内容正文:
高二生物学期末
时量75分钟 满分100分
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.线粒体DNA(mtDNA)通常为环状,在细胞中扮演着至关重要的角色。下列关于mtDNA的叙述,正确的是
A.mtDNA分子由两条脱氧核苷酸链组成,含有两个游离的磷酸基团
B.mtDNA分子中每个脱氧核糖都与2个磷酸基团相连
C.mtDNA分子的一条链上的相邻碱基通过氢键连接
D.15N标记mtDNA的两条链后,在含14N的环境中复制2次,子代DNA均含15N
2.某果蝇(2n=8)的染色体在联会时会形成富有特征性的“+”字形结构,称为“四射体”(如图所示),“四射体”中4条染色体在减数分裂Ⅰ后期两两随机分配移向两极,图中数字表示染色体上的基因。
下列相关叙述错误的是
A.光学显微镜下观察该果蝇有丝分裂细胞,可看到“四射体”
B.若仅考虑两对同源染色体及其基因组成,该个体理论上可形成6种配子
C.图中发生的变异可以为生物进化提供原材料
D.若该果蝇是雄果蝇,则其体内含有7种形态不同的染色体
3.重金属镉(Cd)不是植物生长发育中的必需元素,但随着工业发展,镉造成的水体污染已成为世界各国共同关注的环境问题。下列叙述正确的是
A.植物吸收的镉,可沿着食物链向更高营养级单向流动、逐级递减
B.镉在水体生物体内主要以有机物的形式存在和传递
C.镉进入人体内会形成稳定化合物不易排出,因此其循环不具有全球性
D.种植芦苇修复被镉污染的水体比种植水稻更有利于人和牲畜的健康
4.脑啡肽具有镇痛、抗炎、催产、止吐、降血压等作用。如图为脑啡肽的结构简式。下列说法正确的是
A.形成该多肽时,脱去的水中的氢全部来自氨基
B.该多肽是一种五肽化合物,完全水解可形成4种氨基酸
C.改变该多肽的氨基酸排列顺序,不会导致其丧失活性
D.该多肽经过高温处理后不能与双缩脲试剂发生反应
5.如图表示某动物细胞中分泌蛋白的合成、加工与分泌的部分过程,其中a、b、c分别代表不同的细胞器。下列相关叙述正确的是
A.图中的氨基酸只能从外界食物中获取
B.b在分泌蛋白加工和运输过程中膜面积基本保持不变
C.b产生的囊泡借助细胞骨架运输到c,该过程消耗能量
D.a、b、c共同参与构成细胞的生物膜系统
6.图①表示某动物处于不同分裂时期的细胞分裂图,图②表示该动物细胞分裂不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA数量的柱形图,图③表示细胞内染色体数目变化的曲线图。下列有关叙述正确的是
A.该动物性别为雄性,正常体细胞中含有4条染色体
B.图①中存在同源染色体的细胞是甲、乙、丙
C.图②中的Ⅰ时期为有丝分裂后期,可对应图③曲线中的IJ段
D.图③中HI段为受精作用,雌雄配子随机结合导致基因重组
7.生物技术的进步在给人类带来福祉的同时,也会引起人们对其安全性和伦理道德的关注。下列说法错误的是
A.反对克隆人的原因之一是克隆人是在人为制造在心理上和社会地位上都不健全的人
B.培育出的转基因产品经检测含有目的基因并在包装上标识清楚即可上市售卖
C.设计试管婴儿只是在特定背景下的一种应急措施,要严防滥用
D.我国反对生物武器及其技术和装备的扩散
8.人的排尿活动不仅受到脊髓的控制,也受到大脑皮层的控制。下列有关分析正确的是
A.膀胱充盈时,交感神经兴奋会使膀胱缩小,有利于完成排尿
B.膀胱充盈、扩张,最终在大脑皮层产生尿意,这属于一个反射活动
C.排尿时,脊髓的排尿中枢受到大脑皮层相应高级中枢的调控,属于分级调节
D.尿液对尿道的刺激可以加强排尿中枢的活动,这种调节方式为负反馈调节
9.夏末秋初,我国北方某自然保护区内的东方白鹳、丹顶鹤、白鹭等的幼鸟经过数月成长,已褪去绒毛,羽翼渐丰,正与亲鸟一同在湿地练习飞行、捕食,为即将到来的南迁之旅做最后的准备。下列叙述正确的是
A.该保护区岸边植物与湖心植物的生物分布属于群落的垂直结构
B.秋季使该保护区内丹顶鹤种群密度变化的主要因素是出生率和死亡率
C.候鸟的迁徙会改变群落的物种组成,群落的季节性变化属于次生演替
D.流行性疾病属于影响丹顶鹤种群数量变化的密度制约因素
