内容正文:
生物学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 真核细胞中广泛存在Ca²⁺感受器—钙调蛋白,它与Ca²⁺结合后可与多种酶结合,进而使这些酶活化,从而调控细胞内的生化反应。下列有关叙述错误的是( )
A. 氨基酸是钙调蛋白的基本组成单位
B. 钙调蛋白加热变性后遇双缩脲试剂会发生紫色反应
C. 由题干可推测Ca²⁺能与多种酶结合,从而调控细胞内的生化反应
D. 可通过控制Ca²⁺的浓度来调控细胞内的某些化学反应
【答案】C
【解析】
【详解】A、钙调蛋白属于蛋白质,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,A正确;
B、钙调蛋白加热变性仅破坏其空间结构,肽键并未断裂,双缩脲试剂可与肽键发生紫色反应,B正确;
C、由题干可知,Ca²⁺与钙调蛋白结合后,钙调蛋白再与多种酶结合使酶活化,并非Ca²⁺直接与多种酶结合,C错误;
D、Ca²⁺的浓度会影响钙调蛋白的活化状态,进而调控相关酶的活性,因此可通过控制Ca²⁺的浓度调控细胞内的某些化学反应,D正确。
2. 某同学利用淀粉和淀粉酶探究影响酶促反应的因素,相关实验结果如图所示。实验组改变的条件最可能是( )
A. 改变反应温度 B. 添加酶的抑制剂
C. 降低反应物浓度 D. 降低反应的pH
【答案】C
【解析】
【详解】根据图示,实验组的生成物的量相对于对照组减少,而生成物是由反应物生成的,因此,实验组相对于对照组改变的条件可能是降低反应物浓度,ABD错误,C正确。
3. 通气法可测定植物单个叶片的呼吸作用和光合作用强度,如图所示。将叶片置于同化箱中,在特定的光照、温度条件下,让空气沿箭头方向流动,并检测通入和通出空气中的CO₂浓度变化。下列有关说法错误的是( )
A. 图示条件下,植物叶片产生CO₂的场所是线粒体基质
B. 将该装置置于黑暗条件下,可用来测定叶片的呼吸作用强度
C. 黑暗条件下测定通入和通出气体体积的差值来检测叶片的呼吸作用强度
D. 图中当A、B处气体中的CO₂浓度相等时,说明光合作用与呼吸作用强度相等
【答案】C
【解析】
【详解】A、该装置通气,氧气充足,叶片只进行有氧呼吸,植物叶片产生CO₂的场所是线粒体基质,A正确;
B、此装置稍作改变也可以用于细胞呼吸强度的测定,可将该装置置于黑暗条件下来测定A、B处CO2的差值进而确定叶片的呼吸作用强度,B正确;
C、叶片有氧呼吸产生的CO₂与消耗O₂量相等,通入和通出的气体体积相等,装置内气体总体积不变,无法通过通入和通出气体的体积差值检测呼吸作用强度,C错误;
D、A是通入气体、B是通出气体,若两处CO2浓度相等,说明叶片没有净CO2交换,净光合速率为0,即总光合作用强度与呼吸作用强度相等,D正确。
4. 基因甲基化异常是癌症发生的最常见表观遗传变化之一,下列有关癌细胞的叙述错误的是( )
A. 癌细胞无限增殖可能与细胞内端粒酶活性较高有关
B. 癌细胞膜上各种蛋白均减少,使细胞间的黏着性降低
C. 癌细胞中,抑癌基因可能处于高度甲基化状态
D. 癌细胞发生的根本原因是部分基因的碱基序列发生改变
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据端粒学说,正常细胞分裂次数增加会导致染色体两端的端粒不断缩短,进而使细胞衰老凋亡;癌细胞内端粒酶活性较高,可修复缩短的端粒,维持染色体结构稳定,支持细胞无限增殖,A正确;
B、癌细胞膜上的糖蛋白减少,使细胞间黏着性降低,易发生分散和转移,但并非膜上各种蛋白均减少,比如甲胎蛋白、癌胚抗原等癌细胞特征性蛋白的含量会升高,B错误;
C、基因甲基化属于表观遗传调控,会抑制基因的表达;抑癌基因的作用是抑制细胞异常增殖,若抑癌基因处于高度甲基化状态,无法正常表达,会导致细胞增殖失控发生癌变,C正确;
D、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变,即基因的碱基序列发生改变,D正确。
5. 溶酶体逃逸是指外源物质进入细胞后,极少部分成功避开溶酶体的降解,从溶酶体中释放到细胞质基质,进而发挥功能的过程,它是病毒感染、基因治疗、疫苗发挥作用的核心机制。科学家利用一种由脂质材料包裹特定序列的mRNA 构成的 RNA 疫苗治疗肿瘤,部分过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. mRNA 在细胞质中易被降解,在细胞中可能难以正确翻译
B. 在树突状细胞内疫苗 mRNA 被降解为小片段进而翻译出抗原
C. 注射 mRNA 疫苗可诱导机体产生体液免疫和细胞免疫
D. 图中细胞甲、乙、丁、戊均能特异性识别抗原
【答案】B
【解析】
【详解】A、mRNA在细胞质中易被核酸酶降解,天然状态下稳定性差,难以持续翻译。因此疫苗需用脂质体包裹以保护mRNA并促进“溶酶体逃逸”,确保其进入细胞质完成翻译,A正确;
B、根据溶酶体逃逸的概念,疫苗mRNA需要避开溶酶体降解,才能释放到细胞质基质中进行翻译。如果在树突状细胞内被降解为小片段,就无法翻译出抗原,B错误;
C、mRNA疫苗进入细胞后翻译出抗原,既可以刺激机体产生抗体(体液免疫),也可以激活细胞毒性T细胞(细胞免疫),C正确;
D、图中细胞甲(辅助性T细胞)、乙(细胞毒性T细胞)、丁(记忆细胞)、戊(记忆细胞)均能特异性识别抗原;而细胞丙(浆细胞)不能识别抗原,D正确。
6. 脑源性神经营养因子(BDNF)能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育,微小核糖核酸(miRNA)在小鼠 BDNF 基因表达调控中起着重要作用,如图所示,甲、乙为相关生理过程,A、B 表示有关结构或物质。下列有关叙述正确的是( )
A. 过程甲需要相关酶识别结合基因上的起始密码子,该酶作用于氢键和磷酸二酯键
B. 过程乙中,1个 mRNA 上结合多个核糖体共同合成一条肽链,进而提高翻译效率
C. X基因大量表达会导致 BDNF 基因的表达量上升,有助于中枢神经系统正常的生长发育
D. Y基因甲基化水平升高,可能会不利于子代小鼠的中枢神经系统的正常生长发育
【答案】D
【解析】
【详解】A、过程甲是转录,需要 RNA 聚合酶识别结合基因上的启动子,RNA 聚合酶作用于 DNA 的氢键(解旋)和磷酸二酯键(形成 RNA 链),A错误;
B、过程乙是翻译,1 个 mRNA 上结合多个核糖体,可同时合成多条相同的肽链,B错误;
C、X 基因大量表达→产生大量 miRNA-195→大量结合并降解 BDNF 的 mRNA→BDNF 基因的表达量下降,C错误;
D、Y 基因甲基化水平升高→Y 基因表达被抑制→HRCR 合成减少→更多 miRNA-195 可降解 BDNF 的 mRNA→BDNF 合成减少。 BDNF 是促进中枢神经系统发育的关键因子,其减少可能不利于子代小鼠的中枢神经系统正常生长发育,D正确。
