内容正文:
2026届高三年级阶段检测生物试题
一、单选题(每题只有一个正确选项,每题2分,共24分)
1. 2025年5月23日,第78届世界卫生大会(WHA)正式批准全球首个关于肾脏健康的决议,将肾脏疾病列入全球优先关注的重大非传染性疾病(NCD)。肾脏的重要功能之一是排泄废物、调节水盐与酸碱平衡。下列说法正确的是( )
A. 水是活细胞中含量最多的有机化合物
B. 水分子间的氢键有利于水在常温下维持液态
C. 人体血液中钠离子含量过低会引发抽搐等症状
D. 透析型人工肾可以完全替代肾脏行使生命功能
2. 科研人员在研究糖尿病的发病机制中发现,小鼠胰岛B细胞的线粒体结构与功能受损,会导致细胞内信号转导通路异常,使胰岛B细胞去分化,且功能异常。下列叙述错误的是( )
A. 正常机体内血糖浓度升高到一定程度,使胰岛B细胞的活动增强
B. 细胞内信号转导通路的异常体现了细胞膜具有信息交流的功能
C. 线粒体结构与功能受损会导致ATP合成减少,胰岛素合成减慢
D. 胰岛B细胞去分化后,胰岛素基因的表达速率可能会显著降低
3. 在细胞内的某反应途径中,从底物S转化为产物P需依次经酶E1、E2、E3催化,具体过程如下图所示。当产物P积累过多时,会与E1的非活性中心抑制位点可逆性结合,使E₁构象改变,降低E1与S的结合能力,反应减慢或停止。下列相关叙述错误的是( )
A. 该反应途径体现了细胞内酶促反应需相互配合有序进行
B. 产物P对E1的抑制作用会减少细胞内物质和能量的浪费
C. 酶E1具有与底物S结合的活性位点和与产物P结合的抑制位点
D. 产物P与E1结合使E1变性失活从而降低反应速率
4. 艾弗里及其同事利用肺炎链球菌的不同亚型(如:RⅡ、SⅡ、SⅢ等)进行如下实验:
甲组:SⅡ经诱变可产生RⅡ,部分RⅡ可回复突变为SⅡ,但无法突变为SⅢ;
乙组:RⅡ可存在多种亚型,分别与加热杀死的SⅢ混合,只有RⅡ36A可以转化为SⅢ;
丙组:
关于实验下列说法错误的是( )
A. 甲组可为RⅡ36A转化为SⅢ提供间接证据
B. RⅡ菌在固体培养基上形成的菌落表面是粗糙的
C. X酶可能是酯酶、蛋白酶、RNA酶或DNA酶
D. 乙组其他类型不能实现转化的原因是SⅢ的DNA变性
5. 胞嘧啶的甲基化修饰是基因甲基化的常见形式,称为5mC.亚硫酸氢盐可将基因中未甲基化的碱基C转化为碱基U,而5mC不被转化。经PCR扩增后进行序列比对,用于分析基因的胞嘧啶甲基化程度,过程如图。
下列叙述正确的是( )
A. 应选择其他基因的序列作为实验的对照组
B. 未甲基化的胞嘧啶位点经处理、扩增后变成碱基T
C. 基因甲基化程度越高,扩增后嘧啶碱基的比例越高
D. 基因甲基化会改变DNA的碱基序列进而产生变异
6. “花粉蒙导效应”是指使用同种和异种花粉同时混合授粉至同一柱头,以帮助异种花粉突破柱头处的生殖障碍,实现远缘杂交。相关实验及结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别
柱头来源
花粉来源
柱头上滴加的物质
花粉萌发情况
1
拟南芥
拟南芥
无
萌发
2
远缘物种
无
不萌发
3
拟南芥+远缘物种
无
均萌发
4
远缘物种
R肽
萌发
A. 拟南芥花粉可能诱导自身柱头释放R肽,保证花粉萌发
B. 第3组的柱头来源若为远缘物种,则结果为不萌发
C. 可借助R肽提高农作物远缘杂交的成功率
D. 通过“花粉蒙导效应”可提高植物的遗传多样性
7. 过敏性腹泻是指机体对特定食物抗原(如牛奶蛋白等)产生异常免疫反应,导致胃肠道功能紊乱,出现腹泻、腹痛等症状的疾病。如图是鱼虾蛋白引起过敏性腹泻的机制图。下列叙述错误的是( )
A. 过敏性腹泻反应具有明显的个体差异
B. 抗原呈递细胞能参与如图过程,也是第二道防线的重要组成部分
C. 图中肥大细胞分泌的组胺属于能参与体液调节的化学物质
D. 辅助性T细胞分泌的细胞因子是激活细胞甲的第二个信号
8. 某科研小组为研究性激素(E)和促性腺激素(FSH)对下丘脑分泌促性腺激素释放激素(GnRH)的影响,将正常小鼠切除性腺后随机分为三组,处理一段时间后,检测小鼠体内GnRH的相对含量如表所示。下列叙述错误的是( )
处理
GnRH相对含量
注射适量生理盐水
①
注射等量E
②
注射等量FSH
③
A. 切除性腺的目的是排除小鼠自身性激素对实验结果的干扰
B. 三组实验小鼠的初始生理状态应保持一致,遵循单一变量原则
C. 若②<①,可推测性激素对下丘脑分泌GnRH存在负反馈调节
D. 若③<①,说明FSH能抑制下丘脑分泌GnRH,且该作用一定是直接的
9. 在某海岛封闭生态系统中,研究者对一种以植物果实为食的鸟类进行种群年龄结构调查,结果如下表(单位:只)。下列相关叙述正确的是( )
年龄(年)
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
≥6
个体数
120
95
80
65
50
30
20
注:该鸟2年性成熟,5年后进入老年(繁殖能力显著下降)。
A. 该种群的年龄结构为衰退型,在相当长的一段时间内,其种群数量将下降
B. 若该岛气候稳定,无外来干扰,该种群的出生率和死亡率将长期保持相等
C. 调查该鸟的种群密度时,若标记物导致部分标记个体更易被天敌捕食,则估算值偏大
D. 若食物和空间等环境资源保持不变,即使幼鸟死亡率极高,其种群数量仍会趋于稳定
10. 为研究广西弄岗国家级自然保护区喀斯特季节性雨林中几种林鸟的生态位特征,科研人员对其生态位宽度进行了全年监测。下列分析错误的是( )
A. 不同林鸟在不同月份生态位宽度的改变是群落演替的结果
B. 据图可推测冠斑犀鸟适应环境的能力,显著高于红耳鹎
C. 1~2月红耳鹎的生态位宽度下降,可能是种间竞争加剧所致
D. 若该季雨林发生轻度火灾,白鹇的生态位宽度可能先下降后逐渐恢复
11. 在发酵过程中,多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体,菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是( )
A. 相同菌体密度下,菌球体越大柠檬酸产生速率越慢
B. 发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量
C. 发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长
D. 发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品
12. 为利用乳腺生物反应器进行制药,需先对胚胎的性别进行筛选后再进行移植。已知牛的雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原,可与H-Y单克隆抗体发生特异性结合。下列叙述正确的是( )
A. H-Y单克隆抗体是由B淋巴细胞分泌的 B. H-Y单克隆抗体检测呈阳性的胚胎应剔除
C. 可对筛选出的桑葚胚内细胞团进行均等分割 D. 胚胎移植前要对受体母牛进行超数排卵处理
二、多选题(每题有多个正确选项,全对4分,漏选2分,错选和没选0分,共16分)
13. 遗传瓶颈效应是种群数量短期内大幅减少,导致基因库缩小、遗传多样性降低的现象。研究发现,近年来尽管扬子鳄野外种群数量持续增长,但遗传瓶颈效应仍显著存在。基因测序结果显示,圈养种群的基因库中存在大量野生种群缺失的等位基因。下列说法正确的是( )
