内容正文:
河北衡水中学2025-26届高三年级下学期检测(三)
生物
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共8页,总分100分,考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列关于细胞中化合物的叙述,正确的是( )
A. 自由水是细胞中良好的溶剂,不直接参与生化反应
B. 结合水是细胞结构的重要组成成分,主要存在于液泡中
C. 无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成
D. 几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合,可用于废水处理
2. 下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )
A. 多细胞生物组织细胞的更新包括细胞分裂、分化等过程
B. 自由基增多可能会导致细胞衰老,大多数酶的活性下降
C. 端粒学说认为端粒缩短会引起细胞衰老但不会影响染色体结构
D. 细胞凋亡对生物体生长发育一般是有利的,如人指间蹼的消失
3. 细胞进行正常生命活动需要吸收营养物质。下列叙述正确的是( )
A. I-进入甲状腺细胞时需要与载体蛋白结合
B. 人成熟红细胞吸收葡萄糖的过程主要由线粒体供能
C. 肾小管和集合管主要通过自由扩散吸收水分
D. 线粒体吸收O2需要膜上通道蛋白的协助
4. 研究发现,在盐碱土壤条件下,GhDMT7基因的表达下调,棉花的DNA甲基化水平会降低,减少膜损伤并提升抗氧化能力,显著增强了棉花耐盐性。下列分析错误的是( )
A. DNA甲基化不改变基因的碱基排列顺序
B. 盐碱环境下棉花通过改变DNA甲基化水平来改变表型
C. 不同的土壤条件下,GhDMT7基因的表达不存在差异
D. 可通过精准调控GhDMT7基因的表达或编辑其功能域来培育适应盐碱地的棉花品种
5. 遗传印记是来自不同性别亲代的同一基因,传递给子代时表达情况不同的现象。若父源等位基因不表达而母源等位基因表达,则称为父系印记,反之则为母系印记。某动物的眼皮主要有双眼皮和单眼皮两种类型,受核基因控制,如图所示为两种杂交方式及其后代表型。下列叙述正确的是( )
A. 遗传印记属于基因突变,可为生物进化提供原材料
B. 根据图示结果可判断出该动物眼皮类型的显隐性
C. 控制该动物眼皮类型的等位基因的遗传不遵循孟德尔分离定律
D. 控制该动物眼皮类型的等位基因的表达受其来源影响,属于父系印记
6. 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
7. 内环境稳态对机体健康至关重要,下列说法正确的是( )
A. 内环境稳态是指内环境的每一种成分都保持动态平衡
B. 当人体的内环境达到稳态时,就不会患病
C. 正常人的血浆pH为7.35-7.45,其中最重要的缓冲对是
D. 严重中暑体温会超过40℃,说明人体维持稳态的能力是有一定限度的
8. 外科医生给足外伤患者缝合伤口时,先在伤口附近注射局部麻醉药,以减轻患者疼痛。局部麻醉药的作用原理是( )
A. 阻断相关传入神经纤维的传导
B. 阻断相关传出神经纤维的传导
C. 降低脊髓中枢的反射能力
D. 降低伤口处效应器的功能
9. 肾上腺是人体重要的内分泌腺器官,可分泌多种激素调节水盐代谢和有机物代谢。如图为肾上腺素参与调节肝脏细胞糖代谢的机制。据图分析,下列相关叙述正确的是( )
A. 肾上腺素是由肾上腺皮质分泌的,能够提升血糖水平
B. 图中参与调节肝糖原分解的信号分子有肾上腺素、cAMP、酶P等
C. 图中激素X可能是胰高血糖素,葡萄糖通过协助扩散运出肝脏细胞
D. 除图中激素调节外,神经系统还可通过控制甲状腺活动调节血糖的含量
10. 双碳,即碳达峰(CO2排放量达到峰值)与碳中和(CO2排放量与吸收量相等)的简称。中国的双碳目标,即力争2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和目标。下列有关叙述错误的是( )
A. 生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越多,越不利于实现双碳目标
B. 植树造林、湿地保护等是实现碳中和的重要措施,这主要体现了生物多样性的间接价值
C. 碳循环具有全球性,碳元素在大气碳库和植物碳库之间循环的形式主要是CO2
D. “碳中和”时,生产者所固定的CO2量等于所有生物呼吸作用释放的CO2量之和
11. 某城市湿地公园在可持续发展的理念指引下,打造出了“水清、岸绿、业兴、人和”的公园城市样板。下列相关描述错误的是( )
A. 湿地公园是该城市的重要景观,体现了生物多样性的间接价值
B. 定时移除水体中富营养化沉积物和有毒物质有利于生态系统的自生
C. 选择丰富的本土植物为鸟类等陆生动物创造栖息地遵循了协调原理
D. 湿地修复过程中应选择污染物净化能力强且生态位重叠小的水生植物
12. 酸笋是螺蛳粉的“灵魂”。在自然发酵过程中,酸笋中的乳酸菌作为主要微生物分解蛋白质产生硫化氢等物质,形成了螺蛳粉的特殊风味。酸笋的传统发酵工艺包括原材料处理、装坛、发酵等过程。下列叙述正确的是( )
A. 乳酸菌代谢类型为异养厌氧型,所以不会分布在空气中
B. 原材料处理主要是对采摘后的竹笋进行剥壳、清洗和灭菌
C. 装坛时应保证竹笋被盐水全部浸没,才能保证发酵的正常进行
D. 随着发酵的进行,发酵液pH逐渐升高后保持稳定
13. 树莓是一种经济价值较高的浆果类果树,其果实富含花青素等营养物质。由于树莓传统扦插繁殖速度慢且易受病毒感染,生产中可采用植物组织培养技术快速繁殖优良脱毒品种。下列叙述正确的是( )
A. 外植体依次用次氯酸钠溶液和酒精消毒
B. 2,4-D是启动脱分化和再分化的关键激素
C. 整个培养过程均需要在酒精灯火焰旁进行
D. 常采用茎尖组织培养技术获得脱毒苗
14. 蚜虫仅以植物汁液为食,未吸收的糖分通过肛门排出形成的蜜露是蚂蚁的食物之一;蚂蚁可为蚜虫提供保护,使蚜虫免受瓢虫等捕食者的伤害。布氏菌生活在蚜虫体内,可为蚜虫提供其无法从植物汁液中获得的必需氨基酸。图中实线表示捕食关系,虚线表示除捕食之外的其他种间关系。假设图中的能量传递效率为10%。下列叙述正确的是( )
A. 图中①②③分别表示原始合作、互利共生、种间竞争
B. 从生态系统的功能角度分析,实线单箭头代表能量流动方向
C. 蚜虫生命活动所需的能量来自植物、布氏菌以及蚂蚁
D. 瓢虫、草蛉与蚂蚁的同化量之和为植物同化量的1%
