内容正文:
西北师大附中
2025——2026学年第二学期高三一模考试试题
生物学
一、单选题(每小题3分,共48分)
1. 翟中和院士曾说,“我确信哪怕一个最简单细胞,也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧”,下列关于细胞的基本结构及其功能的说法正确的是( )
A. 细胞内的细胞器随机漂浮在细胞质中,即可完成特定的生理功能
B. 高等植物细胞之间可以通过胞间连丝进行物质运输、信息交流
C. 细胞膜外表面的糖类与蛋白质分子结合形成糖被参与细胞间信息传递
D. 伞藻的嫁接实验可证明“生物体形态结构的建成由细胞核决定”
2. 胡杨耐盐碱能力强,能适应沙漠环境。当体内盐分超过一定限度时,胡杨能通过树干的节疤和裂口主动排出多余盐分,形成的白色或淡黄色块状结晶,称作“胡杨碱”。“胡杨碱”的主要成分是碳酸氢钠,可用来发面蒸馒头、制肥皂等。下列相关叙述正确的是( )
A. 生活在沙漠中的胡杨,细胞中结合水的含量明显高于自由水
B. 胡杨通过根细胞吸收的微量元素磷可参与组成细胞膜
C. 若沙漠土壤缺少大量元素镁,胡杨的光合作用强度会上升
D. 胡杨能将多余的盐分排出体外是其耐盐碱、抗旱的原因之一
3. GTP(鸟苷三磷酸) 的作用与ATP类似,线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有 GTP酶活性的发动蛋白。线粒体分裂时,在其他蛋白的介导下,发动蛋白有序的排布到线粒体分裂面的外膜上,组装成环线粒体的纤维状结构。该结构缢缩,使线粒体一分为二。下列说法正确的是( )
A. GTP 因含有三个特殊化学键而具有较高能量
B. 线粒体分裂体现了发动蛋白具有催化、运动等功能
C. 一般情况下,发动蛋白结合到线粒体外膜上等待激活
D. 环线粒体的纤维状结构由单糖脱水缩合而成
4. 在科学史上,许多科学家利用严谨的实验设计、科学的思维方法在生物学领域取得了重大成就。下列叙述正确的是( )
A. 班廷和贝斯特用结扎了胰管的狗进行实验证明胰岛素由胰岛分泌
B. 探究蝾螈与变形虫细胞核的功能中,运用了嫁接法和核移植法
C. 艾弗里在研究肺炎链球菌转化实验时,对自变量的控制符合对照实验的“加法原理”
D. 施旺、施莱登运用不完全归纳法得出一切生物都由细胞发育而来
5. 兰科植物约有800属近3万种,对不同环境有极强的适应能力,且不同地域的同种兰花在形态结构上也存在明显差异。我国科学家以深圳拟兰为研究对象,通过基因组测序和功能分析发现兰花有474个特有基因,从分子水平上解开了兰花进化之谜。下列相关叙述正确的是( )
A. 基因组等分子水平上的证据是生物进化最直接最重要的证据
B. 拟兰的基因库由474个基因构成
C. 不同地域的同种兰花形态结构存在差异的根本原因是种群基因频率的差异
D. 兰花对不同环境适应的形成是突变和基因重组的结果
6. 如图是某男性在胚胎发育初期部分染色体发生的变异。进行减数分裂时,异常的染色体可与其他两条正常染色体配对,配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞的任一极。不考虑其他变异,下列相关叙述错误的是( )
A. 图示变异发生在该男性细胞的有丝分裂过程中
B. 该男性的精原细胞中含有45条或90条染色体
C. 成年后,该男性产生正常精子的概率为1/6
D. 该男性与正常女性婚配,子代异常个体都为三体
7. 肺炎链球菌有R型和S型,其中S型菌分为SⅠ、SⅡ、SⅢ,R型菌分为RI、 RⅡ、RⅢ。R型菌可接受不同S型菌S基因并转化成相应的S型菌;R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。为探究R型菌是发生转化还是回复突变,科学家将加热杀死的SⅠ和活的RⅡ混合培养一段时间后观察细菌类型,下列相关分析错误的是( )
A. 若培养基中同时出现SⅠ、RⅡ,说明发生转化
B. 若培养基中同时出现SⅡ、RⅡ,说明发生回复突变
C. 若培养基中同时出现SⅠ、SⅡ,则SⅠ菌落数少于SⅡ
D. 本实验也可选用加热杀死的SⅡ和活的RⅢ完成探究
8. 非编码RNA包括微小RNA与长链RNA,其中的微小RNA(miRNA)可以影响基因表达。miRNA与mRNA的3′端非翻译区的互补序列结合并切割mRNA,进而影响蛋白质的合成。下列相关叙述正确的是( )
A. 非编码RNA是以DNA的一条链为模板在RNA酶的催化下合成
B. miRNA通过影响基因的转录抑制蛋白质的合成
C. 正常情况下,一个核糖体可以相继结合多个mRNA,同时进行多条肽链的合成
D. 利用miRNA的功能研发新的体内递送方法,可寻求对肿瘤进行干预治疗的方法
9. 花椒中含羟基甲位山椒醇,人们食用花椒后,该物质可激活皮下三叉神经纤维RA1,进而产生“麻”的感觉。图是三叉神经局部示意图,下列叙述正确的是( )
A. “麻”感觉的产生依赖于机体内完整的反射弧
B. 三叉神经膜外Na+借助Na+通道蛋白内流产生神经冲动
C. 若在M点施加一定强度的刺激,电流表指针会发生一次偏转
D. 若将a点接至膜内,M点接受一定强度刺激后电流表指针不偏转
10. 目前发现有三套反馈机制维持着促垂体激素分泌的相对稳定。其一是靶腺体激素作用于下丘脑及垂体的长反馈;另有TSH通过血液作用于下丘脑的短反馈;以及血液中TRH在下丘脑的浓度,或血液中TSH在垂体的浓度,反过来分别作用于下丘脑或垂体的超短反馈。其调节机理如图所示,可以为甲状腺激素分泌功能障碍提供诊断依据。下列有关叙述错误的是( )
A. 图中反馈1属于长反馈,反馈5属于短反馈
B. 图中反馈3和反馈4均可导致游离T3、T4分泌量降低
C. TSH通过定向运输至甲状腺发挥作用引起T3、T4分泌量增加
D. 给患病动物注射适量的TRH后,检测到TSH、T3、T4含量均增多,则病变部位极可能是下丘脑
11. 科研人员在研究光诱导的高粱离体节间花青素的合成时发现,外源添加浓度为3×10-6~3×10-4moL·L-1的生长素和2,4-D均能够抑制花青素的合成,并呈现出随生长素浓度升高其对花青素合成的抑制作用增强的趋势。下列相关分析正确的是( )
A. 生长素和2,4-D在细胞内合成后,通过主动运输的方式运送到作用部位
B. 生长素对花青素合成的作用与生长素在茎的背地生长中的作用不同
C. 抑制花青素合成的生长素最适浓度在3×10-6~3×10-4moL·L-1之间
D. 若将生长素与蛋白酶混合使用,生长素由于被分解而不能发挥抑制作用
12. 海洋是生物圈的重要组成部分,与人类的生存和发展息息相关。图甲是某海域中大黄鱼种群增长速率随种群数量的变化情况;图乙表示某海域能量流动简图,A、B、C、D表示生态系统的组成成分。下列相关叙述正确的是( )
A. 要获得该海域中大黄鱼的最大持续捕捞量,捕捞后大黄鱼种群数量应为a
B. 图甲中大黄鱼数量为c时,该种群的年龄结构应为衰退型
C. 图乙中能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为20%
D. 图乙中一定存在食物链A→D→B
13. 生活在同一区域的不同种群直接或间接地联系着,共同构成了有序的整体,即群落。下列关于生物群落的特征及其演替的叙述,错误的是( )
A. 草原等生物群落外貌会随着季节的改变发生有规律的变化
B. 群落组成随着时间向一定方向有序变化的过程属于群落演替
C. 森林群落中阴生植物的叶绿体体积小且数量少,利于其适应弱光条件
D. 群落内两个生态位相似的物种间的竞争可能使其生态位的重叠程度降低
14. 洪泛区是指江河两岸、湖周海滨等易受洪水淹没的区域,这些地区土地肥沃,生物种类丰富,综合利用工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科知识构建生态护坡,可有效减轻洪灾对生产的影响。下图为某河流生态护坡的模式图,有关说法错误的是( )
A. 季节性洪泛区能明显体现出群落的季节性变化
B. 日照增长后鲤鱼纷纷产卵体现了生态系统的信息传递功能
C. 区别淹没区与季节性洪水区两个区域的重要特征是物种组成
D. 该河受到轻微污染依然清澈,体现生态系统的恢复力稳定性
