内容正文:
2026年邵阳市高三第三次联考
生物
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的四个。选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 贝氏布拉藻是单细胞真核生物,含有固氮细胞器——硝质体(硝质体是由藻类吞噬固氮蓝细菌演化而来,具有双层膜结构)。下列叙述正确的是( )
A. 用差速离心法分离贝氏布拉藻的细胞器时,核糖体先于硝质体沉淀
B. 硝质体内膜成分与固氮蓝细菌细胞膜类似,外膜成分与贝氏布拉藻细胞膜类似
C. 除硝质体外,贝氏布拉藻细胞内具有双层膜结构的细胞器有叶绿体、线粒体和细胞核
D. 贝氏布拉藻和固氮蓝细菌都通过有丝分裂进行增殖
2. 下列关于实验试剂作用叙述正确的是( )
A. 低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验中,秋水仙素的作用为抑制着丝粒分裂
B. 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂,加入盐酸和酒精的混合液的主要目的是使组织中的细胞相互分离
C. 探究温度对淀粉酶活性影响的实验中,可用斐林试剂替代碘液检测淀粉是否完全反应
D. 鉴定土壤中分解尿素的微生物实验中酚红能与尿素反应呈现红色
3. 黄瓜花的发育受生长素与乙烯的调控机制如图所示,其中CsACS11和CsACS2为乙烯合成基因,CsWⅠP1为雌蕊抑制基因,CsSTM为促雌蕊分化的基因。下列叙述错误的是( )
A. 若用乙烯合成抑制剂处理黄瓜花芽,有利于雄蕊发育
B. 乙烯的合成过程受到正反馈调节
C. 乙烯和生长素对雌蕊发育的作用效果相同
D. 生长素促进植物生长,乙烯促进果实发育
4. 我国研究团队首次用基因编辑技术改造造血干细胞,敲除CCR5基因(控制合成HIV入侵宿主细胞的关键受体),为艾滋病治疗提供了新的思路。下面有关叙述正确的是( )
A. HIV和宿主细胞遗传信息的流动过程完全相同
B. HIV引发患者体内免疫细胞死亡,导致免疫功能下降的疾病为自身免疫病
C. 与B淋巴细胞相比,CCR5基因在辅助性T淋巴细胞中表达程度更高
D. 人体免疫系统能及时清除癌细胞,体现了免疫系统的免疫自稳功能
5. 心肌P细胞受交感神经和副交感神经的双重支配,为研究两类自主神经的作用,设计如下实验,其中受试者在安静状态下的心率为对照,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
注:受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用
A. 心脏的跳动受中枢神经系统中脑干的调控
B. 控制心脏活动的交感神经和副交感神经都属于运动神经
C. 据图分析可知,副交感神经对心率的影响小于交感神经
D. 受体阻断剂A与副交感神经上的受体特异性结合发挥作用
6. 生物学习过程中会涉及到一些比值。下列关于比值叙述正确的是( )
A. 单倍体生物体细胞中,染色体数目/一个染色体组中染色体数=1
B. 次级精母细胞中,核DNA/染色体数=2
C. 不同细胞的表面积/体积比值:根尖分生区细胞>根尖成熟区细胞
D. 油菜种子萌发时,呼吸作用CO2释放量/O2吸收量=1,则只进行有氧呼吸
7. 随着海拔升高南山国家森林公园从山脚到山顶生物群落分布规律依次为:竹林、亚热带常绿阔叶林、针阔混交林、高山杜鹃灌木丛、高山草甸。由于环境改善南山每年有多种珍稀鸟类在此越冬。下列说法正确的是( )
A. 区别不同海拔生物群落的重要特征是物种组成
B. 山脚竹林中的竹子高低错落属于群落的垂直结构
C. 南山所有珍稀鸟类的全部基因构成了一个基因库
D. 珍稀鸟类前来南山越冬所接收的信息只来自无机环境
8. 利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A. 胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率
B. 转基因体细胞培养应置于充满CO2气体的培养箱中培养
C. 对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的成熟卵子
D. 用高Ca2+-高pH法激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程
9. 大肠杆菌的DNA复制、转录和翻译过程可以同时进行,其部分过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 非模板链的右端为DNA单链的端
B. 酶C催化得到的产物都可作为模板翻译蛋白质
C. 图中酶B在DNA复制和转录过程中均能将DNA解旋
D. 过程①和②的碱基配对方式不完全相同,过程①和③的碱基配对方式完全相同
10. 我国是农业古国,是全球农业发生最早的国家之一,下列关于农业谚语原理的分析错误的是( )
A. “地尽其用田不荒,合理密植多打粮”:保证光照强度和二氧化碳浓度,以增强光合作用
B. “薄肥勤施,忌施浓肥”:浓肥会导致土壤溶液浓度低于植物细胞液浓度,引起植物细胞过度失水
C. “白天光照强,夜里露水狂,庄稼丰收有希望”:昼夜温差大,有利于植物有机物的积累
D. “一亩三甽,岁代处”:田垄和田沟的轮番更替有利于农作物充分利用土壤中的无机物
11. 植食性昆虫需要依靠其体内共生微生物来分解植物细胞壁,从而获取营养物质。但研究发现,在取食某类植物的两种亲缘关系较远的昆虫体内,都存在同种编码植物细胞壁降解酶的基因,且该基因与某类真菌的基因高度相似,而在其他近缘昆虫类群中并未检测到该基因。下列相关叙述错误的是( )
A. 该植食性昆虫、植物及真菌之间通过自然选择发生协同进化
B. 这两种不同昆虫的细胞壁降解酶基因的频率不一定相同
C. 这两种不同昆虫的该基因均来自其自身的基因突变
D. 该降解酶可能是果胶酶和纤维素酶
12. “碳汇”指森林、海洋等生态系统吸收并储存二氧化碳的能力与过程;“碳源”指向大气中释放二氧化碳的过程、活动或机制。某地区结合喀斯特地貌特点,推广“竹林碳汇+林下经济”复合模式,通过种植速生竹类并搭配药用植物构建稳定生态系统,降低大气中二氧化碳的浓度。下列叙述错误的是( )
A. 人工干预前该地区碳汇能力弱,可能与其植被覆盖度低、生物量积累少有关
B. 所有自养型生物都通过光合作用进行碳汇
C. 分解者可通过分解作用释放CO2,该途径降低了生态系统的碳汇效率
D. 该复合模式增加了当地居民的收入,体现了生态工程的整体原理
二、选择题(本题共4个小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