15. 工业上常用谷氨酸棒状杆菌作为生产谷氨酸的菌种,如图1是工业生产流程图,图2是菌种数量和谷氨酸产量随生物素浓度的变化过程。相关叙述正确的是( )
A. 可通过人工诱变、基因工程、自然界直接筛选等方式获得高产谷氨酸菌种
B. 对菌种扩大培养以缩短生产周期时,最好在生物素浓度为a的条件下进行
C. 发酵中pH需一直保持酸性,利于获得更多的谷氨酸
D. 在发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法提取谷氨酸
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 番茄是我国栽培的主要作物之一,因其营养丰富广受人们的喜爱。光是影响番茄果实成熟的重要环境因素,尤其是光质。为研究红光对番茄成熟的影响,研究者进行了系列实验。回答下列问题。
(1)番茄果实的外观色泽是反映果实成熟与否的最直接指标,果实中类胡萝卜素的含量与其密切相关,常用________法对叶绿素和类胡萝卜素进行分离。将野生型番茄(WT)培养至开花20 d时,开始使用白光(W)及红光(R) LED光源照射,测得相关数据如图Ⅰ所示。番茄类胡萝卜素的含量与成熟度呈正相关,由此可推测红光的作用是__________。
(2)研究证实,红光和激素X均会影响番茄果实中类胡萝卜素的含量,进而影响番茄的品质。现对野生型番茄(WT)果实进行相关处理,测得其中类胡萝卜素的相对含量变化如图Ⅱ所示。
①据图Ⅱ可知,随着处理时间的增加,__________,且红光和激素X共同作用的效果_________(填“大于”“小于”或“等于”)两者单独使用的效果。
②选取若干长势相同的野生型番茄(WT)植株,分别采摘一定比例的果实,几天后测得各组植株叶片的CO2固定速率均下降,最可能的原因是___________。
(3)当光照强度为番茄植株的光补偿点时,番茄叶肉细胞呼吸作用消耗的有机物量________(填“大于”“等于”或“小于”)该细胞中光合作用制造的有机物量。若将不遮阴条件下正常生长的番茄植株进行遮光处理,则短时间内植物叶肉细胞内C3含量________(填“增加”“减少”或“不变”)。
17. 科学家发现调节性T细胞(Tregs)在免疫耐受和免疫调节中发挥关键作用,其主要通过抑制过度免疫应答来维持免疫稳态。Tregs包含天然调节性T细胞(nTreg)和诱导调节性T细胞(iTreg)两种类型,其产生及部分作用途径如图所示。回答下列问题。
(1)T细胞起源于________(填器官),在免疫调节中发挥多种作用。Tregs分泌的抑制性细胞因子属于免疫系统组成中的________。
(2)研究发现,活化的T细胞表面的受体PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合,不触发免疫反应,肿瘤细胞中PD-L1表达_________(填“增多”或“减少”)会有助于肿瘤细胞的“逃逸”。在肿瘤细胞微环境中,Tregs也会导致肿瘤细胞的逃逸,据图分析,Tregs导致肿瘤细胞免疫逃逸的原因是__________。
(3)研究发现Tregs中FOXP3基因失活会导致免疫系统错误攻击自身组织细胞,可能会引发机体产生_________。据此推测,FOXP3基因表达能够_________(填“促进”或“抑制”)Tregs的发育。
18. 近年来,我国治沙成效显著。在绿洲外围沙漠边缘种植沙蒿等草本植物固沙覆绿,前沿地带构建柽柳、沙棘等乔灌结合的防沙林带,内部建设农田防护林网,治沙效果较好。回答下列问题。
(1)从沙丘到防沙林的演替类型为__________。防沙林带中草本、灌木与乔木的分区搭配体现了群落的__________结构。
(2)在防沙林带监测发现,蜥蜴能通过感知柽柳分泌的化学物质定位并取食其果实,又在取食过程中帮助柽柳传播种子,这体现了信息传递在生态系统中的作用是________。
(3)生态学中有“中度干扰”假说,即一个生态系统受到中度干扰时,由于它具备一定的自我调节能力,能够维持自身的相对稳定。生态系统具备这种自我调节能力的基础是________。调查发现,轻度放牧和中度放牧会提高草原群落的物种丰富度,从生物因素角度分析,其原因是__________。
19. 虾青素是雨生红球藻的产物,具有抗氧化和提高免疫力等特点,但并非是其基本生命活动必需的产物。某科研团队从雨生红球藻中克隆虾青素合成关键酶基因(crtZ),通过基因工程改造酿酒酵母构建工程菌株,并结合发酵工艺优化实现虾青素产业化生产。回答下列问题:
(1)目的基因的获取。提取雨生红球藻的总DNA作为________,设计特异性引物扩增crtZ基因,此过程每次循环可以分为________三步。
(2)构建重组DNA分子。图中质粒还缺少的必备元件是________。质粒中启动子的作用是结合________,驱动目的基因高效转录。为使基因crtZ片段能正确连接到图中质粒,应选用限制酶________来处理质粒。
(3)目的基因导入受体细胞。将重组质粒导入大肠杆菌后,需在含________的培养基上筛选,以排除未导入质粒的大肠杆菌;再从阳性大肠杆菌中提取重组质粒,导入URA3基因缺失的酿酒酵母,应在________的培养基上筛选工程酵母,理由是________。
(4)虾青素的部分代谢途径如图所示,通过基因编辑技术将crtZ基因定向整合到酿酒酵母染色体上的ERG3基因中,该方法可避免因________(生理过程)导致的目的基因丢失,提高遗传稳定性;同时能进一步提高虾青素产量,原因是________,这一方案体现了基因工程对微生物________的定向改造。
20. 水稻是重要的粮食作物,一般水稻品种为单粒稻。研究人员用乙基甲磺酸酯作为诱变剂,处理单粒稻植株A获得能够稳定遗传的复粒稻突变体植株B(稻粒常三粒簇生)。回答下列问题:
(1)研究人员获得复粒稻突变体所用的育种方法是______,其原理是______。
(2)研究者将纯合单粒稻A(M1M1)与复粒稻突变体植株B(M2M2)杂交,发现F1均为半复粒,若将F1自交,统计F2中复粒:半复粒:单粒的植株比例接近______,则可推断簇生性状由一对等位基因控制。为确定该簇生基因在染色体上的位置(簇生性状由一对等位基因M1、M2控制),研究人员进一步检测植株A、植株B、F1及F2中复粒稻植株4号和6号染色体的SSR扩增产物,电泳结果如图1所示(SSR是染色体上的一段特异性短核苷酸序列,不同染色体具有各自特异的SSR,可用于基因定位的遗传标记)。可推测控制复粒性状的基因位于______号染色体上。请在图2中标出F1中簇生基因与SSR分子标记的相对位置关系______。
注:A的4号、6号染色体SSR分别记为S1、S2;B的4号、6号染色体SSR分别记为S3、S4.
