精品解析:北京市石景山区2026年高三年级第二次统一练习 生物学试卷
2026-05-18
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | 北京市 |
| 地区(区县) | 石景山区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.13 MB |
| 发布时间 | 2026-05-18 |
| 更新时间 | 2026-05-19 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57915342.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
石景山区2026年高三统一练习生物学
2026.5
本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将答题卡交回。
第一部分
本部分共15题,每小题2分,共30分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 核盘菌是一种真菌,可通过分泌纤维素酶破坏油菜等植物细胞壁的完整性。下列相关叙述不正确的是( )
A. 核盘菌的遗传物质为DNA,细胞内也存在RNA
B. 纤维素酶是由多种氨基酸组成的生物大分子,具有高效性
C. 纤维素酶的加工、运输与核盘菌的内质网及高尔基体有关
D. 油菜细胞壁被破坏后失去了选择透过性,导致细胞内容物外流
【答案】D
【解析】
【详解】A、核盘菌是具有细胞结构的真核生物,所有细胞生物的遗传物质都是DNA,细胞内可发生转录过程,因此也存在mRNA、tRNA等RNA,A正确;
B、纤维素酶的本质是蛋白质,蛋白质是以多种氨基酸为单体脱水缩合形成的生物大分子,酶作为生物催化剂具有高效性的特点,B正确;
C、核盘菌是真核生物,含有内质网、高尔基体等细胞器,纤维素酶属于分泌蛋白,其加工、运输过程需要内质网和高尔基体的参与,C正确;
D、植物细胞壁本身是全透性结构,不具有选择透过性,选择透过性是细胞膜的功能特性,D错误。
2. 溶酶体膜上存在V型质子泵,可水解ATP并将H+运到溶酶体内,使溶酶体内的pH显著低于细胞质基质。下列关于V型质子泵的说法不正确的是( )
A. 运输H+时自身构象始终不变
B. 运输H+时依赖ATP水解供能
C. 可以逆浓度梯度运输H+
D. 可维持溶酶体内的酸性环境
【答案】A
【解析】
【详解】A、V型质子泵属于转运H+的载体蛋白,转运物质过程中自身构象会发生改变,并非始终不变,A错误;
B、题干明确说明V型质子泵运输H+时可水解ATP供能,因此该过程依赖ATP水解供能,B正确;
C、溶酶体内pH显著低于细胞质基质,说明溶酶体内H+浓度远高于细胞质基质,因此H+是逆浓度梯度运输进入溶酶体的,C正确;
D、V型质子泵持续将H+运入溶酶体,可维持溶酶体内的酸性环境,D正确。
3. 研究人员探究了叶片温度、CO2浓度对某植物光合速率的影响,结果如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 温度会影响酶活性,且仅对光合作用的暗反应阶段产生影响
B. 较高CO2浓度下,温度约为35℃时植物的实际光合速率最高
C. 30℃时,从低CO2浓度提至高CO2浓度,短时间内C5含量增加
D. 较高CO2浓度下,光合速率对温度变化的响应更显著
【答案】D
【解析】
【详解】A、光合作用的光反应阶段和暗反应阶段都需要酶的催化,温度通过影响酶活性会对光反应和暗反应都产生影响,并非仅影响暗反应,A错误;
B、图中CO₂吸收量代表净光合速率,实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,题目未提供呼吸速率数据,无法确定实际光合速率最高的温度,B错误;
C、CO₂浓度升高时,CO₂与C₅结合生成C₃的速率加快,C₅消耗增加,而C₃还原生成C₅的速率在短时间内不变,所以C₅含量会减少,C错误;
D、观察图中曲线,较高CO₂浓度下的曲线随温度变化的幅度比低CO₂浓度下的曲线更明显,说明较高CO₂浓度下光合速率对温度变化的响应更显著,D正确。
4. 研究者采用荧光染色法制片,观察拟南芥(2n=10)在形成配子时细胞中染色体的形态、位置和数目。下图为显微镜下观察到的图像,相关叙述正确的是( )
A. 图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为乙→甲→丙→丁
B. 图甲细胞有10条染色体,图丙每个细胞有20条染色单体
C. 图乙细胞有5个四分体,同源染色体排列在赤道板两侧
D. 图丁细胞中染色体数目∶核DNA数目为1∶2
【答案】C
【解析】
【详解】A、各细胞所处时期:乙为减I中期,丙为减II中期,甲为减I前期,丁为减II末期,正确顺序为甲→乙→丙→丁,A错误;
B、甲是减I前期的细胞,有10条染色体;丙为减II中期,1个细胞共5条染色体,10条染色单体,B错误;
C、1个四分体由1对同源染色体联会形成,拟南芥有5对同源染色体,因此减I中期的乙细胞共形成5个四分体,减I中期同源染色体排列在赤道板两侧,C正确;
D、 丁是减II末期,着丝粒已经分裂,姐妹染色单体分离,每条染色体上只含1个核DNA,因此染色体数目:核DNA数目=1:1,D错误。
5. 植物叶片变黄脱落、动物角质层脱落等现象都与细胞衰老和凋亡有关。下列相关叙述不正确的是( )
A. 衰老细胞的细胞核体积减小,核膜内折,染色质收缩
B. 细胞产生的自由基可以通过攻击蛋白质导致细胞衰老
C. 各种因素引起端粒的加速缩短将会导致细胞加速衰老
D. 细胞衰老和细胞凋亡有利于机体实现自我更新
【答案】A
【解析】
【详解】A、衰老细胞的细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深,A错误;
B、根据细胞衰老的自由基学说可知,细胞产生的自由基可以攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,进而导致细胞衰老,B正确;
C、根据细胞衰老的端粒学说可知,端粒DNA序列会随细胞分裂次数增加而缩短,端粒加速缩短会使细胞正常基因的DNA序列更早受损,导致细胞加速衰老,C正确;
D、细胞衰老和细胞凋亡均是细胞正常的生命历程,可及时清除衰老、受损的细胞,有利于机体实现自我更新,D正确。
故选A。
6. 1909年,摩尔根利用偶然发现的一只白眼雄果蝇进行了杂交实验,如下图所示。下列相关说法不正确的是( )
A. 根据杂交实验可以推断白眼属于隐性性状
B. 根据F1无法判断眼色基因的位置,但可排除伴Y染色体遗传
C. 白眼雄果蝇可以产生两种类型的配子且比例为1∶1
D. F2的红眼雌果蝇中纯合子占比为1/3
