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江西师范大学附属中学2026届高三下学期生物试题周考三
一、单项选择题:本大题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 烟草叶肉组织发育初期,胞间连丝呈管状结构,能允许相对分子质量达5万的蛋白质通过,而发育成熟后,胞间连丝呈分支状,只能允许相对分子质量小于400的物质通过。烟草花叶病毒依靠自身的p30运动蛋白,调节烟草细胞间胞间连丝的孔径,进而侵染相邻细胞,并从一个细胞进入到另一个细胞。下列叙述错误的是( )
A. 胞间连丝能起到细胞间物质运输和信息交流的作用
B. 烟草花叶病毒无细胞结构,其核酸中含A、G、C、U4种含氮碱基
C. 烟草叶肉组织在发育过程中,胞间连丝的形状发生改变,其物质运输速率下降
D. 烟草花叶病毒p30运动蛋白突变体可能会失去侵染烟草植株的能力
【答案】C
【解析】
【分析】细胞间的信息交流主要有三种方式:(1)通学物质传递信息;(2)通过细胞膜直接接触传递信息;(3)通过细胞通道来传递信息,如高等植物细胞之间通过胞间连丝。
【详解】A、植物细胞间的专门通道--胞间连丝能起到物质运输和细胞间的信息交流作用,A正确;
B、烟草花叶病毒为RNA病毒,无细胞结构,其核酸(RNA)中含A、G、C、U4种含氮碱基,B正确;
C、分析题意可知,烟草叶肉组织在发育过程中,能通过改变胞间连丝的形状来调节运输物质的大小,不是其物质运输速率下降,C错误;
D、烟草花叶病毒p30运动蛋白突变体,可能无法合成p30运动蛋白,进而无法调节烟草细胞间胞间连丝的孔径,因此无法侵染相邻细胞,故可能会失去侵染烟草植株的能力,D正确。
故选C。
2. 帕金森病(PD)是一种常见的神经退行性疾病,PD患者的TMEM175往往发生变异,从而影响溶酶体的功能。已知TMEM175是溶酶体膜上的氢离子通道,它能和质子泵V型ATP酶(V-ATPase)互相配合,共同调节溶酶体的pH平衡,具体过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. PD患者的TMEM175发生变异,会使溶酶体内pH下降
B. H+通过TMEM175时,不需要与TMEM175结合
C. H+从细胞质基质转运进溶酶体时V-ATPase的空间结构不发生变化
D. TMEM175和V-ATPase的加工不需要内质网、高尔基体的参与
【答案】AB
【解析】
【分析】物质跨膜运输的方式:(1)自由扩散:物质从高浓度到低浓度,不需要载体,不耗能,例如气体、小分子脂质;(2)协助扩散:物质高浓度到低浓度,需要膜转运蛋白的协助,不耗能,如葡萄糖进入红细胞;(3)主动运输:物质从低浓度到高浓度,需要载体蛋白的协助,耗能,如离子、氨基酸、葡萄糖等。
【详解】A、由题干可知,TMEM175和质子泵V - ATPase相互配合共同调节溶酶体的pH平衡。正常情况下,溶酶体pH为5.0,细胞质基质pH为7.0。PD患者的TMEM175发生变异,会影响溶酶体的功能,使得质子(H+)运出溶酶体的过程受阻,溶酶体内的H⁺浓度升高,pH会降低,A正确;
B、TMEM175是溶酶体膜上的氢离子通道,离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。所以H⁺通过TMEM175时,不需要与TMEM175结合,B正确;
C、V - ATPase是质子泵,属于载体蛋白,载体蛋白在运输物质时,其空间结构会发生变化,从而实现对物质的转运。所以H⁺从细胞质基质转运进溶酶体时,V - ATPase的空间结构会发生变化,C错误;
D、TMEM175和V - ATPase都是膜蛋白,膜蛋白的合成和加工需要核糖体、内质网和高尔基体等细胞器的参与。内质网对蛋白质进行初步加工,高尔基体对蛋白质进行进一步修饰和加工,然后运输到相应的膜结构上,D错误。
故选AB。
3. 研究表明,铁调节蛋白(IRP)在细胞能量代谢中扮演着重要角色。在IRP基因敲除的小鼠中,HIF1α和HIF2α两种蛋白的表达水平显著高于正常小鼠。为了探究这两种蛋白在能量代谢中的作用,科学家测定了野生型和IRP基因敲除小鼠线粒体中的氧气消耗速率,结果如图1所示;同时测量了LDHA(乳酸脱氢酶A,参与无氧呼吸第二阶段的一种酶)的表达量,结果如图2所示。已知PX - 478和PT - 2385分别为HIF1α和HIF2α的抑制剂。下列叙述正确的是( )
A. 丙酮酸在小鼠细胞的细胞质基质和线粒体基质中都能和水反应生成二氧化碳和 NADH
B. 实验结果表明 IRP 基因敲除+PX - 478 组小鼠的耗氧速率显著高于 IRP 基因敲除组小鼠
C. 实验结果表明 IRP 基因敲除小鼠的 HIF1α 蛋白能促进 LDHA 表达
D. HIF1α 和 HIF2α 两种蛋白在小鼠细胞的能量代谢中具有协同作用
【答案】C
【解析】
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内部可以进行有氧呼吸的第二、三阶段,在第二阶段中,可以在线粒体基质将丙酮酸分解为二氧化碳和NADH,释放少量的能量,而在第三阶段可以由前两个阶段的NADH与氧气结合生成水,释放大量的能量,因此线粒体与细胞中能量的供应有很大关系。
【详解】A、有氧呼吸的第二阶段,丙酮酸在线粒体基质中和水反应生成二氧化碳和NADH,在无氧呼吸过程中,葡萄糖分解形成丙酮酸,丙酮酸在细胞质基质中分解,不会和水反应,A错误;
B、据图可知,IRP基因敲除+PX - 478组小鼠的耗氧速率与IRP基因敲除组小鼠的耗氧速率无明显差异,B错误;
C、据图可知,IRP基因敲除+PX - 478组LDHA相对表达量低于IRP基因敲除组,说明IRP基因敲除小鼠的HIF1α蛋白能促进LDHA的表达,C正确;
D、据图可知,IRP敲除组小鼠和IRP基因敲除+PT - 2385组小鼠LDHA相对表达量相同,说明HIF2α蛋白对LDHA的表达无影响,而HIF1α蛋白能促进LDHA表达,因此HIF1α和HIF2α两种蛋白在小鼠细胞的能量代谢中不具有协同作用,D错误。
故选C。
4. 美国生化学家卡尔文为了探究CO2和什么物质结合生成C3化合物,在实验时将反应中1%的CO2浓度突然降低到0.003%浓度,然后检测部分物质的含量变化,结果见图。据图判断,与CO2结合的物质是( )
A. 乙醇酸 B. 1,5-二磷酸核酮糖
C. 苹果酸 D. 3-磷酸甘油酸
【答案】B
【解析】
【分析】光合作用第二个阶段中的化学反应,有没有光都能进行,这个阶段叫作暗反应阶段。绿叶通过气孔从外界吸收的CO2,在特定酶的作用下,与C5(一种五碳化合物)结合,这个过程称作CO2的固定。一分子的CO2被固定后,很快形成两个C3分子。在有关酶的催化作用下,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。随后,一些接受能量并被还原的C3,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的C3,经过一系列变化,又形成C5。这些C5又可以参与CO2的固定。这样,暗反应阶段就形成从C5到C3再到C5的循环,可以源源不断地进行下去,因此暗反应过程也称作卡尔文循环。
【详解】当CO2浓度突然降低时,3-磷酸甘油酸(C3化合物)含量迅速下降,而1,5-二磷酸核酮糖则大量上升,两种物质变化相反,变化速率相当,说明与CO2结合的物质是1,5-二磷酸核酮糖,B正确,ACD错误。
故选B。
5. 表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,DNA甲基化是其中的机制之一。研究发现小鼠细胞内一对常染色体上的等位基因A和a(A对a为完全显性),位于卵细胞中时均发生甲基化,且在子代中不能表达;但A和a基因在精子中都是非甲基化的,传给子代后都能正常表达。下列相关叙述错误的是( )
A. DNA甲基化修饰可能会阻止RNA聚合酶与基因的结合
B. 雄鼠体内可能存在相应的去甲基化机制
C. 基因型相同的小鼠表型可能不同
D. 基因型为Aa的小鼠随机交配,子代性状分离比约为3∶1
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,甲基化只是在DNA的碱基上做甲基化修饰,既没有改变DNA的碱基序列,也没有改变(被甲基化)碱基的碱基配对规则,甲基化可能阻止了RNA聚合酶与基因的结合,从而影响了该基因的转录过程。
【详解】A、DNA甲基化修饰后,基因可能不能表达,甲基化可能阻止了RNA聚合酶与基因的启动子的结合,从而影响了该基因的转录过程,A正确;
B、含有等位基因A和a的卵子都是甲基化的,而所有雄鼠的精子都是非甲基化的,其原因是在雄鼠体内有去甲基化机制,B正确;
C、根据题意,表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,因此由于表观遗传导致基因型相同的小鼠表型可能不同,C正确;
