精品解析:陕西商洛市镇安县陕西省镇安中学2025-2026学年高三下学期5月阶段检测生物试题
2026-05-12
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内容正文:
生物学
注意事项:
1.本试卷共8页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
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. 毛囊干细胞可以分裂分化成毛母细胞,毛母细胞停止分裂后分泌“角蛋白”,这种蛋白质逐渐纤维化最终形成头发。“角蛋白”中二硫键的密度与分布决定头发的特性。下列相关叙述正确的是( )
A. 角蛋白的组成元素是C、H、O、N四种元素
B. 氨基酸在合成角蛋白时质量的减少都是脱水导致的
C. 毛囊干细胞分化成毛母细胞时遗传物质发生了改变
D. 头发的卷直等特性可能与角蛋白的空间结构有关
2. 在研究生物遗传的规律和物质基础的过程中,科学家的成功离不开科学方法的应用。下列相关叙述错误的是( )
A. 孟德尔运用假说—演绎法揭示了性状分离现象的实质
B. 梅塞尔森和斯塔尔利用差速离心法探究了DNA分子的复制方式
C. 沃森和克里克运用物理模型构建法构建了DNA双螺旋结构模型
D. 赫尔希和蔡斯运用了放射性同位素标记技术证明了DNA是遗传物质
3. 在临床急救中,对于因缺氧导致组织损伤的患者,医生常采用高压氧治疗——将患者置于高压氧舱中,吸入纯氧以改善组织供氧。该疗法能够有效缓解缺氧状态,促进细胞正常代谢。下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A. 人体细胞呼吸的场所是线粒体,丙酮酸在线粒体基质中分解生成水
B. 缺氧条件下,细胞通过无氧呼吸将葡萄糖中的化学能大部分转化为ATP中的化学能
C. 高压氧治疗通过提高血液中溶解氧的含量,促进有氧呼吸第三阶段的进行
D. 肌肉细胞在剧烈运动缺氧时产生的乳酸,可在细胞内直接分解为葡萄糖重新利用
4. 某枣园在枣树开花期遭遇连续阴雨天气,导致坐果率显著下降。为减少损失,果农拟使用植物生长调节剂进行保果。下列相关叙述正确的是( )
A. 阴雨天气导致坐果率下降的主要原因是赤霉素合成受阻
B. 喷洒一定浓度的脱落酸可促进果实发育,提高坐果率
C. 喷洒一定浓度的2,4-D可促进未受精的子房发育成果实
D. 乙烯利能促进果实成熟,应在枣树开花期提前喷施
5. 铁皮石斛是我国名贵的中药,其次生代谢物石斛多糖和石斛碱是重要的核心药用成分,生产过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 进行过程①时需要保持无菌条件且无需光照
B. 过程①和过程②所用到的培养基成分完全相同
C. 为了获得更多的有效成分,过程④需要通气促进酵母菌繁殖
D. 两种方法都几乎不受季节、天气等的影响,且有利于环境保护
6. 某植物(2n=10)配子形成时,减数分裂过程是逆反的,染色体分离顺序与正常减数分裂的顺序相反。下图为该植物减数分裂不同时期的图像。下列叙述错误的是( )
A. 图a细胞中存在同源染色体 B. 图b细胞中姐妹染色单体已分离
C. 图c细胞中没有四分体 D. 图d的每个细胞中有5条染色体
7. 某人在医院局部麻醉拔除智齿后,出现伤口持续出血现象,几天后伤口红肿且持续低烧。结合人体的调节机制,下列叙述正确的是( )
A. 术后伤口红肿可能是由于局部毛细血管收缩,使组织液增多所致
B. 吞噬细胞在伤口处聚集,吞噬病原体和细胞碎片,属于特异性免疫
C. 局部麻醉药通过阻断神经细胞膜上的K⁺通道,抑制动作电位形成,从而阻断痛觉产生
D. 低烧可能是细菌通过伤口进入机体引起炎症反应所致,体温上升时机体产热大于散热
8. 某研究小组利用滚管培养法从动物瘤胃中分离出能分解纤维素的厌氧微生物。先在无氧条件下将样品稀释液注入盛有培养基的密封试管中,之后将试管平放于盛有冰块的盘中迅速滚动,使带菌的培养基在试管内壁凝固成薄层,培养一段时间后即可获得单菌落。下列叙述正确的是( )
A. 该培养基中必须添加凝固剂(如琼脂)才能在试管内壁形成固体薄层
B. 培养基在注入试管前应采用干热灭菌法进行灭菌,以杀灭所有微生物
C. 若要将分离出的菌株用于工业化生产纤维素酶,应优先选择菌落直径最小的单菌落
D. 该分离过程需在严格厌氧条件下进行,因此培养基中无须添加任何碳源
9. HPV(人乳头瘤病毒)是一种DNA病毒,可以引发女性患宫颈癌。科研人员通过制备抗HPV单克隆抗体为宫颈癌的诊断和治疗提供新方案。制备抗HPV单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 图中注射的特定抗原为HPV的衣壳蛋白,②提取的细胞为浆细胞
B. 培养骨髓瘤细胞需通入5%O2和95%空气,以维持培养液的pH
C. 步骤③细胞融合可以利用灭活的病毒诱导、PEG融合法或电融合法
D. 步骤④需用特定的选择培养基筛选,步骤⑤需进行抗体阳性筛选
10. 陕西汉中于1981年建立了保护濒危物种朱鹮的自然保护区,现在已取得了显著的成效。下列说法错误的是( )
阶段(年份)
朱鹮种群数量
第一阶段(1981年~1990年)
20只以内
第二阶段(1991年~2000年)
约200只
第三阶段(2001年至今)
10000多只
A. 在第一阶段科研人员可以采用逐个计数法统计朱鹮数量
B. 生存空间和栖息环境改善后,朱鹮种群的K值随之发生变化
C. 气候因素对各阶段朱鹮种群密度的影响,属于密度制约因素
D. 通过保护使朱鹮数量增多,从而增加了该种群基因的多样性
11. 为了实现乡村振兴和绿色发展,某地进行了农业产业化升级,将果园改造成“鸡—沼—果”生态农业模式,利用鸡粪生产沼气,沼渣是果树良好的肥料,喷施沼液可以减少果树的病虫害。下列叙述错误的是( )
A. “鸡—沼—果”生态农业模式遵循生态工程的循环、整体原理
B. 建立生态农业的目的是扩大人类的生态足迹和加大对资源的利用
C. 该生态农业模式促进了生态系统中的物质循环,提高了能量利用率
D. 该生态农业模式可以通过改变能量流动关系使能量流向对人类最有益的部分
12. 研究发现,盐碱胁迫下G蛋白(含Gβ和AT1两个亚基)能抑制水通道蛋白PIP2s磷酸化致使H₂O₂积累,危害作物生长(如图所示)。下列相关叙述正确的是( )
A. 水分子只有与水通道蛋白PIP2s结合才能进入细胞膜
B. 若AT1基因过量表达会导致植物的抗盐碱能力下降
C. 若H₂O₂不能通过主动运输排出则可能导致细胞死亡
D. 水通道蛋白PIP2s去磷酸化将导致该蛋白活性丧失
13. 研究发现,秀丽隐杆线虫发育成熟过程中有131个细胞通过凋亡被去除,其中EGL-1、CED-3、CED-4、CED-9是控制线虫细胞凋亡的关键基因,这些基因的关系如图所示(图中“-”表示抑制,“+”表示促进),下列叙述错误的是( )
