内容正文:
河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)
2025-2026学年高三下期三模测试(A)
生物试题
一、选择题;本题共16个小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有项是符合题目要求的。
1. 下列各项中,细胞结构所含的主要组分及其基本单位对应正确的是( )
A. 细胞骨架:蛋白质-氨基酸 B. 染色体:DNA-核糖核苷酸
C. 细胞壁:纤维素-蔗糖 D. 细胞膜:磷脂-ATP和脂肪酸
【答案】A
【解析】
【分析】细胞骨架是由蛋白纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化和物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关
【详解】A、细胞骨架由蛋白质纤维(如微管蛋白、肌动蛋白等)构成,蛋白质的基本单位是氨基酸,S正确;
B、染色体主要由DNA和蛋白质组成。DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸(由脱氧核糖、含氮碱基和磷酸组成),而核糖核苷酸是RNA的基本单位,B错误;
C、植物细胞壁的主要成分是纤维素,但纤维素是一种多糖,其基本单位是葡萄糖(单糖)。蔗糖是二糖(由葡萄糖和果糖组成),不是纤维素的基本单位,C错误;
D、细胞膜的主要组分包括磷脂(构成脂质双层)。磷脂分子的基本单位包括甘油、脂肪酸和磷酸基团等,但并非直接对应到ATP(腺苷三磷酸,一种核苷酸)和脂肪酸(仅为磷脂的一部分)。ATP与磷脂合成无关,脂肪酸是磷脂的组成成分之一,但表述不完整且混淆了概念,D错误。
故选A。
2. 如图表示细胞中染色体变化引起的不同变异类型,图中E、F、G、J和N是染色体上的片段,A、a、B和b是染色体上的基因。下列相关叙述正确的是( )
A. 图示变化可发生在原核细胞中
B. ①~⑤变化为染色体结构变异的不同类型
C. 猫叫综合征是由②变化导致的
D. 图示变异发生,不一定会遗传给后代个体
【答案】D
【解析】
【详解】A、原核生物无染色体,无法发生染色体结构变异,A错误;
B、①属于染色体结构变异中的重复,②属于染色体结构变异中的易位,③属于染色体结构变异中的缺失,④属于染色体结构变异中的倒位,⑤属于同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换,属于基因重组,B错误;
C、猫叫综合征的病因是5号染色体上的短臂末端部分缺失,②属于易位,C错误;
D、图中染色体变异如果发生在体细胞中,则无法通过有性生殖遗传给后代,D正确。
3. 不合理的膳食结构会增加高血压、糖尿病等疾病的发生率。健康人在摄入高盐、高油、高糖食物时,不会发生的调节过程是( )
A. 促胰液素分泌增加,使胰高血糖素分泌增加
B. 细胞外液渗透压升高,使抗利尿激素分泌增多
C. 副交感神经兴奋占主导,使胃肠蠕动增强
D. 胰岛素分泌增加,促进葡萄糖进入肝细胞合成糖原
【答案】A
【解析】
【详解】A、促胰液素的功能是促进胰腺分泌胰液(消化液),与胰高血糖素(升高血糖的激素)的分泌无直接促进关系。因此 “促胰液素分泌增加使胰高血糖素分泌增加” 的过程不会发生,A符合题意;
B、摄入高盐会使细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑分泌抗利尿激素增加(促进肾小管重吸收水),该过程会发生,B不符合题意;
C、进食后副交感神经兴奋占主导,可增强胃肠蠕动以促进消化,该过程会发生,C不符合题意。
D、摄入高糖使血糖升高,胰岛素分泌增加,促进葡萄糖进入肝细胞合成糖原(降低血糖),该过程会发生,D不符合题意。
故选A。
4. 北京平谷区某地利用桃树下的闲置空地种植大球盖菇,发展“农林废弃物—林下菌菇生产—菌渣有机肥还林”的生产模式,社会、经济和生态效益显著。相关叙述错误的是( )
A. 桃树与菌菇立体种植,捕获不同高度太阳能,增大流入生态系统的总能量
B. 农林废弃物养菌,菌渣作为肥料还林,实现了对能量的多级利用
C. 该生产模式属于“无废弃物农业”,应用了生态工程的“循环”原理
D. 林下种菇增加了群落结构的复杂度,提高了群落利用环境资源的能力
【答案】A
【解析】
【详解】A、菌菇属于分解者,不能捕获太阳能,A错误;
B、农林废弃物养菌,菌渣作为肥料还林,实现了对能量的多级利用,B正确;
C、该模式将废弃物转化为菌菇和肥料,实现物质循环再生,符合“无废弃物农业”理念,应用了生态工程的循环原理,C正确;
D、林下种菇增加了物种丰富度和群落垂直结构复杂度,使资源利用更充分,提高了群落利用光、水、养分等环境资源的能力,D正确。
故选A。
5. 哺乳动物细胞中某些基因会根据来源发生DNA甲基化,使来自父本或母本的基因不表达,称为印记基因。我国科学家通过基因编辑技术使印记基因恢复表达,培育出存活至成年的双父本小鼠(如图),增进了对印记基因的了解。相关叙述错误的是( )
A. 图中胚胎干细胞来自囊胚1的内细胞团细胞
B. 通过基因编辑使两个父本的印记基因都恢复表达功能
C. 双父本小鼠体细胞中的线粒体DNA来自去核卵母细胞
D. 双父本小鼠培育过程中利用了体细胞核移植和胚胎移植等技术
【答案】B
【解析】
【详解】A、囊胚的内细胞团细胞具有全能性,是胚胎干细胞的主要来源,图中胚胎干细胞必然来自囊胚1的内细胞团,A正确;
B、印记基因的特点是“父本或母本来源的基因不表达”,双父本小鼠的两个基因均来自父本,原本均会因甲基化不表达;基因编辑解除精子1父本印记基因的甲基化抑制,使其恢复表达,而非“两个父本的印记基因都恢复”,B错误;
C、线粒体DNA主要来自母本的细胞质,双父本小鼠的培育中使用了去核卵母细胞,其细胞质中的线粒体DNA会被保留,因此体细胞线粒体DNA来自去核卵母细胞,C正确;
D、流程中“去除卵母细胞核”“注入基因编辑后的细胞和精子”属于体细胞核移植相关操作,后续胚胎需移植到代孕母体才能发育,因此利用了体细胞核移植和胚胎移植技术,D正确。
故选B。
6. 下列生物学实验中,试剂、材料被替代后不能达到实验目的的是( )
A. 观察洋葱细胞质壁分离现象时,用内表皮细胞代替外表皮细胞
B. DNA的粗提取与鉴定实验时,用鸡血红细胞代替鸡的肝细胞
C. 观察植物根尖分生组织的有丝分裂,用醋酸洋红液代替甲紫溶液
D. 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用时,用碘液代替斐林试剂
【答案】D
【解析】
【详解】A、洋葱内表皮细胞为成熟植物细胞,具有原生质层和大液泡,可发生渗透失水出现质壁分离,虽无紫色大液泡但仍可观察到实验现象,能达到实验目的,A不符合题意;
B、鸡属于鸟类,红细胞含有细胞核,DNA含量丰富,和鸡肝细胞一样均可作为DNA粗提取的实验材料,能达到实验目的,B不符合题意;
C、醋酸洋红液与甲紫溶液均为碱性染料,均可将染色体染为深色,可用于观察有丝分裂中染色体的形态分布,能达到实验目的,C不符合题意;
D、碘液仅能检测淀粉是否被水解,无法检测蔗糖是否发生水解(蔗糖及其水解产物均不与碘液发生显色反应),无法判断淀粉酶能否水解蔗糖,D不能达到实验目的。
7. 某研究小组为培育高产耐盐碱再生植株,利用甲植物细胞(细胞核基因具有耐盐碱效应)和乙植物细胞(细胞质基因具有高产效应)进行体细胞杂交,在原生质体融合前,对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的细胞质和细胞核失活,融合的原生质体分散固定在平板中,独立生长、分裂形成愈伤组织。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是( )
①甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
②同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
③培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
④杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术:(1)植物体细胞杂交技术:是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。(2)过程:①诱导融合的方法:物理法;化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂;②细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成;③植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束;④杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【详解】① 未融合的原生质体因为细胞质或细胞核的失活,无法正常生长、分裂,因此甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞,①正确;
②同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细胞核失活而不能生长、分裂,因此同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞,②正确;
③培养基不含有抑制物质,③错误;
④只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核,具备有完整的结构和功能,可以生长、分裂,因此杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞,④正确。
综上所述,①②④正确。
故选B。
8. 关于食物网结构的讨论往往基于两类食物网:I拓扑网络,即只包含物种捕食关系的网络;Ⅱ能流网络,即包含具有捕食关系的物种间的能量流动大小(代表物种,实线箭头的粗细与能量多少正相关;①~⑤代表能量值)。如图所示,下列说法错误的是( )
A. 图1拓扑网络中包含了三条食物链
B. 图2基于A取食偏好的能流网络未遵循能量逐级递减的规律
C. 图2和图3能流网络体现了物质作为能量的载体这一基本原理
D. 图3中第二到第三营养级的能量传递效率为(②+④)/(①+③)×100%
【答案】B
【解析】
【分析】1、生态系统的结构包括两部分;(1)生态系统的成分有:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者组成;(2)生态系统的营养结构:食物链和食物网。
2、能量流动的特点是:单向流动,逐级递减。能量流动的途径是食物链和食物网。一个营养级中的能量只有10%~20%的能量,被下一个营养级所利用。
【详解】A、拓扑网络中存在B→A、C→A、D→C→A三条食物链,A正确;
B、能量流动的特点是单向流动、逐级递减,基于A取食偏好的能流网络也遵循这一规律,B错误;
C、能流网络中能量沿着食物链传递,而物质是能量的载体,能量流动伴随着物质循环,C正确;
D、图3中第二营养级为A、C,第三营养级为A、B,第二到第三营养级的能量传递效率为(②+④)/(①+③)×100%,D正确。
故选B。
9. 复旦大学研究团队从根本层面上解释了“适度饥饿更健康”的机制,首次揭示乙酰辅酶A作为“代谢信使”的非经典功能,其调控线粒体自噬的机制如下图所示,下列分析错误的是( )
A. 乙酰辅酶A需通过经典营养感知通路传递信号才能调控线粒体自噬
B. 营养充足时,乙酰辅酶A与NLRX1结合,会抑制线粒体自噬,造成功能失调的线粒体积累
C. 若敲除细胞中的NLRX1基因,营养匮乏条件下线粒体自噬可能无法正常启动
D. 研究“适度饥饿”如何触发身体的积极反应将为未来对抗代谢性疾病、延缓衰老开辟全新研究疆域
【答案】A
【解析】
【详解】A、题干明确指出,该研究首次揭示乙酰辅酶A作为“代谢信使”的非经典功能,说明其调控线粒体自噬的机制是非经典通路,A错误;
B、从图中可知:营养充足时,高浓度乙酰辅酶A结合NLRX1的LRR结构域,使NLRX1处于休眠状态,掩盖LIR基序,抑制线粒体自噬。线粒体自噬被抑制后,功能失调的线粒体无法被清除,会发生积累 ,B正确;
C、从图中可知:营养匮乏时,乙酰辅酶A浓度下降,与NLRX1的LRR结构域解离,使LIR基序暴露、NLRX1寡聚化,进而招募自噬蛋白LC3,激活线粒体自噬。若敲除NLRX1基因,该信号通路的关键环节缺失,线粒体自噬可能无法正常启动,C正确;
D、“适度饥饿”会使乙酰辅酶A浓度下降,激活线粒体自噬,清除功能失调的线粒体,这对维持细胞稳态、延缓衰老、对抗代谢疾病具有积极意义,D正确。
10. 下列关于环境因素对植物生长发育影响的叙述,错误的是( )
A. 光敏色素仅分布在植物叶片中,通过感知红光信号调控光合作用
B. 切除玉米幼苗根和芽的尖端后,其根的向地性和茎的背地性均会消失
C. 温带树木年轮的形成与温度有关,春夏季细胞分裂快、细胞体积大
D. 萌发需要光的种子一般比较小,是对环境的适应
【答案】A
【解析】
【详解】A、光敏色素是光信号受体,广泛分布在植物各个部位,分生组织中含量更高,并非仅分布在叶片;且光敏色素感知光信号后是通过调控基因表达调节植物生长发育(如种子萌发、开花等),不参与调控光合作用,A错误;
B、根和芽的尖端是感受重力刺激的部位,也是生长素的主要合成部位,切除尖端后既无法感受重力刺激引发生长素横向运输,也没有生长素来源,因此根的向地性和茎的背地性均会消失,B正确;
C、温带树木年轮的形成与温度密切相关,春夏季温度适宜,形成层细胞分裂快、细胞体积大,形成的木质部颜色浅质地疏松,秋冬季温度低,细胞分裂慢、细胞体积小,形成的木质部颜色深质地致密,二者交替形成年轮,C正确;
D、萌发需要光的种子一般储存的营养物质较少,若在无光的深层土壤中萌发,幼苗未出土就会耗尽营养死亡,仅在有光的浅层土壤萌发是对环境的适应,D正确。
11. 图甲为光合作用最适温度条件下植物光合速率测定装置图,图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对值的变化。下列说法正确的是( )
A. 如果适当提高温度,其他条件不变,则总光合速率会发生图乙中从a到b的变化,净光合速率可能会发生从b到a的变化
B. 若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度,由a到b的变化表明了该植物不需要该离子
C. 若图甲中的液滴不移动,则该植株叶肉细胞光合速率等于呼吸速率
D. 若图乙表示图甲中植物的叶肉细胞内C5的变化,则b到a的变化可能是突然停止光照或者光照减弱
【答案】D
【解析】
【详解】A、图甲是在光合作用最适温度条件下进行的,如果适当提高温度,其他条件不变,则总光合速率会降低,发生从b到a的变化;呼吸速率有可能升高,从而净光合速率可能降低,发生从b到a的变化,A错误;
B、若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度,由a到b的变化表明了该植物对SiO44-的吸收速率小于对水分吸收的相对速率或不需要该离子,B错误;
C、若图甲中的液滴不移动,则该植株光合速率等于呼吸速率,但叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,C错误;
D、突然停止光照或者光照减弱,产生的NADPH和ATP减少,C3还原受阻,则C5的来路受阻,短时间内去路不变,结果导致其含量下降,D正确。
12. 科学研究表明,含氮激素和类固醇激素的作用机制是不同的,含氮激素主要与膜受体结合,类固醇激素主要与细胞内的受体结合,来发挥调节作用。如图是含氮激素(第一信使)的作用机理示意图,据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 内分泌腺产生的激素需弥散到体液中,主要随血液运输来传递信息
B. 第一信使的信息传递给第二信使需要腺苷酸环化酶和Mg2+的共同作用
C. 若第一信使为TRH,则激发细胞产生的酶与合成甲状腺激素直接相关
