大题预测01 非选择题限时集训练(黑吉辽蒙专用)2026年高考生物终极冲刺讲练测
2026-04-15
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3份
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31页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 黑龙江省,吉林省,辽宁省,内蒙古自治区 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.38 MB |
| 发布时间 | 2026-04-15 |
| 更新时间 | 2026-04-15 |
| 作者 | CFL123321 |
| 品牌系列 | 上好课·冲刺讲练测 |
| 审核时间 | 2026-04-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57344910.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
大题预测01(A组+B组)
【A组】限时30min
非选择题:共5题,共55分。
1.为研究干旱胁迫对玉米的影响,科研人员检测了4组不同水分供应条件下,玉米幼苗的净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度随时间的变化,第15天时,各组恢复正常水分供应,结果如图所示。回答下列问题:
注:CK组给予田间最大持水量的75%~80%(正常水分处理),LD组给予田间最大持水量的55%~60%(轻度干旱胁迫),MD组给予田间最大持水量的40%~45%(中度干旱胁迫),SD组给予田间最大持水量的30%~35%(严重干旱胁迫)。
(1)本实验的自变量为____和____,实验中玉米幼苗的净光合速率可用____(答出1点)表示。
(2)经轻度干旱胁迫处理6天的玉米幼苗净光合速率低的限制因素__(填“是”或“不是”)气孔导度,理由是_______。
(3)胞间CO2的来源一般有两个,分别是____和____。
(4)合理灌溉可以有效缓解干旱胁迫,但是不同的灌溉方法有不同的效果。常用的灌溉方法有滴灌和喷灌,请设计实验,探究干旱胁迫下灌溉玉米幼苗适合用滴灌还是喷灌,简要写出实验思路:_____________。
2.某二倍体经济作物不抗虫、不耐干旱,其茎的颜色有绿色和紫色两种,受等位基因A/a控制;叶型有圆叶、椭圆叶两种,受等位基因D/d控制。科研人员为了研究等位基因A/a、D/d的遗传规律,进行了相关实验,实验记录及结果如表所示。回答下列问题。
组别
亲本
F₁的表型
实验一
纯合绿茎圆叶×纯合紫茎圆叶
紫茎圆叶
实验二
纯合绿茎圆叶×纯合绿茎椭圆叶
绿茎椭圆叶
(1)该经济作物的茎颜色和叶型两对相对性状中,隐性性状分别是____。
(2)实验一的F₁与实验二的F₁杂交,子代的表型及比例理论上为____。根据上述杂交实验,____(填“能”或“不能”)得出等位基因A/a、D/d的遗传遵循自由组合定律的结论,作此判断的理由是____。
(3)在外界条件均适宜的情况下,理论上,绿茎植株的产量更高,理由是____。
(4)科研人员为了让该经济作物有抗虫、耐干旱的特性,利用转基因技术成功将抗虫基因S和耐干旱基因N导入该植物细胞,培育出一株抗虫、耐干旱的植株,培育该转基因植株所用受体细胞来自基因型为AaDd的植株。
①培育该转基因植株,需用到的工具酶有____。
②若该株转基因作物进行自花传粉,且子代的表型及比例为抗虫耐干旱:抗虫不耐干旱:不抗虫耐干旱:不抗虫不耐干旱,则抗虫基因和耐干旱基因的导入情况是____。
③若该株转基因作物进行自花传粉,子代的表型及比例为抗虫耐干旱紫茎椭圆叶:抗虫不耐干旱紫茎圆叶:不抗虫耐干旱绿茎椭圆叶:不抗虫不耐干旱绿茎圆叶,则基因S和基因N导入染色体的具体情况是____。
3.2025年10月诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家,以表彰他们在机体免疫平衡机制研究中的开创性发现。①坂口志文发现调节性T细胞(Treg)可主动抑制免疫细胞活性;②布伦科与拉姆斯德尔发现,只有Foxp3基因正常表达,Treg才能分化成熟;人类Foxp3基因突变会引发IPEX综合征(严重自身免疫病)。部分机制如下图所示。
(1)图1中的反应T细胞有多种类型,其一类细胞可以识别并接触被病原体感染的宿主细胞,从而______。另有一类________在接受抗原呈递细胞信号后,其表面特定分子发生变化并与B细胞结合,作为激活B细胞的第二个信号,同时还能释放促进B细胞活化的_____。
(2)正常情况下,人体免疫系统能及时发现并清除肿瘤细胞,这体现了免疫系统的_______功能。研究发现肿瘤患者的血清中有较多TGF-β。依据图二,描述TGF-β在肿瘤细胞逃避免疫系统攻击时的作用。______
(3)临床中为了治疗IPEX综合征基于调节性T细胞可采取什么策略,写出1条思路。_______
4.“鱼菜共生”是一种高效的生态农业模式,通过巧妙的设计实现了“养鱼不换水、种菜不施肥”。其核心原理是鱼以蔬菜的落叶、残枝为食,鱼类的排泄物和残余饵料能转化为植物可吸收的养分(如氮元素等);富含养分的水被蔬菜吸收净化;净化后的水再次回流至鱼池,形成“鱼肥水一菜净水一水养鱼”的生态循环系统。下图是该系统的简化能量流动示意图[单位:kJ/(m²·a)],回答下列问题:
(1)图中的微生物在“鱼菜共生”生态系统中所属组分主要是______,其在物质循环中的主要作用是____________。
(2)该生态系统的能量流动除包括能量的输入和散失,还包括______;流经该生态系统的总能量是______kJ/(m2·a);假设鱼类只有两个食物来源且对饵料的同化量为80%,则从蔬菜到鱼类的能量传递效率约为______;该生态系统能提高能量利用率的原因是______________(写出1点)。
(3)“鱼菜共生”与需要大量施用化肥的传统农业相比,减少了化肥的使用并实现了系统各组分的优化组合,主要遵循了生态工程的______原理;与天然生态系统相比,“鱼菜共生”生态系统的特点是______________(写出1点)。
(4)为进一步提高“鱼菜共生”生态系统的经济效益和生态效益,下列提出的建议合理的是______(可多选)。
A.增加蔬菜品种的多样性和大力提高种植密度
B.引进生态位相近的多种鱼类进行养殖
C.利用智能系统监控水质
D.水体中适量添加微生物菌剂
E.在水底增加田螺(以有机碎屑为食)的养殖
5.通过研究表明,钝化植物对外源乙烯的敏感性比抑制内源乙烯的生物合成可以更为有效地延长植物的采后寿命。科学家从草莓中提取乙烯受体Ers1基因,通过基因工程将Ers1基因反向连接在启动子后,筛选转入反义Ers1基因的草莓,达到延长储藏期的效果。回答下列问题:
(1)使用相关技术获得DNA后,需要通过PCR技术进行扩增Ers1基因(如图)。为使目的基因与质粒连接,在设计PCR引物扩增Ers1基因时需添加限制酶XhoI(识别序列为5′-CTCGAG-3′)的识别序列。已知Ers1基因左端①处的碱基序列为-TTCCAATTTTAA-,则其中一种引物设计的序列是5′-______-3′。PCR技术扩增出Ers1基因,该技术的原理为______。在PCR反应体系中因参与反应不断消耗而浓度下降的组分有______(答出两点即可)。
