精品解析:河南驻马店市驿城区驻马店经济开发区高级中学2026届高三第二学期5月质量检测 生物学
2026-06-15
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2份
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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) | 河南省 |
| 地区(市) | 驻马店市 |
| 地区(区县) | 驿城区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.67 MB |
| 发布时间 | 2026-06-15 |
| 更新时间 | 2026-08-01 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58361659.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2026届高三第二学期5月质量检测生物学
(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、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
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. 研究食品加工及生物材料时,需要检测糖类和脂质等物质。下列叙述正确的是( )
A. 脂肪由甘油和磷脂组成,在室温时呈固态
B. 几丁质参与昆虫外骨骼的构成,属于多糖
C. 脂肪的含氧量高于糖类,更适合储存能量
D. 纤维素溶于水,能被人体和动物吸收利用
2. 营养缺乏或受到损伤的细胞,可通过细胞自噬维持细胞内部环境的稳定。下列叙述正确的是( )
A. 细胞自噬过程依赖溶酶体降解衰老损伤的细胞器
B. 在营养条件充足的情况下,细胞不会发生细胞自噬
C. 细胞自噬可诱导细胞坏死,属于异常的生命活动
D. 细胞自噬产生的物质会全部排出,无法被再利用
3. 极端嗜盐古菌的一种感光蛋白——视紫红质可利用光能将细胞内的H+泵出细胞,当H+顺浓度梯度通过ATP合成酶回流时,可驱动ATP合成。DCCD(N,N′一二环己基碳二亚胺)能抑制极端嗜盐古菌膜上ATP合成酶的活性。下列叙述错误的是( )
A. ATP合成酶运输H+的方式属于被动运输
B. ATP合成酶同时具有运输和催化的功能
C. H+运出细胞需要载体蛋白协助,且消耗能量
D. DCCD会使细胞膜两侧的H+浓度差迅速消失
4. 不同氧气浓度条件下,某植物非绿色器官细胞呼吸相关气体的变化量如表所示,只考虑葡萄糖为底物。下列叙述错误的是( )
氧气浓度
a
b
c
D
O2吸收量(mol)
0
0.4
0.9
1.2
CO2释放量(mol)
1.2
0.8
0.9
1.2
A. a浓度时,该器官只进行无氧呼吸,产物为酒精和CO2
B. b浓度时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的3倍
C. c浓度时,无氧呼吸强度最弱,最适合该植物器官的储存
D. d浓度时,细胞内产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体
5. 剧烈运动后血浆中乳酸含量升高,被肝细胞摄取、转化为葡萄糖或糖原。同时醛固酮参与水盐平衡调节以维持内环境渗透压的稳定。下列叙述正确的是( )
A. 剧烈运动时,血浆、组织液中均可产生大量乳酸
B. 剧烈运动后,可通过神经调节稳定持续下降的pH
C. 血浆中的缓冲物质可将乳酸转化为葡萄糖
D. 剧烈运动后,肾上腺皮质分泌的醛固酮增加
6. 胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是肠道细胞分泌的一种多肽类激素,机体进食后其分泌量会增加。该激素可通过作用于胰岛细胞促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌,还能延缓胃排空以降低葡萄糖的吸收速率。下列叙述错误的是( )
A. GLP-1与胰岛素在调节血糖方面表现为协同作用
B. GLP-1通过体液运输,可作用于胰岛A、B细胞
C. GLP-1分泌不足,会导致机体出现低血糖症状
D. GLP-1作用后会被灭活,不能持续发挥调节作用
7. 树突状细胞(DC)可通过呈递抗原和提供共刺激信号,参与辅助性T细胞的活化,部分作用机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A. T细胞起源于造血干细胞,并在骨髓中发育成熟
B. 未活化的DC摄取抗原后无需加工即可呈递抗原
C. CD80或CD86可能是活化辅助性T细胞的信号分子
D. 活化的辅助性T细胞分泌的细胞因子仅参与细胞免疫
8. 用赤霉素(GA)和水杨酸(SA,一种植物激素)分别及联合处理拟南芥,其下胚轴长度如图1。用SA处理野生型、nprl突变型(不能合成NPR1蛋白)拟南芥,其下胚轴生长情况如图2。NPR1蛋白与某物质结合形成的复合物可促进GA受体降解。下列叙述错误的是( )
A. GA可通过促进细胞伸长,从而引起植株增高
B. SA可抑制GA对拟南芥下胚轴伸长的促进作用
C. SA对GA作用的调控,可能依赖NPR1蛋白
D. SA处理后,npr1突变体中GA受体数量会减少
9. 某温带针阔混交林生态系统中,植食性的东方田鼠(猎物)和肉食性的黄鼬(捕食者)种群数量呈周期性波动,如图所示。下列分析正确的是( )
A. 东方田鼠和黄鼬相互制约,二者的生态位完全重叠
B. 黄鼬的捕食作用不利于东方田鼠种群的健康发展
C. 两种群的数量变化体现了捕食关系中的负反馈调节
D. 推测东方田鼠数量下降时,黄鼬的食性会转变为植食性
10. 下图为某城市针对生活垃圾实施的资源化综合利用简图,该模式统筹了资源回收与废弃物处理,实现了生态效益与经济效益的统一。下列叙述错误的是( )
A. 可回收垃圾进入回收市场主要体现了生态工程的循环原理
B. 堆肥厂利用微生物分解有机垃圾主要依赖微生物的有氧呼吸
C. 生产肥料产品和制备生物燃料均能实现对废弃物中物质和能量的循环利用
D. 该模式能缓解生活垃圾产生的环境压力,有利于保持城市生态系统的平衡
11. 某昆虫(XY型)的眼色由仅位于X染色体的一对等位基因控制,红眼(A)对白眼(a)为显性。用X射线处理若干红眼雄虫后,与正常白眼雌虫交配,子代中有白眼雄虫和红眼雌虫,还出现了少数可育的雄性个体甲(性染色体组成为XYY)。下列叙述错误的是( )
A. 出现红眼雌虫是父本产生精子时发生了基因突变
B. 子代白眼雄虫的基因型为XaY,其a基因来自母本
C. 出现个体甲是因为减数分裂Ⅱ后期Y染色体未分离
D. 正常白眼雄虫与红眼雌虫杂交,子代可能均表现为红眼
