精品解析:安徽合肥六中2026届高三最后一卷生物
2026-06-04
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2份
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34页
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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-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 合肥市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.73 MB |
| 发布时间 | 2026-06-04 |
| 更新时间 | 2026-06-04 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58202086.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
合肥六中2026届高三最后一卷
生物
(本试卷满分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔将答题卡对应题目的答案选项涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案选项。作答非选择题时,将答案写在答题卡上对应区域。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,只有一项符合题目要求。
1. 科研团队在富营养化水体中分离到真核单细胞生物赭苔虫,其细胞内存在具单层膜的“储能泡”,可储存脂质并转化为葡萄糖。下列叙述正确的是( )
A. 推测“储能泡”将脂质转化为葡萄糖的过程会消耗水
B. 储能泡内的转化酶是由储能泡内的游离核糖体合成的
C. 赭苔虫遗传物质上含有起始密码子,储能泡膜的主要成分是多糖和蛋白质
D. tRNA、囊泡、细胞骨架均具备运输功能,其中tRNA的5′端结合并转运氨基酸
2. 生物学实验中的常见材料之一——洋葱,其根呈细丝状,绿色叶片中空呈圆筒形,叶鞘肥厚呈鳞片状,密集于短缩茎的周围,形成鳞茎。紫色洋葱鳞片叶的外表皮液泡中含有水溶性的花青素呈紫色。下列叙述正确的是( )
A. 提取洋葱DNA时,将析出的白色丝状物与二苯胺试剂混合沸水浴加热后呈蓝色
B. 洋葱鳞片叶中央的无色组织中含有蛋白质,用双缩脲试剂鉴定时可产生紫色沉淀
C. 用纸层析法分离洋葱管状叶的色素时,色素带最宽的为黄绿色,只吸收蓝紫光和红光
D. 将紫色洋葱鳞片叶内表皮置于0.3g/mL蔗糖溶液中,液泡颜色一直加深
3. 鲁宾和卡门制备了含有少量同位素18O的水和碳酸的盐类衍生物,其中碳酸的盐类衍生物分解能产生CO2。在适宜光照下,他们给2组小球藻提供含有不同比例18O的水(含有18O的水占所有水的比例)和含有不同比例18O的碳酸的盐类衍生物(含有18O的碳酸的盐类衍生物占所有碳酸的盐类衍生物的比例),一段时间后检测光合产物O2中18O的比例,具体过程和结果如表所示。下列相关说法正确的是( )
组别
溶入的盐类
从溶解盐类到开始收集氧气的时间/min
各阶段收集氧气结束的时间/min
18O标记物所占比例/%
H218O
KHC18O3+K2C18O3
18O2
1
KHCO3+K2CO3
0
45
0.85
0.20
0.85
45
110
0.85
0.41
0.84
110
225
0.85
0.55
0.85
2
KHCO3+K2CO3
0
45
0.20
0.60
0.20
45
110
0.20
0.50
0.20
110
225
0.20
0.40
0.20
A. 本实验中第2组为对照组,第1组为实验组
B. 小球藻光反应所消耗的水全部来自于实验中加入的水
C. 18O2比例不仅与18O的水所占比例有关,同时受到小球藻光合作用时长的影响
D. 由O2中的18O的比例和水中18O的比例一致,可得出“光合作用产生的O2来源于水”的结论
4. 观察染色体形态和统计染色体数目需要较多的分裂中期细胞,研究人员研究了不同低温预处理时间对有丝分裂指数和中期分裂指数的影响,结果如下图,下列叙述错误的是( )
有丝分裂指数=有丝分裂细胞数/观察细胞总数×100%;
中期分裂指数=有丝分裂中期细胞数/观察细胞总数×100%
A. 制作洋葱根尖有丝分裂装片时,解离后需用清水漂洗,可防止解离液影响后续染色
B. 相较于24h处理组,30h处理组停滞在中期的有丝分裂细胞多出约11%
C. 低温处理时间超过42h后,有丝分裂指数下降,原因是低温导致细胞大量死亡
D. 低温预处理时间越长,有丝分裂指数和中期分裂指数越高,诱导效果越好
5. 某二倍体植物株型由复等位基因A1(正常)、A2(中间型)、a(紧凑)控制,A1对A2、a完全显性,A2对a完全显性。A1基因存在“自私效应”:产生配子时会导致同株A2、a的雄配子50%死亡。下列叙述正确的是( )
A. 复等位基因存在于同源染色体上不同位点
B. A1a植株自交,F1中正常株型∶紧凑株型=3∶1
C. 一株中间型和一株正常植株杂交,紧凑型子代占1/4
D. 两株正常个体相互杂交,子代最多有两种表型
6. 研究发现肝癌组织中肿瘤抑制基因TSG启动子高度甲基化,mRNA表达量仅为正常组织的1/10。已知胞嘧啶甲基化后可自发脱氨基变为胸腺嘧啶,下列叙述错误的是( )
A. TSG甲基化导致肝癌发生,说明甲基化一定会改变生物表型
B. TSG启动子甲基化会影响RNA聚合酶与其结合,导致转录受阻
C. 同卵双胞胎成年后TSG甲基化差异增大,可能与生活环境不同有关
D. 若TSG模板链中甲基化胞嘧啶脱氨基,转录产物中对应位置的G会变为A
7. SSR是DNA上的特殊序列。已知水稻的正常粒和长粒受一对等位基因控制,且亲本不同水稻个体和不同染色体上SSR长度均不相同。为了对正常粒和长粒基因进行定位,科研人员将长粒与正常粒作为亲本杂交得到F1,F1全为正常粒,F1自交得到的F2中正常粒∶长粒≈3∶1。科研人员对全部水稻个体的SSR序列进行检测,F2中1、3、6为长粒,其余为正常粒,电泳结果如图1和2所示。不考虑同源染色体联会时互换,下列叙述正确的是( )
A. 理论上F2中与F1两对同源染色体上SSR条带相同的植株所占比例约1/8
B. F2长粒植株2号染色体的SSR条带均与长粒亲本一致,说明长粒基因位于2号染色体上
C. Ⅱ号染色体SSR电泳时,长粒亲本类型SSR迁移速率比正常粒亲本类型SSR更慢
D. 6号个体与8号个体杂交,F1的正常粒都含有Ⅲ号染色体双亲的两种类型的SSR条带
8. 亚马逊花鳉是全雌性鱼类,其繁殖过程不进行减数分裂,依赖近缘种雄鱼精子触发卵子(通过有丝分裂形成)发育,精子的遗传物质随后被丢弃。研究发现,该物种通过基因转换机制修复DNA损伤,即在染色体断裂时,以同源染色体上的正常序列为模板进行“复制粘贴”,从而将杂合等位基因转为纯合状态,且优先清除有害突变。下列关于亚马逊花鳉的叙述,正确的是( )
A. 基因转换能定向诱导有利突变,消除无性繁殖的进化缺陷
B. 基因转换过程会导致碱基对的替换,属于基因突变,可产生新的等位基因
C. 有害突变未显著积累,说明该物种的基因突变频率低于有性生殖物种
D. 该物种繁殖过程中遗传不遵循孟德尔定律,但可发生基因突变和染色体变异
9. 制备蛙离体坐骨神经干标本,分别记录不同温度任氏液(蛙的生理盐水)中标本的膜外电位变化。根据相关数据,下列叙述与生理知识符合的是( )
