内容正文:
高三生物试题
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 人们普遍认为,地球上最早的生命孕育在海洋中,生命从一开始就离不开水。下列有关水的叙述错误的是( )
A. 水参与光合作用和有氧呼吸
B. 线粒体中,水在其内膜上参与反应
C. 抗利尿激素促进肾小管重吸收水
D. 水可影响种群的数量变化和分布
【答案】B
【解析】
【详解】A、光合作用光反应阶段发生水的光解,有氧呼吸第二阶段水和丙酮酸反应生成二氧化碳和[H],因此水参与光合作用和有氧呼吸,A正确;
B、水参与有氧呼吸第二阶段,该过程发生在线粒体基质中,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,该阶段生成水而非消耗水,B错误;
C、抗利尿激素的生理作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收,从而降低细胞外液渗透压,C正确;
D、水是生物生存必需的非生物因素,水资源的丰缺会影响种群的出生率、死亡率,进而影响种群数量,同时也会决定生物的分布特征,D正确。
2. 近年来,里氏木霉(常作为纤维素酶工业生产菌株)被改造为高效生产药用蛋白的“细胞工厂”。操作流程如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A. 敲除内源纤维素酶基因的核心目的是避免发酵产物被降解
B. 转入人源溶酶体酶基因后,可通过PCR等技术检测其是否整合到里氏木霉的基因组中
C. 配制图中培养基时可以以蛋白胨为氮源、纤维素为碳源
D. 相比该工程菌,大肠杆菌合成的药用蛋白更接近于人体细胞产物
【答案】B
【解析】
【详解】A、敲除内源纤维素酶基因的核心目的是减少无关蛋白的表达,让工程菌更多资源用于生产目标药用蛋白,或便于后续分离纯化(纤维素酶不会降解药用蛋白,因此 “避免发酵产物被降解” 的表述不准确),A错误;
B、转入人源溶酶体酶基因后,可通过PCR技术设计特异性引物,检测目的基因是否整合到里氏木霉的基因组中(若能扩增出目的基因片段,说明整合成功),B正确;
C、工程菌已敲除内源纤维素酶基因,无法合成纤维素酶,因此不能利用纤维素作为碳源(培养基不能以纤维素为碳源),C错误;
D、里氏木霉是真核微生物,具备内质网、高尔基体,可对蛋白质进行翻译后修饰(如糖基化),其合成的药用蛋白更接近人体细胞产物;而大肠杆菌是原核生物,无这些细胞器,无法进行复杂修饰,D错误。
故选B。
3. 某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。下列相关说法正确的是( )
A. 与小鼠骨髓瘤细胞融合前,已免疫的B细胞不需要通过原代培养扩大细胞数量
B. 诱导已免疫的B细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合,主要是利用细胞膜的功能特点
C. 在杂交瘤细胞筛选过程中,发生融合的细胞都可以在选择培养基上正常增殖
D. 将待筛选抗体与该病毒基因A进行杂交,呈阳性的就是所需的抗体
【答案】A
【解析】
【详解】A、已免疫的B细胞是高度分化的细胞,不能分裂,故不需要进行原代培养,A正确;
B、诱导已免疫的B细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合,主要利用的是细胞膜的流动性,即细胞膜的结构特点,B错误;
C、诱导细胞融合时,同种核型融合的细胞(即B细胞相互融合、骨髓瘤细胞相互融合)不能在选择培养基上正常增殖,只有B细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞才能在选择培养基上正常增殖,C错误;
D、待筛选的抗体是蛋白质,无法与基因A进行杂交,应与蛋白A进行杂交,D错误。
故选A。
4. miRNA是一类由内源基因编码的长度约22个核苷酸的非编码单链RNA,主要作用机制是通过与特定靶mRNA结合,实现靶mRNA的降解或抑制其表达。下列叙述错误的是( )
A. RNA聚合酶参与miRNA的形成,可催化氢键的断裂和磷酸二酯键的形成
B. mRNA的基本单位是核糖核苷酸,miRNA彻底水解后可得到6种小分子
C. miRNA通过碱基互补配对的方式与靶mRNA结合形成局部双链
D. 可通过miRNA抑制抑癌基因的表达过程来控制和治疗癌症
【答案】D
【解析】
【详解】A、miRNA是内源基因转录的产物,转录过程需要RNA聚合酶参与,RNA聚合酶兼具解旋(催化氢键断裂)和催化RNA合成(催化磷酸二酯键形成)的功能,A正确;
B、mRNA属于RNA,基本组成单位是核糖核苷酸;miRNA为单链RNA,彻底水解后可得到核糖、磷酸、A、U、C、G四种含氮碱基,共6种小分子,B正确;
C、miRNA是单链RNA,与靶mRNA结合时遵循碱基互补配对原则,二者可形成局部双链结构,C正确;
D、抑癌基因的功能是抑制细胞的异常增殖,若抑制抑癌基因的表达会提高细胞癌变的风险,治疗癌症应通过miRNA抑制原癌基因的表达,D错误。
5. 在某湿地生态系统中,生态位重叠的两种动物甲、乙发生生态位分化,如图所示。甲主要以植物a为食,乙主要以植物b为食,两者又可共同以植食性动物c为食。下列相关叙述正确的是( )
A. a与甲分别属于第一营养级、第二营养级
B. 能量流动的特点是单向流动、逐级递减,其过程与分解者无关
C. 研究动物的生态位通常还要研究其栖息地及与其他物种的关系等
D. 生态位分化使得种间竞争强度增加,是物种之间及生物与环境之间协同进化的结果
【答案】C
【解析】
【详解】A、植物 a 属于第一营养级,甲既以植物 a 为食(属于第二营养级),又以植食性动物 c 为食(属于第三营养级),所以甲不只是第二营养级,A错误;
B、能量流动的特点是单向流动、逐级递减,但分解者会分解动植物遗体,将有机物中的能量释放到无机环境中,能量流动过程与分解者有关,B错误;
C、研究动物的生态位,通常需要研究其栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等,C正确;
D、生态位分化会使种间竞争强度降低,而不是增加,它是物种之间及生物与环境之间协同进化的结果,D错误。
6. 深海鮟鱇鱼雌雄形态差异极大,雌鱼具有发光器可以吸引猎物,而雄鱼体型微小,寄生在雌鱼体表。研究发现,不同深度处的鮟鱇鱼发光器的发光波长不同,与栖息地水体透光性及猎物视觉敏感波段高度匹配。下列叙述错误的是( )
A. 鮟鱇鱼发光器的多样性属于遗传多样性,有助于维持海洋生态系统的平衡
B. 若某区域红光透光性增强,具有长波长发光器的雌鱼可能生存得更好
C. 深海环境条件相对稳定,该鮟鱇鱼种群的进化较慢,基因库没有变化
D. 鮟鱇鱼的发光特性与其猎物的视觉系统是它们在长期协同进化中相互适应形成的
【答案】C
【解析】