15. 下列关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A. 实验中如果将研磨液更换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低
B. 利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNA
C. DNA在不同浓度NaC1溶液中溶解度不同,该原理可用于纯化DNA粗提物
D. 将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应,可检测溶液中是否含有蛋白质杂质
16. 细胞融合技术在生物育种和免疫学中有着广泛应用,下图为细胞融合的简略过程,据下图分析,下列说法错误的是( )
A. 甲中a和b在体外受精前,需在体外进行卵子的成熟培养和精子获能处理
B. 形成乙所依赖的生物学原理为细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
C. 对于已融合形成的细胞d,还需利用选择培养基筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞才可大规模生产单克隆抗体丙
D. 若a和b分别为基因型AaBB、aaBb个体所产生的花粉细胞,则c(只考虑两两融合)有6种基因型
二、非选择题(共52分)
17. 春季时节的倒春寒、秋季霜冻都会对作物苗期生长及秋季收获期的产量产生巨大影响,低温胁迫影响玉米幼苗的生长。研究人员选用敏感型和耐冷型两个玉米品种,进行不同温度与不同时间胁迫处理,开展相关研究。回答下列问题:
(1)在饱和光照强度和适宜CO2浓度下,温度降低时玉米幼苗净光合速率下降主要是由于细胞中大多数酶活性降低,导致___________;除此之外,还与叶绿体缺乏无机磷有关,缺乏无机磷会降低基粒上____________的产生速率,导致暗反应____________的速率降低。
(2)倒春寒时气温急剧下降,植物可能出现冷害或冻害。细胞膜的脂质过氧化损伤是低温伤害植物的另一途径,损伤程度可通过检测叶片的电导率进行分析。相关研究结果如下图所示:
据图可知:细胞膜损伤程度增大,叶片的相对电导率___________。两个玉米品种中,耐冷型玉米品种是___________,判断的依据是____________。随着时间的延长,玉米幼苗受低温胁迫的影响程度__________。
(3)过氧化物酶(POD)能清除膜脂过氧化产生的过氧化氢,抑制氧自由基的产生,从而减轻膜脂过氧化。该酶有利于玉米幼苗抵御8~0℃低温胁迫,使玉米幼苗保持相对稳定的净光合速率。与对照组相比,请预测POD在低温条件下的活性变化可能是____________。
18. 某昆虫体色受等位基因A、a控制,翅形受等位基因B、b控制,其中1对基因位于X染色体上。为进一步了解其遗传机制,研究者用灰身长翅雌虫与灰身卷翅雄虫杂交得F1,实验结果如表:
亲本(P)
子一代(F1)
♀
♂
♀
♂
灰身长翅
灰身卷翅
灰身长翅:灰身卷翅:黑身长翅:黑身卷翅=2:2:1:1
灰身卷翅:黑身卷翅=2:1
(1)就翅形来看,显性性状是__________翅,子一代昆虫中卷翅基因的基因频率为__________。
(2)就体色来看,子一代昆虫的灰身:黑身=2:1,同学们提出了两种观点解释这一现象:
观点一:“含显性基因的雄配子有50%的死亡率”。如果该观点是正确的,则子一代昆虫体色的基因型有__________种,其中纯合子占的比例为__________。
观点二:“体色的显性基因纯合致死”。
经查阅资料发现,观点二的说法更为科学。请你重新设计一个实验加以验证,要求一次实验即可,则选择的杂交亲本是__________,请写出该杂交实验的遗传图解(要求:①只书写体色性状相关的遗传、于写出配子):__________。
19. 禁食或高强度运动会导致血糖浓度降低,神经和免疫细胞“跨界合作”共同调节血糖以维持稳态的平衡。研究发现,当高强度运动导致血糖浓度降低时,神经系统调节先天样淋巴细胞(ILC2)发挥作用,通过增加ILC2的数量和改变ILC2的位置,进而影响胰腺中相应内分泌细胞的分泌作用,从而升高血糖。具体如下图所示。
(1)高强度运动时,血糖浓度降低,此时位于______的血糖调节中枢兴奋,通过_______(填“交感”或“副交感”)神经支配,最终使胰腺中的胰岛A细胞分泌胰高血糖素,从而升高血糖。
(2)结合图中信息分析,参与血糖调节的信息分子有_________,图中ILC2能够升高血糖的作用机理是_________。
(3)研究人员通过体外细胞培养技术来验证胰高血糖素的分泌是ILC2分泌的细胞因子起作用,而不是ILC2的直接作用。请利用以下实验材料设计实验思路并预期实验结果。
实验材料:胰岛A细胞、活化的ILC2、IL-13和IL-5、细胞因子阻断剂等
实验设计思路:____________。预期实验结果:____________。
20. 河西绿洲是我国重要的生态屏障,是西部大开发和“一带一路”建设的重要区域。受地形和气候的影响,河西绿洲生态系统高度依赖其南部冰雪融水及其山地森林所提供的水资源。几千年以来,天然绿洲格局逐渐发展为以传统农牧业为主的人工绿洲,以至现代工农业发展的城镇化的新型绿洲,同时人类活动也带来了绿洲荒漠化、土壤盐淡化、工业污染等一系列环境问题。
I.研究人员对河西绿洲生态系统内不同草原分别进行了不同放牧压力下的群落调查,结果如下表所示。
群落类型
植物类群数(单位:类)
轻牧
中牧
重牧
过牧
山地草原
18
25
17
10
山地荒漠草原
14
16
12
9
盐渍化草甸
11
12
7
6
(1)草原群落中,常常因地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同等等,不同地段分布着不同的种群,这体现了群落的______结构。对不同草原的植物类群数进行调查,常采用的方法是______。
(2)有报道显示,适度放牧可以降低群落优势种排斥其他物种的能力,从而提高群落水平上的多样性。表中数据______(填“支持”或“不支持”)上述报道,依据是______。
Ⅱ.近年来,在传统的游牧和农业种植模式的基础上,河西绿洲发展了“草—牧—沼—肥—农产品”循环农业生产模式(如图所示),图中a表示生产者固定的太阳能,b、c分别表示奶牛和鸡摄入的能量。
(3)在该农业生态系统中,蝇蛆属于______(填组成成分),图中所示奶牛的同化量为______。
(4)该农业种植模式下,水果、花卉的种植采用了间作套种的方式,将生物在时间、空间上进行合理配置,以获得更大的收益,从能量流动的角度分析,意义在于______。
(5)该农业种植模式中,可以将农作物剩余物作为饲料饲养牲畜,牲畜粪便经发酵产生沼肥回填农田,相比传统焚烧秸秆后进行草木灰回填的方式,这种方式的优越性在于______。(答2点即可)。
21. 传统的乙醇发酵利用高粱、甘蔗等粮食进行生产,对粮食消耗巨大。高粱等植物的秸秆中含有丰富的半纤维素(主要水解产物是木糖)。木糖在XYR酶、XDH酶的催化下转化成为木酮糖,木酮糖在XK酶作用下进一步代谢成为乙醇。酿酒酵母是乙醇发酵的重要菌种,但因其缺乏XYR基因和XDH基因而无法直接利用木糖。研究人员通过基因工程将XYR基因和XDH基因导入野生型的酿酒酵母中,在酵母细胞内建立了完整的木糖代谢的通路。
注:增强子是一种可促进基因转录的一小段特殊DNA序列;LEU2基因是亮氨酸合成基因,URA3基因是尿嘧啶合成基因。
(1)酿酒酵母菌种的性能是决定产品质量的重要因素,性状优良的酵母菌菌种可以从自然界中筛选,也可以通过___________或___________获得;经主发酵阶段产生的啤酒要在低温、密闭的环境下储存一段时间经过___________阶段才适合饮用,在实验室培养酿酒酵母时,培养皿等玻璃器皿用___________灭菌。
(2)为提高乙醇的产量,研究人员采用PCR融合技术,将增强子序列拼接到XK基因上游,需要在引物2、3的___________(填“3'”或“5'”)端引入与另一个基因相应末端互补的序列,形成重叠区域。虚线框中的过程不需要加入引物,原因是___________。
(3)载体质粒中LEU2基因和URA3基因可作为___________筛选目的菌。由此研究人员将重组质粒a和b导入到___________酿酒酵母中,并在___________培养基上进行培养,以获得工程菌a.