D、基因型为Aa的小鼠产生的卵细胞有A、a两种、精子有A、a两种,但是等位基因A和a(A对a为完全显性)位于卵细胞中时均发生甲基化,且在子代中不能表达,所以雌雄配子结合后的后代中应该是A精与A卵、A精与a卵结合的后代均为显性性状,而a精A卵、a精a卵结合的后代均为隐性性状,故子代两种性状分离比约为1∶1,D错误。
故选D。
6. 研究发现,许多真核生物细胞中都存在染色体外的环状 DNA 分子,环状 DNA 的复制原点通常富含 AT 重复序列,有利于复制起始蛋白的结合,启动复制过程。下列叙述正确的是( )
A. 复制原点富含 AT 重复序列,不利于环状 DNA 双链解旋
B. 环状 DNA 分子的一条脱氧核苷酸链上的嘌呤比例为 1/2
C. 若用3H 标记环状 DNA 并将其置于不含标记的缓冲液中连续复制 3 次,子代 DNA 中一半有标记
D. 若环状 DNA 分子中胸腺嘧啶为 M 个,占总碱基数的比例为 q,则其含有鸟嘌呤 M(1 - 2q)/2q 个
【答案】D
【解析】
【分析】DNA分子的复制时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】A、AT重复序列的稳定性较低,利于环状DNA双链解旋,A错误;
B、整个DNA分子中嘌呤和嘧啶数量相等,各占1/2,但每条链上的嘌呤比例不确定,不一定为1/2,B错误;
C、若用3H标记环状DNA并将其置于不含标记的缓冲液中连续复制3次,子代DNA中1/4有3H标记,C错误;
D、由胸腺嘧啶的数量和占总碱基数的比例可知:该DNA分子的总碱基数为M/q个,因“任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的一半”,故该DNA分子中鸟嘌呤的数量=M/2q-M=M(1-2q)/2q个,即M(1-2q)/2q个,D正确。
故选D。
7. 研究发现,藏牦牛肾脏组织中缺氧诱导因子基因(HIF)启动子区的甲基化程度明显低于平原牛。这可能是藏牦牛适应高海拔低氧环境的一种机制。下列叙述正确的是( )
A. HIF仅存在于两种牛的肾脏组织
B. 甲基化后,HIF启动子序列改变
C. 藏牦牛肾脏细胞HIF的mRNA水平更高
D. 该适应机制是低氧诱导形成的,不能遗传
【答案】C
【解析】
【分析】生物体基因的碱基庄列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。
【详解】A、HIF存在于两种牛所有组织细胞中,因为两种牛的体细胞均是由它们的个体发育起点受精卵经过有丝分裂、分化来的,A错误;
B、甲基化后,HIF启动子序列没有发生改变,只是基因的表达和表型发生改变,B错误;
C、题意显示,藏牦牛肾脏组织中缺氧诱导因子基因(HIF)启动子区的甲基化程度明显低于平原牛,因此,藏牦牛肾脏细胞HIF的mRNA水平更高,C正确;
D、该适应机制是低氧诱导形成的,为表观遗传,是能遗传的,D错误。
故选C。
8. 自主神经也叫植物性神经,植物性神经与躯体运动神经的部分结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 植物性神经和躯体运动神经都属于运动神经,负责支配效应器活动
B. 植物性神经包括交感神经和副交感神经,交感神经使内脏活动加强
C. 植物性神经可受大脑皮层的调控,并非完全自主
D. 植物神经节处可发生电信号→化学信号→电信号的信号转换
【答案】B
【解析】
【分析】神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干;外周神经系统包括脊神经、脑神经,脑神经和脊神经中支配内脏、血管和腺体的神经称为自主神经,自主神经系统包括交感神经和副交感神经。
【详解】A、自主神经也叫植物性神经,植物性神经和躯体运动神经都属于传出神经,传出神经也叫运动神经,负责支配效应器的活动,A正确;
B、植物性神经包括交感神经和副交感神经,交感神经并不是使所有内脏器官的活动都加强,例如抑制胃肠蠕动,B错误;
C、大脑皮层是许多低级中枢活动的控制者,它对各级中枢的活动起调整作用,这就使得自主神经系统并不完全自主,即植物性神经可受大脑皮层的调控,并非完全自主,C正确;
D、由图可知,植物神经节处存在突触,因此在此处可发生电信号→化学信号→电信号的信号转换,D正确。
故选B。
9. 机体在应激条件下(如手术、失血等)会启动针对性的防御性免疫。IL-1、L-6、TNF-α等细胞因子增多,会刺激下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴,使糖皮质激素分泌增多,从而使机体产生抗炎作用,相关过程如图所示,其中CRH、ACTH分别表示促肾上腺皮质激素释放激素、促肾上腺皮质激素。下列叙述错误的是( )
A. 细胞因子、CRH、ACTH、糖皮质激素都是通过血液进行运输的
B. 抗炎作用的产生离不开神经—体液—免疫调节网络,是正反馈调节的结果
C. 类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、过敏反应都可使用糖皮质激素进行治疗
D. 分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节
【答案】B
【解析】
【分析】分级调节是一种分层控制的方式,比如下丘脑能够控制垂体,再由垂体控制相关腺体。反馈调节是生命系统中最普遍的调节机制,包括正反馈和负反馈。负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化;正反馈调节是指某一生成的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化。
【详解】A、细胞因子、CRH、ACTH、糖皮质激素均可通过体液传送到起作用的部位,即通过血液进行运输才能到达全身各处,A正确;
B、由图可知,抗炎作用的产生是负反馈调节的结果,进而维持机体的稳态,B错误;
C、类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、过敏反应都是免疫功能过强引起的,而糖皮质激素具有抑制免疫系统功能的作用,因而可使用糖皮质激素进行治疗,C正确;
D、分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调节,从而维持机体的稳态 ,图中糖皮质激素的分泌活动组成分级调节过程,D正确。
故选B。
10. 辅助性T细胞(Th)表面具有两大类接受调控细胞活化所需的复杂结构,一类是Th细胞膜的必要组分,如CD28分子,主要为Th识别抗原后的活化提供必需的第二信号,以完成Th的增殖和分化;另一类只在活化的Th表面,如CTLA-4和PD-1.通过与相应信号分子结合向Th发出抑制信号,阻断活化Th的增殖、分化及发挥免疫效应。下列叙述正确的是( )
A. 控制CD28、CTLA-4和PD-1合成的基因在Th内同步表达
B. 癌细胞可通过PD-1抑制Th活化,降低机体免疫自稳功能
C. APC将抗原处理后呈递在Th表面,使Th活化产生细胞因子
D. 第二信号缺失或功能障碍,将导致机体免疫功能不足或缺陷
【答案】D
【解析】
【分析】免疫系统的功能:①免疫防御:这是免疫系统最基本的功能,是机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用。如人体三道防线。②免疫自稳:机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。③免疫监视:机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。
【详解】A、基因是选择性表达的,故控制CD28、CTLA-4和PD-1合成的基因在Th内的表达不同步,有差异,A错误;
B、癌细胞可通过PD-1抑制Th活化,降低机体免疫监视功能而形成肿瘤,B错误;
C、APC(抗原呈递细胞)将抗原处理后呈递在细胞表面并传递给Th使其活化并产生细胞因子,C错误;
D、辅助性T细胞(Th)既参与体液免疫也参与细胞免疫,再结合题干“一类是Th细胞膜的必要组分,如CD28分子,主要为Th识别抗原后的活化提供必需的第二信号,以完成Th的增殖和分化”可知,第二信号缺失或功能障碍,将导致机体免疫功能不足或缺陷,D正确。
故选D。
11. 生态工程遵循循环、自生、协调、整体等基本原理。下列叙述错误的是( )
A. 依据生态工程的循环原理,对废弃物进行焚烧处理以降低生态足迹
B. 在湿地修复工程中移除水体污染物,有利于该生态系统的自生
C. 西北地区种植杨树却形成了“灰色长城”,违背了生态工程的协调原理
D. 园林既能改善生态环境又能提高社会和经济效益,体现生态工程的整体原理
【答案】A
【解析】
