内容正文:
2025-2026学年第二学期高三第二次模拟考试
生物试卷
考试时间:75分钟;满分:100分
第I卷选择题
一、单项选择题(本题共15小题,1-10小题,每题2分,11-15小题,每题4分,共计40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. 藻类的概念古今不同,中国古书上说:“藻,水草也,或作藻”,可见在中国古代所说的藻类是对水生植物的总称。下列有关藻类的叙述,正确的是( )
A. 蓝细菌旧称蓝藻,与绝大多数细菌一样没有细胞核,属于异养生物
B. 伞藻的嫁接实验能充分说明控制伞帽的遗传物质只存在于细胞核中
C. 黑藻叶肉细胞内叶绿体大而清晰,可用来观察叶绿体和细胞质流动
D. 小球藻是一种原核生物,被科学家用于探究光合作用暗反应过程
2. 长沙臭豆腐以其“闻起来臭,吃起来香”的特点而闻名。其独特风味部分源于豆腐在发酵过程中,蛋白质被微生物分解产生的硫化物、胺类等物质。下列叙述正确的是( )
A. 豆腐“长毛”过程需要在20-25C无氧条件下培养
B. 臭豆腐发酵过程中,卤水中微生物的代谢使蛋白质变性是肽键断裂引起的
C. 上述发酵过程主要微生物与生产泡菜所用的主要微生物关键区别在有核膜包裹的细胞核
D. 为了提高发酵效率,传统发酵工程中可适当增加菌种量并严格灭菌
3. “筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列相关叙述正确的是( )
A. 诱导甘蓝根尖细胞与白菜叶肉细胞原生质体融合,观察到叶绿体即可筛选出异种融合细胞
B. 用灭活的仙台病毒处理B淋巴细胞与骨髓瘤细胞,用来筛选出杂交瘤细胞
C. 培育耐盐转基因植株时,用特异性探针进行分子杂交显示出杂交带即可筛选耐盐植株
D. 制备动物乳腺生物反应器时,对滋养层细胞进行SRY基因鉴定阳性可筛选出雄性胚胎
4. 关于“DNA粗提取与鉴定”、“琼脂糖凝胶电泳”、“PCR扩增”实验,下列说法正确的是( )
A. 在DNA鉴定和PCR扩增过程中,DNA双螺旋结构都会改变
B. 将洋葱切碎、研磨、过滤,滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后,取沉淀物再溶解
C. 凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子结合,便于在紫外灯下观察
D. a个DNA模板分子完成第20轮循环需要a×(220-2)个引物
5. 组蛋白乙酰化是一种动态可逆的表观遗传修饰,其水平由组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶共同调节,其过程如下图所示,下列叙述错误的是( )
A. 组蛋白乙酰化修饰不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型
B. 图示组蛋白乙酰化修饰也是原核细胞表观遗传调控的一种机制
C. 组蛋白乙酰化修饰使染色质结构变得松散,有利于基因的表达
D. 组蛋白乙酰化修饰可发生在生物体生长、发育和衰老的整个生命历程
6. 全球气候变暖是一个重要的生态问题。某地近海主要生活着两种底栖植物海藻甲和乙。2001-2015年间,它们在海底礁石上的覆盖率变化趋势如图所示,2010年后该海域海水平均温度有一定上升。下列相关叙述错误的是( )
A. 升温改变种群密度,海藻乙有一段时间呈指数增长
B. 升温改变乙生态位,甲数量骤降后应实施就地保护
C. 升温改变能量输入,该海底群落水平结构发生变化
D. 升温改变底栖环境,群落由甲占优势转为乙占优势
7. 肌细胞质基质中Ca2+浓度升高将引起肌收缩。静息状态下,肌细胞质基质Ca2+浓度极低,此时胞内Ca²+主要存储于肌质网中(一种特殊的内质网)。肌质网膜上存在一种Ca2+载体,能催化水解ATP实现Ca2+逆浓度跨膜运输。该载体转运过程中的两个状态(E1和E2)如图所示。
下列相关叙述错误的是( )
A. 该载体对Ca2+的转运过程利用了ATP水解所释放的能量
B. E2中该载体通过构象变化向细胞质基质运输Ca2+导致肌收缩
C. 若该载体数量不足或功能减弱可导致肌收缩的停止发生异常
D. 随着待转运Ca²+浓度的增加,该载体的运输速率先增加后稳定
8. 植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列叙述正确的是( )
A. 光敏色素主要吸收红光和蓝紫光,其结构会发生变化,进而诱导特定基因的表达
B. 植物的向光性能说明环境因素可影响植物激素的产生进而影响植物的生长发育
C. 黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高时有利于分化形成雌花
D. 茎的背地性生长能说明生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长
9. 1986年,英国科学家钱伯斯发现了硒代半胱氨酸(非必需氨基酸),并提出硒代半胱氨酸由密码子UGA编码。最初,人们仅把UGA视为多肽合成的终止密码子,现在发现它在某些情况下也可以编码硒代半胱氨酸。下列叙述正确的是( )
A. 硒代半胱氨酸的反密码子碱基序列为5'ACU3'
B. 正常情况下每个基因均含有终止密码子
C. 多肽链中若含有1个硒代半胱氨酸,则其mRNA模板中含有两个UGA序列
D. 不同tRNA上结合的氨基酸可能是相同的
10. 芥子油苷是十字花科植物的次生代谢物,对大多数植食性昆虫具有毒害作用,但不能对大粉蝶产生毒害。后来十字花科中的桂竹香属植物在大粉蝶的取食压力下,在次生代谢中产生了强心苷类的毒性物质的植物得到了保护,再后来对大粉蝶具有毒性的强心苷类物质却被由大粉蝶进化产生的大王斑蝶吸收并贮存,其原因是大王斑蝶体内产生了一种对强心苷类物质不敏感的ATP酶。下列叙述正确的是( )
A. 进化过程中大王斑蝶和桂竹香属植物的种群基因型频率发生定向改变
B. 为了缓解大粉蝶的取食压力,桂竹香属植物在次生代谢物中产生了强心苷类的毒性物质
C. 大王斑蝶体内产生了对强心苷类物质不敏感的ATP酶标志着新物种的产生
D. 大王斑蝶和桂竹香属植物在相互选择的过程中发生协同进化
11. 种群延续所需要的最小种群密度为临界密度,只有大于临界密度,种群数量才能增加,最后会达到并维持在一个相对稳定的数量,即环境容纳量(K值)。不同环境条件下,同种动物种群的K值不同。图中曲线上的点表示在不同环境条件下某动物种群的K值和达到K值时的种群密度,其中m为该动物种群的临界密度,K0以下的环境表示该动物的灭绝环境。a、b、c、d四个点表示不同环境条件下该动物的4个种群的K值及当前的种群密度,且4个种群所在区域面积相等,各种群所处环境稳定。不考虑迁入迁出,下列说法正确的是( )
A. 可通过提高 K值对a点种群进行有效保护
B. b点种群发展到稳定期间,出生率大于死亡率
C. c点种群发展到稳定期间,种内竞争逐渐加剧
D. 通过一次投放适量该动物可使d点种群得以延续
12. 乙烯前体物质ACC能在氧化酶ACO作用下生成乙烯,而乙酰转移酶B(NatB)会促进ACO的乙酰化,进而影响ACO的降解速度。已知乙烯含量与拟南芥幼苗顶端的弯曲角度有关,为探究NatB调控植物乙烯合成的机制,科研人员进行了相关实验,结果如图所示。
下列分析错误的是( )
A. 乙烯会促进拟南芥幼苗顶端弯曲角度的增大
B. NatB基因突变会导致拟南芥内源性乙烯水平下降
C. 外源施加ACC可增大NatB突变株顶端弯曲角度
D. 乙烯不敏感株中NatB会抑制ACC转化为乙烯
13. 人类有一种隐性遗传病,其致病基因a是由基因A编码序列部分缺失产生的。对下图所示某家族成员1~6号分别进行基因检测,得到如下条带图。下列相关分析正确的是( )
A. 基因A产生基因a的变异属于染色体变异
B. 基因A、a位于常染色体上
C. 成员1、2再生一个孩子患病的概率为50%
D. 成员8号基因型有两种可能
14. 一位患有单基因显性遗传病的妇女(其父亲与丈夫表现型正常)想生育一个健康的孩子。医生建议对极体进行基因分析,筛选出不含该致病基因的卵细胞,采用试管婴儿技术辅助生育后代,技术流程示意图如下。