A. 若加入河豚毒素(Na+通道抑制剂),仅高温组无法检测到动作电位
B. 将刺激电极从Ⅰ点移至Ⅱ点,两个电流计记录的波形幅值会明显减半
C. 10℃时波形的向下幅度降低,主要原因是低温抑制K+通道空间结构,K+外流减少
D. 40℃下波形的向上幅值降低,主要原因是高温抑制Na+通道空间结构,Na+内流减少
10. 调节性T细胞(Treg细胞)是辅助性T细胞的一类亚群,具有免疫抑制功能,TGF-β是一种细胞因子,可通过抑制基因bim的表达来抑制Treg细胞的凋亡,从而维持Treg细胞的生存,下列叙述错误的是( )
A. 增强Treg功能,可治疗恶性肿瘤
B. 器官移植时注射TGF-β可降低免疫排斥反应
C. Treg功能缺陷时,可能导致免疫自稳功能异常,引发自身免疫病
D. Treg来源于骨髓造血干细胞,在胸腺中发育成熟,可特异性识别抗原
11. “酸生长理论”认为生长素能够促进H+向细胞外运输,使质外体(原生质以外的部分)pH下降,软化细胞壁从而促进植物生长,但当质外体酸化到一定程度时则抑制细胞延展。此外,光信号能促使下胚轴表皮细胞质外体pH升高。如图为拟南芥下胚轴在不同光照强度及生长素浓度下的伸长情况。下列叙述正确的是( )
A. 黑暗下适宜浓度生长素通过参与代谢反应酸化细胞壁促进伸长
B. 在弱光下a浓度时拟南芥下胚轴的伸长长度大于强光下的伸长长度
C. 将植物茎切段放入pH较高的环境中一定有利于茎切段的生长
D. 光信号在一定程度上可以抵消生长素诱导的质外体的过度酸化
12. 亮叶桦是某锑矿区唯一乔木,它可通过改善土壤理化性质、招募抗锑微生物抑制锑迁移,促进植株生长,优化矿区生态系统功能。研究人员通过分析年轮获得该矿区亮叶桦种群的年龄结构如图(Ⅰ—Ⅱ为幼龄、Ⅲ—Ⅴ为中龄、Ⅵ—Ⅷ为老龄)。下列叙述错误的是( )
A. 矿区植被恢复后,群落物种丰富度升高,抵抗力稳定性增强
B. 亮叶桦与抗锑微生物互惠互利的种间关系是协同进化的结果
C. 该种群为增长型,未来数量会持续增长,锑迁移抑制能力持续增强
D. 调查亮叶桦种群密度应采用样方法,需随机取样,不能刻意选择密集区域
13. 城市残存森林斑块是指在城市化进程中保留下来的自然或半自然森林片段,它们通常被城市建筑包围,形成“生态孤岛”。有些城市在斑块间增加绿色廊道。研究人员对某城市一处残存森林斑块进行了长期监测,发现该斑块在自然演替与人为干扰的共同作用下,物种组成和群落结构发生了明显变化。下列叙述正确的是( )
A. 该演替属于初生演替,因斑块最初无植被覆盖
B. 森林阶段植物的净光合速率一定高于灌木阶段
C. 绿色廊道可促进斑块间物种交流,提高生物多样性
D. 若森林斑块处于生态平衡状态,则生物种类和数量将不再发生任何变化
14. 全球首例体细胞克隆犏牛培育过程为:取优质犏牛体细胞核注入去核MⅡ期卵母细胞,电融合激活重构胚后移植到代孕母牛体内。下列叙述错误的是( )
A. 电激活可模拟受精作用,使重构胚完成细胞分裂和发育
B. 克隆犏牛性状与供体完全相同,因遗传物质几乎全部来自供体
C. 需对供体和受体母牛进行同期发情处理,为胚胎着床提供适宜环境
D. 卵母细胞去核实质是去除纺锤体—染色体复合物,保证核基因来自供体
15. 青蒿素是黄花蒿的次生代谢物,具有抗疟疾的功效。黄花蒿栽培过程中根部易受病毒侵染,科研人员通过组织培养获得脱毒苗的主要操作流程如图。下列叙述错误的是( )
A. 选取茎尖分生区作为外植体,可减少病毒污染以获得脱毒苗
B. 图中1号培养基需添加蔗糖,目的是提供营养和调节渗透压
C. 与2号比较,3号培养基中细胞分裂素的比例升高以诱导生根
D. 青蒿素不是黄花蒿生长所必需的,只有分化后的细胞才能合成
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 半自主性细胞器叶绿体含有环状DNA和核糖体,叶绿体中Rubisco(简称R酶)是卡尔文循环中固定CO2的关键酶,CO2和O2能竞争性地与其活性中心结合。光照过强或干旱时植物光反应不能及时转化光能会生成超氧阴离子等活性氧自由基。当CO2/O2比值较高时,R酶能催化C5与CO2反应;当O2/CO2比值较高时,R酶能催化C5与O2反应生成磷酸乙醇酸,进而启动光呼吸过程。请分析回答:
(1)为研究光呼吸中有机物的转化路径,研究人员用14C标记C5,将植物置于_____环境,在不同时间内快速终止反应,再提取有机物检测放射性,根据_____推断物质的转化路径。
(2)干旱环境下,植物气孔关闭,胞间CO2浓度降低,O2/CO2比值升高,光呼吸增强。据图分析,光呼吸过程中,磷酸乙醇酸经一系列反应最终生成_____,重返叶绿体参与卡尔文循环;与卡尔文循环相比,光呼吸过程会消耗_____(至少答出2点),并释放CO2。
(3)干旱胁迫导致______,造成暗反应速率下降,进而造成光能不能及时转化,对叶绿体光合系统损伤的机制是______,从而损伤光合系统。
(4)为减弱光呼吸,科学家通过基因工程技术,将大肠杆菌编码乙醇酸脱氢酶(GDH)、乙醛酸羧化酶(GCL)、酒石酸半醛还原酶(TSR)的基因导入水稻细胞中,构建出光呼吸支路(图中“→”部分),从而提高水稻产量。请据图,从CO2角度分析,该转基因水稻产量提高的机制是_____。
17. 人体遭遇急性应激(如突发低温、惊吓、高强度运动)时,会通过交感神经—肾上腺髓质系统(SAM)和下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)协同调控维持内环境稳态;长期慢性应激会导致调节通路紊乱,引发原发性高血压、睡眠障碍等疾病。某科研团队围绕应激状态下的神经—体液调节机制开展系列研究,请回答下列问题:
(1)急性应激时,交感神经兴奋,使心跳加快、血压升高。该调节过程中,效应器包括_____(至少答出两个)。
(2)急性应激时,下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)通过_____运输至垂体,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),进而调控肾上腺皮质分泌糖皮质激素;当血液中糖皮质激素浓度升高到一定水平时,会通过______调节抑制下丘脑和垂体的分泌活动,维持激素水平的相对稳定。
(3)糖皮质激素可抑制免疫系统功能,因此在器官移植时,医生会给患者适量使用糖皮质激素,其目的是_____。但长期使用可能导致肾上腺皮质萎缩,原因是_____。
(4)长期慢性应激导致HPA轴功能紊乱,血液中糖皮质激素水平持续偏高。这可能_____(填“促进”或“抑制”)海马区神经发生,进而诱发抑郁症。
(5)为验证“慢性应激导致的高血压与交感神经过度兴奋直接相关”,请设计实验思路并预期结果。
实验思路:_____。
预期结果:_____。
18. 生态学原理在建设和谐家园过程中起到重要作用,回答下列有关问题:
Ⅰ.利用生态防控技术有效助力百香果虫害管理。研究人员做了如下实验:在农场区域内种植波斯菊花带(波斯菊的花蜜可作为瓢虫的补充性食物),以杂草带为对照。采用直接观察法记录植株上的主要害虫(如蚜虫)和其捕食性天敌(如瓢虫)的数量。从5月18日至7月24日,每周调查一次,结果如图1、2所示:
(1)研究人员采用“直接观察法”记录害虫和天敌数量,该方法的缺点是______。
(2)根据上图结果,果农们在悬挂黄色粘板的基础上种植波斯菊花带以增强防控效果,请尝试分析这种“物理诱捕+生态调控”的协同防控体系中,波斯菊花带能增强防控效果的原因是______。
(3)分析图1和图2数据,波斯菊花带上的捕食性天敌数量在6月下旬达到峰值,而害虫数量在7月上旬才开始显著下降,这表明天敌对害虫的控制存在______现象。
