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高二年级生物学学科题库
一、单选题:本大题共18小题,共36分。
1.鱼梁洲公园位于汉江中游,是襄阳市重要的生态湿地。这里水草丰美,芦苇丛生,浅滩中有螺蛳、河蚌,水中有鲫鱼、鲢鱼,岸边草丛里栖息着蝗虫、青蛙,时常有白鹭、野鸭前来觅食,水底还有大量的细菌和真菌。下列说法正确的是
A. 公园中的所有生物及其非生物环境构成生态系统的结构
B. 蝗虫→青蛙→白鹭,构成一条食物链
C. 水底中的大量的细菌和真菌在生态系统中均属于分解者
D. 食物网中的植食动物属于第二营养级
2.某河流生态系统中的能量流动情况如下图所示(单位:J·cm-2·a-1),Ⅰ-Ⅳ代表各个营养级,下列说法正确的是
A. 生态系统必须不断得到来自系统外的能量补充,才能维持正常功能
B. 第二营养级用于生长,发育,繁殖的能量约为343.4J·cm-2·a-1
C. 若该河流受到轻度污染,可通过物理沉降、化学分解和微生物分解等作用很快消除,这体现了生态系统的恢复力稳定性
D. 图中第三营养级向第四营养级的能量传递效率约为17.6%
3.碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施,吸收大气中的二氧化碳,从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。农田生态系统也具有潜在的碳汇功能。某地为实现“碳中和”目标,同时提高经济效益,设计了一体化种植模式,具体布局如下:
清水养殖区
立体农业区
作物种植区
水草+鱼类
棚架瓜果/蔬菜+地面小龙虾
水稻+小龙虾
吸收N、P提供饵料提供栖息环境
瓜果遮阴提高土地利用
小龙虾吃杂草、害虫排泄物肥田
下列有关叙述中正确的是
A. 虾稻共作体系中,小龙虾的粪便可为水稻提供物质和能量,从而减少化肥的使用
B. 该模式通过增加植被覆盖和有机肥还田,增强了生态系统的碳汇功能
C. 该模式中,碳在生物群落内部以CO2的形式传递,最终通过呼吸作用返回大气
D. 该生态系统中物质可以循环意味着该生态系统在物质上能实现自给自足
4.“蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽。”“呦呦鹿鸣,食野之苹。”“蜂蝶纷纷过墙去,却疑春色在邻家。”“孔雀东南飞,五里一徘徊。”下列对上述诗句中所蕴含的生物学知识的分析,合理的是
A. “蝉噪”和“鸟鸣”都属于物理信息,“蜂蝶纷纷过墙去”中的蜂蝶行为也依赖物理信息,且这些信息均只能在同一物种内部传递
B. “呦呦鹿鸣”属于行为信息,“孔雀东南飞,五里一徘徊”中的孔雀行为也属于行为信息,两者作用均为吸引异性和警示同类
C. “蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽”和“蜂蝶纷纷过墙去”均体现了信息传递可以调节生物的种间关系,进而维持生态系统的稳定
D. 诗句中涉及的信息传递与能量流动、物质循环一样,均是沿食物链单向进行的
5.湖北神农架大九湖湿地是我国华中地区重要的亚高山湿地生态系统,被誉为“华中水塔”。该湿地水草丰茂,鱼类、两栖类、鸟类等生物资源丰富。科研人员对该湿地生态系统进行了调查,得到了下列结果,下列说法正确的是
A. 图1中10-12月鸟类数量持续上升,主要是由于湿地水体面积扩大,为鸟类提供了更多食物和栖息场所
B. 图1中12月份鸟类数量最多但种类并非最多,说明该月鸟类的环境容纳量已达到上限
C. 图2中丰水期与枯水期景观差异显著,这种由水位周期性变化导致的群落结构改变属于次生演替
D. 该湿地中,多种鸟类能在同一区域长期共存,主要是因为它们占据了不同的生态位,这是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果
6.在“果树—鹅—草菇—蜜蜂”四位一体生态农业试验中,通过物种搭配与时空优化,实现了物质循环与能量多级利用。试验区(养鹅、种菇、放蜂)与对照区(常规管理)部分监测数据如下表:
监测项目
试验区(0~15cm土层)
对照区(0~15cm土层)
土壤有机质(g/kg)
15.1
