内容正文:
高2026届学业质量调研抽测 (第二次)生物学试卷
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 溶菌酶广泛存在于人体唾液、泪液和吞噬细胞的溶酶体中,可特异性水解细菌细胞壁肽聚糖的β-1,4糖苷键,进而导致细菌裂解死亡。关于溶菌酶的叙述正确的是( )
A. 分解肽聚糖的过程需要消耗 ATP 提供的能量
B. 唾液中的溶菌酶参与的免疫过程属于第二道防线
C. 能降低肽聚糖分子的活化能水平实现高效催化
D. 细胞壁破损后细菌内外渗透压差可导致其裂解
【答案】D
【解析】
【详解】A、溶菌酶催化肽聚糖水解属于放能反应,无需消耗ATP提供的能量,A错误;
B、唾液属于黏膜分泌物,其中的溶菌酶参与的免疫属于人体第一道防线,体液中的杀菌物质才属于第二道防线,B错误;
C、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能,并非降低底物(肽聚糖)分子本身的活化能水平,C错误;
D、细菌细胞内渗透压高于外界环境,细胞壁破损后细菌会因渗透吸水导致裂解,D正确。
2. 如图,细胞外囊泡(EVs)是细菌、动植物细胞广泛存在的分泌方式,可在同种、不同种细胞间通过分泌EVs→细胞外液传递→融入细胞等途径传递物质、信息。下列叙述错误的是( )
A. 外囊泡膜具有磷脂双分子层结构
B. 膜上的蛋白质赋予外囊泡一定的靶向性
C. 外囊泡的形成方式均属于胞吐
D. 利用外囊泡方式可以向细胞递送药物
【答案】C
【解析】
【详解】A、外囊泡膜来自细胞膜,属于生物膜,生物膜的基本支架是磷脂双分子层,A正确;
B、外囊泡膜上的特异性蛋白质可以识别靶细胞,因此赋予外囊泡特异性的靶向性,B正确;
C、胞吐是细胞内包裹物质的囊泡运输到细胞膜,与细胞膜融合后将内容物排出细胞的过程。细菌没有复杂的内膜系统,它的外囊泡是细胞膜向外出芽、脱落形成的,不属于胞吐,C错误;
D、外囊泡可以将物质传递融入靶细胞,因此可以利用外囊泡作为载体向细胞内递送药物,D正确。
3. 关于Ⅱ型糖尿病的病因,近期研究发现,当胰岛 B细胞的线粒体氧化磷酸化、自噬等故障,或内质网中的锌离子蓄积过高等,均会引发整合应激反应(ISR),失去胰岛素分泌功能,退化或转分化为其它细胞。下列说法错误的是( )
A. 退化或转分化过程中都涉及基因的选择性表达
B. 胰岛B细胞内衰老线粒体被巨噬细胞中的溶酶体水解称为自噬
C. 消解引发ISR 应激反应的机制将成为治疗II型糖尿病的新方向
D. 胰岛素的分泌需要线粒体、核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的紧密协作
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞转分化、功能退化的本质都是基因的选择性表达,A正确;
B、细胞自噬是细胞利用自身的溶酶体,水解细胞内衰老、损伤的细胞器或异常大分子的过程,由巨噬细胞的溶酶体水解其他细胞的结构不属于自噬,B错误;
C、整合应激反应(ISR)会导致胰岛B细胞丧失胰岛素分泌功能,是Ⅱ型糖尿病的发病诱因之一,因此消解ISR的机制可恢复胰岛B细胞功能,是Ⅱ型糖尿病的治疗新方向,C正确;
D、胰岛素属于分泌蛋白,在核糖体合成肽链,经内质网、高尔基体加工后通过胞吐分泌,整个过程需要线粒体提供能量,因此需要题述细胞器的紧密协作,D正确。
4. 如图,我国科学家首次发现植物盐感受器GIPC(糖脂类)一“脂质门控离子通道”的感知机制:盐胁迫下该感受器触发通道开放致细胞质 Ca²⁺浓度升高,激活SOS 系统排出 Na⁺,以降低盐害。下列叙述错误的是( )
A. GIPC 属于生物大分子
B. 图中Ca²⁺进入细胞的速度快于主动运输
C. GIPC 与磷脂分子一起能形成细胞膜的基本骨架
D. 盐土中 Na⁺大量进入细胞会影响Na⁺和渗透压的平衡
【答案】A
【解析】
【详解】A、生物大分子多糖、蛋白质、核酸三类,GIPC是糖脂,属于脂质,相对分子质量较小,不属于生物大分子,A错误;
B、盐胁迫下通道开放Ca2+进入细胞,Ca2+通过离子通道顺浓度梯度进入细胞,属于协助扩散,协助扩散的转运速度快于主动运输,B正确;
C、细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,据图可知,GIPC具有和磷脂分子类似的结构,可与磷脂共同构成细胞膜的脂质双分子层骨架,C正确;
D、盐土中环境Na+浓度高,大量Na+进入细胞会改变细胞内原有的离子浓度,破坏细胞Na+平衡和渗透压平衡,D正确。
5. 如图,入冬降温后流感病毒包膜结构更稳定、存活时间延长,易引发流行:病毒通过血凝素结合呼吸道上皮细胞的唾液酸受体侵入增殖,再通过神经氨酸酶帮助子代病毒释放。下列说法正确的是( )
A. 病毒侵入细胞的方式体现了膜的选择透过性
B. 抑制神经氨酸酶的活性可以阻止病毒的扩散
C. 包膜内的磷脂分子由病毒基因编码的酶催化合成
D. 侵入宿主细胞的负链 RNA 在 RNA 聚合酶催化下形成DNA
【答案】B
【解析】
【详解】A、病毒通过胞吞的方式侵入细胞,该过程依赖细胞膜的流动性,不能体现膜的选择透过性,A错误;
B、神经氨酸酶的作用是帮助子代病毒释放,抑制其活性会阻止子代病毒离开宿主细胞,从而阻止病毒扩散,B正确;
C、流感病毒的包膜来源于宿主细胞的细胞膜,磷脂分子由宿主细胞的酶催化合成,病毒无法自主合成磷脂,C错误;
D、负链RNA在RNA聚合酶催化下合成RNA,不会催化合成DNA,D错误。
6. 下列激素的分泌或释放过程,存在下丘脑分级调控的是
A. 应急状态时肾上腺素的分泌
B. 饥饿状态时胰高血糖素的分泌
C. 细胞外液渗透压升高时抗利尿激素的释放
D. 青少年生长发育期生长激素的分泌
【答案】D
【解析】
【详解】A、应急状态时肾上腺素的分泌,是下丘脑通过交感神经直接支配肾上腺髓质完成,无垂体参与的分级调控环节,A不符合题意;
B、饥饿状态时胰高血糖素的分泌,可直接受血糖浓度调节,也可由下丘脑通过神经直接支配胰岛A细胞分泌,不存在分级调控,B不符合题意;
C、抗利尿激素由下丘脑合成、垂体释放,该过程没有促激素释放激素、促激素的分级调控流程,不属于分级调控,C不符合题意;
