精品解析:湖南长沙市岳麓区湖南师范大学附属中学2025-2026学年高三下学期4月模拟卷(一) 生物学
2026-04-16
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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 | 高考复习-一模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 长沙市 |
| 地区(区县) | 岳麓区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.71 MB |
| 发布时间 | 2026-04-16 |
| 更新时间 | 2026-05-11 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57370449.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
绝密★启用前
高三模拟卷(一)
生物学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 细胞的结构与功能是相适应的,相关叙述错误的是( )
A. 有些神经元树突很多,有利于充分接收信息
B. 睾丸细胞富含内质网,有利于促性腺激素的加工
C. 浆细胞中富含高尔基体,有利于抗体的分泌
D. 肾小管上皮细胞膜上有较多的载体蛋白,有利于物质的重吸收
2. 下列关于糖类和脂质的叙述正确的是( )
A. 油料种子在播种时应注意适当浅播
B. 淀粉、纤维素都是由葡萄糖连接而成,两者结构相同
C. 动物脂肪中的不饱和脂肪酸比植物脂肪多,食用过多易引起肥胖
D. 蛋白质和淀粉是组成元素相同的生物大分子
3. 由单一个体繁殖获得的微生物群体称为纯培养物,获得纯培养物的过程就是纯培养。下列关于微生物纯培养的叙述错误的是( )
A. 配制好的培养基应放入高压蒸汽灭菌锅中进行灭菌
B. 待培养基冷却至50℃时,在酒精灯火焰附近倒平板
C. 完成平板划线后,需待菌液被培养基吸收后再放入恒温培养箱中培养
D. 使用后的培养基在丢弃前无需进行灭菌处理
4. 层片是群落结构的一种基本单位,指由相似生态要求的物种组成的机能群落。落叶阔叶林主要由落叶阔叶乔木层片、落叶灌木层片和多年生草本植物层片三类基本的层片构成。群落不同层片中生物生命活动的季节性变化又形成了群落的时间结构。下列说法错误的是( )
A. 群落的不同层片反映了垂直方向的空间生态位分化
B. 群落不同层片的形成是长期自然选择的结果
C. 群落时间结构的形成属于群落的演替
D. 阳光、温度等因子的周期性变化决定群落的时间结构
5. 下列关于中学生物学实验的叙述,错误的是( )
A. 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验中,检测试剂可选用斐林试剂
B. 尝试利用乙烯利催熟水果实验中,当溶液pH<3.5时,它会分解释放出乙烯
C. DNA的粗提取与鉴定实验中的提取过程可以不使用离心机
D. 观察叶绿体和细胞质的流动实验过程均需保持细胞活性
6. “贝氏拟态”是指无毒物种通过模拟有毒物种的色斑或行为等特征,从而减少自身被捕食风险的一种防御适应策略。已知某热带雨林中,斑蝶的天敌主要通过视觉捕食。研究者调查了该生态系统中两种斑蝶的特征,发现在红星斑蝶(强毒性)种群密度高的核心分布区,玉点斑蝶(无毒性)与红星斑蝶的翅面图案高度相似;而在没有红星斑蝶分布的边缘隔离区,两者翅面相似度显著降低。基于以上信息,下列叙述正确的是( )
A. “贝氏拟态”的形成需要玉点斑蝶和红星斑蝶之间进行基因交流
B. 在边缘隔离区,翅面图案相似度显著降低是因为缺乏天敌导致的
C. 在核心分布区,两种斑蝶的翅面图案高度相似是红星斑蝶发生基因突变的结果
D. 在核心分布区,若玉点斑蝶种群数量增加,一般会导致红星斑蝶被捕食的概率上升
7. 柳穿鱼的花瓣分布有两侧对称和辐射对称两种类型,与L基因有关。研究人员以纯合的两侧对称型与某纯合的辐射对称突变型为亲本进行杂交得到F1,F1均表现为两侧对称,F1自交得到 F2,F2未到花期,其表型及比例尚未统计。下图为两侧对称型柳穿鱼的L基因非模板链的碱基序列(省略处碱基不编码起始密码子和终止密码子),该突变型和两侧对称型在基因上仅存在一个碱基的差异,即在2228位上碱基G取代了A。下列叙述正确的是( )
(起始密码AUG; 终止密码UAG、UGA、UAA)
A. 两侧对称花为显性性状,辐射对称花为隐性性状
B. 辐射对称突变型的产生,是碱基替换导致肽链延长的结果
C. 辐射对称突变型的产生,可能是L 基因的表达情况不同
D. 等到花期统计F2的表型及比例,两种花型之比可能不为3:1
8. 杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示,相关叙述错误的是( )
A. 为了获得较多的卵母细胞,可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理
B. 要对采集到的卵母细胞进行成熟培养后,再与经过获能处理的精子进行共同培养
C. 当地普通绵羊对移植的胚胎不会发生免疫排斥反应
D. 在进行胚胎移植前,可取其内细胞团细胞做性别鉴定和遗传病筛查
9. 为检测睡眠对甲型肝炎病毒(HAV)疫苗效果的影响,研究人员分别为受试者在第0、8和16周注射三次疫苗,每次接种当晚23:00至次日6:30,一组受试者保持睡眠,另一组受试者持续清醒,实验结果如图。下列说法正确的是( )
A. HAV疫苗能激发机体产生免疫反应,属于免疫活性物质
B. 第二次接种后,睡眠可显著促进记忆B细胞产生抗体
C. HAV特异性辅助性T细胞虽不能呈递抗原但参与激活B细胞
D. 实验结果显示充足的睡眠有利于维持各种免疫细胞的数量
10. 种群自然状态下的实际增长率为自然增长率,理想条件下的最大增长率为内禀增长率。已知某蝗虫种群幼体死亡率极高,世代时间短、繁殖能力强。下列说法正确的是( )
A. 种群密度越大,蝗虫的出生率越高
B. 自然条件下蝗虫种群依靠降低死亡率维持种群数量
C. “J”形曲线中种群的自然增长率等于内禀增长率,与种群数量成正比
D. 自然增长率与内禀增长率的差值可反映环境阻力的大小
11. 农业生产中,高低作物间作模式会导致“荫蔽胁迫”,低位作物主要通过光敏色素B(phyB)感知该环境中红光与远红光比值(R∶FR)的降低,从而引发一系列生物学效应,促使下胚轴伸长,影响作物产量和品质。如图为光调控大豆幼苗下胚轴伸长的反应机制部分示意图,(+)表示促进,(-)表示抑制,其中phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)两种形式。下列分析错误的是( )
A. phyB能接受光信号,其是一种色素一蛋白复合体
B. “荫蔽胁迫”下,phyB主要以Pfr的形式存在
C. 赤霉素和乙烯都能促进下胚轴生长,表现为协同作用
D. 受到荫蔽胁迫的大豆植株可能因下胚轴过度伸长而减产
12. 吗啡戒断会引起特定脑区中强啡肽的大量释放。为研究强啡肽的作用,用药物处理吗啡戒断鼠,结果如图。相关叙述错误的是( )