【分析】循环原理:通过系统设计实现不断循环,使前一个环节产生的废物尽可能地被后一个环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生。
自生原理:把很多单个生产系统通过优化组合,有机地整合在一起,成为一个新的高效生态系统。
整体原理:充分考虑生态、经济和社会问题。
【详解】A、对废弃物进行焚烧处理不仅浪费能源,而且污染了环境,不符合生态工程的原理,A错误;
B、在湿地修复工程中移除水体污染物,降低对生态系统的干扰,有利于生态系统通过自我调节能力消除水体污染物的干扰,体现了生态工程的自生原理,B正确;
C、西北地区种植杨树却形成了“灰色长城”,没有考虑种植的植物与当地环境的适应性,违背了生态工程的协调原理,C正确;
D、园林既能改善生态环境又能提高社会和经济效益,实现了社会、自然和经济的双丰收,体现生态工程的整体原理,D正确。
故选A。
12. 由于花椰菜杂种优势在提高花椰菜产量方面发挥着巨大的作用,而利用细胞质雄性不育系生产杂交种子,可以简化制种程序。利用原生质体非对称融合技术比较容易实现胞质雄性不育基因的转移,某研究利用该技术成功获得了含有胞质雄性不育基因的花椰菜植株,制作流程如下,下列说法错误的是( )
注:UV处理可以随机破坏染色体结构,使其发生断裂、丢失等,使细胞不再分裂
A. 原生质体非对称融合技术使得杂种植株性状更接近于供体植株
B. ②过程的原理是细胞膜具有一定的流动性,常用PEG融合法
C. 培养一段时间后可通过观察叶绿体初步判断是否为异源原生质体
D. 为鉴定再生植株成功获得细胞质雄性不育基因,可利用PCR进行鉴定
【答案】A
【解析】
【分析】植物组织培养的条件:(1)细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);(2)一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、供体细胞经UV处理失去了部分遗传物质,而受体细胞遗传物质完整,因此杂种植株性状更接近于受体植株,A错误;
B、②过程为原生质体融合,其原理是细胞膜具有一定的流动性,常用方法有PEG融合法、电融合法等,B正确;
C、供体细胞有叶绿体,受体细胞无叶绿体,供体细胞经UV处理,一段时间后失去活性,融合细胞具有叶绿体,且能保持活性,故可通过观察叶绿体初步判断是否为异源原生质体,C正确;
D、提取再生植株基因组,针对细胞质雄性不育基因设计引物进行PCR,结合电泳技术观察有无目的条带判断是否获得目的基因,D正确。
故选A。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题列出的四个选项中,有两或两个以上选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错的得0分。
13. 染色体平衡易位是指染色体的片段仅发生位置的改变,没有片段的增减。检测图示某染色体平衡易位家系(平衡易位染色体为1号、3号染色体)个体染色体,发现Ⅲ-2的一条1号染色体缺失1个片段,III-3的一条3号染色体增加1个片段,其余染色体均正常。不考虑染色体平衡易位对同源染色体的联会与分离的影响。下列叙述错误的有( )
A. I-1体细胞中共含有26种形态不同的染色体
B. 染色体平衡易位携带者的基因数目发生了改变
C. III-2和III-3流产的原因是发生了染色体平衡易位
D. II-1和II-2的后代是色觉正常的平衡易位携带者的概率为1/16
【答案】BCD
【解析】
【分析】“染色体平衡易位是指两条染色体发生断裂后相互交换,仅有位置的改变,没有染色体片段的增减”,属于染色体结构变异,使得染色体上具有的排列顺序发生改变。
【详解】A、I-1体细胞中含有22种正常常染色体、2种异常常染色体,加上XY,共26种形态不同的染色体,A正确;
B、染色体平衡易位是指染色体的片段发生位置改变,没有染色体片段的增减,则染色体平衡易位携带者的基因数目未发生改变,B错误;
C、Ⅲ-2一条1号染色体缺失1个片段,Ⅲ-3的一条3号染色体增加1个片段,不符合平衡易位,C错误;
D、假设色盲相关基因为B、b,则Ⅱ-1为XBY,Ⅱ-2为XBXb,II-1和II-2的后代是色觉正常(1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBY)的概率为3/4,II-1染色体正常,产生的配子染色体正常,II-2为女平衡易位携带者,根据Ⅲ-2的一条1号染色体缺失1个片段,III-3的一条3号染色体增加1个片段可知,II-2的1号染色体一条正常、一条异常,II-2的3号染色体一条正常、一条异常,故II-2产生平衡易位染色体的配子的概率为1/4(即含一条缺失一段的1号染色体和一条增加一段的3号染色体,没有片段增减),II-1和II-2的后代是平衡易位携带者概率为1/4,因此II-1和II-2的后代是色觉正常的平衡易位携带者的概率为3/4×1/4=3/16,D错误。
故选BCD。
14. 藻糖-6-磷酸(T6P)是一种信号分子,在细胞中由T酶催化合成,在种子成熟过程中起重要调节作用。研究发现,T6P含量下降,基因R的转录水平降低。据此提出假说:T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。已知T酶活性与T6P含量正相关,为验证该假说,准备以下实验材料:①野生型;②R基因缺失突变株;③T酶功能缺失突变株;④R基因和T酶功能都缺失突变体。下列说法合理的是( )
A. 若淀粉含量②低于①,说明R基因促进淀粉合成
B. 若淀粉含量③低于①,且②等于④,则支持该假说
C. 设法提高②中的T6P水平,淀粉含量上升,支持该假说
D. 设法提高③R基因表达量,淀粉含量升高,支持该假说
【答案】AB
【解析】
【分析】分析题意可知,本实验的目的是验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累,实验设计应遵循对照与单一变量原则。
【详解】A、比较①野生型(R基因正常)和②R基因缺失突变株(无R基因),如果②的淀粉含量低于①,说明R基因确实对淀粉积累有促进作用,此结果支持“R基因促进淀粉合成”,A正确;
B、③T酶功能缺失突变株(T酶缺失,T6P含量低)淀粉含量低于①野生型(T6P正常),说明T6P对淀粉积累是必需的,②R基因缺失突变株(无R基因)和④R基因和T酶功能都缺失突变体(R基因和T酶均缺失)淀粉含量相等,说明T6P的作用完全依赖R基因(若无R基因,T6P无法发挥作用),直接支持T6P通过R基因促进淀粉积累,B正确;
C、②是R基因缺失突变株,即使提高T6P水平,由于缺乏R基因,淀粉积累不应增加,若淀粉含量上升,说明T6P可能通过其他途径促进淀粉积累,与假说矛盾,C错误;
D、③是T酶缺失突变株(T6P含量低),但人为提高R基因表达后淀粉含量增加, 说明R基因可直接促进淀粉积累,无需依赖T6P,D错误。
故选AB。
15. 长时程增强(LTP)是突触前纤维受到高频刺激或重复刺激后,突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象,LTP能增加参与新突触连接生长的蛋白质以及AMPA受体的数量。如图表示海马区某侧支LTP产生机制示意图。下列说法错误的是( )
A. LTP可能与长时记忆的形成有关
B. 不断重复某种刺激可以增加AMPA受体的数量,降低神经兴奋的敏感性
C. 注射NMDA受体抑制剂后,高频刺激会影响突触后膜电位变化并产生LTP
D. 图示NO可作为信号分子,这两个神经元之间的信息交流是单向的
【答案】BCD
【解析】
【分析】兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的,突触前膜释放神经递质作用于突触后膜上的受体,时突触后膜电位发生变化,因此突触后神经元兴奋或抑制,兴奋在神经元之间传递的信号转化是电信号→化学信号→电信号;由于神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜上的受体,因此兴奋在神经元之间的传递是单向的。
【详解】A、由题图可以看出,突触前膜释放谷氨酸后,经过一系列的信号变化,会促进NO合成酶生成NO,进一步促进突触前膜释放更多谷氨酸,该过程属于正反馈调节;长时记忆与新突触的形成有关,LTP能增加参与新突触连接生长的蛋白质以及AMPA受体的数量,LTP可能与长时记忆的形成有关,A正确;
B、不断重复某种刺激可增加受体AMPA的数量,使得神经细胞更容易产生兴奋,即增加神经兴奋的敏感性,B错误;
C、注射NMDA受体抑制剂后,阻断NMDA受体的作用,不能促进Ca2+内流,从而不能形成Ca2+/钙调蛋白复合体,不能促进NO合成酶合成NO,从而不能产生LTP,C错误;
D、题图可知,突触前膜接受刺激后产生神经递质作用于突触后膜,同时突触后膜所在的神经元释放NO又作用于突触前膜增强递质释放,可见图中NO可作为信号分子,这两个神经元之间的信息交流是双向的,D错误。
