精品解析:2026届山东济南市山东省实验中学高三考前模拟检测生物试题
2026-06-05
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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) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.13 MB |
| 发布时间 | 2026-06-05 |
| 更新时间 | 2026-06-05 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58232503.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2026届高考考前模拟测试
生物试题 2026.5
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
第I卷(共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30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. 细胞骨架是由微管、微丝等构成的动态网架结构,参与细胞形态维持、物质运输、细胞分裂等多项生命活动。抗癌药物紫杉醇可通过稳定微管结构、抑制微管的动态解聚,阻断细胞周期进程。下列说法正确的是( )
A. 细胞骨架是由蛋白质、纤维素等构成的亚显微结构,光学显微镜下无法直接观察
B. 微管结构稳定且不易变化,这有利于完成细胞分裂、运动等多项生命活动
C. 用紫杉醇处理癌细胞,通过抑制纺锤体微管的解聚,使细胞周期停滞在分裂中期
D. 在洋葱根尖分生区细胞中可以发生微管蛋白组装成中心粒的过程
2. 海洋硬骨鱼与软骨鱼都长期生活在海水中。硬骨鱼体液渗透压低于海水,面临持续失水威胁,其通过主动吞饮海水补充水分,并依靠鳃部“泌氯细胞”排出盐分(Na+、Cl-);软骨鱼则通过在血液中积累高浓度的尿素和氧化三甲胺TMAO),从而能从环境中获取水分。下列说法错误的是( )
A. 海洋硬骨鱼吞饮海水补充水分的过程需要消耗能量
B. 海洋硬骨鱼鳃部泌氯细胞排出Na+、Cl-时需要与通道蛋白结合
C. 海洋软骨鱼细胞质渗透压高于海水,可通过渗透作用吸水
D. 两类鱼通过不同途径适应高盐环境,体现了环境对变异的选择是定向的
3. 研究发现,核仁稳定性下降、线粒体功能失调等会引起细胞衰老。而当线粒体渗透性发生变化,其膜间隙中的细胞色素C等蛋白质会释放至细胞质,可激活一类被称为Caspase的蛋白酶(凋亡执行者),进而引发一系列反应,最终导致细胞凋亡。据此分析,下列说法错误的是( )
A. 核仁稳定性下降会导致rRNA合成异常,核糖体组装受阻,影响基因的表达
B. 线粒体功能失调会使衰老细胞的ATP合成速率下降,物质运输功能降低
C. 当发菜线粒体膜间隙中的细胞色素C等蛋白质释放至细胞质中,会引发细胞凋亡
D. 自噬溶酶体可清除受损线粒体,促进自噬会减少细胞色素C释放,以延缓细胞凋亡
4. 下列有关生物实验的表述正确的是( )
A. 拍摄真核细胞电镜照片和制作真核细胞三维结构模型均属于建构物理模型
B. 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验中,检测试剂可选用斐林试剂
C. 鲁宾和卡门的光合作用实验采用放射性同位素标记法
D. 用马铃薯块茎作材料,验证植物细胞无氧呼吸能产生CO₂
5. 爪蟾属有一部分物种的性别决定方式为XY型,也有一部分为ZW型。研究人员可用下图两种方法繁殖爪蟾后代,图示染色体为爪蟾细胞内某一对同源染色体。图中的二倍体卵细胞可直接发育成爪蟾。WW个体发育为可育雌性。下列说法错误的是( )
A. 为确定某种爪蟾的性别决定方式,将一只性反转成雌性的雄性爪蟾(染色体组成不变)与正常雄蟾杂交,如果后代全为雄性,可初步确定该爪蟾的性别决定方式为ZW型
B. 若爪蟾的性别决定方式为XY型,则方法一和方法二形成的二倍体卵细胞的性染色体组成都相同
C. 若爪蟾的性别决定方式为ZW型,则方法一和方法二形成的二倍体卵细胞的性染色体组成不同
D. 选择方法一获得的子代雌蟾与正常雄蟾杂交,可进一步验证该爪蟾的性别决定方式
6. 图示T2噬菌体侵染大肠杆菌后其DNA复制的过程。下列说法正确的( )
A. 亲代噬菌体DNA为不平齐双链,其嘧啶数与嘌呤数不一定相等
B. 子代噬菌体DNA的b链黏性末端序列为5′-CCTAG-3′
C. 噬菌体DNA复制所需要的场所、原料和能量均由大肠杆菌提供
D. 酶X为限制性内切核酸酶,是在噬菌体内合成的
7. 水稻抗寒性状由抗寒关键基因A的DNA甲基化表观修饰调控,且与基因R/r协同作用:①A基因表达的产物为抗寒蛋白,其启动子区域的甲基化修饰可被低温特异性去除,常温下该区域保持高甲基化状态;②基因R表达的蛋白可增强A的转录效率,r基因无此功能;A/a与R/r独立遗传,低温下只有含R基因且A高效表达时,水稻抗寒能力强,其余情况为抗寒弱。科学家将常温下培育的基因型为AARr(A高甲基化)的抗寒弱水稻自交,所得F₁全部在低温环境下种植,下列说法错误的是( )
A. 基因的甲基化修饰可发生在细胞核和线粒体,组蛋白也可发生甲基化修饰,但不会发生在线粒体中,两者都属于表观遗传
B. 水稻被寒冷胁迫诱导产生的抗寒性状能遗传给后代,这种现象为获得性遗传提供支持
C. F₁中抗寒强水稻所占的比例为3/4
D. 从F₁中随机选取一株抗寒强水稻自交,所得F₂在低温下种植,F₂中抗寒弱水稻的比例为1/4
8. 野生型蛋白质A的第6位氨基酸及其对应的三核苷酸序列信息如图。科学家获得7种第6位均不是异亮氨酸的突变体a1、a₂、……、a7,每种突变均发生在该三核苷酸序列,且只有一对碱基发生替换,a1、a₂和a3是同一位置的碱基替换。下表为部分密码子信息。下列说法正确的是( )
甲硫氨酸
异亮氨酸
终止密码子
AUG
AUA、AUC、AUU
UAA、UAG、UGA
A. 野生型基因A决定第6位氨基酸的模板链序列是5′-ATA-3′
B. a4、a5、a6和a7四种突变体的碱基替换可能也发生在同一位置
C. 7种突变体中一定不存在某个突变体用甲硫氨酸进行了替换
D. 7种突变体中一定不存在某个突变体发生了终止密码子突变
9. 研究表明,肿瘤细胞静息电位与动作电位产生机制与神经元高度相似。电刺激肿瘤细胞时,细胞产生动作电位并引起Ca²+内流,促进细胞迁移。不同强度电刺激下肿瘤细胞内Ca²+浓度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 随电刺激强度增加,动作电位峰值和细胞内Ca²+浓度均增加
B. 适宜强度电刺激,膜电位绝对值先增大后减小
C. 刺激强度不变,降低培养液中K+浓度可促进细胞迁移
D. 去除培养液中Ca²+,适当刺激仍可产生动作电位
10. 异种器官移植后,供体器官细胞表面α-1,3-半乳糖基转移酶(α-Gal,GGTA1基因编码)与受体内的抗α-Gal抗体特异性结合,激活补体(一种蛋白质复合体)系统,不经过细胞免疫过程直接裂解供体细胞,引发超急性排斥反应(HAR)。下列说法错误的是( )
A. HAR导致的移植器官快速损伤与过敏反应的发病机理一致
B. 使用能特异性结合并消耗补体的单克隆抗体,可在一定程度上缓解HAR
C. 敲除供体的GGTA1基因可在一定程度上缓解HAR
D. 抑制细胞毒性T细胞的活性不能缓解HAR
11. 研究表明,茎尖的生长素通过PIN蛋白向下运输时,会通过一系列过程影响细胞分裂素(CTK)和独脚金内酯(一种植物激素)的含量,最终调控植物顶端优势的形成,相关生理机制如图所示。下列说法错误的是( )
A. 生长素从顶芽向下运输至侧芽周围的过程需要额外消耗能量
B. 由图可知,生长素与独脚金内酯对IPT的活性具有协同作用
C. 顶芽摘除后,侧芽处的细胞分裂素和独脚金内酯含量均升高
D. 在保留顶芽的情况下,可向侧芽喷施细胞分裂素促进侧芽生长
12. 在我国北方某温带地区,一片典型草原群落正经历向森林群落的演替过程。原有部分草本植物因光照不足而减少,但新出现的耐阴草本(如舞鹤草)与乔木幼苗共存。与此同时,动物种类也由以蝗虫、田鼠为主转变为以松鼠、银喉长尾山雀等树栖动物为主。下列说法正确的是( )
A. 该地区发生的演替与沙丘上发生的演替是同一种类型
B. 森林中不同高度的银喉长尾山雀巢反映了动物群落的垂直结构
C. 该地的乔木多数为风媒花,林下的舞鹤草具有茎细长、叶薄、叶片颜色较深的特点
D. 当演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成不再变化
13. 生态廊道能够满足物种的扩散、迁移和交换,是构建区域山水林田湖草完整生态系统的重要组成部分,下列说法错误的是( )
A. 建立生态廊道属于就地保护
B. 生态廊道可以减少物种因地理隔离而发生近亲繁殖
