精品解析:2026届黑龙江省牡丹江市爱民区牡丹江市第一高级中学高三学年下学期阶段性测试生物试题
2026-03-23
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 黑龙江省 |
| 地区(市) | 牡丹江市 |
| 地区(区县) | 爱民区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.22 MB |
| 发布时间 | 2026-03-23 |
| 更新时间 | 2026-03-23 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56966085.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2023级高三学年下学期阶段性测试
生物学试题
时长:75分钟分值:100分
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 某生物兴趣小组尝试自制“坚果碎双皮奶”,主要原料为牛奶(含蛋白质、乳糖等)、白糖和花生等。下列关于其原料、成品及相关的实验检测,分析正确的是( )
A. 若牛奶中加斐林试剂后直接观察到砖红色沉淀,说明其中含还原糖
B. 若“双皮奶”成品加双缩脲试剂摇匀后出现紫色,说明其中含蛋白质
C. 白糖的主要成分是葡萄糖,不能水解,可被细胞直接吸收利用
D. 检测花生子叶中的脂肪时,加苏丹Ⅲ染液后需用清水洗去浮色再观察
【答案】B
【解析】
【详解】A、斐林试剂检测还原糖需要水浴加热才能出现砖红色沉淀,A错误;
B、双缩脲试剂与蛋白质反应会呈现紫色,摇匀后出现紫色,说明成品中含有蛋白质,B正确;
C、白糖的主要成分是蔗糖(二糖),不是葡萄糖,蔗糖需要水解为葡萄糖和果糖才能被细胞吸收,C错误;
D、检测花生子叶中的脂肪时,加苏丹Ⅲ染液后需用50%的酒精洗去浮色,而不是清水,D错误。
故选B。
2. LRRK2是一种内质网膜上的蛋白质。科学家将敲除LRRK2基因的人成纤维细胞放入培养液中进行培养,发现细胞分泌蛋白P在内质网腔大量积聚,而培养液中的蛋白P含量比对照组低。下列说法错误的是( )
A. 人成纤维细胞中与蛋白P加工及分泌有关的膜结构属于生物膜系统
B. 积累在内质网腔中的蛋白P与培养液中蛋白P的空间结构完全相同
C. LRRK2蛋白可能参与了内质网上用来运输P蛋白的囊泡的组装过程
D. 分泌蛋白P被运出细胞的过程能体现细胞膜有控制物质进出的功能
【答案】B
【解析】
【详解】A、生物膜系统由细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成,与蛋白P加工及分泌有关的内质网膜、高尔基体膜、细胞膜、囊泡膜都属于生物膜系统,A正确;
B、内质网腔中的蛋白P仅经过了内质网的初步加工,还需要运输到高尔基体进行进一步加工才能成为成熟的分泌蛋白释放到细胞外,二者空间结构不相同,B错误;
C、敲除LRRK2基因后蛋白P在内质网腔大量积聚,说明LRRK2蛋白可能参与内质网向高尔基体运输蛋白P的囊泡组装过程,该蛋白缺失则囊泡无法正常形成,蛋白P滞留在内质网,C正确;
D、分泌蛋白P通过胞吐被运出细胞,是细胞主动调控物质排出的过程,体现了细胞膜控制物质进出的功能,D正确。
故选B。
3. 科研人员从新发现的微生物中分离得到一种酶;为探究该酶的最适温度进行了对比实验,结果如图1所示。图2为该酶在60℃催化一定量底物时,生成物的量随时间变化的曲线。下列叙述正确的是( )
A. 图2中,t2后该反应速率达到最大且保持不变
B. 若在图2中t1时增加底物的量,该酶的活性将增强
C. 据图1推测,该种微生物能在温度相对高的环境中生存
D. 图1实验结果不能准确得出该酶的最适温度,需要增加每个温度条件下的实验次数
【答案】C
【解析】
【详解】A、图2中t2后生成物量不再增加,是因为底物已被完全消耗,此时反应已停止,反应速率为0,A错误;
B、酶的活性由温度、pH等环境条件决定,增加底物量不会改变酶的活性,B错误;
C、图1显示,随着温度升高(如60℃),底物剩余量逐渐减少,说明该酶在较高温度下仍具有较高活性;酶的活性与微生物的生存环境相适应,因此可推测该微生物能在温度相对高的环境中生存,C正确;
D、图1酶的活性一直在增大,没有出现峰值,所以无法判断范围。增加实验次数仅能减少实验误差,无法判断酶的最适温度,需要增加温度的范围和梯度才能确定最适温度,D错误。
故选C。
4. 某二倍体雄性动物的基因型为AaBb,在其精原细胞有丝分裂增殖或减数分裂产生精子过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间可在如图所示的位点发生交叉互换。下列叙述正确的是( )
A. 若减数分裂中未发生交换,该细胞产生的精细胞基因型为aB和Ab
B. 若有丝分裂中未发生交换,该细胞产生的子细胞基因型为AAbb和aaBB
C. 若减数分裂中发生交换,该细胞产生的精细胞基因型为AB和ab
D. 若有丝分裂中发生交换,该细胞产生的子细胞基因型为Aabb和AaBB
【答案】A
【解析】
【详解】A、若减数分裂中未发生交换,两对等位基因连锁,位于一对同源染色体上,AaBb的精原细胞产生的精细胞基因型为aB、Ab,A正确;
B、有丝分裂中未发生交换,精原细胞进行有丝分裂,遗传物质精确复制后平均分配到两个子细胞中,该细胞产生的子细胞基因型与亲代细胞相同,为AaBb,B错误;
C、若减数分裂中发生交换,两条染色体的基因情况为aB/ab和AB/Ab,经过减数第一次分裂同源染色体分离,减数第二次分裂姐妹染色单体分离,该细胞会产生四种精细胞,基因型为AB、aB、Ab和ab,C错误;
D、有丝分裂过程中,若发生如图所示的交叉互换,两条染色体的基因情况为aB/ab和AB/Ab,后期着丝粒分裂可能产生AaBB(aB+AB)、Aabb(ab+Ab)的子细胞或者2个AaBb子细胞(aB+Ab和ab+AB),D错误。
故选A。
5. 如图为某红绿色盲家族的遗传系谱图,II2和II3色觉正常,但他们的女儿Ⅲ1为红绿色盲患者且只含有一条X染色体。下列说法错误的是( )
A. 人类红绿色盲患者中男性多于女性,男性患者的红绿色盲基因只能从母亲传来,以后只能传给女儿
B. Ⅲ1红绿色盲致病基因来自母亲,则形成Ⅲ1时其父亲产生的精子中只有22条常染色体,成因是减数分裂时X与Y染色体未正常分离
C. 若Ⅲ2与无色盲家族史的正常女性婚配,他们的儿子患红绿色盲的概率为0
D. 该家族的女性个体中,一定为杂合子的是I1、II2和II4
【答案】B
【解析】
【详解】A、人类红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病,男性患者的性染色体组成为XY,女性为XX。由于男性只要X染色体上有致病基因就患病,女性需两条X染色体都有致病基因才患病,所以男性患者多于女性。男性患者的红绿色盲基因位于X染色体上,只能从母亲传来,且以后只能传给女儿,A正确;
B、Ⅲ1为红绿色盲患者且只含有一条X染色体,若其红绿色盲致病基因来自母亲,那么父亲提供的配子中应不含有性染色体。在减数分裂时,可能是性染色体X与Y未正常分离,导致产生了不含性染色体的精子,也可能是在减数第二次分裂后期性染色体移向同一极,导致产生不含性染色体的精子,该精子与母亲提供的含致病基因的X染色体的卵细胞结合,形成了Ⅲ1,B错误;
C、Ⅲ2色觉正常,其性染色体组成为XY。无色盲家族史的正常女性,其性染色体组成为XX,且不携带红绿色盲致病基因。他们婚配后,儿子的X染色体来自母亲,由于母亲不携带致病基因,所以儿子患红绿色盲的概率为0,C正确;
D、I1的儿子II1是红绿色盲患者,所以I1一定是杂合子;II2的父亲I2是红绿色盲患者,所以II2一定携带红绿色盲致病基因,是杂合子;II4的父亲I4是红绿色盲患者,所以II4一定携带红绿色盲致病基因,是杂合子,D正确。
故选B。
6. 2024年诺贝尔生理学或医学奖授予Victor Ambros与Gary Ruvkun,以表彰他们发现微RNA及其在转录后基因调控中的作用。微RNA(miRNA)是真核生物中广泛存在的一类重要的基因表达调控因子。下图表示线虫细胞中微RNA(lin-4)调控基因lin-14表达的作用机制。下列叙述错误的是( )
A. RISC-miRNA复合物形成过程中存在氢键的断裂
B. 图中存在碱基互补配对的过程是A、B、C、D