下列叙述正确的是( )
A. 可判断该致病基因位于X染色体上
B. 可选择极体1或极体2用于基因分析
C. 自然生育患该病子女的概率是25%
D. 在获能溶液中精子入卵的时期是③
15. 生物兴趣小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验,杂交涉及的两对相对性状分别是:圆形果(圆)与长形果(长),单一花序(单)与复状花序(复)。实验结果如下表,下列叙述错误的是( )
实验
亲代
F1
F2
实验一
圆单×长复
圆单
660圆单、90圆复、90长单、160长复
实验二
圆复×长单
圆单
510圆单、240圆复、240长单、10长复
A. 圆形果对长形果为显性,单一花序对复状花序为显性
B. 控制上述两对相对性状的基因均遵循基因的分离定律
C. 实验二F1在产生配子时约有20%的初级性母细胞发生了染色体互换
D. 实验一F2中基因型与F1中基因型相同的个体约占34%
第Ⅱ卷非选择题
二、非选择题(本题共5小题,共60分。)
16. 海天牛以绿藻等藻类为食,并盗取叶绿体演化出一种特殊结构——盗质体,从而利用光合作用应对饥饿等营养胁迫。图1示海天牛细胞中光合作用的部分过程。请回答下列问题。
(1)图1中PSI和PSII镶嵌在叶绿体的______上,叶绿体中光合色素主要吸收_______光。过程①表示_______,产生的电子(e-)经过传递,最终受体为_______。光反应为卡尔文循环提供的物质有_______。
(2)研究人员让海天牛吸入一定量的18O标记的氧气。一段时间后,在海天牛体内检测到了含18O的糖类。请写出氧原子可能的转移路径:18O2H218O______(用文字和箭头表示)。
(3)与绿藻细胞相比,海天牛细胞缺乏叶绿体所需的许多核编码基因。为维持盗质体内叶绿体的功能,海天牛可能采取的机制有______。
①吸收并整合绿藻中光合作用相关的核基因
②激活自身免疫系统以保护叶绿体免受降解
③通过行为调节(如主动避光)避免叶绿体受强光损伤
④其线粒体可为光合作用提供ATP和NADPH
(4)盗质体膜上的P2X4和质子泵共同调控光合作用(图2)。质子泵将H+泵入腔内,与反应生成光合作用底物______,叶绿体产生的ATP可激活P2X4。已知盗质体腔内酸性过强会影响P2X4活性,为探究P2X4对光合作用的影响,研究者分别用ATP、伊维菌素(P2X4增强剂)、Cu2+(P2X4拮抗剂)进行处理,结果如图3。结合图2、3,请从稳态和平衡角度推测P2X4的作用是______。
17. 人体血糖浓度受多种途径调节。图1为血糖浓度升高时,胰岛素分泌的调节过程及胰岛素作用机理。请回答下列问题:
(1)据图1分析,当血糖浓度升高时,胰岛B细胞接受的信号分子包括_________(填名称)。这些信号分子通过一系列的调节过程,使胰岛素分泌增加。胰岛素可促进组织细胞摄取更多的葡萄糖,进而通过促进葡萄糖氧化分解、合成糖原、_________,从而降低血糖浓度。
(2)当血糖浓度降低时,下丘脑另一区域的葡萄糖感受器接受刺激,下丘脑通过_________(选填“交感”或“副交感”)神经控制胰岛A细胞活动增强,促进其分泌胰高血糖素,该过程体现的调节方式是_________。同时,肾上腺皮质分泌_________激素共同升高血糖。
(3)为了查明糖尿病患者的病因,科研人员对不同人群空腹口服100g葡萄糖后的血浆胰岛素浓度变化进行检测,结果如图2,其中B为正常人的胰岛素浓度。糖尿病常见的类型,1型糖尿病为胰岛素依赖性糖尿病,主要是胰岛素分泌不足,2型糖尿病主要表现为胰岛素抵抗(IR),即胰岛素敏感性_________(填“增强”或“下降”),机体代偿性使胰岛素的分泌量增加。图2曲线中可能属于1型糖尿病的是_________(用字母回答)。
(4)图3的a→d表示2型糖尿病进展过程中,人体胰岛素分泌量与胰岛素敏感性的关系曲线。下列叙述正确的是_________。
A. a→b时,人体胰岛B细胞代偿性分泌增加,且IR增强
B. b→d时,人体胰岛A细胞功能减退,空腹血糖明显高于正常值
C. d点时IR水平高,胰岛素分泌水平低,但胰岛B细胞正常
D. 胰岛素受体减少、胰岛素与受体结合后细胞内信号通路异常均可引起IR
18. 人工湿地主要由不同类型填料构成的基质、有净化功能的植物,以及给排水系统所组成。人工湿地能利用湿地的物理、化学、生物学特性净化水质。污染物在人工湿地内经过滤、吸附、生物降解及植物吸收等作用得以去除。为治理被生活、工业等污染物污染的内流河,科研工作者通过各种措施建成了城市湿地公园。图1是该人工湿地水体净化系统的主要组成。请分析回答问题:
(1)在该人工湿地的构建中,应选择具有较强的适应污染环境能力及处理污水能力的植物栽种,体现了生态工程的________原理。
(2)通过放养鱼苗、水禽等动物,种植莲藕、芦苇等水生植物,形成复杂的________结构,可增加湿地生态系统的抵抗力稳定性。要治理水体污染,除了依靠湿地生态系统自身的功能外,还应加强对污染源的控制,因为生态系统的_________有限。
(3)折水涧是人工湿地台阶式跌水区,可有效物理沉降砂砾并显著增加水体中________的含量。芦苇湿地能通过多种途径净化水体,如:芦苇与水体中的浮游藻类争夺_______等环境资源,抑制水华的发生;通过阻挡、吸附等使污染物沉降等。
(4)生态恢复说明人类活动可以_______。研究苦草的生态位通常要研究_______(至少写出2点)等方面。
(5)除配置优势植物苦草外,浅水湖2中逐渐出现了较多金鱼藻、河蚌、鲢等生物,图2为该湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中I、Ⅱ、Ⅲ、IV分别代表不同的营养级,m1、m2代表不同的能量形式。图3表示该水体中部分营养关系(图中的数值表示能量的相对值)。
①从生态系统的组成成分来看,图2中m1、m2表示的能量形式分别为________。营养级I的能量中流入分解者的包括________。
②图3中流经该生态系统的总能量包括_________,能量在I、Ⅱ两个营养级间的传递效率为________%(保留小数点后两位)。
19. 水稻是重要的粮食作物,一般水稻品种为单粒稻。研究人员用乙基甲磺酸酯作为诱变剂,处理单粒稻植株A获得能够稳定遗传的复粒稻突变体植株B、C(稻粒常常三粒簇生)。请回答下列问题:
(1)研究人员获得复粒稻突变体所用的育种方法是___________,其原理是___________。
(2)研究人员对复粒稻突变体植株B进行研究,发现该簇生性状由一对等位基因M1、M2控制。为确定该基因在染色体上的位置,用单粒稻植株A与复粒稻突变体B作为亲本进行杂交,F1均为半复粒,F1自交,统计F2中复粒、半复粒、单粒植株比例接近___________。研究人员进一步检测植株A、植株B及F2复粒稻植株4号和6号染色体的SSR扩增产物,电泳结果如图1所示。(SSR是染色体上的一段特异性短核苷酸序列,不同染色体具有各自特异的SSR,可用于基因定位的遗传标记。)请在图2中标出F1中簇生基因与SSR分子标记的相对位置关系___________。
注:A的4号、6号染色体SSR分别记为S1、S2;B的4号、6号染色体SSR分别记为S3、S4。
(3)研究发现复粒稻突变体植株C的簇生性状由另一对等位基因控制,为探明该对等位基因与突变体植株B中簇生基因M1、M2是否位于同一对染色体上,将单粒稻植株A与复粒稻植株C杂交后再自交,得到复粒、半复粒、单粒三种表型,将每一种表型作为一个群体进行基因测序,得到如下结果:
基因突变情况基因1→基因2
所在
群体1基因频率
群体2基因频率
染色体
基因1
基因2
基因1
基因2
P1→P2
4
0.5
0.5
0.5
0.5
Q1→Q2
6
1
0
0
1
注:植株A基因型为P1P1Q1Q1,植株C基因型为P2P2Q2Q2,不考虑其他变异。
①结合表中数据判断,植株C的簇生基因与植株B中簇生基因M1、M2在遗传时___________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,理由是___________。