A. 遗传瓶颈效应会使扬子鳄种群对环境变化的适应能力降低
B. 随机选取圈养个体进行野外放归,不一定能改善遗传瓶颈效应
C. 圈养扬子鳄的遗传多样性大于野生扬子鳄的遗传多样性
D. 圈养扬子鳄与野生扬子鳄的生存环境不同会导致二者基因库存在差异
14. 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+
15. 科研人员从肿瘤细胞中发现了蛋白S,为了研究其功能做了如下实验:将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料,其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记,一起反应一段时间后加入肝素(可以与RNA聚合酶结合),一段时间后再加入含蛋白S的缓冲液,检测产物中32P的放射性,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该实验运用了加法原理,对照组应加入不含蛋白S的缓冲液
B. RNA聚合酶能识别DNA模板上的起始密码子并与之结合
C. 加入的原料中含32P标记尿嘧啶核糖核苷酸也能得到相似的结果
D. 加入肝素后几乎没有新的mRNA合成,而蛋白S能解除肝素对转录的抑制
16. 研究万宝山国家草原生态系统时发现,Y、X、Z分别为第一、第二和第三营养级,每个营养级不同物种的个体数量如图1,一段时间后个体数量发生变化,结果如图2.下列叙述正确的是( )
注:图中每一柱条代表一个物种。
A. 食物和天敌对营养级X种群数量的作用强度与该营养级种群密度相关
B. X营养级的生物被捕食的压力明显增加
C. Y营养级生物所含的能量为流经该生态系统的总能量
D. X营养级的生物之间存在明显的竞争关系,其中X2处于竞争劣势
三、非选择题
17. 黄瓜喜温,冬春低温严重影响黄瓜苗生长。为研究施氮量对低温胁迫下黄瓜生长的影响,研究人员用含有不同浓度硝态氮(形态)的营养液分别处理低温胁迫下的黄瓜苗,并在实验的第1、8、12天测定各项数据,结果如下表所示。回答下列问题:
组别
时间(d)
叶绿素含量(SPAD)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
胞间浓度(μmol·m-2·s-1)
T0(0mmol/L)
1
45.95
10.90
419.9
8
32.33
4.52
307.1
12
29.62
3.28
327.0
T1(12mmol/L)
1
49.73
9.30
375.6
8
41.08
7.80
318.4
12
32.41
4.63
325.5
T2(24mmol/L)
1
51.10
8.74
366.8
8
36.67
7.23
320.0
12
35.39
6.34
345.1
(1)配制营养液时,除硝态氮浓度外,其他离子含量和pH均保持一致,目的是________。提取T0组第1天的黄瓜苗叶片色素,分离后显示滤纸条上各条带颜色浅,且宽度窄,从实验操作角度分析,可能原因是_______(写1点)。
(2)据表可知,随着低温胁迫时间延长,黄瓜苗的________下降,直接影响光反应阶段NADPH和ATP的合成,最终导致光合速率下降。
(3)施氮能缓解低温胁迫对黄瓜苗光合作用的抑制,第12天时________组缓解效果更显著。第1天时,T0组的净光合速率高于其他组,原因最可能是_______。
A.低温导致根系丧失吸收氮的能力
B.此时植株对氮的需求较低,主要依赖自身储存的氮
C.吸收外源硝态氮消耗能量,T0组可减少能量消耗
(4)请结合本实验结果,为冬春季节低温环境下黄瓜苗的科学施氮提出具体化建议________。
18. 当血钠水平急性降低时,机体可依赖“肠-脑轴”神经回路调控钠食欲,表现为肠道细胞分泌胰泌素(SCT),该激素作用于脑干孤束核(NTS)中含胰泌素受体(SCTR)的神经元,再经其轴突投射至下丘脑室旁核(PVH),下丘脑兴奋后可增强动物对盐分的摄入欲望。
(1)机体钠缺乏时,肠道细胞释放的SCT通过________运输到神经系统,最终与神经元表面的受体结合,激活该神经元。
(2)神经元的轴突形成“篮子样”结构,包裹下丘脑神经元的胞体和树突,该结构增加了________数量,同步释放大量神经递质,保证信号高效转导,此过程仅能单向传递兴奋至PVH神经元,原因是_______。
(3)已知药物M可特异性阻断SCTR,为验证SCT对钠摄入的促进作用,科研团队设计如下实验进行验证:
实验一
实验二
组别
A
B
C
D
实验材料
缺Na饮食的小鼠
SCT基因
不敲除
敲除
不敲除
不敲除
试剂处理
-
-
向小鼠脑干特定区域注射适量生理盐水配制的药物M
?
盐水饮用量
①
②
③
④
a.表中“?”代表的操作为_______。
b.根据题干信息,预测4组实验小鼠的盐水饮用量:①________②,③________④(填“<”、“=”或“>”)。
19. 海洋牧场是一种海洋人工生态系统,通过在特定海域投放人工鱼礁等措施,构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所,以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出,是海洋低碳经济的典型代表。回答下列问题:
(1)比较人工鱼礁和自然岩礁群落的不同,________是区别两者的重要特征。
(2)研究者设计了“海洋牧场”海水生态养殖模式,即在上层挂绳养殖海带等藻类,在中层挂笼养殖牡蛎等滤食性贝类,在底层设置人工鱼礁,养殖海参等底栖杂食动物。下图是该“海洋牧场”部分构造和物质循环关系图。
①为了保证资源充分利用,研究者提出了以上“多营养层次”生态养殖模式,这种模式的设计遵循了生态工程的________原理。
②这种生态养殖模式与传统养殖相比具有的优势是________(答1点)。
(3)合理密养、立体养殖是提高养殖经济效益的有效措施。从群落空间结构的角度分析,立体养殖可以_______。在构建“海洋牧场”海水立体养殖时,需要考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是_______。
20. 某一年生雌雄同株异花二倍体植物,其花色有多种颜色,其中基因A控制紫色色素合成,a无控制色素合成的功能;基因B控制红色色素合成,b控制蓝色色素合成。两对等位基因均为完全显性。红色色素和紫色色素可叠加为紫红色,蓝色色素和紫色色素可叠加为靛蓝色。科研人员在纯合紫红色花植株中,发现了一株纯合白花植株,通过研究得知该变异性状的出现是由于基因M发生突变所致,该突变基因(X)不仅影响花色色素的形成还影响某种配子的育性。为进一步研究X的作用机制,将该白花植株与纯合靛蓝色花植株进行正反交实验,结果如下表所示。已知A、a基因不影响配子育性,所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,不考虑新的突变及染色体互换。
组别
P
F1
F2表型及比例
一
白花(♂)×靛蓝色花(♀)
无子代
二
白花(♀)×靛蓝色花(♂)
紫红色花
紫红色花:靛蓝色花:白花=7∶3∶2