【详解】A、遗传多样性是指同种生物种内的基因差异,鮟鱇鱼发光器的多样性是种内基因差异导致的,属于遗传多样性,多样的性状提升了物种对环境的适应能力,有助于维持海洋生态系统平衡,A正确;
B、长波长发光对应红光等长波段光,若区域红光透光性增强,长波长的光在水体中传播能力更强,更易被猎物感知,能帮助雌鱼更好地吸引猎物,因此具有长波长发光器的雌鱼可能生存得更好,B正确;
C、进化的实质是种群基因频率的定向改变,即便深海环境相对稳定,种群也会发生基因突变、基因重组等变化,种群基因频率会发生改变,基因库也会随之变化,种群不会停止进化,C错误
D、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,鮟鱇鱼的发光特性匹配猎物视觉敏感波段,是二者长期相互选择、协同进化的结果,D正确。
7. lacZ、lacY、lacA是大肠杆菌体内与乳糖代谢有关的三个结构基因(其中LacY编码β-半乳糖苷透性酶,可将乳糖运入细胞)。上游的操纵基因(O)对结构基因起着“开关”的作用,直接控制结构基因的表达。图1表示环境中无乳糖时,结构基因的表达被“关闭”的调节机制;图2表示环境中有乳糖时,结构基因的表达被“打开”的调节机制。下列有关叙述正确的是( )
A. 图中的操纵基因是一段具有特异性的DNA序列,其碱基序列不用于编码蛋白质
B. β-半乳糖苷透性酶可能位于细胞膜上,合成后需要经过内质网和高尔基体的加工
C. 过程①碱基配对方式与②过程不完全相同,参与②过程的氨基酸均可被多种tRNA转运
D. lacZ、lacY、lacA转录的模板链为β链,转录产生的mRNA上有多个启动子
【答案】A
【解析】
【详解】A、操纵基因(O)是原核生物操纵子中的一段调控序列,它的作用是与阻遏蛋白结合来控制下游结构基因的转录,本身并不编码蛋白质,A正确;
B、β-半乳糖苷透性酶可能位于细胞膜上,合成后不需要经过内质网和高尔基体的加工,因为大肠杆菌为原核生物,其细胞中只有核糖体这一种细胞器,B错误;
C、过程①为转录过程,该过程的碱基配对方式为A-U、G-C、G-C、T-A,②过程为翻译过程,该过程的碱基配对发生在RNA之间,该过程的碱基互补配对为A-U、G-C、G-C、U-A,可见二者不完全相同,参与②过程的氨基酸可被一种或多种tRNA转运,C错误;
D、转录过程中子链的延伸方向为5’→3’,可见lacZ、lacY、lacA转录的模板链为β链,启动子是位于基因首端的特殊的碱基序列,不在mRNA上,D错误。
故选A。
8. 研究表明,在寒冷应激条件下,小鼠下丘脑室旁核(PVN)中表达促甲状腺激素释放激素(TRH)的神经元被激活,通过以下两条通路调节产热:
通路①:PVN→脊髓→交感神经→褐色脂肪组织(BAT)
通路②:PVN→垂体→甲状腺→甲状腺激素(TH)→组织细胞
当BAT持续产热时,其分泌的成纤维细胞生长因子(FGF21)通过血脑屏障作用于下丘脑弓状核(ARC),抑制PVN中的TRH神经元活性。下列说法错误的是( )
A. 据题可判断ARC中存在同时接受FGF21信号和TH负反馈信号的神经元
B. 寒冷时,通路①可快速增加产热,通路②具有滞后性但持续时间长
C. 若切断脊髓与BAT之间的神经联系,寒冷刺激仍可通过通路②产热
D. 若人为提高血液中FGF21浓度可抑制TRH神经元活性进而减少BAT产热和TH分泌
【答案】A
【解析】
【详解】A、甲状腺激素(TH)的负反馈调节作用靶点是下丘脑PVN的TRH神经元和垂体细胞,由题意可知FGF21作用于ARC,但不能推测ARC中存在能接受TH负反馈信号的神经元,A错误;
B、通路①是神经调节,反应速度快,可快速增加产热;通路②是激素调节,反应速度慢、具有滞后性,但作用持续时间长,B正确;
C、切断脊髓与BAT的神经联系仅阻断通路①,但通路②的体液调节(甲状腺激素促进组织细胞代谢产热)仍可进行,C正确;
D、提高血液中FGF21浓度,FGF21作用于ARC抑制PVN的TRH神经元活性,一方面通路①活动减弱使BAT产热减少,另一方面TRH分泌减少会使通路②的TH分泌量下降,D正确。
9. 甲型流感病毒是一种RNA病毒,其表面的H蛋白和N蛋白是主要抗原,研究者对免疫后小鼠血清中N蛋白抗体和H蛋白抗体进行检测,结果如图,下列叙述正确的是( )
A. 根据实验结果,N蛋白作为疫苗免疫效果更好
B. 用H蛋白作疫苗更易激活细胞毒性T细胞,利于清除感染细胞
C. 接种疫苗后效果不好,可能与疫苗株和流行株间的抗原差异相关
D. 某感染者核酸检测呈阳性,进行H蛋白抗体、N蛋白抗体检测也均为阳性
【答案】C
【解析】
【详解】A、相同稀释度下,H 蛋白抗体的荧光值远高于 N 蛋白抗体,且随稀释度增加,H 蛋白抗体荧光值下降幅度更小,说明 H 蛋白诱导产生的抗体与抗原结合强度更大,免疫效果更好,A错误;
B、图中探究的是体液免疫的效果,不涉及细胞免疫,故无法确定是否容易激活细胞毒性T细胞,B错误;
C、疫苗的免疫效果依赖抗原与特定抗体的识别,若疫苗株和流行株的抗原(H/N 蛋白)存在差异,机体产生的抗体无法有效识别流行株病毒,会导致疫苗效果不佳,C正确;
D、核酸检测阳性说明体内有病毒,但感染初期机体可能尚未启动免疫应答产生抗体,因此此时 H、N 蛋白抗体检测可能均为阴性,D错误。
10. 冻疮是冰点以上的低温与高湿度环境暴露所致的一种局限性皮肤炎症。如果皮肤在10℃以下的潮湿环境暴露过久,低温就会使小血管严重收缩,血流急剧减少,而这时再进入温暖环境则会令小动脉受热扩张,使皮肤发红并产生水肿。水肿的组织会刺激神经末梢,并使人体产生痒痛感。下列叙述正确的是( )
A. 寒冷环境下,副交感神经活动占据优势,使小血管活动发生变化
B. 寒冷环境可能使某些细胞缺乏足够的养料供应而出现功能障碍
C. 水肿的组织刺激神经末梢使人体产生痒痛感的过程属于非条件反射
D. 冻疮引起红肿与血管扩张有关,与血管通透性变化无关
【答案】B
【解析】
【详解】A、寒冷环境下,交感神经活动占据优势,会使皮肤小血管收缩以减少散热,副交感神经通常在人体安静休息状态下活动占优势,A错误;
B、寒冷环境会使小血管严重收缩、血流急剧减少,运输到组织细胞的氧气和养料不足,可能导致部分细胞因能量、营养供应不足出现功能障碍,B正确;
C、反射的结构基础是完整的反射弧,痒痛感仅在大脑皮层感觉中枢产生,该过程未经过传出神经和效应器,不满足完整反射弧的要求,不属于反射,更不属于非条件反射,C错误;
D、冻疮的水肿本质是组织液增多,小动脉扩张的同时血管通透性升高,血浆蛋白进入组织液使组织液渗透压升高,吸水形成水肿,因此红肿水肿与血管通透性变化有关,D错误。
11. 中国农大研究人员通过研究揭示了光—激素信号模块,阐明了光敏色素与脱落酸(ABA)之间的新型调控路径,为少侧枝黄瓜品种(分枝过多会导致养分分散)的培育提供了理论与实践依据。其调节机制如下:红光信号→激活CsphyB(光敏色素)→抑制CsPIF4(调控ABA合成基因表达的转录因子)活性→ABA减少,促进侧芽生长。下列叙述正确的是( )
A. 在黄瓜栽培时,及时摘除顶芽或适当遮阴处理可抑制侧芽生长,减少养分分散
