精品解析:湖北省十堰市郧阳中学2026届高三最后一次模拟考试(全真模拟)生物试题
2026-07-07
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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) | 湖北省 |
| 地区(市) | 十堰市 |
| 地区(区县) | 郧阳区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.20 MB |
| 发布时间 | 2026-07-07 |
| 更新时间 | 2026-07-07 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58694374.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2026年湖北省普通高中学业水平选择性考试(模拟)
生物
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写清楚,并认真核准准考证号条形码上的以上信息,将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔作答,字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,将试卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共18小题,每小题2分,共36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. 2026年全国生态环境保护工作会议强调:要牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,坚持以美丽中国建设为统领,以碳达峰、碳中和为牵引,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,筑牢生态安全屏障。下列叙述正确的是( )
A. 植树造林等扩绿措施能提高生态承载力,增大碳足迹
B. 低碳、绿色出行可以扩大生态足迹,推动碳达峰
C. 保护生物多样性,关键是要处理好人与自然的相互关系
D. 人口增长会对环境造成压力,减少人口数量即可实现对生态环境的保护
2. 脑机接口技术是一种具有革命性意义的人机交互技术,其中脑”指人的大脑,“机”是机械,“接口”用于编码和解码。科研团队为某四肢瘫痪的患者植入微电极,经系统训练,该患者通过“意念”成功控制电动假肢完成了拿起水杯喝水的任务,过程如图所示。下列叙述合理的是( )
A. 微电极需采集大脑皮层神经元产生的电信号,实现对“意念”的捕捉
B. “接口”类似于神经中枢,将接收到的电信号转化为化学信号
C. 患者通过“意念”控制电动假肢拿起水杯喝水的过程属于条件反射
D. 脑机接口技术的应用可恢复患者自主神经系统及中枢神经系统的功能
3. 肠道上皮细胞的衰老与老年性结肠炎的发生密切相关。在老年人结肠上皮细胞中,酶NAT含量升高。NAT通过化学修饰来稳定D基因mRNA,促进蛋白D合成,进而驱动细胞衰老。相关叙述正确的是( )
A. 细胞衰老不是正常的生命现象
B. 衰老的结肠上皮细胞中各种酶活性均下降
C. NAT促进D基因的转录
D. NAT抑制剂可能有利于缓解老年性结肠炎
4. 线粒体正常运转需要上千种蛋白质,其中大多数由核基因编码,少数由线粒体自身基因编码。最新研究发现,由线粒体中的CYTB基因编码的蛋白质C-187是在细胞质基质中的核糖体上先合成多肽链,再由信号序列引导其返回线粒体基质中进行加工。下列叙述正确的是( )
A. 合成C-187的mRNA通过核孔从细胞核进入细胞质
B. C-187的合成和加工需要内质网和高尔基体的参与
C. C-187进入线粒体与信号序列的引导作用有关,与细胞骨架无关
D. 蛋白质C-187和分泌蛋白的合成均起始于游离的核糖体
5. 关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验,下列叙述错误的是( )
A. 用化学传感器监测光照时的浓度变化,可计算出实际光合作用强度
B. 调节LED 灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离,以进行对比实验
C. 用打孔器打出叶圆片时,为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉
D. 同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同,可能与其接受的光照强度不同有关
6. 植物细胞液泡内的pH低于细胞质基质,其膜上的载体蛋白CLCa将运出的同时将细胞质基质中的转运至液泡内。载体蛋白CLCa上存在可阻断该运输的发夹结构,ATP 能稳定发夹结构,AMP(腺苷一磷酸)通过与ATP竞争性结合发夹结构来调节的运输。下列说法错误的是( )
A. 进入液泡的跨膜运输方式为主动运输
B. CLCa运输时,需与结合,且空间结构发生改变
C. AMP/ATP的比值越大,进入液泡的量越少
D. AMP与ATP的元素组成相同,可作为合成RNA的原料
7. 新鲜菠萝肉中的菠萝蛋白酶使人在食用过程中产生刺痛感。研究发现菠萝蛋白酶的活性与温度和NaCl的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 菠萝蛋白酶能水解菠萝肉中的纤维素助消化
B. 用40℃热水浸泡菠萝后再食用可能会减轻刺痛感
C. 100℃处理后的菠萝蛋白酶液中加入双缩脲试剂呈蓝色
D. 该实验中不同浓度的NaCl溶液对菠萝蛋白酶活性都是抑制作用
8. 干暖河谷地区在冬季十分容易发生火灾,每隔数年,人们会对枯落物进行计划烧除以防止火灾发生。科研人员在计划烧除后调查了该地区云南松种群的年龄结构,结果如图(Ⅰ、Ⅱ为幼年期,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ为成年期,Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ为老年期)。下列叙述错误的是( )
A. 该地区云南松种群年龄结构为增长型
B. 前几年间,云南松种群呈“J”形增长
C. 计划烧除对云南松幼苗有极大杀伤作用
D. 短期内,云南松种群内竞争会不断增强
9. 为初步筛选高产异亮氨酸菌株,研究人员将待测菌接种在琼脂块上,再将琼脂块转接到含有异亮氨酸缺陷型指示菌的平板上,培养后观察琼脂块周围指示菌的生长圈,结果如下图。相关叙述正确的是( )
A. 该筛选原理与抑菌圈法相同,待测菌抑制指示菌的生长
B. 培养基以异亮氨酸为唯一氮源,采用湿热灭菌法灭菌
C. 接种指示菌时应在酒精灯火焰旁采用平板划线法接种
D. 指示菌生长圈越大,待测菌产异亮氨酸的能力越强
10. 某研究团队探究肺癌转移的分子机制,发现肿瘤细胞的外泌体中携带miR-231,可通过影响巨噬细胞内PTEN基因的表达,改变巨噬细胞中M2巨噬细胞的比例,从而调控免疫逃逸。下表为患者的临床与检测数据(n为样本数):
指标
高转移组(n=30)
低转移组(n=30)
miR-231外泌体含量
12.6
4.2
PTEN表达量(巨噬细胞)
0.31
1.89
M2巨噬细胞比例
28%
9%
若miR-231与PTEN的结合位点发生突变,导致结合效率下降50%,预测下列现象最可能发生的是( )
A. 肿瘤细胞转移率显著上升 B. PTEN基因的表达被抑制
C. 巨噬细胞中M2比例下降 D. 肿瘤细胞分泌的外泌体减少
11. 在某植物中发现一种隐性(aa)突变体,根据野生型(AA)的DNA序列设计如下图所示引物,从植株提取DNA进行PCR,结果如下表。下列分析错误的是( )
引物
①④
②④
②③
个体
野生型
突变体
野生型
突变体
野生型
突变体
PCR条带
A. 四种引物均能与突变体的DNA进行碱基互补配对
B. 突变体中引物②③间的染色体片段发生了位置颠倒
C. 若选用引物①③进行PCR,仅野生型出现扩增条带
D. 若选用引物①②进行PCR,都不能出现扩增条带