故选BCD。
16. 流行性感冒(简称流感)是流行性感冒病毒所引起的急性呼吸道传染病。下图是流感病毒侵入人体后,刺激机体发生的部分免疫调节过程。下列相关叙述错误的是( )
A. 图中的细胞G能够处理呈递抗原,淋巴细胞不能呈递抗原
B. 图中的细胞D为辅助性T细胞,既能参与细胞免疫,也能参与体液免疫
C. 图中的细胞E活化以后,可以与靶细胞接触并消灭侵入细胞内的病原体
D. 再次接触相同抗原时,图中的细胞B可以继续增殖分化,分泌大量抗体
【答案】ACD
【解析】
【分析】体液免疫:病原体侵入机体后,一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取,这为激活B细胞提供了第一个信号,抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这为激活B细胞提供了第二个信号,辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子,B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞,细胞因子促进B细胞的分裂、分化过程,浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合,抗体与病原体结合可以抑制病原体增殖或对人体细胞的黏附。
【详解】A、G是抗原呈递细胞,能够处理呈递抗原,抗原呈递细胞包括树突状细胞、巨噬细胞、B细胞,其中B细胞属于淋巴细胞,A错误;
B、图中的细胞D为辅助性T细胞,辅助性T细胞可分泌细胞因子,既能参与细胞免疫,也能参与体液免疫,B正确;
C、图中的细胞E是细胞毒性T细胞,活化以后,可以与靶细胞接触并使靶细胞裂解,并释放抗原,但不能消灭病原体,C错误;
D、细胞B是浆细胞,属于高度分化的细胞,不能增殖分化,再次接触相同抗原时,能够迅速增殖分化的是记忆细胞,D错误。
故选ACD。
三、非选择题:本大题包括5小题,共60分。
17. 靓竹有正常叶和条纹叶(有黄色条纹),叶色改变会影响植物光合作用的正常进行。研究人员对靓竹叶色与光合作用相关性进行研究。回答下列问题:
(1)叶绿素吸收光能用于光反应,进而驱动暗反应阶段的C3还原转化为______和______。
(2)为分离靓竹叶片中的光合色素,可利用色素在层析液中的_____不同。研究人员分析了正常叶和条纹叶的色素含量,结果见图。
①据图分析,与正常叶相比,条纹叶出现黄色的原因是______。
②条纹叶中光合色素含量减少。从叶绿体结构的角度分析,原因是_____.
(3)以不同叶色的靓竹叶片为材料,测定相关生理指标并进行相关性分析,结果见下表。
项目
光合速率
蒸腾速率
气孔导度
胞间CO2浓度
叶绿素含量
光合速率
1
蒸腾速率
0.866
1
气孔导度
0.759
0.825
1
胞间CO2浓度
-0.882
0.122
-0.011
1
叶绿素含量
0.611
0.816
0.907
-0.060
1
注:表中数值为相关系数(r),代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时,相关越密切;越接近0时,相关越不密切。
①据表分析,已知与正常叶相比,靓竹条纹叶光合速率显著下降,则蒸腾速率呈______趋势。
②表中数据显示,气孔导度与胞间CO2浓度这两个值之间不存在显著相关性,可能的原因是______。
(填③综合分析表格内各指标的相关性,条纹叶光合速率下降主要由“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”)导致的,原因是_______。
【答案】(1) ①. C5 ②. 糖类或(CH2O)
(2) ①. 溶解度 ②. 条纹叶的类胡萝卜素的比例更高 ③. 类囊体的薄膜结构异常
(3) ①. 下降 ②. 胞间CO2来源还有植物自身细胞呼吸产生.可经暗反应消耗(2 ③. 非气孔限制因素;光合速率与气孔导度呈正相关,两者与胞间CO2浓度均为负相关.即光合速率下降时,气孔导度下降,但胞间CO2浓度上升
【解析】
【分析】由表可知,胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关,即虽然气孔导度下降,但胞间CO2上升,说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。
【小问1详解】
叶绿体吸收光能的4种色素分布在类囊体的薄膜上。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。紫外光、蓝光和绿光中蓝光可被叶绿体类囊体的薄膜上的色素吸收后用于光反应,暗反应中一分子的CO2被固定后,很快形成两个C3分子。在有关酶的催化作用下,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。随后,一些接受能量并被还原的C3,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的C3,经过一系列变化,又形成C5。
【小问2详解】
叶绿体色素在层析液中的溶解度不同,分子量小的溶解度高,随层析液在滤纸上扩散得快,溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢,所以用层析法来分离四种色素。由于条纹叶的类胡萝卜素的比例更高,所以与正常叶相比,条纹叶会出现黄色。条纹叶中光合色素含量减少,若从叶绿体结构的角度分析,原因可能是类囊体的薄膜结构异常导致叶绿素合成量少。
【小问3详解】
由表可知,叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值,说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相关系数为0.866,为正相关,所以光合速率显著下降,则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关,即虽然气孔导度下降,但胞间CO2上升,说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。
18. 马铃薯是一种重要的块茎类粮食作物。传统块茎繁殖过程中会积累隐性有害突变 (如大效应有害突变、微效有害突变),影响马铃薯的品质,而杂交育种却存在自交不亲和与自交衰退两大障碍。我国科学家利用不同品系的二倍体马铃薯进行杂交育种代替块茎育种,培育出了优良新品种。已知二倍体马铃薯中的1号染色体上有多个自交不亲和基因S₁……Sₙ构成一个复等位基因系列。S基因在雌蕊中特异表达出能抑制花粉管生长的S-RNase毒性蛋白,而在花粉中则特异表达出SLF蛋白。
回答下列问题:
(1)S₁……Sn复等位基因的出现说明基因突变具有_________性。
(2)马铃薯具有自交不亲和的特点,原因是SLF蛋白__________(填“能”或“不能”)降解同一个体的同一基因表达的S-RNase。研究发现某一品系马铃薯含有花粉特异性表达的显性基因A,该基因编码的A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-RNase,能打破自交不亲和。研究者将A基因导入不含A的马铃薯品系中获得 Aa植株,该植株自交,F₁的基因型及比例为_________。若要获得AA个体,应进行的操作是_________。马
(3)选择基因型为AA的马铃薯品系1和品系2作亲本,先通过反复自交获得纯合自交系,再让两种自交系杂交获得新品种,育种示意图如下(每个品系只呈现一对同源染色体)。
①已知大效应有害突变基因集中分布在同源染色体重组率较高的部位,因此亲本在减数分裂时通过________,将大效应有害突变有效清除。
②新品种含有微效有害突变,但是未表现出相应的不利影响,其原因是________。
【答案】(1)不定向性
(2) ①. 不能 ②. AA:Aa=1:1 ③. 先取F1的花粉进行单倍体育种,得到纯合个体;再将这些个体进行自交,若自交能产生后代的个体即为AA个体
(3) ①. 四分体中的非姐妹染色单体发生互换 ②. 微效有害突变属于隐性突变,新品种的同源染色体上存在着与之对应的显性等位基因,可以避免微效有害性状的出现
【解析】
【分析】与二倍体植株相比,多倍体植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。人工诱导多倍体的方法很多,如低温处理、用秋水仙素诱发等。其中,用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗是目前最常用且最有效的方法。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时。能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂,就可能发育成多停体植株。