10.研究人员为探究用5种不同方式培养酵母细胞时酵母种群的增长曲线,分别设置每隔3 h、12 h、24 h更换培养液组、保持恒定适宜酸性组和对照组进行实验,实验结果如图1所示;将其中某样品稀释100倍、台盼蓝染液染色,用血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.2 mm)进行计数,观察到一个中方格的菌体数如图2所示。下列叙述正确的是
A.培养条件为培养液保持恒定适宜酸性的一组,最符合的曲线为③曲线
B.据图2推测,1 mL培养液的活酵母菌数量约为1.125×108个
C.为保证酵母菌计数结果的准确性,实验时一般用无菌吸管从试管下部取样
D.将培养液滴入血细胞计数板的计数室,待酵母菌全部沉降后盖上盖玻片
11.真核细胞中miRNA是一类具有调控功能的非编码RNA,可与目标mRNA配对,阻止核糖体的移动,进而抑制基因表达。下列叙述错误的是
A.RNA聚合酶参与miRNA的形成,可驱动氢键断开并催化磷酸二酯键的形成
B.miRNA阻碍了靶基因的翻译过程进而减少蛋白质的合成
C.miRNA抑制基因表达引发基因沉默,不利于细胞分化
D.miRNA干扰技术可为肿瘤治疗提供药物研发新思路
12.有机农药苯磺隆是一种强效除草剂,长期使用会严重污染环境。研究人员按下图流程,选育能降解该除草剂的细菌(含一定量该除草剂的培养基不透明)。下列叙述正确的是
A.图Ⅱ采用平板划线法,既可分离纯化菌种,又可计数
B.实验中需对土样、培养基和培养皿等进行灭菌处理
C.图Ⅲ中菌落的透明圈越小,说明该细菌分解除草剂的能力越强
D.培养基中需以苯磺隆为唯一碳源,以筛选出目标菌株
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有一个或多个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全得2分,选错0分。)
13.如图为甲、乙两种单基因遗传病的家系图,已知其中一种病为伴性遗传且Ⅰ-1不含乙病致病基因。下列分析错误的是
A.甲病是伴X染色体隐性遗传病,乙病是常染色体显性遗传病
B.Ⅰ-2与Ⅱ-4基因型一定相同
C.Ⅱ-3与Ⅱ-4再生一个正常孩子的概率是3/8
D.Ⅲ-8同时患两种病,不可能生出正常的孩子
14.土壤盐碱化已经成为世界范围的生态环境问题。我国科学家已经培育出不惧海水短期浸泡,能在海边滩涂地和盐碱地生长的农作物品种——海水稻。海水稻在高盐胁迫下的应对机制如图所示,图中序号为转运蛋白。下列叙述错误的是
A.抑制细胞呼吸对Na+运出细胞没有影响
B.液泡的pH高于细胞质基质的pH,有利于Na+转运进入液泡
C.在高盐胁迫下,Na+以不同运输方式排出细胞和进入液泡以提高耐盐性
D.从耐旱植物中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
15.不对称体细胞杂交技术是指用射线处理供体细胞,使其部分染色体断裂、丢失后再与正常受体细胞融合,从而获得具有优良性状、同时避免较严重的异源染色体排斥的杂种植株。研究人员利用普通花椰菜(2n=18)与抗黑腐病黑芥(2n=16)进行不对称体细胞杂交,培育出抗病性增强的花椰菜。下列叙述正确的是
A.用一定剂量的射线照射花椰菜的原生质体,再与未经射线照射的黑芥原生质体融合
B.在抗病性增强的杂交细胞中,应选择黑芥核基因含量较高的细胞进行植物组织培养
C.染色体数量为19~34的杂种细胞经植物组织培养均可获得抗病性增强的花椰菜
D.该技术在减少非目标性状的引入及打破生殖隔离的限制上具有一定的优势
16.稻虾共作是一种南方常见的生态农业模式,通过科学规划,让水稻为小龙虾遮阴避敌、提供天然饵料残渣,小龙虾则摄食杂草、松土除虫、排泄肥田,形成良性循环。下图是某稻虾共作模式下的食物网,下列叙述错误的是
A.稻虾共作可实现比单独种植(养殖)更高的产量,并且可以提高能量的传递效率
B.稻田中的水稻、杂草、小龙虾等生物及水分、土壤等无机成分共同构成了生物群落
C.与普通稻田生态系统相比,稻虾共作稻田生态系统的抵抗力稳定性更高
D.稻虾共作可实现“一田双收,生态环保”的双赢局面,体现了生物多样性的直接价值
三、非选择题(共5大题,共60分。)
17.(12分)褪黑素是人类的松果体产生的一种内源激素,其分泌有昼夜节律,晚上分泌得多,白天分泌得少,具有调节睡眠的作用。请据图回答下列问题:
(1)人体调节昼夜节律的中枢位于_____。由图1可知光暗信号调节褪黑素分泌的过程属于______调节。
(2)儿童夜间开灯睡觉或夜间长时间受到电视、手机显示屏光等过强光照刺激可能导致出现性早熟现象,原因可能是夜间光刺激,导致___________________________,从而促进性腺和第二性征的发育,引起性早熟。
(3)科学家通过研究发现:蓝光、绿光和红光对褪黑素分泌量的影响存在差异,酶H是褪黑素合成的关键酶。研究人员利用同等强度的蓝光、绿光和红光分别照射小鼠,所得结果如图所示。据图2推测,人长期处于________环境中最可能导致失眠,理由是__________________。
(4)为进一步验证褪黑素对“下丘脑—垂体—性腺轴”的功能活动有抑制作用,现利用健康幼年雄性小鼠进行相关实验如下:
实验操作:将小鼠平均分为两组,给实验组小鼠注射适量褪黑素,给对照组小鼠_________;将实验组和对照组的小鼠都放在相同且适宜的环境下饲养一段时间,测定各组小鼠的___________。
18.(12分)在衰老细胞中,线粒体膜电位下降,导致线粒体活性氧(ROS)泄漏增加。ROS会破坏溶酶体膜的稳定性,使溶酶体内组织蛋白酶(如CathepsinB)泄漏至细胞质基质。泄漏的CathepsinB能切割并激活促凋亡蛋白Bax,同时也能切割核膜上的层黏连蛋白B1,诱导细胞出现衰老相关的分泌表型(SASP),并进一步加剧线粒体功能障碍,形成正反馈循环。请回答:
(1)细胞凋亡过程中,溶酶体释放的水解酶可分解细胞内容物,这体现了溶酶体 ________________________的功能。
(2)线粒体内膜向内折叠形成______,为__________(填具体过程)提供了反应所需酶的附着位点。
(3)在衰老细胞中,ROS异常升高,除了破坏溶酶体,还会直接损伤线粒体DNA(mtDNA)。mtDNA损伤会影响线粒体______(填“全部”或“部分”)蛋白质的合成。请从能量供应的角度,解释为什么衰老细胞需要激活无氧呼吸来维持生存:____________________________。
(4)根据材料,CathepsinB泄漏激活了Bax蛋白,但在衰老细胞中,这一过程并未直接引发大量细胞凋亡,反而促进了SASP,原因可能是衰老细胞中同时高表达了____(填“促凋亡”或“抗凋亡”)蛋白。清除体内衰老细胞可以延缓组织功能衰退,请基于“线粒体—溶酶体轴”机制,提出一种潜在的抗衰老药物研发思路: ____________________。
19.(12分)人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热,该病毒表面的糖蛋白(EV-GP)是主要的抗原,能诱导机体产生特异性免疫反应。为寻找治疗EV病的有效方法,研究人员开展了系列研究,回答下列问题:
(1)利用小鼠制备抗EV-GP单克隆抗体时,可将分离的B细胞与骨髓瘤细胞融合;融合后需用特定的选择培养基筛选,目的是获得_____细胞;筛选出的细胞还需要进行____________,最终获得能分泌特异性抗EV-GP抗体的细胞株。单克隆抗体制备过程运用了___________________________。
(2)抗EV-GP单抗可用于治疗EV感染,与传统的血清抗体治疗相比,单克隆抗体治疗的优势是________________________
(3)研究人员将制备的多种单抗分别与病毒混合,获得两种抑制效果较好的单克隆抗体A和B。研究人员用分子结构成像技术证实了A、B与EV-GP结合的位点不同,若将A和B进行如图所示的实验,一组加未标记抗体A和荧光标记抗体B,二组加未标记抗体B和荧光标记抗体B,则两组荧光强度对比,结果是 ___________,出现此结果的原因是___________________。
20.(12分)油茶是我国南方重要的木本油料树种,但经常因干旱出现减产问题。某科研小组以油茶为材料,探究不同干旱胁迫程度(CK为对照,轻度、中度、重度分别对应土壤含水量为田间含水量的70%、50%、30%)对其光合作用的影响,测定结果如下表所示。请回答下列问题:
(1)油茶叶肉细胞中,用于光合作用的色素分布于叶绿体的________上,细胞呼吸产生ATP最多的阶段发生的具体场所是