C. 建立自然保护区、生态廊道可以解决动物生境破碎化问题
D. 生态廊道能增加物种多样性,但不能增加生态系统多样性
14. 科学家开发了一种新型纳米载体系统(TAT-PLGA),可实现非侵入式胚胎基因编辑。该技术流程如下:收集小鼠受精后2小时内的胚胎;将包裹CRISPR/Cas9的TAT-PLGA纳米颗粒注入培养液;胚胎与纳米颗粒共培养,纳米颗粒穿透卵细胞膜递送基因编辑工具;筛选基因编辑成功的胚胎继续发育。研究显示,该技术使小鼠胚胎编辑效率达90%,胚胎存活率超80%。下列基于该技术的分析,错误的是( )
A. 筛选编辑成功胚胎时,可对滋养层细胞进行基因检测
B. 若将编辑后胚胎移植到受体小鼠中,无需使受体与供体血型匹配
C. 该技术可为人类胚胎干细胞研究提供模型,但应用于人类胚胎需要考虑伦理问题
D. 选择受精后2小时内的胚胎是因其处于囊胚期,内细胞团的细胞全能性高
15. 科研人员为高效检测食品中的有毒物质苏丹红I,构建了抗苏丹红I和物质X的双特异性抗体,其中X是一种能在特定条件下发光的物质。检测时,先将适量双特异性抗体、待测样品(含苏丹红I)、物质X混合后,再加入到固定了苏丹红I的96孔板中,一段时间后洗去游离的物质,通过检测发光强度来分析样品中苏丹红I含量。下图表示制备双特异性抗体的部分流程。下列说法正确的是( )
A. 过程①使用的灭活病毒可破坏病毒的抗原结构,使其失去感染能力
B. 能产生抗X抗体的B细胞在②过程的选择培养基上可以正常生长
C. 通过③可筛选出能分泌双特异性抗体的杂交瘤细胞
D. 待测样品中苏丹红I含量越高,最终检测到的发光强度越高
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 可立氏循环是指剧烈运动中,当肌肉细胞有氧呼吸NADH的产生速率超过其消耗速率时,丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下转变为乳酸,同时使NAD+再生,生成的乳酸通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是( )
A. 有氧呼吸过程中,NADH在细胞质基质中产生,在线粒体基质和内膜中消耗
B. 发生可立氏循环时,肌细胞消耗O2的速率等于释放CO₂的速率
C. 丙酮酸在细胞质基质内生成乳酸的过程中产生NAD+和少量ATP
D. 肌肉细胞产生的乳酸在肝脏中转变为葡萄糖,根本原因是相关基因的选择性表达
17. 某二倍体两性花植物中的花色和茎的高矮分别由A/a和B/b两对等位基因控制。将紫花高茎和白花矮茎两纯合亲本杂交,F₁自交,统计F₂表型及比例为紫花高茎∶紫花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎=66∶9∶9∶16.下列说法正确的是( )
A. A/a与B/b两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,紫花为显性性状
B. F1测交后代表现为紫花高茎∶紫花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎=4∶1∶1∶4
C. F1减数分裂时,初级性母细胞发生互换的概率为20%
D. F2中稳定遗传的紫花矮茎植株占1/16
18. 血容量是指血细胞容量与血浆容量的总和,血容量减小可能会引发低血压,反之则可能引发高血压。研究表明,食物中的钾在调节血压方面起作用,当细胞外液K+浓度升高时会明显抑制肾小管上皮细胞重吸收Na+,进而影响水分的重吸收。下列说法错误的是( )
A. 高血压患者应减少含钾食物的摄入
B. 抗利尿激素起作用时,机体的血压会略有升高
C. 刺激肾上腺皮质产生醛固酮,有利于改善高血压
D. 细胞外液中K+浓度升高,会使神经细胞静息电位的绝对值减小
19. 生态学上环境容纳量又称K值,科学家研究了某种群的数量变化规律,下图是该种群瞬时增长量随种群起始数量变化的曲线图。下列说法错误的是( )
A. 该种群的K值为720个
B. 种群起始数量为300个时种群增长率最大
C. 当种群起始数量大于K值时,种群数量下降,小于K值时,种群数量上升
D. 当该种群起始数量为180、650个时,理论上该种群的最终数量都会达到600个
20. 东北人参是传统滋补药材,一科研团队创新开发富含人参活性成分的“人参功能性发酵饮品”,流程如下:①取人参幼根进行植物细胞培养获得无菌人参细胞;②将人参细胞破碎后提取活性成分;③灭菌后的麦芽汁中接种益生菌(乳酸菌+酵母菌),与人参活性成分混合,进行发酵;④过滤纯化获得饮品。下列说法错误的是( )
A. 步骤①的培养基有蔗糖和植物激素等物质,不添加琼脂
B. 步骤②中破碎人参细胞的目的是释放胞内活性成分,便于益生菌利用
C. 步骤③中的两种益生菌在结构上的区别是有无成形的细胞核
D. 步骤①获得的无菌人参细胞若直接用于发酵,无需添加麦芽汁等碳源
第II卷(非选择题,共55分)
三、非选择题(本题共4小题,共55分)
21. 某研究小组为研究高温条件下不同干旱水平对大豆光合作用的影响。科研人员选取发育进程与长势一致的转基因大豆幼苗,在高温条件下进行相关实验,研究发现随着干旱水平的提高和高温干旱胁迫时间的延长,气孔导度逐渐下降。请回答:
(1)随着高温干旱时间延长,大豆叶片出现失绿变黄,提取并分离此时叶片的色素,结果显示滤液细线上两条色素带明显变窄,此现象与研磨时未添加________的实验结果类似,该物质的作用是________。
(2)在高温干旱条件下,植物细胞会合成________(填植物激素名称),与保卫细胞膜上受体结合,触发信号通路,促使K+等离子________(填“外流”或“内流”),________(填“升高”或“降低”)细胞液渗透压,使保卫细胞________(填“吸水”或“失水”),最终导致气孔关闭。
(3)大豆在光照条件下可进行光呼吸,光呼吸是叶绿体中Rubisco酶催化RuBP与O₂结合生成乙醇酸,乙醇酸经一系列反应最终生成CO₂的过程。已知CO₂可以与O2竞争性结合Rubisco酶的活性位点。高温干旱条件下,光呼吸速率会________(填“升高”或“降低”),原因是________。
(4)结合本实验,高温干旱时大豆光合速率下降的原因包括________。(答出2点即可)
22. 鹌鹑(性别决定方式为ZW型)有栗色(野生型)、黑色和黄色等多种羽色,鹌鹑的栗羽、黄羽和白羽由两对基因控制,M为有色基因,m为白化基因,另一对基因N/n控制栗羽和黄羽(两对基因均不考虑位于性染色体的同源区段)。科研人员进行如下表所示实验。请回答下列问题:
组别
亲本
子代
1
黄羽甲(♂)×栗羽乙(♀)
1栗羽(♂)∶1黄羽(♀)
2
白羽丙(♂)×栗羽乙(♀)
1栗羽(♂)∶1白羽(♀)
3
白羽丙(♂)×黄羽丁(♀)
1黄羽(♂)∶1白羽(♀)
(1)栗羽和黄羽中属于显性性状的是________。N/n基因与M/m基因________(填“是”或“不是”)独立遗传。组别2亲本的基因型为________。
(2)研究人员在栗羽鹌鹑群体中发现部分黑羽隐性突变体(aa)。为研究该突变体的遗传机制及其与基因N/n的互作关系,选择多对雄黑羽与雌黄羽杂交,F1雌雄羽色均为不完全黑羽,F₂出现6种羽色,结果如下表。
羽色
黑羽
不完全黑羽
栗羽
黄羽
浅灰羽
深灰羽
性别
♂
♀
♂
♀
♂
♀
♂
♀
♂
♀
♂
♀
个体数目
32
16
64
33
32
17
0
16
0
31
0
17
48
97
49
16
31
17
①Aa使黄羽变为________;F₂中深灰羽个体的基因型为________。
②鹌鹑早期雌雄鉴别具有重要意义。欲在出壳时从羽色上即可辨别雌雄,且子代雌性鹌鹑均为浅灰羽,在生产中应如何选择相应羽色的父母本:________,从而提高生产经济效益,并减少不必要的资源浪费。
③SSR是鹌鹑2号染色体上的特定DNA序列。为了对A、a基因进行染色体定位,用PCR技术扩增雄性亲本和雌性亲本的SSR,分别获得175bp和125bp的产物,对F₂中全部黑羽体的SSR进行扩增,若得到的产物为________bp,可推测出突变基因位于2号染色体上。进一步对F₂中其余所有个体的SSR进行扩增,理论上得到产物只有一种长度类型的个体占比为________。(不考虑染色体互换)
23. 越来越多的研究表明,神经系统、内分泌系统与免疫系统之间一方面各自以特有的方式在内环境稳态的维持中发挥着作用,另一方面又存在着相互调节,并通过信号分子构成了一个复杂的调节网络。请分析回答:
(1)神经系统、内分泌系统、免疫系统间的联系是________(填“单向”或“双向”)的,其联系依赖于信号分子,下列不属于这类信号分子的是________。
A.神经递质 B.激素 C.细胞因子 D.酶 E.抗体
(2)感冒病人往往伴随有发热症状,其原因是病原体被免疫细胞识别后,经过一系列的反应,免疫细胞释放的白细胞介素、干扰素等,能作用于体温调节中枢,可引起________激素分泌,使产热增加;同时使脊髓支配的________(填“交感”或“副交感”)神经活动加强,导致________(答一点即可),使散热减少,最终导致体温上升。