8.0
土壤动物种类数(种)
17
8
苹果坐果率(%)
84.5
69.5
下列说法错误的是
A. 试验区的抵抗力稳定性高于对照区,主要原因是物种丰富度更高、营养结构更复杂
B. 草菇种植后剩余的菌渣与鹅粪混合堆肥,经过微生物发酵后返还果园,主要体现了生态工程中的物质循环再生原理
C. 由果树构成的食物链中,能量金字塔不会倒置,而生物数量金字塔却是倒置的,原因是果树个体大、数量少,但固定的能量多
D. 较多的害虫会吸引来更多的鸟类,从而降低害虫的数量,这体现了生态系统的正反馈调节机制
7.近年来,含氟污染物在水体中被广泛检出。研究者比较了挺水植物(鸢尾、芦苇)和沉水植物(金鱼藻、眼子菜)对复合污染水体的修复效果,实验结果如图甲所示,另外根据图乙显示,在挺水植物根系中引入丛枝菌根真菌(AMF)能有效提高全氟烷基酸(PFAAs)的去除率。下列说法正确的是
A. 对照组对N、P和PFAAs也有一定去除率,说明水体具有自我调节能力,该能力的基础是抵抗力稳定性
B. 植物吸收的N、P可用于合成DNA、ATP、脂肪等有机物,而吸收的PFAAs会沿着食物链在生物体内聚集
C. 由图甲可知,不同类型的水生植物对同种污染物的净化效果相似,且沉水植物优于挺水植物
D. 引入AMF能提高PFAAs去除率,原因可能是AMF扩大了根系吸收面积,这主要体现了生态工程的自生原理
8.棉铃虫是棉田常见害虫。科研人员比较了两种防治策略:甲策略:喷洒高效农药,能迅速杀死绝大多数棉铃虫,但同时杀死其天敌,并造成环境污染;乙策略:放养赤眼蜂(棉铃虫的卵寄生天敌),虽不能完全消灭棉铃虫,但能将其种群数量控制在经济阈值以下,且无环境污染。下列相关分析,不正确的是
A. 甲策略短期内棉铃虫数量骤降,可能是农药直接杀死了大量个体,但抗药性个体的比例会上升
B. 甲策略会破坏棉田的生物多样性,降低生态系统的抵抗力稳定性,易导致棉铃虫种群数量再度爆发
C. 保留棉田周边的杂草带会为棉铃虫提供庇护所,导致棉铃虫种群数量增加,因此乙策略实施时应清除所有杂草
D. 与甲策略相比,乙策略不污染环境,且能使能量更多地流向对人类有益的方向,但可能无法彻底消灭棉铃虫
9.只有正确处理人与资源,环境的关系,走可持续发展道路,才是人类唯一正确的选择。下列有关说法正确的是
A. 绿色出行、少吃肉类、大力植树造林可增大生态足迹,更有利于环境
B. 建立植物园属于多样性保护中的易地保护措施
C. 建立生态廊道,将大熊猫分布区连接起来,促进了大熊猫之间的基因交流,保护了物种多样性
D. 由于人类对氟氯烃、哈龙等化合物的使用,导致臭氧层变薄、雾霾、酸雨频发等一系列症状
10.下列关于微生物纯培养的叙述,正确的是
A. 配制培养基时,应先进行高压蒸汽灭菌,再调节pH至适宜范围
B. 平板划线法接种时,每次划线前和划线结束后,都需要对接种环进行灼烧灭菌
C. 将接种后的培养皿放入恒温培养箱中培养时,应将培养皿正置,以防止冷凝水滴落
D. 利用稀释涂布平板法统计样品中的活菌数目时,统计的菌落数往往比实际活菌数偏大
11.利用发酵罐处理含食用油的废水时,可获得单细胞蛋白,实现污染物资源化。菌株A和菌株B为能高效降解油脂的细菌,研究人员将菌株A和菌株B分别接种到含有同种食用油废水的发酵罐中进行发酵处理,检测两菌株细胞密度和脂肪剩余量,结果如图所示。下列叙述错误的是
A. 食用油不仅作为碳源,还可能作为诱导物诱导菌株合成相关的脂肪酶
B. 菌株A在0-40min主要生理活动可能是合成脂肪酶,导致虽消耗了油脂,但菌体数量未显著增加
C. 图中菌株B的细胞密度最终高于菌株A,说明菌株B对环境的耐受力一定强于菌株A
D. 若要提取菌株B体内的脂肪酶用于体外催化,需破碎细胞并进行酶的分离纯化
12.研究人员用PCR技术将t-PA第84位的半胱氨酸(对应基因模板链碱基序列为ACA)替换为丝氨酸(密码子为AGU),其过程如下图。下列叙述错误的是
A. 突变后t-PA基因中该位点的碱基对由A-T替换为T-A
B. 第一次PCR扩增时,突变上游引物需包含能与模板链ACA互补的突变序列AGT
C. 构建重组质粒时,可选用XmaⅠ和BglⅡ双酶切,避免目的基因与载体的自身环化
D. 转化后在含新霉素的培养基上生长的蓝色菌落,即为成功导入改良t-PA基因的重组菌