注:药物S通过抑制神经元中p38蛋白的磷酸化抑制其活性;药物N特异性抑制强啡肽与受体的结合。
A. 强啡肽可抑制p38的磷酸化 B. 强啡肽可能是一类神经递质
C. p38活化促进负性情绪产生 D. 负性情绪属于人脑高级功能
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题备选答案中,有一个或一个以上符合题意的正确答案。每小题全部选对得4分,少选得2分,多选、错选、不选得0分。)
13. 土壤中凋落物能为真菌提供营养物质。为探究土壤真菌丰富度和植物丰富度对生态系统多功能性的调节作用,研究人员在温室中构建多个实验植物群落,开展了一系列研究,部分结果如下。下列叙述正确的是( )
A. 处理组用杀菌剂处理后立即进行实验,以保证结果准确
B. 土壤中凋落物分解速率可以指示生态系统的物质循环功能
C. 植物丰富度增加能缓解真菌丰富度下降造成的生态系统多功能性下降
D. 真菌丰富度下降可能导致植物对有限土壤资源的竞争加剧
14. 血液中CO2浓度升高刺激颈动脉体的Ⅰ型细胞,由此引发的Ca2+内流促使神经递质释放,引起传入神经兴奋,最终使呼吸加深、加快。通过Ⅰ型细胞对信息进行转换和传递的通路如图所示。下列叙述不正确的是( )
A. CO2浓度升高时,Ⅰ型细胞内K+浓度升高,引发膜电位变化
B. 若阻断Ⅰ型细胞的Ca2+内流,该通路对呼吸运动的调节效应增强
C. 该通路中神经递质作用于传入神经,可使传入神经元胞内Na+浓度升高
D. 机体通过Ⅰ型细胞维持CO2浓度相对稳定的过程存在负反馈调节
15. 植物细胞急性收缩后,通过调节使细胞体积膨胀称为调节性体积增加(RVI)。RVI期间,Cl-/HCO3-通过转运蛋白1:1反向运输,Na+与某离子X也是1:1反向运输,调节过程中膜电位没有发生变化(图1)。将细胞置于高渗溶液中,分别用NKCC抑制剂处理后测定细胞体积的变化(图2),用DIDS处理测定细胞外pH的变化(图3),HCO3-增加会升高溶液pH,而H+反之。下列说法错误的是( )
A. NKCC是Cl-/转运蛋白的激活剂
B. NKCC是将Na+、K+、Cl-以1:1:1的比例共转运进细胞的转运蛋白
C. 在图2实验中,高渗溶液中细胞发生了质壁分离复原过程
D. 若DIDS是Cl-/HCO3-转运蛋白的抑制剂,推测图1中X是H+
16. 图1为某家族遗传病系谱图,甲病和乙病(分别由等位基因A/a、B/b控制)为两种单基因遗传病。两病中,仅有一种是伴X染色体隐性遗传病,家族患该病的成员中,有一人是因基因突变而患上此病的。研究者通过对家族中部分成员的两对基因进行电泳分离,得到了图2电泳图谱。下列说法正确的是( )
A. 该家系中甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传
B. 结合题干与图1分析可知发生基因突变的个体是Ⅱ5
C. 根据电泳图谱,代表A、B基因的分别是条带③①
D. 若Ⅲ6与Ⅲ3婚配,他们生下两病兼患孩子的概率是1/12
三、非选择题(共5小题,共60分)
17. 在植物体内,制造或输出有机物的组织器官被称为“源”,接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。小麦是重要的粮食作物,其植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(如图所示),旗叶对籽粒产量有重要贡献。回答以下问题。
(1)旗叶是小麦最重要的“源”,与其他叶片相比,旗叶光合作用更具有优势的环境因素是________,且为适应光反应更好进行,旗叶的叶肉细胞中叶绿体会有更多________的堆叠。
(2)光合产物从“源”向“库”运输的物质形式主要是蔗糖,与葡萄糖相比,以蔗糖作为运输物质的优点是________(答一点)。
(3)籽粒是小麦开花后最重要的“库”。为指导田间管理和育种,科研人员对小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究,结果如表所示。表中数值代表相关性,数值越大,表明当前时期该指标对籽粒产量的贡献越大。
表:不同时期旗叶光合特性指标与籽粒产量的相关性
①根据表中数据,在________期旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。在小麦的品种选育中,针对灌浆后期和末期,应优先选择旗叶________的品种进行进一步培育。
②进一步研究发现,若去掉一部分正在发育的籽粒后,旗叶的光合速率会下降,试分析原因:________。
(4)若研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,以下研究思路合理的有________(多选)。
A. 阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化
B. 阻断籽粒有机物的输入,检测旗叶光合作用速率的变化
C. 使用14CO2饲喂旗叶,检测籽粒中含14C的有机物的比例
D. 使用H182O浇灌小麦,检测籽粒中含18O的有机物的比例
18. 稻瘟病是水稻生产中重要的病害,选育抗病品种是防治稻瘟病最有效的方式之一。品系丙具有高产等多种优良农艺性状,但不抗稻瘟病;抗病品系甲是具有稻瘟病抗性基因A的纯合子;抗病品系乙是具有稻瘟病抗性基因B的纯合子。基因A/a和B/b位于染色体上。利用品系甲和品系乙对品系丙进行改良获得双抗性基因的纯合个体,育种流程包括三个部分,如图所示。
回答下列问题:
(1)育种流程的第一部分中,分别对品系甲、品系丙、BC1F1群体进行抗性基因分析,部分电泳结果如下图所示。BC1F1中可以选择1~5号中的______号个体与品系丙杂交,并根据电泳结果保留合适的BC2F1。
(2)育种流程的第二部分中,利用三种引物对品系乙和品系丙的B/b基因依次进行PCR扩增、电泳鉴定。基因B扩增出长度为1009bp和629bp的两条带,基因b仅扩增出1009bp的一条带。已知其中一种引物只与B基因的特有序列结合,那么B基因的该特有序列位于另外两种引物扩增区域的______(填“内侧”或“外侧”)。
(3)育种流程的第三部分中,复交F1的电泳结果如下图所示。其中3号、4号个体的基因型分别为_______。应选择1~4号中的______号个体继续自交得F2。若基因A/a和B/b独立遗传,F2个体中,电泳结果和复交F1中1号个体相同的比例为______。若基因A/a和B/b位于一对同源染色体上,F2中出现了双抗性基因纯合的个体,分析最可能的原因是_______。
19. 高果糖玉米糖浆作为甜味剂曾被广泛使用。近年研究发现果糖过量代谢对身体健康有明显影响,甚至会影响肿瘤的发展。葡萄糖和果糖进入肝细胞并进行转化的部分过程如图所示。已知不饱和溶血磷脂酰胆碱(LPC)能被某些细胞吸收并转化为生物膜的主要成分之一,对细胞的生长和增殖至关重要。回答下列问题。
(1)据图1可知,当血液中胰岛素含量增加时,会促进________转运蛋白对葡萄糖的吸收从而降低血糖。
(2)在正常饮食基础上增加果糖摄入会带来较大健康风险,容易导致脂肪肝和引发高血糖,据图分析其原因分别是________、________。
(3)为研究果糖对肿瘤发展的影响,科研人员以宫颈癌细胞为材料进行相关实验,结果如图2、图3所示,可得出实验结论:________。
