精品解析:2026届山西省定襄县定襄中学模拟预测生物试题
2026-06-11
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 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) | 山西省 |
| 地区(市) | 忻州市 |
| 地区(区县) | 定襄县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.03 MB |
| 发布时间 | 2026-06-11 |
| 更新时间 | 2026-06-12 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58292933.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
高三生物
本试卷总分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、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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. 科学家在贝氏布拉藻中发现了一种新型细胞器——硝质体。它是由1亿年前与其共生的固氮蓝细菌演化而来,外包有双层膜结构,内部含有固氮酶,能将氮气转化为氨,这使得贝氏布拉藻成为第一种已知的固氮真核生物。下列推测错误的是( )
A. 硝质体与叶绿体、线粒体都具有双层膜结构,都参与生物膜系统的构成
B. 硝质体的双层膜结构可能源于蓝细菌的细胞膜与宿主细胞的膜结构融合
C. 硝质体、线粒体和叶绿体含有的DNA都能与蛋白质结合成染色体
D. 固氮酶在硝质体内发挥作用,体现了生物膜可使各种细胞器分隔开
【答案】C
【解析】
【详解】A、生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成,硝质体、叶绿体、线粒体均为具有双层膜的细胞器,膜结构属于细胞器膜,都参与生物膜系统的构成,A正确;
B、根据内共生起源的特点,硝质体由被宿主胞吞的固氮蓝细菌演化而来,内层膜可来自蓝细菌自身的细胞膜,外层膜可来自宿主细胞包裹蓝细菌的囊泡膜,因此其双层膜结构可能源于蓝细菌细胞膜与宿主细胞的膜结构融合,B正确;
C、硝质体由原核生物蓝细菌演化而来,线粒体、叶绿体也属于半自主性细胞器,三者的DNA均为裸露的环状DNA,无法与蛋白质结合形成染色体,染色体是真核细胞核内DNA的特有存在形式,C错误;
D、硝质体的双层膜将其内部与细胞质基质分隔开,固氮酶可在硝质体内独立发挥作用,体现了生物膜可分隔各种细胞器,保证细胞内多种化学反应互不干扰、高效有序进行的功能,D正确。
2. 水势(Yw)与溶液的吸水能力呈负相关,主要受溶液浓度、压力等的影响。t0时刻将成熟植物细胞(细胞液Ψw=-0.7MPa)转移至一定浓度的蔗糖溶液中,细胞液水势的变化趋势如图所示。下列分析正确的是( )
A. t0~t1时段,该细胞的吸水能力逐渐增强
B. t0~t1时段,细胞内外溶液的浓度差逐渐减小
C. t0~t1时段,该细胞质壁分离的程度逐渐增大
D. t1时刻后,Ψw不再增加,细胞内外渗透压相等
【答案】B
【解析】
【分析】当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,细胞失水,原生质层对细胞壁的压力减小;当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞吸水,原生质层对细胞壁的压力逐渐增大。
【详解】A、已知水势与溶液的吸水能力呈负相关,在t0~t1时段,细胞液水势逐渐增大,那么其吸水能力应逐渐减弱,A错误;
B、在t0~t1时段,细胞液水势逐渐增大,说明细胞在吸水,随着细胞吸水,细胞液浓度逐渐降低,细胞内外溶液的浓度差逐渐减小,B正确;
C、t0~t1时段细胞在吸水,细胞会发生质壁分离复原,而不是质壁分离程度逐渐增大,C错误;
D、t1时刻后, Ψw不再增加,可能是由于细胞壁的限制,细胞不能再继续吸水,但此时细胞内外渗透压不一定相等,D错误。
故选B。
3. 为探究酶的特性,研究人员设计了如图所示实验:A1~A5各注入0.25%可溶性淀粉溶液1mL,B1~B5各注入0.005%淀粉酶溶液1mL。将1~5号的A、B试管分别放置在相应编号的烧杯中水浴保温。5min后,将B试管中的淀粉酶溶液倒入同一温度的A试管,摇匀后继续保温5min,随后加入1mL5%NaOH溶液。下列叙述正确的是( )
A. 本实验的自变量是温度及pH
B. 加入1mL5%NaOH溶液的目的是终止反应
C. 本实验的结果可以采用斐林试剂来进行检测
D. 在最适温度条件下长期保存,酶一直保持着最高活性
【答案】B
【解析】
【详解】A、本实验仅设置了不同的温度梯度,pH属于无关变量,并未设置不同pH作为自变量,因此本实验自变量只有温度,A错误;
B、NaOH为强碱物质,能使酶变性失活,实验中加入1mL5%NaOH溶液的目的是终止反应,B正确;
C、斐林试剂检测需要水浴加热,本实验自变量是温度,为了避免干扰自变量,因此本实验的结果不可以采用斐林试剂来进行检测,C错误;
D、在酶的最适温度条件下,酶的活性会逐渐降低;低温可以抑制酶的活性,应该低温保存,D错误。
4. 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症(G6PD)是一种人类的单基因遗传病。图甲表示某个患G6PD的家系图,图乙表示该家族部分成员基因检测的结果。检测过程中用限制酶处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳,电泳结果中的条带表示检出的特定长度的酶切片段,数字表示碱基对的数目。下列叙述正确的是( )
A. G6PD的遗传方式是常染色体隐性遗传
B. Ⅱ1与Ⅱ2再生一个患病男孩的概率为1/8
C. 若Ⅲ3是患病男孩,则其电泳条带只有11.5kb条带
D. 可通过基因检测确定某个体是否为患者,但不能确定是否为携带者
【答案】C
【解析】
【详解】A、图甲表型正常的夫妇生出患病的儿子Ⅱ4,该病为隐性病;图乙中Ⅱ4只含有11.5kb条带,可知其为致病基因酶切后的条带,但其母亲I1含有11.5kb条带,而父亲I2不含,可见G6PD的遗传方式是伴X染色体隐性遗传,A错误;
B、假设G6PD用A/a表示,根据A项可知,I1基因型为XAXa,I2基因型为XAY,Ⅱ1的基因型为XAXA或XAXa,又其儿子Ⅲ2患病(XaY),则Ⅱ1的基因型为XAXa,Ⅱ2的基因型为XAY,Ⅱ1与Ⅱ2再生一个患病男孩的概率为1/4,B错误;
C、根据A项分析可知,11.5kb条带为致病基因酶切后的条带,若Ⅲ3是患病男孩(XaY),则其电泳条带只有11.5kb条带,C正确;
D、根据乙图可知,正常基因酶切后的条带是6.5kb和5.0kb,致病基因酶切后的条带是11.5kb,可见致病基因是正常基因发生了碱基对的替换导致的,可通过基因检测,比对正常基因和致病基因碱基序列确定某个体是否为患者,也能确定是否为携带者,D错误。