(3)研究表明,多种细胞因子、下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴、T细胞和巨噬细胞之间存在如下图所示的调节关系。
①遇到紧急情况时,经过一系列调节会导致糖皮质激素增多,该过程的调节方式为________(填“神经”或“体液”或“神经-体液”)调节,此过程的效应器是________。
②据图推测,糖皮质激素可作为________剂用于治疗过敏性鼻炎、类风湿关节炎等疾病;长期过度紧张、焦虑会导致机体免疫力下降,据图分析,其原因是________。
24. 为探究白车轴草与黑麦草之间是否会因种间竞争而发生资源利用的分化,研究者进行了相关实验。
(1)群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这是群落中物种之间以及生物与环境之间________的结果。研究白车轴草的生态位,除种群密度、与其他物种的关系外,通常还要研究它的________特征。(答两点)
(2)研究者在甲、乙两个地点对白车轴草进行了移栽和重栽实验,移栽和重栽均遵循等量原则,实验处理如图1,一段时间后统计了不同处理下每块样地中白车轴草的总干重如图2。
注:1-6表示样地编号,“。”表示白车轴草来源地,箭头表示白车轴草移栽/重栽方向。如4号样地的操作,表示去除乙地的两种植物重栽乙地的白车轴草。
①第3、4、5组重栽实验的目的是________,第5组和第6组做对照,自变量是________。
②据图2分析,样地1中白车轴草的总干重显著低于样地2,说明________。样地3与样地4相比无显著差异的原因是________。
(3)综合上述实验结果,可推测乙地白车轴草会因长期与黑麦草竞争而发生________的分化,这有利于不同生物________。
25. 二化螟和田间杂草极大影响了稻米的产量和品质,科学家利用转基因技术将抗虫(cry1C)基因和抗草甘膦(EPSPS)基因成功转入水稻细胞中,并利用Cre/loxP重组酶系统特异性删除种子胚乳中的外源基因,获得了胚乳中无外源基因的抗虫、抗除草剂转基因水稻。Cre/loxP重组酶系统由Cre重组酶和loxP位点组成。当DNA分子中存在两个相同的loxP序列且同向时,Cre重组酶能特异性识别并删除两个位点间的DNA序列。转基因水稻的部分培育过程如图所示。(其中多基因串联体和质粒PC1300Z通过限制酶PstI和SacI酶切后构建重组质粒)
注:LB、RB:多基因串联体左右边界序列,Kanr:卡那霉素抗性基因,PstI、SacI、EcoRI:限制性核酸内切酶
(1)Cre酶可以将DNA上两个相同loxP序列位点之间的片段切除,在构建多基因串连体时,设计引物需要在限制酶识别序列的________(填“5′”或“3′”)端添加loxP序列。
(2)人类食用的精米主要是由水稻种子的胚乳加工制成,二化螟只通过钻蛀叶鞘、叶心、茎秆等绿色组织而危害水稻。结合题干信息,为实现水稻中外源基因的精准表达与特异性删除,启动子1、2、3分别为________、________、________。(编号选填)①胚乳特异性启动子②绿色组织特异性启动子③组成型启动子(在所有组织中都能保持活性)
(3)在上图培育过程中,过程Ⅲ中诱导生根时,培养基中要适当降低________的浓度,此时还需添加________进行筛选培育获得转基因水稻。
(4)为评估外源基因的敲除是否具有组织特异性,科研人员分别提取转基因水稻各组织细胞的________,进行反转录PCR,参与该过程的酶有________(答两种),通过凝胶电泳检测各细胞中不同基因的表达情况如表所示,“+”表示“表达”,“-”表示“不表达”。表格结果中分别符合目标水稻的根细胞及胚乳细胞的是________。(编号选填)
编号
cry1C基因
EPSPS基因
①
-
+
②
+
-
③
+
+
④
-
-
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2026届高考考前模拟测试
生物试题 2026.5
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
第I卷(共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30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. 细胞骨架是由微管、微丝等构成的动态网架结构,参与细胞形态维持、物质运输、细胞分裂等多项生命活动。抗癌药物紫杉醇可通过稳定微管结构、抑制微管的动态解聚,阻断细胞周期进程。下列说法正确的是( )
A. 细胞骨架是由蛋白质、纤维素等构成的亚显微结构,光学显微镜下无法直接观察
B. 微管结构稳定且不易变化,这有利于完成细胞分裂、运动等多项生命活动
C. 用紫杉醇处理癌细胞,通过抑制纺锤体微管的解聚,使细胞周期停滞在分裂中期
D. 在洋葱根尖分生区细胞中可以发生微管蛋白组装成中心粒的过程
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞骨架的组成成分是蛋白质纤维,纤维素是植物细胞壁的主要成分,不参与构成细胞骨架,A错误;
B、由题干可知细胞骨架是动态网架结构,微管可发生聚合、解聚的动态变化,以此参与细胞分裂、运动等生命活动,B错误;
C、纺锤体由微管构成,紫杉醇抑制微管解聚,会导致纺锤丝无法牵引染色体移向细胞两极,使细胞无法进入分裂后期,细胞周期停滞在分裂中期,可阻断癌细胞增殖,C正确;
D、洋葱属于高等植物,细胞中不存在中心体(中心粒),因此不会发生微管蛋白组装成中心粒的过程,D错误。
2. 海洋硬骨鱼与软骨鱼都长期生活在海水中。硬骨鱼体液渗透压低于海水,面临持续失水威胁,其通过主动吞饮海水补充水分,并依靠鳃部“泌氯细胞”排出盐分(Na+、Cl-);软骨鱼则通过在血液中积累高浓度的尿素和氧化三甲胺TMAO),从而能从环境中获取水分。下列说法错误的是( )
A. 海洋硬骨鱼吞饮海水补充水分的过程需要消耗能量
B. 海洋硬骨鱼鳃部泌氯细胞排出Na+、Cl-时需要与通道蛋白结合
C. 海洋软骨鱼细胞质渗透压高于海水,可通过渗透作用吸水
D. 两类鱼通过不同途径适应高盐环境,体现了环境对变异的选择是定向的
【答案】B
【解析】
【详解】A、海洋硬骨鱼吞饮海水的过程属于胞吞(胞饮),该过程依赖细胞膜的流动性,需要消耗细胞呼吸产生的能量,A正确;
B、通道蛋白介导物质跨膜运输时,被转运的离子不需要与通道蛋白结合,载体蛋白运输物质时需要与被转运物结合。硬骨鱼泌氯细胞逆浓度梯度排出Na+、Cl-属于主动运输,依赖载体蛋白而非通道蛋白,B错误;
C、渗透作用吸水的前提是内部渗透压高于外界溶液渗透压,软骨鱼可从环境中获取水分,说明其细胞质(及内环境)的渗透压高于海水,可通过渗透作用吸水,C正确;
D、两类鱼演化出不同的高盐环境适应机制,是长期自然选择的结果,体现了环境对变异的定向选择,D正确。
3. 研究发现,核仁稳定性下降、线粒体功能失调等会引起细胞衰老。而当线粒体渗透性发生变化,其膜间隙中的细胞色素C等蛋白质会释放至细胞质,可激活一类被称为Caspase的蛋白酶(凋亡执行者),进而引发一系列反应,最终导致细胞凋亡。据此分析,下列说法错误的是( )
A. 核仁稳定性下降会导致rRNA合成异常,核糖体组装受阻,影响基因的表达
B. 线粒体功能失调会使衰老细胞的ATP合成速率下降,物质运输功能降低
C. 当发菜线粒体膜间隙中的细胞色素C等蛋白质释放至细胞质中,会引发细胞凋亡
D. 自噬溶酶体可清除受损线粒体,促进自噬会减少细胞色素C释放,以延缓细胞凋亡
【答案】C
【解析】
【详解】A、核仁的功能是与rRNA的合成以及核糖体的形成有关,核仁稳定性下降会导致rRNA合成异常,核糖体组装受阻,而核糖体是翻译的场所,因此会影响基因的表达,A正确;
B、线粒体是有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,线粒体功能失调会使ATP合成速率下降,多数物质跨膜运输需要消耗ATP,因此物质运输功能降低,B正确;
C、发菜是蓝细菌的一种,属于原核生物,原核生物仅含有核糖体一种细胞器,没有线粒体,不可能出现线粒体膜间隙的细胞色素C释放的情况,C错误;
D、根据题干信息,受损线粒体释放细胞色素C会引发细胞凋亡,自噬溶酶体可清除受损线粒体,因此促进自噬会减少细胞色素C释放,延缓细胞凋亡,D正确。
4. 下列有关生物实验的表述正确的是( )
A. 拍摄真核细胞电镜照片和制作真核细胞三维结构模型均属于建构物理模型
B. 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验中,检测试剂可选用斐林试剂
C. 鲁宾和卡门的光合作用实验采用放射性同位素标记法