注:ns表示两组数据在统计学上没有显著差异
(4)已知癌细胞缺乏酶K,无法直接利用果糖;但肝细胞释放的LPC有利于癌细胞的增殖。为验证该“果糖—肝细胞—癌细胞”代谢联动模型,科研人员开展以下细胞共培养实验(不同类型的细胞在同一培养体系中共同培养,以研究它们之间的相互作用、信号交流或相互影响的实验技术)。
组别
监测细胞
共培养细胞
培养液
检测
①
宫颈癌细胞
宫颈癌细胞
高果糖培养液
监测细胞(宫颈癌细胞)数量
②
宫颈癌细胞
肝细胞
高果糖培养液
③
宫颈癌细胞
宫颈癌细胞
酶K抑制剂+高果糖培养液
④
宫颈癌细胞
肝细胞
酶K抑制剂+高果糖培养液
请预测实验结果________。
(5)若实验结果与预测一致,则表明果糖促进肿瘤生长机制是________。
20. 黄河三角洲滨海湿地是重要的碳库,因石油污染、围海养殖等人类活动出现生态退化的现象。近年来,当地政府实施了生态补水、植被恢复等修复工程,取得了良好效果。
(1)湿地生态系统的结构包括________。“碳汇”是指能吸收大气中的CO2、减少大气CO2浓度的活动、过程或机制。湿地作为地球上最高效的碳汇之一,其碳循环中的“碳汇”主要依赖________(填生命活动)完成。
(2)互花米草是该地区典型的外来入侵物种,从种间关系角度分析,定期清理互花米草的目的是________。生态系统在对抗破坏或干扰时,有使自身恢复平衡的调节机制,这种机制称为________机制。
(3)如图为该生态系统的某时间段能量流动图,数值单位[[kcal/(m2·a)]。图中X代表的能量去向为________和________,从螺类底栖生物到鱼类的能量传递效率约为________(结果保留1位小数)。
(4)目前在湿地浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,此外,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施________。
21. 蚊子传播疟疾等疾病,每年影响全球超20亿人。传统化学杀虫剂因蚊虫产生广泛抗性而效果下降,急需开发新型环保防控手段。昆虫病原真菌对蚊虫致病力强,对环境较安全,但自然传播效率低。为此,科研人员通过在昆虫病原真菌中表达长叶烯基因(L)以吸引蚊虫,构建了传播能力更强的基因工程菌。请回答下列问题:
限制酶
识别序列和酶切位点
BglⅡ
A↓GATCT
EcoRⅠ
G↓AATTC
BamHⅠ
G↓GATCC
HindⅢ
A↓AGCTT
URA3:真菌筛选标记基因,缺失该基因真菌无法合成尿嘧啶
Ampr:大肠杆菌的筛选标记基因编码氨苄青霉素抗性基因
(1)L基因可通过人工合成获取,也可以通过________(写出两种方法)获取。
(2)构建重组DNA分子时,图中质粒还缺少的必备元件是________。为使基因L能正确连接到图中质粒,应选用限制酶________来处理质粒。
(3)培育基因工程菌的关键步骤是构建长叶烯基因表达载体,其目的是________(答两点)。将长叶烯基因表达载体导入野生真菌中后,应在________的培养基上筛选工程菌。通过PCR鉴定是否成功导入目的基因时,若模板DNA分子上两个引物结合区之间有一个与引物识别序列高度相似的序列,则电泳结果除目的基因所在条带外,还出现一个与加样孔距离更________(填“远”或“近”)的条带。
(4)利用真菌消灭蚊虫属于________防治。为进一步提升工程菌的防控效果,科学家准备将继续改造真菌使其能定殖于蚊虫滋生地(如水体边缘),持续释放吸引物质。请分析其可能带来的潜在风险:________(答1点)。
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绝密★启用前
高三模拟卷(一)
生物学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 细胞的结构与功能是相适应的,相关叙述错误的是( )
A. 有些神经元树突很多,有利于充分接收信息
B. 睾丸细胞富含内质网,有利于促性腺激素的加工
C. 浆细胞中富含高尔基体,有利于抗体的分泌
D. 肾小管上皮细胞膜上有较多的载体蛋白,有利于物质的重吸收
【答案】B
【解析】
【详解】A、神经元的树突可增大细胞膜面积,便于接收更多来自其他神经元的神经递质,充分接收信息,A正确;
B、促性腺激素是垂体分泌的蛋白质类激素,加工过程发生在垂体细胞的内质网和高尔基体中;睾丸细胞富含内质网是利于自身合成的固醇类性激素的合成,并不负责加工促性腺激素,B错误;
C、抗体属于分泌蛋白,高尔基体参与分泌蛋白的加工、分类、包装和分泌过程,浆细胞需要大量分泌抗体,因此富含高尔基体,C正确;
D、肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等物质时多依赖主动运输或协助扩散,这两种运输方式都需要载体蛋白协助,膜上较多载体蛋白有利于重吸收过程,D正确。
2. 下列关于糖类和脂质的叙述正确的是( )
A. 油料种子在播种时应注意适当浅播
B. 淀粉、纤维素都是由葡萄糖连接而成,两者结构相同
C. 动物脂肪中的不饱和脂肪酸比植物脂肪多,食用过多易引起肥胖
D. 蛋白质和淀粉是组成元素相同的生物大分子
【答案】A
【解析】
【详解】A、油料种子中脂肪含量高,脂肪的C、H元素比例远高于糖类,氧化分解时需要消耗更多氧气,适当浅播能为种子萌发提供充足的氧气,利于种子的呼吸作用和萌发进程,A正确;
B、淀粉和纤维素的单体都是葡萄糖,但二者的葡萄糖连接方式不同,结构差异明显,功能也完全不同,B错误;
C、植物脂肪大多含有较多不饱和脂肪酸,常温下多为液态;动物脂肪大多含有较多饱和脂肪酸,常温下多为固态,饱和脂肪酸食用过多更易引发肥胖和心血管疾病,C错误;
D、淀粉属于多糖,组成元素仅为C、H、O;蛋白质的基本组成元素为C、H、O、N,部分蛋白质还含有S等元素,二者组成元素并不相同,D错误。
3. 由单一个体繁殖获得的微生物群体称为纯培养物,获得纯培养物的过程就是纯培养。下列关于微生物纯培养的叙述错误的是( )
A. 配制好的培养基应放入高压蒸汽灭菌锅中进行灭菌
B. 待培养基冷却至50℃时,在酒精灯火焰附近倒平板
C. 完成平板划线后,需待菌液被培养基吸收后再放入恒温培养箱中培养
D. 使用后的培养基在丢弃前无需进行灭菌处理
【答案】D
【解析】
【详解】A、配制好的培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,需放入高压蒸汽灭菌锅中处理,能够彻底杀灭培养基中的微生物及芽孢、孢子,A正确;
B、培养基温度过高倒平板易烫伤操作者,温度过低培养基会凝固无法完成倒平板操作,因此待培养基冷却至50℃左右时,需在酒精灯火焰附近(避免杂菌污染)进行倒平板操作,B正确;
C、完成平板划线后,待菌液被培养基充分吸收再放入恒温培养箱培养,可避免菌液流动影响单菌落的分离效果,C正确;
D、使用后的培养基仍残留有活性微生物,随意丢弃会造成环境污染,甚至可能感染操作者,因此丢弃前必须进行灭菌处理,D错误。
4. 层片是群落结构的一种基本单位,指由相似生态要求的物种组成的机能群落。落叶阔叶林主要由落叶阔叶乔木层片、落叶灌木层片和多年生草本植物层片三类基本的层片构成。群落不同层片中生物生命活动的季节性变化又形成了群落的时间结构。下列说法错误的是( )