C. lin-4基因活跃表达时,lin-14蛋白合成量会增加
D. 过程B中核糖体沿着mRNA分子由a向b移动
【答案】C
【解析】
【详解】A、Pre-miRNA存在茎环结构,茎环中存在碱基配对形成的氢键,加工形成RISC-miRNA复合物时,切割过程会发生氢键断裂,A正确;
B、过程A(转录)、C(转录)都存在DNA的碱基互补配对,过程B(翻译)存在密码子与反密码子的碱基互补配对,过程D存在miRNA与mRNA的碱基互补配对,四个过程都有碱基互补配对,B正确;
C、lin-4基因活跃表达会产生更多miRNA,形成更多RISC-miRNA复合物,会更强抑制lin-14基因的翻译过程,lin-14蛋白合成量会减少,C错误;
D、翻译过程中,核糖体上合成的肽链越长说明翻译开始的越早,图中b端核糖体的肽链更长,因此核糖体沿着mRNA从a向b移动,D正确。
故选C。
7. 研究小组研究不同光质对果树生理的影响,采用黑网、红网、蓝网进行遮阴处理,以自然光照条件下生长的果树为对照组,测定不同遮阴处理下果树叶片的植物激素水平,相对含量变化如下表。下列叙述错误的是( )
植物激素
对照组
黑网组
红网组
蓝网组
脱落酸
0.98
0.97
0.51
1.76
赤霉素
0.96
0.95
1.36
1.98
生长素
0.95
0.94
1.21
1.86
A. 红网处理下,光敏色素进入细胞核影响基因表达从而降低脱落酸含量
B. 黑网处理下,说明降低光照强度而未改变光质不足以显著改变果树叶片的植物激素水平
C. 蓝网处理下,果树叶片的三种激素水平上升可能与叶片细胞中有感受蓝光的受体有关
D. 三种遮阴处理中,仅蓝网显著提高了脱落酸水平,可能增强了果树的抗旱应答能力
【答案】A
【解析】
【详解】A、光敏色素是位于细胞质的光受体,接受红光刺激后仅自身结构改变,是将刺激信号传递进入细胞核,并非光敏色素本身进入细胞核,通过影响基因表达改变脱落酸含量,A错误;
B、黑网组与对照组相比,三种激素相对含量变化均小于0.01,说明仅降低光照强度而未改变光质时,激素水平无显著变化,B正确;
C、蓝网处理下,果树叶片的三种激素水平上升,可能是因为叶片细胞中有感受蓝光的受体,蓝光通过与受体结合传递信号,影响激素合成等过程,C正确;
D、三种遮阴处理中,仅蓝网组显著提高了脱落酸水平,脱落酸能使气孔关闭,减少水分散失,可能增强了果树的抗旱应答能力,D正确。
故选A。
8. KCC2和NKCC是神经元发育过程中调节Cl-稳态的转运蛋白,神经递质γ-氨基丁酸(GABA)在控制疼痛方面起到重要作用,GABA与GABA-A受体和GABA-B受体结合后可分别打开Cl-内流和K+外流的通道,相关机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A. GABA储存于突触小泡中,可避免被细胞内的酶直接降解
B. GABA与GABA-A受体、GABA-B受体结合均会传递抑制信号
C. 神经元成熟后胞内Cl-浓度下降可能与KCC2基因的高表达有关
D. GABA与GABA-A受体结合后会使突触后膜静息电位的电位差减小
【答案】D
【解析】
【详解】A、神经递质都储存于突触前膜的突触小泡中,突触小泡将神经递质与细胞质基质分隔开,可避免其被细胞内的酶降解,A正确;
B、GABA与GABA-A受体结合后引发Cl-内流,与GABA-B受体结合后引发K+外流;两种离子移动都会使突触后膜的膜内负电位增大,更难产生动作电位,都传递抑制信号(GABA功能为控制疼痛,也符合抑制作用的特点),B正确;
C、由图可知,KCC2的作用是将神经元内的Cl-转运到胞外,若KCC2基因高表达,KCC2含量增加,运出胞外的Cl-增多,会使神经元胞内Cl-浓度下降,C正确;
D、GABA与GABA-A受体结合后,Cl-内流,静息电位本身为外正内负,带负电的Cl-进入细胞后,膜内负电位绝对值增大,即静息电位的电位差增大,而非减小,D错误。
故选D。
9. 研究人员使用经典MMTV-Her2小鼠模型。在该模型中,乳腺癌细胞可于早期播散至肺部,以休眠状态维持。研究者向小鼠模型接种亚致死剂量的甲型流感病毒(IAV),发现感染后小鼠体温升高,肺中癌细胞数量在第3-15天显著扩增100-1000倍。当敲除IAV 感染MMTV-Her2小鼠模型的炎性因子IL-6基因后,小鼠肺中癌细胞数量显著下降。下列相关叙述错误的是( )
A. 流感病毒感染通过引发IL-6的产,是促使肺部休眠乳腺癌细胞“觉醒”
B. 病毒感染小鼠后可诱导机体产生针对该病毒特异性免疫
C. 当体温升高至某温度时,小鼠的产热量与散热量相等
D. 病毒感染后,浆细胞产生的抗体可以特异性结合肺细胞中IAV
【答案】D
【解析】
【详解】A、由题干信息可知,流感病毒感染后小鼠肺部癌细胞显著扩增,敲除炎性因子IL-6基因后小鼠肺中癌细胞数量明显下降,说明流感病毒感染可通过引发IL-6产生,促使肺部休眠的乳腺癌细胞重新增殖,A正确;
B、病毒属于特异性抗原,感染小鼠后可诱导机体产生针对该病毒的体液免疫和细胞免疫,二者均属于特异性免疫,B正确;
C、体温相对稳定的机制是产热量和散热量保持动态平衡,当体温升高至某温度并维持稳定时,小鼠的产热量与散热量相等,C正确;
D、浆细胞产生的抗体分布在细胞外液中,无法进入肺细胞内部结合胞内的甲型流感病毒,胞内的病毒需要依靠细胞免疫裂解靶细胞释放后,才能被抗体结合,D错误。
故选D。
10. 由于人类活动的影响,某湖泊的水华现象频繁发生,如图表示不同时间蓝细菌在该湖泊中的位置。下列叙述错误的是( )
A. 该湖泊中不同位置的蓝细菌构成了群落的垂直结构
B. 通过控制水中含氮无机物的量可控制蓝细菌的数量
C. 该湖泊发生水华与蓝细菌的出生率大于死亡率有关
D. 可采用抽样检测法调查不同季节蓝细菌的种群密度
【答案】A
【解析】
【详解】A、该湖泊中的蓝细菌不能构成群落,不同位置的蓝细菌不属于群落的垂直结构,A错误;
B、通过控制水中含氮无机物的量,可防止蓝细菌过度增殖,从而控制蓝细菌的数量,B正确;
C、该湖泊发生水华是蓝细菌种群密度过大的结果,与蓝细菌的出生率大于死亡率有关,C正确;
D、蓝细菌体积小,数量多,可采用抽样检测法调查其种群密度,D正确。
故选A。
11. 黄河流域是我国重要的生态屏障和经济地带,研究和保护黄河湿地生物多样性意义重大。某区域黄河湿地不同积水生境中植物物种的调查结果如图。下列叙述错误的是( )
A. 积水生境中的植物能够生存,说明具有适应所处非生物环境的共同特征,如具有发达的通气组织,用于储存和运输氧气,加大低氧胁迫
B. 与北极苔原生态系统相比,湿地生态系统的自我调节能力较高
C. 积水深度等是影响季节性水涝生境中植物物种数量的关键生态因子,属于非密度制约因素
D. 要认识该湿地群落,首先要分析该群落的物种组成
【答案】A
【解析】
【详解】A、积水生境中的植物能够生存,说明具有适应所处非生物环境的共同特征,如具有发达的通气组织,用于储存和运输氧气,因而可缓解低氧胁迫,A错误;
B、北极苔原生态系统动植物少,结构简单、环境恶劣,抵抗力稳定性和恢复力稳定性均低,即与北极苔原生态系统相比,湿地生态系统的自我调节能力较高,B正确;
C、影响季节性水涝生境中植物物种数量的关键生态因子,如积水深度、淹水持续时间等属于非密度制约因素,其作用强度与植物种群密度无关,C正确;
D、要认识该湿地群落,首先要分析该群落的物种组成,因为群落的物种组成是区别不同群落的重要特征,D正确。
12. 党的二十届三中全会提出,完善生态文明制度体系,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,积极应对气候变化,加快完善落实“绿水青山就是金山银山”的体制机制。下列相关叙述错误的是( )
A. 退耕还林、秸秆还田可增加生态系统的固碳量,以达到“降碳”目的
B. 沼气工程利用物质和能量循环再生原理将生活垃圾等转化为沼气实现了“减污”
C. “扩绿”等生态修复措施可降低区域生态足迹,提高生态系统的承载力
D. 协调人口增长、生活改善和环境保护的关系,有利于人类的可持续发展
【答案】B
【解析】
【详解】A、退耕还林和秸秆还田可以增加植被覆盖,提高土壤有机质含量,从而增加生态系统的固碳能力,有助于减少大气中的二氧化碳含量,达到“降碳”目的,A正确;
B、能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,能量不可循环利用,B错误;
C、“扩绿”等生态修复措施可以提升生态系统的资源供给能力和废物消纳能力,既能够降低区域人类活动对应的生态足迹,也可以提高生态系统的承载力,C正确;