【小问1详解】
题目中提到“等复等位基因的出现”,基因突变产生了多种不同的等位基因,这体现了基因突变的不定向性特点,即基因突变可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因。
【小问2详解】
S基因在雌蕊中特异表达出能抑制花粉管生长的S-RNase毒性蛋白,而在花粉中则特异表达出SLF蛋白。铃薯具有自交不亲和的特点,原因是SLF蛋白不能降解同一个体的同一基因表达的S-RNase。将A基因导入不含A的马铃薯品系中获得Aa植株,Aa植株自交,由于存在自交不亲和现象,含a的花粉和含A和a的卵细胞不能结合,所以实际得到的后代基因型及比例为AA:Aa = 1:1。
若要获得 AA 个体,先取 F₁(Aa)的花粉进行离体培养,得到单倍体植株(A 和 a);再将这些单倍体植株用秋水仙素等处理进行染色体加倍,使其变成纯合个体AA和aa,自交能产生后代的个体即为 AA 个体。
【小问3详解】
①已知大效应有害突变基因集中分布在同源染色体体重组率较高的部位,而在减数分裂时通过同源染色体的非姐妹染色单体发生互换,会使大效应有害突变基因与优良基因分开,从而将大效应有害突变消除。
②新品种含有有效有害突变,但是未表现出相应的影响,其原因是四倍体中的非突变染色体上存在着与之对应的显性等位基因,显性基因会掩盖隐性的有害突变基因的作用,所以可以避免有害性状的出现。
19. 我国科研工作者对胚胎干细胞分化为血管平滑肌细胞的机制进行了研究。
(1)T基因是血管平滑肌细胞的标志基因。细胞分化过程中,由于基因的________,导致细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性变化。
(2)B蛋白是一种转录因子,促进血管平滑肌细胞的分化形成。为检测B蛋白在DNA上的结合位点,先对正在向血管平滑肌细胞分化的胚胎干细胞进行处理,使抗体能够进入,之后依次加入抗体M和偶联两组转座酶的抗M抗体。转座酶上携带了接头DNA序列,该酶可以切开它所靠近的染色体DNA,并将接头DNA序列添加在切开的DNA片段上(图1)。
①抗体M的作用是与______结合,使转座酶到达目标位点。
②检测B蛋白结合位点的步骤为:“提取细胞基因组DNA→用与_____特异性结合的引物进行PCR扩增→回收扩增产物→测序。”结果表明B蛋白的结合位点是T基因的启动子区域。
(3)血管平滑肌细胞分化形成过程中,T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平升高。R酶是一种组蛋白甲基化酶.B蛋白可与R酶结合。制备B基因敲除的胚胎干细胞(BKO),检测其与正常胚胎干细胞(WT)中R酶表达量(图2)和第6天T基因启动子结合的R酶量(图3)。
①图2所示实验的实验目的是_______。
②综合以上信息及图2、3结果推测,B蛋白通过________影响T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平。
(4)推测R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录。欲为此推测提供证据,合理的方案包括________,并检测T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平。
A. 制备WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞
B. 使用组蛋白甲基化抑制剂处理B基因过表达细胞
C. 在BKO细胞中过表达T基因
D. 使用干扰R酶基因表达的siRNA处理B基因过表达细胞
【答案】(1)选择性表达
(2) ①. B蛋白和偶联转座酶的抗M抗体 ②. 接头DNA
(3) ①. 探究血管平滑肌细胞分化形成过程中不同时间B蛋白对R酶表达的影响 ②. 将R酶招募至T基因启动子区域 (4)ABD
【解析】
【分析】基因的表达包括转录和翻译两个阶段,真核细胞的转录在细胞核完成,模板是DNA的一条链,原料是游离的核糖核苷酸,翻译在核糖体上进行,原料是氨基酸,需要tRNA识别并转运氨基酸,翻译过程中一种氨基酸可以有一种或几种tRNA,但是一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
【小问1详解】
细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化导致细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性变化。
【小问2详解】
①结合题干信息可知,为检测B蛋白在DNA上的结合位点,依次向处理后的胚胎干细胞中加入抗体M和偶联两组转座酶的抗M抗体,由此推测抗体M的作用是与B蛋白和偶联转座酶的抗M抗体结合,使转座酶到达目标位点。
②结合题干信息可知,转座酶上携带了接头DNA序列,该酶可以切开它所靠近的染色体DNA,并将接头DNA序列添加在切开的DNA片段上,因此要用与接头DNA特异性结合的引物进行PCR扩增。
【小问3详解】
①结合题干信息和题图2可知,实验的自变量为诱导分化的天数和是否敲除B基因,因变量为R酶相对表达量,因此该实验是为了探究血管平滑肌细胞分化形成过程中不同时间B蛋白对R酶表达的影响。
②分析题图2可知,正常胚胎干细胞(WT)组与B基因敲除的胚胎干细胞(BKO)组R酶相对表达量几乎无差异,说明B蛋白的由于几乎不影响R酶的相对表达量;分析题图3可知,BKO组T基因启动子结合的R酶量明显低于WT组,由此推测,B蛋白通过将R酶招募至T基因启动子区域影响T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平。
【小问4详解】
为证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录,设计实验方案。
A、制备WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞,通过比较WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞中T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平,能证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录,A正确;
B、使用组蛋白甲基化抑制剂处理B基因过表达细胞,通过抑制组蛋白甲基化,观察T基因mRNA水平的变化,能证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录,B正确;
C、在BKO细胞中过表达T基因,并不能证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录,C错误;
D、通过干扰R酶的表达,观察T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平的变化,可以验证R酶在T基因转录中的作用,D正确。
故选ABD。
20. 为防止植食性动物啃食,非洲稀树草原上生活的哨刺金合欢树除了长满锐利的长刺外,还长着一种特殊的刺(如图1),刺的下面膨大中空,能给蚂蚁提供巢穴。同时树叶基部有蜜腺,当受到植食性动物啃食时会分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻。蚂蚁的叮咬可以逼退植食性动物。
(1)植食性动物属于生态系统组成成分中的______,该成分的存在能够______(填“加快”或“减慢”)生态系统的物质循环。该生态系统能长期维持相对稳定状态,是因为其具有一定的自我调节能力,生态系统具备自我调节能力的基础是______。
(2)稀树草原上常见的三种蚂蚁Cm、Cn和Tp争相占领哨刺金合欢树,通常一棵树上只存在一种蚂蚁,这有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境间______的结果,研究人员调查了不同高度的哨刺金合欢树被三种蚂蚁占领的比例,结果如图2,据图可知三种蚂蚁中______的竞争能力最强,约占据了一半的哨刺金合欢树。
(3)进一步研究发现Cn和Tp具有不同的生存策略。下表统计了被三种不同蚂蚁占据的哨刺金合欢树的相关特征。
蚂蚁种类
Cm
Cn
Tp
蜜腺啃食率
33%
48%
90%
芽啃食率
0
97%
0
合欢树顶端优势指数(指数越大,植株越高)
40%
30%
43%
据表推测,Cn通过啃食芽对哨刺金合欢树进行“剪枝”,解除了______,减少与其他树的联系,避免邻近树上蚂蚁的“入侵”;而Tp则通过______,使这棵合欢树失去对其它蚂蚁的吸引力。
