内容正文:
生 物 学
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.无机盐是维持生命活动不可或缺的物质,下列关于人体内Mg2+的叙述,最合理的是
A.是直接参与肌肉收缩的关键离子
B.是组成血红蛋白的关键离子
C.是维持细胞外液酸碱平衡的关键离子
D.是激活某些胞内酶的关键离子
2.迁移体是细胞迁移过程中产生的新型具膜细胞结构,含有信号分子、受损线粒体等,迁移体会被释放到细胞外,下列叙述正确的是
A.线粒体受损后,迁移体中线粒体可能会增多
B.迁移体的膜由细胞膜和核糖体的膜转化而来
C.迁移体通过与溶酶体结合来水解受损线粒体
D.细胞器漂浮于细胞质中,并且可自由地移动
3.TPA是一种活性物质,可通过结合并激活蛋白激酶C(PKC)及其下游信号通路,诱导THP-1细胞向巨噬细胞分化。在TPA诱导分化的过程中,THP-1细胞会停止增殖,并开始表达巨噬细胞特征。下列叙述正确的是
A.在细胞分化过程中,细胞的遗传物质一定会发生改变
B.THP-1细胞可以分化为巨噬细胞,体现了其具有全能性
C.与巨噬细胞相比,THP-1细胞的分化程度更低
D.细胞的分裂、分化、衰老、凋亡和癌变均属于正常生命过程
4.杂交鹅掌楸(2n=38)的部分花粉母细胞能完成正常的减数分裂。某兴趣小组先制作装片,再拍摄该细胞进行减数分裂时在不同时期的显微图片,并按减数分裂的顺序标记为a~g,如图所示。下列叙述正确的是
A.图a中可以观察到细胞正在进行同源染色体联会及互换的动态过程
B.图c时期的非同源染色体上的非等位基因可以进行自由组合
C.若不发生基因突变,则图c中的两个细胞中一定没有等位基因
D.若不发生染色体变异,则图f时期的细胞染色体数目和体细胞中的染色体数目相等
5.突变基因a会引起人患某种重型病,突变基因a′会引起人患轻型该病,且基因的显隐性关系为A>a>a′。来自父亲的a、a′基因无法表达,来自母亲的a、a′基因能表达。已知一对夫妻中母亲正常、父亲患病,且可以产生4种基因型的子代,他们部分子女的基因检测结果如图所示,下列叙述正确的是
A.该夫妻所生孩子的相关表型只有正常和患轻型病
B.该夫妻再生一个患重型病女儿的概率是1/8
C.该夫妻中父亲的基因型为aa′、母亲基因型为Aa
D.突变基因a、a′的形成是由碱基对的替换导致的
6.适应辐射是指一个原始物种在新环境中迅速分化形成多个新物种,以适应不同生态位的现象。下列属于适应辐射的是
A.同一地区长颈鹿颈长变长的现象
B.同一母体同时出生的小鼠毛色却不同
C.加拉帕戈斯群岛多种地雀的形成
D.工业污染的树干上黑色桦尺蠖逐渐增多
7.酒精是生产、生活中一种重要的物质,酒精会影响动物神经系统的功能。下列叙述错误的是
A.人体自身细胞代谢产生的酒精是内环境中常见的物质
B.酒精可以通过自由扩散的方式跨膜进入组织细胞
C.低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验中需要使用酒精
D.微生物培养过程中,可以选用体积分数为70%的酒精消毒
8.图中曲线Ⅰ表示正常人体内某处神经纤维受适宜刺激后膜内Na+含量的变化,曲线Ⅱ表示相应的膜电位变化。下列叙述正确的是
A.A点以前为静息电位,该电位的形成主要与Na+有关
B.若Na+持续过度内流,可能会导致神经元水肿破裂
C.分析BC段形成的原因,主要是Na+内流的速率减小
D.若在A点时加大刺激的强度,则B点会向上移动