B. CsphyB基因缺陷黄瓜品种的茎端ABA与赤霉素比值低,有利于分化形成雄花
C. 采用基因编辑技术抑制CsPIF4的活性,可培育出侧枝少株型紧凑的黄瓜新品种
D. CsphyB吸收红光后结构发生变化,该信号经转导传递抑制ABA合成基因的转录
【答案】D
【解析】
【详解】A、摘除顶芽会解除顶端优势,促进侧芽生长;遮阴可能减少红光,导致ABA增加,抑制侧芽生长,A错误;
B、CsphyB基因缺陷会导致CsPIF4活性未被抑制,ABA合成增加,ABA/赤霉素比值升高,有利于雌花分化,B错误;
C、抑制CsPIF4活性会进一步减少ABA合成,促进侧芽生长,导致侧枝增多,不符合少侧枝品种的培育要求,C错误;
D、红光激活CsphyB后,通过抑制CsPIF4(调控ABA合成基因的转录因子)活性,间接抑制ABA合成基因的转录,导致ABA减少,D正确。
12. 热带珊瑚岛通常因贫瘠、持水能力差而阻碍了土壤微生物的生长。为探究珊瑚岛经不同恢复模式的改造效果(其中GL和RT样地实施了灌溉、施肥等精细化管理),科研人员追踪了恢复早期土壤微生物群落与土壤理化性质的动态变化,部分结果如下图。下列叙述正确的是( )
NF:原始林样地
GL:草坪
WBSF:防风固沙林
SB:防风林
PGS:公共绿地
RT:行道树
A. 贫瘠、持水能力差的环境属于阻碍土壤微生物生长的密度制约因素
B. 生态恢复的关键是促进生态系统中氮、磷、钾等元素以及能量的循环
C. 合理的人为干预可能改善土壤微生物生物量和含氮量,恢复效果更好
D. 有效选择植物种类并合理布设,促进生态恢复,体现了生态工程的整体原理
【答案】C
【解析】
【详解】A、贫瘠、持水能力差的环境属于非密度制约因素(这类因素的作用强度与种群密度无关,如气候、土壤条件等),而密度制约因素是作用强度随种群密度变化的因素(如种内竞争、天敌等),A错误;
B、生态系统中,物质(氮、磷、钾等元素)可以循环,但能量是单向流动、逐级递减的,不能循环,B错误;
C、题干表明GL和RT样地实施了灌溉、施肥等精细化管理(人为干预)。结合图表:RT(行道树)的土壤微生物生物量和总氮含量均高于WBSF(防风固沙林)、SB(防风林)、PGS(公共绿地)等样地;GL(草坪)的相关指标也优于部分未精细化管理的样地。这说明合理的人为干预可改善土壤微生物生物量和含氮量,提升生态恢复效果,C正确;
D、选择植物种类并合理布设,利用生物组分的自组织、自我调节能力促进生态恢复,体现的是生态工程的自生原理;而整体原理强调社会—经济 —自然复合系统的整体性,追求生态、经济、社会效益的统一,D错误。
故选C。
13. 为评估鄱阳湖“十年禁渔”措施的效果,研究人员对鄱阳湖生态系统营养结构和功能等进行调查,结果如下表所示:
时间
净系统生产量
t/(km2·year)
总生物量
t/km2
总初级生产量/总呼吸量
系统杂食指数
食物网总路径数
禁渔前
7.77×103
430
4.77
0.21
725
禁渔后
5.62×103
583
2.86
0.44
2.95×103
注:净系统生产量=总初级生产量-总呼吸量,系统杂食指数高代表多样化的食物链;总初级生产量=生产者固定的太阳能。
根据结果推测,下列关于禁渔后鄱阳湖生态系统变化叙述正确的是( )
A. 储碳总量降低 B. 自我调节能力降低
C. 营养结构简单 D. 呼吸消耗能量增加
【答案】D
【解析】
【详解】A、储碳总量主要取决于生态系统的总生物量(即有机碳储存量),禁渔后总生物量从430 t/km²增至583 t/km²,表明储碳总量增加,A错误;
B、自我调节能力与营养结构复杂性正相关,禁渔后系统杂食指数(反映食物链多样性)从0.21增至0.44,食物网总路径数从725增至2950,表明食物网复杂性和稳定性提高,自我调节能力增强,B错误;
C、营养结构复杂程度由食物网多样性和路径数反映,系统杂食指数和食物网总路径数均显著增加,说明营养结构更复杂,C错误;
D、呼吸消耗能量取决于总呼吸量,由表中信息可知,总初级生产量/总呼吸量从禁渔前的4.77下降到禁渔后的2.86,说明总呼吸量相对于总初级生产量上升,即生态系统中生物的代谢活动增强,呼吸消耗的能量比例增加,D正确。
14. 高等植物和红藻的叶绿体膜上都含有ADP/ATP转运蛋白(NTT),但转运方向不同。蓝细菌细胞膜上不含NTT,分别用上述两种NTT改造蓝细菌,获得图中甲、乙工程菌。甲、乙分别被缺乏线粒体的酵母细胞胞吞得到两种共生体,这两种共生体在缺乏有机碳源条件下存活状况不同。下列叙述正确的是( )
A. NTT可同时转运ADP和ATP,不具有专一性
B. 在光照条件下,含乙的共生体缺乏有机碳源时不能存活
C. 高等植物叶绿体基质中ATP只来自于类囊体薄膜
D. 缺乏线粒体的酵母菌不能合成ATP,无法存活
【答案】B
【解析】
【详解】A、转运蛋白具有高度专一性,NTT 只能特异性识别并转运 ADP 和 ATP,不能转运其他物质,仍具有专一性,A错误;
B、乙表达的高等植物NTT,会把蓝细菌胞内的ADP运出去,同时把胞外的ATP运进来。乙不断把ADP运出细胞,导致胞内ADP不足,蓝细菌的ATP合成会被严重抑制,光合作用也无法正常进行,因此乙在光照下也无法存活,B正确;
C、高等植物叶绿体NTT可以把胞外ATP运进叶绿体,因此叶绿体基质的ATP来源不只有类囊体薄膜,C错误;
D、酵母菌可通过无氧呼吸(细胞质基质)合成 ATP,只是缺乏线粒体时无法进行有氧呼吸,ATP 合成效率低,并非完全不能合成 ATP,D错误。
15. 用农杆菌转化法,将含有基因修饰系统的T-DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上,在该修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,脱氨基过程在细胞M中只发生一次,将细胞M培育成植株N。下列说法正确的是( )
A. M经3次有丝分裂后,含T-DNA且脱氨基位点为A-T的细胞占3/8
B. M经n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为A-U的细胞占1/2
C. 植株N经减数分裂形成的配子中一定带有T-DNA
D. N自交,子一代中含T-DNA的植株占1/2
【答案】A
【解析】
【详解】A、DNA为半保留复制,初始脱氨基位点为C-U,1个细胞经过3次有丝分裂共产生8个子细胞,所有子细胞均含T-DNA,经复制分离后脱氨基位点为A-T的细胞共3个,占比3/8,A正确;
B、n次有丝分裂后总细胞数为2ⁿ,其中脱氨基位点为A-U的细胞仅有1个,占比为1/2ⁿ,仅n=1时占1/2,n≥1时不都为1/2,B错误;
C、植株N是T-DNA插入的杂合子,减数分裂时同源染色体分离,仅1/2的配子携带T-DNA,C错误;
D、植株N为杂合子,自交后子一代不含T-DNA的植株占1/4,因此含T-DNA的植株占3/4,D错误。
16. Gardner综合征是由于基因突变导致蛋白活性较低而引发的单基因遗传病。如图是患者的家系图,表格是部分成员该基因非模板链的部分测序结果。不考虑基因位于性染色体的同源区段。下列叙述正确的是( )