D. 用马铃薯块茎作材料,验证植物细胞无氧呼吸能产生CO₂
【答案】B
【解析】
【详解】A、物理模型是以实物或图画形式直观表达认识对象特征的模型,拍摄真核细胞电镜照片是对细胞结构的真实成像,不属于模型构建,只有制作真核细胞三维结构模型属于建构物理模型,A错误;
B、淀粉和蔗糖都不属于还原糖,淀粉酶能催化淀粉水解为还原糖(麦芽糖),不能催化蔗糖水解,斐林试剂可与还原糖在水浴加热条件下产生砖红色沉淀,因此可以用斐林试剂检测两种底物是否被水解,验证酶的专一性,B正确;
C、鲁宾和卡门的光合作用实验中使用的18O是稳定同位素,不具有放射性,该实验属于同位素标记法,C错误;
D、马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸,不产生CO2,无法用该材料验证植物细胞无氧呼吸产生CO2,D错误。
5. 爪蟾属有一部分物种的性别决定方式为XY型,也有一部分为ZW型。研究人员可用下图两种方法繁殖爪蟾后代,图示染色体为爪蟾细胞内某一对同源染色体。图中的二倍体卵细胞可直接发育成爪蟾。WW个体发育为可育雌性。下列说法错误的是( )
A. 为确定某种爪蟾的性别决定方式,将一只性反转成雌性的雄性爪蟾(染色体组成不变)与正常雄蟾杂交,如果后代全为雄性,可初步确定该爪蟾的性别决定方式为ZW型
B. 若爪蟾的性别决定方式为XY型,则方法一和方法二形成的二倍体卵细胞的性染色体组成都相同
C. 若爪蟾的性别决定方式为ZW型,则方法一和方法二形成的二倍体卵细胞的性染色体组成不同
D. 选择方法一获得的子代雌蟾与正常雄蟾杂交,可进一步验证该爪蟾的性别决定方式
【答案】D
【解析】
【详解】A、若爪蟾性别决定方式为ZW型,雄性染色体组成为ZZ,将雄性爪蟾性反转成雌性后,其染色体组成仍为ZZ,与正常雄蟾(ZZ)杂交,子代基因型全为ZZ,全为雄性。若为XY型,性反转雄性(XY)与正常雄性(XY)杂交,子代将有雄性(XY)也有雌性(XX)。所以若后代全为雄性,可初步确定该爪蟾的性别决定方式为ZW型,A正确;
B、若爪蟾的性别决定方式为XY型,雌性性染色体组成为XX。方法一:初级卵母细胞(XX)减数分裂过程中,阻止第一极体排出,则形成的二倍体卵细胞性染色体组成为XX。方法二:阻止第二极体排出,则形成的二倍体卵细胞性染色体同样为XX。所以方法一和方法二形成的二倍体卵细胞的性染色体组成都相同,B正确;
C、若爪蟾的性别决定方式为ZW型,雌性性染色体组成为ZW。方法一:初级卵母细胞(ZW)减数第一次分裂后,次级卵母细胞含Z或W,第一极体含W或Z,此时阻止第一极体排出,形成的二倍体卵细胞性染色体组成为ZW。方法二:若卵细胞含Z,第二极体也含Z,则阻止第二极体排出,形成的二倍体卵细胞性染色体组成为ZZ;若卵细胞含W,第二极体也含W,则阻止第二极体排出,形成的二倍体卵细胞性染色体组成为WW。所以方法一和方法二形成的二倍体卵细胞的性染色体组成不同,C正确;
D、若为XY型性别决定,方法一获得的子代雌蟾性染色体组成为XX,与正常雄蟾(XY)杂交,后代有XX(雌)、XY(雄)。若为ZW型性别决定,方法一获得的子代雌蟾性染色体组成为ZW,与正常雄蟾(ZZ)杂交,后代有ZZ(雄)、ZW(雌)。两种情况下后代都有雌性和雄性,无法通过该杂交实验进一步验证该爪蟾的性别决定方式,D错误。
6. 图示T2噬菌体侵染大肠杆菌后其DNA复制的过程。下列说法正确的( )
A. 亲代噬菌体DNA为不平齐双链,其嘧啶数与嘌呤数不一定相等
B. 子代噬菌体DNA的b链黏性末端序列为5′-CCTAG-3′
C. 噬菌体DNA复制所需要的场所、原料和能量均由大肠杆菌提供
D. 酶X为限制性内切核酸酶,是在噬菌体内合成的
【答案】C
【解析】
【详解】A、亲代噬菌体DNA为不平齐双链,但不平齐端可互补成环,根据碱基互补配对原则可知,其中嘧啶数与嘌呤数相等,A错误;
B、亲代噬菌体的 a 链黏性末端为5'-GGATC-3',b 链与 a 链互补,所以 b 链的黏性末端序列应为5'-GATCC-3'(与 a 链反向互补),B错误;
C、噬菌体是病毒,专性寄生物,噬菌体DNA复制所需要的场所、原料和能量均由大肠杆菌提供,模板由噬菌体DNA提供,C正确;
D、图中酶X的作用是将环状DNA切割成黏性末端的线性 DNA,为限制性内切核酸酶,噬菌体作为病毒,不具有独立代谢功能,因而该酶不是在病毒体内合成的,D错误。
7. 水稻抗寒性状由抗寒关键基因A的DNA甲基化表观修饰调控,且与基因R/r协同作用:①A基因表达的产物为抗寒蛋白,其启动子区域的甲基化修饰可被低温特异性去除,常温下该区域保持高甲基化状态;②基因R表达的蛋白可增强A的转录效率,r基因无此功能;A/a与R/r独立遗传,低温下只有含R基因且A高效表达时,水稻抗寒能力强,其余情况为抗寒弱。科学家将常温下培育的基因型为AARr(A高甲基化)的抗寒弱水稻自交,所得F₁全部在低温环境下种植,下列说法错误的是( )
A. 基因的甲基化修饰可发生在细胞核和线粒体,组蛋白也可发生甲基化修饰,但不会发生在线粒体中,两者都属于表观遗传
B. 水稻被寒冷胁迫诱导产生的抗寒性状能遗传给后代,这种现象为获得性遗传提供支持
C. F₁中抗寒强水稻所占的比例为3/4
D. 从F₁中随机选取一株抗寒强水稻自交,所得F₂在低温下种植,F₂中抗寒弱水稻的比例为1/4
【答案】D
【解析】
【详解】A、DNA甲基化可发生在细胞核、线粒体的DNA上,线粒体DNA为裸露状态,不含组蛋白,因此组蛋白甲基化仅发生在细胞核染色体的组蛋白上,DNA甲基化和组蛋白甲基化都属于表观遗传,A正确;
B、寒冷胁迫通过去除A基因启动子的甲基化使水稻获得抗寒性状,该表观修饰若可遗传给后代,可为获得性遗传观点提供支持,B正确;
C、亲本基因型为AARr,自交后F1基因型及比例为AARR:AARr:AA rr=1:2:1,低温下A基因的甲基化被去除可正常表达,含R基因的个体占3/4,均满足抗寒强的条件,C正确;
D、F1抗寒强个体中AARR占1/3,AARr占2/3,自交时仅AARr自交后代会出现1/4的AArr(抗寒弱),因此F2中抗寒弱水稻的比例为2/3×1/4=1/6,D错误。
8. 野生型蛋白质A的第6位氨基酸及其对应的三核苷酸序列信息如图。科学家获得7种第6位均不是异亮氨酸的突变体a1、a₂、……、a7,每种突变均发生在该三核苷酸序列,且只有一对碱基发生替换,a1、a₂和a3是同一位置的碱基替换。下表为部分密码子信息。下列说法正确的是( )
甲硫氨酸
异亮氨酸
终止密码子
AUG
AUA、AUC、AUU
UAA、UAG、UGA
A. 野生型基因A决定第6位氨基酸的模板链序列是5′-ATA-3′
B. a4、a5、a6和a7四种突变体的碱基替换可能也发生在同一位置
C. 7种突变体中一定不存在某个突变体用甲硫氨酸进行了替换
D. 7种突变体中一定不存在某个突变体发生了终止密码子突变
【答案】D
【解析】
【详解】A、野生型第6位氨基酸为异亮氨酸,其密码子为AUA(mRNA),因此模板链的序列应为3'-TAT-5',即5'-TAT-3',A错误;
B、a1、a2、a3是同一位置的碱基替换,该位置最多有3种突变,而a4、a5、a6、a7共4种突变体,不可能全部发生在同一位置,B错误;
C、AUA是相应的密码子,第三位A→G可得到AUG(甲硫氨酸),因此存在甲硫氨酸突变体,C错误;
D、该三核苷酸序列至少两个碱基发生替换产生的密码子才可能是终止密码子,但突变均发生在该三核苷酸序列,且只有一对碱基发生替换,因此不存在终止密码子突变,D正确。
9. 研究表明,肿瘤细胞静息电位与动作电位产生机制与神经元高度相似。电刺激肿瘤细胞时,细胞产生动作电位并引起Ca²+内流,促进细胞迁移。不同强度电刺激下肿瘤细胞内Ca²+浓度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 随电刺激强度增加,动作电位峰值和细胞内Ca²+浓度均增加
B. 适宜强度电刺激,膜电位绝对值先增大后减小
C. 刺激强度不变,降低培养液中K+浓度可促进细胞迁移
D. 去除培养液中Ca²+,适当刺激仍可产生动作电位
【答案】D
【解析】
【详解】A、从图中可以看出,随着电刺激强度增加,细胞内Ca2+浓度增加,但动作电位的峰值由膜内外Na+浓度差决定,而不是刺激强度。只要刺激强度达到阈值(一定的值),动作电位就会产生,且峰值不会随刺激强度增加而升高,A错误;
B、适宜强度电刺激时,肿瘤细胞产生动作电位,膜电位会由静息电位(外正内负)变为动作电位(外负内正),即膜电位绝对值先减小(从静息电位的绝对值到0)后增大(从0到动作电位的绝对值),B错误;
C、刺激强度不变,降低培养液中K+浓度,会使细胞内的K+外流增多,静息电位增大,细胞更不易产生动作电位,而细胞产生动作电位并引起Ca2+内流才会促进细胞迁移,所以降低培养液中K+浓度会抑制细胞迁移,C错误;
D、动作电位的产生主要是由于Na+内流,去除培养液中Ca2+,只是影响Ca2+内流以及后续相关过程,但只要Na+内流不受阻,适当刺激仍可产生动作电位,D正确。
