内容正文:
2026届河南方城县第一高级中学高三下学期高考预测卷生物试卷(三)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 山水林田湖草沙冰是生命共同体。这一生态文明理念最能体现生态系统的( )
A. 整体性 B. 独立性 C. 稳定性 D. 层次性
2. 鲜枣烘干后即为中药干枣,干枣富含葡萄糖、维生素、铁、钾和蛋白质等。下列说法错误的是( )
A. 糖尿病患者不适合大量食用干枣
B. 鲜枣在烘干过程中损失的主要是自由水
C. 干枣中的蛋白质不能与双缩脲试剂产生紫色反应
D. 适量食用干枣有助于合成血红蛋白,缓解某些贫血症状
3. 下列有关细胞膜结构的探索历程的叙述,不正确的是( )
A. 欧文顿结合大量的物质通透性实验,提出了“细胞膜的主要组成成分中有脂质”
B. 科学家用丙酮从口腔上皮细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺成单分子层,测得单分子层面积恰为口腔上皮细胞表面积的2倍
C. 罗伯特森把细胞膜描述为静态的统一结构
D. 人和小鼠细胞的融合实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有流动性
4. 下列有关果蝇某个精原细胞形成精细胞过程的叙述,正确的是( )
A. DNA复制两次,细胞分裂两次
B. 染色体数目减半发生在减数分裂I
C. 次级精母细胞含有Y染色体的条数为0或1
D. 产生4个基因型不同的精细胞是自由组合的结果
5. 细胞培养肉的外观和纹理风味与真实肉接近。其培养过程是将猪、牛等动物成体干细胞接种于可食用的三维支架中,在一定条件下分化成肌纤维和成脂细胞,进而精准形成细胞培养肉。下列叙述正确的是( )
A. 制造时培养时间过长会导致成体干细胞分化形成胚胎
B. 利用成体干细胞的无限增殖能力可大规模生产细胞培养肉
C. 制造细胞培养肉的过程中,基础技术是动物细胞融合技术
D. 生产细胞培养肉比生产传统肉类产品产生的生态足迹小
6. 小鼠实验表明在长时记忆形成过程中,部分脑细胞中的DNA会因外界刺激而损伤,并触发脑部炎症反应来修复,同时这类炎症反应有助于巩固记忆。下列相关叙述正确的是( )
A. 外界刺激可直接影响神经元的轴突末梢产生兴奋并进行传导
B. 在记忆形成过程中,神经冲动在反射弧中的传导方向是单向的
C. 脑部炎症反应不一定有害,可能增强小鼠适应某种环境的能力
D. 海马区神经元的活动和新突触的建立均是长时记忆形成的条件
7. 沃森、克里克在构建DNA双螺旋结构模型时受到了奥地利生物化学家查哥夫的启发,提出了DNA分子结构的一个核心特征是( )
A. 双螺旋结构 B. 碱基互补配对
C. 双链反向平行 D. 外侧磷酸基团
8. 主动运输的能量可来自ATP水解或电化学势能(离子的浓度梯度),下图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图,其中a、b、c表示转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 转运蛋白a转运葡萄糖时自身构象会发生变化
B. 红细胞摄取葡萄糖与转运蛋白b转运葡萄糖方式相同
C. 转运蛋白c能体现蛋白质具有运输和催化的功能
D. Na+进出小肠上皮细胞的方式为ATP水解供能的主动运输
9. PGC是激活线粒体生成的转录因子。接受耐力运动训练可上调小鼠精子中“运动miRNA”含量,其在受精后会与PGC的拮抗因子NCoR1的mRNA结合,进而使子代表现出更强的运动耐力,机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 运动耐力表型在小鼠亲子代间的传递属于表观遗传
B. 亲代雄性小鼠接受耐力运动训练可降低子代NCoR1含量
C. 精子中的运动miRNA在翻译水平上影响子代NCoR1含量
D. 向胚胎注射运动miRNA并抑制NCoR1表达可验证该机制
10. 弹涂鱼是广东湛江红树林湿地的典型物种,其性别决定方式为ZW型。研究发现,弹涂鱼的耐盐性(高耐盐和低耐盐)和背鳍颜色(黄色和蓝色)分别受A/a和B/b两对等位基因控制。现有纯合的高耐盐黄色背鳍品系和低耐盐蓝色背鳍品系进行正反交,正反交的F1分别自由交配,F2的性状分离比如表所示(不考虑ZW染色体同源区段的遗传)。下列叙述正确的是( )
杂交组合
F2
正交组合
♂高耐盐黄色背鳍×♀低耐盐蓝色背鳍
♂高耐盐黄色背鳍∶♂高耐盐蓝色背鳍∶♀高耐盐黄色背鳍∶♀低耐盐蓝色背鳍=1∶1∶1∶1
反交组合
♀高耐盐黄色背鳍×♂低耐盐蓝色背鳍
♂低耐盐蓝色背鳍∶♂高耐盐蓝色背鳍∶♀高耐盐黄色背鳍∶♀低耐盐蓝色背鳍=1∶1∶1∶1
A. A/a和B/b两对基因遵循自由组合定律
B. 高耐盐对低耐盐为显性,黄色背鳍对蓝色背鳍为显性
C. 正反交组合F2高耐盐蓝色背鳍个体基因型不同
D. 反交组合中F2的雌雄个体随机交配后代中,♀高耐盐黄色背鳍∶♀低耐盐蓝色背鳍=1∶3
11. 先民“道法自然”的农事智慧,在古书简牍间世代传续。下列对其蕴含的生物与环境关系的理解中,哪一项与古人之智相违背( )
A. “谷田必须岁易”指的是不同年份轮换种植不同作物,可以有效地减轻病虫害和缓解土壤肥力下降
B. “区中草生,茇之”描述了要及时清除田里的杂草,体现了种间竞争对生物的影响
C. “地虽瘠薄,常加粪沃,皆可化为良田”描述的是通过施加有机肥改良农田,为农作物提供能量和有机物
D. “微雨众卉新,一雷惊蛰始……耕种从此起”体现水分和温度等随季节的变化是影响植物生长的重要因素
12. 多数哺乳动物断奶后乳糖酶基因表达量下降,少数个体成年后甚至不能产生乳糖酶,引起乳糖不耐症。但在畜牧业发展后,部分人群(如北欧牧民)中出现了能终身表达乳糖酶的变异体(耐受个体)。下列叙述不符合现代生物进化理论的是( )
A. 乳糖酶基因的持续表达源于突变,为进化提供了原材料
B. 畜牧业出现前,该突变基因频率极低,且耐受个体不具有生存优势
C. 畜牧业出现后,耐受个体获得优势,基因频率定向提高
D. 个体通过长期饮用牛奶获得了耐受性并遗传给后代
13. 人工鱼礁是人为设置的海底堆积物,制造材料为石块、混凝土等。图甲为4处人工鱼礁区与对照区的底栖动物丰富度的调查结果,图乙为某处人工鱼礁生态系统中部分生物之间的食物关系。下列叙述正确的是( )
A. 与对照区相比,人工鱼礁区的底栖动物丰富度会更高
B. 科学投放人工鱼礁可对渔业资源减少的海域进行修复
C. 图乙中有三种生物同时处于两个营养级
D. 图乙中牡蛎和虾类的能量流动过程相同
14. 植物普遍存在乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH),丙酮酸在不同酶的催化下生成的产物不同,如图1.科研人员研究了水淹胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响,结果见图2.下列叙述正确的是( )