12. 科研人员研究小鼠毛色遗传时,发现基因A的表达受DNA甲基化影响,野生型黑毛小鼠、突变型白毛小鼠中基因A的甲基化水平分别为12.3%、89.6%,基因A表达量的相对值分别为45.7、3.2.下列叙述正确的是( )
A. 基因A的甲基化水平越高,其表达量越高,小鼠毛色越浅
B. DNA甲基化改变了基因A的碱基序列,导致小鼠毛色改变
C. 表观遗传可通过影响基因表达,进而改变生物的性状
D. 小鼠毛色的遗传仅受表观遗传调控,与基因序列无关
13. 研究人员通过甘蓝、黑芥、芸薹三个近缘物种的杂交与选育,培育出芥菜型油菜、甘蓝型油菜等多个栽培品种,选育过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 芸薹与黑芥杂交获得的二倍体需经染色体加倍才可育
B. 培育甘蓝型油菜时发生了基因重组和染色体数目变异
C. 埃塞俄比亚芥体细胞中含有34条染色体、4个染色体组
D. 芥菜型油菜与甘蓝型油菜杂交获得的后代可稳定遗传
14. 某山区的两种近缘蝙蝠甲、乙的主要食物是蛾类昆虫。甲、乙的分布区有重叠,二者的发声频率分别为55~60、38~42kHz。与甲、乙同域的蛾类中,大多数个体听觉敏感频率分别集中在55~60、38~42kHz,夜间活动时会主动躲避该频率回声。将甲引入乙的分布区后,该区域蛾类的被捕食率显著上升。下列叙述正确的是( )
A. 甲、乙发声频率的差异是为了减少种间竞争而主动变异产生的
B. 同域蛾类听觉敏感频率与蝙蝠发声频率的匹配是协同进化的结果
C. 将甲引入乙的分布区后,乙分布区蛾类的基因频率不会改变
D. 甲和乙能分布在同一区域,说明它们之间不存在生殖隔离
15. 抗生素是微生物产生的一类具有抑菌或杀菌活性的次级代谢产物,是临床抗感染治疗的核心药物。为筛选新型抗生素产生菌,研究人员以土壤为分离源,进行了产抗生素菌株的分离与抗菌活性鉴定实验,实验流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 涂布土壤稀释液前,需对培养基进行干热灭菌
B. 透明圈直径/菌落直径的比值越大说明S对目的菌产生的抗生素越敏感
C. 挑取菌落在平板一侧划线时,划线区域的菌种密度会逐次增大
D. 测试菌2和5繁殖较快,说明这两种测试菌的抗性较弱
16. 紫杉醇是从红豆杉中提取的天然抗癌药物,可利用单克隆抗体技术制备抗紫杉醇单克隆抗体,建立紫杉醇的快速检测方法,制备流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 注射抗原的目的是使小鼠产生能分泌多种抗体的B淋巴细胞
B. 过程①仅可通过PEG融合法诱导两种细胞融合
C. 用特定的选择培养基可直接筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞
D. 过程③可将杂交瘤细胞置于含5%CO2的培养箱中进行大规模培养
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 矮杨梅是兼具生态保护与药用开发价值的野生珍稀物种,科研人员开展了水分亏缺和CO2浓度对其光合特性影响的研究,相关实验结果如图1、图2所示。回答下列问题:
(1)据图1可知,轻度缺水时,5%外界CO2浓度组的矮杨梅光合速率显著高于1%外界CO2浓度组,说明此时___________是限制矮杨梅光合速率的重要因素之一。结合光合作用过程,分析轻度缺水条件下矮杨梅光合速率下降的原因主要是___________。
(2)由图1可知,轻度缺水组在5%外界CO2浓度下的光合速率下降幅度较1%外界CO2浓度下的光合速率下降幅度更小,原因是___________。
(3)图2中重度缺水阶段Ci出现回升,而光合速率仍持续下降,说明此时限制矮杨梅光合速率的主要因素不再是___________(填“气孔”或“非气孔”)因素。
(4)水分亏缺会导致植物体内脱落酸(ABA)含量变化,ABA可促进气孔关闭。结合图2Gs变化分析,轻度缺水至重度缺水过程中,ABA含量的变化趋势是___________,该变化的生理意义是___________。
(5)重度缺水时矮杨梅叶肉细胞中叶绿素含量显著降低。请设计实验初步验证“叶绿素含量下降是导致重度缺水组光合速率降低的原因之一”,写出实验思路和预期结果:___________。
18. 某植物(XY型)的花色由位于常染色体上的两对等位基因(A/a、B/b)控制,同时受仅位于X染色体上的D/d基因的调控。A、B、D基因同时存在时,花色为紫色;无A基因时,花色为白色;其余全为粉色。用纯合亲本进行以下杂交实验,且甲组两亲本的三对等位基因均不同,回答下列问题:
杂交实验
P
F1
F2(F1相互杂交)
甲组
紫花雌株×白花雄株(正交)
全为紫花
雌株:紫花:白花=3:1
雄株:紫花:粉花:白花=3:3:2
乙组
紫花雄株×白花雌株(反交)
紫花雌株:粉花雄株=1:1
紫花:粉花:白花=3:3:2
(1)甲组中雌雄亲本基因型分别为___________,F1雌性个体产生的配子种类及比例为___________。
(2)乙组F2粉花雌性个体中纯合子的比例为___________,紫花雄性个体有___________种基因型。
(3)现有一株纯合粉花雌株,欲判断其基因型,可将其与纯合白花雄株(aaBBXdY)杂交,观察后代表型。若后代花色为___________,则该纯合粉花雌株的基因型为AAbbXDXD;若后代全为粉花,则该纯合粉花雌株的基因型为___________。
(4)若用荧光染料将A基因标记为红色,B基因标记为黄色,现取乙组F1中的雄性个体,若该个体的一个初级精母细胞进行减数分裂,不考虑发生变异的情况下,两个次级精母细胞的荧光情况是___________,若发现其中一个次级精母细胞中有1个荧光点,分析其原因是___________。
19. 为探究寒冷环境下小鼠的体温调节机制,研究人员将生理状态一致的健康小鼠随机分为常温(25℃)组、寒冷(4℃)处理1h组、寒冷(4℃)处理6h组,并检测相关指标,实验结果如下表。回答下列问题:
组别
下丘脑促甲状腺激素
释放激素(TRH)含量
血浆
TRH含量
血浆促甲状腺激素(TSH)含量
血浆甲状腺激素(TH)含量
骨骼肌
战栗频率
皮肤毛细
血管收缩程度
常温组
+
-
+
+
-
-
寒冷1h组
+++
+
++
++
+++
+++
寒冷6h组
++
++
+++
++++
++
++++
注:“+”数量越多表示含量越高/生理反应越强,“-”表示无明显反应。
(1)体温调节的神经中枢位于___________,该中枢还参与___________(答出1点即可)的调节。
(2)寒冷刺激下,小鼠皮肤的___________感受器接受刺激并产生兴奋,兴奋在神经纤维上以___________的形式传导。
(3)TH的分泌存在___________调节机制,该机制可保证体内TH含量维持相对稳定。
(4)与常温组相比,寒冷1h组小鼠下丘脑TRH含量显著升高,主要作用于___________(填器官),而血浆TRH含量仅少量增加。寒冷6h组小鼠骨骼肌战栗频率较寒冷1h组低,但皮肤毛细血管收缩程度进一步增强,试分析该调节的生理意义:___________。