A. 细胞凋亡由多个基因共同决定,受到严格的程序性调控
B. 线虫体内基因EGL-1过量表达可能导致细胞凋亡水平升高
C. 若施加一定量的CED-3蛋白抑制剂,可能会加速细胞的凋亡
D. 在极端的理化因素刺激下,秀丽隐杆线虫可能会畸形发育
14. 抑制素是一种主要由卵巢分泌的蛋白质类激素,调节促性腺激素的合成和分泌。科研人员制备了抑制素的抗体并在大鼠发情期注射,测定相关指标结果如下表。下列分析错误的是( )
检测指标
对照组
实验组
促性腺激素含量/(mIU·mL-1)
促卵泡激素
8.53
25.36
促黄体素
15.18
15.19
性激素含量/(ng·mL-1)
孕酮
8.86
11.78
卵泡质量/g
0.63
0.91
成熟卵泡数目/个
28.67
35
A. 抑制素的抗体与抑制素结合主要发生在血浆中
B. 垂体细胞内分布着抑制素、性激素等多种激素的受体
C. 抑制素对各种促性腺激素分泌的抑制作用的效果不同
D. 抑制素与促性腺激素在调节性激素的含量上表现为相抗衡
15. 某原始森林自然保护区主峰海拔2500m,科研团队夏季对主峰不同海拔样地开展植物群落调查,结果如下表。结合所学生态学知识,下列叙述错误的是( )
样地
海拔(m)
光照(%)
物种数目
灌木
草本
乔木层
灌木层
草本层
Ⅰ
1070
20.9
3.1
3
5
16
Ⅱ
1120
34.6
5.9
2
17
6
Ⅲ
1130
28.3
15.8
1
9
20
A. 该主峰群落中植物物种数目的多少称为该区植物的丰富度
B. 不同类型的植物群落随海拔高度发生规律性变化,其主要影响因素是温度
C. 若无人为干扰,该主峰山上的乔木、灌木及草本植物的数量将会持续增长
D. 该主峰山上1100m处的植被分为乔木层、灌木层及草本层,体现了群落的垂直结构
16. 人对苯基硫脲(简称PTC)的苦味感知由7号染色体上T基因决定,t基因由T基因的M、N、Q三个核苷酸位点改变形成(如图所示),其编码的受体蛋白无法介导苦味信号转导。t基因相比T基因对应的氨基酸序列既存在两个氨基酸差异,又明显变短。下列说法正确的是( )
A. T基因突变为t基因体现了基因突变的不定向性
B. 基因突变为生物进化提供原材料,它决定了生物进化的方向
C. 不考虑T基因的其他位点突变,预测T与t这对基因的基因型频率不变
D. 推测T基因中886位的碱基替换可能导致终止密码子的提前出现
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 科研人员以某植物幼苗为材料,研究外源水杨酸(SA)对高盐(NaCl)胁迫的缓解作用,设计4组实验:对照组(无处理),SA组(喷施适宜浓度SA)、NaCl组(高盐处理)、SA+NaCl组(SA预处理后+高盐处理),测定结果如图。回答下列问题:
注:气孔导度反映气孔开放程度,值越大表示气孔张开程度越大、气体交换阻力越小。
(1)叶片中叶绿素主要分布在叶肉细胞的________,参与光合作用的________阶段;在测定该植物叶片中的叶绿素含量时,由于叶绿素极不稳定,见光易分解,因此,在制取色素提取液时应在________环境将新鲜叶片0.05g剪成细丝,加入________溶剂浸泡24h。为避免类胡萝卜素的干扰,通过测量色素提取液对________光的吸收百分比,计算叶绿素的含量。
(2)图A中,净光合速率的测定可反映植物光合作用积累有机物的能力,NaCl组该指标显著降低,推测其原因是________,进而影响光合作用的水分供应等过程。
(3)气孔是由保卫细胞构成的,保卫细胞的吸水和失水影响气孔的开闭,其开闭程度会直接影响光合作用过程中________的生成速率。从图B中可以反映出NaCl组气孔导度较对照组和SA组大幅下降,请分析其中的原因________。
(4)根据图A~D中数据可知,外源水杨酸(SA)对高盐(NaCl)胁迫有缓解作用,外源水杨酸(SA)的具体作用可能是________(至少写出两点)。
18. 果蝇是遗传学研究的经典模式生物。果蝇有很多易于区分的相对性状,其长翅和残翅由基因A/a控制,刚毛和截毛由基因B/b控制。现有一果蝇群体中两只长翅刚毛果蝇进行交配,产生的后代表型及比例为长翅刚毛雌蝇∶残翅刚毛雌蝇∶长翅刚毛雄蝇∶长翅截毛雄蝇∶残翅刚毛雄蝇∶残翅截毛雄蝇=6∶2∶3∶3∶1∶1.回答下列问题:
(1)根据杂交实验结果,两对相对性状中的显性性状分别是________和________。
(2)若刚毛和截毛这对性状的基因为伴X遗传,那么亲代果蝇的基因型组合为________。子代中长翅刚毛雌蝇中纯合子占________。
(3)根据上述杂交实验结果,无法确定刚毛/截毛基因在X的非同源区段还是在X、Y的同源区段。进一步提取双亲及表型为残翅刚毛雄蝇和长翅截毛雄蝇的两只子代果蝇的相关基因进行电泳,结果如下表(条带①和②、③和④分别表示两对性状的控制基因)。
类型
母本
父本
子代残翅刚毛雄蝇
子代长翅截毛雄蝇
条带①
■
■
■
■
条带②
■
■
■
条带③
■
■
■
条带④
■
■
■
■
表示b基因的是条带________,B/b位于________区段,亲代中父本的基因型为________。
(4)现有纯种的刚毛和截毛的雌雄果蝇,欲从中选择合适的材料验证第(3)题中刚毛和截毛基因位置判断的正确性,请简要写出杂交实验的方案并预期结果。________
19. 人和高等动物摄食和胃肠道活动受神经、体液等多种方式调节。瘦素是由脂肪细胞分泌的一种激素,作用于下丘脑的特定神经元,参与调控摄食行为,维持能量平衡。研究发现,下丘脑中的NPY神经元(促进摄食)和BNC2神经元(功能与NPY相反)是瘦素作用的关键靶点。请分析并回答问题:
(1)下丘脑中的摄食中枢兴奋后产生饥饿感,促进进食,并引起________(填“交感神经”或“副交感神经”)兴奋促进胃肠道活动。
(2)瘦素通过体液运输到达下丘脑,与靶细胞膜上的________结合后,将信息传递到细胞内,调节细胞的代谢过程。研究发现,部分肥胖患者体内瘦素水平并未降低,但摄食行为仍异常旺盛。结合题意推测,这可能是因为________(答出两点)。
(3)下表为对NPY神经元和BNC2神经元(这两个神经元之间可以形成突触结构)进行研究的部分实验结果。
刺激结构
食物摄入量
电流变化
NPY神经元
增加
BNC2神经元未出现电流变化
BNC2神经元
减少
NPY神经元出现电流变化
分析实验数据,完善瘦素通过上述神经元结构对动物摄食行为的调节机制模型:
①________;②________;③________。
(4)瘦素还能够促进脂肪细胞中脂肪的分解,为验证“瘦素通过激活支配脂肪组织的交感神经促进脂肪分解”,某科研人员利用小鼠进行实验步骤Ⅰ和步骤Ⅱ后,检测小鼠体内脂肪组织体积的变化量。请补充表中相关实验步骤。(可选试剂:生理盐水、瘦素、抑制交感神经的药物)
步骤
组别
Ⅰ
Ⅱ
A组
注射生理盐水
注射生理盐水
B组
注射生理盐水
①________
C组