D. 性激素的作用机制与图示过程不同的原因可能是性激素能自由扩散进入细胞
【答案】C
【解析】
【详解】A、内分泌腺产生的激素需弥散到体液中,主要随血液运输来传递信息,但只作用于靶器官、靶细胞,A正确;
B、由题图可知,第一信使与细胞膜上的受体结合,激活腺苷酸环化酶,在Mg2+的共同作用下,将信息传递给第二信使,B正确;
C、若第一信使为TRH,其靶器官是垂体,则TRH激发细胞产生的酶与合成促甲状腺激素直接相关,C错误;
D、性激素是类固醇,由题可知,其作用机制与图示过程不同,可能是性激素能自由扩散进入细胞,与细胞内的受体结合,来发挥调节作用,D正确。
13. 某常染色体遗传病致病基因为M,M基因在精子中为甲基化状态而失活,在卵细胞中为去甲基化状态而恢复表达,且都在受精后被子代保留。图1是该病的系谱图,Ⅱ2的基因型为Mm,图2为图1部分个体(相关基因M和m)的电泳图,不考虑其他表观遗传效应和变异的影响,下列叙述错误的是( )
A. 图2中的③一定是Ⅲ1的电泳结果 B. Ⅰ1和Ⅰ2均含有甲基化的M基因
C. Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/2 D. Ⅱ1电泳结果可能为图2中的①
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据题图信息可知:条带①为m,条带2为M,患病个体的基因型应为MM或Mm,图中只有Ⅱ2和Ⅲ1患病,且Ⅱ2的基因型为Mm,图2为图1部分个体(相关基因M和m)的电泳图,因此图2中的③一定是Ⅲ1的电泳结果;A正确;
B、根据题干信息分析可知:子代若获得母亲提供的M基因则患病,否则不患病,Ⅱ2的基因型为Mm,其致病基因来自于I2,因此Ⅰ2含有甲基化的M基因,Ⅰ1的基因型为Mm或者mm,可能不含有甲基化的M基因,B错误;
C、III1患病,其患病的基因M只能来自于母亲II3,而II3不患病,因此II3的基因型为Mm,Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病基因取决于Ⅱ3,因此子代患病的概率为1/2,C正确;
D、Ⅱ2的基因型为Mm,其致病基因来自于I2,但Ⅰ2不患病,因此Ⅰ2的基因型为Mm,而Ⅰ1个体为男性且不患病,因此Ⅰ1的基因型为—m,所以Ⅱ1的基因型可能为mm,可能对应为图2中的①,D正确;
故选B。
14. 被誉为“东方宝石”的朱鹮是中国生态保护史上的奇迹,其数量从1981年的7只增加到现在的1.1万只以上。下列有关叙述中正确的是( )
A. 朱鹮群体中出现可遗传的有利变异和环境的不定向选择是其适应形成的必要条件
B. 朱鹮在繁殖期由亲鸟共同孵化和育雏,这是亲鸟之间在协同进化中形成的一种行为
C. 若采用“粪便DNA分析法”调查野生动物种群数量,依据是不同个体DNA中碱基种类的特异性
D. 若朱鹮所生活的环境未发生改变,则该种群也可能会发生进化
【答案】D
【解析】
【详解】A、朱鹮群体中出现可遗传的有利变异是自然选择的前提,但环境的选择作用具有定向性,A错误;
B、协同进化指不同物种之间在相互影响中共同进化,而朱鹮亲鸟间的孵化和育雏行为属于种内关系(如合作行为),不涉及不同物种的协同进化,B错误;
C、"粪便DNA分析法"利用的是不同个体DNA中碱基排列顺序的特异性,而非碱基种类,C错误;
D、生物进化的实质是种群基因频率的改变。即使环境未变,突变、基因重组等因素仍可能导致基因频率变化,因此种群可能发生进化,D正确。
故选D。
15. 研究表明,决定细胞“命运”的外因是细胞对胞外信号的特异性组合所进行的程序性反应(见图甲)。图乙和丙是科研人员研究ATRA(一种调控因子)影响细胞增殖和细胞凋亡的实验结果。下列叙述正确的是( )
A. 特定的胞外信号D和E能够实现体内细胞的无限增殖
B. 只有胞外信号F和G可诱导细胞内基因的选择性表达
C. ATRA与信号ABC在调控细胞存活和凋亡方面的作用效果一致
D. 由图乙和丙可知,ATRA通过促进DNA复制,促进细胞增殖;通过抑制蛋白质合成,抑制细胞凋亡
【答案】C
【解析】
【详解】A、图甲中,A、B、C + D、E 使细胞分裂(增殖),但体内正常细胞的增殖是有限的,只有癌细胞才会无限增殖,这需要原癌基因和抑癌基因的突变,并非仅靠 D、E 信号就能实现,A错误;
B、与细胞存活相比,当信号D和E存在时,与细胞分裂有关的基因可以表达,这也属于基因选择性表达的范畴,B错误;
C、图甲中,信号 A、B、C 可维持细胞存活,抑制凋亡。 图丙中,ATRA 处理组凋亡蛋白含量降低,说明 ATRA 也能抑制细胞凋亡、促进细胞存活,二者作用效果一致,C正确;
D、图乙中,S 期细胞比例升高,G₁期降低,说明细胞进入 S 期(DNA 复制期)的比例增加,但这不一定是促进增殖,也可能是细胞周期阻滞在 S 期,最终走向凋亡或停滞。 图丙中,ATRA 处理组凋亡蛋白含量降低,说明是抑制凋亡蛋白的表达 / 合成,而不是 “抑制所有蛋白质合成”,D错误。
16. 某男孩患病由X染色体结构变异引起。研究人员设计了如图所示的引物,对患病男孩及其正常双亲的体细胞的DNA进行PCR检测,结果如图所示。不考虑基因D异常对人体的影响,下列分析不正确的是( )
A. 该男孩患病由倒位引起,此过程中DNA分子有4个磷酸二酯键断裂
B. 母亲在减数分裂时发生此染色体变异产生异常B基因,遗传给该男孩导致其患病
C. 使用引物F1/R2扩增,父亲和母亲能够扩增出条带,患病男孩不能
D. 母亲再生一名男孩,使用引物R2/R1扩增可判断男孩是否患病
【答案】B
【解析】
【详解】A、染色体倒位需要在倒位片段的两个端点断裂DNA,DNA为双链,每个断点会断裂2个磷酸二酯键,两个断点共断裂4个磷酸二酯键,A正确;
B、根据扩增结果可知,母亲是杂合子,携带异常基因,异常基因通过卵细胞遗传给了儿子,导致儿子患病,即异常基因不是减数分裂过程中产生的,B错误;
C、母亲是杂合子,携带异常基因,异常基因通过卵细胞遗传给了儿子。使用引物F1/R2扩增,父亲和母亲能够扩增出条带,患病男孩不能,C正确;
D、引物R2/R1若能扩增,则说明发生了倒位,可判断男孩患病,若不能扩增,说明未发生倒位,故母亲再生一名男孩,使用引物R2/R1扩增可判断男孩是否患病,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 我国科研人员构建人工光合细胞,如图1,实现了CO₂ 的固定。其中光合细胞器由菠菜类囊体的 ATP 合酶、光系统Ⅱ(PSⅡ)及蓝细菌的藻蓝蛋白(PC,吸收峰主要位于620 nm处)整合到人工囊泡膜中制成。人工光合细胞质基质中添加了多种酶、C₆和 NADPH 等物质,图1中①、②、③表示过程。请回答下列问题。
注:菠菜叶绿体中既有光系统Ⅱ,也有光系统Ⅰ,后者是NADPH形成所需的结构。
(1)提取菠菜类囊体时,先破碎细胞,采用_____________法获取叶绿体,再将叶绿体置于的__________(填某理化性质)溶液中使其破碎,再用相应的方法获得类囊体,进而再获取类囊体膜上的PSⅡ复合物和ATP 合酶。
(2)图1人工光合细胞光反应过程中,发生的能量转化是_________________。为了进一步优化人工光合细胞器,科研人员研究了在不同PC与PSⅡ质量比条件下 PSⅡ的光合放氧速率,结果如图2。根据实验结果,计算人工光合细胞器中加入1.5μg的PSⅡ,至少应加入________μg的PC,光合放氧速率才最快。
(3)为了验证图1中过程①、②、③分别由酶1、酶2、酶3催化,科研人员在上述光合细胞质基质的反应体系中(无酶1、酶2和酶3,其他条件充足且适宜)先添加酶1检测 NADPH的含量,结果如图3,再在图3所示时间点先后添加少量的酶2、酶3并检测 NADPH 的含量。
①加入酶1后,bc段 NADPH含量不再下降,其可能的原因是________________。
②若实验结论正确,请预测适时添加少量的酶2、酶3后. NADPH含量的变化,并在答题纸相应位置绘制曲线________________。
【答案】(1) ①. 差速离心 ②. 低渗(或低浓度)
(2) ①. 光能转变成ATP 中活跃的化学能 ②. 22.5
(3) ①. 物质·1的积累抑制了过程①的进行 ②.