5. 研究表明肿瘤细胞可通过线粒体DNA基因突变逃避免疫细胞识别,同时跨膜受体酪氨酸激酶基因EGFR发生L858R突变,编码蛋白第858位亮氨酸被精氨酸取代,活性持续增强,会过度激活PⅠ3K-AKT通路,最终导致细胞异常增殖、抗凋亡等。下列叙述正确的是( )
A. 癌细胞的线粒体DNA突变可通过减数分裂遗传给后代
B. 从功能上分析可知,基因EGFR属于原癌基因
C. EGFR基因L858R突变改变了mRNA碱基序列,导致翻译提前终止
D. 癌细胞中基因突变的累积与免疫逃逸无关,仅影响细胞增殖调控
【答案】B
【解析】
【详解】A、只有生殖细胞中的基因突变才可能通过减数分裂遗传给后代,癌细胞属于体细胞,其线粒体DNA的突变无法通过减数分裂传递给后代,A错误;
B、原癌基因的功能是调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,正常EGFR基因可调控细胞增殖,突变后活性过强导致细胞异常增殖,符合原癌基因的功能特点,B正确;
C、该突变仅导致第858位亮氨酸被精氨酸取代,说明突变后对应密码子仍编码氨基酸,未出现终止密码子,不会导致翻译提前终止,C错误;
D、题干明确说明肿瘤细胞可通过线粒体DNA基因突变逃避免疫细胞识别,说明基因突变的累积和免疫逃逸有关,且突变除影响细胞增殖调控外,还可导致抗凋亡等效应,D错误。
6. 钾是人体中重要的无机物,人体主要排出钾的方式是排尿。低钾血症是临床常见电解质紊乱之一,通常表现为患者血钾浓度下降(浓度≤3.5mmol/L)时带来的四肢肌无力甚至导致呼吸肌麻痹、心脏骤停等临床症状。下列叙述错误的是( )
A. 血钾含量降低会导致血浆渗透压和细胞内液渗透压上升
B. 过度饮酒引发呕吐、出汗、尿量增多,会导致血钾降低
C. 血钾降低,会使静息电位绝对值增大,肌肉兴奋性降低
D. 胰岛素能激活细胞膜上的钠钾泵,会导致血钾含量降低
【答案】A
【解析】
【详解】A、血浆渗透压与血浆中溶质微粒数目正相关,血钾属于血浆中的溶质,血钾降低会导致血浆渗透压下降;细胞内液渗透压主要由细胞内的钾离子等溶质维持,血钾(细胞外液钾)含量降低不会使细胞内液渗透压上升,A错误;
B、呕吐会流失含钾的消化液,出汗会随汗液排出部分钾,且钾主要经肾脏随尿液排出,尿量增多会增加钾的排出量,上述过程共同导致血钾降低,B正确;
C、静息电位的形成机制是钾离子外流,血钾降低会增大细胞内外钾离子的浓度差,钾离子外流增多,静息电位内负外正的差值(绝对值)增大,细胞更难产生兴奋,因此肌肉兴奋性降低,C正确;
D、钠钾泵可将钾离子主动运输进入细胞内,胰岛素激活细胞膜上的钠钾泵后,更多钾离子进入细胞,会导致血浆中钾离子含量(血钾)降低,D正确。
7. 人体长时间未进食可能出现“饥饿性低血糖”症状,表现为心慌、手抖、头晕等。这一过程与神经调节、激素分泌密切相关。下列叙述正确的是( )
A. 副交感神经占据优势,导致心跳加快、身体发抖
B. 饥饿时下丘脑通过副交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加
C. 肾上腺素分泌增加,与胰高血糖素协同升高血糖
D. 肾上腺皮质加快分泌糖皮质激素,促进肌糖原分解
【答案】C
【解析】
【详解】A、人体处于低血糖紧急状态时,交感神经占优势,会导致心跳加快、身体发抖;副交感神经占优势时表现为心跳减慢、胃肠蠕动增强,与该状态不符,A错误;
B、饥饿时血糖浓度低,下丘脑通过交感神经促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素,升高血糖;副交感神经兴奋会促进胰岛B细胞分泌胰岛素,降低血糖,不符合升血糖的调节方向,B错误;
C、肾上腺素和胰高血糖素都可通过促进肝糖原分解等方式升高血糖,二者功能相近,表现为协同作用,低血糖时二者分泌均增加共同升高血糖,C正确;
D、肌糖原不能直接分解为葡萄糖补充血糖,且糖皮质激素主要通过促进非糖物质转化为葡萄糖、促进肝糖原合成等方式升高血糖,并非促进肌糖原分解,D错误。
8. “绿水青山,就是金山银山”。为保护生物多样性,生态工作者对土壤动物丰富度进行调查。下列相关叙述正确的是( )
A. 许多土壤小动物有较强的活动能力,可采用标记重捕法进行调查
B. 调查土壤小动物丰富度时,用诱虫器采集小动物时不用打开电灯
C. 采集的小动物可放入体积分数为70%的酒精中,也可放入试管中
D. 通过调查土壤样本中小动物的数量可推测该区域内土壤动物的丰富度
【答案】C
【解析】
【分析】探究土壤中动物类群丰富度时,常用取样器取样法进行采集,用目测估计法或记名计算法进行统计。
【详解】A、探究土壤中动物类群丰富度时,常用取样器取样法进行采集,用目测估计法或记名计算法进行统计,A错误;
B、在诱虫器上方打开电灯,利用土壤小动物的避光性进行采集,B错误;
C、采集的小动物可用体积分数为70%的酒精处理,以便保存,也可放入试管中,C正确;
D、通过调查土壤样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度,D错误。
故选C。
9. 受全球气候变暖影响,中亚某国干旱加剧。该国长期过度引用两大内流河河水灌溉棉花,导致源头湖泊面积萎缩至鼎盛时期的10%,周边地区沙尘暴频发,生态问题引发全球关注。该区域生态恶化体现的全球性环境问题关联机制是( )
A. 气候变暖→降水增加→径流增大→土壤盐渍化→沙漠化
B. 水资源过度利用→湖泊萎缩→水生生物锐减→植被退化→沙漠化
C. 臭氧空洞扩大→紫外线增强→光合作用受阻→植被退化→沙漠化
D. 生物多样性锐减→分解者减少→腐殖质不足→土壤板结→沙漠化
【答案】B
【解析】
【详解】A、题干明确说明气候变暖导致该区域干旱加剧,并非降水增加,因果链条的起始环节就不符合题意,A错误;
B、人类长期过度引用河流水灌溉属于水资源过度利用,会导致入湖水量减少,湖泊面积萎缩;湖泊萎缩会破坏水生生物的生存环境,导致水生生物锐减;同时区域水资源减少会导致周边植被退化,植被防风固沙能力下降,最终引发沙漠化,逻辑链条与题干描述的过程完全吻合,B正确;
C、题干未提及臭氧空洞相关信息,该区域生态恶化的诱因是气候变暖和水资源不合理利用,与紫外线增强无关联,C错误;
D、生物多样性锐减是生态恶化的结果而非起始原因,题干中生态恶化的起点是水资源过度利用,该选项的因果逻辑不符合题意,D错误。
10. 研究人员对布氏田鼠盲肠中的纤维素分解菌进行分离、鉴定,过程如图所示。其中平板①②③上长出的菌落数分别为20、37、39。下列叙述正确的是( )
注:刚果红可与纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解后,复合物就无法形成。
A. ①②③应在95%空气和5%氧气的气体环境中倒置培养
B. ①②③中的培养基是以纤维素为唯一碳源的选择培养基
C. 通过比较透明圈大小可知,甲、乙分解纤维素的能力相同
D. 内容物中纤维素分解菌的密度为1.6×107个/mL
【答案】B
【解析】