成员
基因测序结果
I-1、I-2、II-4
…ACAGAATCAGAGCAGCCTAAA…
II-3、III-2
…ACAGAATCAGAGCAGCCTAAA…和…ACAGAATCAGAGTAGCCTAAA…
注:UAG、UAA、UGA为终止密码子
A. 由题可知该致病基因位于X染色体上
B. II-3患病是由于I-1和I-2各提供了一个隐性基因
C. 致病基因编码的蛋白质所含氨基酸数量不会减少
D. Ⅲ-2与健康女性结婚,生一个患病女儿的概率是1/4
【答案】D
【解析】
【详解】A、由Ⅱ-3、Ⅲ-2的表现型(二者均患病),基因测序结果显示基因非模板链出现两条不同的序列,说明Ⅱ-3、Ⅲ-2是杂合子,故说明Gardner综合征是常染色体显性遗传病,A错误;
B、根据电泳图谱可知Ⅰ-1、I-2表现型正常,只有一条带,而Ⅱ-3患病且电泳图谱含有两条带,说明应该是Ⅰ-1和Ⅰ-2其中一方发生了基因突变后提供了一个显性致病基因,B错误;
C、从基因测序结果看,致病基因的非模板链部分碱基发生了改变,导致转录形成的mRNA中提前出现终止密码子UAG,从而使翻译提前终止,那么编码的蛋白质所含的氨基酸数量可能减少,C错误;
D、Ⅲ-2为杂合子(设致病基因为A,正常基因为a),其配偶正常(基因型为aa),他们后代的基因型及比例为Aa(患病):aa(正常)=1:1,所以生一个患病女儿的概率是1/2×1/2=1/4,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 低浓度CO2条件下,绿藻、聚球藻等光合自养生物具有特殊的CO2浓缩机制(CCM),且它们的具体浓缩机制又不相同。请结合所学的知识和图示,回答下列问题:
(1)图1为聚球藻的细胞结构及其CCM的示意图。据图可知,绿藻与聚球藻相比在细胞结构上的主要区别是_____;聚球藻细胞CCM的机制是_____。
(2)图2为绿藻CCM的示意图,据图推测,转运蛋白LCIA对的转运最可能属于_____(填“协助扩散”或“主动运输”);蛋白核周围的LCIB/LCIC复合物可_____,从而减少碳损失。
绿藻的类囊体膜还存在多元电子传递途径,为光合作用暗反应提供充足的_____,从而提高光合速率。
(3)某研究小组为提高C3作物的光合速率,通过转基因技术将绿藻的蛋白核基因转入C3作物并成功表达,请设计实验证明低浓度CO2条件下转基因C3作物的光合速率有所提高,写出简要的实验思路:_____。
【答案】(1) ①. 绿藻细胞有成形的细胞核 ②. 聚球藻细胞的羧酶体富集HCO3-并转化为CO2,同时阻止CO2逸出,使羧酶体中CO2浓度较高
(2) ①. 主动运输 ②. 回收未被蛋白核内Rubisco及时固定的逃逸CO2,重新转化为HCO3- ③. 能量和还原剂
(3)取等量长势相同的野生型C3作物和转基因C3作物,在低浓度CO2条件下培养,其他条件相同且适宜,测量并比较两组的光合速率(答案合理即可)
【解析】
【小问1详解】
据图1可知,聚球藻是原核生物,而绿藻是真核生物,原核生物与真核生物在细胞结构上的主要区别是原核生物细胞无成形的细胞核,而真核生物细胞有成形的细胞核。据图1可知,聚球藻细胞的羧酶体可富集HCO3-,并转化为CO2,同时阻止CO2逸出,使羧酶体中CO2浓度较高。
【小问2详解】
低浓度CO2条件下,外界环境HCO3-浓度也较低,绿藻通过转运蛋白LCIA等将HCO3-浓缩于叶绿体基质,推测转运蛋白LCIA对HCO3-的转运最可能属于主动运输。据图2可知,蛋白核周围的LCIB/LCIC复合物可回收未被蛋白核内Rubisco及时固定的逃逸CO2,并将其重新转化为HCO3-,从而减少碳损失。类囊体膜上的多元电子传递途径可以产生大量ATP和NADPH,为暗反应提供充足的能量和还原剂,从而提高光合速率。
【小问3详解】
证明低浓度CO2条件下转基因C3作物的光合速率有所提高,可取等量长势相同的同种野生型C3作物和转基因C3作物,在低浓度CO2条件下培养,其他条件相同且适宜,测量并比较两组的光合速率。
18. 人血清白蛋白(HSA)是由肝脏细胞合成的,具有重要的医用价值,原本只能从血清中提取,科研人员利用基因工程技术改造水稻,并从转基因水稻中获取人的血清白蛋白(HSA)。部分流程及相关限制酶的识别序列和切割位点如图,HSA基因的b链为转录的模板链。回答下列问题。
(1)PCR扩增HSA基因时,除了向反应体系中添加模板DNA和引物外,还需添加_____(至少写两个)。
(2)在构建重组Ti质粒时,若HSA基因两端没有图示中相应限制酶的酶切位点,PCR设计引物时需在引物的_____端添加限制酶的识别序列。
(3)为确保HSA基因与Ti质粒正向连接,同时便于对导入重组Ti质粒的农杆菌的筛选,应对质粒用_____酶切。据图写出PCR扩增HSA基因时引物1的碱基序列为:5′-_____-3′(写出前10个碱基,包括限制酶的识别序列)。筛选含重组质粒的农杆菌时,应先将处理后的农杆菌接种至含_____的培养基中,再利用无菌绒布影印接种转移至含_____的培养基中。
(4)利用农杆菌转化法将重组Ti质粒导入水稻的愈伤组织后还要进行目的基因的检测,具体操作方法是_____(答一种即可)。
【答案】(1)耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、dNTP、含Mg2+的缓冲液
(2)5′ (3) ①. HindⅢ、BclⅠ ②. AAGCTTATGC ③. 氨苄青霉素 ④. 四环素
(4)可通过PCR或分子杂交等技术检测水稻的染色体DNA上是否插入了HSA基因(或检测HSA基因是否转录出了mRNA或用抗HSA的抗体与从水稻细胞内提取出的蛋白质进行抗原-抗体杂交,鉴定是否翻译出HSA蛋白)
【解析】
【小问1详解】
PCR扩增HSA基因时,除了向反应体系中添加模板DNA和引物外,还需添加耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、dNTP、含Mg2+的缓冲液。
【小问2详解】
HSA基因两端没有限制酶Bcl I、BamH I和Hind Ⅲ的酶切位点,要使目的基因插入启动子和终止子之间且方向正确,同时为便于对导入重组表达载体的农杆菌的筛选,HSA基因的b链为转录的模板链,所以应在引物的5′端添加限制酶的识别与切割序列。
【小问3详解】
质粒上存在两种抗性基因,为了便于后期筛选,可保留一种抗性基因,破坏一种抗性基因,故需要选择Bcl I,由于BamH Ⅰ和Bcl I所产生的黏性末端相同,会造成质粒和目的基因的自身环化和反向连接,因此不能选择BamH Ⅰ,为确保HSA基因与Ti质粒正向连接并便于筛选重组农杆菌,需选择两种不同的限制性内切酶进行双酶切,且切割后产生不同黏性末端,避免反向连接或自连,故可选择限制酶Hind Ⅲ和Bcl I。PCR设计引物时需在引物的5'端添加限制酶的识别序列,且引物1与基因b链碱基互补配对,故引物1的序列为5′—AAGCTTATGC—3',引物2的5'端添加Bcl I酶的识别与切割序列;由于Bcl I酶切割载体后,会破坏抗四环素基因,而空载体的抗四环素基因完整,故可以将处理后的农杆菌先放在含氨苄青霉素的培养基上培养,能生长的是含重组质粒的农杆菌和空质粒的农杆菌,再利用无菌绒布影印到含四环素的培养基上,能在氨苄青霉素培养基上生长而不能在含四环素的培养基上生长的菌落就是所需的含重组质粒的农杆菌。