②________
注射瘦素
③预期实验结果为________。
20. 在生长发育过程中,紫花苜蓿经常同时遭受地上部病原菌(P)与害虫(A)的双重胁迫,而土壤丛枝菌根真菌(AMF)会影响紫花苜蓿对胁迫的抗性。为研究其机制,科研人员选取盆栽紫花苜蓿幼苗为材料进行实验,部分结果如图1、图2所示。图中“+”表示接种或有,“-”表示未接种或无。回答下列问题:
(1)据图1可知,接种AMF会________(填“升高”或“降低”)紫花苜蓿的生物量。
(2)据图2可知,接种AMF后,在P+A+双重胁迫下紫花苜蓿病害发生率比未接种时________(填“升高”或“降低”)。除分析紫花苜蓿在胁迫后的病害发生率外,还需评估的指标是________,才能准确判断AMF对紫花苜蓿抗病虫害的影响,理由是________。
(3)研究发现,AMF能富集有益微生物,后者使P数量减少,减少了P对AMF及有益微生物资源的竞争压力,从而促进AMF和有益微生物的进一步增殖,持续维持群落的抗逆功能,这种调节过程属于________(填“正反馈”或“负反馈”)调节。这种利用AMF减少病虫害的防治方式属于________。
(4)在相同时间聚集在一定地域中的AMF、紫花苜蓿等所有生物共同构成一个________。AMF通过影响紫花苜蓿与病原菌、害虫之间的种间关系,进而影响生态系统的稳定性,这体现了信息传递在生态系统中具有________的作用。
21. 吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)基因可能与免疫排斥反应有关。为研究IDO基因的功能,科学家利用RAW264.7细胞中获得的IDO基因片段和pEGFP-C1质粒构建了IDO基因表达载体(如图所示)。请分析并回答下列问题:
(1)科研人员首先从小鼠巨噬细胞系RAW264.7中提取总RNA.在取出RNA后,需加入DNA酶进行处理,其目的是________,再通过________获得cDNA.利用上述cDNA为模板,通过PCR技术扩增IDO基因时,需要设计两种引物,其结构通常为________,引物在PCR反应中的作用是________。
(2)进行步骤③操作时,需要在引物的5′端分别添加能被限制性内切核酸酶________识别的两种引物,原因是________。
(3)科学家通过一定的方法筛选出IDO基因表达载体,采用脂质体介导转染法将IDO基因表达载体转染IDO基因缺陷型大鼠的囊胚内细胞团细胞,脂质体介导转染法的原理利用了生物膜具有________的特点。
(4)收集上述成功转染的细胞培养液,加入到活化的T淋巴细胞培养体系中,同时设置对照组。72h后检测T淋巴细胞的增殖情况。若实验组的T淋巴细胞增殖能力低于对照组,则说明IDO基因的表达产物具有________的作用,从而初步验证了IDO在免疫调控中的功能。
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注意事项:
1.本试卷共8页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
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. 毛囊干细胞可以分裂分化成毛母细胞,毛母细胞停止分裂后分泌“角蛋白”,这种蛋白质逐渐纤维化最终形成头发。“角蛋白”中二硫键的密度与分布决定头发的特性。下列相关叙述正确的是( )
A. 角蛋白的组成元素是C、H、O、N四种元素
B. 氨基酸在合成角蛋白时质量的减少都是脱水导致的
C. 毛囊干细胞分化成毛母细胞时遗传物质发生了改变
D. 头发的卷直等特性可能与角蛋白的空间结构有关
【答案】D
【解析】
【详解】A、角蛋白中存在二硫键,说明其组成元素除C、H、O、N外,还含有S元素,并非只有四种,A错误;
B、氨基酸合成角蛋白时,除了脱水缩合过程脱去水导致质量减少外,形成二硫键的过程还会脱去氢,因此质量减少不都是脱水导致的,B错误;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质不会发生改变,毛囊干细胞分化成毛母细胞时遗传物质不变,C错误;
D、蛋白质的特性由其结构决定,二硫键的密度和分布会影响角蛋白的空间结构,因此头发的卷直等特性可能与角蛋白的空间结构有关,D正确。
2. 在研究生物遗传的规律和物质基础的过程中,科学家的成功离不开科学方法的应用。下列相关叙述错误的是( )
A. 孟德尔运用假说—演绎法揭示了性状分离现象的实质
B. 梅塞尔森和斯塔尔利用差速离心法探究了DNA分子的复制方式
C. 沃森和克里克运用物理模型构建法构建了DNA双螺旋结构模型
D. 赫尔希和蔡斯运用了放射性同位素标记技术证明了DNA是遗传物质
【答案】B
【解析】
【详解】A、孟德尔运用假说—演绎法提出了分离定律,揭示了性状分离现象的实质是成对的遗传因子彼此分离进入不同配子,雌雄配子随机结合导致后代出现性状分离,A正确;
B、梅塞尔森和斯塔尔探究DNA分子复制方式时,使用的是密度梯度离心,B错误;
C、沃森和克里克用模型构建法揭示了DNA的双螺旋结构,该双螺旋结构模型构建为物理模型,C正确;
D、赫尔希和蔡斯用放射性同位素32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,通过侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质,D正确。
3. 在临床急救中,对于因缺氧导致组织损伤的患者,医生常采用高压氧治疗——将患者置于高压氧舱中,吸入纯氧以改善组织供氧。该疗法能够有效缓解缺氧状态,促进细胞正常代谢。下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A. 人体细胞呼吸的场所是线粒体,丙酮酸在线粒体基质中分解生成水
B. 缺氧条件下,细胞通过无氧呼吸将葡萄糖中的化学能大部分转化为ATP中的化学能
C. 高压氧治疗通过提高血液中溶解氧的含量,促进有氧呼吸第三阶段的进行
D. 肌肉细胞在剧烈运动缺氧时产生的乳酸,可在细胞内直接分解为葡萄糖重新利用
【答案】C
【解析】
【详解】A、人体细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸第一阶段、无氧呼吸的场所均为细胞质基质,因此细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体;且水是有氧呼吸第三阶段的产物,生成场所为线粒体内膜,丙酮酸在线粒体基质中参与的是有氧呼吸第二阶段,产物是CO2和[H],A错误;
B、缺氧条件下人体细胞进行无氧呼吸,葡萄糖不彻底氧化分解为乳酸,大部分化学能储存在乳酸中,仅释放少量能量,且释放的能量中大部分以热能散失,只有少部分转化为ATP中的化学能,B错误;