(5)若要探究寒冷环境下小鼠体温调节中交感神经对TH分泌的调节作用,请补充完善以下实验思路:将生理状态一致的正常小鼠随机分为四组,甲、乙组做假手术,丙组切除交感神经,丁组___________;将甲、丙组小鼠置于常温(25℃)环境中,乙、丁组小鼠置于4℃寒冷环境中,其他饲喂条件相同,检测并比较四组小鼠的___________的变化。
20. 某河流生态系统因长期受人类活动(如过度捕捞、污水排放)的影响,渔产资源持续衰减。研究人员为评估该生态系统的能量流动现状,测定了不同营养级的能量分配与传递情况,结果如下图所示,有机碎屑主要来自各营养级生物的遗体、排遗物等。回答下列问题:
(1)营养级Ⅰ流向有机碎屑的能量属于营养级Ⅰ用于___________的能量。图中有机碎屑中的能量经___________(填生态系统的组成成分)的呼吸作用,最终以___________形式散失。
(2)生态系统的能量流动具有___________ ___________的特点,图中营养级越高,同化量越少。直接体现了其特点。
(3)营养级Ⅱ到Ⅲ的能量传递效率为___________(保留1位小数)%。与自然河流相比,该受污染河流中各营养级间的能量传递效率普遍偏低,从人类活动的角度分析,原因是___________(答出1点即可)。修复受污染河流生态系统的措施是___________(答出1点即可)。
(4)若要判断该河流生态系统是否处于稳态,从能量收支平衡的角度,还需要补充调查的数据是___________。
21. 红曲霉发酵过程中会同步产生肾毒性真菌毒素——桔霉素,为培育高红曲素、低桔霉素的安全红曲生产菌株,研究人员将高效合成红曲素的基因RubA和抑制桔霉素合成的基因CitS,通过融合PCR技术拼接到一起,获得RubA-CitS融合基因,将该融合基因导入受体菌后最终筛选获得了性状优良的工程菌株,相关技术流程如图所示。回答下列问题:
(1)据图分析,融合PCR的核心原理是利用引物设计,使两个目的基因的扩增产物发生___________,延伸后实现基因拼接。融合PCR过程中,PCR1和PCR2的扩增模板分别是___________。构建RubA-CitS融合基因时,TaqDNA聚合酶的作用是___________。
(2)重组质粒中,驱动RubA-CitS融合基因转录的元件是___________。选用限制酶NdeI和XhoI切割质粒和融合基因与用1种限制酶相比,优点是___________(答出1点即可)。
(3)亮氨酸合成基因(LEU2)的作用是___________,选择的受体细胞应不能合成___________,且受体细胞不能选择尿嘧啶合成缺陷型的红曲霉,原因是___________。
(4)导入融合基因后,红曲素含量升高、桔霉素含量降低的原因分别是___________。
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2026届高三第二学期5月质量检测生物学
(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、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
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. 研究食品加工及生物材料时,需要检测糖类和脂质等物质。下列叙述正确的是( )
A. 脂肪由甘油和磷脂组成,在室温时呈固态
B. 几丁质参与昆虫外骨骼的构成,属于多糖
C. 脂肪的含氧量高于糖类,更适合储存能量
D. 纤维素溶于水,能被人体和动物吸收利用
【答案】B
【解析】
【详解】A、脂肪由甘油和脂肪酸组成,且植物脂肪在室温下多呈液态,A错误;
B、几丁质属于多糖,是昆虫等节肢动物外骨骼的重要组成成分,B正确;
C、脂肪的含氧量低于糖类,氢含量高于糖类,氧化分解释放的能量更多,因此更适合储存能量,描述错误,C错误;
D、纤维素不溶于水,人体缺乏分解纤维素的酶,因此不能被人体吸收利用,D错误。
2. 营养缺乏或受到损伤的细胞,可通过细胞自噬维持细胞内部环境的稳定。下列叙述正确的是( )
A. 细胞自噬过程依赖溶酶体降解衰老损伤的细胞器
B. 在营养条件充足的情况下,细胞不会发生细胞自噬
C. 细胞自噬可诱导细胞坏死,属于异常的生命活动
D. 细胞自噬产生的物质会全部排出,无法被再利用
【答案】A
【解析】
【详解】A、溶酶体中含有多种水解酶,可降解衰老、损伤的细胞器,细胞自噬过程需要依赖溶酶体的降解功能完成,A正确;
B、细胞自噬是细胞普遍存在的生命活动,营养充足时细胞也会通过自噬清除正常代谢产生的衰老细胞器、错误折叠的蛋白质等,维持内部环境稳定,B错误;
C、细胞自噬是细胞正常的生命活动,是细胞维持稳态的自我调节机制,不属于异常生命活动,也不会诱导细胞坏死,C错误;
D、细胞自噬产生的物质中,对细胞有用的成分会被重新利用,只有无用的废物才会排出细胞,并非全部排出无法再利用,D错误。
3. 极端嗜盐古菌的一种感光蛋白——视紫红质可利用光能将细胞内的H+泵出细胞,当H+顺浓度梯度通过ATP合成酶回流时,可驱动ATP合成。DCCD(N,N′一二环己基碳二亚胺)能抑制极端嗜盐古菌膜上ATP合成酶的活性。下列叙述错误的是( )
A. ATP合成酶运输H+的方式属于被动运输
B. ATP合成酶同时具有运输和催化的功能
C. H+运出细胞需要载体蛋白协助,且消耗能量
D. DCCD会使细胞膜两侧的H+浓度差迅速消失
【答案】D
【解析】
【详解】A、ATP合成酶运输H+是顺浓度梯度进行的,不需要消耗能量,属于协助扩散,归为被动运输,A正确;
B、ATP合成酶既可作为转运蛋白运输H+,又可催化ADP和Pi合成ATP,因此同时具有运输和催化的功能,B正确;
C、H+运出细胞是逆浓度梯度的过程,需要视紫红质作为载体蛋白协助,且消耗光能,属于主动运输,C正确;
D、DCCD仅抑制ATP合成酶的活性,阻断H+通过ATP合成酶顺浓度梯度回流的途径;视紫红质仍可利用光能将H+泵出细胞,因此细胞膜两侧的H+浓度差反而会增大,D错误。
4. 不同氧气浓度条件下,某植物非绿色器官细胞呼吸相关气体的变化量如表所示,只考虑葡萄糖为底物。下列叙述错误的是( )
氧气浓度
a
b
c
D
O2吸收量(mol)
0
0.4
0.9
1.2
CO2释放量(mol)
1.2
0.8
0.9
1.2
A. a浓度时,该器官只进行无氧呼吸,产物为酒精和CO2
B. b浓度时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的3倍
C. c浓度时,无氧呼吸强度最弱,最适合该植物器官的储存
D. d浓度时,细胞内产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体
【答案】C
【解析】
【详解】A、据题干信息和表格数据可知,a浓度时O2吸收量为0,说明仅进行无氧呼吸,且有CO2释放,因此该植物器官无氧呼吸产物为酒精和CO2,A正确;