(4)在同等适宜条件下分别将工程菌a和工程菌b进行发酵实验,发现工程菌a的乙醇产量是工程菌b的1.5倍,试分析工程菌a提高了乙醇产量的原因___________。
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西北师大附中
2025——2026学年第二学期高三一模考试试题
生物学
一、单选题(每小题3分,共48分)
1. 翟中和院士曾说,“我确信哪怕一个最简单的细胞,也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧”,下列关于细胞的基本结构及其功能的说法正确的是( )
A. 细胞内的细胞器随机漂浮在细胞质中,即可完成特定的生理功能
B. 高等植物细胞之间可以通过胞间连丝进行物质运输、信息交流
C. 细胞膜外表面的糖类与蛋白质分子结合形成糖被参与细胞间信息传递
D. 伞藻的嫁接实验可证明“生物体形态结构的建成由细胞核决定”
【答案】B
【解析】
【分析】细胞间信息交流的方式可归纳为三种主要方式:1、相邻细胞间直接接触;如精子和卵细胞之间的识别和结合。2、相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通,通过携带信息的物质来交流信息,如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,进行细胞间的信息交流。3、通过体液的作用来完成的间接交流,如内分泌细胞分泌→激素进入体液→体液运输→靶细胞受体信息→靶细胞。
【详解】A、细胞器在细胞内由特定的位置,A错误;
B、相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞,如高等植物细胞的胞间连丝,B正确;
C、细胞膜的外表面的蛋白质与糖分子形成糖蛋白,与脂质结合形成糖脂,这些糖统称为糖被,糖被与细胞表面的 识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系,C错误;
D、将伞形帽伞藻的假根和菊花形帽伞藻的柄嫁接,将长成伞形帽伞藻,不能说明形态建成与细胞核有关,因假根中也存在细胞质;若要证明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关,还需加核移植实验,D错误。
故选B。
2. 胡杨耐盐碱能力强,能适应沙漠环境。当体内盐分超过一定限度时,胡杨能通过树干的节疤和裂口主动排出多余盐分,形成的白色或淡黄色块状结晶,称作“胡杨碱”。“胡杨碱”的主要成分是碳酸氢钠,可用来发面蒸馒头、制肥皂等。下列相关叙述正确的是( )
A. 生活在沙漠中的胡杨,细胞中结合水的含量明显高于自由水
B. 胡杨通过根细胞吸收的微量元素磷可参与组成细胞膜
C. 若沙漠土壤缺少大量元素镁,胡杨的光合作用强度会上升
D. 胡杨能将多余的盐分排出体外是其耐盐碱、抗旱的原因之一
【答案】D
【解析】
【分析】组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类:
1、大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上元素,包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。
2、微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素,包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
【详解】A、胡杨虽然生活在沙漠中,但细胞中自由水的含量依然大于结合水的含量,A错误;
B、磷属于大量元素,B错误;
C、若沙漠土壤缺少镁这种大量元素,将使胡杨叶片中的叶绿素合成量减少,从而使其光合作用强度下降,C错误;
D、胡杨能够将多余的盐分排出体外是其具有出色耐盐碱和抗旱能力的重要原因之一,这种独特的生理机制使得胡杨能够在盐分含量极高的土壤中生长,而不会受到盐分的过度积累所带来的伤害,D正确。
故选D。
3. GTP(鸟苷三磷酸) 的作用与ATP类似,线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有 GTP酶活性的发动蛋白。线粒体分裂时,在其他蛋白的介导下,发动蛋白有序的排布到线粒体分裂面的外膜上,组装成环线粒体的纤维状结构。该结构缢缩,使线粒体一分为二。下列说法正确的是( )
A GTP 因含有三个特殊化学键而具有较高能量
B. 线粒体分裂体现了发动蛋白具有催化、运动等功能
C. 一般情况下,发动蛋白结合到线粒体外膜上等待激活
D. 环线粒体的纤维状结构由单糖脱水缩合而成
【答案】B
【解析】
【分析】ATP分子的结构式可以简写成A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团, ATP的化学性质不稳定,在有关酶的催化作用下,ATP分子远离A P就脱离开来,形成游离的Pi,同时释放出大量的能量,ATP就转化成了ADP。
【详解】A、分析题意,GTP(鸟苷三磷酸) 的作用与ATP类似,推测其结构简式应为G-P~P~P,含有两个特殊化学键,A错误;
B、结合题意分析可知,发动蛋白具有 GTP酶活性,说明其具有催化作用,且线粒体分裂时发动蛋白有序的排布到线粒体分裂面的外膜上,该过程体现了发动蛋白具有运动功能,B正确;
C、结合题干信息“线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有 GTP酶活性的发动蛋白”可知,一般情况下,发动蛋白在细胞质基质中等待激活,C错误;
D、分析题意可知,环线粒体的纤维状结构是由发动蛋白等组成的,蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成,D错误。
故选B。
4. 在科学史上,许多科学家利用严谨的实验设计、科学的思维方法在生物学领域取得了重大成就。下列叙述正确的是( )
A. 班廷和贝斯特用结扎了胰管的狗进行实验证明胰岛素由胰岛分泌
B. 探究蝾螈与变形虫细胞核的功能中,运用了嫁接法和核移植法
C. 艾弗里在研究肺炎链球菌转化实验时,对自变量的控制符合对照实验的“加法原理”
D. 施旺、施莱登运用不完全归纳法得出一切生物都由细胞发育而来
【答案】A
【解析】
【分析】由一系列具体事实推出一般结论的思维方法称为归纳法,归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法。完全归纳法是指通过对某类事物中的每一个对象或每一子类的考察,从中概括出关于此类事物的一般性结论的推理,不完全归纳法是指通过对某类事物的部分对象或一部分子类的考察,从中概括出关于该类事物的一般性结论的推理。
【详解】A、班廷和贝斯特先将狗的胰管结扎,造成胰腺萎缩,再摘除另一只狗的胰腺,造成糖尿病,应用了减法原则,再从结扎的狗身上取出姜缩得只剩下胰岛的胰腺做成提取液,注入患糖尿病的狗身上,患糖尿病的狗的血糖迅速下降,证实胰岛分泌胰岛素,A正确;
B、探究蝾螈与变形虫细胞核的功能中,没有运用嫁接法和核移植法,B错误;
C、艾弗里在研究肺炎链球菌转化实验时,对自变量的控制符合对照实验的“减法原理”,如他在培养R型肺炎双球菌的培养基中除了加入分离提纯的S型肺炎双球菌的DNA之外,还同时加入了DNA水解酶,结果培养基上没有出现S型肺炎双球菌,C错误;
D、施旺、施莱登运用不完全归纳法提出细胞学说,但细胞学说并未提出一切生物都由细胞发育而来(病毒无细胞结构,D错误。
故选A。
5. 兰科植物约有800属近3万种,对不同环境有极强的适应能力,且不同地域的同种兰花在形态结构上也存在明显差异。我国科学家以深圳拟兰为研究对象,通过基因组测序和功能分析发现兰花有474个特有基因,从分子水平上解开了兰花进化之谜。下列相关叙述正确的是( )