②群体2的表型是___________,预期群体1中基因型不同于A品系和C品系的个体所占的比例为___________。
20. 为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达,运用重组酶技术构建质粒,如图1所示。请回答下列问题:
(1)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时,配制的两个反应体系中不同的有______,扩增程序中最主要的不同是______。
(2)有关基因序列如图2,引物F2-F、F1-R应在下列选项中选用______。
A. ATGGTG------CAACCA
B. TGGTTG------CACCAT
C. GACGAG------CTGCAG
D. CTGCAG------CTCGTC
(3)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后,在重组酶作用下可形成环化质粒,直接用于转化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比,无需使用的酶主要有_______。
(4)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选,下列叙述错误的有_______。
A. 稀释涂布平板需控制每个平板30~300个菌落
B. 抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高
C. 抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落
D. 抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化
(5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计,用不同菌落的质粒为模板,用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增,质粒P1~P4的扩增产物电泳结果如图3.根据图中结果判断,可以舍弃的质粒有______。
(6)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒,通常需进一步通过基因测序确认,原因是______。
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2025-2026学年第二学期高三第二次模拟考试
生物试卷
考试时间:75分钟;满分:100分
第I卷选择题
一、单项选择题(本题共15小题,1-10小题,每题2分,11-15小题,每题4分,共计40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. 藻类的概念古今不同,中国古书上说:“藻,水草也,或作藻”,可见在中国古代所说的藻类是对水生植物的总称。下列有关藻类的叙述,正确的是( )
A. 蓝细菌旧称蓝藻,与绝大多数细菌一样没有细胞核,属于异养生物
B. 伞藻的嫁接实验能充分说明控制伞帽的遗传物质只存在于细胞核中
C. 黑藻叶肉细胞内叶绿体大而清晰,可用来观察叶绿体和细胞质流动
D. 小球藻是一种原核生物,被科学家用于探究光合作用暗反应过程
【答案】C
【解析】
【分析】蓝细菌是一类藻类的统称,没有以核膜为界限的细胞核,属于原核生物。常见的蓝藻有色球蓝细菌、念珠蓝细菌、颤蓝细菌、发菜等。蓝细菌都为单细胞生物,以细胞群形式出现时才容易看见,也就是我们通常见到的“水华”。
【详解】A、蓝藻又名蓝细菌,体内含有光合色素,是自养型生物,A错误;
B、伞藻的嫁接实验只能说明控制伞帽形状的遗传物质存在于含细胞核的假根中,还需要通过核移植实验才能充分证明控制伞帽的遗传物质存在于细胞核中,B错误;
C、黑藻叶肉细胞内叶绿体大而清晰,可用来观察叶绿体和细胞质流动,C正确;
D、小球藻是一种单细胞绿藻真核生物,含有叶绿体,能进行光合作用,因此,是探究光合作用过程的良好材料,D错误。
故选C。
2. 长沙臭豆腐以其“闻起来臭,吃起来香”的特点而闻名。其独特风味部分源于豆腐在发酵过程中,蛋白质被微生物分解产生的硫化物、胺类等物质。下列叙述正确的是( )
A. 豆腐“长毛”过程需要在20-25C无氧条件下培养
B. 臭豆腐发酵过程中,卤水中微生物的代谢使蛋白质变性是肽键断裂引起的
C. 上述发酵过程主要微生物与生产泡菜所用的主要微生物关键区别在有核膜包裹的细胞核
D. 为了提高发酵效率,传统发酵工程中可适当增加菌种量并严格灭菌
【答案】C
【解析】
【详解】A、豆腐“长毛”是毛霉等微生物生长繁殖的过程,毛霉属于需氧型微生物,适宜生长温度为15~18℃,培养时需要有氧条件,而非无氧条件,A错误;
B、蛋白质变性是蛋白质的空间结构被破坏的过程,该过程肽键不会断裂;微生物分泌的蛋白酶分解蛋白质时才会使肽键断裂,B错误;
C、臭豆腐发酵的主要微生物是毛霉(真核生物),生产泡菜的主要微生物是乳酸菌(原核生物),二者的关键区别是毛霉有核膜包裹的细胞核,C正确;
D、传统发酵依赖原材料表面天然存在的菌种完成发酵,若严格灭菌会杀死发酵所需的菌种,无法正常进行发酵,D错误。
3. “筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列相关叙述正确的是( )
A. 诱导甘蓝根尖细胞与白菜叶肉细胞原生质体融合,观察到叶绿体即可筛选出异种融合细胞
B. 用灭活的仙台病毒处理B淋巴细胞与骨髓瘤细胞,用来筛选出杂交瘤细胞
C. 培育耐盐转基因植株时,用特异性探针进行分子杂交显示出杂交带即可筛选耐盐植株
D. 制备动物乳腺生物反应器时,对滋养层细胞进行SRY基因鉴定阳性可筛选出雄性胚胎
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,在经过三次筛选:①筛选能够产生单一抗体的B淋巴细胞②筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞)③筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。两次抗体检测:专一抗体检验阳性,获得能产生特异性抗体、又能大量增殖杂交瘤细胞。最后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体。
【详解】A、诱导甘蓝根尖细胞与白菜叶肉细胞原生质体融合,观察到叶绿体有可能是白菜原生质体之间相互融合,或者就是白菜叶肉细胞原生质体,没有发生融合,A错误;
B、用灭活的仙台病毒处理B淋巴细胞与骨髓瘤细胞,促进二者融合,而不是筛选杂交瘤细胞,B错误;
C、培育耐盐转基因植株时,用特异性探针进行分子杂交显示出杂交带,表明植株含有目的基因,但不一定表达,所以不一定能筛选耐盐植株,C错误;
D、SRY基因是哺乳动物Y染色体上具有决定雄性性别作用的基因片段,所以制备动物乳腺生物反应器时,对滋养层细胞进行SRY基因鉴定阳性可筛选出雄性胚胎 ,D正确。
故选D。
4. 关于“DNA粗提取与鉴定”、“琼脂糖凝胶电泳”、“PCR扩增”实验,下列说法正确的是( )
A. 在DNA鉴定和PCR扩增过程中,DNA双螺旋结构都会改变
B. 将洋葱切碎、研磨、过滤,滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后,取沉淀物再溶解
C. 凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子结合,便于在紫外灯下观察
D. a个DNA模板分子完成第20轮循环需要a×(220-2)个引物
【答案】A
【解析】
【详解】A、DNA鉴定时需要沸水浴加热,高温会破坏DNA的氢键使双螺旋解开;PCR扩增的变性阶段也会通过高温使DNA双螺旋解旋,两个过程中DNA双螺旋结构均会发生改变,A正确;