12. “贝氏拟态”是指无毒物种通过模拟有毒物种的色斑或行为等特征,从而减少自身被捕食风险的一种防御适应策略。已知某热带雨林中,斑蝶的天敌主要通过视觉捕食。研究者调查了该生态系统中两种斑蝶的特征,发现在红星斑蝶(强毒性)种群密度高的核心分布区,玉点斑蝶(无毒性)与红星斑蝶的翅面图案高度相似;而在没有红星斑蝶分布的边缘隔离区,两者翅面相似度显著降低。基于以上信息,下列叙述正确的是( )
A. “贝氏拟态”的形成需要玉点斑蝶和红星斑蝶之间进行基因交流
B. 在边缘隔离区,翅面图案相似度显著降低是因为缺乏天敌导致的
C. 在核心分布区,两种斑蝶的翅面图案高度相似是红星斑蝶发生基因突变的结果
D. 在核心分布区,若玉点斑蝶种群数量增加,一般会导致红星斑蝶被捕食的概率上升
13. 急性高原病是指人快速进入高原后,因低氧、低温环境而引起头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状的疾病。严重者肺组织间隙和肺泡渗出液中可检测出蛋白质、红细胞等成分,引发高原肺水肿。下列有关说法错误的是( )
A. 头痛、乏力等症状说明外界环境的变化会影响内环境的稳态
B. 通气量增加可部分代偿低氧,但过度通气可能导致呼吸性碱中毒
C. 高原肺水肿患者的肺部组织液渗透压升高,组织液增多
D. 可用促进抗利尿激素合成的药物治疗高原肺水肿
14. 香瓜体内的亚油酸在L酶的作用下可以转变成其独特的香气物质,是其成熟的特征之一。科研人员研究了乙烯对L酶活性的影响,实验结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 乙烯通过增加L酶的数量发挥调节作用
B. 实验结果表明乙烯的调节作用具有两重性
C. 第4天外源乙烯对L酶活性的促进作用小于第1天
D. 外源乙烯组L酶活性峰值延后出现说明使用乙烯延缓了香瓜成熟
15. 科研人员研究了正常人力竭性运动(20min完成5km平地越野)后短期内血糖及胰岛素的变化,结果如下表。相关叙述正确的是( )
检测时间
运动前
运动后即刻
运动后30min
血糖含量/ mmol·L1
4.32
5.91
5.28
胰岛素含量U·mL
9.40
18.60
17.49
胰岛素敏感性指数
0.031
0.029
0.012
A. 力竭性运动应在餐后立即进行,以保证机体细胞有足够的能量供应
B. 运动过程中血糖和胰岛素含量的变化与胰高血糖素分泌增加有关
C. 与运动后即刻相比,运动后30min组织细胞摄取葡萄糖能力较强
D. 糖尿病患者进行力竭性运动,可避免胰岛素抵抗
16. 研究发现长期熬夜引起的压力会使机体释放过多NE(去甲肾上腺素),引起一系列的代谢变化,从而引起黑素细胞干细胞过度激活,导致头发变白(如图)。为探究NE主要是作为激素还是神经递质发挥作用,研究人员用模型小鼠、药物X(抑制突触前膜神经递质的释放)和兴奋性神经递质ACh 进行相关实验。实验过程及结果如表。下列推断正确的是( )
组别
处理
结果 (白毛率)
①给小鼠注射一定量的生理盐水
进行熬夜压力刺激
60%
②给小鼠注射一定量的药物X
7%
③ ?
?
A. 肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素受下丘脑-垂体-靶腺体轴的分级调节
B. ③组先注射等量的药物X,然后再注射适量的ACh
C. 若②组白毛率略小于③组,则支持NE主要作为激素发挥作用
D. 若②组白毛率明显小于③组,则支持NE主要作为神经递质发挥作用
17. 我国科学家首次将食蟹猴的胚胎干细胞注射到猪的胚胎中,培育出“猪-猴嵌合体”仔猪(如下图所示),这项研究的最终目的是在动物体内培养出人体器官并用于器官移植。下列叙述错误的是( )
A. 用合成培养基培养胚胎干细胞时通常需要加动物血清等成分
B. 嵌合胚胎可以移植到同期发情处理的雌性代孕食蟹猴子宫内
C. 仔猪体内可能有些组织或者器官是由食蟹猴细胞发育而来的
D. 该技术有望解决器官移植中面临的供体不足及免疫排斥问题
18. 水稻(2n=24)的抗病和感病为一对相对性状,受等位基因A/a控制,图1表示关于该对相对性状的杂交实验。SSR是DNA 中的简单重复序列,不同染色体上的SSR不同。为了确定基因A/a的位置,研究人员选择亲本、 及 中的部分感病植株并对其1号染色体DNA上的SSR序列进行扩增和电泳,结果如图2 所示,下列叙述正确的是( )
A. 据图1实验结果可判断,抗病和感病的遗传遵循自由组合定律
B. 据图2实验结果可知,基因A/a位于1号染色体上
C. 感病植株中1号染色体上SSR序列检测结果为2条带的个体所占比例为1/2
D. 若对抗病植株中1号染色体DNA上的SSR进行检测,结果和图2不同
二、非选择题:本题共4小题,共64分。
19. 干旱胁迫限制水稻的生长发育,严重影响产量。已知OsAB15基因在气孔开闭的调节中具有重要作用。为研究红光促进水稻气孔开放的机理,研究者利用野生型 (WT)和OsPIL15基因敲除的水稻m开展相关实验,部分结果如图,其中气孔导度表示气孔张开的程度。
回答下列问题:
(1)红光促进气孔开放的机制有两种可能:
①为构成气孔的保卫细胞光合作用提供能量,合成的有机物使细胞液浓度________,吸水膨胀。其中保卫细胞的叶绿体中_________________(填色素名称)对红光有较高的吸收峰值。②作为__________影响OsPIL15蛋白的含量。
实验一的结果表明,红光促进气孔开放的主要机制不是①,依据是 _________________________________________________________________________________________________________。
(2)OsPIL15蛋白是如何对气孔开闭进行调控?研究者作出假设并进一步探究。
①假设一:OsPIL15蛋白通过影响_________,从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验二。
②假设二∶ OsPIL15蛋白___________(填“促进”或“抑制”)OsAB15基因的表达,从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验三。若要进一步验证该结论,可选用________________________________水稻,检测其气孔导度。
(3)研究发现OsPIL15基因过表达的水稻(OE)籽粒产量和 WT 无明显差异,培育 OE 品种的意义是_______________________________________________________________。
20. 科研人员为修复稻田生态系统进行研究,对照区稻田按当地耕作习惯进行日常管理,人工控制区进行如下处理:
①稻田冬闲期种植豆科绿肥紫云英,并在盛花期全株翻耕还田;
②田埂全年保留禾本科杂草,并在控制区中部设置茭白种植区;
③水稻生育期不喷洒杀虫剂,并控制化肥使用。
下图是人工控制区和对照区水稻主要害虫稻纵卷叶螟及其两种天敌密度的变化,请回答下列问题:
(1)研究中常用__________法调查稻纵卷叶螟种群密度。蜘蛛和寄生蜂属于生态系统的________(成分),它们与稻纵卷叶螟间的种间关系分别是_________________________。
(2)与对照区相比,人工控制区中蜘蛛和寄生蜂的数量增加,主要原因:一是稻田田埂全年保留禾本科杂草、控制区中部种植茭白等可为寄生蜂和蜘蛛____________________________;二是不喷洒杀虫剂,_________________________________________________________。
(3)生态修复实施5年后,人工控制区和对照区效益调查比较如下表:
处理
杀虫剂使用次数(次·季⁻¹)
氮肥使用量
水稻产量
经济效率(元·m⁻²)
控制区
0.0
18.44
847.93
2.59
对照区
4.0
21.29
786.31
2.36
①从物质循环角度看,稻田生态系统需要施氮肥的原因是____________________________。
②与对照区相比,控制区氮肥使用量较少的主要原因是____________________________。