10. 异种器官移植后,供体器官细胞表面α-1,3-半乳糖基转移酶(α-Gal,GGTA1基因编码)与受体内的抗α-Gal抗体特异性结合,激活补体(一种蛋白质复合体)系统,不经过细胞免疫过程直接裂解供体细胞,引发超急性排斥反应(HAR)。下列说法错误的是( )
A. HAR导致的移植器官快速损伤与过敏反应的发病机理一致
B. 使用能特异性结合并消耗补体的单克隆抗体,可在一定程度上缓解HAR
C. 敲除供体的GGTA1基因可在一定程度上缓解HAR
D. 抑制细胞毒性T细胞的活性不能缓解HAR
【答案】A
【解析】
【详解】A、过敏反应是已免疫的机体再次接触相同过敏原时,过敏原与吸附在肥大细胞等细胞表面的抗体结合,使细胞释放组织胺等物质引发的反应;而HAR是抗原抗体结合后激活补体系统直接裂解供体细胞,二者发病机理不同,A错误;
B、HAR的发生需要激活补体系统裂解供体细胞,使用特异性结合并消耗补体的单克隆抗体,可减少补体参与的供体细胞裂解过程,能在一定程度上缓解HAR,B正确;
C、GGTA1基因编码供体细胞表面的α-Gal抗原,敲除该基因后供体细胞表面无α-Gal,无法与受体内的抗α-Gal抗体结合引发后续反应,可缓解HAR,C正确;
D、题干明确说明HAR不经过细胞免疫过程,细胞毒性T细胞是细胞免疫的效应细胞,因此抑制其活性无法缓解HAR,D正确。
11. 研究表明,茎尖的生长素通过PIN蛋白向下运输时,会通过一系列过程影响细胞分裂素(CTK)和独脚金内酯(一种植物激素)的含量,最终调控植物顶端优势的形成,相关生理机制如图所示。下列说法错误的是( )
A. 生长素从顶芽向下运输至侧芽周围的过程需要额外消耗能量
B. 由图可知,生长素与独脚金内酯对IPT的活性具有协同作用
C. 顶芽摘除后,侧芽处的细胞分裂素和独脚金内酯含量均升高
D. 在保留顶芽的情况下,可向侧芽喷施细胞分裂素促进侧芽生长
【答案】C
【解析】
【详解】A、生长素从顶芽向下运输至侧芽周围的过程属于极性运输,其运输方式为主动运输,主动运输需要消耗能量,所以该过程需要额外消耗能量,A正确;
B、从图中可以看出,生长素能抑制细胞分裂素合成酶(IPT)的活性,独脚金内酯也能抑制IPT的活性,因此生长素与独脚金内酯对IPT的活性具有协同作用,B正确;
C、生长素会抑制细胞分裂素的分泌,顶芽摘除后,生长素合成减少,对侧芽细胞分裂素分泌的抑制作用减弱,所以细胞分裂素含量会增加。同时,由图可知生长素可通过活化独脚金内酯合成酶基因MAX3/4来促进独脚金内酯的合成,摘除顶芽后生长素含量下降,那么独脚金内酯的合成减少,其含量应该降低,C错误;
D、顶端优势是顶芽优先生长,侧芽生长受抑制的现象,原因之一是侧芽处生长素浓度高,抑制了侧芽生长,且生长素会抑制细胞分裂素的分泌。在保留顶芽的情况下,侧芽生长素含量高,此时向侧芽喷施细胞分裂素,细胞分裂素能促进细胞分裂,从而可促进侧芽生长,D正确。
12. 在我国北方某温带地区,一片典型草原群落正经历向森林群落的演替过程。原有部分草本植物因光照不足而减少,但新出现的耐阴草本(如舞鹤草)与乔木幼苗共存。与此同时,动物种类也由以蝗虫、田鼠为主转变为以松鼠、银喉长尾山雀等树栖动物为主。下列说法正确的是( )
A. 该地区发生的演替与沙丘上发生的演替是同一种类型
B. 森林中不同高度的银喉长尾山雀巢反映了动物群落的垂直结构
C. 该地的乔木多数为风媒花,林下的舞鹤草具有茎细长、叶薄、叶片颜色较深的特点
D. 当演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成不再变化
【答案】C
【解析】
【详解】A、该地区草原向森林的演替发生在保留了原有土壤条件、植物种子或其他繁殖体的区域,属于次生演替;沙丘上不存在土壤条件和植物繁殖体,发生的是初生演替,二者演替类型不同,A错误;
B、群落的垂直结构是指群落中不同物种在垂直方向上的分层现象,银喉长尾山雀属于同一物种,其巢穴的高度差异不属于群落的垂直结构,B错误;
C、温带森林中的乔木多为风媒花,依靠风力完成传粉;林下光照强度弱,耐阴的舞鹤草茎细长有利于争取光照,叶薄可提高光线利用率,叶片因叶绿素含量高颜色更深,能更好适应弱光环境进行光合作用,C正确;
D、演替达到相对稳定阶段后,群落内物种组成处于动态平衡中,仍会随环境变化等发生改变,并非完全固定不变,D错误。
13. 生态廊道能够满足物种的扩散、迁移和交换,是构建区域山水林田湖草完整生态系统的重要组成部分,下列说法错误的是( )
A. 建立生态廊道属于就地保护
B. 生态廊道可以减少物种因地理隔离而发生近亲繁殖
C. 建立自然保护区、生态廊道可以解决动物生境破碎化问题
D. 生态廊道能增加物种多样性,但不能增加生态系统多样性
【答案】D
【解析】
【详解】A、就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种实施保护,建立生态廊道是在原有生境范围内搭建连通通道,属于就地保护的措施,A正确;
B、地理隔离会阻碍不同种群间的基因交流,小种群易发生近亲繁殖,生态廊道可连通被隔离的生境,促进种群间基因交流,减少近亲繁殖,B正确;
C、生境破碎化是指连续的生境被分割为多个孤立斑块,建立自然保护区可保护完整生境,生态廊道可连通破碎的生境斑块,二者均能解决动物生境破碎化问题,C正确;
D、生物多样性包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性三个层次,生态廊道在增加物种多样性的同时,也能完善生态系统的结构和功能,提升生态系统的稳定性,可增加生态系统多样性,D错误。
14. 科学家开发了一种新型纳米载体系统(TAT-PLGA),可实现非侵入式胚胎基因编辑。该技术流程如下:收集小鼠受精后2小时内的胚胎;将包裹CRISPR/Cas9的TAT-PLGA纳米颗粒注入培养液;胚胎与纳米颗粒共培养,纳米颗粒穿透卵细胞膜递送基因编辑工具;筛选基因编辑成功的胚胎继续发育。研究显示,该技术使小鼠胚胎编辑效率达90%,胚胎存活率超80%。下列基于该技术的分析,错误的是( )
A. 筛选编辑成功胚胎时,可对滋养层细胞进行基因检测
B. 若将编辑后胚胎移植到受体小鼠中,无需使受体与供体血型匹配
C. 该技术可为人类胚胎干细胞研究提供模型,但应用于人类胚胎需要考虑伦理问题
D. 选择受精后2小时内的胚胎是因其处于囊胚期,内细胞团的细胞全能性高
【答案】D
【解析】
【详解】A、滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘,不会参与胎儿本体的发育,因此筛选编辑成功胚胎时,可取滋养层细胞进行基因检测,不会影响胚胎后续发育,A正确;
B、胚胎移植的生理学基础表明,受体子宫对移入的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,因此无需使受体与供体血型匹配,B正确;
C、该小鼠胚胎编辑技术的研究方法和结果可为人类胚胎干细胞研究提供参考模型,但人类胚胎基因编辑涉及生命伦理、社会规则等诸多问题,临床应用需要严格遵循伦理规范,C正确;
D、受精后2小时内的胚胎处于受精卵阶段,尚未进行卵裂,而囊胚期是卵裂多次后才到达的发育阶段,该阶段才出现内细胞团结构,D错误。
15. 科研人员为高效检测食品中的有毒物质苏丹红I,构建了抗苏丹红I和物质X的双特异性抗体,其中X是一种能在特定条件下发光的物质。检测时,先将适量双特异性抗体、待测样品(含苏丹红I)、物质X混合后,再加入到固定了苏丹红I的96孔板中,一段时间后洗去游离的物质,通过检测发光强度来分析样品中苏丹红I含量。下图表示制备双特异性抗体的部分流程。下列说法正确的是( )
A. 过程①使用的灭活病毒可破坏病毒的抗原结构,使其失去感染能力
B. 能产生抗X抗体的B细胞在②过程的选择培养基上可以正常生长
C. 通过③可筛选出能分泌双特异性抗体的杂交瘤细胞
D. 待测样品中苏丹红I含量越高,最终检测到的发光强度越高
【答案】C
【解析】
【详解】A、过程①使用灭活病毒诱导细胞融合,灭活病毒只是使其失去感染能力,但不会破坏病毒的抗原结构,因为抗原结构对于诱导细胞融合等有重要作用,A错误;
B、能产生抗X抗体的B细胞在②过程的选择培养基上不能正常生长。选择培养基的作用是筛选出杂交瘤细胞,未融合的B细胞(包括能产生抗X抗体的B细胞)以及同种细胞融合的细胞都不能在该选择培养基上存活,只有杂交瘤细胞才能生长,B错误;
C、③过程通过克隆化培养和抗体检测等技术,能够筛选出能分泌双特异性抗体的杂交瘤细胞,C正确;
D、待测样品中苏丹红I含量越高,与双特异性抗体中抗苏丹红I的部分结合就越多,那么能与固定在96孔板上的苏丹红I结合的双特异性抗体就越少,进而结合的物质X也越少,最终检测到的发光强度应该越低,D错误。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 可立氏循环是指剧烈运动中,当肌肉细胞有氧呼吸NADH的产生速率超过其消耗速率时,丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下转变为乳酸,同时使NAD+再生,生成的乳酸通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是( )