B、将洋葱切碎、研磨、过滤后,DNA溶解在滤液中,4℃静置的作用是使蛋白质等杂质沉淀,因此需要取上清液进行后续DNA提取操作,而非取沉淀物,B错误;
C、DNA分子在凝胶载样缓冲液中一般带负电荷,可用于电泳;琼脂糖溶液中加核酸染料,在波长为300nm的紫外灯下可以被检测出来,凝胶载样缓冲液中加入的是指示剂,C错误;
D、1个DNA模板完成第n轮PCR循环,新合成的DNA单链数为2n-1×2=2n,每条新链需要1个引物,因此a个模板完成第20轮循环需要的引物总数为a×220,D错误。
5. 组蛋白乙酰化是一种动态可逆的表观遗传修饰,其水平由组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶共同调节,其过程如下图所示,下列叙述错误的是( )
A. 组蛋白乙酰化修饰不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型
B. 图示组蛋白乙酰化修饰也是原核细胞表观遗传调控的一种机制
C. 组蛋白乙酰化修饰使染色质结构变得松散,有利于基因的表达
D. 组蛋白乙酰化修饰可发生在生物体生长、发育和衰老的整个生命历程
【答案】B
【解析】
【详解】A、组蛋白乙酰化属于表观遗传修饰,它不会改变 DNA 序列(也不改变组蛋白的氨基酸序列),但会影响基因的表达,进而影响个体表型,A正确;
B、原核细胞没有染色质结构,也不存在组蛋白,因此组蛋白乙酰化修饰不可能是原核细胞的表观遗传调控机制,B错误;
C、从图中可以看到,组蛋白乙酰化后染色质结构变得松散,这有利于 RNA 聚合酶等结合到 DNA 上,促进基因的表达,C正确;
D、表观遗传修饰(包括组蛋白乙酰化)可发生在生物体生长、发育和衰老的整个生命历程中,对基因表达进行动态调控,D正确。
6. 全球气候变暖是一个重要的生态问题。某地近海主要生活着两种底栖植物海藻甲和乙。2001-2015年间,它们在海底礁石上的覆盖率变化趋势如图所示,2010年后该海域海水平均温度有一定上升。下列相关叙述错误的是( )
A. 升温改变种群密度,海藻乙有一段时间呈指数增长
B. 升温改变乙生态位,甲数量骤降后应实施就地保护
C. 升温改变能量输入,该海底群落水平结构发生变化
D. 升温改变底栖环境,群落由甲占优势转为乙占优势
【答案】B
【解析】
【分析】一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。
【详解】A、根据图示信息,在升温后,乙的数量大幅度增加,说明升温改变种群密度,海藻乙有一段时间呈指数增长,A正确;
B、升温后乙的数量增多,在竞争中占优势,分布范围变广,改变了生态位,甲数量急剧减少至灭绝,说明此地已经不适合甲生存,故应实施易地保护,B错误;
C、该区域能量通过植物的光合作用输入,升温后两种藻类的覆盖率变化,说明升温改变能量输入,同时由于植物覆盖率变化,该海底群落水平结构发生变化,C正确;
D、升温改变了环境,根据覆盖率可知,群落中由甲占优势转为乙占优势,D正确。
故选B。
7. 肌细胞质基质中Ca2+浓度升高将引起肌收缩。静息状态下,肌细胞质基质Ca2+浓度极低,此时胞内Ca²+主要存储于肌质网中(一种特殊的内质网)。肌质网膜上存在一种Ca2+载体,能催化水解ATP实现Ca2+逆浓度跨膜运输。该载体转运过程中的两个状态(E1和E2)如图所示。
下列相关叙述错误的是( )
A. 该载体对Ca2+的转运过程利用了ATP水解所释放的能量
B. E2中该载体通过构象变化向细胞质基质运输Ca2+导致肌收缩
C. 若该载体数量不足或功能减弱可导致肌收缩的停止发生异常
D. 随着待转运Ca²+浓度的增加,该载体的运输速率先增加后稳定
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:依题意,钙泵将Ca2+逆浓度运回肌质网腔,则运输钙的方式为主动运输。图示中载体的 E1状态是载体蛋白的磷酸化,通过其空间结构变化完成Ca2+的逆浓度梯度运输,E2是去磷酸化状态,恢复可以重新结合Ca2+的状态。
【详解】A、根据题干信息,该载体对Ca2+的转运是主动运输方式,利用了ATP水解所释放的能量,A正确;
B、图示中载体的 E1状态是载体蛋白的磷酸化,通过其空间结构变化完成Ca2+的逆浓度梯度运输,E2是去磷酸化状态,恢复可以重新结合Ca2+的状态,因此这个主动运输过程是把Ca2+向肌质网(其内Ca2+浓度高)中运输,降低了肌细胞质基质中Ca2+浓度,肌细胞由收缩恢复为舒张状态,B错误;
C、肌质网膜上的Ca2+载体数量不足或功能减弱,不利于肌质网回收Ca2+,使肌细胞质基质中Ca2+维持较高浓度,引起肌细胞持续收缩, C正确;
D、在主动运输中,在一定范围内随着待转运Ca2+浓度的增加,该载体的运输速率增大,但受到载体数量等的限制,达到最大速率后保持稳定,D正确。
故选B。
8. 植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列叙述正确的是( )
A. 光敏色素主要吸收红光和蓝紫光,其结构会发生变化,进而诱导特定基因的表达
B. 植物的向光性能说明环境因素可影响植物激素的产生进而影响植物的生长发育
C. 黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高时有利于分化形成雌花
D. 茎的背地性生长能说明生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长
【答案】C
【解析】
【详解】A、光敏色素主要吸收红光和远红光,A错误;
B、植物向光性是单侧光导致生长素横向运输,使向光侧和背光侧生长素分布不均引起的,该过程不影响植物激素的产生,B错误;
C、黄瓜的性别分化受激素调节,当茎端脱落酸与赤霉素的比值较高时,有利于分化形成雌花,比值较低时有利于分化形成雄花,C正确;
D、茎的背地性生长中,近地侧生长素浓度高于远地侧,且近地侧的生长促进作用更强,二者均表现为促进生长,没有体现高浓度生长素抑制生长的特点,D错误。
9. 1986年,英国科学家钱伯斯发现了硒代半胱氨酸(非必需氨基酸),并提出硒代半胱氨酸由密码子UGA编码。最初,人们仅把UGA视为多肽合成的终止密码子,现在发现它在某些情况下也可以编码硒代半胱氨酸。下列叙述正确的是( )
A. 硒代半胱氨酸的反密码子碱基序列为5'ACU3'
B. 正常情况下每个基因均含有终止密码子
C. 多肽链中若含有1个硒代半胱氨酸,则其mRNA模板中含有两个UGA序列
D. 不同tRNA上结合的氨基酸可能是相同的
【答案】D
【解析】
【详解】A、密码子是mRNA上5'→3'方向的碱基序列,与反密码子反向互补配对。硒代半胱氨酸的密码子为5'UGA3',对应反密码子应为5'UCA3',A错误;
B、密码子是mRNA上的碱基序列,终止密码子位于mRNA上,基因是有遗传效应的DNA片段,不含密码子,B错误;
C、终止密码子包括UGA、UAA、UAG三种,多肽链含1个硒代半胱氨酸仅需1个UGA编码该氨基酸,终止翻译可使用另外两种终止密码子,无需2个UGA序列,C错误;
D、密码子具有简并性,即一种氨基酸可对应多种密码子,不同密码子对应不同的tRNA,因此不同tRNA上结合的氨基酸可能相同,D正确。
10. 芥子油苷是十字花科植物的次生代谢物,对大多数植食性昆虫具有毒害作用,但不能对大粉蝶产生毒害。后来十字花科中的桂竹香属植物在大粉蝶的取食压力下,在次生代谢中产生了强心苷类的毒性物质的植物得到了保护,再后来对大粉蝶具有毒性的强心苷类物质却被由大粉蝶进化产生的大王斑蝶吸收并贮存,其原因是大王斑蝶体内产生了一种对强心苷类物质不敏感的ATP酶。下列叙述正确的是( )
A. 进化过程中大王斑蝶和桂竹香属植物的种群基因型频率发生定向改变
B. 为了缓解大粉蝶的取食压力,桂竹香属植物在次生代谢物中产生了强心苷类的毒性物质
C. 大王斑蝶体内产生了对强心苷类物质不敏感的ATP酶标志着新物种的产生
D. 大王斑蝶和桂竹香属植物在相互选择的过程中发生协同进化
【答案】D
【解析】