13. 生物碱是中药铁皮石斛有效成分之一,研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱。培养过程中PLBs质量、生物碱含量随培养时间的变化如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 对铁皮石斛茎尖外植体处理时,依次用到酒精、无菌水、次氯酸钠、无菌水
B. 培养PLBs阶段需要控制BA的浓度高于NAA的浓度
C. 图示结果表明生物碱的产量会随PLBs质量增加而不断增加
D. 通过实验结果无法得出光照处理PLBs能提高铁皮石斛生物碱产量
14. 土地撂荒(人类活动终止)正影响全球生态。研究发现,土地撂荒后的再野化受撂荒前人类活动干扰的影响。下图为某地区不同人类活动干扰强度的土地撂荒前后物种丰富度的变化。下列相关叙述错误的是( )
A. 土地撂荒后植被逐渐变化的过程,在生态学上属于次生演替
B. 高强度人类活动干扰土地撂荒后生态系统抵抗力稳定性增强
C. 营养结构越复杂的生态系统,抵抗力稳定性越强,撂荒对其的影响越小
D. 人类活动对生态系统的干扰越小,越有利于维持其较高的生物多样性
15. 土壤盐分过高对植物的伤害被称为盐胁迫。拟南芥中发现存在缓解盐胁迫伤害的SOS信号转导途径,盐胁迫下PA在细胞膜迅速聚集,启动SOS信号转导途径,具体调节机制如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. SOS1、AKT1、HKT1属于细胞膜的主要成分,参与构成膜的基本支架
B. 盐胁迫下,和进入细胞的方式相同,均为协助扩散
C. PA在细胞膜迅速聚集促进SCaBP8的磷酸化,使细胞中的浓度增大
D. 细胞膜的选择透过性与转运蛋白有关,与磷脂分子无关
16. 某单基因遗传病致病基因(A/a)附近有两种限制酶的切割位点,相同限制酶之间的DNA片段大小在同源染色体中可能不同。某家系各成员的DNA经限制酶切割后进行电泳,其结果如下图所示。Ⅱ4和Ⅱ5的表型未知,不考虑染色体交换和XY的同源区段,下列叙述正确的是( )
A. 该病的遗传方式为常染色体隐性遗传
B. Ⅱ4和Ⅱ5的基因型相同的概率为0
C. Ⅱ4的9.7kb片段所在的染色体一定来自母方
D. Ⅰ1酶切得到4.2kb和4.0kb分别含有A、a基因
三、非选择题(本大题共5个小题,共60分)
17. 研究发现ATP与NADPH比例失调会导致光合速率降低。科研人员通过向某植物叶肉细胞中导入外源基因,构建出一条异丙醇合成途径,来探究ATP与NADPH比例变化与光合速率的关系,如图为细胞中相关的代谢路径,其中A、B为物质,回答下列问题:
(1)物质A是________,图中-体现了蛋白质的________功能。
(2)PSⅡ和PSⅠ系统位于________(填具体场所),可吸收、传递和转化光能。除草剂X与PQ竞争,可阻止电子传递至Cytbf。用除草剂X处理植株,会导致ATP合成量下降,据图分析,其原因是________。
(3)将外源基因导入单子叶植物的叶肉细胞,通常可采用________法。下表为导入不同的外源基因后测定的植物光合速率及相关指标。综合上述信息,阐述创建异丙醇合成途径能够提高光合速率的原因________。
组别
导入基因
NADPH含量/μmol
ATP含量/μmol
固定速率/(mg·g-1细胞干重·h-1)
一
无
193.5
39.28
86
二
甲酶和乙酶
190.83
35.23
85
三
甲酶、乙酶和丙酶
112.83
62.53
119
(4)科研人员认为NADPH的消耗发生在丙酶催化的反应过程中,为验证该结论,需要另设置一组实验,实验处理为:________。
18. 某单基因遗传病的致病基因位于16号染色体上,为探究该基因在染色体上的具体位置,研究人员开展了如下研究,不考虑基因突变。下图呈现了王女士(Ⅱ2)家庭的遗传系谱图。回答下列问题:
注:图中a~d表示该染色体中4个不同片段;字母后面的数字表示该片段内存在的特定核苷酸序列的重复次数
(1)该病的遗传方式最可能是_______。
(2)王女士的儿子与正常女性婚配,若所生后代为女孩,患病的概率是________。
(3)该致病基因最可能位于片段________,理由是________。
(4)对该基因进行测序后发现,致病基因与正常基因模板链的碱基排列顺序存在差异,其不同的碱基序列如下表所示,未提供的其他碱基序列则相同。
基因模板链(成熟mRNA相对应的序列)
致病基因
→5′(155个碱基)CTGGGCTGAGTACACTG(524个碱基)CAT…3′
正常基因
→5′(155个碱基)CTGGTCTGAGCACACTG(524个碱基)CAT…3′
注:精氨酸:CGA、AGG、AGA;缬氨酸:GUA、GUG、GUC;丝氨酸:AGC、UCG;酪氨酸:UAC;甲硫氨酸:AUG(起始密码子)
据表信息,导致患病的直接原因是相关蛋白质的第________位氨基酸变成________。
(5)王女士怀孕后,为避免再次生出患该病婴儿,产前诊断时,对胎儿该基因相关片段PCR扩增后进行电泳,_________(填“能”或“不能”)依据电泳结果判断胎儿是否患该病,理由是_______。
19. 引发脱发的原因比较多,其中精神过度紧张、焦虑等刺激,不仅会使毛囊细胞数量减少引发脱发;还会使黑色素细胞数量减少,导致头发变白。相关调节机制如图所示。回答下列问题:
(1)糖皮质激素对成纤维细胞合成Gas6蛋白的作用“?”为________(填“促进”或“抑制”),人体中与糖皮质激素分泌调节机制相似的激素有________。
(2)去甲肾上腺素在图示调节中可作为________(信息分子类型),进而调控黑色素细胞干细胞的异常增殖和分化。
(3)肾上腺分泌去甲肾上腺素的调节方式为________。
(4)图示过程中涉及不同的反射弧,反射弧中不同神经元之间的信息传递涉及的生理过程如下(选序号,正确排序)。
Ca2+内流→_________→兴奋性神经递质与突触后膜上的受体结合→________→________(编号排序)。
①突触小泡和突触前膜融合 ②突触后膜膜电位改变 ③Na+内流 ④Cl-内流 ⑤Na+内流或Cl-内流
(5)结合图中机理提出缓解白发和脱发的可行性方案:_________。
20. 临近盛夏,到了食用小龙虾的时节。岳阳是湖南小龙虾核心产区,采用稻虾共作养殖模式。该模式与传统水稻种植相比,小龙虾能捕食害虫、摄食残体,减少农药使用和农田残留物;其粪便和脱落物可作有机肥,提升土壤肥力;水稻能为小龙虾提供氧气和栖息空间,促进其生长繁殖。为研究小龙虾种群潜在增长空间,科研人员绘制了一定区域内小龙虾的R值随种群数量变化的曲线,回答下列问题。
注:R值=(K值-种群数量)/K值,K值为环境容纳量
(1)稻虾共作养殖模式中,小龙虾和水稻之间的种间关系为_______。小龙虾在生态系统中的组成成分为________,研究其生态位应该研究栖息地、食物________(写两个)。