(1)用该植物进行杂交实验的步骤为_______。(用文字和箭头表示)
(2)根据表中的杂交实验结果推测,X相对于M而言为_________(填“显性”或“隐性”或“无法确定”),且基因B、b与M及其等位基因位于非同源染色体上。
(3)已知一组实验结果是因为X影响了花粉的育性,使白花亲本产生的雄配子均不育;依据二组实验结果推测,F1产生的不育配子的基因型为________。
(4)通过PCR扩增二组F2白花植株的基因B、b,用同种限制酶切割后进行电泳,发现条带组成有类型Ⅰ和类型Ⅱ,如图所示。可选用红色花纯合品系与二组F2中的______(填“类型Ⅰ”或“类型Ⅱ”)白花植株进行杂交获得F1,F1自交获得F2,统计F2的花色及比例,来进一步确定基因M/X、A/a和B/b等三对非等位基因之间的位置关系。
预期结果及结论:
①若F2中靛蓝色花植株占比为1/4,则说明______与B/b位于同一对同源染色体上;
②若F2中靛蓝色花植株占比为______,则说明A/a与M/X位于同一对同源染色体上;
③若F2中靛蓝花植株占比为3/16,则说明______。
21. 在植物基因工程研究中,准确鉴定启动子的时空表达特性至关重要。研究人员构建了RFP/GFP双荧光载体,过程如下:
注:HindⅢ、PstⅠ、XbaⅠ、SacⅠ、EcoRⅠ为限制酶切位点,切口都位于其中轴线的两侧;CaMV35S为组成型启动子,在大多数组织和细胞中都能高效表达;GFP为绿色荧光蛋白基因;RFP为红色荧光蛋白基因;Nos为终止子。
(1)构建双荧光载体的过程中,去除载体1中XbaⅠ和SacⅠ位点,目的是_______。步骤一、二中用T4DNA聚合酶处理限制酶切后载体,可以将黏性末端_________,便于载体的连接;步骤一、二中选用的限制酶为:①_________②_________。
(2)研究人员欲利用RFP/GFP双荧光载体验证番茄E8启动子是果实特异性启动子,利用PCR技术扩增E8启动子片段时,为便于其与RFP/GFP双荧光载体正确连接,应在引物的5’端添加相应的限制酶识别序列(如图),其中对引物Ⅰ应添加_______识别序列。
(3)将得到的E8启动子与双荧光载体连接得到E8-RFP/GFP载体,导入相应受体细胞,实验方案如下:
组别
载体
受体材料
预期结果
A
RFP/GFP双荧光载体
果实细胞
绿色荧光+,红色荧光+
B
E8-RFP/GFP载体
果实细胞
i_______
C
E8-RFP/GFP载体
叶肉细胞
ii_______
完善上表中的预期结果(用“+”表示有荧光,“-”表示无荧光)。
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2026届高三年级阶段检测生物试题
一、单选题(每题只有一个正确选项,每题2分,共24分)
1. 2025年5月23日,第78届世界卫生大会(WHA)正式批准全球首个关于肾脏健康的决议,将肾脏疾病列入全球优先关注的重大非传染性疾病(NCD)。肾脏的重要功能之一是排泄废物、调节水盐与酸碱平衡。下列说法正确的是( )
A. 水是活细胞中含量最多的有机化合物
B. 水分子间的氢键有利于水在常温下维持液态
C. 人体血液中钠离子含量过低会引发抽搐等症状
D. 透析型人工肾可以完全替代肾脏行使生命功能
【答案】B
【解析】
【详解】A、水是活细胞中含量最多的化合物,但属于无机物,并非有机化合物,A错误;
B、水分子间通过氢键形成相互作用力,使水在常温下保持液态,这对维持生物体内环境稳定至关重要,B正确;
C、人体血液中钙离子含量过低会引发抽搐,C错误;
D、透析型人工肾仅能模拟肾脏的排泄功能(如滤过代谢废物),无法完全替代肾脏行使生命功能,D错误。
故选B。
2. 科研人员在研究糖尿病的发病机制中发现,小鼠胰岛B细胞的线粒体结构与功能受损,会导致细胞内信号转导通路异常,使胰岛B细胞去分化,且功能异常。下列叙述错误的是( )
A. 正常机体内血糖浓度升高到一定程度,使胰岛B细胞的活动增强
B. 细胞内信号转导通路的异常体现了细胞膜具有信息交流的功能
C. 线粒体结构与功能受损会导致ATP合成减少,胰岛素合成减慢
D. 胰岛B细胞去分化后,胰岛素基因的表达速率可能会显著降低
【答案】B
【解析】
【详解】A、血糖浓度升高会作为信号直接刺激胰岛B细胞,促进其分泌胰岛素以降低血糖,因此正常机体内血糖升高到一定程度时胰岛B细胞活动增强,A正确;
B、细胞膜的信息交流功能指的是细胞与细胞之间、细胞与胞外信号分子之间的信息传递过程,题干中细胞内信号转导通路异常属于细胞内部的生理过程,不能体现细胞膜的信息交流功能,B错误;
C、线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,细胞生命活动所需的ATP主要来自线粒体;胰岛素属于分泌蛋白,其合成过程需要消耗ATP,因此线粒体结构功能受损会导致ATP合成减少,胰岛素合成减慢,C正确;
D、胰岛B细胞的特有功能是合成并分泌胰岛素,该功能依赖胰岛素基因的正常表达;胰岛B细胞去分化后功能异常,因此胰岛素基因的表达速率可能会显著降低,D正确。
3. 在细胞内的某反应途径中,从底物S转化为产物P需依次经酶E1、E2、E3催化,具体过程如下图所示。当产物P积累过多时,会与E1的非活性中心抑制位点可逆性结合,使E₁构象改变,降低E1与S的结合能力,反应减慢或停止。下列相关叙述错误的是( )
A. 该反应途径体现了细胞内酶促反应需相互配合有序进行
B. 产物P对E1的抑制作用会减少细胞内物质和能量的浪费
C. 酶E1具有与底物S结合的活性位点和与产物P结合的抑制位点
D. 产物P与E1结合使E1变性失活从而降低反应速率
【答案】D
【解析】
【详解】A、结合题意及图示可知,多步酶促反应依次进行,体现了细胞内酶促反应的有序协调,A正确;
B、产物P对E1的抑制作用即当终产物过多时通过反馈抑制起“关闸”作用,可避免不必要的物质和能量消耗,B正确;
C、据图可知,酶E1既可以催化S的转化,也可以被产物P抑制,故酶E1具有与底物S结合的活性位点和与产物P结合的抑制位点,C正确;
D、产物与 E₁ 可逆性结合只是导致该酶构象改变并降低活性,并非使酶“变性失活”,D错误。
故选D。
4. 艾弗里及其同事利用肺炎链球菌的不同亚型(如:RⅡ、SⅡ、SⅢ等)进行如下实验:
甲组:SⅡ经诱变可产生RⅡ,部分RⅡ可回复突变为SⅡ,但无法突变为SⅢ;
乙组:RⅡ可存在多种亚型,分别与加热杀死的SⅢ混合,只有RⅡ36A可以转化为SⅢ;
丙组:
关于实验下列说法错误的是( )
A. 甲组可为RⅡ36A转化为SⅢ提供间接证据
B. RⅡ菌在固体培养基上形成的菌落表面是粗糙的
C. X酶可能是酯酶、蛋白酶、RNA酶或DNA酶
D. 乙组其他类型不能实现转化的原因是SⅢ的DNA变性
【答案】D
【解析】
【详解】A、SⅢ不可能由RⅡ或SⅡ突变而来,可以为RⅡ36A转化为SⅢ提供间接证据,即SⅢ的出现是RⅡ36A发生基因重组的结果,A正确;
B、RⅡ菌在固体培养基上形成的菌落表面是粗糙的,B正确;
C、通过去除提取物中的某项成分来确定转化因子,X酶可能是酯酶、蛋白酶,RNA酶或DNA酶,C正确;
D、乙组其他类型不能实现转化的原因不可能是SⅢ的DNA变性,因为RⅡ36A可以转化为SⅢ,D错误。