C、氧气是有氧呼吸第三阶段的反应物,高压氧治疗能提高血液中溶解氧的含量,为有氧呼吸第三阶段提供充足的反应物,可促进有氧呼吸第三阶段的进行,C正确;
D、肌肉细胞缺氧时产生的乳酸,需要通过血液运输到肝脏细胞,在肝脏中转化为葡萄糖重新利用,无法在肌肉细胞内直接分解为葡萄糖,D错误。
4. 某枣园在枣树开花期遭遇连续阴雨天气,导致坐果率显著下降。为减少损失,果农拟使用植物生长调节剂进行保果。下列相关叙述正确的是( )
A. 阴雨天气导致坐果率下降的主要原因是赤霉素合成受阻
B. 喷洒一定浓度的脱落酸可促进果实发育,提高坐果率
C. 喷洒一定浓度的2,4-D可促进未受精的子房发育成果实
D. 乙烯利能促进果实成熟,应在枣树开花期提前喷施
【答案】C
【解析】
【详解】A、赤霉素主要促进茎叶生长和种子萌发,坐果率下降的主要原因是传粉受精受阻,与赤霉素合成关系不大;阴雨天气主要影响昆虫传粉和花粉活力,A错误;
B、脱落酸抑制细胞分裂、促进叶和果实的衰老和脱落,喷洒脱落酸会降低坐果率,B错误;
C、2,4-D是生长素类似物,适宜浓度的生长素类调节剂可以促进未受精的子房发育为无子果实,达到保果的效果,C正确;
D、乙烯利促进果实成熟和器官脱落,在开花期喷施会导致落花落果,应在果实成熟期使用,D错误。
5. 铁皮石斛是我国名贵的中药,其次生代谢物石斛多糖和石斛碱是重要的核心药用成分,生产过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 进行过程①时需要保持无菌条件且无需光照
B. 过程①和过程②所用到的培养基成分完全相同
C. 为了获得更多的有效成分,过程④需要通气促进酵母菌繁殖
D. 两种方法都几乎不受季节、天气等的影响,且有利于环境保护
【答案】B
【解析】
【详解】A、过程①是脱分化,形成愈伤组织。脱分化需在无菌条件下进行,避免杂菌污染,无需光照,A正确;
B、过程①为脱分化,过程②为植物细胞培养,前者所用培养基为固体培养基,后者所用培养基为液体培养基,B错误;
C、为了获得更多的有效成分,酵母菌需进行有氧呼吸,所以④过程中需一直通气,C正确;
D、两种方法都在人工控制的环境中进行,几乎不受季节、天气等的影响,且有利于环境保护,D正确。
6. 某植物(2n=10)配子形成时,减数分裂过程是逆反的,染色体分离顺序与正常减数分裂的顺序相反。下图为该植物减数分裂不同时期的图像。下列叙述错误的是( )
A. 图a细胞中存在同源染色体 B. 图b细胞中姐妹染色单体已分离
C. 图c细胞中没有四分体 D. 图d的每个细胞中有5条染色体
【答案】D
【解析】
【详解】A、图a是减数分裂I前期,此时细胞中存在同源染色体,A正确;
B、正常减数分裂的染色体分离顺序是:减数第一次分裂(减I)分离同源染色体,减数第二次分裂(减II)分离姐妹染色单体,本题中该植物分离顺序相反,即减I分离姐妹染色单体,减II分离同源染色体,图b是减数分裂I后期,该植物减I的行为就是姐妹染色单体分离,因此后期姐妹染色单体已经完成分离,B正确;
C、四分体是联会的一对同源染色体,共含4条姐妹染色单体,该植物减I已经完成姐妹染色单体分离,减II的细胞中每条染色体都不再有姐妹染色单体,因此无法形成四分体,C正确;
D、图d是减数分裂II后期,细胞还未完成胞质分裂,仍为一个细胞:体细胞复制后共10条染色体、20条染色单体,减I姐妹分离后,每个减II细胞获得10条染色体,因此减II后期的d细胞中共有10条染色体,D错误。
7. 某人在医院局部麻醉拔除智齿后,出现伤口持续出血现象,几天后伤口红肿且持续低烧。结合人体的调节机制,下列叙述正确的是( )
A. 术后伤口红肿可能是由于局部毛细血管收缩,使组织液增多所致
B. 吞噬细胞在伤口处聚集,吞噬病原体和细胞碎片,属于特异性免疫
C. 局部麻醉药通过阻断神经细胞膜上的K⁺通道,抑制动作电位形成,从而阻断痛觉产生
D. 低烧可能是细菌通过伤口进入机体引起炎症反应所致,体温上升时机体产热大于散热
【答案】D
【解析】
【详解】A、术后伤口红肿是由于局部毛细血管舒张、通透性升高,血浆中的蛋白质等物质进入组织液使组织液渗透压升高,组织液增多所致,A错误;
B、吞噬细胞吞噬病原体和细胞碎片属于人体的第二道防线,属于非特异性免疫,特异性免疫是针对特定抗原、由淋巴细胞主导的免疫过程,B错误;
C、动作电位的形成依赖于Na+内流,局部麻醉药是通过阻断神经细胞膜上的Na+通道抑制动作电位形成,从而阻断痛觉的传导,C错误;
D、细菌通过伤口入侵机体引发炎症反应,会使体温调节中枢的调定点上移,体温上升时机体产热大于散热,因此会出现低烧症状,D正确。
8. 某研究小组利用滚管培养法从动物瘤胃中分离出能分解纤维素的厌氧微生物。先在无氧条件下将样品稀释液注入盛有培养基的密封试管中,之后将试管平放于盛有冰块的盘中迅速滚动,使带菌的培养基在试管内壁凝固成薄层,培养一段时间后即可获得单菌落。下列叙述正确的是( )
A. 该培养基中必须添加凝固剂(如琼脂)才能在试管内壁形成固体薄层
B. 培养基在注入试管前应采用干热灭菌法进行灭菌,以杀灭所有微生物
C. 若要将分离出的菌株用于工业化生产纤维素酶,应优先选择菌落直径最小的单菌落
D. 该分离过程需在严格厌氧条件下进行,因此培养基中无须添加任何碳源
【答案】A
【解析】
【详解】A、要使培养基在试管内壁凝固成薄层,需制备固体培养基,固体培养基必须添加凝固剂(如琼脂)才能实现凝固,A正确;
B、培养基的常规灭菌方法为高压蒸汽灭菌法,干热灭菌会导致培养基水分蒸发、营养成分被破坏,不能用于培养基灭菌,B错误;
C、筛选产纤维素酶能力强的菌株,应选择透明圈直径与菌落直径的比值最大的单菌落,仅菌落直径最小无法说明其产酶能力强,C错误;
D、该过程分离的是厌氧型纤维素分解菌,严格厌氧是控制氧气条件,微生物生长必需碳源,培养基中需添加纤维素作为碳源,D错误。
9. HPV(人乳头瘤病毒)是一种DNA病毒,可以引发女性患宫颈癌。科研人员通过制备抗HPV单克隆抗体为宫颈癌的诊断和治疗提供新方案。制备抗HPV单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 图中注射的特定抗原为HPV的衣壳蛋白,②提取的细胞为浆细胞
B. 培养骨髓瘤细胞需通入5%O2和95%空气,以维持培养液的pH
C. 步骤③细胞融合可以利用灭活的病毒诱导、PEG融合法或电融合法
D. 步骤④需用特定的选择培养基筛选,步骤⑤需进行抗体阳性筛选
【答案】B
【解析】
【详解】A、HPV是DNA病毒,但作为抗原的是其蛋白质外壳,即图中注射的特定抗原为HPV的衣壳蛋白;步骤②提取的是已免疫的B淋巴细胞,可以看做是浆细胞,因为其能产生抗体,A正确;
B、通入5% CO2和 95%空气是动物细胞培养的条件,5% CO2的作用是维持培养液pH,95%空气是为了保证细胞呼吸,B错误;
C、步骤③是细胞融合,常用的诱导方法是灭活的仙台病毒、聚乙二醇(PEG)、电融合法等,C正确;