(2)采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物时,在凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子大小呈______(填“正相关”或“负相关”),此外DNA分子的迁移速率还与______(答两点)等有关。
(3)应将Ers1基因反向连接到质粒的______之间。将筛选得到的反向连接质粒与Ca²⁺处理过的农杆菌混合,使重组质粒进入农杆菌,完成转化实验。农杆菌转化后的植物组织,应在添加了______的固体培养基上培养筛选。
(4)转入反义Ers1基因的草莓,乙烯受体的合成受阻,可达到延长储藏期的效果,其原因是______。
【B组】限时30min
非选择题:共5题,共55分。
1.低氧胁迫是指生物体所处环境中的氧气浓度低于其正常生理需求,从而导致其代谢、生长、发育和生存受到不利影响的一种胁迫状态。人进入高原环境时,可能会发生低氧胁迫,细胞内会发生如图所示的生命活动,其中①②为不同反应过程。水淹、灌溉不均匀或化学肥料造成的土壤板结均是引起植物低氧胁迫的因素。回答下列问题:
(1)糖酵解指的是细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程,因此糖酵解发生的具体场所是___________,该过程___________(填“生成”或“不生成”)ATP。
(2)当环境缺氧时,过程①和②会加快,这对于生命活动的意义是___________。
(3)若长期处于低氧或无氧环境,植物根部细胞会出现乙醇积累现象,这会毒害根部细胞。某实验小组利用水培技术探究低氧对甲、乙两个水稻品种根部细胞呼吸的影响,实验设计及相关生理指标如表所示。
实验组别
对照组
低氧组
水稻品种
甲
乙
甲
乙
丙酮酸含量/(μmol·L⁻¹)
17.0
18.0
19.2
28.9
乙醇含量/(μmol·L⁻¹)
23.0
23.5
54.1
34.2
a.结合表中数据分析,上述两个品种中,品种___________适应低氧环境的能力相对更强,理由是___________。
b.结合题意,针对农作物的低氧胁迫,请提出一项补救或改进措施:___________。
2.果蝇红眼与褐眼、灰体与黑檀体两对性状分别由2号染色体和3号染色体上的基因B/b和E/e控制。研究人员发现一种红眼灰体易位纯合体(易位未破坏基因结构),将其与褐眼黑檀体果蝇杂交,所得F1均为易位杂合体,如下图所示。已知减数分裂产生配子时,易位纯合体的两对染色体能正常联会与分离,而易位杂合体的2号和3号染色体同源区段均联会,呈现出“十字花”结构,形成配子时,四条染色体随机两两分离。假设各种类型配子均存活且可育,如果受精卵的2号或3号染色体同源片段存在缺失或增加,则受精卵停止发育。不考虑其他变异类型,回答下列问题:
(1)图中的变异类型属于_____。F1产生的配子基因型为_____,其中含有2号、3号染色体全部遗传信息的配子占_____。
(2)将F1中的果蝇随机交配得F2,F2存活个体的表型和比例为_____,红眼灰体果蝇中易位杂合体的比例为_____。
(3)另有研究发现,果蝇的圆眼与棒眼、直毛与分叉毛分别由基因D/d、F/f控制。为研究其遗传机制,选取一对圆眼直毛雌、雄果蝇交配,经统计,F1表型和数量如下表所示。亲本圆眼直毛雌雄果蝇的基因型为_____,子代中基因型为_____的个体致死。
性状
雌性个体数(只)
雄性个体数(只)
圆眼直毛
148
301
圆眼分叉毛
152
0
棒眼直毛
47
99
棒眼分叉毛
0
0
3.排尿是一种复杂的反射活动。图1是排尿反射的反射弧中部分结构示意图,其中,膀胱逼尿肌和尿道内括约肌由自主神经控制,不受意识支配。尿道外括约肌由躯体运动神经控制,受意识支配。相关神经释放的神经递质及其作用等如表所示。请回答下列问题:
组织
支配的神经
神经递质
主要受体
生理效应
膀胱逼尿肌
b
去甲肾上腺素
β2—肾上腺素能受体
舒张
c
乙酰胆碱
M3毒蕈碱受体
收缩
尿道内括约肌
a
去甲肾上腺素
α1—肾上腺素能受体
强烈收缩
e
一氧化氮(主要)
无典型受体
舒张
尿道外括约肌
g
乙酰胆碱
烟碱型受体
收缩
(1)图1中腹下神经、盆神经和阴部神经属于________神经系统。从功能上看,属于d神经元的树突的是________(填“①”或“②”)。
(2)表中除一氧化氮外,其他神经递质均储存于突触小体的________中。去甲肾上腺素作用于膀胱逼尿肌细胞膜上的受体后,________(填“改变”或“不改变”)膜电位进而引发抑制性效应,但去甲肾上腺素对尿道内括约肌具有兴奋性作用,造成上述现象的结构基础是________。
(3)当膀胱充盈时,膀胱壁牵张感受器受刺激产生兴奋,兴奋传导至________产生尿意。排尿时,进入尿道的尿液会刺激尿道感受器,神经冲动传入位于________排尿中枢,促进逼尿肌收缩;膀胱逼尿肌收缩又促进尿液进入尿道,再次刺激尿道感受器产生兴奋,如此反复。这一过程属于________(填“正”或“负”)反馈调节。
(4)综合题目信息分析,属于副交感神经的是________(填图1中字母);排尿反射反射弧中的效应器包括________。
4.东北虎豹国家公园是我国首个中央直属的国家公园,也是目前境内唯一拥有野生东北虎和东北豹繁殖种群的栖息地。从2017年试点之初的27只虎、42只豹,分别增长到现在的70只和80只左右。目前,已发现8个东北虎繁殖家族和10个东北豹繁殖家族,幼崽繁殖成功率呈明显上升趋势。同时,作为虎、豹主要猎物的梅花鹿、野猪、狍子等有蹄类动物的种群数量较试点之初均增长一倍以上。回答下列问题。
(1)调查东北虎豹国家公园内东北虎和东北豹的种群密度时,科研人员采用架设红外线触发相机方法进行检测,该方法的优点是____(答出2点即可)。
(2)从较完善的能量流动角度分析,从2017年至今,东北虎豹国家公园内东北虎和东北豹数量增加的原因在于____。
(3)东北虎豹国家公园在建设过程中,其保护理念实现了从聚焦单一目标物种(东北虎、东北豹)保护向全生态系统综合保护的升级,这一理念转型的核心依据是生态工程所强调的____原理。该国家公园的设立不仅强化了旗舰物种保护,更通过维护区域生态系统的完整性和连通性,为野生动物创造了更广阔的迁徙走廊和基因交流通道,进而促进了种群间的基因流动——这一生态效应生动体现了生物多样性在维持生态系统功能、保障生态安全等方面所具有的____(填“直接”或“间接”)价值。
(4)科研人员对东北虎豹国家公园生态系统中能量流动情况进行定量分析。据表可知,能量由第一营养级到第二营养级的传递效率是____。第二营养级同化能量值____。
营养级
第一营养级
第二营养级
第三营养级
同化量
呼吸作用消耗
未被利用
流向分解者
注:能量单位相同。
(5)科研人员为了分析东北虎捕食动物的种类,研究者设计一对引物A和B,能同时扩增出梅花鹿、野猪、狍子的线粒体内基因片段,原因在于引物A和B的碱基能与基因的保守序列的碱基____。用引物A和B对梅花鹿、野猪、狍子线粒体基因组DNA进行扩增并测序,结果如图所示。若对3个样本的扩增产物进行DNA电泳条带分析,能确定的样本来自____。
5.pdx1蛋白是决定胰岛形成的最为关键的蛋白质。为验证其作用,科研人员以斑马鱼为模式生物,先获得在胰岛细胞中特异性表达GFP(绿色荧光蛋白)的转基因斑马鱼(G品系),特异性敲除G品系的pdx1基因,获得N品系斑马鱼。研究过程如下:
(1)利用PCR扩增GFP基因时,引物的作用是________,通过______方法检测扩增产物。
(2)构建基因表达载体时,需先将______的启动子与GFP基因相连,再与质粒相连,该步骤的目的是使GFP基因能够在斑马鱼的细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,且在______细胞中特异性表达。
(3)将构建好的重组质粒通过______法导入斑马鱼的______中,然后再通过早期胚胎培养等技术获得转基因斑马鱼G品系。
(4)为鉴定GFP基因插入的位置,针对插入位点的上下游设计了引物1、2,针对GFP基因自身序列设计了引物3、4,各引物的位置如图1所示。将G品系斑马鱼相互交配,提取不同子代个体的DNA用引物1、2进行PCR并电泳,结果如图2所示,加样孔______(填编号)对应的个体是纯合G品系斑马鱼。若改用引物3、4进行PCR并电泳,结果如图3所示,加样孔______(填编号)对应的个体是纯合野生型斑马鱼。
(5)CRISPR-Cas9技术能特异性敲除基因。先制备针对pdx1基因的CRISPR-Cas9体系,然后导入G品系斑马鱼。若筛选获得了1个pdx1突变品系(N),经测序得到了如图4所示的序列(图中“—”表示缺失1个碱基)。请预计突变品系N的pdx1蛋白含______个氨基酸(已知密码子:CCU—脯氨酸;UAA、UGA和UAG为终止密码子)。
(6)目前科学家们通过蛋白质工程还制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是______(选填序号)。
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸
②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列
③表达出蓝色荧光蛋白
④蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)
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大题预测01(A组+B组)
【A组】限时30min
非选择题:共5题,共55分。
1.【答案】(1) 干旱胁迫处理的天数 干旱程度 单位时间内单位面积玉米幼苗吸收CO2的量、单位时间内单位面积玉米幼苗释放O2的量、单位时间内单位面积玉米幼苗有机物的积累量
(2) 不是 经轻度干旱胁迫处理6天的玉米叶片的胞间CO2浓度与对照组基本相同
(3) 细胞呼吸作用(释放) 从外界吸收
(4)选取生长状况相同的玉米幼苗若干,随机均分为两组,分别标记为A组和B组,在同样干旱胁迫条件下,A组采用滴灌方式灌溉,B组采用喷灌方式灌溉,其他条件相同且适宜,一段时间后,分别检测两组玉米幼苗的生长状况(或净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度等指标),比较两组的差异
2.【答案】(1)绿茎、圆叶
(2) 紫茎椭圆叶:紫茎圆叶:绿茎椭圆叶:绿茎圆叶 不能 等位基因A/a、D/d位于一对同源染色体上和位于两对同源染色体上,子代都会出现紫茎椭圆叶:紫茎圆叶:绿茎椭圆叶:绿茎圆叶=1:1:1:1
(3)绿茎植株的茎含更多的叶绿素,光合作用强度更强,可以产生更多的有机物
(4) 限制酶、DNA连接酶 该植物的染色体中共导入一个S基因和一个N基因,且所在同源染色体不同 S基因导入A基因所在的染色体上,N基因导入D基因所在的染色体上
3.
【答案】(1) 使靶细胞裂解、死亡,暴露病原体 辅助性T细胞 细胞因子
(2) 免疫监视 一方面通过直接抑制细胞毒性T细胞的形成,另一方面通过促进调节性T细胞的形成,间接抑制细胞毒性T细胞的形成
(3)将正常 Foxp3 基因导入患者免疫细胞,诱导其分化为功能正常的调节性T细胞/体外分离健康供体的调节性 T 细胞,扩增后移植到患者体内
4.【答案】(1) 分解者 将有机物分解为无机物(或将鱼类排泄物、有机物分解为无机盐、CO2、H2O等)
(2) (能量的)转化和传递 15600 11% 蔬菜脱落的茎叶先被鱼取食,排泄的粪便再被分解者利用,实现了能量多级利用,提高了能量的利用率
(3) 循环和整体 是人工生态系统,人的作用非常明显;抵抗力稳定性低;营养结构简单,物种组成单一
(4)CDE
5.【答案】(1) CTCGAGTTCCAATTTTAA DNA半保留复制 引物和脱氧核苷酸
(2) 负相关 DNA分子构象、凝胶浓度
(3) 启动子和潮霉素抗性基因 潮霉素
(4)Ers1基因的转录产物与反义Ers1基因转录的产物碱基互补配对,使得翻译过程受阻
【B组】限时30min
1.【答案】(1) 细胞质基质 生成
(2)GLUT(葡萄糖转运蛋白)增多,可促进葡萄糖进入细胞;糖酵解酶增多,可加速糖酵解(无氧呼吸),在氧气不足时,通过无氧呼吸为细胞生命活动提供更多能量,维持细胞正常代谢,适应低氧环境。
(3) 乙 与对照组相比,低氧组乙品种的乙醇积累量(34.2μmol・L⁻¹)远低于甲品种(54.1μmol・L⁻¹),说明乙品种根部细胞的无氧呼吸强度更低,乙醇(有毒物质)积累更少,对根部细胞的毒害更小,因此适应低氧环境的能力更强 定期松土,改善土壤通气性,增加土壤氧气含量
2.【答案】(1) 染色体(结构)变异 BE、Be、Bb、bE、be、Ee 1/3
(2) 红眼灰体:褐眼黑檀体=7:1 6/7
(3) DdXFXf、DdXfYF ddXfXf
3.【答案】(1) 外周 ①
(2) 突触小泡 改变 不同细胞上去甲肾上腺素受体不同
(3) 大脑皮层 脊髓 正
(4) ce 传出神经末梢及其支配的膀胱逼尿肌、尿道内括约肌
4.【答案】(1)无捕捉伤害,对东北虎和东北豹的影响较小;数据准确、可靠;可长期连续监测等
(2)保护区建设后,草食性动物食物充足、数量增加,进而为东北虎和东北豹提供充足的食物来源,从而提高了虎和豹的出生率和幼崽成活率
(3) 整体和协调 间接
(4) 或
(5) 互补配对 狍子
5.【答案】(1) 使耐高温的DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 琼脂糖凝胶电泳
(2) 胰岛素基因(或pdx1基因或胰高血糖素基因或胰岛细胞中特异性表达的基因) 斑马鱼胰岛
(3) 显微注射 受精卵
(4) 1 1
(5)36
(6)②①④③
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大题预测01(A组+B组)
【A组】限时30min
非选择题:共5题,共55分。
1.为研究干旱胁迫对玉米的影响,科研人员检测了4组不同水分供应条件下,玉米幼苗的净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度随时间的变化,第15天时,各组恢复正常水分供应,结果如图所示。回答下列问题:
注:CK组给予田间最大持水量的75%~80%(正常水分处理),LD组给予田间最大持水量的55%~60%(轻度干旱胁迫),MD组给予田间最大持水量的40%~45%(中度干旱胁迫),SD组给予田间最大持水量的30%~35%(严重干旱胁迫)。
(1)本实验的自变量为____和____,实验中玉米幼苗的净光合速率可用____(答出1点)表示。
(2)经轻度干旱胁迫处理6天的玉米幼苗净光合速率低的限制因素__(填“是”或“不是”)气孔导度,理由是_______。