D、协调人口增长、生活改善和环境保护的关系,可以确保资源的合理利用和环境的可持续性,从而促进人类的可持续发展,D正确。
13. 我国每年产生的农业秸秆数量巨大,秸秆直接焚烧会造成大气污染、土壤损伤,绿色处理秸秆能有效减少农业废弃物,促进可持续发展。下图为发酵工程中利用水稻、玉米等农业秸秆生产柠檬酸的简要流程图。下列相关叙述正确的是( )
A. 生产柠檬酸的黑曲霉是异养厌氧型,其优良菌种只能从自然界中筛选出来
B. 发酵时罐内pH不断下降而抑制杂菌生长,因此发酵培养基不需要灭菌
C. 发酵结束后,对罐内发酵液可采取适当的过滤、沉淀措施获得柠檬酸
D. 利用农作物秸秆作为发酵底物,可拓宽柠檬酸生产的碳源来源,避免大量消耗粮食
【答案】D
【解析】
【详解】A、生产柠檬酸的黑曲霉是好氧菌,在发酵过程中需要氧气参与代谢活动。优良菌种不仅可以从自然界中筛选,还可以通过诱变育种、基因工程等现代生物技术进行培育,A错误;
B、虽然发酵时罐内pH不断下降能抑制部分杂菌生长,但这并不足以保证发酵过程不受杂菌污染。为了确保发酵的顺利进行和产品质量,发酵培养基仍然需要进行严格的灭菌处理,B错误;
C、发酵结束后,发酵液中除了柠檬酸外还含有黑曲霉菌体及其他杂质。柠檬酸是黑曲霉的代谢产物,需要通过分离和提纯等操作获得,C错误;
D、农作物秸秆来源广泛且数量巨大,以其为原料进行生产可以减少对大量粮食的消耗。这既解决了柠檬酸发酵消耗大量粮食的问题,又实现了农业废弃物的合理利用,具有良好的经济效益和生态效益,D正确。
14. “华柚2号”是国际首例柑橘细胞工程直接培育的胞质重组新品种,其线粒体基因组来自具有细胞质雄性不育特性的“国庆1号”温州蜜柑,核基因组来自“华柚1号”。如图所示科研人员培育“华柚2号”的过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 失活处理的结果是使A1的细胞质失活,使B1的细胞核失活
B. ①过程可用蛋白酶进行处理,②过程的完成需要高尔基体参与
C. ③过程为植物组织培养,该过程的顺利进行需要始终有光照条件
D. ③过程中,培养基中细胞分裂素与生长素的比值较高时,有利于芽的分化
【答案】D
【解析】
【详解】A、根据题干信息可知,“华柚2号”的核基因组来自“华柚1号”,线粒体基因组来自具有细胞质雄性不育特性的“国庆1号”温州蜜柑,因而推测,失活处理的结果是使A1的细胞核失活,使B1的细胞质失活,A错误;
B、①过程需要用纤维素酶和果胶酶进行去壁处理,②过程涉及再生细胞壁,所以该过程需要高尔基体参与,B错误;
C、③过程为植物组织培养,植物组织培养过程中,脱分化阶段不需要光照,再分化阶段需要光照,以利于叶绿素的合成等,C错误;
D、植物组织培养的过程中,细胞分裂素与生长素的比值高时有利于芽的分化,比值低时有利于根的分化,D正确。
15. 中国克隆牛“康康”的培育流程如下:将良种肉牛的体细胞直接注入去核卵母细胞中,经诱导融合形成重构胚;对重构胚人工激活与体外培养后,筛选合格胚胎移植至代孕母牛子宫内,使其完成胚胎发育。下列说法错误的是( )
A. “康康”的细胞质基因来源于受体细胞和供体细胞
B. 利用梯度离心法可不穿透透明带去除纺锤体—染色体复合物
C. 可用电刺激或Ca2+载体激活重构胚,使其完成分裂和发育进程
D. 将重构胚培养至囊胚期,取内细胞团细胞进行DNA分析后方可移植
【答案】D
【解析】
【详解】A、该培育流程是将完整供体细胞注入去核卵母细胞,供体细胞的细胞质含部分细胞质基因,去核卵母细胞的细胞质也含细胞质基因,因此“康康”的细胞质基因来源于两者,A正确;
B、梯度离心法是利用纺锤体—染色体复合物密度较小的特点,使其移动到透明带附近后去除,无需穿透透明带,B正确;
C、电刺激、Ca2+载体、乙醇等均是常用的重构胚激活方法,可诱导重构胚完成分裂和发育进程,C正确;
D、囊胚的内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,若取内细胞团细胞进行DNA分析会损伤胚胎正常发育,应取滋养层细胞进行检测,D错误。
二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。)
16. 有氧条件下细胞质基质中的NADH不能直接进入线粒体。一部分NADH所携带的氢可通过α-磷酸甘油穿梭途径进入线粒体,被FAD接受形成FADH,最终发生氧化反应。具体过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. NADH携带的氢借助α-磷酸甘油进入线粒体,说明α-磷酸甘油具有较强的水溶性
B. 没有氧气时,NADH因无法被消耗而在细胞质基质中大量积累,导致ATP合成减少
C. 有氧气时丙酮酸可继续氧化分解,在线粒体内膜上产生大量NADH
D. FADH2最终还原氧气生成水,并释放大量能量
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、线粒体膜是磷脂双分子层,NADH携带的氢借助α-磷酸甘油进入线粒体,说明α-磷酸甘油具有脂溶性(而非水溶性),A错误;
B、无氧条件下,细胞质基质中的NADH会参与无氧呼吸的第二阶段(如丙酮酸还原为乳酸 / 酒精),不会大量积累,B错误;
C、丙酮酸的氧化分解(丙酮酸→乙酰辅酶A)发生在线粒体基质中,产生NADH;线粒体内膜是电子传递链的场所,不产生NADH,C错误;
D、FADH2参与线粒体内膜的电子传递链,其携带的电子最终传递给氧气生成水,同时释放大量能量(用于合成 ATP),D正确。
17. 野生黄瓜在驯化为现代栽培种的过程中,CsCEPR1基因启动子区发生了29bp的缺失,降低了表达水平,从而增大了种子与果实的体积。下列叙述正确的有( )
A. 黄瓜从野生种驯化为栽培种的过程,种群基因频率发生了定向改变
B. 黄瓜CsCEPR1基因启动子区29bp的缺失属于染色体结构变异
C. 该基因同时调控种子和果实大小,体现了基因与性状间的一一对应关系
D. 野生黄瓜种子小而休眠性强,是其对自然环境的一种适应
【答案】AD
【解析】
【详解】A、黄瓜从野生种驯化为栽培种的过程是人工选择的过程,会使种群基因频率发生定向改变,A正确;
B、CsCEPR1基因启动子区29bp的缺失属于基因突变(DNA分子中碱基对的缺失),而非染色体结构变异,B错误;
C、该基因同时调控种子和果实大小,体现了一因多效,而非基因与性状间的一一对应关系,C错误;
D、野生黄瓜种子小而休眠性强,有利于其在自然环境中度过不良时期、提高繁殖成功率,是对自然环境的一种适应,D正确。
故选AD。
18. 渐冻症是一种运动神经元疾病,其症状主要表现为肌肉萎缩、吞咽困难,直至呼吸衰竭,其部分发病机理如下图所示。患者因谷氨酸(兴奋性神经递质)在突触间隙过度积累,并作用于突触后膜上的AMPA受体等,使运动神经元损伤并最终诱导其凋亡,皮质醇能促进神经元凋亡。下列叙述正确的是( )
A 谷氨酸与AMPA受体结合后促使运动神经元Na+通道过度开放,Na+外流增加
B. 渐冻症发病的机制体现了神经系统、内分泌系统、免疫系统之间是相互影响的
C. 细胞因子由免疫细胞分泌,上述过程中其既参与正反馈调节又参与负反馈调节
D. 皮质醇的分泌过程中可通过反馈调节放大激素的调节效应,有利于精细调控
【答案】BC
【解析】
【详解】A、由题意可知,谷氨酸是兴奋性神经递质,与AMPA受体结合后促使运动神经元Na+通道过度开放,Na+内流增加,A错误;
B、渐冻症发病的机制体现了神经系统损伤能激活免疫系统,免疫系统产生的细胞因子又加剧神经元损伤,皮质醇(激素)能抑制免疫细胞的功能,细胞因子又能促进皮质醇的分泌,皮质醇的分泌受下丘脑的调节,皮质醇能促进神经元凋亡,说明神经系统、内分泌系统、免疫系统之间是相互影响的,B正确;
C、细胞因子由免疫细胞分泌,题述过程中细胞因子加剧神经元损伤是正反馈调节,细胞因子促进皮质醇分泌,抑制免疫细胞分泌细胞因子是负反馈调节,C正确;
D、皮质醇分泌过程中可通过分级调节放大激素的调节效应,有利于精细调控,D错误。
故选BC。
19. 下列成语蕴含的生物学知识,正确的是( )
A. “流水不腐”与流动的水中含氧量较高,可抑制厌氧微生物的繁殖有关
B. “螳螂捕蝉”中描述的种间关系为捕食,螳螂是初级消费者
C. “燕燕于飞,差池其羽”———体现的是物理信息和行为信息
D. “落叶归根”指落叶可以被微生物分解成无机物,为植物生长提供养分