③氮元素在水稻、稻纵卷叶螟、蜘蛛间传递的主要形式是____________________________。
(4)在实施稻田生态工程修复时,可以通过保护害虫天敌种类和数量,增加生态系统结构的复杂性,提高生态系统的______________,既能有效控制虫害,又能______________,最终实现生态和经济效益的协调与提高。
21. 肾上腺—脑白质营养不良(ALD)是ABCD1基因发生突变而导致的一种单基因遗传病。下图1是某ALD患者家系图,图2是该家系成员ABCD1基因中某一片段进行PCR,产物酶切后电泳的结果(正常基因只含一个酶切位点,致病基因中含有两个酶切位点)。回答下列问题:
(1)根据以上信息判断ALD的遗传方式为_________________________。请在图 2 中将Ⅱ-3个体电泳检测结果补充完整(在答题卡上绘图)。现得知Ⅱ-2已怀孕,以下_______(不定项,填序号)措施可以在胎儿出生前,对其进行检测和诊断。
①羊水检查 ②调查Ⅱ-1个体的家族病史 ③基因检测
(2)假设某人群男女比例约为1∶1且处于遗传平衡状态,男性中ALD的发病率为a,则女性正常纯合子在整个人群中所占比例为________________________。(用数字和字母表示)
(3)进一步对这家族个体的ABCD1基因编码链(转录的非模板链)进行测序,结果如图3所示。
I-1 5’ - ATG…CAAGTTCAGGGAG…-3’
I-2 5’ - ATG…CAAGTTCGGGGAG…-3’
II-2 5’ - ATG…CAAGTTCAGGGAG…-3’
II-3 5’ - ATG…CAAGTTCCGGGAG…-3’
II-4 5’ - ATG…CAAGTTCAGGGAG…-3’
由图3可知,该家族中患儿的ABCD1基因片段发生了碱基的_____________,使其表达的蛋白质中氨基酸发生的变化是_________________________,从而导致蛋白质结构出现异常。(可能用到的密码子:AUG 起始密码子; AGG、AGA、CGG 精氨酸; UCC、AGC 丝氨酸; GGG 甘氨酸∶ CAG 谷氨酰胺; UCG、UCA 亮氨酸; CCC 脯氨酸)
(4)进一步研究发现,ABCD1 基因的表达受其上游区域调控,原理见图4.在成熟神经元中,SNHG14基因转录时会延伸至ABCD1基因,与ABCD1基因的转录发生碰撞,导致父源 ABCD1 基因无法产生全长成熟 mRNA 进而沉默。而母源的ABCD1 基因能够正常表达的原因________________________________________________________________________________。这种基因表达调控的方式是表观遗传的核心内涵,表观遗传指的是__________________________________________。
22. 维生素C是一种水溶性维生素,研究发现维生素C和TET2蛋白都与肿瘤形成有关。为探究维生素C和TET2蛋白对肿瘤形成的作用,科学家设计如下实验,请回答下列问题。
(1)科学家首先构建两种肿瘤小鼠品系(N品系和S品系):采用基因工程技术将荧光蛋白GFP基因插入小鼠体内TET2基因上游(两种小鼠品系体内TET2基因的表达调控机制不同),如下图所示:
将GFP基因插入TET2基因上游之前,需先进行PCR反应大量扩增,PCR反应缓冲溶液中一般需要添加Mg2+,目的是_______;将GFP基因插入TET2基因上游需要用到的工具酶有_______。
(2)科学家选取一种品系,提取该品系小鼠的肿瘤细胞进行培养和荧光检测,示意图如下图:
步骤②是_______;根据荧光检测结果,可判断科学家使用的是肿瘤小鼠品系_______(填“N”或“S”),依据是_______。
(3)为进一步探究维生素C与TET2蛋白的具体关系,科学家利用(2)中的肿瘤细胞进行实验,实验结果如下图。
对肿瘤细胞数量的统计可利用________(工具)在显微镜下观察、计数;根据以上结果推测,维生素C对肿瘤形成的具体作用是_______,影响肿瘤的形成。
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2026年湖北省普通高中学业水平选择性考试(模拟)
生物
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写清楚,并认真核准准考证号条形码上的以上信息,将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔作答,字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,将试卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共18小题,每小题2分,共36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. 2026年全国生态环境保护工作会议强调:要牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,坚持以美丽中国建设为统领,以碳达峰、碳中和为牵引,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,筑牢生态安全屏障。下列叙述正确的是( )
A. 植树造林等扩绿措施能提高生态承载力,增大碳足迹
B. 低碳、绿色出行可以扩大生态足迹,推动碳达峰
C. 保护生物多样性,关键是要处理好人与自然的相互关系
D. 人口增长会对环境造成压力,减少人口数量即可实现对生态环境的保护
【答案】C
【解析】
【详解】A、植树造林等扩绿措施可提升生态系统的资源供给与环境容纳能力,提高生态承载力,进而降低生态赤字;植树造林可通过光合作用吸收二氧化碳,发挥碳汇作用,抵消碳排放,从而降低碳足迹,A错误;
B、生态足迹是指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积,低碳、绿色出行会减少资源消耗与废物排放,属于减小生态足迹,B错误;
C、保护生物多样性,关键是要处理好人与自然的相互关系,比如合理开发利用自然资源、减少人为破坏,C正确;
D、人口增长会对环境造成压力,生态环境保护并不能只靠减少人口数量来实现,生态保护还需要合理的资源利用、环保措施等多方面配合,D错误。
2. 脑机接口技术是一种具有革命性意义的人机交互技术,其中脑”指人的大脑,“机”是机械,“接口”用于编码和解码。科研团队为某四肢瘫痪的患者植入微电极,经系统训练,该患者通过“意念”成功控制电动假肢完成了拿起水杯喝水的任务,过程如图所示。下列叙述合理的是( )
A. 微电极需采集大脑皮层神经元产生的电信号,实现对“意念”的捕捉
B. “接口”类似于神经中枢,将接收到的电信号转化为化学信号
C. 患者通过“意念”控制电动假肢拿起水杯喝水的过程属于条件反射
D. 脑机接口技术的应用可恢复患者自主神经系统及中枢神经系统的功能
【答案】A
【解析】
【详解】A、“意念”在大脑皮层产生,因此,微电极需采集大脑皮层神经元产生的电信号,实现“意念”的捕捉,A正确;
B、由示意图可知,“接口”是将神经信号转化为计算机命令,B错误;
C、患者通过“意念”控制电动假肢拿起水杯喝水的过程未经过完整的反射弧,不属于反射,C错误;
D、脑机接口是让大脑的神经信号通过“接口”转化为计算机命令,控制电动假肢,并没有恢复患者的自主神经系统及中枢神经系统的功能,D错误。
3. 肠道上皮细胞的衰老与老年性结肠炎的发生密切相关。在老年人结肠上皮细胞中,酶NAT含量升高。NAT通过化学修饰来稳定D基因mRNA,促进蛋白D合成,进而驱动细胞衰老。相关叙述正确的是( )
A. 细胞衰老不是正常的生命现象
B. 衰老的结肠上皮细胞中各种酶活性均下降
C. NAT促进D基因的转录
D. NAT抑制剂可能有利于缓解老年性结肠炎
【答案】D
【解析】
【详解】A、细胞衰老是细胞正常的生命历程,属于机体正常的生理现象,对细胞更新、稳态维持有积极意义,A错误;
B、衰老细胞的特征是多种酶活性降低,但并非所有酶活性均下降,本题中与衰老相关的NAT酶在衰老结肠上皮细胞中含量升高,活性并未下降,B错误;