【分析】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,这就是协同进化。通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,丰富多彩的基因库,而且形成了多种多样的生态系统。
【详解】A、进化的过程是种群的基因频率发生定向改变的过程,A错误;
B、分析题意可知,十字花科植物产生的芥子油苷不能对大粉蝶产生毒害,桂竹香属植物的次生代谢中产生强心苷类的毒性物质,该行为是大粉蝶对其进行选择的结果,而非桂竹香植物主动适应环境的结果,B错误;
C、新物种形成的标志是出现生殖隔离,C错误;
D、大王斑蝶和桂竹香属植物在相互影响、相互选择的过程中协同进化,D正确。
故选D。
11. 种群延续所需要的最小种群密度为临界密度,只有大于临界密度,种群数量才能增加,最后会达到并维持在一个相对稳定的数量,即环境容纳量(K值)。不同环境条件下,同种动物种群的K值不同。图中曲线上的点表示在不同环境条件下某动物种群的K值和达到K值时的种群密度,其中m为该动物种群的临界密度,K0以下的环境表示该动物的灭绝环境。a、b、c、d四个点表示不同环境条件下该动物的4个种群的K值及当前的种群密度,且4个种群所在区域面积相等,各种群所处环境稳定。不考虑迁入迁出,下列说法正确的是( )
A. 可通过提高 K值对a点种群进行有效保护
B. b点种群发展到稳定期间,出生率大于死亡率
C. c点种群发展到稳定期间,种内竞争逐渐加剧
D. 通过一次投放适量该动物可使d点种群得以延续
【答案】B
【解析】
【详解】A、提高K值(如改善栖息地环境、增加资源量)可使种群在稳定时达到更大规模,但a点环境条件下该动物种群的当前密度小于临界密度m,由于只有大于临界密度时种群数量才能增加,因此对a点种群进行有效保护的措施是提高种群密度,A错误;
B、由图示可知,b点种群的当前密度大于m,小于其达到K值时的种群密度,因此该种群发展到稳定期间,种群密度会逐渐增加,出生率大于死亡率,B正确;
C、c点种群的当前密度大于m,大于其达到K值时的种群密度,因此该种群发展到稳定期间,种群密度会逐渐减少,种内竞争逐渐减弱,C错误;
D、d点种群的K值小于K0,处于灭绝环境,即使通过投放措施提高种群密度,种群最终也会灭绝,D错误。
故选B。
12. 乙烯前体物质ACC能在氧化酶ACO作用下生成乙烯,而乙酰转移酶B(NatB)会促进ACO的乙酰化,进而影响ACO的降解速度。已知乙烯含量与拟南芥幼苗顶端的弯曲角度有关,为探究NatB调控植物乙烯合成的机制,科研人员进行了相关实验,结果如图所示。
下列分析错误的是( )
A. 乙烯会促进拟南芥幼苗顶端弯曲角度的增大
B. NatB基因突变会导致拟南芥内源性乙烯水平下降
C. 外源施加ACC可增大NatB突变株顶端弯曲角度
D. 乙烯不敏感株中NatB会抑制ACC转化为乙烯
【答案】D
【解析】
【分析】乙烯的合成部位:植物体的各个部位都能产生。主要生理功能:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。
【详解】A、从图中可以看出,乙烯处理组的拟南芥幼苗顶端弯曲角度比空气处理组大,所以乙烯会促进拟南芥幼苗顶端弯曲角度的增大,A 正确;
B、由A可知,乙烯会促进拟南芥幼苗顶端弯曲角度的增大,空气处理组野生型拟南芥株顶端弯曲角度比NatB突变株大,可以推测野生型拟南芥株内源性乙烯含量高于NatB突变株,由此可知,NatB基因突变会导致拟南芥内源性乙烯水平下降,B正确;
C、乙烯前体物质ACC能在氧化酶ACO作用下生成乙烯,而NatB基因突变会导致拟南芥内源性乙烯水平下降,外源施加 ACC可补充乙烯的生成,从而增大NatB 突变株顶端弯曲角度,C正确;
D、乙烯不敏感株本身对乙烯不敏感,图中并没有表明在乙烯不敏感株中NatB 会抑制 ACC 转化为乙烯,D 错误。
故选D。
13. 人类有一种隐性遗传病,其致病基因a是由基因A编码序列部分缺失产生的。对下图所示某家族成员1~6号分别进行基因检测,得到如下条带图。下列相关分析正确的是( )
A. 基因A产生基因a的变异属于染色体变异
B. 基因A、a位于常染色体上
C. 成员1、2再生一个孩子患病的概率为50%
D. 成员8号基因型有两种可能
【答案】D
【解析】
【分析】基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。
【详解】A、分析题意可知,该病的致病原因是基因A编码序列部分缺失所致,属于基因突变,A错误;
B、分析题意可知,该病是隐性遗传病,且由条带图可知,成员1只含基因A,成员2只含基因a,而成员4只含基因A,若为伴Y遗传,1号为女性不应携带相应等位基因;若为常染色体遗传,则AA×aa不可能出现子代基因型为AA的个体;故致病基因位于X染色体上,B错误;
C、结合B分析可知,该致病基因位于X染色体,亲代为XAXA×XaY,再生一个孩子患病的概率为0,C错误;
D、结合条带图可知,5号基因型是XAXa,6号基因型是XAY,则成员8号基因型有两种可能:XAXA或XAXa,D正确。
故选D。
14. 一位患有单基因显性遗传病的妇女(其父亲与丈夫表现型正常)想生育一个健康的孩子。医生建议对极体进行基因分析,筛选出不含该致病基因的卵细胞,采用试管婴儿技术辅助生育后代,技术流程示意图如下。
下列叙述正确的是( )
A. 可判断该致病基因位于X染色体上
B. 可选择极体1或极体2用于基因分析
C. 自然生育患该病子女的概率是25%
D. 在获能溶液中精子入卵的时期是③
【答案】B
【解析】
【分析】1、一位患有单基因显性遗传病的妇女,进行基因分析可筛选出不含该致病基因的卵细胞,说明该患病妇女为杂合子。
2、一个卵原细胞减数分裂产生三个第二极体和一个卵细胞,极体最终退化消失。
3、通常说的“卵子”指次级卵母细胞,精卵结合指的是成熟的精子与次级卵母细胞识别,在入卵的同时,次级卵母细胞完成减数第二次分裂产生卵细胞,最后完成精核与卵核的融合。
【详解】A、由题意可知,患病妇女为杂合子,该显性致病基因可以常染色体上,也可以位于X染色体上,A错误;
B、卵原细胞减数第一次分裂中同源染色体分离,其上基因也随之分离,最终产生一个次级卵母细胞和一个第一极体,二者基因互补,次级卵母细胞减数第二次分裂着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,其上基因也随之分离,最终产生一个卵细胞和一个第二极体,二者基因相同,且卵细胞可用于受精,而极体最后退化消失,因此可选择极体1或极体2用于基因分析,B正确;
C、若显性致病基因用A表示,位于常染色体,则患病妇女基因型为Aa,丈夫正常,基因型为aa,自然生育患该病子女(Aa)的概率是1/2,若显性致病基因位于X染色体上,则患病妇女基因型为XAXa,丈夫的基因型为XaY,自然生育患该病子女(XAXa,XAY)的概率是1/4+1/4=1/2,C错误;
D、在获能溶液中精子入卵(次级卵母细胞)的时期是②,D错误。
故选B。
15. 生物兴趣小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验,杂交涉及的两对相对性状分别是:圆形果(圆)与长形果(长),单一花序(单)与复状花序(复)。实验结果如下表,下列叙述错误的是( )
实验
亲代
F1
F2
实验一
圆单×长复
圆单
660圆单、90圆复、90长单、160长复
实验二
圆复×长单
圆单
510圆单、240圆复、240长单、10长复
A. 圆形果对长形果为显性,单一花序对复状花序为显性
B. 控制上述两对相对性状的基因均遵循基因的分离定律
C. 实验二F1在产生配子时约有20%的初级性母细胞发生了染色体互换
D. 实验一F2中基因型与F1中基因型相同的个体约占34%
【答案】C
【解析】
【详解】A、两组实验中,亲代分别为圆单和长复、圆复和长单,F₁均为圆单,由此可知圆形果对长形果为显性,单一花序对复状花序为显性,A正确;
B、从F₂的表现型及个体数来看,圆∶长≈3∶1,单∶复≈3∶1,这表明控制圆形果与长形果、单一花序与复状花序这两对相对性状的基因均遵循基因的分离定律,B正确;