D、青少年生长发育期生长激素的分泌存在下丘脑分级调控:下丘脑分泌促生长激素释放激素作用于垂体,促进垂体合成并分泌生长激素,符合分级调控的特点,D符合题意。
7. 神经冲动在神经纤维轴突上产生和传导的过程如图,下列叙述正确的是( )
A. 神经冲动从左到右是通过轴浆进行传导
B. 由动作电位恢复到静息电位时需要消耗ATP
C. 当钠离子通道关闭时轴浆内外的Na⁺浓度相等
D. 当神经冲动发生后轴突外液中的 Na⁺浓度将大幅下降
【答案】B
【解析】
【详解】A、神经冲动在神经纤维上是以电信号的形式传导,A错误;
B、动作电位恢复为静息电位的过程中,钠钾泵需要逆浓度梯度将轴浆内的Na+排出、轴浆外的K+运入,该过程是主动运输,需要消耗ATP,B正确;
C、无论钠离子通道是否关闭,Na+的浓度始终是轴浆外远高于轴浆内,C错误;
D、神经冲动产生时只有少量Na+内流,且静息恢复过程中钠钾泵会将Na+重新泵回外液,轴突外液Na+浓度不会大幅下降,D错误。
8. 热带雨林是全球生物多样性最高的陆地生态系统,在气候调节、水土保持、碳氧平衡维持等方面具有关键生态功能。下列叙述错误的是( )
A. 垂直分层较多,显著提高了利用阳光的能力
B. 动物的分层现象与植物提供的食物和栖息场所有关
C. 林下植物具有叶薄、叶绿体颗粒小的特点
D. 物种组成和结构复杂,抵抗干扰的能力强
【答案】C
【解析】
【详解】A、热带雨林群落的垂直分层多,不同高度的植物可分别利用不同强度的光照,显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力,A正确;
B、植物的垂直分层能为动物提供多样的食物和栖息空间,因此动物的分层现象依赖植物的分层结构,B正确;
C、热带雨林林下光照较弱,阴生植物为适应弱光环境,通常具有叶薄、叶绿体颗粒大的特点,更有利于吸收有限的光能,C错误;
D、热带雨林物种丰富度高,营养结构复杂,生态系统的自我调节能力强,因此抵抗外界干扰的抵抗力稳定性高,D正确。
9. 湖滨湿地与陆地的交错带物种多样性、生产力显著高于相邻的湖泊、陆地生态系统;但火山熔岩流与原生森林的交错带内,特有物种数量降幅超40%,生态系统生产力明显下降。下列叙述正确的是( )
A. 两类交错带的效应方向不同,主要是生境过渡的连续性和干扰强度存在差异
B. 湖滨湿地的正效应说明边缘带的生境复杂度一定低于相邻的单一生态系统
C. 熔岩-森林交错带的负效应仅由人为干扰导致,自然演替无法缓解其负面影响
D. 两类边缘效应的共同特点是物种组成完全不同于两侧的相邻群落,没有重叠物种
【答案】A
【解析】
【详解】A、湖滨湿地与陆地的交错带生境过渡连续、干扰强度低,适宜多种生物生存,呈现正效应;火山熔岩流与原生森林的交错带受火山喷发的剧烈自然干扰,生境过渡不连续,适宜生存的物种少,呈现负效应,即两类交错带效应方向不同的主要原因就是生境过渡的连续性和干扰强度存在差异,A正确;
B、湖滨湿地的正效应表现为物种多样性、生产力显著高于相邻生态系统,说明边缘带生境复杂度更高,可容纳更多物种,并非低于相邻单一生态系统,B错误;
C、熔岩-森林交错带的负效应是火山喷发这一自然干扰导致的,并非仅由人为干扰导致,且随着原生演替的进行,熔岩区域会逐渐形成适宜生物生存的环境,自然演替可缓解其负面影响,C错误;
D、交错带的物种组成既包含两侧相邻群落的部分物种,也存在交错带特有的物种,并非完全不同于两侧群落、没有重叠物种,D错误。
10. Thimann和 Skoog据下图实验提出:顶芽产生的生长素会抑制侧芽生长。但后续研究发现:顶端施加同位素标记的生长素后,侧芽发育受抑制,但侧芽中始终检测不到标记信号。下列说法正确的是( )
A. Thimann和 Skoog的实验设计不严谨,实验结果不可靠
B. 同位素标记的实验表明 Thimann和 Skoog的实验结果是错误的
C. 同位素标记的实验表明顶芽产生的生长素不是直接作用于侧芽
D. 上述两个实验结果表明芽的顶部存在极性运输的说法是错误的
【答案】C
【解析】
【详解】A、Thimann和 Skoog的实验设计不严谨,还需要增加不含生长素的羊毛脂进行的空白对照,实验结果是正确的,A错误;
B、在侧芽中检测不到放射性标记的生长素,说明顶芽产生的生长素不能直接积累到侧芽中,据此不能说明实验结果是错误的,B错误;
C、用同位素标记的生长素施加到去顶植株茎尖时,在侧芽中检测不到放射性标记的生长素,说明生长素抑制侧芽生长可能存在第二信使,C正确;
D、上述两个实验结果不能说明芽的顶部存在极性运输的说法是错误的,生长素的极性运输依然存在,但可能并非直接运输到侧芽,D错误。
11. 如图,VZV 病毒初次感染人体可引发水痘,痊愈后病毒 DNA 停止转录、逃避免疫清除而长期潜伏;当人体免疫力下降时,病毒重新激活会引发带状疱疹。下列说法正确的是( )
A. VZV 重新激活产生带状疱疹的过程不属于再次免疫
B. VZV的DNA 不表达时其宿主细胞不能被细胞毒性T细胞识别清除
C. 带状疱疹的引发说明初次感染产生的记忆 B 细胞对 VZV 无作用
D. 接种带状疱疹疫苗诱导产生的抗体可直接降解神经节细胞内的潜伏病毒DNA
【答案】B
【解析】
【详解】A、VZV初次感染人体后,机体已经产生了记忆细胞,病毒重新激活引发带状疱疹时,相同抗原再次刺激机体发生免疫应答,属于再次免疫,A错误;
B、细胞毒性T细胞需要识别靶细胞膜上的抗原-MHC复合体才能发挥清除作用。VZV的DNA不表达时,无法合成病毒抗原,宿主细胞表面没有相应病毒抗原,因此不能被细胞毒性T细胞识别清除,B正确;
C、带状疱疹的发生是人体免疫力下降,病毒重新激活导致的,记忆B细胞仍可识别VZV、增殖分化发挥作用,C错误;
D、抗体主要存在于体液中,不能进入细胞内,且抗体只能结合病毒抗原,无法直接降解病毒DNA,D错误。
12. 我国科研人员鉴定到调控油菜每角果粒数的关键基因 BnaC9. APT5: 其启动子区域 48bp核苷酸缺失可使基因表达量显著上调,每角果粒数提升约11%;超表达该基因后,油菜角果差异表达基因显著富集于细胞分裂素代谢途径。下列叙述中错误的是( )
A. BnaC9. APT5 基因通过调控细胞分裂素代谢途径影响角果发育
B. 该基因启动子区域的48bp缺失会解除对基因转录的抑制
C. 若敲除该基因,油菜每角果粒数大概率会显著增加