【解析】
【小问1详解】
分离细胞器常用的方法是差速离心法,所以提取菠菜类囊体时,先破碎细胞,采用差速离心法获取叶绿体,再将叶绿体置于蒸馏水或低渗溶液中,使叶绿体吸水,破碎,再用差速离心法获得类囊体。
【小问2详解】
图1人工光合细胞光反应过程中,发生的能量转化是光能转变成ATP中活跃的化学能。据图2可知,在PC与PSⅡ质量比为P8:1时光合放氧速率达到最大值,所以人工光合细胞器中加入1.5μg的PSⅡ,至少应加入22.5μg的PC,光合放氧速率最快。
【小问3详解】
①加入酶1后,酶1催化过程①,该过程消耗NADPH,所以 ab段NADPH的含量迅速下降。由于没有酶2,过程②无法进行,导致过程①产物(物质1)积累,从而抑制过程①的进行不再消耗NADPH,所以 bc段 NADPH含量几乎不变。
②加入酶2后,过程②开始进行消耗物质1,使过程①得以继续进行,继续消耗 NADPH. NADPH进一步减少,一段时间后由于没有酶3导致物质2积累抑制过程②,进而抑制过程①,NADPH含量几乎不变,加入酶3后过程③得以进行,消耗物质2,进而使过程①和过程②继续进行,继续消耗. NADPH,使NADPH含量进一步下降。如图所示:
18. 学习和记忆是大脑的高级功能,与海马体等区域密切相关。研究表明运动可改善海马体功能,提升认知能力。科研人员通过实验探究其机制。
(1)人脑的高级功能除了学习和记忆外,还有________________(答出2点即可),其中长时记忆可能与___________有关。
(2)长时程增强(LTP)是指短时间内给突触前神经元快速重复性刺激后,在突触后神经元上可产生持续数星期的突触电位增强的现象,发生在海马区的LTP为长时记忆提供了细胞和分子基础,其产生机制如图1所示,其中CA3和CA1均为海马区神经元。LTP的产生属于____(填“正”或“负”)反馈调节,Ca2+进入细胞与钙调蛋白结合并激活该蛋白,激活后的钙调蛋白通过__________________(答出2点)等具体途径使突触后膜的电位不断增强。
(3)①为了进一步研究运动与海马体功能改善的关系,研究人员将雄性小鼠分为未运动训练(CP)和运动训练(RP)组,通过给小鼠注射脂多糖(LPS)诱导神经炎症进行实验,结果如图2。已知海马体有炎症会降低记忆能力,C蛋白在大脑记忆过程中发挥了重要作用。请根据实验结果推测,运动可提升记忆能力的原因是__________________。
②为使该推测证据更充分,你认为还需检测___________。
【答案】(1) ①. 语言和情绪 ②. 与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关
(2) ①. 正 ②. 促进AMPA受体磷酸化,促进突触后膜合成并插入新的AMPA受体,增加突触后膜谷氨酸受体数量(或激活NO合成酶合成NO,NO作用于突触前神经元促进谷氨酸释放)
(3) ①. 运动使小鼠体内C蛋白含量升高,C蛋白可抑制LPS诱导的神经炎症,降低炎症因子水平,减轻炎症对海马体功能的损伤,从而提升记忆能力 ②. ②运动组(RP)和未运动组(CP)小鼠体内的C蛋白含量(或两组小鼠的记忆能力、炎症因子水平,合理即可)
【解析】
【小问1详解】
人脑的高级功能除了学习和记忆外,还有语言和情绪,其中语言功能是人区别于动物特有的功能,长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。
【小问2详解】
长时程增强(LTP)是指短时间内给突触前神经元快速重复性刺激后,在突触后神经元上可产生持续数星期的突触电位增强的现象,发生在海马区的LTP为长时记忆提供了细胞和分子基础,其产生机制如图1所示,其中CA3和CA1均为海马区神经元。图中的LTP的产生属于“正”反馈调节,实现Ca2+进入细胞与钙调蛋白结合并激活该蛋白,结合图示可知,激活后的钙调蛋白通过三条途径增强突触后电位:如激活钙调蛋白激酶使AMPA受体磷酸化,增强其对Na+的通透性,Na+内流增多;还会促进新的AMPA受体插入突触后膜,增加突触后膜上的AMPA受体数量,进一步促进Na+内流;还可激活NO合成酶产生NO,反向作用于突触前神经元,促进谷氨酸递质释放,进一步增强突触后反应,使突触后膜的电位不断增强。
【小问3详解】
①从图2结果可知:LPS诱导炎症后炎症因子升高;加入运动组(RP)血浆后炎症因子降低,去除RP血浆中的C蛋白后,炎症因子重新升高,而题意显示“海马体炎症降低记忆能力、C蛋白促进记忆”的信息:综合分析可知,运动可提升记忆能力的原因是运动使小鼠C蛋白含量升高,C蛋白抑制炎症因子表达、减轻海马体炎症,最终提升记忆能力。
② 现有结果仅证明C蛋白参与抑制炎症,要让推测更充分,还可直接检测:运动组和对照组小鼠的血浆C蛋白含量,验证运动确实会使C蛋白升高;或直接检测各组小鼠的记忆能力,验证记忆能力确实随炎症降低而升高,。
19. 七里海素有“京津绿肺”之称,也是我国唯一的古海岸与湿地同处一地的国家级自然保护区。七里海湿地植物资源丰富多样,其中芦苇、碱蓬和互花米草为典型的盐沼植物。生态学家Grime用三角形模型来解释植物的适应性(如图1所示),Grime将生境的严峻度定义为限制植物干重增长的外部强制因素,如光照、水分不足等,将生境干扰定义为破坏植物生物量的外力因素,如火烧、霜冻等。生物兴趣小组对七里海湿地展开研究。请回答以下问题。
(1)图1中Grime的三角形模型属于______模型;芦苇和互花米草属于多年生草本植物,植株高大,高度都可达到3-4m,地上部分生物量远高于碱蓬,根据该模型坐标点推测芦苇和互花米草靠近______(填“A”点或“O”点)。
(2)第1小组用血细胞计数板(1mm×1mm×0.1mm)对湿地中小球藻进行计数。图2表示稀释100倍后小球藻的分布情况,若以该计数结果作为每个中方格的平均值,则10mL培养液中该藻细胞总数理论上为______个。
(3)第2小组采用标记重捕法对2km²的湿地中鲫鱼种群数量进行调查时,首捕时用大网眼渔网捕捞40条并标记,重捕时用小网眼渔网捕捞325条,带标记的鱼5条,其中小鲫鱼(不能被大网眼渔网捕到)275条,则该湿地中鲫鱼种群密度约为______。
(4)第3小组进行土壤小动物类群丰富度调查,方法是______。对于马陆、蚯蚓,常用______统计物种相对数量。若用诱虫器采集小动物而没有打开电灯,调查结果会______。
(5)芦苇是本土植物,互花米草入侵改变了本地种间竞争格局,致使碱蓬群落面临消失的危险,图3中最可能代表碱蓬种群的是曲线______(填“甲”或“乙”),它在______(t1-t4中选填)年数量最少。研究人员对该地区10块湿地进行调查,每块湿地随机选取5个样方,采集植物和土壤样本,测定相关数据见图4,互花米草成功入侵的原因是______。
【答案】(1) ①. 数学 ②. O
(2)1.92×109
(3)1300条/km2
(4) ①. 取样器取样法 ②. 记名计算法 ③. 偏小
(5) ①. 乙 ②. t4 ③. 互花米草受盐度和含水量波动影响较小
【解析】
【小问1详解】
