C. TREM2单克隆抗体具有准确识别抗原的细微差异又可无限增殖的特点
D. 经步骤②诱导融合后的细胞都既能分泌TREM2抗体又能无限增殖
【答案】B
【解析】
【详解】A、制备单克隆抗体的筛选过程主要包括①筛选杂交瘤细胞:在HAT培养基上筛选出融合的杂交瘤细胞,淘汰未融合的亲本细胞和融合的同种细胞;②筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞:通过抗体检测等方法,从杂交瘤细胞中筛选出能产生TREM2抗体的细胞。 通常只需要两次关键筛选,而非至少三次,A错误;
B、诱导细胞融合的方法①植物细胞:常用物理法(离心、振动、电激)和化学法(PEG);②动物细胞:除了物理法和化学法外,还可以使用灭活的病毒(如仙台病毒)进行诱导,这是动物细胞融合特有的方法,B正确;
C、单克隆抗体的特点是特异性强、灵敏度高,可以准确识别抗原的细微差异。但“无限增殖”是杂交瘤细胞的特点,而不是单克隆抗体本身的特点,C错误;
D、步骤②诱导融合后,细胞类型包括:未融合的淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、淋巴细胞-淋巴细胞融合细胞、骨髓瘤细胞-骨髓瘤细胞融合细胞,以及杂交瘤细胞。只有杂交瘤细胞才可能同时具备分泌抗体和无限增殖的能力。即使是杂交瘤细胞,也需要经过后续筛选,才能确定其是否能分泌TREM2抗体,D错误。
故选B。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 在沿海水域中种植海带,光的波长和温度是制约海带收成的主要因素。为提高海带产量,某农业科研基地在模拟浅海环境中测定了海带的相关生理指标,结果如下表。
组别
光照的波长范围/nm
温度/℃
总光合速率
气孔导度
光合色素含量
CK
400~760
25
38.0
0.12
65.6
甲
440~460
4.7
22.3
0.11
49.3
乙
660~720
15.3
17.6
0.05
35.9
丙
500~530
24.8
8.5
0.05
21.7
丁
400~450和560~740
33.6
37.7
0.11
62.8
注:①CK组为对照组;②气孔导度和气孔开放程度呈正相关。本实验测量使用的光谱图见下图:
回答下列问题。
(1)为测定海带叶的胡萝卜素含量,可用______提取和分离胡萝卜素。海带作为海洋中的常见藻类,它与石莼(绿藻)和石花菜(红藻)颜色不同的原因是________________。
(2)与CK组相比,甲组和丁组海带中的______被感受到特定波长的光激活,结构发生变化,引发一系列复杂的生理反应,从而使两组的气孔导度几乎不变。经二氧化碳测量仪获取的数据知,与CK组相比,丙组海带叶肉细胞的胞间二氧化碳浓度更低的原因可能是________________。
(3)根据本实验结果,在沿海水域种植海带的过程中,若只从改善光质或调整海水温度中选择一种措施来提升海带的收成,应选择______,依据是________________。
【答案】(1) ①. 无水乙醇(或加入无水碳酸钠的体积分数为95%的乙醇)和层析液 ②. 不同颜色的藻类吸收不同波长的光,藻类本身的颜色是它们反射或几乎不吸收的光所呈现的,到达深水层的光主要是蓝紫光
(2) ①. 主要吸收蓝光的光敏色素(或色素—蛋白复合体) ②. 一方面,光合作用时,海带叶肉细胞主要吸收蓝紫光和红光,而几乎不吸收绿光,光反应吸收的光能不足,使该阶段合成的NADPH和ATP减少,导致暗反应中二氧化碳的消耗速率减缓。另一方面,绿光不能激活主要吸收蓝光的光敏色素,从而不能引发海带叶的气孔导度增大。叶肉细胞主要将呼吸作用释放的用于暗反应。