7. 将两电极置于蛙坐骨神经外表面,距离很近,刺激神经的一端,可以记录到两个相反波形的动作电位,称为双相动作电位,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 未刺激蛙坐骨神经时,电流表记录的电位为静息电位
B. 图中a 段和c段形成的原因均是由于 Na⁺大量内流
C. 若增加细胞外液的K⁺浓度,图中的两个峰值均增大
D. 双相动作电位下峰值减小说明电信号在神经纤维上的传导会衰减
【答案】B
【解析】
【详解】A、静息电位是细胞膜内外的电位差,测量需要一个电极在膜内、一个在膜外;本题两个电极都在神经外表面,未刺激时两电极电位都为正,电位差为0,不是静息电位,A错误;
B、a段对应兴奋到达左侧电极,该位置去极化产生动作电位,本质是Na⁺大量内流;c段对应兴奋到达右侧电极,右侧电极同样发生去极化产生动作电位,本质也是Na⁺大量内流,因此两段形成原因相同,B正确;
C、动作电位的峰值由细胞内外Na⁺的浓度差决定,和K⁺浓度无关;增加细胞外K⁺浓度只会减小静息电位的绝对值,不会增大动作电位峰值,C错误;
D、电信号在神经纤维上的传导是不衰减的;双相动作电位第二个峰值减小,一般是因为两电极距离过近,第一个兴奋未完全结束第二个兴奋就到达,电位发生部分抵消,不是传导衰减,D错误。
8. 浆细胞异常会引起多发性骨髓瘤(MM),异常浆细胞分泌大量抗体导致自身组织受损。临床研究发现,MM细胞会特异性高表达BCMA 蛋白,正常组织细胞表面也有低表达的BCMA。已知L蛋白对BCMA 亲和力低,需较高浓度的 BCMA 蛋白与L蛋白结合才能引起相应变化,CAR 蛋白对BCMA 亲和力高。研究者利用L蛋白为CAR蛋白安装一个分子开关,开发了针对MM的CAR-T细胞,如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 引发多发性骨髓瘤的原因是细胞免疫异常,属于自身免疫病
B. 应选择辅助性T细胞来开发专门针对MM 的CAR-T细胞
C. 激活后的 CAR-T细胞分泌大量肿瘤坏死因子直接杀灭MM肿瘤细胞
D. CAR-T细胞安装分子开关的目的是避免正常组织细胞被攻击
【答案】D
【解析】
【详解】A、多发性骨髓瘤是异常浆细胞(浆细胞参与体液免疫)分泌大量抗体损伤自身组织,与细胞免疫异常无关,A错误;
B、杀灭肿瘤细胞需要细胞毒性T细胞发挥作用,因此应选择细胞毒性T细胞开发CAR-T细胞,B错误;
C、CAR-T细胞杀伤肿瘤细胞主要通过特异性识别结合肿瘤细胞后,诱导靶细胞裂解凋亡,C错误;
D、正常组织细胞仅低表达BCMA,低浓度BCMA无法结合L蛋白激活CAR-T;只有MM肿瘤细胞高表达BCMA,高浓度BCMA才能激活分子开关,使CAR-T发挥作用,因此安装分子开关的目的是避免正常组织细胞被CAR-T攻击,D正确。
9. KARs 是植物有机物燃烧后生成的一类烟雾中的信号分子,与受体KAI2结合后能影响种子萌发和幼苗生长。科研人员以野生型拟南芥和KAI2 基因缺失突变型拟南芥为研究材料,揭示了KARs的作用机制如图所示,其中 KAI2、MAX2、SMAX1为相关蛋白,GA 为赤霉素。下列有关说法正确的是( )
A. KARs 属于植物激素,参与促进种子萌发和幼苗生长
B. 脱落酸与KARs在火灾后的植被恢复中表现出相同作用
C. 与野生型相比,拟南芥KAI2 基因缺失突变体GA 水平更高
D. 为验证 KARs 依赖于 KAI2 受体促进种子萌发,可设计4组实验
【答案】D
【解析】
【详解】A、植物激素是由植物体内产生的信号分子,而KARs 是植物有机物燃烧后生成的烟雾中的信号分子,并非植物自身合成,因此不属于植物激素,A错误;
B、KARs通过促进SMAX1降解,解除其对GA合成的抑制,从而促进种子萌发;而脱落酸的作用是抑制种子萌发、促进休眠,二者在火灾后植被恢复中表现为拮抗作用,并非相同作用,B错误;
C、野生型拟南芥中,KARs与KAI2结合形成SCF复合物,促进SMAX1降解,解除对GA合成的抑制,使GA合成增加;KAI2基因缺失突变体无法形成SCF复合物,SMAX1不能被降解,会持续抑制GA合成,因此突变体GA水平更低,C错误;
D、为验证KARs依赖于KAI2受体促进种子萌发,可设计以下4组实验:野生型拟南芥+清水(对照组)、野生型拟南芥+KARs(处理组)、 KAI2基因缺失突变体拟南芥+清水(对照组)、KAI2基因缺失突变体拟南芥+KARs(处理组),通过对比各组种子萌发率,可验证KARs的作用依赖于KAI2受体,D正确。
10. 群落中某种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比可用相对多度表示。在某退耕农田自然演替过程中,三种植物的相对多度与演替时间的关系如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 与沙丘上进行的演替相比,该群落演替的速度更快
B. 植物物种甲、乙、丙可能分别是草本植物、灌木、乔木
C. 据图分析,第30~50年乙种群密度的变化是不断减小的
D. 第20~40年,该群落的类型不一定发生改变
【答案】C
【解析】
【详解】A、该群落演替是退耕农田自然演替,属于次生演替,发生在沙丘上的演替为初生演替,次生演替比初生演替速度更快,A正确;
B、在退耕农田群落演替过程中,一般是草本植物先占优势,然后是灌木,最后是乔木,植物物种甲、乙、丙分别在不同阶段占据优势,其可能分别是草本植物、灌木、乔木,B正确;
C、据图分析,第30年至第50年乙种群密度的变化是不能确定的,因为相对多度是指群落中某一种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比,不能表示绝对数量,C错误;
D、第20~40年,群落中甲、乙、丙的相对多度发生改变,但群落的类型不一定发生改变,因为群落类型由群落的物种组成决定,D正确。
11. 图为矿区生态系统退化、恢复与重建的逻辑框架图,下列相关叙述正确的是( )
A. 植被重建优先考虑原生植被,主要体现了生态工程的整体原理
B. 为加速恢复矿区生态环境,关键措施在于选择能在该环境中生活的物种
C. ①过程中某些物种的消失,加快了②过程中另一些物种的消失,这属于负反馈调节
D. ⑤与⑥过程对照说明人类对生态系统的开发利用要适度,退化的生态系统要及时修复
【答案】D
【解析】
【详解】A、植被重建优先考虑原生植被,主要体现了协调原理,A错误;
B、加速恢复矿区生态环境的关键措施是人工制造表土、改善土壤条件,而不是单纯选择耐逆物种,B错误;
C、①过程中某些物种消失,导致生态系统稳定性进一步下降,加快②过程中另一些物种消失,属于正反馈调节,负反馈调节是维持稳态的机制,C错误;