C、设控制果形的基因为A/a,控制花序的基因为B/b,从实验二F2的表型比例及亲代性状,可判断F₁基因型为AaBb,且A与b连锁、 a与B连锁,实验二F₂中双隐性个体(长复aabb )占比为1%,因此ab配子比例为10% ,同理AB配子比例也为10% ,配子Ab、aB各占40%,假设F1在产生配子时X的初级性母细胞发生染色体互换,且染色体互换后的初级性母细胞产生配子比例为1:1:1:1,则ab配子比例可建立等式:X/4=10%,则X=40%,故实验二F1在产生配子时约有40%的初级性母细胞发生了染色体互换,C错误;
D、从实验一F2的表型比例及亲代性状,可判断F₁基因型为AaBb,且A与B连锁、a与b连锁,F₂中双隐性个体(长复aabb )占比为16%,因此ab配子比例为40% ,同理AB配子比例也为40%,配子Ab、aB各占10%。AaBb的基因型由AB×ab、Ab×aB两种组合产生,比例为:2×(40%×40%)+2×(10%×10%)=32%+2%=34%,与题干一致,D正确。
第Ⅱ卷非选择题
二、非选择题(本题共5小题,共60分。)
16. 海天牛以绿藻等藻类为食,并盗取叶绿体演化出一种特殊结构——盗质体,从而利用光合作用应对饥饿等营养胁迫。图1示海天牛细胞中光合作用的部分过程。请回答下列问题。
(1)图1中PSI和PSII镶嵌在叶绿体的______上,叶绿体中光合色素主要吸收_______光。过程①表示_______,产生的电子(e-)经过传递,最终受体为_______。光反应为卡尔文循环提供的物质有_______。
(2)研究人员让海天牛吸入一定量的18O标记的氧气。一段时间后,在海天牛体内检测到了含18O的糖类。请写出氧原子可能的转移路径:18O2H218O______(用文字和箭头表示)。
(3)与绿藻细胞相比,海天牛细胞缺乏叶绿体所需的许多核编码基因。为维持盗质体内叶绿体的功能,海天牛可能采取的机制有______。
①吸收并整合绿藻中光合作用相关的核基因
②激活自身免疫系统以保护叶绿体免受降解
③通过行为调节(如主动避光)避免叶绿体受强光损伤
④其线粒体可为光合作用提供ATP和NADPH
(4)盗质体膜上的P2X4和质子泵共同调控光合作用(图2)。质子泵将H+泵入腔内,与反应生成光合作用底物______,叶绿体产生的ATP可激活P2X4。已知盗质体腔内酸性过强会影响P2X4活性,为探究P2X4对光合作用的影响,研究者分别用ATP、伊维菌素(P2X4增强剂)、Cu2+(P2X4拮抗剂)进行处理,结果如图3。结合图2、3,请从稳态和平衡角度推测P2X4的作用是______。
【答案】(1) ①. 类囊体薄膜 ②. 蓝紫光和红光 ③. 水的光解 ④. NADP+(或氧化型辅酶Ⅱ) ⑤. ATP、NADPH
(2)C18O2糖类(CH218O)
(3)①③ (4) ①. CO2(或二氧化碳) ②. 将盗质体内多余H+排出,保持腔内pH相对稳定,从而维持光合作用正常进行
【解析】
【分析】叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。结合图1可知,在光合作用光反应阶段,水在光下被分解,即水的光解,所以过程①表示水的光解。水光解产生的电子经过一系列传递,最终传递给NADP⁺,使其被还原为NADPH,所以电子的最终受体是NADP⁺。光反应阶段除了产生氧气外,还产生ATP和NADPH。卡尔文循环即暗反应阶段,需要ATP、NADPH提供能量,NADPH还做还原剂参与C3的还原,所以光反应为卡尔文循环提供的物质有ATP和NADPH。
【小问1详解】
图1中PSI和PSII镶嵌在叶绿体的类囊体薄膜上,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。结合图1可知,在光合作用光反应阶段,水在光下被分解,即水的光解,所以过程①表示水的光解。水光解产生的电子经过一系列传递,最终传递给NADP⁺,使其被还原为NADPH,所以电子的最终受体是NADP⁺。光反应阶段除了产生氧气外,还产生ATP和NADPH。卡尔文循环即暗反应阶段,需要ATP、NADPH提供能量,NADPH还做还原剂参与C3的还原,所以光反应为卡尔文循环提供的物质有ATP和NADPH。
【小问2详解】
在有氧呼吸第三阶段,氧气与[H]结合生成水。所以标记的18O2会与[H]结合生成H218O,即18O2H218O;在有氧呼吸第二阶段,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量能量。此时H218O中的18O会进入C18O2中。即18O2H218OC18O2;光合作用暗反应过程中,二氧化碳被固定后生成三碳化合物,最终合成糖类。所以C18O2中的18O会进入糖类(CH218O)中,即C18O2糖类(CH218O)。综上所述,18O标记的氧原子可能的转移路径:C18O2糖类(CH218O)。
【小问3详解】
①由于海天牛细胞缺乏叶绿体所需的许多核编码基因,而绿藻具有完整的光合作用相关基因,所以海天牛吸收并整合绿藻中光合作用相关的核基因,就有可能获得维持叶绿体功能所需的基因,从而使叶绿体能够正常发挥功能,①正确;
②叶绿体在海天牛细胞内是一个外来结构,可能会被细胞的免疫系统识别为异物而遭到降解,②错误;
③强光可能会对叶绿体造成损伤,影响其功能,海天牛通过行为调节,如主动避光,避免叶绿体受强光损伤,有利于维持叶绿体的正常功能,③正确;
④光合作用光反应阶段产生的ATP和NADPH用于暗反应,而光反应是在叶绿体的类囊体薄膜上进行的,不需要线粒体提供ATP和NADPH,④错误。
故选①③。
【小问4详解】
质子泵将H+泵入腔内与CO32-反应生成H2CO3,H2CO3会分解生成CO2,CO2是光合作用底物。已知盗质体腔内酸性过强会影响P2X4活性,为探究P2X4对光合作用的影响,研究者分别用ATP、伊维菌素(P2X4增强剂)、Cu2+(P2X4拮抗剂)进行处理,结果如图3,Cu2+(P2X4拮抗剂)处理组P2X4活性受到抑制,H+排出受阻。结合图2、3,从稳态和平衡角度推测P2X4的作用是将盗质体内多余H+排出,保持腔内pH相对稳定,从而维持光合作用正常进行。
17. 人体血糖浓度受多种途径调节。图1为血糖浓度升高时,胰岛素分泌的调节过程及胰岛素作用机理。请回答下列问题:
(1)据图1分析,当血糖浓度升高时,胰岛B细胞接受的信号分子包括_________(填名称)。这些信号分子通过一系列的调节过程,使胰岛素分泌增加。胰岛素可促进组织细胞摄取更多的葡萄糖,进而通过促进葡萄糖氧化分解、合成糖原、_________,从而降低血糖浓度。
(2)当血糖浓度降低时,下丘脑另一区域的葡萄糖感受器接受刺激,下丘脑通过_________(选填“交感”或“副交感”)神经控制胰岛A细胞活动增强,促进其分泌胰高血糖素,该过程体现的调节方式是_________。同时,肾上腺皮质分泌_________激素共同升高血糖。
(3)为了查明糖尿病患者的病因,科研人员对不同人群空腹口服100g葡萄糖后的血浆胰岛素浓度变化进行检测,结果如图2,其中B为正常人的胰岛素浓度。糖尿病常见的类型,1型糖尿病为胰岛素依赖性糖尿病,主要是胰岛素分泌不足,2型糖尿病主要表现为胰岛素抵抗(IR),即胰岛素敏感性_________(填“增强”或“下降”),机体代偿性使胰岛素的分泌量增加。图2曲线中可能属于1型糖尿病的是_________(用字母回答)。
(4)图3的a→d表示2型糖尿病进展过程中,人体胰岛素分泌量与胰岛素敏感性的关系曲线。下列叙述正确的是_________。
A. a→b时,人体胰岛B细胞代偿性分泌增加,且IR增强
B. b→d时,人体胰岛A细胞功能减退,空腹血糖明显高于正常值
C. d点时IR水平高,胰岛素分泌水平低,但胰岛B细胞正常
D. 胰岛素受体减少、胰岛素与受体结合后细胞内信号通路异常均可引起IR
【答案】(1) ①. 葡萄糖、胰高血糖素、神经递质 ②. 转变为氨基酸、脂肪等非糖物质
(2) ①. 交感 ②. 神经调节 ③. 糖皮质
(3) ①. 下降 ②. C (4)AD
【解析】