(3) ①. 改善光质 ②. 海带的净光合速率受光质的影响更大
【解析】
【分析】影响光合作用的因素包括内因和外因:内因:色素含量、酶数量等;外因:光照强度、二氧化碳浓度、温度、含水量、矿质元素等。
【小问1详解】
提取原理:光合色素(包括胡萝卜素)易溶于有机溶剂,无水乙醇是提取光合色素的常用试剂;体积分数95%的乙醇加无水碳酸钠可除去其中水分,提升提取效果;分离原理:不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散快,从而实现胡萝卜素与其他光合色素的分离(纸层析法)。海洋中光的穿透性随深度增加而降低,红光易被海水吸收,蓝紫光可到达深水层;不同藻类的光合色素种类和含量不同,对不同波长光的吸收偏好不同:海带为褐藻,其光合色素主要吸收蓝紫光,反射褐光,故呈褐色,适应深水层的蓝紫光环境;石莼(绿藻)主要吸收红光和蓝紫光,反射绿光,呈绿色,多分布在浅水区;石花菜(红藻)主要吸收蓝紫光和绿光,反射红光,呈红色,可分布在更深的水域。简言之,藻类的颜色是反射/几乎不吸收的光的颜色,由其光合色素的吸收光谱和海洋不同水层的光质分布共同决定。
【小问2详解】
光敏色素是植物(藻类)体内的色素-蛋白复合体,可感受光信号(不同波长的光),其被光激活后结构会发生变化,进而通过信号传导调控细胞的生理反应(如气孔导度的调节)。甲组光质为440~460nm(蓝光)、丁组包含400~450nm(蓝光),两组气孔导度与对照组几乎一致,说明主要吸收蓝光的光敏色素被激活,调控了气孔的开放程度。丙组的光质为500~530nm(绿光)、温度与对照组接近(24.8℃),结合表格数据,丙组总光合速率、气孔导度、光合色素含量均为各组最低,胞间CO₂浓度低的原因从CO₂消耗和CO₂吸收两方面分析:CO₂消耗减少:海带光合色素几乎不吸收绿光,光反应光能不足,NADPH和ATP合成减少,暗反应(卡尔文循环)中C₃的还原受阻,CO₂的固定速率(消耗速率)大幅减缓;CO₂吸收受阻:绿光无法激活海带体内主要吸收蓝光的光敏色素,气孔导度无法增大(维持低水平),外界CO₂难以通过气孔进入叶肉细胞,细胞只能利用自身呼吸作用产生的CO₂进行暗反应,胞间CO₂无法得到外界补充,因此浓度更低。
【小问3详解】
结合实验数据和各组变量分析光质和温度对海带总光合速率的影响程度,是判断的核心: 光质的影响:对照组(CK)为全波长光(400~760nm),总光合速率38.0;甲组(蓝光)、丁组(蓝光+长波光)光质优化后,总光合速率分别为22.3、37.7(丁组接近对照组);而乙组(红光)、丙组(绿光)光质不适宜时,总光合速率骤降至17.6、8.5,光质的差异直接导致总光合速率出现数量级的变化。 温度的影响:各组温度差异较大(4.7℃~33.6℃),但甲组(4.7℃)、丁组(33.6℃)温度偏离对照组(25℃)显著,总光合速率却未大幅下降(丁组几乎与对照组持平),说明温度在该实验范围内对海带光合速率的影响远小于光质。此外,海带生长于沿海水域,自然环境中温度的调控难度大,而光质可通过人工手段改善,因此改善光质是提升海带收成的更优选择。
18. 遗传性先天耳聋与常染色体和X染色体上的多个基因有关。现有甲、乙两个耳聋患者家系,其耳聋与听力正常这对性状均由一对等位基因控制,且彼此不含对方家系的耳聋基因,其中每对基因均可导致个体患病。科研人员对两个家系中部分成员的相关基因分别进行扩增后电泳,结果如图。不考虑互换和染色体变异。
回答下列问题。
(1)家系乙中的耳聋基因分别位于______,若7号的致病基因只来自6号,则乙家系中遗传性先天耳聋的遗传方式为______,3号患者的发病原因是______,______(填“是”或“否”)为可遗传的变异。