D、步骤④的筛选方法为用特定的选择培养基进行筛选,获得的是杂交瘤细胞,步骤⑤需进行克隆化培养和抗体阳性筛选,进而获得足量能产生所需抗体的杂交瘤细胞,D正确。
10. 陕西汉中于1981年建立了保护濒危物种朱鹮的自然保护区,现在已取得了显著的成效。下列说法错误的是( )
阶段(年份)
朱鹮种群数量
第一阶段(1981年~1990年)
20只以内
第二阶段(1991年~2000年)
约200只
第三阶段(2001年至今)
10000多只
A. 在第一阶段科研人员可以采用逐个计数法统计朱鹮数量
B. 生存空间和栖息环境改善后,朱鹮种群的K值随之发生变化
C. 气候因素对各阶段朱鹮种群密度的影响,属于密度制约因素
D. 通过保护使朱鹮数量增多,从而增加了该种群基因的多样性
【答案】C
【解析】
【详解】A、第一阶段朱鹮种群数量不足20只,个体数量少、分布范围小,适合采用逐个计数法统计种群数量,A正确;
B、K值是环境容纳量,由环境条件决定,生存空间和栖息环境改善后,环境更适宜朱鹮生存,种群K值会升高,B正确;
C、密度制约因素的作用强度随种群密度变化而改变,如天敌、传染病等;气候因素的作用强度与种群密度无关,属于非密度制约因素,C错误;
D、基因多样性是种群中全部等位基因的总和,朱鹮种群数量增多,种群基因库更丰富,可提升种群的基因多样性,D正确。
11. 为了实现乡村振兴和绿色发展,某地进行了农业产业化升级,将果园改造成“鸡—沼—果”生态农业模式,利用鸡粪生产沼气,沼渣是果树良好的肥料,喷施沼液可以减少果树的病虫害。下列叙述错误的是( )
A. “鸡—沼—果”生态农业模式遵循生态工程的循环、整体原理
B. 建立生态农业的目的是扩大人类的生态足迹和加大对资源的利用
C. 该生态农业模式促进了生态系统中的物质循环,提高了能量利用率
D. 该生态农业模式可以通过改变能量流动关系使能量流向对人类最有益的部分
【答案】B
【解析】
【详解】A、“鸡—沼—果”模式实现了鸡粪、沼渣沼液的分层分级循环利用,同时兼顾了生态效益与农业经济效益,遵循生态工程的循环、整体原理,A正确;
B、生态足迹是维持某一人口单位生存,所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积,建立生态农业的目的是减小生态足迹、提高资源利用效率,而非扩大生态足迹,B错误;
C、该模式将废弃物资源化利用,促进了物质循环,同时实现了能量的多级利用,提高了能量利用率,C正确;
D、该模式调整了能量流动的关系,原本会随鸡粪直接散失的能量被转化为沼气能源、果树生长的养分,使能量更多流向对人类最有益的部分,D正确。
12. 研究发现,盐碱胁迫下G蛋白(含Gβ和AT1两个亚基)能抑制水通道蛋白PIP2s磷酸化致使H₂O₂积累,危害作物生长(如图所示)。下列相关叙述正确的是( )
A. 水分子只有与水通道蛋白PIP2s结合才能进入细胞膜
B. 若AT1基因过量表达会导致植物的抗盐碱能力下降
C. 若H₂O₂不能通过主动运输排出则可能导致细胞死亡
D. 水通道蛋白PIP2s去磷酸化将导致该蛋白活性丧失
【答案】B
【解析】
【详解】A、水分子的跨膜运输方式有两种: 自由扩散:直接穿过磷脂双分子层(速度较慢) 协助扩散:通过水通道蛋白(如 PIP2s)快速运输,水不需要与水通道蛋白结合,A错误;
B、据题干,AT1是G蛋白的亚基,它参与抑制水通道蛋白PIP2s磷酸化,进而导致H₂O₂积累、细胞死亡。如果AT1基因过量表达,会增强对PIP2s磷酸化的抑制作用,使得H₂O₂更易积累,加剧盐碱胁迫对植物的伤害,因此植物抗盐碱能力会下降,B正确;
C、由图可知,H2O2的排出顺浓度梯度且通过水通道蛋白进行,属于协助扩散,C错误;
D、PIP2s去磷酸化将导致蛋白结构变化功能发生改变,但活性未丧失,D错误。
13. 研究发现,秀丽隐杆线虫发育成熟过程中有131个细胞通过凋亡被去除,其中EGL-1、CED-3、CED-4、CED-9是控制线虫细胞凋亡的关键基因,这些基因的关系如图所示(图中“-”表示抑制,“+”表示促进),下列叙述错误的是( )
A. 细胞凋亡由多个基因共同决定,受到严格的程序性调控
B. 线虫体内基因EGL-1过量表达可能导致细胞凋亡水平升高
C. 若施加一定量的CED-3蛋白抑制剂,可能会加速细胞的凋亡
D. 在极端的理化因素刺激下,秀丽隐杆线虫可能会畸形发育
【答案】C
【解析】
【详解】A、从题干可知,细胞凋亡由EGL-1、CED-9、CED-4、CED-3等多个基因共同参与调控,是按照固定的程序发生的细胞死亡,A正确;
B、由图可判断EGL-1为促进凋亡的基因,线虫体内EGL-1表达升高会导致细胞凋亡水平升高,B正确;
C、CED-3是促进细胞凋亡的关键因子,抑制CED-3的活性,会减弱它对细胞凋亡的促进作用,应该是抑制细胞凋亡,C错误;
D、极端理化因素会干扰正常的细胞生命活动,包括细胞凋亡的正常进程,而细胞凋亡对生物体的正常发育至关重要,一旦凋亡过程异常,就可能导致个体畸形发育,D正确。
14. 抑制素是一种主要由卵巢分泌的蛋白质类激素,调节促性腺激素的合成和分泌。科研人员制备了抑制素的抗体并在大鼠发情期注射,测定相关指标结果如下表。下列分析错误的是( )
检测指标
对照组
实验组
促性腺激素含量/(mIU·mL-1)
促卵泡激素
8.53
25.36
促黄体素
15.18
15.19
性激素含量/(ng·mL-1)
孕酮
8.86
11.78
卵泡质量/g
0.63
0.91
成熟卵泡数目/个
28.67
35
A. 抑制素的抗体与抑制素结合主要发生在血浆中
B. 垂体细胞内分布着抑制素、性激素等多种激素的受体
C. 抑制素对各种促性腺激素分泌的抑制作用的效果不同
D. 抑制素与促性腺激素在调节性激素的含量上表现为相抗衡
【答案】D
【解析】
【详解】A、抑制素是通过血浆运输的蛋白质类激素,抗体主要分布在血浆中,因此抑制素与其抗体的结合主要发生在血浆中,A正确;
B、抑制素可调节垂体合成分泌促性腺激素,说明垂体细胞存在抑制素的受体;性激素可通过负反馈调节作用于垂体,说明垂体细胞存在性激素的受体,因此垂体细胞分布着多种激素的受体,B正确;
C、注射抑制素抗体后,抑制素无法发挥作用,实验组促卵泡激素含量显著升高,促黄体素含量几乎无变化,说明抑制素主要抑制促卵泡激素分泌,对促黄体素抑制作用极弱,即对不同促性腺激素的抑制效果不同,C正确;
D、相抗衡(拮抗作用)指不同激素对同一生理过程、同一靶器官发挥相反作用。促性腺激素直接作用于卵巢促进性激素分泌,而抑制素作用于垂体,通过抑制促性腺激素分泌间接调节性激素含量,二者作用靶点不同,不属于相抗衡的关系,D错误。
15. 某原始森林自然保护区主峰海拔2500m,科研团队夏季对主峰不同海拔样地开展植物群落调查,结果如下表。结合所学生态学知识,下列叙述错误的是( )
样地
海拔(m)
光照(%)
物种数目
灌木
草本
乔木层
灌木层
草本层
Ⅰ
1070
20.9
3.1
3
5
16
Ⅱ
1120
34.6
5.9
2
17
6
Ⅲ