【分析】胰岛素可以促进葡萄糖进入细胞,另外促进细胞内合成蛋白质、脂肪和糖原进而降低血糖浓度。影响胰岛B细胞分泌活动的物质有:葡萄糖、神经递质、胰高血糖素;①途径引起胰岛B细胞分泌胰岛素的反射弧:葡萄糖感受器→传入神经→下丘脑血糖调节中枢→传出神经→胰岛B细胞。
【小问1详解】
当血糖升高时,胰岛B细胞接受葡萄糖、神经递质(信号分子①)和胰高血糖素(信号分子②)等信号分子刺激后胰岛素分泌量增加。据图可知,一方面通过促进含葡萄糖转运蛋白的囊泡与细胞膜融合,促进葡萄糖进入细胞;另一方面通过促进葡萄糖氧化分解加速葡萄糖的利用,合成糖原和转变为氨基酸、脂肪等非糖物质,从而降低血糖浓度。
【小问2详解】
当血糖浓度降低时,下丘脑另一区域的葡萄糖感受器接受刺激,下丘脑通过交感神经控制胰岛A细胞活动增强,促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素的反射弧为:葡萄糖感受器→传入神经→下丘脑血糖调节中枢→传出神经→胰岛A细胞,该过程属于神经调节。同时肾上腺皮质分泌的糖皮质激素也具有升高血糖的作用。
【小问3详解】
2型糖尿病机体代偿性使胰岛素的分泌量增加,但血糖浓度仍过高,说明组织细胞对胰岛素敏感性下降,胰岛素不能正常发挥降血糖功能,从而使血糖升高,引发糖尿病。由题意可知,B为正常人的胰岛素浓度,1型糖尿病为胰岛素依赖性糖尿病,主要是胰岛素分泌不足,由此可知图2曲线中可能属于1型糖尿病的是C。
【小问4详解】
A、据图可知,a→b时,胰岛素敏感性(横轴)降低,即IR增强,胰岛B细胞代偿性增加分泌胰岛素(纵轴),A正确;
B、b→d时,胰岛素敏感性继续降低,胰岛B细胞功能减退,胰岛素分泌减少,此时血糖浓度明显高于正常值,人体胰岛A细胞功能正常,B错误;
C、据图可知,d点时2型糖尿病患者IR水平高(横轴),胰岛B细胞受损导致的胰岛素分泌水平低(纵轴),C错误;
D、胰岛素受体减少、胰岛素与受体结合后细胞内信号通路异常,都会导致机体对胰岛素的敏感性下降,即引起IR,D正确。
故选AD。
18. 人工湿地主要由不同类型填料构成的基质、有净化功能的植物,以及给排水系统所组成。人工湿地能利用湿地的物理、化学、生物学特性净化水质。污染物在人工湿地内经过滤、吸附、生物降解及植物吸收等作用得以去除。为治理被生活、工业等污染物污染的内流河,科研工作者通过各种措施建成了城市湿地公园。图1是该人工湿地水体净化系统的主要组成。请分析回答问题:
(1)在该人工湿地的构建中,应选择具有较强的适应污染环境能力及处理污水能力的植物栽种,体现了生态工程的________原理。
(2)通过放养鱼苗、水禽等动物,种植莲藕、芦苇等水生植物,形成复杂的________结构,可增加湿地生态系统的抵抗力稳定性。要治理水体污染,除了依靠湿地生态系统自身的功能外,还应加强对污染源的控制,因为生态系统的_________有限。
(3)折水涧是人工湿地台阶式跌水区,可有效物理沉降砂砾并显著增加水体中________的含量。芦苇湿地能通过多种途径净化水体,如:芦苇与水体中的浮游藻类争夺_______等环境资源,抑制水华的发生;通过阻挡、吸附等使污染物沉降等。
(4)生态恢复说明人类活动可以_______。研究苦草的生态位通常要研究_______(至少写出2点)等方面。
(5)除配置优势植物苦草外,浅水湖2中逐渐出现了较多金鱼藻、河蚌、鲢等生物,图2为该湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中I、Ⅱ、Ⅲ、IV分别代表不同的营养级,m1、m2代表不同的能量形式。图3表示该水体中部分营养关系(图中的数值表示能量的相对值)。
①从生态系统的组成成分来看,图2中m1、m2表示的能量形式分别为________。营养级I的能量中流入分解者的包括________。
②图3中流经该生态系统的总能量包括_________,能量在I、Ⅱ两个营养级间的传递效率为________%(保留小数点后两位)。
【答案】(1)协调 (2) ①. 营养 ②. 自我调节能力
(3) ①. 溶解氧 ②. 无机盐和阳光
(4) ①. 改变群落演替的方向和速度 ②. 出现频率、种群密度、植株的高度以及与其它物种的关系
(5) ①. 太阳能(光能)、热能 ②. 营养级I的枯枝败叶中的能量、营养级Ⅱ的粪便量 ③. 生产者固定的太阳能和生活污水有机物中的化学能 ④. 2.98
【解析】
【分析】生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【小问1详解】
生态工程的协调原理需要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应、环境容纳量等问题,所以选择具有较强的适应污染环境能力及处理污水能力的植物栽种,体现了生态工程的协调原理。
【小问2详解】
通过放养鱼苗、水禽等动物,种植莲藕、芦苇等水生植物,增加物种组成,形成复杂的营养结构,可增强抵抗力稳定性。由于生态系统的自我调节能力是有限的,因此要治理水体污染,应加强对污染源的控制。
【小问3详解】
折水涧是人工湿地台阶式跌水区,可有效物理沉降砂砾并显著增加水体中溶解氧的含量。芦苇与水体中的浮游藻类之间属于种间竞争关系。芦苇与水体中的浮游藻类通过争夺无机盐和阳光等环境资源,抑制水华的发生。
【小问4详解】
生态恢复说明人类活动可以改变群落演替的方向和速度。研究苦草的生态位通常要研究出现频率、种群密度、植株的高度以及与其它物种的关系等方面。
【小问5详解】
①从生态系统的组成成分来看,图2中m1是生产者固定的太阳能(光能),m2是生产者和消费者呼吸作用释放的热能。营养级Ⅰ的能量中流入分解者的包括营养级Ⅰ自身的枯枝败叶中的能量和营养级Ⅱ的粪便量。
②由图3可知,流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和生活污水有机物中的化学能。能量在Ⅰ、Ⅱ两个营养级间的传递效率为(2.3+3.6+20.8+40.1)/(2200+44.4)×100%≈2.98%。
19. 水稻是重要的粮食作物,一般水稻品种为单粒稻。研究人员用乙基甲磺酸酯作为诱变剂,处理单粒稻植株A获得能够稳定遗传的复粒稻突变体植株B、C(稻粒常常三粒簇生)。请回答下列问题:
(1)研究人员获得复粒稻突变体所用的育种方法是___________,其原理是___________。
(2)研究人员对复粒稻突变体植株B进行研究,发现该簇生性状由一对等位基因M1、M2控制。为确定该基因在染色体上的位置,用单粒稻植株A与复粒稻突变体B作为亲本进行杂交,F1均为半复粒,F1自交,统计F2中复粒、半复粒、单粒植株比例接近___________。研究人员进一步检测植株A、植株B及F2复粒稻植株4号和6号染色体的SSR扩增产物,电泳结果如图1所示。(SSR是染色体上的一段特异性短核苷酸序列,不同染色体具有各自特异的SSR,可用于基因定位的遗传标记。)请在图2中标出F1中簇生基因与SSR分子标记的相对位置关系___________。
注:A的4号、6号染色体SSR分别记为S1、S2;B的4号、6号染色体SSR分别记为S3、S4。
(3)研究发现复粒稻突变体植株C的簇生性状由另一对等位基因控制,为探明该对等位基因与突变体植株B中簇生基因M1、M2是否位于同一对染色体上,将单粒稻植株A与复粒稻植株C杂交后再自交,得到复粒、半复粒、单粒三种表型,将每一种表型作为一个群体进行基因测序,得到如下结果:
基因突变情况基因1→基因2
所在
群体1基因频率
群体2基因频率
染色体
基因1
基因2
基因1
基因2
P1→P2
4
0.5
0.5
0.5
0.5
Q1→Q2
6
1
0
0
1
注:植株A基因型为P1P1Q1Q1,植株C基因型为P2P2Q2Q2,不考虑其他变异。
①结合表中数据判断,植株C的簇生基因与植株B中簇生基因M1、M2在遗传时___________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,理由是___________。
②群体2的表型是___________,预期群体1中基因型不同于A品系和C品系的个体所占的比例为___________。
【答案】(1) ①. 诱变育种 ②. 基因突变
(2) ①. 1:2:1 ②.