A. 有氧呼吸过程中,NADH在细胞质基质中产生,在线粒体基质和内膜中消耗
B. 发生可立氏循环时,肌细胞消耗O2的速率等于释放CO₂的速率
C. 丙酮酸在细胞质基质内生成乳酸的过程中产生NAD+和少量ATP
D. 肌肉细胞产生的乳酸在肝脏中转变为葡萄糖,根本原因是相关基因的选择性表达
【答案】BD
【解析】
【详解】A、有氧呼吸的第一阶段(细胞质基质)、第二阶段(线粒体基质)均可产生NADH,NADH仅在线粒体内膜参与有氧呼吸第三阶段被消耗,A错误;
B、人体肌细胞无氧呼吸的产物为乳酸,不产生CO2,CO2仅来自有氧呼吸,且有氧呼吸消耗O2的速率等于释放CO2的速率,因此即使发生可立氏循环(存在无氧呼吸),肌细胞消耗O2的速率仍等于释放CO2的速率,B正确;
C、无氧呼吸仅第一阶段产生少量ATP,丙酮酸生成乳酸属于无氧呼吸第二阶段,该过程不产生ATP,仅实现NAD+的再生,C错误;
D、同一生物不同体细胞的遗传物质相同,肝脏细胞能将乳酸通过葡萄糖异生途径合成葡萄糖,根本原因是与葡萄糖异生相关的基因在肝脏细胞中选择性表达,合成了所需的相关酶,D正确。
17. 某二倍体两性花植物中的花色和茎的高矮分别由A/a和B/b两对等位基因控制。将紫花高茎和白花矮茎两纯合亲本杂交,F₁自交,统计F₂表型及比例为紫花高茎∶紫花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎=66∶9∶9∶16.下列说法正确的是( )
A. A/a与B/b两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,紫花为显性性状
B. F1测交后代表现为紫花高茎∶紫花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎=4∶1∶1∶4
C. F1减数分裂时,初级性母细胞发生互换的概率为20%
D. F2中稳定遗传的紫花矮茎植株占1/16
【答案】B
【解析】
【详解】A、已知F2表型及比例为紫花高茎∶紫花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎=66∶9∶9∶16,不是9:3:3:1的变式,说明这两对基因的遗传不遵循基因的自由组合定律。F1自交产生F2,由于F2中紫花∶白花= (66+9)∶(9+16)=3∶1,所以紫花为显性性状,A错误;
B、F1自交产生F2,由于F2中高茎∶矮茎= (66+9)∶(9+16)=3∶1,所以高茎为显性性状,F1自的基因型为AaBb,根据亲本可知,A与B基因位于同一条染色体上,F2中白花矮茎(aabb)占16/100=4/25,由此可知F1产生的ab配子比例为2/5,因为AB与ab是亲本型配子且比例相等,则Ab与aB是重组型配子且比例相等,所以F1(AaBb)产生的配子及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4。F1(AaBb)测交,即与aabb杂交,后代的基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶1∶1∶4,对应的表型及比例为紫花高茎∶紫花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎 = 4∶1∶1∶4,B正确;
C、设发生互换的初级性母细胞的比例为x,则产生的重组型配子的比例为x×(1/2),已知重组型配子(Ab和aB)的比例共为2/10,则x×(1/2)=2/10,则x=40%,即F1减数分裂时,初级性母细胞发生互换的概率为40%,C错误;
D、稳定遗传的紫花矮茎植株基因型为AAbb,F1产生Ab配子的概率为1/10,所以F2中稳定遗传的紫花矮茎植株(AAbb)占1/10×1/10=1/100,D错误。
18. 血容量是指血细胞容量与血浆容量的总和,血容量减小可能会引发低血压,反之则可能引发高血压。研究表明,食物中的钾在调节血压方面起作用,当细胞外液K+浓度升高时会明显抑制肾小管上皮细胞重吸收Na+,进而影响水分的重吸收。下列说法错误的是( )
A. 高血压患者应减少含钾食物的摄入
B. 抗利尿激素起作用时,机体的血压会略有升高
C. 刺激肾上腺皮质产生醛固酮,有利于改善高血压
D. 细胞外液中K+浓度升高,会使神经细胞静息电位的绝对值减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A、由题干可知,细胞外液K+浓度升高会抑制肾小管重吸收Na+,减少水分重吸收,降低血容量进而降低血压,因此高血压患者应适当增加含钾食物的摄入,A错误;
B、抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管重吸收水分,使血浆容量增加、血容量升高,因此机体血压会略有升高,B正确;
C、肾上腺皮质分泌的醛固酮具有保钠排钾的作用,可促进Na+重吸收,进而增加水分重吸收、升高血容量,使血压升高,不利于改善高血压,C错误;
D、静息电位的形成机制是K+外流,细胞外液K+浓度升高时,细胞内外K+浓度差减小,K+外流量减少,外正内负的静息电位绝对值减小,D正确。
19. 生态学上环境容纳量又称K值,科学家研究了某种群的数量变化规律,下图是该种群瞬时增长量随种群起始数量变化的曲线图。下列说法错误的是( )
A. 该种群的K值为720个
B. 种群起始数量为300个时种群增长率最大
C. 当种群起始数量大于K值时,种群数量下降,小于K值时,种群数量上升
D. 当该种群起始数量为180、650个时,理论上该种群的最终数量都会达到600个
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、K值是在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量,当种群数量达到K值时,种群瞬时增长量为0。从图中可知,当种群起始数量为600个时,种群瞬时增长量为0,所以该种群的K值为600个,A错误;
B、该种群数量增长为S型曲线,增长率一直下降,当种群起始数量为300个时,种群增长率不是最大,B错误;
C、该种群的K值为600个,由图可知,当种群起始数量大于600(K值)时,瞬时增长量小于0,种群数量下降,但当种群起始数量小于150(小于K值)时,种群数量也下降,C错误;
D、当种群起始数量为180时,处于150 - 600之间,种群瞬时增长量大于0,种群数量会增加,最终会达到K值600;当种群起始数量为650时,大于600,种群瞬时增长量小于0,种群数量会下降,最终也会稳定在600(K值)左右,D正确。
20. 东北人参是传统滋补药材,一科研团队创新开发富含人参活性成分的“人参功能性发酵饮品”,流程如下:①取人参幼根进行植物细胞培养获得无菌人参细胞;②将人参细胞破碎后提取活性成分;③灭菌后的麦芽汁中接种益生菌(乳酸菌+酵母菌),与人参活性成分混合,进行发酵;④过滤纯化获得饮品。下列说法错误的是( )
A. 步骤①的培养基有蔗糖和植物激素等物质,不添加琼脂
B. 步骤②中破碎人参细胞的目的是释放胞内活性成分,便于益生菌利用
C. 步骤③中的两种益生菌在结构上的区别是有无成形的细胞核
D. 步骤①获得的无菌人参细胞若直接用于发酵,无需添加麦芽汁等碳源
【答案】BD
【解析】
【详解】A、步骤①为获得大量人参细胞,采用植物细胞悬浮培养技术,使用液体培养基,因此不添加琼脂;培养基中蔗糖可作为碳源同时调节渗透压,生长素、细胞分裂素等植物激素可调控细胞增殖,A正确;
B、步骤②破碎细胞的目的是释放胞内的人参活性成分,该成分是饮品的核心功效物质,益生菌的营养来源是步骤③添加的麦芽汁,B错误;
C、乳酸菌属于原核生物,无成形细胞核;酵母菌属于真核生物,有成形细胞核,二者结构上的核心区别是有无成形的细胞核,C正确;
D、益生菌发酵生长需要充足的碳源等营养物质,无菌人参细胞无法提供足够益生菌生长所需的营养,因此仍需要添加麦芽汁作为碳源,D错误。
第II卷(非选择题,共55分)
三、非选择题(本题共4小题,共55分)
21. 某研究小组为研究高温条件下不同干旱水平对大豆光合作用的影响。科研人员选取发育进程与长势一致的转基因大豆幼苗,在高温条件下进行相关实验,研究发现随着干旱水平的提高和高温干旱胁迫时间的延长,气孔导度逐渐下降。请回答:
(1)随着高温干旱时间延长,大豆叶片出现失绿变黄,提取并分离此时叶片的色素,结果显示滤液细线上两条色素带明显变窄,此现象与研磨时未添加________的实验结果类似,该物质的作用是________。