(3)胞间CO2的来源一般有两个,分别是____和____。
(4)合理灌溉可以有效缓解干旱胁迫,但是不同的灌溉方法有不同的效果。常用的灌溉方法有滴灌和喷灌,请设计实验,探究干旱胁迫下灌溉玉米幼苗适合用滴灌还是喷灌,简要写出实验思路:_____________。
【答案】(1) 干旱胁迫处理的天数 干旱程度 单位时间内单位面积玉米幼苗吸收CO2的量、单位时间内单位面积玉米幼苗释放O2的量、单位时间内单位面积玉米幼苗有机物的积累量
(2) 不是 经轻度干旱胁迫处理6天的玉米叶片的胞间CO2浓度与对照组基本相同
(3) 细胞呼吸作用(释放) 从外界吸收
(4)选取生长状况相同的玉米幼苗若干,随机均分为两组,分别标记为A组和B组,在同样干旱胁迫条件下,A组采用滴灌方式灌溉,B组采用喷灌方式灌溉,其他条件相同且适宜,一段时间后,分别检测两组玉米幼苗的生长状况(或净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度等指标),比较两组的差异
【分析】影响光合作用的环境因素。
1.温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。
2.二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
3.光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【详解】(1)图中横坐标代表干旱胁迫处理的天数,每条曲线代表不同的干旱程度,则自变量为干旱胁迫处理的天数和干旱程度;可通过检测单位时间内单位面积玉米幼苗O2的释放量、CO2的吸收量或有机物的积累量来表示净光合速率。
(2)经轻度干旱胁迫处理6天的玉米幼苗净光合速率低的限制因素不是气孔导度,因为CO2通过气孔进入植物叶片,而经轻度干旱胁迫处理6天的玉米叶片的胞间CO2浓度与对照组基本相同。
(3)胞间CO2的来源主要有两个:一是植物细胞通过呼吸作用产生的CO2,这部分CO2会从细胞质中释放到胞间;二是外界环境中的CO2通过气孔进入叶片内部,成为胞间CO2的另一部分来源。
(4)实验目的是探究干旱胁迫下灌溉玉米幼苗适合用滴灌还是喷灌,因此实验自变量为灌溉的方式,因此实验思路:选取生长状况相同的玉米幼苗若干,随机均分为两组,分别标记为A组和B组,在同样干旱胁迫条件下,A组采用滴灌方式灌溉,B组采用喷灌方式灌溉,其他条件相同且适宜,一段时间后,分别检测两组玉米幼苗的生长状况(或净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度等指标),比较两组的差异。
2.某二倍体经济作物不抗虫、不耐干旱,其茎的颜色有绿色和紫色两种,受等位基因A/a控制;叶型有圆叶、椭圆叶两种,受等位基因D/d控制。科研人员为了研究等位基因A/a、D/d的遗传规律,进行了相关实验,实验记录及结果如表所示。回答下列问题。
组别
亲本
F₁的表型
实验一
纯合绿茎圆叶×纯合紫茎圆叶
紫茎圆叶
实验二
纯合绿茎圆叶×纯合绿茎椭圆叶
绿茎椭圆叶
(1)该经济作物的茎颜色和叶型两对相对性状中,隐性性状分别是____。
(2)实验一的F₁与实验二的F₁杂交,子代的表型及比例理论上为____。根据上述杂交实验,____(填“能”或“不能”)得出等位基因A/a、D/d的遗传遵循自由组合定律的结论,作此判断的理由是____。
(3)在外界条件均适宜的情况下,理论上,绿茎植株的产量更高,理由是____。
(4)科研人员为了让该经济作物有抗虫、耐干旱的特性,利用转基因技术成功将抗虫基因S和耐干旱基因N导入该植物细胞,培育出一株抗虫、耐干旱的植株,培育该转基因植株所用受体细胞来自基因型为AaDd的植株。
①培育该转基因植株,需用到的工具酶有____。
②若该株转基因作物进行自花传粉,且子代的表型及比例为抗虫耐干旱:抗虫不耐干旱:不抗虫耐干旱:不抗虫不耐干旱,则抗虫基因和耐干旱基因的导入情况是____。
③若该株转基因作物进行自花传粉,子代的表型及比例为抗虫耐干旱紫茎椭圆叶:抗虫不耐干旱紫茎圆叶:不抗虫耐干旱绿茎椭圆叶:不抗虫不耐干旱绿茎圆叶,则基因S和基因N导入染色体的具体情况是____。
【答案】(1)绿茎、圆叶
(2) 紫茎椭圆叶:紫茎圆叶:绿茎椭圆叶:绿茎圆叶 不能 等位基因A/a、D/d位于一对同源染色体上和位于两对同源染色体上,子代都会出现紫茎椭圆叶:紫茎圆叶:绿茎椭圆叶:绿茎圆叶=1:1:1:1
(3)绿茎植株的茎含更多的叶绿素,光合作用强度更强,可以产生更多的有机物
(4) 限制酶、DNA连接酶 该植物的染色体中共导入一个S基因和一个N基因,且所在同源染色体不同 S基因导入A基因所在的染色体上,N基因导入D基因所在的染色体上
【详解】(1)根据实验一可知,亲本为纯合绿茎圆叶×纯合紫茎,F1的表型为紫茎,故紫茎对绿茎为显性;根据实验二可知,亲本为纯合圆叶×纯合椭圆叶,F1的表型为椭圆叶,故椭圆叶对圆叶为显性。该经济作物的茎颜色和叶型两对相对性状中,隐性性状分别是绿茎、圆叶。
(2)实验一的F1(Aadd)与实验二的F1(aaDd)杂交,子代的表型及比例为紫茎椭圆叶:紫茎圆叶:绿茎椭圆叶:绿茎圆叶=1:1:1:1,等位基因A/a、D/d位于一对同源染色体上和位于两对同源染色体上,子代都会出现紫茎椭圆叶:紫茎圆叶:绿茎椭圆叶:绿茎圆叶=1:1:1:1,所以根据实验一的F1与实验二的F1杂交的结果,不能得出等位基因A/a、D/d的遗传遵循自由组合定律的结论。
(3)绿茎植株的茎含更多的叶绿素,光合作用强度更强,可以产生更多的有机物,所以在外界条件均适宜的情况下,理论上,绿茎植株的产量更高。
(4)基因工程所用的工具酶有限制酶、DNA连接酶,若该株转基因作物进行自花传粉,且子代的表型及比例为抗虫耐干旱:抗虫不耐干旱:不抗虫耐干旱:不抗虫不耐干旱=9:3:3:1,说明该植株相当于双杂合个体,即该植株的染色体中共导入一个S基因和一个N基因,且所在同源染色体不同。若该株转基因作物进行自花传粉,且子代的表型及比例为抗虫耐干旱紫茎椭圆叶:抗虫不耐干旱紫茎圆叶:不抗虫耐干旱绿茎椭圆叶:不抗虫不耐干旱绿茎圆叶=9:3:3:1,即抗虫与紫茎连锁、耐干旱与椭圆叶连锁,即S基因导入A基因所在的染色体上,N基因导入D基因所在的染色体上。
3.2025年10月诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家,以表彰他们在机体免疫平衡机制研究中的开创性发现。①坂口志文发现调节性T细胞(Treg)可主动抑制免疫细胞活性;②布伦科与拉姆斯德尔发现,只有Foxp3基因正常表达,Treg才能分化成熟;人类Foxp3基因突变会引发IPEX综合征(严重自身免疫病)。部分机制如下图所示。
(1)图1中的反应T细胞有多种类型,其一类细胞可以识别并接触被病原体感染的宿主细胞,从而______。另有一类________在接受抗原呈递细胞信号后,其表面特定分子发生变化并与B细胞结合,作为激活B细胞的第二个信号,同时还能释放促进B细胞活化的_____。
(2)正常情况下,人体免疫系统能及时发现并清除肿瘤细胞,这体现了免疫系统的_______功能。研究发现肿瘤患者的血清中有较多TGF-β。依据图二,描述TGF-β在肿瘤细胞逃避免疫系统攻击时的作用。______
(3)临床中为了治疗IPEX综合征基于调节性T细胞可采取什么策略,写出1条思路。_______
【答案】(1) 使靶细胞裂解、死亡,暴露病原体 辅助性T细胞 细胞因子