D、⑤是从极度退化生态系统直接人工重建,⑥是从原脆弱生态系统人工重建,对比可知:生态系统退化程度越高,人工重建难度越大;说明人类对生态系统的开发利用要适度,避免生态系统过度退化,同时对已退化的生态系统要及时修复,才能高效重建,D正确。
12. 如图,图甲是某草原生态系统中的部分食物网,图乙表示该草原食草动物捕食强度对生产者有机物积累速率的影响,下列相关叙述正确的是( )
A. 图甲食物网中存在3条食物链,食物链越长能量传递效率越低
B. 某种羊受到威胁跳跃奔跑时会露出尾巴的白色部分,向同伴传递物理信息
C. 据图乙分析,确定该草原最大载畜量时,食草动物捕食强度不能超过a点水平
D. 合理确定草原的载畜量,可以实现对能量的多级利用,从而提高能量的利用率
【答案】B
【解析】
【详解】A、能量传递效率是指两个营养级之间同化量的比值,通常稳定在10%~20%,不随食物链的长度变化,A错误;
B、羊跳跃时露出白色尾巴属于物理信息,B正确;
C、据图乙分析,生产者有机物积累速率在强度为b点时与"无食草动物"水平相等;超过b点后,积累速率下降,生态系统将退化,因此,最大载畜量对应的捕食强度应控制在b点,而非a点,C错误;
D、合理确定草场的载畜量, 能保持畜产品的持续高产,使能量持续高效地流向对 人类最有益的部分,D错误。
13. 比考扎霉素可用于治疗细菌性腹泻,该抗生素是由精氨酸合成缺陷型灰色浅灰链霉菌 (属于细菌)产生。为筛选出能产比考扎霉素的菌种,科研工作者对采自土壤的灰色浅灰链霉菌进行诱变与选育,实验的部分流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 含有琼脂的培养基为②③④,含有精氨酸的培养基为④
B. 配制培养基①时应先将pH调至酸性再进行高压蒸汽灭菌
C. 进行原位影印操作时必须先将无菌绒布转印至培养基③,再转印至培养基④
D. 由培养结果推断,应挑取乙菌落进一步鉴定其是否能产生比考扎霉素
【答案】C
【解析】
【详解】A、②③④为固体培养基,固体培养基需要加入琼脂作为凝固剂,该灰色浅灰链霉菌是精氨酸合成缺陷型,自身不能合成精氨酸,要筛选产比考扎霉素的菌株,需在培养基中添加精氨酸,这样缺陷型放线菌才能生长,所以含有精氨酸的培养基为①②④,A错误;
B、配制该灰色浅灰链霉菌(细菌)培养基时应先将pH调至中性或弱碱性再进行高压蒸汽灭菌,B错误;
C、为了防止将特定营养成分带入培养基,故进行原位影印操作时,先将无菌绒布转印至培养基③(缺乏精氨酸的培养基),再转印至培养基④(含有精氨酸的培养基),C正 确;
D、甲菌落在③中不能生存,在④中可以生存,说明甲菌落只能生活在完全培养基中, 不能生活在缺精氨酸的完全培养基中,即甲菌落是精氨酸合成缺陷型,可能会产生比考扎霉素,而乙菌落在③④中均能生存,即这种微生物有无精氨酸均可生存,所以乙菌落不是精氨酸合成缺陷型,不能产生比考扎霉素,故应挑取甲菌落进一步鉴定其是否能产生比考扎霉素,D错误。
14. 多种方法获得的早期胚胎,均需移植给受体才能获得后代。图列举了几项技术成果。下列叙述正确的是( )
A. 培养早期胚胎的试剂均须进行高压蒸汽灭菌
B. ①②技术中均可用Ca²⁺载体处理,但作用对象不同
C. ①③技术中需取内细胞团进行性别鉴定,方可获得相应的奶牛或山羊
D. ③可通过①②技术实现扩大化生产,①②可通过③技术实现性状改良
【答案】B
【解析】
【详解】A、培养早期胚胎的试剂中,含生物活性物质的试剂不能进行高压蒸汽灭菌,通常采用过滤灭菌等方法,A错误;
B、①试管动物技术:Ca²⁺载体处理的是精子,使其获能。②克隆动物技术:使用Ca²⁺载体激活重构胚,两者作用对象不同,B正确;
C、性别鉴定应取囊胚的滋养层细胞(将来发育成胎膜和胎盘),内细胞团将来发育成胎儿本身,取内细胞团会损伤胚胎,C错误;
D、②克隆技术可得到大量同种个体,所以③转基因动物可通过②克隆动物技术实现扩大化生 产,转基因技术可导入外源优良基因,所以①②可通过③转基因技术实现性状改良,但 ①试管动物技术主要用于培育有性生殖的后代,而非实现③的扩大化生产,D错误。
15. 某家庭的遗传系谱图如图所示,甲、乙两种遗传病分别受到独立遗传的基因A/a、B/b的控制。研究人员检测该家系部分人员的基因,结果如表所示。不考虑基因突变、染色体变异等异常情况和X、Y染色体同源区段,下列分析错误的是( )
检测个体
I₁
Ⅱ₃
Ⅱ₄
Ⅲ₃
基因1
+
-
+
?
基因2
+
+
+
?
基因3
+
+
-
?
基因4
-
-
+
?
A. 甲病为常染色体隐性遗传病,Ⅱ₄的乙病致病基因只来自I₂
B. 基因2是甲病的致病基因,基因4是乙病的致病基因
C. Ⅱ₄的一个次级精母细胞中可能含0或2个基因4
D. 图中Ⅲ₃ 同时检测到基因1~4的概率为3/8
【答案】D
【解析】
【详解】A、Ⅱ4和Ⅱ5,只患乙病,但生出患甲病的Ⅲ5,根据“无中生有,有为隐”得出甲病为隐性遗传病,根据Ⅲ1患甲病,但其父亲Ⅱ2不患甲病,说明甲病为常染色体隐性遗传病,故基因型分别为Ⅲ1和:Ⅲ5都为:aa,Ⅱ1和Ⅱ2、Ⅱ4和Ⅱ5都为:Aa,Ⅱ3:aa,Ⅰ1和Ⅰ2都为:Aa,Ⅲ1的a来自Ⅱ1和Ⅱ2,而Ⅱ2的a来自Ⅰ1和Ⅰ2,所以甲病的致病基因来自Ⅰ1和Ⅰ2。Ⅱ4和Ⅱ5患乙病,但其子Ⅲ4不患乙病,根据“有中生无,有为显”得出乙病为显性遗传病,该病可能为伴X显性遗传病或常染色体显性遗传病,则基因型可能为Ⅲ4:XbY,Ⅲ3:XBX-,Ⅱ4:XBY,Ⅱ5:XBXb,因为Ⅱ3:XbXb,故Ⅰ2:XBXb或者Ⅲ4:bb,Ⅱ4和Ⅱ5都为:Bb,Ⅲ3:B-,因为Ⅱ3:bb,故Ⅰ2:Bb,不管哪种遗传方式都可以得出乙病的致病基因来自Ⅰ2,A正确;
B、通过A选项的分析可以得出,第一种基因型Ⅰ1:AaXbY,Ⅱ3:aaXbXb,Ⅱ4:AaXBY或者第二种基因型Ⅰ1:Aabb,Ⅱ3:aabb,Ⅱ4:AaBb,再结合基因检测图基因1:只有Ⅰ1和Ⅱ4有,得出基因1为A,基因2是Ⅰ1、Ⅱ3、Ⅱ4都有,若按第二种基因型,则基因2既可以是a,也可以是b,不符合题意,由此可以得出乙病为伴X显性遗传病,那么基因2为a,基因3:只有Ⅰ1和Ⅱ3有,故基因3为Xb,基因4:只有Ⅱ4有,故基因4为XB,则基因2是甲病的致病基因,基因4是乙病的致病基因,B正确;
C、基因4为XB,Ⅱ₄的基因型为XBY,若次级精母细胞含Y 染色体,则无 X 染色体→0 个基因 4;若次级精母细胞含X 染色体(Xᴮ),则含2 个基因 4,C正确;