【详解】A、分析题意,菌株是从盲肠中分离的厌氧细菌,故在平板培养时需置于厌氧环境中,A错误;
B、要分离纤维素分解菌,①②③中的培养基应以纤维素为唯一碳源,这样只有能分解利用纤维素的微生物才能生存,从而起到选择作用,B正确;
C、透明圈越大,说明该菌落的菌株分解纤维素的能力越强,从图中可以看出甲菌落周围的透明圈大于乙菌落周围的透明圈,所以甲分解纤维素的能力强于乙,C错误;
D、①②③菌落数分别为20(舍弃)、37、39,则平均菌落数是38,内容物中纤维素分解菌密度为C/V×M=38/0.2×105=1.9×107个/mL,D错误。
11. 绿原酸是黄栀子的一种次生代谢物。研究人员欲利用生物反应器进行工厂化生产绿原酸,但因接种量会对植物悬浮细胞生长产生影响,研究人员改用黄栀子愈伤组织作为材料对此进行探究,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 愈伤组织是未分化的薄壁细胞团,诱导过程中一般要提供适宜光照
B. 绿原酸是黄栀子在特定的组织和器官中合成的自身生长必需的产物
C. 低接种量时悬浮细胞活力较低可能是由培养基中营养物质消耗过快导致的
D. 综合生物量增长倍数和细胞活力分析,15%为黄栀子悬浮细胞适宜接种量
【答案】D
【解析】
【详解】A、愈伤组织是植物细胞脱分化形成的未分化薄壁细胞团,脱分化诱导过程通常需要避光培养,光照不利于愈伤组织的形成,A错误;
B、绿原酸是黄栀子的次生代谢物,次生代谢物不是植物生长发育所必需的产物,B错误;
C、低接种量时悬浮细胞数量少,培养基中营养物质消耗较慢,细胞活力低与细胞数量过少、无法满足细胞增殖的信号交流等需求有关,C错误;
D、由图可知,接种量为15%时,生物量增长倍数和细胞活力均达到峰值,因此综合两个指标判断,15%是黄栀子悬浮细胞的适宜接种量,D正确。
12. 基因型为Aa的某个精原细胞在分裂过程中,含有A基因的染色体发生如图所示的着丝粒异常横裂(正常为纵裂)而形成“等臂染色体”,不考虑其他变异。下列叙述正确的是( )
A. 经图示过程产生的精细胞都会发生染色体结构和数目变异
B. “等臂染色体”可形成于减数分裂Ⅰ,至少有1/2的精细胞正常
C. 若该精原细胞发生有丝分裂,产生子细胞的基因型有3种
D. 减数分裂和有丝分裂均可以产生基因型为a的子细胞
【答案】D
【解析】
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点(粒)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、分析题意可知,着丝粒异常横裂会导致染色体结构变异,该异常只出现在含 A 基因的那条同源染色体上,若此异常发生在减数分裂Ⅰ中,则该对同源染色体中,一条仍是正常的 a 染色体,另一条变成了“等臂染色体”(带 A),在减Ⅰ后期分离时,至少有一半的子细胞会得到正常的 a 染色体,表现为正常,A错误;
B、“等臂染色体”发生在着丝粒异常分裂时,等臂染色体的形成通常发生在减数分裂Ⅱ或有丝分裂后期,而不是减数分裂I,B错误;
C、若该精原细胞发生有丝分裂,则产生的子细胞的基因型有2种,一种为AAa,另一种只含有a,C错误;
D、有丝分裂可产生基因型为a的子细胞,减数分裂在减数第一次分裂后期存在同源染色体分离,则其中一个次级精母细胞的基因型为aa,可产生a的精细胞,D正确。
故选D。
13. 某品种狗体毛的长毛与短毛分别受等位基因B和b控制,B对b为显性。将纯种长毛狗与纯种短毛狗杂交,F1的体毛为介于长毛和短毛之间的过渡类型。研究表明,该品种狗体毛的长短与B基因上游的特殊碱基序列甲基化程度呈负相关。下列叙述错误的是( )
A. 上述现象说明生物的表型是由甲基化修饰等表观遗传决定的
B. 甲基化修饰主要通过抑制B基因的表达而产生了可遗传变异
C. F1的体毛表型说明基因的甲基化程度会影响生物体的性状
D. 表观遗传并未改变遗传信息,但可能影响染色质结构
【答案】A
【解析】
【详解】A、生物的表型是基因型与环境共同作用的结果,甲基化等表观遗传修饰只是影响表型的因素之一,并非决定因素,A错误;
B、基因上游的甲基化修饰通常会抑制基因的转录过程,进而抑制B基因的表达,表观遗传产生的变异属于可遗传变异,B正确;
C、F1基因型为Bb,若按完全显性应表现为长毛,实际为过渡类型,结合题干信息可知基因的甲基化程度会影响生物体的性状,C正确;
D、表观遗传过程中DNA的碱基序列未发生改变,即未改变遗传信息,但甲基化等修饰可能影响染色质的结构,进而调控基因的表达,D正确。
14. CAR-T细胞免疫原理是直接将编码嵌合抗原受体(CAR)的mRNA包裹在脂质纳米颗粒(LNP)中。LNP进入肿瘤患者体内后,会将CARmRNA运输到特定T细胞内表达,使其成为具有特异性杀伤能力的CAR-T细胞,从而杀灭肿瘤细胞。下列叙述错误的是( )
A. CAR-T细胞属于细胞毒性T细胞
B. CAR-T细胞杀灭肿瘤细胞的过程属于细胞免疫
C. LNP表面存在能特异性识别并结合T细胞的抗体
D. T细胞产生、分化以及发育成熟的场所是胸腺
【答案】D
【解析】
【详解】A、CAR-T细胞具备特异性杀伤肿瘤细胞的功能,与细胞毒性T细胞的功能一致,属于细胞毒性T细胞,A正确;
B、CAR-T细胞(细胞毒性T细胞)裂解杀灭肿瘤细胞的过程属于细胞免疫的效应阶段,属于细胞免疫,B正确;
C、题干表明LNP可将CAR mRNA定向运输到特定T细胞内,说明LNP可特异性识别T细胞,其表面存在能特异性识别并结合T细胞的抗体(可与T细胞表面的特定抗原结合),C正确;
D、T细胞由骨髓中的造血干细胞分化产生,而最终在胸腺中发育成熟,D错误。
15. 达乌尔黄鼠以植物的茎、叶、种子为食。科研小组对某北方草原中达乌尔黄鼠的种群数量进行长期调查,研究λ(λ表示某种群数量是前一年的λ倍,不考虑迁入、迁出的影响)随时间的变化,结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 第1—3年内,种群数量呈“J”形增长
B. 第4年和第8年,种群的λ值相同,其数量也相同
C. 由图可推断,第6—10年内种群的年龄结构属于增长型
D. 可采食的植物对达乌尔黄鼠种群的作用强度与其密度相关
【答案】D
【解析】
【详解】A、“J”形增长的种群λ值恒定不变,第1—3年内λ值从1.3开始下降,并非恒定,因此种群数量不呈“J”形增长,A错误;
B、第4年和第8年λ值均为1,仅说明当年种群数量与前一年相等,但第4~8年期间λ持续小于1,种群数量不断下降,因此第8年种群数量低于第4年,B错误;
C、第6~8年λ值小于1,种群数量不断下降,年龄结构为衰退型;仅第8~10年λ值大于1,种群数量上升为增长型,因此6—10年内种群年龄结构不都属于增长型,C错误;
D、可采食的植物是达乌尔黄鼠的食物,属于密度制约因素,其对种群的限制作用强度随种群密度增大而增强,D正确。
16. 5-羟色氨酸是具药用价值的色氨酸衍生物,主要从植物中提取。利用大肠杆菌实现5-羟色氨酸的规模化生产的主要代谢过程如下图。然而构建的工程菌产生的色氨酸羟化酶催化效率很低,将其肽链中197位和219位氨基酸替换后,催化效率大大提高。下列相关步骤不正确的是( )