C、转录是以DNA为模板合成mRNA的过程,题干明确NAT的作用是稳定已合成的D基因mRNA,促进翻译过程合成蛋白D,并未促进D基因的转录,C错误;
D、由题干可知,NAT含量升高会驱动肠道上皮细胞衰老,与老年性结肠炎的发生密切相关,因此NAT抑制剂可抑制NAT的作用,减少肠道上皮细胞衰老,可能有利于缓解老年性结肠炎,D正确。
4. 线粒体正常运转需要上千种蛋白质,其中大多数由核基因编码,少数由线粒体自身基因编码。最新研究发现,由线粒体中的CYTB基因编码的蛋白质C-187是在细胞质基质中的核糖体上先合成多肽链,再由信号序列引导其返回线粒体基质中进行加工。下列叙述正确的是( )
A. 合成C-187的mRNA通过核孔从细胞核进入细胞质
B. C-187的合成和加工需要内质网和高尔基体的参与
C. C-187进入线粒体与信号序列的引导作用有关,与细胞骨架无关
D. 蛋白质C-187和分泌蛋白的合成均起始于游离的核糖体
【答案】D
【解析】
【详解】A、由题干可知C-187由线粒体中的CYTB基因编码,其对应的mRNA是在线粒体内转录形成的,不需要通过核孔从细胞核进入细胞质,A错误;
B、内质网和高尔基体参与分泌蛋白、细胞膜蛋白、溶酶体蛋白等的加工,C-187是线粒体基质内的蛋白质,不需要经过内质网和高尔基体加工,B错误;
C、细胞骨架是细胞内物质运输的轨道,C-187从细胞质基质运输到线粒体的过程需要细胞骨架的参与,C错误;
D、分泌蛋白在游离的核糖体上合成信号肽后才转移到内质网上继续合成,蛋白质C-187全程在游离核糖体合成,二者的合成均起始于游离的核糖体,D正确。
5. 关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验,下列叙述错误的是( )
A. 用化学传感器监测光照时的浓度变化,可计算出实际光合作用强度
B. 调节LED 灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离,以进行对比实验
C. 用打孔器打出叶圆片时,为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉
D. 同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同,可能与其接受的光照强度不同有关
【答案】A
【解析】
【详解】A、光照时监测到的O2浓度变化是净光合作用强度(实际光合强度-呼吸作用强度),要计算实际光合作用强度,还需要测定黑暗条件下的呼吸作用强度,A错误;
B、调节LED灯与烧杯的距离,可以改变光照强度(距离越远,光照越弱),以此设置不同的光照强度组(均为实验组)来做对比实验,B正确;
C、叶脉为输导组织,用打孔器打孔时避开大叶脉,能保证圆叶片的大小、叶肉细胞量相对一致,C正确;
D、同一烧杯中不同圆叶片可能存在位置差异,接受的光照强度不同,导致光合作用产生的O2量不同,所以浮起的快慢不同,D正确。
6. 植物细胞液泡内的pH低于细胞质基质,其膜上的载体蛋白CLCa将运出的同时将细胞质基质中的转运至液泡内。载体蛋白CLCa上存在可阻断该运输的发夹结构,ATP 能稳定发夹结构,AMP(腺苷一磷酸)通过与ATP竞争性结合发夹结构来调节的运输。下列说法错误的是( )
A. 进入液泡的跨膜运输方式为主动运输
B. CLCa运输时,需与结合,且空间结构发生改变
C. AMP/ATP的比值越大,进入液泡的量越少
D. AMP与ATP的元素组成相同,可作为合成RNA的原料
【答案】C
【解析】
【详解】A、液泡内H⁺浓度高于细胞质基质,进入液泡是逆浓度梯度,逆浓度梯度的跨膜运输为主动运输,A正确;
B、CLCa是载体蛋白,载体蛋白的运输特点:与被运输物质特异性结合,自身空间结构发生可逆改变,B正确;
C、ATP能稳定发夹结构→抑制NO3-运输;AMP竞争结合发夹结构→解除抑制,促进NO3-运输;AMP/ATP比值越大NO3-进入液泡的量越多,C错误;
D、AMP、ATP的元素组成均为C、H、O、N、P,AMP是腺嘌呤核糖核苷酸,可直接作为RNA的合成原料,D正确。
7. 新鲜菠萝肉中的菠萝蛋白酶使人在食用过程中产生刺痛感。研究发现菠萝蛋白酶的活性与温度和NaCl的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 菠萝蛋白酶能水解菠萝肉中的纤维素助消化
B. 用40℃热水浸泡菠萝后再食用可能会减轻刺痛感
C. 100℃处理后的菠萝蛋白酶液中加入双缩脲试剂呈蓝色
D. 该实验中不同浓度的NaCl溶液对菠萝蛋白酶活性都是抑制作用
【答案】D
【解析】
【分析】酶的特性:(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
【详解】A、酶有专一性,菠萝蛋白酶只能水解蛋白质,不能水解纤维素,A错误;
B、菠萝蛋白酶的最适温度为40℃,此时酶活性最高,食用前在此温度下浸泡菠萝,该菠萝蛋白酶的活性高,食用后对口腔黏膜的作用最大,疼痛感较强,B错误;
C、100℃处理后的菠萝蛋白酶空间结构被破坏,但肽链仍存在,肽键也存在,加入双缩脲试剂呈紫色,C错误;
D、与NaCl浓度为0时比,该实验所用NaCl溶液处理后,酶活性都更小,说明该实验中不同浓度的NaCl 溶液对菠萝蛋白酶活性都是抑制作用,D正确;
故选D。
8. 干暖河谷地区在冬季十分容易发生火灾,每隔数年,人们会对枯落物进行计划烧除以防止火灾发生。科研人员在计划烧除后调查了该地区云南松种群的年龄结构,结果如图(Ⅰ、Ⅱ为幼年期,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ为成年期,Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ为老年期)。下列叙述错误的是( )
A. 该地区云南松种群年龄结构为增长型
B. 前几年间,云南松种群呈“J”形增长
C. 计划烧除对云南松幼苗有极大杀伤作用
D. 短期内,云南松种群内竞争会不断增强
【答案】B
【解析】
【详解】A、该种群中幼年个体占比高,为增长型,种群数量会逐渐增加,因此该地区云南松种群呈现增长趋势,A正确;
B、J”形增长仅发生在食物和空间充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争的理想条件下。干暖河谷地区存在资源限制、种内竞争及计划烧除的干扰,不符合“J”形增长的前提,因此前几年间云南松种群不会呈“J”形增长,B错误;
C、计划烧除会清除枯落物,火焰和高温对体型小、抗逆性弱的云南松幼苗具有极大杀伤作用,C正确;
D、增长型种群短期内个体数量会不断增多,云南松对阳光、水分、养分等资源的需求增加,种群内个体间的竞争会不断增强,D正确。
9. 为初步筛选高产异亮氨酸菌株,研究人员将待测菌接种在琼脂块上,再将琼脂块转接到含有异亮氨酸缺陷型指示菌的平板上,培养后观察琼脂块周围指示菌的生长圈,结果如下图。相关叙述正确的是( )
A. 该筛选原理与抑菌圈法相同,待测菌抑制指示菌的生长
B. 培养基以异亮氨酸为唯一氮源,采用湿热灭菌法灭菌
C. 接种指示菌时应在酒精灯火焰旁采用平板划线法接种
D. 指示菌生长圈越大,待测菌产异亮氨酸的能力越强
【答案】D
【解析】
【详解】A、抑菌圈法的原理是待测物抑制指示菌生长,表现为琼脂块周围无指示菌生长,本实验是待测菌产生的异亮氨酸促进指示菌生长,二者原理完全不同,A错误;
B、若培养基以异亮氨酸为唯一氮源,整个平板的指示菌均可生长,无法区分不同待测菌的产异亮氨酸能力,本实验所用培养基应不含异亮氨酸,B错误;
C、接种指示菌需要使其均匀分布在整个平板表面,应采用稀释涂布平板法,平板划线法用于分离单菌落,无法让指示菌均匀铺满平板,C错误;
D、指示菌生长圈越大,说明琼脂块中待测菌分泌、扩散到周围的异亮氨酸含量越高,即待测菌产异亮氨酸的能力越强,D正确。
10. 某研究团队探究肺癌转移的分子机制,发现肿瘤细胞的外泌体中携带miR-231,可通过影响巨噬细胞内PTEN基因的表达,改变巨噬细胞中M2巨噬细胞的比例,从而调控免疫逃逸。下表为患者的临床与检测数据(n为样本数):
指标
高转移组(n=30)
