精品解析:安徽省芜湖县第一中学2025-2026学年高二下学期4月质量检测生物试题
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内容正文:
高二生物学
满分:100分 时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹签字笔书写,字体工整、笔迹清晰。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 我国科学家研发的“脑修复凝胶”可激活患者脑内的内源性神经干细胞,使其分化为成熟神经元,并建立功能连接,帮助脑卒中患者恢复运动功能。下列相关叙述错误的是( )
A. 激活的内源性神经干细胞可发生定向分化,体现了干细胞的分化潜能
B. 与传统的药物保护相比,“主动再生”策略更侧重于重建神经通路结构
C. 该研究表明成年哺乳动物中枢神经系统仍保留一定程度的可塑性
D. 神经元死亡后,可通过残存神经元的分裂增殖实现受损区域的修复
2. 下列关于传统发酵食品制作原理或操作的叙述,正确的是( )
A. 制作泡菜时坛盖边沿的水槽注满水,为乳酸菌提供无氧环境并补充发酵水分
B. 制作果酒果汁装瓶后留出约1/3的空间,目的是让酵母菌在初期进行有氧呼吸以大量繁殖
C. 制作腐乳的卤汤中一般加入酒类,主要促进毛霉等微生物的生长和蛋白酶的分泌
D. 制作酸奶,鲜奶煮沸后直接接种乳酸菌,然后密封发酵,以保证纯种发酵和快速产酸
3. 2026年,科研团队研发了一种“双闭环”智能胰岛素系统:除传统的电子闭环(CGM监测→算法计算→胰岛素泵输注)外,引入葡萄糖响应性胰岛素(GRI)。GRI能根据血糖浓度自动调节自身释放速率——血糖高时释放加快,血糖低时释放减慢。下列相关叙述正确的是( )
A. CGM的功能类似于人体血糖调节中的感受器即胰岛B细胞,可实时监测血糖
B. GRI根据血糖浓度自动调节释放速率为一种负反馈调节机制
C. 胰高血糖素可以促进肌糖原分解和非糖物质转化,其与GRI作用相反
D. 双闭环系统对血糖浓度的自动调节过程中,下丘脑不再发挥其中枢的作用
4. 研究者发现器官移植后,被移植器官中淋巴管断裂导致的纤维化(疤痕组织增生)是造成慢性器官衰竭的独立因素,且该过程在基因型完全相同的小鼠肺移植后同样发生。器官移植面临的主要障碍仍是免疫排斥反应。下列相关叙述错误的是( )
A. 免疫排斥主要是由细胞毒性T细胞对异体细胞的特异性识别和攻击所致
B. 同基因型小鼠间移植不发生免疫排斥,因其主要组织相容性抗原基本相同
C. 免疫抑制剂主要作用于T淋巴细胞,抑制其增殖和活化以减轻免疫排斥反应
D. 淋巴管断裂导致的纤维化过程与免疫排斥密切相关
5. 蝗虫大量聚集会对农业生产造成危害。我国科学家发现蝗虫释放的群聚信息素4VA是引发聚集行为的关键化学信号,科学家解析了4VA的完整生物合成途径,还在此基础上开发出可阻断4VA合成小分子抑制剂4—硝基苯酚,以有效抑制蝗虫聚集。下列叙述错误的是( )
A. 4VA作为化学信号可通过影响蝗虫的聚集行为,从而改变种群的空间分布格局
B. 控制4VA生物合成相关酶的基因涉及多个,体现了基因通过控制酶的合成间接控制性状
C. 使用4—硝基苯酚阻断信息素4VA的合成,从而抑制蝗虫聚集,这属于化学防治方法
D. 该研究通过解析4VA合成途径并开发其抑制剂,为环境友好型害虫防控提供了分子靶点
6. 如图是生长素作用机理示意图,生长素与受体结合后,可使质子泵(一种ATP酶,可运输)活化,把从膜内主动转运到细胞壁。请判断下列叙述错误的是( )
A. 质子泵是逆浓度梯度运输,因此生长素通过细胞壁的方式是主动运输
B. 生长素发挥作用后可使细胞壁处下降,可增加细胞壁的延展性
C. 在植物体内,生长素主要是由色氨酸经过一系列反应转变而来,其合成受基因的调控
D. 生长素诱导细胞伸展过程中,伴随着新细胞壁物质的合成,以维持细胞壁的厚度
7. 下列有关古文记载的生物学解读正确的是( )
A. 螟蛉有子,蜾蠃负之——两种生物之间为寄生关系
B. 数罟不入洿池,鱼鳖不可胜食也——合理控制捕捞强度,利于种群数量增长
C. 螳螂捕蝉,黄雀在后——这三种生物构成了一条食物链
D. 燕燕于飞,差池其羽——体现了物理信息对生物生命活动的影响
8. 2024年,美国部分地区迎来两批数量达万亿只周期性蝉群。这两种蝉分别需要13年和17年才能羽化出土,其出现时间受土壤温度影响:当土壤温度达到17.8℃且伴随降雨时,蝉群才会爆发。蝉的繁殖持续6周,钻出时留下的孔洞有助土壤通气,死亡后为树木提供养分。下列相关叙述正确的是( )
A. 蝉群大规模爆发时的种群密度称为环境容纳量
B. 土壤温度和降雨是影响蝉种群数量的非生物因素
C. 雄蝉鸣叫以吸引异性体现信息传递能调节种间关系
D. 蝉死亡后为树木提供养分,说明蝉属于分解者
9. “草—藻全链条生态修复技术”在坡面及滨岸带种植高效菌草,利用其发达根系固土保水、吸收污染物;在水域构建由沉水植物、微藻等生物组成的“水下森林”体系,同时可投加生物酶加速污染物分解,实现水体和底泥同步净化。改良后的菌草是良好的饲料、板材、纤维来源。下列说法错误的是( )
A. 菌草作为陆域生态系统中的生产者,能够将太阳能转化为化学能
B. 该技术有效选择生物组分并合理布设,主要体现了生态工程的自生原理
C. 收割的菌草用于制作饲料,实现了物质和能量的循环利用
D. 构建“水下森林”提高了水域生态系统的抵抗力稳定性
10. 在森林和农田的交错区域(群落交错区),由于同时具有两种生境的条件,往往物种数量更丰富,某些物种的种群密度更大,这种现象称为“边缘效应”。下列说法错误的是( )
A. 人类活动可能导致森林边缘的树木死亡率增加、碳储量显著低于森林内部
B. 生态位相似的物种在群落交错区中共存,是通过生态位分化来减少竞争的
C. 边缘效应会加剧群落交错区的种间竞争,降低相邻营养级间的能量传递效率
D. 群落交错区与内部的生物种类和数量存在差异,体现了群落的水平结构
11. 为探究夜间灯光对外来入侵植物和本地植物的影响,研究人员进行了配对样方实验(即在一个样点较小范围内分别选择一个有路灯照射的样方和一个无路灯照射的样方),结果如下表。下列说法正确的是( )
处理组
植物类型
丰富度(种)
平均株高(cm)
相对盖度(%)
有路灯
入侵植物
2.1
61.1
27.7
本地植物
8.6
41.3
77.2
无路灯
入侵植物
1.1
40.2
10.1
本地植物
8.4
37.3
87.6
A. 夜间灯光导致本地植物的丰富度和相对盖度均显著下降,但平均株高上升
B. 入侵植物在无路灯条件下的竞争能力高于有路灯条件
C. 为控制生物入侵,可在入侵植物高发区缩短夜间照明时间或降低光照强度
D. 本地植物种内竞争较弱,导致其在有路灯时盖度下降
12. 2026年,科研团队为从富含杂菌的废水样本中分离能利用甲醇的甲基营养型酵母菌,设计了一种以甲醇为唯一碳源并添加多种抗生素的培养基。下列关于该培养基的叙述,正确的是( )
A. 该培养基允许特定微生物生长并抑制其他微生物,属于选择培养基
B. 该培养基中添加的抗生素可以为酵母菌生长提供必要营养
C. 甲醇作为唯一碳源,能为酵母菌提供能源,也能作为氮源