A. 可通过改变DNA序列改变色氨酸羟化酶的氨基酸序列
B. 用相同的限制酶处理目的基因与大肠杆菌质粒,再用DNA连接酶处理
C. 将大肠杆菌用Ca2+处理后,导入构建的基因表达载体
D. 通过PCR技术不能检测转入的色氨酸羟化酶基因是否转录
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序有四步:①目的基因的获取,②基因表达载体的构建,③将目的基因导入受体细胞,④目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、通过改变DNA序列,例如通过定点突变或基因编辑技术,可以改变色氨酸羟化酶的氨基酸序列,这种方法常用于优化酶的催化效率,A正确;
B、为了将目标基因插入到大肠杆菌的质粒中,通常使用限制酶切割目的基因和质粒DNA,使其具有互补的黏性末端,再用DNA连接酶将其连接起来,形成重组质粒,B正确;
C、用Ca2+处理大肠杆菌是常见的转化方法之一,这种方法可以使大肠杆菌细胞膜变得更加透化,从而更容易将外源基因导入细胞中,C正确;
D、PCR技术可以用来检测转入的色氨酸羟化酶基因是否成功克隆,并且可以通过逆转录PCR(RT-PCR)来检测基因是否转录,如果通过RT-PCR检测到相应的mRNA,说明该基因已经转录。因此,PCR技术可以用来检测基因是否转录,D错误。
故选D。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 铝毒是制约酸性土壤上作物生产的主要因素之一。为探究铝胁迫对油菜叶片光合特性的影响,研究人员以S1、S2两种油菜品种为材料进行了实验研究。实验设置3个不同铝处理浓度:T0(空白对照)、T1(正常营养液+100μmol/LAlCl3)、T2(正常营养液+200μmol/LAlCl3),上述处理液pH均调节到4.5,每天定时通气2h,处理液每3h更换1次。一段时间后,测定的相关生理指标如表所示。回答下列问题。
品种
处理
叶绿素a/
(mg·L-1)
叶绿素b/
(mg·L-1)
Rubisco活性/
(μmol·mg-1·min-1)
净光合速率/
(mol·m-2·s-1)
S1
T0
1.98
0.91
3
11
T1
1.84
0.86
2.5
10
T2
1.75
0.83
2.1
9.2
S2
T0
2.14
0.95
3.1
11.4
T1
2.08
0.91
2.9
10.9
T2
1.93
0.87
2.6
9.8
(1)提取油菜绿叶中的光合色素时,常用的溶剂是_____。表中的叶绿素含量_____(填“能”或“否”)利用纸层析法进行测定。
(2)表中T0组的处理是_____。Rubisco是催化CO2固定的关键酶,在油菜叶肉细胞中分布于_____(填具体场所)中。
(3)分析表中数据可知,铝胁迫下油菜净光合速率下降的原因是_____。两种油菜品种中_____对铝胁迫的抗性较强。
(4)有研究表明,酸性条件下,铝胁迫也会显著影响光合产物在作物的地上部分与根部的分配(根冠比,即)。在上述实验的基础上,设计实验加以验证(写出设计思路即可)_____。
【答案】(1) ①. 无水乙醇 ②. 否
(2) ①. 正常营养液 ②. 叶绿体基质
(3) ①. 铝胁迫使叶绿素含量和Rubisco活性均降低,导致光反应和暗反应速率下降 ②. S2
(4)取不同铝处理浓度下的S1、S2油菜植株,分别测定地上部分和根系的干重,计算根冠比,比较不同铝浓度下根冠比的变化
【解析】
【小问1详解】
光合色素易溶于有机溶剂,提取油菜绿叶中的光合色素时,常用的溶剂是无水乙醇(或丙酮)。纸层析法分离光合色素属于定性分析,只能大致知道各种色素的相对含量,无法测定具体含量,表中的叶绿素含量需要定量测定,定量测定叶绿素含量需用光电比色法等方法,故表中的叶绿素含量不能利用纸层析法进行测定。
【小问2详解】
实验目的是探究铝胁迫对油菜叶片光合特性的影响,根据题干信息可知,自变量是是否加铝及加入铝的浓度和油菜品种,根据题干处理可知,表中T0组的处理是空白对照,应该添加不含铝的正常营养液,其他条件保持一致。CO2固定发生在暗反应阶段,场所为叶绿体基质,Rubisco是催化CO2固定的关键酶,在油菜叶肉细胞中分布于叶绿体基质中。
【小问3详解】
分析表中数据可知,铝胁迫下,叶绿素a和叶绿素b含量下降,Rubisco的活性下降,前者导致光反应速率下降,后者导致暗反应速率下降,可见光反应和暗反应速率均下降,进而导致净光合速率下降。分析表格数据可知,相同铝处理下,品种S2的叶绿素含量、Rubisco活性、净光合速率下降幅度均小于品种S1,故两种油菜品种中S2对铝胁迫的抗性较强。
【小问4详解】
实验目的是验证酸性条件下,铝胁迫会显著影响光合产物在作物的地上部分与根部的分配;自变量是铝处理浓度和品种,因变量是根冠比,实验需要遵循单一变量,控制无关变量一致等原则;
实验设计思路: 取不同铝处理浓度下的S1、S2油菜植株,分别测定地上部分和根系的干重,计算根冠比,比较不同铝浓度下根冠比的变化。
18. 果蝇眼睛中的色素颗粒体是一种溶酶体特化的细胞器,其内含有棕色的眼黄素和红色的蝶呤2种色素,果蝇的眼色主要由色素颗粒体中的眼黄素和蝶呤的含量比例决定,眼黄素和蝶呤的合成途径如图所示。某野生型红眼果蝇群体中发现了白眼突变M品系和紫眼突变N品系果蝇(两种突变体均为单基因突变,相关基因分别用A/a和B/b表示,不考虑X、Y染色体同源区段)。回答下列问题:
注:W、S和B表示色素颗粒体膜上和色素运输有关的三种蛋白质。
(1)白眼突变M品系出现的直接原因是色素颗粒体膜上某个蛋白质结构改变导致其功能缺失,分析图示,该蛋白质可能是________,判断理由为________。
(2)突变体N品系眼色呈紫色的原因是色素颗粒体中的蝶呤含量低于正常值。选择某品系M的雄果蝇和品系N的雌果蝇杂交产生F1,F1中自由交配,F2雌性果蝇中红眼:紫眼=3:1,雄性果蝇中红眼:紫眼:白眼=3:1:4。据此可判断白眼突变M品系的突变基因位于________染色体上,杂交亲本的基因型组合为________,让F2的紫眼突变体雌雄果蝇随机交配,后代雄性果蝇群体的表型及比例为________。
(3)Henna是苯丙氨酸羟化酶的编码基因,为了检测N品系的出现是否由Henna基因突变引起,实验小组构建了含有GMR-GAL4的质粒X和含UAS-Henna的质粒Y,其中GMR是眼部特异性启动子,UAS序列能抑制Henna基因表达使其沉默,GAL4是一种转录活性因子,可特异性识别并结合UAS序列,激活UAS下游基因的转录。实验小组构建不同的转基因果蝇品系,并测定了色素颗粒体中蝶呤的含量,结果如下图所示。
根据实验结果可知,N品系的出现________(填“是”或“不是”)由Henna基因突变引起,试结合实验结果阐述判断理由:________。
【答案】(1) ①. W ②. 只有W受损才会同时阻止眼黄素和蝶呤的前体物质(3'羟基犬鸟氨酸和二氢生物嘌呤)进入色素颗粒体,从而使眼色呈白色
(2) ①. X##X染色体 ②. BBXaY×bbXAXA ③. 紫眼:白眼=3:1