(2)在高温干旱条件下,植物细胞会合成________(填植物激素名称),与保卫细胞膜上受体结合,触发信号通路,促使K+等离子________(填“外流”或“内流”),________(填“升高”或“降低”)细胞液渗透压,使保卫细胞________(填“吸水”或“失水”),最终导致气孔关闭。
(3)大豆在光照条件下可进行光呼吸,光呼吸是叶绿体中Rubisco酶催化RuBP与O₂结合生成乙醇酸,乙醇酸经一系列反应最终生成CO₂的过程。已知CO₂可以与O2竞争性结合Rubisco酶的活性位点。高温干旱条件下,光呼吸速率会________(填“升高”或“降低”),原因是________。
(4)结合本实验,高温干旱时大豆光合速率下降的原因包括________。(答出2点即可)
【答案】(1) ①. 碳酸钙 ②. 防止研磨中色素(叶绿素)被破坏
(2) ①. ABA(脱落酸) ②. 外流 ③. 降低 ④. 失水
(3) ①. 升高 ②. 高温干旱时,气孔关闭,胞间CO2浓度降低、O2浓度相对升高,Rubisco酶更易与O2结合,因此光呼吸速率升高
(4)气孔导度下降,CO2供应不足,暗反应速率下降;叶绿素分解,光反应速率下降;光呼吸增强,消耗有机物
【解析】
【小问1详解】
高温干旱时大豆叶片失绿变黄是叶绿素含量降低导致。在色素提取和分离实验中,研磨时加入碳酸钙(CaCO₃)可防止研磨中色素(尤其是叶绿素)被破坏,若未添加,叶绿素易被破坏,会出现滤液细线上叶绿素对应的色素带明显变窄的现象。
【小问2详解】
在高温干旱条件下,植物细胞会合成脱落酸(ABA),它与保卫细胞膜上受体结合,触发信号通路,促使K⁺等离子外流,细胞液中离子减少,降低细胞液渗透压,从而使得保卫细胞失水,最终导致气孔关闭。
【小问3详解】
已知CO₂可以与O₂竞争性结合Rubisco酶的活性位点,高温干旱时,气孔关闭,胞间CO₂浓度降低、O₂浓度相对升高,此时Rubisco酶更易与O₂结合,从而使光呼吸速率升高。
【小问4详解】
高温干旱时大豆光合速率下降的原因有:气孔导度下降,导致CO₂供应不足,暗反应速率下降;高温干旱使叶绿素分解,光反应速率下降;高温干旱时大豆光呼吸增强,消耗更多的有机物,影响光合产物积累。
22. 鹌鹑(性别决定方式为ZW型)有栗色(野生型)、黑色和黄色等多种羽色,鹌鹑的栗羽、黄羽和白羽由两对基因控制,M为有色基因,m为白化基因,另一对基因N/n控制栗羽和黄羽(两对基因均不考虑位于性染色体的同源区段)。科研人员进行如下表所示实验。请回答下列问题:
组别
亲本
子代
1
黄羽甲(♂)×栗羽乙(♀)
1栗羽(♂)∶1黄羽(♀)
2
白羽丙(♂)×栗羽乙(♀)
1栗羽(♂)∶1白羽(♀)
3
白羽丙(♂)×黄羽丁(♀)
1黄羽(♂)∶1白羽(♀)
(1)栗羽和黄羽中属于显性性状的是________。N/n基因与M/m基因________(填“是”或“不是”)独立遗传。组别2亲本的基因型为________。
(2)研究人员在栗羽鹌鹑群体中发现部分黑羽隐性突变体(aa)。为研究该突变体的遗传机制及其与基因N/n的互作关系,选择多对雄黑羽与雌黄羽杂交,F1雌雄羽色均为不完全黑羽,F₂出现6种羽色,结果如下表。
羽色
黑羽
不完全黑羽
栗羽
黄羽
浅灰羽
深灰羽
性别
♂
♀
♂
♀
♂
♀
♂
♀
♂
♀
♂
♀
个体数目
32
16
64
33
32
17
0
16
0
31
0
17
48
97
49
16
31
17
①Aa使黄羽变为________;F₂中深灰羽个体的基因型为________。
②鹌鹑早期雌雄鉴别具有重要意义。欲在出壳时从羽色上即可辨别雌雄,且子代雌性鹌鹑均为浅灰羽,在生产中应如何选择相应羽色的父母本:________,从而提高生产经济效益,并减少不必要的资源浪费。
③SSR是鹌鹑2号染色体上的特定DNA序列。为了对A、a基因进行染色体定位,用PCR技术扩增雄性亲本和雌性亲本的SSR,分别获得175bp和125bp的产物,对F₂中全部黑羽体的SSR进行扩增,若得到的产物为________bp,可推测出突变基因位于2号染色体上。进一步对F₂中其余所有个体的SSR进行扩增,理论上得到产物只有一种长度类型的个体占比为________。(不考虑染色体互换)
【答案】(1) ①. 栗羽 ②. 不是 ③. ZmnZmn、ZMNW
(2) ①. 浅灰羽 ②. aaZMnW ③. 父本深灰羽、母本栗羽(或父本黄羽、母本黑羽) ④. 175 ⑤. 5/13
【解析】
【小问1详解】
在组别1中,黄羽甲(♂)×栗羽乙(♀),子代雄性(ZZ)表现为栗羽,雌性(ZW)表现为黄羽。在ZW型性别决定中,雄性的Z染色体来自父母双方,雌性的Z染色体仅来自父方。子代雄性表现出母本的栗羽性状,说明栗羽是由显性基因控制的,所以栗羽和黄羽中属于显性性状的是栗羽。
M为有色基因,m为白化基因,另一对基因N和n控制栗羽和黄羽,由于羽色表现与性别相关联,且两对基因控制羽色,所以N/n基因位于Z染色体上,又因为M/m基因控制有色和白化,与N/n基因共同控制羽色,且同时含有M、N基因为栗羽,所以M/m基因位于Z染色体上,M/m与N/n均位于Z染色体上,不是独立遗传。
栗羽为显性性状,且基因位于性染色体上,白羽为隐性性状,组别2中白羽丙(♂)×栗羽乙(♀),子代出现栗羽(♂)和白羽(♀),比例为1:1,可推知亲本栗羽乙的基因型为ZMNW(♀),白羽丙的基因型为ZmnZmn(♂),二者杂交后,子代雄性(ZMNZmn)表现为栗羽,雌性(ZmnW)表现为白羽,符合1:1的比例。
【小问2详解】
①亲本黑羽×黄羽,F1为不完全黑羽,F2出现了3栗羽:6不完全黑羽:3黑羽:1黄羽♀:2浅灰羽♀:1深灰羽♀的性状分离比,是9:3:3:1的变形,说明控制这两对相对性状的基因N/n和A/a遵循基因的自由组合定律,F2中出现了黄羽和浅灰羽,且比例为1:2,可推测Aa使黄羽变为浅灰羽。
黑羽是隐性突变体(aa),正常为AA,选择多对黑羽(aa)与雌黄羽杂交,F₁雌雄羽色均为不完全黑羽;黄羽由ZMn控制(结合前问,N/n在Z染色体,n对应黄羽,M为有色),因此雌黄羽的基因型为ZMnW。黑羽的基因型为aa(隐性纯合),且表格中黄羽仅有雌性(AAZMnW),同时由于在栗羽鹌鹑群体中发现部分黑羽隐性突变体(aa),故黑羽父本基因型为aaZMNZMN,母本基因型为AAZMnW,F1基因型为AaZMNZMn,AaZMNW,则F2中深灰羽个体的基因型为aaZMnW。
②出壳时通过羽色辨雌雄,且雌性全为浅灰羽。需满足:子代雌性的基因型为AaZMnW(浅灰羽),子代雄性为其他羽色(与浅灰羽区分)。父本需提供ZMn,故父本基因型为aaZMnZMn,表现为深灰羽;母本需为AAZMNW,表现为栗羽,提供ZMN给雄性子代,使雄性羽色与雌性浅灰羽区分,故父本深灰羽、母本栗羽(或父本基因型为AAZMnZMn,表现为黄羽;母本需为aaZMNW,表现为黑羽)。
③SSR是鹌鹑2号染色体上的特定DNA序列,用PCR技术扩增雄性亲本(aa)和雌性亲本(AA)的SSR,分别获得175bp和125bp的产物,所以若对F₂中全部黑羽体(aa)的SSR进行扩增,得到的产物应该为175bp,可推测出突变基因位于2号染色体上,同时说明A基因所在2号染色体上的SSR序列对应长度为125bp,a基因所在2号染色体上的SSR序列对应长度为175bp。F₂中除黑羽个体外,不完全黑羽和浅灰羽基因型都是Aa,而栗羽和黄羽基因型都是AA,深灰羽基因型为aa,又因为F2性状分离比为3(栗羽):6(不完全黑羽):3(黑羽):1(黄羽♀):2(浅灰羽♀):1(深灰羽♀),所以进一步对F₂中其余所有个体的SSR进行扩增,得到产物只有一种长度类型的个体(AA或aa)占比为5/13。
23. 越来越多的研究表明,神经系统、内分泌系统与免疫系统之间一方面各自以特有的方式在内环境稳态的维持中发挥着作用,另一方面又存在着相互调节,并通过信号分子构成了一个复杂的调节网络。请分析回答:
(1)神经系统、内分泌系统、免疫系统间的联系是________(填“单向”或“双向”)的,其联系依赖于信号分子,下列不属于这类信号分子的是________。
A.神经递质 B.激素 C.细胞因子 D.酶 E.抗体
(2)感冒病人往往伴随有发热症状,其原因是病原体被免疫细胞识别后,经过一系列的反应,免疫细胞释放的白细胞介素、干扰素等,能作用于体温调节中枢,可引起________激素分泌,使产热增加;同时使脊髓支配的________(填“交感”或“副交感”)神经活动加强,导致________(答一点即可),使散热减少,最终导致体温上升。
(3)研究表明,多种细胞因子、下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴、T细胞和巨噬细胞之间存在如下图所示的调节关系。
①遇到紧急情况时,经过一系列调节会导致糖皮质激素增多,该过程的调节方式为________(填“神经”或“体液”或“神经-体液”)调节,此过程的效应器是________。
②据图推测,糖皮质激素可作为________剂用于治疗过敏性鼻炎、类风湿关节炎等疾病;长期过度紧张、焦虑会导致机体免疫力下降,据图分析,其原因是________。