【答案】D
【解析】
【详解】A、亲代红眼和白眼杂交,后代F₁全部是红眼,说明红眼是显性性状,白眼是隐性性状,A正确;
B、如果是伴Y染色体遗传,那么白眼雄果蝇的雄性后代应该全部是白眼,但F₁的雄性全是红眼,所以可以排除伴Y遗传。 仅看F₁的结果,基因可能在常染色体上(AA×aa→Aa),也可能在X染色体上(XᴬXᴬ×XᵃY→XᴬXᵃ、XᴬY),无法确定位置,B正确;
C、白眼雄果蝇的基因型是XᵃY,它产生的配子类型为Xᵃ和Y,两种配子的比例是1:1,C正确;
D、F₁的基因型是XᴬXᵃ(红眼雌)和XᴬY(红眼雄),二者交配后,F₂的红眼雌果蝇基因型为XᴬXᴬ和XᴬXᵃ,比例是1:1,所以纯合子(XᴬXᴬ)的占比是1/2,D错误。
7. 真核细胞中的miRNA是一类长约22个核苷酸的非编码RNA。miRNA与靶基因的mRNA结合后,抑制其翻译或促进其降解。下列有关miRNA的叙述不正确的是( )
A. 含有2个游离的磷酸基团
B. 嘌呤与嘧啶数目不一定相等
C. 通过碱基互补配对识别靶mRNA
D. 可调控细胞分化的方向
【答案】A
【解析】
【详解】A、miRNA是单链RNA,仅在5'端含有1个游离的磷酸基团,A错误;
B、miRNA为单链RNA,不存在双链核酸严格的碱基互补配对限制,因此嘌呤与嘧啶数目不一定相等,B正确;
C、miRNA与靶mRNA结合的过程遵循碱基互补配对原则,以此实现对靶mRNA的特异性识别,C正确;
D、细胞分化的实质是基因的选择性表达,miRNA可通过抑制翻译或促进靶mRNA降解调控基因表达,因此可调控细胞分化的方向,D正确。
8. 大彗星兰的花具有细长的花距,花距顶端贮存着花蜜,其传粉依赖于一种具有细长口器的蛾类——长喙天蛾,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 长喙天蛾口器的特征决定大彗星兰花距变异的方向
B. 长喙天蛾口器与大彗星兰花距的相互适应是协同进化的结果
C. 大彗星兰花距变长标志着兰花新物种的形成
D. 长喙天蛾的口器会因吸食花蜜而越来越长
【答案】B
【解析】
【详解】A、变异是不定向的,长喙天蛾仅能通过自然选择决定大彗星兰花距的进化方向,不能决定变异的方向,A错误;
B、协同进化指不同物种之间在相互影响中不断进化和发展,长喙天蛾口器与大彗星兰花距的相互适应是二者长期协同进化的结果,B正确;
C、新物种形成的标志是产生生殖隔离,仅花距变长这一性状改变,不能标志新物种形成,C错误;
D、该表述符合拉马克“用进废退”的错误观点,现代生物进化理论认为:口器长度的变异是本来就存在的,吸食花蜜不会使口器主动变长,只有长口器的适配个体更易存活,被自然选择保留下来,D错误。
9. 正常情况下,人体具有维持内环境相对稳定的能力。下列叙述不正确的是( )
A. 人体产生的CO2可刺激呼吸中枢,调节呼吸频率
B. 炎热环境中,可通过神经调节和体液调节维持体温相对稳定
C. 血钠升高时,肾上腺皮质分泌的醛固酮增加,抑制肾小管对Na+的重吸收
D. 体内失水过多时,通过抗利尿激素释放量增加调节细胞外液渗透压
【答案】C
【解析】
【详解】A、CO2是调节呼吸的重要体液因子,人体产生的CO2浓度升高可刺激呼吸中枢,使呼吸频率加快,排出多余CO2,维持内环境pH稳定,A正确;
B、炎热环境中,机体可通过神经调节(如控制皮肤毛细血管舒张、汗腺分泌增加)和体液调节共同作用,增加散热量,维持体温相对稳定,B正确;
C、醛固酮的生理作用是“保钠排钾”,血钠升高时,肾上腺皮质分泌的醛固酮减少,抑制肾小管对Na+的重吸收,从而降低血钠浓度,C错误;
D、体内失水过多时,细胞外液渗透压升高,抗利尿激素释放量增加,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,减少尿量,降低细胞外液渗透压,D正确。
10. 甲状腺激素由甲状腺细胞合成并储存在甲状腺滤泡中,可按需释放到内环境中。桥本甲状腺炎是一种自身免疫病,机体会产生针对甲状腺细胞和甲状腺滤泡的抗体,导致甲状腺细胞和甲状腺滤泡受损。下列叙述正确的是( )
A. 有些患者早期会出现短暂的甲亢症状,与抗体促进甲状腺细胞功能有关
B. 患者后期体内的促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素都偏低
C. 患者后期可能出现体温偏低、怕冷等症状,可通过口服甲状腺激素缓解
D. 桥本甲状腺炎是由于免疫系统的免疫监视功能异常导致的
【答案】C
【解析】
【详解】A、题意显示,桥本甲状腺炎是一种自身免疫病,机体会产生针对甲状腺细胞和甲状腺滤泡的抗体,有些患者早期会出现短暂的甲亢症状,这是因为滤泡受损后,其中储存的甲状腺激素大量释放进入内环境进而引起甲亢,A错误;
B、患者后期甲状腺细胞大量受损,甲状腺激素合成、分泌量显著降低,对下丘脑和垂体的负反馈抑制作用减弱,因此促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的分泌量均偏高,B错误;
C、甲状腺激素可促进细胞代谢、增加机体产热,患者后期甲状腺激素分泌不足,会出现体温偏低、怕冷等症状;甲状腺激素的本质是氨基酸类衍生物,口服不会被消化道内的消化酶分解,因此可通过口服甲状腺激素缓解症状,C正确;
D、免疫监视功能是免疫系统监控、清除体内突变细胞,防止肿瘤发生的功能;自身免疫病是免疫系统错误攻击自身正常组织细胞,属于免疫自稳功能异常,D错误。
11. 果实脱落受多种激素调控。某植物果实脱落的调控过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 脱落酸通过促进乙烯的合成促进该植物果实脱落
B. 脱落酸与生长素在影响植物果实脱落方面表现出相抗衡
C. 喷施适宜浓度的生长素类调节剂有利于防止该植物果实脱落
D. 该植物果实脱落过程中产生的乙烯对自身合成的调节属于负反馈
【答案】D
【解析】
【详解】A、据图示,脱落酸促进乙烯合成酶的合成,而乙烯合成酶能催化乙烯的合成。因此,脱落酸可以间接地促进乙烯的合成,而乙烯又能促进果实脱落,A正确;
B、从图中可以看出,生长素抑制脱落,而脱落酸促进脱落,这两种激素的作用是相互抗衡的,B正确;
C、图示明确指出生长素抑制脱落酸的合成,抑制了脱落酸,就等于抑制了整个促进脱落的信号通路,因此,人为喷施生长素类调节剂(如萘乙酸),可以提高植物体内的生长素水平,从而抑制脱落酸的产生,达到防止果实过早脱落(保果)的目的,C正确;
D、图中关于乙烯的调节环路可以得出乙烯的产生会抑制生长素的形成,而生长素会抑制脱落酸的合成,最后脱落酸会促进乙烯合成酶合成乙烯,这意味着乙烯的产生会促进其合成酶的产生,从而导致更多的乙烯被合成,属于正反馈,D错误。
故选D。
12. 人工防护林具有防风、固沙及保护农田等作用,对维护区域生态系统稳定具有重要意义。下列叙述正确的是( )