B、以葡萄糖为呼吸底物时,有氧呼吸消耗1mol葡萄糖吸收6molO2、释放6molCO2,b浓度时O2吸收量为0.4mol,可得有氧呼吸消耗葡萄糖为0.4/6mol,有氧呼吸释放CO20.4mol;无氧呼吸释放CO2量为0.8-0.4=0.4mol,无氧呼吸消耗1mol葡萄糖释放2molCO2,因此无氧呼吸消耗葡萄糖为0.4/2=0.2mol,计算得0.2÷(0.4/6)=3,即无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的3倍,B正确;
C、c和d浓度时O2吸收量均等于CO2释放量,说明二者无氧呼吸强度均为0(最弱);植物器官储存需要总有机物消耗最少,对应CO2释放量最少的b浓度,而非c浓度,C错误;
D、d浓度时O2吸收量均等于CO2释放量,说明仅进行有氧呼吸,有氧呼吸第一阶段在细胞质基质进行,第二、三阶段在线粒体进行,三个阶段均可产生ATP,因此产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体,D正确。
5. 剧烈运动后血浆中乳酸含量升高,被肝细胞摄取、转化为葡萄糖或糖原。同时醛固酮参与水盐平衡调节以维持内环境渗透压的稳定。下列叙述正确的是( )
A. 剧烈运动时,血浆、组织液中均可产生大量乳酸
B. 剧烈运动后,可通过神经调节稳定持续下降的pH
C. 血浆中的缓冲物质可将乳酸转化为葡萄糖
D. 剧烈运动后,肾上腺皮质分泌的醛固酮增加
【答案】D
【解析】
【详解】A、乳酸是细胞无氧呼吸的产物,生成场所为细胞质基质,血浆、组织液属于细胞外液,无法产生乳酸,A错误;
B、剧烈运动后血浆中存在缓冲物质,pH不会持续下降,pH的稳定依赖缓冲物质及神经-体液共同调节,B错误;
C、血浆中的缓冲物质可与乳酸发生中和反应生成乳酸钠等物质,乳酸转化为葡萄糖是肝细胞的功能,并非缓冲物质的作用,C错误;
D、醛固酮由肾上腺皮质分泌,具有保钠排钾的作用,剧烈运动后机体随汗液丢失部分钠盐,肾上腺皮质分泌醛固酮增加,促进钠的重吸收以维持内环境渗透压稳定,D正确。
6. 胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是肠道细胞分泌的一种多肽类激素,机体进食后其分泌量会增加。该激素可通过作用于胰岛细胞促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌,还能延缓胃排空以降低葡萄糖的吸收速率。下列叙述错误的是( )
A. GLP-1与胰岛素在调节血糖方面表现为协同作用
B. GLP-1通过体液运输,可作用于胰岛A、B细胞
C. GLP-1分泌不足,会导致机体出现低血糖症状
D. GLP-1作用后会被灭活,不能持续发挥调节作用
【答案】C
【解析】
【详解】A、GLP-1可通过促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌、降低葡萄糖吸收速率起到降血糖的作用,胰岛素的功能也是降低血糖,二者在调节血糖方面表现为协同作用,A正确;
B、激素的运输途径为体液运输,GLP-1可促进胰岛B细胞分泌胰岛素、抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素,说明其可作用于胰岛A、B细胞,B正确;
C、GLP-1是降血糖的激素,若其分泌不足,降血糖功能减弱,会导致机体血糖升高,不会出现低血糖症状,C错误;
D、激素发挥作用后会被立即灭活,无法持续发挥调节作用,GLP-1作为多肽类激素也符合该特点,D正确。
7. 树突状细胞(DC)可通过呈递抗原和提供共刺激信号,参与辅助性T细胞的活化,部分作用机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A. T细胞起源于造血干细胞,并在骨髓中发育成熟
B. 未活化的DC摄取抗原后无需加工即可呈递抗原
C. CD80或CD86可能是活化辅助性T细胞的信号分子
D. 活化的辅助性T细胞分泌的细胞因子仅参与细胞免疫
【答案】C
【解析】
【详解】A、T细胞起源于骨髓中的造血干细胞,但其发育成熟的场所是胸腺,B细胞才在骨髓中发育成熟,A错误;
B、树突状细胞(DC)属于抗原呈递细胞,摄取抗原后需要对抗原进行加工处理,形成抗原-MHC复合体后才能呈递抗原,B错误;
C、题干说明DC活化辅助性T细胞,既需要呈递抗原,还需要提供共刺激信号;结合图示,活化DC表面除抗原-MHC复合体外,还有CD80/CD86,因此CD80或CD86很可能就是给辅助性T细胞提供活化信号的共刺激信号分子,C正确;
D、活化的辅助性T细胞分泌的细胞因子既参与细胞免疫(促进细胞毒性T细胞的增殖分化),也参与体液免疫(促进B细胞的增殖分化),并非仅参与细胞免疫,D错误。
8. 用赤霉素(GA)和水杨酸(SA,一种植物激素)分别及联合处理拟南芥,其下胚轴长度如图1。用SA处理野生型、nprl突变型(不能合成NPR1蛋白)拟南芥,其下胚轴生长情况如图2。NPR1蛋白与某物质结合形成的复合物可促进GA受体降解。下列叙述错误的是( )
A. GA可通过促进细胞伸长,从而引起植株增高
B. SA可抑制GA对拟南芥下胚轴伸长的促进作用
C. SA对GA作用的调控,可能依赖NPR1蛋白
D. SA处理后,npr1突变体中GA受体数量会减少
【答案】D
【解析】
【详解】A、赤霉素的作用就通过促进细胞伸长,使植株增高,A正确;
B、分析图1可知,GA单独处理下胚轴长度大于对照组,说明GA促进下胚轴伸长,GA+SA处理组下胚轴长度明显短于GA单独处理组,说明SA抑制GA对下胚轴伸长的促进作用,B正确;
C、分析图2可知,能合成NPR1蛋白的野生型拟南芥加SA后下胚轴明显缩短,不能合成NPR1蛋白的npr1突变型,加不加SA下胚轴长度没有明显差异,说明SA对GA作用的调控依赖NPR1蛋白,C正确;
D、NPR1蛋白形成的复合物可促进GA受体降解,npr1突变体不能合成NPR1,无法形成促进GA受体降解的复合物,因此SA处理后,突变体的GA受体数量不会减少,D错误。
9. 某温带针阔混交林生态系统中,植食性的东方田鼠(猎物)和肉食性的黄鼬(捕食者)种群数量呈周期性波动,如图所示。下列分析正确的是( )
A. 东方田鼠和黄鼬相互制约,二者的生态位完全重叠
B. 黄鼬的捕食作用不利于东方田鼠种群的健康发展
C. 两种群的数量变化体现了捕食关系中的负反馈调节
D. 推测东方田鼠数量下降时,黄鼬的食性会转变为植食性
【答案】C
【解析】
【详解】A、生态位包含物种所处空间位置、占用资源情况、种间关系等多个维度,东方田鼠是植食性动物,黄鼬是肉食性动物,二者食物资源等存在明显差异,生态位不可能完全重叠,A错误;
B、黄鼬在捕食东方田鼠的过程中,捕食对象一般是东方田鼠种群里的年老、病弱或幼年个体,能够淘汰种群中携带不利变异的个体,在一定程度上有利于东方田鼠种群的健康发展,B错误;
C、两种群数量呈现“东方田鼠增加→黄鼬增加→东方田鼠减少→黄鼬减少”的周期性波动,二者相互制约,体现了捕食关系中的负反馈调节,C正确;