【小问4详解】
进行目的基因的检测可通过PCR或分子杂交等技术检测水稻的染色体DNA上是否插入了HSA基因,也可以检测HSA基因是否转录出了mRNA,或用抗HSA的抗体与从水稻细胞内提取出的蛋白质进行抗原—抗体杂交,鉴定是否翻译出HSA蛋白。
19. 瘦素是一种由脂肪组织分泌的激素,主要作用是调节食欲和能量平衡。为研究低温胁迫条件下长爪沙鼠的适应对策,研究人员进行了相关实验,结果如下表。
处理方式
体重(g)
同化能量
(kJ/(g·d)
瘦素浓度
(ng/mL)
体脂干重
(g)
体脂含量
(%)
驯化前
驯化后
驯化3天
驯化21天
低温组(5℃)
56.3
55.3
9.4
11.8
9.4
3.8
24.7
对照组(23℃)
54.7
56.3
5.5
4.7
27.4
7.5
36.5
回答以下问题:
(1)长爪沙鼠的体温调节中枢位于_____。在寒冷刺激下,长爪沙鼠的体温调节中枢兴奋后,可引起骨骼肌战栗,与此同时相关神经兴奋后可以促进_____、肾上腺素等激素的释放,使体温维持正常。由此可见,体温调节是由_____共同实现的。
(2)相对于对照组,低温组的长爪沙鼠同化能量较高的原因是_____。
(3)进一步研究发现瘦素可以通过NPY神经元和BNC2神经元调控动物的摄食行为,且NPY神经元和BNC2神经元之间形成突触结构,下表为部分实验研究结果。
刺激结构
食物摄入量
电流变化
NPY神经元
增加
BNC2神经元未出现电流变化
BNC2神经元
减少
NPY神经元出现电流变化
分析实验数据,完善瘦素通过上述神经结构对动物摄食行为的调节机制模型①_____;②_____;③_____;④_____。
【答案】(1) ①. 下丘脑 ②. 甲状腺激素 ③. 神经调节与激素调节(神经-体液)
(2)低温组长爪沙鼠热量消耗多,食欲增加导致摄食量增加,使同化量增加(瘦素可以抑制食欲,而低温组瘦素含量低,食欲旺盛)
(3) ①. BNC2 ②. 抑制 ③. NPY ④. 降低
【解析】
【小问1详解】
人体和动物的体温调节中枢位于下丘脑;寒冷刺激下,下丘脑会通过传出神经促进骨骼肌战栗产热,同时还会分泌促甲状腺激素释放激素,最终促使甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素和肾上腺素都能促进细胞代谢、增加产热,维持体温稳定;体温调节过程中,既有神经信号的传递(神经调节),又有激素的分泌与作用(激素调节),因此是神经调节和激素调节(神经 - 体液调节)共同实现的。
【小问2详解】
低温环境下,长爪沙鼠为了维持体温,身体的热量消耗会显著增多,为了补充更多能量,长爪沙鼠的食欲会增加,进而摄食量增加,同化量=摄入的食物能量-粪便中的能量,摄食量增加会让更多能量被吸收转化为自身物质,因此低温组的同化量更高(瘦素可以抑制食欲,而低温组瘦素含量低,食欲旺盛)。
【小问3详解】
根据实验数据,刺激NPY神经元会使食物摄入量增加,BNC2神经元未出现电流变化,说明NPY神经元是促进摄食的,且NPY神经元位于BNC2的上游,刺激BNC2神经元会使食物摄入量减少,NPY神经元出现电流变化,说明BNC2神经元抑制NPY神经元的活动,瘦素的作用是减少摄食,其调节机制为:瘦素与受体结合后,激活BNC2神经元,BNC2 神经元会抑制NPY神经元的活动,而NPY神经元是促进摄食的,NPY神经元被抑制后,使摄食量降低。
20. 科研人员为研究秸秆还田、施用氮肥对稻田碳的净排放量和生态经济净收益(综合考虑水稻产量、生产成本及生态效益)的影响,在陕南某地区进行有关实验,获得如图1、2结果,其中S0、S1、S2三组秸秆还田量分别为0t·hm-2、2.25t·hm-2、3.75t·hm-2。请回答下列问题:
(1)稻田生态系统中的碳以_____形式返回大气,与自然生态系统相比较,稻田碳排放相同的途径有_____。
(2)结合图1、图2分析,氮肥施用过多会使生态经济净收益_____,主要原因有_____。根据本实验结果,在农业生产中应采取的措施是_____。
(3)水稻生长过程中土壤微生物会释放多种温室气体,如CH4、N2O等。甲烷杆菌在厌氧环境下分解有机物产生CH4,甲烷氧化菌是需氧型细菌,可分解CH4。进一步研究表明,秸秆还田、氮肥施用对稻田CH4的排放也有较大影响(如下图),其中N0、N1、N2三组的氮肥施用量分别为0kg·hm-2、180kg·hm-2、360kg·hm-2。
①研究结果表明,施氮量对稻田CH4的排放量的影响是_____。
②生产中稻田养鸭可降低CH4排放量,可能的原因是_____。
【答案】(1) ①. CO2 ②. 微生物的分解作用、动植物的呼吸作用
(2) ①. 下降 ②. 水稻产量不再提高,但生产成本增加、碳排放量增加 ③. 秸秆适度还田、适度施用氮肥
(3) ①. 一定范围内随着施肥量的增加,稻田CH4排放量先增加后减少 ②. 鸭的觅食和游动,增加水体溶解氧,对甲烷杆菌有抑制作用,对甲烷氧化菌有促进作用
【解析】
【小问1详解】
稻田生态系统中的碳以CO2形式返回大气;生物群落中的碳返回无机环境的途径有:动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。与自然生态系统相比较,稻田碳排放相同的途径有:微生物的分解作用、动植物的呼吸作用。
【小问2详解】
图1显示:碳的净排放量随施氮量的增加呈现出先降低后增加的趋势,而且秸秆还田量的增加而增加;由图2可知,生态经济净收益(综合考虑水稻产量、生产成本及生态效益)随施氮量的增加呈现出先升后降趋势,S1组(秸秆还田量为2.25t·hm-2)的生态经济净收益最大,S2组(秸秆还田量为3.75t·hm-2)次之,但均高于S0对照组(秸秆还田量为0t·hm-2)。综上分析可知,氮肥施用过多会使生态经济净收益下降,主要原因有:水稻产量不再提高,但生产成本增加、碳排放量增加。根据本实验结果,在农业生产中应采取的措施是秸秆适度还田、适度施用氮肥。
【小问3详解】
①由题图可知:在秸秆还田量一定的情况下,N1组(氮肥施用量为180 kg·hm-2)的CH4累积排放量高于N0对照组(氮肥施用量为0kg ·hm-2)和N2组(氮肥施用量为360kg ·hm-2),表明施氮量对稻田CH4的排放量的影响是:一定范围内随着施氮量的增加,稻田CH4排放量先增加后减少。
②由甲烷杆菌在厌氧环境下分解有机物产生CH4;甲烷氧化菌是需氧型细菌,可分解CH4。生产中稻田养鸭,鸭的觅食和游动,能够增加水体溶解氧,对甲烷杆菌有抑制作用,对甲烷氧化菌有促进作用,因此可降低CH4排放量。