(2)分析表中数据可知,随着干旱胁迫程度加剧,水稻叶绿素含量逐渐_____其直接影响光合作用的______阶段。中度干旱时胞间CO2浓度下降,可能是由于_______________;重度干旱时胞间CO2浓度上升,原因是
(3)丙二醛(MDA)是植物在干旱条件下发生膜脂过氧化的产物之一。逆境中植物体内会产生超氧自由基,攻击类囊体膜结构,超氧化物歧化酶(SOD)具有清除超氧自由基的功能,从而保护植物免受伤害。为研究外源钙对干旱胁迫下油茶光合作用的影响,该科研小组分别测定了四种干旱条件下,喷施外源钙和不喷施外源钙的油茶叶肉细胞中MDA含量和SOD活性,得到如图所示结果:
据图分析,随着干旱程度加强,油茶叶肉细胞中MDA含量和SOD活性的变化情况为_________________________________________。
(4)根据上述实验结果推测,外源钙缓解干旱对油茶光合作用不利影响的机制可能是________________________________。
21.(12分)甘蔗是我国重要的糖料作物之一,传统的除草剂无选择性不能直接用于甘蔗生长期,因此培育耐除草剂转基因甘蔗是解决这个问题较有效的方法之一。研究人员从一种耐受该除草剂的野生植物中,克隆得到关键抗性基因W,将抗性基因W导入普通甘蔗中,培育出了耐除草剂甘蔗新品种,已知图乙中W基因转录方向为从左往右。不同限制酶的识别序列及切割位点如下表所示。请回答下列问题:
(1)基因表达载体中启动子是__________识别并结合的位点。质粒作为常用的载体,其特点有_________________________。
(2)构建基因表达载体时,应使用限制酶_______切割图甲中质粒,使用限制酶 _________切割图乙中含W基因的DNA扩增片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。
(3)W基因两端碱基序列如图丙所示,为了让W基因和质粒正确连接,利用PCR技术扩增W基因时需要设计一对引物,这对引物的序列分别为__________(从引物5'端开始书写,只写前12个碱基即可)。该片段扩增4次循环,需要消耗引物___个。
(4)检测W基因是否插入受体细胞的基因组或是否转录,可采用的技术是_______________。(答1种即可)
答案及解析
1.【答案】B
【解析】mtDNA是环状双链DNA分子,其基本单位为脱氧核糖核苷酸,不含有游离的磷酸基团,A错误;mtDNA是环状双链DNA分子,脱氧核糖均通过磷酸二酯键与两个磷酸基团相连(即连接一个磷酸基团和相邻核苷酸的磷酸基团),B正确;DNA分子中,同一条链上相邻碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”构成的骨架连接,而两条链之间的互补碱基才通过氢键配对连接,C错误;DNA复制方式为半保留复制,标记两条链后进行复制,复制2次会产生4个子代DNA,只有两个子代DNA分子含15N,D错误。
2.【答案】A
【解析】联会时才可能形成“四射体”,有丝分裂中同源染色体不联会,不会看到“四射体”,A错误。若“四射体”中4条染色体在减数分裂Ⅰ后期随机分配移向两极,会产生6种配子,B正确。图中的变异为染色体结构变异,属于可遗传变异,可遗传变异能为生物进化提供原材料,C正确;正常雄果蝇体内有5种不同形态的染色体,发生易位后比原来多出两种形态的染色体,故含有7种不同形态的染色体,D正确。
3.【答案】D
【解析】镉是重金属,在食物链中通过生物富集作用向更高营养级传递,浓度逐级递增,A错误;镉是重金属,在生物体内主要以离子或无机化合物形式存在,通过食物链传递时以无机物形式积累,而非有机物形式(如蛋白质、脂肪等),B错误;镉进入人体内会形成稳定化合物不易排出,但可以通过水体生物迁移等途径扩散至世界各地,因此其循环仍具有全球性,C错误;水稻作为粮食作物,吸收的镉可能通过食物链进入人体和牲畜,人体和牲畜不食用芦苇,不直接参与食物链,种植芦苇可降低健康风险,D正确。
4.【答案】B