A. 基因组等分子水平上的证据是生物进化最直接最重要的证据
B. 拟兰基因库由474个基因构成
C. 不同地域的同种兰花形态结构存在差异的根本原因是种群基因频率的差异
D. 兰花对不同环境适应的形成是突变和基因重组的结果
【答案】C
【解析】
【分析】现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、生物进化最直接最重要的证据是化石,A错误;
B、基因库是指一个种群中的全部个体所含有的全部基因,拟兰的基因库除了含有474个特有基因外,还有其他很多基因,B错误;
C、现代生物进化理论认为种群间出现形态结构差异的实质是种群基因频率的改变,C正确;
D、突变和基因重组为生物进化提供原材料,为自然选择提供了可选择的遗传变异,自然选择才是决定生物适应环境方向的关键因素,故兰花对不同环境适应的形成是自然选择的结果,D错误。
故选C。
6. 如图是某男性在胚胎发育初期部分染色体发生的变异。进行减数分裂时,异常的染色体可与其他两条正常染色体配对,配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞的任一极。不考虑其他变异,下列相关叙述错误的是( )
A. 图示变异发生在该男性细胞的有丝分裂过程中
B. 该男性的精原细胞中含有45条或90条染色体
C. 成年后,该男性产生正常精子的概率为1/6
D. 该男性与正常女性婚配,子代异常个体都为三体
【答案】D
【解析】
【分析】减数分裂染色体复制一次,细胞连续分裂两次,子细胞染色体数目减半。在减数第一次分裂前期,同源染色体联会,形成四分体;在减数第一次分裂后期,同源染色体分离、非同源染色体自由组合。经历减数第一次分裂后,染色体减半。在减数第二次分裂后期,姐妹染色单体分开成染色体,移向细胞两极。初级和次级卵母细胞的分裂都是不均等分裂,第一极体均等分裂。
【详解】A、该变异发生在胚胎发育初期体细胞形成过程中,体细胞的增殖方式是有丝分裂,A正确;
B、据图分析可知,图示发生染色体易位,且丢失了一条染色体,因此其体细胞中含有45条染色体,精原细胞可以进行有丝分裂,在有丝分裂后期含有90条染色体,B正确;
C、设图中正常的染色体组成用AABB表示,异常的染色体用(AB)表示,则该男性的染色体组成可表示为AB(AB),其产生的精子种类及比例为A:B(AB):B:A(AB):AB:(AB)=1:1:1:1:1:1,其产生正常精子AB的概率为1/6,C正确;
D、该男性与正常女性婚配,子代异常个体为三体或单体,D错误。
故选D。
7. 肺炎链球菌有R型和S型,其中S型菌分为SⅠ、SⅡ、SⅢ,R型菌分为RI、 RⅡ、RⅢ。R型菌可接受不同S型菌的S基因并转化成相应的S型菌;R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。为探究R型菌是发生转化还是回复突变,科学家将加热杀死的SⅠ和活的RⅡ混合培养一段时间后观察细菌类型,下列相关分析错误的是( )
A. 若培养基中同时出现SⅠ、RⅡ,说明发生转化
B. 若培养基中同时出现SⅡ、RⅡ,说明发生回复突变
C. 若培养基中同时出现SⅠ、SⅡ,则SⅠ菌落数少于SⅡ
D. 本实验也可选用加热杀死的SⅡ和活的RⅢ完成探究
【答案】C
【解析】
【分析】R型和S型肺炎链球菌的区别是前者没有荚膜(菌落表现粗糙),后者有荚膜(菌落表现光滑)。
【详解】A、依题意,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌,加热杀死的SⅠ和活的RⅡ混合培养,若培养基中出现SⅠ,则说明是RⅡ转化而来,RⅡ回复突变只能产生SⅡ,A正确;
B、依题意,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌,加热杀死的SⅠ和活的RⅡ混合培养,若培养基中出现SⅡ,说明RⅡ发生了回复突变,产生了SⅡ,B正确;
C、若培养基中同时出现SⅠ,则说明RⅡ发生了转化,产生了SⅠ;若出现了SⅡ,则说明RⅡ发生了回复突变,产生了SⅡ。基因突变是低频率的,若培养基中同时出现SⅠ、SⅡ,则SⅠ菌落数多于SⅡ,C错误;
D、依题意,本实验的目的是探究R型菌是发生转化还是回复突变,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌,故只要选择的加热杀死的S菌和活的R菌类型不同就可达到目的,D正确。
故选C。
8. 非编码RNA包括微小RNA与长链RNA,其中的微小RNA(miRNA)可以影响基因表达。miRNA与mRNA的3′端非翻译区的互补序列结合并切割mRNA,进而影响蛋白质的合成。下列相关叙述正确的是( )
A. 非编码RNA是以DNA的一条链为模板在RNA酶的催化下合成
B. miRNA通过影响基因的转录抑制蛋白质的合成
C. 正常情况下,一个核糖体可以相继结合多个mRNA,同时进行多条肽链的合成
D. 利用miRNA的功能研发新的体内递送方法,可寻求对肿瘤进行干预治疗的方法
【答案】D
【解析】
【分析】分析题文:miRNA是一类非编码RNA,不能作为模板翻译肽链,不能指导蛋白质的合成;miRNA与mRNA的3’端非翻译区的互补序列结合并切割mRNA,影响基因表达的翻译过程,进而影响蛋白质的合成。
【详解】A、非编码RNA是以DNA的一条链为模板在RNA聚合酶的催化下合成,A错误;
B、miRNA通过影响基因的翻译过程,进而抑制蛋白质的合成,B错误;
C、正常情况下,一条mRNA.上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,C错误;
D、利用miRNA具有抑制蛋白质合成的功能来研发新的体内递送方法,可寻求对肿瘤进行干预治疗的方法,D正确。
故选D。
9. 花椒中含羟基甲位山椒醇,人们食用花椒后,该物质可激活皮下三叉神经纤维RA1,进而产生“麻”的感觉。图是三叉神经局部示意图,下列叙述正确的是( )
A. “麻”感觉的产生依赖于机体内完整的反射弧
B. 三叉神经膜外Na+借助Na+通道蛋白内流产生神经冲动
C. 若在M点施加一定强度的刺激,电流表指针会发生一次偏转
D. 若将a点接至膜内,M点接受一定强度刺激后电流表指针不偏转
【答案】B
【解析】
【分析】静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去。
【详解】A、感觉是由大脑皮层产生的,因此人们食用花椒后“麻”的感觉是在大脑皮层产生的,该过程不涉及传出神经和效应器等结构,没有完整的反射弧,A错误;
B、神经纤维膜外的Na+浓度高于膜内,因此三叉神经膜外Na+借助Na+通道蛋白内流产生神经冲动,形成动作电位,B正确;
C、若在M点施加一定强度的刺激,兴奋先后到达电流计的两侧,电流表指针会发生两次偏转,C错误;
D、若将a点接至膜内,则M点给予刺激后,a点的电位会从负变成正,再变成负,a与b之间会存在电位差,指针会偏转,D错误。
故选B。
10. 目前发现有三套反馈机制维持着促垂体激素分泌的相对稳定。其一是靶腺体激素作用于下丘脑及垂体的长反馈;另有TSH通过血液作用于下丘脑的短反馈;以及血液中TRH在下丘脑的浓度,或血液中TSH在垂体的浓度,反过来分别作用于下丘脑或垂体的超短反馈。其调节机理如图所示,可以为甲状腺激素分泌功能障碍提供诊断依据。下列有关叙述错误的是( )
A. 图中反馈1属于长反馈,反馈5属于短反馈
B. 图中反馈3和反馈4均可导致游离的T3、T4分泌量降低
C. TSH通过定向运输至甲状腺发挥作用引起T3、T4分泌量增加
D. 给患病动物注射适量的TRH后,检测到TSH、T3、T4含量均增多,则病变部位极可能是下丘脑
【答案】C
【解析】