A. 群落的不同层片反映了垂直方向的空间生态位分化
B. 群落不同层片的形成是长期自然选择的结果
C. 群落时间结构的形成属于群落的演替
D. 阳光、温度等因子的周期性变化决定群落的时间结构
【答案】C
【解析】
【详解】A、群落的不同层片(乔木层片、灌木层片、草本层片)在垂直方向上占据不同空间,反映了垂直方向的空间生态位分化,A正确;
B、群落不同层片的形成是长期自然选择的结果,不同物种适应不同的光照、水分、养分等条件,从而形成分层结构,B正确;
C、群落演替的本质是随着时间推移,一个群落被另一个群落替代的过程,群落的物种组成、优势种会发生根本性变化,而群落时间结构是不同层片生物生命活动的季节性变化,群落本身并未发生替代,不属于演替,C错误;
D、阳光、温度等环境因子的周期性变化,会影响生物的生长、繁殖等生命活动,从而决定群落的时间结构,D正确。
5. 下列关于中学生物学实验的叙述,错误的是( )
A. 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验中,检测试剂可选用斐林试剂
B. 尝试利用乙烯利催熟水果实验中,当溶液pH<3.5时,它会分解释放出乙烯
C. DNA的粗提取与鉴定实验中的提取过程可以不使用离心机
D. 观察叶绿体和细胞质的流动实验过程均需保持细胞活性
【答案】B
【解析】
【详解】A、淀粉酶可水解淀粉产生还原糖(麦芽糖),但不能水解蔗糖,斐林试剂可与还原糖在水浴加热条件下产生砖红色沉淀,能检测两种底物的水解情况,A正确;
B、乙烯利在pH<3.5的水溶液中性质稳定,当pH升高时才会分解释放乙烯,选项表述错误,B错误;
C、DNA粗提取与鉴定实验中,若无离心机,可将细胞破碎后的混合液静置,取上层清液即可开展后续提取步骤,因此提取过程可以不使用离心机,C正确;
D、只有活细胞的细胞质才具有流动性,且叶绿体结构保持完整,因此两个实验均需保持细胞活性,D正确。
6. “贝氏拟态”是指无毒物种通过模拟有毒物种的色斑或行为等特征,从而减少自身被捕食风险的一种防御适应策略。已知某热带雨林中,斑蝶的天敌主要通过视觉捕食。研究者调查了该生态系统中两种斑蝶的特征,发现在红星斑蝶(强毒性)种群密度高的核心分布区,玉点斑蝶(无毒性)与红星斑蝶的翅面图案高度相似;而在没有红星斑蝶分布的边缘隔离区,两者翅面相似度显著降低。基于以上信息,下列叙述正确的是( )
A. “贝氏拟态”的形成需要玉点斑蝶和红星斑蝶之间进行基因交流
B. 在边缘隔离区,翅面图案相似度显著降低是因为缺乏天敌导致的
C. 在核心分布区,两种斑蝶的翅面图案高度相似是红星斑蝶发生基因突变的结果
D. 在核心分布区,若玉点斑蝶种群数量增加,一般会导致红星斑蝶被捕食的概率上升
【答案】D
【解析】
【详解】A、贝氏拟态是不同物种之间独立进化的结果,玉点斑蝶和红星斑蝶属于不同物种,它们之间不存在基因交流。拟态的形成依赖于基因突变和自然选择,而非物种间的基因交换,A错误;
B、在边缘隔离区,由于没有红星斑蝶的存在,该性状失去了防御意义,其显眼性反而可能增加被捕食的风险,所以翅面图案相似度会显著降低,并不是因为边缘隔离区缺乏天敌导致的,B错误;
C、在核心分布区,那些翅面图案更像红星斑蝶的玉点斑蝶个体更不容易被捕食,拥有更高的生存和繁殖机会。经过多代繁殖,这种有利性状被保留和强化,最终形成高度相似的拟态,这是玉点斑蝶基因突变后经自然选择的结果,与红星斑蝶的基因突变无关,C错误;
D、根据贝氏拟态的原理,其有效性依赖于玉点斑蝶的数量不能过多。如果玉点斑蝶的数量显著增加,远超过红星斑蝶,捕食者遇到无毒个体的频率将远高于遇到有毒个体的频率。这可能导致捕食者不再回避该图案,从而增加而非降低红星斑蝶被捕食的概率,D正确。
故选D。
7. 柳穿鱼的花瓣分布有两侧对称和辐射对称两种类型,与L基因有关。研究人员以纯合的两侧对称型与某纯合的辐射对称突变型为亲本进行杂交得到F1,F1均表现为两侧对称,F1自交得到 F2,F2未到花期,其表型及比例尚未统计。下图为两侧对称型柳穿鱼的L基因非模板链的碱基序列(省略处碱基不编码起始密码子和终止密码子),该突变型和两侧对称型在基因上仅存在一个碱基的差异,即在2228位上碱基G取代了A。下列叙述正确的是( )
(起始密码AUG; 终止密码UAG、UGA、UAA)
A. 两侧对称花为显性性状,辐射对称花为隐性性状
B. 辐射对称突变型的产生,是碱基替换导致肽链延长的结果
C. 辐射对称突变型的产生,可能是L 基因的表达情况不同
D. 等到花期统计F2的表型及比例,两种花型之比可能不为3:1
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、依据题干信息,以纯合的两侧对称型与某纯合的辐射对称突变型为亲本进行杂交得到F1,均表现为两侧对称,可知,两侧对称花为显性性状,辐射对称花为隐性性状,A正确;
B、突变型和两侧对称型在基因上仅存在一个碱基的差异,且碱基的替换未发生在ATG到TAG之间,所以不会导致肽链的延长,B错误;
C、L基因非模板链的碱基序列和mRNA上的碱基序列几乎相同,除了碱基T和A不同,起始密码子为AUG,终止密码子UAG、UGA、UAA,可在L基因非模板链的碱基序列找到编码起始密码子和终止密码子的序列。开辐射对称花的突变型和野生型在基因上仅存在一个碱基的差异,在2228位上用碱基G取代了A,突变型花瓣的分布呈辐射对称的原因不是由于L基因突变导致其编码的蛋白质的结构发生了变化,而是L基因的表达情况不同,C正确;
D、若存在特定配子不育等特殊情况,F2的性状分离比不会符合3 : 1,D正确。
8. 杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示,相关叙述错误的是( )
A. 为了获得较多的卵母细胞,可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理
B. 要对采集到的卵母细胞进行成熟培养后,再与经过获能处理的精子进行共同培养
C. 当地普通绵羊对移植的胚胎不会发生免疫排斥反应
D. 在进行胚胎移植前,可取其内细胞团细胞做性别鉴定和遗传病筛查
【答案】D
【解析】
【详解】A、为获得更多卵母细胞,可使用促性腺激素对雌性供体杜泊羊做超数排卵处理,A正确;
B、采集到的卵母细胞未发育成熟,需要培养至减数第二次分裂中期才具备受精能力,同时精子需要经过获能处理,之后才能共同培养完成体外受精,B正确;
C、胚胎移植的生理学基础表明,受体子宫对外来移植的胚胎基本不会发生免疫排斥反应,C正确;
D、胚胎移植前做性别鉴定、遗传病筛查时,应取滋养层细胞进行检测;内细胞团将来发育为胎儿的各类组织,取内细胞团会损伤早期胚胎,影响后续发育,D错误。
9. 为检测睡眠对甲型肝炎病毒(HAV)疫苗效果的影响,研究人员分别为受试者在第0、8和16周注射三次疫苗,每次接种当晚23:00至次日6:30,一组受试者保持睡眠,另一组受试者持续清醒,实验结果如图。下列说法正确的是( )
A. HAV疫苗能激发机体产生免疫反应,属于免疫活性物质
B. 第二次接种后,睡眠可显著促进记忆B细胞产生抗体
C. HAV特异性辅助性T细胞虽不能呈递抗原但参与激活B细胞