低转移组(n=30)
miR-231外泌体含量
12.6
4.2
PTEN表达量(巨噬细胞)
0.31
1.89
M2巨噬细胞比例
28%
9%
若miR-231与PTEN的结合位点发生突变,导致结合效率下降50%,预测下列现象最可能发生的是( )
A. 肿瘤细胞转移率显著上升 B. PTEN基因的表达被抑制
C. 巨噬细胞中M2比例下降 D. 肿瘤细胞分泌的外泌体减少
【答案】C
【解析】
【详解】A、miR-231对PTEN的抑制作用减弱后,M2巨噬细胞比例下降,肿瘤免疫逃逸能力降低,转移率会下降而非显著上升,A错误;
B、miR-231与PTEN结合效率下降,对PTEN表达的抑制作用减弱,PTEN基因的表达会升高,而非被抑制,B错误;
C、PTEN表达量升高,结合表格中低转移组PTEN表达量高、M2巨噬细胞比例低的规律,可知巨噬细胞中M2比例下降,C正确;
D、结合位点突变是PTEN的序列发生改变,不影响肿瘤细胞分泌外泌体的过程,肿瘤细胞分泌的外泌体不会减少,D错误。
11. 在某植物中发现一种隐性(aa)突变体,根据野生型(AA)的DNA序列设计如下图所示引物,从植株提取DNA进行PCR,结果如下表。下列分析错误的是( )
引物
①④
②④
②③
个体
野生型
突变体
野生型
突变体
野生型
突变体
PCR条带
A. 四种引物均能与突变体的DNA进行碱基互补配对
B. 突变体中引物②③间的染色体片段发生了位置颠倒
C. 若选用引物①③进行PCR,仅野生型出现扩增条带
D. 若选用引物①②进行PCR,都不能出现扩增条带
【答案】D
【解析】
【详解】A、PCR的原理是DNA半保留复制。选用引物①④或②③进行PCR,野生型和突变体均出现相同的扩增条带,说明四种引物均能与突变体的DNA进行碱基互补配对,A正确;
BC、选用引物②③进行PCR,野生型和突变体均出现相同的扩增条带,但选用引物②④进行PCR,仅野生型出现扩增条带,且该条带位置与选用引物②③进行PCR得到的条带位置不同,说明突变体中引物②③间的染色体片段发生了位置颠倒,进而推知:若选用引物①③进行PCR,仅野生型出现扩增条带,BC正确;
D、由图知,引物①②为同向,野生型扩增不出条带;突变型②③间片段颠倒,导致②与①异向,可扩增出条带,D错误。
12. “贝氏拟态”是指无毒物种通过模拟有毒物种的色斑或行为等特征,从而减少自身被捕食风险的一种防御适应策略。已知某热带雨林中,斑蝶的天敌主要通过视觉捕食。研究者调查了该生态系统中两种斑蝶的特征,发现在红星斑蝶(强毒性)种群密度高的核心分布区,玉点斑蝶(无毒性)与红星斑蝶的翅面图案高度相似;而在没有红星斑蝶分布的边缘隔离区,两者翅面相似度显著降低。基于以上信息,下列叙述正确的是( )
A. “贝氏拟态”的形成需要玉点斑蝶和红星斑蝶之间进行基因交流
B. 在边缘隔离区,翅面图案相似度显著降低是因为缺乏天敌导致的
C. 在核心分布区,两种斑蝶的翅面图案高度相似是红星斑蝶发生基因突变的结果
D. 在核心分布区,若玉点斑蝶种群数量增加,一般会导致红星斑蝶被捕食的概率上升
【答案】D
【解析】
【详解】A、贝氏拟态是不同物种之间独立进化的结果,玉点斑蝶和红星斑蝶属于不同物种,它们之间不存在基因交流。拟态的形成依赖于基因突变和自然选择,而非物种间的基因交换,A错误;
B、在边缘隔离区,由于没有红星斑蝶的存在,该性状失去了防御意义,其显眼性反而可能增加被捕食的风险,所以翅面图案相似度会显著降低,并不是因为边缘隔离区缺乏天敌导致的,B错误;
C、在核心分布区,那些翅面图案更像红星斑蝶的玉点斑蝶个体更不容易被捕食,拥有更高的生存和繁殖机会。经过多代繁殖,这种有利性状被保留和强化,最终形成高度相似的拟态,这是玉点斑蝶基因突变后经自然选择的结果,与红星斑蝶的基因突变无关,C错误;
D、根据贝氏拟态的原理,其有效性依赖于玉点斑蝶的数量不能过多。如果玉点斑蝶的数量显著增加,远超过红星斑蝶,捕食者遇到无毒个体的频率将远高于遇到有毒个体的频率。这可能导致捕食者不再回避该图案,从而增加而非降低红星斑蝶被捕食的概率,D正确。
故选D。
13. 急性高原病是指人快速进入高原后,因低氧、低温环境而引起头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状的疾病。严重者肺组织间隙和肺泡渗出液中可检测出蛋白质、红细胞等成分,引发高原肺水肿。下列有关说法错误的是( )
A. 头痛、乏力等症状说明外界环境的变化会影响内环境的稳态
B. 通气量增加可部分代偿低氧,但过度通气可能导致呼吸性碱中毒
C. 高原肺水肿患者的肺部组织液渗透压升高,组织液增多
D. 可用促进抗利尿激素合成的药物治疗高原肺水肿
【答案】D
【解析】
【详解】A、高原低氧、低温环境导致内环境稳态失衡,引发头痛、乏力等症状,说明外界环境变化可影响内稳态,A正确;
B、通气量增加可部分代偿低氧,但过度通气可能导致CO2过多排出引发呼吸性碱中毒,B正确;
C、肺水肿时蛋白质、红细胞进入组织液,使组织液渗透压升高,水分从血浆进入组织液导致组织液增多,C正确;
D、抗利尿激素促进肾小管重吸收水,加重体液滞留,而肺水肿需减少组织液积聚,应抑制抗利尿激素的合成与分泌,D错误。
14. 香瓜体内的亚油酸在L酶的作用下可以转变成其独特的香气物质,是其成熟的特征之一。科研人员研究了乙烯对L酶活性的影响,实验结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 乙烯通过增加L酶的数量发挥调节作用
B. 实验结果表明乙烯的调节作用具有两重性
C. 第4天外源乙烯对L酶活性的促进作用小于第1天
D. 外源乙烯组L酶活性峰值延后出现说明使用乙烯延缓了香瓜成熟
【答案】C
【解析】
【详解】A、据图分析乙烯通过提高L酶的活性发挥调节作用,A错误;
B、根据实验结果分析:使用外源乙烯的实验组都比对照组的L酶活性高,因此表明乙烯是促进作用,无抑制作用,B错误;
C、与对照组相比较,再对比第1天使用外源乙烯的L酶活性和第4天使用外源乙烯的L酶活性可知:第4天外源乙烯对L酶活性的促进作用小于第1天,C正确;
D、由于香瓜体内的亚油酸在L酶的作用下可以转变成其独特的香气物质,是其成熟的特征之一,外源乙烯组L酶活性相较于对照组都升高了,说明乙烯是促进成熟,D错误。
故选C。
15. 科研人员研究了正常人力竭性运动(20min完成5km平地越野)后短期内血糖及胰岛素的变化,结果如下表。相关叙述正确的是( )
检测时间
运动前
运动后即刻
运动后30min
血糖含量/ mmol·L1
4.32
5.91
5.28
胰岛素含量U·mL
9.40
18.60
17.49
胰岛素敏感性指数
0.031
0.029
0.012
A. 力竭性运动应在餐后立即进行,以保证机体细胞有足够的能量供应
B. 运动过程中血糖和胰岛素含量的变化与胰高血糖素分泌增加有关
C. 与运动后即刻相比,运动后30min组织细胞摄取葡萄糖能力较强
D. 糖尿病患者进行力竭性运动,可避免胰岛素抵抗
【答案】B
【解析】
【详解】A、餐后立即进行力竭性运动,会加重身体负担,还可能影响消化,不是科学的运动时机,A错误;
B、运动过程中,胰高血糖素分泌增加,会促进肝糖原分解、非糖物质转化,使血糖升高;同时血糖升高会刺激胰岛素分泌增加,和表格中运动后即刻血糖、胰岛素升高的结果相符,B正确;
C、胰岛素敏感性指数越低,代表组织细胞对胰岛素越不敏感、摄取葡萄糖的能力越弱。运动后30min的胰岛素敏感性指数(0.012)低于运动后即刻(0.029),说明运动后30min组织细胞摄取葡萄糖能力更弱,C错误;
D、胰岛素抵抗是指胰岛素作用的靶组织对胰岛素敏感性降低。表格显示运动后胰岛素敏感性指数下降,说明力竭性运动可能会加重胰岛素抵抗,而非避免,D错误。
16. 研究发现长期熬夜引起的压力会使机体释放过多NE(去甲肾上腺素),引起一系列的代谢变化,从而引起黑素细胞干细胞过度激活,导致头发变白(如图)。为探究NE主要是作为激素还是神经递质发挥作用,研究人员用模型小鼠、药物X(抑制突触前膜神经递质的释放)和兴奋性神经递质ACh 进行相关实验。实验过程及结果如表。下列推断正确的是( )
组别
处理
结果 (白毛率)
①给小鼠注射一定量的生理盐水
进行熬夜压力刺激
60%
②给小鼠注射一定量的药物X
7%
③ ?