D、黄鼬的肉食性是长期自然选择形成的,不会因为东方田鼠数量下降就转变为植食性,D错误。
10. 下图为某城市针对生活垃圾实施的资源化综合利用简图,该模式统筹了资源回收与废弃物处理,实现了生态效益与经济效益的统一。下列叙述错误的是( )
A. 可回收垃圾进入回收市场主要体现了生态工程的循环原理
B. 堆肥厂利用微生物分解有机垃圾主要依赖微生物的有氧呼吸
C. 生产肥料产品和制备生物燃料均能实现对废弃物中物质和能量的循环利用
D. 该模式能缓解生活垃圾产生的环境压力,有利于保持城市生态系统的平衡
【答案】C
【解析】
【详解】A、可回收垃圾进入回收市场被重复加工利用,实现了物质的循环往复使用,主要体现了生态工程的循环原理,A正确;
B、堆肥处理时通常会预留通气空间,主要依赖好氧微生物的有氧呼吸将有机垃圾彻底分解,B正确;
C、生态系统中物质可以循环利用,但能量是单向流动、逐级递减的,无法实现循环利用,该过程仅实现了物质循环和能量的多级利用,C错误;
D、该模式对生活垃圾进行分类处理和资源化利用,减少了垃圾带来的环境污染,缓解了环境压力,有利于维持城市生态系统的结构和功能稳定,保持生态平衡,D正确。
11. 某昆虫(XY型)的眼色由仅位于X染色体的一对等位基因控制,红眼(A)对白眼(a)为显性。用X射线处理若干红眼雄虫后,与正常白眼雌虫交配,子代中有白眼雄虫和红眼雌虫,还出现了少数可育的雄性个体甲(性染色体组成为XYY)。下列叙述错误的是( )
A. 出现红眼雌虫是父本产生精子时发生了基因突变
B. 子代白眼雄虫的基因型为XaY,其a基因来自母本
C. 出现个体甲是因为减数分裂Ⅱ后期Y染色体未分离
D. 正常白眼雄虫与红眼雌虫杂交,子代可能均表现为红眼
【答案】A
【解析】
【详解】A、据题干信息可知,用X射线处理若干红眼雄虫,正常情况下,正常未突变的红眼雄虫(基因型为XAY)可产生含XA的精子,与白眼雌虫(XaXa)产生的Xa卵细胞结合后,子代雌虫基因型为XAXa,表现为红眼,该过程无需发生基因突变,若父本发生基因突变,是XA突变为Xa,反而会得到白眼雌虫,A错误;
B、母本为白眼雌虫,基因型为XaXa,仅能产生含Xa的卵细胞,与父本产生的含Y的精子结合,子代白眼雄虫基因型为XaY,a基因来自母本,B正确;
C、个体甲性染色体组成为XYY,其中X染色体来自母本,两条Y染色体均来自父本,是父本减数分裂Ⅱ后期Y染色体的姐妹染色单体分离后未移向两极,进入同一个精子导致的,C正确;
D、红眼雌虫基因型有XAXA、XAXa,若红眼雌虫为纯合子XAXA,与正常白眼雄虫XaY杂交,子代基因型为XAXa、XAY,全部表现为红眼,因此子代可能均表现为红眼,D正确。
12. 科研人员研究小鼠毛色遗传时,发现基因A的表达受DNA甲基化影响,野生型黑毛小鼠、突变型白毛小鼠中基因A的甲基化水平分别为12.3%、89.6%,基因A表达量的相对值分别为45.7、3.2.下列叙述正确的是( )
A. 基因A的甲基化水平越高,其表达量越高,小鼠毛色越浅
B. DNA甲基化改变了基因A的碱基序列,导致小鼠毛色改变
C. 表观遗传可通过影响基因表达,进而改变生物的性状
D. 小鼠毛色的遗传仅受表观遗传调控,与基因序列无关
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据题干数据,基因A甲基化水平89.6%远高于12.3%,但基因A表达量3.2远低于45.7,说明基因A甲基化水平越高,表达量越低,A错误;
B、DNA甲基化属于表观遗传修饰,不会改变基因A的碱基序列,仅会抑制基因的转录过程进而降低表达量,B错误;
C、本题中基因A的甲基化(表观遗传修饰)通过抑制基因A的表达,使小鼠毛色从黑色变为白色,说明表观遗传可通过影响基因表达改变生物的性状,C正确;
D、小鼠毛色的遗传以基因的碱基序列为基础,同时受表观遗传调控,并非与基因序列无关,D错误。
13. 研究人员通过甘蓝、黑芥、芸薹三个近缘物种的杂交与选育,培育出芥菜型油菜、甘蓝型油菜等多个栽培品种,选育过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 芸薹与黑芥杂交获得的二倍体需经染色体加倍才可育
B. 培育甘蓝型油菜时发生了基因重组和染色体数目变异
C. 埃塞俄比亚芥体细胞中含有34条染色体、4个染色体组
D. 芥菜型油菜与甘蓝型油菜杂交获得的后代可稳定遗传
【答案】D
【解析】
【详解】A、芸薹(AA)与黑芥(BB)杂交获得异源二倍体AB,该个体没有同源染色体,减数分裂时联会紊乱,无法产生正常配子,不可育,必须经染色体加倍获得AABB后才可育,A正确;
B、培育过程中,减数分裂产生配子时会发生基因重组;异源二倍体需要染色体加倍才能获得可育的甘蓝型油菜(AACC),发生了染色体数目变异,B正确;
C、埃塞俄比亚芥的染色体组成为BBCC,体细胞染色体总数=2×8+2×9=34条,共含有2+2=4个染色体组,C正确;
D、芥菜型油菜(AABB)与甘蓝型油菜(AACC)杂交,后代染色体组成为AABC,B、C染色体组没有同源染色体,减数分裂联会紊乱,后代不可育,无法稳定遗传,D错误。
14. 某山区的两种近缘蝙蝠甲、乙的主要食物是蛾类昆虫。甲、乙的分布区有重叠,二者的发声频率分别为55~60、38~42kHz。与甲、乙同域的蛾类中,大多数个体听觉敏感频率分别集中在55~60、38~42kHz,夜间活动时会主动躲避该频率回声。将甲引入乙的分布区后,该区域蛾类的被捕食率显著上升。下列叙述正确的是( )
A. 甲、乙发声频率的差异是为了减少种间竞争而主动变异产生的
B. 同域蛾类听觉敏感频率与蝙蝠发声频率的匹配是协同进化的结果
C. 将甲引入乙的分布区后,乙分布区蛾类的基因频率不会改变
D. 甲和乙能分布在同一区域,说明它们之间不存在生殖隔离
【答案】B
【解析】
【详解】A、变异是不定向的,生物不能主动产生定向的有利变异,甲、乙发声频率的差异是长期自然选择的结果,并非为减少种间竞争主动变异产生,A错误;
B、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,同域的蝙蝠与蛾类在长期捕食与被捕食的相互选择过程中,形成了蛾类听觉敏感频率与蝙蝠发声频率匹配的特征,是协同进化的结果,B正确;
C、将甲引入乙的分布区后,蛾类被捕食率显著上升,自然选择压力发生改变,会定向筛选蛾类的可遗传变异,进而改变蛾类种群的基因频率,C错误;
D、生殖隔离是区分不同物种的本质特征,甲和乙是两种不同的近缘蝙蝠,属于不同物种,即使分布在同一区域,也存在生殖隔离,D错误。
15. 抗生素是微生物产生的一类具有抑菌或杀菌活性的次级代谢产物,是临床抗感染治疗的核心药物。为筛选新型抗生素产生菌,研究人员以土壤为分离源,进行了产抗生素菌株的分离与抗菌活性鉴定实验,实验流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 涂布土壤稀释液前,需对培养基进行干热灭菌
B. 透明圈直径/菌落直径的比值越大说明S对目的菌产生的抗生素越敏感
C. 挑取菌落在平板一侧划线时,划线区域的菌种密度会逐次增大