D、已知Ⅲ3只患乙病不患甲病,故其基因型中肯定有A和XB,那么Aa在A-中出现的概率为2/3,XBXb在XBX-中出现的概率为1/2,故图中Ⅲ3同时检测到基因1~4的概率为2/3×1/2=1/3,D错误。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 油菜素内酯 (BR)可以调节植物的生长发育,研究人员以小麦野生型及BR 合成缺陷型突变株为材料,在大田条件下进行试验,探究 BR 对小麦光合作用相关生理指标和小麦产量的影响,实验结果如图和下表所示。已知 Rubisco是催化CO₂固定的关键酶,SS是小麦叶肉细胞中分解蔗糖的关键酶。
材料
有效穗数
每穗粒数
千粒重 (g)
野生型
504.0
96.73
26.56
突变株
381.0
106.4
16.97
(1)提取小麦叶片中的叶绿素时,研磨过程中需加入_______(填物质名称)以防止叶绿素被破坏。小麦叶肉细胞中的 Rubisco 催化 CO₂ 固定的过程________(填“消耗”或“不消耗”) ATP。
(2)光合作用的产物磷酸丙糖可以转变为蔗糖再运输至种子等器官,小麦叶肉细胞利用( 合成蔗糖时,碳原子转移途径依次为_______________________。(用文字和箭头表示)
(3)据图分析突变株光合作用强度_______(填“增强”或“减弱”),依据是_________________________________。
(4)据表分析突变株产量相对较_______(填“高”或“低”),若要进一步确认 BR对小麦产量的影响,可利用突变株补充一个实验组。该实验组简要设计思路及检测指标是_________________________________________。
【答案】(1) ①. 碳酸钙(或 CaCO₃) ②. 不消耗
(2) CO₂ → 三碳化合物 → 磷酸丙糖 → 蔗糖
(3) ①. 减弱 ②. 与野生型相比,突变株的叶面积指数、叶绿素含量变化不明显,而暗反应中Rubisco活性明显降低,光合作用减弱;突变株叶片中的SS酶活性高,蔗糖被分解而无法运出,光合产物积累抑制光合作用
(4) ①. 低 ②. 在大田单独种植突变株,每天对突变株喷洒适宜浓度的BR,待小麦成熟时测其有效穗数、每穗粒数和千粒重
【解析】
【分析】光合作用在植物细胞的叶绿体中进行。叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素,在类囊体薄膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。
【小问1详解】
提取叶绿素时,研磨过程中需加入碳酸钙(CaCO₃),它可以中和细胞液中的酸性物质,防止叶绿素被破坏。 Rubisco 催化 CO₂固定的过程(暗反应中 CO₂与 C₅结合生成 C₃)不消耗ATP,ATP 的消耗主要发生在 C₃的还原阶段。
【小问2详解】
小麦叶肉细胞利用 CO₂合成蔗糖时,碳原子转移途径为:CO2→C3→三碳糖(磷酸丙糖)→蔗糖。
【小问3详解】
分析题图,与野生型相比,突变株的叶面积指数、叶绿素含量变化不明显,而暗反应中Rubisco活性明显降低,暗反应减弱,光合作用减弱,且突变株叶片中的SS酶活性高,蔗糖输出受阻,即蔗糖被分解而无法运出,光合产物积累也会抑制光合作用,从而导致光合作用减弱。
【小问4详解】
野生型产量≈504.0×96.73×26.56;突变株产量≈381.0×106.4×16.97,突变株总产更低。实验设计思路:在大田条件下,给突变株补充适宜浓度的 BR(油菜素内酯)处理,其他条件与野生型、突变株组保持一致; 检测指标:测定并比较该组与野生型、突变株的有效穗数、每穗粒数、千粒重(或直接测定产量)。
17. 番茄和水稻是两性花,可进行自花传粉和异花传粉,具有明显的杂种优势。雄性不育的利用是实现杂种优势的重要途径之一。
(1)番茄的雄性可育基因M对雄性不育基因m为完全显性,基因型为 Mm的植株随机传粉两代,F₂中雄性不育植株所占比例为_______。
(2)番茄幼苗紫茎对绿茎为显性,由等位基因B、b控制,研究者将苗期紫茎雄性可育和苗期绿茎雄性不育两种纯合品系杂交得F₁,F₁自交,统计F₂表型,结果如下表所示(单位:株)。
F₂
总株数
雄性可育株
雄性不育株
紫茎
750
660
90
绿茎
250
90
160
推测产生上述F₂表型及比例的原因是________________________________________。为验证上述推测,可将上述F₁与表型为________的个体杂交,预期杂交后代表型及比例为_____________________。
(3)籼稻和粳稻是水稻的两个品种。纯合籼稻和纯合粳稻杂交,其杂交种花粉中均存在某种杀死花粉的毒素蛋白,部分花粉因缺少对应的解毒蛋白,而造成花粉败育。研究发现编码这两种蛋白的基因均只位于籼稻12号染色体上的R区,该区的基因不发生交换,如图所示。科研人员利用基因编辑技术分别敲除了杂交种中R区的相关基因,得到相应植株后检测其花粉育性的情况,结果如下表。
杂种植株编号
1
2
3
敲除基因
EM
F
花粉育性
50%可育
全部败育
100%可育
根据上述信息判断,控制毒素蛋白合成的基因是_____;杂交种产生花粉的过程中,相关基因表达出解毒蛋白的最早时间是________。
【答案】(1)1/6 (2) ①. 控制茎色的基因与控制雄性不育的基因位于同一对同源染色体上,B 与 M 连锁,b 与 m 连锁,且减数第一次分裂时发生互换 ②. 绿茎雄性不育 ③. 紫茎可育:紫茎不可育:绿茎可育:绿茎不可育=4:1:1:4
(3) ①. ED ②. 减数第一次分裂之后(或减数第二次分裂时期)
【解析】
【分析】基因分离定律的实质是在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;当细胞进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。基因自由组合定律的实质是在减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
Mm 随机传粉,mm 植株不能产生可育雄配子,仅贡献雌配子。 推导: F1 基因型:MM:Mm:mm=1:2:1 F1 雄配子:仅 MM、Mm 可育,雄配子 M:m=2:1 F1 雌配子:M:m=1:1 F2 基因型:MM:Mm:mm=2:3:1,mm比例为1/6。
【小问2详解】
控制紫茎 / 绿茎的基因(B/b)与控制育性的基因(M/m)位于同一对同源染色体上,B 与 M 连锁,b 与 m 连锁,且减数第一次分裂时发生互换F1 主要产生 BM 和 bm 两种配子,自交后紫茎多为可育、绿茎多为不育。为了验证 F1 产生的配子类型及连锁关系,最经典的验证方法是测交。 测交对象:需要选择隐性纯合子(绿茎雄性不育,bbmm)作为母本与 F1 杂交。 若选 F1 作父本,隐性纯合作母本:可直接观察花粉育性及茎色分离。通常为了验证连锁,首选 F1 与绿茎雄性不育(bbmm) 个体杂交。根据F2中绿茎雄性不育株占比为160/(750+250)=16/100,推测F1产生bm配子比例为40%,F1产生4种配子种类及比例为BM∶Bm∶bM∶bm=4∶1∶1∶4,预期杂交后代表型及比例:与 bbmm(只产 bm 配子)杂交: 紫茎可育:紫茎不可育:绿茎可育:绿茎不可育=4:1:1:4。