?
A. 肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素受下丘脑-垂体-靶腺体轴的分级调节
B. ③组先注射等量的药物X,然后再注射适量的ACh
C. 若②组白毛率略小于③组,则支持NE主要作为激素发挥作用
D. 若②组白毛率明显小于③组,则支持NE主要作为神经递质发挥作用
【答案】B
【解析】
【详解】A、下丘脑-垂体-靶腺体轴控制的是肾上腺皮质,而去甲肾上腺素由髓质分泌,髓质受交感神经直接支配,A错误;
B、实验设计需遵循“单一变量原则”,③组应先注射等量的药物X,然后再注射适量的ACh,以验证NE来源,B正确;
C、②组注射药物X,抑制神经递质释放,若NE是神经递质,其释放会被阻断;若为激素,药物X也会阻断ACh释放,进而阻断NE的释放,使白毛率降低,③组先注射药物X(阻断神经递质释放),再注射ACh(补充兴奋性神经递质),若NE是神经递质,即使补充了ACh,在药物X的作用下,作为神经递质的NE仍无法释放,只有激素形式的NE可以释放,若②组白毛率略小于③组,说明激素形式的NE效果不明显,NE主要以神经递质形式发挥作用,C错误;
D、若②组白毛率明显小于③组,说明激素形式的NE效果明显,NE主要作为激素发挥作用,D错误。
17. 我国科学家首次将食蟹猴的胚胎干细胞注射到猪的胚胎中,培育出“猪-猴嵌合体”仔猪(如下图所示),这项研究的最终目的是在动物体内培养出人体器官并用于器官移植。下列叙述错误的是( )
A. 用合成培养基培养胚胎干细胞时通常需要加动物血清等成分
B. 嵌合胚胎可以移植到同期发情处理的雌性代孕食蟹猴子宫内
C. 仔猪体内可能有些组织或者器官是由食蟹猴细胞发育而来的
D. 该技术有望解决器官移植中面临的供体不足及免疫排斥问题
【答案】B
【解析】
【详解】A、由于人们对动物细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此在使用合成培养基时,通常要加入动物血清等天然成分,A正确;
B、嵌合胚胎的细胞大部分来源于猪的早期胚胎,仅有一小部分细胞来源于食蟹猴。为使早期胚胎与代孕母体子宫建立正常的联系,应将早期胚胎植入同期发情处理的雌性代孕猪子宫内,B错误;
C、由于嵌合胚胎的一部分细胞来源于食蟹猴,若这部分胚胎细胞能正常分裂分化,则发育形成的组织或者器官就来源于食蟹猴,C正确;
D、目前器官移植中最大的问题是供体器官不足和免疫排斥反应,利用该项技术可以对人体器官进行克隆,不仅解决器官移植的来源问题,还解决了免疫排斥问题,D正确。
故选B。
18. 水稻(2n=24)的抗病和感病为一对相对性状,受等位基因A/a控制,图1表示关于该对相对性状的杂交实验。SSR是DNA 中的简单重复序列,不同染色体上的SSR不同。为了确定基因A/a的位置,研究人员选择亲本、 及 中的部分感病植株并对其1号染色体DNA上的SSR序列进行扩增和电泳,结果如图2 所示,下列叙述正确的是( )
A. 据图1实验结果可判断,抗病和感病的遗传遵循自由组合定律
B. 据图2实验结果可知,基因A/a位于1号染色体上
C. 感病植株中1号染色体上SSR序列检测结果为2条带的个体所占比例为1/2
D. 若对抗病植株中1号染色体DNA上的SSR进行检测,结果和图2不同
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据图1实验结果F2中抗病:感病=3∶1可知,抗病和感病的遗传遵循分离定律,A错误;
B、若A/a位于1号染色体上,则A与抗病亲本P1(或P2)的SSR带(上方条带或下方条带)连锁,a与感病亲本P2(或P1)的SSR带(下方条带或上方条带)连锁,F2中感病植株基因型为aa,应全部只含下方条带(或上方条带);但图2中F2感病植株出现了上方条带、双条带,说明SSR与A/a自由组合,A/a不位于1号染色体上,B错误;
C、A/a不位于1号染色体上,假设SSR由一对等位型(S1对应P1条带,S2对应P2条带)控制,F1为S1S2,自交后F2中S1S2(两条带)的比例为1/2,该比例与抗病/感病性状无关,因此F2感病植株中两条带个体比例为1/2,C正确;
D、因为A/a不位于1号染色体上,SSR带型与抗病/感病性状独立遗传,因此F2抗病植株中也会出现单上带、单下带、双带三种结果,带型分布和图2中F2感病植株的结果类型相同,D错误。
二、非选择题:本题共4小题,共64分。
19. 干旱胁迫限制水稻的生长发育,严重影响产量。已知OsAB15基因在气孔开闭的调节中具有重要作用。为研究红光促进水稻气孔开放的机理,研究者利用野生型 (WT)和OsPIL15基因敲除的水稻m开展相关实验,部分结果如图,其中气孔导度表示气孔张开的程度。
回答下列问题:
(1)红光促进气孔开放的机制有两种可能:
①为构成气孔的保卫细胞光合作用提供能量,合成的有机物使细胞液浓度________,吸水膨胀。其中保卫细胞的叶绿体中_________________(填色素名称)对红光有较高的吸收峰值。②作为__________影响OsPIL15蛋白的含量。
实验一的结果表明,红光促进气孔开放的主要机制不是①,依据是 _________________________________________________________________________________________________________。
(2)OsPIL15蛋白是如何对气孔开闭进行调控?研究者作出假设并进一步探究。
①假设一:OsPIL15蛋白通过影响_________,从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验二。
②假设二∶ OsPIL15蛋白___________(填“促进”或“抑制”)OsAB15基因的表达,从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验三。若要进一步验证该结论,可选用________________________________水稻,检测其气孔导度。
(3)研究发现OsPIL15基因过表达的水稻(OE)籽粒产量和 WT 无明显差异,培育 OE 品种的意义是_______________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 增加 ②. 叶绿素 ③. 光信号(光信息或信息或信号) ④. 黑暗(或远红光照射)时突变体不进行光合作用,但气孔导度和红光时相同
(2) ①. 脱落酸的含量(或合成、分解) ②. 促进 ③. OsAB15基因敲除(OsAB15蛋白合成缺陷)
(3)OE品种在不影响产量的前提下,对水资源的利用效率提高,可以提高水稻在水资源短缺环境下的适应能力
【解析】
【小问1详解】