(3) ①. 是 ②. 同时导入质粒X和Y时,细胞内能表达Henna基因,能一定程度上恢复紫眼突变体果蝇的蝶呤含量,说明紫眼突变体蝶呤含量低是由苯丙氨酸羟化酶活性下降引起的
【解析】
【分析】1、基因的分离定律实质上是指减数分裂产生配子时,一对等位基因随着同源染色体的分离而分离,进入不同的配子,随配子遗传给后代。2、基因自由组合定律实质上是指减数分裂产生配子时,随着同源染色体携带等位基因分离,非同源染色体携带着非等位基因自由组合。
【小问1详解】
根据题意分析,白眼突变M品系出现的直接原因是色素颗粒体膜上某个蛋白质结构改变导致其功能缺失,白眼突变体M的色素颗粒体中既没有眼黄素也没有喋呤,因此只有W突变才会同时影响这两种物质的合成,因此该突变蛋白可能是W。
【小问2详解】
选择某品系M的雄果蝇和品系N的雌果蝇杂交,F2雌性果蝇中红眼:紫眼=3:1,雄性果蝇中红眼:紫眼:白眼=3:1:4,白眼只在雄性群体中出现,控制白眼的基因为隐性基因且位于X染色体上,因此白眼是由a基因控制的,且位于X染色体。雌雄群体中红眼:紫眼=3:1,因此紫眼由常染色体上的隐性基因b控制,故杂交亲本的基因型组合为BBXaY和bbXAXA,F1的基因型组合为BbXAXa和BbXAY,根据色素产生过程分析,当a基因存在时为白眼,当存在A和b基因时表现为紫眼,当A和B基因同时存在时表现为红眼。F2的紫眼果蝇的基因型为bbXAXA、bbXAXa和bbXAY,雌性产生的配子比例为bXA:bXa=3:1,雄性产生的配子比例为bXA:bY=1:1,因此随机交配后代雄性群体中紫眼:白眼=3:1。
【小问3详解】
根据题意可知,只有同时导入质粒X和质粒Y才能诱导Henna基因的表达,因此只有品系⑤的Henna基因获得了表达,此时能基本恢复紫眼突变体果蝇的蝶呤含量,说明紫眼突变体含量低是由苯丙氨酸羟化酶活性下降引起的,即N品系的出现是Henna基因突变引起。
19. 骨质疏松(OP)是脊髓损伤(SCI)后的常见并发症、临床表现为骨密度降低等。甲状旁腺激素(PTH)是由甲状旁腺分泌的一种多肽类激素,作用于骨、肌肉等器官,使血钙浓度增加。
(1)PTH弥散在体液中并随血液流到全身,但却对骨、肌肉之外其他组织器官无调节作用,其原因是______________。甲状旁腺没有导管,会源源不断地产生PTH,并通过________的方式将其分泌至细胞外液,但体内PTH的浓度始终维持在15-65pg/mL过范围内,原因是______________。
(2)科研人员基于PTH的功能推测,其可能具有改善SCI后OP症状的作用。为确定该推测的正确性,科研人员进行了如下实验。取若干生理状态相同的健康小鼠,均分为A、B、C三组,其中C组为实验组,损伤脊髓同时注射PTH。一段时间后检测3组小鼠的骨密度,结果如图a所示。根据实验结果可以确定该推测是正确的。
A组和B组的处理分别是_______,_______。
(3)另有研究表明,激活PI3K/AKT信号通路(p-PI3K蛋白和p-AKT蛋白水平提高是其活化的标志)和增加miR-146a的表达均能降低SCI引起的炎症反应。为探究PTH改善SCI后OP症状是否与PI3K/AKT信号通路和miR-146a有关,以及PI3K/AKT信号通路和miR-146a的上下游关系,科研人员在之前实验的基础上增设一个实验组D,其处理是损伤脊髓+注射PTH和miR-146a抑制剂。一段时间后分别检测4组的miR-146a表达量、p-PI3K蛋白和p-AKT蛋白的含量,结果如图b和图c。
由图分析,PI3K/AKT信号通路和miR-146a中处于上游的是________,PTH改善SCI后OP症状的机制是______________。
【答案】(1) ①. 只有靶器官和靶细胞上有PTH的特异性受体,其他组织器官的细胞膜上无PTH的特异性受体 ②. 胞吐 ③. 激素PTH一经靶细胞接受并起作用后就会被失活
(2) ①. 手术但不损伤脊髓 ②. 损伤脊髓
(3) ①. miR-146a ②. PTH促进miR-146a的表达,激活PI3K/AKT信号通路,从而降低SCI引起的炎症反应,进而改善OP症状
【解析】
【分析】在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,推出预测的结果,再通过实验泉栓验。如展实验结展与预测相符,就可以认为假说是正确的,反之,则可以认为假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法,叫作假说—演绎法。
【小问1详解】
PTH弥散在体液中并随血液流到全身,但却对骨、肌肉之外其他组织器官无调节作用,原因是只有靶器官和靶细胞上有PTH的特异性受体,其他组织器官的细胞膜上无PTH的特异性受体PTH结合以后,才会发挥调节作用。甲状旁腺没有导管,会源源不断地产生PTH,并通过胞吐分泌到细胞外液,体内PTH能维持一定浓度范围的原因是激素PTH一经靶细胞接受并起作用后就会被失活。
【小问2详解】
该实验的目的是确定PTH具有改善SCI后OP症状的作用,由于C组的处理是损伤脊髓同时注射PTH,为排除配制PTH的溶剂对实验结果的影响,因此A组和B组的处理分别是未损伤脊髓,损伤脊髓。
【小问3详解】
根据图示可知,实验组D的处理是损伤脊髓+注射PTH和miR-146a抑制剂,结果显示,D组的miR-146a的表达量下降,同时p-PI3K蛋白和p-AKT蛋白水平下降,说明miR-146a抑制剂降低miR-146a的表达量的同时,也降低了p-PI3K蛋白和p-AKT蛋白水平,因此说明PI3K/AKT信号通路和miR-146a中处于上游的是miR-146a,PTH改善SCI后OP症状的机制是PTH促进miR-146a的表达,激活PI3K/AKT信号通路,从而降低SCI引起的炎症反应,进而改善OP症状。
20. 海南三亚亚龙湾湿地作为热带海滨生态系统的璀璨明珠,包括红树林、珊瑚礁等多种小型生态系统,孕育着招潮蟹、弹涂鱼、白鹭、各类藻类及浮游生物等丰富的生物资源。该湿地的某片红树林的部分能量[单位:MJ/(m2·a)]流动情况如图所示。回答下列问题。
(1)区分红树林群落和珊瑚礁群落的重要特征是______。经调查发现,红树林中的浮游藻类积累有机物的速率小于红树植物,从群落结构的角度分析,原因是______。
(2)招潮蟹主要以藻类、有机碎屑等为食,在红树林中扮演______(填生态系统的成分)角色。除了食物外,研究招潮蟹的生态位情况,还需研究______(答出两点)。
(3)由图可知,用于该红树林植被生长、发育、繁殖的能量为______MJ/(m2·a)。该红树林在第一、二营养级间的能量传递效率为______%(保留至两位小数)。
(4)亚龙湾湿地生态系统能长期保持相对稳定,依赖于______调节机制;若外来物种入侵导致弹涂鱼数量骤减,短期内浮游生物数量将______,进而可能影响整个生态系统的______稳定性。
【答案】(1) ①. 物种组成 ②. 红树林群落在垂直方向上有分层现象,浮游藻类位于垂直结构的下层,获得的光照少于红树植物,因此积累有机物的速率更小
(2) ①. 消费者和分解者 ②. 栖息地、天敌
(3) ①. 80.3 ②. 19.25