(2)若7号的致病基因只来自6号,3号和8号婚配,子代不患耳聋概率为______。
(3)家系甲中遗传性先天耳聋的遗传方式为______,遗传性先天耳聋对听力功能造成不可逆损伤,尚无有效的治疗方法,通过______可以对该病进行监测和预防。
(4)3号个体的致病基因来自______,若3号和一个表现正常但携带家系乙的致病基因的女性婚配生育一个正常孩子的概率是______。
【答案】(1) ①. 常染色体或X染色体 ②. 伴X隐性遗传 ③. 基因突变 ④. 是
(2)3/8 (3) ①. 常染色体显性遗传 ②. 遗传咨询和产前诊断
(4) ①. 1号或2号 ②. 3/8
【解析】
【分析】伴X染色体隐性遗传的特点之一是女患者的父亲和儿子都患病,正常男子的母亲和女儿都正常。伴X显性遗传病的特点之一是男患者的母亲和女儿一定是患者,男性正常,其母亲和女儿一定正常。常染色体遗传病与性别无关,男女发病概率相同。
【小问1详解】
家系乙中,5患病,8正常,说明一定不是伴X显性遗传,若为常染色体显性遗传,5应为杂合子,与电泳图矛盾,因此不可能为常染色体显性遗传,若为伴X隐性遗传或常染色体隐性遗传,均与电泳图相符,因此,家系乙的遗传性先天性耳聋为伴X隐性遗传或常染色体隐性遗传;题目给出关键条件“若7号的致病基因只来自6号”。7号是男性患者(XY),其X染色体必然来自母亲6号,Y染色体来自父亲5号。 如果7号的致病基因只来自6号,说明致病基因位于X染色体上。 结合系谱图特征,确定为伴X隐性遗传;家系甲的遗传性先天性耳聋为常染色体显性遗传,根据1、2、3电泳图可以知道,3号多了一条条带,在不考虑染色体变异的前提下,新出现的致病基因来源于生殖细胞或受精卵中的基因突变。基因突变发生在生殖细胞或受精卵中时,变异可通过配子传递给后代,因此该变异是可遗传变异。
【小问2详解】
由题干可知甲、乙彼此不含对方家系的耳聋基因,且1和2正常,3为男性患病,根据电泳图3含两种基因,为杂合子,说明该病应为常染色体显性遗传病,故3号的基因型为AaXBY;若7号的致病基因只来自6号,则乙家系为伴X隐性遗传,8号个体的基因型为aaXBXb,针对甲病:Aa×aa→正常(aa)的概率=1/2。针对乙病:XBXb×XBY→XBXB、XBXb、XBY、XbY,则子代正常的概率为 3/4,患病概率为1/4。 综合计算:子代完全正常需同时不患甲病且不患乙病即1/2×3/4=3/8。
【小问3详解】
1和2正常,3为男性患病,根据电泳图3含两种基因,为杂合子,说明该病应为常染色体显性遗传病;通过遗传咨询和产前诊断可以对该病进行监测和预防。遗传咨询:医生对咨询者进行身体检查,了解家庭病史,分析遗传方式,推算后代发病率。产前诊断:包括羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断等,以确定胎儿是否患有某种遗传病。
【小问4详解】
家系甲为常染色体显性遗传,3号患病(基因型为Aa),其致病基因是基因突变aa→Aa,则3号个体的致病基因来自1号或2号;3号的基因型为AaXBY;一个表现正常但携带家系乙的致病基因的女性基因型为aaXBXb;甲病:Aa×aa→正常(aa)的概率=1/2。乙病:XBXb×XBY→XBXB、XBXb、XBY、XbY,则子代正常的概率为 3/4,患病概率为1/4。故生育一个正常孩子的概率为1/2×3/4=3/8。
19. 生长素是在植物中最早被发现的激素,几乎参与了植物所有的生长、发育过程以及对复杂环境的适应过程。科学研究发现从来不是一蹴而就,从达尔文对向光性的研究,到温特证明生长素存在,再到对生长素作用机理(如图)的研究,许多科学家接续努力,不断向我们展示其中的奥秘。