生物学模型中,用一定的数学形式表述生物学规律的属于数学模型;原点O的生境干扰水平、生境严峻度都更低,适合芦苇、互花米草生长(二者生物量远高于碱蓬),因此靠近O点。
【小问2详解】
第1小组用血细胞计数板(1mm×1mm×0.1mm)对湿地中小球藻进行计数。图2表示稀释100倍后小球藻的分布情况,若以该计数结果作为每个中方格的平均值,据图可知,视野中中方格有25个小格。边线上的计数原则为记上不记下,记左不计右,依题意,计数的中方格藻细胞平均数为12,则10mL培养液中该藻细胞总数理论上为(12÷25)×400÷(1×1×0.1)×1000×100×10=1.92×109(个)。
【小问3详解】
第2小组采用标记重捕法对2km2的湿地中鲫鱼种群数量进行调查时,首捕时用大网眼渔网捕捞40条并标记,重捕时用小网眼渔网捕捞325条,其中小鲫鱼(不能被大网眼渔网捕到)275条,带标记的鱼5条,根据公式:初次捕获标记个体数/个体总数=再次捕获标记个体数/再次捕获个体总数,推算出该湿地中鲫鱼种群数量约为(40×325)÷5=2600 条,种群密度为2600÷2=1300 条/km2。
【小问4详解】
土壤小动物个体微小、活动能力强,调查丰富度的方法为取样器取样法;马陆、蚯蚓个体较大、物种数量有限,用记名计算法统计相对数量;诱虫器利用小动物趋暗避高温的特性采集,未打开电灯会导致捕获的小动物偏少,因此调查结果偏小。
【小问5详解】
互花米草入侵后,碱蓬种群数量持续下降,图3中乙为碱蓬的λ变化:t4之前乙的λ<1,种群数量持续下降,t4时λ=1,数量停止下降,因此t4时碱蓬数量最少;结合图4可知,土壤盐度升高时,互花米草叶面积下降幅度远小于本土芦苇,更高的叶面积更有利于光合作用,说明互花米草受盐度和含水量波动影响较小,因此成功入侵。
20. 莫氏凤仙花(2n)花瓣在花蕾期无斑点,而某些个体盛花期会出现紫色斑点。已知紫色斑点的形成受两对独立遗传的等位基因A/a和B/b控制。为探究其斑点形成机制,研究人员提取了不同基因型个体1~5号盛花期花瓣的蛋白质进行电泳结果如表,其中A、B蛋白分别由A、B基因表达,两者的表达互不影响。
有斑个体
1(深紫色斑点)
2(浅紫色斑点)
斑点区
A蛋白
B蛋白
非斑点区
A蛋白
B蛋白
无斑个体
3
4
5
A蛋白
?
B蛋白
注:A蛋白含量与基因的数量无关,B蛋白含量与基因的数量有关。
(1)据表分析,___________蛋白是紫色斑点形成的必要条件。推测B蛋白对A蛋白存在___________(填“促进”或“抑制”)作用,作用特点是___________。
(2)1号的基因型可能是___________。5号“?”处为___________(填“有”或“无”)A蛋白。
(3)基因型为AABB与aabb的个体杂交,盛花期花瓣的表型及其比例为___________,无斑点个体中能稳定遗传无斑点性状的占___________。
(4)研究发现,部分细胞A基因存在如下图所示现象,据此推测2号个体盛花期出现浅紫色斑点区和非斑点区的机理是___________。
(5)将1个B基因与1个抗病基因M紧密连锁(BM)导入到莫氏凤仙花的染色体组中,就可以直观筛选出共转化的个体。现将1个BM成功导入某AaBb植株(不破坏原有基因功能),该植株自交,若子代中浅紫色斑点一定抗病,则BM导入的位置是___________,该转基因植株自交子代中浅紫色斑点植株占___________。
【答案】(1) ①. A ②. 抑制 ③. B蛋白表达量与其抑制作用呈正相关
(2) ①. AAbb或Aabb ②. 无
(3) ①. 深紫色斑点:浅紫色斑点:无斑点 ②. 100%
(4)斑点区A基因表达的A蛋白被B蛋白部分抑制,因此呈现浅紫色;非斑点区由于基因A启动子的甲基化而不表达
(5) ①. A所在的染色体(且不破坏A) ②. 1/8
【解析】
【小问1详解】
所有有斑个体的斑点区都存在A蛋白,说明A蛋白是紫色斑点形成的必要条件。1号无B蛋白为深紫色,2号有B蛋白为浅紫色,说明B蛋白抑制A蛋白的作用。题干说明B蛋白含量与基因数量正相关,因此作用特点是:B蛋白表达量与其抑制作用呈正相关。
【小问2详解】
1号有A蛋白、无B蛋白,说明基因型为AAbb或Aabb。5号无B蛋白,且为无斑个体,若5号有A基因,应为有斑,因此5号为aabb,无A基因,因此无A蛋白。
【小问3详解】
AABB×aabb,F1为AaBb,两对独立遗传,深紫色基因型为A_bb,比例3/16,浅紫色基因型为A_Bb,比例为3/4×2/4=6/16,无斑基因型为A_BB和aa_ _,比例为7/16,因此F2盛花期花瓣的表型及其比例为深紫色斑点:浅紫色斑点:无斑点=3:6:7。 无斑基因型为A_BB和aa_ _,能稳定遗传无斑点性状的占100%。
【小问4详解】
A基因的启动子区域发生甲基化,表观遗传中甲基化会抑制基因的转录,因此机理为:A斑点区A基因表达的A蛋白被B蛋白部分抑制,因此呈现浅紫色;非斑点区由于基因A启动子的甲基化而不表达。
【小问5详解】
原植株为AaBb,原有一对B/b同源染色体:一条带B,一条带b。若子代浅紫色斑点(A_Bb)一定抗病(含M),说明BM导入的位置是A所在的染色体(且不破坏A)。 该植株自交,只有ABMabb表现为浅紫色,所占的比例为1/2×1/4=1/8。
21. CD3D严重联合免疫缺陷(SCID)是由CD3D基因突变引起的,该突变阻止了T细胞生长发育所需的CD3D蛋白的合成。科研人员对第3代CRISPR/Cas9基因编辑系统进行改造,获得一种超精确的腺嘌呤碱基编辑系统(ABE),该系统主要由向导sgRNA、Cas9切口酶和腺嘌呤脱氨酶组成,作用机制如图1.利用该系统在CD3D-SCID患者的造血干细胞中可以更正约71.2%的致病突变。
(1)研究发现,Cas9切口酶催化双链DNA_____键水解,腺嘌呤脱氨酶催化腺嘌呤核苷酸转变成次黄嘌呤核苷酸,次黄嘌呤核苷酸可以和胞嘧啶核苷酸碱基互补配对,据此推测,至少通过_____次DNA复制可以完成修复。
(2)sgRNA是人工合成的一段能与靶基因互补配对的特殊序列,由23个连续碱基组成。sgRNA设计是否合理,对于CRISPR/Cas9基因编辑系统的切割有重要影响,否则会导致sgRNA脱靶,试分析其原因是_____。
(3)为了对改造后的CD3D基因进行研究,把CD3D基因和His标签基因(His标签由6个组氨酸组成)连接起来构建融合基因,并构建重组基因表达载体,图2为载体、CD3D基因的结构、不同限制酶的识别序列及切割位点,欲将标签基因连接在CD3D基因编码区的末端,已知组氨酸的密码子为CAU,终止密码子为UAG。
①PCR每次循环一般可以分为_____三步,如果电泳鉴定的结果不止一条条带分析可能的原因有_____。
②写出His的基因编码链的碱基序列5′_____3′。
③为构建融合基因并将其插入载体,科研人员设计了一对与CD3D基因编码区两端序列互补配对的引物,设计时需在引物_____(填“A”或“B”)的5′端增加限制酶_____的识别序列和His基因的编码序列,请写出该引物开头的12个碱基序列:5′_____3′。