【解析】该多肽由5个氨基酸组成,因此称为“五肽”,该多肽中5个氨基酸的R基分别为:①—CH2—(苯环)—OH、②—H、③—H、④—CH2—(苯环)、⑤—CH2—CH(CH3)—CH3。氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢分别来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基,A错误;其中②和③的R基均为—H(属于同一种氨基酸:甘氨酸),因此该多肽实际由4种氨基酸脱水缩合而成,B正确;多肽的结构与功能相适应,改变该多肽的氨基酸排列顺序,其结构会改变,可能会导致其丧失活性,C错误;该多肽经过高温处理后,空间结构被破坏,但肽键没有断裂,仍能与双缩脲试剂发生反应,D错误。
5.【答案】C
【解析】图中的氨基酸分为两类,必需氨基酸和非必需氨基酸,其中必需氨基酸只能从外界食物中获取,A错误;a、b、c分别是核糖体、内质网、高尔基体,分泌蛋白合成分泌的过程中,高尔基体接受了来自内质网的囊泡之后,又形成新的囊泡运输到细胞膜,整个过程中内质网膜面积减少,高尔基体膜面积基本不变,B错误;b内质网产生的囊泡借助细胞骨架运输到c高尔基体,该过程需要消耗能量,C正确;图中的a是核糖体,无膜结构,不参与构成细胞的生物膜系统,D错误。
6.【答案】A
【解析】图①中丙细胞处于减数分裂Ⅰ后期,且细胞质均等分裂,为初级精母细胞,该动物为雄性个体,甲细胞处于减数分裂Ⅱ后期,此时细胞中染色体数目与正常体细胞中染色体数目相同,故该动物正常的体细胞中有4条染色体,A正确;图①中甲、乙、丙细胞分别处于减数分裂Ⅱ后期、有丝分裂后期、减数分裂Ⅰ后期,存在同源染色体的细胞是乙、丙,B错误;图②中的Ⅰ时期为有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,为正常体细胞中染色体数目的两倍,KL段染色体数目为正常体细胞中染色体数目的两倍,二者对应,C错误;图③中HI段为受精作用,基因重组发生在减数分裂Ⅰ的前期和后期,不是发生在受精过程中,D错误。
7.【答案】B
【解析】由于克隆技术的不成熟,并且违反了人类现有的伦理道德观念,克隆人是在人为制造在心理上和社会地位上都不健全的人,A正确。转基因产品上市前需经过严格的安全性评估,B错误。设计试管婴儿往往是为了避免后代患某些遗传病,是特殊背景下的应急措施,要严格监管以防滥用,C正确。生物武器具有传染性等特点,会对人类造成严重威胁与伤害。我国反对生物武器及其技术和装备的扩散,D正确。
8.【答案】C
【解析】膀胱充盈时,副交感神经活动增强,促进膀胱收缩,从而使膀胱缩小,以利于尿液的排出,A错误;反射的结构基础是反射弧,膀胱充盈、扩张,最终在大脑皮层产生尿意,该过程没有经过一个完整的反射弧,不属于反射活动,B错误;脊髓的排尿中枢受大脑相应的高级中枢控制,在环境条件允许时,产生排尿反射,体现了神经系统的分级调节,C正确;尿液对尿道的刺激可以加强排尿中枢的活动,使排尿过程持续推进,这种调节方式为正反馈调节,D错误。
9.【答案】D
【解析】该保护区岸边植物与湖心植物的生物分布属于不同空间的群落分布,属于群落的水平结构,A错误;丹顶鹤属于迁徙动物,秋季导致自然保护区内丹顶鹤种群密度变化的主要因素是迁入率和迁出率,B错误;候鸟迁徙可以改变群落的物种组成,群落的季节性变化不属于群落的演替过程,C错误;流行性疾病对丹顶鹤种群数量的作用强度与种群密度相关,故流行性疾病属于密度制约因素,D正确。
10.【答案】B
【解析】曲线⑤菌数最少为对照组,酵母菌细胞呼吸产生CO2使培养液pH下降,而保持恒定适宜酸性有利于酵母菌生存,曲线④更为符合,曲线①②③分别为3 h、12 h、24 h更换培养液组,A错误。据图2可知,图中一个中格(16小格)中的酵母菌数总共有12个,其中3个被台盼蓝染色,说明为死细胞,不计数,则可计数酵母菌为9个,培养液中的酵母菌数=每个小格中的平均酵母菌数×400个小格÷溶液体积×酵母菌培养液稀释倍数,血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.2 mm)计数室体积为0.2 mm3=2×10-4mL,则该1 mL样品中酵母菌数约为9÷16×400÷(2×10-4)×100=1.125×108个·mL-1,B正确;待酵母菌培养液静置一段时间后,酵母菌会沉降在底部,为了计数结果准确,应该将培养液振荡均匀后再取样计数,C错误;应该先盖上盖玻片,再将培养液滴入血细胞计数板的计数室,D错误。
11.【答案】C