D. 该培养基在接种前需采用干热灭菌法进行彻底灭菌处理
13. 光照、植物激素EBR、脱落酸和赤霉素均参与调节拟南芥种子的萌发,部分作用关系如图。下列叙述正确的是( )
A. 光敏色素是一类色素蛋白复合体,在植物分生组织的细胞内比较丰富
B. 图中激素①可能是赤霉素,激素②可能是脱落酸
C. 红光使光敏色素结构发生改变,可抑制种子萌发
D. EBR与激素①在促进萌发方面具有协同作用
14. 影印接种是一种通过盖印章的方式,达到在一系列培养皿平板的相同位置上出现相同遗传型菌落的接种和培养方法。科研人员用该方法分离纯化具有青霉素抗性的大肠杆菌,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该实验中用到的接种工具是接种环
B. 图中只有3、7、11号培养基需要添加青霉素
C. 图中含青霉素的培养基的菌落周围会出现抑菌圈
D. 该实验证明青霉素能诱导大肠杆菌产生耐药性
15. 我国科研人员利用毕赤酵母发酵生产脊髓灰质炎疫苗。他们将病毒关键蛋白基因导入酵母菌,通过优化发酵条件,使酵母菌在细胞内大量表达并组装成不含病毒遗传物质的“病毒样颗粒”,该颗粒作为疫苗进入人体能激发人体免疫。与传统需培养活病毒的方法相比,该技术更安全、高效。下列说法错误的是( )
A. 通过基因工程育种获得生产菌种是发酵工程菌种的重要来源
B. 温度、pH、溶氧量等影响酵母菌繁殖和病毒样颗粒的合成、组装
C. 发酵结束后需先分离菌体,再破碎细胞才能获得病毒样颗粒
D. 该疫苗是微生物的代谢产物而非菌体,故生产过程中无需严格的无菌条件
二、非选择题:共5小题,共55分。
16. 中国地质大学研究团队对长江中游三个污染背景不同的相邻湖泊(牛山湖、东梁子湖、西梁子湖)进行了4年调查。结果显示,在污染严重的东、西梁子湖中,达氏鲌(一种常见淡水鱼)出现“年龄断层”,研究团队对此展开了探究。
(1)据图1可知,达氏鲌的年龄结构类型为___________,研究发现,在污染严重的湖泊中,___________(选填“低龄鱼”、“中龄鱼”或“高龄鱼”)数量的锐减,会导致达氏鲌呈现上述的年龄结构特点。
经研究发现,一种名为“毒死蜱”的农药是影响鱼类寿命的关键因素。根据下图回答相关问题。
(2)毒死蜱作为一种稳定的化学农药,会沿着___________逐级积累,最终在最高营养级的生物体内浓度最高,毒死蜱在生物体内浓度高于环境浓度的现象称为___________。
(3)由图2可推测,相较于牛山湖,在毒死蜱污染程度更高的东梁子湖、西梁子湖中,达氏鲌的端粒长度更___________(选填“短”或“长”),肝脏中脂褐素(一种衰老标志物)的含量更___________(选填“低”或“高”)。
(4)中国地质大学研究团队在实验室开展了以下对照实验:
实验A(低剂量慢性组):模拟自然环境,让达氏鲌长期生活在含有低剂量毒死蜱的水体中。
实验B(高剂量急性组):让达氏鲌短期暴露在高剂量毒死蜱的水体中。
实验结果:___________(选填“实验A”或“实验B”)中的鱼出现了与野外污染湖中相似的现象:端粒明显缩短、脂褐素增多,存活率大幅下降。而___________(选填“实验A”或“实验B”)虽引起了鱼类死亡,但并未导致端粒缩短和脂褐素堆积。达氏鲌的“年龄断层”现象为我们在化学农药安全性评估方面给的启示:___________(答出1点即可)。
17. 为什么“越努力,越有动力”,近段时间,研究人员发现了这一现象的神经基础:大脑的伏隔核(简称伏核)是调控动机与奖励的关键脑区,研究人员以大鼠为材料,通过电刺激或药物干预,记录不同付出代价下伏核内多巴胺的释放量,结果如图所示。
(1)研究发现,当个体付出高代价时,伏核内多巴胺的释放量___________(填“增高”或“降低”),从而驱动个体继续付出努力。
(2)若通过药物阻断乙酰胆碱的作用,大鼠伏核内多巴胺的释放量减少,由此推测,乙酰胆碱可___________(填“促进”或“抑制”)多巴胺的释放。
(3)为验证“乙酰胆碱是通过激活尼古丁受体来促进多巴胺释放”的假设,进行以下实验,请将实验步骤补充完整。
实验材料:
正常大鼠若干、尼古丁受体基因敲除大鼠若干、乙酰胆碱受体激动剂X(可特异性激活尼古丁受体)、乙酰胆碱受体激动剂Y(可特异性激活其他类型乙酰胆碱受体、生理盐水、脑立体定位注射装置、微透析探针、高效液相色谱仪(用于检测多巴胺浓度)。
实验步骤:
第一步:动物分组
将正常生理状况相似的大鼠随机分为三组,分别编号为A组、B组、C组,每组至少5只;将生理状况相似的尼古丁受体基因敲除大鼠编号为D组,同样至少5只。
第二步:手术埋管
将所有大鼠麻醉后固定于脑立体定位仪上,参照大鼠脑图谱定位___________位置,在颅骨相应位置钻孔,植入引导套管,以便后续进行药物注射和样品收集。
第三步:药物处理
A组
B组
C组
D组
向伏隔核缓慢注射等量的___________。
向伏隔核缓慢注射等量的乙酰胆碱受体激动剂X。
向伏隔核缓慢注射等量的乙酰胆碱受体激动剂Y。
向伏隔核缓慢注射等量的___________。
第四步:样品收集及检测
注射完成后,通过微透析探针连续收集各组大鼠伏隔核处的___________,将收集到的样品注入___________,检测各组样品中多巴胺的浓度。
(4)已知多巴胺释放过多可能导致精神分裂症等疾病。结合本实验结论,提出一条治疗多巴胺系统过度活跃的潜在药物策略:___________。
18. 红霉素是一种由红霉素链霉菌(一种放线菌)产生的大环内酯类抗生素,临床上广泛用于治疗呼吸道感染等疾病。某生物制药公司为优化红霉素的工业化发酵工艺,探究了不同碳源、氮源配比及溶氧条件对菌体生长和产物合成的影响,实验结果如下表所示。
组别
碳源种类
碳氮比
溶氧条件
菌体比生长速率()
红霉素产量(g/L)
Ⅰ
葡萄糖
4:1
高溶氧(搅拌+通气)
0.28
2.5
Ⅱ
葡萄糖
8:1
高溶氧(搅拌+通气)
0.35
1.8
Ⅲ
淀粉
4:1
高溶氧(搅拌+通气)
0.18
3.2
Ⅳ
淀粉
4:1
静置培养(低溶氧)
0.08
0.5
请结合微生物发酵工程的相关知识,分析并回答下列问题。
(1)对比组别Ⅰ和Ⅲ可知,在相同碳氮比和溶氧条件下,以___________为碳源更有利于红霉素的积累,这可能与淀粉作为___________碳源(填“快速利用”或“缓慢利用”)有关,有利于次级代谢产物的合成;组别Ⅳ的结果说明,红霉素链霉菌作为___________菌(填“好氧”或“厌氧”)的代谢特征。
(2)结合上述探究,请为该制药公司设计一条获得高产红霉素的发酵工艺路线:第一阶段(菌体生长期):采用碳源为___________、碳氮比为___________、高溶氧条件,以促进菌体快速增殖;第二阶段(产物合成期):调整发酵条件采用___________为碳源、碳氮比为___________、高溶氧条件,以诱导红霉素大量合成。
(3)若发现组别Ⅲ的发酵后期红霉素产量不再增加,但培养基中仍残留大量淀粉,可能的原因是___________(答出1点即可)。
19. 藻类是水生生态系统的初级生产者,其种群数量变化直接反映水体富营养化程度。某研究小组以两种常见淡水藻类——蓝藻(铜绿微囊藻,单细胞,常形成群体)和绿藻(栅藻,4细胞群体)为材料,开展“不同营养条件下藻类种群数量变化”的实验研究。请分析回答下列问题:
(1)下图是实验第5天对铜绿微囊藻培养液取样计数时,在显微镜高倍镜下的视野示意图(图中黑点代表藻细胞,台盼蓝染色后观察;计数室大方格被等分为25个中方格;取样时已稀释10倍)。
①若用图2的计数结果作为每个中方格的平均值,根据图示计数结果推算原培养液中活藻细胞的密度约为___________个/mL。
②视野中观察到部分藻细胞呈2-4个小细胞的群体聚集状态,且部分细胞被台盼蓝染成蓝色。在计数时,对于群体和死细胞应分别如何处理?___________。若忽略群体现象直接整体按单个细胞计数,会导致计数结果偏___________(填“高”或“低”)。
(2)研究小组同时测定了两种藻类在不同营养条件下的种群数量变化情况,得到如下数据:(单位:个/mL)
培养天数
1
3
5
7
9
11
13
15
铜绿微囊藻(高氮组)
0.8
3.6
15.2
28.5
42.0
48.5
49.2
48.8
铜绿微囊藻(低氮组)
0.8
2.8
8.5
14.0
18.5
20.0
19.8
18.5
栅藻(高氮组)
0.6
2.2
7.8
15.5
24.0
30.5
35.0
38.5
栅藻(低氮组)
0.6
2.0
6.5
12.0
17.0
20.5
22.0
22.5
①根据表中数据,铜绿微囊藻在高氮条件下的种群增长曲线呈___________形。第9天时,种群数量是否达到环境容纳量(值)?___________(填“是”或“否”)。
②低氮组中,铜绿微囊藻在第11天后种群数量下降,从种内关系和环境因素的角度分析,可能的原因有___________(答出两点)。
③对比栅藻和铜绿微囊藻在高、低氮条件下的种群增长,可以得出结论有:高氮条件能促进二者的生长,可能的原因是___________。低氮条件抑制___________的生长,该生物对低氮环境的敏感度更高,科学研究发现可能是由于在缺氮时会降解藻胆体(主要捕光天线)来获取氮源,导致细胞“失绿黄化”,失去藻胆体后,光合能力下降,生长受限。
④2025年发表于《传感器》(Sensors)的一项研究显示,利用计算机视觉结合Hough圆变换可自动化估算藻类细胞浓度,与传统血细胞计数板人工计数相比,二者相关系数高达0.96,这种自动化方法的优势在于___________(答出1点即可)。
20. 生物多样性的维持机制是生态学研究的核心问题之一,2025年发表于《自然—生态与进化》的一项研究,通过对巴拿马热带森林中86种藤本植物长达10年的追踪调查(共记录55156株个体),揭示了物种共存的奥秘。研究发现,当某个物种在局部区域数量增多时,其种群增长率会下降,从而被“拉回”到平衡水平;而当数量减少时,种群增长率则会上升,避免灭绝。这一机制确保了任何物种都无法排挤其他物种,从而维持了群落的高多样性。分析回答下列问题:
(1)图中展示了研究中部分物种的反馈强度与其相对多度的关系。反馈强度反映了种群增长率对自身数量变化的敏感程度,数值越大,说明数量偏离平衡时受到的“拉力”越强,反馈强度表示负反馈(数量越多增长越慢),表示正反馈(数量越多增长越快)。
①据图可知,物种相对多度越小,反馈强度越___________。
②若某一外来物种入侵该群落,其反馈强度极低(接近0)。根据图中揭示的规律,推测该外来物种最可能成为___________(填“常见种”或“稀有种”),理由是___________。
(2)下表展示了研究中两个代表性物种的种群动态参数:
两种藤本植物在10年研究期内的种群动态参数
物种
初始个体数
最终个体数
累计死亡数
累计补充数
反馈强度
物种A(稀有)
45
52
38
45
0.82
物种B(常见)
3820
4015
2450
2645
0.15
①物种A的累计补充数(45)大于累计死亡数(38),但其种群规模并未大幅增长。结合反馈强度数据分析,可能的原因是___________。
②物种B的反馈强度仅为0.15,这意味着当该物种数量增加时,其种群增长率___________(填“迅速”或“缓慢”)下降。这种特点使其在群落中能够___________(填“维持较高数量”或“避免灭绝”)。
(3)基于上述研究,某自然保护区计划对一种数量极少的濒危植物进行保护。根据图表揭示的规律,保护工作者应采取的最合理措施是___________(填字母)。
A. 大量人工繁育并扩大其种群规模
B. 在其生境周围建立隔离带,防止其他物种进入
C. 维持现有生境稳定,减少人为干扰
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满分:100分 时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹签字笔书写,字体工整、笔迹清晰。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 我国科学家研发的“脑修复凝胶”可激活患者脑内的内源性神经干细胞,使其分化为成熟神经元,并建立功能连接,帮助脑卒中患者恢复运动功能。下列相关叙述错误的是( )
A. 激活的内源性神经干细胞可发生定向分化,体现了干细胞的分化潜能
B. 与传统的药物保护相比,“主动再生”策略更侧重于重建神经通路结构
C. 该研究表明成年哺乳动物中枢神经系统仍保留一定程度的可塑性
D. 神经元死亡后,可通过残存神经元的分裂增殖实现受损区域的修复
【答案】D
【解析】
【详解】A、内源性神经干细胞属于多能干细胞,被激活后可定向分化为成熟神经元,体现了干细胞具备分化为特定功能细胞的分化潜能,A正确;
B、传统药物保护的核心是减少神经元损伤、留存现有神经组织,而“主动再生”策略通过诱导干细胞分化为神经元并建立功能连接,更侧重重建神经通路结构,B正确;
C、该研究可激活成年个体脑内的神经干细胞分化产生新的功能神经元,说明成年哺乳动物中枢神经系统仍保留一定程度的可塑性,C正确;
D、神经元是高度分化的终末细胞,已经丧失分裂增殖的能力,无法通过残存神经元的分裂增殖实现受损区域的修复,D错误。
2. 下列关于传统发酵食品制作原理或操作的叙述,正确的是( )
A. 制作泡菜时坛盖边沿的水槽注满水,为乳酸菌提供无氧环境并补充发酵水分
B. 制作果酒果汁装瓶后留出约1/3的空间,目的是让酵母菌在初期进行有氧呼吸以大量繁殖
C. 制作腐乳的卤汤中一般加入酒类,主要促进毛霉等微生物的生长和蛋白酶的分泌
D. 制作酸奶,鲜奶煮沸后直接接种乳酸菌,然后密封发酵,以保证纯种发酵和快速产酸
【答案】B
【解析】
【详解】A、制作泡菜时坛盖边沿的水槽注满水的作用是隔绝空气,为厌氧型的乳酸菌提供无氧发酵环境,并无补充发酵水分的作用,A错误;
B、制作果酒时果汁装瓶后留出约1/3的空间,可为酵母菌初期有氧呼吸提供氧气,促进酵母菌大量繁殖,同时可避免发酵过程中发酵液溢出,B正确;
C、腐乳卤汤中加入酒类的主要作用是抑制杂菌生长,同时赋予腐乳特殊风味,不会促进毛霉等微生物的生长,C错误;
D、制作酸奶时鲜奶煮沸后需要冷却至适宜温度再接种乳酸菌,若直接接种,高温会杀死乳酸菌,无法完成发酵,D错误。