D. 启动子区域碱基的缺失不会改变BnaC9. APT5 表达蛋白的结构
【答案】C
【解析】
【详解】A、题意显示,超表达该基因后,油菜角果差异表达基因显著富集于细胞分裂素代谢途径,可推知该基因通过调控细胞分裂素代谢途径影响角果发育,A正确;
B、启动子是调控基因转录的序列,该基因启动子区域48bp缺失后基因表达量显著上调,说明该缺失片段原本对基因转录有抑制作用,缺失后解除了转录抑制,B正确;
C、题意显示该基因表达量上调时每角果粒数提升,说明该基因高表达利于增加粒数,若敲除该基因则基因无法表达,每角果粒数大概率会显著减少,C错误;
D、启动子属于基因的非编码区,不参与蛋白质的编码过程,因此其区域碱基的缺失不会改变该基因表达蛋白的结构,D正确。
13. 下列关于植物细胞工程技术的叙述错误的是( )
A. 植物细胞工程技术可用于对进行无性繁殖的作物进行脱毒苗的培育
B. 在有光照的条件下进行植物组织培养,培养基中不需添加有机碳源
C. 通过细胞产物的工厂化生产获得紫杉醇,利用的是植物细胞培养技术
D. 与传统种植提取模式相比,紫杉醇的工厂化生产能减少生态足迹
【答案】B
【解析】
【详解】A、无性繁殖的作物容易积累病毒,可利用植物分生区(茎尖等,几乎不含病毒)进行植物组织培养获得脱毒苗,属于植物细胞工程的应用范畴,A正确;
B、植物组织培养的前期,如脱分化阶段,细胞无叶绿体或光合作用能力极弱,无法自主合成有机物,即使有光照,也需要从培养基中获取蔗糖等有机碳源,B错误;
C、紫杉醇属于植物细胞代谢产物,通过植物细胞培养技术大量培养红豆杉的愈伤组织,可实现紫杉醇的工厂化提取,C正确;
D、传统种植提取红豆杉中的紫杉醇需要占用大量土地种植红豆杉,工厂化生产通过细胞培养获取产物,可减少土地等资源的消耗,降低生态足迹,D正确。
14. 活体采卵联合体外胚胎生产是牛良种扩繁的核心技术,褪黑素作为高效活性氧(ROS)清除剂,可调控卵母细胞体外成熟及早期胚胎发育过程。下列叙述错误的是( )
A. 卵母细胞体外成熟培养需模拟体内环境,控制适宜的温度、CO₂浓度和湿度
B. 褪黑素通过清除ROS缓解氧化应激,保护卵母细胞及改善胚胎发育条件
C. 体外受精时,精子需经获能处理,卵母细胞需完成减数第二次分裂后才能与精子结合
D. 胚胎移植前需对受体母牛进行同期发情处理,以保证胚胎着床所需的生理环境
【答案】C
【解析】
【详解】A、卵母细胞体外成熟培养需要模拟体内生理环境,需控制适宜的温度维持细胞代谢活性,5%的CO2浓度维持培养液pH,同时保证适宜湿度避免培养液水分蒸发,A正确;
B、题意显示,褪黑素是活性氧(ROS)清除剂,ROS引发的氧化应激会损伤卵母细胞、影响胚胎发育,因此褪黑素可通过清除ROS缓解氧化应激,起到保护卵母细胞、改善胚胎发育条件的作用,B正确;
C、体外受精时,精子需经获能处理才具备受精能力,卵母细胞只需培养至减数第二次分裂中期就可与获能精子结合,减数第二次分裂是在精卵结合的过程中完成的,C错误;
D、胚胎移植前对受体母牛进行同期发情处理,可使供体和受体母牛生殖器官的生理状态一致,为胚胎着床提供相同的生理环境,提高胚胎移植成功率,D正确。
15. 如图, pBI121是人工构建的双元表达载体,由大肠杆菌质粒、农杆菌 Ti质粒 T-DNA转移元件及植物表达调控元件组合而成。我国科学家将 Bt抗虫基因插入 pBI121后,通过花粉管注射或农杆菌介导法转化,成功培育出可稳定遗传的抗虫棉。下列相关说法错误的是( )
A. 在植物细胞中含有抗虫基因的pBI121 重组质粒能正常复制和增殖
B. 抗虫基因需重组到棉花细胞的染色体上才能传代抗虫性状
C. 通过GUS 水解X-Gluc产生蓝色可以检测抗虫基因的表达
D. 棉铃虫对抗虫棉产生的显性抗性比隐性抗性的基因频率增加更快
【答案】A
【解析】
【详解】A、pBI121 重组质粒中只有T-DNA片段才能转移并插入到受体细胞染色体中,才能随受体细胞染色体复制而复制,A错误;
B、只有抗虫基因整合到棉花细胞的染色体DNA上,才能随染色体复制和细胞分裂稳定传递给子代,维持稳定的抗虫性状,B正确;
C、GUS基因与抗虫基因受同一个真核启动子调控,若抗虫基因成功插入并表达,说明载体结构完整,GUS基因也可正常表达,其编码的GUS水解X-Gluc产生蓝色,可间接检测抗虫基因的表达,C正确;
D、显性抗性基因只要存在就会表现出抗性,所有携带显性抗性基因的棉铃虫都能在抗虫棉上存活,因此基因频率增加更快,而隐性抗性只有纯合时才表现抗性,杂合子仍会被淘汰,基因频率增加更慢,D正确。
二、非选择题:本题共5个小题,请将答案填写在答题卡上,共55分。
16. 培育紧凑株型是提高玉米密植条件下产量的核心途径,可显著提升玉米群体的光能利用率(注:光能利用率指植物光合作用将太阳能转化为有机物化学能的百分比,农业生产场景中通常以果实干重作为有机物化学能的简化衡量指标。)科研人员以半紧凑型玉米品种京科968,及其遗传背景相似的紧凑型改良品种京科Y968为材料,在强光环境下设置3个种植密度梯度(D₁: 6.0万株/hm²; D₂: 7.5 万株/hm²; D₃: 9.0万株/hm²) 开展实验,结果如下表所示。
密度
株型
产量(Kg.hm2)
叶夹角
上层叶
中层叶
下层叶
D1
Y968
8227.3
28.87
33.28
38.65
968
8294.3
42.44
41.56
44.99
D2
Y968
10054.7
26.26
33.94
38.03
968
9521.7
36.77
37.40
42.33
D3
Y968
11119.8
20.44
29.06
36.71
968
9787.4
32.22
34.08
40.47
注:①叶夹角是指叶片与茎秆之间的夹角
请回答下列问题。
(1)叶绿体中的 Rubisco酶既可催化CO₂固定,经卡尔文循环生成_______________,也可与O₂结合启动光呼吸。玉米是具有CO2浓缩机制的植物,在强光、干旱环境下光合速率仍较高,原因是____________。
(2)据表数据,随种植密度增加,两个玉米品种的总产量均上升,说明密植后群体的光能利用率______(提高/降低/不变);但单株净光合强度随密度升高而下降,判断依据是_____________。结合图一分析,叶片夹角较小的紧凑型品种Y968更适合密植,从光合作用角度分析,原因是____________。