【小问3详解】
根据表格数据进行反向推导: 组 1(敲除EM):花粉 50% 可育。 组 2(敲除 F):花粉全部败育。 组 3(敲除 ED):花粉全部可育。花粉全部败育,说明 F 可能是解毒蛋白。 敲除 ED 后花粉全部可育,说明 ED是 控制毒素蛋白合成的基因。 组 1 中 50% 可育,是因为花粉中只有一半携带 F得以解毒,另一半仅携带 ED 被毒死。 减数分裂过程中,细胞质分裂通常发生在减数第一次分裂末期(形成两个次级精母细胞)。 毒素蛋白基因 表达产生的毒性物质会弥散进入两个次级精母细胞。 若F(解毒基因)在减数第一次分裂之前表达,则两个次级精母细胞都会获得解毒蛋白,花粉应 100% 可育,与实验结果矛盾。 只有当 F 在减数第一次分裂之后(即减数第二次分裂时)表达,才能确保仅部分花粉获得解毒蛋白,解释 50% 育性的现象。
18. 科学家研究发现“光暴露”(即夜晚光照)会影响血糖的代谢,光信号经由视网膜上特殊的感光细胞传递至下丘脑视上核,最终通过交感神经作用于棕色脂肪组织来调控血糖代谢,该通路称为“视网膜——下丘脑——棕色脂肪组织轴”。请回答相关问题。
(1)光通过“视网膜——下丘脑——棕色脂肪组织轴”调控血糖代谢的过程属于_______调节。此外,下丘脑还可以通过副交感神经支配胰岛B细胞,促进其分泌胰岛素,从而降低血糖,该过程反映了体液调节和神经调节的联系是__________________________________。
(2)研究者把小鼠置于黑暗和“光暴露”环境中进行血糖代谢测定,方法如下:先测定小鼠原始血糖值(记为0时刻的血糖值),再向其腹腔注射葡萄糖溶液(0.5U/kg),在注射后的不同时间测试血糖值。将实验测定小鼠的血糖值与原始血糖值做差值作为相对血糖值,再绘制曲线,计算曲线与横纵坐标包围的面积数值(AUC),量化小鼠的血糖代谢能力,如图甲所示。
①在注射葡萄糖15分钟后,下列过程可能加快的有__________(多选)。
A.肝糖原合成
B.葡萄糖转化为脂肪
C.组织细胞对糖的吸收和利用
D.肌糖原分解
②小鼠在黑暗和光暴露环境中测定的实验结果如图乙所示,请据图分析,该实验结果说明__________________。
(3)小鼠视网膜上存在三种感光细胞,分别为 Cones、Rods 和 ipRGCs。研究者使用基因编辑技术特异性消除小鼠三类细胞的感光能力,结果表明ipRGCs介导光暴露后血糖代谢能力的改变。本实验采用了自变量控制中的________(填科学方法)。请在图中补充两个柱状图_______,分别表示光暴露时 ipRGCs不感光组与 Cones和 Rods不感光组的实验结果。
【答案】(1) ①. 神经 ②. 不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节(或体液调节是神经调节的一个环节;或神经调节与体液调节相互协调,共同维持内环境稳态)
(2) ①. ABC ②. 光暴露会降低小鼠的血糖代谢能力(或光暴露使小鼠血糖清除速率减慢,血糖调节能力下降)
(3) ①. 排除法(或减法原理) ②.
【解析】
【分析】当血糖浓度升高到一定程度时,胰岛B细胞的活动增强,胰岛素分泌量明显增加。体内胰岛素水平的上升,一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖。当血糖浓度降低时,胰岛A细胞的活动增强,胰高血糖素的分泌量增加。胰高血糖素主要作用于肝,促进肝糖原分解为葡萄糖进入血液,促进非糖物质转变为糖,使血糖浓度回升正常水平。
【小问1详解】
光通过 “视网膜 — 下丘脑 — 棕色脂肪组织轴” 调控血糖代谢的过程不涉及体液调节因子,属于神经调节。下丘脑通过副交感神经支配胰岛 B 细胞分泌胰岛素,体现了不少内分泌腺(如胰岛)直接或间接地受中枢神经系统(如下丘脑)的调节,体液调节可以看作神经调节的一个环节;同时胰岛素分泌后又通过体液运输调节血糖,也说明内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的功能(或神经调节与体液调节相互协调,共同维持内环境稳态)。
【小问2详解】
注射葡萄糖 15 分钟后,小鼠相对血糖值处于峰值,机体需降低血糖,因此加快的过程有:
A、肝糖原合成(葡萄糖转化为肝糖原储存) ,A正确;
B、葡萄糖转化为脂肪(葡萄糖转化为非糖物质储存),B正确;
C、 组织细胞对糖的吸收和利用(加速葡萄糖摄取与氧化分解),C正确;
D 、肌糖原分解会升高血糖,不符合此时降血糖的需求,D错误。
故选ABC。
由图乙可知,光暴露组 AUC(曲线下面积,代表血糖代谢能力)显著大于黑暗组,说明光暴露会降低小鼠的血糖代谢能力(或光暴露会使小鼠血糖清除变慢,血糖调节能力下降)。
【小问3详解】
本实验通过特异性消除不同感光细胞的能力,来探究哪种细胞介导光暴露的血糖调节效应,采用了自变量控制中的排除法(或减法原理)(人为去除某种影响因素,以观察其效应)已知 ipRGCs 介导光暴露后血糖代谢能力的改变,因此: ipRGCs 不感光组:光暴露组 AUC 应与黑暗组接近(因介导光暴露的细胞被消除,光暴露效应消失),即白色柱高度与黑色柱相近。 Cones 和 Rods 不感光组:光暴露组 AUC 应与对照组光暴露组接近(因介导光暴露的 ipRGCs 仍正常,光暴露效应保留),即白色柱高度与对照组光暴露柱相近。
19. 人工池塘需要定期投放鱼饲料,池塘水体中往往N、P含量较高进而影响鱼类品质,为了改善鱼类品质同时预防水华的发生,科研人员构建了如图所示的生态综合种养模型,生产过程不用化肥和农药,实现了“养鱼不换水而无水质忧患,种植不施肥而生长”的目的。请回答下列问题。
(1)科研人员在池塘中也种植了莲藕、香蒲、美人蕉等挺水植物,能够向外分泌抑制藻类生长的萜类化合物、类固醇等,这些植物与藻类之间存在___________(答种间关系)。水体中还有浮水植物和沉水植物,鱼类往往分布在不同的水层,这体现了鱼塘群落的__________结构。
(2)生态综合种养模式中,微生物反应系统的主要作用是____________________,然后通过管道输送给种植园的植物利用。研究人员建议在种植园中种植多种净化能力强的经济作物,比如空心菜、水芹等,这体现了生物多样性的____________________价值。
(3)科研小组对该池塘生态系统能量流动进行定量分析,得出第一、二、三营养级能量相关数据(单位为 如下表所示,R表示能量流动的去向之一,M、N为能量值。各营养级作为产品输出的能量计入未利用中,外来有机物输入的能量可被相应营养级同化利用。