【答案】(1) ①. 磷酸二酯 ②. 2/两/二
(2)当其他DNA序列也含有与sgRNA互补配对的序列,造成sgRNA错误结合而脱靶
(3) ①. 变性→复性→延伸 ②. 引物设计不合理,它们与非目的序列有同源性或容易形成二聚体;退火温度过低;DNA聚合酶的质量不好 ③. CATCATCATCATCATCATTAG ④. B ⑤. XhoI ⑥. CTCGAGCTAATG
【解析】
【小问1详解】
Cas9切口酶是一种核酸酶,作用于DNA时,催化的是连接相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的水解,从而在DNA单链上造成一个切口。该系统的修复过程如下:腺嘌呤脱氨酶将DNA一条链上的腺嘌呤核苷酸(A)转变为次黄嘌呤核苷酸(I,次黄嘌呤I与胞嘧啶C配对)。在第一次DNA复制时,含I的链作为模板,其互补链上会引入胞嘧啶(C),形成I-C碱基对。在第二次DNA复制时,以这条新合成的含有C的链为模板,其互补链上会引入鸟嘌呤(G),形成G-C碱基对,此时就完成了A-T到G-C的更正。因此,这个过程至少需要通过2次DNA复制才能完全修复。
【小问2详解】
sgRNA的特异性在于它能引导Cas9蛋白结合到特定的DNA序列上。23个碱基的序列虽然理论上具有足够的特异性,但如果设计不合理,比如该序列可能与基因组中其他位置的某段DNA存在足够长的互补配对,就可能导致Cas9切口酶被引导到错误的位置进行切割,这就是脱靶效应。序列短意味着特异性相对较低,在庞大的基因组中出现相似序列的几率更高。
【小问3详解】
①PCR的一个标准循环包括三个步骤:首先是高温变性,解开DNA双链;然后是低温复性(退火),让引物与模板链互补配对;最后是中温延伸,电泳出现多条带代表扩增出了非特异性产物,说明引物结合到了多个位点,该现象出现的原因是由于引物设计不合理,特异性不强,而产生了其他非特异性扩增。或者是由于引物与非目的序列有同源性或容易形成二聚体;退火温度过低;DNA聚合酶的质量不好等原因。
②His标签由6个组氨酸组成。一个组氨酸的密码子是CAU,所以6个组氨酸的密码子序列是 CAUCAUCAUCAUCAUCAU(方向5'→3')。加上终止密码子UAG,目的片段的mRNA序列是 ...CAUCAUCAUCAUCAUCAUUAG...。对应的DNA编码链(非模板链,方向5'→3')序列只需将U替换为T即可,所以是 5'-CATCATCATCATCATCATTAG-3'。共21个碱基。
【小问4详解】
③题意显示,需要将His标签基因连接在CD3D基因编码区的末端(即3'端)。观察图2载体和CD3D基因结构:载体含有启动子和终止子,以及四个酶切位点,目的基因要插入启动子和终止子之间,应选择MluI和XhoI两种限制酶(因为SalI在终止子下游,EcoRI会破坏启动子序列)。融合基因构建时,将标签基因连接在CD3D基因编码区的末端,即His标签要加在CD3D基因编码区的3'端。引物B与模板链的3'端结合,需要将His的编码序列和终止密码子加在引物B的5'端,同时要连入载体,需在引物B的5'端增加XhoI识别序列,引物B的5'端依次是:XhoI识别序列+His编码序列+与CD3D互补序列,已知XhoI识别序列是CTCGAG,His的基因编码链序列5'→3'是CATCATCATCATCATCATTAG,故His的基因模板链序列5'→3'是CTAATGATGATGATG,题目要求写出该引物B开头12碱基,因此为5’-CTCGAGCTAATG-3′。
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2025-2026学年高三下期三模测试(A)
生物试题
一、选择题;本题共16个小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有项是符合题目要求的。
1. 下列各项中,细胞结构所含的主要组分及其基本单位对应正确的是( )
A. 细胞骨架:蛋白质-氨基酸 B. 染色体:DNA-核糖核苷酸
C. 细胞壁:纤维素-蔗糖 D. 细胞膜:磷脂-ATP和脂肪酸
2. 如图表示细胞中染色体变化引起的不同变异类型,图中E、F、G、J和N是染色体上的片段,A、a、B和b是染色体上的基因。下列相关叙述正确的是( )
A. 图示变化可发生在原核细胞中
B. ①~⑤变化为染色体结构变异的不同类型
C. 猫叫综合征是由②变化导致的
D. 图示变异发生,不一定会遗传给后代个体
3. 不合理的膳食结构会增加高血压、糖尿病等疾病的发生率。健康人在摄入高盐、高油、高糖食物时,不会发生的调节过程是( )
A. 促胰液素分泌增加,使胰高血糖素分泌增加
B. 细胞外液渗透压升高,使抗利尿激素分泌增多
C. 副交感神经兴奋占主导,使胃肠蠕动增强
D. 胰岛素分泌增加,促进葡萄糖进入肝细胞合成糖原
4. 北京平谷区某地利用桃树下的闲置空地种植大球盖菇,发展“农林废弃物—林下菌菇生产—菌渣有机肥还林”的生产模式,社会、经济和生态效益显著。相关叙述错误的是( )
A. 桃树与菌菇立体种植,捕获不同高度太阳能,增大流入生态系统的总能量
B. 农林废弃物养菌,菌渣作为肥料还林,实现了对能量的多级利用
C. 该生产模式属于“无废弃物农业”,应用了生态工程的“循环”原理
D. 林下种菇增加了群落结构的复杂度,提高了群落利用环境资源的能力
5. 哺乳动物细胞中某些基因会根据来源发生DNA甲基化,使来自父本或母本的基因不表达,称为印记基因。我国科学家通过基因编辑技术使印记基因恢复表达,培育出存活至成年的双父本小鼠(如图),增进了对印记基因的了解。相关叙述错误的是( )
A. 图中胚胎干细胞来自囊胚1的内细胞团细胞
B. 通过基因编辑使两个父本的印记基因都恢复表达功能
C. 双父本小鼠体细胞中的线粒体DNA来自去核卵母细胞
D. 双父本小鼠培育过程中利用了体细胞核移植和胚胎移植等技术
6. 下列生物学实验中,试剂、材料被替代后不能达到实验目的的是( )
A. 观察洋葱细胞质壁分离现象时,用内表皮细胞代替外表皮细胞
B. DNA的粗提取与鉴定实验时,用鸡血红细胞代替鸡的肝细胞
C. 观察植物根尖分生组织的有丝分裂,用醋酸洋红液代替甲紫溶液
D. 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用时,用碘液代替斐林试剂
7. 某研究小组为培育高产耐盐碱再生植株,利用甲植物细胞(细胞核基因具有耐盐碱效应)和乙植物细胞(细胞质基因具有高产效应)进行体细胞杂交,在原生质体融合前,对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的细胞质和细胞核失活,融合的原生质体分散固定在平板中,独立生长、分裂形成愈伤组织。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是( )
①甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