(1)生长素的化学本质是______,由______经过一系列反应转变而来,其主要合成部位是______。
(2)生长素的发现使人们认识到,植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的,这主要与生长素在胚芽鞘尖端的______有关。
(3)科学家根据生长素、细胞壁酸性化及细胞伸长的关联性,提出了著名的“酸生长理论”:生长素作为______,与细胞膜上的受体结合后,激活细胞膜上的H+泵,使细胞壁酸化,细胞壁的氢键断裂从而使细胞生长。依据这一理论,下列预测成立的有______。
A.酸缓冲液能够促进细胞短期生长
B.生长素应该能提高H+外排的速度
C.中性缓冲液能抑制生长素诱导的生长
D.促进H+外排的物质可能促进生长
(4)关于植物向光生长的原因,目前还存在争议,有人发现某植物向光生长是单侧光照射引起某种抑制植物生长的物质——萝卜宁分布不均匀造成的,与生长素无关,请设计实验验证该假说的正确性:______(写出实验设计思路和预期结果)。
【答案】(1) ①. 吲哚乙酸 ②. 色氨酸 ③. 芽、幼嫩的叶和发育中的种子
(2)横向运输 (3) ①. 信息分子(或信号分子) ②. ABCD
(4)实验设计思路:分别测定该植物向光弯曲部位的向光侧和背光侧的萝卜宁、生长素含量并比较。预期结果:该植物向光弯曲部位的向光侧和背光侧生长素含量相当,向光侧的萝卜宁含量高于背光侧
【解析】
【分析】生长素生理作用:促进生长、促进扦插的枝条生根、促进果实的发育;特点:具有双重性即低浓度促进生长,高浓度抑制生长。在植物体内,合成生长素最活跃的部位是幼嫩的芽、叶和发育的种子,生长素大部分集中分布在生长旺盛的部位。生长素只能由形态学上端向形态学下端运输,此外,引起横向运输的原因是单侧光或地心引力,横向运输发生在尖端。
【小问1详解】
生长素的化学本质是吲哚乙酸,由色氨酸经过一系列反应转变而来,其主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
【小问2详解】
生长素的发现使人们认识到,植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的,这主要与生长素在胚芽鞘尖端的横向运输有关。
【小问3详解】
生长素作为信息分子,与细胞膜上的受体结合后,激活细胞膜上的H+泵,使细胞壁酸化,细胞壁的氢键断裂从而使细胞生长。据此理论,ABCD四项都是合理的。
【小问4详解】
该实验为验证性实验,实验设计思路:分别测定该植物向光弯曲部位的向光侧和背光侧的萝卜宁、生长素含量并比较。预期结果:该植物向光弯曲部位的向光侧和背光侧生长素含量相当,向光侧的萝卜宁含量高于背光侧。
20. 某淡水湖中小岛众多,风景优美,吸引大量游客观光、疗养。因排入富含N、P等元素的生活污水引起了藻类大量繁殖。请回答问题。
(1)大量排入污水导致湖面漂浮着一层“绿膜”,形成“绿膜”的主要原核生物是____,与湖中黑藻都属于生态系统中的____成分。流经该湖泊的总能量包括____。
(2)对该湖泊中有机碳生产率进行研究,结果如图1所示。5、7月0.2m处有机碳的生产率很高,而0.6m以下水深有机碳生产率较低,主要原因是____。
(3)在污染严重的水域周围建立如图2所示的人工湿地,从进水口到出水口的不同地段,分别种植不同的湿地植物,这体现了群落的____结构。
(4)图3中I、Ⅱ分别表示该湖泊被污染过程中某种食草鱼类的出生率和死亡率,则图中所示的____点时,该种鱼的数量达到最大。图4表示该湖泊的能量流动简图,A、B、C、D表示生物成分,其中____可表示图3中鱼类。