【答案】AD
【解析】
【分析】群落的种间关系中有捕食、种间竞争、寄生和互利共生等,其中种间竞争是两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等;捕食是一种生物以另一种生物为食;寄生是一种生物寄居于另种生物的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活;互利共生是两种生物共同生活在一起, 相互依赖,彼此有利。
【详解】A、有氧条件不利于厌氧微生物生存,“流水不腐”与流动水中含氧量较高,可抑制厌氧微生物的繁殖有关,A正确。
B、食物链的起点是生产者,“螳螂捕蝉”中描述的种间关系为捕食,生产者是第一营养级,蝉处在第二营养级,是初级消费者,螳螂是第三营养级、次级消费者,B错误;
C、“燕燕于飞,差池其羽”——体现的是行为信息,C错误;
D、“落叶归根”指落叶可以被土壤微生物分解成无机物,为植物生长提供矿质养分,D正确。
故选AD。
20. 现已建立一种简便快捷、适用于诺如病毒常见流行株的胶体金免疫层析检测方法。即用常见流行株GII.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒作为抗原利用小鼠制备单克隆抗体1B10(浓度为5 mg/mL)和1D6(浓度2.2 mg/mL)。利用羊制备羊抗鼠抗体作为控制线组装成胶体金试纸条(见图)。下列错误的是( )
A. 单克隆抗体1B10和单克隆抗体1D6特异性识别同一种抗原
B. 胶体金试纸条上使用的三种抗体由同一种杂交瘤细胞合成并分泌
C. 检测时,在控制线和检测线出现两条色带时,表示结果阳性
D. 胶体金试纸条可以用来检测所有类型诺如病毒感染导致的胃肠炎
【答案】BD
【解析】
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体,即单克隆抗体。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高以及可大量制备的特点。
【详解】A、分析题干,单克隆抗体1B10和单克隆抗体1D6都是由GII.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒作为抗原制备的,因此它们特异性识别同一种抗原,但作用于不同位点,A正确;
B、经筛选后的一种杂交瘤细胞只能合成并分泌一种抗体,B错误;
C、检测时,在控制线和检测线出现两条色带时,说明抗原和抗体发生了反应,表示结果阳性,C正确;
D、检测时利用的原理是抗原抗体特异性结合,因此胶体金试纸条不可以用来检测所有类型诺如病毒感染导致的胃肠炎,D错误。
故选BD。
三、非选择题(本题共5小题,共55分。)
21. 为了研究叶绿体中ATP的合成机理,科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质,在适宜条件下进行闪光实验。结果如图1。
(1)光合作用中,水在光反应阶段分解产生O2和NADPH,其中NADPH的作用是____。实验中,直接测量出的O2释放速率代表____(填“光合”或“净光合”)作用速率。
(2)图1中阴影部分出现的原因是____。当光照强度、光照总时间和实验时间相同的情况下,推测闪光照射的O2释放量要____(填“大于”“等于”或“小于”)连续光照下的O2释放量,分析原因是____。
(3)R酶是暗反应中的关键酶,在____(场所)中可催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子____。Mg2+能影响R酶催化的化学反应速率。科研人员将离体叶绿体悬浮液分为两组,分别在含Mg2+和无Mg2+的培养液中培育一段时间后,进行光暗交替处理,检测两组R酶催化的化学反应速率,如图2所示。图中实验结果说明____。科研人员利用蛋白质电泳技术检测两组水稻叶片R酶的含量,结果如图3。请推测,Mg2+的作用机理最可能是____。
【答案】(1) ①. 作为还原剂并储存部分能量参与暗反应 ②. 光合
(2) ①. 这一段时间(光照初期)光反应速率大于暗反应速率 ②. 大于 ③. 闪光照射下,暗反应能更充分地利用光反应提供的NADPH和ATP
(3) ①. 叶绿体基质 ②. 三碳化合物 ③. 光照时,Mg2+能显著提高R酶催化的化学反应速率;黑暗下,Mg2+对R酶催化的化学反应速率无明显作用 ④. 提高R酶活性
【解析】
【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段是水光解形成氧气和NADPH的过程,暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,二氧化碳固定是:二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程,三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
【小问1详解】
NADPH作为活泼的还原剂,参与暗反应,同时储存部分能量供暗反应利用;由于该实验中只存在离体的叶绿体,测出O2的释放速率为光合作用产生的,不存在呼吸作用利用的,总光合速率=净光合速率+呼吸速率,故测量出来的是光合作用速率。
【小问2详解】
由图1可知,由于氧气的释放速率代表光反应,能产生ATP与NADPH,暗反应固定二氧化碳,消耗ATP与NADPH阴影部分表示光反应产生量与暗反应消耗量的差值,氧气的释放速率大于二氧化碳的吸收速率,所以出现阴影部分的原因是光反应速率大于暗反应速率;
光合作用的过程分为光反应和暗反应两个过程,两者在不同的酶的催化作用下独立进行,一般情况下,光反应的速度比暗反应快,光反应的产物 ATP和NADPH不能被暗反应及时消耗掉,原因是暗反应中酶的催化效率和数量都是有限的,光照和黑暗间隔处理实际上是延长了光合作用的暗反应时间,因为在光照的同时,光反应在进行,暗反应也在进行,如果间隔处理,光照5秒然后黑暗5秒,暗反应等于进行了10秒,而连续光照5秒则光反应也只进行了五秒,光能量、光照总时间和实验时间相同的情况下,闪光照射的光合效率要大于连续光照下的光合效率,所以闪光照射的O2释放量要大于连续光照下的O2释放量,闪光照射时暗反应更能充分利用光反应提供的NADPH和ATP。
【小问3详解】
因为R酶是暗反应中的关键酶,所以在叶绿体基质中可催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子三碳化合物。分析图2可知,光照时,Mg2+能显著提高R酶催化的化学反应速率;黑暗下,Mg2+对R酶催化的化学反应速率无明显作用;两组R酶的含量几乎相等,推测Mg2+通过提高R酶活性而非含量来提高R酶催化的化学反应速率。
22. Ⅰ.肝豆状核变性(HLD)是一种铜代谢障碍性疾病,由ATP7B基因发生改变导致,该基因表达合成铜转运P型ATP酶,酶缺陷会导致铜无法排出而蓄积在肝脏或脑,引起病变。有一患者家系该基因检测的结果如表,该基因正常编码链(非模板链)碱基序列为…CGG…CAG…,显示的碱基部分分别决定酶的第778和第1078位氨基酸。
个体
表型
ATP7B基因测序结果
父亲
正常
已故未知
母亲
正常
…CTG…CAG…
患者(女性)
患病
…CTG…CAG…
…CGG…CAA…
妹妹
患病
…CTG…CAG…
…CGG…CAA…
儿子
正常
…CGG…CAA…
女儿
正常
…CGG…CAA…
注:测序结果只给一条链代表同源染色体上只一个ATP7B基因发生改变,另一ATP7B基因未发生碱基序列改变;给两条链代表两个基因碱基序列都改变。
(1)由表信息推测,该家系HLD的遗传方式为_____(常/X)染色体____(显/隐)性遗传。
(2)由表信息推测,已故父亲ATP7B基因的编码链序列应该有____。(编号选填)
①…CGG…CAG… ②…CTG…CAG… ③…CGG…CAA…
(3)已知密码子CGG决定精氨酸,CUG决定亮氨酸,CAA和CAG决定谷氨酸,理论上与患者铜转运P型ATP酶分子的氨基酸序列完全相同的家系个体应是____。(编号选填)
①父亲 ②母亲 ③妹妹 ④儿子 ⑤女儿
Ⅱ.以上结论与家系个体的表型有冲突,为进一步确定患者患病的原因,对其转录后形成的mRNA进行测序分析,结果如图。
(4)结合图可进一步判断,患者体内的铜转运P型ATP酶的类型有____(编号选填),母亲体内该酶的类型有____(编号选填)。