(2)请结合资料,从能量流动的角度分析稻虾共作养殖模式的意义有________。
(3)根据上图分析,在一定范围内,R值越大,说明该区域内小龙虾环境阻力________(填“大”或“小”)。据图计算,该区域小龙虾的环境容纳量为________。
21. 乳酸是制备可降解塑料的理想材料,研究者利用PCR扩增了凝结芽孢杆菌的乳酸合成相关酶基因BLDH。通过构建基因表达载体,将该基因导入大肠杆菌,获得了乳酸的高产菌株,并优化了发酵工艺。回答下列问题:
限制酶识别序列及切割位点如下:
BamH Ⅰ:5′-G↓GATCC-3′
Spe Ⅰ:5′-A↓CTAGT-3′
Xba Ⅰ:5′-T↓CTAGA-3′
EcoR Ⅰ:5′-G↓AATTC-3′
注:LacZ基因编码产生的 β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色;否则菌落为白色,AmpR表示氨苄青霉素抗性基因
(1)利用PCR扩增BLDH基因时,需要在反应体系中添加Mg2+,目的是________,若PCR扩增出了很多非特异性条带,从复性的角度分析,其可能的原因是________。
(2)已知BLDH基因以m链作为模板进行转录,结合限制酶的识别序列与切割位点,为实现目的基因与运载体的正确连接,应在b、c的5′端分别添加________限制酶的识别序列。若将构建成功的基因表达载体经XbaⅠ、EcoRⅠ酶切后电泳鉴定,预期出现的条带大小约为________bp(忽略酶切时丢失的短片段)。
(3)用含有氨苄青霉素和X-gal等成分的培养基筛选目的菌株,含有重组质粒的大肠杆菌菌落将呈现________(填“蓝色”或“白色”)。
(4)工业发酵过程分为菌体增殖阶段与乳酸合成阶段,但菌体增殖阶段乳酸的产量低,结合下图分析原因是_______;在发酵过程中,要随时检测培养液中的温度、pH________(填两个)等,以了解发酵进程。
(5)为进一步提升乳酸产量,科研人员利用蛋白质工程改造BLDH酶,提高其稳定性与催化效率,其核心流程为:从预期蛋白质的功能出发→设计预期蛋白质空间结构→________→找到对应的脱氧核苷酸序列(目的基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
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2026年邵阳市高三第三次联考
生物
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的四个。选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 贝氏布拉藻是单细胞真核生物,含有固氮细胞器——硝质体(硝质体是由藻类吞噬固氮蓝细菌演化而来,具有双层膜结构)。下列叙述正确的是( )
A. 用差速离心法分离贝氏布拉藻的细胞器时,核糖体先于硝质体沉淀
B. 硝质体内膜成分与固氮蓝细菌细胞膜类似,外膜成分与贝氏布拉藻细胞膜类似
C. 除硝质体外,贝氏布拉藻细胞内具有双层膜结构的细胞器有叶绿体、线粒体和细胞核
D. 贝氏布拉藻和固氮蓝细菌都通过有丝分裂进行增殖
【答案】B
【解析】
【详解】A、差速离心法的原理是颗粒越大、质量越大的细胞器越先沉淀,硝质体是具有双层膜的大型细胞器,体积和质量远大于核糖体,因此硝质体先于核糖体沉淀,A错误;
B、硝质体由藻类吞噬固氮蓝细菌演化而来,根据内共生原理,蓝细菌的细胞膜演化为硝质体内膜,藻类吞噬蓝细菌时包裹的囊泡(来源于藻类细胞膜)演化为硝质体外膜,因此硝质体内膜成分与固氮蓝细菌细胞膜类似,外膜成分与贝氏布拉藻细胞膜类似,B正确;
C、细胞核是具有双层膜的细胞结构,但不属于细胞器,且题干未提及贝氏布拉藻含有叶绿体,C错误;
D、固氮蓝细菌是原核生物,原核生物通过二分裂增殖,有丝分裂是真核细胞特有的增殖方式,D错误。
2. 下列关于实验试剂作用叙述正确的是( )
A. 低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验中,秋水仙素的作用为抑制着丝粒分裂
B. 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂,加入盐酸和酒精的混合液的主要目的是使组织中的细胞相互分离
C. 探究温度对淀粉酶活性影响的实验中,可用斐林试剂替代碘液检测淀粉是否完全反应
D. 鉴定土壤中分解尿素的微生物实验中酚红能与尿素反应呈现红色
【答案】B
【解析】
【详解】A、低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中,秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,不会抑制着丝粒分裂,着丝粒可正常分裂使染色体数目加倍,A错误;
B、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中,盐酸和酒精的混合液为解离液,主要作用是使组织中的细胞相互分离,B正确;
C、探究温度对淀粉酶活性影响的实验中,斐林试剂检测还原糖需要水浴加热,会改变实验设定的温度自变量,干扰实验结果,且斐林试剂无法检测淀粉是否完全剩余,因此不能替代碘液,C错误;
D、鉴定土壤中分解尿素的微生物时,微生物产生的脲酶将尿素分解为氨,使培养基pH升高,酚红在碱性环境下变红,并非酚红直接与尿素反应显红色,D错误。
3. 黄瓜花的发育受生长素与乙烯的调控机制如图所示,其中CsACS11和CsACS2为乙烯合成基因,CsWⅠP1为雌蕊抑制基因,CsSTM为促雌蕊分化的基因。下列叙述错误的是( )
A. 若用乙烯合成抑制剂处理黄瓜花芽,有利于雄蕊发育
B. 乙烯的合成过程受到正反馈调节
C. 乙烯和生长素对雌蕊发育的作用效果相同
D. 生长素促进植物生长,乙烯促进果实发育
【答案】D
【解析】
【详解】A、用乙烯合成抑制剂处理后,乙烯含量降低,CsACS2表达受抑制,对雄蕊发育的抑制作用减弱,有利于雄蕊发育,A正确;
B、乙烯可促进生长素合成,生长素通过促进CsARF3的作用进一步促进CsACS2表达、合成更多乙烯,该过程属于正反馈调节,B正确;
C、乙烯通过促进生长素合成,最终起到促进雌蕊发育的效果,和生长素对雌蕊发育的作用效果相同,C正确;
D、生长素可促进植物生长,乙烯的功能是促进果实成熟,并非促进果实发育,D错误。
4. 我国研究团队首次用基因编辑技术改造造血干细胞,敲除CCR5基因(控制合成HIV入侵宿主细胞的关键受体),为艾滋病治疗提供了新的思路。下面有关叙述正确的是( )
A. HIV和宿主细胞遗传信息的流动过程完全相同
B. HIV引发患者体内免疫细胞死亡,导致免疫功能下降的疾病为自身免疫病