21. 阿尔茨海默症(AD)是神经元受损疾病,T蛋白沉积是其病理学表现之一。T蛋白会导致果蝇相关神经元受损,复眼结构异常,因而果蝇可作为模型生物用于该病研究。研究者将外源基因导入野生型果蝇获得3个纯合品系,进而构建出AD果蝇。不考虑X和Y染色体同源区段、突变和同源染色体互换的情况。回答下列问题:
品系
插入的基因
基因功能
甲
G基因
激活T基因表达出T蛋白
乙
T基因
T基因在视网膜光感受神经元内表达,复眼结构异常
丙
F基因
F基因表达出F蛋白
注:T基因不能独立表达;F基因、G基因、T基因独立遗传。
(1)为确定G基因、T基因在染色体上的位置并得到AD果蝇,研究者进行了如图实验。由实验可知:G基因、T基因分别插入到_____染色体、_____染色体上。并且还可通过_____(填“实验1”或“实验2”)中F1个体相互对照证明G基因具有激活T基因表达的作用。
(2)研究发现,T基因表达产物积累形成的AD患者常伴有F基因突变。有人提出“F基因的表达产物对神经元具有保护作用”的假说。为培育出纯合的AD果蝇并验证上述假说,进行如下实验:
①选择上述实验_____的F1相互交配,子代可同时出现纯合的雌雄AD果蝇。子代中纯合AD果蝇占比为_____。
②将选育出的纯合雄性AD果蝇与品系丙雌性果蝇杂交得到F1,观察F1_____性个体的表型,若为_____,则可验证假说。
(3)选择(2)②中的F1相互交配得到F2。观察并统计F2中表型复眼结构正常个体所占比例为_____。
【答案】(1) ①. X ②. 常 ③. 实验2
(2) ①. 1 ②. 1/8 ③. 雌 ④. 复眼结构正常
(3)29/32
【解析】
【小问1详解】
假定没有G、T基因的染色体用g、t基因表示,根据正反交结果不同可知,G基因或T基因存在于X染色体上,假定(G基因在X染色体上,T基因在常染色体上,甲作为母本,乙作为父本时,甲母本的基因型为ttXGXG,乙父本的基因型为TTXgY,杂交获得的子一代基因型为TtXGXg、TtXGY,雌雄果蝇均同时含有G基因和T基因,因此均出现复眼结构异常,反交时,甲父本基因型为ttXGY,乙母本基因型为TTXgXg,子一代基因型为TtXGXg、TtXgY,雌性复眼结构异常,雄性复眼结构正常,符合题意。
假定T基因在X染色体上,G基因在常染色体上,甲作为母本,乙作为父本时,甲母本的基因型为GGXtXt,乙父本的基因型为ggXTY,杂交获得的子一代基因型为GgXTXt、GgXtY,雌性复眼结构异常,雄性复眼结构正常,反交时,甲父本基因型为GGXtY,乙母本基因型为ggXTXT,子一代基因型为GgXTXt、GgXTY,雌雄果蝇均同时含有G基因和T基因,均出现复眼结构异常。
综合分析,G基因、T基因分别插入到X染色体、常染色体上。
实验2子一代基因型为TtXGXg、TtXgY,雌性同时含有G、T基因,复眼结构异常,雄性只有T基因,没有G基因,复眼结构正常,因此可通过实验2中F1个体相互对照证明G基因具有激活T基因表达的作用。
【小问2详解】
①上述实验1的子一代基因型为TtXGXg、TtXGY,F₁相互交配,子二代可出现TTXGXG和TTXGY纯合的AD果蝇,实验2无法获得纯合的AD雌果蝇。子代中纯合AD果蝇占比为1/4×1/2=1/8。
②选育出的纯合雄性AD果蝇基因型为ffTTXGY,品系丙雌性果蝇基因型为FFttXgXg,杂交得到F1的基因型为FfTtXGXg和FfTtXgY,题述假说是T基因表达产物积累形成的AD患者常伴有F基因突变,F基因的表达产物对神经元具有保护作用,雌性个体同时具有F、T和G基因,T和G基因存在时本身复眼结构异常,但F基因表达产物对神经元具有保护作用,因此雌性个体复眼结构会正常。
【小问3详解】
②中的F1基因型为FfTtXGXg和FfTtXgY,仅考虑F基因时,子代基因型种类及比例为FF:Ff:ff=1:2:1,仅考虑T基因时,子代基因型种类及比例为T_:tt=3:1,仅考虑G基因时,子代基因型种类及比例为XGXg:XgXg:XGY:XgY=1:1:1:1,有F基因存在时复眼结构均正常,f基因存在,且同时存在T、G基因时,复眼结构异常,其余情况复眼结构均正常,因此表型复眼结构正常个体中 3/4+1/4×(1-3/4×1/2)=29/32。
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高三生物试题
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 人们普遍认为,地球上最早的生命孕育在海洋中,生命从一开始就离不开水。下列有关水的叙述错误的是( )
A. 水参与光合作用和有氧呼吸
B. 线粒体中,水在其内膜上参与反应
C. 抗利尿激素促进肾小管重吸收水
D. 水可影响种群的数量变化和分布
2. 近年来,里氏木霉(常作为纤维素酶工业生产菌株)被改造为高效生产药用蛋白的“细胞工厂”。操作流程如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A. 敲除内源纤维素酶基因的核心目的是避免发酵产物被降解
B. 转入人源溶酶体酶基因后,可通过PCR等技术检测其是否整合到里氏木霉的基因组中
C. 配制图中培养基时可以以蛋白胨为氮源、纤维素为碳源
D. 相比该工程菌,大肠杆菌合成的药用蛋白更接近于人体细胞产物
3. 某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。下列相关说法正确的是( )
A. 与小鼠骨髓瘤细胞融合前,已免疫的B细胞不需要通过原代培养扩大细胞数量
B. 诱导已免疫的B细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合,主要是利用细胞膜的功能特点
C. 在杂交瘤细胞筛选过程中,发生融合的细胞都可以在选择培养基上正常增殖
D. 将待筛选抗体与该病毒基因A进行杂交,呈阳性的就是所需的抗体
4. miRNA是一类由内源基因编码的长度约22个核苷酸的非编码单链RNA,主要作用机制是通过与特定靶mRNA结合,实现靶mRNA的降解或抑制其表达。下列叙述错误的是( )
A. RNA聚合酶参与miRNA的形成,可催化氢键的断裂和磷酸二酯键的形成
B. mRNA的基本单位是核糖核苷酸,miRNA彻底水解后可得到6种小分子
C. miRNA通过碱基互补配对的方式与靶mRNA结合形成局部双链
D. 可通过miRNA抑制抑癌基因的表达过程来控制和治疗癌症
5. 在某湿地生态系统中,生态位重叠的两种动物甲、乙发生生态位分化,如图所示。甲主要以植物a为食,乙主要以植物b为食,两者又可共同以植食性动物c为食。下列相关叙述正确的是( )
A. a与甲分别属于第一营养级、第二营养级
B. 能量流动的特点是单向流动、逐级递减,其过程与分解者无关
C. 研究动物的生态位通常还要研究其栖息地及与其他物种的关系等
D. 生态位分化使得种间竞争强度增加,是物种之间及生物与环境之间协同进化的结果