1130
28.3
15.8
1
9
20
A. 该主峰群落中植物物种数目的多少称为该区植物的丰富度
B. 不同类型的植物群落随海拔高度发生规律性变化,其主要影响因素是温度
C. 若无人为干扰,该主峰山上的乔木、灌木及草本植物的数量将会持续增长
D. 该主峰山上1100m处的植被分为乔木层、灌木层及草本层,体现了群落的垂直结构
【答案】C
【解析】
【详解】A、群落中物种数目的多少称为丰富度,该主峰群落内植物物种数目的多少即为该区植物的丰富度,A正确;
B、海拔升高时温度会逐渐下降,不同植物适宜生存的温度范围存在差异,因此不同类型植物群落随海拔呈规律性变化的主要影响因素是温度,B正确;
C、自然环境下的资源和空间是有限的,即使无人类干扰,植物种群数量也会受环境容纳量限制,不会持续增长,达到环境容纳量后数量会保持相对稳定,C错误;
D、同一海拔处的植被在垂直方向上分为乔木层、灌木层、草本层,体现了群落垂直方向的分层现象,属于群落的垂直结构,D正确。
16. 人对苯基硫脲(简称PTC)的苦味感知由7号染色体上T基因决定,t基因由T基因的M、N、Q三个核苷酸位点改变形成(如图所示),其编码的受体蛋白无法介导苦味信号转导。t基因相比T基因对应的氨基酸序列既存在两个氨基酸差异,又明显变短。下列说法正确的是( )
A. T基因突变为t基因体现了基因突变的不定向性
B. 基因突变为生物进化提供原材料,它决定了生物进化的方向
C. 不考虑T基因的其他位点突变,预测T与t这对基因的基因型频率不变
D. 推测T基因中886位的碱基替换可能导致终止密码子的提前出现
【答案】D
【解析】
【详解】A、基因突变不定向性:指一个基因可以向不同方向突变,产生多个等位基因(同一基因位点突变成多种不同等位基因)。 本题中 T 基因定向突变成唯一的 t 基因(三个位点同时固定突变),没有产生多种等位基因,不能体现不定向性,A错误;
B、基因突变确实能为生物进化提供原材料,但决定生物进化方向的是自然选择,而不是基因突变,基因突变是不定向的,自然选择会筛选出适应环境的变异,B错误;
C、t基因编码的受体蛋白无法介导苦味信号转导,这意味着携带t基因的个体对苯基硫脲的苦味感知会出现异常,在自然环境中,这种性状可能会影响个体的生存和繁殖(比如无法感知某些有毒物质的苦味,增加误食风险),自然选择会对该基因型的个体进行选择,从而改变基因型频率;另外即使在人工环境中,个体的交配选择等也可能影响基因型频率,所以基因型频率大概率会发生变化,C错误;
D、t基因由T基因改变三个核苷酸位点形成,但t基因相比T基因对应的氨基酸序列存在两个氨基酸差异,又明显缩短,最可能的原因是M、N位点所对应的氨基酸发生改变,Q位点改变后使原本编码氨基酸的密码子变成了终止密码子,让翻译提前结束,最终形成的肽链就会比T基因编码的肽链短,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 科研人员以某植物幼苗为材料,研究外源水杨酸(SA)对高盐(NaCl)胁迫的缓解作用,设计4组实验:对照组(无处理),SA组(喷施适宜浓度SA)、NaCl组(高盐处理)、SA+NaCl组(SA预处理后+高盐处理),测定结果如图。回答下列问题:
注:气孔导度反映气孔开放程度,值越大表示气孔张开程度越大、气体交换阻力越小。
(1)叶片中叶绿素主要分布在叶肉细胞的________,参与光合作用的________阶段;在测定该植物叶片中的叶绿素含量时,由于叶绿素极不稳定,见光易分解,因此,在制取色素提取液时应在________环境将新鲜叶片0.05g剪成细丝,加入________溶剂浸泡24h。为避免类胡萝卜素的干扰,通过测量色素提取液对________光的吸收百分比,计算叶绿素的含量。
(2)图A中,净光合速率的测定可反映植物光合作用积累有机物的能力,NaCl组该指标显著降低,推测其原因是________,进而影响光合作用的水分供应等过程。
(3)气孔是由保卫细胞构成的,保卫细胞的吸水和失水影响气孔的开闭,其开闭程度会直接影响光合作用过程中________的生成速率。从图B中可以反映出NaCl组气孔导度较对照组和SA组大幅下降,请分析其中的原因________。
(4)根据图A~D中数据可知,外源水杨酸(SA)对高盐(NaCl)胁迫有缓解作用,外源水杨酸(SA)的具体作用可能是________(至少写出两点)。
【答案】(1) ①. 叶绿体的类囊体膜 ②. 光反应 ③. 黑暗(或遮光) ④. 无水乙醇 ⑤. 红
(2)高盐使外界溶液渗透压升高,根细胞吸水困难甚至失水
(3) ①. C3 ②. 高盐使得保卫细胞失水,部分气孔闭合
(4)SA能缓解盐胁迫对叶绿素的破坏(或促进叶绿素合成)、能增加气孔导度、能提高CO2的利用率
【解析】
【小问1详解】
叶片中叶绿素主要分布在叶肉细胞的叶绿体的类囊体膜,叶绿素能捕获光能,因而可参与光合作用的光反应阶段;在测定该植物叶片中的叶绿素含量时,由于叶绿素极不稳定,见光易分解,因此,在制取色素提取液时应在黑暗环境中将新鲜叶片0.05g剪成细丝,加入无水乙醇溶剂浸泡24h,该操作依据的原理是色素能够溶解到有机溶剂中,为避免类胡萝卜素的干扰,而类胡萝卜素吸收蓝紫光,因此,通过测量色素提取液对红光的吸收百分比,计算叶绿素的含量。
【小问2详解】
图A中,净光合速率的测定可反映植物光合作用积累有机物的能力,NaCl组该指标显著降低,这是因为高盐使外界溶液渗透压升高,根细胞吸水困难甚至失水,进而影响光合作用的水分供应等过程,表现为净光合速率下降。
【小问3详解】
气孔是由保卫细胞构成的,保卫细胞的吸水和失水影响气孔的开闭,其开闭程度会直接影响光合作用过程中二氧化碳的固定,进而影响C3的生成速率,导致光合速率下降,从图B中可以反映出NaCl组气孔导度较对照组和SA组大幅下降,说明高盐使得保卫细胞失水,部分气孔闭合,表现为气孔导度下降,最终影响二氧化碳的吸收。
【小问4详解】
根据图A~D中数据可知,NaCl处理导致光合速率下降,且NaCl处理引起气孔导度下降,但胞间CO2浓度升高。说明气孔导度下降不是引起该组净光合速率下降的直接因素,SA+NaCl组与NaCl组相比,净光合速率显著上升,说明SA处理对盐胁迫有缓解作用,同时该组的叶绿素含量上升,气孔导度上升,因而可推测SA能缓解盐胁迫对叶绿素的破坏、能增加气孔导度、进而提高CO2的利用率,提高了净光合速率。
18. 果蝇是遗传学研究的经典模式生物。果蝇有很多易于区分的相对性状,其长翅和残翅由基因A/a控制,刚毛和截毛由基因B/b控制。现有一果蝇群体中两只长翅刚毛果蝇进行交配,产生的后代表型及比例为长翅刚毛雌蝇∶残翅刚毛雌蝇∶长翅刚毛雄蝇∶长翅截毛雄蝇∶残翅刚毛雄蝇∶残翅截毛雄蝇=6∶2∶3∶3∶1∶1.回答下列问题:
(1)根据杂交实验结果,两对相对性状中的显性性状分别是________和________。
(2)若刚毛和截毛这对性状的基因为伴X遗传,那么亲代果蝇的基因型组合为________。子代中长翅刚毛雌蝇中纯合子占________。