(3) ①. 遵循 ②. 植株C的簇生基因位于6号染色体上,两对基因独立遗传 ③. 复粒 ④. 3/4
【解析】
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【小问1详解】
题意显示,研究人员用乙基甲磺酸酯作为诱变剂,处理单粒稻植株A获得能够稳定遗传的复粒稻突变体植株B、C,该过程所用的育种方法是诱变育种,该操作的原理是基因突变。
【小问2详解】
研究人员对复粒稻突变体植株B进行研究,发现该簇生性状由一对等位基因M1、M2控制。为确定该基因在染色体上的位置,用单粒稻植株A与复粒稻突变体B作为亲本进行杂交,F1均为半复粒(表现为不完全显性),F1自交,统计F2中复粒、半复粒、单粒植株比例接近1∶2∶1。研究人员进一步检测植株A、植株B及F2复粒稻植株4号和6号染色体的SSR扩增产物,电泳结果如图1所示,根据电泳结果可知F2复粒稻植株均带有B植株的4号染色体上的S3,因而可推测控制复粒性状的基因位于4号染色体上,相应的标出F1中簇生基因与SSR分子标记的相对位置关系如下:
【小问3详解】
研究发现复粒稻突变体植株C的簇生性状由另一对等位基因控制,为探明该对等位基因与突变体植株B中簇生基因M1、M2是否位于同一对染色体上,将单粒稻植株A(P1P1Q1Q1)与复粒稻植株C(P2P2Q2Q2)杂交后得到F1(P1P2Q1Q2),再自交得到复粒、半复粒、单粒三种表型。①群体1、2分属于两种表型,推测一对杂合基因表现为半复粒,结合表中数据判断,群体2应为复粒类型,植株C的簇生基因位于6号染色体上,植株B中簇生基因M1、M2位于4号染色体上,因此可判断,植株C的簇生基因与植株B中簇生基因M1、M2在遗传时遵循自由组合定律。②群体2的基因组成为_ _Q2Q2,表型是复粒,预期群体1中基因型(1P1P1Q1Q1、2P1P2Q1Q1、1P2P2Q1Q1)不同于A品系(P1P1Q1Q1)和C品系(P2P2Q2Q2)的个体所占的比例为3/4。
20. 为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达,运用重组酶技术构建质粒,如图1所示。请回答下列问题:
(1)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时,配制的两个反应体系中不同的有______,扩增程序中最主要的不同是______。
(2)有关基因序列如图2,引物F2-F、F1-R应在下列选项中选用______。
A. ATGGTG------CAACCA
B. TGGTTG------CACCAT
C. GACGAG------CTGCAG
D. CTGCAG------CTCGTC
(3)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后,在重组酶作用下可形成环化质粒,直接用于转化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比,无需使用的酶主要有_______。
(4)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选,下列叙述错误的有_______。
A. 稀释涂布平板需控制每个平板30~300个菌落
B. 抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高
C. 抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落
D. 抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化
(5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计,用不同菌落的质粒为模板,用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增,质粒P1~P4的扩增产物电泳结果如图3.根据图中结果判断,可以舍弃的质粒有______。
(6)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒,通常需进一步通过基因测序确认,原因是______。
【答案】(1) ①. 模板(片段F1、片段F2)、引物 ②. 退火温度 (2)CD
(3)限制性内切核酸酶(限制酶)和DNA连接酶
(4)ABC (5)P3、P4
(6)琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小,无法确定待检测DNA分子的碱基序列
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等,标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
PCR反应进行的条件:引物、酶、dNTP、模板和缓冲液(其中需要Mg2+)。分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时, 配制的两个反应体系中不同的有模板(片段F1、片段F2)、引物。PCR过程需要两种引物,能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合。不同的PCR反应体系中,模板和引物是不同的:扩增 程序中依据不同引物设置不同的退火温度是最重要的环节,恰当地选择退火温度,尽量避免引物与 模板的非特异性结合,以保证目的产物的有效扩增。而对于延伸时间而言,以常用的Taq DNA聚 133 合酶为例,催化DNA延伸的速度为1000~2000 bp/min,通常在实验室中可根据目的片段大小在 30s~2min的时长内大致设置廷伸时间,一般不雪要精确控制。
【小问2详解】
由图1可知,引物F2-F用于扩增F2片段,引物F1-R用于扩增F1片段,C选项中5'-GACGAG-3'能与AnBI中左侧部分碱基进行碱基互补配对,因此引物F2-F选用C。D选项中5'-CTGCAG-3'能与EGFP中的右侧部分序列进行碱基互补配对,因此引物F1-R选用D。
【小问3详解】
传统重组质粒构建需要使用限制性内切核酸酶(限制酶)切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端,之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。将PCR产物片段与线性质粒载体混合后,由于PCR产物片段和线性质粒载体具有同源序列,可通过重组酶形成环化质粒。不需要使用限制性内切核酸酶(限制酶)和DNA连接酶。
【小问4详解】
A、转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选,用稀释涂布平板法筛选时,菌落数可能低于30,A错误;
B、培养基冷却后才能接种,抗性平板上未长出菌落,一般不是培养基温度太高所致,B错误;
C、转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选,一般含有重组质粒的大肠杆菌才能发展为菌落,故不会出现大量杂菌形成的菌落,C错误;
D、抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化,D正确。
故选ABC。
【小问5详解】
EGFP为720bp,AnBI为390bp,二者的总大小为720bp+390bp=1110bp,用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增,其大小接近于P1、P2,根据图中结果判断,可以舍弃的质粒有P3、P4。
【小问6详解】
琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小,无法确定待检测DNA分子的碱基序列,因此对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒,通常需进一步通过基因测序确认。
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