(4) ①. 负反馈 ②. 增加 ③. 抵抗力
【解析】
【小问1详解】
物种组成是区分不同群落的重要特征;红树林群落存在垂直分层结构,红树植物冠层位于上层,截获了大部分光照,浮游藻类处于下层,可利用的光照更少,因此光合积累有机物的速率小于红树植物。
【小问2详解】
招潮蟹捕食活的藻类,属于消费者;以有机碎屑为食时,分解有机物获取能量,属于分解者。研究动物生态位,除食物外,还需研究其栖息地、天敌、与其他物种之间的关系等。
【小问3详解】
生产者用于生长、发育、繁殖的能量=光合作用固定的总能量-呼吸作用消耗的能量,即净光合积累量=80.3MJ/(m2·a)。第一营养级(生产者)同化量为133.5MJ/(m2·a),第二营养级同化量为25.7MJ/(m2·a),能量传递效率为25.7/133.5×100%=19.25%。
【小问4详解】
生态系统保持相对稳定的调节基础是负反馈调节;弹涂鱼捕食浮游生物,弹涂鱼数量骤减后,浮游生物被捕食压力降低,短期内数量增加;生物多样性下降,生态系统自我调节能力降低,进而会降低生态系统的抵抗力稳定性。
21. 乳酸菌产生的乳酸在食品行业用途广泛。研究者利用重组大肠杆菌生产乳酸,提高生产效率。
(1)大肠杆菌通过下图所示细胞呼吸的第一阶段将其分解为[A]_________(填A的名称),进而发酵产生乳酸,同时还有乙酸、琥珀酸等副产物,据图可知大肠杆菌的呼吸作用类型为_________。
(2)研究人员从野生型大肠杆菌中筛选到菌株甲,先通过转入重组片段实现甲拟核上的F酶基因敲除,再将庆大霉素抗性基因(Gm’)去除,最终获得菌株乙,过程如图所示(图中只显示与基因敲除有关的片段)。
在实际发酵中,使用的菌株乙需要将重组片段上庆大霉素抗性基因(Gm’)去除,其目的是_________。
(3)用相同方法获得F酶、T酶双基因敲除菌株丙。将等量乙、丙分别接种于发酵罐中。
①前期发酵供给充足的氧气,当菌体浓度达到一定浓度,调整后期发酵条件,使体系从好氧生长阶段进入厌氧发酵阶段。前期和后期发酵条件不同设置的目的为_________。为达到该目的,可以调整发酵罐的温度、_________等外界条件。
②实践生产中进入厌氧发酵阶段后,需要随时监测并及时补充营养物质保证连续发酵。乙、丙菌株两阶段发酵过程各产物的变化如图3所示。综合下图结果和生产实践,你认为哪种菌株更适合做生产菌种并阐述理由_________。
【答案】(1) ①. 丙酮酸 ②. 有氧呼吸和无氧呼吸
(2)菌株的Gmr基因表达需要消耗物质和能量,造成浪费(发酵产品中含有抗生素会引发安全性问题)
(3) ①. 前期促进菌体快速增殖,后期转向乳酸高效发酵 ②. pH、氧气浓度 ③. 丙
【解析】
【分析】发酵工程的中心环节应该注意:
发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分,要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢产物的形成。
【小问1详解】
大肠杆菌通过细胞呼吸第一阶段将葡萄糖分解为丙酮酸,从图中看出大肠杆菌可以将葡萄糖分解为CO2和H2O,也可以将其分解为乳酸,所以大肠杆菌的呼吸作用类型为有氧呼吸和无氧呼吸。
【小问2详解】
庆大霉素属于抗生素,在实际发酵中,使用的菌株乙需要将重组片段上庆大霉素抗性基因(Gm’)去除,Gmr是抗生素抗性基因,只是用于筛选,若发酵产品中含有抗生素会引发安全性问题,因此实际发酵使用的菌株乙要将引入的Gmr去除。
【小问3详解】
①前期发酵供给充足的氧气,可以促进大肠杆菌增殖,当菌体浓度达到一定浓度,调整后期发酵条件,使体系从好氧生长阶段进入厌氧发酵阶段,获得产物,所以前期和后期发酵条件不同设置的目的为前期促进菌体快速增殖,后期转向乳酸高效发酵。发酵过程中调整调整发酵罐的温度、pH、氧气浓度等外界条件。
②菌株乙敲除了F酶基因和庆大霉素抗性基因(Gm’),菌株丙敲除了F酶、T酶双基因,实验目的是利用重组大肠杆菌生产乳酸,比较菌株乙和菌株丙两图,菌株乙副产物含量更高,乳酸含量二者基本相同,所以选择菌株丙更适合做生产菌种。
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高三生物
本试卷总分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、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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. 科学家在贝氏布拉藻中发现了一种新型细胞器——硝质体。它是由1亿年前与其共生的固氮蓝细菌演化而来,外包有双层膜结构,内部含有固氮酶,能将氮气转化为氨,这使得贝氏布拉藻成为第一种已知的固氮真核生物。下列推测错误的是( )
A. 硝质体与叶绿体、线粒体都具有双层膜结构,都参与生物膜系统的构成
B. 硝质体的双层膜结构可能源于蓝细菌的细胞膜与宿主细胞的膜结构融合
C. 硝质体、线粒体和叶绿体含有的DNA都能与蛋白质结合成染色体
D. 固氮酶在硝质体内发挥作用,体现了生物膜可使各种细胞器分隔开
2. 水势(Yw)与溶液的吸水能力呈负相关,主要受溶液浓度、压力等的影响。t0时刻将成熟植物细胞(细胞液Ψw=-0.7MPa)转移至一定浓度的蔗糖溶液中,细胞液水势的变化趋势如图所示。下列分析正确的是( )
A. t0~t1时段,该细胞的吸水能力逐渐增强
B. t0~t1时段,细胞内外溶液的浓度差逐渐减小
C. t0~t1时段,该细胞质壁分离的程度逐渐增大
D. t1时刻后,Ψw不再增加,细胞内外渗透压相等
3. 为探究酶的特性,研究人员设计了如图所示实验:A1~A5各注入0.25%可溶性淀粉溶液1mL,B1~B5各注入0.005%淀粉酶溶液1mL。将1~5号的A、B试管分别放置在相应编号的烧杯中水浴保温。5min后,将B试管中的淀粉酶溶液倒入同一温度的A试管,摇匀后继续保温5min,随后加入1mL5%NaOH溶液。下列叙述正确的是( )
A. 本实验的自变量是温度及pH
B. 加入1mL5%NaOH溶液的目的是终止反应
C. 本实验的结果可以采用斐林试剂来进行检测
D. 在最适温度条件下长期保存,酶一直保持着最高活性
4. 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症(G6PD)是一种人类的单基因遗传病。图甲表示某个患G6PD的家系图,图乙表示该家族部分成员基因检测的结果。检测过程中用限制酶处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳,电泳结果中的条带表示检出的特定长度的酶切片段,数字表示碱基对的数目。下列叙述正确的是( )
A. G6PD的遗传方式是常染色体隐性遗传
B. Ⅱ1与Ⅱ2再生一个患病男孩的概率为1/8
C. 若Ⅲ3是患病男孩,则其电泳条带只有11.5kb条带
D. 可通过基因检测确定某个体是否为患者,但不能确定是否为携带者