①结构和功能正常
②第778号精氨酸被亮氨酸取代,功能发生变化
③氨基酸数目减少,功能发生变化
(5)由以上结果可知,导致患者患病的根本原因是___________(基因突变/表观遗传)。
(6)以下措施可以缓解或治疗HLD的是_____。
A. 饮食控制铜的摄入
B. 使用铜螯合药物,促进铜随尿液排出
C. 口服铜转运P型ATP酶
D. 改变mRNA前体的剪切位点
【答案】(1) ①. 常 ②. 隐 (2)①③ (3)②③
(4) ①. ②③ ②. ①②
(5)基因突变 (6)ABD
【解析】
【小问1详解】
从家系表中可以看出,父母表型正常,但子女中有患病个体(患者和妹妹),说明该病可能是隐性遗传,又因为女儿患病但父亲正常,不符合X染色体隐性遗传的特点,故该病更可能是常染色体隐性遗传。
【小问2详解】
患者(以及妹妹)各有两条发生改变的基因序列(“CTG…CAG…”与“CGG…CAA…”),其中“CTG…CAG…”来自母亲,则另一“CGG…CAA…”只能来自父亲,又父亲表型正常,说明他另一条等位基因应是正常的“CGG…CAG…”,故父亲应同时具有①和③。
【小问3详解】
与正常蛋白完全相同的个体:“CGG”与“CAA”“CAG”都可编码原氨基酸对(Arg 和 Gln),因此父亲(①+③)、儿子(只有③)和女儿(只有③)合成的酶在氨基酸序列上与正常相同,编号为①、④、⑤,则理论上与患者铜转运P型ATP酶分子结构和功能完全相同的家系个体应是 ② 母亲、 ③ 妹妹。
【小问4详解】
分析题意, 母亲带有“CTG…CAG…”(778位 Arg→Leu,功能改变)和正常“CGG…CAG…”(功能正常),故母亲同时有①和②型酶,患者除从母亲得到②型外,又从父亲得到会异常剪切的③型,故患者同时具有②和③型酶。
【小问5详解】
患者的ATP7B基因发生了突变,导致铜转运P型ATP酶功能异常,进而引起铜代谢障碍,导致肝豆状核变性,即根本原因是基因突变。
【小问6详解】
A、减少铜的摄入可以减轻铜在体内的蓄积,缓解病情,A正确;
B、铜螯合药物可以与体内的铜结合,促进其通过尿液排出,减少铜在体内的蓄积,B正确;
C、口服酶会导致酶被分解而失去作用,C错误;
D、mRNA是翻译的模板,改变mRNA前体的剪切位点可以缓解或治疗HLD的,D正确。
故选ABD。
23. 正常睡眠可诱导PVN神经元分泌肽类激素Raptin,该激素可抑制食欲,调节过程如图所示。
(1)据图分析,光暗信号调节Raptin分泌的反射活动中,效应器是___________。该反射过程体现的神经调节和体液调节的关系是___________。
(2)PVN神经元兴奋时细胞膜的膜电位发生的变化为___________,能够引起PVN神经元兴奋的信号分子有___________。
(3)据图分析,熬夜会导致肥胖的机制之一是熬夜使Raptin分泌___________(填“增加”或“减少”),进而导致胃排空___________(填“加快”或“减慢”),然后将信号传到饱食中枢。
(4)研究发现RCN2基因突变会导致Raptin分泌缺陷。请利用RCN2基因突变小鼠,设计实验证明正常睡眠是通过影响Raptin的分泌来抑制肥胖的,请简要写出实验设计思路:___________。
【答案】(1) ①. 传出神经末梢及其支配的PVN神经元 ②. 激素(体液)调节可作为神经调节的一个环节
(2) ①. 由内负外正变为内正外负 ②. 神经递质和Raptin
(3) ①. 减少 ②. 加快
(4)取RCN2基因突变小鼠若干分为两组,分别注射等量的Raptin和生理盐水,两组小鼠均正常睡眠,一段时间后测量并比较两组小鼠的体重
【解析】
【分析】神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧。神经调节和体液调节既有区别又有联系。
【小问1详解】
据图分析,光信号通过视网膜→下丘脑→PVN神经元,最终由PVN神经元分泌Raptin,所以效应器是传出神经末梢及其支配的PVN神经元。这里光信号先通过神经调节作用于PVN神经元,再通过其分泌的Raptin(激素)进行体液调节,故体现的神经调节和体液调节的关系是激素(体液)调节可作为神经调节的一个环节。
【小问2详解】
PVN神经元兴奋时,细胞膜的膜电位变化是由外正内负变为外负内正(静息电位为外正内负,兴奋时变为外负内正)。据图可知,能引起PVN神经元兴奋的信号分子有神经递质、Raptin。
【小问3详解】
熬夜会导致肥胖的机制是熬夜使Raptin分泌减少,进而导致胃排空加快,对食欲中枢的抑制作用减弱,将信号传到饱食中枢,进食增加。
【小问4详解】
证明正常睡眠是通过影响Raptin的分泌来抑制肥胖的。自变量是是否分泌Raptin,故实验思路是取RCN2基因突变小鼠若干分为两组,分别注射等量的Raptin和生理盐水,两组小鼠均正常睡眠,一段时间后测量并比较两组小鼠的体重。
24. 随着城市化发展,夜间灯光作为一种新型环境因子,正日益影响城市生态系统。为探究夜间灯光对外来入侵植物和本地植物群落的影响,研究人员在某市选择了37个样点,采用配对实验设计进行实地调查,即在一个样点较小范围内分别选择一个有路灯照射的样方和一个无路灯照射的样方,部分研究结果见下表。
处理组
植物类型
丰富度(种)
平均株高(cm)
相对盖度(%)
有路灯
入侵植物
2.1
61.1
27.7
本地植物
8.6
41.3
77.2
无路灯
入侵植物
1.1
40.2
10.1
本地植物
8.4
37.3
87.6
回答下列问题:
(1)本实验中,有无路灯照射属于实验的________;每个样点内采用配对样方,目的是排除___________对实验结果的干扰,提高实验准确性。
(2)入侵植物与本地植物对光照、养分、空间等资源利用高度相似,表现为_____(生态位重叠/生态位分化),种间竞争强度大。据表可知,夜间灯光下入侵植物各项指标显著提升而本地植物变化较小,说明灯光可______(增强/减弱)入侵植物的竞争优势。入侵植物大规模扩散会降低群落的_______________,进而影响多物种稳定共存,使生态系统的___稳定性下降。
(3)有路灯时,入侵植物竞争能力提高有两方面的解释:①夜间灯光延长了光照时间,入侵植物光合作用有机物积累______(增加/减少),从而生长繁殖更快;②夜间灯光吸引植食性昆虫,而入侵植物_____________,被取食压力更小,导致本地植物受害更严重。若长期持续的夜间光照使不耐光的本地植物个体逐渐减少,这种定向选择会直接导致种群______发生改变,若最终形成生殖隔离,则标志着_________。
(4)外来植物入侵会改变生态系统的能量流动方向,从研究能量流动的意义来看,这体现了人们可以合理调整生态系统中的________,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
【答案】(1) ①. 自变量 ②. 排除夜间灯光以外的环境差异(如土壤、地形、原有植被等)对结果的干扰
(2) ①. 生态位重叠 ②. 增强 ③. 物种丰富度 ④. 抵抗力
(3) ①. 增加 ②. 在该地缺乏天敌捕食者, ③. 基因库 ④. 生殖隔离
(4)能量流动方向
【解析】
【小问1详解】
本实验探究的是 “夜间灯光” 的影响,所以有无路灯照射是实验的自变量。在每个样点内采用配对样方(有路灯 / 无路灯),目的是减少夜间灯光以外的环境差异(如土壤、地形、原有植被等)对结果的干扰,使两组对比更具说服力。
【小问2详解】
入侵植物与本地植物对光照、养分、空间等资源利用高度相似,说明它们存在生态位重叠,因此种间竞争关系强。据表可知,夜间灯光下入侵植物各项指标显著提升而本地植物变化较小,说明灯光可增强入侵植物的竞争优势。入侵植物大规模扩散会降低群落的物种丰富度,进而影响多物种稳定共存,使生态系统的自我调节能力下降,表现为抵抗力稳定性下降。
小问3详解】
有路灯时,入侵植物竞争能力提高有两方面的解释:
①夜间灯光延长了光合作用时间,入侵植物光合速率大于本地植物,导致入侵植物有机物积累增加更多,生长更快,竞争优势更明显。
②夜间灯光吸引了植食性昆虫,而入侵植物在该地缺乏天敌捕食者,则植食性昆虫会更多地取食本地植物,导致本地植物数量减少更多,若长期持续的夜间光照使不耐光的本地植物个体逐渐减少,这种定向选择会直接导致种群基因库发生改变,若最终形成生殖隔离,则标志着新物种形成,即生殖隔离是新物种形成的标志。
【小问4详解】