3. 2026年,科研团队研发了一种“双闭环”智能胰岛素系统:除传统的电子闭环(CGM监测→算法计算→胰岛素泵输注)外,引入葡萄糖响应性胰岛素(GRI)。GRI能根据血糖浓度自动调节自身释放速率——血糖高时释放加快,血糖低时释放减慢。下列相关叙述正确的是( )
A. CGM的功能类似于人体血糖调节中的感受器即胰岛B细胞,可实时监测血糖
B. GRI根据血糖浓度自动调节释放速率为一种负反馈调节机制
C. 胰高血糖素可以促进肌糖原分解和非糖物质转化,其与GRI作用相反
D. 双闭环系统对血糖浓度的自动调节过程中,下丘脑不再发挥其中枢的作用
【答案】B
【解析】
【详解】A、人体血糖调节中感受血糖变化的感受器是下丘脑的血糖感受器,胰岛B细胞属于效应器部分,功能是分泌胰岛素,并非感受器,A错误;
B、负反馈调节是指系统工作的结果反过来抑制该系统的工作,GRI在血糖浓度高时加快释放以降低血糖,血糖降低后又减慢释放,符合负反馈调节的特点,B正确;
C、胰高血糖素可促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,以升高血糖,但不能促进肌糖原分解为葡萄糖补充血糖,C错误;
D、双闭环系统属于体外辅助调节血糖的装置,人体自身的血糖调节过程仍正常进行,下丘脑作为血糖调节中枢依旧发挥作用,D错误。
4. 研究者发现器官移植后,被移植器官中淋巴管断裂导致的纤维化(疤痕组织增生)是造成慢性器官衰竭的独立因素,且该过程在基因型完全相同的小鼠肺移植后同样发生。器官移植面临的主要障碍仍是免疫排斥反应。下列相关叙述错误的是( )
A. 免疫排斥主要是由细胞毒性T细胞对异体细胞的特异性识别和攻击所致
B. 同基因型小鼠间移植不发生免疫排斥,因其主要组织相容性抗原基本相同
C. 免疫抑制剂主要作用于T淋巴细胞,抑制其增殖和活化以减轻免疫排斥反应
D. 淋巴管断裂导致的纤维化过程与免疫排斥密切相关
【答案】D
【解析】
【详解】A、免疫排斥主要由细胞免疫主导,细胞毒性T细胞可特异性识别异体细胞表面的主要组织相容性抗原,进而对异体细胞发起攻击,A正确;
B、主要组织相容性抗原是引起免疫排斥的关键物质,同基因型小鼠的主要组织相容性抗原基本相同,因此移植后不会发生免疫排斥,B正确;
C、免疫排斥主要由T淋巴细胞介导的细胞免疫引发,免疫抑制剂主要作用于T淋巴细胞,抑制其增殖和活化,可减轻免疫排斥反应,提高器官移植的成功率,C正确;
D、题干明确说明基因型完全相同的小鼠肺移植后同样会发生淋巴管断裂导致的纤维化,而同基因型小鼠间移植不会发生免疫排斥,说明该纤维化过程与免疫排斥无密切关联,D错误。
5. 蝗虫大量聚集会对农业生产造成危害。我国科学家发现蝗虫释放的群聚信息素4VA是引发聚集行为的关键化学信号,科学家解析了4VA的完整生物合成途径,还在此基础上开发出可阻断4VA合成小分子抑制剂4—硝基苯酚,以有效抑制蝗虫聚集。下列叙述错误的是( )
A. 4VA作为化学信号可通过影响蝗虫的聚集行为,从而改变种群的空间分布格局
B. 控制4VA生物合成相关酶的基因涉及多个,体现了基因通过控制酶的合成间接控制性状
C. 使用4—硝基苯酚阻断信息素4VA的合成,从而抑制蝗虫聚集,这属于化学防治方法
D. 该研究通过解析4VA合成途径并开发其抑制剂,为环境友好型害虫防控提供了分子靶点
【答案】C
【解析】
【详解】A、种群的空间分布格局包括集群分布、均匀分布、随机分布三类,4VA作为化学信号可引发蝗虫聚集,会使蝗虫种群呈现集群分布,改变其原有空间分布格局,A正确;
B、4VA的完整生物合成途径需要多步化学反应,需要多种酶的催化,控制这些酶合成的基因为多个,该过程体现了基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而间接控制生物性状,B正确;
C、化学防治是指使用化学杀虫剂等直接毒杀害虫的防治方法,使用4-硝基苯酚阻断4VA合成,通过干扰蝗虫的种内信息传递抑制聚集,属于生物防治范畴,不属于化学防治,C错误;
D、该研究解析4VA合成途径并开发对应抑制剂,无需使用高污染的传统化学农药,为环境友好型害虫防控提供了分子靶点,D正确。
6. 如图是生长素作用机理示意图,生长素与受体结合后,可使质子泵(一种ATP酶,可运输)活化,把从膜内主动转运到细胞壁。请判断下列叙述错误的是( )
A. 质子泵是逆浓度梯度运输,因此生长素通过细胞壁的方式是主动运输
B. 生长素发挥作用后可使细胞壁处下降,可增加细胞壁的延展性
C. 在植物体内,生长素主要是由色氨酸经过一系列反应转变而来,其合成受基因的调控
D. 生长素诱导细胞伸展过程中,伴随着新细胞壁物质的合成,以维持细胞壁的厚度
【答案】A
【解析】
【详解】A、质子泵是逆浓度梯度运输H⁺,这只能说明H⁺的运输是主动运输,细胞壁是全透性的,生长素通过细胞壁的方式是扩散,A错误;
B、H⁺被转运到细胞壁,会使细胞壁处pH下降;从图中可知H⁺可激活水解酶,使细胞壁疏松,增加细胞壁的延展性,B正确;
C、在植物体内,生长素的合成前体是色氨酸,它主要由色氨酸经过一系列反应转变而来,其合成过程受基因的调控,C正确;
D、从图中可以看到,生长素诱导细胞伸展过程中,伴随“新细胞壁物质合成”,这样可以维持细胞壁的厚度,D正确。
7. 下列有关古文记载的生物学解读正确的是( )
A. 螟蛉有子,蜾蠃负之——两种生物之间为寄生关系
B. 数罟不入洿池,鱼鳖不可胜食也——合理控制捕捞强度,利于种群数量增长
C. 螳螂捕蝉,黄雀在后——这三种生物构成了一条食物链
D. 燕燕于飞,差池其羽——体现了物理信息对生物生命活动的影响
【答案】B
【解析】
【详解】A、“螟蛉有子,蜾蠃负之”描述的是蜾蠃捕捉螟蛉作为自身幼虫的食物,二者为捕食关系,并非寄生关系,A错误;
B、“数罟不入洿池”指不使用细密的渔网捕鱼,可避免捕捞幼年鱼鳖个体,合理控制捕捞强度,使捕捞后种群数量维持在利于增长的水平,实现渔业的可持续发展,B正确;
C、食物链的起点必须是生产者,螳螂、蝉、黄雀都属于消费者,缺少生产者,无法构成一条完整的食物链,C错误;
D、“燕燕于飞,差池其羽”意思是燕子飞在天上,参差舒展翅膀,体现的是行为信息,D错误。
8. 2024年,美国部分地区迎来两批数量达万亿只周期性蝉群。这两种蝉分别需要13年和17年才能羽化出土,其出现时间受土壤温度影响:当土壤温度达到17.8℃且伴随降雨时,蝉群才会爆发。蝉的繁殖持续6周,钻出时留下的孔洞有助土壤通气,死亡后为树木提供养分。下列相关叙述正确的是( )
A. 蝉群大规模爆发时的种群密度称为环境容纳量
B. 土壤温度和降雨是影响蝉种群数量的非生物因素
C. 雄蝉鸣叫以吸引异性体现信息传递能调节种间关系
D. 蝉死亡后为树木提供养分,说明蝉属于分解者
【答案】B
【解析】
【详解】A、环境容纳量是一定环境条件所能长期维持的种群最大数量,蝉群大规模爆发是短时间的数量激增,并非环境可稳定维持的最大种群密度,A错误;
B、土壤温度、降雨都属于非生物的环境因素,可通过影响蝉的羽化出土过程影响蝉种群数量,B正确;
C、雄蝉鸣叫吸引异性是同物种内部的信息传递,体现了信息传递有利于种群繁衍的功能,调节种间关系是不同物种间信息传递的作用,C错误;
D、蝉以吸食植物汁液为生,属于消费者,其死亡后被分解者分解才能为树木提供养分,分解者是营腐生生活的生物,蝉不属于分解者,D错误。