A. 图1中的NADH来源于细胞呼吸的第一、二阶段
B. 图1中丙酮酸的能量随反应进行全部释放出来
C. ADH和LDH分布在线粒体中,水淹时酶活性升高
D. 水淹胁迫时,该植物根细胞以酒精发酵途径为主
15. 下列关于植物生命活动调节的叙述错误的是( )
A. 冬小麦要经历春化作用才能开花是温度调节植物生长发育的结果
B. 水稻倒伏后,茎的背地性生长与重力引起近地侧生长素含量较高有关
C. 土壤干旱时,油菜根部合成的赤霉素向上极性运输可引起气孔关闭
D. 植物生长发育过程中,多种激素共同起作用,且表现出一定的顺序性
16. 野生型蛋白质A的第6位氨基酸及其对应的三核苷酸序列信息如图。科学家获得7种第6位均不是异亮氨酸的突变体a1、a2、……、a7,每种突变均发生在该三核苷酸序列,且只有一对碱基发生替换,a1、a2和a3是同一位置的碱基替换。下表为部分密码子信息。下列分析正确的是( )
甲硫氨酸
异亮氨酸
终止密码子
AUG
AUA、AUC、AUU
UAA、UAG、UGA
A. 野生型基因A决定第6位氨基酸的模板链序列是5′-ATA-3′
B. a4、a5、a6和a7四种突变体的碱基替换也发生在同一位置
C. 7种突变体中一定存在某个突变体发生了终止密码子突变
D. 7种突变体中一定存在某个突变体用甲硫氨酸进行了替换
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 抗生素残留会改变土壤pH,降低土壤微生物及磷酸酶含量,减弱有机磷转化为无机磷的过程,进而影响农作物产量与品质,危害人体健康。丛枝菌根真菌(AMF)可与植物根系形成共生体系,在获取光合产物的同时为植物提供无机盐,并能通过重塑土壤微生物群落,修复受抗生素污染的土壤。
回答下列问题:
(1)生态系统的磷循环是指磷元素在生物群落与____之间不断循环的过程,AMF属于生态系统组成成分中的______。
(2)研究表明:温带草甸草原和典型草原土壤中的AMF种类和比例不同。为研究AMF与紫花苜蓿的共生关系,选用温带草甸草原土壤(AMF1)和典型草原土壤(AMF2)作接种剂,去除AMF的土壤为对照(CK1、CK2),分别接种两种紫花苜蓿,适宜条件培养后的检测结果如下表。
接种剂
苜蓿品种
苜蓿生物量(g/盆)
苜蓿N含量(mg/g)
苜蓿P含量(mg/g)
优势属中球囊霉属相对丰富度(%)
CK(对照)
0.16
24.78
0.74
-
AMF1
苜蓿甲
0.95
24.47
2.02
41
苜蓿乙
0.74
21.57
1.50
72
AMF2
苜蓿甲
0.77
19.83
1.72
74
苜蓿乙
0.63
16.50
1.62
85
注:因CK1、CK2数据差异小,故CK取二者均值。
据表分析,AMF可____(填“促进”或“抑制”)紫花苜蓿生长,原因是_________,AMF种类和苜蓿品种均能影响优势属中球囊霉属的相对丰富度,依据是_________。
(3)科研人员采用高温好氧堆肥技术,降低施肥后土壤中的抗生素含量,从而优化农作物生长环境,该举措利用了生态工程的____原理。请从控制污染源和污染治理的角度,再提出一条降低土壤抗生素污染的建议:_____________。
18. 酸性土壤中铝(Al3+)毒害与磷(P)缺乏是限制水稻产量的重要因素。科学家以耐铝菌株红球菌(R)和铜绿假单胞菌(P)构建合成群落(RP)。随后将水稻种植于铝胁迫的酸性土壤(Al)和接种RP的铝胁迫的酸性土壤(Al+RP)中,探究RP对酸性土壤铝胁迫中水稻生长的影响。结果如图。
回答下列问题:
(1)可溶性Al3+会引发自由基积累,自由基攻击_______,导致根部细胞吸收的磷较少。
(2)研究发现,接种RP可以提高酸性土壤区水稻的产量。据图甲分析,可能的原因是_______
(3)在铝胁迫的酸性土壤中接种RP后,水稻更多的根向土壤表层(0-4cm)生长。由图乙可知,接种RP可以_______,从而改善水稻根系的生长环境。
(4)进一步研究发现铝胁迫的酸性土壤中接种RP利于招募溶磷菌,将不可利用的有机磷转化成无机磷,缓解铝胁迫的酸性土壤的磷缺乏胁迫。对两组水稻根细胞中相关基因的相对表达量、水稻根系分泌的葡萄糖进行测定,结果如下。
组别
OsPht1;2基因相对表达量
水稻根系分泌的葡萄糖相对值/×105
Al
12.5
2.3
Al+RP
33.4
26.5
注:OsPht1;2基因表达产物可促进磷酸盐的运输。
推测接种RP可缓解铝胁迫的酸性土壤中水稻磷缺乏的原因是_______。从水稻和根际耐铝菌株的种间关系推测,根际耐铝菌株和水稻之间建立了长效的_______调节机制。
19. 常染色体基因GJB2和GJB6是非综合征性耳聋的直接相关基因,两对基因独立遗传,与性状之间的关系如图1所示。某医院为一对夫妇(Ⅱ-1和Ⅱ-2)提供遗传咨询服务,绘制了如图2所示的三代家系图,其中Ⅰ-1和Ⅰ-3是GJB2致病基因携带者,Ⅰ-2为GJB6致病基因携带者,Ⅰ-4没有携带致病基因。
注:GJB2和GJB6的多个位点会发生隐性突变导致耳蜗发育关键蛋白1和关键蛋白2缺失或功能异常。
回答下列问题:
(1)该对夫妇生育的儿子表现为先天性耳聋,其变异的原因可能是遗传了双亲的______,据系谱图分析,推测该对夫妇的致病基因携带情况是______。该对夫妇生育一个正常孩子的概率是______。
(2)为了验证上述推测,需要对该夫妇和患儿进行______以便精确地诊断病因,结果如下表,该患儿的致病基因来源是______。在了解到该患儿基因序列没有发生改变且没有受到导致耳聋的环境刺激后,推测该患儿患病的原因很可能是______导致GJB2和GJB6基因表达受阻。
患儿
父方
母方
GJB2所在的一对基因序列
基本一致
基本一致,部分位点有差异
GJB6所在的一对基因序列
基本一致
部分一致
(3)为了进一步检测证实上述推测,对GJB2和GJB6基因的遗传规律进行调查,若双亲都是两对基因的携带者,其后代患病的概率会远高于______
20. 色盲可分为红色盲、绿色盲和蓝色盲等。红色盲和绿色盲都为伴X染色体隐性遗传,分别由基因L、M突变所致;蓝色盲属常染色体显性遗传,由基因s突变所致。回答下列问题:
(1)一绿色盲男性与一红色盲女性婚配,其后代的表型及比例为________或________;其表型正常后代与蓝色盲患者(Ss)婚配,其男性后代可能的表型及比例为_______(不考虑突变和基因重组等因素)。
(2)1个L与1个或多个M串联在一起,Z是L上游的一段基因间序列,它们在X染色体上的相对位置如图a。为阐明红绿色盲的遗传病因,研究人员将男性红绿色盲患者及对照个体的DNA酶切产物与相应探针杂交,酶切产物Z的结果如图b,酶切产物BL,CL、DL、BM、CM和DM的结果见下表,表中数字表示酶切产物的量。