(5)写出图4中的食物链____,在食物链上能量流动的特点是____。A同化量的流出途径包括____(至少写两点),C的遗体残骸和D的粪便中的能量分别属于____的同化量。
【答案】(1) ①. 蓝细菌 ②. 生产者 ③. 生产者固定的太阳能和污水中有机物中含有的能量
(2)藻类大量生长,堆积在表层,使下层水体中光照强度明显减弱
(3)水平 (4) ①. c ②. D
(5) ①. A→D→C ②. 单向流动,逐级递减 ③. 呼吸作用散失、下一营养级、被分解者所分解 ④. C、A
【解析】
【分析】由图1可知,5、7月份0.2m处有机碳的生产率很高,但0.6m以下水深有机碳生产率较低,主要原因是藻类大量生长,堆积在表层,使下层水体中光照强度明显减弱。
图2为人工湿地生态系统,其中的植物具有一定净化污水能力的本地物种,避免外来物种对当地生态系统生物生存造成威胁。
图3中的Ⅰ和Ⅱ分别表示食草鱼类的出生率和死亡率,在c点时,出生率等于死亡率,食草鱼类的数量达到最大。
图4为表示该生态系统的能量流动简图,A、B、C、D表示该湿地生态系统的生物成分,其中A表示生产者,B表示分解者,C表示次级消费者,D表示初级消费者。
【小问1详解】
形成“绿膜”的主要生物是蓝细菌,蓝细菌与黑藻都能进行光合作用,属于生态系统中的生产者。流经该湖泊的总能量包括生产者固定的太阳能和污水中有机物中含有的能量
【小问2详解】
5、7月份0.2m处有机碳的生产率很高,而0.6m以下水深有机碳生产率较低,主要原因是藻类大量生长,堆积在表层,使下层水体中光照强度明显减弱,从而导致较浅的位置有机碳的生产量很高,较深的位置有机碳生产率较低。
【小问3详解】
群落的水平结构是指由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异。图中从进水口到出水口的不同地段,分别种植不同的湿地植物,这体现了群落的水平结构。
【小问4详解】
图3中的Ⅰ和Ⅱ分别表示食草鱼类的出生率和死亡率,在c点时,出生率等于死亡率,食草鱼类的数量达到最大。图4为表示该生态系统的能量流动简图,A、B、C、D表示该湿地生态系统的生物成分,其中A表示生产者,B表示分解者,C表示次级消费者,D表示初级消费者,故D可表示图3中鱼类。
【小问5详解】
图4中A表示生产者,B表示分解者,C表示次级消费者,D表示初级消费者,其食物链为A→D→C。能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。A生产者同化量的流出途径包括呼吸作用散失、流入下一营养级、流向分解者和未利用等。C的遗体残骸和D的粪便(其中属于上一营养级的能量)中的能量分别属于C、A。
21. 通过传统的无性繁殖方式培育脱毒的草莓苗,操作程序较复杂,需要较长的时间,不能满足日益增长的市场需求。为进一步提升草莓的产量和果实品质,某科研团队在菌株甲中新发现一种具有抵抗影响草莓生长和产量的病毒M的蛋白质W。该团队利用相关技术获取符合要求的P基因导入草莓愈伤组织细胞中,并据此培养出新型草莓苗。该团队培养草莓苗过程中使用的工具如下图。
回答下列问题。
(1)在获取蛋白质W后,合成符合要求的P基因的基本思路是______。欲构建含P基因且能在草莓愈伤组织细胞中高效表达的重组质粒,宜选用限制酶______分别切割P基因所在的DNA片段和Ti质粒,理由是______。
(2)设计实验验证重组质粒成功导入了农杆菌细胞,简要写出实验思路_________________。
(3)该团队成员使用的Ti质粒中T-DNA的作用是________________。具有P基因的草莓愈伤组织细胞经______等一系列过程后,团队成员将培育成功的草莓苗移栽成活。