D. 测试菌2和5繁殖较快,说明这两种测试菌的抗性较弱
【答案】B
【解析】
【详解】A、培养基一般采用高压蒸汽灭菌法灭菌,干热灭菌适合玻璃器皿、金属用具等耐高温且需保持干燥的物品,若对培养基干热灭菌会导致培养基水分散失、成分破坏,A错误;
B、透明圈是目的菌产生的抗生素抑制指示菌S生长形成的,透明圈直径/菌落直径的比值越大,说明该抗生素对S的抑制效果越强,即S对该抗生素越敏感,B正确;
C、平板划线操作中,每次划线都从上一次划线的末端获取菌种,因此划线区域的菌种密度会逐次降低,最终可获得单菌落,C错误;
D、测试菌2和5繁殖较快,说明该抗生素对其抑制作用弱,即这两种测试菌的抗性较强,D错误。
16. 紫杉醇是从红豆杉中提取的天然抗癌药物,可利用单克隆抗体技术制备抗紫杉醇单克隆抗体,建立紫杉醇的快速检测方法,制备流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 注射抗原的目的是使小鼠产生能分泌多种抗体的B淋巴细胞
B. 过程①仅可通过PEG融合法诱导两种细胞融合
C. 用特定的选择培养基可直接筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞
D. 过程③可将杂交瘤细胞置于含5%CO2的培养箱中进行大规模培养
【答案】D
【解析】
【详解】A、注射特定抗原的目的是使小鼠产生能分泌抗紫杉醇抗体的B淋巴细胞,且一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体,不能分泌多种抗体,A错误;
B、过程①为诱导动物细胞融合,除PEG融合法外,还可通过灭活病毒诱导法、电融合法等实现细胞融合,B错误;
C、特定选择培养基仅能筛选出杂交瘤细胞,无法直接筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞,后续还需进行克隆化培养和抗体检测才能获得目标细胞,C错误;
D、动物细胞培养的适宜气体环境为95%空气+5%CO2,其中CO2的作用是维持培养液的pH,过程③体外大规模培养杂交瘤细胞可置于该条件的培养箱中,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 矮杨梅是兼具生态保护与药用开发价值的野生珍稀物种,科研人员开展了水分亏缺和CO2浓度对其光合特性影响的研究,相关实验结果如图1、图2所示。回答下列问题:
(1)据图1可知,轻度缺水时,5%外界CO2浓度组的矮杨梅光合速率显著高于1%外界CO2浓度组,说明此时___________是限制矮杨梅光合速率的重要因素之一。结合光合作用过程,分析轻度缺水条件下矮杨梅光合速率下降的原因主要是___________。
(2)由图1可知,轻度缺水组在5%外界CO2浓度下的光合速率下降幅度较1%外界CO2浓度下的光合速率下降幅度更小,原因是___________。
(3)图2中重度缺水阶段Ci出现回升,而光合速率仍持续下降,说明此时限制矮杨梅光合速率的主要因素不再是___________(填“气孔”或“非气孔”)因素。
(4)水分亏缺会导致植物体内脱落酸(ABA)含量变化,ABA可促进气孔关闭。结合图2Gs变化分析,轻度缺水至重度缺水过程中,ABA含量的变化趋势是___________,该变化的生理意义是___________。
(5)重度缺水时矮杨梅叶肉细胞中叶绿素含量显著降低。请设计实验初步验证“叶绿素含量下降是导致重度缺水组光合速率降低的原因之一”,写出实验思路和预期结果:___________。
【答案】(1) ①. CO2浓度 ②. 轻度缺水时部分气孔关闭,CO2吸收量减少,暗反应原料不足导致暗反应速率下降
(2)高CO2浓度可弥补因气孔关闭导致的CO2供应不足,为暗反应提供原料,从而缓解水分亏缺对光合速率的抑制
(3)气孔 (4) ①. 持续升高 ②. 通过诱导气孔关闭减少水分蒸腾散失
(5)实验思路:取重度缺水组和对照(或正常水分)组矮杨梅相同部位、相同叶龄的等量叶片,分别提取光合色素,采用纸层析法分离色素,观察并比较叶绿素色素带的宽度
预期结果:重度缺水组叶绿素a、b色素带宽度显著窄于对照组
【解析】
【小问1详解】
从图1能看到,轻度缺水时,提升CO₂浓度,矮杨梅光合速率明显上升,说明此时CO₂浓度是限制光合速率的关键因素。轻度缺水时,植物为减少水分散失,会关闭部分气孔,这样CO₂吸收量就会减少,而CO₂是光合作用暗反应的原料,原料不足会直接导致暗反应速率下降,最终让整体光合速率降低。
【小问2详解】
高浓度的CO₂可以从环境中获取更多的原料,弥补因为气孔关闭导致的CO₂供应不足问题,能为暗反应提供充足的CO₂,从而缓解水分亏缺对光合速率的抑制作用,所以轻度缺水组在5%外界CO₂浓度下的光合速率下降幅度更小。
【小问3详解】
图2里重度缺水阶段Ci(叶肉细胞之间的CO₂浓度)回升,说明细胞间CO₂是充足的,但光合速率还在下降,说明限制因素不是气孔关闭导致的CO₂不足,所以此时限制光合速率的主要因素不再是气孔因素,而是叶肉细胞自身的光合能力受损等非气孔因素。
【小问4详解】
ABA可以促进气孔关闭,从图2中Gs(气孔开放程度)随着缺水程度加重持续下降,说明ABA含量是持续升高的。ABA含量升高诱导气孔关闭,这样能减少水分通过气孔蒸腾散失,让植物在缺水环境下尽可能保留水分,提高自身的抗旱能力,这是植物适应缺水环境的一种生理机制。
【小问5详解】
要验证 “叶绿素减少直接导致光合速率下降”,需设置单一变量为叶绿素含量,排除缺水其他因素干扰。实验思路:设置对照实验,取重度缺水组和正常水分组的矮杨梅相同部位、相同叶龄的等量叶片,用无水乙醇等试剂提取光合色素,再用纸层析法将色素分离,最后观察并比较两组叶绿素色素带的宽度。
预期结果:如果叶绿素含量下降是导致重度缺水组光合速率降低的原因之一,那么重度缺水组的叶绿素a、b色素带宽度会显著窄于对照组,说明其叶绿素含量更低。
18. 某植物(XY型)的花色由位于常染色体上的两对等位基因(A/a、B/b)控制,同时受仅位于X染色体上的D/d基因的调控。A、B、D基因同时存在时,花色为紫色;无A基因时,花色为白色;其余全为粉色。用纯合亲本进行以下杂交实验,且甲组两亲本的三对等位基因均不同,回答下列问题:
杂交实验
P
F1
F2(F1相互杂交)
甲组
紫花雌株×白花雄株(正交)
全为紫花
雌株:紫花:白花=3:1
雄株:紫花:粉花:白花=3:3:2
乙组
紫花雄株×白花雌株(反交)
紫花雌株:粉花雄株=1:1
紫花:粉花:白花=3:3:2
(1)甲组中雌雄亲本基因型分别为___________,F1雌性个体产生的配子种类及比例为___________。
(2)乙组F2粉花雌性个体中纯合子的比例为___________,紫花雄性个体有___________种基因型。
(3)现有一株纯合粉花雌株,欲判断其基因型,可将其与纯合白花雄株(aaBBXdY)杂交,观察后代表型。若后代花色为___________,则该纯合粉花雌株的基因型为AAbbXDXD;若后代全为粉花,则该纯合粉花雌株的基因型为___________。