5. 胞嘧啶的甲基化修饰是基因甲基化的常见形式,称为5mC.亚硫酸氢盐可将基因中未甲基化的碱基C转化为碱基U,而5mC不被转化。经PCR扩增后进行序列比对,用于分析基因的胞嘧啶甲基化程度,过程如图。
下列叙述正确的是( )
A. 应选择其他基因的序列作为实验的对照组
B. 未甲基化的胞嘧啶位点经处理、扩增后变成碱基T
C. 基因甲基化程度越高,扩增后嘧啶碱基的比例越高
D. 基因甲基化会改变DNA的碱基序列进而产生变异
【答案】B
【解析】
【详解】A、本实验的目的是分析同一基因的胞嘧啶甲基化程度,对照组应选择该基因未发生甲基化的原始序列(即亚硫酸氢盐处理前的序列),用于和处理、扩增后的序列进行比对,从而定位甲基化位点,A错误;
B、亚硫酸氢盐处理:未甲基化的 C → U PCR 扩增:U 在 DNA 复制时,与 A 配对;下一轮复制时,A 与 T 配对,最终原本未甲基化 C 的位置,在扩增后的 DNA 序列中变为 T,B正确;
C、嘧啶碱基包括 C 和 T。 甲基化的 5mC:处理、扩增后仍为 C(嘧啶);未甲基化的 C:处理、扩增后变为 T(嘧啶)。无论 C 是否甲基化,最终扩增后的碱基都属于嘧啶(C 或 T),因此甲基化程度高低不会改变总嘧啶碱基的比例,C错误;
D、基因甲基化是表观遗传修饰,仅在胞嘧啶上添加甲基基团,不改变 DNA 的碱基序列,因此不会产生碱基序列层面的变异,D错误。
6. “花粉蒙导效应”是指使用同种和异种花粉同时混合授粉至同一柱头,以帮助异种花粉突破柱头处的生殖障碍,实现远缘杂交。相关实验及结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别
柱头来源
花粉来源
柱头上滴加的物质
花粉萌发情况
1
拟南芥
拟南芥
无
萌发
2
远缘物种
无
不萌发
3
拟南芥+远缘物种
无
均萌发
4
远缘物种
R肽
萌发
A. 拟南芥花粉可能诱导自身柱头释放R肽,保证花粉萌发
B. 第3组的柱头来源若为远缘物种,则结果为不萌发
C. 可借助R肽提高农作物远缘杂交的成功率
D. 通过“花粉蒙导效应”可提高植物的遗传多样性
【答案】B
【解析】
【详解】A、从组别1中拟南芥花粉在自身柱头上萌发,组别4中在拟南芥柱头上滴加R肽后远缘物种花粉萌发,可推测拟南芥花粉可能诱导自身柱头释放R肽,从而保证花粉萌发,A正确;
B、“花粉蒙导效应”是指同种和异种花粉同时混合授粉帮助异种花粉突破生殖障碍实现远缘杂交。若第3组的柱头来源为远缘物种,由于存在拟南芥花粉和远缘物种花粉的混合授粉,依然可能借助拟南芥花粉产生的某种作用(如诱导产生R肽等)使花粉均萌发,B错误;
C、组别4表明在拟南芥柱头上滴加R肽后远缘物种花粉能够萌发,说明可借助R肽提高农作物远缘杂交的成功率,C正确;
D、“花粉蒙导效应”通过帮助异种花粉突破生殖障碍实现远缘杂交,进而提高植物的遗传多样性,D正确。
故选B。
7. 过敏性腹泻是指机体对特定食物抗原(如牛奶蛋白等)产生异常免疫反应,导致胃肠道功能紊乱,出现腹泻、腹痛等症状的疾病。如图是鱼虾蛋白引起过敏性腹泻的机制图。下列叙述错误的是( )
A. 过敏性腹泻反应具有明显的个体差异
B. 抗原呈递细胞能参与如图过程,也是第二道防线的重要组成部分
C. 图中肥大细胞分泌的组胺属于能参与体液调节的化学物质
D. 辅助性T细胞分泌的细胞因子是激活细胞甲的第二个信号
【答案】D
【解析】
【详解】A、过敏反应是指已免疫的机体再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应。不同个体的免疫系统遗传背景不同,对特定抗原(如牛奶蛋白、鱼虾蛋白)的反应性差异极大,具有明显的个体差异和遗传倾向,A正确;
B、如图所示,初次摄入抗原时,抗原呈递细胞(APC,如巨噬细胞、树突状细胞)负责摄取、处理抗原,并将抗原信息呈递给辅助性 T 细胞,启动特异性免疫,因此参与了图示过程。 第二道防线:人体的第二道防线指体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞(巨噬细胞等属于抗原呈递细胞)。抗原呈递细胞(吞噬细胞)属于第二道防线(非特异性免疫),同时也参与第三道防线(特异性免疫)的抗原呈递过程,B正确;
C、肥大细胞释放的组胺通过体液运输作用于胃肠平滑肌等靶细胞,引起平滑肌收缩,导致腹泻、腹痛,因此组胺属于参与体液调节的化学物质,C正确;
D、激活细胞甲(B 细胞)的第二个信号是辅助性 T 细胞与 B 细胞的直接接触,细胞因子仅起促进分化的作用,D错误。
8. 某科研小组为研究性激素(E)和促性腺激素(FSH)对下丘脑分泌促性腺激素释放激素(GnRH)的影响,将正常小鼠切除性腺后随机分为三组,处理一段时间后,检测小鼠体内GnRH的相对含量如表所示。下列叙述错误的是( )
处理
GnRH相对含量
注射适量生理盐水
①
注射等量E
②
注射等量FSH
③
A. 切除性腺的目的是排除小鼠自身性激素对实验结果的干扰
B. 三组实验小鼠的初始生理状态应保持一致,遵循单一变量原则
C. 若②<①,可推测性激素对下丘脑分泌GnRH存在负反馈调节
D. 若③<①,说明FSH能抑制下丘脑分泌GnRH,且该作用一定是直接的
【答案】D
【解析】
【详解】A、本实验探究外源性激素和促性腺激素对下丘脑分泌GnRH的影响,切除性腺可避免小鼠自身合成的性激素干扰实验结果,A正确;
B、实验设计需遵循单一变量原则,小鼠初始生理状态属于无关变量,应保持一致且适宜,排除无关变量对实验结果的干扰,B正确;
C、①组为生理盐水对照组,②组注射性激素E,若②<①,说明注射性激素后GnRH分泌量减少,可推测性激素对下丘脑分泌GnRH存在负反馈调节,C正确;
D、若③<①,仅能说明FSH可导致GnRH分泌量减少,但无法确定该作用是FSH直接作用于下丘脑导致的,也可能是FSH通过其他中间物质间接抑制下丘脑分泌GnRH,D错误。
9. 在某海岛封闭生态系统中,研究者对一种以植物果实为食的鸟类进行种群年龄结构调查,结果如下表(单位:只)。下列相关叙述正确的是( )
年龄(年)
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
≥6
个体数
120
95
80
65
50
30
20
注:该鸟2年性成熟,5年后进入老年(繁殖能力显著下降)。
A. 该种群的年龄结构为衰退型,在相当长的一段时间内,其种群数量将下降
B. 若该岛气候稳定,无外来干扰,该种群的出生率和死亡率将长期保持相等
C. 调查该鸟的种群密度时,若标记物导致部分标记个体更易被天敌捕食,则估算值偏大
D. 若食物和空间等环境资源保持不变,即使幼鸟死亡率极高,其种群数量仍会趋于稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A、该鸟2年性成熟、5年进入老年,因此生殖前期(0~2年)个体数为120+95=215只,生殖期(2~5年)个体数为80+65+50=195只,生殖后期(≥5年)个体数为30+20=50只,幼年个体数远多于老年个体数,年龄结构为增长型,短期内种群数量将上升,A错误;
B、当前种群为增长型,出生率大于死亡率,种群数量会先增长,达到环境容纳量后出生率和死亡率才会基本相等,并非长期保持相等,B错误;