(3)水稻的非糯性和糯性是一对相对性状,非糯性对糯性呈显性,该性状由位于4号染色体上的一对等位基因A、a控制。研究人员将非糯性品系C与糯性水稻品系D杂交,所得子代均表现为非糯性半复粒,再将其自交(无交叉互换),请预测所得后代植株的表型及比例分别为______。
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河北衡水中学2025-26届高三年级下学期检测(三)
生物
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共8页,总分100分,考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列关于细胞中化合物的叙述,正确的是( )
A. 自由水是细胞中良好的溶剂,不直接参与生化反应
B. 结合水是细胞结构的重要组成成分,主要存在于液泡中
C. 无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成
D. 几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合,可用于废水处理
【答案】D
【解析】
【分析】水在细胞中以两种形式存在:一部分水与细胞内的其他物质相结合,为结合水;绝大部分以游离的形式存在,可以流动,为自由水,参与细胞中各种代谢活动。细胞中的无机盐含量比较少,但具有重要的生理功能,如很多无机盐与蛋白质等物质结合成复杂的化合物,参与细胞中各种生命活动,当某些无机盐含量过多或过少时,生物体可能出现相应病症。
【详解】A、自由水是生化反应的介质,有些水还直接作为反应物参与生物化学反应,如有氧呼吸,A错误;
B、结合水是组成细胞结构的重要成分,主要存在形式是水与蛋白质、多糖等物质结合,成为生物体的构成成分,而液泡中的水属于自由水,B错误;
C、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用,能参与维持细胞的酸碱平衡,也能参与有机物的合成,如Mg2+是合成叶绿素的原料,C错误;
D、几丁质属于多糖,几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合,可用于废水处理吸附其中的重金属离子,D正确。
故选D。
2. 下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )
A. 多细胞生物组织细胞的更新包括细胞分裂、分化等过程
B. 自由基增多可能会导致细胞衰老,大多数酶的活性下降
C. 端粒学说认为端粒缩短会引起细胞衰老但不会影响染色体结构
D. 细胞凋亡对生物体生长发育一般是有利的,如人指间蹼的消失
【答案】C
【解析】
【分析】1、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。
2、细胞分化的概念:在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化过程遗传物质不变,只是基因选择性表达的结果。
3、衰老细胞的特征:细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;有些酶的活性降低;呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、、人体内组织细胞的更新包括组织细胞的产生和凋亡,新组织细胞的形成需要经过细胞分裂、分化,A正确;
B、自由基增多可能会导致细胞衰老,衰老的细胞大多数酶的活性下降,代谢减慢,细胞膜的通透性改变,物质运输功能降低,B正确;
C、端粒是染色体两端的DNA-蛋白质复合体,端粒学说认为,细胞每分裂一次端粒就缩短一截,直到端粒内侧正常DNA序列受损,故端粒缩短会引起细胞衰老也会影响染色体结构,C错误;
D、在胚胎发育过程中,通过细胞凋亡,消除多余的和不必要的细胞,确保了正常发育和形态的形成,例如指间蹼的消失就是由细胞凋亡完成的,对生物体的生长发育是有利的,D正确。
故选C。
3. 细胞进行正常生命活动需要吸收营养物质。下列叙述正确的是( )
A. I-进入甲状腺细胞时需要与载体蛋白结合
B. 人成熟红细胞吸收葡萄糖的过程主要由线粒体供能
C. 肾小管和集合管主要通过自由扩散吸收水分
D. 线粒体吸收O2需要膜上通道蛋白的协助
【答案】A
【解析】
【详解】A、I⁻进入甲状腺细胞的方式为主动运输,主动运输需要载体蛋白协助且消耗能量,A正确;
B、人成熟红细胞没有线粒体等细胞器,且其吸收葡萄糖的方式为协助扩散,不需要消耗能量,B错误;
C、肾小管和集合管吸收水分主要通过水通道蛋白进行协助扩散,C错误;
D、O₂属于小分子气体,跨膜运输方式为自由扩散,不需要通道蛋白或载体蛋白的协助,D错误。
4. 研究发现,在盐碱土壤条件下,GhDMT7基因的表达下调,棉花的DNA甲基化水平会降低,减少膜损伤并提升抗氧化能力,显著增强了棉花耐盐性。下列分析错误的是( )
A. DNA甲基化不改变基因的碱基排列顺序
B. 盐碱环境下棉花通过改变DNA甲基化水平来改变表型
C. 不同的土壤条件下,GhDMT7基因的表达不存在差异
D. 可通过精准调控GhDMT7基因的表达或编辑其功能域来培育适应盐碱地的棉花品种
【答案】C
【解析】
【详解】A、DNA甲基化属于表观遗传修饰,表观遗传不改变基因的碱基排列顺序,A正确;
B、盐碱环境下棉花DNA甲基化水平降低,耐盐性(表型)显著增强,B正确;