BL
CL
DL
BM
CM
DM
对照
15.1
18.1
33.6
45.5
21.3
66.1
甲
0
0
0
21.9
10.9
61.4
乙
15.0
18.5
0
0
0
33.1
丙
15.9
18.0
33.0
45.0
21.0
64.0
丁
16.0
18.5
33.0
45.0
21.0
65.0
①若对照个体在图a所示区域的序列组成为“Z+L+M+M”则患者甲最可能的组成为________(用Z、部分Z,L、部分L,M、部分M表示)。
②对患者丙、丁的酶切产物Z测序后,发现缺失Z1或Z2,这两名患者患红绿色盲的原因是_______。
③本研究表明:红绿色盲的遗传病因是______。
21. 针灸是中华文明的瑰宝。现代中医临床上常通过针灸“足三里”(ST36)治疗急慢性胃肠炎、十二指肠溃疡等疾病。2021年,我国科学家在《自然》杂志上发表论文,揭示了电针刺小鼠后肢的“足三里”穴在细菌脂多糖(LPS)引起的炎症反应中发挥作用的神经生物学机制。请回答下列问题:
(1)针灸或电针刺激足三里穴可激活下肢的部分感觉神经元,引起肾上腺分泌去甲肾上腺素(NA)、肾上腺素(A)和多巴胺(DA)增加,该应答反应属于_____反射,其效应器是_____。
(2)细菌内毒素(细菌脂多糖LPS)可与免疫细胞表面TLR4结合,介导免疫细胞分泌炎症因子TNF,引发小鼠全身炎症反应。为探究针灸抗炎机制,研究人员构建P感觉神经元缺失的模型小鼠P′。分别给正常小鼠和P′小鼠注射LPS,之后用0.5mA电针刺激小鼠ST36,检测TNF含量。据图结果可知,电针刺激小鼠ST36,可缓解LPS引发的炎症反应,且该作用依赖于P感觉神经元,做出判断的依据是_____。
(3)进一步研究表明,膈下迷走神经作为传出神经参与上述抗炎过程。科研人员构建了P感觉神经元上特异性高表达光敏蛋白的小鼠PC(光敏蛋白接受蓝光刺激后可使神经元兴奋)。为证实抗炎症反应依赖P感觉神经元且与迷走神经有关,请从下表a-i中选择合适字母填入下表①-④中,并在下方写出预期实验结果。
a.正常小鼠 b.P′小鼠 c.PC小鼠 d.电刺激ST36 e.蓝光刺激ST36 f.切断迷走神经 g.破坏神经中枢 h.LPS i.生理盐水
组别
实验材料
处理1
检测迷走神经动作电位频率
处理2
处理3
检测
甲组
正常小鼠
①_____
极低
甲1:②_____
注射LPS后,再进行同①的处理
TNF含量
甲2:假手术
注射③_____,其他处理同上
乙组
④___
同①
高
乙1:同甲1组
同甲1组
乙2:同甲2组
同甲2组
预期实验结果:_____。
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2026届河南方城县第一高级中学高三下学期高考预测卷生物试卷(三)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 山水林田湖草沙冰是生命共同体。这一生态文明理念最能体现生态系统的( )
A. 整体性 B. 独立性 C. 稳定性 D. 层次性
【答案】A
【解析】
【分析】生物圈是指地球上全部生物及其无机环境的总和,是一个统一的整体,包括大气圈的底部、水圈大部和岩石圈的上部,是地球上最大的生态系统,是所有生物的家。生物圈中有着多种多样的生态系统,如草原生态系统、湿地生态系统、海洋生态系统、森林生态系统、淡水生态系统、农田生态系统、城市生态系统等等。
【详解】生物圈中的山水林田湖草沙是不同的生态系统类型,属于一个生命共同体,生命共同体是一个统一的整体,A正确,BCD错误。
故选A。
2. 鲜枣烘干后即为中药干枣,干枣富含葡萄糖、维生素、铁、钾和蛋白质等。下列说法错误的是( )
A. 糖尿病患者不适合大量食用干枣
B. 鲜枣在烘干过程中损失的主要是自由水
C. 干枣中的蛋白质不能与双缩脲试剂产生紫色反应
D. 适量食用干枣有助于合成血红蛋白,缓解某些贫血症状
【答案】C
【解析】
【分析】1、铁是构成血红蛋白的重要元素。
2、水在细胞中一两种形式存在,绝大多部分水呈游离状态,可以自由流动,叫作自由水;很少一部分水与细胞内其他物质结合,叫作结合水。
【详解】A、糖尿病患者血糖含量偏高,干枣含有大量的葡萄糖,故糖尿病患者不适合大量食用,A正确;
B、水在细胞中以两种形式存在,绝大部分的水呈游离状态,可以自由流动,叫作自由水,鲜枣在烘干过程中损失的主要是自由水,B正确;
C、鲜枣烘干过程中蛋白质变性,其空间结构被破坏,但肽键未断裂,故干枣中的蛋白质能与双缩脲试剂产生紫色反应,C错误;
D、干枣含有铁,适量食用有助于合成血红蛋白,缓解缺铁性贫血的症状,D正确。
故选C。
3. 下列有关细胞膜结构的探索历程的叙述,不正确的是( )
A. 欧文顿结合大量的物质通透性实验,提出了“细胞膜的主要组成成分中有脂质”
B. 科学家用丙酮从口腔上皮细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺成单分子层,测得单分子层面积恰为口腔上皮细胞表面积的2倍
C. 罗伯特森把细胞膜描述为静态的统一结构
D. 人和小鼠细胞的融合实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有流动性
【答案】B
【解析】
【详解】A、欧文顿通过脂溶性物质更易透过细胞膜的现象,推断细胞膜含有脂质,A正确;
B、科学家应使用哺乳动物成熟红细胞(无细胞器膜和核膜)提取脂质,铺成单层后面积为细胞表面积的两倍,而口腔上皮细胞含有多种膜结构,导致单层面积远大于细胞表面积的2倍,B错误;
C、罗伯特森提出细胞膜的静态三层结构模型(蛋白质-脂质-蛋白质),C正确;
D、人鼠细胞融合实验通过荧光标记证明膜具有流动性,D正确。
故选B。
4. 下列有关果蝇某个精原细胞形成精细胞过程的叙述,正确的是( )
A. DNA复制两次,细胞分裂两次
B. 染色体数目减半发生在减数分裂I
C. 次级精母细胞含有Y染色体的条数为0或1
D. 产生4个基因型不同的精细胞是自由组合的结果
【答案】B
【解析】
【详解】A、精原细胞经减数分裂形成精细胞的过程中,DNA仅在减数分裂前的间期复制1次,细胞连续分裂2次,最终子细胞染色体数目为体细胞的一半,A错误;
B、减数分裂I后期同源染色体分离,末期分别进入两个次级精母细胞,导致子细胞染色体数目减半,因此染色体数目减半发生在减数分裂I,B正确;
C、减数分裂I后期同源染色体X、Y分离,次级精母细胞在减数分裂II前期、中期含Y染色体条数为0或1,减数分裂II后期着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍,此时含Y染色体的次级精母细胞中Y染色体条数为2,因此次级精母细胞含Y染色体条数为0或1或2,C错误;