(3)科研人员测定高产夏玉米灌浆期的相关生理指标,结果如下图二所示,然后得出结论“高产玉米品种开花后光合速率的降低可能受非气孔因素的限制”,判断依据是____________。
(4)重庆地区通常种植半紧凑型玉米,适宜密度为5~6万株/hm²,远低于北方种植密度,这与重庆的哪些气候特征相关?_______________(答出2点即可)。
【答案】(1) ①. 糖类 ②. 玉米的CO2浓缩机制可以在气孔关闭的条件下,提高叶内CO2浓度,既促进暗反应,又抑制光呼吸
(2) ①. 提高 ②. 表格中产量为单位面积产量,总产量增加的幅度小于种植密度增加的幅度 ③. 紧凑型株型可减少遮阴,因而可提升密植下群体对光能的利用,因而产量更高
(3)开花后净光合速率降低,同时气孔导度下降,细胞间隙CO2浓度反而逐渐升高
(4)重庆多阴雨天气,光照强度比北方弱,密植会导致叶片相互遮光,光能利用率下降;重庆气温更高,密植后通风差,呼吸消耗有机物更多
【解析】
【小问1详解】
叶绿体中的 Rubisco酶既可催化CO2固定,卡尔文循环(暗反应)的最终产物是有机物(糖类),也可与O2结合启动光呼吸,光呼吸的存在会降低光合产量。在强光、干旱环境下玉米叶片中的气孔会关闭,进而导致二氧化碳吸收减少,但玉米的CO2浓缩机制可以在气孔关闭的条件下,提高叶内CO2浓度,既促进暗反应,又抑制光呼吸,因此强光干旱下仍保持高光合速率。
【小问2详解】
据表数据,随种植密度增加,两个玉米品种的总产量均上升,说明密植后群体的光能利用率提高,因而光合产量提高;表格中产量为单位面积产量,总产量增加的幅度小于种植密度增加的幅度,因此单株平均产量下降,即单株净光合强度随密度升高而下降。结合图一分析,叶片夹角较小的紧凑型品种Y968更适合密植,因为紧凑型株型可减少遮阴,因而可提升密植下群体对光能的利用,产量更高,更适合密植。
【小问3详解】
图二结果显示,开花后净光合速率降低,同时气孔导度下降,细胞间隙CO2浓度反而逐渐升高,说明净光合速率降低不是气孔因素,高产玉米品种开花后光合速率的降低可能受非气孔因素的限制。
【小问4详解】
重庆多阴雨天气,光照强度比北方弱,密植会导致叶片相互遮光,光能利用率下降;重庆纬度低,气温更高,密植后通风差,呼吸消耗有机物更多,且易诱发病虫害,因此重庆地区通常种植半紧凑型玉米,适宜密度为5~6万株/hm²。
17. 雄性家蚕产丝量高、蚕丝品质优且桑叶消耗少,实现单养雄蚕是提升蚕丝生产效率的核心研究方向。请回答下列问题:
(1)家蚕蚁蚕(刚孵化幼虫)有黑蚁、赤蚁两种表型,受 Z染色体上的 SCH (黑蚁)/sch(赤蚁)基因控制。用 X射线处理黑蚁雌蛹(基因型 ZSCHW),羽化后与赤蚁雄蛾 杂交得F₁:
①无变异情况下,F₁的表现型及比例为_________________;
②若SCH片段从Z染色体易位到W染色体,该易位雌蚕与赤蚁雄蚕杂交的F₁中黑蚁全为雌蚕,其基因型为_____________,可据此初步鉴定易位是否成功。
(2)将上述 F₁黑蚁雌蚕与赤蚁雄蚕多代杂交,若后代均表现为_____________,即可判定获得限性黑蚁易位品系,该变异类型属于____________(基因突变/基因重组/染色体变异)。
(3)为简化筛选流程,科研人员将 10号常染色体上的黑卵基因(B)通过基因编辑整合到 W染色体上,则黑卵雌蛾(bbZWB)与基因型为_________的高产雄蛾杂交后,可通过机器自动筛选白卵饲养,实现单养雄蚕。通过X射线辐射也可将 B基因易位到 W染色体,与基因编辑相比,易位插入 W染色体的片段长度___________(更长/更短/相等)。
(4)家蚕的性别决定上游信号基因位于性染色体,下游执行基因位于常染色体。其中 18号常染色体上的关键基因 Bmdsx接受到雌、雄信号时可分别转录形成 F型、M型mRNA, 决定雌雄性别。若编辑 Bmdsx使其仅表达 M型 mRNA, 其结果是_____________,即可实现蚕丝高质高产。该机制可推广至防控蚊子、棉铃虫等具有同类型性别决定系统的害虫,可行的防控思路是:___________。
【答案】(1) ①. 赤蚁雌蚕:黑蚁雄蚕=1:1 ②. ZschWSCH
(2) ①. 黑蚁均为雌蚕,赤蚁均为雄蚕 ②. 染色体变异
(3) ①. bbZZ ②. 更长
(4) ①. 无论性染色体组成,都将发育成雄性 ②. 将雌性害虫变为雄性,降低繁衍后代的能力
【解析】
【小问1详解】
①该基因位于Z染色体,亲本为ZSCHW(黑蚁雌蚕)×ZschZsch(赤蚁雄蚕),无变异时,子代雄性基因型为ZSCHZsch(黑蚁),雌性基因型为ZschW(赤蚁),因此表现型比例为赤蚁雌蚕:黑蚁雄蚕=1:1。
② SCH易位到W染色体后,亲本雌蚕产生Zsch和WSCH两种配子,与赤蚁雄蚕(只产生Zsch配子)杂交,子代黑蚁雌蚕基因型为ZschWSCH。
【小问2详解】
若将ZschWSCH与ZschZsch多代杂交,后代始终表现为黑蚁全为雌性(含WSCH)、赤蚁全为雄性(不含WSCH);染色体片段易位属于染色体结构变异,因此该变异类型为染色体变异。
【小问3详解】
要通过卵色筛选雄蚕,需要后代雌卵带黑卵基因B(黑卵)、雄卵不带B(白卵)。雌蚕基因型为bbZWB,雄蚕基因型为bbZZ时,杂交后代雌蚕全部为bbZWB(黑卵),雄蚕全部为bbZZ(白卵),筛选白卵即可得到雄蚕。基因编辑是精准插入单个B基因,而X射线诱导的染色体易位会将包含B基因的一整段染色体片段转移到W上,因此插入片段更长。
【小问4详解】
M型mRNA决定雄性性别发育,因此只表达M型mRNA时,无论性染色体组成,都将发育成雄性,符合单养雄蚕的需求。防控害虫时,编辑该基因将雌性害虫变为雄性,降低繁衍后代的能力,从而降低害虫种群数量,达到防控目的。
18. 植物没有神经系统,却能精准感知光照的强弱、波长等变化,光敏色素(Pr/Pfr)、隐花色素(如 cry2)等光受体就是植物的“光信号感受器”,它们接收光刺激后可调控植物的多项生理过程,请回答下列问题。
(1)中国空间站培养太空生菜时的光谱以红光、蓝光为主(占 99%),使用这种光谱的优点是_______。(列出 2点)
(2)为了解 cry2、abi4两个基因的作用及其关系,相同环境实验条件下开展了如下图所示结果的系列实验。