营养级
R
流向分解者的能量
未利用
流向下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
甲
6.8
0.5
6.2
0
11.5
乙
44.0
5.0
295.0
M
0
丙
19.5
1.5
12.0
N
5.0
第二营养级同化的能量为_______J·cm⁻²·a⁻¹,第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为______%(保留一位小数)。科研小组计算发现该池塘各营养级之间能量传递效率低于10%,请推测其主要原因是__________________________________________________。
【答案】(1) ①. 竞争(或种间竞争) ②. 垂直
(2) ①. 将池塘中的有机物分解为含 N、P 的无机盐(无机物) ②. 直接价值和间接
(3) ①. 35 ②. 5.7% ③. 该生态系统中莲藕、鱼类等以产品的形式大量输出
【解析】
【小问1详解】
挺水植物(莲藕、香蒲、美人蕉等)能向外分泌抑制藻类生长的化学物质,与藻类争夺光照、无机盐等资源,二者存在种间竞争关系,同时分泌的化感物质也体现了一定的抑制作用,核心种间关系为竞争。鱼类分布在不同水层,是群落在垂直方向上的分层现象,体现了鱼塘群落的垂直结构。
【小问2详解】
池塘水体中 N、P 含量较高,微生物反应系统的主要作用是将池塘中的有机物(或残饵、粪便等)分解为含 N、P 的无机盐(无机物),供种植园植物利用;种植多种净化能力强的经济作物(空心菜、水芹等),利用它们净化水质、提供经济产物,体现了生物多样性的直接(经济)价值和间接(生态)价值。
【小问3详解】
据表分析,甲无流向下一营养级能量,乙总能量最多,故乙为第一营养级,丙为第二营养级,甲为第三营养级,表中R代表呼吸散失的热能,第二营养级同化的能量为19.5+1.5+12.0+N,N为第二营养级流向第三营养级的能量,N=6.8+0.5+6.2-11.5=2J·cm⁻²·a⁻¹,故第二营养级同化的能量为19.5+1.5+12.0+2=35J·cm⁻²·a⁻¹;第一营养级同化的能量为44.0+5.0+295.0+M,M为第一营养级流向第二营养级的能量,故M=35-5=30J·cm⁻²·a⁻¹,第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为2/35≈5.7%;该池塘中,各营养级能量传递效率低于10%的主要原因是该生态系统中莲藕、鱼类等以产品的形式大量输出。
20. 天仙子植株产生的托品烷类生物碱是临床上广泛应用的抗胆碱药物,其生物合成可能与天仙子植株的根中大量表达的T3 基因有关。为鉴定T3 基因的功能,可通过病毒诱导法改变T3基因的表达,并测定托品烷类生物碱的含量。结果如图所示。
(1)根据上述研究结果,说明病毒诱导法__________(填“促进”或“抑制”)T3基因表达,进而影响托品烷类生物碱的合成量。
(2)基因表达量的检测方法是对天仙子根的RNA 进行处理从而得到的_________作为荧光定量PCR 检测模板,在PCR 反应体系中加入一种 Taqman 探针,该探针5'端标记荧光基团 (R),3'端标记淬灭剂 (Q)。当探针保持完整时,荧光基团与淬灭剂距离较近,荧光被淬灭,检测不到荧光信号;当PCR 进行延伸反应时,TaqDNA聚合酶将探针进行酶切,使荧光基团与淬灭剂分离,荧光不再被淬灭。荧光信号可被仪器检测,过程如图所示。荧光定量PCR 仪能够监测出荧光到达预先设定阈值的循环数(Ct值)与核酸浓度有关,核酸浓度越高,Ct值越______,进而根据Ct值检测各基因的相对表达量。
(3)科学家获得一株托品烷类高表达的天仙子(突变株甲),其性状改变与5号染色体DNA 的880kb~903kb区间相关。根据野生型天仙子的该区间设计连续的重叠引物,提取突变株天仙子和野生型的基因组 DNA 进行PCR,产物扩增结果如图所示。
据图推测5号染色体上第________对引物对应的区间内碱基对的_________是突变体甲出现的根本原因。为后续高效构建高表达目的基因的表达载体,扩增目的基因设计引物时,可在引物的_______端添加不同的限制酶的识别序列,以适合不同的质粒。
【答案】(1)抑制 (2) ①. cDNA ②. 小
(3) ①. 4 ②. 缺失 ③. 5'
【解析】
【小问1详解】
从柱状图可以看出:对照组的T3基因表达量和托品烷类生物碱含量都显著高于病毒诱导组。这说明病毒诱导法抑制T3基因表达,进而影响托品烷类生物碱的合成量。
【小问2详解】
荧光定量PCR检测基因表达量时,需要先将提取的RNA通过反转录得到cDNA(互补DNA),以此作为PCR的检测模板。荧光定量PCR中,核酸浓度越高,荧光信号达到预设阈值的循环数(Ct值)越小。
【小问3详解】
从电泳结果看,野生型在引物对4对应的区间有扩增产物,而突变体甲没有,说明该区间的碱基对发生了改变,导致PCR无法正常扩增,因此突变体甲的根本原因出在第4对引物对应的区间。突变体甲的性状改变与该区间相关,且PCR产物消失,说明该区间内碱基对发生了缺失,导致引物无法结合或扩增失败。PCR扩增时,Taq酶从引物的3'端开始延伸,因此在引物的5'端添加限制酶识别序列,不会影响扩增过程,且该序列会保留在扩增产物两端,方便后续酶切连接到质粒上。
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生物学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 真核细胞中广泛存在Ca²⁺感受器—钙调蛋白,它与Ca²⁺结合后可与多种酶结合,进而使这些酶活化,从而调控细胞内的生化反应。下列有关叙述错误的是( )
A. 氨基酸是钙调蛋白的基本组成单位
B. 钙调蛋白加热变性后遇双缩脲试剂会发生紫色反应
C. 由题干可推测Ca²⁺能与多种酶结合,从而调控细胞内的生化反应
D. 可通过控制Ca²⁺的浓度来调控细胞内的某些化学反应
2. 某同学利用淀粉和淀粉酶探究影响酶促反应的因素,相关实验结果如图所示。实验组改变的条件最可能是( )
A. 改变反应温度 B. 添加酶的抑制剂
C. 降低反应物浓度 D. 降低反应的pH
3. 通气法可测定植物单个叶片的呼吸作用和光合作用强度,如图所示。将叶片置于同化箱中,在特定的光照、温度条件下,让空气沿箭头方向流动,并检测通入和通出空气中的CO₂浓度变化。下列有关说法错误的是( )
A. 图示条件下,植物叶片产生CO₂的场所是线粒体基质
B. 将该装置置于黑暗条件下,可用来测定叶片的呼吸作用强度
C. 黑暗条件下测定通入和通出气体体积的差值来检测叶片的呼吸作用强度
D. 图中当A、B处气体中的CO₂浓度相等时,说明光合作用与呼吸作用强度相等