D、若无交叉互换,1个精原细胞经非同源染色体自由组合只会产生2种基因型的精细胞,若产生4种基因型不同的精细胞,是减数分裂I前期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换的结果,D错误。
故选B。
5. 细胞培养肉的外观和纹理风味与真实肉接近。其培养过程是将猪、牛等动物成体干细胞接种于可食用的三维支架中,在一定条件下分化成肌纤维和成脂细胞,进而精准形成细胞培养肉。下列叙述正确的是( )
A. 制造时培养时间过长会导致成体干细胞分化形成胚胎
B. 利用成体干细胞的无限增殖能力可大规模生产细胞培养肉
C. 制造细胞培养肉的过程中,基础技术是动物细胞融合技术
D. 生产细胞培养肉比生产传统肉类产品产生的生态足迹小
【答案】D
【解析】
【详解】A、成体干细胞属于专能/多能干细胞,仅能分化为特定类型的组织细胞,不具备发育为完整个体的潜能,培养时间过长也不会分化形成胚胎,A错误;
B、无限增殖是癌细胞的特征,成体干细胞的增殖能力有限,不具备无限增殖的能力,B错误;
C、制造细胞培养肉的核心是让成体干细胞增殖、分化为所需的肌纤维等细胞,基础技术是动物细胞培养技术,而非动物细胞融合技术,C错误;
D、生产细胞培养肉无需大规模养殖畜禽,可减少土地、水资源的消耗及温室气体排放,因此比传统肉类生产产生的生态足迹更小,D正确。
6. 小鼠实验表明在长时记忆形成过程中,部分脑细胞中的DNA会因外界刺激而损伤,并触发脑部炎症反应来修复,同时这类炎症反应有助于巩固记忆。下列相关叙述正确的是( )
A. 外界刺激可直接影响神经元的轴突末梢产生兴奋并进行传导
B. 在记忆形成过程中,神经冲动在反射弧中的传导方向是单向的
C. 脑部炎症反应不一定有害,可能增强小鼠适应某种环境的能力
D. 海马区神经元的活动和新突触的建立均是长时记忆形成的条件
【答案】C
【解析】
【分析】学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。长期记忆可能与新突触的建立有关。
【详解】A、外界刺激直接影响神经元的树突末梢产生兴奋并进行传导,A错误;
B、记忆形成过程不属于反射,因此其结构基础不是反射弧,B错误;
C、由题干“脑部炎症反应有助于巩固记忆”可知,脑部炎症反应不一定有害,巩固记忆能增强小鼠适应某种环境的能力,C正确;
D、短时记忆的形成与海马区有关,长时记忆的形成与新突触的建立等有关,D错误。
故选C。
7. 沃森、克里克在构建DNA双螺旋结构模型时受到了奥地利生物化学家查哥夫的启发,提出了DNA分子结构的一个核心特征是( )
A. 双螺旋结构 B. 碱基互补配对
C. 双链反向平行 D. 外侧磷酸基团
【答案】B
【解析】
【详解】A、DNA双螺旋结构是沃森和克里克参考富兰克林的DNA衍射图谱得出的空间结构特征,与查哥夫的研究无直接关联,A错误;
B、查哥夫提出的DNA中A=T、G=C的碱基数量规律,直接启发沃森和克里克提出A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则,是DNA分子结构的核心特征,B正确;
C、DNA双链反向平行是双螺旋结构的骨架排布特征,并非受查哥夫研究启发得出,C错误;
D、磷酸和脱氧核糖交替排列在DNA双链外侧构成基本骨架,属于结构骨架特征,和查哥夫的研究无关,D错误。
8. 主动运输的能量可来自ATP水解或电化学势能(离子的浓度梯度),下图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图,其中a、b、c表示转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 转运蛋白a转运葡萄糖时自身构象会发生变化
B. 红细胞摄取葡萄糖与转运蛋白b转运葡萄糖方式相同
C. 转运蛋白c能体现蛋白质具有运输和催化的功能
D. Na+进出小肠上皮细胞的方式为ATP水解供能的主动运输
【答案】D
【解析】
【详解】A、转运蛋白a属于载体蛋白,载体蛋白在转运物质时会与被转运物质结合,自身构象发生改变,A正确;
B、转运蛋白 b 转运葡萄糖时,葡萄糖是从高浓度一侧向低浓度一侧运输,且需要转运蛋白协助,属于协助扩散,红细胞摄取葡萄糖的方式也是协助扩散,两者方式相同,B正确;
C、转运蛋白c可以转运 Na⁺进出细胞,催化 ATP 水解为 ADP 和 Pi,为 Na⁺的主动运输供能,因此转运蛋白 c 体现了蛋白质的运输和催化功能,C正确;
D、Na⁺进入细胞为从高浓度向低浓度运输,同时为葡萄糖主动运输供能,属于协助扩散,排出细胞为从低浓度向高浓度运输,由转运蛋白c催化 ATP 水解供能,属于主动运输,D错误。
故选D。
9. PGC是激活线粒体生成的转录因子。接受耐力运动训练可上调小鼠精子中“运动miRNA”含量,其在受精后会与PGC的拮抗因子NCoR1的mRNA结合,进而使子代表现出更强的运动耐力,机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 运动耐力表型在小鼠亲子代间的传递属于表观遗传
B. 亲代雄性小鼠接受耐力运动训练可降低子代NCoR1含量
C. 精子中的运动miRNA在翻译水平上影响子代NCoR1含量
D. 向胚胎注射运动miRNA并抑制NCoR1表达可验证该机制
【答案】D
【解析】
【详解】A、亲代小鼠接受耐力运动训练,使精子中“运动miRNA”含量上调,受精后影响子代运动耐力,而基因的碱基序列并未改变,这种运动耐力表型在亲子代间的传递属于表观遗传,A正确;
B、亲代雄性小鼠接受耐力运动训练后,精子中“运动miRNA”含量增加,“运动miRNA”会与NCoR1的mRNA结合,抑制NCoR1的表达,从而降低子代NCoR1含量,B正确;
C、“运动miRNA”与NCoR1的mRNA结合,mRNA是翻译的模板,故精子中的运动miRNA在翻译水平上影响子代NCoR1含量,C正确;
D、向胚胎注射运动miRNA并抑制NCoR1表达,无法验证是运动miRNA单独作用,还是抑制NCoR1表达单独作用,还是两者共同作用使子代表现出更强的运动耐力,不能验证该机制,D错误。
故选D。
10. 弹涂鱼是广东湛江红树林湿地的典型物种,其性别决定方式为ZW型。研究发现,弹涂鱼的耐盐性(高耐盐和低耐盐)和背鳍颜色(黄色和蓝色)分别受A/a和B/b两对等位基因控制。现有纯合的高耐盐黄色背鳍品系和低耐盐蓝色背鳍品系进行正反交,正反交的F1分别自由交配,F2的性状分离比如表所示(不考虑ZW染色体同源区段的遗传)。下列叙述正确的是( )
杂交组合
F2
正交组合
♂高耐盐黄色背鳍×♀低耐盐蓝色背鳍
♂高耐盐黄色背鳍∶♂高耐盐蓝色背鳍∶♀高耐盐黄色背鳍∶♀低耐盐蓝色背鳍=1∶1∶1∶1
反交组合
♀高耐盐黄色背鳍×♂低耐盐蓝色背鳍
♂低耐盐蓝色背鳍∶♂高耐盐蓝色背鳍∶♀高耐盐黄色背鳍∶♀低耐盐蓝色背鳍=1∶1∶1∶1