A. 防护林通过自组织、自我调节可实现自身结构与功能的协调
B. 防护林建设应选择本地种,遵循了生态工程的循环原理
C. 防护林建成后,若失去人类的维护将会发生初生演替
D. 防护林的防风、固沙及保护农田的作用体现了生物多样性的直接价值
【答案】A
【解析】
【分析】生物多样性的价值包括直接价值(食用、药用、工业用、旅游观赏、科研、文学艺术等)、间接价值(对生态系统起到的调节功能)和潜在价值(目前不清楚)。
【详解】A、防护林通过自组织、自我调节可实现自身结构与功能的协调,A正确;
B、防护林建设应选择本地种,遵循了生态工程的协调原理,B错误;
C、防护林建成后,若失去人类的维护将会发生次生演替,C错误;
D、防护林的防风、固沙及保护农田的作用体现了生物多样性的间接价值,D错误。
故选A。
13. 利用灰色链霉菌(一种需氧细菌)发酵生产链霉素。生产中相关操作不恰当的是( )
A. 接种前对菌种进行扩大培养
B. 监控pH、温度、溶解氧等参数
C. 用稀释涂布平板法实时监测活菌数量
D. 通过提取、分离和纯化获取链霉素
【答案】C
【解析】
【详解】A、接种前对菌种进行扩大培养,可增加接种时的菌种量,缩短发酵过程的调整期,提高发酵效率,操作恰当,A正确;
B、灰色链霉菌为需氧细菌,其生长代谢和链霉素的合成受pH、温度、溶解氧等环境因素影响,发酵过程中监控这些参数可保证发酵正常进行,操作恰当,B正确;
C、稀释涂布平板法统计活菌数量需要对样品稀释后接种到培养基上培养一段时间才能计数,无法实现实时监测,且频繁取样易造成发酵体系杂菌污染,操作不恰当,C错误;
D、链霉素是灰色链霉菌产生的次级代谢产物,发酵结束后需要通过提取、分离和纯化步骤才能获得纯净的链霉素产品,操作恰当,D正确。
14. 从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养,在传代后的不同时间点检测细胞数目,结果见下图。下列叙述不正确的是( )
A. 在配制培养基时通常需要加入适量血清
B. 选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C. 不能直接用离心法收集细胞进行传代培养
D. 细胞增长进入平台期可能与接触抑制有关
【答案】B
【解析】
【详解】A、动物细胞培养配制培养基时,由于人们对细胞所需的全部营养物质尚未完全搞清楚,通常需要加入血清、血浆等天然成分,A正确;
B、②时细胞增长开始变得缓慢,选取②的细胞进行传代培养比①更合理,B错误;
C、本题中细胞为贴壁培养,细胞贴附在培养容器壁上,需要先用胰蛋白酶处理使细胞分散脱离容器壁,才能收集,不能直接用离心法收集,C正确;
D、细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大、细胞间产生接触抑制有关,D正确。
15. 下列关于高中生物学实验的叙述,正确的是( )
A. 鉴定蛋白质时,要将试剂A液与B液混合后再加入含样品的试管中
B. 探究植物细胞吸水和失水时,可选用黑藻叶片作为实验材料
C. 提取光合色素时,滤液细线浸入层析液可导致滤纸条上的色素带重叠
D. 探究NAA促进月季插条生根的最适浓度,需进行预实验以减小误差
【答案】B
【解析】
【详解】A、鉴定蛋白质的双缩脲试剂使用时,需先加A液(质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液)创造碱性环境,摇匀后再加B液(质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液),若将A、B液混合后加入,Cu2+会与NaOH提前反应生成沉淀,无法与肽键发生显色反应,A错误;
B、黑藻叶片的叶肉细胞具有大液泡,且细胞中含有绿色的叶绿体,可清晰观察到质壁分离及复原现象,因此可作为探究植物细胞吸水和失水的实验材料,B正确;
C、提取光合色素时,若滤液细线浸入层析液,色素会直接溶解在层析液中,导致滤纸条上无法形成色素带,而非色素带重叠,C错误;
D、探究NAA促进月季插条生根的最适浓度时,预实验的作用是为正式实验摸索浓度范围,检验实验设计的科学性和可行性,避免人力、物力、财力的浪费,预实验不能减小实验误差,减小误差需通过正式实验的重复操作实现,D错误。
第二部分
本部分共6题,共70分。
16. 北部湾是我国重要的天然渔场,拥有丰富的渔业资源,是鲸类的重要栖息地。
(1)北部湾的生物群落及_______共同构成一个生态系统。由于生态系统的能量流动具有_______的特点,鲸类通常数量较少,但其对维持生态系统的平衡起关键作用。
(2)研究者利用环境DNA(eDNA)技术对北部湾鲸类进行了相关调查研究。
①在线粒体中,编码12sRNA的DNA包含不同物种间序列高度相似的“保守区”和存在特异性差异的“可变区”(如图1)。为同步扩增所有鲸类该DNA的片段,引物应依据_______区设计;随后通过测序并比对产物中的_______区,即可鉴定具体物种。
②对12个站点的水样进行PCR扩增,得到鲸类检出情况及序列拷贝数见下表。
物种
ASV类型
站点
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
印太瓶鼻海豚
ASV_51
-
-
-
-
184
-
-
-
-
-
-
-
热带点斑原海豚
ASV_22
-
-
-
-
9
-
-
-
-
3103
-
2
ASV_107
-
-
-
-
-
4
-
-
-
-
-
-
印太江豚
ASV_78
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
54
ASV_68
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
74
ASV_24
96
427
8
-
-
-
-
-
463
-
-
-
注:海豚、江豚属于鲸类,主要以小型鱼类为食;ASV代表扩增后得到的特异性序列,物种的ASV总拷贝数可反映该物种的相对数量;“-”代表未检出
基于表中数据及所学知识,下列说法正确的是______。
A.印太江豚是该海域分布最广泛的鲸类
B.10号站点所处海域鲸类的物种丰富度最高
C.三种鲸在该海域的分布不均匀
D.该海域鲸类的生态位存在重叠现象
③北部湾10号站点鲸类eDNA总拷贝数极高,是夏季鲸类的“热点栖息地”。调查显示,该海域夏季存在底层海水上升至表层的现象(上升流)。请结合生态学知识,补充完善该海域成为鲸类热点栖息地的形成机制。
上升流将海底有机碎屑经________产生的无机盐带至表层→促进________大量繁殖→增加该生态系统的能量输入→有利于鲸类聚集
(3)为兼顾渔业生产者利益,请结合上述研究,为北部湾鲸类的保护提出一条建议______。
【答案】(1) ①. 非生物环境 ②. 单向流动、逐级递减