Ⅱ.利用生态浮床解决生活污水造成的水体污染效果显著,为进一步提高效益,学者构建组合型生态浮床,结构如图1。上层种植经济植物空心菜,并通过合理设置根区空间使根系形成毡垫状构造,以截留颗粒性污染物和藻类;中层笼养滤食性水生动物河蚬,河蚬可以滤食一些藻类和有机污染物;下层悬挂高效人工介质,大量富集微生物,形成高效生物膜净化区。
(4)组合型生态浮床的上层植物(空心菜)不仅能吸收水体中的N、P等无机盐,还能通过______为水体补充氧气。河蚬在生态浮床中属于消费者,其同化的能量除用于自身生长、发育和繁殖外,还用于______。
(5)为了验证组合型生态浮床去除总氮和藻类的效果,科研人员在若干试验水池中进行了组合型生态浮床水质净化的模拟实验,设置池内水体交换时间(水体在生态浮床区域停留的时间)为3、4、5、6和7d,实验结果如图2和图3。
①与进水口相比,水池出水口浮游藻类含量下降的原因有______(至少答出两点)。
②与传统的化学除藻(如投放硫酸铜)相比,使用组合型生态浮床治理水体富营养化的优势在于______(至少答出两点)。
19. 矮秆小麦抗倒伏能提高产量。Rht-B1基因编码的DELLA蛋白是小麦赤霉素信号转导的调控因子。野生型小麦的株高正常,矮化小麦(B品系)的出现与Rht-B1基因和Rht-D1基因的突变有关。为研究B品系矮化的遗传机制,研究人员将小麦野生型纯合植株与纯合B品系植株进行杂交,实验及结果如图1所示。回答下列问题:
(1)Rht-B1基因和Rht-D1基因的遗传遵循______定律。F2株高正常的植株自交后代中,矮化植株占比为_____。
(2)检测F2植株DELLA蛋白的含量,与正常植株相比,半矮化植株DELLA蛋白的含量显著减少,说明控制矮化的主要是______(填“Rht-B1”或“Rht-D1”)基因的突变基因。
(3)Ap2L基因是调控小麦生长的重要基因。为研究Ap2L基因能否调节Rht-B1基因和Rht-D1基因的表达从而调控小麦的株高,研究人员选用F2中株高正常的纯合植株、半矮化纯合植株进行Ap2L基因编辑,使该基因突变成为ap2L基因,经基因编辑的正常植株的DELLA蛋白表达量降低,出现半矮化和矮化。各植株的高度如图2所示。
从分子水平看,DELLA蛋白含量下降的根本原因是______。根据图2结果,完善下图模型:
a:______,b:______,c:______。
(4)正常株编辑株1和正常株编辑株2的矮化程度不同,原因是_____。
20. 多环芳烃(PAHs)是一种持久性有机污染物。某研究小组从受污染土壤中驯化培养出降解PAHs的细菌(如图1所示),并进行降解效率测定。由于该菌繁殖能力弱,研究人员通过PCR扩增的方法得到其降解PAHs的关键基因C12O基因,再将C12O基因连接到载体转入大肠杆菌中,期望获得可降解PAHs的转基因大肠杆菌。回答下列问题:
(1)图1挑选20个单菌落接种至新培养基B的20个小格中培养,目的是_____。
(2)图3载体中,启动子功能是_____,用于驱动C12O基因的转录。卡拉霉素抗性基因属于______基因,可用于筛选含有重组质粒的大肠杆菌。
(3)为将扩增后的目标片段插入载体后与卡拉霉素抗性基因读取方向一致(如图3所示),需在引物R1、R2和R3的5′端添加限制酶______的识别序列。
(4)将重组质粒导入大肠杆菌后,需将菌液涂布在含有_____的选择培养基上,用于筛选出转化成功的菌株。
(5)将构建的基因表达载体成功导入大肠杆菌后,研究人员发现只有含R3与RX扩增产物的大肠杆菌不能降解多环芳烃,原因可能是______。
(6)若要进一步测定转基因大肠杆菌的PAHs降解效率,应设置______组作为对照。实验组和对照组应在_____条件下进行培养,一段时间后测定PAHs的剩余量或浓度。
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合肥六中2026届高三最后一卷
生物
(本试卷满分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔将答题卡对应题目的答案选项涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案选项。作答非选择题时,将答案写在答题卡上对应区域。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,只有一项符合题目要求。
1. 科研团队在富营养化水体中分离到真核单细胞生物赭苔虫,其细胞内存在具单层膜的“储能泡”,可储存脂质并转化为葡萄糖。下列叙述正确的是( )
A. 推测“储能泡”将脂质转化为葡萄糖的过程会消耗水
B. 储能泡内的转化酶是由储能泡内的游离核糖体合成的
C. 赭苔虫遗传物质上含有起始密码子,储能泡膜的主要成分是多糖和蛋白质
D. tRNA、囊泡、细胞骨架均具备运输功能,其中tRNA的5′端结合并转运氨基酸
【答案】A
【解析】
【详解】A、脂质转化为葡萄糖的过程需要先经过水解反应将脂质分解为小分子物质,水解反应的进行需要消耗水,因此该过程会消耗水,A正确;
B、储能泡是单层膜细胞器,自身不含核糖体,其内部的转化酶本质为蛋白质,由细胞质中的核糖体合成后转运进入储能泡,并非储能泡内的核糖体合成,B错误;
C、起始密码子位于mRNA上,赭苔虫的遗传物质是DNA,不存在起始密码子;生物膜的主要成分为脂质和蛋白质,储能泡膜作为生物膜,主要成分不是多糖和蛋白质,C错误;
D、tRNA结合并转运氨基酸的位点是3′端,不是5′端,D错误。
2. 生物学实验中的常见材料之一——洋葱,其根呈细丝状,绿色叶片中空呈圆筒形,叶鞘肥厚呈鳞片状,密集于短缩茎的周围,形成鳞茎。紫色洋葱鳞片叶的外表皮液泡中含有水溶性的花青素呈紫色。下列叙述正确的是( )
A. 提取洋葱DNA时,将析出的白色丝状物与二苯胺试剂混合沸水浴加热后呈蓝色
B. 洋葱鳞片叶中央的无色组织中含有蛋白质,用双缩脲试剂鉴定时可产生紫色沉淀
C. 用纸层析法分离洋葱管状叶的色素时,色素带最宽的为黄绿色,只吸收蓝紫光和红光
D. 将紫色洋葱鳞片叶内表皮置于0.3g/mL蔗糖溶液中,液泡颜色一直加深
【答案】A
【解析】
【详解】A、粗提取得到的白色丝状物为DNA,DNA与二苯胺试剂在沸水浴加热条件下会发生显色反应呈蓝色,A正确;
B、双缩脲试剂与蛋白质反应生成紫色络合物,并非紫色沉淀,B错误;
C、纸层析法分离色素时,色素带宽度与色素含量正相关,含量最多的是蓝绿色的叶绿素a,因此最宽的色素带为蓝绿色;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,并非只吸收这两类光,C错误;
D、紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的液泡不含花青素,本身为无色,置于0.3g/mL蔗糖溶液中虽会发生质壁分离,但不会出现液泡颜色加深的现象,D错误。
3. 鲁宾和卡门制备了含有少量同位素18O的水和碳酸的盐类衍生物,其中碳酸的盐类衍生物分解能产生CO2。在适宜光照下,他们给2组小球藻提供含有不同比例18O的水(含有18O的水占所有水的比例)和含有不同比例18O的碳酸的盐类衍生物(含有18O的碳酸的盐类衍生物占所有碳酸的盐类衍生物的比例),一段时间后检测光合产物O2中18O的比例,具体过程和结果如表所示。下列相关说法正确的是( )
组别
溶入的盐类
从溶解盐类到开始收集氧气的时间/min
各阶段收集氧气结束的时间/min
18O标记物所占比例/%
H218O
KHC18O3+K2C18O3
18O2
1
KHCO3+K2CO3
0
45
0.85
0.20
0.85
45
110
0.85
0.41
0.84
110
225
0.85