A. A/a和B/b两对基因遵循自由组合定律
B. 高耐盐对低耐盐为显性,黄色背鳍对蓝色背鳍为显性
C. 正反交组合F2高耐盐蓝色背鳍个体基因型不同
D. 反交组合中F2的雌雄个体随机交配后代中,♀高耐盐黄色背鳍∶♀低耐盐蓝色背鳍=1∶3
【答案】D
【解析】
【详解】A、正反交F₂均为1:1:1:1分离比,不符合自由组合定律(9:3:3:1),说明A/a和B/b两对基因连锁,不遵循自由组合定律,A错误;
B、正交F₂中雄性均为高耐盐,雌性有高 / 低耐盐,说明高耐盐为显性(A)。 反交实验中,父本为高耐盐黄色背鳍,母本为低耐盐蓝色背鳍,F₂的雄性个体均为蓝色背鳍(表现为低耐盐蓝色 / 高耐盐蓝色背鳍)。 这说明蓝色背鳍(b)对黄色背鳍(B)为显性(因为雄性的Z染色体来自父母本,母本的蓝色基因掩盖了父本的黄色基因,表现为显性性状),B错误;
C、正反交 F₂的高耐盐蓝色个体基因型均为ZAb Zab(雄性连锁杂合子),基因型相同,C错误;
D、反交F₂雌性基因型:♀高耐盐黄(ZᴬᴮW):♀低耐盐蓝(ZᵃᵇW)=1:1;雄性:♂低耐盐蓝(ZᵃᵇZᵃᵇ):♂高耐盐蓝(ZᴬᵇZᴬᵇ)=1:1。随机交配时,雄性配子:ZAB:1/4,Zab:3/4, 雌性配子:W:1/2(雌性产生W 配子的比例为1/2),后代雌性基因型比例: ZABW(高耐盐黄):1/4×1/2=1/8,ZabW(低耐盐蓝):3/4×1/2=3/8,比例为 1:3,D正确。
故选D。
11. 先民“道法自然”的农事智慧,在古书简牍间世代传续。下列对其蕴含的生物与环境关系的理解中,哪一项与古人之智相违背( )
A. “谷田必须岁易”指的是不同年份轮换种植不同作物,可以有效地减轻病虫害和缓解土壤肥力下降
B. “区中草生,茇之”描述了要及时清除田里的杂草,体现了种间竞争对生物的影响
C. “地虽瘠薄,常加粪沃,皆可化为良田”描述的是通过施加有机肥改良农田,为农作物提供能量和有机物
D. “微雨众卉新,一雷惊蛰始……耕种从此起”体现水分和温度等随季节的变化是影响植物生长的重要因素
【答案】C
【解析】
【详解】A、谷田必须岁易”即轮作,可减轻病虫害并缓解土壤肥力下降,A 正确;
B、“区中草生,茇之”即除草,体现了种间竞争对作物的影响,B正确;
C、农作物不能直接吸收有机物,施加有机肥是为作物提供无机盐,不能为作物提供能量,能量来自光合作用固定的太阳能,C错误;
D、水分和温度会影响植物生长发育,不同季节的水分和温度条件不同,因此“微雨众卉新,一雷惊蛰始……耕种从此起”体现水分和温度等随季节的变化是影响植物生长的重要因素,D正确。
故选C。
12. 多数哺乳动物断奶后乳糖酶基因表达量下降,少数个体成年后甚至不能产生乳糖酶,引起乳糖不耐症。但在畜牧业发展后,部分人群(如北欧牧民)中出现了能终身表达乳糖酶的变异体(耐受个体)。下列叙述不符合现代生物进化理论的是( )
A. 乳糖酶基因的持续表达源于突变,为进化提供了原材料
B. 畜牧业出现前,该突变基因频率极低,且耐受个体不具有生存优势
C. 畜牧业出现后,耐受个体获得优势,基因频率定向提高
D. 个体通过长期饮用牛奶获得了耐受性并遗传给后代
【答案】D
【解析】
【详解】A、乳糖酶基因的持续表达是由于基因突变产生的变异,基因突变是生物变异的根本来源,为生物进化提供了原材料,符合现代生物进化理论,A不符合题意;
B、在畜牧业出现前,乳糖耐受性状未表现出适应优势,突变基因频率低且未受自然选择保留,符合现代生物进化理论,B不符合题意;
C、畜牧业发展后,乳糖耐受个体因能利用牛奶获得生存和繁殖优势,导致该基因频率定向提高,属于自然选择引起的适应性进化,符合现代生物进化理论,C不符合题意;
D、个体通过长期饮用牛奶获得了耐受性并遗传给后代属于获得性遗传,而现代生物进化理论认为获得性性状不可遗传,只有遗传物质改变(如基因突变)才能遗传,故不符合现代生物进化理论,D符合题意。
故选D。
13. 人工鱼礁是人为设置的海底堆积物,制造材料为石块、混凝土等。图甲为4处人工鱼礁区与对照区的底栖动物丰富度的调查结果,图乙为某处人工鱼礁生态系统中部分生物之间的食物关系。下列叙述正确的是( )
A. 与对照区相比,人工鱼礁区的底栖动物丰富度会更高
B. 科学投放人工鱼礁可对渔业资源减少的海域进行修复
C. 图乙中有三种生物同时处于两个营养级
D. 图乙中牡蛎和虾类的能量流动过程相同
【答案】B
【解析】
【详解】A、图甲A处:人工鱼礁区(灰色)的丰富度低于对照区(白色),因此不是所有鱼礁区都更高,A错误;
B、人工鱼礁能够为海洋生物提供栖息、觅食的场所,提升生物丰富度,因此科学投放人工鱼礁可以对渔业资源减少的海域进行生态修复,B正确;
C、分析图乙的食物链:图中的虾类和牡蛎都只处于第二营养级,日本蟳处于第三营养级,虾虎鱼处于第三和第四营养级,许氏平鮋处于第三、第四和第五营养级,因此图乙中只有一种生物同时处于两个营养级,C错误;
D、牡蛎可利用有机碎屑,而虾类只能捕食生产者,两者的能量流动过程不完全相同,D错误。
14. 植物普遍存在乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH),丙酮酸在不同酶的催化下生成的产物不同,如图1.科研人员研究了水淹胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响,结果见图2.下列叙述正确的是( )
A. 图1中的NADH来源于细胞呼吸的第一、二阶段
B. 图1中丙酮酸的能量随反应进行全部释放出来
C. ADH和LDH分布在线粒体中,水淹时酶活性升高
D. 水淹胁迫时,该植物根细胞以酒精发酵途径为主
【答案】D
【解析】
【详解】A、由细胞无氧呼吸过程可知,第二阶段消耗的NADH均来源于第一阶段,A错误;
B、图1中丙酮酸在无氧条件下生成酒精或乳酸,属于无氧呼吸第二阶段,此阶段不释放能量,大部分能量仍储存在酒精或乳酸中,B错误;
C、ADH和LDH是无氧呼吸相关酶,无氧呼吸的场所是细胞质基质,因此这两种酶分布在细胞质基质中,而非线粒体中,C错误;
D、由图2的纵坐标ADH和LDH活性可知,水淹组和对照组相比,水淹组ADH和LDH的活性均高于对照组,但ADH的活性增加量要远远大于LDH,所以淹水胁迫时,该植物根细胞以酒精发酵途径为主,D正确。
15. 下列关于植物生命活动调节的叙述错误的是( )
A. 冬小麦要经历春化作用才能开花是温度调节植物生长发育的结果
B. 水稻倒伏后,茎的背地性生长与重力引起近地侧生长素含量较高有关
C. 土壤干旱时,油菜根部合成的赤霉素向上极性运输可引起气孔关闭
D. 植物生长发育过程中,多种激素共同起作用,且表现出一定的顺序性
【答案】C
【解析】
【详解】A、春化作用指低温诱导植物开花的过程,冬小麦需要经历低温春化才能开花,是温度调节植物生长发育的体现,A正确;