C、题干明确说明盐碱土壤条件下GhDMT7基因的表达下调,说明不同土壤条件下该基因的表达存在明显差异,C错误;
D、由于GhDMT7基因表达下调可增强棉花耐盐性,因此通过精准调控该基因的表达,或编辑其功能域降低其功能,都可以定向培育耐盐碱的棉花品种,D正确。
5. 遗传印记是来自不同性别亲代的同一基因,传递给子代时表达情况不同的现象。若父源等位基因不表达而母源等位基因表达,则称为父系印记,反之则为母系印记。某动物的眼皮主要有双眼皮和单眼皮两种类型,受核基因控制,如图所示为两种杂交方式及其后代表型。下列叙述正确的是( )
A. 遗传印记属于基因突变,可为生物进化提供原材料
B. 根据图示结果可判断出该动物眼皮类型的显隐性
C. 控制该动物眼皮类型的等位基因的遗传不遵循孟德尔分离定律
D. 控制该动物眼皮类型的等位基因的表达受其来源影响,属于父系印记
【答案】D
【解析】
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。
【详解】A、遗传印记是来自不同性别亲代的同一基因,传递给子代时表达情况不同的现象,这是表观遗传现象,不是基因突变,A错误;
B、仅根据第一组结果判断双眼皮为显性,根据第二组判断单眼皮为显性,所以综合两组结果,无法判断显隐性,B错误;
C、某动物的眼皮主要有双眼皮和单眼皮两种类型,受核基因控制,所以控制该动物眼皮类型的等位基因的遗传遵循孟德尔分离定律,C错误;
D、根据子代性状与母本一致,题干信息中“若父源等位基因不表达而母源等位基因表达,则称为父系印记,反之则为母系印记”,所以可推测该性状遗传父源等位基因不表达,这是父系印记,D正确。
故选D。
6. 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。
7. 内环境稳态对机体健康至关重要,下列说法正确的是( )
A. 内环境稳态是指内环境的每一种成分都保持动态平衡
B. 当人体的内环境达到稳态时,就不会患病
C. 正常人的血浆pH为7.35-7.45,其中最重要的缓冲对是
D. 严重中暑体温会超过40℃,说明人体维持稳态的能力是有一定限度的
【答案】D
【解析】
【详解】A、内环境稳态指内环境的各种化学成分和理化性质(如温度、pH、渗透压等)处于动态平衡状态,并非仅指成分平衡,A错误;
B、内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,但疾病可由遗传、病原体感染等因素引起,稳态时仍可能患病(如遗传病),B错误;
C、正常人血浆pH为7.35-7.45,维持该平衡的主要缓冲对是HCO3⁻/H2CO3,而非HPO42-/H2PO4⁻(磷酸盐缓冲对),C错误;
D、体温调节是内环境稳态的重要方面,严重中暑导致体温>40℃,超出机体调节极限,说明稳态的维持具有一定限度,D正确。
故选D。
8. 外科医生给足外伤患者缝合伤口时,先在伤口附近注射局部麻醉药,以减轻患者疼痛。局部麻醉药的作用原理是( )
A. 阻断相关传入神经纤维的传导
B. 阻断相关传出神经纤维的传导
C. 降低脊髓中枢的反射能力
D. 降低伤口处效应器的功能
【答案】A
【解析】
【详解】A、传入神经负责将痛觉信号从感受器传递至中枢神经系统,局部麻醉药通过阻断传入神经纤维的传导,使痛觉信号无法传递到大脑,从而减轻疼痛,A正确;
B、传出神经负责将中枢信号传递至效应器,但疼痛信号的传递依赖传入神经,阻断传出神经不会影响痛觉的产生,B错误;
C、脊髓中枢的反射能力涉及完整的反射弧,而局部麻醉药并未作用于脊髓中枢,C错误;
D、效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体构成,麻醉药作用于伤口附近,若作用于效应器则不能减轻患者疼痛,D错误。
故选A。
9. 肾上腺是人体重要的内分泌腺器官,可分泌多种激素调节水盐代谢和有机物代谢。如图为肾上腺素参与调节肝脏细胞糖代谢的机制。据图分析,下列相关叙述正确的是( )
A. 肾上腺素是由肾上腺皮质分泌的,能够提升血糖水平
B. 图中参与调节肝糖原分解的信号分子有肾上腺素、cAMP、酶P等
C. 图中激素X可能是胰高血糖素,葡萄糖通过协助扩散运出肝脏细胞
D. 除图中激素调节外,神经系统还可通过控制甲状腺活动调节血糖的含量
【答案】D
【解析】
【详解】A、肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的,不是皮质,A 错误;
B、图中参与调节肝糖原分解的信号分子有肾上腺素、cAMP,但酶是催化反应的蛋白质,不属于信号分子,B错误;
C、胰岛素能加速组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖,据图可知:X与G2蛋白结合后,通过一系列信号转导,能抑制肝糖原分解,所以它最可能是胰岛素,C错误;
D、除了图中激素调节外,神经系统还可通过控制甲状腺活动(如分泌甲状腺激素)调节血糖的含量,同时交感神经也可直接作用于肾上腺髓质等, D正确。
故选D。
10. 双碳,即碳达峰(CO2排放量达到峰值)与碳中和(CO2排放量与吸收量相等)的简称。中国的双碳目标,即力争2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和目标。下列有关叙述错误的是( )
A. 生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越多,越不利于实现双碳目标