0.55
0.85
2
KHCO3+K2CO3
0
45
0.20
0.60
0.20
45
110
0.20
0.50
0.20
110
225
0.20
0.40
0.20
A. 本实验中第2组为对照组,第1组为实验组
B. 小球藻光反应所消耗的水全部来自于实验中加入的水
C. 18O2比例不仅与18O的水所占比例有关,同时受到小球藻光合作用时长的影响
D. 由O2中的18O的比例和水中18O的比例一致,可得出“光合作用产生的O2来源于水”的结论
【答案】D
【解析】
【详解】A、本实验的两组均为实验组,属于相互对照,没有设置单独的对照组,A错误;
B、小球藻自身的细胞呼吸等代谢过程也会产生水,这些内源水也可以参与光反应,因此光反应消耗的水并非全部来自实验中加入的水,B错误;
C、由表格数据可知,同一组别不同收集时间段(即不同光合作用时长)下,18O2的比例始终和该组H218O的比例一致,说明18O2比例不受光合作用时长影响,C错误;
D、实验中无论提供CO2的碳酸盐的18O比例如何变化,释放的O2中18O的比例始终与水中18O的比例保持一致,可得出“光合作用产生的O2来源于水”的结论,D正确。
4. 观察染色体形态和统计染色体数目需要较多的分裂中期细胞,研究人员研究了不同低温预处理时间对有丝分裂指数和中期分裂指数的影响,结果如下图,下列叙述错误的是( )
有丝分裂指数=有丝分裂细胞数/观察细胞总数×100%;
中期分裂指数=有丝分裂中期细胞数/观察细胞总数×100%
A. 制作洋葱根尖有丝分裂装片时,解离后需用清水漂洗,可防止解离液影响后续染色
B. 相较于24h处理组,30h处理组停滞在中期的有丝分裂细胞多出约11%
C. 低温处理时间超过42h后,有丝分裂指数下降,原因是低温导致细胞大量死亡
D. 低温预处理时间越长,有丝分裂指数和中期分裂指数越高,诱导效果越好
【答案】D
【解析】
【详解】A、制作洋葱根尖有丝分裂装片的流程为解离→漂洗→染色→制片,解离后用清水漂洗的目的是洗去解离液,防止解离过度,避免解离液影响后续染色,A正确;
B、中期细胞占有丝分裂细胞的比例 = 中期分裂指数/有丝分裂指数:24h处理组该比例为8/10×100%=80%,30h处理组该比例为10/11×100%≈91%,差值约为11%,即30h组停滞在中期的有丝分裂细胞比24h组多出约11%,B正确;
C、低温会抑制细胞代谢,长时间低温处理会导致大量细胞死亡,因此处理超过42h后有丝分裂指数下降,C正确;
D、从图中可以看出,处理时间超过30h后,有丝分裂指数和中期分裂指数都逐渐下降,并非预处理时间越长,两个指数越高、诱导效果越好,D错误。
5. 某二倍体植物株型由复等位基因A1(正常)、A2(中间型)、a(紧凑)控制,A1对A2、a完全显性,A2对a完全显性。A1基因存在“自私效应”:产生配子时会导致同株A2、a的雄配子50%死亡。下列叙述正确的是( )
A. 复等位基因存在于同源染色体上不同位点
B. A1a植株自交,F1中正常株型∶紧凑株型=3∶1
C. 一株中间型和一株正常植株杂交,紧凑型子代占1/4
D. 两株正常个体相互杂交,子代最多有两种表型
【答案】D
【解析】
【详解】A、复等位基因是指位于同源染色体的相同位点上,存在三种或三种以上的等位基因,A错误;
B、A1a植株自交,产生的雌配子为A1:a=1:1;产生的雄配子中a有50%死亡,存活雄配子为A1:a=2:1,子代中紧凑型(aa)占1/2×1/3=1/6,正常株型占1-1/6=5/6,即子代中正常株型:紧凑株型=5:1,B错误;
C、中间型的基因型为A2A2或A2a,正常株的基因型为A1A1、A1A2或A1a,紧凑型的基因型为aa。只有亲本分别为A2a和A1a,子代才会出现紧凑型,当A1a为母本、A2a为父本时,子代紧凑型占比为1/4;当A2a为母本、A1a为父本时,子代紧凑型占比为1/2×1/3=1/6,故一株中间型和一株正常植株杂交,子代紧凑型占比并非一定为1/4,C错误;
D、正常株的基因型为A1A1、A1A2或A1a。两株正常个体相互杂交,若要使子代有多种表型,则亲本组合可以为A1A2×A1A2、A1A2×A1a 或A1a×A1a,第一种亲本组合的子代仅正常株(A1_)和中间型(A2A2)两种表型;第二种亲本组合的子代仅正常株(A1_)和中间型(A2a)两种表型;第三种亲本组合的子代仅正常株(A1_)和紧凑型(aa)两种表型,因此子代最多两种表型,D正确。
6. 研究发现肝癌组织中肿瘤抑制基因TSG启动子高度甲基化,mRNA表达量仅为正常组织的1/10。已知胞嘧啶甲基化后可自发脱氨基变为胸腺嘧啶,下列叙述错误的是( )
A. TSG甲基化导致肝癌发生,说明甲基化一定会改变生物表型
B. TSG启动子甲基化会影响RNA聚合酶与其结合,导致转录受阻
C. 同卵双胞胎成年后TSG甲基化差异增大,可能与生活环境不同有关
D. 若TSG模板链中甲基化胞嘧啶脱氨基,转录产物中对应位置的G会变为A
【答案】A
【解析】
【详解】A、DNA甲基化是表观遗传修饰,并非所有甲基化都会影响基因表达,因此不一定改变生物表型,A错误;
B、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,启动子甲基化会阻碍RNA聚合酶结合,使转录受阻,B正确;
C、DNA甲基化水平受环境影响,同卵双胞胎基因相同,生活环境不同会导致基因甲基化差异增大,C正确;
D、TSG模板链中甲基化胞嘧啶(C)脱氨基变为胸腺嘧啶(T),原模板链C对应转录产物的碱基为G,突变后模板链T对应转录产物的碱基为A,因此转录产物对应位置的G会变为A,D正确。
7. SSR是DNA上的特殊序列。已知水稻的正常粒和长粒受一对等位基因控制,且亲本不同水稻个体和不同染色体上SSR长度均不相同。为了对正常粒和长粒基因进行定位,科研人员将长粒与正常粒作为亲本杂交得到F1,F1全为正常粒,F1自交得到的F2中正常粒∶长粒≈3∶1。科研人员对全部水稻个体的SSR序列进行检测,F2中1、3、6为长粒,其余为正常粒,电泳结果如图1和2所示。不考虑同源染色体联会时互换,下列叙述正确的是( )
A. 理论上F2中与F1两对同源染色体上SSR条带相同的植株所占比例约1/8
B. F2长粒植株2号染色体的SSR条带均与长粒亲本一致,说明长粒基因位于2号染色体上
C. Ⅱ号染色体SSR电泳时,长粒亲本类型SSR迁移速率比正常粒亲本类型SSR更慢
D. 6号个体与8号个体杂交,F1的正常粒都含有Ⅲ号染色体双亲的两种类型的SSR条带
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题图1和图2可知,对于Ⅱ号染色体而言,F1应同时含两个条带,F2中4、5、8号的条带与F1相同,对于Ⅲ号染色体而言,F2中2、3、8号与F1相同,所以理论上F2中与F1两对同源染色体上SSR条带相同的植株所占比例约3/8,A错误;
B、该实验中F1均为正常粒水稻,其自交产生的F2既有正常粒也有长粒,说明长粒为隐性性状,正常粒为显性性状,假设决定这一相对性状的基因为T/t,则长粒水稻的基因型为tt,正常粒水稻的基因型为TT或Tt,F2由F1自交而来且F2的表型比例为正常粒∶长粒≈3∶1,则F1的基因型均为Tt,亲本正常粒水稻的基因型为TT,长粒水稻的基因型为tt,F2中1、3、6号为长粒水稻,其基因型为tt,Ⅱ号染色体的电泳图中1、3、6号条带均与亲本长粒相同,但Ⅲ号染色体的电泳图则不同,说明长粒基因t位于2号染色体上,B正确;
C、由题图1所示的条带位置可知,Ⅱ号染色体的SSR电泳时,长粒亲本的SSR更小,则其迁移速率比正常粒亲本类型的SSR更快,C错误;