5. 研究表明肿瘤细胞可通过线粒体DNA基因突变逃避免疫细胞识别,同时跨膜受体酪氨酸激酶基因EGFR发生L858R突变,编码蛋白第858位亮氨酸被精氨酸取代,活性持续增强,会过度激活PⅠ3K-AKT通路,最终导致细胞异常增殖、抗凋亡等。下列叙述正确是( )
A. 癌细胞的线粒体DNA突变可通过减数分裂遗传给后代
B. 从功能上分析可知,基因EGFR属于原癌基因
C. EGFR基因L858R突变改变了mRNA碱基序列,导致翻译提前终止
D. 癌细胞中基因突变的累积与免疫逃逸无关,仅影响细胞增殖调控
6. 钾是人体中重要的无机物,人体主要排出钾的方式是排尿。低钾血症是临床常见电解质紊乱之一,通常表现为患者血钾浓度下降(浓度≤3.5mmol/L)时带来的四肢肌无力甚至导致呼吸肌麻痹、心脏骤停等临床症状。下列叙述错误的是( )
A. 血钾含量降低会导致血浆渗透压和细胞内液渗透压上升
B. 过度饮酒引发呕吐、出汗、尿量增多,会导致血钾降低
C. 血钾降低,会使静息电位绝对值增大,肌肉兴奋性降低
D. 胰岛素能激活细胞膜上的钠钾泵,会导致血钾含量降低
7. 人体长时间未进食可能出现“饥饿性低血糖”症状,表现为心慌、手抖、头晕等。这一过程与神经调节、激素分泌密切相关。下列叙述正确的是( )
A. 副交感神经占据优势,导致心跳加快、身体发抖
B. 饥饿时下丘脑通过副交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加
C. 肾上腺素分泌增加,与胰高血糖素协同升高血糖
D. 肾上腺皮质加快分泌糖皮质激素,促进肌糖原分解
8. “绿水青山,就是金山银山”。为保护生物多样性,生态工作者对土壤动物丰富度进行调查。下列相关叙述正确是( )
A. 许多土壤小动物有较强的活动能力,可采用标记重捕法进行调查
B. 调查土壤小动物丰富度时,用诱虫器采集小动物时不用打开电灯
C. 采集小动物可放入体积分数为70%的酒精中,也可放入试管中
D. 通过调查土壤样本中小动物的数量可推测该区域内土壤动物的丰富度
9. 受全球气候变暖影响,中亚某国干旱加剧。该国长期过度引用两大内流河河水灌溉棉花,导致源头湖泊面积萎缩至鼎盛时期的10%,周边地区沙尘暴频发,生态问题引发全球关注。该区域生态恶化体现的全球性环境问题关联机制是( )
A. 气候变暖→降水增加→径流增大→土壤盐渍化→沙漠化
B. 水资源过度利用→湖泊萎缩→水生生物锐减→植被退化→沙漠化
C. 臭氧空洞扩大→紫外线增强→光合作用受阻→植被退化→沙漠化
D. 生物多样性锐减→分解者减少→腐殖质不足→土壤板结→沙漠化
10. 研究人员对布氏田鼠盲肠中的纤维素分解菌进行分离、鉴定,过程如图所示。其中平板①②③上长出的菌落数分别为20、37、39。下列叙述正确的是( )
注:刚果红可与纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解后,复合物就无法形成。
A. ①②③应在95%空气和5%氧气的气体环境中倒置培养
B. ①②③中的培养基是以纤维素为唯一碳源的选择培养基
C. 通过比较透明圈大小可知,甲、乙分解纤维素能力相同
D. 内容物中纤维素分解菌的密度为1.6×107个/mL
11. 绿原酸是黄栀子的一种次生代谢物。研究人员欲利用生物反应器进行工厂化生产绿原酸,但因接种量会对植物悬浮细胞生长产生影响,研究人员改用黄栀子愈伤组织作为材料对此进行探究,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 愈伤组织是未分化的薄壁细胞团,诱导过程中一般要提供适宜光照
B. 绿原酸是黄栀子在特定的组织和器官中合成的自身生长必需的产物
C. 低接种量时悬浮细胞活力较低可能是由培养基中营养物质消耗过快导致的
D. 综合生物量增长倍数和细胞活力分析,15%为黄栀子悬浮细胞适宜接种量
12. 基因型为Aa的某个精原细胞在分裂过程中,含有A基因的染色体发生如图所示的着丝粒异常横裂(正常为纵裂)而形成“等臂染色体”,不考虑其他变异。下列叙述正确的是( )
A. 经图示过程产生的精细胞都会发生染色体结构和数目变异
B. “等臂染色体”可形成于减数分裂Ⅰ,至少有1/2的精细胞正常
C. 若该精原细胞发生有丝分裂,产生子细胞的基因型有3种
D. 减数分裂和有丝分裂均可以产生基因型为a的子细胞
13. 某品种狗体毛的长毛与短毛分别受等位基因B和b控制,B对b为显性。将纯种长毛狗与纯种短毛狗杂交,F1的体毛为介于长毛和短毛之间的过渡类型。研究表明,该品种狗体毛的长短与B基因上游的特殊碱基序列甲基化程度呈负相关。下列叙述错误的是( )
A. 上述现象说明生物的表型是由甲基化修饰等表观遗传决定的
B. 甲基化修饰主要通过抑制B基因的表达而产生了可遗传变异
C. F1的体毛表型说明基因的甲基化程度会影响生物体的性状
D. 表观遗传并未改变遗传信息,但可能影响染色质结构
14. CAR-T细胞免疫原理是直接将编码嵌合抗原受体(CAR)的mRNA包裹在脂质纳米颗粒(LNP)中。LNP进入肿瘤患者体内后,会将CARmRNA运输到特定T细胞内表达,使其成为具有特异性杀伤能力的CAR-T细胞,从而杀灭肿瘤细胞。下列叙述错误的是( )
A. CAR-T细胞属于细胞毒性T细胞
B. CAR-T细胞杀灭肿瘤细胞的过程属于细胞免疫
C. LNP表面存在能特异性识别并结合T细胞的抗体
D. T细胞产生、分化以及发育成熟的场所是胸腺
15. 达乌尔黄鼠以植物的茎、叶、种子为食。科研小组对某北方草原中达乌尔黄鼠的种群数量进行长期调查,研究λ(λ表示某种群数量是前一年的λ倍,不考虑迁入、迁出的影响)随时间的变化,结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 第1—3年内,种群数量呈“J”形增长
B. 第4年和第8年,种群的λ值相同,其数量也相同
C. 由图可推断,第6—10年内种群的年龄结构属于增长型
D. 可采食的植物对达乌尔黄鼠种群的作用强度与其密度相关
16. 5-羟色氨酸是具药用价值的色氨酸衍生物,主要从植物中提取。利用大肠杆菌实现5-羟色氨酸的规模化生产的主要代谢过程如下图。然而构建的工程菌产生的色氨酸羟化酶催化效率很低,将其肽链中197位和219位氨基酸替换后,催化效率大大提高。下列相关步骤不正确的是( )
A. 可通过改变DNA序列改变色氨酸羟化酶的氨基酸序列
B. 用相同的限制酶处理目的基因与大肠杆菌质粒,再用DNA连接酶处理
C. 将大肠杆菌用Ca2+处理后,导入构建的基因表达载体
D. 通过PCR技术不能检测转入的色氨酸羟化酶基因是否转录
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 铝毒是制约酸性土壤上作物生产的主要因素之一。为探究铝胁迫对油菜叶片光合特性的影响,研究人员以S1、S2两种油菜品种为材料进行了实验研究。实验设置3个不同铝处理浓度:T0(空白对照)、T1(正常营养液+100μmol/LAlCl3)、T2(正常营养液+200μmol/LAlCl3),上述处理液pH均调节到4.5,每天定时通气2h,处理液每3h更换1次。一段时间后,测定的相关生理指标如表所示。回答下列问题。
品种
处理
叶绿素a/