(2) 免疫监视 一方面通过直接抑制细胞毒性T细胞的形成,另一方面通过促进调节性T细胞的形成,间接抑制细胞毒性T细胞的形成
(3)将正常 Foxp3 基因导入患者免疫细胞,诱导其分化为功能正常的调节性T细胞/体外分离健康供体的调节性 T 细胞,扩增后移植到患者体内
【分析】1、体液免疫的激活过程:辅助性T细胞在B细胞激活中的作用(提供第二个信号),细胞毒性T细胞的功能(裂解靶细胞)。
2、免疫系统的监视功能:识别并清除异常细胞(如肿瘤细胞),理解免疫监视的生理意义。
3、细胞因子的调控作用:TGF-β对免疫细胞的影响(抑制细胞毒性T细胞、促进调节性T细胞),分析肿瘤细胞逃避免疫攻击的机制。
【详解】(1)图1中的反应T细胞有多种类型,其一类细胞可以识别并接触被病原体感染的宿主细胞,使靶细胞裂解、死亡,暴露病原体,另有一类辅助性T细胞在接受抗原呈递细胞信号后,其表面特定分子发生变化并与B细胞结合,作为激活B细胞的第二个信号,同时还能释放促进B细胞活化的细胞因子。
(2)清除肿瘤细胞体现免疫系统的免疫监视功能。依据图2,TGF-β一方面直接抑制细胞毒性T细胞的形成,另一方面促进调节性T细胞(Treg)的形成,间接抑制细胞毒性T细胞的形成。
(3)IPEX 综合征由Foxp3基因突变引起,导致Treg无法分化成熟。治疗思路可从修复缺陷基因或补充功能正常的Treg入手,例如将正常Foxp3基因导入患者免疫细胞,诱导其分化为功能正常的调节性T细胞,或体外分离健康供体的调节性T细胞,扩增后移植到患者体内。
4.“鱼菜共生”是一种高效的生态农业模式,通过巧妙的设计实现了“养鱼不换水、种菜不施肥”。其核心原理是鱼以蔬菜的落叶、残枝为食,鱼类的排泄物和残余饵料能转化为植物可吸收的养分(如氮元素等);富含养分的水被蔬菜吸收净化;净化后的水再次回流至鱼池,形成“鱼肥水一菜净水一水养鱼”的生态循环系统。下图是该系统的简化能量流动示意图[单位:kJ/(m²·a)],回答下列问题:
(1)图中的微生物在“鱼菜共生”生态系统中所属组分主要是______,其在物质循环中的主要作用是____________。
(2)该生态系统的能量流动除包括能量的输入和散失,还包括______;流经该生态系统的总能量是______kJ/(m2·a);假设鱼类只有两个食物来源且对饵料的同化量为80%,则从蔬菜到鱼类的能量传递效率约为______;该生态系统能提高能量利用率的原因是______________(写出1点)。
(3)“鱼菜共生”与需要大量施用化肥的传统农业相比,减少了化肥的使用并实现了系统各组分的优化组合,主要遵循了生态工程的______原理;与天然生态系统相比,“鱼菜共生”生态系统的特点是______________(写出1点)。
(4)为进一步提高“鱼菜共生”生态系统的经济效益和生态效益,下列提出的建议合理的是______(可多选)。
A.增加蔬菜品种的多样性和大力提高种植密度
B.引进生态位相近的多种鱼类进行养殖
C.利用智能系统监控水质
D.水体中适量添加微生物菌剂
E.在水底增加田螺(以有机碎屑为食)的养殖
【答案】(1) 分解者 将有机物分解为无机物(或将鱼类排泄物、有机物分解为无机盐、CO2、H2O等)
(2) (能量的)转化和传递 15600 11% 蔬菜脱落的茎叶先被鱼取食,排泄的粪便再被分解者利用,实现了能量多级利用,提高了能量的利用率
(3) 循环和整体 是人工生态系统,人的作用非常明显;抵抗力稳定性低;营养结构简单,物种组成单一
(4)CDE
【分析】1、传统农业中,鱼类粪便、蔬菜残体等能量会直接流向分解者而浪费;鱼菜共生系统中,这些能量被蔬菜二次利用,实现了能量的多级利用,充分利用了原本流向分解者的能量,因此提高了能量利用率。
2、物质循环再生原理:核心是 “物质循环利用,无废弃物”,是鱼菜共生的核心原理。 系统学和工程学原理:包括 “系统结构决定功能”(优化系统结构提升功能)和 “整体大于部分之和”,鱼菜共生通过鱼 - 菜 - 微生物的协同,实现 1+1>2 的效果。 协调与平衡原理:强调生物与环境的协调,控制养殖 / 种植密度,避免环境承载力过载。
【详解】(1)微生物在生态系统中主要扮演分解者的角色,将有机物分解为无机物,供生产者利用。
(2)生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失;流经该生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能和人工输入的饵料中的能量之和。蔬菜固定太阳能即为蔬菜同化的能量=呼吸消耗1800+被鱼摄入2160+枯枝残叶流向分解者840+未利用7200=12000 kJ/(m2·a),再加上饵料中的能量3600 kJ/(m2·a),共计15600 kJ/(m2·a);鱼类同化能量的总量=呼吸消耗1440+尸体200+未利用2560=4200 kJ/(m2·a),其中来自饵料的同化量为3600×80%=2880 kJ/(m2·a),则鱼类来自蔬菜的同化量为4200-2880=1320 kJ/(m2·a),因此从蔬菜到鱼类的能量传递效率约为1320÷12000×100%=11%。“鱼菜共生”生态系统中蔬菜脱落的茎叶先被鱼取食,排泄的粪便再被分解者利用,实现了能量多级利用,因此提高了能量的利用率。
(3)“鱼菜共生”通过系统设计实现物质不断循环,使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,因此减少化肥使用,利用了循环原理;实现系统各组分的优化组合进而达到改善系统功能的目的则是遵循了整体原理。天然生态系统是自然生态系统,组分多,食物网(营养结构)复杂,自我调节能力(抵抗力稳定性)强,而“鱼菜共生”生态系统是人工生态系统,人的作用非常显著,而且组分少,食物网(营养结构)简单,自我调节能力(抵抗力稳定性)弱。
(4)增加蔬菜品种的多样性可以通过增加物种的组分而提高生态系统的稳定性,但大力提高种植密度会增加生产者之间的种间竞争或种内竞争,影响蔬菜的生长,不利于提高经济效益;引进生态位相近的多种鱼类进行养殖,违背了生态系统的自生原理,应该考虑鱼类的生态位差异,使其形成互利共存的关系;利用智能系统监控水质可以更好地控制饵料投入、了解鱼的养殖情况等,有利于提高经济效益和生态效益;水体中适量添加微生物菌剂可以加速有机物质的分解,为蔬菜提供更多营养物质,加速了生态系统的物质循环;在水底增加田螺(以有机碎屑为食)的养殖可以提高能量的利用率。
5.通过研究表明,钝化植物对外源乙烯的敏感性比抑制内源乙烯的生物合成可以更为有效地延长植物的采后寿命。科学家从草莓中提取乙烯受体Ers1基因,通过基因工程将Ers1基因反向连接在启动子后,筛选转入反义Ers1基因的草莓,达到延长储藏期的效果。回答下列问题:
(1)使用相关技术获得DNA后,需要通过PCR技术进行扩增Ers1基因(如图)。为使目的基因与质粒连接,在设计PCR引物扩增Ers1基因时需添加限制酶XhoI(识别序列为5′-CTCGAG-3′)的识别序列。已知Ers1基因左端①处的碱基序列为-TTCCAATTTTAA-,则其中一种引物设计的序列是5′-______-3′。PCR技术扩增出Ers1基因,该技术的原理为______。在PCR反应体系中因参与反应不断消耗而浓度下降的组分有______(答出两点即可)。