B、水稻倒伏后,重力作用使生长素向茎的近地侧运输,茎对生长素敏感度较低,近地侧生长素浓度更高、生长更快,因此表现出背地性生长,B正确;
C、土壤干旱时,根部合成的脱落酸向上运输可引起气孔关闭,减少水分蒸腾,C错误;
D、植物生长发育过程中,多种激素相互作用共同调节,不同发育阶段起主导作用的激素不同,调节过程表现出一定的顺序性,D正确。
16. 野生型蛋白质A的第6位氨基酸及其对应的三核苷酸序列信息如图。科学家获得7种第6位均不是异亮氨酸的突变体a1、a2、……、a7,每种突变均发生在该三核苷酸序列,且只有一对碱基发生替换,a1、a2和a3是同一位置的碱基替换。下表为部分密码子信息。下列分析正确的是( )
甲硫氨酸
异亮氨酸
终止密码子
AUG
AUA、AUC、AUU
UAA、UAG、UGA
A. 野生型基因A决定第6位氨基酸的模板链序列是5′-ATA-3′
B. a4、a5、a6和a7四种突变体的碱基替换也发生在同一位置
C. 7种突变体中一定存在某个突变体发生了终止密码子突变
D. 7种突变体中一定存在某个突变体用甲硫氨酸进行了替换
【答案】D
【解析】
【详解】A、模板链是3'-TAT-5',不是5'-ATA-3',A错误;
B、a1、a2、a3是同一位置的碱基替换,剩余4种突变体(a4~a7)需要对应另外两个位置的碱基替换(每个位置最多3种替换),因此不可能都在同一位置,B错误;
C、终止密码子(UAA、UAG、UGA)无法由AUA经过一次碱基替换得到。 AUA→UAA需要替换2个碱基,AUA→UAG需要替换2个碱基,AUA→UGA需要替换3个碱基,C错误;
D、第3位A替换为G时,密码子变为AUG(甲硫氨酸),因此7种突变体中一定存在用甲硫氨酸替换的情况,D正确。
故选D。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 抗生素残留会改变土壤pH,降低土壤微生物及磷酸酶含量,减弱有机磷转化为无机磷的过程,进而影响农作物产量与品质,危害人体健康。丛枝菌根真菌(AMF)可与植物根系形成共生体系,在获取光合产物的同时为植物提供无机盐,并能通过重塑土壤微生物群落,修复受抗生素污染的土壤。
回答下列问题:
(1)生态系统的磷循环是指磷元素在生物群落与____之间不断循环的过程,AMF属于生态系统组成成分中的______。
(2)研究表明:温带草甸草原和典型草原土壤中的AMF种类和比例不同。为研究AMF与紫花苜蓿的共生关系,选用温带草甸草原土壤(AMF1)和典型草原土壤(AMF2)作接种剂,去除AMF的土壤为对照(CK1、CK2),分别接种两种紫花苜蓿,适宜条件培养后的检测结果如下表。
接种剂
苜蓿品种
苜蓿生物量(g/盆)
苜蓿N含量(mg/g)
苜蓿P含量(mg/g)
优势属中球囊霉属相对丰富度(%)
CK(对照)
0.16
24.78
0.74
-
AMF1
苜蓿甲
0.95
24.47
2.02
41
苜蓿乙
0.74
21.57
1.50
72
AMF2
苜蓿甲
0.77
19.83
1.72
74
苜蓿乙
0.63
16.50
1.62
85
注:因CK1、CK2数据差异小,故CK取二者均值。
据表分析,AMF可____(填“促进”或“抑制”)紫花苜蓿生长,原因是_________,AMF种类和苜蓿品种均能影响优势属中球囊霉属的相对丰富度,依据是_________。
(3)科研人员采用高温好氧堆肥技术,降低施肥后土壤中的抗生素含量,从而优化农作物生长环境,该举措利用了生态工程的____原理。请从控制污染源和污染治理的角度,再提出一条降低土壤抗生素污染的建议:_____________。
【答案】(1) ①. 非生物环境 ②. 消费者
(2) ①. 促进 ②. AMF可促进苜蓿吸收P,使其生物量增加 ③. 当AMF相同而苜蓿品种不同时,以及当AMF不同而苜蓿品种相同时,球囊霉属优势属相对丰富度均不同
(3) ①. 循环(自生) ②. 减少抗生素的滥用、接种特定高效降解菌、生物炭吸附、抑制抗生素抗性基因传播等(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
物质循环是指组成生物体的元素在生物群落与非生物环境之间不断循环,因此磷循环发生在生物群落与非生物环境之间。丛枝菌根真菌(AMF)不能进行光合作用自养,需要从植物根系获取现成的光合产物(有机物),属于生态系统的消费者。
【小问2详解】
对比表格数据可知:和对照组相比,所有接种AMF的紫花苜蓿,生物量、磷含量都远高于对照组,因此AMF可以促进紫花苜蓿生长,原因是AMF可促进苜蓿吸收P,促进有机物积累,提升生物量。分析球囊霉属相对丰富度可知:同一AMF接种剂处理不同品种苜蓿,丰富度不同;同一品种苜蓿接种不同AMF,丰富度也不同,因此AMF种类和苜蓿品种都能影响球囊霉属相对丰富度。
【小问3详解】
高温好氧堆肥是利用微生物分解土壤中的抗生素,实现物质的循环利用,利用了生态工程的循环(自生)原理。从控制污染源角度,可通过规范抗生素使用、生物炭吸附、对含抗生素的废弃物无害化处理减少抗生素进入土壤;从污染治理角度,可通过接种高效降解抗生素的微生物、植物修复、抑制抗生素抗性基因传播等方式治理土壤抗生素污染。
18. 酸性土壤中铝(Al3+)毒害与磷(P)缺乏是限制水稻产量的重要因素。科学家以耐铝菌株红球菌(R)和铜绿假单胞菌(P)构建合成群落(RP)。随后将水稻种植于铝胁迫的酸性土壤(Al)和接种RP的铝胁迫的酸性土壤(Al+RP)中,探究RP对酸性土壤铝胁迫中水稻生长的影响。结果如图。
回答下列问题:
(1)可溶性Al3+会引发自由基积累,自由基攻击_______,导致根部细胞吸收的磷较少。
(2)研究发现,接种RP可以提高酸性土壤区水稻的产量。据图甲分析,可能的原因是_______
(3)在铝胁迫的酸性土壤中接种RP后,水稻更多的根向土壤表层(0-4cm)生长。由图乙可知,接种RP可以_______,从而改善水稻根系的生长环境。
(4)进一步研究发现铝胁迫的酸性土壤中接种RP利于招募溶磷菌,将不可利用的有机磷转化成无机磷,缓解铝胁迫的酸性土壤的磷缺乏胁迫。对两组水稻根细胞中相关基因的相对表达量、水稻根系分泌的葡萄糖进行测定,结果如下。
组别
OsPht1;2基因相对表达量
水稻根系分泌的葡萄糖相对值/×105
Al
12.5
2.3
Al+RP
33.4
26.5
注:OsPht1;2基因表达产物可促进磷酸盐的运输。
推测接种RP可缓解铝胁迫的酸性土壤中水稻磷缺乏的原因是_______。从水稻和根际耐铝菌株的种间关系推测,根际耐铝菌株和水稻之间建立了长效的_______调节机制。
【答案】(1)细胞膜/磷脂/载体蛋白
(2)可以提高叶绿素相对含量,促进水稻光合作用)提高过氧化物酶活性,减少自由基积累/减少铝毒害/减缓细胞损伤/促进 对磷元素的吸收
(3)提高土壤pH升高/减弱土壤酸性, 降低近表层土壤铝离子含量
(4) ①.