【解析】RNA聚合酶参与基因的转录,与miRNA的形成有关,其功能为驱动氢键断开并催化磷酸二酯键的形成,A正确;miRNA与靶基因转录的mRNA发生了碱基互补配对,进而阻碍了靶基因的翻译过程,最终减少蛋白质的合成,B正确;miRNA介导的基因沉默可调控基因选择性表达,而细胞分化的本质就是基因选择性表达,因此该过程对细胞分化可能是有利的,C错误;miRNA干扰技术可通过抑制蛋白质的合成抑制细胞的增殖,因此可以为肿瘤治疗提供药物研发新思路,D正确。
12.【答案】D
【解析】平板划线法仅可用于分离纯化微生物,不能用于微生物的计数,A错误;实验中需对培养基和培养皿等进行灭菌处理,土样不能灭菌处理,会将目标微生物杀死,B错误;根据培养基中菌落周围形成的透明圈直径与菌落直径比值的大小来判断细菌分解除草剂的能力,比值越大,细菌分解除草剂的能力越强,C错误;本实验是为了筛选能降解该有机除草剂的菌株,所以培养基需以该除草剂为唯一碳源,D正确。
13.【答案】ABD
【解析】据家系图分析,Ⅱ-3和Ⅱ-4均不患甲病,却生育了患甲病的女儿,说明甲病为常染色体隐性遗传病,已知其中一种病为伴性遗传,若乙病为伴X染色体隐性遗传,4号患乙病,其儿子7号必定患乙病,因此乙病为伴X染色体显性遗传,A错误;甲病是常染色体隐性遗传病,乙病为伴X染色体显性遗传病,假设相关基因分别用A、a和B、b表示,Ⅰ-2患乙病,所生女儿Ⅱ-5没有患病,而Ⅰ-1患甲病,因此Ⅰ-2的基因型为AAXBXb或AaXBXb,Ⅱ-4患乙病,其父亲不患乙病,Ⅱ-4不患甲病但所生女儿患甲病,因此Ⅱ-4基因型为AaXBXb,Ⅰ-2与Ⅱ-4基因型可能相同,B错误;Ⅱ-3基因型为AaXbY,Ⅱ-4基因型为AaXBXb,先考虑甲病,不患甲病的概率为3/4,再考虑乙病,不患乙病的概率为1/2,Ⅱ-3与Ⅱ-4再生一个正常孩子的概率是3/4×1/2=3/8,C正确;Ⅲ-8同时患两种病,基因型为aaXBXb,正常男性基因型为AAXbY或AaXbY,两者婚配可以生出正常的孩子,基因型是AaXbXb或AaXbY,D错误。
14.【答案】ABC
【解析】由图可知:Na+由细胞内排出细胞需要转运蛋白①协助,且消耗的能量来自H+浓度差引起的电化学梯度,其运输方式为主动运输,H+运出细胞需要消耗ATP,这也是一个主动运输过程,而主动运输需要细胞呼吸作用提供能量,故抑制细胞呼吸会使Na+运出细胞的速率减慢,A错误;题中显示,H+由细胞质基质进入液泡,需要消耗ATP,则H+由低浓度进入高浓度,液泡pH<细胞质基质pH,该梯度才能驱动H+顺浓度梯度出液泡,带动Na+转运进入液泡,B错误;Na+由细胞内排出细胞需要转运蛋白①协助,且消耗的能量来自H+浓度差引起的电化学梯度,其运输方式为主动运输;Na+由细胞质基质进入液泡需要载体蛋白⑤的协助,能量来自H+浓度差引起的电化学梯度,其运输方式也为主动运输,C错误;通过基因工程技术,从耐旱植物中克隆得到逆境胁迫相关基因,再导入改良农作物,是目前培育抗逆作物的有效途径,D正确。
15.【答案】D
【解析】据题意可知,射线应处理供体细胞,在本实验中,为了保留花椰菜的优良性状并引入黑芥的抗病基因,应该用射线照射黑芥的原生质体(供体),使其部分染色体断裂丢失,然后再与正常的花椰菜原生质体(受体)融合,A错误;为了尽量减少非目标性状(黑芥的不良性状)的引入并降低异源染色体的排斥,应该筛选出那些只含有少量黑芥染色体(即黑芥核基因含量较低)的杂交细胞进行培养,B错误;融合的细胞染色体数最多为18+16=34条,由于黑芥经过射线处理,部分染色体会丢失,所以杂种细胞的染色体数会少于34条,同时,因为引入了抗病基因(至少包含一条黑芥染色体片段),杂种细胞的染色体数至少为19,但是,染色体数量在19~34之间的杂种细胞,并不一定都含有抗黑腐病的基因片段,C错误;植物体细胞杂交技术本身就可以克服远缘杂交不亲和的障碍,打破生殖隔离。不对称体细胞杂交通过射线处理供体细胞使其部分染色体丢失,可以只保留供体的优良性状(如抗病基因),减少其他非目标性状(如黑芥的不良性状)的引入,D正确。
16.【答案】ABD
【解析】稻虾共作可实现比单独种植(养殖)更高的产量,提高了能量的利用率,而不是提高能量的传递效率,A错误;稻田中的水稻、杂草、小龙虾等生物部分及水分、土壤等无机环境共同构成了稻田生态系统,B错误;引入小龙虾后,稻田的生物种类增加,营养结构更复杂,生态系统的自我调节能力增强,抵抗力稳定性提高,C正确;在稻田中饲养小龙虾,可实现“一田双收,生态环保”的双赢局面,体现了生物多样性的直接和间接价值,D错误。