(4)有研究表明,当蜜汁减少时,Cm会饲养一种能分泌蜜汁的蚧壳虫“解馋”。这种蚧壳虫不仅对植物生长不利同时还传播病害、损害哨刺金合欢树。生物学家曾用栅栏围起哨刺金合欢树以避免植食性动物的啃食,一段时间后发现这些受保护的哨刺金合欢树日渐枯萎、死亡。推测围栏造成哨刺金合欢树死亡的原因:____________,并阐述该结果对你的启示:____________(答出两点即可)。
【答案】(1) ①. 消费者 ②. 加快 ③. 负反馈调节
(2) ①. 协同进化 ②. Cm
(3) ①. 顶端优势 ②. 大量啃食蜜腺
(4) ①. 栅栏围起导致植食性动物啃食刺激减少,哨刺金合欢树减少蜜汁分泌,Cm缺少食物,而扩大饲养蚧壳虫,影响植物生长,传播病害,导致金合欢树死亡 ②. 生物多样性对生态系统的稳定性具有重要的意义;自然生态系统存在一定的自我调节能力,应尽量减少人类活动对生态系统稳定性的干扰。(答案合理即可)
【解析】
【分析】生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。生态系统具有稳定性的原因是具有一定的自我调节能力。
【小问1详解】
生态系统的生物成分包括生产者、消费者和分解者,植食性动物属于生态系统组成成分中的消费者,消费者能够加快生态系统的物质循环。由于生态系统具有一定的自我调节能力,自我调节能力的基础是负反馈。
【小问2详解】
通常一棵树上只存在一种蚂蚁,占据稳定的生态位,这有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。图2表示的是三种不同的蚂蚁在不同株高处占领树的比例,据图可知三种蚂蚁中Cm的竞争能力最强,约占据了一半的哨刺金合欢树。
【小问3详解】
芽可以合成生长素,生长素可以促进植株的生长,而Cn芽啃食率最大,则Cn通过啃食芽对哨刺金合欢树进行“剪枝”,去除金合欢树的顶端优势,减少与其他树的联系,避免邻近树上蚂蚁的“入侵”。Tp蜜腺啃食率最大,Tp通过大量啃食蜜腺,使这棵合欢树失去对其它蚂蚁的吸引力。
【小问4详解】
围栏造成哨刺金合欢树死亡的原因可能是:栅栏围起导致植食性动物刺激减少,哨刺金合欢树减少蜜汁分泌,Cm缺少食物,而扩大饲养蚧壳虫,影响植物生长,传播病害,导致金合欢树死亡。该结果也让我们知道:生物多样性对生态系统的稳定性具有重要的意义;自然生态系统存在一定的自我调节能力(稳定性),应当尽量减少人类活动对生态系统稳定性的干扰。
21. 和羊的瘤胃中生活着多种微生物,其中许多微生物能分解尿素。某研究小组欲从瘤胃内筛选出能高效降解尿素的细菌,设计了如下实验。请分析并回答下列问题:
实验步骤:
Ⅰ、取样:从刚宰杀的牛的瘤胃中取样,将样品装入事先灭菌的锥形瓶中。
Ⅱ、培养基的配制和灭菌:
配制全营养LB固体培养基。配方:水、蛋白胨、酵母提取物、NaCl、琼脂糖(一种凝固剂)。配制尿素固体培养基。配方:水、葡萄糖、NaCl、K2HPO4、尿素、琼脂糖。
Ⅲ、制备瘤胃稀释液并接种,如下图1所示。
Ⅳ、在无氧条件下进行微生物的培养、观察与计数。
(1)全营养LB固体培养基和尿素固体培养基都含有微生物生长所需的基本营养物质,除水外还有______。(至少答两点)
(2)该小组采用______法对瘤胃中分解尿素的细菌进行分离和计数。在无菌条件下,利用该方法进行分离计数时,需要用到图2中的实验器材有______。
(3)为检测该培养基灭菌是否彻底,应采用的检测方法是______。为了判断尿素培养基是否具有选择作用,实验时还需要同时接种全营养平板,如果同一浓度梯度下,尿素培养基上的菌落数______(“大于”、“等于”或“小于”)全营养培养基上的菌落数,则说明尿素培养基具有选择作用。
(4)为了避免混淆,本实验中使用的平板需要在培养皿的______(“皿盖”或“皿底”)做好标记。然后在______(“18~25℃”或“25~30℃”或“30~37℃”)的恒温培养箱中需培养1-2d,每隔24h统计一次菌落数目,选择菌落数目稳定时的记录作为结果,其目的是______。
(5)若将最后一个试管中的稀释液分别涂布到3个尿素平板上培养,培养后平板上出现的菌落数如图1所示,则5mL瘤胃样品中含有目标活菌数约为______。该方法统计获得的菌落数比实际的活菌数______,原因是______。
【答案】(1)碳源、氮源、无机盐
(2) ①. 稀释涂布平板 ②. ①③④
(3) ①. 将未接种的培养基放在恒温培养箱中培养,检验是否有菌落产生 ②. 小于
(4) ①. 皿底 ②. 30~37℃ ③. 为了防止培养时间不足导致菌落遗漏
(5) ①. 3.5×1010个 ②. 少 ③. 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
【解析】
【小问1详解】
虽然各种培养基的配方不同,但是一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等微生物生长所需的基本营养物质。
【小问2详解】
据图可知,接种后平板上培养出了菌落,且菌落可用于计数,故接种方法为稀释涂布平板法。稀释涂布平板法操作时需要在酒精灯火焰旁边操作,故需要用到①酒精灯、③培养皿、④涂布器。
【小问3详解】
将未接种的培养基(或空白培养基)放在恒温培养箱中保温1-2天,检验是否有菌落产生,用于检测该培养基灭菌是否彻底。若有菌落产生,说明灭菌不彻底,需要重新配制培养基。选择培养基允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长,故同一浓度梯度下,尿素培养基上的菌落数小于全营养培养基上的菌落数,则说明尿素培养基具有选择作用。
【小问4详解】
本实验使用的平板较多,为了避免混淆,最好使用前在培养皿上做好标记,由于培养基倒置培养,所以皿底上标记号组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等。为了防止培养时间不足导致菌落遗漏,在恒温培养箱中需培养1-2d,每隔24h统计一次菌落数目,选择菌落数目稳定时的记录作为结果。一般选择菌落数为30~300的平板进行计数。由于分离的菌是从牛的瘤胃中取样的,故培养箱的温度设定在30~37℃为宜。
【小问5详解】
5号试管的稀释倍数为107,5mL瘤胃样品中含有目标活菌数=(68+75+67)÷3÷0.1×107×5=3.5×1010(个)。当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,故使用稀释涂布平板法统计获得的菌落数比实际的活菌数偏少。
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江西师范大学附属中学2026届高三下学期生物试题周考三
一、单项选择题:本大题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 烟草叶肉组织发育初期,胞间连丝呈管状结构,能允许相对分子质量达5万的蛋白质通过,而发育成熟后,胞间连丝呈分支状,只能允许相对分子质量小于400的物质通过。烟草花叶病毒依靠自身的p30运动蛋白,调节烟草细胞间胞间连丝的孔径,进而侵染相邻细胞,并从一个细胞进入到另一个细胞。下列叙述错误的是( )
A. 胞间连丝能起到细胞间物质运输和信息交流的作用
B. 烟草花叶病毒无细胞结构,其核酸中含A、G、C、U4种含氮碱基
C. 烟草叶肉组织在发育过程中,胞间连丝的形状发生改变,其物质运输速率下降
D. 烟草花叶病毒p30运动蛋白突变体可能会失去侵染烟草植株的能力
2. 帕金森病(PD)是一种常见的神经退行性疾病,PD患者的TMEM175往往发生变异,从而影响溶酶体的功能。已知TMEM175是溶酶体膜上的氢离子通道,它能和质子泵V型ATP酶(V-ATPase)互相配合,共同调节溶酶体的pH平衡,具体过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. PD患者的TMEM175发生变异,会使溶酶体内pH下降
B. H+通过TMEM175时,不需要与TMEM175结合
C. H+从细胞质基质转运进溶酶体时V-ATPase的空间结构不发生变化
D. TMEM175和V-ATPase的加工不需要内质网、高尔基体的参与
3. 研究表明,铁调节蛋白(IRP)在细胞能量代谢中扮演着重要角色。在IRP基因敲除的小鼠中,HIF1α和HIF2α两种蛋白的表达水平显著高于正常小鼠。为了探究这两种蛋白在能量代谢中的作用,科学家测定了野生型和IRP基因敲除小鼠线粒体中的氧气消耗速率,结果如图1所示;同时测量了LDHA(乳酸脱氢酶A,参与无氧呼吸第二阶段的一种酶)的表达量,结果如图2所示。已知PX - 478和PT - 2385分别为HIF1α和HIF2α的抑制剂。下列叙述正确的是( )
A. 丙酮酸在小鼠细胞的细胞质基质和线粒体基质中都能和水反应生成二氧化碳和 NADH
B. 实验结果表明 IRP 基因敲除+PX - 478 组小鼠的耗氧速率显著高于 IRP 基因敲除组小鼠