C、鸟类活动能力强、活动范围广,调查其种群密度采用标记重捕法,计算公式为:种群总个体数=(初次标记数×重捕总数)/重捕中标记个体数。若标记物导致标记个体更易被天敌捕食,会使重捕到的标记个体数偏小,最终估算值偏大,C正确;
D、若幼鸟死亡率极高,会导致幼年个体大量死亡,年龄结构转为衰退型,种群数量会下降,不会趋于稳定,D错误。
10. 为研究广西弄岗国家级自然保护区喀斯特季节性雨林中几种林鸟的生态位特征,科研人员对其生态位宽度进行了全年监测。下列分析错误的是( )
A. 不同林鸟在不同月份生态位宽度的改变是群落演替的结果
B. 据图可推测冠斑犀鸟适应环境的能力,显著高于红耳鹎
C. 1~2月红耳鹎的生态位宽度下降,可能是种间竞争加剧所致
D. 若该季雨林发生轻度火灾,白鹇的生态位宽度可能先下降后逐渐恢复
【答案】A
【解析】
【详解】A、不同林鸟在不同月份生态位宽度的改变是种群适应环境的结果,并非群落演替的结果,A错误;
B、从图中能够看出,冠斑犀鸟的生态位宽度整体显著高于红耳鹎,说明它利用资源的范围更广,适应环境变化的能力更强,B正确;
C、1~2 月红耳鹎的生态位宽度下降,可能是因为该季节食物资源减少,与其他林鸟的种间竞争加剧,导致其可利用的资源范围缩小,C正确;
D、若该季雨林发生轻度火灾,白鹇的生存环境会遭到破坏,其生态位宽度可能先下降,之后随着环境逐渐恢复,生态位宽度又会逐渐恢复,D正确。
11. 在发酵过程中,多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体,菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是( )
A. 相同菌体密度下,菌球体越大柠檬酸产生速率越慢
B. 发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量
C. 发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长
D. 发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品
【答案】D
【解析】
【分析】发酵工程:(1)定义:利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品;主要为微生物细胞本身或者其代谢产物。(2)分离、提纯产物:产品若是微生物细胞,在发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥;产品若是微生物代谢物,则根据产物的性质采取 适当的提取、分离和纯化措施。
【详解】A、黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧,相同菌体密度下,菌球体越大越不利于菌体与氧气接触,柠檬酸产生速率越慢,A正确;
B、菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制,发酵中期添加一定量的硫酸铵,提高铵离子浓度,菌体内可提高柠檬酸产量,B正确;
C、发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必须的酶失活,可抑制大部分细菌的生长,C正确;
D、发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品,D错误。
故选D。
12. 为利用乳腺生物反应器进行制药,需先对胚胎的性别进行筛选后再进行移植。已知牛的雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原,可与H-Y单克隆抗体发生特异性结合。下列叙述正确的是( )
A. H-Y单克隆抗体是由B淋巴细胞分泌的 B. H-Y单克隆抗体检测呈阳性的胚胎应剔除
C. 可对筛选出的桑葚胚内细胞团进行均等分割 D. 胚胎移植前要对受体母牛进行超数排卵处理
【答案】B
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、H-Y单克隆抗体是杂交瘤细胞的分泌物,所以H-Y单克隆抗体是由杂交瘤细胞分泌的,A错误;
B、H-Y单克隆抗体具有特异性,H-Y抗原只存在于雄性胚胎中,因此,H-Y单克隆抗体检测阳性的胚胎一定是雄性,而乳腺生物反应器需要雌性个体,因此筛选检测阳性的个体应剔除,B正确;
C、桑葚胚没有内细胞团,可对筛选出的囊胚期的内细胞团进行均等分割,C错误;
D、胚胎移植前要对受体母牛进激素处理,使供受体处于相同的生理状态,不是让受体超数排卵,D错误。
故选B。
二、多选题(每题有多个正确选项,全对4分,漏选2分,错选和没选0分,共16分)
13. 遗传瓶颈效应是种群数量短期内大幅减少,导致基因库缩小、遗传多样性降低的现象。研究发现,近年来尽管扬子鳄野外种群数量持续增长,但遗传瓶颈效应仍显著存在。基因测序结果显示,圈养种群的基因库中存在大量野生种群缺失的等位基因。下列说法正确的是( )
A. 遗传瓶颈效应会使扬子鳄种群对环境变化的适应能力降低
B. 随机选取圈养个体进行野外放归,不一定能改善遗传瓶颈效应
C. 圈养扬子鳄的遗传多样性大于野生扬子鳄的遗传多样性
D. 圈养扬子鳄与野生扬子鳄的生存环境不同会导致二者基因库存在差异
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、遗传瓶颈效应会降低种群遗传多样性,使种群可遗传的变异类型减少,面对环境变化时能产生适应性状的个体更少,因此对环境变化的适应能力降低,A正确;
B、只有放归携带野生种群缺失等位基因的圈养个体才能改善野生种群的遗传瓶颈效应,随机选取的圈养个体可能不携带野生种群缺失的等位基因,因此不一定能改善遗传瓶颈效应,B正确;
C、遗传多样性的高低取决于种群内全部等位基因的丰富度,题干仅说明圈养种群存在大量野生种群缺失的等位基因,未说明野生种群的所有等位基因圈养种群都具备,无法得出圈养扬子鳄遗传多样性大于野生种群的结论,C错误;
D、圈养和野生扬子鳄的生存环境不同,自然选择的方向存在差异,会导致两种群的基因频率发生不同方向的改变,因此二者基因库存在差异,D正确。
14. 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。
15. 科研人员从肿瘤细胞中发现了蛋白S,为了研究其功能做了如下实验:将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料,其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记,一起反应一段时间后加入肝素(可以与RNA聚合酶结合),一段时间后再加入含蛋白S的缓冲液,检测产物中32P的放射性,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该实验运用了加法原理,对照组应加入不含蛋白S的缓冲液
B. RNA聚合酶能识别DNA模板上的起始密码子并与之结合
C. 加入的原料中含32P标记尿嘧啶核糖核苷酸也能得到相似的结果
D. 加入肝素后几乎没有新的mRNA合成,而蛋白S能解除肝素对转录的抑制