17. 【答案】
(1)下丘脑 神经
(2)褪黑素分泌减少,对“下丘脑—垂体—性腺”的抑制作用减弱,性激素分泌增加
(3)绿光 长期绿光照射下,小鼠的酶H的相对活性下降最显著,褪黑素合成显著减少,导致失眠
(4)注射等量的生理盐水 性腺发育状况或血浆中的性激素含量
【解析】(1)人体与生物节律相关的中枢位于下丘脑,下丘脑还具有调节体温、调节水平衡等功能。由图1可知光暗信号调节褪黑色素分泌的过程,需要神经中枢参与,去甲肾上腺素作为神经递质作用于松果体细胞,使其分泌褪黑素,该过程属于神经调节。
(2)由于褪黑素白天分泌减少,黑夜分泌增加,儿童夜间开灯睡觉或夜间长时间受到电视、手机显示屏光等过强光照刺激,导致褪黑素分泌减少,对“下丘脑—垂体—性腺”的抑制作用减弱,性激素分泌增加,从而促进性腺和第二性征的发育,引起性早熟。
(3)酶H是褪黑素合成的关键酶,从图2中信息可知,长期绿光照射下,小鼠的酶H的相对活性下降最显著,合成的褪黑素最少,据此推测,人长期处于绿光环境中最可能导致失眠。
(4)该实验的目的是验证褪黑素对“下丘脑—垂体—性腺轴”的功能活动有抑制作用,自变量为是否注射褪黑素,故实验组小鼠应注射适量褪黑素,对照组小鼠注射等量生理盐水。
18.【答案】
(1)分解衰老、损伤的细胞器/细胞结构(2分)(写不分或不对不给分)
(2)嵴(1分) 有氧呼吸第三阶段(1分)(写有氧呼吸第二阶段不给分)
(3)部分 线粒体功能受损,有氧呼吸产生的ATP不足,细胞通过增强无氧呼吸在细胞质基质中快速产生少量ATP以维持基本生命活动
(4)抗凋亡 研发能够稳定溶酶体膜(或抑制CathepsinB活性/清除线粒体ROS)的药物(三者写其一就给分,其化合理的答案,酌情给分)
【解析】(1)细胞凋亡过程中,溶酶体释放的水解酶可分解细胞内容物,这体现了溶酶体分解衰老、损伤的细胞器的功能。
(2)线粒体内膜向内折叠形成嵴,为有氧呼吸第三阶段提供了反应所需酶的附着位点。
(3)控制线粒体中的蛋白质合成的基因部分为线粒体内的基因,还有一部分是由核基因控制的,因此mtDNA损伤会影响线粒体部分蛋白质的合成。由于衰老的细胞线粒体功能受损,有氧呼吸产生的ATP不足,细胞通过增强无氧呼吸在细胞质基质中快速产生少量ATP以维持基本生命活动。
(4)CathepsinB泄漏激活了Bax蛋白,但在衰老细胞中,这一过程并未直接引发大量细胞凋亡,反而促进了SASP,原因可能是衰老细胞中同时高表达了抗凋亡蛋白。基于“线粒体—溶酶体轴”机制,抗衰老药物研发思路:研发能够稳定溶酶体膜(或抑制CathepsinB活性/清除线粒体ROS)的药物。
19.【答案】
(1) 杂交瘤(2分) 克隆化培养和抗体检测(2分) 动物细胞融合、动物细胞培养(2分)
(2)能准确识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合;可大量制备(2分) [答到特异性强(1分);大量制备/产量高(1分)]
(3)一组的荧光强度高于二组(2分) 一组中,未标记的抗体A不影响荧光标记抗体B与EV-GP的结合,荧光强度高;二组中,未标记的抗体B会占据部分结合位点,导致荧光标记抗体B无法结合,荧光强度低(2分)
【解析】(1)骨髓瘤细胞的特点是能无限增殖。利用小鼠制备抗EV-GP单克隆抗体时,可将分离的B细胞与骨髓瘤细胞融合,融合后的细胞经过选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体。筛选出的杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和抗体检测,才能得到能分泌特异性抗EV-GP抗体的细胞株。单克隆抗体制备过程主要运用了动物细胞融合和动物细胞培养等技术手段,利用的原理包括细胞膜的流动性和细胞增殖。
(2)单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的,所以具有特异性强、灵敏度高、可大量制备的优点,表现为:能准确识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合;通过单克隆抗体与药物结合实现药物精准靶向病原体,减少对正常细胞的伤害。