【分析】1、图中体现了甲状腺激素分泌的过程中,既存在分级调节,也存在反馈调节,分级调节中,下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素(TRH), TRH运输到并作用于垂体,促使垂体分泌促甲状腺激素(TSH),TSH随血液循环到达甲状腺,促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌;当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时,又会负反馈调节抑制下丘脑和垂体分泌相关激素。
2、激素通过体液运输到全身,选择性地作用于靶细胞、靶器官。
【详解】A、据题干信息分析可知,图中反馈1是甲状腺激素通过血液传送作用到下丘脑和垂体,属于长反馈,反馈5属于TSH通过血液传送作用于下丘脑,属于短反馈,A正确;
B、图中反馈3和反馈4属于负反馈,分别抑制下丘脑、垂体分泌TRH、TSH,均可导致甲状腺合成与分泌的T3、T4量降低,B正确;
C、激素的运输通常是通过体液运输进行的,这种运输方式是非定向的,即激素分子并不直接定向地运输到特定的靶细胞,而是广泛地分布在体液中,选择性地作用于靶器官、靶细胞。 激素选择靶细胞、靶器官, 是通过与靶细胞上的特异性受体相互识别,并发生特异性结合实现的,C错误;
D、根据题干信息和图示分析可知,TRH是下丘脑分泌的促垂体激素之一,它作用于垂体并刺激垂体合成、分泌TSH,TSH则进一步作用于甲状腺并刺激甲状腺合成、分泌甲状腺激素(T3、I4),因此,给患病动物注射适量的TRH后,检测到TSH、T3、T4含量均增多,则病变部位极可能是下丘脑,D正确。
故选C。
11. 科研人员在研究光诱导的高粱离体节间花青素的合成时发现,外源添加浓度为3×10-6~3×10-4moL·L-1的生长素和2,4-D均能够抑制花青素的合成,并呈现出随生长素浓度升高其对花青素合成的抑制作用增强的趋势。下列相关分析正确的是( )
A. 生长素和2,4-D在细胞内合成后,通过主动运输的方式运送到作用部位
B. 生长素对花青素合成的作用与生长素在茎的背地生长中的作用不同
C. 抑制花青素合成的生长素最适浓度在3×10-6~3×10-4moL·L-1之间
D. 若将生长素与蛋白酶混合使用,生长素由于被分解而不能发挥抑制作用
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意分析:外源添加浓度为3×10-6~3×10-4moL·L-1的生长素和2,4-D均能够抑制花青素的合成,并呈现出随生长素浓度升高其对花青素合成的抑制作用增强的趋势。
【详解】A、2,4-D是人工合成的,不是细胞内合成的,A错误;
B、生长素对花青素合成起抑制作用,生长素在茎的背地生长中起到促进作用,所以作用不同,B正确;
C、外源添加浓度为3×10-6~3×10-4moL·L-1的生长素,呈现出随生长素浓度升高其对花青素合成的抑制作用增强的趋势,在该浓度范围内并未出现抑制花青素合成的生长素最适浓度,C错误;
D、生长素的化学本质是吲哚乙酸,不是蛋白质,不会被蛋白酶分解,D错误。
故选B。
12. 海洋是生物圈的重要组成部分,与人类的生存和发展息息相关。图甲是某海域中大黄鱼种群增长速率随种群数量的变化情况;图乙表示某海域能量流动简图,A、B、C、D表示生态系统的组成成分。下列相关叙述正确的是( )
A. 要获得该海域中大黄鱼的最大持续捕捞量,捕捞后大黄鱼种群数量应为a
B. 图甲中大黄鱼数量为c时,该种群的年龄结构应为衰退型
C. 图乙中能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为20%
D. 图乙中一定存在食物链A→D→B
【答案】C
【解析】
【分析】1、由图1种群增长速率变化曲线图可知,大黄鱼种群以S型曲线增长,且b点对应种群的K/2。
2、由图2可知甲为生产者,丁为初级消费者,丙为次级消费者,乙为分解者。
【详解】A、要获得该海城中大黄鱼的最大持续捕捞量,应使大黄鱼种群增长速率维持在最大,对应K/2,故捕捞后大黄鱼种群数量应为b,A错误;
B、图甲中大黄鱼数量为c时对应的种群增长速率大于0,此时该种群的年龄结构可能为增长型,B错误;
C、能量在第一营养级和第二营养级间的传递效率为(1.5×106)/(7.5×106)×100%=20%,C正确;
D、图乙中,由于能量流动有逐级递减的特点,且相邻营养级间能量传递效率为10%~20%,所以A为生产者,D为初级消费者,C为次级消费者,B为分解者,食物链中不含分解者,D错误。
故选C。
13. 生活在同一区域的不同种群直接或间接地联系着,共同构成了有序的整体,即群落。下列关于生物群落的特征及其演替的叙述,错误的是( )
A. 草原等生物群落的外貌会随着季节的改变发生有规律的变化
B. 群落组成随着时间向一定方向有序变化的过程属于群落演替
C. 森林群落中阴生植物的叶绿体体积小且数量少,利于其适应弱光条件
D. 群落内两个生态位相似的物种间的竞争可能使其生态位的重叠程度降低
【答案】C
【解析】
【分析】群落演替是指一个群落替代另一个群落的过程,包括初生演替和次生演替。初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替;次生演替是指原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】A、群落外貌常常随时间的推移而发生周期性的变化,随着气候季节性交替,群落呈现不同的外貌,A正确;
B、群落演替是指随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,B正确;
C、森林群落中阴生植物的叶绿体体积大且数量多,利于其适应弱光条件,C错误;
D、森林中两个生态位相似的物种会由于竞争而导致生态位发生分化,D正确。
故选C。
14. 洪泛区是指江河两岸、湖周海滨等易受洪水淹没的区域,这些地区土地肥沃,生物种类丰富,综合利用工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科知识构建生态护坡,可有效减轻洪灾对生产的影响。下图为某河流生态护坡的模式图,有关说法错误的是( )
A. 季节性洪泛区能明显体现出群落的季节性变化
B. 日照增长后鲤鱼纷纷产卵体现了生态系统的信息传递功能
C. 区别淹没区与季节性洪水区两个区域的重要特征是物种组成
D. 该河受到轻微污染依然清澈,体现生态系统的恢复力稳定性
【答案】D
【解析】
【分析】1.生态系统稳定性的概念生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力称为生态系统的稳定性。 包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
2.信息传递在生态系统中的作用
(1)个体:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。
(2)种群:生物种群的繁衍,离不开信息传递。
(3)群落和生态系统:能调节生物的种间关系,经维持生态系统的稳定。
【详解】A、洪泛区的季节性体现的是群落随季节变化而发生的地貌特征的改变,A正确;
B、日照增长后鲤鱼纷纷产卵体现了生态系统的信息传递功能,说明种群的繁衍离不开信息的传递,B正确;
C、群落的物种组成是区别不同群落的重要特征,即区别淹没区与季节性洪水区的依据是群落的物种组成,C正确;
D、该河受到轻微污染依然清澈,体现生态系统的抵抗力稳定性,D错误。
故选D。
15. 下列关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A. 实验中如果将研磨液更换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低
B. 利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNA
C. DNA在不同浓度NaC1溶液中溶解度不同,该原理可用于纯化DNA粗提物
D. 将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应,可检测溶液中是否含有蛋白质杂质
【答案】D
【解析】
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理:
(1)DNA的溶解性:DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精;DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
(2)DNA的鉴定:在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、研磨液有利于DNA的溶解,换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低,A正确;
B、DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精,可分离DNA,B正确;
C、DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变,因此可用不同浓度的NaCl溶液对DNA进行粗提取,C正确;
D、在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,二苯胺试剂用于鉴定DNA,D错误。
故选D。
16. 细胞融合技术在生物育种和免疫学中有着广泛应用,下图为细胞融合的简略过程,据下图分析,下列说法错误的是( )
A. 甲中a和b在体外受精前,需在体外进行卵子的成熟培养和精子获能处理
B. 形成乙所依赖的生物学原理为细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
C. 对于已融合形成的细胞d,还需利用选择培养基筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞才可大规模生产单克隆抗体丙
D. 若a和b分别为基因型AaBB、aaBb个体所产生的花粉细胞,则c(只考虑两两融合)有6种基因型
【答案】C
【解析】
【分析】收集到的卵母细胞和精子,要分别对它们进行成熟培养和获能处理,然后才能用于体外受精。
乙表示植物体细胞杂交植株,要得到乙,先要进行植物细胞的融合(利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,得到原生质体,用电击等方法诱导原生质体融合),该过程依赖的生物学原理为细胞膜的流动性,获得杂交细胞后,再利用植物组织培养技术将杂交细胞培养成杂交植株,该过程所依赖的生物学原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、采集到的卵母细胞和精子,要分别对它们进行成熟培养和获能处理,然后才能用于体外受精,A正确;
B、乙表示植物体细胞杂交植株,要得到乙,先要进行植物细胞的融合(利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,得到原生质体,用电击等方法诱导原生质体融合),该过程依赖的生物学原理为细胞膜的流动性,获得杂交细胞后,再利用植物组织培养技术将杂交细胞培养成杂交植株,该过程所依赖的生物学原理是植物细胞的全能性,B正确;
C、对于已融合形成的细胞d,利用选择培养基筛选出的只是杂交瘤细胞,而要获得产生特定抗体的杂交瘤细胞还需要进行专一性抗体检测之后才可大规模生产单克隆抗体丙,C错误;
D、若a和b分别为基因型AaBB、aaBb个体所产生的花粉细胞,AaBB能产生AB、aB这两种花粉,aaBb能产生aB、ab这两种花粉,去壁两两融合可得到:AABB、aaBB、AaBB、AaBb、aaBb、aabb这6种基因型,D正确。
故选C。
二、非选择题(共52分)
17. 春季时节的倒春寒、秋季霜冻都会对作物苗期生长及秋季收获期的产量产生巨大影响,低温胁迫影响玉米幼苗的生长。研究人员选用敏感型和耐冷型两个玉米品种,进行不同温度与不同时间胁迫处理,开展相关研究。回答下列问题:
(1)在饱和光照强度和适宜CO2浓度下,温度降低时玉米幼苗净光合速率下降主要是由于细胞中大多数酶活性降低,导致___________;除此之外,还与叶绿体缺乏无机磷有关,缺乏无机磷会降低基粒上____________的产生速率,导致暗反应____________的速率降低。
(2)倒春寒时气温急剧下降,植物可能出现冷害或冻害。细胞膜的脂质过氧化损伤是低温伤害植物的另一途径,损伤程度可通过检测叶片的电导率进行分析。相关研究结果如下图所示:
据图可知:细胞膜损伤程度增大,叶片的相对电导率___________。两个玉米品种中,耐冷型玉米品种是___________,判断的依据是____________。随着时间的延长,玉米幼苗受低温胁迫的影响程度__________。
(3)过氧化物酶(POD)能清除膜脂过氧化产生的过氧化氢,抑制氧自由基的产生,从而减轻膜脂过氧化。该酶有利于玉米幼苗抵御8~0℃低温胁迫,使玉米幼苗保持相对稳定的净光合速率。与对照组相比,请预测POD在低温条件下的活性变化可能是____________。
【答案】(1) ①. 光合作用各个过程速率均下降 ②. NADPH和ATP ③. C3的还原
(2) ①. 增大 ②. 先玉335 ③. 相同低温条件处理,先玉335的电导率增大较少,细胞损伤程度较低 ④. 增大
(3)低温条件下的活性增强
【解析】
【分析】分析柱状图可知,植物细胞膜损伤程度增大,相对电导率增大;温度低,时间延长会导致植物细胞膜损伤程度增大;相较而言,先玉335受低温胁迫的影响较小。
【小问1详解】
温度对光合作用速率的影响主要通过影响相关酶的活性,低温时大多数酶活性降低,光合作用各个过程速率均下降;光合作用中含P的物质主要有ATP和NADPH,在叶绿体类囊体上进行光反应合成ATP和NADPH,为暗反应的C3的还原提供能量和还原剂;
【小问2详解】
分析柱状图可知,温度低,时间延长会导致植物细胞膜损伤程度增大;植物细胞膜损伤程度增大,相对电导率增大;相较而言,先玉335受低温胁迫的影响较小;
【小问3详解】
POD用于低温时减轻膜脂过氧化,有利于玉米幼苗抵御8~0℃低温胁迫,使玉米幼苗保持相对稳定的净光合速率,推测在低温条件下POD活性将会增强,有利于玉米幼苗抵御低温胁迫。
【点睛】本题考查温度对光合作用的影响以及对照试验分析实验数据的能力。
18. 某昆虫的体色受等位基因A、a控制,翅形受等位基因B、b控制,其中1对基因位于X染色体上。为进一步了解其遗传机制,研究者用灰身长翅雌虫与灰身卷翅雄虫杂交得F1,实验结果如表:
亲本(P)
子一代(F1)
♀
♂
♀
♂
灰身长翅
灰身卷翅
灰身长翅:灰身卷翅:黑身长翅:黑身卷翅=2:2:1:1
灰身卷翅:黑身卷翅=2:1
(1)就翅形来看,显性性状是__________翅,子一代昆虫中卷翅基因的基因频率为__________。
(2)就体色来看,子一代昆虫的灰身:黑身=2:1,同学们提出了两种观点解释这一现象:
观点一:“含显性基因雄配子有50%的死亡率”。如果该观点是正确的,则子一代昆虫体色的基因型有__________种,其中纯合子占的比例为__________。
观点二:“体色的显性基因纯合致死”。
经查阅资料发现,观点二的说法更为科学。请你重新设计一个实验加以验证,要求一次实验即可,则选择的杂交亲本是__________,请写出该杂交实验的遗传图解(要求:①只书写体色性状相关的遗传、于写出配子):__________。
【答案】(1) ①. 长翅 ②. 4/5
(2) ①. 3 ②. 1/2 ③. 多对灰身与黑身杂交 ④.