(2)采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物时,在凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子大小呈______(填“正相关”或“负相关”),此外DNA分子的迁移速率还与______(答两点)等有关。
(3)应将Ers1基因反向连接到质粒的______之间。将筛选得到的反向连接质粒与Ca²⁺处理过的农杆菌混合,使重组质粒进入农杆菌,完成转化实验。农杆菌转化后的植物组织,应在添加了______的固体培养基上培养筛选。
(4)转入反义Ers1基因的草莓,乙烯受体的合成受阻,可达到延长储藏期的效果,其原因是______。
【答案】(1) CTCGAGTTCCAATTTTAA DNA半保留复制 引物和脱氧核苷酸
(2) 负相关 DNA分子构象、凝胶浓度
(3) 启动子和潮霉素抗性基因 潮霉素
(4)Ers1基因的转录产物与反义Ers1基因转录的产物碱基互补配对,使得翻译过程受阻
【分析】1、基因工程的基本操作步骤主要包括四步:目的基因的获取;基因表达载体的构建;将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与表达。
2、基因工程的工具:限制酶、DNA连接酶和载体。
【详解】(1)限制酶 XhoⅠ 识别序列为5'-CTCGAG-3',需将其添加在Ers1基因左端序列TTCCAATTTTAA-的 5' 端,故引物序列为:5′-CTCGAGTTCCAATTTTAA-3′。PCR 技术的原理是DNA 半保留复制,通过高温变性、低温退火、适温延伸的循环,在体外快速扩增特定 DNA 片段。反应中不断被消耗的组分有:引物(与模板结合并延伸,循环中逐渐被消耗)、脱氧核苷酸(作为合成新 DNA 链的原料)、Taq 酶(虽耐高温但多次循环后活性下降,浓度相对降低)。
(2)在凝胶中,DNA 分子大小与迁移速率呈负相关—— 分子越大,迁移阻力越大,速率越慢;分子越小,迁移速率越快。除分子大小外,还与DNA 分子构象(如超螺旋、线性、开环,迁移速率不同)、凝胶浓度(浓度越高,孔径越小,阻力越大,迁移越慢)、电场强度(电压越高,迁移越快)、缓冲液离子强度等有关。
(3)需将反义Ers1基因反向连接到质粒的启动子和终止子之间(图中为启动子与潮霉素抗性基因之间,潮霉素抗性基因下面有终止子结构),保证目的基因能被正常转录。质粒含潮霉素抗性基因,故植物组织应在添加了潮霉素的固体培养基上培养,筛选出成功导入重组质粒的细胞。
(4)由题意可知,通过基因工程将Ersl基因反向连接在启动子后,筛选转入反义Ersl基因的草莓,达到延长储藏期的效果,说明得到的转基因植株乙烯受体的合成受阻,其原因是反义Ers1基因的转录产物与Ersl基因的转录产物碱基互补配对,使得翻译过程受阻。
【B组】限时30min
非选择题:共5题,共55分。
1.低氧胁迫是指生物体所处环境中的氧气浓度低于其正常生理需求,从而导致其代谢、生长、发育和生存受到不利影响的一种胁迫状态。人进入高原环境时,可能会发生低氧胁迫,细胞内会发生如图所示的生命活动,其中①②为不同反应过程。水淹、灌溉不均匀或化学肥料造成的土壤板结均是引起植物低氧胁迫的因素。回答下列问题:
(1)糖酵解指的是细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程,因此糖酵解发生的具体场所是___________,该过程___________(填“生成”或“不生成”)ATP。
(2)当环境缺氧时,过程①和②会加快,这对于生命活动的意义是___________。
(3)若长期处于低氧或无氧环境,植物根部细胞会出现乙醇积累现象,这会毒害根部细胞。某实验小组利用水培技术探究低氧对甲、乙两个水稻品种根部细胞呼吸的影响,实验设计及相关生理指标如表所示。
实验组别
对照组
低氧组
水稻品种
甲
乙
甲
乙
丙酮酸含量/(μmol·L⁻¹)
17.0
18.0
19.2
28.9
乙醇含量/(μmol·L⁻¹)
23.0
23.5
54.1
34.2
a.结合表中数据分析,上述两个品种中,品种___________适应低氧环境的能力相对更强,理由是___________。
b.结合题意,针对农作物的低氧胁迫,请提出一项补救或改进措施:___________。
【答案】(1) 细胞质基质 生成
(2)GLUT(葡萄糖转运蛋白)增多,可促进葡萄糖进入细胞;糖酵解酶增多,可加速糖酵解(无氧呼吸),在氧气不足时,通过无氧呼吸为细胞生命活动提供更多能量,维持细胞正常代谢,适应低氧环境。
(3) 乙 与对照组相比,低氧组乙品种的乙醇积累量(34.2μmol・L⁻¹)远低于甲品种(54.1μmol・L⁻¹),说明乙品种根部细胞的无氧呼吸强度更低,乙醇(有毒物质)积累更少,对根部细胞的毒害更小,因此适应低氧环境的能力更强 定期松土,改善土壤通气性,增加土壤氧气含量
【详解】(1)糖酵解指的是细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程为细胞呼吸第一阶段,场所在细胞质基质中进行;糖酵解是葡萄糖分解为丙酮酸的过程,会产生少量ATP。
(2)当环境缺氧时,过程①和②会加快,GLUT(葡萄糖转运蛋白)增多,可促进葡萄糖进入细胞;糖酵解酶增多,可加速糖酵解(无氧呼吸),在氧气不足时,通过无氧呼吸为细胞生命活动提供更多能量,维持细胞正常代谢,适应低氧环境。
(3) a.与对照组相比,低氧组乙品种的乙醇积累量(34.2μmol・L⁻¹)远低于甲品种(54.1μmol・L⁻¹),说明乙品种根部细胞的无氧呼吸强度更低,乙醇(有毒物质)积累更少,对根部细胞的毒害更小,因此适应低氧环境的能力更强。
b. 农作物低氧胁迫的补救 / 改进措施(任选其一即可) 定期松土,改善土壤通气性,增加土壤氧气含量;合理灌溉,避免田间积水,防止根部缺氧;采用滴灌、渗灌等节水灌溉方式,避免土壤板结 中耕松土,破除土壤板结,促进根部氧气供应;增施有机肥,改善土壤结构,提高土壤透气性。
2.果蝇红眼与褐眼、灰体与黑檀体两对性状分别由2号染色体和3号染色体上的基因B/b和E/e控制。研究人员发现一种红眼灰体易位纯合体(易位未破坏基因结构),将其与褐眼黑檀体果蝇杂交,所得F1均为易位杂合体,如下图所示。已知减数分裂产生配子时,易位纯合体的两对染色体能正常联会与分离,而易位杂合体的2号和3号染色体同源区段均联会,呈现出“十字花”结构,形成配子时,四条染色体随机两两分离。假设各种类型配子均存活且可育,如果受精卵的2号或3号染色体同源片段存在缺失或增加,则受精卵停止发育。不考虑其他变异类型,回答下列问题:
(1)图中的变异类型属于_____。F1产生的配子基因型为_____,其中含有2号、3号染色体全部遗传信息的配子占_____。
(2)将F1中的果蝇随机交配得F2,F2存活个体的表型和比例为_____,红眼灰体果蝇中易位杂合体的比例为_____。
(3)另有研究发现,果蝇的圆眼与棒眼、直毛与分叉毛分别由基因D/d、F/f控制。为研究其遗传机制,选取一对圆眼直毛雌、雄果蝇交配,经统计,F1表型和数量如下表所示。亲本圆眼直毛雌雄果蝇的基因型为_____,子代中基因型为_____的个体致死。
性状
雌性个体数(只)
雄性个体数(只)
圆眼直毛
148
301
圆眼分叉毛
152
0
棒眼直毛
47
99
棒眼分叉毛
0
0
【答案】(1) 染色体(结构)变异 BE、Be、Bb、bE、be、Ee 1/3
(2) 红眼灰体:褐眼黑檀体=7:1 6/7
(3) DdXFXf、DdXfYF ddXfXf