B. 植树造林、湿地保护等是实现碳中和的重要措施,这主要体现了生物多样性的间接价值
C. 碳循环具有全球性,碳元素在大气碳库和植物碳库之间循环的形式主要是CO2
D. “碳中和”时,生产者所固定的CO2量等于所有生物呼吸作用释放的CO2量之和
【答案】D
【解析】
【分析】碳中和是指企业、团体或个人在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的CO2排放量,实现CO2的“零排放”。实现碳中和是实现可持续发展的战略举措。
【详解】A、生态足迹是指人类为了维持自身生存需要的物质换算为自然土地和水域面积,其值越大,代表人类所需的资源越多,越不利于实现双碳目标,A正确;
B、植树造林、湿地保护等可以固定二氧化碳,释放氧气,这属于生态系统的生态功能,主要体现了生物多样性的间接价值,B正确;
C、碳循环具有全球性,碳元素在大气碳库和生物群落之间循环的形式主要是CO2,C正确;
D、“碳中和”时,碳中和是生产者吸收的CO2和所有生物呼吸作用产生的CO2+化石燃料排放的CO2之和达到平衡,D错误。
故选D。
11. 某城市湿地公园在可持续发展的理念指引下,打造出了“水清、岸绿、业兴、人和”的公园城市样板。下列相关描述错误的是( )
A. 湿地公园是该城市的重要景观,体现了生物多样性的间接价值
B. 定时移除水体中富营养化沉积物和有毒物质有利于生态系统的自生
C. 选择丰富的本土植物为鸟类等陆生动物创造栖息地遵循了协调原理
D. 湿地修复过程中应选择污染物净化能力强且生态位重叠小的水生植物
【答案】A
【解析】
【详解】A、湿地公园作为城市景观,主要体现生物多样性的直接价值(如旅游观赏),而非调节气候、净化水质等间接价值(生态功能),A错误;
B、移除富营养化沉积物和有毒物质,可减少水体污染,促进生态系统自我调节(自生原理),维持稳定性,B正确;
C、选择本土植物为动物创造栖息地,遵循了生态工程的协调原理(生物与环境的协调与平衡),确保生物适应性,C正确;
D、选择污染物净化能力强、生态位重叠小的水生植物,可减少种间竞争,高效利用资源,提升净化效率,D正确。
故选A。
12. 酸笋是螺蛳粉的“灵魂”。在自然发酵过程中,酸笋中的乳酸菌作为主要微生物分解蛋白质产生硫化氢等物质,形成了螺蛳粉的特殊风味。酸笋的传统发酵工艺包括原材料处理、装坛、发酵等过程。下列叙述正确的是( )
A. 乳酸菌代谢类型为异养厌氧型,所以不会分布在空气中
B. 原材料处理主要是对采摘后的竹笋进行剥壳、清洗和灭菌
C. 装坛时应保证竹笋被盐水全部浸没,才能保证发酵的正常进行
D. 随着发酵的进行,发酵液pH逐渐升高后保持稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A、在自然界中,乳酸菌分布广泛,空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道内都分布有乳酸菌,A错误;
B、竹笋中含有发酵的天然菌种,故不能对采摘后的竹笋进行灭菌,否则会杀死发酵的天然菌种,B错误;
C、盐水浸没可以创造无氧环境,利于乳酸菌生存和繁殖,同时减少杂菌污染,C正确;
D、乳酸逐渐积累导致发酵液pH逐渐降低后保持稳定,D错误。
13. 树莓是一种经济价值较高的浆果类果树,其果实富含花青素等营养物质。由于树莓传统扦插繁殖速度慢且易受病毒感染,生产中可采用植物组织培养技术快速繁殖优良脱毒品种。下列叙述正确的是( )
A. 外植体依次用次氯酸钠溶液和酒精消毒
B. 2,4-D是启动脱分化和再分化的关键激素
C. 整个培养过程均需要在酒精灯火焰旁进行
D. 常采用茎尖组织培养技术获得脱毒苗
【答案】D
【解析】
【详解】A、外植体消毒应先使用酒精进行表面消毒(快速杀死表面微生物),再用次氯酸钠溶液深度处理(杀灭内部微生物),顺序不可颠倒。选项表述顺序错误,A错误;
B、2,4-D是生长素类似物,促进细胞脱分化和再分化过程需调整生长素与细胞分裂素的比例(如添加细胞分裂素),并非仅由2,4-D启动,B错误;
C、组织培养中,仅在接种、转移等易污染环节需在酒精灯火焰旁操作(利用无菌区),而培养过程在无菌培养箱中进行,无需全程火焰旁操作,C错误,
D、茎尖分生组织细胞分裂旺盛,病毒含量极低或无毒,通过茎尖组织培养可获得脱毒苗,这是植物脱毒技术的核心原理,D正确。
故选D。
14. 蚜虫仅以植物汁液为食,未吸收的糖分通过肛门排出形成的蜜露是蚂蚁的食物之一;蚂蚁可为蚜虫提供保护,使蚜虫免受瓢虫等捕食者的伤害。布氏菌生活在蚜虫体内,可为蚜虫提供其无法从植物汁液中获得的必需氨基酸。图中实线表示捕食关系,虚线表示除捕食之外的其他种间关系。假设图中的能量传递效率为10%。下列叙述正确的是( )
A. 图中①②③分别表示原始合作、互利共生、种间竞争
B. 从生态系统的功能角度分析,实线单箭头代表能量流动方向
C. 蚜虫生命活动所需的能量来自植物、布氏菌以及蚂蚁
D. 瓢虫、草蛉与蚂蚁的同化量之和为植物同化量的1%
【答案】B
【解析】
【详解】A、①布氏菌生活在蚜虫体内,为蚜虫提供必需氨基酸,蚜虫为布氏菌提供营养,二者相互依存、彼此有利,二者种间关系为互利共生;②蚂蚁为蚜虫提供保护,蚜虫为蚂蚁提供蜜露,分开后二者也能正常生活,二者之间为原始合作关系;③瓢虫和草蛉都以蚜虫为食,它们的种间关系为种间竞争,A错误;
B、从生态系统的功能角度分析,实线单箭头代表捕食和被捕食关系,因而可代表能量流动方向,B正确;
C、蚜虫仅以植物汁液为食,其生命活动所需能量来自植物,布氏菌与蚜虫是互利共生关系,不能为蚜虫提供能量,蚂蚁也不为蚜虫提供能量,C错误;