(2) ①. 保守 ②. 可变 ③. ACD ④. 分解者的分解作用 ⑤. 浮游植物(或生产者)
(3)在鲸类热点栖息地划定禁渔区,限制该区域渔业活动(或控制该海域渔业捕捞强度,避免过度捕捞,合理即可)
【解析】
【小问1详解】
生态系统是由生物群落和它所处的非生物环境共同组成的;能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,鲸类属于高营养级顶级消费者,获得的能量少,因此通常数量较少。
【小问2详解】
①题目说明保守区是不同鲸类高度相似的序列,要同步扩增所有鲸类的目标片段,引物需要能结合所有鲸类的同源序列,因此依据保守区设计;可变区是不同物种具有特异性差异的序列,因此比对可变区序列即可鉴定具体物种。
②A、根据表格数据,印太江豚在5个检测站点检出,远多于印太瓶鼻海豚(1个)和热带点斑原海豚(4个),因此是该检测范围内分布最广泛的鲸类,A正确;
B、物种丰富度指群落中物种数目,10号站点仅检出1种鲸,而5号、12号站点都检出2种,因此10号丰富度不是最高,B错误;
C、三种鲸仅在部分站点检出,不同站点的种类、数量差异大,因此分布不均匀,C正确;
D、题干说明三种鲸都以小型鱼类为食,且多个站点同时检出多种鲸,因此生态位存在重叠,D正确。
③海底有机碎屑会被分解者分解产生无机盐,上升流将无机盐带到表层后,会促进浮游植物(生产者)大量繁殖,增加生态系统的能量输入,最终使鲸类的饵料(小型鱼类)增多,吸引鲸类聚集。
【小问3详解】
需要兼顾渔业生产和鲸类保护,合理即可,如在鲸类热点栖息地划定禁渔区,限制该区域渔业活动(或控制该海域渔业捕捞强度,避免过度捕捞,合理即可)。
17. 嗅觉是动物的基本感知功能。研究者对小鼠嗅觉引发的防御行为开展了研究。
(1)嗅细胞是嗅觉系统的感觉神经元,静息时嗅细胞膜两侧的电位表现为__________。当气味分子与嗅细胞膜上特定受体结合后,细胞膜对Na⁺的通透性增大,同时胞内Ca2+浓度升高,激活Cl-通道,引起Cl-__________(填“内流”或“外流”),加速嗅细胞兴奋。随后嗅细胞将信号沿嗅神经传入嗅球,再传递给嗅觉中枢形成嗅觉。
(2)三甲基噻唑(TMT)是狐狸粪便中的一种成分,能诱发小鼠感知捕食者的威胁,产生防御行为——回避或僵直。研究者观察了自由运动小鼠对TMT的反应。
①研究中发现部分小鼠接触TMT后立刻出现回避行为。该反射的效应器为__________。
②检测小鼠接触TMT前后的运动速度,部分小鼠的检测结果见下图。结果表明TMT能有效诱导部分小鼠产生僵直行为,依据是__________。
(3)对小鼠僵直行为进一步研究发现,TMT所引起的兴奋传至大脑后,可激活特定区域GABA能神经元(释放抑制性神经递质),直接引发Glu能神经元兴奋状态改变,进而产生僵直行为。利用遗传学手段获得在GABA能神经元中特异性表达光敏蛋白N的小鼠,光敏蛋白N可被黄光激活引起阴离子内流。为给上述发现提供证据支持,请从下列选项中选出实验组的材料、处理及预期结果______。
a.野生型小鼠b.向GABA能神经元转入N基因的小鼠c.TMTd.黄光照射e.TMT+黄光照射f.Glu能神经元兴奋g.Glu能神经元不兴奋h.出现僵直行为i.不出现僵直行为
(4)请结合所学,尝试从进化与适应观的角度,分析小鼠保留回避与僵直两种防御策略的意义______。
【答案】(1) ①. 内负外正 ②. 外流
(2) ①. 躯体运动神经末梢及其所支配的肌肉 ②. 小鼠接触TMT后运动速度急剧降低并长时间维持在接近于零的水平 (3)b、e、f和i
(4)回避的防御策略适于空间结构复杂、有遮蔽物的环境中,僵直的防御策略适于在开阔环境中,两种行为在不同环境下各具优势,共同提升了小鼠在面对捕食者威胁时的生存概率
【解析】
【小问1详解】
嗅细胞是嗅觉系统的感觉神经元,静息时嗅细胞膜两侧的电位表现为内负外正。当气味分子与嗅细胞膜上特定受体结合后,细胞膜对Na⁺的通透性增大,同时胞内Ca2+浓度升高,激活Cl-通道,由于Cl-带负电荷,Cl-外流时会使细胞内正电荷更多、电位变化更明显,从而加速嗅细胞兴奋。
【小问2详解】
①小鼠接触TMT后会诱发防御反射,嗅觉系统作为感受器识别天敌气味,信号经过传入神经和神经中枢,最终由躯体运动神经末梢及其所支配的肌肉引发回避行为。②由图示可知,小鼠接触TMT后运动速度急剧降低并长时间维持在接近于零的水平,据此可推断TMT能有效诱导部分小鼠产生僵直行为。
【小问3详解】
分析题干可知,该实验的目的是验证“TMT通过激活特定区域GABA能神经元,进而抑制Glu能神经元的兴奋并引发僵直行为”,利用遗传学手段获得在GABA能神经元中特异性表达光敏蛋白N的小鼠,当黄光照射时阴离子内流,可导致GABA能神经元进一步抑制,从而阻断其对Glu能神经元的正常调控,因此针对实验组,所用实验材料为b(向GABA能神经元转入N基因的小鼠),对应的实验处理是e(TMT+黄光照射),目的是激活光敏蛋白N,增强GABA能神经元的抑制状态,由于GABA能神经元被过度抑制,无法调节Glu能神经元,导致Glu能神经元兴奋状态改变受阻,最终无法触发僵直行为,因此对应的预期结果是f(Glu能神经元兴奋)、i(不出现僵直行为)。
【小问4详解】
僵直是通过完全静止来降低被天敌发现的可能性,更适于在开阔环境中,回避是通过快速移动至庇护所来脱离危险区域,其更适于空间结构复杂、有遮蔽物的生境中,两种行为在不同环境下各具优势,共同提升了小鼠在面对捕食者威胁时的生存概率。
18. 心脏的供血突然减少或中断,可能发生心肌梗死,导致心肌细胞大量死亡。梗死的心肌组织被纤维化瘢痕组织所取代,会削弱剩余心肌的收缩力,导致心力衰竭。
(1)哺乳动物成熟心肌细胞的分化程度__________,正常情况下增殖能力极低。促进内源性心肌细胞增殖是受损心脏修复的潜在策略。
(2)一个细胞周期包括__________两个阶段,每个阶段又可分为多个时期。真核细胞具有一套分裂调控系统——调控细胞进入不同时期的周期蛋白均需与蛋白激酶C结合,形成的复合物使底物磷酸化,诱导细胞进入细胞周期的下一时期。
(3)已知蛋白F1和F2也能调控细胞周期进程,推测两者可作为心脏损伤治疗靶点。
①图1为小鼠心肌细胞中F1和F2表达情况。结果显示,在发育进程中,心肌细胞中的F1和F2表达水平_____________。
②心肌细胞主要有图2所示的3种类型,其中1×2N表示单核二倍体细胞(具有增殖能力),而成熟心脏中的心肌细胞多数为另两类(无增殖潜能)。1×4N型细胞的成因可能为:染色体正常复制,但__________。
③诱导成年小鼠心肌梗死后,注射分别携带基因F1和F2的病毒载体,56天后观察、统计。发现实验组1×2N型细胞比例增加,表明F1和F2能__________。同时发现实验组小鼠心脏纤维化瘢痕组织面积减小、心脏功能改善。