②同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
③培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
④杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
8. 关于食物网结构的讨论往往基于两类食物网:I拓扑网络,即只包含物种捕食关系的网络;Ⅱ能流网络,即包含具有捕食关系的物种间的能量流动大小(代表物种,实线箭头的粗细与能量多少正相关;①~⑤代表能量值)。如图所示,下列说法错误的是( )
A. 图1拓扑网络中包含了三条食物链
B. 图2基于A取食偏好的能流网络未遵循能量逐级递减的规律
C. 图2和图3能流网络体现了物质作为能量的载体这一基本原理
D. 图3中第二到第三营养级的能量传递效率为(②+④)/(①+③)×100%
9. 复旦大学研究团队从根本层面上解释了“适度饥饿更健康”的机制,首次揭示乙酰辅酶A作为“代谢信使”的非经典功能,其调控线粒体自噬的机制如下图所示,下列分析错误的是( )
A. 乙酰辅酶A需通过经典营养感知通路传递信号才能调控线粒体自噬
B. 营养充足时,乙酰辅酶A与NLRX1结合,会抑制线粒体自噬,造成功能失调的线粒体积累
C. 若敲除细胞中的NLRX1基因,营养匮乏条件下线粒体自噬可能无法正常启动
D. 研究“适度饥饿”如何触发身体的积极反应将为未来对抗代谢性疾病、延缓衰老开辟全新研究疆域
10. 下列关于环境因素对植物生长发育影响的叙述,错误的是( )
A. 光敏色素仅分布在植物叶片中,通过感知红光信号调控光合作用
B. 切除玉米幼苗根和芽的尖端后,其根的向地性和茎的背地性均会消失
C. 温带树木年轮的形成与温度有关,春夏季细胞分裂快、细胞体积大
D. 萌发需要光的种子一般比较小,是对环境的适应
11. 图甲为光合作用最适温度条件下植物光合速率测定装置图,图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对值的变化。下列说法正确的是( )
A. 如果适当提高温度,其他条件不变,则总光合速率会发生图乙中从a到b的变化,净光合速率可能会发生从b到a的变化
B. 若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度,由a到b的变化表明了该植物不需要该离子
C. 若图甲中的液滴不移动,则该植株叶肉细胞光合速率等于呼吸速率
D. 若图乙表示图甲中植物的叶肉细胞内C5的变化,则b到a的变化可能是突然停止光照或者光照减弱
12. 科学研究表明,含氮激素和类固醇激素的作用机制是不同的,含氮激素主要与膜受体结合,类固醇激素主要与细胞内的受体结合,来发挥调节作用。如图是含氮激素(第一信使)的作用机理示意图,据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 内分泌腺产生的激素需弥散到体液中,主要随血液运输来传递信息
B. 第一信使的信息传递给第二信使需要腺苷酸环化酶和Mg2+的共同作用
C. 若第一信使为TRH,则激发细胞产生的酶与合成甲状腺激素直接相关
D. 性激素的作用机制与图示过程不同的原因可能是性激素能自由扩散进入细胞
13. 某常染色体遗传病致病基因为M,M基因在精子中为甲基化状态而失活,在卵细胞中为去甲基化状态而恢复表达,且都在受精后被子代保留。图1是该病的系谱图,Ⅱ2的基因型为Mm,图2为图1部分个体(相关基因M和m)的电泳图,不考虑其他表观遗传效应和变异的影响,下列叙述错误的是( )
A. 图2中的③一定是Ⅲ1的电泳结果 B. Ⅰ1和Ⅰ2均含有甲基化的M基因
C. Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/2 D. Ⅱ1电泳结果可能为图2中的①
14. 被誉为“东方宝石”的朱鹮是中国生态保护史上的奇迹,其数量从1981年的7只增加到现在的1.1万只以上。下列有关叙述中正确的是( )
A. 朱鹮群体中出现可遗传的有利变异和环境的不定向选择是其适应形成的必要条件
B. 朱鹮在繁殖期由亲鸟共同孵化和育雏,这是亲鸟之间在协同进化中形成的一种行为
C. 若采用“粪便DNA分析法”调查野生动物种群数量,依据是不同个体DNA中碱基种类的特异性
D. 若朱鹮所生活的环境未发生改变,则该种群也可能会发生进化
15. 研究表明,决定细胞“命运”的外因是细胞对胞外信号的特异性组合所进行的程序性反应(见图甲)。图乙和丙是科研人员研究ATRA(一种调控因子)影响细胞增殖和细胞凋亡的实验结果。下列叙述正确的是( )
A. 特定的胞外信号D和E能够实现体内细胞的无限增殖
B. 只有胞外信号F和G可诱导细胞内基因的选择性表达
C. ATRA与信号ABC在调控细胞存活和凋亡方面的作用效果一致
D. 由图乙和丙可知,ATRA通过促进DNA复制,促进细胞增殖;通过抑制蛋白质合成,抑制细胞凋亡
16. 某男孩患病由X染色体结构变异引起。研究人员设计了如图所示的引物,对患病男孩及其正常双亲的体细胞的DNA进行PCR检测,结果如图所示。不考虑基因D异常对人体的影响,下列分析不正确的是( )
A. 该男孩患病由倒位引起,此过程中DNA分子有4个磷酸二酯键断裂
B. 母亲在减数分裂时发生此染色体变异产生异常B基因,遗传给该男孩导致其患病
C. 使用引物F1/R2扩增,父亲和母亲能够扩增出条带,患病男孩不能
D. 母亲再生一名男孩,使用引物R2/R1扩增可判断男孩是否患病
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 我国科研人员构建人工光合细胞,如图1,实现了CO₂ 的固定。其中光合细胞器由菠菜类囊体的 ATP 合酶、光系统Ⅱ(PSⅡ)及蓝细菌的藻蓝蛋白(PC,吸收峰主要位于620 nm处)整合到人工囊泡膜中制成。人工光合细胞质基质中添加了多种酶、C₆和 NADPH 等物质,图1中①、②、③表示过程。请回答下列问题。
注:菠菜叶绿体中既有光系统Ⅱ,也有光系统Ⅰ,后者是NADPH形成所需的结构。
(1)提取菠菜类囊体时,先破碎细胞,采用_____________法获取叶绿体,再将叶绿体置于的__________(填某理化性质)溶液中使其破碎,再用相应的方法获得类囊体,进而再获取类囊体膜上的PSⅡ复合物和ATP 合酶。
(2)图1人工光合细胞光反应过程中,发生的能量转化是_________________。为了进一步优化人工光合细胞器,科研人员研究了在不同PC与PSⅡ质量比条件下 PSⅡ的光合放氧速率,结果如图2。根据实验结果,计算人工光合细胞器中加入1.5μg的PSⅡ,至少应加入________μg的PC,光合放氧速率才最快。
(3)为了验证图1中过程①、②、③分别由酶1、酶2、酶3催化,科研人员在上述光合细胞质基质的反应体系中(无酶1、酶2和酶3,其他条件充足且适宜)先添加酶1检测 NADPH的含量,结果如图3,再在图3所示时间点先后添加少量的酶2、酶3并检测 NADPH 的含量。