C. 与B淋巴细胞相比,CCR5基因在辅助性T淋巴细胞中表达程度更高
D. 人体免疫系统能及时清除癌细胞,体现了免疫系统的免疫自稳功能
【答案】C
【解析】
【详解】A、HIV是逆转录病毒,遗传信息流动存在逆转录(RNA→DNA)过程,而人体宿主细胞的遗传信息流动无逆转录过程,二者并不完全相同,A错误;
B、自身免疫病是免疫系统异常敏感,将自身正常组织当作异物攻击引发的疾病,HIV攻击免疫细胞导致免疫功能下降属于获得性免疫缺陷病,不属于自身免疫病,B错误;
C、HIV主要侵染辅助性T淋巴细胞,原因是辅助性T淋巴细胞表面CCR5基因表达的HIV入侵受体更多,因此与B淋巴细胞相比,CCR5基因在辅助性T淋巴细胞中表达程度更高,C正确;
D、免疫系统清除癌细胞体现的是免疫监视功能,免疫自稳功能指的是清除衰老、损伤的细胞以维持内环境稳态,D错误。
5. 心肌P细胞受交感神经和副交感神经的双重支配,为研究两类自主神经的作用,设计如下实验,其中受试者在安静状态下的心率为对照,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
注:受体阻断剂A和B能与各自受体结合,并分别阻断两类自主神经的作用
A. 心脏的跳动受中枢神经系统中脑干的调控
B. 控制心脏活动的交感神经和副交感神经都属于运动神经
C. 据图分析可知,副交感神经对心率的影响小于交感神经
D. 受体阻断剂A与副交感神经上的受体特异性结合发挥作用
【答案】C
【解析】
【详解】A、脑干中存在调节心跳、呼吸等基本生命活动的中枢,心脏的跳动受中枢神经系统中脑干的调控,A正确;
B、交感神经和副交感神经属于支配内脏器官的传出神经,传出神经也称为运动神经,因此二者都属于运动神经,B正确;
C、由图可知,使用受体阻断剂A(阻断副交感神经作用)时,心率较对照组升高115-65=50次/分;使用受体阻断剂B(阻断交感神经作用)时,心率较对照组降低65-50=15次/分,说明副交感神经对心率的影响幅度更大,C错误;
D、受体阻断剂A通过与心肌细胞膜上的、副交感神经递质的受体特异性结合,进而阻断副交感神经的作用,D正确。
6. 生物学习过程中会涉及到一些比值。下列关于比值叙述正确的是( )
A. 单倍体生物体细胞中,染色体数目/一个染色体组中染色体数=1
B. 次级精母细胞中,核DNA/染色体数=2
C. 不同细胞的表面积/体积比值:根尖分生区细胞>根尖成熟区细胞
D. 油菜种子萌发时,呼吸作用CO2释放量/O2吸收量=1,则只进行有氧呼吸
【答案】C
【解析】
【详解】A、单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数目的个体,若原物种为多倍体(如四倍体),其单倍体体细胞中含2个染色体组,该比值为2,并非一定等于1,A错误;
B、次级精母细胞处于减数第二次分裂后期时,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,此时核DNA数与染色体数的比值为1,并非始终为2,B错误;
C、细胞体积越小,表面积/体积的比值越大,根尖分生区细胞分裂旺盛,体积小于根尖成熟区细胞,因此该比值分生区细胞大于成熟区细胞,C正确;
D、油菜种子富含脂肪,脂肪中C、H比例高,有氧呼吸时消耗的O₂量多于释放的CO₂量,若CO₂释放量/O₂吸收量=1,说明同时存在产生CO₂的无氧呼吸,并非只进行有氧呼吸,D错误。
7. 随着海拔升高南山国家森林公园从山脚到山顶生物群落分布规律依次为:竹林、亚热带常绿阔叶林、针阔混交林、高山杜鹃灌木丛、高山草甸。由于环境改善南山每年有多种珍稀鸟类在此越冬。下列说法正确的是( )
A. 区别不同海拔生物群落的重要特征是物种组成
B. 山脚竹林中的竹子高低错落属于群落的垂直结构
C. 南山所有珍稀鸟类的全部基因构成了一个基因库
D. 珍稀鸟类前来南山越冬所接收的信息只来自无机环境
【答案】A
【解析】
【详解】A、物种组成是区别不同生物群落的重要特征,不同海拔的生物群落属于不同的群落,可通过物种组成进行区分,A正确;
B、群落的垂直结构指的是群落中不同物种在垂直方向上的分层现象,竹林中的竹子属于同一个种群,其高低错落属于种群的空间特征,不属于群落的垂直结构,B错误;
C、基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,南山所有珍稀鸟类包含多个物种,不属于同一个种群,因此其全部基因不能构成一个基因库,C错误;
D、生态系统中的信息既可以来自无机环境,也可以来自生物群落,珍稀鸟类前来越冬接收的信息包括温度、光照等无机环境的信息,也包括食物、天敌等来自生物群落的信息,并非只来自无机环境,D错误。
8. 利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A. 胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率
B. 转基因体细胞培养应置于充满CO2气体的培养箱中培养
C. 对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的成熟卵子
D. 用高Ca2+-高pH法激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程
【答案】C
【解析】
【详解】A、胚胎分割技术的作用是提高胚胎的利用率,获得多个基因型相同的胚胎,不能提高移植胚胎的成活率,A错误;
B、动物细胞培养应置于含95%空气和5% CO2的混合气体的培养箱中,CO2的作用是维持培养液pH,B错误;
C、对牛乙注射促性腺激素进行超数排卵,目的是收集更多数量的卵母细胞,培养形成成熟卵子,以便后续进行核移植操作,C正确;
D、重构胚需要用物理或化学方法(如电刺激、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚,完成细胞分裂和发育进程,高Ca2+-高pH法是诱导细胞融合的方法,D错误。
9. 大肠杆菌的DNA复制、转录和翻译过程可以同时进行,其部分过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 非模板链的右端为DNA单链的端
B. 酶C催化得到的产物都可作为模板翻译蛋白质
C. 图中酶B在DNA复制和转录过程中均能将DNA解旋
D. 过程①和②的碱基配对方式不完全相同,过程①和③的碱基配对方式完全相同
【答案】A
【解析】
【详解】A、转录时RNA的合成方向为5'→3',其序列与DNA非模板链(除T换U外)一致、方向相同;图中转录形成的mRNA先合成的5'端在左侧,因此非模板链5'端在左、3'端在右,即非模板链的右端为DNA单链的3'端,A正确;