促进水稻分泌葡萄糖,招募更多的溶磷菌,将更多有机磷转化为无机磷促进OsPht1;2基因的表达,促进 磷酸盐运输和吸收 ②. 正反馈
【解析】
【小问1详解】
磷元素主要是以磷酸盐的形式被植物根系吸收,而吸收过程需要细胞膜上的载体蛋白协助,同时细胞膜的基本支架是磷脂。当自由基攻击细胞膜的磷脂和载体蛋白后,细胞膜结构被破坏、运输磷的载体蛋白受损,就会导致根部细胞吸收磷的能力下降。
【小问2详解】
从图甲可以看到,和单独Al组相比,Al+RP组的叶片叶绿素相对含量更高,叶绿素是光合作用的关键色素,含量高可以提升水稻的光合作用强度,制造更多有机物;同时Al+RP组的过氧化物酶活性更高,过氧化物酶可以清除自由基,减少自由基对细胞的损伤,缓解铝毒害,还能促进水稻对磷元素的吸收,保障细胞正常代谢,最终提升产量。
【小问3详解】
观察图乙,接种RP后土壤的pH值更高(酸性更弱),同时表层土壤的Al³⁺浓度更低。较高的pH能降低土壤酸性,减少Al³⁺的毒害,为根系提供更适宜的环境。
【小问4详解】
Al+RP组水稻根系分泌的葡萄糖远多于Al组,葡萄糖可以为溶磷菌提供营养,招募更多溶磷菌,将土壤中有机磷转化为无机磷,增加可吸收的磷源; 同时Al+RP组OsPht1;2基因表达量更高,该基因产物能促进磷酸盐的运输,提升水稻对无机磷的吸收效率,双重作用缓解磷缺乏。水稻分泌葡萄糖给根际菌株提供营养,根际菌株帮助水稻改善生存环境、提升磷吸收,两者相互促进,这种相互受益的关系属于正反馈调节,一方的变化会促进另一方的正向变化,形成长效的互利机制。
19. 常染色体基因GJB2和GJB6是非综合征性耳聋的直接相关基因,两对基因独立遗传,与性状之间的关系如图1所示。某医院为一对夫妇(Ⅱ-1和Ⅱ-2)提供遗传咨询服务,绘制了如图2所示的三代家系图,其中Ⅰ-1和Ⅰ-3是GJB2致病基因携带者,Ⅰ-2为GJB6致病基因携带者,Ⅰ-4没有携带致病基因。
注:GJB2和GJB6的多个位点会发生隐性突变导致耳蜗发育关键蛋白1和关键蛋白2缺失或功能异常。
回答下列问题:
(1)该对夫妇生育的儿子表现为先天性耳聋,其变异的原因可能是遗传了双亲的______,据系谱图分析,推测该对夫妇的致病基因携带情况是______。该对夫妇生育一个正常孩子的概率是______。
(2)为了验证上述推测,需要对该夫妇和患儿进行______以便精确地诊断病因,结果如下表,该患儿的致病基因来源是______。在了解到该患儿基因序列没有发生改变且没有受到导致耳聋的环境刺激后,推测该患儿患病的原因很可能是______导致GJB2和GJB6基因表达受阻。
患儿
父方
母方
GJB2所在的一对基因序列
基本一致
基本一致,部分位点有差异
GJB6所在的一对基因序列
基本一致
部分一致
(3)为了进一步检测证实上述推测,对GJB2和GJB6基因的遗传规律进行调查,若双亲都是两对基因的携带者,其后代患病的概率会远高于______
【答案】(1) ①. 同一基因的致病基因 ②. 男方携带GJB2致病基因,可能携带GJB6致病基因,女方携带GJB2致病基因,不携带GJB6致病基因 ③. 3/4##75%
(2) ①. 基因检测 ②. GJB2和GJB6致病基因都来自父方 ③. 表观遗传
(3)7/16
【解析】
【小问1详解】
由图可知,GJB2和GJB6均为常染色体隐性致病基因,任意一对隐性纯合即可导致耳聋,只有两对基因都存在显性正常基因时个体才表现正常。因此儿子患先天性耳聋,是遗传了双亲的同一隐性致病基因导致的。结合题干信息:Ⅰ-1和Ⅰ-3都是GJB2致病基因携带者,Ⅰ-2是GJB6致病基因携带者,Ⅰ-4不携带任何致病基因,可推知:父亲Ⅱ-1携带GJB2致病基因,可能携带GJB6致病基因,母亲Ⅱ-2从Ⅰ-3获得了GJB2隐性致病基因,不携带GJB6致病基因,该夫妇生育正常孩子(不出现GJB2隐性纯合)的概率为1−1/4=3/4。
【小问2详解】
要精确检测基因序列诊断病因,需要对相关个体进行基因检测(基因测序);由表可知,患儿的GJB2和GJB6致病基因与父亲的基因一致,与母亲部分一致,说明致病基因均来自于父方;题干说明患儿基因序列没有改变,但是基因表达受阻,符合表观遗传的特点(DNA序列不变,基因表达可遗传改变),因此推测是表观遗传修饰(如DNA甲基化抑制表达)导致患病。
【小问3详解】
若双亲都是两对基因的携带者(基因型均为AaBb,两对独立遗传),按自由组合定律计算,后代正常(A_B_)的概率为3/4×3/4=9/16,患病概率为1-9/16=7/16,由于表观遗传可能也会引发该病,因此实际后代患病概率远高于自由组合的预期值,即远高于7/16。
20. 色盲可分为红色盲、绿色盲和蓝色盲等。红色盲和绿色盲都为伴X染色体隐性遗传,分别由基因L、M突变所致;蓝色盲属常染色体显性遗传,由基因s突变所致。回答下列问题:
(1)一绿色盲男性与一红色盲女性婚配,其后代的表型及比例为________或________;其表型正常后代与蓝色盲患者(Ss)婚配,其男性后代可能的表型及比例为_______(不考虑突变和基因重组等因素)。
(2)1个L与1个或多个M串联在一起,Z是L上游的一段基因间序列,它们在X染色体上的相对位置如图a。为阐明红绿色盲的遗传病因,研究人员将男性红绿色盲患者及对照个体的DNA酶切产物与相应探针杂交,酶切产物Z的结果如图b,酶切产物BL,CL、DL、BM、CM和DM的结果见下表,表中数字表示酶切产物的量。
BL
CL
DL
BM
CM
DM
对照
15.1
18.1
33.6
45.5
21.3
66.1
甲
0
0
0
21.9
10.9
61.4
乙
15.0
18.5
0
0
0
33.1
丙
15.9
18.0
33.0
45.0
21.0
64.0
丁
16.0
18.5
33.0
45.0
21.0
65.0
①若对照个体在图a所示区域的序列组成为“Z+L+M+M”则患者甲最可能的组成为________(用Z、部分Z,L、部分L,M、部分M表示)。
②对患者丙、丁的酶切产物Z测序后,发现缺失Z1或Z2,这两名患者患红绿色盲的原因是_______。
③本研究表明:红绿色盲的遗传病因是______。
【答案】(1) ①. 正常女性∶红色盲男性=1∶1 ②. 正常女性∶绿色盲女性∶红色盲男性∶红绿色盲男性=1∶1∶1∶1 ③. 红蓝色盲∶绿蓝色盲∶红色盲∶绿色盲=1∶1∶1∶1
(2) ①. 部分Z+M+部分M ②. Z发生突变,导致L、M基因无法表达 ③. L、M基因的共用调控序列发生突变或L、M基因发生基因突变