(mg·L-1)
叶绿素b/
(mg·L-1)
Rubisco活性/
(μmol·mg-1·min-1)
净光合速率/
(mol·m-2·s-1)
S1
T0
1.98
0.91
3
11
T1
1.84
0.86
2.5
10
T2
1.75
0.83
2.1
9.2
S2
T0
2.14
0.95
3.1
11.4
T1
2.08
0.91
2.9
10.9
T2
1.93
0.87
2.6
9.8
(1)提取油菜绿叶中的光合色素时,常用的溶剂是_____。表中的叶绿素含量_____(填“能”或“否”)利用纸层析法进行测定。
(2)表中T0组的处理是_____。Rubisco是催化CO2固定的关键酶,在油菜叶肉细胞中分布于_____(填具体场所)中。
(3)分析表中数据可知,铝胁迫下油菜净光合速率下降的原因是_____。两种油菜品种中_____对铝胁迫的抗性较强。
(4)有研究表明,酸性条件下,铝胁迫也会显著影响光合产物在作物的地上部分与根部的分配(根冠比,即)。在上述实验的基础上,设计实验加以验证(写出设计思路即可)_____。
18. 果蝇眼睛中的色素颗粒体是一种溶酶体特化的细胞器,其内含有棕色的眼黄素和红色的蝶呤2种色素,果蝇的眼色主要由色素颗粒体中的眼黄素和蝶呤的含量比例决定,眼黄素和蝶呤的合成途径如图所示。某野生型红眼果蝇群体中发现了白眼突变M品系和紫眼突变N品系果蝇(两种突变体均为单基因突变,相关基因分别用A/a和B/b表示,不考虑X、Y染色体同源区段)。回答下列问题:
注:W、S和B表示色素颗粒体膜上和色素运输有关三种蛋白质。
(1)白眼突变M品系出现的直接原因是色素颗粒体膜上某个蛋白质结构改变导致其功能缺失,分析图示,该蛋白质可能是________,判断理由为________。
(2)突变体N品系眼色呈紫色的原因是色素颗粒体中的蝶呤含量低于正常值。选择某品系M的雄果蝇和品系N的雌果蝇杂交产生F1,F1中自由交配,F2雌性果蝇中红眼:紫眼=3:1,雄性果蝇中红眼:紫眼:白眼=3:1:4。据此可判断白眼突变M品系的突变基因位于________染色体上,杂交亲本的基因型组合为________,让F2的紫眼突变体雌雄果蝇随机交配,后代雄性果蝇群体的表型及比例为________。
(3)Henna是苯丙氨酸羟化酶的编码基因,为了检测N品系的出现是否由Henna基因突变引起,实验小组构建了含有GMR-GAL4的质粒X和含UAS-Henna的质粒Y,其中GMR是眼部特异性启动子,UAS序列能抑制Henna基因表达使其沉默,GAL4是一种转录活性因子,可特异性识别并结合UAS序列,激活UAS下游基因的转录。实验小组构建不同的转基因果蝇品系,并测定了色素颗粒体中蝶呤的含量,结果如下图所示。
根据实验结果可知,N品系的出现________(填“是”或“不是”)由Henna基因突变引起,试结合实验结果阐述判断理由:________。
19. 骨质疏松(OP)是脊髓损伤(SCI)后的常见并发症、临床表现为骨密度降低等。甲状旁腺激素(PTH)是由甲状旁腺分泌的一种多肽类激素,作用于骨、肌肉等器官,使血钙浓度增加。
(1)PTH弥散在体液中并随血液流到全身,但却对骨、肌肉之外其他组织器官无调节作用,其原因是______________。甲状旁腺没有导管,会源源不断地产生PTH,并通过________的方式将其分泌至细胞外液,但体内PTH的浓度始终维持在15-65pg/mL过范围内,原因是______________。
(2)科研人员基于PTH的功能推测,其可能具有改善SCI后OP症状的作用。为确定该推测的正确性,科研人员进行了如下实验。取若干生理状态相同的健康小鼠,均分为A、B、C三组,其中C组为实验组,损伤脊髓同时注射PTH。一段时间后检测3组小鼠的骨密度,结果如图a所示。根据实验结果可以确定该推测是正确的。
A组和B组的处理分别是_______,_______。
(3)另有研究表明,激活PI3K/AKT信号通路(p-PI3K蛋白和p-AKT蛋白水平提高是其活化的标志)和增加miR-146a的表达均能降低SCI引起的炎症反应。为探究PTH改善SCI后OP症状是否与PI3K/AKT信号通路和miR-146a有关,以及PI3K/AKT信号通路和miR-146a的上下游关系,科研人员在之前实验的基础上增设一个实验组D,其处理是损伤脊髓+注射PTH和miR-146a抑制剂。一段时间后分别检测4组的miR-146a表达量、p-PI3K蛋白和p-AKT蛋白的含量,结果如图b和图c。
由图分析,PI3K/AKT信号通路和miR-146a中处于上游的是________,PTH改善SCI后OP症状的机制是______________。
20. 海南三亚亚龙湾湿地作为热带海滨生态系统的璀璨明珠,包括红树林、珊瑚礁等多种小型生态系统,孕育着招潮蟹、弹涂鱼、白鹭、各类藻类及浮游生物等丰富的生物资源。该湿地的某片红树林的部分能量[单位:MJ/(m2·a)]流动情况如图所示。回答下列问题。
(1)区分红树林群落和珊瑚礁群落的重要特征是______。经调查发现,红树林中的浮游藻类积累有机物的速率小于红树植物,从群落结构的角度分析,原因是______。
(2)招潮蟹主要以藻类、有机碎屑等为食,在红树林中扮演______(填生态系统的成分)角色。除了食物外,研究招潮蟹的生态位情况,还需研究______(答出两点)。
(3)由图可知,用于该红树林植被生长、发育、繁殖的能量为______MJ/(m2·a)。该红树林在第一、二营养级间的能量传递效率为______%(保留至两位小数)。
(4)亚龙湾湿地生态系统能长期保持相对稳定,依赖于______调节机制;若外来物种入侵导致弹涂鱼数量骤减,短期内浮游生物数量将______,进而可能影响整个生态系统的______稳定性。
21. 乳酸菌产生的乳酸在食品行业用途广泛。研究者利用重组大肠杆菌生产乳酸,提高生产效率。
(1)大肠杆菌通过下图所示细胞呼吸的第一阶段将其分解为[A]_________(填A的名称),进而发酵产生乳酸,同时还有乙酸、琥珀酸等副产物,据图可知大肠杆菌的呼吸作用类型为_________。
(2)研究人员从野生型大肠杆菌中筛选到菌株甲,先通过转入重组片段实现甲拟核上的F酶基因敲除,再将庆大霉素抗性基因(Gm’)去除,最终获得菌株乙,过程如图所示(图中只显示与基因敲除有关的片段)。
在实际发酵中,使用的菌株乙需要将重组片段上庆大霉素抗性基因(Gm’)去除,其目的是_________。
(3)用相同方法获得F酶、T酶双基因敲除菌株丙。将等量乙、丙分别接种于发酵罐中。
①前期发酵供给充足的氧气,当菌体浓度达到一定浓度,调整后期发酵条件,使体系从好氧生长阶段进入厌氧发酵阶段。前期和后期发酵条件不同设置的目的为_________。为达到该目的,可以调整发酵罐的温度、_________等外界条件。
②实践生产中进入厌氧发酵阶段后,需要随时监测并及时补充营养物质保证连续发酵。乙、丙菌株两阶段发酵过程各产物的变化如图3所示。综合下图结果和生产实践,你认为哪种菌株更适合做生产菌种并阐述理由_________。
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