【答案】(1) ①. 双向 ②. DE
(2) ①. 甲状腺激素(肾上腺素) ②. 交感 ③. 皮肤血管收缩/皮肤的血流量减少/汗腺的分泌量减少
(3) ①. 神经-体液调节 ②. 传出神经末梢及其支配的下丘脑 ③. 免疫抑制 ④. 长期过度紧张、焦虑会使下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴活动增强,糖皮质激素分泌增多,抑制免疫细胞的功能
【解析】
【小问1详解】
神经系统、内分泌系统和免疫系统之间存在相互调节,所以它们间的联系是双向的。神经递质是神经调节的信号分子,激素是内分泌调节的信号分子,细胞因子是免疫调节的信号分子;酶是起催化作用的物质,不是调节信号分子;抗体是免疫活性物质,主要用于特异性结合抗原,不是调节这三个系统联系的信号分子,所以不属于这类信号分子的是DE。
【小问2详解】
人体在发热时,为增加产热,甲状腺激素(肾上腺素)分泌会增加,这两种激素能促进细胞代谢,增加产热。此时交感神经活动加强。交感神经活动加强会导致皮肤血管收缩、皮肤的血流量减少、汗腺的分泌量减少等,从而使散热减少,最终导致体温上升。
【小问3详解】
遇到紧急情况时,内外刺激作用于下丘脑,下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,垂体分泌促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质,使其分泌糖皮质激素,该过程既有神经调节(内外刺激作用于下丘脑)又有体液调节(激素的分泌与作用过程),所以调节方式为神经 - 体液调节。此过程中,效应器是传出神经末梢及其支配的下丘脑。过敏性鼻炎、类风湿关节炎等是由于免疫系统功能过强导致的疾病,需要抑制免疫反应。从图中可知糖皮质激素能抑制T细胞和巨噬细胞分泌细胞因子,所以糖皮质激素可作为免疫抑制剂用于治疗这些疾病。长期过度紧张、焦虑会使下丘脑 - 垂体 - 肾上腺皮质轴活动增强,导致糖皮质激素分泌增多,而糖皮质激素抑制免疫细胞的功能,免疫应答减弱,所以会导致机体免疫力下降。
24. 为探究白车轴草与黑麦草之间是否会因种间竞争而发生资源利用的分化,研究者进行了相关实验。
(1)群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这是群落中物种之间以及生物与环境之间________的结果。研究白车轴草的生态位,除种群密度、与其他物种的关系外,通常还要研究它的________特征。(答两点)
(2)研究者在甲、乙两个地点对白车轴草进行了移栽和重栽实验,移栽和重栽均遵循等量原则,实验处理如图1,一段时间后统计了不同处理下每块样地中白车轴草的总干重如图2。
注:1-6表示样地编号,“。”表示白车轴草来源地,箭头表示白车轴草移栽/重栽方向。如4号样地的操作,表示去除乙地的两种植物重栽乙地的白车轴草。
①第3、4、5组重栽实验的目的是________,第5组和第6组做对照,自变量是________。
②据图2分析,样地1中白车轴草的总干重显著低于样地2,说明________。样地3与样地4相比无显著差异的原因是________。
(3)综合上述实验结果,可推测乙地白车轴草会因长期与黑麦草竞争而发生________的分化,这有利于不同生物________。
【答案】(1) ①. 协同进化 ②. 出现频率、植株高度
(2) ①. 作为对照,排除无关变量栽种操作对植物干重的影响 ②. 白车轴草的来源 ③. 黑麦草与来自甲地的白车轴草之间存在显著的种间竞争,黑麦草会明显抑制来自甲地的白车轴草的生长(或抑制对资源的利用) ④. 来自乙地的白车轴草在与黑麦草的竞争较弱(或来自乙地的白车轴草在与黑麦草竞争的自然选择中定向进化)
(3) ①. 生态位 ②. 充分利用环境资源
【解析】
【小问1详解】
群落中每种生物占据相对稳定生态位,这是群落中物种之间以及生物与环境之间协同进化的结果。生态位包括该物种所处的空间位置、占用资源情况、与其他物种的种间关系等,所以研究白车轴草生态位,除种群密度、与其他物种关系外,通常还要研究它在群落中的出现频率、植株高度等特征。
【小问2详解】
第3、4、5组重栽实验中,箭头基部和箭头方向一致,目的是作为对照,排除无关变量栽种操作对植物干重的影响。第6组是去除甲地白车轴草后移栽乙地白车轴草到甲地,第5组是对甲地白车轴草进行重栽,二者做对照,自变量是白车轴草的来源。样地1是去除乙地白车轴草后移栽甲地白车轴草,样地2是去除乙地两种植物后移栽甲地白车轴草,样地1中白车轴草总干重显著低于样地2,说明黑麦草与来自甲地的白车轴草之间存在显著的种间竞争,黑麦草会明显抑制来自甲地的白车轴草的生长(或抑制对资源的利用)。样地3是去除乙地白车轴草后重栽乙地白车轴草,样地4是去除乙地两种植物后重栽乙地白车轴草,二者相比无显著差异,原因是来自乙地的白车轴草在与黑麦草的竞争较弱(或来自乙地的白车轴草在与黑麦草竞争的自然选择中定向进化)。
【小问3详解】
综合上述实验结果,可推测乙地白车轴草会因长期与黑麦草竞争而发生生态位的分化,以减弱彼此之间的竞争,这有利于不同生物充分利用环境资源,实现资源高效利用。
25. 二化螟和田间杂草极大影响了稻米的产量和品质,科学家利用转基因技术将抗虫(cry1C)基因和抗草甘膦(EPSPS)基因成功转入水稻细胞中,并利用Cre/loxP重组酶系统特异性删除种子胚乳中的外源基因,获得了胚乳中无外源基因的抗虫、抗除草剂转基因水稻。Cre/loxP重组酶系统由Cre重组酶和loxP位点组成。当DNA分子中存在两个相同的loxP序列且同向时,Cre重组酶能特异性识别并删除两个位点间的DNA序列。转基因水稻的部分培育过程如图所示。(其中多基因串联体和质粒PC1300Z通过限制酶PstI和SacI酶切后构建重组质粒)
注:LB、RB:多基因串联体左右边界序列,Kanr:卡那霉素抗性基因,PstI、SacI、EcoRI:限制性核酸内切酶
(1)Cre酶可以将DNA上两个相同loxP序列位点之间的片段切除,在构建多基因串连体时,设计引物需要在限制酶识别序列的________(填“5′”或“3′”)端添加loxP序列。
(2)人类食用的精米主要是由水稻种子的胚乳加工制成,二化螟只通过钻蛀叶鞘、叶心、茎秆等绿色组织而危害水稻。结合题干信息,为实现水稻中外源基因的精准表达与特异性删除,启动子1、2、3分别为________、________、________。(编号选填)①胚乳特异性启动子②绿色组织特异性启动子③组成型启动子(在所有组织中都能保持活性)
(3)在上图培育过程中,过程Ⅲ中诱导生根时,培养基中要适当降低________的浓度,此时还需添加________进行筛选培育获得转基因水稻。
(4)为评估外源基因的敲除是否具有组织特异性,科研人员分别提取转基因水稻各组织细胞的________,进行反转录PCR,参与该过程的酶有________(答两种),通过凝胶电泳检测各细胞中不同基因的表达情况如表所示,“+”表示“表达”,“-”表示“不表达”。表格结果中分别符合目标水稻的根细胞及胚乳细胞的是________。(编号选填)
编号
cry1C基因
EPSPS基因
①
-
+
②
+
-
③
+
+
④
-
-
【答案】(1)3′ (2) ①. ① ②. ② ③. ③
(3) ①. 细胞分裂素 ②. 草甘膦
(4) ①. 总RNA ②. 反(逆)转录酶、TaqDNA聚合酶 ③. ①④
【解析】
【小问1详解】
构建多基因串联体时,最终要保证loxP序列位于两端的限制酶识别序列内侧,而DNA合成方向是5'到3',所以应在限制酶识别序列的3'端添加loxP序列。
【小问2详解】
启动子1控制Cre重组酶基因表达,由于要在胚乳中特异性删除外源基因,所以启动子1选①胚乳特异性启动子;二化螟主要危害水稻绿色组织,启动子2控制抗虫(cry1C)基因表达,所以启动子2选②绿色组织特异性启动子;启动子3控制抗草甘膦(EPSPS)基因表达,为使水稻各组织都能抗草甘膦,启动子3选③组成型启动子。
【小问3详解】
在植物组织培养中,诱导生根时,要适当降低细胞分裂素浓度,提高生长素与细胞分裂素的比值,以促进生根;因为导入的基因中有抗草甘膦(EPSPS)基因,所以添加草甘膦进行筛选培育,能存活的就是含有目的基因的转基因水稻。
【小问4详解】
进行反转录PCR(RT - PCR),首先要提取转基因水稻各组织细胞的总RNA作为模板;反转录过程需要反(逆)转录酶将RNA反转录为cDNA,后续PCR过程需要TaqDNA聚合酶催化DNA的合成;目标水稻的根细胞中,cry1C基因在根细胞中不表达(根不是绿色组织,抗虫基因不需要表达),EPSPS基因表达(用于抗草甘膦),对应①;胚乳细胞中,由于Cre重组酶特异性删除了胚乳中的外源基因,所以cry1C基因和EPSPS基因都不表达,对应④。
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