9.娜塔栎是一种高大的落叶乔木,其种子的萌发分为吸胀、萌动、发芽和幼苗四个阶段,如图为这四个阶段中脱落酸(ABA)和生长素(IAA)含量的变化。下列相关叙述错误的是
A.种子萌发过程中,有机物的种类会增加
B.幼苗阶段ABA显著升高,幼苗可能受到了干旱胁迫
C.种子萌发过程中,IAA与ABA的变化趋势较为相似
D.与种子萌发期相比,种子休眠期的ABA含量更少
10.文拉法辛是兴奋性神经递质5-羟色胺(5-HT)和去甲肾上腺素(NE)的再摄取抑制剂,使5-HT和NE在突触间隙的浓度显著增加。抑郁症的发生与突触间隙中5-HT和NE等含量降低有关。下列叙述错误的是
A.缺氧会影响兴奋在神经纤维上的传导
B.文拉法辛能增强机体的兴奋性,可用于治疗抑郁症
C.5-HT与突触后膜上的受体结合后会引发电位改变
D.文拉法辛可在突触处发挥作用,作用部位是突触后膜
11.森林碳汇是指森林植物吸收大气中的CO2并将其固定在植被或土壤中。某研究团队采用封山育林和补植套种两种造林模式开展试验,研究不同土层的土壤碳密度(指单位面积中一定深度土壤的碳总储量)与碳汇效益。造林前、后不同土层的土壤碳密度如表所示。下列叙述正确的是
造林模式
造林前土壤碳密度/(MgC·hm-2)
造林5年后土壤碳密度/(MgC·hm-2)
0~20cm
20~40cm
40~60cm
0~20cm
20~40cm
40~60cm
封山育林
3.04
2.06
2.14
5.04
3.50
4.46
补植套种
4.58
3.65
2.75
7.60
6.28
4.70
A.因土壤表层枯落物较多,故20~40cm土层的土壤碳密度最高
B.不同深度土层中存在不同生物类群,体现生物群落的水平结构
C.与封山育林模式相比,补植套种模式的土壤碳汇效益更显著
D.调查补种植物的种群密度,选取的样方面积都应该为10m2
12.禁渔后,南太湖水域鱼类种群结构会发生变化。研究人员研究了南太湖三个监测站位的优势种刀鲚的情况,刀鲚在各监测站位的体重占比和数量占比情况如图所示。下列叙述正确的是
A.刀鲚在监测站位3的体重占比和数量占比均最低
B.刀鲚在数量上的占比较大,而对其他物种的影响较小
C.调查三个监测站位的刀鲚情况时,优先选择刀鲚数量丰富的区域采样
D.利用标记重捕法调查刀鲚在南太湖中的数量,仅使用大网眼的渔网捕捞
13.雌果蝇会通过比较雄果蝇求偶信息的质量来选择交配对象。雄果蝇求偶时会通过振动翅膀发出“求偶歌声”,雌果蝇可能会根据歌声的频率、节奏、强度等特征来评估雄果蝇的健康状况等,从而决定是否接受交配。下列叙述错误的是
A.雄果蝇发出的“求偶歌声”属于物理信息
B.雄果蝇发出求偶信号时,其作为信息受体
C.求偶过程体现了生物种群的繁衍离不开信息传递
D.果蝇种群的性别比例会影响种群出生率进而影响种群密度
14.研究人员通过敲除猪胚胎细胞中与肾脏发育密切相关的基因P和基因M,获得肾脏缺陷型猪胚胎,然后将人源多功能干细胞(iPSCs)注射到猪胚胎中,获得含有人源肾脏的嵌合体,如图所示。下列叙述错误的是
A.若不敲除基因P和基因M,则可能无法获得人源肾脏
B.与人体细胞相比,iPSCs中含有发育成人源肾脏的特有基因
C.重组细胞体外培养至桑葚胚或囊胚时可进行胚胎移植
D.过程⑥所得个体的某些组织细胞的基因组成存在差异
15.瓦氏雅罗鱼主要分布在黄河流域水体中上层,具有溯河洄游产卵的习性,产卵后亲鱼进入湖岸河边肥育,冬季入深水越冬。该鱼取食水生动植物、小型甲壳类、底栖动物以及遗体、碎屑等。下列叙述错误的是
A.瓦氏雅罗鱼粪便中的能量是生产者流向分解者的能量
B.瓦氏雅罗鱼分布在水体中上层,这与食物、栖息空间有关