D、结合上述分析可知,决定水稻为正常粒还是长粒的基因型位于Ⅱ号染色体上,由题图可知6号个体的基因型为tt,8号个体的基因型为Tt,二者杂交产生的F1中,正常粒的基因型为Tt,都含有Ⅱ号染色体双亲的SSR,但不一定同时含有Ⅲ号染色体双亲的SSR,D错误。
8. 亚马逊花鳉是全雌性鱼类,其繁殖过程不进行减数分裂,依赖近缘种雄鱼精子触发卵子(通过有丝分裂形成)发育,精子的遗传物质随后被丢弃。研究发现,该物种通过基因转换机制修复DNA损伤,即在染色体断裂时,以同源染色体上的正常序列为模板进行“复制粘贴”,从而将杂合等位基因转为纯合状态,且优先清除有害突变。下列关于亚马逊花鳉的叙述,正确的是( )
A. 基因转换能定向诱导有利突变,消除无性繁殖的进化缺陷
B. 基因转换过程会导致碱基对的替换,属于基因突变,可产生新的等位基因
C. 有害突变未显著积累,说明该物种的基因突变频率低于有性生殖物种
D. 该物种繁殖过程中遗传不遵循孟德尔定律,但可发生基因突变和染色体变异
【答案】D
【解析】
【详解】A、基因突变是不定向的,基因转换是DNA损伤修复机制,仅能优先清除有害突变,无法定向诱导有利突变,也不能消除无性繁殖缺乏基因重组等进化缺陷,A错误;
B、基因转换是以同源染色体正常序列为模板修复损伤,将杂合等位基因转为纯合,并未产生新的基因结构,不属于基因突变,也不能产生新的等位基因,B错误;
C、有害突变未显著积累是因为基因转换机制优先清除有害突变,不能说明该物种基因突变频率低于有性生殖物种,C错误;
D、孟德尔定律适用于进行有性生殖的真核生物减数分裂过程中的核基因遗传,该物种繁殖不进行减数分裂,因此不遵循孟德尔定律;但基因突变和染色体变异可发生在真核生物的生命活动过程中,该物种可发生这两类变异,D正确。
9. 制备蛙离体坐骨神经干标本,分别记录不同温度任氏液(蛙的生理盐水)中标本的膜外电位变化。根据相关数据,下列叙述与生理知识符合的是( )
A. 若加入河豚毒素(Na+通道抑制剂),仅高温组无法检测到动作电位
B. 将刺激电极从Ⅰ点移至Ⅱ点,两个电流计记录的波形幅值会明显减半
C. 10℃时波形的向下幅度降低,主要原因是低温抑制K+通道空间结构,K+外流减少
D. 40℃下波形的向上幅值降低,主要原因是高温抑制Na+通道空间结构,Na+内流减少
【答案】D
【解析】
【详解】A、河豚毒素是Na+通道抑制剂,会阻断所有温度组Na+内流,所有组都无法产生动作电位,A错误;
B、动作电位在神经干上为不衰减传导,幅值大小由Na+内流的量决定,不会随刺激电极位置改变而减半,B错误;
C、低温仅降低通道蛋白的活性,不会抑制通道蛋白的空间结构,且向下幅度是复极化阶段的电位变化,10℃向下幅度降低主要是低温降低通道活性,并非是K+通道空间结构被抑制导致,C错误;
D、动作电位的向上幅值由Na+内流决定,Na+通道本质是蛋白质,高温会改变其空间结构、降低通道活性,使Na+内流减少,因此40℃下向上幅值降低,D正确。
10. 调节性T细胞(Treg细胞)是辅助性T细胞的一类亚群,具有免疫抑制功能,TGF-β是一种细胞因子,可通过抑制基因bim的表达来抑制Treg细胞的凋亡,从而维持Treg细胞的生存,下列叙述错误的是( )
A. 增强Treg功能,可治疗恶性肿瘤
B. 器官移植时注射TGF-β可降低免疫排斥反应
C. Treg功能缺陷时,可能导致免疫自稳功能异常,引发自身免疫病
D. Treg来源于骨髓造血干细胞,在胸腺中发育成熟,可特异性识别抗原
【答案】A
【解析】
【详解】A、Treg细胞具有免疫抑制功能,增强Treg功能会抑制免疫系统的免疫监视功能,阻碍机体识别和清除恶性肿瘤细胞,无法用于治疗恶性肿瘤,A错误;
B、器官移植的免疫排斥反应主要由细胞免疫介导,注射TGF-β可抑制Treg细胞凋亡、维持Treg细胞数量,增强免疫抑制效果,从而降低免疫排斥反应,B正确;
C、免疫自稳功能可清除衰老损伤细胞、避免免疫系统攻击自身正常组织,Treg功能缺陷时免疫抑制作用不足,会导致免疫自稳功能异常,引发自身免疫病,C正确;
D、Treg是T细胞的亚群,T细胞均来源于骨髓造血干细胞,在胸腺中发育成熟,且T细胞可特异性识别抗原,D正确。
11. “酸生长理论”认为生长素能够促进H+向细胞外运输,使质外体(原生质以外的部分)pH下降,软化细胞壁从而促进植物生长,但当质外体酸化到一定程度时则抑制细胞延展。此外,光信号能促使下胚轴表皮细胞质外体pH升高。如图为拟南芥下胚轴在不同光照强度及生长素浓度下的伸长情况。下列叙述正确的是( )
A. 黑暗下适宜浓度生长素通过参与代谢反应酸化细胞壁促进伸长
B. 在弱光下a浓度时拟南芥下胚轴的伸长长度大于强光下的伸长长度
C. 将植物茎切段放入pH较高的环境中一定有利于茎切段的生长
D. 光信号在一定程度上可以抵消生长素诱导的质外体的过度酸化
【答案】D
【解析】
【详解】A、生长素属于植物激素,是调节代谢的信息分子,不直接参与细胞代谢反应,A错误;
B、由图可知,生长素浓度为a时,强光下,促进下胚轴的伸长,弱光下抑制胚轴的伸长,因此弱光下a浓度时拟南芥下胚轴伸长长度小于强光下,B错误;
C、由题干信息可知,根据酸生长理论,一定程度酸化才能软化细胞壁促进生长,pH过高酸性不足、细胞壁无法软化,不利于生长,因此pH较高的环境不一定有利于茎切段生长,C错误;
D、因为光信号能使下胚轴表皮细胞质外体 pH 升高,而生长素促进质外体酸化,所以光信号在一定程度上可以抵消生长素诱导的质外体的过度酸化,D正确。
12. 亮叶桦是某锑矿区唯一乔木,它可通过改善土壤理化性质、招募抗锑微生物抑制锑迁移,促进植株生长,优化矿区生态系统功能。研究人员通过分析年轮获得该矿区亮叶桦种群的年龄结构如图(Ⅰ—Ⅱ为幼龄、Ⅲ—Ⅴ为中龄、Ⅵ—Ⅷ为老龄)。下列叙述错误的是( )
A. 矿区植被恢复后,群落物种丰富度升高,抵抗力稳定性增强
B. 亮叶桦与抗锑微生物互惠互利的种间关系是协同进化的结果
C. 该种群为增长型,未来数量会持续增长,锑迁移抑制能力持续增强
D. 调查亮叶桦种群密度应采用样方法,需随机取样,不能刻意选择密集区域
【答案】C
【解析】
【详解】A、矿区植被恢复后,群落物种数目增多,物种丰富度升高,营养结构更复杂,生态系统抵抗力稳定性随之增强,A正确;
B、亮叶桦可招募抗锑微生物,抗锑微生物能抑制锑迁移进而促进亮叶桦生长,二者互惠互利的种间关系是不同物种间协同进化的结果,B正确;
C、该种群幼龄个体多、老龄个体少,年龄结构为增长型,未来一段时间种群数量可能增长,但受矿区环境资源、环境容纳量的限制,种群数量不可能持续增长,对锑迁移的抑制能力也不会持续增强,C错误;
D、亮叶桦属于植物,调查其种群密度应采用样方法,取样的关键是随机取样,不能刻意选择密集或稀疏区域,才能保证调查结果的准确性,D正确。
13. 城市残存森林斑块是指在城市化进程中保留下来的自然或半自然森林片段,它们通常被城市建筑包围,形成“生态孤岛”。有些城市在斑块间增加绿色廊道。研究人员对某城市一处残存森林斑块进行了长期监测,发现该斑块在自然演替与人为干扰的共同作用下,物种组成和群落结构发生了明显变化。下列叙述正确的是( )
A. 该演替属于初生演替,因斑块最初无植被覆盖
B. 森林阶段植物的净光合速率一定高于灌木阶段
C. 绿色廊道可促进斑块间物种交流,提高生物多样性
D. 若森林斑块处于生态平衡状态,则生物种类和数量将不再发生任何变化
【答案】C
【解析】
【详解】A、初生演替是在从来没有被植物覆盖的地面,或原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替,该残存森林斑块保留了原有土壤条件,甚至还保留了植物的种子等繁殖体,属于次生演替,A错误;
B、净光合速率受光照、呼吸消耗、环境温度等多种因素影响,森林阶段植物整体呼吸消耗量更高,且林下植物光照不足,净光合速率不一定高于灌木阶段,B错误;