6. 深海鮟鱇鱼雌雄形态差异极大,雌鱼具有发光器可以吸引猎物,而雄鱼体型微小,寄生在雌鱼体表。研究发现,不同深度处的鮟鱇鱼发光器的发光波长不同,与栖息地水体透光性及猎物视觉敏感波段高度匹配。下列叙述错误的是( )
A. 鮟鱇鱼发光器的多样性属于遗传多样性,有助于维持海洋生态系统的平衡
B. 若某区域红光透光性增强,具有长波长发光器的雌鱼可能生存得更好
C. 深海环境条件相对稳定,该鮟鱇鱼种群的进化较慢,基因库没有变化
D. 鮟鱇鱼的发光特性与其猎物的视觉系统是它们在长期协同进化中相互适应形成的
7. lacZ、lacY、lacA是大肠杆菌体内与乳糖代谢有关的三个结构基因(其中LacY编码β-半乳糖苷透性酶,可将乳糖运入细胞)。上游的操纵基因(O)对结构基因起着“开关”的作用,直接控制结构基因的表达。图1表示环境中无乳糖时,结构基因的表达被“关闭”的调节机制;图2表示环境中有乳糖时,结构基因的表达被“打开”的调节机制。下列有关叙述正确的是( )
A. 图中的操纵基因是一段具有特异性的DNA序列,其碱基序列不用于编码蛋白质
B. β-半乳糖苷透性酶可能位于细胞膜上,合成后需要经过内质网和高尔基体的加工
C. 过程①碱基配对方式与②过程不完全相同,参与②过程的氨基酸均可被多种tRNA转运
D. lacZ、lacY、lacA转录的模板链为β链,转录产生的mRNA上有多个启动子
8. 研究表明,在寒冷应激条件下,小鼠下丘脑室旁核(PVN)中表达促甲状腺激素释放激素(TRH)的神经元被激活,通过以下两条通路调节产热:
通路①:PVN→脊髓→交感神经→褐色脂肪组织(BAT)
通路②:PVN→垂体→甲状腺→甲状腺激素(TH)→组织细胞
当BAT持续产热时,其分泌的成纤维细胞生长因子(FGF21)通过血脑屏障作用于下丘脑弓状核(ARC),抑制PVN中的TRH神经元活性。下列说法错误的是( )
A. 据题可判断ARC中存在同时接受FGF21信号和TH负反馈信号的神经元
B. 寒冷时,通路①可快速增加产热,通路②具有滞后性但持续时间长
C. 若切断脊髓与BAT之间的神经联系,寒冷刺激仍可通过通路②产热
D. 若人为提高血液中FGF21浓度可抑制TRH神经元活性进而减少BAT产热和TH分泌
9. 甲型流感病毒是一种RNA病毒,其表面的H蛋白和N蛋白是主要抗原,研究者对免疫后小鼠血清中N蛋白抗体和H蛋白抗体进行检测,结果如图,下列叙述正确的是( )
A. 根据实验结果,N蛋白作为疫苗免疫效果更好
B. 用H蛋白作疫苗更易激活细胞毒性T细胞,利于清除感染细胞
C. 接种疫苗后效果不好,可能与疫苗株和流行株间的抗原差异相关
D. 某感染者核酸检测呈阳性,进行H蛋白抗体、N蛋白抗体检测也均为阳性
10. 冻疮是冰点以上的低温与高湿度环境暴露所致的一种局限性皮肤炎症。如果皮肤在10℃以下的潮湿环境暴露过久,低温就会使小血管严重收缩,血流急剧减少,而这时再进入温暖环境则会令小动脉受热扩张,使皮肤发红并产生水肿。水肿的组织会刺激神经末梢,并使人体产生痒痛感。下列叙述正确的是( )
A. 寒冷环境下,副交感神经活动占据优势,使小血管活动发生变化
B. 寒冷环境可能使某些细胞缺乏足够的养料供应而出现功能障碍
C. 水肿的组织刺激神经末梢使人体产生痒痛感的过程属于非条件反射
D. 冻疮引起红肿与血管扩张有关,与血管通透性变化无关
11. 中国农大研究人员通过研究揭示了光—激素信号模块,阐明了光敏色素与脱落酸(ABA)之间的新型调控路径,为少侧枝黄瓜品种(分枝过多会导致养分分散)的培育提供了理论与实践依据。其调节机制如下:红光信号→激活CsphyB(光敏色素)→抑制CsPIF4(调控ABA合成基因表达的转录因子)活性→ABA减少,促进侧芽生长。下列叙述正确的是( )
A. 在黄瓜栽培时,及时摘除顶芽或适当遮阴处理可抑制侧芽生长,减少养分分散
B. CsphyB基因缺陷黄瓜品种的茎端ABA与赤霉素比值低,有利于分化形成雄花
C. 采用基因编辑技术抑制CsPIF4的活性,可培育出侧枝少株型紧凑的黄瓜新品种
D. CsphyB吸收红光后结构发生变化,该信号经转导传递抑制ABA合成基因的转录
12. 热带珊瑚岛通常因贫瘠、持水能力差而阻碍了土壤微生物的生长。为探究珊瑚岛经不同恢复模式的改造效果(其中GL和RT样地实施了灌溉、施肥等精细化管理),科研人员追踪了恢复早期土壤微生物群落与土壤理化性质的动态变化,部分结果如下图。下列叙述正确的是( )
NF:原始林样地
GL:草坪
WBSF:防风固沙林
SB:防风林
PGS:公共绿地
RT:行道树
A. 贫瘠、持水能力差的环境属于阻碍土壤微生物生长的密度制约因素
B. 生态恢复的关键是促进生态系统中氮、磷、钾等元素以及能量的循环
C. 合理的人为干预可能改善土壤微生物生物量和含氮量,恢复效果更好
D. 有效选择植物种类并合理布设,促进生态恢复,体现了生态工程的整体原理
13. 为评估鄱阳湖“十年禁渔”措施的效果,研究人员对鄱阳湖生态系统营养结构和功能等进行调查,结果如下表所示:
时间
净系统生产量
t/(km2·year)
总生物量
t/km2
总初级生产量/总呼吸量
系统杂食指数
食物网总路径数
禁渔前
7.77×103
430
4.77
0.21
725
禁渔后
5.62×103
583
2.86
0.44
2.95×103
注:净系统生产量=总初级生产量-总呼吸量,系统杂食指数高代表多样化的食物链;总初级生产量=生产者固定的太阳能。
根据结果推测,下列关于禁渔后鄱阳湖生态系统变化叙述正确的是( )
A. 储碳总量降低 B. 自我调节能力降低
C. 营养结构简单 D. 呼吸消耗能量增加
14. 高等植物和红藻的叶绿体膜上都含有ADP/ATP转运蛋白(NTT),但转运方向不同。蓝细菌细胞膜上不含NTT,分别用上述两种NTT改造蓝细菌,获得图中甲、乙工程菌。甲、乙分别被缺乏线粒体的酵母细胞胞吞得到两种共生体,这两种共生体在缺乏有机碳源条件下存活状况不同。下列叙述正确的是( )
A. NTT可同时转运ADP和ATP,不具有专一性
B. 在光照条件下,含乙的共生体缺乏有机碳源时不能存活
C. 高等植物叶绿体基质中ATP只来自于类囊体薄膜
D. 缺乏线粒体的酵母菌不能合成ATP,无法存活
15. 用农杆菌转化法,将含有基因修饰系统的T-DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上,在该修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,脱氨基过程在细胞M中只发生一次,将细胞M培育成植株N。下列说法正确的是( )
A. M经3次有丝分裂后,含T-DNA且脱氨基位点为A-T的细胞占3/8
B. M经n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为A-U的细胞占1/2
C. 植株N经减数分裂形成的配子中一定带有T-DNA
D. N自交,子一代中含T-DNA的植株占1/2
16. Gardner综合征是由于基因突变导致蛋白活性较低而引发的单基因遗传病。如图是患者的家系图,表格是部分成员该基因非模板链的部分测序结果。不考虑基因位于性染色体的同源区段。下列叙述正确的是( )