①将野生型(WT)和 cry2(功能缺失突变体)拟南芥种子,分别置于黑暗、 持续蓝光下培养 7天,测得下胚轴长度:对比 WT在黑暗(图 1)和蓝光(图 2)下的下胚轴长度,说明蓝光可_________(增长/缩短/无影响)下胚轴;对比图 2中 WT与 cry2突变体的下胚轴长度,说明在蓝光下cry2基因产物__________(促进/抑制)下胚轴伸长。
②abi4基因是另一个对植物形态建成有重要影响的基因,用 abi4 (功能缺失突变体)重复上述实验,对比黑暗和蓝光下 WT 与 abi4突变体的数据,说明 abi4基因对下胚轴伸长具有__________作用。
③为进一步了解 cry2基因与 abi4基因在调控下胚轴生长时是否位于同一路径,构建了 cry2abi4双纯合突变体重复实验,发现无论是黑暗还是蓝光其下胚轴长度与 cry2单突变体完全一致。据图1、图 2数据,请写出在蓝光下 cry2、abi4与下胚轴伸长三者间的作用模型:________ (用箭头和文字方式进行表达)
【答案】(1)植物光合色素主要吸收红光和蓝紫光,使用该光谱可提高生菜光合作用效率,促进生长; 红光、蓝光可分别被光敏色素、隐花色素两种光受体感知,能调控生菜正常的生长发育。
(2) ①. 缩短 ②. 抑制 ③. 促进 ④. abi4cry2下胚轴生长
【解析】
【小问1详解】
中国空间站培养太空生菜时的光谱以红光、蓝光为主(占 99%),使用这种光谱的优点表现在两个方面,一方面植物光合色素主要吸收红光和蓝紫光,使用该光谱可提高生菜光合作用效率,促进生长; 另一方面:红光、蓝光可分别被光敏色素、隐花色素两种光受体感知,能调控生菜正常的生长发育。
【小问2详解】
①将野生型(WT)和 cry2(功能缺失突变体)拟南芥种子,分别置于黑暗、20μmol ⋅ m - 2 ⋅ s -1持续蓝光下培养 7天,测得下胚轴长度:对比 WT在黑暗(图 1)和蓝光(图 2)下的下胚轴长度,蓝光照射条件下的下胚轴长度均短于黑暗条件下,说明蓝光可缩短下胚轴;对比图 2中 WT与 cry2突变体的下胚轴长度,说明在蓝光下cry2基因产物抑制下胚轴伸长,因为图示结果显示该基因功能突变体的下胚轴长度比野生型更长。
②abI4基因是另一个对植物形态建成有重要影响的基因,用 abI4 (功能缺失突变体)重复上述实验,对比黑暗和蓝光下 WT 与 abI4突变体的数据,无论黑暗还是蓝光条件下,abI4 (功能缺失突变体)的下胚轴长度均短于野生型,说明 abI4基因对下胚轴伸长具有促进作用。
③为进一步了解 cry2基因与 abI4基因在调控下胚轴生长时是否位于同一路径,构建了 cry2abi4双纯合突变体重复实验,发现无论是黑暗还是蓝光其下胚轴长度与 cry2单突变体完全一致。说明cry2位于abI4的下游,abI4对下胚轴的调控依赖cry2;结合二者功能:abI4促进伸长,cry2抑制伸长,因此作用模型为:abI4通过抑制cry2的功能,解除对下胚轴伸长的抑制,最终促进下胚轴伸长,可表示如下:
abI4cry2下胚轴生长
19. 加拿大一枝黄花原产于北美,因花色艳丽,作为观赏性植物引入我国,后逸生为入侵性杂草。它的生态入侵已对当地物种造成严重威胁。请回答下列问题:
(1)若要调查城市人行道旁狭长绿化带中加拿大一枝黄花的种群密度,应采用样方法,取样时宜选择________法。随着时间推移,入侵区域的本土草本群落逐渐被加拿大一枝黄花群落取代,该群落演替类型属于________。
(2)研究加拿大一枝黄花的生态位,通常需调查其在研究区域内的________(至少答 2点)等。研究发现,本地物种芦苇与加拿大一枝黄花的生存环境高度重叠,且芦苇对加拿大一枝黄花的生态位重叠度持续上升,后者对前者的重叠度持续下降,推测芦苇可将加拿大一枝黄花排挤出其生态位范围。利用芦苇替代控制加拿大一枝黄花的防治方案,体现了生态工程的________原理。
(3)在某地人工林中,三种草本植物的种群密度平均值(单位:株/m²)随林木郁闭度变化的调查数据如下表所示。回答下列问题:
植物种类
郁闭度
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
一年蓬
15.3
13.5
10.8
7.4
4.3
2.4
加拿大一枝黄花
10.4
9.5
6.1
5.6
3.0
1.2
刺儿菜
3.7
4.3
8.5
4.4
2.2
1.0
随着郁闭度的增加导致加拿大一枝黄花种群密度的变化趋势是________。有人提出,可以不断增加人工林的郁闭度来控制加拿大一枝黄花,请分析该做法的局限性:________。
【答案】(1) ①. 等距取样 ②. 次生演替
(2) ①. 出现频率、种群密度、植株高度等以及它与其他物种的关系 ②. 协调
(3) ①. 下降 ②. 郁闭度过大会造成林下草本植物(如一年蓬、刺儿菜)多样性下降, 降低人工林的抵抗力稳定性
【解析】
【小问1详解】
样方法的取样方式中,五点取样法适合方形/近方形地块,狭长绿化带适合等距取样法;该演替发生在原有土壤条件、植物繁殖体基本保留的区域,因此属于次生演替。
【小问2详解】
生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置、占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,研究加拿大一枝黄花(植物)的生态位需要研究其出现频率、种群密度、植株高度等以及它与其他物种的关系等;利用本土物种芦苇的种间竞争压制入侵种加拿大一枝黄花,协调了生物与生物、生物与环境的平衡关系,体现了生态工程的协调原理。
【小问3详解】
从表格数据可直接看出,随郁闭度增加,加拿大一枝黄花种群密度持续下降;该方案的局限性:郁闭度增加不仅抑制加拿大一枝黄花,同时也会抑制林下草本植物如一年蓬、刺儿菜等本土草本的生长,降低生物多样性,从而降低人工林的抵抗力稳定性。
20. 利用PET 降解酶(PETase)分解废弃PET塑料应用前景广阔。实验室拟分离纯化高效降解PET的微生物并提取相关酶,流程如图1所示。研究人员通过卷积神经网络机器学习辅助的蛋白质工程技术对其改造,获得性能更优的突变型 PET 降解酶,改造思路如图2所示。请回答下列问题:
(1)图1 中样品可采集自 。
A. 未被塑料污染的土壤
B. 废旧塑料填埋场的土壤