C、绿色廊道可作为不同斑块生物迁移的通道,促进斑块间的物种交流和基因交流,扩大物种的活动范围,减少地理隔离的影响,可提高生物多样性,C正确;
D、生态平衡是动态的相对稳定状态,处于生态平衡的森林斑块中,生物种类和数量会在一定范围内发生波动,并非完全不变,D错误。
14. 全球首例体细胞克隆犏牛培育过程为:取优质犏牛体细胞核注入去核MⅡ期卵母细胞,电融合激活重构胚后移植到代孕母牛体内。下列叙述错误的是( )
A. 电激活可模拟受精作用,使重构胚完成细胞分裂和发育
B. 克隆犏牛性状与供体完全相同,因遗传物质几乎全部来自供体
C. 需对供体和受体母牛进行同期发情处理,为胚胎着床提供适宜环境
D. 卵母细胞去核实质是去除纺锤体—染色体复合物,保证核基因来自供体
【答案】B
【解析】
【详解】A、电激活属于重构胚的物理激活方法,可模拟受精作用的信号,诱导重构胚启动细胞分裂和发育进程,A正确;
B、克隆犏牛的核遗传物质几乎全部来自供体,但细胞质中的线粒体遗传物质来自去核卵母细胞,同时生物性状还会受环境因素影响,因此性状不可能与供体完全相同,B错误;
C、胚胎移植前对供体和受体母牛进行同期发情处理,可使二者生殖器官的生理状态保持一致,为胚胎着床提供适宜的生理环境,C正确;
D、MⅡ期卵母细胞无核膜,染色体与纺锤体结合形成纺锤体—染色体复合物,去核操作的实质就是去除该结构,避免卵母细胞自身的核基因干扰,保证重构胚的核基因全部来自供体,D正确。
15. 青蒿素是黄花蒿的次生代谢物,具有抗疟疾的功效。黄花蒿栽培过程中根部易受病毒侵染,科研人员通过组织培养获得脱毒苗的主要操作流程如图。下列叙述错误的是( )
A. 选取茎尖分生区作为外植体,可减少病毒污染以获得脱毒苗
B. 图中1号培养基需添加蔗糖,目的是提供营养和调节渗透压
C. 与2号比较,3号培养基中细胞分裂素的比例升高以诱导生根
D. 青蒿素不是黄花蒿生长所必需的,只有分化后的细胞才能合成
【答案】C
【解析】
【详解】
A、茎尖分生区通常病毒含量低,选取茎尖分生区作为外植体,可减少病毒污染以获得脱毒苗,A正确;
B、植物组织培养中,培养基添加蔗糖可作为碳源并调节渗透压,B正确;
C、诱导生根通常需要生长素比例较高,细胞分裂素比例较低,因此,3号培养基中应该是生长素比例升高诱导生根,C错误;
D、青蒿素是黄花蒿的次生代谢物,不是生长必需的,而且愈伤组织中不含青蒿素,再分化形成的芽和幼苗中含有青蒿素,说明分化后的细胞才能合成青蒿素,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 半自主性细胞器叶绿体含有环状DNA和核糖体,叶绿体中Rubisco(简称R酶)是卡尔文循环中固定CO2的关键酶,CO2和O2能竞争性地与其活性中心结合。光照过强或干旱时植物光反应不能及时转化光能会生成超氧阴离子等活性氧自由基。当CO2/O2比值较高时,R酶能催化C5与CO2反应;当O2/CO2比值较高时,R酶能催化C5与O2反应生成磷酸乙醇酸,进而启动光呼吸过程。请分析回答:
(1)为研究光呼吸中有机物的转化路径,研究人员用14C标记C5,将植物置于_____环境,在不同时间内快速终止反应,再提取有机物检测放射性,根据_____推断物质的转化路径。
(2)干旱环境下,植物气孔关闭,胞间CO2浓度降低,O2/CO2比值升高,光呼吸增强。据图分析,光呼吸过程中,磷酸乙醇酸经一系列反应最终生成_____,重返叶绿体参与卡尔文循环;与卡尔文循环相比,光呼吸过程会消耗_____(至少答出2点),并释放CO2。
(3)干旱胁迫导致______,造成暗反应速率下降,进而造成光能不能及时转化,对叶绿体光合系统损伤的机制是______,从而损伤光合系统。
(4)为减弱光呼吸,科学家通过基因工程技术,将大肠杆菌编码乙醇酸脱氢酶(GDH)、乙醛酸羧化酶(GCL)、酒石酸半醛还原酶(TSR)的基因导入水稻细胞中,构建出光呼吸支路(图中“→”部分),从而提高水稻产量。请据图,从CO2角度分析,该转基因水稻产量提高的机制是_____。
【答案】(1) ①. 高氧(低CO2) ②. 放射性出现的先后顺序
(2) ①. 甘油酸(或CO2) ②. ATP、NADPH、C5
(3) ①. 气孔部分关闭时,CO2供应减少 ②. 产生大量的活性氧(ROS),导致膜脂过氧化,损伤光合膜结构
(4)光呼吸支路将乙醇酸转化,释放CO2,提高了叶绿体中CO2/O2的比值,减少了光呼吸对卡尔文循环的抑制,同时回收了CO2,提高了CO2的利用率,促进光合作用合成更多有机物,从而提高产量。(或光呼吸支路将乙醇酸转化,释放CO2,提高了叶绿体中CO2/O2的比值,减少了光呼吸对卡尔文循环的抑制,同时转基因水稻把光呼吸产生的CO2截留在叶绿体里再利用,减少光呼吸产生的CO2的流失)
【解析】
【小问1详解】
分析题意,只有O2/CO2比值较高时才会启动光呼吸,因此要研究光呼吸的转化路径,需要将植物放在高氧(低CO₂)环境中;通过检测不同时间出现放射性的物质或放射性出现的先后顺序,推断物质的转化路径。
【小问2详解】
根据题图可知,光呼吸中磷酸乙醇酸经一系列反应最终生成甘油酸,甘油酸进入叶绿体重返卡尔文循环;和卡尔文循环相比,光呼吸需要消耗ATP、NADPH、C5,最终释放CO2,不积累有机物。
【小问3详解】
干旱环境下植物为减少水分散失气孔部分关闭时,CO2供应减少,CO2固定速率下降,暗反应速率降低;根据题干信息,暗反应减慢后光能无法及时被暗反应利用,会诱导产生大量的活性氧(ROS),导致膜脂过氧化,损伤光合膜结构,从而损伤光合系统,进一步抑制光合作用。
【小问4详解】
光呼吸支路中,GDH、GCL、TSR催化乙醇酸转化,最终将乙醇酸分解产生的CO₂释放到叶绿体基质中,提高了叶绿体局部的CO₂/O₂比值;高CO₂/O₂比值下,R酶更倾向于催化C₅与CO₂的羧化反应(卡尔文循环),减少了R酶与O₂结合引发的光呼吸;同时回收了光呼吸产生的CO₂,减少了CO₂的流失,提高了CO₂的利用率,促进卡尔文循环合成更多有机物,从而提高水稻产量。
17. 人体遭遇急性应激(如突发低温、惊吓、高强度运动)时,会通过交感神经—肾上腺髓质系统(SAM)和下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)协同调控维持内环境稳态;长期慢性应激会导致调节通路紊乱,引发原发性高血压、睡眠障碍等疾病。某科研团队围绕应激状态下的神经—体液调节机制开展系列研究,请回答下列问题:
(1)急性应激时,交感神经兴奋,使心跳加快、血压升高。该调节过程中,效应器包括_____(至少答出两个)。
(2)急性应激时,下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)通过_____运输至垂体,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),进而调控肾上腺皮质分泌糖皮质激素;当血液中糖皮质激素浓度升高到一定水平时,会通过______调节抑制下丘脑和垂体的分泌活动,维持激素水平的相对稳定。
(3)糖皮质激素可抑制免疫系统功能,因此在器官移植时,医生会给患者适量使用糖皮质激素,其目的是_____。但长期使用可能导致肾上腺皮质萎缩,原因是_____。
(4)长期慢性应激导致HPA轴功能紊乱,血液中糖皮质激素水平持续偏高。这可能_____(填“促进”或“抑制”)海马区神经发生,进而诱发抑郁症。
(5)为验证“慢性应激导致的高血压与交感神经过度兴奋直接相关”,请设计实验思路并预期结果。
实验思路:_____。
预期结果:_____。
【答案】(1)心脏;血管(或肾上腺髓质等)