D. 实验结果显示充足的睡眠有利于维持各种免疫细胞的数量
【答案】C
【解析】
【详解】A、HAV疫苗是灭活或减毒的病原体,属于抗原,能激发机体免疫反应;免疫活性物质是机体自身细胞产生的抗体、细胞因子、溶菌酶等物质,疫苗不属于免疫活性物质,A错误;
B、能产生抗体的细胞是浆细胞,记忆B细胞不能直接产生抗体,二次免疫中记忆B细胞增殖分化为浆细胞,由浆细胞合成并分泌抗体,B错误;
C、抗原呈递功能主要由吞噬细胞、树突状细胞等抗原呈递细胞完成,特异性辅助性T细胞不具备呈递抗原的功能,但辅助性T细胞可通过提供激活信号、分泌细胞因子,参与B细胞的活化过程,C正确;
D、本实验仅检测了HAV特异性辅助性T细胞这一种免疫细胞的占比,只能证明充足睡眠有利于提升该种特异性免疫细胞的占比,不能得出“有利于维持各种免疫细胞的数量”的结论,D错误。
故选C。
10. 种群自然状态下的实际增长率为自然增长率,理想条件下的最大增长率为内禀增长率。已知某蝗虫种群幼体死亡率极高,世代时间短、繁殖能力强。下列说法正确的是( )
A. 种群密度越大,蝗虫的出生率越高
B. 自然条件下蝗虫种群依靠降低死亡率维持种群数量
C. “J”形曲线中种群的自然增长率等于内禀增长率,与种群数量成正比
D. 自然增长率与内禀增长率的差值可反映环境阻力的大小
【答案】D
【解析】
【详解】A、种群密度越大,种内竞争越剧烈,食物、空间等资源越匮乏,蝗虫的出生率会越低,A错误;
B、题干明确说明该蝗虫种群幼体死亡率极高、繁殖能力强,因此自然条件下蝗虫种群是依靠高出生率维持种群数量,不是降低死亡率,B错误;
C、“J”形曲线为理想条件下的种群增长曲线,此时自然增长率等于内禀增长率,但“J”形曲线的增长率是恒定值,不会与种群数量成正比(增长速率才与种群数量成正比),C错误;
D、内禀增长率是无环境阻力时的种群最大增长率,自然增长率是受环境限制的实际增长率,二者差值越大说明环境对种群增长的限制越强,即可反映环境阻力的大小,D正确。
11. 农业生产中,高低作物间作模式会导致“荫蔽胁迫”,低位作物主要通过光敏色素B(phyB)感知该环境中红光与远红光比值(R∶FR)的降低,从而引发一系列生物学效应,促使下胚轴伸长,影响作物产量和品质。如图为光调控大豆幼苗下胚轴伸长的反应机制部分示意图,(+)表示促进,(-)表示抑制,其中phyB存在非活化(Pr)和活化(Pfr)两种形式。下列分析错误的是( )
A. phyB能接受光信号,其是一种色素一蛋白复合体
B. “荫蔽胁迫”下,phyB主要以Pfr的形式存在
C. 赤霉素和乙烯都能促进下胚轴生长,表现为协同作用
D. 受到荫蔽胁迫的大豆植株可能因下胚轴过度伸长而减产
【答案】B
【解析】
【详解】A、phyB是光敏色素,光敏色素的核心结构是蛋白质结合色素分子,其是一种色素—蛋白复合体,其能接受光信号,A正确;
B、“荫蔽胁迫”下为获得更多的光能,植物下胚轴伸长,据图分析,应该促进PIFs的作用,而phyB的活化形式(Pfr)会抑制PIFs的作用,故phyB主要以非活化形式(Pr)存在,B错误;
C、赤霉素和乙烯都能促进PIFs的作用,促进下胚轴生长,表现为协同作用,C正确;
D、下胚轴过度伸长需要消耗大量有机物,使得“叶片将更多的有机物供给下胚轴伸长,转移至产量器官(如种子、果实)内的有机物减少”,最终产量器官积累的有机物不足,导致作物产量下降,D正确。
故选B。
12. 吗啡戒断会引起特定脑区中强啡肽的大量释放。为研究强啡肽的作用,用药物处理吗啡戒断鼠,结果如图。相关叙述错误的是( )
注:药物S通过抑制神经元中p38蛋白的磷酸化抑制其活性;药物N特异性抑制强啡肽与受体的结合。
A. 强啡肽可抑制p38的磷酸化 B. 强啡肽可能是一类神经递质
C. p38活化促进负性情绪产生 D. 负性情绪属于人脑高级功能
【答案】A
【解析】
【详解】A、吗啡戒断会引起特定脑区中强啡肽的大量释放,此时磷酸化p38相对值增加,因而推测强啡肽可促进p38的磷酸化,A错误;
B、吗啡戒断会引起特定脑区中强啡肽的大量释放,此时磷酸化p38相对值增加,而药物N会抑制强啡肽与受体结合,进而引起磷酸化p38相对值下降,据此推测,强啡肽可能是一类神经递质,B正确;
C、题意显示,吗啡戒断会引起特定脑区中强啡肽的大量释放,又知药物S通过抑制神经元中p38蛋白的磷酸化抑制其活性,且实验数据显示,药物S处理会引起吗啡戒断鼠负性情绪值下降,据此推测,p38活化促进负性情绪产生,C正确;
D、负性情绪属于情绪异常,情绪调节由大脑皮层控制,属于人脑的高级功能,D正确。
故选A。
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题备选答案中,有一个或一个以上符合题意的正确答案。每小题全部选对得4分,少选得2分,多选、错选、不选得0分。)
13. 土壤中凋落物能为真菌提供营养物质。为探究土壤真菌丰富度和植物丰富度对生态系统多功能性的调节作用,研究人员在温室中构建多个实验植物群落,开展了一系列研究,部分结果如下。下列叙述正确的是( )
A. 处理组用杀菌剂处理后立即进行实验,以保证结果准确
B. 土壤中凋落物分解速率可以指示生态系统的物质循环功能
C. 植物丰富度增加能缓解真菌丰富度下降造成的生态系统多功能性下降
D. 真菌丰富度下降可能导致植物对有限土壤资源的竞争加剧
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、用杀菌剂处理后,若立即进行实验,残留的杀菌剂会持续影响土壤生物(不仅会继续作用于真菌,还可能干扰植物或其他土壤微生物的正常生命活动),对实验结果造成额外干扰,需要待杀菌剂作用稳定、残留消除后再开展实验,才能保证结果准确,A错误;
B、凋落物分解是分解者将有机物分解、归还到无机环境的过程,属于生态系统物质循环的核心环节,因此凋落物分解速率可以指示生态系统的物质循环功能,B正确;
C、处理组(真菌丰富度下降)的生态系统多功能性整体低于对照组,且从图中可知,随着植物丰富度升高,处理组的生态系统多功能性逐渐接近对照组,说明植物丰富度增加能缓解真菌丰富度下降造成的生态系统多功能性下降,C正确;
D、土壤真菌可分解凋落物释放植物可利用的营养物质,真菌丰富度下降后,土壤中可利用的有效资源减少,会导致植物对有限土壤资源的竞争加剧,D正确。
14. 血液中CO2浓度升高刺激颈动脉体的Ⅰ型细胞,由此引发的Ca2+内流促使神经递质释放,引起传入神经兴奋,最终使呼吸加深、加快。通过Ⅰ型细胞对信息进行转换和传递的通路如图所示。下列叙述不正确的是( )
A. CO2浓度升高时,Ⅰ型细胞内K+浓度升高,引发膜电位变化
B. 若阻断Ⅰ型细胞的Ca2+内流,该通路对呼吸运动的调节效应增强
C. 该通路中神经递质作用于传入神经,可使传入神经元胞内Na+浓度升高
D. 机体通过Ⅰ型细胞维持CO2浓度相对稳定的过程存在负反馈调节
【答案】B
【解析】
【详解】A、Ⅰ型细胞受CO2浓度升高刺激时,使K+通道关闭,K+外流减少,胞内K+浓度增加,A正确;
B、若阻断Ⅰ型细胞的Ca²⁺内流,将减少神经递质释放,导致传入神经兴奋减弱,呼吸调节效应减弱,B错误;
C、该通路中神经递质作用于传入神经,可使传入神经元胞内Na⁺浓度升高而兴奋(产生动作电位),C正确;