D、图中的能量传递效率为10%,瓢虫和草蛉的同化量应为植物同化量的1%(10%(植物到蚜虫)×10%(蚜虫到瓢虫和草蛉)),而蚂蚁与蚜虫之间为原始合作关系,且蚂蚁通过蚜虫获得的能量直接来自植物,D错误。
15. 工业上常用谷氨酸棒状杆菌作为生产谷氨酸的菌种,如图1是工业生产流程图,图2是菌种数量和谷氨酸产量随生物素浓度的变化过程。相关叙述正确的是( )
A. 可通过人工诱变、基因工程、自然界直接筛选等方式获得高产谷氨酸菌种
B. 对菌种扩大培养以缩短生产周期时,最好在生物素浓度为a的条件下进行
C. 发酵中pH需一直保持酸性,利于获得更多的谷氨酸
D. 在发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法提取谷氨酸
【答案】A
【解析】
【详解】A、对菌种的选育可以从自然界中直接获取,也可以借助诱变育种和基因工程技术获得人们想要的菌种,只是从自然界中直接筛选的概率较低,A正确;
B、扩大培养的目的是获得大量菌体,应选择细菌数量最多的条件,而生物素浓度为 a 时谷氨酸产量较高,但细菌数量不是最高,B错误;
C、分析图1可知发酵后期需调pH至酸性,使谷氨酸晶体析出,但发酵过程中在中性和弱碱性的条件下才会积累谷氨酸,C错误;
D、谷氨酸是小分子有机物,发酵结束后可根据产物的性质适当的提取、分离和纯化来提取,D错误。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 番茄是我国栽培的主要作物之一,因其营养丰富广受人们的喜爱。光是影响番茄果实成熟的重要环境因素,尤其是光质。为研究红光对番茄成熟的影响,研究者进行了系列实验。回答下列问题。
(1)番茄果实的外观色泽是反映果实成熟与否的最直接指标,果实中类胡萝卜素的含量与其密切相关,常用________法对叶绿素和类胡萝卜素进行分离。将野生型番茄(WT)培养至开花20 d时,开始使用白光(W)及红光(R) LED光源照射,测得相关数据如图Ⅰ所示。番茄类胡萝卜素的含量与成熟度呈正相关,由此可推测红光的作用是__________。
(2)研究证实,红光和激素X均会影响番茄果实中类胡萝卜素的含量,进而影响番茄的品质。现对野生型番茄(WT)果实进行相关处理,测得其中类胡萝卜素的相对含量变化如图Ⅱ所示。
①据图Ⅱ可知,随着处理时间的增加,__________,且红光和激素X共同作用的效果_________(填“大于”“小于”或“等于”)两者单独使用的效果。
②选取若干长势相同的野生型番茄(WT)植株,分别采摘一定比例的果实,几天后测得各组植株叶片的CO2固定速率均下降,最可能的原因是___________。
(3)当光照强度为番茄植株的光补偿点时,番茄叶肉细胞呼吸作用消耗的有机物量________(填“大于”“等于”或“小于”)该细胞中光合作用制造的有机物量。若将不遮阴条件下正常生长的番茄植株进行遮光处理,则短时间内植物叶肉细胞内C3含量________(填“增加”“减少”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 纸层析 ②. 促进番茄早熟
(2) ①. 红光、激素X均能提高类胡萝卜素的相对含量 ②. 大于 ③. 摘除果实使叶肉细胞中有机物的输出减少而积累,从而抑制光合作用的进行(或使光合作用速率下降)
(3) ①. 小于 ②. 增加
【解析】
【小问1详解】
常用纸层析法对叶绿素和类胡萝卜素进行分离。由图Ⅰ可知,在番茄成熟过程中叶绿素的含量下降,类胡萝卜素的含量上升。番茄类胡萝卜素的含量与成熟度呈正相关,由此可推测红光的作用是促进番茄早熟。
【小问2详解】
①据图Ⅱ可知,随着处理时间的增加,红光、激素X均能提高类胡萝卜素的相对含量,且红光和激素X共同作用时,类胡萝卜素的相对含量大于单独使用红光或激素X时的相对含量。
②分析题意可知,摘除果实使叶肉细胞中有机物的输出减少而积累,从而抑制光合作用的进行(或使光合作用速率下降),导致CO2的固定速率下降,故采摘一定比例的果实后各组叶片CO2的固定速率下降。
【小问3详解】
当光照强度为植物的光补偿点时,植物的光合作用强度等于呼吸作用强度,但植物体内存在无法进行光合作用的细胞,则植物叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度,说明该细胞呼吸作用消耗的有机物量小于其光合作用制造的有机物量。将不遮阴条件下正常生长的番茄植株,进行短时间的遮光处理,光照强度减弱,光反应减弱,产生的ATP和NADPH减少,C3的还原过程减弱导致C3的消耗减少,而CO2固定仍在进行,因此植物叶肉细胞内C3会增加。
17. 科学家发现调节性T细胞(Tregs)在免疫耐受和免疫调节中发挥关键作用,其主要通过抑制过度免疫应答来维持免疫稳态。Tregs包含天然调节性T细胞(nTreg)和诱导调节性T细胞(iTreg)两种类型,其产生及部分作用途径如图所示。回答下列问题。
(1)T细胞起源于________(填器官),在免疫调节中发挥多种作用。Tregs分泌的抑制性细胞因子属于免疫系统组成中的________。
(2)研究发现,活化的T细胞表面的受体PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合,不触发免疫反应,肿瘤细胞中PD-L1表达_________(填“增多”或“减少”)会有助于肿瘤细胞的“逃逸”。在肿瘤细胞微环境中,Tregs也会导致肿瘤细胞的逃逸,据图分析,Tregs导致肿瘤细胞免疫逃逸的原因是__________。