9. “草—藻全链条生态修复技术”在坡面及滨岸带种植高效菌草,利用其发达根系固土保水、吸收污染物;在水域构建由沉水植物、微藻等生物组成的“水下森林”体系,同时可投加生物酶加速污染物分解,实现水体和底泥同步净化。改良后的菌草是良好的饲料、板材、纤维来源。下列说法错误的是( )
A. 菌草作为陆域生态系统中的生产者,能够将太阳能转化为化学能
B. 该技术有效选择生物组分并合理布设,主要体现了生态工程的自生原理
C. 收割的菌草用于制作饲料,实现了物质和能量的循环利用
D. 构建“水下森林”提高了水域生态系统的抵抗力稳定性
【答案】C
【解析】
【详解】A、菌草是绿色植物,属于陆域生态系统的生产者,可通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中,A正确;
B、自生原理指生态系统中生物组分产生的自组织、自我调节、自我维持等功能,应用该原理需要有效选择生物组分并合理布设,题干中选择高效菌草、布设沉水植物和微藻组成的“水下森林”符合自生原理的要求,B正确;
C、生态系统中物质可循环利用,但能量流动的特点是单向流动、逐级递减,无法实现循环利用,收割菌草制作饲料仅实现了能量的多级利用,C错误;
D、构建“水下森林”可增加水域生态系统的物种丰富度,使营养结构更复杂,进而提高生态系统的抵抗力稳定性,D正确。
10. 在森林和农田的交错区域(群落交错区),由于同时具有两种生境的条件,往往物种数量更丰富,某些物种的种群密度更大,这种现象称为“边缘效应”。下列说法错误的是( )
A. 人类活动可能导致森林边缘的树木死亡率增加、碳储量显著低于森林内部
B. 生态位相似的物种在群落交错区中共存,是通过生态位分化来减少竞争的
C. 边缘效应会加剧群落交错区的种间竞争,降低相邻营养级间的能量传递效率
D. 群落交错区与内部的生物种类和数量存在差异,体现了群落的水平结构
【答案】C
【解析】
【详解】A、人类活动如毁林开荒、乱砍滥伐等会干扰森林边缘的生境,可导致边缘树木死亡率升高,植被生物量减少,因此碳储量显著低于森林内部,A正确;
B、生态位相似的物种在同一区域共存时,会通过生态位分化(如食物来源、活动时间、活动空间的分化)减少种间竞争,B正确;
C、相邻营养级间的能量传递效率一般稳定在10%~20%,不受种间竞争激烈程度的影响,边缘效应不会降低能量传递效率,C错误;
D、群落的水平结构是指群落在水平方向上,因地形、生境等差异出现不同地段分布不同种群的现象,群落交错区与内部属于水平方向的不同区域,二者生物种类和数量的差异体现了群落的水平结构,D正确。
11. 为探究夜间灯光对外来入侵植物和本地植物的影响,研究人员进行了配对样方实验(即在一个样点较小范围内分别选择一个有路灯照射的样方和一个无路灯照射的样方),结果如下表。下列说法正确的是( )
处理组
植物类型
丰富度(种)
平均株高(cm)
相对盖度(%)
有路灯
入侵植物
2.1
61.1
27.7
本地植物
8.6
41.3
77.2
无路灯
入侵植物
1.1
40.2
10.1
本地植物
8.4
37.3
87.6
A. 夜间灯光导致本地植物的丰富度和相对盖度均显著下降,但平均株高上升
B. 入侵植物在无路灯条件下的竞争能力高于有路灯条件
C. 为控制生物入侵,可在入侵植物高发区缩短夜间照明时间或降低光照强度
D. 本地植物种内竞争较弱,导致其在有路灯时盖度下降
【答案】C
【解析】
【详解】A、据表格数据分析可知,对比有无路灯处理下的本地植物数据,丰富度分别为8.6和8.4,无显著下降,A错误;
B、有路灯条件下入侵植物的丰富度、平均株高、相对盖度均明显高于无路灯条件,说明入侵植物在有路灯条件下竞争能力更高,B错误;
C、实验数据显示夜间灯光会显著提升入侵植物的生长优势和竞争能力,因此在入侵高发区缩短夜间照明时间或降低光照强度,可抑制入侵植物生长,有效控制生物入侵,C正确;
D、有路灯时入侵植物竞争能力大幅提升,与本地植物的种间竞争加剧,抢占资源导致本地植物盖度下降,与本地植物种内竞争无关,D错误。
12. 2026年,科研团队为从富含杂菌的废水样本中分离能利用甲醇的甲基营养型酵母菌,设计了一种以甲醇为唯一碳源并添加多种抗生素的培养基。下列关于该培养基的叙述,正确的是( )
A. 该培养基允许特定微生物生长并抑制其他微生物,属于选择培养基
B. 该培养基中添加的抗生素可以为酵母菌生长提供必要营养
C. 甲醇作为唯一碳源,能为酵母菌提供能源,也能作为氮源
D. 该培养基在接种前需采用干热灭菌法进行彻底灭菌处理
【答案】A
【解析】
【详解】A、选择培养基的特点是允许特定微生物生长,同时抑制或阻断其他微生物生长。该培养基以甲醇为唯一碳源,仅能支持可利用甲醇的微生物生长,添加的抗生素可抑制细菌等杂菌繁殖,符合选择培养基的特征,A正确;
B、抗生素的作用是抑制杂菌(细菌)的增殖,不属于营养物质,无法为酵母菌生长提供所需营养,B错误;
C、甲醇的组成元素仅为C、H、O,不含N元素,仅能作为碳源和能源物质,不能作为氮源,C错误;
D、培养基需采用高压蒸汽灭菌法灭菌,干热灭菌法适用于玻璃器皿、金属用具等耐高温且需保持干燥的物品,若用干热灭菌处理培养基会导致水分流失、营养成分被破坏,D错误。
13. 光照、植物激素EBR、脱落酸和赤霉素均参与调节拟南芥种子的萌发,部分作用关系如图。下列叙述正确的是( )
A. 光敏色素是一类色素蛋白复合体,在植物分生组织的细胞内比较丰富
B. 图中激素①可能是赤霉素,激素②可能是脱落酸
C. 红光使光敏色素结构发生改变,可抑制种子萌发
D. EBR与激素①在促进萌发方面具有协同作用
【答案】A
【解析】
【详解】A、光敏色素是一类色素-蛋白复合体,广泛分布在植物体内,在分生组织的细胞内含量较为丰富,A正确;
B、赤霉素(GA)的主要作用是促进种子萌发,脱落酸(ABA)的主要作用是抑制种子萌发,据图分析,图中激素①是脱落酸,激素②是赤霉素,B错误;
C、据题图分析可知,红光使无活性光敏色素转化为有活性光敏色素,有活性光敏色素抑制蛋白1,最终使抑制萌发的激素①含量减少、促进萌发的激素②含量增加,因此红光可促进种子萌发,C错误;
D、据题图分析可知,EBR抑制蛋白2,减少了抑制萌发的激素①的生成,因此EBR促进种子萌发,而激素①抑制种子萌发,二者作用效果相反,属于拮抗作用,不是协同作用,D错误。
14. 影印接种是一种通过盖印章的方式,达到在一系列培养皿平板的相同位置上出现相同遗传型菌落的接种和培养方法。科研人员用该方法分离纯化具有青霉素抗性的大肠杆菌,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该实验中用到的接种工具是接种环
B. 图中只有3、7、11号培养基需要添加青霉素
C. 图中含青霉素的培养基的菌落周围会出现抑菌圈
D. 该实验证明青霉素能诱导大肠杆菌产生耐药性
【答案】B
【解析】
【详解】A、题干明确说明影印接种使用盖印章(绒布印章)完成接种,接种环是平板划线法的接种工具,该实验所用方法应为稀释涂布平板法,A错误;
B、该实验的目的是分离纯化具有青霉素抗性的大肠杆菌,采用影印平板法。为了对比有青霉素和无青霉素时大肠杆菌的生长情况,应该是1、2、5、6、9、10号培养基不添加青霉素,3、7、11号培养基添加青霉素,B正确;