C.若取走少量瓦氏雅罗鱼的卵,则环境容纳量不发生改变
D.瓦氏雅罗鱼入深水越冬是季节性环境因素对其生活的影响
16.H+-K+-ATP酶是一种位于胃壁细胞膜上的质子泵,具有维持细胞内外K+浓度梯度和调节细胞内pH的作用,其作用机理如图所示。下列叙述错误的是
A.上述过程体现了H+-K+-ATP酶催化和运输物质的作用
B.该酶通过转运H+来缩小胃壁细胞与胃腔H+的浓度差
C.M1-R、H2-R、G-R可能是位于胃壁细胞膜上的特异性受体
D.ATP水解生成ADP的过程,需要断裂一种特殊的化学键
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17.(10分)
高温会造成叶绿体内活性氧(ROS)大量累积,类囊体薄膜上的核心蛋白D1对ROS尤为敏感,极易受到破坏,进而影响光合作用效率。类囊体薄膜上的D1蛋白的跨膜结构如图所示。
回答下列问题:
(1)由图可知,D1蛋白的氨基端位于________(填“细胞质基质”或“叶绿体基质”)。
(2)光合作用的________(填“光反应”或“暗反应”)过程在叶绿体类囊体膜上进行,类囊体薄膜上的两类光合色素名称为________。
(3)编码D1蛋白的基因psbA位于叶绿体基因组,叶绿体中积累的ROS会显著抑制psbAmRNA的翻译过程,导致光系统Ⅱ修复效率降低。我国科学家克隆了拟南芥叶绿体中的psbA基因,并将psbA基因与编码转运肽的DNA片段连接,构建融合基因,再与高温响应的启动子连接,导入拟南芥细胞的核基因组中,成功表达后,转运肽会定向地将表达产物转运至叶绿体,其中psbA基因在拟南芥中转录的场所为________,上述操作________(填“能”或“否”)提高拟南芥对高温的适应性,请说明理由:________。
18.(12分)
蚕的性别决定方式为ZW型,雄蚕经济价值高于雌蚕。T基因位于常染色体上,若一对同源染色体上的T基因均缺失,则蚕胚胎停育。Cre酶可以特异性识别LoxP位点,进而将LoxP位点间的DNA片段切除。科研人员利用基因工程技术引入GFP基因(绿色荧光蛋白基因),构建了基因型为TT′杂合雄蚕品系,如图所示。另外将胚胎发育后期特异性表达的基因的启动子与Cre酶基因定点整合到W染色体上,构建了基因型为TT且特异性表达Cre酶的雌蚕品系。不考虑染色体互换。
回答下列问题:
(1) 在基因表达过程中与启动子结合的酶是__________,Cre酶基因定点整合到W染色体上引起的变异是__________(填“基因突变”或“基因重组”)。
(2)TT′杂合雄蚕品系在减数分裂Ⅱ后期的一个细胞中可以观察到__________个绿色荧光。
(3) 让上述构建的两种品系杂交,F1中发出绿色荧光的是__________(填“雌蚕”或“雄蚕”)。Cre酶切除了T′基因中LoxP位点间的DNA片段,则将T′基因记为t。F1中的雌蚕与雄蚕随机交配产生F2,F2中出现胚胎停育现象的相关完整基因型是__________,F2存活幼蚕的相关完整基因型共__________ 种,F2存活幼蚕中发绿色荧光的占比为__________。
19.(10分)
调节性T细胞(Treg)的发育来源于胸腺和外周淋巴组织,据此可分为胸腺来源的Treg(tTreg)和外周来源的Treg(pTreg)如图所示,Treg可增强免疫耐受(机体的免疫系统接触某种抗原后,对特定抗原不产生免疫应答或抑制免疫应答的现象)。
注:初始T细胞表示未受抗原刺激的原始T细胞;TGF-β、IL-2、IL-10、IL-35均是细胞因子。