成员
基因测序结果
I-1、I-2、II-4
…ACAGAATCAGAGCAGCCTAAA…
II-3、III-2
…ACAGAATCAGAGCAGCCTAAA…和…ACAGAATCAGAGTAGCCTAAA…
注:UAG、UAA、UGA为终止密码子
A. 由题可知该致病基因位于X染色体上
B. II-3患病是由于I-1和I-2各提供了一个隐性基因
C. 致病基因编码的蛋白质所含氨基酸数量不会减少
D. Ⅲ-2与健康女性结婚,生一个患病女儿的概率是1/4
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 低浓度CO2条件下,绿藻、聚球藻等光合自养生物具有特殊的CO2浓缩机制(CCM),且它们的具体浓缩机制又不相同。请结合所学的知识和图示,回答下列问题:
(1)图1为聚球藻的细胞结构及其CCM的示意图。据图可知,绿藻与聚球藻相比在细胞结构上的主要区别是_____;聚球藻细胞CCM的机制是_____。
(2)图2为绿藻CCM的示意图,据图推测,转运蛋白LCIA对的转运最可能属于_____(填“协助扩散”或“主动运输”);蛋白核周围的LCIB/LCIC复合物可_____,从而减少碳损失。
绿藻的类囊体膜还存在多元电子传递途径,为光合作用暗反应提供充足的_____,从而提高光合速率。
(3)某研究小组为提高C3作物的光合速率,通过转基因技术将绿藻的蛋白核基因转入C3作物并成功表达,请设计实验证明低浓度CO2条件下转基因C3作物的光合速率有所提高,写出简要的实验思路:_____。
18. 人血清白蛋白(HSA)是由肝脏细胞合成的,具有重要的医用价值,原本只能从血清中提取,科研人员利用基因工程技术改造水稻,并从转基因水稻中获取人的血清白蛋白(HSA)。部分流程及相关限制酶的识别序列和切割位点如图,HSA基因的b链为转录的模板链。回答下列问题。
(1)PCR扩增HSA基因时,除了向反应体系中添加模板DNA和引物外,还需添加_____(至少写两个)。
(2)在构建重组Ti质粒时,若HSA基因两端没有图示中相应限制酶的酶切位点,PCR设计引物时需在引物的_____端添加限制酶的识别序列。
(3)为确保HSA基因与Ti质粒正向连接,同时便于对导入重组Ti质粒的农杆菌的筛选,应对质粒用_____酶切。据图写出PCR扩增HSA基因时引物1的碱基序列为:5′-_____-3′(写出前10个碱基,包括限制酶的识别序列)。筛选含重组质粒的农杆菌时,应先将处理后的农杆菌接种至含_____的培养基中,再利用无菌绒布影印接种转移至含_____的培养基中。
(4)利用农杆菌转化法将重组Ti质粒导入水稻的愈伤组织后还要进行目的基因的检测,具体操作方法是_____(答一种即可)。
19. 瘦素是一种由脂肪组织分泌的激素,主要作用是调节食欲和能量平衡。为研究低温胁迫条件下长爪沙鼠的适应对策,研究人员进行了相关实验,结果如下表。
处理方式
体重(g)
同化能量
(kJ/(g·d)
瘦素浓度
(ng/mL)
体脂干重
(g)
体脂含量
(%)
驯化前
驯化后
驯化3天
驯化21天
低温组(5℃)
56.3
55.3
9.4
11.8
9.4
3.8
24.7
对照组(23℃)
54.7
56.3
5.5
4.7
27.4
7.5
36.5
回答以下问题:
(1)长爪沙鼠的体温调节中枢位于_____。在寒冷刺激下,长爪沙鼠的体温调节中枢兴奋后,可引起骨骼肌战栗,与此同时相关神经兴奋后可以促进_____、肾上腺素等激素的释放,使体温维持正常。由此可见,体温调节是由_____共同实现的。
(2)相对于对照组,低温组的长爪沙鼠同化能量较高的原因是_____。
(3)进一步研究发现瘦素可以通过NPY神经元和BNC2神经元调控动物的摄食行为,且NPY神经元和BNC2神经元之间形成突触结构,下表为部分实验研究结果。
刺激结构
食物摄入量
电流变化
NPY神经元
增加
BNC2神经元未出现电流变化
BNC2神经元
减少
NPY神经元出现电流变化
分析实验数据,完善瘦素通过上述神经结构对动物摄食行为的调节机制模型①_____;②_____;③_____;④_____。
20. 科研人员为研究秸秆还田、施用氮肥对稻田碳的净排放量和生态经济净收益(综合考虑水稻产量、生产成本及生态效益)的影响,在陕南某地区进行有关实验,获得如图1、2结果,其中S0、S1、S2三组秸秆还田量分别为0t·hm-2、2.25t·hm-2、3.75t·hm-2。请回答下列问题:
(1)稻田生态系统中的碳以_____形式返回大气,与自然生态系统相比较,稻田碳排放相同的途径有_____。
(2)结合图1、图2分析,氮肥施用过多会使生态经济净收益_____,主要原因有_____。根据本实验结果,在农业生产中应采取的措施是_____。
(3)水稻生长过程中土壤微生物会释放多种温室气体,如CH4、N2O等。甲烷杆菌在厌氧环境下分解有机物产生CH4,甲烷氧化菌是需氧型细菌,可分解CH4。进一步研究表明,秸秆还田、氮肥施用对稻田CH4的排放也有较大影响(如下图),其中N0、N1、N2三组的氮肥施用量分别为0kg·hm-2、180kg·hm-2、360kg·hm-2。
①研究结果表明,施氮量对稻田CH4的排放量的影响是_____。
②生产中稻田养鸭可降低CH4排放量,可能的原因是_____。
21. 阿尔茨海默症(AD)是神经元受损疾病,T蛋白沉积是其病理学表现之一。T蛋白会导致果蝇相关神经元受损,复眼结构异常,因而果蝇可作为模型生物用于该病研究。研究者将外源基因导入野生型果蝇获得3个纯合品系,进而构建出AD果蝇。不考虑X和Y染色体同源区段、突变和同源染色体互换的情况。回答下列问题:
品系
插入的基因
基因功能
甲
G基因
激活T基因表达出T蛋白
乙
T基因
T基因在视网膜光感受神经元内表达,复眼结构异常
丙
F基因
F基因表达出F蛋白
注:T基因不能独立表达;F基因、G基因、T基因独立遗传。
(1)为确定G基因、T基因在染色体上的位置并得到AD果蝇,研究者进行了如图实验。由实验可知:G基因、T基因分别插入到_____染色体、_____染色体上。并且还可通过_____(填“实验1”或“实验2”)中F1个体相互对照证明G基因具有激活T基因表达的作用。
(2)研究发现,T基因表达产物积累形成的AD患者常伴有F基因突变。有人提出“F基因的表达产物对神经元具有保护作用”的假说。为培育出纯合的AD果蝇并验证上述假说,进行如下实验:
①选择上述实验_____的F1相互交配,子代可同时出现纯合的雌雄AD果蝇。子代中纯合AD果蝇占比为_____。
②将选育出的纯合雄性AD果蝇与品系丙雌性果蝇杂交得到F1,观察F1_____性个体的表型,若为_____,则可验证假说。
(3)选择(2)②中的F1相互交配得到F2。观察并统计F2中表型复眼结构正常个体所占比例为_____。
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