(4)筛选F1和F2在心肌细胞中的靶基因,发现两者分别能结合Cn1(一种细胞周期蛋白)基因和蛋白激酶C基因的启动子区域。探究F1作用机制的实验结果如图3,探究F2作用机制的实验(敲低蛋白激酶C基因)出现相似结果。
请综合上述研究,阐述F1和F2能促进心脏修复的机理______。
【答案】(1)高 (2)分裂间期和分裂期
(3) ①. 逐渐降低 ②. 纺锤体无法牵引染色体移向两极 ③. 促进 1×2N 型心肌细胞的增殖
(4)F1和F2分别与Cnl基因和蛋白激酶C基因的启动子区域结合,上调二者的表达,产生的Cnl与蛋白激酶C形成复合物,促进底物磷酸化,进而促进1×2N型心肌细胞增殖,补充受损的心肌细胞,从而促进心脏修复
【解析】
【小问1详解】
细胞分化程度越高,增殖能力越低,成熟心肌细胞为高度分化的细胞,因此分化程度高,正常增殖能力极低。
【小问2详解】
真核细胞的一个完整细胞周期分为物质准备的分裂间期和进行细胞分裂的分裂期两个阶段。
【小问3详解】
① 根据图1,颜色越深代表基因表达水平越高,从胚胎期到出生后56天,F1、F2的颜色逐渐变浅,说明二者表达水平随发育进程逐渐降低。
②1×4N为单核四倍体,染色体已完成复制,但纺锤体不能牵引染色体均分至两极,细胞无法完成分裂,最终形成染色体加倍的单核细胞。
③1×2N 型心肌细胞具有增殖能力,注射 F1、F2 病毒载体后,该类细胞比例上升,说明 F1、F2 可促进 1×2N 型心肌细胞增殖。
【小问4详解】
F1、F2 分别结合Cnl基因、蛋白激酶C基因的启动子,上调两种基因表达;Cnl(周期蛋白)与蛋白激酶C结合形成复合物,使底物磷酸化;激活细胞周期,促进1×2N型心肌细胞增殖;增殖的心肌细胞补充梗死受损的细胞,减小瘢痕面积、改善心脏功能,实现心脏修复。
19. 学习以下材料,回答(1)~(4)题。
一种基于单倍体胚的小麦育种新策略
小麦是全球重要的粮食作物,由于其基因组复杂,若以小麦幼胚为受体材料进行转基因或基因编辑操作,成功率低、后代需要多代自交才能稳定遗传,严重制约小麦育种的效率。
单倍体育种是快速获得纯合品系的有效途径,但以小麦花粉为外植体诱导出单倍体植株的成功率极低。MTL基因在花粉中特异性表达出一种磷脂酶,当该基因功能丧失时,受精后来自父本的染色体被消除,最终产生仅含有母本染色体的单倍体植株。我国科研人员将胚特异性启动子和花青素基因(表达产物呈紫色)融合,导入MTL基因敲除的小麦,培育出了一个纯合的单倍体诱导系(H品系),该品系染色体数目正常,但与普通小麦品种杂交后,可得到一定比例的单倍体胚,且可通过胚的颜色快速筛选。
为检测单倍体胚用于基因编辑的效果,科研人员以其为实验材料培育糯性小麦新品种。小麦的淀粉合成途径如图1所示,支链淀粉比例达到95%以上时,可称作糯性小麦。
利用CRISPR/Cas9系统对单倍体胚进行基因编辑。已知该系统中的sgRNA与Cas9蛋白形成复合体,该复合体中的sgRNA可识别并与靶基因部分序列特异性结合,Cas9蛋白可对靶基因进行切割,进而导致靶基因的功能丧失或改变。研究者构建如图2所示的DNA片段(其中NLS序列编码核定位短肽),并采用农杆菌转化法导入单倍体胚,当年就培育出了符合要求的小麦植株。
(1)小麦单倍体胚的细胞中染色体数目与普通小麦______中的染色体数目相同。
(2)研究者使用H品系作为______(填“父本”或“母本”)与普通小麦(胚为白色)杂交,所结种子中,胚为______色的即为单倍体胚。
(3)根据文中信息,分析图2中NLS序列与Cas9序列连接,不与sgRNA序列连接的原因______。
(4)请结合基因工程等内容,完善本文培育纯合糯性小麦的流程______。
【答案】(1)配子 (2) ①. 父本 ②. 白色
(3)Cas9是需要切割核内靶基因的蛋白质,因此需要连接NLS,sgRNA是RNA可结合Cas9后可随Cas9入核
(4)
【解析】
【小问1详解】
单倍体是由配子直接发育而来的个体,其体细胞染色体数目等于本物种配子(生殖细胞)的染色体数目,因此小麦单倍体胚的染色体数目与普通小麦配子的染色体数目相同。
【小问2详解】
根据材料,MTL基因在父本的花粉中特异性表达,当该基因功能丧失时,父本染色体受精后会被消除,最终得到仅含母本染色体的单倍体,因此H品系(MTL敲除、携带花青素基因)需要作为父本与普通小麦(胚为白色)杂交,单倍体胚仅含普通小麦(母本,胚为白色)的染色体,不携带父本H的花青素基因,因此白色的胚即为单倍体胚。
【小问3详解】
细胞质中翻译形成的Cas9蛋白需核定位短肽引导入核,而sgRNA序列只需在细胞核中转录形成sgRNA,与入核的Cas9蛋白形成复合体发挥作用,因此,NLS序列与Cas9序列连接,不与sgRNA序列连接。
【小问4详解】
图1显示G基因表达的G酶催化直链淀粉合成,要获得高比例支链淀粉的糯性小麦,需要敲除G基因,因此针对G基因设计sgRNA;而后构建重组基因表达载体,再通过农杆菌转化导入受体细胞;单倍体需要经过染色体加倍才能获得可育的纯合二倍体,常用秋水仙素(或低温)处理诱导染色体数目加倍,最终筛选得到纯合糯性小麦,因此相应的构建流程为:
20. 溶细胞素A(ClyA)与细胞膜接触时可形成跨膜孔道,直接导致靶细胞裂解。研究者拟利用该原理使结肠癌细胞裂解死亡,为结肠癌的治疗提供新策略。
(1)由于__________发生突变,正常结肠黏膜上皮细胞的分裂和生长失去控制,形成结肠癌细胞。研究发现,癌细胞主要通过__________呼吸,消耗大量葡萄糖并释放乳酸。
(2)大肠杆菌(EcN)能适应肿瘤组织低氧、酸性微环境,并在肿瘤组织内定植。研究者尝试利用大肠杆菌实现ClyA的靶向递送。
①设计如图1所示的乳酸感应模块(gfp为绿色荧光蛋白基因),导入大肠杆菌,获得可合成ClyA的工程菌E1。当乳酸存在时,__________,E1发出绿色荧光。
②将E1置于含不同浓度乳酸的培养液中(10mM为模拟肿瘤环境),一段时间后测定其荧光强度,结果如图2。该实验的目的是__________。
③对E1进行升级改造,通过导入信号转导模块使其可吸收近红外光并转化为热能,快速升高局部温度。在此基础上,研究者又构建一个基因表达载体,与图1所示载体共同导入,以实现ClyA蛋白仅在近红外光照射的肿瘤部位释放。请根据示例,选择合适的启动子和基因构建该基因表达载体______。
备选启动子:启动子J、启动子R、启动子P
备选基因:TcI基因、Mel裂解肽基因、LldR基因
提示:温度升高可使TcI蛋白失去抑制启动子P的能力;Mel裂解肽可使细菌裂解
示例:
(3)采用升级改造后的工程菌治疗结肠癌的优势为:可精准调控ClyA在结肠癌细胞处释放,__________。
【答案】(1) ①. 原癌基因和抑癌基因 ②. 无氧
(2) ①. LldR二聚体分解,解除对启动子R的抑制,gfp-ClyA基因表达 ②. 探究工程菌中的乳酸感应模块对乳酸浓度的响应情况 ③.