(3)研究发现Tregs中FOXP3基因失活会导致免疫系统错误攻击自身组织细胞,可能会引发机体产生_________。据此推测,FOXP3基因表达能够_________(填“促进”或“抑制”)Tregs的发育。
【答案】(1) ①. 骨髓 ②. 免疫活性物质
(2) ①. 增多 ②. Tregs分泌细胞因子抑制机体的细胞免疫(细胞毒性T细胞活性),导致免疫监视功能减弱
(3) ①. 自身免疫病 ②. 促进
【解析】
【小问1详解】
T细胞起源于骨髓,并在胸腺中发育成熟。Tregs分泌的抑制性细胞因子属于免疫系统组成中的免疫活性物质,免疫活性物质是由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质。
【小问2详解】
活化的T细胞表面的受体PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合,不触发免疫反应,肿瘤细胞中PD-L1表达增多,会使更多活化T细胞表面的PD-1与之结合,从而不触发对肿瘤细胞的免疫反应,有助于肿瘤细胞的“逃逸”。据图可知,Tregs分泌细胞因子抑制机体的细胞免疫(细胞毒性T细胞活性),导致免疫监视功能减弱,导致肿瘤细胞免疫逃逸。
【小问3详解】
免疫系统错误攻击自身组织细胞,可能会引发机体产生自身免疫病,自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。Tregs中FOXP3基因失活会出现异常,所以FOXP3基因表达能够促进Tregs的发育,保证其正常发挥免疫调节作用。
18. 近年来,我国治沙成效显著。在绿洲外围沙漠边缘种植沙蒿等草本植物固沙覆绿,前沿地带构建柽柳、沙棘等乔灌结合的防沙林带,内部建设农田防护林网,治沙效果较好。回答下列问题。
(1)从沙丘到防沙林的演替类型为__________。防沙林带中草本、灌木与乔木的分区搭配体现了群落的__________结构。
(2)在防沙林带监测发现,蜥蜴能通过感知柽柳分泌的化学物质定位并取食其果实,又在取食过程中帮助柽柳传播种子,这体现了信息传递在生态系统中的作用是________。
(3)生态学中有“中度干扰”假说,即一个生态系统受到中度干扰时,由于它具备一定的自我调节能力,能够维持自身的相对稳定。生态系统具备这种自我调节能力的基础是________。调查发现,轻度放牧和中度放牧会提高草原群落的物种丰富度,从生物因素角度分析,其原因是__________。
【答案】(1) ①. 初生演替 ②. 水平
(2)调节种间关系,维持生态系统的平衡与稳定
(3) ①. 负反馈调节 ②. 轻度放牧和中度放牧,牛羊较多地啃食(适口性好的)优势种植物,为其他植物的生存腾出空间
【解析】
【小问1详解】
从沙丘开始的演替属于初生演替,因为沙丘上原本没有土壤条件等。垂直结构是指群落在空间上上下分层的现象,例如乔木层、灌木层、草本层等,而题目中提到的“草本、灌木和乔木的分区搭配”是水平方向上的分布,属于水平结构。
【小问2详解】
蜥蜴能通过感知柽柳分泌的化学物质定位并取食其果实,又在取食过程中帮助柽柳传播种子,这体现了信息传递在生态系统中的作用是调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定。
【小问3详解】
生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。轻度放牧和中度放牧会提高草原群落的物种丰富度,从生物因素角度分析,是因为轻度放牧和中度放牧,牛羊较多地啃食(适口性好的)优势种植物,为其他植物的生存腾出空间。
19. 虾青素是雨生红球藻的产物,具有抗氧化和提高免疫力等特点,但并非是其基本生命活动必需的产物。某科研团队从雨生红球藻中克隆虾青素合成关键酶基因(crtZ),通过基因工程改造酿酒酵母构建工程菌株,并结合发酵工艺优化实现虾青素产业化生产。回答下列问题:
(1)目的基因的获取。提取雨生红球藻的总DNA作为________,设计特异性引物扩增crtZ基因,此过程每次循环可以分为________三步。
(2)构建重组DNA分子。图中质粒还缺少的必备元件是________。质粒中启动子的作用是结合________,驱动目的基因高效转录。为使基因crtZ片段能正确连接到图中质粒,应选用限制酶________来处理质粒。
(3)目的基因导入受体细胞。将重组质粒导入大肠杆菌后,需在含________的培养基上筛选,以排除未导入质粒的大肠杆菌;再从阳性大肠杆菌中提取重组质粒,导入URA3基因缺失的酿酒酵母,应在________的培养基上筛选工程酵母,理由是________。
(4)虾青素的部分代谢途径如图所示,通过基因编辑技术将crtZ基因定向整合到酿酒酵母染色体上的ERG3基因中,该方法可避免因________(生理过程)导致的目的基因丢失,提高遗传稳定性;同时能进一步提高虾青素产量,原因是________,这一方案体现了基因工程对微生物________的定向改造。
【答案】(1) ①. 模板 ②. 变性、退火、延伸
(2) ①. 复制原点(复制起点) ②. RNA聚合酶 ③. BamHⅠ和EcoRⅠ
(3) ①. 氨苄青霉素 ②. 不含尿嘧啶 ③. URA3基因缺失的酵母无法合成尿嘧啶,只有导入含URA3基因重组质粒的工程酵母才能在不含尿嘧啶的培养基上存活
(4) ①. 有丝分裂(细胞增殖) ②. ERG3基因被破坏,使更多前体物质用于虾青素合成途径 ③. 代谢途径
【解析】
【小问1详解】