B、过程②为转录,酶C是RNA聚合酶,催化的转录产物有mRNA、tRNA、rRNA三种,仅mRNA可作为翻译的模板,tRNA、rRNA不能作为翻译模板,B错误;
C、过程①为DNA复制,酶B是解旋酶,仅在DNA复制过程中发挥解旋作用,转录过程的解旋由RNA聚合酶(酶C)完成,不需要解旋酶参与,C错误;
D、过程①为DNA复制,碱基配对方式为A-T、T-A、G-C、C-G;过程②为转录,碱基配对方式为A-U、T-A、G-C、C-G;过程③为翻译,碱基配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G。可见,过程①和②的碱基配对方式不完全相同;过程①和③的碱基配对方式存在明显差异,D错误。
10. 我国是农业古国,是全球农业发生最早的国家之一,下列关于农业谚语原理的分析错误的是( )
A. “地尽其用田不荒,合理密植多打粮”:保证光照强度和二氧化碳浓度,以增强光合作用
B. “薄肥勤施,忌施浓肥”:浓肥会导致土壤溶液浓度低于植物细胞液浓度,引起植物细胞过度失水
C. “白天光照强,夜里露水狂,庄稼丰收有希望”:昼夜温差大,有利于植物有机物的积累
D. “一亩三甽,岁代处”:田垄和田沟的轮番更替有利于农作物充分利用土壤中的无机物
【答案】B
【解析】
【详解】A、合理密植既能保证作物充分利用光照,又能保障田间通风以维持充足的二氧化碳浓度,进而增强光合作用强度,提高作物产量,A正确;
B、施加浓肥会使土壤溶液浓度高于植物细胞液浓度,植物细胞会通过渗透作用过度失水出现烧苗现象,B错误;
C、白天光照强、温度高,光合作用旺盛,合成的有机物多;夜间温度低,作物呼吸作用受抑制,消耗的有机物少,昼夜温差大有利于植物积累更多有机物,利于作物丰收,C正确;
D、田垄和田沟轮番更替耕作,可避免土壤中特定矿质元素被过度消耗,有利于农作物充分吸收利用土壤中的无机物,D正确。
11. 植食性昆虫需要依靠其体内共生微生物来分解植物细胞壁,从而获取营养物质。但研究发现,在取食某类植物的两种亲缘关系较远的昆虫体内,都存在同种编码植物细胞壁降解酶的基因,且该基因与某类真菌的基因高度相似,而在其他近缘昆虫类群中并未检测到该基因。下列相关叙述错误的是( )
A. 该植食性昆虫、植物及真菌之间通过自然选择发生协同进化
B. 这两种不同昆虫的细胞壁降解酶基因的频率不一定相同
C. 这两种不同昆虫的该基因均来自其自身的基因突变
D. 该降解酶可能是果胶酶和纤维素酶
【答案】C
【解析】
【详解】A、协同进化指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,植食性昆虫需要分解植物细胞壁获取营养,植物会演化出相应防御策略,该基因又与真菌基因高度同源,三者通过自然选择相互影响,发生协同进化,A正确;
B、两种昆虫亲缘关系较远,属于不同类群,各自种群的基因频率受生存环境、种群特征等多种因素影响,因此该细胞壁降解酶基因的频率不一定相同,B正确;
C、该基因与某类真菌的基因高度相似且其他近缘昆虫类群无此基因,说明基因可能通过水平转移(如从真菌转移到这两种昆虫)获得,而非这两种昆虫自身基因突变产生,C错误;
D、植物细胞壁的主要组成成分为纤维素和果胶,因此分解植物细胞壁的降解酶可能是纤维素酶和果胶酶,D正确。
12. “碳汇”指森林、海洋等生态系统吸收并储存二氧化碳的能力与过程;“碳源”指向大气中释放二氧化碳的过程、活动或机制。某地区结合喀斯特地貌特点,推广“竹林碳汇+林下经济”复合模式,通过种植速生竹类并搭配药用植物构建稳定生态系统,降低大气中二氧化碳的浓度。下列叙述错误的是( )
A. 人工干预前该地区碳汇能力弱,可能与其植被覆盖度低、生物量积累少有关
B. 所有自养型生物都通过光合作用进行碳汇
C. 分解者可通过分解作用释放CO2,该途径降低了生态系统的碳汇效率
D. 该复合模式增加了当地居民的收入,体现了生态工程的整体原理
【答案】B
【解析】
【详解】A、人工干预前喀斯特地貌植被覆盖度低,生产者生物量少,固定并储存的CO2总量少,因此碳汇能力弱,A正确;
B、自养型生物分为两类:光能自养型通过光合作用固定CO2,化能自养型(如硝化细菌)通过化能合成作用固定CO2,并非所有自养型生物都通过光合作用进行碳汇,B错误;
C、分解者的分解作用将有机物中的碳转化为CO2释放到大气,属于碳源途径,会降低生态系统吸收储存CO2的碳汇效率,C正确;
D、生态工程的整体原理要求兼顾自然、经济、社会的整体效益,该复合模式既实现了碳汇的生态效益,又增加了居民收入的经济效益,符合整体原理的内涵,D正确。
二、选择题(本题共4个小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
13. 生物碱是中药铁皮石斛有效成分之一,研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱。培养过程中PLBs质量、生物碱含量随培养时间的变化如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 对铁皮石斛茎尖外植体处理时,依次用到酒精、无菌水、次氯酸钠、无菌水
B. 培养PLBs阶段需要控制BA的浓度高于NAA的浓度
C. 图示结果表明生物碱的产量会随PLBs质量增加而不断增加
D. 通过实验结果无法得出光照处理PLBs能提高铁皮石斛生物碱产量
【答案】AD
【解析】
【详解】A、植物组织培养中,茎尖外植体消毒的标准顺序为:70%酒精消毒30s左右→无菌水冲洗2~3次→次氯酸钠溶液处理30min→无菌水冲洗3~5次,A正确
B、PLBs(拟原球茎)类似愈伤组织,其培养属于脱分化阶段,需要生长素(NAA)与细胞分裂素(BA)比例适中,B错误;
C、生物碱总产量=PLBs质量×生物碱含量。 由图可知:光照下PLBs质量持续增加,但生物碱含量在培养50d左右达到峰值后显著下降,因此总产量不会随PLBs质量增加而“不断增加”,后期可能因含量下降导致总产量降低,C错误;
D、实验仅测定了光照下的生物碱含量,未测定黑暗下的生物碱含量。 生物碱总产量=PLBs质量×生物碱含量,由于缺少黑暗组的含量数据,无法计算黑暗下的总产量,因此无法得出“光照能提高生物碱产量”的结论,D正确。
14. 土地撂荒(人类活动终止)正影响全球生态。研究发现,土地撂荒后的再野化受撂荒前人类活动干扰的影响。下图为某地区不同人类活动干扰强度的土地撂荒前后物种丰富度的变化。下列相关叙述错误的是( )
A. 土地撂荒后植被逐渐变化的过程,在生态学上属于次生演替
B. 高强度人类活动干扰土地撂荒后生态系统抵抗力稳定性增强
C. 营养结构越复杂的生态系统,抵抗力稳定性越强,撂荒对其的影响越小
D. 人类活动对生态系统的干扰越小,越有利于维持其较高的生物多样性
【答案】CD
【解析】