C. 实验结果表明 IRP 基因敲除小鼠的 HIF1α 蛋白能促进 LDHA 表达
D. HIF1α 和 HIF2α 两种蛋白在小鼠细胞的能量代谢中具有协同作用
4. 美国生化学家卡尔文为了探究CO2和什么物质结合生成C3化合物,在实验时将反应中1%的CO2浓度突然降低到0.003%浓度,然后检测部分物质的含量变化,结果见图。据图判断,与CO2结合的物质是( )
A. 乙醇酸 B. 1,5-二磷酸核酮糖
C. 苹果酸 D. 3-磷酸甘油酸
5. 表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,DNA甲基化是其中的机制之一。研究发现小鼠细胞内一对常染色体上的等位基因A和a(A对a为完全显性),位于卵细胞中时均发生甲基化,且在子代中不能表达;但A和a基因在精子中都是非甲基化的,传给子代后都能正常表达。下列相关叙述错误的是( )
A. DNA甲基化修饰可能会阻止RNA聚合酶与基因的结合
B. 雄鼠体内可能存在相应的去甲基化机制
C. 基因型相同的小鼠表型可能不同
D. 基因型为Aa的小鼠随机交配,子代性状分离比约为3∶1
6. 研究发现,许多真核生物细胞中都存在染色体外的环状 DNA 分子,环状 DNA 的复制原点通常富含 AT 重复序列,有利于复制起始蛋白的结合,启动复制过程。下列叙述正确的是( )
A. 复制原点富含 AT 重复序列,不利于环状 DNA 双链解旋
B. 环状 DNA 分子的一条脱氧核苷酸链上的嘌呤比例为 1/2
C. 若用3H 标记环状 DNA 并将其置于不含标记的缓冲液中连续复制 3 次,子代 DNA 中一半有标记
D. 若环状 DNA 分子中胸腺嘧啶为 M 个,占总碱基数的比例为 q,则其含有鸟嘌呤 M(1 - 2q)/2q 个
7. 研究发现,藏牦牛肾脏组织中缺氧诱导因子基因(HIF)启动子区的甲基化程度明显低于平原牛。这可能是藏牦牛适应高海拔低氧环境的一种机制。下列叙述正确的是( )
A. HIF仅存在于两种牛的肾脏组织
B. 甲基化后,HIF启动子序列改变
C. 藏牦牛肾脏细胞HIF的mRNA水平更高
D. 该适应机制是低氧诱导形成的,不能遗传
8. 自主神经也叫植物性神经,植物性神经与躯体运动神经的部分结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 植物性神经和躯体运动神经都属于运动神经,负责支配效应器活动
B. 植物性神经包括交感神经和副交感神经,交感神经使内脏活动加强
C. 植物性神经可受大脑皮层的调控,并非完全自主
D. 植物神经节处可发生电信号→化学信号→电信号的信号转换
9. 机体在应激条件下(如手术、失血等)会启动针对性的防御性免疫。IL-1、L-6、TNF-α等细胞因子增多,会刺激下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴,使糖皮质激素分泌增多,从而使机体产生抗炎作用,相关过程如图所示,其中CRH、ACTH分别表示促肾上腺皮质激素释放激素、促肾上腺皮质激素。下列叙述错误的是( )
A. 细胞因子、CRH、ACTH、糖皮质激素都是通过血液进行运输的
B. 抗炎作用的产生离不开神经—体液—免疫调节网络,是正反馈调节的结果
C. 类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、过敏反应都可使用糖皮质激素进行治疗
D. 分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节
10. 辅助性T细胞(Th)表面具有两大类接受调控细胞活化所需的复杂结构,一类是Th细胞膜的必要组分,如CD28分子,主要为Th识别抗原后的活化提供必需的第二信号,以完成Th的增殖和分化;另一类只在活化的Th表面,如CTLA-4和PD-1.通过与相应信号分子结合向Th发出抑制信号,阻断活化Th的增殖、分化及发挥免疫效应。下列叙述正确的是( )
A. 控制CD28、CTLA-4和PD-1合成的基因在Th内同步表达
B. 癌细胞可通过PD-1抑制Th活化,降低机体免疫自稳功能
C. APC将抗原处理后呈递在Th表面,使Th活化产生细胞因子
D. 第二信号缺失或功能障碍,将导致机体免疫功能不足或缺陷
11. 生态工程遵循循环、自生、协调、整体等基本原理。下列叙述错误的是( )
A. 依据生态工程的循环原理,对废弃物进行焚烧处理以降低生态足迹
B. 在湿地修复工程中移除水体污染物,有利于该生态系统的自生
C. 西北地区种植杨树却形成了“灰色长城”,违背了生态工程的协调原理
D. 园林既能改善生态环境又能提高社会和经济效益,体现生态工程的整体原理
12. 由于花椰菜杂种优势在提高花椰菜产量方面发挥着巨大的作用,而利用细胞质雄性不育系生产杂交种子,可以简化制种程序。利用原生质体非对称融合技术比较容易实现胞质雄性不育基因的转移,某研究利用该技术成功获得了含有胞质雄性不育基因的花椰菜植株,制作流程如下,下列说法错误的是( )
注:UV处理可以随机破坏染色体结构,使其发生断裂、丢失等,使细胞不再分裂
A. 原生质体非对称融合技术使得杂种植株性状更接近于供体植株
B. ②过程的原理是细胞膜具有一定的流动性,常用PEG融合法
C. 培养一段时间后可通过观察叶绿体初步判断是否为异源原生质体
D. 为鉴定再生植株成功获得细胞质雄性不育基因,可利用PCR进行鉴定
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题列出的四个选项中,有两或两个以上选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错的得0分。
13. 染色体平衡易位是指染色体的片段仅发生位置的改变,没有片段的增减。检测图示某染色体平衡易位家系(平衡易位染色体为1号、3号染色体)个体染色体,发现Ⅲ-2的一条1号染色体缺失1个片段,III-3的一条3号染色体增加1个片段,其余染色体均正常。不考虑染色体平衡易位对同源染色体的联会与分离的影响。下列叙述错误的有( )
A. I-1体细胞中共含有26种形态不同的染色体
B. 染色体平衡易位携带者的基因数目发生了改变
C. III-2和III-3流产的原因是发生了染色体平衡易位
D. II-1和II-2的后代是色觉正常的平衡易位携带者的概率为1/16
14. 藻糖-6-磷酸(T6P)是一种信号分子,在细胞中由T酶催化合成,在种子成熟过程中起重要调节作用。研究发现,T6P含量下降,基因R的转录水平降低。据此提出假说:T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。已知T酶活性与T6P含量正相关,为验证该假说,准备以下实验材料:①野生型;②R基因缺失突变株;③T酶功能缺失突变株;④R基因和T酶功能都缺失突变体。下列说法合理的是( )
A. 若淀粉含量②低于①,说明R基因促进淀粉合成
B. 若淀粉含量③低于①,且②等于④,则支持该假说
C. 设法提高②中的T6P水平,淀粉含量上升,支持该假说
D. 设法提高③R基因表达量,淀粉含量升高,支持该假说
15. 长时程增强(LTP)是突触前纤维受到高频刺激或重复刺激后,突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象,LTP能增加参与新突触连接生长的蛋白质以及AMPA受体的数量。如图表示海马区某侧支LTP产生机制示意图。下列说法错误的是( )
A. LTP可能与长时记忆的形成有关
B. 不断重复某种刺激可以增加AMPA受体的数量,降低神经兴奋的敏感性
C. 注射NMDA受体抑制剂后,高频刺激会影响突触后膜电位变化并产生LTP
D. 图示NO可作为信号分子,这两个神经元之间的信息交流是单向的
16. 流行性感冒(简称流感)是流行性感冒病毒所引起的急性呼吸道传染病。下图是流感病毒侵入人体后,刺激机体发生的部分免疫调节过程。下列相关叙述错误的是( )
A. 图中的细胞G能够处理呈递抗原,淋巴细胞不能呈递抗原
B. 图中的细胞D为辅助性T细胞,既能参与细胞免疫,也能参与体液免疫
C. 图中的细胞E活化以后,可以与靶细胞接触并消灭侵入细胞内的病原体
D. 再次接触相同抗原时,图中的细胞B可以继续增殖分化,分泌大量抗体
三、非选择题:本大题包括5小题,共60分。
17. 靓竹有正常叶和条纹叶(有黄色条纹),叶色改变会影响植物光合作用的正常进行。研究人员对靓竹叶色与光合作用相关性进行研究。回答下列问题:
(1)叶绿素吸收光能用于光反应,进而驱动暗反应阶段的C3还原转化为______和______。
(2)为分离靓竹叶片中的光合色素,可利用色素在层析液中的_____不同。研究人员分析了正常叶和条纹叶的色素含量,结果见图。
①据图分析,与正常叶相比,条纹叶出现黄色的原因是______。
②条纹叶中光合色素含量减少。从叶绿体结构的角度分析,原因是_____.