C、青霉素作为抗生素,对大肠杆菌有抑制作用。在含青霉素的培养基上,对青霉素敏感的大肠杆菌不能生长,而具有抗性的大肠杆菌能生长,具有抗性的大肠杆菌并没有抑制其他菌生长的作用,所以菌落周围不会出现抑菌圈,C错误;
D、该实验中,大肠杆菌的抗药性是在接触青霉素之前就已经存在的,青霉素只是对具有抗药性的大肠杆菌进行了选择,并不能诱导大肠杆菌产生抗药性,D错误。
15. 我国科研人员利用毕赤酵母发酵生产脊髓灰质炎疫苗。他们将病毒关键蛋白基因导入酵母菌,通过优化发酵条件,使酵母菌在细胞内大量表达并组装成不含病毒遗传物质的“病毒样颗粒”,该颗粒作为疫苗进入人体能激发人体免疫。与传统需培养活病毒的方法相比,该技术更安全、高效。下列说法错误的是( )
A. 通过基因工程育种获得生产菌种是发酵工程菌种的重要来源
B. 温度、pH、溶氧量等影响酵母菌繁殖和病毒样颗粒的合成、组装
C. 发酵结束后需先分离菌体,再破碎细胞才能获得病毒样颗粒
D. 该疫苗是微生物的代谢产物而非菌体,故生产过程中无需严格的无菌条件
【答案】D
【解析】
【详解】A、发酵工程的菌种可通过从自然界筛选、诱变育种、基因工程育种等方式获得,将目的基因导入受体菌构建可生产特定产物的工程菌,是发酵工程菌种的重要来源,A正确;
B、酵母菌的繁殖、细胞内基因的表达、蛋白质的合成和组装过程都需要酶的催化,温度、pH会影响酶活性,溶氧量会影响酵母菌的细胞呼吸类型,因此上述条件均会影响酵母菌繁殖和病毒样颗粒的合成、组装,B正确;
C、根据题干信息,病毒样颗粒是酵母菌在细胞内表达并组装的,属于胞内产物,因此发酵结束后需要先分离收集菌体,再破碎细胞释放出病毒样颗粒,C正确;
D、发酵生产过程必须严格控制无菌条件,若被杂菌污染,杂菌会与毕赤酵母竞争营养物质,还可能产生有害代谢产物、降解目标产物,严重影响疫苗的产量和质量,与产物是代谢产物还是菌体无关,D错误。
二、非选择题:共5小题,共55分。
16. 中国地质大学研究团队对长江中游三个污染背景不同的相邻湖泊(牛山湖、东梁子湖、西梁子湖)进行了4年调查。结果显示,在污染严重的东、西梁子湖中,达氏鲌(一种常见淡水鱼)出现“年龄断层”,研究团队对此展开了探究。
(1)据图1可知,达氏鲌的年龄结构类型为___________,研究发现,在污染严重的湖泊中,___________(选填“低龄鱼”、“中龄鱼”或“高龄鱼”)数量的锐减,会导致达氏鲌呈现上述的年龄结构特点。
经研究发现,一种名为“毒死蜱”的农药是影响鱼类寿命的关键因素。根据下图回答相关问题。
(2)毒死蜱作为一种稳定的化学农药,会沿着___________逐级积累,最终在最高营养级的生物体内浓度最高,毒死蜱在生物体内浓度高于环境浓度的现象称为___________。
(3)由图2可推测,相较于牛山湖,在毒死蜱污染程度更高的东梁子湖、西梁子湖中,达氏鲌的端粒长度更___________(选填“短”或“长”),肝脏中脂褐素(一种衰老标志物)的含量更___________(选填“低”或“高”)。
(4)中国地质大学研究团队在实验室开展了以下对照实验:
实验A(低剂量慢性组):模拟自然环境,让达氏鲌长期生活在含有低剂量毒死蜱的水体中。
实验B(高剂量急性组):让达氏鲌短期暴露在高剂量毒死蜱的水体中。
实验结果:___________(选填“实验A”或“实验B”)中的鱼出现了与野外污染湖中相似的现象:端粒明显缩短、脂褐素增多,存活率大幅下降。而___________(选填“实验A”或“实验B”)虽引起了鱼类死亡,但并未导致端粒缩短和脂褐素堆积。达氏鲌的“年龄断层”现象为我们在化学农药安全性评估方面给的启示:___________(答出1点即可)。
【答案】(1) ①. 增长型 ②. 高龄鱼
(2) ①. 食物链 ②. 生物富集
(3) ①. 短 ②. 高
(4) ①. 实验A ②. 实验B ③. 启示:化学品风险评估不能仅依据急性毒性实验,必须重视低剂量长期暴露的累积效应。(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
年龄结构是指种群中各年龄期个体数量的比例,可分为增长型、稳定型和衰退型。由图1可知,污染严重的东、西梁子湖中,达氏鲌的低龄鱼占比很高,高龄鱼占比极低,高龄鱼数量锐减,整体呈现增长型的年龄结构特点。
【小问2详解】
化学农药等有害物质在生态系统中不易分解,会沿着食物链逐级传递,在生物体内积累,导致营养级越高,体内浓度越高,这种现象称为生物富集。毒死蜱作为稳定化学农药,在食物链中逐级积累,体现了生物富集现象。
【小问3详解】
端粒是染色体末端的保护结构,细胞分裂次数增多或细胞衰老时端粒缩短;脂褐素(一种衰老标志物)是细胞衰老过程中积累的代谢废物,含量随衰老而增加。污染严重的湖泊中达氏鲌出现“年龄断层”和寿命缩短,表明其细胞衰老加速,因此端粒更短,脂褐素含量更高。
【小问4详解】
实验结果:野外污染湖中的达氏鲌长期生活在污染环境中(低剂量慢性暴露),因此实验A(低剂量慢性组)出现了与野外相似的现象(端粒缩短、脂褐素增多、存活率下降);实验B(高剂量急性组)虽导致死亡,但属于急性致死,未引发细胞衰老特征。该现象提示我们,传统农药安全性评估多依赖急性毒性实验,但本题表明低剂量长期暴露的累积效应同样重要,因此化学品风险评估不能仅依据急性毒性实验,必须重视低剂量长期暴露的累积效应。
17. 为什么“越努力,越有动力”,近段时间,研究人员发现了这一现象的神经基础:大脑的伏隔核(简称伏核)是调控动机与奖励的关键脑区,研究人员以大鼠为材料,通过电刺激或药物干预,记录不同付出代价下伏核内多巴胺的释放量,结果如图所示。
(1)研究发现,当个体付出高代价时,伏核内多巴胺的释放量___________(填“增高”或“降低”),从而驱动个体继续付出努力。
(2)若通过药物阻断乙酰胆碱的作用,大鼠伏核内多巴胺的释放量减少,由此推测,乙酰胆碱可___________(填“促进”或“抑制”)多巴胺的释放。
(3)为验证“乙酰胆碱是通过激活尼古丁受体来促进多巴胺释放”的假设,进行以下实验,请将实验步骤补充完整。
实验材料:
正常大鼠若干、尼古丁受体基因敲除大鼠若干、乙酰胆碱受体激动剂X(可特异性激活尼古丁受体)、乙酰胆碱受体激动剂Y(可特异性激活其他类型乙酰胆碱受体、生理盐水、脑立体定位注射装置、微透析探针、高效液相色谱仪(用于检测多巴胺浓度)。
实验步骤:
第一步:动物分组
将正常生理状况相似的大鼠随机分为三组,分别编号为A组、B组、C组,每组至少5只;将生理状况相似的尼古丁受体基因敲除大鼠编号为D组,同样至少5只。
第二步:手术埋管
将所有大鼠麻醉后固定于脑立体定位仪上,参照大鼠脑图谱定位___________位置,在颅骨相应位置钻孔,植入引导套管,以便后续进行药物注射和样品收集。
第三步:药物处理
A组
B组
C组
D组
向伏隔核缓慢注射等量的___________。
向伏隔核缓慢注射等量的乙酰胆碱受体激动剂X。
向伏隔核缓慢注射等量的乙酰胆碱受体激动剂Y。
向伏隔核缓慢注射等量的___________。
第四步:样品收集及检测
注射完成后,通过微透析探针连续收集各组大鼠伏隔核处的___________,将收集到的样品注入___________,检测各组样品中多巴胺的浓度。