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,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。
题表分析,亲本灰身与灰身杂交,后代中无论雌雄均表现为灰身∶黑身比例为2∶1,说明灰身对黑身为显性,且相关基因位于常染色体上,由于子代比例不是3∶1,因而可能存在灰身纯合子致死的情况,长翅雌性个体与卷翅雄性个体杂交,后代中雄性个体均表现为卷翅,雌性个体中长翅和卷翅的比例为1∶1,说明控制翅形的基因位于X染色体上,且长翅对卷翅为显性,而子代雄性个体没有长翅出现,说明长翅雄性表现致死。
【小问1详解】
亲代长翅雌性与卷翅雄性个体杂交,后代雌性个体中长翅和卷翅的比例为1∶1,说明长翅对卷翅为显性,且子代雄性个体中均表现为卷翅,说明长翅雄性表现为致死;根据子代的表现型可知,亲本的基因型可表示为XBXb和XbY,杂交产生的子代的基因型和比例为XBXb、XbXb和XbY,且比例均等,可见子一代昆虫中卷翅基因的基因频率为4/5。
【小问2详解】
就体色来看,子一代昆虫的灰身∶黑身=2∶1,对于该现象出现的原因解释有:“含显性基因的雄配子有50%的死亡率”或“体色的显性基因纯合致死”。基于上述解释做出分析,根据子代的表现型比例可推知亲本的基因型为Aa和Aa,若第一种假设合理,则雌性个体产生的配子类型和比例为1/2A、1/2a,雄性个体的比例为1/3A、2/3a,子代中黑身个体的比例为1/2×2/3=1/3,符合题意,子一代昆虫体色的基因型有3种分别是AA、Aa和aa,其中纯合子占的比例为1/2×1/3+1/2×2/3=1/2。
经查阅资料发现,观点二的说法更为科学。若该观点正确,则群体中灰身个体均为杂合子,为了证明该观点,可设计测交实验进行验证,即选择多对灰身个体与异性的黑身个体进行杂交,观察后代的性状表现,进而得出相应的结论,若后代中灰身和黑身的比例为1∶1,且与性别无关。可证明上述观点,相关遗传图解如下:
19. 禁食或高强度运动会导致血糖浓度降低,神经和免疫细胞“跨界合作”共同调节血糖以维持稳态的平衡。研究发现,当高强度运动导致血糖浓度降低时,神经系统调节先天样淋巴细胞(ILC2)发挥作用,通过增加ILC2的数量和改变ILC2的位置,进而影响胰腺中相应内分泌细胞的分泌作用,从而升高血糖。具体如下图所示。
(1)高强度运动时,血糖浓度降低,此时位于______的血糖调节中枢兴奋,通过_______(填“交感”或“副交感”)神经支配,最终使胰腺中的胰岛A细胞分泌胰高血糖素,从而升高血糖。
(2)结合图中信息分析,参与血糖调节的信息分子有_________,图中ILC2能够升高血糖的作用机理是_________。
(3)研究人员通过体外细胞培养技术来验证胰高血糖素的分泌是ILC2分泌的细胞因子起作用,而不是ILC2的直接作用。请利用以下实验材料设计实验思路并预期实验结果。
实验材料:胰岛A细胞、活化的ILC2、IL-13和IL-5、细胞因子阻断剂等
实验设计思路:____________。预期实验结果:____________。
【答案】(1) ①. 下丘脑 ②. 交感
(2) ①. NE、IL-13、IL-5、胰高血糖素 ②. ILC2受到NE的作用后会增殖并迁移至胰腺,分泌-13、IL-5,促进胰高血糖素的分泌,从而升高血糖
(3) ①. 取生理状态相同的胰岛A细胞随机分成四组并编号甲、乙、丙、丁;甲组不做处理、乙组加适量活化的ILC2、丙组加等量活化的ILC2和适量细胞因子阻断剂,丁组加适量的IL-13和IL-5;在相同且适宜的条件下培养,检测培养液中胰高血糖素的含量 ②. 胰高血糖素含量乙≈丁>甲≈丙
【解析】
【分析】与血糖调节相关的激素主要是胰岛素和胰高血糖素,其中胰岛素的作用是机体内唯一降低血糖的激素,胰岛素能促进全身组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖浓度;胰高血糖素能促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
【小问1详解】
血糖调节中枢位于下丘脑,高强度运动时,血糖浓度降低,此时位于下丘脑的血糖调节中枢兴奋,通过交感神经经支配,最终使胰腺中的胰岛A细胞分泌胰高血糖素,从而升高血糖。
【小问2详解】
由图可知,NE作用于ILC2后,ILC2会增殖并迁移至胰腺,分泌IL-13、IL-5,促进胰高血糖素的分泌,从而升高血糖,因此可知参与血糖调节的信息分子有NE、IL-13、IL-5、胰高血糖素。
【小问3详解】
本实验目的是验证胰高血糖素的分泌是ILC2分泌的细胞因子起作用,而不是ILC2的直接作用,因此自变量是ILC2分泌细胞因子的有无,因变量为胰高血糖素的分泌量。根据实验对照原则和单一变量的原则,因此实验思路为取生理状态相同的胰岛A细胞随机分成四组并编号甲、乙、丙、丁;甲组不做处理、乙组加适量活化的ILC2、丙组加等量活化的ILC2和适量细胞因子阻断剂,丁组加适量的IL-13和IL-5;在相同且适宜的条件下培养,检测培养液中胰高血糖素的含量。乙组和丁组都有细胞因子,因此胰岛A细胞都可分泌胰高血糖素,甲组不做处理,胰岛A细胞不分泌,丙组虽有活化的ILC2,但存在细胞因子阻断剂,因此胰岛A细胞不分泌,故实验结果为胰高血糖素含量乙≈丁>甲≈丙。
20. 河西绿洲是我国重要的生态屏障,是西部大开发和“一带一路”建设的重要区域。受地形和气候的影响,河西绿洲生态系统高度依赖其南部冰雪融水及其山地森林所提供的水资源。几千年以来,天然绿洲格局逐渐发展为以传统农牧业为主的人工绿洲,以至现代工农业发展的城镇化的新型绿洲,同时人类活动也带来了绿洲荒漠化、土壤盐淡化、工业污染等一系列环境问题。
I.研究人员对河西绿洲生态系统内不同草原分别进行了不同放牧压力下的群落调查,结果如下表所示。
群落类型
植物类群数(单位:类)
轻牧
中牧
重牧
过牧
山地草原
18
25
17
10
山地荒漠草原
14
16
12
9
盐渍化草甸
11
12
7
6
(1)草原群落中,常常因地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同等等,不同地段分布着不同的种群,这体现了群落的______结构。对不同草原的植物类群数进行调查,常采用的方法是______。
(2)有报道显示,适度放牧可以降低群落优势种排斥其他物种的能力,从而提高群落水平上的多样性。表中数据______(填“支持”或“不支持”)上述报道,依据是______。
Ⅱ.近年来,在传统的游牧和农业种植模式的基础上,河西绿洲发展了“草—牧—沼—肥—农产品”循环农业生产模式(如图所示),图中a表示生产者固定的太阳能,b、c分别表示奶牛和鸡摄入的能量。
(3)在该农业生态系统中,蝇蛆属于______(填组成成分),图中所示奶牛的同化量为______。