【详解】A、土地撂荒后仍保留原有土壤条件,还可能保留植物的种子或其他繁殖体,因此其上发生的植被变化过程属于次生演替,A正确;
B、高强度干扰的土地撂荒后物种丰富度较撂荒前升高,生态系统营养结构更复杂,因此抵抗力稳定性增强,B正确;
C、撂荒前中强度干扰的生态系统物种丰富度最高,营养结构最复杂,但撂荒后其物种丰富度的下降幅度大于低强度干扰的生态系统,说明撂荒对营养结构更复杂的生态系统影响更大,C错误;
D、由撂荒前的数据可知,中强度干扰的生态系统物种丰富度高于低强度干扰的生态系统,说明并非人类活动干扰越小越有利于维持较高生物多样性,D错误。
15. 土壤盐分过高对植物的伤害被称为盐胁迫。拟南芥中发现存在缓解盐胁迫伤害的SOS信号转导途径,盐胁迫下PA在细胞膜迅速聚集,启动SOS信号转导途径,具体调节机制如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. SOS1、AKT1、HKT1属于细胞膜的主要成分,参与构成膜的基本支架
B. 盐胁迫下,和进入细胞的方式相同,均为协助扩散
C. PA在细胞膜迅速聚集促进SCaBP8的磷酸化,使细胞中的浓度增大
D. 细胞膜的选择透过性与转运蛋白有关,与磷脂分子无关
【答案】BC
【解析】
【详解】A、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。SOS1、AKT1、HKT1均为细胞膜上的转运蛋白,属于细胞膜的主要成分,但不参与构成膜的基本支架,A错误;
B、据图分析可知,周围环境的Na+通过AKT1(Na+通道蛋白)以协助扩散的方式顺浓度梯度进入根部细胞,膜内Na+浓度较低,盐胁迫条件下,转运蛋白SOS1利用 H+浓度差形成的化学势能,把Na+以主动运输的方式运出细胞,此时H+进入细胞的方式也是协助扩散,B正确;
C、盐胁迫下PA在细胞膜聚集,激活SOS2;SOS2促进SCaBP8磷酸化。磷酸化的SCaBP8促进AKT1(K⁺通道)开放,加速K⁺内流,最终使细胞内K⁺浓度增大,维持细胞内离子平衡,缓解盐胁迫伤害,C正确;
D、细胞膜的选择透过性既与转运蛋白的特异性有关,也与磷脂双分子层的疏水性有关(如脂溶性物质可自由通过磷脂层,水溶性物质不能),D错误。
16. 某单基因遗传病致病基因(A/a)附近有两种限制酶的切割位点,相同限制酶之间的DNA片段大小在同源染色体中可能不同。某家系各成员的DNA经限制酶切割后进行电泳,其结果如下图所示。Ⅱ4和Ⅱ5的表型未知,不考虑染色体交换和XY的同源区段,下列叙述正确的是( )
A. 该病的遗传方式为常染色体隐性遗传
B. Ⅱ4和Ⅱ5的基因型相同的概率为0
C. Ⅱ4的9.7kb片段所在的染色体一定来自母方
D. Ⅰ1酶切得到4.2kb和4.0kb分别含有A、a基因
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、Ⅰ1和Ⅰ2均正常,生的女儿Ⅱ3患病,根据“无中生有为隐性,隐性遗传看女病,女病父正非伴性”可知,所以该病遗传方式为常染色体隐性遗传病,且Ⅰ1和Ⅰ2均Aa,A正确;
B、由于Ⅱ5只有4.0kb和9.7kb条带,说明其含A或a的两条同源染色体(一条来自Ⅰ1,一条来自Ⅰ2)分别用SphⅠ和HindⅢ切割均产生4.0kb和9.7kb条带,所以可知Ⅰ2的4.0kb和9.7kb是同一条染色体,4.2kb和7.0kb是同一条染色体,由于Ⅱ3患病为aa,且SphⅠ切割只有9.7kb条带,所以可判断Ⅰ2的4.0kb和9.7kb所在染色体上有a,4.2kb和7.0kb所在染色体上有A,由于Ⅱ3由HindⅢ切割有4.2kb和4.0kb,所以来自Ⅰ2的是4.0kb,那么4.2kb来自Ⅰ1,即Ⅰ1的4.2kb是a,4.0kb是A,由于Ⅱ4含有的7.0kb只能来自Ⅰ2那么其9.7kb来自母方Ⅰ1,同时说明其4.2kb也来自Ⅰ2,即含有A,那么其4.0kb来自Ⅰ1,即含有A,所以Ⅱ4基因型为AA,Ⅱ5只有4.0kb分别来自Ⅰ1和Ⅰ2,所以基因型为Aa,BC正确,D错误。
三、非选择题(本大题共5个小题,共60分)
17. 研究发现ATP与NADPH比例失调会导致光合速率降低。科研人员通过向某植物叶肉细胞中导入外源基因,构建出一条异丙醇合成途径,来探究ATP与NADPH比例变化与光合速率的关系,如图为细胞中相关的代谢路径,其中A、B为物质,回答下列问题:
(1)物质A是________,图中-体现了蛋白质的________功能。
(2)PSⅡ和PSⅠ系统位于________(填具体场所),可吸收、传递和转化光能。除草剂X与PQ竞争,可阻止电子传递至Cytbf。用除草剂X处理植株,会导致ATP合成量下降,据图分析,其原因是________。
(3)将外源基因导入单子叶植物的叶肉细胞,通常可采用________法。下表为导入不同的外源基因后测定的植物光合速率及相关指标。综合上述信息,阐述创建异丙醇合成途径能够提高光合速率的原因________。
组别
导入基因
NADPH含量/μmol
ATP含量/μmol
固定速率/(mg·g-1细胞干重·h-1)
一
无
193.5
39.28
86
二
甲酶和乙酶
190.83
35.23
85
三
甲酶、乙酶和丙酶
112.83
62.53
119
(4)科研人员认为NADPH的消耗发生在丙酶催化的反应过程中,为验证该结论,需要另设置一组实验,实验处理为:________。
【答案】(1) ①. (五碳化合物) ②. 运输和催化
(2) ①. 类囊体薄膜 ②. 除草剂X与PQ竞争阻止电子传递至cytbf,从而抑制了的产生及运输,使膜内外的浓度差减小,而ATP合成所需的能量直接来自于类囊体膜内外两侧的浓度差,所以ATP的合成量减少
(3) ①. 花粉管通道法 ②. 创建异丙醇合成途径减少了细胞内NADPH含量,使细胞中ATP与NADPH的比例显著增加;提高叶肉细胞对CO2的利用效率,促进暗反应进行,从而提高光合速率
(4)只导入丙酶基因,在培养基中添加丙酮
【解析】
【小问1详解】
图中左侧为卡尔文循环,CO2与A(C5)结合生成B(C3),B被还原为丙酮酸和A。CF0-CF1是ATP合酶,CF0作为H+通道(运输功能),CF1催化ADP和Pi合成ATP(催化功能)。
【小问2详解】
PSⅡ、PSⅠ是光反应吸收、转化光能的结构,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜。光反应中,电子沿PSⅡ→PQ→Cytbf→PSⅠ传递,除草剂X与PQ竞争阻止电子传递至cytbf,从而抑制了H+的产生及运输,使膜内外H+的浓度差减小,而ATP合成所需的能量直接来自于类囊体膜内外两侧的H+浓度差,所以ATP的合成量减少。
【小问3详解】