【详解】(1)图中2号染色体上的片段和3号染色体上的片段发生了交换,非同源染色体上的片段交换称为易位,变异类型属于染色体(结构)变异。F1的基因型是BbEe,形成配子时,四条染色体随机两两分离,产生的配子基因型为BE、Be、Bb、bE、be、Ee,其中含有2号、3号染色体全部遗传信息的配子为BE和be占1/3。
(2)如果受精卵的2号或3号染色体同源片段存在缺失或增加,则受精卵停止发育,因此能够存活的基因型只有BBEE、bbee和BbEe,F1雌雄个体均产生BE、Be、Bb、bE、be、Ee六种比例相同的配子。其中每种雄配子均能找到对应的雌配子形成BbEe的子代,共6份,再加上BBEE、bbee各1份。因此存活个体的表型及比例为红眼灰体:褐眼黑檀体=7:1,红眼灰体果蝇中易位杂合体(BbEe)的比例为6/7。
(3)将表格中的数据约分可得表型比例,雌性3:3:1:0,雄性6:0:2:0,接近9:3:3:1的变式,推测棒眼分叉毛雌性原本有1份,但由于致死消失。补全致死后可得,雌雄中圆眼:棒眼均为3:1,可知基因位于常染色体,圆眼为显性,亲本基因型为Dd×Dd。雌性直毛:分叉毛=1:1,雄性均为直毛,可知基因位于性染色体上,直毛为显性,且亲本均为杂合子。根据子代雄性均为显性可知,Y染色体上携带了显性基因F,因此可知亲本基因型为XFXf×XfYF。综上所述,亲本圆眼直毛雌雄果蝇的基因型为DdXFXf、DdXfYF,子代中棒眼分叉毛雌性(基因型为ddXfXf)个体致死。
3.排尿是一种复杂的反射活动。图1是排尿反射的反射弧中部分结构示意图,其中,膀胱逼尿肌和尿道内括约肌由自主神经控制,不受意识支配。尿道外括约肌由躯体运动神经控制,受意识支配。相关神经释放的神经递质及其作用等如表所示。请回答下列问题:
组织
支配的神经
神经递质
主要受体
生理效应
膀胱逼尿肌
b
去甲肾上腺素
β2—肾上腺素能受体
舒张
c
乙酰胆碱
M3毒蕈碱受体
收缩
尿道内括约肌
a
去甲肾上腺素
α1—肾上腺素能受体
强烈收缩
e
一氧化氮(主要)
无典型受体
舒张
尿道外括约肌
g
乙酰胆碱
烟碱型受体
收缩
(1)图1中腹下神经、盆神经和阴部神经属于________神经系统。从功能上看,属于d神经元的树突的是________(填“①”或“②”)。
(2)表中除一氧化氮外,其他神经递质均储存于突触小体的________中。去甲肾上腺素作用于膀胱逼尿肌细胞膜上的受体后,________(填“改变”或“不改变”)膜电位进而引发抑制性效应,但去甲肾上腺素对尿道内括约肌具有兴奋性作用,造成上述现象的结构基础是________。
(3)当膀胱充盈时,膀胱壁牵张感受器受刺激产生兴奋,兴奋传导至________产生尿意。排尿时,进入尿道的尿液会刺激尿道感受器,神经冲动传入位于________排尿中枢,促进逼尿肌收缩;膀胱逼尿肌收缩又促进尿液进入尿道,再次刺激尿道感受器产生兴奋,如此反复。这一过程属于________(填“正”或“负”)反馈调节。
(4)综合题目信息分析,属于副交感神经的是________(填图1中字母);排尿反射反射弧中的效应器包括________。
【答案】(1) 外周 ①
(2) 突触小泡 改变 不同细胞上去甲肾上腺素受体不同
(3) 大脑皮层 脊髓 正
(4) ce 传出神经末梢及其支配的膀胱逼尿肌、尿道内括约肌
【分析】神经系统是机体内对生理功能活动的调节起主导作用的系统,主要由神经组织组成,分为中枢神经系统和周围神经系统两大部分。中枢神经系统又包括脑和脊髓,周围神经系统包括脑神经和脊神经。
【详解】(1)神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,图1中腹下神经、盆神经和阴部神经属于外周神经系统。由图可知,图中①连接膀胱壁牵张感受器,是神经元d的树突,②经盆神经将兴奋传导脊髓,是轴突。
(2)神经递质一般储存于突触小体的突触小泡内,除一氧化氮等小分子神经递质。据表可知,去甲肾上腺素作用于膀胱逼尿肌细胞膜上的受体后,膀胱逼尿肌舒张,说明改变膀胱逼尿肌膜电位,产生静息电位,进而引发抑制性效应,但去甲肾上腺素对尿道内括约肌具有兴奋性作用,说明二者细胞膜上的受体不同,导致引发不同效应。
(3)尿意等感觉产生于大脑皮层。排尿时,进入尿道的尿液会刺激尿道感受器,神经冲动传入位于脊髓的低级排尿中枢,促进逼尿肌收缩;膀胱逼尿肌收缩又促进尿液进入尿道,再次刺激尿道感受器产生兴奋,使作用效果偏离原有平衡,属于正反馈调节。
(4)自主神经系统不受意识控制,分为交感神经和副交感神经,针对排尿反射,副交感神经可促排尿,交感神经可抑制排尿,由题意及图示可知,膀胱逼尿肌和尿道内括约肌由自主神经控制,不受意识支配,属于植物性神经,其中c、e分别释放乙酰胆碱、一氧化氮以促进膀胱逼尿肌收缩、内括约肌舒张,属于副交感神经,而a、b释放去甲肾上腺素,分别促进尿道内括约肌强烈收缩、膀胱逼尿肌舒张,抑制排尿,属于交感神经。尿道外括约肌由躯体运动神经g控制,受意识支配,属于躯体运动神经。效应器是指传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体,排尿反射反射弧中的效应器包括传出神经末梢及其支配的膀胱逼尿肌、尿道内括约肌。
4.东北虎豹国家公园是我国首个中央直属的国家公园,也是目前境内唯一拥有野生东北虎和东北豹繁殖种群的栖息地。从2017年试点之初的27只虎、42只豹,分别增长到现在的70只和80只左右。目前,已发现8个东北虎繁殖家族和10个东北豹繁殖家族,幼崽繁殖成功率呈明显上升趋势。同时,作为虎、豹主要猎物的梅花鹿、野猪、狍子等有蹄类动物的种群数量较试点之初均增长一倍以上。回答下列问题。
(1)调查东北虎豹国家公园内东北虎和东北豹的种群密度时,科研人员采用架设红外线触发相机方法进行检测,该方法的优点是____(答出2点即可)。
(2)从较完善的能量流动角度分析,从2017年至今,东北虎豹国家公园内东北虎和东北豹数量增加的原因在于____。
(3)东北虎豹国家公园在建设过程中,其保护理念实现了从聚焦单一目标物种(东北虎、东北豹)保护向全生态系统综合保护的升级,这一理念转型的核心依据是生态工程所强调的____原理。该国家公园的设立不仅强化了旗舰物种保护,更通过维护区域生态系统的完整性和连通性,为野生动物创造了更广阔的迁徙走廊和基因交流通道,进而促进了种群间的基因流动——这一生态效应生动体现了生物多样性在维持生态系统功能、保障生态安全等方面所具有的____(填“直接”或“间接”)价值。
(4)科研人员对东北虎豹国家公园生态系统中能量流动情况进行定量分析。据表可知,能量由第一营养级到第二营养级的传递效率是____。第二营养级同化能量值____。
营养级
第一营养级
第二营养级
第三营养级
同化量
呼吸作用消耗
未被利用
流向分解者
注:能量单位相同。
(5)科研人员为了分析东北虎捕食动物的种类,研究者设计一对引物A和B,能同时扩增出梅花鹿、野猪、狍子的线粒体内基因片段,原因在于引物A和B的碱基能与基因的保守序列的碱基____。用引物A和B对梅花鹿、野猪、狍子线粒体基因组DNA进行扩增并测序,结果如图所示。若对3个样本的扩增产物进行DNA电泳条带分析,能确定的样本来自____。
【答案】(1)无捕捉伤害,对东北虎和东北豹的影响较小;数据准确、可靠;可长期连续监测等
(2)保护区建设后,草食性动物食物充足、数量增加,进而为东北虎和东北豹提供充足的食物来源,从而提高了虎和豹的出生率和幼崽成活率
(3) 整体和协调 间接
(4) 或
(5) 互补配对 狍子