4. 基因甲基化异常是癌症发生的最常见表观遗传变化之一,下列有关癌细胞的叙述错误的是( )
A. 癌细胞无限增殖可能与细胞内端粒酶活性较高有关
B. 癌细胞膜上各种蛋白均减少,使细胞间的黏着性降低
C. 癌细胞中,抑癌基因可能处于高度甲基化状态
D. 癌细胞发生的根本原因是部分基因的碱基序列发生改变
5. 溶酶体逃逸是指外源物质进入细胞后,极少部分成功避开溶酶体的降解,从溶酶体中释放到细胞质基质,进而发挥功能的过程,它是病毒感染、基因治疗、疫苗发挥作用的核心机制。科学家利用一种由脂质材料包裹特定序列的mRNA 构成的 RNA 疫苗治疗肿瘤,部分过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. mRNA 在细胞质中易被降解,在细胞中可能难以正确翻译
B. 在树突状细胞内疫苗 mRNA 被降解为小片段进而翻译出抗原
C. 注射 mRNA 疫苗可诱导机体产生体液免疫和细胞免疫
D. 图中细胞甲、乙、丁、戊均能特异性识别抗原
6. 脑源性神经营养因子(BDNF)能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育,微小核糖核酸(miRNA)在小鼠 BDNF 基因表达调控中起着重要作用,如图所示,甲、乙为相关生理过程,A、B 表示有关结构或物质。下列有关叙述正确的是( )
A. 过程甲需要相关酶识别结合基因上的起始密码子,该酶作用于氢键和磷酸二酯键
B. 过程乙中,1个 mRNA 上结合多个核糖体共同合成一条肽链,进而提高翻译效率
C. X基因大量表达会导致 BDNF 基因的表达量上升,有助于中枢神经系统正常的生长发育
D. Y基因甲基化水平升高,可能会不利于子代小鼠的中枢神经系统的正常生长发育
7. 将两电极置于蛙坐骨神经外表面,距离很近,刺激神经的一端,可以记录到两个相反波形的动作电位,称为双相动作电位,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 未刺激蛙坐骨神经时,电流表记录的电位为静息电位
B. 图中a 段和c段形成的原因均是由于 Na⁺大量内流
C. 若增加细胞外液的K⁺浓度,图中的两个峰值均增大
D. 双相动作电位下峰值减小说明电信号在神经纤维上的传导会衰减
8. 浆细胞异常会引起多发性骨髓瘤(MM),异常浆细胞分泌大量抗体导致自身组织受损。临床研究发现,MM细胞会特异性高表达BCMA 蛋白,正常组织细胞表面也有低表达的BCMA。已知L蛋白对BCMA 亲和力低,需较高浓度的 BCMA 蛋白与L蛋白结合才能引起相应变化,CAR 蛋白对BCMA 亲和力高。研究者利用L蛋白为CAR蛋白安装一个分子开关,开发了针对MM的CAR-T细胞,如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 引发多发性骨髓瘤的原因是细胞免疫异常,属于自身免疫病
B. 应选择辅助性T细胞来开发专门针对MM 的CAR-T细胞
C. 激活后的 CAR-T细胞分泌大量肿瘤坏死因子直接杀灭MM肿瘤细胞
D. CAR-T细胞安装分子开关的目的是避免正常组织细胞被攻击
9. KARs 是植物有机物燃烧后生成的一类烟雾中的信号分子,与受体KAI2结合后能影响种子萌发和幼苗生长。科研人员以野生型拟南芥和KAI2 基因缺失突变型拟南芥为研究材料,揭示了KARs的作用机制如图所示,其中 KAI2、MAX2、SMAX1为相关蛋白,GA 为赤霉素。下列有关说法正确的是( )
A. KARs 属于植物激素,参与促进种子萌发和幼苗生长
B. 脱落酸与KARs在火灾后的植被恢复中表现出相同作用
C. 与野生型相比,拟南芥KAI2 基因缺失突变体GA 水平更高
D. 为验证 KARs 依赖于 KAI2 受体促进种子萌发,可设计4组实验
10. 群落中某种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比可用相对多度表示。在某退耕农田自然演替过程中,三种植物的相对多度与演替时间的关系如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 与沙丘上进行的演替相比,该群落演替的速度更快
B. 植物物种甲、乙、丙可能分别是草本植物、灌木、乔木
C. 据图分析,第30~50年乙种群密度的变化是不断减小的
D. 第20~40年,该群落的类型不一定发生改变
11. 图为矿区生态系统退化、恢复与重建的逻辑框架图,下列相关叙述正确的是( )
A. 植被重建优先考虑原生植被,主要体现了生态工程的整体原理
B. 为加速恢复矿区生态环境,关键措施在于选择能在该环境中生活的物种
C. ①过程中某些物种的消失,加快了②过程中另一些物种的消失,这属于负反馈调节
D. ⑤与⑥过程对照说明人类对生态系统的开发利用要适度,退化的生态系统要及时修复
12. 如图,图甲是某草原生态系统中的部分食物网,图乙表示该草原食草动物捕食强度对生产者有机物积累速率的影响,下列相关叙述正确的是( )
A. 图甲食物网中存在3条食物链,食物链越长能量传递效率越低
B. 某种羊受到威胁跳跃奔跑时会露出尾巴的白色部分,向同伴传递物理信息
C. 据图乙分析,确定该草原最大载畜量时,食草动物捕食强度不能超过a点水平
D. 合理确定草原的载畜量,可以实现对能量的多级利用,从而提高能量的利用率
13. 比考扎霉素可用于治疗细菌性腹泻,该抗生素是由精氨酸合成缺陷型灰色浅灰链霉菌 (属于细菌)产生。为筛选出能产比考扎霉素的菌种,科研工作者对采自土壤的灰色浅灰链霉菌进行诱变与选育,实验的部分流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 含有琼脂的培养基为②③④,含有精氨酸的培养基为④
B. 配制培养基①时应先将pH调至酸性再进行高压蒸汽灭菌
C. 进行原位影印操作时必须先将无菌绒布转印至培养基③,再转印至培养基④
D. 由培养结果推断,应挑取乙菌落进一步鉴定其是否能产生比考扎霉素
14. 多种方法获得的早期胚胎,均需移植给受体才能获得后代。图列举了几项技术成果。下列叙述正确的是( )
A. 培养早期胚胎的试剂均须进行高压蒸汽灭菌
B. ①②技术中均可用Ca²⁺载体处理,但作用对象不同
C. ①③技术中需取内细胞团进行性别鉴定,方可获得相应的奶牛或山羊
D. ③可通过①②技术实现扩大化生产,①②可通过③技术实现性状改良
15. 某家庭的遗传系谱图如图所示,甲、乙两种遗传病分别受到独立遗传的基因A/a、B/b的控制。研究人员检测该家系部分人员的基因,结果如表所示。不考虑基因突变、染色体变异等异常情况和X、Y染色体同源区段,下列分析错误的是( )
检测个体
I₁
Ⅱ₃
Ⅱ₄
Ⅲ₃
基因1
+
-
+
?
基因2
+
+
+
?
基因3
+
+
-
?
基因4
-
-
+
?