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、该实验运用了加法原理,根据对照实验的基本原则,无关变量应保持相同且适宜,本实验自变量为有无蛋白S,两组均加入肝素,实验组加入了含有蛋白S的缓冲液,对照组应加入不含有蛋白S的缓冲液,A正确;
B、起始密码子在RNA上,而不是DNA上;RNA聚合酶能识别DNA模板上特定的位点即启动子,并与之结合,催化RNA的合成,B错误;
C、据题意“将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料,其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记”,结合题图开始一段时间内(1 min之前)产物放射性增加,说明曲线反映的是模板DNA的转录过程,尿嘧啶核糖核苷酸也是转录的原料,加入的原料中含32P标记尿嘧啶核糖核苷酸也能得到相似的结果,C正确;
D、加入肝素后,产物中含32P的放射性强度不再增加,说明肝素能抑制转录过程,因此没有新的mRNA的合成;加入肝素一段时间后再加入蛋白S,产物放射性增加;未加入蛋白S的对照组,产物放射性几乎不发生变化,说明蛋白S能解除肝素抑制转录的作用,D正确。
故选ACD。
16. 研究万宝山国家草原生态系统时发现,Y、X、Z分别为第一、第二和第三营养级,每个营养级不同物种的个体数量如图1,一段时间后个体数量发生变化,结果如图2.下列叙述正确的是( )
注:图中每一柱条代表一个物种。
A. 食物和天敌对营养级X种群数量的作用强度与该营养级种群密度相关
B. X营养级的生物被捕食的压力明显增加
C. Y营养级生物所含的能量为流经该生态系统的总能量
D. X营养级的生物之间存在明显的竞争关系,其中X2处于竞争劣势
【答案】AB
【解析】
【详解】A、对于 X(第二营养级)来说,食物(Y 营养级)的供给量、天敌(Z 营养级)的捕食压力,都会随 X 种群密度变化而改变: 若 X 种群密度大,种内竞争加剧,食物不足的压力更明显; 同时,X 密度高会更容易被天敌发现捕食,天敌的捕食作用强度也会上升。 因此,食物和天敌的作用强度与 X 的种群密度正相关,A正确;
B、比较题图1和题图2可知,与题图1相比,题图2中Y(第一营养级)个体数量增加,Z(第三营养级)个体数量也增加,X(第二营养级)个体数量减少,说明X营养级生物被Z捕食的压力大,该营养级数目减少,B正确;
C、流经生态系统的总能量 = 生产者(Y)固定的太阳能总量(而非 “所含的能量”)。 区别:“固定的总量” 是生产者通过光合作用同化的能量(包括自身呼吸消耗、流向分解者、流向下一营养级等);“所含的能量” 是生产者当前的生物量能量,远小于固定的总能量,C错误;
D、X 营养级的生物以 Y 为食,理论上存在竞争关系,但图中 X 物种数量的变化主要是由天敌(Z)的捕食选择导致的,而非种内竞争; 不能仅通过数量增减就判定 “X2处于竞争劣势”,因为捕食压力的影响更大,D错误。
三、非选择题
17. 黄瓜喜温,冬春低温严重影响黄瓜苗生长。为研究施氮量对低温胁迫下黄瓜生长的影响,研究人员用含有不同浓度硝态氮(形态)的营养液分别处理低温胁迫下的黄瓜苗,并在实验的第1、8、12天测定各项数据,结果如下表所示。回答下列问题:
组别
时间(d)
叶绿素含量(SPAD)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
胞间浓度(μmol·m-2·s-1)
T0(0mmol/L)
1
45.95
10.90
419.9
8
32.33
4.52
307.1
12
29.62
3.28
327.0
T1(12mmol/L)
1
49.73
9.30
375.6
8
41.08
7.80
318.4
12
32.41
4.63
325.5
T2(24mmol/L)
1
51.10
8.74
366.8
8
36.67
7.23
320.0
12
35.39
6.34
345.1
(1)配制营养液时,除硝态氮浓度外,其他离子含量和pH均保持一致,目的是________。提取T0组第1天的黄瓜苗叶片色素,分离后显示滤纸条上各条带颜色浅,且宽度窄,从实验操作角度分析,可能原因是_______(写1点)。
(2)据表可知,随着低温胁迫时间延长,黄瓜苗的________下降,直接影响光反应阶段NADPH和ATP的合成,最终导致光合速率下降。
(3)施氮能缓解低温胁迫对黄瓜苗光合作用的抑制,第12天时________组缓解效果更显著。第1天时,T0组的净光合速率高于其他组,原因最可能是_______。
A.低温导致根系丧失吸收氮的能力
B.此时植株对氮的需求较低,主要依赖自身储存的氮
C.吸收外源硝态氮消耗能量,T0组可减少能量消耗
(4)请结合本实验结果,为冬春季节低温环境下黄瓜苗的科学施氮提出具体化建议________。
【答案】(1) ①. 遵循单一变量原则,排除其他离子含量、pH等无关变量对实验结果的干扰 ②. 研磨不充分、画滤液细线次数太少、无水乙醇加入过多等 (2)叶绿素含量
(3) ①. T2 ②. C
(4)根据低温胁迫时长调整施氮量,短期低温可适当降低施氮量,长期低温则适当提高施氮
【解析】
【小问1详解】
本实验自变量是硝态氮浓度,其余影响实验的因素属于无关变量,保持无关变量一致的目的是遵循单一变量原则,排除其他离子含量、pH等无关变量对实验结果的干扰。滤纸条上色素带浅窄说明色素总量少,从实验操作角度分析,常见原因可能是研磨不充分、画滤液细线次数太少、无水乙醇加入过多等。
【小问2详解】
从表格数据可知,随低温胁迫时间延长,黄瓜苗的叶绿素含量逐渐下降;叶绿素吸收光能减少,直接影响光反应合成ATP和NADPH;进而限制碳反应阶段的三碳酸的还原过程,最终导致光合速率降低。
【小问3详解】
从表格数据可知,第12天时,T2组叶绿素含量、净光合速率均最高,说明T2组缓解低温胁迫的效果最显著;第1天时,T0组的净光合速率高于其他组,原因最可能是T0呼吸消耗有机物更少,因为植物吸收硝态氮是主动运输,需要消耗呼吸作用提供的能量,施氮组需要吸收外源硝态氮,能量消耗多、呼吸更强,另外第1天低温对根系丧失吸收氮的能力影响还不大,且此时各组自身储存的氮大致相同,C正确,AB错误。
【小问4详解】
根据本实验的结果,冬春季节低温环境下黄瓜苗的科学施氮的建议是:根据低温胁迫时长调整施氮量,短期低温可适当降低施氮量,长期低温则适当提高施氮。
18. 当血钠水平急性降低时,机体可依赖“肠-脑轴”神经回路调控钠食欲,表现为肠道细胞分泌胰泌素(SCT),该激素作用于脑干孤束核(NTS)中含胰泌素受体(SCTR)的神经元,再经其轴突投射至下丘脑室旁核(PVH),下丘脑兴奋后可增强动物对盐分的摄入欲望。
(1)机体钠缺乏时,肠道细胞释放的SCT通过________运输到神经系统,最终与神经元表面的受体结合,激活该神经元。
(2)神经元的轴突形成“篮子样”结构,包裹下丘脑神经元的胞体和树突,该结构增加了________数量,同步释放大量神经递质,保证信号高效转导,此过程仅能单向传递兴奋至PVH神经元,原因是_______。
(3)已知药物M可特异性阻断SCTR,为验证SCT对钠摄入的促进作用,科研团队设计如下实验进行验证:
实验一
实验二
组别
A
B
C
D
实验材料
缺Na饮食的小鼠
SCT基因
不敲除
敲除
不敲除
不敲除
试剂处理
-
-
向小鼠脑干特定区域注射适量生理盐水配制的药物M
?