(3)以不同叶色的靓竹叶片为材料,测定相关生理指标并进行相关性分析,结果见下表。
项目
光合速率
蒸腾速率
气孔导度
胞间CO2浓度
叶绿素含量
光合速率
1
蒸腾速率
0.866
1
气孔导度
0.759
0.825
1
胞间CO2浓度
-0.882
0.122
-0.011
1
叶绿素含量
0.611
0.816
0.907
-0.060
1
注:表中数值为相关系数(r),代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时,相关越密切;越接近0时,相关越不密切。
①据表分析,已知与正常叶相比,靓竹条纹叶光合速率显著下降,则蒸腾速率呈______趋势。
②表中数据显示,气孔导度与胞间CO2浓度这两个值之间不存在显著相关性,可能的原因是______。
(填③综合分析表格内各指标的相关性,条纹叶光合速率下降主要由“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”)导致的,原因是_______。
18. 马铃薯是一种重要的块茎类粮食作物。传统块茎繁殖过程中会积累隐性有害突变 (如大效应有害突变、微效有害突变),影响马铃薯的品质,而杂交育种却存在自交不亲和与自交衰退两大障碍。我国科学家利用不同品系的二倍体马铃薯进行杂交育种代替块茎育种,培育出了优良新品种。已知二倍体马铃薯中的1号染色体上有多个自交不亲和基因S₁……Sₙ构成一个复等位基因系列。S基因在雌蕊中特异表达出能抑制花粉管生长的S-RNase毒性蛋白,而在花粉中则特异表达出SLF蛋白。
回答下列问题:
(1)S₁……Sn复等位基因的出现说明基因突变具有_________性。
(2)马铃薯具有自交不亲和的特点,原因是SLF蛋白__________(填“能”或“不能”)降解同一个体的同一基因表达的S-RNase。研究发现某一品系马铃薯含有花粉特异性表达的显性基因A,该基因编码的A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-RNase,能打破自交不亲和。研究者将A基因导入不含A的马铃薯品系中获得 Aa植株,该植株自交,F₁的基因型及比例为_________。若要获得AA个体,应进行的操作是_________。马
(3)选择基因型为AA的马铃薯品系1和品系2作亲本,先通过反复自交获得纯合自交系,再让两种自交系杂交获得新品种,育种示意图如下(每个品系只呈现一对同源染色体)。
①已知大效应有害突变基因集中分布在同源染色体重组率较高的部位,因此亲本在减数分裂时通过________,将大效应有害突变有效清除。
②新品种含有微效有害突变,但是未表现出相应的不利影响,其原因是________。
19. 我国科研工作者对胚胎干细胞分化为血管平滑肌细胞的机制进行了研究。
(1)T基因是血管平滑肌细胞的标志基因。细胞分化过程中,由于基因的________,导致细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性变化。
(2)B蛋白是一种转录因子,促进血管平滑肌细胞的分化形成。为检测B蛋白在DNA上的结合位点,先对正在向血管平滑肌细胞分化的胚胎干细胞进行处理,使抗体能够进入,之后依次加入抗体M和偶联两组转座酶的抗M抗体。转座酶上携带了接头DNA序列,该酶可以切开它所靠近的染色体DNA,并将接头DNA序列添加在切开的DNA片段上(图1)。
①抗体M的作用是与______结合,使转座酶到达目标位点。
②检测B蛋白结合位点的步骤为:“提取细胞基因组DNA→用与_____特异性结合的引物进行PCR扩增→回收扩增产物→测序。”结果表明B蛋白的结合位点是T基因的启动子区域。
(3)血管平滑肌细胞分化形成过程中,T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平升高。R酶是一种组蛋白甲基化酶.B蛋白可与R酶结合。制备B基因敲除的胚胎干细胞(BKO),检测其与正常胚胎干细胞(WT)中R酶表达量(图2)和第6天T基因启动子结合的R酶量(图3)。
①图2所示实验的实验目的是_______。
②综合以上信息及图2、3结果推测,B蛋白通过________影响T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平。
(4)推测R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化,从而促进T基因的转录。欲为此推测提供证据,合理的方案包括________,并检测T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平。
A. 制备WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞
B. 使用组蛋白甲基化抑制剂处理B基因过表达细胞
C. 在BKO细胞中过表达T基因
D. 使用干扰R酶基因表达的siRNA处理B基因过表达细胞
20. 为防止植食性动物啃食,非洲稀树草原上生活的哨刺金合欢树除了长满锐利的长刺外,还长着一种特殊的刺(如图1),刺的下面膨大中空,能给蚂蚁提供巢穴。同时树叶基部有蜜腺,当受到植食性动物啃食时会分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻。蚂蚁的叮咬可以逼退植食性动物。
(1)植食性动物属于生态系统组成成分中的______,该成分的存在能够______(填“加快”或“减慢”)生态系统的物质循环。该生态系统能长期维持相对稳定状态,是因为其具有一定的自我调节能力,生态系统具备自我调节能力的基础是______。
(2)稀树草原上常见的三种蚂蚁Cm、Cn和Tp争相占领哨刺金合欢树,通常一棵树上只存在一种蚂蚁,这有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境间______的结果,研究人员调查了不同高度的哨刺金合欢树被三种蚂蚁占领的比例,结果如图2,据图可知三种蚂蚁中______的竞争能力最强,约占据了一半的哨刺金合欢树。
(3)进一步研究发现Cn和Tp具有不同的生存策略。下表统计了被三种不同蚂蚁占据的哨刺金合欢树的相关特征。
蚂蚁种类
Cm
Cn
Tp
蜜腺啃食率
33%
48%
90%
芽啃食率
0
97%
0
合欢树顶端优势指数(指数越大,植株越高)
40%
30%
43%
据表推测,Cn通过啃食芽对哨刺金合欢树进行“剪枝”,解除了______,减少与其他树的联系,避免邻近树上蚂蚁的“入侵”;而Tp则通过______,使这棵合欢树失去对其它蚂蚁的吸引力。
(4)有研究表明,当蜜汁减少时,Cm会饲养一种能分泌蜜汁的蚧壳虫“解馋”。这种蚧壳虫不仅对植物生长不利同时还传播病害、损害哨刺金合欢树。生物学家曾用栅栏围起哨刺金合欢树以避免植食性动物的啃食,一段时间后发现这些受保护的哨刺金合欢树日渐枯萎、死亡。推测围栏造成哨刺金合欢树死亡的原因:____________,并阐述该结果对你的启示:____________(答出两点即可)。
21. 和羊的瘤胃中生活着多种微生物,其中许多微生物能分解尿素。某研究小组欲从瘤胃内筛选出能高效降解尿素的细菌,设计了如下实验。请分析并回答下列问题:
实验步骤:
Ⅰ、取样:从刚宰杀的牛的瘤胃中取样,将样品装入事先灭菌的锥形瓶中。
Ⅱ、培养基的配制和灭菌:
配制全营养LB固体培养基。配方:水、蛋白胨、酵母提取物、NaCl、琼脂糖(一种凝固剂)。配制尿素固体培养基。配方:水、葡萄糖、NaCl、K2HPO4、尿素、琼脂糖。
Ⅲ、制备瘤胃稀释液并接种,如下图1所示。
Ⅳ、在无氧条件下进行微生物的培养、观察与计数。
(1)全营养LB固体培养基和尿素固体培养基都含有微生物生长所需的基本营养物质,除水外还有______。(至少答两点)
(2)该小组采用______法对瘤胃中分解尿素的细菌进行分离和计数。在无菌条件下,利用该方法进行分离计数时,需要用到图2中的实验器材有______。
(3)为检测该培养基灭菌是否彻底,应采用的检测方法是______。为了判断尿素培养基是否具有选择作用,实验时还需要同时接种全营养平板,如果同一浓度梯度下,尿素培养基上的菌落数______(“大于”、“等于”或“小于”)全营养培养基上的菌落数,则说明尿素培养基具有选择作用。
(4)为了避免混淆,本实验中使用的平板需要在培养皿的______(“皿盖”或“皿底”)做好标记。然后在______(“18~25℃”或“25~30℃”或“30~37℃”)的恒温培养箱中需培养1-2d,每隔24h统计一次菌落数目,选择菌落数目稳定时的记录作为结果,其目的是______。
(5)若将最后一个试管中的稀释液分别涂布到3个尿素平板上培养,培养后平板上出现的菌落数如图1所示,则5mL瘤胃样品中含有目标活菌数约为______。该方法统计获得的菌落数比实际的活菌数______,原因是______。
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