(4)若用荧光染料将A基因标记为红色,B基因标记为黄色,现取乙组F1中的雄性个体,若该个体的一个初级精母细胞进行减数分裂,不考虑发生变异的情况下,两个次级精母细胞的荧光情况是___________,若发现其中一个次级精母细胞中有1个荧光点,分析其原因是___________。
【答案】(1) ①. AABBXDXD、aabbXdY ②. ABXD:ABXd:abXD:abXd=1:1:1:1
(2) ①. 1/3 ②. 2
(3) ①. 全为紫花 ②. AABBXdXd、AAbbXdXd
(4) ①. 一个次级精母细胞中有2种(红色和黄色)、4个荧光点,另一个次级精母细胞无荧光点 ②. 该初级精母细胞减数分裂Ⅰ前期染色体片段发生互换,A基因与a基因互换或B基因与b基因互换
【解析】
【小问1详解】
根据题干,紫色:A_B_D_(同时有A、B、D);②白色:aa_ _ _ _(无A即白);③粉色:其余情况(有A,缺B或缺D),三对基因:A/a、B/b在常染色体,D/d仅在X染色体,XY型性别决定。甲组两亲本均为纯合子,紫花雌株为AABBXDXD,甲组两亲本的三对等位基因均不同,所以白花雄株为aabbXdY,F1全为紫花,AaBbXDXd、AaBbXDY,F2雌株没有粉花,说明A/a、B/b位于一对同源染色体,亲本是AABB和aabb,A和B在一条染色体,a和b在一条染色体,所以F1雌性(AaBbXDXd)个体产生的配子种类及比例为ABXD:ABXd:abXD:abXd=1:1:1:1
【小问2详解】
乙组紫花雄株(AABBXDY)×白花雌株(aabbXdXd),F1紫花雌株(AaBbXDXd)、粉花雄株(AaBbXdY),F1紫花雌株(AaBbXDXd)配子为ABXD:ABXd:abXD:abXd=1:1:1:1,粉花雄株(AaBbXdY)配子为ABXd:ABY:abXd:abY=1:1:1:1。F2粉花雌性个体为1/16AABBXdXd:2/16AaBbXdXd=1:2,纯合子的比例为1/3。紫花雄性个体有AABBXDY、AaBbXDY,共2种基因型。
【小问3详解】
待测粉花雌株(AABBXdXd、AAbbXdXd、AAbbXDXD)×纯合白花雄aaBBXdY杂交: 若待测雌为AAbbXDXD,后代为AaBbXDXd、AaBbXDY,全为紫花。如果后代全为粉花,粉花雌株一定为AA,纯合白花雄一定BB,只有X上的基因为d的时候才能满足为后代全为粉花,所以纯合粉花雌株的基因型为AABBXdXd、AAbbXdXd。
【小问4详解】
乙组F1中的雄性个体为AaBbXdY,初级精母细胞因为DNA复制,AAaaBBbbXdXdYY,减数第一次分裂,同源染色体彼此分离,A和B在一条染色体,a和b在一条染色体,所以两个次级精母细胞,一个次级精母细胞中有2种(红色和黄色)、4个荧光点(2个A和B),另一个次级精母细胞无荧光点。如果该初级精母细胞减数分裂Ⅰ前期染色体片段发生互换,A基因与a基因互换或B基因与b基因互换,结果其中一个次级精母细胞中有1个荧光点,另一个有3个荧光点。
19. 为探究寒冷环境下小鼠的体温调节机制,研究人员将生理状态一致的健康小鼠随机分为常温(25℃)组、寒冷(4℃)处理1h组、寒冷(4℃)处理6h组,并检测相关指标,实验结果如下表。回答下列问题:
组别
下丘脑促甲状腺激素
释放激素(TRH)含量
血浆
TRH含量
血浆促甲状腺激素(TSH)含量
血浆甲状腺激素(TH)含量
骨骼肌
战栗频率
皮肤毛细
血管收缩程度
常温组
+
-
+
+
-
-
寒冷1h组
+++
+
++
++
+++
+++
寒冷6h组
++
++
+++
++++
++
++++
注:“+”数量越多表示含量越高/生理反应越强,“-”表示无明显反应。
(1)体温调节的神经中枢位于___________,该中枢还参与___________(答出1点即可)的调节。
(2)寒冷刺激下,小鼠皮肤的___________感受器接受刺激并产生兴奋,兴奋在神经纤维上以___________的形式传导。
(3)TH的分泌存在___________调节机制,该机制可保证体内TH含量维持相对稳定。
(4)与常温组相比,寒冷1h组小鼠下丘脑TRH含量显著升高,主要作用于___________(填器官),而血浆TRH含量仅少量增加。寒冷6h组小鼠骨骼肌战栗频率较寒冷1h组低,但皮肤毛细血管收缩程度进一步增强,试分析该调节的生理意义:___________。
(5)若要探究寒冷环境下小鼠体温调节中交感神经对TH分泌的调节作用,请补充完善以下实验思路:将生理状态一致的正常小鼠随机分为四组,甲、乙组做假手术,丙组切除交感神经,丁组___________;将甲、丙组小鼠置于常温(25℃)环境中,乙、丁组小鼠置于4℃寒冷环境中,其他饲喂条件相同,检测并比较四组小鼠的___________的变化。
【答案】(1) ①. 下丘脑 ②. 水盐平衡
(2) ①. 冷觉 ②. 电信号
(3)反馈 (4) ①. 垂体 ②. 寒冷1h时,机体以神经调节为主,通过骨骼肌高频战栗快速增加产热;寒冷6h时,体液调节主要发挥产热作用,骨骼肌战栗频率降低可减少能量消耗,而皮肤毛细血管进一步收缩能最大限度减少散热,通过“产热途径优化和散热进一步减少”的协同调节,以维持体温稳定
(5) ①. 切除交感神经 ②. 血浆TH含量
【解析】
【小问1详解】
下丘脑是体温调节中枢,能接收温度感受器传来的信号,调控机体的产热和散热过程。下丘脑除了体温调节,还兼具水盐平衡调节中枢、血糖调节中枢的功能,同时也参与生物钟的调控等。
【小问2详解】
皮肤里的冷觉感受器能感知外界温度降低,将信号传递给神经中枢。神经纤维上兴奋的传导依靠局部电流,也就是电信号的形式来完成。
【小问3详解】
TH的分泌存在反馈调节机制:当血浆中甲状腺激素(TH)含量升高到一定程度时,会反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素(TRH、TSH),从而使TH含量维持相对稳定,这就是负反馈调节。
【小问4详解】
TRH是下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素,它的靶器官是垂体,作用是促进垂体分泌促甲状腺激素(TSH)。生理意义:寒冷1h时,机体以神经调节为主,通过骨骼肌高频战栗快速增加产热;寒冷6h时,体液调节主要发挥产热作用,骨骼肌战栗频率降低可减少能量消耗,而皮肤毛细血管进一步收缩能最大限度减少散热,通过“产热途径优化和散热进一步减少”的协同调节,以维持体温稳定。 简单来说就是寒冷初期靠神经调节快速产热,长时间寒冷时,体液调节持续发挥产热作用,同时调整产热方式减少能量损耗,加强散热减少,共同维持体温稳定。
【小问5详解】
实验目的是探究交感神经对TH分泌的调节,所以要设置对照,丁组和乙组的变量是交感神经是否存在,所以丁组需要切除交感神经。实验的观测指标就是甲状腺激素(TH)的含量变化,以此判断交感神经对其分泌的调节作用。