(3)研究人员用分子结构成像技术证实了A、B与EV-GP结合的位点不同,一组加未标记抗体A和荧光标记抗体B,二组加未标记抗体B和荧光标记抗体B。一组中,未标记的抗体A不影响荧光标记抗体B与EV-GP的结合,荧光强度高;二组中,未标记的抗体B会占据部分结合位点,导致荧光标记抗体B无法结合,荧光强度低,即两组荧光强度相比,结果是一组的荧光强度高于二组。
20.【答案】
(1) 类囊体薄膜(1分) 线粒体内膜(1分)
(2)降低(1分) 光反应(1分) 重度干旱影响植物的光合作用(或光合作用减弱),CO2消耗减少,而细胞呼吸仍正常进行,产生CO2(2分) (或答:重度干旱下净光合作用减弱,胞间CO2浓度增加) 气孔关闭或气孔导度减小(1分)导致CO2供应不足(1分)(本空共2分)
(3)MDA含量逐渐上升(1分),SOD活性先上升后下降(1分)(本空共2分)
(4)干旱胁迫下,外源钙能抑制MDA含量的增加(1分),提高SOD活性(1分),保护类囊体膜结构,利于光反应的进行(本空共2分)
【解析】(1)叶肉细胞用于光合作用的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上。细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸,其中有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多,该阶段是NADH与O2结合生成水的过程,场所为线粒体内膜。
(2)据表分析,随着干旱胁迫程度加剧,水稻叶绿素含量逐渐降低,其直接影响光合作用光反应阶段的进行,进而间接影响暗反应。中度干旱环境下,植物为减少水分散失,会关闭部分气孔,导致外界CO2通过气孔进入叶肉细胞的量减少,胞间CO2浓度因此降低;重度干旱会使水稻的光合作用强度大幅下降,叶肉细胞对CO2的消耗显著减少,而细胞呼吸仍能正常进行并产生CO2,CO2产生量大于消耗量,最终导致胞间CO2积累,浓度上升。
(4)根据表格信息和柱形图反映的信息,在干旱条件下,外源钙能抑制MDA含量的增加,提高SOD活性,从而保护类囊体膜结构,有利于光反应的进行。
21. 【答案】
(1)RNA聚合酶(1分) 具有一个至多个限制酶切割位点/有特殊的标记基因/能在受体细胞内复制和表达/对受体细胞无害(2分)(答对一点给1分,答对两点给2分)
(2)MfeⅠ、HindⅢ(2分) EcoRⅠ、HindⅢ(2分)
(3)5'-AAGCTTCTAGGA-3'(2分) 30(2分)
(4)PCR技术(或核酸分子杂交技术)(1分)(答DNA分子杂交/分子杂交/分子探针/DNA探针也可以给分)
【解析】(1)基因表达载体中,启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,质粒作为常用的运载体,其特点有具有一个至多个限制酶切割位点、有特殊的标记基因、能在受体细胞内复制和表达、对受体细胞无害。
(2)根据题图信息“图中W基因转录方向是从左往右”“质粒启动子到终止子方向为顺时针”,故重组质粒的启动子应在W基因左侧,终止子应在W基因右侧,W基因右侧只能用Hind Ⅲ切割,W基因左侧有BamH Ⅰ、Kpn Ⅰ、EcoR Ⅰ三种酶切位点,结合质粒情况及切割位点识别序列,应使用限制酶Mfe Ⅰ、Hind Ⅲ切割图甲中质粒,使用限制酶EcoR Ⅰ(切割出的黏性末端与Mfe Ⅰ相同)、Hind Ⅲ切割图乙中含W基因的DNA扩增片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒,因为限制酶Mfe Ⅰ和限制酶EcoR Ⅰ切割形成相同的黏性末端。
(3)利用PCR技术扩增W基因时需要设计一对引物,结合图丙的转录方向及碱基序列可知,该对引物需要与模板的3'端结合,故最终为5'-GAATTCATGTCT-3'和5'-AAGCTTCTAGGA-3'。该片段扩增4次循环,得到16个DNA分子,共32条链,其中2条母链不需要引物,所以需要消耗引物30个。
(4)可通过PCR等技术检测W基因是否插入受体细胞的基因组或是否转录。
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