C. 能消化塑料的黄粉虫肠道内容物
D. 生长于塑料填埋场的植物根组织
(2)关于图1中培养基及培养过程的说法,下列叙述正确的是 。
A. 在培养基灭菌前制备平板
B. ①号培养基的作用是使微生物富集
C. ②③培养基应以PET为唯一碳源
D. ③中PET 量最低的微生物为目标菌
(3)据图2,为获得性能更优 PET 降解酶,其技术路线依次为 (用字母和箭头表示)
A. 重组DNA分子导入大肠杆菌
B. 改变的PET 酶基因与质粒重组
C. 分析最优突变体的氨基酸序列
D. 改变PET 酶基因的特定序列
E. 利用工程菌发酵生产突变蛋白
(4)人工构建突变体时需要大量的目的基因和载体(质粒),其中扩增质粒常用的方法是______,构建好的重组表达载体导入大肠杆菌时常用的方法是______。
(5)科学家获得了 PET 酶突变体(PETaseS121E/D186H/R224/N233K), 经测定在50°C, 酶活性提升了数十倍。请结合以上信息,推测突变体酶活性大幅提升的原因_________。
【答案】(1)BC (2)BCD
(3)C→D→B→A→E
(4) ①. 在宿主细菌中增殖 ②. 感受态细胞法
(5)4个氨基酸位点的替换,导致酶的空间结构发生改变,增强了酶的热稳定性和催化速率
【解析】
【小问1详解】
分离降解PET的微生物,需从该微生物富集的环境取样:废旧PET填埋场土壤富含PET,存在大量目标降解菌;可消化塑料的黄粉虫肠道内也存在这类微生物,因此选BC。未被塑料污染的环境、植物根组织几乎不含目标降解菌,AD错误。
【小问2详解】
A、制备固体平板时,需要先对培养基灭菌,再倒平板制备,因此制备平板在灭菌之后,A错误;
B、①培养基为富集培养基,作用是扩大目标降解菌的数量,对微生物进行富集,B正确;
C、筛选降解PET的微生物时,②③为选择培养基,需要以PET为唯一碳源,仅允许能利用PET的微生物生长,C正确;
D、目标菌降解PET能力最强,培养后体系中剩余PET量最低,因此PET量最低的菌落就是目标菌,D正确。
【小问3详解】
该过程符合蛋白质工程的技术流程:筛选得到最优突变体后,先分析最优突变体的氨基酸序列(C),再根据氨基酸序列推测改造基因,改变PET酶基因的特定序列(D),之后将改造后的目的基因与质粒重组得到重组DNA(B),再将重组DNA导入大肠杆菌(A),最后利用工程菌发酵生产突变蛋白(E)。即顺序为C→D→B→A→E。
【小问4详解】
质粒通常是独立于细菌拟核以外的小型、环状双链DNA分子,扩增质粒常用的方法是在宿主细菌中增殖;将重组表达载体导入大肠杆菌时,常用Ca2+处理细胞,使细胞处于能吸收外源DNA的感受态,该方法称为感受态细胞法。
【小问5详解】
氨基酸序列改变会导致蛋白质空间结构改变,4个氨基酸位点的替换,导致酶的空间结构发生改变,增强了酶的热稳定和催化速率,因此酶活性大幅提高。
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高2026届学业质量调研抽测 (第二次)生物学试卷
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 溶菌酶广泛存在于人体唾液、泪液和吞噬细胞的溶酶体中,可特异性水解细菌细胞壁肽聚糖的β-1,4糖苷键,进而导致细菌裂解死亡。关于溶菌酶的叙述正确的是( )
A. 分解肽聚糖的过程需要消耗 ATP 提供的能量
B. 唾液中的溶菌酶参与的免疫过程属于第二道防线
C. 能降低肽聚糖分子的活化能水平实现高效催化
D. 细胞壁破损后细菌内外渗透压差可导致其裂解
2. 如图,细胞外囊泡(EVs)是细菌、动植物细胞广泛存在的分泌方式,可在同种、不同种细胞间通过分泌EVs→细胞外液传递→融入细胞等途径传递物质、信息。下列叙述错误的是( )
A. 外囊泡膜具有磷脂双分子层结构
B. 膜上的蛋白质赋予外囊泡一定的靶向性
C. 外囊泡的形成方式均属于胞吐
D. 利用外囊泡方式可以向细胞递送药物
3. 关于Ⅱ型糖尿病的病因,近期研究发现,当胰岛 B细胞的线粒体氧化磷酸化、自噬等故障,或内质网中的锌离子蓄积过高等,均会引发整合应激反应(ISR),失去胰岛素分泌功能,退化或转分化为其它细胞。下列说法错误的是( )
A. 退化或转分化过程中都涉及基因的选择性表达
B. 胰岛B细胞内衰老线粒体被巨噬细胞中的溶酶体水解称为自噬
C. 消解引发ISR 应激反应的机制将成为治疗II型糖尿病的新方向
D. 胰岛素的分泌需要线粒体、核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的紧密协作
4. 如图,我国科学家首次发现植物盐感受器GIPC(糖脂类)一“脂质门控离子通道”的感知机制:盐胁迫下该感受器触发通道开放致细胞质 Ca²⁺浓度升高,激活SOS 系统排出 Na⁺,以降低盐害。下列叙述错误的是( )
A. GIPC 属于生物大分子
B. 图中Ca²⁺进入细胞的速度快于主动运输
C. GIPC 与磷脂分子一起能形成细胞膜的基本骨架
D. 盐土中 Na⁺大量进入细胞会影响Na⁺和渗透压的平衡
5. 如图,入冬降温后流感病毒包膜结构更稳定、存活时间延长,易引发流行:病毒通过血凝素结合呼吸道上皮细胞的唾液酸受体侵入增殖,再通过神经氨酸酶帮助子代病毒释放。下列说法正确的是( )
A. 病毒侵入细胞的方式体现了膜的选择透过性
B. 抑制神经氨酸酶的活性可以阻止病毒的扩散
C. 包膜内的磷脂分子由病毒基因编码的酶催化合成
D. 侵入宿主细胞的负链 RNA 在 RNA 聚合酶催化下形成DNA
6. 下列激素的分泌或释放过程,存在下丘脑分级调控的是
A. 应急状态时肾上腺素的分泌
B. 饥饿状态时胰高血糖素的分泌
C. 细胞外液渗透压升高时抗利尿激素的释放
D. 青少年生长发育期生长激素的分泌
7. 神经冲动在神经纤维轴突上产生和传导的过程如图,下列叙述正确的是( )
A. 神经冲动从左到右是通过轴浆进行传导
B. 由动作电位恢复到静息电位时需要消耗ATP
C. 当钠离子通道关闭时轴浆内外的Na⁺浓度相等
D. 当神经冲动发生后轴突外液中的 Na⁺浓度将大幅下降
8. 热带雨林是全球生物多样性最高的陆地生态系统,在气候调节、水土保持、碳氧平衡维持等方面具有关键生态功能。下列叙述错误的是( )
A. 垂直分层较多,显著提高了利用阳光的能力