(4)该农业种植模式下,水果、花卉的种植采用了间作套种的方式,将生物在时间、空间上进行合理配置,以获得更大的收益,从能量流动的角度分析,意义在于______。
(5)该农业种植模式中,可以将农作物剩余物作为饲料饲养牲畜,牲畜粪便经发酵产生沼肥回填农田,相比传统焚烧秸秆后进行草木灰回填的方式,这种方式的优越性在于______。(答2点即可)。
【答案】(1) ①. 水平 ②. 样方法
(2) ①. 支持 ②. 同一草原的植物类群数与放牧压力有关,不同放牧压力下,植物类群数有明显差别,且三种类型的草原群落中都是中牧时植物类群数最大
(3) ①. 分解者 ②. b—e—g
(4)增加生态系统中流入生产者的总能量
(5)能实现物质的循环利用;能实现能量的多级利用;能减少空气污染和CO2的排放
【解析】
【分析】1、生态系统的结构包括组成成分和营养结构。组成成分又包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者;营养结构是指食物链和食物网。生态系统的能量流动特点是单向流动、逐级递减。
2、某一营养级同化的能量=摄入量-粪便量。
【小问1详解】
草原群落中,常常因地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同等等,不同地段分布着不同的种群,这体现了群落的水平结构。调查不同草原的植物类群数时常采用样方法,要注意随机取样。
【小问2详解】
据题表可知,同一草原的植物类群数与放牧压力有关,不同放牧压力下,植物类群数有明显差别,且三种类型的草原群落中都是中牧时植物类群数最大,说明适度放牧可降低群落优势种排斥其他物种的能力,避免一种或少数几种植物占据绝对优势,有利于提高物种多样性。
【小问3详解】
由题图可知,蝇蛆利用的是牛粪,也就是动物的排遗物,故在该农业生态系统中,蝇蛆属于分解者;由题干信息及题图可知,奶牛摄入的能量为b,其粪便中的能量为e+g ,则奶牛的同化量=摄入的能量-粪便中的能量=b-(e+g)=b-e-g 。
【小问4详解】
间作套种可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,有利于改善作物的通风透光条件,提高光能利用率,增加生态系统中流入生产者的总能量,以获得更大的收益。
【小问5详解】
传统焚烧秸秆后进行草木灰回填的方式会产生大量的二氧化碳和灰烬,造成一定的污染。而将农作物剩余物作为饲料饲养牲畜,牲畜粪便经发酵可产生沼肥回填农田并可提供清洁能源,能实现物质的循环利用和能量的多级利用,并减少空气污染和CO2的排放,提高生态效益和经济效益。
21. 传统的乙醇发酵利用高粱、甘蔗等粮食进行生产,对粮食消耗巨大。高粱等植物的秸秆中含有丰富的半纤维素(主要水解产物是木糖)。木糖在XYR酶、XDH酶的催化下转化成为木酮糖,木酮糖在XK酶作用下进一步代谢成为乙醇。酿酒酵母是乙醇发酵的重要菌种,但因其缺乏XYR基因和XDH基因而无法直接利用木糖。研究人员通过基因工程将XYR基因和XDH基因导入野生型的酿酒酵母中,在酵母细胞内建立了完整的木糖代谢的通路。
注:增强子是一种可促进基因转录的一小段特殊DNA序列;LEU2基因是亮氨酸合成基因,URA3基因是尿嘧啶合成基因。
(1)酿酒酵母菌种的性能是决定产品质量的重要因素,性状优良的酵母菌菌种可以从自然界中筛选,也可以通过___________或___________获得;经主发酵阶段产生的啤酒要在低温、密闭的环境下储存一段时间经过___________阶段才适合饮用,在实验室培养酿酒酵母时,培养皿等玻璃器皿用___________灭菌。
(2)为提高乙醇的产量,研究人员采用PCR融合技术,将增强子序列拼接到XK基因上游,需要在引物2、3的___________(填“3'”或“5'”)端引入与另一个基因相应末端互补的序列,形成重叠区域。虚线框中的过程不需要加入引物,原因是___________。
(3)载体质粒中LEU2基因和URA3基因可作为___________筛选目的菌。由此研究人员将重组质粒a和b导入到___________酿酒酵母中,并在___________培养基上进行培养,以获得工程菌a.
(4)在同等适宜条件下分别将工程菌a和工程菌b进行发酵实验,发现工程菌a的乙醇产量是工程菌b的1.5倍,试分析工程菌a提高了乙醇产量的原因___________。
【答案】(1) ①. 诱变育种 ②. 基因工程育种 ③. 后发酵 ④. 干热
(2) ①. 5' ②. 在TaqDNA聚合酶催化下可分别以这两条链为引物进行延伸
(3) ①. 标记基因 ②. 亮氨酸和尿嘧啶缺陷型 ③. 以木糖为唯一碳源、缺少亮氨酸和尿嘧啶
(4)工程菌a与工程菌b相比,导入了增强子与XK重组基因,使细胞超表达XK酶,提高了木酮糖转变为乙醇的效率
【解析】
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定;
2、PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。
【小问1详解】
性状优良的酵母菌菌种可以通过诱变育种(人工诱变使酵母菌发生基因突变,从而筛选出优良性状的菌种)或基因工程育种(按照人们的意愿,将特定基因导入酵母菌中,获得具有优良性状的菌种)获得。经主发酵阶段产生的啤酒要在低温、密闭的环境下储存一段时间经过后发酵阶段才适合饮用。后发酵阶段可以使啤酒的风味更加成熟,品质更加稳定;在实验室培养酿酒酵母时,培养皿等玻璃器皿用干热灭菌法灭菌。干热灭菌法适用于耐高温且需要保持干燥的物品,如玻璃器皿、金属用具等;
【小问2详解】
在PCR技术中,DNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链,所以要将增强子序列拼接到XK基因上游,需要在引物2、3的5'端引入与另一个基因相应末端互补的序列,形成重叠区域;虚线框中的过程是以PCR产物为模板进行的DNA合成,因为在TaqDNA聚合酶催化下可分别以这两条链为引物进行延伸,所以不需要加入引物;
【小问3详解】
载体质粒中LEU2基因和URA3基因可作为标记基因筛选目的菌。标记基因的作用是便于将含有目的基因的受体细胞筛选出来;研究人员将重组质粒a和b导入到亮氨酸和尿嘧啶缺陷型酿酒酵母中。因为重组质粒a和b中分别含有LEU2基因和URA3基因,导入后可以使缺陷型酵母能够合成亮氨酸和尿嘧啶,从而在特定培养基上生长;在以木糖为唯一碳源、缺少亮氨酸和尿嘧啶的培养基上进行培养,只有导入了重组质粒的酵母细胞(工程菌a)才能生长,从而获得工程菌a;
【小问4详解】
工程菌a同时导入了增强子与XK重组基因,增强子可促进XK基因的转录,使XK酶的合成量增加,提高了木酮糖转变为乙醇的效率,从而提高了乙醇产量;而工程菌b没有增强子序列,XK基因转录水平相对较低,XK酶量少,乙醇产量相对较低。
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