回答下列问题:
(1)__________(答一个)、巨噬细胞等属于抗原呈递细胞。调节性T细胞能抑制过度的免疫反应,维持机体免疫稳态,防止__________病的发生。
(2)免疫防御、免疫自稳和免疫监视是免疫系统的三大基本功能,其中__________功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染。
(3)在肠道黏膜等外周组织中,抗原呈递细胞与初始T细胞相互作用通过TGF-β、IL-2等细胞因子诱导pTreg的产生;胸腺中,IL-2/STAT5信号通路通过Foxp3(调节免疫平衡的关键因子)诱导tTreg的产生。细胞因子在体液免疫中能促进__________。TGF-β的功能多样,据图分析,TGF-β除了诱导pTreg的产生,还能体现的功能是__________。
(4)根据以上信息,尝试提出解决器官移植免疫排斥的两条思路:__________;__________。
20.(10分)
某地因镍矿资源而闻名,长期大规模开采镍矿对生态环境造成巨大破坏。为改善这一局面,该地启动了镍矿废弃矿山生态修复工程,采用“生态 + 光伏”(将太阳能发电技术与生态保护、环境治理相结合)的模式进行修复,如图所示。
回答下列问题:
(1)调查矿区土壤小动物丰富度的常用采集方法是__________。矿区土体较为密实,缺乏松散营养层,引入植被时应选择具有__________(答两点)等特性的植物。
(2)镍是重金属,通过__________的途径富集。矿区经治理后满眼皆绿、处处皆景,增强了对气候的调节作用,矿区恢复体现了生物多样性的__________价值。矿区上的演替是次生演替,与初生演替相比的不同点是__________(答一点)。
(3)矿区生态系统经治理后恢复生态平衡,包括结构平衡、功能平衡和__________平衡,在矿区的修复中采用“生态 + 光伏”的模式,“生态 + 光伏”相比传统化石能源具有的优点是__________(答两点)。
21.(10分)
苯丙酮酸(PPA)可作为饲料添加剂。目前主要使用奇异变形杆菌的L-氨基酸脱氨酶(PmiLAAD)生产PPA,但产量较低。为了进一步提高PPA的产量,研究人员在大肠杆菌中异源表达了PmiLAAD,然后筛选高产PPA的菌株。构建基因表达载体的部分过程如图1所示。
注:MunⅠ和BclⅠ之间的片段约为200 bp,MunⅠ和HindⅢ之间的片段约为300bp,Knn′为卡那霉素抗性的标记基因。
回答下列问题:
(1)获得PmiLAAD基因的一般流程是提取相应的mRNA,经__________过程获得PmiLAAD基因的cDNA,再通过设计引物并扩增获得大量PmiLAAD基因片段,其中引物通常根据__________进行设计。
(2)为使PmiLAAD基因与质粒正确连接,选用HindⅢ和EcoRⅠ切割PmiLAAD基因,而选用限制酶__________切割质粒,并使用__________酶将切割好的PmiLAAD基因与质粒组成重组质粒。
(3)图2为奇异变形杆菌中PmiLAAD基因的电泳图,选用HindⅢ和BclⅠ切割重组质粒。经电泳检测,若出现大小为__________bp的条带,则说明该表达载体初步构建成功。
(4)将构建的表达载体导入大肠杆菌中进行后续操作,使用Ca2+处理大肠杆菌的目的是__________。
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