(2) ①. 体液##血液 ②. (负)反馈
(3) ①. 降低免疫排斥反应 ②. 糖皮质激素过多,通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体,使促肾上腺皮质激素减少,导致肾上腺皮质萎缩
(4)抑制 (5) ①. 实验思路:答案一:将生理状态一致的健康大鼠随机均分为甲、乙两组,甲组置于正常环境中培养一段时间,乙组置于慢性应激环境中培养相同时间,检测两组大鼠血压和交感神经兴奋性变化,然后抑制乙组大鼠的交感神经活动,再次检测乙组大鼠血压。 答案二:将生理状况相同的健康大鼠随机均分为甲、乙、丙三组,甲置于正常环境中培养一段时间,乙置于慢性应激环境中培养相同时间,丙置于慢性应激环境中培养相同时间后,抑制交感神经活动,检测三组大鼠的血压。 ②. 预期结果一:甲组血压及交感神经活动正常,乙组血压及交感神经均高于甲组,抑制交感神经活动后,血压恢复正常;预期结果二:乙组血压高于甲、丙组,甲组与丙组血压相同
【解析】
【小问1详解】
交感神经属于传出神经,效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体;急性应激时,交感神经兴奋,使心跳加快、血压升高,则交感神经支配心脏、血管平滑肌、肾上腺髓质,因此效应器包含心脏、血管、肾上腺髓质。
【小问2详解】
急性应激时,下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)通过体液(或血液)运输至垂体,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),进而调控肾上腺皮质分泌糖皮质激素;当血液中糖皮质激素浓度升高到一定水平时,会通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体的分泌活动,维持激素水平的相对稳定,即糖皮质激素的分泌过程存在分级调节和负反馈调节机制。
【小问3详解】
器官移植后免疫系统会对异体器官产生免疫排斥,糖皮质激素可抑制免疫系统功能,减弱细胞免疫和体液免疫,因此在器官移植时,医生给患者适量使用糖皮质激素,其目的是降低免疫排斥反应提高成功率;若长期使用外源糖皮质激素,使体液中的糖皮质激素过多,通过负反馈调节抑制下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素,进而使垂体分泌的促肾上腺皮质激素减少,而促肾上腺皮质激素是维持肾上腺皮质生长发育的关键激素,若促肾上腺皮质激素含量减少,最终导致肾上腺皮质萎缩。
【小问4详解】
抑郁症的发生与海马区神经细胞新生减少有关,糖皮质激素持续偏高会抑制海马区神经发生,进而诱发抑郁症。
【小问5详解】
本实验的目的是验证“慢性应激导致的高血压与交感神经过度兴奋直接相关”,据此可知本实验的自变量为是否存在慢性应激,因变量是交感神经的状态和血压的变化。
答案一:实验思路:将生理状态一致的健康大鼠随机均分为甲、乙两组,甲组置于正常环境中培养一段时间,乙组置于慢性应激环境中培养相同时间,检测两组大鼠血压和交感神经兴奋性变化,然后抑制乙组大鼠的交感神经活动,再次检测乙组大鼠血压。
预期结果:甲组血压及交感神经活动正常,乙组血压及交感神经均高于甲组,抑制交感神经活动后,血压恢复正常。
答案二:实验思路:将生理状况相同的健康大鼠随机均分为甲、乙、丙三组,甲置于正常环境中培养一段时间,乙置于慢性应激环境中培养相同时间,丙置于慢性应激环境中培养相同时间后,抑制交感神经活动,检测三组大鼠的血压。
预期结果:乙组血压高于甲、丙组,甲组与丙组血压相同。
18. 生态学原理在建设和谐家园过程中起到重要作用,回答下列有关问题:
Ⅰ.利用生态防控技术有效助力百香果虫害管理。研究人员做了如下实验:在农场区域内种植波斯菊花带(波斯菊的花蜜可作为瓢虫的补充性食物),以杂草带为对照。采用直接观察法记录植株上的主要害虫(如蚜虫)和其捕食性天敌(如瓢虫)的数量。从5月18日至7月24日,每周调查一次,结果如图1、2所示:
(1)研究人员采用“直接观察法”记录害虫和天敌数量,该方法的缺点是______。
(2)根据上图结果,果农们在悬挂黄色粘板的基础上种植波斯菊花带以增强防控效果,请尝试分析这种“物理诱捕+生态调控”的协同防控体系中,波斯菊花带能增强防控效果的原因是______。
(3)分析图1和图2数据,波斯菊花带上的捕食性天敌数量在6月下旬达到峰值,而害虫数量在7月上旬才开始显著下降,这表明天敌对害虫的控制存在______现象。
Ⅱ.利用生态浮床解决生活污水造成的水体污染效果显著,为进一步提高效益,学者构建组合型生态浮床,结构如图1。上层种植经济植物空心菜,并通过合理设置根区空间使根系形成毡垫状构造,以截留颗粒性污染物和藻类;中层笼养滤食性水生动物河蚬,河蚬可以滤食一些藻类和有机污染物;下层悬挂高效人工介质,大量富集微生物,形成高效生物膜净化区。
(4)组合型生态浮床的上层植物(空心菜)不仅能吸收水体中的N、P等无机盐,还能通过______为水体补充氧气。河蚬在生态浮床中属于消费者,其同化的能量除用于自身生长、发育和繁殖外,还用于______。
(5)为了验证组合型生态浮床去除总氮和藻类的效果,科研人员在若干试验水池中进行了组合型生态浮床水质净化的模拟实验,设置池内水体交换时间(水体在生态浮床区域停留的时间)为3、4、5、6和7d,实验结果如图2和图3。
①与进水口相比,水池出水口浮游藻类含量下降的原因有______(至少答出两点)。
②与传统的化学除藻(如投放硫酸铜)相比,使用组合型生态浮床治理水体富营养化的优势在于______(至少答出两点)。
【答案】(1)数据不精确、易受主观影响,对活动性强或微小的生物不适用
(2)波斯菊可吸引蚜虫,诱集害虫;同时为捕食性天敌补充食物,利于捕食性天敌繁殖和捕食
(3)时滞##延迟 (4) ①. 光合作用 ②. 通过呼吸作用以热能形式散失
(5) ①. 空心菜截留藻类、河蚬滤食藻类、微生物产生杀藻物质等 ②. ①不产生二次污染,避免化学物质对水体生态的破坏;②兼顾了景观美化、提供经济产品(植物饲料/蔬菜)等多重效益
【解析】
【小问1详解】
据题干信息可知,研究人员采用直接观察法记录植株上的主要害虫(如蚜虫)和其捕食性天敌(如瓢虫)的数量,由于蚜虫生物个体微小、数量较多,难以准确区分所有个体,容易漏记或重复计数,导致数据不精确,也受观察者主观影响,同时瓢虫的活动能力强也容易导致统计数据不准确,导致统计误差偏大,所以直接观察法对活动性强或微小的生物不适用。
【小问2详解】
结合题干信息和实验结果:波斯菊花带比对照组天敌数量更多、害虫数量更少,原因是波斯菊可吸引蚜虫,诱集害虫,同时波斯菊为捕食性天敌补充食物,利于捕食性天敌繁殖和捕食。
【小问3详解】
分析图1和图2数据,结合题干信息可知,天敌数量先升高,间隔一段时间后害虫数量才显著下降,体现天敌的捕食作用在时间上滞后于天敌种群增长,属于时滞效应,是种群数量波动里的常见规律。
【小问4详解】
空心菜作为植物,可通过光合作用产生氧气,释放到水体中补充溶解氧;根据能量流动规律,消费者同化的能量,一部分通过呼吸作用以热能形式散失,另一部分用于自身生长、发育和繁殖。
【小问5详解】
①根据组合型生态浮床的结构,多个组分都能降低藻类数量,故与进水口相比,水池出水口浮游藻类含量下降的原因有:空心菜截留藻类、河蚬滤食藻类、微生物产生杀藻物质等。
②和化学除藻相比,生态浮床属于生态治理,不产生二次污染,避免化学物质对水体生态的破坏;同时种植的空心菜、养殖的河蚬可以作为经济产品,额外获得经济效益,且不会诱导藻类产生抗药性,净化作用更持久,同时兼顾了景观美化、提供经济产品(植物饲料/蔬菜)等多重效益。