(3)减少对正常细胞的损伤
【解析】
【小问1详解】
细胞癌变的根本原因是原癌基因(调控细胞周期、促进分裂)和抑癌基因(抑制细胞异常增殖)发生突变,导致细胞分裂和生长失去控制;癌细胞具有 “瓦氏效应”,即使在有氧条件下也优先通过无氧呼吸 供能,消耗大量葡萄糖并产生乳酸,形成肿瘤微环境的酸性特征。
【小问2详解】
①分析图1调控逻辑:无乳酸时,LldR形成二聚体,抑制启动子R,下游gfp-ClyA基因不表达;当乳酸存在时,乳酸结合LldR二聚体使其解聚,解除对启动子R的抑制,gfp-ClyA基因表达,工程菌发出绿色荧光。
②据题图2可知,该实验自变量为乳酸浓度,因变量为荧光强度,据此推测该实验目的是探究工程菌中的乳酸感应模块对乳酸浓度的响应情况。
③ 根据题意,要实现仅在近红外照射(升温)的肿瘤部位释放ClyA:需要常温下持续表达TcI,抑制启动子P,Mel不表达,细菌不裂解;升温后TcI失活,解除对启动子P的抑制,Mel表达使细菌裂解,释放ClyA。因此选择持续表达的启动子J驱动TcI基因,温度响应的启动子P驱动Mel裂解肽基因即可,可用下图表示:。
【小问3详解】
该改造策略仅在肿瘤部位、经照射诱导后才释放溶细胞素,因此可以避免ClyA对正常组织细胞的损伤,降低副作用,提高治疗的安全性和特异性。
21. 研究者对雄性不育系(品系Z)的小粒性状开展了相关研究。
(1)将品系Z与正常粒水稻(品系A)杂交,F1籽粒为中间型(大小介于A与Z之间)。F1自交,F2中正常粒∶中间型∶小粒约为__________。由此可知,籽粒大小的遗传遵循基因的分离定律。
(2)大田中,利用品系Z与品系A生产杂交种子时,得到的杂交种子中易混入品系A__________所形成的种子,可根据籽粒大小机械化筛选,在保证种子纯度的同时大幅降低生产成本。
(3)研究者欲通过实验对控制小粒性状的基因进行定位。
①将品系Z与品系A杂交,得到子代后自交,筛选出小粒植株,再与__________杂交,重复上述操作多次后,获得表型为小粒、其他性状与品系A一致的品系N。初步将控制小粒性状的基因定位于2或8号染色体上。
②InDel指同一物种不同个体之间基因组相同位点发生的DNA片段插入或缺失,可作为分子标记。研究者选择2号染色体上InDel标记In1,对品系A、N以及A与N杂交后代F1、F2进行检测,部分电泳结果如图1所示。
通过实验发现,F2中小粒水稻电泳条带的类型主要为__________,从而判断出控制小粒性状的基因在2号染色体上;若选择8号染色体上的InDel标记In2检测上述F2中的小粒植株,请画出电泳条带的类型,并标注比例__________。
③进一步利用2号染色体上不同InDel标记In3~In8检测F2中1000株小粒植株,统计结果见图2。同一条染色体上基因发生重组的概率与基因之间的距离一般呈正相关。据图2判断,控制小粒性状的基因位于标记__________之间。
后续研究确定了该区域的基因L是控制小粒性状的基因。
【答案】(1)1∶2∶1 (2)自交
(3) ①. 品系A ②. Ⅱ ③. ④. In4与In5
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,籽粒大小为不完全显性遗传,遵循基因分离定律:设品系Z(小粒)基因型为aa,品系A(正常粒)为AA,F1为杂合子Aa(中间型),F1自交后F2基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1,对应性状为正常粒:中间型:小粒=1∶2∶1。
【小问2详解】
品系Z是雄性不育系,无法自交产生种子;品系A作为父本提供花粉,大田种植时品系A会自花授粉,自交产生正常粒种子,混入杂交种子中,因此填自交。
【小问3详解】
① 该过程为回交育种:多次筛选小粒植株后与轮回亲本品系A杂交,最终获得仅保留小粒性状、其他性状均与品系A一致的品系N。
② 小粒为隐性纯合性状,若控制小粒的基因在2号染色体上,F₂小粒植株的2号染色体均来自品系N,因此电泳条带类型为Ⅱ。 若选择8号染色体上的InDel标记In2检测,小粒基因不在8号染色体,标记与小粒基因遵循自由组合定律:F₁同时含品系A、N的标记,自交后F₂标记基因型比例为A纯合∶A/N杂合∶N纯合 = 1∶2∶1,对应电泳条带类型Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶1∶2,如图。
③ 同一条染色体上,标记与目标基因距离越近,重组概率越低,电泳条带为杂合型(Ⅲ)的植株数量越少。结合图2数据:In3(2)→In4(1)→In5(1)→In6(3),In4与In5处Ⅲ型植株数最少,说明小粒基因位于In4与In5之间。
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石景山区2026年高三统一练习生物学
2026.5
本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将答题卡交回。
第一部分
本部分共15题,每小题2分,共30分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 核盘菌是一种真菌,可通过分泌纤维素酶破坏油菜等植物细胞壁的完整性。下列相关叙述不正确的是( )
A. 核盘菌的遗传物质为DNA,细胞内也存在RNA
B. 纤维素酶是由多种氨基酸组成的生物大分子,具有高效性
C. 纤维素酶的加工、运输与核盘菌的内质网及高尔基体有关
D. 油菜细胞壁被破坏后失去了选择透过性,导致细胞内容物外流
2. 溶酶体膜上存在V型质子泵,可水解ATP并将H+运到溶酶体内,使溶酶体内的pH显著低于细胞质基质。下列关于V型质子泵的说法不正确的是( )
A. 运输H+时自身构象始终不变
B. 运输H+时依赖ATP水解供能
C. 可以逆浓度梯度运输H+
D. 可维持溶酶体内的酸性环境
3. 研究人员探究了叶片温度、CO2浓度对某植物光合速率的影响,结果如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 温度会影响酶活性,且仅对光合作用的暗反应阶段产生影响
B. 较高CO2浓度下,温度约为35℃时植物的实际光合速率最高
C. 30℃时,从低CO2浓度提至高CO2浓度,短时间内C5含量增加
D. 较高CO2浓度下,光合速率对温度变化的响应更显著
4. 研究者采用荧光染色法制片,观察拟南芥(2n=10)在形成配子时细胞中染色体的形态、位置和数目。下图为显微镜下观察到的图像,相关叙述正确的是( )
A. 图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为乙→甲→丙→丁
B. 图甲细胞有10条染色体,图丙每个细胞有20条染色单体
C. 图乙细胞有5个四分体,同源染色体排列在赤道板两侧
D. 图丁细胞中染色体数目∶核DNA数目为1∶2
5. 植物叶片变黄脱落、动物角质层脱落等现象都与细胞衰老和凋亡有关。下列相关叙述不正确的是( )
A. 衰老细胞的细胞核体积减小,核膜内折,染色质收缩
B. 细胞产生的自由基可以通过攻击蛋白质导致细胞衰老
C. 各种因素引起端粒的加速缩短将会导致细胞加速衰老
D. 细胞衰老和细胞凋亡有利于机体实现自我更新
6. 1909年,摩尔根利用偶然发现的一只白眼雄果蝇进行了杂交实验,如下图所示。下列相关说法不正确的是( )
A. 根据杂交实验可以推断白眼属于隐性性状