D、机体通过Ⅰ型细胞维持CO₂浓度相对稳定的过程为:CO₂浓度升高→刺激Ⅰ型细胞→呼吸加深加快→CO₂排出增多→CO₂浓度降低,这一过程通过负反馈调节维持内环境稳态,D正确。
故选B。
15. 植物细胞急性收缩后,通过调节使细胞体积膨胀称为调节性体积增加(RVI)。RVI期间,Cl-/HCO3-通过转运蛋白1:1反向运输,Na+与某离子X也是1:1反向运输,调节过程中膜电位没有发生变化(图1)。将细胞置于高渗溶液中,分别用NKCC抑制剂处理后测定细胞体积的变化(图2),用DIDS处理测定细胞外pH的变化(图3),HCO3-增加会升高溶液pH,而H+反之。下列说法错误的是( )
A. NKCC是Cl-/转运蛋白的激活剂
B. NKCC是将Na+、K+、Cl-以1:1:1的比例共转运进细胞的转运蛋白
C. 在图2实验中,高渗溶液中细胞发生了质壁分离复原过程
D. 若DIDS是Cl-/HCO3-转运蛋白的抑制剂,推测图1中X是H+
【答案】AB
【解析】
【分析】物质出入细胞的方式包括自由扩散、协助扩散、主动运输,胞吞和胞吐等等。自由扩散不需要载体和能量;协助扩散需要载体,但不需要能量;主动运输需要载体,也需要能量;自由扩散和协助扩散是由高浓度向低浓度运输,是被动运输。
【详解】A、由图2可知,高渗溶液+NKCC抑制剂处理组细胞相对体积明显小于仅高渗溶液处理组,表明高渗溶液+NKCC抑制剂处理组细胞液浓度较低,细胞失水较多,故NKCC可提高细胞液浓度,结合图1推测NKCC是将Na+、K+、Cl-转运进细胞的转运蛋白,A错误;
B、题干信息:RVI期间,调节过程中膜电位没有发生变化;可见NKCC是将Na+、K+、Cl-以1:1:2的比例共转运进细胞的转运蛋白,B错误;
C、将细胞置于高渗溶液中,并用NKCC抑制剂处理,细胞体积的变化如图2;由图2可知,高渗溶液中细胞的体积随着时间延长逐渐增大接近等渗溶液体积,可见高渗溶液中细胞发生了质壁分离复原过程,C正确;
D、题干信息:HCO3-增加会升高溶液pH,而H+反之;RVI期间,存在运出细胞的阳离子,与Na+利用其他膜蛋白反向共转运;若DIDS是CI-/HCO3-蛋白的抑制剂,则细胞外运出减少,细胞外H+浓度提高,表明与Na+反向共转运的阳离子是H+,即图1中X是H+,D正确。
故选AB。
16. 图1为某家族遗传病系谱图,甲病和乙病(分别由等位基因A/a、B/b控制)为两种单基因遗传病。两病中,仅有一种是伴X染色体隐性遗传病,家族患该病的成员中,有一人是因基因突变而患上此病的。研究者通过对家族中部分成员的两对基因进行电泳分离,得到了图2电泳图谱。下列说法正确的是( )
A. 该家系中甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传
B. 结合题干与图1分析可知发生基因突变的个体是Ⅱ5
C. 根据电泳图谱,代表A、B基因的分别是条带③①
D. 若Ⅲ6与Ⅲ3婚配,他们生下两病兼患孩子的概率是1/12
【答案】BC
【解析】
【详解】A、Ⅰ1、Ⅰ2不患甲病,生出患甲病的Ⅱ5号,说明甲病为常染色体隐性遗传病;Ⅱ1、Ⅱ2不患乙病,生出患乙病的Ⅲ2,说明乙病为常染色体隐性遗传病,与题意“有一种是伴X染色体隐性遗传病”不符,从遗传图谱可知,假设乙病为伴X遗传病,Ⅳ1患乙病,Ⅲ1也必患乙病,与遗传图谱不符,说明乙病为常染色体隐性遗传,甲病为伴X染色体隐性遗传病,A错误;
B、甲病为伴X染色体隐性遗传病,Ⅰ1含有XA,Ⅱ5应为正常,系谱图却显示患病,故Ⅱ5为基因突变,B正确;
C、Ⅲ4两病皆患,其基因型为bbXaY,说明②④代表a、b基因,又因为Ⅲ2(bbXAX-)患乙病,不患甲病,说明②代表b基因,④代表a基因,③代表A基因,①代表B基因,C正确;
D、Ⅱ2生出患病的Ⅲ4(bbXaY),说明Ⅱ2的基因型为BbXAXa,Ⅰ1的基因型为BBXAY,说明Ⅰ2的基因型为BbXAXa,Ⅲ6的基因型为BbXaY,Ⅱ2的基因型为BbXAXa,Ⅱ1的基因型为BbXAY,故Ⅲ3的基因型为1/3BB,2/3Bb,1/2XAXa,1/2XAXA,故Ⅲ6与Ⅲ3生下两病兼患孩子的概率是2/3×1/4×1/2×1/2=1/24,D错误。
三、非选择题(共5小题,共60分)
17. 在植物体内,制造或输出有机物的组织器官被称为“源”,接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。小麦是重要的粮食作物,其植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(如图所示),旗叶对籽粒产量有重要贡献。回答以下问题。
(1)旗叶是小麦最重要的“源”,与其他叶片相比,旗叶光合作用更具有优势的环境因素是________,且为适应光反应更好进行,旗叶的叶肉细胞中叶绿体会有更多________的堆叠。
(2)光合产物从“源”向“库”运输的物质形式主要是蔗糖,与葡萄糖相比,以蔗糖作为运输物质的优点是________(答一点)。
(3)籽粒是小麦开花后最重要的“库”。为指导田间管理和育种,科研人员对小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究,结果如表所示。表中数值代表相关性,数值越大,表明当前时期该指标对籽粒产量的贡献越大。
表:不同时期旗叶光合特性指标与籽粒产量的相关性
①根据表中数据,在________期旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。在小麦的品种选育中,针对灌浆后期和末期,应优先选择旗叶________的品种进行进一步培育。
②进一步研究发现,若去掉一部分正在发育的籽粒后,旗叶的光合速率会下降,试分析原因:________。
(4)若研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,以下研究思路合理的有________(多选)。
A. 阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化
B. 阻断籽粒有机物的输入,检测旗叶光合作用速率的变化
C. 使用14CO2饲喂旗叶,检测籽粒中含14C的有机物的比例
D. 使用H182O浇灌小麦,检测籽粒中含18O的有机物的比例
【答案】(1) ①. 光照强度 ②. 类囊体
(2)蔗糖是非还原性糖,化学性质稳定(或蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对较小)
(3) ①. 灌浆前期 ②. 叶绿素含量高 ③. 籽粒是“库”,去掉部分籽粒后,旗叶(“源”)合成的有机物输出量减少,导致旗叶中有机物积累,反馈抑制了光合作用的进行 (4)ABC
【解析】
【小问1详解】
据图可知:旗叶靠近麦穗最上端,能接受较多的光照,故与其他叶片相比,旗叶光合作用更有优势的环境因素是光照强度。为适应光反应更好进行,旗叶的叶肉细胞中叶绿体会有更多的类囊体堆叠,因为类囊体是光反应的场所。
【小问2详解】
蔗糖是非还原糖,化学性质更稳定,不易被氧化分解;或蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对较小。
【小问3详解】
①据表格数据可知:灌浆前期气孔导度最大,即此时对籽粒产量的影响最大。据表格可知:灌浆后期和末期,叶绿素含量指数最高,对于光合速率影响较大,故应优先选择旗叶叶绿素含量高的品种进行进一步培育。