盐水饮用量
①
②
③
④
a.表中“?”代表的操作为_______。
b.根据题干信息,预测4组实验小鼠的盐水饮用量:①________②,③________④(填“<”、“=”或“>”)。
【答案】(1)体液(或血液)
(2) ①. 突触小体(或突触) ②. 神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上
(3) ①. 向小鼠脑干特定区域注射等量生理盐水 ②. > ③. <
【解析】
【小问1详解】
机体钠缺乏时,肠道细胞释放SCT,其作为一种激素,可通过体液运输到神经系统,最终与神经元NTS-SCTR+表面的受体结合,激活该神经元。
【小问2详解】
神经元NTS-SCTR+的轴突形成“篮子样”结构,包裹下丘脑神经元的胞体和树突,增加了接触面积,因而该结构增加了突触的数量,同步释放大量神经递质,保证信号高效转导,此过程仅能单向传递兴奋至PVH神经元,是因为神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上的受体,而不能反向传递。
【小问3详解】
a.已知药物M可特异性阻断SCTR,为验证SCT对钠摄入的促进作用,科研团队设计如下实验进行验证,根据实验目的并结合表格信息可知,该实验的自变量为SCT基因是否敲除和是否注射药物M,因变量为SCT对钠摄入的促进作用。据此可推测,表中的“?”代表的操作为向小鼠脑干特定区域注射等量生理盐水,这样做的目的是作为对照组,排除药物M以外因素对实验结果的干扰(或排除生理盐水对实验结果的干扰)。
b.题意显示,当血钠水平急性降低时,肠道细胞分泌胰泌素(SCT),该激素作用于脑干孤束核(NTS)中含胰泌素受体(SCTR)的神经元NTS-SCTR+,再经其轴突投射至下丘脑室旁核(PVH),可增强动物对盐分的摄入欲望,因而可推测,①>②;又知药物M可特异性阻断SCTR,因而③<④;则该结果可验证相应的结论。
19. 海洋牧场是一种海洋人工生态系统,通过在特定海域投放人工鱼礁等措施,构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所,以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出,是海洋低碳经济的典型代表。回答下列问题:
(1)比较人工鱼礁和自然岩礁群落的不同,________是区别两者的重要特征。
(2)研究者设计了“海洋牧场”海水生态养殖模式,即在上层挂绳养殖海带等藻类,在中层挂笼养殖牡蛎等滤食性贝类,在底层设置人工鱼礁,养殖海参等底栖杂食动物。下图是该“海洋牧场”部分构造和物质循环关系图。
①为了保证资源充分利用,研究者提出了以上“多营养层次”生态养殖模式,这种模式的设计遵循了生态工程的________原理。
②这种生态养殖模式与传统养殖相比具有的优势是________(答1点)。
(3)合理密养、立体养殖是提高养殖经济效益的有效措施。从群落空间结构的角度分析,立体养殖可以_______。在构建“海洋牧场”海水立体养殖时,需要考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是_______。
【答案】(1)物种组成
(2) ①. 循环和整体 ②. 实现物质循环再生;实现了能量的多级利用,提高能量利用率;调整能量流动关系,使能量更多流向对人类更有益部分;减少污染节约成本
(3) ①. 充分利用空间和资源 ②. 维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产(实现生态效益和经济效益的可持续发展)
【解析】
【小问1详解】
物种组成是区分不同群落的重要特征,比较人工鱼礁和自然岩礁群落的不同,物种组成是区别两者的重要特征。
【小问2详解】
①“多营养层次”生态养殖模式,可以促进系统的物质迁移与转化,在建设时要考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力,这种模式的设计主要遵循了生态工程的循环和整体原理。
②这种生态养殖模式与传统养殖相比具有的优势是实现物质循环再生;实现能量的多级利用,提高能量利用率;调整能量流动关系使能量更多流向对人类更有益部分;减少污染节约成本。
【小问3详解】
海水立体养殖利用了群落结构的特点,优点是能充分利用空间和资源;由于空间和资源是有限的,所以在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产,实现生态效益和经济效益的可持续发展。
20. 某一年生雌雄同株异花二倍体植物,其花色有多种颜色,其中基因A控制紫色色素合成,a无控制色素合成的功能;基因B控制红色色素合成,b控制蓝色色素合成。两对等位基因均为完全显性。红色色素和紫色色素可叠加为紫红色,蓝色色素和紫色色素可叠加为靛蓝色。科研人员在纯合紫红色花植株中,发现了一株纯合白花植株,通过研究得知该变异性状的出现是由于基因M发生突变所致,该突变基因(X)不仅影响花色色素的形成还影响某种配子的育性。为进一步研究X的作用机制,将该白花植株与纯合靛蓝色花植株进行正反交实验,结果如下表所示。已知A、a基因不影响配子育性,所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,不考虑新的突变及染色体互换。
组别
P
F1
F2表型及比例
一
白花(♂)×靛蓝色花(♀)
无子代
二
白花(♀)×靛蓝色花(♂)
紫红色花
紫红色花:靛蓝色花:白花=7∶3∶2
(1)用该植物进行杂交实验的步骤为_______。(用文字和箭头表示)
(2)根据表中的杂交实验结果推测,X相对于M而言为_________(填“显性”或“隐性”或“无法确定”),且基因B、b与M及其等位基因位于非同源染色体上。
(3)已知一组实验结果是因为X影响了花粉的育性,使白花亲本产生的雄配子均不育;依据二组实验结果推测,F1产生的不育配子的基因型为________。
(4)通过PCR扩增二组F2白花植株的基因B、b,用同种限制酶切割后进行电泳,发现条带组成有类型Ⅰ和类型Ⅱ,如图所示。可选用红色花纯合品系与二组F2中的______(填“类型Ⅰ”或“类型Ⅱ”)白花植株进行杂交获得F1,F1自交获得F2,统计F2的花色及比例,来进一步确定基因M/X、A/a和B/b等三对非等位基因之间的位置关系。
预期结果及结论:
①若F2中靛蓝色花植株占比为1/4,则说明______与B/b位于同一对同源染色体上;
②若F2中靛蓝色花植株占比为______,则说明A/a与M/X位于同一对同源染色体上;
③若F2中靛蓝花植株占比为3/16,则说明______。