19. 矮秆小麦抗倒伏能提高产量。Rht-B1基因编码的DELLA蛋白是小麦赤霉素信号转导的调控因子。野生型小麦的株高正常,矮化小麦(B品系)的出现与Rht-B1基因和Rht-D1基因的突变有关。为研究B品系矮化的遗传机制,研究人员将小麦野生型纯合植株与纯合B品系植株进行杂交,实验及结果如图1所示。回答下列问题:
(1)Rht-B1基因和Rht-D1基因的遗传遵循______定律。F2株高正常的植株自交后代中,矮化植株占比为_____。
(2)检测F2植株DELLA蛋白的含量,与正常植株相比,半矮化植株DELLA蛋白的含量显著减少,说明控制矮化的主要是______(填“Rht-B1”或“Rht-D1”)基因的突变基因。
(3)Ap2L基因是调控小麦生长的重要基因。为研究Ap2L基因能否调节Rht-B1基因和Rht-D1基因的表达从而调控小麦的株高,研究人员选用F2中株高正常的纯合植株、半矮化纯合植株进行Ap2L基因编辑,使该基因突变成为ap2L基因,经基因编辑的正常植株的DELLA蛋白表达量降低,出现半矮化和矮化。各植株的高度如图2所示。
从分子水平看,DELLA蛋白含量下降的根本原因是______。根据图2结果,完善下图模型:
a:______,b:______,c:______。
(4)正常株编辑株1和正常株编辑株2的矮化程度不同,原因是_____。
【答案】(1) ①. 基因的自由组合##基因的分离定律和自由组合 ②. 3/48
(2)Rht-B1 (3) ①. Rht-B1基因的碱基序列发生改变##Rht-B1基因发生基因突变 ②. ap2L基因 ③. 降低##功能异常 ④. 赤霉素信号转导受阻
(4)两者的Rht-D1基因型不同,编辑株1的基因型为aaBB,编辑株2的基因型为aabb,正常的Rht-D1基因对株高有促进作用,因此aaBB植株比aabb植株高,矮化程度较轻
【解析】
【小问1详解】
F2代中,正常株:半矮化株:矮化株=238:58:20 ≈ 12:3:1,该比例是9:3:3:1的变式,表明该性状由两对独立遗传的基因控制,遵循基因的分离定律和自由组合定律。根据题意,Rht-B1基因编码的DELLA蛋白是小麦赤霉素信号转导的调控因子,其突变会导致矮化。假设Rht-B1基因用A/a表示,Rht-D1基因用B/b表示,其中A和B为正常等位基因,a和b为突变(隐性)等位基因。F2中株高正常的植株的基因型为A_B_、A_bb(共12份),矮化植株的基因型为aabb。F2株高正常的植株中能自交产生矮化植株的是AaBb(占4份)、Aabb(占2份),因此F2株高正常的植株自交后代中,矮化植株占比为4/12×1/16+2/12×1/4=3/48。
【小问2详解】
DELLA蛋白由Rht-B1基因编码,半矮化植株(即基因型为aaB_的植株)DELLA蛋白含量显著减少,而基因型为A_bb的植株仍正常。说明控制矮化的主要是Rht-B1的突变基因。
【小问3详解】
由题干可知,Rht-B1基因可编码DELLA蛋白,而控制矮化的主要是Rht-B1的突变基因,从分子水平看,DELLA蛋白含量下降的根本原因是Rht-B1基因的碱基序列发生改变(即Rht-B1基因发生基因突变)。DELLA蛋白是小麦赤霉素信号转导的调控因子。Ap2L基因被编辑突变为ap2L后,Rht-B1基因表达量降低,其编码的DELLA蛋白含量降低或不能正常发挥作用,赤霉素的信号转导受阻,赤霉素不能正常发挥作用,植株矮化,故a:ap2L基因;b:降低或功能异常;c:赤霉素信号转导受阻。
【小问4详解】
F2中株高正常的纯合植株的基因型分别为AABB、AAbb。Ap2L基因突变为ap2L基因,经基因编辑的正常植株的DELLA蛋白表达量降低,故正常株编辑株1表现为半矮化,正常株编辑株2表现为矮化,二者矮化程度不同的原因是二者的Rht-D1基因型不同,正常株编辑株1的基因型为aaBB,正常株编辑株2的基因型为aabb,正常的Rht-D1基因对株高有促进作用,因此aaBB植株比aabb植株高,矮化程度较轻。
20. 多环芳烃(PAHs)是一种持久性有机污染物。某研究小组从受污染土壤中驯化培养出降解PAHs的细菌(如图1所示),并进行降解效率测定。由于该菌繁殖能力弱,研究人员通过PCR扩增的方法得到其降解PAHs的关键基因C12O基因,再将C12O基因连接到载体转入大肠杆菌中,期望获得可降解PAHs的转基因大肠杆菌。回答下列问题:
(1)图1挑选20个单菌落接种至新培养基B的20个小格中培养,目的是_____。
(2)图3载体中,启动子功能是_____,用于驱动C12O基因的转录。卡拉霉素抗性基因属于______基因,可用于筛选含有重组质粒的大肠杆菌。
(3)为将扩增后的目标片段插入载体后与卡拉霉素抗性基因读取方向一致(如图3所示),需在引物R1、R2和R3的5′端添加限制酶______的识别序列。
(4)将重组质粒导入大肠杆菌后,需将菌液涂布在含有_____的选择培养基上,用于筛选出转化成功的菌株。
(5)将构建的基因表达载体成功导入大肠杆菌后,研究人员发现只有含R3与RX扩增产物的大肠杆菌不能降解多环芳烃,原因可能是______。
(6)若要进一步测定转基因大肠杆菌的PAHs降解效率,应设置______组作为对照。实验组和对照组应在_____条件下进行培养,一段时间后测定PAHs的剩余量或浓度。
【答案】(1)筛选出能高效降解PAHs的菌株
(2) ①. RNA聚合酶识别和结合的部位,启动转录开始 ②. 标记
(3)EcoR Ⅰ (4)卡拉霉素
(5)引物R3与引物RX扩增出的目标基因序列丢失了C12O基因正常表达的调控及启动子的关键序列,导致目标基因C12O无法正常表达
(6) ①. 等量的未转化大肠杆菌菌液(或不含质粒的大肠杆菌菌液) ②. 相同且适宜
【解析】
【小问1详解】
图1挑选20个单菌落接种至新培养基B的20个小格中培养,通过检测相应的数据筛选出能高效降解PAHs的菌株。
【小问2详解】
图3载体中,启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,启动转录开始,用于驱动C12O基因的转录。卡拉霉素抗性基因属于标记基因,可用于筛选含有重组质粒的大肠杆菌。
【小问3详解】
为将扩增后的目标片段(目标基因C12O)插入载体后与卡拉霉素抗性基因读取方向一致,扩增后的产物中RX端与卡拉霉素抗性基因的启动子一端连接,要做到定向插入,则需要在引物5′端添加限制酶的识别序列;据图可知,扩增后的目的基因产物中可能含有Mun Ⅰ和Xho Ⅰ的识别位点,故在引物末端添加限制酶的识别序列不能被限制酶Mun Ⅰ和Xho Ⅰ所识别,所以对载体使用限制酶EcoR Ⅰ和Sal Ⅰ切割,在R1、R2和R3的5′端添加限制酶EcoR Ⅰ的识别序列。
【小问4详解】
卡拉霉素抗性基因属于标记基因,可用于筛选含有重组质粒的大肠杆菌,因此将重组质粒导入大肠杆菌后,需将菌液涂布在含有卡拉霉素的选择培养基上,以便筛选出转化成功的菌株。
【小问5详解】
R3结合在C12O基因上游的调控序列内部,所以引物R3与引物RX扩增出的目标基因序列丢失了C12O基因正常表达的调控及启动子的关键序列,导致目标基因C12O无法正常表达。
【小问6详解】
若要进一步测定转基因大肠杆菌的PAHs降解效率,自变量是菌液中的大肠杆菌是否被转化,因变量为PAHs降解效率(检测指标为PAHs的剩余量或浓度),无关变量应控制相同且适宜,因此应设置一定量的转基因大肠杆菌菌液为实验组,设置等量的未转化大肠杆菌菌液(或不含质粒的大肠杆菌菌液)组作为对照。实验组和对照组应在相同且适宜条件下进行培养,一段时间后测定PAHs的剩余量或浓度。
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