②去掉一部分正在发育的籽粒后,作为 “库” 的籽粒减少,对光合产物(蔗糖)的需求和接纳量下降,旗叶(“源”)合成的有机物输出量减少,导致光合产物在旗叶(“源”)中积累,反馈抑制光合作用相关酶的活性,进而使旗叶光合速率下降。
【小问4详解】
据题干信息可知:本实验为“研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系”,且据以上分析可知,“源”物质可转移至“库”,也可用于自身生长发育等,故可从阻断向库的运输及检测自身物质方面入手:
AB、阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化、阻断籽粒有机物的输入,检测旗叶光合作用速率的变化均为阻断向“库”的运输后检测的效果,AB正确;
CD、使用14CO2饲喂旗叶,检测籽粒中含14C的有机物的比例为检测自身的有机物变化,而检测有机物的变化一般不用18O进行,因为光合作用中H218O中的18O主要产生了18O2,C正确,D错误。
18. 稻瘟病是水稻生产中重要的病害,选育抗病品种是防治稻瘟病最有效的方式之一。品系丙具有高产等多种优良农艺性状,但不抗稻瘟病;抗病品系甲是具有稻瘟病抗性基因A的纯合子;抗病品系乙是具有稻瘟病抗性基因B的纯合子。基因A/a和B/b位于染色体上。利用品系甲和品系乙对品系丙进行改良获得双抗性基因的纯合个体,育种流程包括三个部分,如图所示。
回答下列问题:
(1)育种流程的第一部分中,分别对品系甲、品系丙、BC1F1群体进行抗性基因分析,部分电泳结果如下图所示。BC1F1中可以选择1~5号中的______号个体与品系丙杂交,并根据电泳结果保留合适的BC2F1。
(2)育种流程的第二部分中,利用三种引物对品系乙和品系丙的B/b基因依次进行PCR扩增、电泳鉴定。基因B扩增出长度为1009bp和629bp的两条带,基因b仅扩增出1009bp的一条带。已知其中一种引物只与B基因的特有序列结合,那么B基因的该特有序列位于另外两种引物扩增区域的______(填“内侧”或“外侧”)。
(3)育种流程的第三部分中,复交F1的电泳结果如下图所示。其中3号、4号个体的基因型分别为_______。应选择1~4号中的______号个体继续自交得F2。若基因A/a和B/b独立遗传,F2个体中,电泳结果和复交F1中1号个体相同的比例为______。若基因A/a和B/b位于一对同源染色体上,F2中出现了双抗性基因纯合的个体,分析最可能的原因是_______。
【答案】(1)2、3、4
(2)内侧 (3) ①. aabb、aaBb ②. 1 ③. 1/4 ④. 复交F1在减数分裂时,发生了染色体互换,形成了基因型AB的雌雄配子,受精作用后得到双抗性基因纯合的个体
【解析】
【分析】自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;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。
【小问1详解】
品系甲是具有稻瘟病抗性基因A的纯合子(AA),品系丙不抗稻瘟病(aa),从电泳结果看,1~5 号个体中,2、3、4号个体含有与品系甲相同的抗性基因 A 的条带,即2、3、4号个体基因型为Aa,所以BC1F1中可以选择2、3、4号个体与品系丙(aa)杂交,并根据电泳结果保留合适的BC2F1。
【小问2详解】
基因B扩增出长度为1009bp和629bp的两条带,基因b仅扩增出1009bp的一条带,且有一种引物只与B基因的特有序列结合。因为B基因能扩增出两条带,说明在扩增时,以B基因特有序列结合的引物与另外两种引物共同作用,使得扩增产物有两种长度,所以B基因的该特有序列位于另外两种引物扩增区域的内侧,若在外侧,则不会出现两种不同长度的扩增产物(只有一种长度,即另外两种引物扩增的长度)。
【小问3详解】
品系甲为AAbb,品系乙为aaBB,品系丙为aabb,复交F1中,根据电泳结果,3号个体不含基因A和B的条带,基因型为 aabb,4 号个体含有基因B、b的条带,基因型为aaBb。要获得双抗性基因的纯合个体(AABB),应选择同时含有A和B基因的个体,即1号个体(AaBb)继续自交得F2。若基因A/a和B/b独立遗传,1号个体(AaBb)自交,F2中电泳结果和复交F1中1号个体(AaBb)相同的比例为1/4,因为AaBb自交后代的基因型及比例为A-B-:A-bb:aaB-:aabb=9:3:3:1,其中AaBb占1/4。若基因A/a和B/b位于一对同源染色体上,正常情况下不会出现双抗性基因纯合的个体(AABB),F2中出现了双抗性基因纯合的个体,最可能的原因是复交F1在减数分裂时,发生了染色体互换,形成了基因型AB的雌雄配子,受精作用后得到双抗性基因纯合的个体。
19. 高果糖玉米糖浆作为甜味剂曾被广泛使用。近年研究发现果糖过量代谢对身体健康有明显影响,甚至会影响肿瘤的发展。葡萄糖和果糖进入肝细胞并进行转化的部分过程如图所示。已知不饱和溶血磷脂酰胆碱(LPC)能被某些细胞吸收并转化为生物膜的主要成分之一,对细胞的生长和增殖至关重要。回答下列问题。
(1)据图1可知,当血液中胰岛素含量增加时,会促进________转运蛋白对葡萄糖的吸收从而降低血糖。
(2)在正常饮食基础上增加果糖摄入会带来较大健康风险,容易导致脂肪肝和引发高血糖,据图分析其原因分别是________、________。
(3)为研究果糖对肿瘤发展的影响,科研人员以宫颈癌细胞为材料进行相关实验,结果如图2、图3所示,可得出实验结论:________。
注:ns表示两组数据在统计学上没有显著差异
(4)已知癌细胞缺乏酶K,无法直接利用果糖;但肝细胞释放的LPC有利于癌细胞的增殖。为验证该“果糖—肝细胞—癌细胞”代谢联动模型,科研人员开展以下细胞共培养实验(不同类型的细胞在同一培养体系中共同培养,以研究它们之间的相互作用、信号交流或相互影响的实验技术)。
组别
监测细胞
共培养细胞
培养液
检测
①
宫颈癌细胞
宫颈癌细胞
高果糖培养液
监测细胞(宫颈癌细胞)数量
②
宫颈癌细胞
肝细胞
高果糖培养液
③
宫颈癌细胞
宫颈癌细胞
酶K抑制剂+高果糖培养液
④
宫颈癌细胞
肝细胞
酶K抑制剂+高果糖培养液
请预测实验结果________。
(5)若实验结果与预测一致,则表明果糖促进肿瘤生长机制是________。
【答案】(1)GLUT4
(2) ①. 果糖摄入后在酶K的作用下转化为果糖-1-磷酸,进而转变为脂肪酸,最终形成脂肪 ②. 果糖过量转化为脂肪酸,过量的脂肪酸抑制IRS的作用,进而抑制葡萄糖的吸收和转化
(3)果糖促进体内肿瘤细胞的增殖,但不影响体外肿瘤细胞的增殖
(4)②>④>③=① (5)肝细胞果糖过量代谢时产生不饱和溶血磷脂酰胆碱(LPC),并释放LPC,LPC为癌细胞提供合成膜的原料,促进细胞增殖
【解析】
【小问1详解】
结合图示分析,胰岛素作用于肝细胞上的受体,促进GLUT4转运蛋白对葡萄糖的吸收从而降低血糖。
【小问2详解】
果糖属于单糖,在正常饮食基础上增加果糖摄入会带来较大健康风险,容易导致脂肪肝和引发高血糖,根据题图可知:果糖摄入后在酶K的作用下转化为果糖-1-磷酸,进而转变为脂肪酸,最终形成脂肪;果糖过量转化为脂肪酸,进而抑制葡萄糖的吸收转化,最终抑制肝细胞吸收葡萄糖。