保卫细胞光合作用合成有机物,会使细胞液溶质增多,浓度升高,细胞渗透压升高,吸水能力增强,保卫细胞吸水膨胀使气孔开放。叶绿体中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,对红光有较高吸收峰值,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。光除了提供能量,还可以作为光信号调控基因表达。 从实验一结果可知:黑暗(或远红光照射)时突变体不进行光合作用,但气孔导度和红光时相同,说明气孔开放程度主要由OsPIL15基因决定,不是依赖红光提供能量进行光合作用,因此红光促开放的主要机制不是①。
【小问2详解】
①实验二检测的是脱落酸含量,所以假设一是OsPIL15蛋白通过影响脱落酸合成(或降解),即脱落酸的含量,从而影响气孔开闭;②从实验三来看,野生型(WT)在黑暗中OsAB15基因表达量高,在红光下表达量降低,而OsPIL15基因敲除的水稻m中OsAB15基因表达量在黑暗和红光条件下与WT接近,说明OsPIL15蛋白促进OsAB15基因的表达,从而影响气孔开闭。若想进一步验证该结论,可选用OsAB15敲除(OsAB15蛋白合成缺陷)的水稻,检测其气孔导度。如果该水稻气孔导度与预期相符,能进一步说明OsPIL15蛋白通过促进OsAB15基因表达影响气孔开闭。
【小问3详解】
已知水资源短缺限制水稻的生长发育,严重影响水稻的产量,而OsPIL15基因过表达的水稻(OE)籽粒产量和WT无明显差异,说明OE品种在不影响产量的前提下,可能由于红光促进气孔开放等机制,使水稻对水资源的利用效率提高(或使水稻在水资源短缺条件下能更好地生长发育等),所以培育OE品种可以提高水稻在水资源短缺环境下的适应能力,可用于农业改良,保障水稻产量。
20. 科研人员为修复稻田生态系统进行研究,对照区稻田按当地耕作习惯进行日常管理,人工控制区进行如下处理:
①稻田冬闲期种植豆科绿肥紫云英,并在盛花期全株翻耕还田;
②田埂全年保留禾本科杂草,并在控制区中部设置茭白种植区;
③水稻生育期不喷洒杀虫剂,并控制化肥使用。
下图是人工控制区和对照区水稻主要害虫稻纵卷叶螟及其两种天敌密度的变化,请回答下列问题:
(1)研究中常用__________法调查稻纵卷叶螟种群密度。蜘蛛和寄生蜂属于生态系统的________(成分),它们与稻纵卷叶螟间的种间关系分别是_________________________。
(2)与对照区相比,人工控制区中蜘蛛和寄生蜂的数量增加,主要原因:一是稻田田埂全年保留禾本科杂草、控制区中部种植茭白等可为寄生蜂和蜘蛛____________________________;二是不喷洒杀虫剂,_________________________________________________________。
(3)生态修复实施5年后,人工控制区和对照区效益调查比较如下表:
处理
杀虫剂使用次数(次·季⁻¹)
氮肥使用量
水稻产量
经济效率(元·m⁻²)
控制区
0.0
18.44
847.93
2.59
对照区
4.0
21.29
786.31
2.36
①从物质循环角度看,稻田生态系统需要施氮肥的原因是____________________________。
②与对照区相比,控制区氮肥使用量较少的主要原因是____________________________。
③氮元素在水稻、稻纵卷叶螟、蜘蛛间传递的主要形式是____________________________。
(4)在实施稻田生态工程修复时,可以通过保护害虫天敌种类和数量,增加生态系统结构的复杂性,提高生态系统的______________,既能有效控制虫害,又能______________,最终实现生态和经济效益的协调与提高。
【答案】(1) ①. 样方 ②. 消费者 ③. 捕食、寄生
(2) ①. 提供栖息空间 ②. 增加了寄生蜂和蜘蛛的食物(或降低了其死亡率)
(3) ①. 大量氮元素随农产品输出而缺失,且农田现有的氮元素不足以使农作物高产,故需不断补充 ②. 控制区种植了豆科绿肥紫云英,豆科绿肥紫云英具有固氮的功能,且全株还田可以提供大量氮元素 ③. 含氮有机物
(4) ①. 抵抗力稳定性 ②. 提高经济效益
【解析】
【小问1详解】
稻纵卷叶螟的活动能力弱、活动范围小,采用样方法调查其种群密度;蜘蛛和寄生蜂间接以水稻为食,属于生态系统的消费者;根据题干可知,蜘蛛和寄生蜂是稻纵卷叶螟的天敌,蜘蛛会吃稻纵卷叶螟,寄生蜂会寄生在稻纵卷叶螟体内,因此它们与稻纵卷叶螟间的种间关系分别是捕食、寄生。
【小问2详解】
根据图示可知,与对照区相比,人工控制区中蜘蛛和寄生蜂的数量更多,结合题干对于人工控制区进行的处理可知,一是稻田田埂全年保留禾本科杂草、控制区中部种植茭白等可为寄生蜂和蜘蛛提供栖息地和产卵地;二是不喷洒杀虫剂,不会杀死稻纵卷叶螟,而稻纵卷叶螟是寄生蜂和蜘蛛的食物,故不喷洒杀虫剂,增加了寄生蜂和蜘蛛的食物,也降低了其死亡率。
【小问3详解】
因为稻田中,大量氮元素随水稻等农产品输出稻田生态系统,无法全部归还土壤,需补充氮肥以满足作物生长需求。题干对于人工控制区进行的处理可知,控制区种植了豆科绿肥紫云英,豆科紫云英和根瘤菌共生,根瘤菌可以固氮,并在盛花期全株翻耕还田可以提供大量氮元素,因此对照区相比,控制区氮肥使用量较少。物质在生物群落中主要以有机物的形式存在,因此N元素在水稻、稻纵卷叶螟、蜘蛛间传递的主要形式是含氮有机物。
【小问4详解】
生态系统的抵抗力稳定性与其结构的复杂性呈正相关,生态系统的结构越复杂,生态系统的抵抗力稳定性越高。保护害虫天敌种类和数量,可减少害虫的数量,则水稻的产量增多,即通过保护害虫天敌种类和数量既能有效控制虫害,又能提高经济效益,最终实现生态和经济效益的协调与提高。
21. 肾上腺—脑白质营养不良(ALD)是ABCD1基因发生突变而导致的一种单基因遗传病。下图1是某ALD患者家系图,图2是该家系成员ABCD1基因中某一片段进行PCR,产物酶切后电泳的结果(正常基因只含一个酶切位点,致病基因中含有两个酶切位点)。回答下列问题:
(1)根据以上信息判断ALD的遗传方式为_________________________。请在图 2 中将Ⅱ-3个体电泳检测结果补充完整(在答题卡上绘图)。现得知Ⅱ-2已怀孕,以下_______(不定项,填序号)措施可以在胎儿出生前,对其进行检测和诊断。
①羊水检查 ②调查Ⅱ-1个体的家族病史 ③基因检测
(2)假设某人群男女比例约为1∶1且处于遗传平衡状态,男性中ALD的发病率为a,则女性正常纯合子在整个人群中所占比例为________________________。(用数字和字母表示)
(3)进一步对这家族个体的ABCD1基因编码链(转录的非模板链)进行测序,结果如图3所示。
I-1 5’ - ATG…CAAGTTCAGGGAG…-3’
I-2 5’ - ATG…CAAGTTCGGGGAG…-3’