①加入酶1后,bc段 NADPH含量不再下降,其可能的原因是________________。
②若实验结论正确,请预测适时添加少量的酶2、酶3后. NADPH含量的变化,并在答题纸相应位置绘制曲线________________。
18. 学习和记忆是大脑的高级功能,与海马体等区域密切相关。研究表明运动可改善海马体功能,提升认知能力。科研人员通过实验探究其机制。
(1)人脑的高级功能除了学习和记忆外,还有________________(答出2点即可),其中长时记忆可能与___________有关。
(2)长时程增强(LTP)是指短时间内给突触前神经元快速重复性刺激后,在突触后神经元上可产生持续数星期的突触电位增强的现象,发生在海马区的LTP为长时记忆提供了细胞和分子基础,其产生机制如图1所示,其中CA3和CA1均为海马区神经元。LTP的产生属于____(填“正”或“负”)反馈调节,Ca2+进入细胞与钙调蛋白结合并激活该蛋白,激活后的钙调蛋白通过__________________(答出2点)等具体途径使突触后膜的电位不断增强。
(3)①为了进一步研究运动与海马体功能改善的关系,研究人员将雄性小鼠分为未运动训练(CP)和运动训练(RP)组,通过给小鼠注射脂多糖(LPS)诱导神经炎症进行实验,结果如图2。已知海马体有炎症会降低记忆能力,C蛋白在大脑记忆过程中发挥了重要作用。请根据实验结果推测,运动可提升记忆能力的原因是__________________。
②为使该推测证据更充分,你认为还需检测___________。
19. 七里海素有“京津绿肺”之称,也是我国唯一的古海岸与湿地同处一地的国家级自然保护区。七里海湿地植物资源丰富多样,其中芦苇、碱蓬和互花米草为典型的盐沼植物。生态学家Grime用三角形模型来解释植物的适应性(如图1所示),Grime将生境的严峻度定义为限制植物干重增长的外部强制因素,如光照、水分不足等,将生境干扰定义为破坏植物生物量的外力因素,如火烧、霜冻等。生物兴趣小组对七里海湿地展开研究。请回答以下问题。
(1)图1中Grime的三角形模型属于______模型;芦苇和互花米草属于多年生草本植物,植株高大,高度都可达到3-4m,地上部分生物量远高于碱蓬,根据该模型坐标点推测芦苇和互花米草靠近______(填“A”点或“O”点)。
(2)第1小组用血细胞计数板(1mm×1mm×0.1mm)对湿地中小球藻进行计数。图2表示稀释100倍后小球藻的分布情况,若以该计数结果作为每个中方格的平均值,则10mL培养液中该藻细胞总数理论上为______个。
(3)第2小组采用标记重捕法对2km²的湿地中鲫鱼种群数量进行调查时,首捕时用大网眼渔网捕捞40条并标记,重捕时用小网眼渔网捕捞325条,带标记的鱼5条,其中小鲫鱼(不能被大网眼渔网捕到)275条,则该湿地中鲫鱼种群密度约为______。
(4)第3小组进行土壤小动物类群丰富度调查,方法是______。对于马陆、蚯蚓,常用______统计物种相对数量。若用诱虫器采集小动物而没有打开电灯,调查结果会______。
(5)芦苇是本土植物,互花米草入侵改变了本地种间竞争格局,致使碱蓬群落面临消失的危险,图3中最可能代表碱蓬种群的是曲线______(填“甲”或“乙”),它在______(t1-t4中选填)年数量最少。研究人员对该地区10块湿地进行调查,每块湿地随机选取5个样方,采集植物和土壤样本,测定相关数据见图4,互花米草成功入侵的原因是______。
20. 莫氏凤仙花(2n)花瓣在花蕾期无斑点,而某些个体盛花期会出现紫色斑点。已知紫色斑点的形成受两对独立遗传的等位基因A/a和B/b控制。为探究其斑点形成机制,研究人员提取了不同基因型个体1~5号盛花期花瓣的蛋白质进行电泳结果如表,其中A、B蛋白分别由A、B基因表达,两者的表达互不影响。
有斑个体
1(深紫色斑点)
2(浅紫色斑点)
斑点区
A蛋白
B蛋白
非斑点区
A蛋白
B蛋白
无斑个体
3
4
5
A蛋白
?
B蛋白
注:A蛋白含量与基因的数量无关,B蛋白含量与基因的数量有关。
(1)据表分析,___________蛋白是紫色斑点形成的必要条件。推测B蛋白对A蛋白存在___________(填“促进”或“抑制”)作用,作用特点是___________。
(2)1号的基因型可能是___________。5号“?”处为___________(填“有”或“无”)A蛋白。
(3)基因型为AABB与aabb的个体杂交,盛花期花瓣的表型及其比例为___________,无斑点个体中能稳定遗传无斑点性状的占___________。
(4)研究发现,部分细胞A基因存在如下图所示现象,据此推测2号个体盛花期出现浅紫色斑点区和非斑点区的机理是___________。
(5)将1个B基因与1个抗病基因M紧密连锁(BM)导入到莫氏凤仙花的染色体组中,就可以直观筛选出共转化的个体。现将1个BM成功导入某AaBb植株(不破坏原有基因功能),该植株自交,若子代中浅紫色斑点一定抗病,则BM导入的位置是___________,该转基因植株自交子代中浅紫色斑点植株占___________。
21. CD3D严重联合免疫缺陷(SCID)是由CD3D基因突变引起的,该突变阻止了T细胞生长发育所需的CD3D蛋白的合成。科研人员对第3代CRISPR/Cas9基因编辑系统进行改造,获得一种超精确的腺嘌呤碱基编辑系统(ABE),该系统主要由向导sgRNA、Cas9切口酶和腺嘌呤脱氨酶组成,作用机制如图1.利用该系统在CD3D-SCID患者的造血干细胞中可以更正约71.2%的致病突变。
(1)研究发现,Cas9切口酶催化双链DNA_____键水解,腺嘌呤脱氨酶催化腺嘌呤核苷酸转变成次黄嘌呤核苷酸,次黄嘌呤核苷酸可以和胞嘧啶核苷酸碱基互补配对,据此推测,至少通过_____次DNA复制可以完成修复。
(2)sgRNA是人工合成的一段能与靶基因互补配对的特殊序列,由23个连续碱基组成。sgRNA设计是否合理,对于CRISPR/Cas9基因编辑系统的切割有重要影响,否则会导致sgRNA脱靶,试分析其原因是_____。
(3)为了对改造后的CD3D基因进行研究,把CD3D基因和His标签基因(His标签由6个组氨酸组成)连接起来构建融合基因,并构建重组基因表达载体,图2为载体、CD3D基因的结构、不同限制酶的识别序列及切割位点,欲将标签基因连接在CD3D基因编码区的末端,已知组氨酸的密码子为CAU,终止密码子为UAG。
①PCR每次循环一般可以分为_____三步,如果电泳鉴定的结果不止一条条带分析可能的原因有_____。
②写出His的基因编码链的碱基序列5′_____3′。
③为构建融合基因并将其插入载体,科研人员设计了一对与CD3D基因编码区两端序列互补配对的引物,设计时需在引物_____(填“A”或“B”)的5′端增加限制酶_____的识别序列和His基因的编码序列,请写出该引物开头的12个碱基序列:5′_____3′。
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