【解析】
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
红色盲和绿色盲都为伴X染色体隐性遗传
X染色体隐性遗传属于伴性遗传,基因位于X染色体上
X染色体隐性遗传病女患者的儿子和父亲一定患病,正常女性可能是携带者
酶切产物Z的结果
DNA分子的凝胶电泳
距离点样孔越近,DNA分子越大
蓝色盲属常染色体显性遗传
孟德尔的分离定律
常染色体显性遗传符合孟德尔的分离定律,有显性基因的个体患病
(2)逻辑推理与论证
【小问1详解】
根据题意分析,绿色盲男性的基因型为XLmY,红色盲女性的基因型为XlMXlM或XlMXlm,若该女性的基因型为XlMXlM,则后代的基因型及比例为XLmXlM∶XlMY=1∶1,表型及比例为正常女性∶红色盲男性=1∶1;若该女性的基因型为XlMXlm,则后代的基因型及比例为XLmXlM∶XLmXlm∶XlMY∶XlmY=1∶1∶1∶1,表型及比例为正常女性∶绿色盲女性∶红色盲男性∶红绿色盲男性=1∶1∶1∶1。无论哪种情况,后代的正常个体只有女性,且基因型为XLmXlM,若同时考虑蓝色盲,其基因型为ssXLmXlM,而蓝色盲男性的基因型为SsXLMY,两者婚配,其男性后代的基因型及比例为SsXLmY∶SsXlMY∶ssXLmY∶ssXlMY=1∶1∶1∶1,表型及比例为绿蓝色盲∶红蓝色盲∶绿色盲∶红色盲=1∶1∶1∶1。
【小问2详解】
①根据对照组的实验结果可知,对照组的序列组成为Z+L+M+M,患者甲的Z序列的电泳结果和对照组不同,且电泳距离更远,因此片段较小,只具有部分Z片段;患者甲BL、CL和DL均缺失,因此不含L片段;对照组含有两个M片段,其BM、CM和DM的量分别为45.5、21.3和66.1,而患者甲BM、CM和DM的量分别为21.9、10.9和61.4,其BM、CM的量为对照组的一半,而DM的量和对照组相差不大,因此患者甲含有一个完整的M片段和第二个M片段的DM区,因此其序列组成表示为部分Z+M+部分M。
②患者丙和患者丁的L和M片段的相关结果和对照组无差异,但缺失Z1或Z2,说明Z1和Z2的缺失会影响L和M基因的表达,从而使机体患病,因此其患病的原因是Z发生突变,导致L、M基因无法表达。
③结合①②的结果并分析甲、乙、丙和丁的检测结果可知,红绿色盲的遗传病因是L、M基因的共用调控序列发生突变或L、M基因发生基因突变。
21. 针灸是中华文明的瑰宝。现代中医临床上常通过针灸“足三里”(ST36)治疗急慢性胃肠炎、十二指肠溃疡等疾病。2021年,我国科学家在《自然》杂志上发表论文,揭示了电针刺小鼠后肢的“足三里”穴在细菌脂多糖(LPS)引起的炎症反应中发挥作用的神经生物学机制。请回答下列问题:
(1)针灸或电针刺激足三里穴可激活下肢的部分感觉神经元,引起肾上腺分泌去甲肾上腺素(NA)、肾上腺素(A)和多巴胺(DA)增加,该应答反应属于_____反射,其效应器是_____。
(2)细菌内毒素(细菌脂多糖LPS)可与免疫细胞表面TLR4结合,介导免疫细胞分泌炎症因子TNF,引发小鼠全身炎症反应。为探究针灸抗炎机制,研究人员构建P感觉神经元缺失的模型小鼠P′。分别给正常小鼠和P′小鼠注射LPS,之后用0.5mA电针刺激小鼠ST36,检测TNF含量。据图结果可知,电针刺激小鼠ST36,可缓解LPS引发的炎症反应,且该作用依赖于P感觉神经元,做出判断的依据是_____。
(3)进一步研究表明,膈下迷走神经作为传出神经参与上述抗炎过程。科研人员构建了P感觉神经元上特异性高表达光敏蛋白的小鼠PC(光敏蛋白接受蓝光刺激后可使神经元兴奋)。为证实抗炎症反应依赖P感觉神经元且与迷走神经有关,请从下表a-i中选择合适字母填入下表①-④中,并在下方写出预期实验结果。
a.正常小鼠 b.P′小鼠 c.PC小鼠 d.电刺激ST36 e.蓝光刺激ST36 f.切断迷走神经 g.破坏神经中枢 h.LPS i.生理盐水
组别
实验材料
处理1
检测迷走神经动作电位频率
处理2
处理3
检测
甲组
正常小鼠
①_____
极低
甲1:②_____
注射LPS后,再进行同①的处理
TNF含量
甲2:假手术
注射③_____,其他处理同上
乙组
④___
同①
高
乙1:同甲1组
同甲1组
乙2:同甲2组
同甲2组
预期实验结果:_____。
【答案】(1) ①. 非条件 ②. 传出神经末梢及其支配的肾上腺
(2)电针刺激后,正常小鼠TNF含量明显降低;而实验组P'小鼠,TNF含量在电针刺激前后都处于较高水平,无明显降低
(3) ①. e ②. f ③. h ④. c ⑤. 乙2组的TNF含量显著低于甲1、甲2、乙1组,其余三组TNF含量均较高且没有明显差异
【解析】
【小问1详解】
针灸或电针刺激足三里穴可激活下肢的部分感觉神经元,引起肾上腺分泌去甲肾上腺素(NA)、肾上腺素(A)和多巴胺(DA)增加,该应答反应属于非条件反射,该过程的效应器是传出神经末梢及其支配的肾上腺。
【小问2详解】
根据实验设计可知本实验的课题是探究针灸对炎症的缓解需要通过P神经元的作用,实验结果表明,注射LPS后,电针刺激正常鼠ST36,可引起TNF含量下降,进而缓解炎症反应,而电刺激实验组P′小鼠后TNF的量没有下降,据此可得出结论为:电针刺激小鼠ST36,可缓解LPS引发的炎症反应,且该作用依赖于P感觉神经元。
【小问3详解】
本实验的目的是验证抗炎症反应依赖P感觉神经元且与迷走神经有关,据此可知该实验的自变量为小鼠的种类,因变量为TNF的含量,相关的实验步骤如下。①处理1:利用PC小鼠(P神经元含光敏蛋白,蓝光可激活P神经元)的特点,用蓝光刺激ST36,正常小鼠无光敏蛋白,蓝光刺激后迷走神经动作电位仍极低,与表格结果吻合,因此①选e(蓝光刺激ST36)。②处理2:验证迷走神经的作用,实验组需要切断迷走神经,对照组做假手术,因此②选f(切断迷走神经)。③处理3:所有组都需要注射LPS诱导炎症反应,因此③选h(LPS)。④乙组需要利用PC小鼠验证P感觉神经元的作用,只有PC小鼠的P神经元能被蓝光激活,产生高动作电位,与表格结果吻合,因此④选c(PC 小鼠)。预期结果:只有激活P感觉神经元、且迷走神经完整时,才能发挥抗炎作用,降低TNF含量,因此TNF含量关系为:乙2(PC小鼠、迷走神经完整)的TNF含量显著低于其他三组,甲1、甲2、乙1三组TNF含量均较高且相近。
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