【答案】(1)套袋→(人工)授粉(或“人工传粉”)→套袋
(2)隐性 (3)XB
(4) ①. 类型Ⅰ ②. A/a ③. 1/6 ④. A/a、B/b和M/X分别位于三对同源染色体
【解析】
【小问1详解】
该植物为雌雄同株异花,杂交时无需去雄,步骤:套袋→授粉→套袋。套袋目的:防止外来花粉干扰;授粉:人工传粉;再次套袋:保证杂交得到的种子由人工传粉所结。
【小问2详解】
二组中纯合白花植株(XXAABB)与纯合靛蓝色植株(MMAAbb)杂交,F₁全为紫红色(MXAABb),若X相对于M为显性,F₁应为白色,因此X相对于M而言为隐性。
【小问3详解】
一组(白花♂×靛蓝色♀)无子代个体,推测白花父本产生的花粉不育。二组中,白花母本基因型为XXAABB,靛蓝色父本为MMAAbb。F₁基因型为MXAABb,F₂性状分离比为7:3:2,为9:3:3:1的变式,在无致死情况下,F₂中性状分离比应该为紫红色花:靛蓝色花:白花9:3:4。此时说明基因M/X与B/b独立遗传,且F₂白花植株基因型为XXAAB_和XXAAbb,题干中给出信息A/a基因与花粉的育性无关,若不考虑A/a基因的话,F₂中白色植株基因型为XXB_和XXbb,可推知XB或Xb的花粉不育;再结合紫红色花M_AAB_由9→7可知:只能是XB花粉不育,F₂性状分离比为7:3:2,符合3种雄配子(可育)与4种雌配子结合(雌配子正常)。
【小问4详解】
由(3)知基因M/X与B/b位于两对同源染色体,判断三对等位基因在染色体上的位置,即判断A/a与M/X、B/b的位置关系。二组F₂中的白花植株基因型为XXAABb和XXAAbb;因实验思路是选用红色花纯合品系(MMaaBB)与二组F2中的白花植株进行杂交获得F1,F1自交获得F2,因此需要选择的白花植株为XXAAbb,这样才能出现三杂合MXAaBb,进而通过F2判断三对等位基因的位置。图示为白花植株的B/b基因用同种限制酶切割后的电泳结果,类型I有两个条带,而类型Ⅱ有三个条带,且5.4kb=3.3kb+2.1kb,说明类型Ⅱ为杂合子Bb,类型I为纯合子bb,因此选择二组F2中的类型I(XXAAbb)。因此可以选择纯合红色MMaaBB个体和二组F2中的类型I(XXAAbb)个体杂交,获得F1为MXAaBb。
①若A/a与B/b位于同一对同源染色体上,此时A和b连锁,a和B连锁,此时M/X位于另一对同源染色体上,因存在雄配子XB不育现象,F1能产生的雄配子为MaB:MAb:XAb=1:1:1,雌配子为MaB:MAb:XAb:XaB=1:1:1:1,子二代靛蓝色花的比例为1/3×1/4+1/4×1/3+1/4×1/3=1/4。因此若子二代靛蓝色花的比例为1/4,则说明A/a与B/b位于同一对同源染色体上。
②若A/a与M/X位于同一对同源染色体上,此时X和A连锁,M和a连锁,此时B/b位于另一对同源染色体上,因存在雄配子XB不育现象,雄配子为MaB:Mab:XAb=1:1:1,雌配子MaB:Mab:XAb:XAB=1:1:1:1,子二代靛蓝色花的比例为MXAabb=1/3×1/4+1/4×1/3=1/6。
③若A/a、B/b和M/X分别位于三对同源染色体上,则满足自由组合定律,靛蓝色(基因型为M-A-bb),由于含XB的花粉不育,在根据实验二可知,M_bb的概率为3/12,由因A_的概率为3/4,可推知靛蓝花植株占比为3/16。
21. 在植物基因工程研究中,准确鉴定启动子的时空表达特性至关重要。研究人员构建了RFP/GFP双荧光载体,过程如下:
注:HindⅢ、PstⅠ、XbaⅠ、SacⅠ、EcoRⅠ为限制酶切位点,切口都位于其中轴线的两侧;CaMV35S为组成型启动子,在大多数组织和细胞中都能高效表达;GFP为绿色荧光蛋白基因;RFP为红色荧光蛋白基因;Nos为终止子。
(1)构建双荧光载体的过程中,去除载体1中XbaⅠ和SacⅠ位点,目的是_______。步骤一、二中用T4DNA聚合酶处理限制酶切后载体,可以将黏性末端_________,便于载体的连接;步骤一、二中选用的限制酶为:①_________②_________。
(2)研究人员欲利用RFP/GFP双荧光载体验证番茄E8启动子是果实特异性启动子,利用PCR技术扩增E8启动子片段时,为便于其与RFP/GFP双荧光载体正确连接,应在引物的5’端添加相应的限制酶识别序列(如图),其中对引物Ⅰ应添加_______识别序列。
(3)将得到的E8启动子与双荧光载体连接得到E8-RFP/GFP载体,导入相应受体细胞,实验方案如下:
组别
载体
受体材料
预期结果
A
RFP/GFP双荧光载体
果实细胞
绿色荧光+,红色荧光+
B
E8-RFP/GFP载体
果实细胞
i_______
C
E8-RFP/GFP载体
叶肉细胞
ii_______
完善上表中的预期结果(用“+”表示有荧光,“-”表示无荧光)。
【答案】(1) ①. 防止后续构建过程中GFP基因被意外切割 ②. 补齐成为平末端 ③. Hind Ⅲ ④. EcoR Ⅰ
(2)XbaⅠ (3) ①. 绿色荧光+,红色荧光+ ②. 绿色荧光+,红色荧光-
【解析】
【小问1详解】
利用载体1和载体2构建RFP/GFP双荧光载体时,去除载体1中XbaⅠ和SacⅠ位点是为了防止后续构建过程中GFP基因被意外切割,以保持GFP表达体系的完整性,在后续应用中能够表达绿色荧光蛋白,使其作为阳性对照。利用PstⅠ酶切后,载体1呈链状且两端露出黏性末端,利用T4DNA聚合酶将游离的脱氧核糖核苷酸连在与黏性末端互补的子链上,从而补齐成为平末端,便于载体的连接。在利用HindⅢ酶切后,载体1(链状)一端为平末端,一端为HindⅢ酶切后的黏性末端;同理对载体2,先用EcoRI切割、再用T4DNA聚合酶补齐、最后用HindⅢ酶,可使RFP表达体系一端为平末端,一端为HindⅢ酶切后的黏性末端。
【小问2详解】
欲利用RFP/GFP双荧光载体验证番茄E8启动子是果实特异性启动子,需用E8启动子替换RFP上游的CaMV 35S启动子,为保证正确连接,需要用到双酶切法,结合(2)中的图示,应在引物Ⅰ的5′端添加XbaⅠ识别序列。
【小问3详解】
CaMV 35S为组成型启动子,在大多数组织和细胞中都能高效表达,A组作为阳性对照,可以通过检测细胞在相应条件下产生的荧光判断载体系统的有效性,亦可证明RFP基因本身可以正常表达。因为E8启动子是果实特异性启动子,在果实细胞中能够同时启动RFP和GFP基因的表达,因此B组预期结果为绿色荧光+、红色荧光+;在叶肉细胞中,E8启动子无法启动RFP基因表达,但GFP基因的表达由CaMV 35S启动子驱动,因此C组预期结果为绿色荧光+、红色荧光-。
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