B. 根据F1无法判断眼色基因的位置,但可排除伴Y染色体遗传
C. 白眼雄果蝇可以产生两种类型的配子且比例为1∶1
D. F2的红眼雌果蝇中纯合子占比为1/3
7. 真核细胞中的miRNA是一类长约22个核苷酸的非编码RNA。miRNA与靶基因的mRNA结合后,抑制其翻译或促进其降解。下列有关miRNA的叙述不正确的是( )
A. 含有2个游离的磷酸基团
B. 嘌呤与嘧啶数目不一定相等
C. 通过碱基互补配对识别靶mRNA
D. 可调控细胞分化的方向
8. 大彗星兰的花具有细长的花距,花距顶端贮存着花蜜,其传粉依赖于一种具有细长口器的蛾类——长喙天蛾,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 长喙天蛾口器的特征决定大彗星兰花距变异的方向
B. 长喙天蛾口器与大彗星兰花距的相互适应是协同进化的结果
C. 大彗星兰花距变长标志着兰花新物种的形成
D. 长喙天蛾的口器会因吸食花蜜而越来越长
9. 正常情况下,人体具有维持内环境相对稳定的能力。下列叙述不正确的是( )
A. 人体产生的CO2可刺激呼吸中枢,调节呼吸频率
B. 炎热环境中,可通过神经调节和体液调节维持体温相对稳定
C. 血钠升高时,肾上腺皮质分泌的醛固酮增加,抑制肾小管对Na+的重吸收
D. 体内失水过多时,通过抗利尿激素释放量增加调节细胞外液渗透压
10. 甲状腺激素由甲状腺细胞合成并储存在甲状腺滤泡中,可按需释放到内环境中。桥本甲状腺炎是一种自身免疫病,机体会产生针对甲状腺细胞和甲状腺滤泡的抗体,导致甲状腺细胞和甲状腺滤泡受损。下列叙述正确的是( )
A. 有些患者早期会出现短暂的甲亢症状,与抗体促进甲状腺细胞功能有关
B. 患者后期体内的促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素都偏低
C. 患者后期可能出现体温偏低、怕冷等症状,可通过口服甲状腺激素缓解
D. 桥本甲状腺炎是由于免疫系统的免疫监视功能异常导致的
11. 果实脱落受多种激素调控。某植物果实脱落的调控过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 脱落酸通过促进乙烯的合成促进该植物果实脱落
B. 脱落酸与生长素在影响植物果实脱落方面表现出相抗衡
C. 喷施适宜浓度的生长素类调节剂有利于防止该植物果实脱落
D. 该植物果实脱落过程中产生的乙烯对自身合成的调节属于负反馈
12. 人工防护林具有防风、固沙及保护农田等作用,对维护区域生态系统稳定具有重要意义。下列叙述正确的是( )
A. 防护林通过自组织、自我调节可实现自身结构与功能的协调
B. 防护林建设应选择本地种,遵循了生态工程的循环原理
C. 防护林建成后,若失去人类的维护将会发生初生演替
D. 防护林的防风、固沙及保护农田的作用体现了生物多样性的直接价值
13. 利用灰色链霉菌(一种需氧细菌)发酵生产链霉素。生产中相关操作不恰当的是( )
A. 接种前对菌种进行扩大培养
B. 监控pH、温度、溶解氧等参数
C. 用稀释涂布平板法实时监测活菌数量
D. 通过提取、分离和纯化获取链霉素
14. 从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养,在传代后的不同时间点检测细胞数目,结果见下图。下列叙述不正确的是( )
A. 在配制培养基时通常需要加入适量血清
B. 选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C. 不能直接用离心法收集细胞进行传代培养
D. 细胞增长进入平台期可能与接触抑制有关
15. 下列关于高中生物学实验的叙述,正确的是( )
A. 鉴定蛋白质时,要将试剂A液与B液混合后再加入含样品的试管中
B. 探究植物细胞吸水和失水时,可选用黑藻叶片作为实验材料
C. 提取光合色素时,滤液细线浸入层析液可导致滤纸条上的色素带重叠
D. 探究NAA促进月季插条生根的最适浓度,需进行预实验以减小误差
第二部分
本部分共6题,共70分。
16. 北部湾是我国重要的天然渔场,拥有丰富的渔业资源,是鲸类的重要栖息地。
(1)北部湾的生物群落及_______共同构成一个生态系统。由于生态系统的能量流动具有_______的特点,鲸类通常数量较少,但其对维持生态系统的平衡起关键作用。
(2)研究者利用环境DNA(eDNA)技术对北部湾鲸类进行了相关调查研究。
①在线粒体中,编码12sRNA的DNA包含不同物种间序列高度相似的“保守区”和存在特异性差异的“可变区”(如图1)。为同步扩增所有鲸类该DNA的片段,引物应依据_______区设计;随后通过测序并比对产物中的_______区,即可鉴定具体物种。
②对12个站点的水样进行PCR扩增,得到鲸类检出情况及序列拷贝数见下表。
物种
ASV类型
站点
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
印太瓶鼻海豚
ASV_51
-
-
-
-
184
-
-
-
-
-
-
-
热带点斑原海豚
ASV_22
-
-
-
-
9
-
-
-
-
3103
-
2
ASV_107
-
-
-
-
-
4
-
-
-
-
-
-
印太江豚
ASV_78
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
54
ASV_68
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
74
ASV_24
96
427
8
-
-
-
-
-
463
-
-
-
注:海豚、江豚属于鲸类,主要以小型鱼类为食;ASV代表扩增后得到的特异性序列,物种的ASV总拷贝数可反映该物种的相对数量;“-”代表未检出
基于表中数据及所学知识,下列说法正确的是______。
A.印太江豚是该海域分布最广泛的鲸类
B.10号站点所处海域鲸类的物种丰富度最高
C.三种鲸在该海域的分布不均匀
D.该海域鲸类的生态位存在重叠现象
③北部湾10号站点鲸类eDNA总拷贝数极高,是夏季鲸类的“热点栖息地”。调查显示,该海域夏季存在底层海水上升至表层的现象(上升流)。请结合生态学知识,补充完善该海域成为鲸类热点栖息地的形成机制。
上升流将海底有机碎屑经________产生的无机盐带至表层→促进________大量繁殖→增加该生态系统的能量输入→有利于鲸类聚集
(3)为兼顾渔业生产者利益,请结合上述研究,为北部湾鲸类的保护提出一条建议______。
17. 嗅觉是动物的基本感知功能。研究者对小鼠嗅觉引发的防御行为开展了研究。
(1)嗅细胞是嗅觉系统的感觉神经元,静息时嗅细胞膜两侧的电位表现为__________。当气味分子与嗅细胞膜上特定受体结合后,细胞膜对Na⁺的通透性增大,同时胞内Ca2+浓度升高,激活Cl-通道,引起Cl-__________(填“内流”或“外流”),加速嗅细胞兴奋。随后嗅细胞将信号沿嗅神经传入嗅球,再传递给嗅觉中枢形成嗅觉。
(2)三甲基噻唑(TMT)是狐狸粪便中的一种成分,能诱发小鼠感知捕食者的威胁,产生防御行为——回避或僵直。研究者观察了自由运动小鼠对TMT的反应。
①研究中发现部分小鼠接触TMT后立刻出现回避行为。该反射的效应器为__________。
②检测小鼠接触TMT前后的运动速度,部分小鼠的检测结果见下图。结果表明TMT能有效诱导部分小鼠产生僵直行为,依据是__________。