外来植物入侵会改变生态系统的能量流动方向,从研究能量流动的意义来看,这体现了人们可以合理调整生态系统中的能量流动方向,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,从而提高能量利用率。
25. 脂肪氧化酶(LOX)广泛存在于生物体内,在工业、农业、医药业都有重要应用。如图表示建立LOX基因原核表达体系的过程。其中Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,LacZ基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。T7启动子可被IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)激活。回答下列问题。
(1)提取细胞总RNA后,进行RT-PCR时先通过_____过程合成cDNA,利用PCR扩增目的基因时需要加入引物,引物的作用是____________。若要通过PCR技术特异性扩增出完整的LOX编码区,设计引物时,除了考虑互补性,还需在引物5'端添加_____(酶切位点/启动子/终止子),以便后续构建表达载体。
(2)已知LOX基因cDNA的部分碱基序列为5'-GTAGTGTTGCTGGGTTGG……GCTTTCATGTTTGGCTTT-3'.为构建重组质粒,引物F1的序列为5-'_____(写出10个碱基)-3'。
(3)将重组质粒导入大肠杆菌时,一般先用____处理大肠杆菌,使细胞处于_____的生理状态。
(4)将重组质粒导入大肠杆菌后,需在培养基中加入_______以筛选转化成功的工程菌。若导入空质粒(不含LOX基因),在该培养基上,菌落呈____色。为鉴定筛选出的菌落是否为真正的重组质粒,除了进行蓝白斑筛选外,还可采用______技术进行快速验证。
(5)若要通过蛋白质工程提高LOX的热稳定性,需从预期蛋白质功能出发,设计其三维结构,最终还必须通过______来完成。
【答案】(1) ①. 逆转录 ②. 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 ③. 酶切位点
(2)5'-GGTACCGTAG-3'
(3) ①. Ca2+(或CaCl2溶液) ②. 能吸收周围环境中DNA分子(感受态)
(4) ①. 氨苄青霉素、X-gal、IPTG ②. 蓝 ③. PCR
(5)改造或合成基因
【解析】
【小问1详解】
在RT−PCR(逆转录PCR)过程中,需要逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶的催化,提取细胞总RNA后,进行RT-PCR时先通过逆转录过程合成cDNA。利用PCR扩增目的基因时需要加入引物,引物的作用是与模板DNA单链进行碱基互补配对,并且使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸,为了通过PCR技术特异性扩增出完整的LOX编码区,设计引物时,除了考虑互补性,还需在引物5'端添加相应的酶切位点,以便后续构建表达载体。
【小问2详解】
根据题图中LOX基因序列、转录方向及表达载体结构可知,为了便于基因表达载体的构建,引物F1和R1应分别包含KpnI和AvaI酶切位点,因此引物F1为5'-GGTACCGTAG-3'。
【小问3详解】
将重组质粒导入大肠杆菌时,一般先用Ca2+(或CaCl2溶液)处理大肠杆菌,使细胞处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,这种状态的细胞称为感受态细胞,有利于重组质粒的导入。
【小问4详解】
图中显示,质粒上有氨苄青霉素抗性基因(Ampr),LacZ 基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal 产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。T7 启动子可被IPTG激活。所以将重组质粒导入大肠杆菌后,需在培养基中加入氨苄青霉素、X-gal、IPTG以筛选转化成功的工程菌,只有含有重组质粒(带有Ampr基因)的大肠杆菌才能在含氨苄青霉素的培养基上生长。构建重组质粒时,LOX基因插入到了LacZ基因中,破坏了LacZ基因的结构,使LacZ基因不能表达产生β−半乳糖苷酶,无法分解X−gal产生蓝色物质,所以菌落为白色。若导入空质粒(不含LOX基因),LacZ基因能表达产生β−半乳糖苷酶,可分解X−gal产生蓝色物质,所以菌落为蓝色;为鉴定筛选出的菌落是否为真正的重组质粒,除了进行蓝白斑筛选外,还可采用PCR技术进行快速验证,也可采用抗原-抗体杂交技术进行判定。
【小问5详解】
若要通过蛋白质工程提高LOX的热稳定性,需从预期蛋白质功能出发,设计其三维结构,最终还必须通过改造或合成基因来完成,因为蛋白质由基因指导合成。
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2023级高三学年下学期阶段性测试
生物学试题
时长:75分钟分值:100分
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 某生物兴趣小组尝试自制“坚果碎双皮奶”,主要原料为牛奶(含蛋白质、乳糖等)、白糖和花生等。下列关于其原料、成品及相关的实验检测,分析正确的是( )
A. 若牛奶中加斐林试剂后直接观察到砖红色沉淀,说明其中含还原糖
B. 若“双皮奶”成品加双缩脲试剂摇匀后出现紫色,说明其中含蛋白质
C. 白糖的主要成分是葡萄糖,不能水解,可被细胞直接吸收利用
D. 检测花生子叶中的脂肪时,加苏丹Ⅲ染液后需用清水洗去浮色再观察
2. LRRK2是一种内质网膜上蛋白质。科学家将敲除LRRK2基因的人成纤维细胞放入培养液中进行培养,发现细胞分泌蛋白P在内质网腔大量积聚,而培养液中的蛋白P含量比对照组低。下列说法错误的是( )
A. 人成纤维细胞中与蛋白P加工及分泌有关的膜结构属于生物膜系统
B. 积累在内质网腔中的蛋白P与培养液中蛋白P的空间结构完全相同
C. LRRK2蛋白可能参与了内质网上用来运输P蛋白的囊泡的组装过程
D. 分泌蛋白P被运出细胞的过程能体现细胞膜有控制物质进出的功能
3. 科研人员从新发现的微生物中分离得到一种酶;为探究该酶的最适温度进行了对比实验,结果如图1所示。图2为该酶在60℃催化一定量底物时,生成物的量随时间变化的曲线。下列叙述正确的是( )
A. 图2中,t2后该反应速率达到最大且保持不变
B. 若在图2中t1时增加底物的量,该酶的活性将增强
C. 据图1推测,该种微生物能在温度相对高的环境中生存
D. 图1实验结果不能准确得出该酶的最适温度,需要增加每个温度条件下的实验次数
4. 某二倍体雄性动物的基因型为AaBb,在其精原细胞有丝分裂增殖或减数分裂产生精子过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间可在如图所示的位点发生交叉互换。下列叙述正确的是( )
A. 若减数分裂中未发生交换,该细胞产生的精细胞基因型为aB和Ab
B. 若有丝分裂中未发生交换,该细胞产生的子细胞基因型为AAbb和aaBB
C. 若减数分裂中发生交换,该细胞产生的精细胞基因型为AB和ab
D. 若有丝分裂中发生交换,该细胞产生的子细胞基因型为Aabb和AaBB
5. 如图为某红绿色盲家族的遗传系谱图,II2和II3色觉正常,但他们的女儿Ⅲ1为红绿色盲患者且只含有一条X染色体。下列说法错误的是( )
A. 人类红绿色盲患者中男性多于女性,男性患者的红绿色盲基因只能从母亲传来,以后只能传给女儿
B. Ⅲ1红绿色盲致病基因来自母亲,则形成Ⅲ1时其父亲产生的精子中只有22条常染色体,成因是减数分裂时X与Y染色体未正常分离
C. 若Ⅲ2与无色盲家族史的正常女性婚配,他们的儿子患红绿色盲的概率为0
D. 该家族的女性个体中,一定为杂合子的是I1、II2和II4
6. 2024年诺贝尔生理学或医学奖授予Victor Ambros与Gary Ruvkun,以表彰他们发现微RNA及其在转录后基因调控中的作用。微RNA(miRNA)是真核生物中广泛存在的一类重要的基因表达调控因子。下图表示线虫细胞中微RNA(lin-4)调控基因lin-14表达的作用机制。下列叙述错误的是( )
A. RISC-miRNA复合物形成过程中存在氢键的断裂
B. 图中存在碱基互补配对的过程是A、B、C、D