基因工程中,将目的基因导入单子叶植物细胞常用花粉管通道法。表格显示,仅导入甲、乙酶时,NADPH、ATP含量及光合速率与对照组无显著差异;导入丙酶后,NADPH含量大幅下降,ATP含量显著上升,CO2固定速率提高。结合题干“ATP与NADPH比例失调会导致光合速率降低”,可知创建异丙醇合成途径减少了细胞内NADPH含量,使细胞中ATP与NADPH的比例显著增加;提高叶肉细胞对CO2的利用效率,促进暗反应进行,从而提高光合速率。
【小问4详解】
实验的自变量是“是否有丙酶”,因变量是NADPH含量变化。为验证该结论,只导入丙酶基因,在培养基中添加丙酮,检测NADPH的含量变化。
18. 某单基因遗传病的致病基因位于16号染色体上,为探究该基因在染色体上的具体位置,研究人员开展了如下研究,不考虑基因突变。下图呈现了王女士(Ⅱ2)家庭的遗传系谱图。回答下列问题:
注:图中a~d表示该染色体中4个不同片段;字母后面的数字表示该片段内存在的特定核苷酸序列的重复次数
(1)该病的遗传方式最可能是_______。
(2)王女士的儿子与正常女性婚配,若所生后代为女孩,患病的概率是________。
(3)该致病基因最可能位于片段________,理由是________。
(4)对该基因进行测序后发现,致病基因与正常基因模板链的碱基排列顺序存在差异,其不同的碱基序列如下表所示,未提供的其他碱基序列则相同。
基因模板链(成熟mRNA相对应的序列)
致病基因
→5′(155个碱基)CTGGGCTGAGTACACTG(524个碱基)CAT…3′
正常基因
→5′(155个碱基)CTGGTCTGAGCACACTG(524个碱基)CAT…3′
注:精氨酸:CGA、AGG、AGA;缬氨酸:GUA、GUG、GUC;丝氨酸:AGC、UCG;酪氨酸:UAC;甲硫氨酸:AUG(起始密码子)
据表信息,导致患病的直接原因是相关蛋白质的第________位氨基酸变成________。
(5)王女士怀孕后,为避免再次生出患该病婴儿,产前诊断时,对胎儿该基因相关片段PCR扩增后进行电泳,_________(填“能”或“不能”)依据电泳结果判断胎儿是否患该病,理由是_______。
【答案】(1)常染色体显性
(2)1/2 (3) ①. a5 ②. Ⅱ2表现为患病和Ⅱ3表现为正常,因此致病基因位于a5b3c6d3的染色体上,Ⅱ2有b3c6d3片段,表现为正常,因此致病基因不位于b3c6d3片段上,因此位于a5片段上(或“所有个体均含有a5,正常个体均不含a5,其他片段不具备此特点”)
(4) ①. 180 ②. 丝氨酸
(5) ①. 不能 ②. 电泳依靠DNA分子量大小差异来区分不同DNA片段,正常基因和致病基因碱基对数目相同分子量差异很小,因此不能区分
【解析】
【小问1详解】
致病基因位于16号常染色体上,排除伴性遗传;系谱图中代代均有患者,最可能为常染色体显性遗传。
【小问2详解】
王女士(Ⅱ₂)的父亲Ⅰ₁正常(基因型aa),因此王女士基因型为Aa(杂合子);其丈夫Ⅱ₁正常(aa),故患病儿子Ⅲ₁的基因型为Aa。正常女性基因型为aa,Aa与aa婚配,后代患病(Aa)概率为1/2,常染色体遗传与性别无关,因此女孩患病概率为1/2。
【小问3详解】
Ⅱ2表现为患病和Ⅱ3表现为正常,因此致病基因位于a5b3c6d3的染色体上,Ⅱ2有b3c6d3片段,表现为正常,因此致病基因不位于b3c6d3片段上,因此位于a5片段上。
【小问4详解】
模板链3'端的CAT(5'→3')对应mRNA的起始密码子AUG(第1位氨基酸)。模板链上起始密码子后有524个碱基,对应mRNA 524个碱基,编码174个完整氨基酸,剩余2个碱基与差异序列的部分碱基组成后续密码子。 差异序列中存在两个点突变:模板链第11位的T→C为同义突变(均编码缬氨酸);模板链第5位的G→T导致mRNA第180个密码子由AGA(精氨酸)突变为AGC(丝氨酸),从而改变蛋白质结构。
【小问5详解】
致病基因与正常基因仅存在单个碱基替换(点突变),无插入或缺失,电泳依靠DNA分子量大小差异来区分不同DNA片段,正常基因和致病基因碱基对数目相同分子量差异很小,因此不能区分。
19. 引发脱发的原因比较多,其中精神过度紧张、焦虑等刺激,不仅会使毛囊细胞数量减少引发脱发;还会使黑色素细胞数量减少,导致头发变白。相关调节机制如图所示。回答下列问题:
(1)糖皮质激素对成纤维细胞合成Gas6蛋白的作用“?”为________(填“促进”或“抑制”),人体中与糖皮质激素分泌调节机制相似的激素有________。
(2)去甲肾上腺素在图示调节中可作为________(信息分子类型),进而调控黑色素细胞干细胞的异常增殖和分化。
(3)肾上腺分泌去甲肾上腺素的调节方式为________。
(4)图示过程中涉及不同的反射弧,反射弧中不同神经元之间的信息传递涉及的生理过程如下(选序号,正确排序)。
Ca2+内流→_________→兴奋性神经递质与突触后膜上的受体结合→________→________(编号排序)。
①突触小泡和突触前膜融合 ②突触后膜膜电位改变 ③Na+内流 ④Cl-内流 ⑤Na+内流或Cl-内流
(5)结合图中机理提出缓解白发和脱发的可行性方案:_________。
【答案】(1) ①. 抑制 ②. 甲状腺激素、性激素
(2)激素和神经递质 (3)神经调节
(4) ①. ① ②. ③ ③. ②
(5)通过抑制去甲肾上腺素的合成(“抑制去甲肾上腺素对黑色素细胞干细胞的作用”)来预防白发,通过促进成纤维细胞中Gas6表达(“或注射Gas6预防脱发”)
【解析】
【小问1详解】
精神紧张焦虑会导致脱发(毛囊细胞数量减少)。图中,Gas6 蛋白可促进毛囊干细胞增殖分化为毛囊细胞,而糖皮质激素会抑制成纤维细胞合成Gas6 蛋白,使毛囊干细胞增殖分化受阻,毛囊细胞减少,引发脱发。糖皮质激素的分泌是下丘脑-垂体-靶腺的分级调节,人体内甲状腺激素、性激素的分泌调节机制与之相同。
【小问2详解】
图中去甲肾上腺素有两个来源:传出神经末梢释放的去甲肾上腺素属于神经递质,肾上腺髓质分泌的去甲肾上腺素属于激素,二者都可作为信息分子调节靶细胞生命活动。
【小问3详解】
肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素直接受传出神经的支配,没有体液调节的中间环节,因此调节方式为神经调节。
【小问4详解】
兴奋在突触处的传递过程为:兴奋传至突触小体→Ca2+内流→突触小泡与突触前膜融合(①),释放神经递质→兴奋性神经递质与突触后膜受体结合→Na+内流(③)→突触后膜膜电位改变(②),因此排序为①、③、②。
【小问5详解】
由图可知,白发和脱发的起始诱因是长期过度紧张焦虑,因此可通过抑制去甲肾上腺素的合成(“抑制去甲肾上腺素对黑色素细胞干细胞的作用”)来预防白发,通过促进成纤维细胞中Gas6表达(“或注射Gas6预防脱发”)。