B. 动物的分层现象与植物提供的食物和栖息场所有关
C. 林下植物具有叶薄、叶绿体颗粒小的特点
D. 物种组成和结构复杂,抵抗干扰的能力强
9. 湖滨湿地与陆地的交错带物种多样性、生产力显著高于相邻的湖泊、陆地生态系统;但火山熔岩流与原生森林的交错带内,特有物种数量降幅超40%,生态系统生产力明显下降。下列叙述正确的是( )
A. 两类交错带的效应方向不同,主要是生境过渡的连续性和干扰强度存在差异
B. 湖滨湿地的正效应说明边缘带的生境复杂度一定低于相邻的单一生态系统
C. 熔岩-森林交错带的负效应仅由人为干扰导致,自然演替无法缓解其负面影响
D. 两类边缘效应的共同特点是物种组成完全不同于两侧的相邻群落,没有重叠物种
10. Thimann和 Skoog据下图实验提出:顶芽产生的生长素会抑制侧芽生长。但后续研究发现:顶端施加同位素标记的生长素后,侧芽发育受抑制,但侧芽中始终检测不到标记信号。下列说法正确的是( )
A. Thimann和 Skoog的实验设计不严谨,实验结果不可靠
B. 同位素标记的实验表明 Thimann和 Skoog的实验结果是错误的
C. 同位素标记的实验表明顶芽产生的生长素不是直接作用于侧芽
D. 上述两个实验结果表明芽的顶部存在极性运输的说法是错误的
11. 如图,VZV 病毒初次感染人体可引发水痘,痊愈后病毒 DNA 停止转录、逃避免疫清除而长期潜伏;当人体免疫力下降时,病毒重新激活会引发带状疱疹。下列说法正确的是( )
A. VZV 重新激活产生带状疱疹的过程不属于再次免疫
B. VZV的DNA 不表达时其宿主细胞不能被细胞毒性T细胞识别清除
C. 带状疱疹的引发说明初次感染产生的记忆 B 细胞对 VZV 无作用
D. 接种带状疱疹疫苗诱导产生的抗体可直接降解神经节细胞内的潜伏病毒DNA
12. 我国科研人员鉴定到调控油菜每角果粒数的关键基因 BnaC9. APT5: 其启动子区域 48bp核苷酸缺失可使基因表达量显著上调,每角果粒数提升约11%;超表达该基因后,油菜角果差异表达基因显著富集于细胞分裂素代谢途径。下列叙述中错误的是( )
A. BnaC9. APT5 基因通过调控细胞分裂素代谢途径影响角果发育
B. 该基因启动子区域的48bp缺失会解除对基因转录的抑制
C. 若敲除该基因,油菜每角果粒数大概率会显著增加
D. 启动子区域碱基的缺失不会改变BnaC9. APT5 表达蛋白的结构
13. 下列关于植物细胞工程技术的叙述错误的是( )
A. 植物细胞工程技术可用于对进行无性繁殖的作物进行脱毒苗的培育
B. 在有光照的条件下进行植物组织培养,培养基中不需添加有机碳源
C. 通过细胞产物的工厂化生产获得紫杉醇,利用的是植物细胞培养技术
D. 与传统种植提取模式相比,紫杉醇的工厂化生产能减少生态足迹
14. 活体采卵联合体外胚胎生产是牛良种扩繁的核心技术,褪黑素作为高效活性氧(ROS)清除剂,可调控卵母细胞体外成熟及早期胚胎发育过程。下列叙述错误的是( )
A. 卵母细胞体外成熟培养需模拟体内环境,控制适宜的温度、CO₂浓度和湿度
B. 褪黑素通过清除ROS缓解氧化应激,保护卵母细胞及改善胚胎发育条件
C. 体外受精时,精子需经获能处理,卵母细胞需完成减数第二次分裂后才能与精子结合
D. 胚胎移植前需对受体母牛进行同期发情处理,以保证胚胎着床所需的生理环境
15. 如图, pBI121是人工构建的双元表达载体,由大肠杆菌质粒、农杆菌 Ti质粒 T-DNA转移元件及植物表达调控元件组合而成。我国科学家将 Bt抗虫基因插入 pBI121后,通过花粉管注射或农杆菌介导法转化,成功培育出可稳定遗传的抗虫棉。下列相关说法错误的是( )
A. 在植物细胞中含有抗虫基因的pBI121 重组质粒能正常复制和增殖
B. 抗虫基因需重组到棉花细胞的染色体上才能传代抗虫性状
C. 通过GUS 水解X-Gluc产生蓝色可以检测抗虫基因的表达
D. 棉铃虫对抗虫棉产生的显性抗性比隐性抗性的基因频率增加更快
二、非选择题:本题共5个小题,请将答案填写在答题卡上,共55分。
16. 培育紧凑株型是提高玉米密植条件下产量的核心途径,可显著提升玉米群体的光能利用率(注:光能利用率指植物光合作用将太阳能转化为有机物化学能的百分比,农业生产场景中通常以果实干重作为有机物化学能的简化衡量指标。)科研人员以半紧凑型玉米品种京科968,及其遗传背景相似的紧凑型改良品种京科Y968为材料,在强光环境下设置3个种植密度梯度(D₁: 6.0万株/hm²; D₂: 7.5 万株/hm²; D₃: 9.0万株/hm²) 开展实验,结果如下表所示。
密度
株型
产量(Kg.hm2)
叶夹角
上层叶
中层叶
下层叶
D1
Y968
8227.3
28.87
33.28
38.65
968
8294.3
42.44
41.56
44.99
D2
Y968
10054.7
26.26
33.94
38.03
968
9521.7
36.77
37.40
42.33
D3
Y968
11119.8
20.44
29.06
36.71
968
9787.4
32.22
34.08
40.47
注:①叶夹角是指叶片与茎秆之间的夹角
请回答下列问题。
(1)叶绿体中的 Rubisco酶既可催化CO₂固定,经卡尔文循环生成_______________,也可与O₂结合启动光呼吸。玉米是具有CO2浓缩机制的植物,在强光、干旱环境下光合速率仍较高,原因是____________。
(2)据表数据,随种植密度增加,两个玉米品种的总产量均上升,说明密植后群体的光能利用率______(提高/降低/不变);但单株净光合强度随密度升高而下降,判断依据是_____________。结合图一分析,叶片夹角较小的紧凑型品种Y968更适合密植,从光合作用角度分析,原因是____________。
(3)科研人员测定高产夏玉米灌浆期的相关生理指标,结果如下图二所示,然后得出结论“高产玉米品种开花后光合速率的降低可能受非气孔因素的限制”,判断依据是____________。
(4)重庆地区通常种植半紧凑型玉米,适宜密度为5~6万株/hm²,远低于北方种植密度,这与重庆的哪些气候特征相关?_______________(答出2点即可)。
17. 雄性家蚕产丝量高、蚕丝品质优且桑叶消耗少,实现单养雄蚕是提升蚕丝生产效率的核心研究方向。请回答下列问题:
(1)家蚕蚁蚕(刚孵化幼虫)有黑蚁、赤蚁两种表型,受 Z染色体上的 SCH (黑蚁)/sch(赤蚁)基因控制。用 X射线处理黑蚁雌蛹(基因型 ZSCHW),羽化后与赤蚁雄蛾 杂交得F₁:
①无变异情况下,F₁的表现型及比例为_________________;
②若SCH片段从Z染色体易位到W染色体,该易位雌蚕与赤蚁雄蚕杂交的F₁中黑蚁全为雌蚕,其基因型为_____________,可据此初步鉴定易位是否成功。
(2)将上述 F₁黑蚁雌蚕与赤蚁雄蚕多代杂交,若后代均表现为_____________,即可判定获得限性黑蚁易位品系,该变异类型属于____________(基因突变/基因重组/染色体变异)。
(3)为简化筛选流程,科研人员将 10号常染色体上的黑卵基因(B)通过基因编辑整合到 W染色体上,则黑卵雌蛾(bbZWB)与基因型为_________的高产雄蛾杂交后,可通过机器自动筛选白卵饲养,实现单养雄蚕。通过X射线辐射也可将 B基因易位到 W染色体,与基因编辑相比,易位插入 W染色体的片段长度___________(更长/更短/相等)。
(4)家蚕的性别决定上游信号基因位于性染色体,下游执行基因位于常染色体。其中 18号常染色体上的关键基因 Bmdsx接受到雌、雄信号时可分别转录形成 F型、M型mRNA, 决定雌雄性别。若编辑 Bmdsx使其仅表达 M型 mRNA, 其结果是_____________,即可实现蚕丝高质高产。该机制可推广至防控蚊子、棉铃虫等具有同类型性别决定系统的害虫,可行的防控思路是:___________。
18. 植物没有神经系统,却能精准感知光照的强弱、波长等变化,光敏色素(Pr/Pfr)、隐花色素(如 cry2)等光受体就是植物的“光信号感受器”,它们接收光刺激后可调控植物的多项生理过程,请回答下列问题。
(1)中国空间站培养太空生菜时的光谱以红光、蓝光为主(占 99%),使用这种光谱的优点是_______。(列出 2点)
(2)为了解 cry2、abi4两个基因的作用及其关系,相同环境实验条件下开展了如下图所示结果的系列实验。
①将野生型(WT)和 cry2(功能缺失突变体)拟南芥种子,分别置于黑暗、 持续蓝光下培养 7天,测得下胚轴长度:对比 WT在黑暗(图 1)和蓝光(图 2)下的下胚轴长度,说明蓝光可_________(增长/缩短/无影响)下胚轴;对比图 2中 WT与 cry2突变体的下胚轴长度,说明在蓝光下cry2基因产物__________(促进/抑制)下胚轴伸长。
②abi4基因是另一个对植物形态建成有重要影响的基因,用 abi4 (功能缺失突变体)重复上述实验,对比黑暗和蓝光下 WT 与 abi4突变体的数据,说明 abi4基因对下胚轴伸长具有__________作用。
③为进一步了解 cry2基因与 abi4基因在调控下胚轴生长时是否位于同一路径,构建了 cry2abi4双纯合突变体重复实验,发现无论是黑暗还是蓝光其下胚轴长度与 cry2单突变体完全一致。据图1、图 2数据,请写出在蓝光下 cry2、abi4与下胚轴伸长三者间的作用模型:________ (用箭头和文字方式进行表达)
19. 加拿大一枝黄花原产于北美,因花色艳丽,作为观赏性植物引入我国,后逸生为入侵性杂草。它的生态入侵已对当地物种造成严重威胁。请回答下列问题:
(1)若要调查城市人行道旁狭长绿化带中加拿大一枝黄花的种群密度,应采用样方法,取样时宜选择________法。随着时间推移,入侵区域的本土草本群落逐渐被加拿大一枝黄花群落取代,该群落演替类型属于________。
(2)研究加拿大一枝黄花的生态位,通常需调查其在研究区域内的________(至少答 2点)等。研究发现,本地物种芦苇与加拿大一枝黄花的生存环境高度重叠,且芦苇对加拿大一枝黄花的生态位重叠度持续上升,后者对前者的重叠度持续下降,推测芦苇可将加拿大一枝黄花排挤出其生态位范围。利用芦苇替代控制加拿大一枝黄花的防治方案,体现了生态工程的________原理。
(3)在某地人工林中,三种草本植物的种群密度平均值(单位:株/m²)随林木郁闭度变化的调查数据如下表所示。回答下列问题:
植物种类
郁闭度
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
一年蓬
15.3
13.5
10.8
7.4
4.3
2.4
加拿大一枝黄花
10.4
9.5
6.1
5.6
3.0
1.2
刺儿菜
3.7
4.3
8.5
4.4
2.2
1.0
随着郁闭度的增加导致加拿大一枝黄花种群密度的变化趋势是________。有人提出,可以不断增加人工林的郁闭度来控制加拿大一枝黄花,请分析该做法的局限性:________。
20. 利用PET 降解酶(PETase)分解废弃PET塑料应用前景广阔。实验室拟分离纯化高效降解PET的微生物并提取相关酶,流程如图1所示。研究人员通过卷积神经网络机器学习辅助的蛋白质工程技术对其改造,获得性能更优的突变型 PET 降解酶,改造思路如图2所示。请回答下列问题:
(1)图1 中样品可采集自 。
A. 未被塑料污染的土壤
B. 废旧塑料填埋场的土壤
C. 能消化塑料的黄粉虫肠道内容物
D. 生长于塑料填埋场的植物根组织
(2)关于图1中培养基及培养过程的说法,下列叙述正确的是 。
A. 在培养基灭菌前制备平板
B. ①号培养基的作用是使微生物富集
C. ②③培养基应以PET为唯一碳源
D. ③中PET 量最低的微生物为目标菌
(3)据图2,为获得性能更优 PET 降解酶,其技术路线依次为 (用字母和箭头表示)
A. 重组DNA分子导入大肠杆菌
B. 改变的PET 酶基因与质粒重组
C. 分析最优突变体的氨基酸序列
D. 改变PET 酶基因的特定序列
E. 利用工程菌发酵生产突变蛋白
(4)人工构建突变体时需要大量的目的基因和载体(质粒),其中扩增质粒常用的方法是______,构建好的重组表达载体导入大肠杆菌时常用的方法是______。
(5)科学家获得了 PET 酶突变体(PETaseS121E/D186H/R224/N233K), 经测定在50°C, 酶活性提升了数十倍。请结合以上信息,推测突变体酶活性大幅提升的原因_________。
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