【小问3详解】
图2中与对照组相比,高果糖组肿瘤相对体积大,图3中与对照组相比,高果糖组相对细胞数量差不多,由此得出的实验结论是果糖影响体内肿瘤细胞的增殖,但不影响体外肿瘤细胞的增殖。
【小问4详解】
已知癌细胞缺乏酶K,无法直接利用果糖,但由于肝细胞有酶K,可以有效利用果糖,肝细胞释放的LPC有利于癌细胞的增殖,推测高果糖有利于肝细胞释放LPC,LPC促进癌细胞的增殖。因此实验结果为宫颈癌细胞数量:②>④>③=①。
【小问5详解】
根据实验预测结果及题干信息分析,果糖促进肿瘤生长机制是肝细胞果糖过量代谢时产生不饱和溶血磷脂酰胆碱(LPC),并释放LPC,LPC为癌细胞提供合成膜的原料,促进细胞增殖。
20. 黄河三角洲滨海湿地是重要的碳库,因石油污染、围海养殖等人类活动出现生态退化的现象。近年来,当地政府实施了生态补水、植被恢复等修复工程,取得了良好效果。
(1)湿地生态系统的结构包括________。“碳汇”是指能吸收大气中的CO2、减少大气CO2浓度的活动、过程或机制。湿地作为地球上最高效的碳汇之一,其碳循环中的“碳汇”主要依赖________(填生命活动)完成。
(2)互花米草是该地区典型的外来入侵物种,从种间关系角度分析,定期清理互花米草的目的是________。生态系统在对抗破坏或干扰时,有使自身恢复平衡的调节机制,这种机制称为________机制。
(3)如图为该生态系统的某时间段能量流动图,数值单位[[kcal/(m2·a)]。图中X代表的能量去向为________和________,从螺类底栖生物到鱼类的能量传递效率约为________(结果保留1位小数)。
(4)目前在湿地浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,此外,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施________。
【答案】(1) ①. 组成成分和营养结构/组成成分和食物链(网) ②. 生产者的光合作用
(2) ①. 减弱互花米草对本地物种的竞争 ②. 负反馈
(3) ①. 呼吸作用散失的热能 ②. 未被利用的能量(顺序可调换) ③. 11.2%
(4)合理引入浮水植物和挺水植物,减弱沉水植物的光照强度;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物
【解析】
【小问1详解】
生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。碳循环中的“碳汇”主要依赖光合作用完成。
【小问2详解】
互花米草是该地区典型的外来入侵物种,导致本地物种减少,所以定期清理互花米草可以减弱互花米草对本地物种的竞争。生态系统对抗破坏、自我恢复平衡的调节机制称为负反馈调节机制。
【小问3详解】
各营养级同化的能量包括呼吸作用消耗的能量和生长发育繁殖的能量(包括传递至下一营养级、未被利用和被分解者利用),图中X所示螺类等底栖生物呼吸作用散失和未被利用的能量。螺类同化的能量是554.1+342.2=896.3,鱼类同化的能量是57.8+11.6+31.1=100.5,所以传递效率为100.5÷896.3=11.2%
【小问4详解】
合理引入浮水植物和挺水植物,利用其冠层遮挡部分强光,为下层沉水植物遮阴,减弱沉水植物的光照强度;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。
21. 蚊子传播疟疾等疾病,每年影响全球超20亿人。传统化学杀虫剂因蚊虫产生广泛抗性而效果下降,急需开发新型环保防控手段。昆虫病原真菌对蚊虫致病力强,对环境较安全,但自然传播效率低。为此,科研人员通过在昆虫病原真菌中表达长叶烯基因(L)以吸引蚊虫,构建了传播能力更强的基因工程菌。请回答下列问题:
限制酶
识别序列和酶切位点
BglⅡ
A↓GATCT
EcoRⅠ
G↓AATTC
BamHⅠ
G↓GATCC
HindⅢ
A↓AGCTT
URA3:真菌筛选标记基因,缺失该基因真菌无法合成尿嘧啶
Ampr:大肠杆菌的筛选标记基因编码氨苄青霉素抗性基因
(1)L基因可通过人工合成获取,也可以通过________(写出两种方法)获取。
(2)构建重组DNA分子时,图中质粒还缺少的必备元件是________。为使基因L能正确连接到图中质粒,应选用限制酶________来处理质粒。
(3)培育基因工程菌的关键步骤是构建长叶烯基因表达载体,其目的是________(答两点)。将长叶烯基因表达载体导入野生真菌中后,应在________的培养基上筛选工程菌。通过PCR鉴定是否成功导入目的基因时,若模板DNA分子上两个引物结合区之间有一个与引物识别序列高度相似的序列,则电泳结果除目的基因所在条带外,还出现一个与加样孔距离更________(填“远”或“近”)的条带。
(4)利用真菌消灭蚊虫属于________防治。为进一步提升工程菌的防控效果,科学家准备将继续改造真菌使其能定殖于蚊虫滋生地(如水体边缘),持续释放吸引物质。请分析其可能带来的潜在风险:________(答1点)。
【答案】(1)构建基因文库、PCR
(2) ①. 复制原点 ②. BamHⅠ、EcoRⅠ
(3) ①. 让长叶烯基因在受体细胞中稳定存在,并遗传给下一代;使长叶烯基因能够表达和发挥作用 ②. 缺少尿嘧啶 ③. 远
(4) ①. 生物 ②. 基因工程菌在环境中持续存活和扩散,可能对局部生态系统产生未知影响;存在基因向环境中其他微生物发生水平转移的潜在风险,造成基因污染
【解析】
【小问1详解】
基因工程菌是指用基因工程方法,使外源基因得到高效表达的菌类;L基因可通过人工合成,也可以通过构建基因文库、利用PCR扩增获取。
【小问2详解】
构建重组DNA分子时,质粒有启动子、终止子,质粒还缺少的必备元件是复制原点;
由于模板链两端具有BglⅡ和EcoRⅠ酶切位点,而BglⅡ会切掉启动子,因此选择与BglⅡ具有相同酶切末端的BamHⅠ,质粒上具有BamHⅠ和EcoRⅠ,选择限制酶BamHⅠ和EcoRⅠ,基因L能正确连接,因此应选用限制酶BamHⅠ和EcoRⅠ处理质粒。
【小问3详解】
获得转基因真菌的关键步骤是构建长叶烯基因表达载体,目的主要有两点: 使长叶烯基因在受体细胞中稳定存在,并遗传给下一代; 使长叶烯基因能够表达和发挥作用。
由于质粒上含有URA3,是真菌筛选标记基因,缺失该基因真菌无法合成尿嘧啶,因此转入该质粒的真菌能合成尿嘧啶,因此应在缺少尿嘧啶的培养基上筛选;
通过PCR鉴定是否成功导入目的基因时,若模板DNA分子上两个引物结合区之间有一个与引物识别序列高度相似的序列,则可能有部分引物与该高度相似的序列结合,扩增出比模板DNA更短的一系列DNA分子,则电泳结果除目的基因所在条带外,还出现一个与加样孔距离更远的条带。
【小问4详解】
生物防治包括利用生物之间的种间关系达到防治的目的,因此利用真菌消灭蚊虫属于生物防治;该方法可能带来的潜在风险:基因工程菌在环境中持续存活和扩散,可能对局部生态系统产生未知影响;存在基因向环境中其他微生物发生水平转移的潜在风险,造成基因污染。
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