目的基因扩增以雨生红球藻总DNA为模板,特异性引物可精准结合在目的基因的3'端,启动扩增。PCR技术每次循环分为三步:变性(高温使DNA双链解旋)、复性(降温让引物与模板链结合)、延伸(Taq酶催化子链合成),通过多轮循环实现目的基因大量复制。
【小问2详解】
重组质粒的必备元件包括启动子、终止子、目的基因、标记基因和复制原点,图中质粒缺失复制原点。启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,RNA聚合酶结合后可启动目的基因转录为mRNA。分析题图可知,目的基因的两端只有EcoR Ⅰ和Bgl Ⅱ识别序列,目的基因应该用这两种酶切割,为使基因crtZ片段能在受体细胞中表达,应将基因crtZ片段连在启动子和终止子之间,他们之间有Bgl Ⅱ、EcoR I、BamH I和Hind Ⅲ识别序列,但Bgl Ⅱ有一个识别位点在启动子左边,如果使用此酶,有可能会将启动子切除,不能使用此酶,Bgl Ⅱ和BamH I切割后产生的黏性末端相同,为保证目的基因和质粒能正确连接在一起,应该用EcoR I和BamH I切割质粒。
【小问3详解】
分析题图可知,大肠杆菌的筛选标记基因为Ampr(氨苄青霉素抗性基因),故需在含氨苄青霉素的培养基上筛选,未导入质粒的大肠杆菌无抗性,会被淘汰。 酿酒酵母缺失URA3基因,无法合成尿嘧啶,而重组质粒含URA3基因,故需在不含尿嘧啶的培养基上筛选,只有导入含URA3基因重组质粒的工程酵母才能在不含尿嘧啶的培养基上存活从而区分成功转化的酵母。
【小问4详解】
若目的基因仅存在于质粒上,酵母有丝分裂(细胞增殖)过程中,质粒可能随机分配,导致部分子代细胞丢失目的基因;整合到染色体上可避免这一问题,提高遗传稳定性。据代谢途径可知,ERG3基因控制合成麦角固醇,crtZ基因整合到ERG3基因中会破坏其功能,使前体物质无法流向麦角固醇合成途径,转而更多用于虾青素合成,故产量提高。这一方案体现了基因工程对微生物代谢途径的定向改造。
20. 水稻是重要的粮食作物,一般水稻品种为单粒稻。研究人员用乙基甲磺酸酯作为诱变剂,处理单粒稻植株A获得能够稳定遗传的复粒稻突变体植株B(稻粒常三粒簇生)。回答下列问题:
(1)研究人员获得复粒稻突变体所用的育种方法是______,其原理是______。
(2)研究者将纯合单粒稻A(M1M1)与复粒稻突变体植株B(M2M2)杂交,发现F1均为半复粒,若将F1自交,统计F2中复粒:半复粒:单粒的植株比例接近______,则可推断簇生性状由一对等位基因控制。为确定该簇生基因在染色体上的位置(簇生性状由一对等位基因M1、M2控制),研究人员进一步检测植株A、植株B、F1及F2中复粒稻植株4号和6号染色体的SSR扩增产物,电泳结果如图1所示(SSR是染色体上的一段特异性短核苷酸序列,不同染色体具有各自特异的SSR,可用于基因定位的遗传标记)。可推测控制复粒性状的基因位于______号染色体上。请在图2中标出F1中簇生基因与SSR分子标记的相对位置关系______。
注:A的4号、6号染色体SSR分别记为S1、S2;B的4号、6号染色体SSR分别记为S3、S4.
(3)水稻的非糯性和糯性是一对相对性状,非糯性对糯性呈显性,该性状由位于4号染色体上的一对等位基因A、a控制。研究人员将非糯性品系C与糯性水稻品系D杂交,所得子代均表现为非糯性半复粒,再将其自交(无交叉互换),请预测所得后代植株的表型及比例分别为______。
【答案】(1) ①. 诱变育种 ②. 基因突变
(2) ①. 1∶2∶1 ②. 4 ③.
(3)非糯性单粒∶非糯性半复粒∶糯性复粒=1∶2∶1,或糯性单粒∶非糯性半复粒∶非糯性复粒=1∶2∶1
【解析】
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【小问1详解】
题意显示,研究人员用乙基甲磺酸酯作为诱变剂,处理单粒稻植株A获得能够稳定遗传的复粒稻突变体植株B、C,该过程所用的育种方法是诱变育种,该操作的原理是基因突变。
【小问2详解】
研究人员对复粒稻突变体植株B进行研究,发现该簇生性状由一对等位基因M1、M2控制。为确定该基因在染色体上的位置,用单粒稻植株A与复粒稻突变体B作为亲本进行杂交,F1均为半复粒(表现为不完全显性),F1自交,统计F2中复粒、半复粒、单粒植株比例接近1∶2∶1。研究人员进一步检测植株A、植株B及F2复粒稻植株4号和6号染色体的SSR扩增产物,电泳结果如图1所示,根据电泳结果可知F2复粒稻植株均带有B植株的4号染色体上的S3,因而可推测控制复粒性状的基因位于4号染色体上,相应的标出F1中簇生基因与SSR分子标记的相对位置关系如下:
。
【小问3详解】
非糯性对糯性呈显性,该性状由位于4号染色体上的一对等位基因A、a控制,复粒相关基因也位于4号染色体上,将非糯性品系C(aa)与糯性水稻品系D(AA)杂交,所得子代均表现为非糯性半复粒(AaM1M2),将其自交(无交叉互换),若亲本为非糯性品系C(aaM1M1)、糯性水稻品系D(AAM2M2),则F1产生的配子为aM1、AM2,F2为非糯性单粒(aaM1M1)∶非糯性半复粒(AaM1M2)∶糯性复粒(AAM2M2)=1∶2∶1,若亲本为非糯性品系C(aaM2M2)、糯性水稻品系D(AAM1M1),则F1产生的配子为aM2、AM1,F2为糯性单粒(AAM1M1)∶非糯性半复粒(AaM1M2)∶非糯性复粒(aaM2M2)=1∶2∶1。
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