A. 甲病为常染色体隐性遗传病,Ⅱ₄的乙病致病基因只来自I₂
B. 基因2是甲病的致病基因,基因4是乙病的致病基因
C. Ⅱ₄的一个次级精母细胞中可能含0或2个基因4
D. 图中Ⅲ₃ 同时检测到基因1~4的概率为3/8
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 油菜素内酯 (BR)可以调节植物的生长发育,研究人员以小麦野生型及BR 合成缺陷型突变株为材料,在大田条件下进行试验,探究 BR 对小麦光合作用相关生理指标和小麦产量的影响,实验结果如图和下表所示。已知 Rubisco是催化CO₂固定的关键酶,SS是小麦叶肉细胞中分解蔗糖的关键酶。
材料
有效穗数
每穗粒数
千粒重 (g)
野生型
504.0
96.73
26.56
突变株
381.0
106.4
16.97
(1)提取小麦叶片中的叶绿素时,研磨过程中需加入_______(填物质名称)以防止叶绿素被破坏。小麦叶肉细胞中的 Rubisco 催化 CO₂ 固定的过程________(填“消耗”或“不消耗”) ATP。
(2)光合作用的产物磷酸丙糖可以转变为蔗糖再运输至种子等器官,小麦叶肉细胞利用( 合成蔗糖时,碳原子转移途径依次为_______________________。(用文字和箭头表示)
(3)据图分析突变株光合作用强度_______(填“增强”或“减弱”),依据是_________________________________。
(4)据表分析突变株产量相对较_______(填“高”或“低”),若要进一步确认 BR对小麦产量的影响,可利用突变株补充一个实验组。该实验组简要设计思路及检测指标是_________________________________________。
17. 番茄和水稻是两性花,可进行自花传粉和异花传粉,具有明显的杂种优势。雄性不育的利用是实现杂种优势的重要途径之一。
(1)番茄的雄性可育基因M对雄性不育基因m为完全显性,基因型为 Mm的植株随机传粉两代,F₂中雄性不育植株所占比例为_______。
(2)番茄幼苗紫茎对绿茎为显性,由等位基因B、b控制,研究者将苗期紫茎雄性可育和苗期绿茎雄性不育两种纯合品系杂交得F₁,F₁自交,统计F₂表型,结果如下表所示(单位:株)。
F₂
总株数
雄性可育株
雄性不育株
紫茎
750
660
90
绿茎
250
90
160
推测产生上述F₂表型及比例的原因是________________________________________。为验证上述推测,可将上述F₁与表型为________的个体杂交,预期杂交后代表型及比例为_____________________。
(3)籼稻和粳稻是水稻的两个品种。纯合籼稻和纯合粳稻杂交,其杂交种花粉中均存在某种杀死花粉的毒素蛋白,部分花粉因缺少对应的解毒蛋白,而造成花粉败育。研究发现编码这两种蛋白的基因均只位于籼稻12号染色体上的R区,该区的基因不发生交换,如图所示。科研人员利用基因编辑技术分别敲除了杂交种中R区的相关基因,得到相应植株后检测其花粉育性的情况,结果如下表。
杂种植株编号
1
2
3
敲除基因
EM
F
花粉育性
50%可育
全部败育
100%可育
根据上述信息判断,控制毒素蛋白合成的基因是_____;杂交种产生花粉的过程中,相关基因表达出解毒蛋白的最早时间是________。
18. 科学家研究发现“光暴露”(即夜晚光照)会影响血糖的代谢,光信号经由视网膜上特殊的感光细胞传递至下丘脑视上核,最终通过交感神经作用于棕色脂肪组织来调控血糖代谢,该通路称为“视网膜——下丘脑——棕色脂肪组织轴”。请回答相关问题。
(1)光通过“视网膜——下丘脑——棕色脂肪组织轴”调控血糖代谢的过程属于_______调节。此外,下丘脑还可以通过副交感神经支配胰岛B细胞,促进其分泌胰岛素,从而降低血糖,该过程反映了体液调节和神经调节的联系是__________________________________。
(2)研究者把小鼠置于黑暗和“光暴露”环境中进行血糖代谢测定,方法如下:先测定小鼠原始血糖值(记为0时刻的血糖值),再向其腹腔注射葡萄糖溶液(0.5U/kg),在注射后的不同时间测试血糖值。将实验测定小鼠的血糖值与原始血糖值做差值作为相对血糖值,再绘制曲线,计算曲线与横纵坐标包围的面积数值(AUC),量化小鼠的血糖代谢能力,如图甲所示。
①在注射葡萄糖15分钟后,下列过程可能加快的有__________(多选)。
A.肝糖原合成
B.葡萄糖转化为脂肪
C.组织细胞对糖的吸收和利用
D.肌糖原分解
②小鼠在黑暗和光暴露环境中测定的实验结果如图乙所示,请据图分析,该实验结果说明__________________。
(3)小鼠视网膜上存在三种感光细胞,分别为 Cones、Rods 和 ipRGCs。研究者使用基因编辑技术特异性消除小鼠三类细胞的感光能力,结果表明ipRGCs介导光暴露后血糖代谢能力的改变。本实验采用了自变量控制中的________(填科学方法)。请在图中补充两个柱状图_______,分别表示光暴露时 ipRGCs不感光组与 Cones和 Rods不感光组的实验结果。
19. 人工池塘需要定期投放鱼饲料,池塘水体中往往N、P含量较高进而影响鱼类品质,为了改善鱼类品质同时预防水华的发生,科研人员构建了如图所示的生态综合种养模型,生产过程不用化肥和农药,实现了“养鱼不换水而无水质忧患,种植不施肥而生长”的目的。请回答下列问题。
(1)科研人员在池塘中也种植了莲藕、香蒲、美人蕉等挺水植物,能够向外分泌抑制藻类生长的萜类化合物、类固醇等,这些植物与藻类之间存在___________(答种间关系)。水体中还有浮水植物和沉水植物,鱼类往往分布在不同的水层,这体现了鱼塘群落的__________结构。
(2)生态综合种养模式中,微生物反应系统的主要作用是____________________,然后通过管道输送给种植园的植物利用。研究人员建议在种植园中种植多种净化能力强的经济作物,比如空心菜、水芹等,这体现了生物多样性的____________________价值。
(3)科研小组对该池塘生态系统能量流动进行定量分析,得出第一、二、三营养级能量相关数据(单位为 如下表所示,R表示能量流动的去向之一,M、N为能量值。各营养级作为产品输出的能量计入未利用中,外来有机物输入的能量可被相应营养级同化利用。
营养级
R
流向分解者的能量
未利用
流向下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
甲
6.8
0.5
6.2
0
11.5
乙
44.0
5.0
295.0
M
0
丙
19.5
1.5
12.0
N
5.0
第二营养级同化的能量为_______J·cm⁻²·a⁻¹,第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为______%(保留一位小数)。科研小组计算发现该池塘各营养级之间能量传递效率低于10%,请推测其主要原因是__________________________________________________。
20. 天仙子植株产生的托品烷类生物碱是临床上广泛应用的抗胆碱药物,其生物合成可能与天仙子植株的根中大量表达的T3 基因有关。为鉴定T3 基因的功能,可通过病毒诱导法改变T3基因的表达,并测定托品烷类生物碱的含量。结果如图所示。
(1)根据上述研究结果,说明病毒诱导法__________(填“促进”或“抑制”)T3基因表达,进而影响托品烷类生物碱的合成量。
(2)基因表达量的检测方法是对天仙子根的RNA 进行处理从而得到的_________作为荧光定量PCR 检测模板,在PCR 反应体系中加入一种 Taqman 探针,该探针5'端标记荧光基团 (R),3'端标记淬灭剂 (Q)。当探针保持完整时,荧光基团与淬灭剂距离较近,荧光被淬灭,检测不到荧光信号;当PCR 进行延伸反应时,TaqDNA聚合酶将探针进行酶切,使荧光基团与淬灭剂分离,荧光不再被淬灭。荧光信号可被仪器检测,过程如图所示。荧光定量PCR 仪能够监测出荧光到达预先设定阈值的循环数(Ct值)与核酸浓度有关,核酸浓度越高,Ct值越______,进而根据Ct值检测各基因的相对表达量。
(3)科学家获得一株托品烷类高表达的天仙子(突变株甲),其性状改变与5号染色体DNA 的880kb~903kb区间相关。根据野生型天仙子的该区间设计连续的重叠引物,提取突变株天仙子和野生型的基因组 DNA 进行PCR,产物扩增结果如图所示。
据图推测5号染色体上第________对引物对应的区间内碱基对的_________是突变体甲出现的根本原因。为后续高效构建高表达目的基因的表达载体,扩增目的基因设计引物时,可在引物的_______端添加不同的限制酶的识别序列,以适合不同的质粒。
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