(3)对小鼠僵直行为进一步研究发现,TMT所引起的兴奋传至大脑后,可激活特定区域GABA能神经元(释放抑制性神经递质),直接引发Glu能神经元兴奋状态改变,进而产生僵直行为。利用遗传学手段获得在GABA能神经元中特异性表达光敏蛋白N的小鼠,光敏蛋白N可被黄光激活引起阴离子内流。为给上述发现提供证据支持,请从下列选项中选出实验组的材料、处理及预期结果______。
a.野生型小鼠b.向GABA能神经元转入N基因的小鼠c.TMTd.黄光照射e.TMT+黄光照射f.Glu能神经元兴奋g.Glu能神经元不兴奋h.出现僵直行为i.不出现僵直行为
(4)请结合所学,尝试从进化与适应观的角度,分析小鼠保留回避与僵直两种防御策略的意义______。
18. 心脏的供血突然减少或中断,可能发生心肌梗死,导致心肌细胞大量死亡。梗死的心肌组织被纤维化瘢痕组织所取代,会削弱剩余心肌的收缩力,导致心力衰竭。
(1)哺乳动物成熟心肌细胞的分化程度__________,正常情况下增殖能力极低。促进内源性心肌细胞增殖是受损心脏修复的潜在策略。
(2)一个细胞周期包括__________两个阶段,每个阶段又可分为多个时期。真核细胞具有一套分裂调控系统——调控细胞进入不同时期的周期蛋白均需与蛋白激酶C结合,形成的复合物使底物磷酸化,诱导细胞进入细胞周期的下一时期。
(3)已知蛋白F1和F2也能调控细胞周期进程,推测两者可作为心脏损伤治疗靶点。
①图1为小鼠心肌细胞中F1和F2表达情况。结果显示,在发育进程中,心肌细胞中的F1和F2表达水平_____________。
②心肌细胞主要有图2所示的3种类型,其中1×2N表示单核二倍体细胞(具有增殖能力),而成熟心脏中的心肌细胞多数为另两类(无增殖潜能)。1×4N型细胞的成因可能为:染色体正常复制,但__________。
③诱导成年小鼠心肌梗死后,注射分别携带基因F1和F2的病毒载体,56天后观察、统计。发现实验组1×2N型细胞比例增加,表明F1和F2能__________。同时发现实验组小鼠心脏纤维化瘢痕组织面积减小、心脏功能改善。
(4)筛选F1和F2在心肌细胞中的靶基因,发现两者分别能结合Cn1(一种细胞周期蛋白)基因和蛋白激酶C基因的启动子区域。探究F1作用机制的实验结果如图3,探究F2作用机制的实验(敲低蛋白激酶C基因)出现相似结果。
请综合上述研究,阐述F1和F2能促进心脏修复的机理______。
19. 学习以下材料,回答(1)~(4)题。
一种基于单倍体胚的小麦育种新策略
小麦是全球重要的粮食作物,由于其基因组复杂,若以小麦幼胚为受体材料进行转基因或基因编辑操作,成功率低、后代需要多代自交才能稳定遗传,严重制约小麦育种的效率。
单倍体育种是快速获得纯合品系的有效途径,但以小麦花粉为外植体诱导出单倍体植株的成功率极低。MTL基因在花粉中特异性表达出一种磷脂酶,当该基因功能丧失时,受精后来自父本的染色体被消除,最终产生仅含有母本染色体的单倍体植株。我国科研人员将胚特异性启动子和花青素基因(表达产物呈紫色)融合,导入MTL基因敲除的小麦,培育出了一个纯合的单倍体诱导系(H品系),该品系染色体数目正常,但与普通小麦品种杂交后,可得到一定比例的单倍体胚,且可通过胚的颜色快速筛选。
为检测单倍体胚用于基因编辑的效果,科研人员以其为实验材料培育糯性小麦新品种。小麦的淀粉合成途径如图1所示,支链淀粉比例达到95%以上时,可称作糯性小麦。
利用CRISPR/Cas9系统对单倍体胚进行基因编辑。已知该系统中的sgRNA与Cas9蛋白形成复合体,该复合体中的sgRNA可识别并与靶基因部分序列特异性结合,Cas9蛋白可对靶基因进行切割,进而导致靶基因的功能丧失或改变。研究者构建如图2所示的DNA片段(其中NLS序列编码核定位短肽),并采用农杆菌转化法导入单倍体胚,当年就培育出了符合要求的小麦植株。
(1)小麦单倍体胚的细胞中染色体数目与普通小麦______中的染色体数目相同。
(2)研究者使用H品系作为______(填“父本”或“母本”)与普通小麦(胚为白色)杂交,所结种子中,胚为______色的即为单倍体胚。
(3)根据文中信息,分析图2中NLS序列与Cas9序列连接,不与sgRNA序列连接的原因______。
(4)请结合基因工程等内容,完善本文培育纯合糯性小麦的流程______。
20. 溶细胞素A(ClyA)与细胞膜接触时可形成跨膜孔道,直接导致靶细胞裂解。研究者拟利用该原理使结肠癌细胞裂解死亡,为结肠癌的治疗提供新策略。
(1)由于__________发生突变,正常结肠黏膜上皮细胞的分裂和生长失去控制,形成结肠癌细胞。研究发现,癌细胞主要通过__________呼吸,消耗大量葡萄糖并释放乳酸。
(2)大肠杆菌(EcN)能适应肿瘤组织低氧、酸性微环境,并在肿瘤组织内定植。研究者尝试利用大肠杆菌实现ClyA的靶向递送。
①设计如图1所示的乳酸感应模块(gfp为绿色荧光蛋白基因),导入大肠杆菌,获得可合成ClyA的工程菌E1。当乳酸存在时,__________,E1发出绿色荧光。
②将E1置于含不同浓度乳酸的培养液中(10mM为模拟肿瘤环境),一段时间后测定其荧光强度,结果如图2。该实验的目的是__________。
③对E1进行升级改造,通过导入信号转导模块使其可吸收近红外光并转化为热能,快速升高局部温度。在此基础上,研究者又构建一个基因表达载体,与图1所示载体共同导入,以实现ClyA蛋白仅在近红外光照射的肿瘤部位释放。请根据示例,选择合适的启动子和基因构建该基因表达载体______。
备选启动子:启动子J、启动子R、启动子P
备选基因:TcI基因、Mel裂解肽基因、LldR基因
提示:温度升高可使TcI蛋白失去抑制启动子P的能力;Mel裂解肽可使细菌裂解
示例:
(3)采用升级改造后的工程菌治疗结肠癌的优势为:可精准调控ClyA在结肠癌细胞处释放,__________。
21. 研究者对雄性不育系(品系Z)的小粒性状开展了相关研究。
(1)将品系Z与正常粒水稻(品系A)杂交,F1籽粒为中间型(大小介于A与Z之间)。F1自交,F2中正常粒∶中间型∶小粒约为__________。由此可知,籽粒大小的遗传遵循基因的分离定律。
(2)大田中,利用品系Z与品系A生产杂交种子时,得到的杂交种子中易混入品系A__________所形成的种子,可根据籽粒大小机械化筛选,在保证种子纯度的同时大幅降低生产成本。
(3)研究者欲通过实验对控制小粒性状的基因进行定位。
①将品系Z与品系A杂交,得到子代后自交,筛选出小粒植株,再与__________杂交,重复上述操作多次后,获得表型为小粒、其他性状与品系A一致的品系N。初步将控制小粒性状的基因定位于2或8号染色体上。
②InDel指同一物种不同个体之间基因组相同位点发生的DNA片段插入或缺失,可作为分子标记。研究者选择2号染色体上InDel标记In1,对品系A、N以及A与N杂交后代F1、F2进行检测,部分电泳结果如图1所示。
通过实验发现,F2中小粒水稻电泳条带的类型主要为__________,从而判断出控制小粒性状的基因在2号染色体上;若选择8号染色体上的InDel标记In2检测上述F2中的小粒植株,请画出电泳条带的类型,并标注比例__________。
③进一步利用2号染色体上不同InDel标记In3~In8检测F2中1000株小粒植株,统计结果见图2。同一条染色体上基因发生重组的概率与基因之间的距离一般呈正相关。据图2判断,控制小粒性状的基因位于标记__________之间。
后续研究确定了该区域的基因L是控制小粒性状的基因。
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