(4)从分子水平检测草莓苗具有抗病毒M特性的方法是______(答出1点即可)。
【答案】(1) ①. 从预期的蛋白质W功能出发→设计预期的蛋白质W结构→推测(蛋白质W)应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(P基因)或合成P基因 ②. BamHⅠ和SacⅠ ③. 选用SacⅠ酶可确保P基因在切割过程中不被破坏,而BamHⅠ酶可确保强启动子与P基因始终相连,且二者能使切割所得的DNA片段与Ti质粒正确相连(以确保P基因在草莓愈伤组织细胞中高效表达)
(2)实验思路:在完成导入重组质粒的步骤后,将农杆菌均分为等量的A、B和C三组,A组置于不添加任何抗生素的培养基中,B组置于添加卡那霉素的培养基中,C组置于添加潮霉素的培养基中,此后,在相同且适宜的环境下培养相同的时长,观察并记录三组培养基中农杆菌的变化情况。
(3) ①. 能将携带P基因的T-DNA转移到被侵染的草莓愈伤组织细胞,并且将其整合到该细胞的染色体DNA上 ②. 再分化、诱导生芽、诱导生根
(4)通过PCR等技术检测草莓苗的染色体DNA上是否插入了P基因、通过PCR等技术检测P基因是否转录出了mRNA、从草莓苗中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交,检测P基因是否翻译成蛋白质W
【解析】
【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。
【小问1详解】
蛋白质工程是“逆向”的,即从预期的蛋白质功能出发,设计其结构,推测氨基酸序列,最后反推出并合成对应的脱氧核苷酸序列(即P基因)即从预期的蛋白质W功能出发→设计预期的蛋白质W结构→推测(蛋白质W)应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(P基因)或合成P基因。SacⅠ:只在目的基因(P基因)的两端有,且在Ti质粒的T-DNA区域内也有。使用SacⅠ切割可以确保目的基因完整地被切下,且不会破坏基因内部结构。BamHⅠ:位于目的基因的一侧,且在Ti质粒上强启动子的旁边也有。使用BamHⅠ切割可以确保强启动子与P基因始终相连(如果用其他酶可能会切断启动子)。使用SacⅠ切割可以确保P基因在切割过程中不被破坏。利用两种不同的酶(双酶切)产生不同的黏性末端,可以使P基因定向插入质粒,避免反向连接导致基因无法表达。
【小问2详解】
重组质粒上通常带有标记基因(如抗生素抗性基因),用于筛选成功导入的细胞。实验思路为:在完成导入重组质粒的步骤后,将农杆菌均分为等量的A、B和C三组,A组置于不添加任何抗生素的培养基中,B组置于添加卡那霉素的培养基中,C组置于添加潮霉素的培养基中,此后,在相同且适宜的环境下培养相同的时长,观察并记录三组培养基中农杆菌的变化情况。
【小问3详解】
T-DNA(转移DNA)是Ti质粒上的一段特殊序列,是农杆菌转化法的核心。它的主要功能是能将携带P基因的T-DNA转移到被侵染的草莓愈伤组织细胞,并且将其整合到该细胞的染色体DNA上,从而将目的基因带入植物细胞。植物组织培养的关键阶段为再分化:愈伤组织(一团无定形的薄壁细胞)重新分化出芽和根的过程。
【小问4详解】
基因工程的最后一步是检测目的基因是否成功表达。分子水平检测分为三个层次①DNA水平:检测目的基因是否插入受体染色体(DNA分子杂交技术或PCR);②转录水平:检测目的基因是否转录出了mRNA(分子杂交);③翻译水平:检测目的基因是否翻译成了蛋白质(抗原-抗体杂交)。
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