【分析】1、估算种群密度时,常用样方法和标志重捕法。其中样方法适用于调查植物或活动能力弱、活动范围小的动物,标志重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物。
2、生态系统的结构包括生态系统的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,营养结构就是指食物链和食物网。
3、生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递,三者缺一不可;某一营养级(最高营养级除外)能量的去向:自身呼吸消耗、流向下一个营养级、被分解者分解利用、未被利用。
4、标志重捕法计算方法:种群数量=(第一次捕获标记的个体数×第二次捕获的个体数)÷第二次捕获的个体中被标记的个体数。
【详解】(1)科研人员采用架设红外线触发相机方法调查东北虎和东北豹的种群密度,其优点在于无捕捉伤害,对东北虎和东北豹的影响较小;数据准确、可靠;可长期连续监测等。
(2)保护区建设后,草食性动物食物充足、数量增加,进而为东北虎和东北豹提供充足的食物来源,从而提高了虎和豹的出生率和幼崽成活率,所以东北虎和东北豹的种群数量从试点至今,数量是上升的。
(3)东北虎豹国家公园在建设过程中,其保护理念实现了从聚焦单一目标物种(东北虎、东北豹)保护向全生态系统综合保护的升级,这一理念转型的核心依据是生态工程所强调的整体原理和协调原理。维持生态系统功能、保障生态安全属于生物多样性的间接价值。
(4)能量传递效率是相邻营养级同化量的比值,第一营养级同化量为a,第二营养级同化量为b,因此传递效率为。某营养级同化量的去向可分为四部分:呼吸消耗+流向下一营养级(下一营养级同化量)+流向分解者+未利用,因此第二营养级同化量b=呼吸消耗e + 流向下一营养级c + 未利用h + 流向分解者k = c+e+h+k。又因为第一营养级同化量a=b+d+g+j,所以第二营养级同化量b还可以表示为。故第二营养级同化量b=a-(d+g+j)= c+e+h+k。
(5)研究者设计一对引物A和B,能同时扩增出梅花鹿、野猪、狍子的线粒体内ND4L基因片段,说明ND4L基因片段有能与引物A和B互补配对的碱基序列。对梅花鹿、野猪、狍子3个样本的扩增产物进行DNA电泳条带分析,梅花鹿和野猪对应条带大小相同,无法区分,狍子对应条带与梅花鹿和野猪的大小不同,可以确定样本来自狍子。
5.pdx1蛋白是决定胰岛形成的最为关键的蛋白质。为验证其作用,科研人员以斑马鱼为模式生物,先获得在胰岛细胞中特异性表达GFP(绿色荧光蛋白)的转基因斑马鱼(G品系),特异性敲除G品系的pdx1基因,获得N品系斑马鱼。研究过程如下:
(1)利用PCR扩增GFP基因时,引物的作用是________,通过______方法检测扩增产物。
(2)构建基因表达载体时,需先将______的启动子与GFP基因相连,再与质粒相连,该步骤的目的是使GFP基因能够在斑马鱼的细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,且在______细胞中特异性表达。
(3)将构建好的重组质粒通过______法导入斑马鱼的______中,然后再通过早期胚胎培养等技术获得转基因斑马鱼G品系。
(4)为鉴定GFP基因插入的位置,针对插入位点的上下游设计了引物1、2,针对GFP基因自身序列设计了引物3、4,各引物的位置如图1所示。将G品系斑马鱼相互交配,提取不同子代个体的DNA用引物1、2进行PCR并电泳,结果如图2所示,加样孔______(填编号)对应的个体是纯合G品系斑马鱼。若改用引物3、4进行PCR并电泳,结果如图3所示,加样孔______(填编号)对应的个体是纯合野生型斑马鱼。
(5)CRISPR-Cas9技术能特异性敲除基因。先制备针对pdx1基因的CRISPR-Cas9体系,然后导入G品系斑马鱼。若筛选获得了1个pdx1突变品系(N),经测序得到了如图4所示的序列(图中“—”表示缺失1个碱基)。请预计突变品系N的pdx1蛋白含______个氨基酸(已知密码子:CCU—脯氨酸;UAA、UGA和UAG为终止密码子)。
(6)目前科学家们通过蛋白质工程还制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是______(选填序号)。
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸
②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列
③表达出蓝色荧光蛋白
④蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)
【答案】(1) 使耐高温的DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 琼脂糖凝胶电泳
(2) 胰岛素基因(或pdx1基因或胰高血糖素基因或胰岛细胞中特异性表达的基因) 斑马鱼胰岛
(3) 显微注射 受精卵
(4) 1 1
(5)36
(6)②①④③
【详解】(1)利用PCR扩增GFP基因时,引物的作用是使耐高温的DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸,通过琼脂糖凝胶电泳法检测得到扩增产物。
(2)启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,可驱动基因的转录,将在胰岛细胞中特异性表达基因(pdx1基因/胰高血糖素基因/胰岛素基因)的启动子和GFP基因相连后,再与质粒相连,构建基因表达载体,使GFP基因只在胰岛细胞中特异性表达。构建基因表达载体的目的是使GFP基因能够在斑马鱼细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,且只在斑马鱼胰岛细胞中特异性表达。
(3)将构建好的重组质粒通过显微注射法导入斑马鱼的受精卵中,然后再通过早期胚胎培养等技术获得转基因斑马鱼G品系。
(4)用引物1、2进行PCR并电泳,若子代是插入GFP基因成功的纯合G品系斑马鱼,DNA分子量均最大,电泳后的条带离加样孔均最近,为加样孔1对应条带;若改用引物3、4进行PCR并电泳,野生型无GFP基因,即无法扩增出对应DNA条带,为加样孔1对应条带。
(5)由题意可知,筛选获得了1个pdx1突变品系(N),PCR后进行测序,可得到图4对应序列,由脯氨酸密码子CCU可知,且UGA是终止密码子,图4序列为转录的非模板链(编码链),可知突变品系N转录的模板链的碱基序列为GGAGGTTG-GAAATATACT,因此突变品系N的序列转录为mRNA的碱基序列为:CCU(32位)CCA(33位)ACC(34位)UUU(35位)AUA(36位)UGA(终止密码子不编码氨基酸),故预计突变品系N的pdx1蛋白含36个氨基酸。
(6)蛋白质工程的过程为从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列→①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸→④蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)→③表达出蓝色荧光蛋白。
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