(3)根据上述杂交实验结果,无法确定刚毛/截毛基因在X的非同源区段还是在X、Y的同源区段。进一步提取双亲及表型为残翅刚毛雄蝇和长翅截毛雄蝇的两只子代果蝇的相关基因进行电泳,结果如下表(条带①和②、③和④分别表示两对性状的控制基因)。
类型
母本
父本
子代残翅刚毛雄蝇
子代长翅截毛雄蝇
条带①
■
■
■
■
条带②
■
■
■
条带③
■
■
■
条带④
■
■
■
■
表示b基因的是条带________,B/b位于________区段,亲代中父本的基因型为________。
(4)现有纯种的刚毛和截毛的雌雄果蝇,欲从中选择合适的材料验证第(3)题中刚毛和截毛基因位置判断的正确性,请简要写出杂交实验的方案并预期结果。________
【答案】(1) ①. 长翅 ②. 刚毛(顺序可换)
(2) ①. AaXBXb×AaXBY ②. 1/6
(3) ①. ④ ②. X、Y的同源 ③. AaXBYb
(4)实验方案:选择纯种截毛雌蝇与纯种刚毛雄蝇进行交配,得F1;统计F1中雌雄果蝇的表型。预期结果:子代中雌雄果蝇全为刚毛
【解析】
【小问1详解】
亲本均为长翅刚毛,子代出现残翅和截毛,说明长翅、刚毛是显性性状。
【小问2详解】
后代中长翅:残翅=(6+2+3+1):(3+1)=12:4=3:1,说明长翅(A)对残翅(a)为常染色体遗传,亲代基因型均为Aa; 刚毛和截毛为伴X遗传,后代中雌蝇全是刚毛,雄蝇中刚毛:截毛=(3+1):(3+1)=1:1,说明亲代雌果蝇为杂合子,基因型为XᵇXᴮ,雄果蝇为XᴮY。 所以亲代果蝇的基因型组合为AaXᴮXᵇ×AaXᴮY。子代长翅(A_)中纯合子AA占1/3;刚毛雌蝇(XᴮXᴮ、XᴮXᵇ)中纯合子XᴮXᴮ占1/2; 因此子代长翅刚毛雌蝇中纯合子占比为1/3×1/2=1/6。
【小问3详解】
子代长翅截毛雄蝇的基因型为A_XbYb(若在同源区段)或A_XbY(若在非同源区段),电泳条带显示其携带b基因,对应条带④。子代残翅刚毛雄蝇的基因型为aaXBYb(同源区段)或aaXBY(非同源区段),电泳条带显示其同时携带B和b相关条带,说明基因位于X、Y的同源区段。亲本基因型组合为:AaXBXb 、AaXBYb
【小问4详解】
选择纯种截毛雌蝇与纯种刚毛雄蝇进行交配,观察并统计F1的表型;若F1雌雄个体全为刚毛,再让F1雌雄个体相互交配,统计F2的表型。预期结果:子代中雌雄果蝇全为刚毛。因为如果B/b在X、Y同源区段,纯种刚毛雄蝇的Y染色体上有B基因,交配后子代雌蝇为XᴮXᵇ,雄蝇为XᵇYᴮ,全部表现为刚毛。
19. 人和高等动物摄食和胃肠道活动受神经、体液等多种方式调节。瘦素是由脂肪细胞分泌的一种激素,作用于下丘脑的特定神经元,参与调控摄食行为,维持能量平衡。研究发现,下丘脑中的NPY神经元(促进摄食)和BNC2神经元(功能与NPY相反)是瘦素作用的关键靶点。请分析并回答问题:
(1)下丘脑中的摄食中枢兴奋后产生饥饿感,促进进食,并引起________(填“交感神经”或“副交感神经”)兴奋促进胃肠道活动。
(2)瘦素通过体液运输到达下丘脑,与靶细胞膜上的________结合后,将信息传递到细胞内,调节细胞的代谢过程。研究发现,部分肥胖患者体内瘦素水平并未降低,但摄食行为仍异常旺盛。结合题意推测,这可能是因为________(答出两点)。
(3)下表为对NPY神经元和BNC2神经元(这两个神经元之间可以形成突触结构)进行研究的部分实验结果。
刺激结构
食物摄入量
电流变化
NPY神经元
增加
BNC2神经元未出现电流变化
BNC2神经元
减少
NPY神经元出现电流变化
分析实验数据,完善瘦素通过上述神经元结构对动物摄食行为的调节机制模型:
①________;②________;③________。
(4)瘦素还能够促进脂肪细胞中脂肪的分解,为验证“瘦素通过激活支配脂肪组织的交感神经促进脂肪分解”,某科研人员利用小鼠进行实验步骤Ⅰ和步骤Ⅱ后,检测小鼠体内脂肪组织体积的变化量。请补充表中相关实验步骤。(可选试剂:生理盐水、瘦素、抑制交感神经的药物)
步骤
组别
Ⅰ
Ⅱ
A组
注射生理盐水
注射生理盐水
B组
注射生理盐水
①________
C组
②________
注射瘦素
③预期实验结果为________。
【答案】(1)副交感神经
(2) ①. 特异性受体(或受体) ②. NPY神经元上的瘦素受体功能丧失或结构异常、BNC2神经元上的瘦素受体功能丧失或结构异常、下丘脑神经元对瘦素不敏感、瘦素信号传递障碍等
(3) ①. BNC2 ②. 抑制 ③. NPY
(4) ①. 注射瘦素 ②. 注射抑制交感神经的药物 ③. A组和C组小鼠体内脂肪组织体积的减少量均明显低于B组(或B组小鼠体内脂肪组织体积的减少量明显大于A组和C组),A组和C组无显著差异
【解析】
【小问1详解】
下丘脑摄食中枢兴奋产生饥饿感,此时需要促进胃肠道活动来消化食物,副交感神经的作用是促进胃肠蠕动、消化腺分泌,而交感神经主要是抑制胃肠道活动,调动身体能量应对紧急情况。
【小问2详解】
瘦素是一种激素,激素作用于靶细胞时,需要和靶细胞膜上的特异性受体(或受体)结合,才能将信息传递到细胞内,这是激素作用的基本机制。 部分肥胖患者体内瘦素水平不低,但摄食还是很旺盛,说明瘦素的调节通路出现了问题,可能的原因有: 靶细胞(NPY神经元或BNC2神经元)上的瘦素受体功能丧失或结构异常,无法识别瘦素; 瘦素信号在神经元内的传递过程出现障碍,即使结合了受体,也无法传递调节信号;下丘脑神经元对瘦素不敏感,无法对瘦素的信号做出相应的反应。
【小问3详解】
首先分析实验数据:刺激NPY神经元,食物摄入量增加,且BNC2神经元无电流变化,说明NPY是促进摄食的,且它和BNC2之间不是直接的兴奋传递; 刺激BNC2神经元,食物摄入量减少,且NPY神经元出现电流变化,说明BNC2可以作用于NPY神经元,抑制它的功能,从而减少摄食。 再结合瘦素的作用是减少摄食,所以调节机制为: ①瘦素首先作用的是BNC2神经元(因为它能抑制摄食); ②BNC2神经元对NPY神经元产生抑制作用; ③被抑制的NPY神经元无法再促进摄食,最终导致摄食量减少。
【小问4详解】
本实验的目的是验证“瘦素通过激活支配脂肪组织的交感神经促进脂肪分解”,实验设计需要设置对照:A组是空白对照,两次都注射生理盐水,作为基础参照; B组是实验组,先注射生理盐水,然后注射瘦素,观察瘦素对脂肪分解的作用; C组是条件对照,先注射抑制交感神经的药物,再注射瘦素,用来验证交感神经在瘦素促进脂肪分解中的作用。预期实验结果: 因为瘦素是通过激活交感神经来促进脂肪分解的,所以:B组注射瘦素后,交感神经被激活,脂肪分解多,脂肪组织体积减少量最大; C组先抑制了交感神经,即使注射瘦素,脂肪分解也无法被有效促进,脂肪组织体积减少量和空白对照组A组相近,且都明显低于B组。总结:A组和C组小鼠体内脂肪组织体积的减少量均明显低于B组(或B组小鼠体内脂肪组织体积的减少量明显大于A组和C组),A组和C组无显著差异。