C. lin-4基因活跃表达时,lin-14蛋白合成量会增加
D. 过程B中核糖体沿着mRNA分子由a向b移动
7. 研究小组研究不同光质对果树生理的影响,采用黑网、红网、蓝网进行遮阴处理,以自然光照条件下生长的果树为对照组,测定不同遮阴处理下果树叶片的植物激素水平,相对含量变化如下表。下列叙述错误的是( )
植物激素
对照组
黑网组
红网组
蓝网组
脱落酸
0.98
0.97
0.51
1.76
赤霉素
0.96
0.95
1.36
1.98
生长素
0.95
0.94
1.21
1.86
A. 红网处理下,光敏色素进入细胞核影响基因表达从而降低脱落酸含量
B. 黑网处理下,说明降低光照强度而未改变光质不足以显著改变果树叶片的植物激素水平
C. 蓝网处理下,果树叶片的三种激素水平上升可能与叶片细胞中有感受蓝光的受体有关
D. 三种遮阴处理中,仅蓝网显著提高了脱落酸水平,可能增强了果树的抗旱应答能力
8. KCC2和NKCC是神经元发育过程中调节Cl-稳态的转运蛋白,神经递质γ-氨基丁酸(GABA)在控制疼痛方面起到重要作用,GABA与GABA-A受体和GABA-B受体结合后可分别打开Cl-内流和K+外流的通道,相关机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A. GABA储存于突触小泡中,可避免被细胞内的酶直接降解
B. GABA与GABA-A受体、GABA-B受体结合均会传递抑制信号
C. 神经元成熟后胞内Cl-浓度下降可能与KCC2基因的高表达有关
D. GABA与GABA-A受体结合后会使突触后膜静息电位的电位差减小
9. 研究人员使用经典MMTV-Her2小鼠模型。在该模型中,乳腺癌细胞可于早期播散至肺部,以休眠状态维持。研究者向小鼠模型接种亚致死剂量的甲型流感病毒(IAV),发现感染后小鼠体温升高,肺中癌细胞数量在第3-15天显著扩增100-1000倍。当敲除IAV 感染MMTV-Her2小鼠模型的炎性因子IL-6基因后,小鼠肺中癌细胞数量显著下降。下列相关叙述错误的是( )
A. 流感病毒感染通过引发IL-6的产,是促使肺部休眠乳腺癌细胞“觉醒”
B. 病毒感染小鼠后可诱导机体产生针对该病毒的特异性免疫
C. 当体温升高至某温度时,小鼠的产热量与散热量相等
D. 病毒感染后,浆细胞产生的抗体可以特异性结合肺细胞中IAV
10. 由于人类活动的影响,某湖泊的水华现象频繁发生,如图表示不同时间蓝细菌在该湖泊中的位置。下列叙述错误的是( )
A. 该湖泊中不同位置的蓝细菌构成了群落的垂直结构
B. 通过控制水中含氮无机物的量可控制蓝细菌的数量
C. 该湖泊发生水华与蓝细菌的出生率大于死亡率有关
D. 可采用抽样检测法调查不同季节蓝细菌的种群密度
11. 黄河流域是我国重要的生态屏障和经济地带,研究和保护黄河湿地生物多样性意义重大。某区域黄河湿地不同积水生境中植物物种的调查结果如图。下列叙述错误的是( )
A. 积水生境中的植物能够生存,说明具有适应所处非生物环境的共同特征,如具有发达的通气组织,用于储存和运输氧气,加大低氧胁迫
B. 与北极苔原生态系统相比,湿地生态系统的自我调节能力较高
C. 积水深度等是影响季节性水涝生境中植物物种数量的关键生态因子,属于非密度制约因素
D. 要认识该湿地群落,首先要分析该群落的物种组成
12. 党的二十届三中全会提出,完善生态文明制度体系,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,积极应对气候变化,加快完善落实“绿水青山就是金山银山”的体制机制。下列相关叙述错误的是( )
A. 退耕还林、秸秆还田可增加生态系统的固碳量,以达到“降碳”目的
B. 沼气工程利用物质和能量循环再生原理将生活垃圾等转化为沼气实现了“减污”
C. “扩绿”等生态修复措施可降低区域生态足迹,提高生态系统的承载力
D. 协调人口增长、生活改善和环境保护的关系,有利于人类的可持续发展
13. 我国每年产生的农业秸秆数量巨大,秸秆直接焚烧会造成大气污染、土壤损伤,绿色处理秸秆能有效减少农业废弃物,促进可持续发展。下图为发酵工程中利用水稻、玉米等农业秸秆生产柠檬酸的简要流程图。下列相关叙述正确的是( )
A. 生产柠檬酸的黑曲霉是异养厌氧型,其优良菌种只能从自然界中筛选出来
B. 发酵时罐内pH不断下降而抑制杂菌生长,因此发酵培养基不需要灭菌
C. 发酵结束后,对罐内发酵液可采取适当的过滤、沉淀措施获得柠檬酸
D. 利用农作物秸秆作为发酵底物,可拓宽柠檬酸生产的碳源来源,避免大量消耗粮食
14. “华柚2号”是国际首例柑橘细胞工程直接培育的胞质重组新品种,其线粒体基因组来自具有细胞质雄性不育特性的“国庆1号”温州蜜柑,核基因组来自“华柚1号”。如图所示科研人员培育“华柚2号”的过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 失活处理的结果是使A1的细胞质失活,使B1的细胞核失活
B. ①过程可用蛋白酶进行处理,②过程的完成需要高尔基体参与
C. ③过程为植物组织培养,该过程的顺利进行需要始终有光照条件
D. ③过程中,培养基中细胞分裂素与生长素的比值较高时,有利于芽的分化
15. 中国克隆牛“康康”的培育流程如下:将良种肉牛的体细胞直接注入去核卵母细胞中,经诱导融合形成重构胚;对重构胚人工激活与体外培养后,筛选合格胚胎移植至代孕母牛子宫内,使其完成胚胎发育。下列说法错误的是( )
A. “康康”的细胞质基因来源于受体细胞和供体细胞
B. 利用梯度离心法可不穿透透明带去除纺锤体—染色体复合物
C. 可用电刺激或Ca2+载体激活重构胚,使其完成分裂和发育进程
D. 将重构胚培养至囊胚期,取内细胞团细胞进行DNA分析后方可移植
二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。)
16. 有氧条件下细胞质基质中的NADH不能直接进入线粒体。一部分NADH所携带的氢可通过α-磷酸甘油穿梭途径进入线粒体,被FAD接受形成FADH,最终发生氧化反应。具体过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. NADH携带氢借助α-磷酸甘油进入线粒体,说明α-磷酸甘油具有较强的水溶性
B. 没有氧气时,NADH因无法被消耗而在细胞质基质中大量积累,导致ATP合成减少
C. 有氧气时丙酮酸可继续氧化分解,在线粒体内膜上产生大量NADH
D. FADH2最终还原氧气生成水,并释放大量能量
17. 野生黄瓜在驯化为现代栽培种的过程中,CsCEPR1基因启动子区发生了29bp的缺失,降低了表达水平,从而增大了种子与果实的体积。下列叙述正确的有( )
A. 黄瓜从野生种驯化为栽培种的过程,种群基因频率发生了定向改变
B. 黄瓜CsCEPR1基因启动子区29bp的缺失属于染色体结构变异
C. 该基因同时调控种子和果实大小,体现了基因与性状间的一一对应关系
D. 野生黄瓜种子小而休眠性强,是其对自然环境的一种适应
18. 渐冻症是一种运动神经元疾病,其症状主要表现为肌肉萎缩、吞咽困难,直至呼吸衰竭,其部分发病机理如下图所示。患者因谷氨酸(兴奋性神经递质)在突触间隙过度积累,并作用于突触后膜上的AMPA受体等,使运动神经元损伤并最终诱导其凋亡,皮质醇能促进神经元凋亡。下列叙述正确的是( )
A. 谷氨酸与AMPA受体结合后促使运动神经元Na+通道过度开放,Na+外流增加
B. 渐冻症发病的机制体现了神经系统、内分泌系统、免疫系统之间是相互影响的
C. 细胞因子由免疫细胞分泌,上述过程中其既参与正反馈调节又参与负反馈调节
D. 皮质醇的分泌过程中可通过反馈调节放大激素的调节效应,有利于精细调控
19. 下列成语蕴含的生物学知识,正确的是( )
A. “流水不腐”与流动的水中含氧量较高,可抑制厌氧微生物的繁殖有关
B. “螳螂捕蝉”中描述的种间关系为捕食,螳螂是初级消费者
C. “燕燕于飞,差池其羽”———体现的是物理信息和行为信息
D. “落叶归根”指落叶可以被微生物分解成无机物,为植物生长提供养分
20. 现已建立一种简便快捷、适用于诺如病毒常见流行株的胶体金免疫层析检测方法。即用常见流行株GII.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒作为抗原利用小鼠制备单克隆抗体1B10(浓度为5 mg/mL)和1D6(浓度2.2 mg/mL)。利用羊制备羊抗鼠抗体作为控制线组装成胶体金试纸条(见图)。下列错误的是( )