(4)已知多巴胺释放过多可能导致精神分裂症等疾病。结合本实验结论,提出一条治疗多巴胺系统过度活跃的潜在药物策略:___________。
【答案】(1)增高 (2)促进
(3) ①. 伏隔核(伏核) ②. 生理盐水 ③. 乙酰胆碱受体激动剂X ④. 细胞外液##组织液 ⑤. 高效液相色谱仪
(4)开发(或使用)尼古丁受体拮抗剂,阻断乙酰胆碱对尼古丁受体的激活,从而减少多巴胺释放
【解析】
【小问1详解】
题干信息表明“越努力,越有动力”与伏核内多巴胺释放有关。图中结果显示,随着付出代价(努力程度)增加,多巴胺释放量升高,说明高代价时多巴胺释放量增高,驱动 个体继续付出努力。多巴胺是一种与奖赏、动机相关的神经递质,其释放增加可增强动机行为。
【小问2详解】
乙酰胆碱是一种神经递质。若通过药物阻断乙酰胆碱的作用,大鼠伏核内多巴胺释放量减少,说明乙酰胆碱对多巴胺释放起促进作用。神经递质之间可相互调节,如乙酰胆碱通过作用于特定受体影响多巴胺能神经元的活动。
【小问3详解】
据题干信息分析可知,本实验的研究对象是伏隔核内多巴胺释放,因此手术需要定位伏隔核位置;为验证“乙酰胆碱是通过激活尼古丁受体来促进多巴胺释放”,实验设计遵循单一变量和对照原则:A组是正常大鼠空白对照组,注射等量的生理盐水;本实验要验证尼古丁受体的作用,D组为尼古丁受体基因敲除大鼠,需要和B组(正常大鼠注射特异性激活尼古丁受体的X)对照,因此D组注射等量的乙酰胆碱受体激动剂X;实验需要检测多巴胺浓度,因此收集伏隔核处的组织液(脑脊液),再根据题干给出的材料,将样品注入高效液相色谱仪检测多巴胺浓度。
【小问4详解】
根据实验结论“乙酰胆碱通过激活尼古丁受体促进多巴胺释放”,若要抑制因尼古丁受体过度激活导致的多巴胺释放异常(如成瘾),可开发(或使用)尼古丁受体拮抗剂,阻断乙酰胆碱对尼古丁受体的激活,从而减少多巴胺释放,达到治疗目的。
18. 红霉素是一种由红霉素链霉菌(一种放线菌)产生的大环内酯类抗生素,临床上广泛用于治疗呼吸道感染等疾病。某生物制药公司为优化红霉素的工业化发酵工艺,探究了不同碳源、氮源配比及溶氧条件对菌体生长和产物合成的影响,实验结果如下表所示。
组别
碳源种类
碳氮比
溶氧条件
菌体比生长速率()
红霉素产量(g/L)
Ⅰ
葡萄糖
4:1
高溶氧(搅拌+通气)
0.28
2.5
Ⅱ
葡萄糖
8:1
高溶氧(搅拌+通气)
0.35
1.8
Ⅲ
淀粉
4:1
高溶氧(搅拌+通气)
0.18
3.2
Ⅳ
淀粉
4:1
静置培养(低溶氧)
0.08
0.5
请结合微生物发酵工程的相关知识,分析并回答下列问题。
(1)对比组别Ⅰ和Ⅲ可知,在相同碳氮比和溶氧条件下,以___________为碳源更有利于红霉素的积累,这可能与淀粉作为___________碳源(填“快速利用”或“缓慢利用”)有关,有利于次级代谢产物的合成;组别Ⅳ的结果说明,红霉素链霉菌作为___________菌(填“好氧”或“厌氧”)的代谢特征。
(2)结合上述探究,请为该制药公司设计一条获得高产红霉素的发酵工艺路线:第一阶段(菌体生长期):采用碳源为___________、碳氮比为___________、高溶氧条件,以促进菌体快速增殖;第二阶段(产物合成期):调整发酵条件采用___________为碳源、碳氮比为___________、高溶氧条件,以诱导红霉素大量合成。
(3)若发现组别Ⅲ的发酵后期红霉素产量不再增加,但培养基中仍残留大量淀粉,可能的原因是___________(答出1点即可)。
【答案】(1) ①. 淀粉 ②. 缓慢利用 ③. 好氧
(2) ①. 葡萄糖 ②. 8:1 ③. 淀粉 ④. 4:1
(3)代谢产物反馈抑制(或“红霉素积累抑制自身合成”或“溶氧不足”或“pH值不适宜”或“营养元素耗尽”或“菌体衰老”等)(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
比较组I与组Ⅲ的红霉素产量,在碳氮比、溶氧条件相同时,组Ⅲ的红霉素产量高于组I,说明淀粉更有利于红霉素积累。淀粉为多糖,被菌体缓慢利用,有利于次生代谢物(如抗生素)的合成;葡萄糖为速效碳源,菌体生长快但产物积累少。组Ⅳ为静置培养(低溶氧),菌体比生长速率和红霉素产量均显著降低,说明红霉素链霉菌需要氧气进行有氧呼吸,属于好氧菌。
【小问2详解】
菌体生长期需快速增殖,宜选用速效碳源葡萄糖,且碳氮比较高(组Ⅱ中碳氮比8:1时菌体比生长速率0.35h-1,高于4:1的0.28h-1),因此第一阶段碳源选葡萄糖,碳氮比选8:1。产物合成期需诱导次生代谢物合成,宜选用缓慢利用碳源淀粉,且碳氮比较低(组Ⅲ中碳氮比4:1时红霉素产量最高),因此第二阶段碳源选淀粉,碳氮比选4:1。
【小问3详解】
组别Ⅲ发酵后期培养基中仍残留大量淀粉,但红霉素产量不再增加,可能原因包括:产物反馈抑制:红霉素积累到一定浓度会抑制自身合成途径;溶氧不足:菌体密度过大,耗氧量超过供氧能力,影响次生代谢;营养元素耗尽:除碳源外,其他营养成分(如氮源、无机盐)可能已耗尽;pH不适宜:代谢产物积累导致pH偏离最适范围;菌体衰老:处于稳定后期,合成能力下降。
19. 藻类是水生生态系统的初级生产者,其种群数量变化直接反映水体富营养化程度。某研究小组以两种常见淡水藻类——蓝藻(铜绿微囊藻,单细胞,常形成群体)和绿藻(栅藻,4细胞群体)为材料,开展“不同营养条件下藻类种群数量变化”的实验研究。请分析回答下列问题:
(1)下图是实验第5天对铜绿微囊藻培养液取样计数时,在显微镜高倍镜下的视野示意图(图中黑点代表藻细胞,台盼蓝染色后观察;计数室大方格被等分为25个中方格;取样时已稀释10倍)。
①若用图2的计数结果作为每个中方格的平均值,根据图示计数结果推算原培养液中活藻细胞的密度约为___________个/mL。
②视野中观察到部分藻细胞呈2-4个小细胞的群体聚集状态,且部分细胞被台盼蓝染成蓝色。在计数时,对于群体和死细胞应分别如何处理?___________。若忽略群体现象直接整体按单个细胞计数,会导致计数结果偏___________(填“高”或“低”)。
(2)研究小组同时测定了两种藻类在不同营养条件下的种群数量变化情况,得到如下数据:(单位:个/mL)
培养天数
1
3
5
7
9
11
13
15
铜绿微囊藻(高氮组)
0.8
3.6
15.2
28.5
42.0
48.5
49.2
48.8
铜绿微囊藻(低氮组)
0.8
2.8
8.5
14.0
18.5
20.0
19.8
18.5
栅藻(高氮组)
0.6
2.2
7.8
15.5
24.0
30.5
35.0
38.5
栅藻(低氮组)
0.6
2.0
6.5
12.0
17.0
20.5
22.0
22.5
①根据表中数据,铜绿微囊藻在高氮条件下的种群增长曲线呈___________形。第9天时,种群数量是否达到环境容纳量(值)?___________(填“是”或“否”)。
②低氮组中,铜绿微囊藻在第11天后种群数量下降,从种内关系和环境因素的角度分析,可能的原因有___________(答出两点)。