20. 在生长发育过程中,紫花苜蓿经常同时遭受地上部病原菌(P)与害虫(A)的双重胁迫,而土壤丛枝菌根真菌(AMF)会影响紫花苜蓿对胁迫的抗性。为研究其机制,科研人员选取盆栽紫花苜蓿幼苗为材料进行实验,部分结果如图1、图2所示。图中“+”表示接种或有,“-”表示未接种或无。回答下列问题:
(1)据图1可知,接种AMF会________(填“升高”或“降低”)紫花苜蓿的生物量。
(2)据图2可知,接种AMF后,在P+A+双重胁迫下紫花苜蓿病害发生率比未接种时________(填“升高”或“降低”)。除分析紫花苜蓿在胁迫后的病害发生率外,还需评估的指标是________,才能准确判断AMF对紫花苜蓿抗病虫害的影响,理由是________。
(3)研究发现,AMF能富集有益微生物,后者使P数量减少,减少了P对AMF及有益微生物资源的竞争压力,从而促进AMF和有益微生物的进一步增殖,持续维持群落的抗逆功能,这种调节过程属于________(填“正反馈”或“负反馈”)调节。这种利用AMF减少病虫害的防治方式属于________。
(4)在相同时间聚集在一定地域中的AMF、紫花苜蓿等所有生物共同构成一个________。AMF通过影响紫花苜蓿与病原菌、害虫之间的种间关系,进而影响生态系统的稳定性,这体现了信息传递在生态系统中具有________的作用。
【答案】(1)升高 (2) ①. 降低 ②. 病害程度 ③. 病虫害对植物的影响不仅体现在病害发生率,还体现在发病后的危害程度,需同时评估才能全面反映AMF对植物抗病虫害能力
(3) ①. 正反馈 ②. 生物防治
(4) ①. (生物)群落 ②. 调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定
【解析】
【小问1详解】
分析图1可知,所有胁迫组合中,接种AMF(AMF+)组的紫花苜蓿生物量都高于未接种AMF组,因此接种AMF会升高紫花苜蓿的生物量。
【小问2详解】
分析图2,双重胁迫(P+A+)下,接种AMF后病害发生率比未接种时降低;本实验研究紫花苜蓿受病原菌和害虫双重胁迫时AMF的作用,仅检测病原菌导致的病害发生率不全面,还需评估病害程度,病虫害对植物的影响不仅体现在病害发生率,还体现在发病后的危害程度,需同时评估才能全面反映AMF对植物抗病虫害能力,才能完整判断AMF对紫花苜蓿抗病虫害的影响。
【小问3详解】
该过程中,病原菌减少后减轻了资源竞争,反过来促进AMF和有益微生物进一步增殖,放大了初始效应,符合正反馈调节的特点;利用AMF等生物抑制病虫害的防治方式属于生物防治。
【小问4详解】
同一时间聚集在一定区域的所有生物共同构成生物群落;AMF通过影响不同物种间的种间关系维持生态系统稳定,体现了生态系统中信息传递调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定的作用。
21. 吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)基因可能与免疫排斥反应有关。为研究IDO基因的功能,科学家利用RAW264.7细胞中获得的IDO基因片段和pEGFP-C1质粒构建了IDO基因表达载体(如图所示)。请分析并回答下列问题:
(1)科研人员首先从小鼠巨噬细胞系RAW264.7中提取总RNA.在取出RNA后,需加入DNA酶进行处理,其目的是________,再通过________获得cDNA.利用上述cDNA为模板,通过PCR技术扩增IDO基因时,需要设计两种引物,其结构通常为________,引物在PCR反应中的作用是________。
(2)进行步骤③操作时,需要在引物的5′端分别添加能被限制性内切核酸酶________识别的两种引物,原因是________。
(3)科学家通过一定的方法筛选出IDO基因表达载体,采用脂质体介导转染法将IDO基因表达载体转染IDO基因缺陷型大鼠的囊胚内细胞团细胞,脂质体介导转染法的原理利用了生物膜具有________的特点。
(4)收集上述成功转染的细胞培养液,加入到活化的T淋巴细胞培养体系中,同时设置对照组。72h后检测T淋巴细胞的增殖情况。若实验组的T淋巴细胞增殖能力低于对照组,则说明IDO基因的表达产物具有________的作用,从而初步验证了IDO在免疫调控中的功能。
【答案】(1) ①. 去除提取物中残留的DNA,防止其干扰后续实验 ②. 逆转录 ③. 一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸 ④. 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸(或与模板链结合,启动DNA复制或作为DNA聚合酶合成子链的起点)
(2) ①. BglⅡ和KpnⅠ ②. 既能确保BglⅡ和KpnⅠ正确切割IDO基因和pEGFP-C1质粒;又能确保IDO基因与pEGFP-C1质粒能正确连接,IDO基因在启动子和终止子之间
(3)(一定的)流动性
(4)抑制T细胞增殖(或免疫抑制)
【解析】
【小问1详解】
提取RNA时样品中会混入基因组DNA,DNA酶可降解DNA,以此去除提取物中残留的DNA,防止其干扰后续实验,以RNA为模板合成cDNA的过程为逆转录。PCR扩增时,需要两种引物,引物通常为一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸,分别与目的基因的两条模板链互补,引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸(或与模板链结合,启动DNA复制或作为DNA聚合酶合成子链的起点)。
【小问2详解】
构建重组表达载体时,需选择两种不同的限制性内切核酸酶对目的基因和质粒进行双酶切,核心原则是保证目的基因与质粒的定向连接,避免目的基因自身环化、质粒自身环化及目的基因反向连接。从质粒图谱可知,pEGFP-C1质粒的启动子与GFP基因之间存在BglⅡ和KpnⅠ的酶切位点,且这两种酶切位点不会破坏质粒的启动子、终止子、复制原点、标记基因等关键结构;在引物的5′端添加BglⅡ和KpnⅠ的识别引物,既能确保BglⅡ和KpnⅠ正确切割IDO基因和pEGFP-C1质粒;又能确保IDO基因与pEGFP-C1质粒能正确连接,IDO基因在启动子和终止子之间。
【小问3详解】
脂质体是人工膜结构,与生物膜的组成成分(磷脂、蛋白质)相似,脂质体介导转染法的原理是生物膜具有一定的流动性,脂质体可与受体细胞的细胞膜融合,从而将包裹的IDO基因表达载体送入细胞内。
【小问4详解】
免疫排斥主要由T淋巴细胞介导,实验组T细胞增殖能力低于对照组,说明IDO基因的表达产物可以抑制T细胞增殖,进而抑制免疫排斥反应,符合题干“IDO基因与免疫排斥有关”的假设。
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