A. 单克隆抗体1B10和单克隆抗体1D6特异性识别同一种抗原
B. 胶体金试纸条上使用的三种抗体由同一种杂交瘤细胞合成并分泌
C. 检测时,在控制线和检测线出现两条色带时,表示结果阳性
D. 胶体金试纸条可以用来检测所有类型诺如病毒感染导致的胃肠炎
三、非选择题(本题共5小题,共55分。)
21. 为了研究叶绿体中ATP的合成机理,科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质,在适宜条件下进行闪光实验。结果如图1。
(1)光合作用中,水在光反应阶段分解产生O2和NADPH,其中NADPH的作用是____。实验中,直接测量出的O2释放速率代表____(填“光合”或“净光合”)作用速率。
(2)图1中阴影部分出现的原因是____。当光照强度、光照总时间和实验时间相同的情况下,推测闪光照射的O2释放量要____(填“大于”“等于”或“小于”)连续光照下的O2释放量,分析原因是____。
(3)R酶是暗反应中关键酶,在____(场所)中可催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子____。Mg2+能影响R酶催化的化学反应速率。科研人员将离体叶绿体悬浮液分为两组,分别在含Mg2+和无Mg2+的培养液中培育一段时间后,进行光暗交替处理,检测两组R酶催化的化学反应速率,如图2所示。图中实验结果说明____。科研人员利用蛋白质电泳技术检测两组水稻叶片R酶的含量,结果如图3。请推测,Mg2+的作用机理最可能是____。
22. Ⅰ.肝豆状核变性(HLD)是一种铜代谢障碍性疾病,由ATP7B基因发生改变导致,该基因表达合成铜转运P型ATP酶,酶缺陷会导致铜无法排出而蓄积在肝脏或脑,引起病变。有一患者家系该基因检测的结果如表,该基因正常编码链(非模板链)碱基序列为…CGG…CAG…,显示的碱基部分分别决定酶的第778和第1078位氨基酸。
个体
表型
ATP7B基因测序结果
父亲
正常
已故未知
母亲
正常
…CTG…CAG…
患者(女性)
患病
…CTG…CAG…
…CGG…CAA…
妹妹
患病
…CTG…CAG…
…CGG…CAA…
儿子
正常
…CGG…CAA…
女儿
正常
…CGG…CAA…
注:测序结果只给一条链代表同源染色体上只一个ATP7B基因发生改变,另一ATP7B基因未发生碱基序列改变;给两条链代表两个基因碱基序列都改变。
(1)由表信息推测,该家系HLD遗传方式为_____(常/X)染色体____(显/隐)性遗传。
(2)由表信息推测,已故父亲ATP7B基因的编码链序列应该有____。(编号选填)
①…CGG…CAG… ②…CTG…CAG… ③…CGG…CAA…
(3)已知密码子CGG决定精氨酸,CUG决定亮氨酸,CAA和CAG决定谷氨酸,理论上与患者铜转运P型ATP酶分子的氨基酸序列完全相同的家系个体应是____。(编号选填)
①父亲 ②母亲 ③妹妹 ④儿子 ⑤女儿
Ⅱ.以上结论与家系个体的表型有冲突,为进一步确定患者患病的原因,对其转录后形成的mRNA进行测序分析,结果如图。
(4)结合图可进一步判断,患者体内的铜转运P型ATP酶的类型有____(编号选填),母亲体内该酶的类型有____(编号选填)。
①结构和功能正常
②第778号精氨酸被亮氨酸取代,功能发生变化
③氨基酸数目减少,功能发生变化
(5)由以上结果可知,导致患者患病的根本原因是___________(基因突变/表观遗传)。
(6)以下措施可以缓解或治疗HLD的是_____。
A. 饮食控制铜的摄入
B. 使用铜螯合药物,促进铜随尿液排出
C. 口服铜转运P型ATP酶
D. 改变mRNA前体的剪切位点
23. 正常睡眠可诱导PVN神经元分泌肽类激素Raptin,该激素可抑制食欲,调节过程如图所示。
(1)据图分析,光暗信号调节Raptin分泌的反射活动中,效应器是___________。该反射过程体现的神经调节和体液调节的关系是___________。
(2)PVN神经元兴奋时细胞膜的膜电位发生的变化为___________,能够引起PVN神经元兴奋的信号分子有___________。
(3)据图分析,熬夜会导致肥胖的机制之一是熬夜使Raptin分泌___________(填“增加”或“减少”),进而导致胃排空___________(填“加快”或“减慢”),然后将信号传到饱食中枢。
(4)研究发现RCN2基因突变会导致Raptin分泌缺陷。请利用RCN2基因突变小鼠,设计实验证明正常睡眠是通过影响Raptin的分泌来抑制肥胖的,请简要写出实验设计思路:___________。
24. 随着城市化的发展,夜间灯光作为一种新型环境因子,正日益影响城市生态系统。为探究夜间灯光对外来入侵植物和本地植物群落的影响,研究人员在某市选择了37个样点,采用配对实验设计进行实地调查,即在一个样点较小范围内分别选择一个有路灯照射的样方和一个无路灯照射的样方,部分研究结果见下表。
处理组
植物类型
丰富度(种)
平均株高(cm)
相对盖度(%)
有路灯
入侵植物
2.1
61.1
27.7
本地植物
8.6
41.3
77.2
无路灯
入侵植物
1.1
40.2
10.1
本地植物
8.4
37.3
87.6
回答下列问题:
(1)本实验中,有无路灯照射属于实验的________;每个样点内采用配对样方,目的是排除___________对实验结果的干扰,提高实验准确性。
(2)入侵植物与本地植物对光照、养分、空间等资源利用高度相似,表现为_____(生态位重叠/生态位分化),种间竞争强度大。据表可知,夜间灯光下入侵植物各项指标显著提升而本地植物变化较小,说明灯光可______(增强/减弱)入侵植物的竞争优势。入侵植物大规模扩散会降低群落的_______________,进而影响多物种稳定共存,使生态系统的___稳定性下降。
(3)有路灯时,入侵植物竞争能力提高有两方面的解释:①夜间灯光延长了光照时间,入侵植物光合作用有机物积累______(增加/减少),从而生长繁殖更快;②夜间灯光吸引植食性昆虫,而入侵植物_____________,被取食压力更小,导致本地植物受害更严重。若长期持续的夜间光照使不耐光的本地植物个体逐渐减少,这种定向选择会直接导致种群______发生改变,若最终形成生殖隔离,则标志着_________。
(4)外来植物入侵会改变生态系统的能量流动方向,从研究能量流动的意义来看,这体现了人们可以合理调整生态系统中的________,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
25. 脂肪氧化酶(LOX)广泛存在于生物体内,在工业、农业、医药业都有重要应用。如图表示建立LOX基因原核表达体系过程。其中Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,LacZ基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。T7启动子可被IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)激活。回答下列问题。
(1)提取细胞总RNA后,进行RT-PCR时先通过_____过程合成cDNA,利用PCR扩增目的基因时需要加入引物,引物的作用是____________。若要通过PCR技术特异性扩增出完整的LOX编码区,设计引物时,除了考虑互补性,还需在引物5'端添加_____(酶切位点/启动子/终止子),以便后续构建表达载体。
(2)已知LOX基因cDNA的部分碱基序列为5'-GTAGTGTTGCTGGGTTGG……GCTTTCATGTTTGGCTTT-3'.为构建重组质粒,引物F1的序列为5-'_____(写出10个碱基)-3'。
(3)将重组质粒导入大肠杆菌时,一般先用____处理大肠杆菌,使细胞处于_____的生理状态。
(4)将重组质粒导入大肠杆菌后,需在培养基中加入_______以筛选转化成功的工程菌。若导入空质粒(不含LOX基因),在该培养基上,菌落呈____色。为鉴定筛选出的菌落是否为真正的重组质粒,除了进行蓝白斑筛选外,还可采用______技术进行快速验证。
(5)若要通过蛋白质工程提高LOX的热稳定性,需从预期蛋白质功能出发,设计其三维结构,最终还必须通过______来完成。
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