③对比栅藻和铜绿微囊藻在高、低氮条件下的种群增长,可以得出结论有:高氮条件能促进二者的生长,可能的原因是___________。低氮条件抑制___________的生长,该生物对低氮环境的敏感度更高,科学研究发现可能是由于在缺氮时会降解藻胆体(主要捕光天线)来获取氮源,导致细胞“失绿黄化”,失去藻胆体后,光合能力下降,生长受限。
④2025年发表于《传感器》(Sensors)的一项研究显示,利用计算机视觉结合Hough圆变换可自动化估算藻类细胞浓度,与传统血细胞计数板人工计数相比,二者相关系数高达0.96,这种自动化方法的优势在于___________(答出1点即可)。
【答案】(1) ①. 6×107 ②. 按一个群体单元计数(或计为一个菌落/一个单位),死细胞不计入活细胞 ③. 低
(2) ①. S ②. 否 ③. 营养物质消耗导致种内竞争加剧;有害代谢产物积累(或氮源耗尽、pH下降) ④. 氮是叶绿素、蛋白质和核酸的重要组成元素,二者细胞结构、蛋白质合成和光合作用系统对氮的需求量较大 ⑤. 铜绿微囊藻 ⑥. 快速高效(30秒内完成)、减少人为误差、结果可验证(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
①计数时应该统计中方格内、左侧边和上侧边上及这两边夹角中的细胞数量,因此图中格内的细胞数量为24个。采用该血细胞计数板(规格为:1mm×1mm×0.1mm,16小方格,25中方格)计数,则培养液中细胞的密度是24×25÷0.1×10×1000=6×107个/mL。
②藻类常以群体形式存在,聚集在一起的细胞无法分辨具体是几个细胞,所以先按一个群体单元计数(或计为一个菌落/一个单位)。死细胞被台盼蓝染成蓝色,不应计入活细胞。若忽略群体现象直接整体按单个细胞计数,会导致计数结果偏低。
【小问2详解】
①从数据看,高氮组铜绿微囊藻先快速增长后趋于稳定,呈“S”型增长。第9天时(42.0)尚未达到K值,因为第11天仍在增加(48.5)。
②低氮组中,第11天后种群数量下降,原因是营养物质消耗导致种内竞争加剧,同时有害代谢产物积累(或氮源耗尽、pH下降),环境恶化。
③氮是叶绿素、蛋白质和核酸的重要组成元素,二者细胞结构、蛋白质合成和光合作用系统对氮的需求量较大。相对下降幅度:栅藻从38.5降至22.5(下降41.6%),蓝藻从48.8降至18.5(下降62.1%)。蓝藻对低氮的敏感度更高(下降更剧烈),所以低氮抑制铜绿微囊藻的生长。
④计算机视觉自动化计数具有快速高效、减少人为误差、结果可重复验证等优势。
20. 生物多样性的维持机制是生态学研究的核心问题之一,2025年发表于《自然—生态与进化》的一项研究,通过对巴拿马热带森林中86种藤本植物长达10年的追踪调查(共记录55156株个体),揭示了物种共存的奥秘。研究发现,当某个物种在局部区域数量增多时,其种群增长率会下降,从而被“拉回”到平衡水平;而当数量减少时,种群增长率则会上升,避免灭绝。这一机制确保了任何物种都无法排挤其他物种,从而维持了群落的高多样性。分析回答下列问题:
(1)图中展示了研究中部分物种的反馈强度与其相对多度的关系。反馈强度反映了种群增长率对自身数量变化的敏感程度,数值越大,说明数量偏离平衡时受到的“拉力”越强,反馈强度表示负反馈(数量越多增长越慢),表示正反馈(数量越多增长越快)。
①据图可知,物种相对多度越小,反馈强度越___________。
②若某一外来物种入侵该群落,其反馈强度极低(接近0)。根据图中揭示的规律,推测该外来物种最可能成为___________(填“常见种”或“稀有种”),理由是___________。
(2)下表展示了研究中两个代表性物种的种群动态参数:
两种藤本植物在10年研究期内的种群动态参数
物种
初始个体数
最终个体数
累计死亡数
累计补充数
反馈强度
物种A(稀有)
45
52
38
45
0.82
物种B(常见)
3820
4015
2450
2645
0.15
①物种A的累计补充数(45)大于累计死亡数(38),但其种群规模并未大幅增长。结合反馈强度数据分析,可能的原因是___________。
②物种B的反馈强度仅为0.15,这意味着当该物种数量增加时,其种群增长率___________(填“迅速”或“缓慢”)下降。这种特点使其在群落中能够___________(填“维持较高数量”或“避免灭绝”)。
(3)基于上述研究,某自然保护区计划对一种数量极少的濒危植物进行保护。根据图表揭示的规律,保护工作者应采取的最合理措施是___________(填字母)。
A. 大量人工繁育并扩大其种群规模
B. 在其生境周围建立隔离带,防止其他物种进入
C. 维持现有生境稳定,减少人为干扰
【答案】(1) ①. 大##强 ②. 常见种 ③. 该外来物种反馈强度极低,数量增多时种群增长率下降慢,容易大量繁殖成为常见种
(2) ①. 物种A的强反馈(0.82)使其种群数量一旦偏离平衡水平就会被迅速“拉回”,因此尽管补充数大于死亡数,种群规模仍被控制在较低水平 ②. 缓慢 ③. 维持较高数量 (3)C
【解析】
【小问1详解】
①图中呈现了反馈强度与相对多度的关系。从散点分布和趋势线可以看出:左侧(相对多度<1%)的物种反馈强度普遍较高,右侧(相对多度>10%)的物种反馈强度普遍较低甚至为负值。因此,二者呈负相关关系,即相对多度越小,反馈强度越大。
②图中揭示的规律是:常见物种的反馈强度较低(靠近0或负值),而稀有物种的反馈强度较高。反馈强度极低(接近0)意味着该物种的种群增长率对自身数量变化不敏感。当数量增加时,增长率不会明显下降(负反馈弱),因此容易持续增长,占据优势,最终成为常见种。反之,若反馈强度高,则数量增加时会受到抑制,难以成为常见种,而外来物种反馈强度接近0,说明数量增多时种群增长率下降慢,种群不会被“拉回”到低数量水平,容易大量繁殖持续增长,最终成为常见种。
【小问2详解】
①表中数据显示:物种A:初始45株,最终52株,净增7株(净增长率1.16);累计补充数45>累计死亡数38,净增7株。单看补充与死亡的差值,会预期种群有较大增长,但实际仅从45增至52。关键在反馈强度0.82,这是一个很强的负反馈信号。意味着物种A对自身数量变化极度敏感,一旦数量略高于平衡水平,增长率会迅速下降(出生减少或死亡增加),将种群“拉回”到原本的较低水平。因此,尽管补充数略高于死亡数,种群仍被稳定控制在低水平,无法大幅扩张。
②物种B反馈强度仅0.15,说明种群增长率对数量变化不敏感,数量增加时增长率仅缓慢下降,抑制作用弱,因此该物种可以在群落中维持较高数量。
【小问3详解】
A、根据图1和表1,稀有物种(如物种A)具有强负反馈,种群数量被“锁定”在低水平平衡点。盲目扩大种群规模,反而会触发强负反馈(增长率急剧下降),可能导致种群衰退,且可能破坏其原有的生态位适应性,A错误;
B、研究揭示的机制是物种通过自身数量调节实现共存,而非主要受种间竞争驱动。隔离带可能切断必要的生态互动,反而干扰了自然反馈机制的运行,B错误;
C、稀有物种的强反馈机制使其能够在低水平稳定维持。保护的关键不是人为扩大数量,而是保护其现有的生境条件,让自然的负反馈机制继续发挥作用,防止种群因环境变化而跌破灭绝阈值,C正确。
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