II-2 5’ - ATG…CAAGTTCAGGGAG…-3’
II-3 5’ - ATG…CAAGTTCCGGGAG…-3’
II-4 5’ - ATG…CAAGTTCAGGGAG…-3’
由图3可知,该家族中患儿的ABCD1基因片段发生了碱基的_____________,使其表达的蛋白质中氨基酸发生的变化是_________________________,从而导致蛋白质结构出现异常。(可能用到的密码子:AUG 起始密码子; AGG、AGA、CGG 精氨酸; UCC、AGC 丝氨酸; GGG 甘氨酸∶ CAG 谷氨酰胺; UCG、UCA 亮氨酸; CCC 脯氨酸)
(4)进一步研究发现,ABCD1 基因的表达受其上游区域调控,原理见图4.在成熟神经元中,SNHG14基因转录时会延伸至ABCD1基因,与ABCD1基因的转录发生碰撞,导致父源 ABCD1 基因无法产生全长成熟 mRNA 进而沉默。而母源的ABCD1 基因能够正常表达的原因________________________________________________________________________________。这种基因表达调控的方式是表观遗传的核心内涵,表观遗传指的是__________________________________________。
【答案】(1) ①. 伴X染色体隐性遗传 ②. ③. ①③
(2)(1-a)2/2
(3) ①. 替换 ②. 精氨酸变为谷氨酰胺
(4) ①. 母源SNIHG14基因高度甲基化,无法转录,不会与ABCD1基因的转录发生碰撞,母源的ABCD1基因能产生全长成熟mRNA,可以正常表达 ②. 生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象
【解析】
【小问1详解】
Ⅰ-1和Ⅰ-2表现正常,却生育了患病的Ⅱ-4(无中生有为隐性),且电泳结果中Ⅱ-4为患者,结合正常基因含一个酶切位点,致病基因含两个酶切位点,可推知致病基因位于X染色体上(若为常隐,Ⅰ-1和Ⅰ-2需为杂合子,电泳条带应一致,与题干不符),因此ALD的遗传方式为伴X染色体隐性遗传。Ⅱ-3为正常男性,与Ⅰ-2的电泳条带相同,结果如图。羊水检查可通过羊水中的胎儿细胞进行基因检测;基因检测可直接检测胎儿是否携带致病基因;调查家族病史无法直接对胎儿进行诊断,①③正确。
【小问2详解】
ALD为伴X隐性遗传(假设相关基因用A/a表示),男性只有1条X染色体,因此男性发病率等于致病基因a的基因频率,即致病基因Xa的频率为a,正常基因XA的频率为1−a。遗传平衡下,女性中正常纯合子XAXA的频率为(1−a)2;人群男女比例为1:1,女性占总人群的1/2,因此整个人群中女性正常纯合子的比例为1/2×(1−a)2=(1−a)2/2。
【小问3详解】
Ⅰ-1的基因型为XAXa、Ⅰ-2的基因型为XAY,患儿Ⅱ-4的基因型为XaY,比较他们的基因编码链(转录的非模板链)的测序结果可知,Ⅰ-1和Ⅱ-4相同,说明他们代表的是a基因的序列,而Ⅰ-2和Ⅱ-4的序列不同,说明Ⅰ-2代表的是A基因的序列,比较Ⅰ-2和Ⅱ-4的序列,发现G替换为A,发生的变异类型为碱基的替换,对应的氨基酸由精氨酸(CGG)变为谷氨酰胺(CAG),从而导致蛋白质结构出现异常。
【小问4详解】
母源SNHG14基因启动子区域高甲基化,抑制其转录,因此不会延伸至ABCD1基因区域,避免了与ABCD1转录的碰撞,从而保证母源ABCD1基因能正常转录并表达。表观遗传的核心内涵:在DNA碱基序列不变的前提下,通过甲基化、组蛋白修饰等机制调控基因表达,并产生可遗传的表型变化,表观遗传指的是生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
22. 维生素C是一种水溶性维生素,研究发现维生素C和TET2蛋白都与肿瘤形成有关。为探究维生素C和TET2蛋白对肿瘤形成的作用,科学家设计如下实验,请回答下列问题。
(1)科学家首先构建两种肿瘤小鼠品系(N品系和S品系):采用基因工程技术将荧光蛋白GFP基因插入小鼠体内TET2基因上游(两种小鼠品系体内TET2基因的表达调控机制不同),如下图所示:
将GFP基因插入TET2基因上游之前,需先进行PCR反应大量扩增,PCR反应缓冲溶液中一般需要添加Mg2+,目的是_______;将GFP基因插入TET2基因上游需要用到的工具酶有_______。
(2)科学家选取一种品系,提取该品系小鼠的肿瘤细胞进行培养和荧光检测,示意图如下图:
步骤②是_______;根据荧光检测结果,可判断科学家使用的是肿瘤小鼠品系_______(填“N”或“S”),依据是_______。
(3)为进一步探究维生素C与TET2蛋白的具体关系,科学家利用(2)中的肿瘤细胞进行实验,实验结果如下图。
对肿瘤细胞数量的统计可利用________(工具)在显微镜下观察、计数;根据以上结果推测,维生素C对肿瘤形成的具体作用是_______,影响肿瘤的形成。
【答案】(1) ①. 激活DNA聚合酶 ②. 限制酶、DNA连接酶
(2) ①. 传代培养 ②. N ③. N品系小鼠在没有四环霉素的条件下,荧光蛋白GFP基因持续表达,荧光强度强;添加四环霉素后GFP基因表达量下降,由于之前GFP蛋白的存在,导致荧光强度变弱
(3) ①. 血细胞计数板 ②. TET2蛋白抑制肿瘤细胞的增殖,维生素C通过增强TET2蛋白的活性/促进TET2基因的表达
【解析】
【小问1详解】
PCR缓冲液中添加Mg2+,主要作为激活DNA聚合酶。 将GFP基因插入TET2基因上游需使用限制性核酸内切酶切割载体和目的基因(GFP),再用DNA连接酶将二者连接,构建重组表达载体。
【小问2详解】
步骤②为传代培养(或分瓶培养),即将原代培养的细胞分装至多个培养瓶,以扩大培养规模并维持细胞活性。②据第一问图分析可知,N品系小鼠在没有四环霉素的条件下,荧光蛋白GFP基因持续表达,荧光强度强;添加四环霉素后GFP基因表达量下降,科学家使用的是肿瘤小鼠品系N,而图中不添加四环素的A组荧光强度远大于添加四环素的B组,可判断科学家使用的是肿瘤小鼠品系N。
【小问3详解】
使用血细胞计数板在显微镜下观察并计数肿瘤细胞数量。A组的荧光强度大于B组,说明A组的TET2基因表达量远大于B组;不添加维生素C时,A组细胞数目小于B组,表明高表达的TET2具有抑制肿瘤增殖的作用;A组添加维生素C后细胞数显著下降,B组添加维生素C后细胞数无明显变化,表明在维生素C具有抑制肿瘤细胞增殖的作用,且TET2表达量越高,维生素C对抑制肿瘤细胞的增殖作用显著;据此推测可知,维生素C对肿瘤形成的具体作用是:TET2蛋白抑制肿瘤细胞的增殖,维生素C通过增强TET2蛋白的活性。
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