20. 临近盛夏,到了食用小龙虾的时节。岳阳是湖南小龙虾核心产区,采用稻虾共作养殖模式。该模式与传统水稻种植相比,小龙虾能捕食害虫、摄食残体,减少农药使用和农田残留物;其粪便和脱落物可作有机肥,提升土壤肥力;水稻能为小龙虾提供氧气和栖息空间,促进其生长繁殖。为研究小龙虾种群潜在增长空间,科研人员绘制了一定区域内小龙虾的R值随种群数量变化的曲线,回答下列问题。
注:R值=(K值-种群数量)/K值,K值为环境容纳量
(1)稻虾共作养殖模式中,小龙虾和水稻之间的种间关系为_______。小龙虾在生态系统中的组成成分为________,研究其生态位应该研究栖息地、食物________(写两个)。
(2)请结合资料,从能量流动的角度分析稻虾共作养殖模式的意义有________。
(3)根据上图分析,在一定范围内,R值越大,说明该区域内小龙虾环境阻力________(填“大”或“小”)。据图计算,该区域小龙虾的环境容纳量为________。
【答案】(1) ①. 原始合作 ②. 消费者和分解者 ③. 天敌、与其他物种的关系
(2)小龙虾能够吃稻田里的害虫,调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分(或小龙虾摄食残体,实现能量多级利用,提高能量利用率
(3) ①. 小 ②. 2000
【解析】
【小问1详解】
小龙虾捕食害虫、摄食残体,减少农药使用并为水稻提供有机肥;水稻为其提供氧气和栖息空间,双方互惠但不依赖生存,小龙虾和水稻之间的种间关系为原始合作。小龙虾在生态系统中既是消费者(捕食害虫),也是分解者(摄食残体)。研究其生态位需要研究栖息地、食物、天敌、与其他物种的关系等。
【小问2详解】
小龙虾捕食害虫,减少能量流向害虫,调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分, 小龙虾摄食残体,实现能量的多级利用,提高能量利用率。
【小问3详解】
根据上图分析,由公式 ��=(��−��)/��=1−��/�� ,在一定范围内,R增大意味着 �� 减小,种群密度低,环境阻力小。当 R = 0 时, ��=�� ,图中对应种群数量为2000。
21. 乳酸是制备可降解塑料的理想材料,研究者利用PCR扩增了凝结芽孢杆菌的乳酸合成相关酶基因BLDH。通过构建基因表达载体,将该基因导入大肠杆菌,获得了乳酸的高产菌株,并优化了发酵工艺。回答下列问题:
限制酶识别序列及切割位点如下:
BamH Ⅰ:5′-G↓GATCC-3′
Spe Ⅰ:5′-A↓CTAGT-3′
Xba Ⅰ:5′-T↓CTAGA-3′
EcoR Ⅰ:5′-G↓AATTC-3′
注:LacZ基因编码产生的 β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色;否则菌落为白色,AmpR表示氨苄青霉素抗性基因
(1)利用PCR扩增BLDH基因时,需要在反应体系中添加Mg2+,目的是________,若PCR扩增出了很多非特异性条带,从复性的角度分析,其可能的原因是________。
(2)已知BLDH基因以m链作为模板进行转录,结合限制酶的识别序列与切割位点,为实现目的基因与运载体的正确连接,应在b、c的5′端分别添加________限制酶的识别序列。若将构建成功的基因表达载体经XbaⅠ、EcoRⅠ酶切后电泳鉴定,预期出现的条带大小约为________bp(忽略酶切时丢失的短片段)。
(3)用含有氨苄青霉素和X-gal等成分的培养基筛选目的菌株,含有重组质粒的大肠杆菌菌落将呈现________(填“蓝色”或“白色”)。
(4)工业发酵过程分为菌体增殖阶段与乳酸合成阶段,但菌体增殖阶段乳酸的产量低,结合下图分析原因是_______;在发酵过程中,要随时检测培养液中的温度、pH________(填两个)等,以了解发酵进程。
(5)为进一步提升乳酸产量,科研人员利用蛋白质工程改造BLDH酶,提高其稳定性与催化效率,其核心流程为:从预期蛋白质的功能出发→设计预期蛋白质空间结构→________→找到对应的脱氧核苷酸序列(目的基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
【答案】(1) ①. 激活DNA聚合酶(或“激活耐高温的DNA聚合酶”或“激活TaqDNA聚合酶”) ②. 复性温度太低,引物与模板链不同区域结合
(2) ①. SpeⅠ、BamHⅠ ②. 1020、2160
(3)白色 (4) ①. 菌体增殖阶段对应温度的BLDH酶活性较低,乳酸合成效率低 ②. 微生物数量、产物浓度
(5)推测应有氨基酸序列
【解析】
【小问1详解】
PCR反应中添加Mg2+的目的是激活Taq DNA聚合酶。若出现非特异性条带,从复性角度分析,主要原因是退火温度过低,导致引物与模板非特异性结合。
【小问2详解】
BLDH基因以m链为模板转录,说明启动子应位于BLDH基因右侧(c端),目的基因左侧添加终止子(b端), 观察载体图:XbaI在LacZ基因内,BamHI也在LacZ基因内,EcoRI在复制原点附近。为保证目的基因正向插入且不破坏关键元件,b端应加SpeⅠ(目的基因内部存在XbaI,,不能添加XbaI,否则限制酶切割的时候会破坏目的基因,只能添加SpeI,具有和XbaI相同的粘性末端),c端应加BamHI(因为BamHI在载体上位于XbaI下游,符合转录方向)。 构建成功后,载体总长2700 bp + 480 bp = 3180 bp。用XbaI和EcoRI双酶切,会切割成两段,一个大片段和一个小片段,从目的基因内部XbaI酶切位点到EcoRI酶切位点之间(包括终止子在内)共320bp+700bp=1020bp,另一个是剩余部分3180 - 1020= 2160 bp, 所以条带大小为1020 bp和2160bp。
【小问3详解】
LacZ基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色;否则菌落为白色,重组质粒破坏了LacZ基因,无法编码产生X-gal,但具有氨苄青霉素抗性基因,故用含有氨苄青霉素和X-gal等成分的培养基筛选目的菌株,含有重组质粒的大肠杆菌菌落将呈现白色。
【小问4详解】
分析图可知,菌体相对数量偏高的时候,温度为37°,34°,此时芽孢杆菌的乳酸合成相关酶基因BLDH活性较低,乳酸合成效率低。在发酵过程中,要随时检测培养液中的温度、pH、微生物数量、产物浓度,以了解发酵进程。
【小问5详解】
蛋白质工程的流程:从预期蛋白质的功能出发→设计预期蛋白质空间结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(目的基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
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