20. 某河流生态系统因长期受人类活动(如过度捕捞、污水排放)的影响,渔产资源持续衰减。研究人员为评估该生态系统的能量流动现状,测定了不同营养级的能量分配与传递情况,结果如下图所示,有机碎屑主要来自各营养级生物的遗体、排遗物等。回答下列问题:
(1)营养级Ⅰ流向有机碎屑的能量属于营养级Ⅰ用于___________的能量。图中有机碎屑中的能量经___________(填生态系统的组成成分)的呼吸作用,最终以___________形式散失。
(2)生态系统的能量流动具有___________ ___________的特点,图中营养级越高,同化量越少。直接体现了其特点。
(3)营养级Ⅱ到Ⅲ的能量传递效率为___________(保留1位小数)%。与自然河流相比,该受污染河流中各营养级间的能量传递效率普遍偏低,从人类活动的角度分析,原因是___________(答出1点即可)。修复受污染河流生态系统的措施是___________(答出1点即可)。
(4)若要判断该河流生态系统是否处于稳态,从能量收支平衡的角度,还需要补充调查的数据是___________。
【答案】(1) ①. 自身生长、发育和繁殖等生命活动 ②. 分解者和(各级)消费者 ③. 热能
(2) ①. 单向流动 ②. 逐级递减
(3) ①. 5.9 ②. 污染物在生物体内富集,导致消费者消化吸收功能受损,同化量减少;有毒物质沿食物链传递,使高营养级生物呼吸消耗增加 ③. 治理污水排放,减少污染物输入;禁止过度捕捞,实行休渔期制度;开展水生植被恢复和土著鱼类投放
(4)第一营养级的呼吸量和分解者呼吸作用散失的能量
【解析】
【小问1详解】
生物同化的能量分为两部分:一部分通过呼吸作用以热能散失,另一部分用于自身生长、发育和繁殖等生命活动。流向有机碎屑(遗体、排遗物)、流向下一营养级的能量,都属于生物用于生长、发育和繁殖的能量。 有机碎屑会被分解者分解利用,也可被部分消费者取食;这些生物通过呼吸作用分解有机物,最终将有机物中的化学能以热能的形式散失到无机环境中。
【小问2详解】
单向流动:能量只能从低营养级流向高营养级,不可逆转、不能循环; 逐级递减:能量在相邻营养级之间传递时,每一级都会因呼吸消耗、流向分解者等损失大部分能量,因此营养级越高,同化的总能量越少,本题图示直接体现了该特点。
【小问3详解】
能量传递效率=下一营养级从上一营养级同化的能量÷本营养级总同化量×100%:营养级Ⅱ的总同化量=从营养级Ⅰ获得的53.06+ 从有机碎屑获得的111.97=165.03 J/(cm2⋅a),传递给Ⅲ的能量为9.74 J/(cm2⋅a),因此传递效率=9.74÷165.03×100%≈5.9%。与自然河流相比,该受污染河流中各营养级间的能量传递效率普遍偏低,原因是污染物在生物体内富集,导致消费者消化吸收功能受损,同化量减少;有毒物质沿食物链传递,使高营养级生物呼吸消耗增加。修复受污染河流生态系统的措施是治理污水排放,减少污染物输入;禁止过度捕捞,实行休渔期制度;开展水生植被恢复和土著鱼类投放。
【小问4详解】
从能量收支平衡判断生态系统稳态: 生态系统输入的总能量主要是生产者(第一营养级)固定的太阳能; 输出的能量主要包括生产者呼吸散失的能量、分解者呼吸散失的能量。 若输入总能量 ≈ 输出总能量,生态系统能量收支平衡,处于稳态。因此需要补充调查第一营养级呼吸量、分解者呼吸散失的能量。
21. 红曲霉发酵过程中会同步产生肾毒性真菌毒素——桔霉素,为培育高红曲素、低桔霉素的安全红曲生产菌株,研究人员将高效合成红曲素的基因RubA和抑制桔霉素合成的基因CitS,通过融合PCR技术拼接到一起,获得RubA-CitS融合基因,将该融合基因导入受体菌后最终筛选获得了性状优良的工程菌株,相关技术流程如图所示。回答下列问题:
(1)据图分析,融合PCR的核心原理是利用引物设计,使两个目的基因的扩增产物发生___________,延伸后实现基因拼接。融合PCR过程中,PCR1和PCR2的扩增模板分别是___________。构建RubA-CitS融合基因时,TaqDNA聚合酶的作用是___________。
(2)重组质粒中,驱动RubA-CitS融合基因转录的元件是___________。选用限制酶NdeI和XhoI切割质粒和融合基因与用1种限制酶相比,优点是___________(答出1点即可)。
(3)亮氨酸合成基因(LEU2)的作用是___________,选择的受体细胞应不能合成___________,且受体细胞不能选择尿嘧啶合成缺陷型的红曲霉,原因是___________。
(4)导入融合基因后,红曲素含量升高、桔霉素含量降低的原因分别是___________。
【答案】(1) ①. (部分碱基、局部或末端)互补配对 ②. RubA基因、CitS基因 ③. 以互补的序列为引物,延伸合成完整的RubA-CitS融合基因
(2) ①. 启动子 ②. 使融合基因与质粒正确连接、避免融合基因与质粒的自身环化
(3) ①. 作为标记基因,供重组细胞的筛选 ②. 亮氨酸 ③. 质粒中的URA3基因会被融合基因替换,受体细胞仍无法合成尿嘧啶,无法在缺乏尿嘧啶的培养基中存活
(4)RubA基因表达,促进红曲素的高效合成,使红曲素含量升高、CitS基因表达,抑制桔霉素的合成途径,使桔霉素含量降低
【解析】
【小问1详解】
分析题图可知,融合PCR的核心原理是利用引物设计,使两个目的基因的扩增产物发生部分碱基互补配对,延伸后实现基因拼接。PCR1的扩增模板是RubA基因,PCR2的扩增模板是CitS基因。DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸连接在已有的单链核酸的3'端,构建RubA-CitS融合基因时,TaqDNA聚合酶的作用是以互补的序列为引物,延伸合成完整的RubA-CitS融合基因。
【小问2详解】
启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游,紧挨转录的起始位点,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质。所以重组质粒中,驱动RubA-CitS融合基因转录的元件是启动子。只用1种限制酶切割质粒和融合基因,质粒和融合基因的两侧末端均会出现相同的粘性末端,导致融合基因与质粒的自身环化和反向连接,所以选用限制酶NdeI和XhoI切割质粒和融合基因与用1种限制酶相比,可以使融合基因与质粒正确连接、避免融合基因与质粒的自身环化。
【小问3详解】
亮氨酸合成基因(LEU2)可以作为标记基因,供重组细胞的筛选。选择的受体细胞应不能合成亮氨酸,且受体细胞不能选择尿嘧啶合成缺陷型的红曲霉,因为质粒中的URA3基因会被融合基因替换,受体细胞仍无法合成尿嘧啶,无法在缺乏尿嘧啶的培养基中存活。
【小问4详解】
导入融合基因(RubA-CitS融合基因)后,RubA基因(高效合成红曲素的基因)表达,促进红曲素的高效合成,使红曲素含量升高,CitS基因(抑制桔霉素合成的基因)表达,抑制桔霉素的合成途径,使桔霉素含量降低。
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