13.2024年诺贝尔化学奖聚焦于利用人工智能解析和设计蛋白质结构。AlphaFold2模型能基于氨基酸序列高精度预测蛋白质的三维结构;而“从头设计”技术则是先构思具有特定功能的蛋白质三维结构,再反向推导出能折叠成该结构的氨基酸序列,并合成相应的基因进行表达。下列相关叙述错误的是
A. 氨基酸的排列顺序蕴含着决定蛋白质空间折叠的关键信息,这是AI能够根据序列预测结构的生物学基础
B. 在“从头设计”蛋白质的过程中,若已确定目标蛋白质的氨基酸序列,推导其对应的mRNA碱基序列及设计编码该蛋白的基因时,结果均具有唯一性
C. AI预测蛋白质结构或进行“从头设计”,本质上是在模拟和遵循自然界中“基因→蛋白质结构→蛋白质功能”的中心法则及其延伸规律
D. 若将AI设计出的全新基因导入大肠杆菌并成功表达出具有生物活性的蛋白质,该过程体现了不同生物共用一套遗传密码,且蛋白质的功能与其特定的空间结构密切相关
14.苏云金杆菌产生的Bt毒素蛋白具有杀虫能力,科研人员利用由Bt毒素蛋白基因(Bt基因)改造而来的目的基因,成功培育出转基因抗虫棉。目的基因改造过程如图所示(数字表示基因序列中对应的核苷酸序号),其中穿梭质粒载体含T-DNA但不含Vir基因(可辅助T-DNA转移),由天然Ti质粒改造而来。
注:F1-F3,R1-R3表示引物;T-DNA-LB表示左边界;T-DNA-RB表示右边界;Ori表示复制原点;KanR表示卡那霉素抗性基因;HygBR表示潮霉素B抗性基因。
下列相关叙述正确的是
A. 若棉花细胞在含潮霉素培养基上能正常生长,说明重组基因已成功整合到棉花细胞的染色体DNA上并表达
B. 将重组质粒导入农杆菌时,需用Ca2+处理使其成为感受态细胞,且重组质粒中的KanR基因可作为筛选含目的基因的植物细胞的标记基因
C. 检测转基因棉花是否成功表达Bt毒素蛋白,可选用引物F3和R2进行PCR扩增,若出现特异性条带则说明表达成功
D. 若目的基因插入到穿梭质粒的T-DNA区域外,则该基因无法转移到植物细胞并整合到染色体DNA上
15.TMV(烟草花叶病毒)会使烟草叶片出现黄绿相间的花斑,严重影响烟草产量。为筛选抗TMV的烟草突变株,科研小组利用化学试剂EMS对烟草幼苗进行诱变处理,随后接种TMV进行筛选,实验流程如下:
烟草幼苗诱变幼苗出现花斑的叶片叶片组织愈伤组织抗 TMV植株
下列说法正确的是
A. 烟草幼苗的根尖分生区细胞无病毒,直接取其组织培养可获得抗TMV植株
B. 若花斑叶片中出现深绿色区域,取该区域组织培养可能获得抗TMV植株
C. 选取的叶片组织需先进行高压蒸汽灭菌处理,再进行脱分化和再分化培养
D. 接种TMV已起到选择作用,因此再分化得到的植株无需进行抗TMV鉴定
16.某些种类癌细胞表面的高表达膜蛋白PD-L1能与T细胞表面的PD-1结合,抑制T细胞的活化,使癌细胞实现免疫逃逸。临床上可利用小鼠制备抗PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗。单克隆抗体的制备需要进行两次筛选,第一次用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞。第二次克隆化培养后进行抗体阳性检测,检测原理如图所示,下列说法正确的是
A. 抗PD-1的单克隆抗体通过阻断PD-1与PD-L1的结合,从而解除对T细胞的抑制,恢复其杀伤功能
B. 在检测时加入的待测样本中必须含有活的杂交瘤细胞,以便细胞分泌抗体与固相抗原结合
C. 加入相应酶促反应底物显色后,颜色的深浅可代表抗PD-1抗体的量,颜色越深说明待测样液中抗PD-1抗体含量越低
D. 图中酶标抗体的“抗体”部分,可以通过直接注射PD-1蛋白给小鼠,从小鼠血清中分离纯化得到
17.我国科学家利用体细胞核移植技术成功培育出高产奶牛,部分流程如下图所示。其中,VPA为组蛋白去乙酰化酶抑制剂,Kdm4dmRNA为组蛋白去甲基化酶的mRNA。下列说法正确的是
A. VPA处理重构胚的目的是促进组蛋白去乙酰化,从而抑制基因表达
B. 图中将处理后的供体细胞注入去核卵母细胞的过程③,通常采用灭活病毒诱导融合
C. 小分子药物诱导供体细胞发生基因突变,使其恢复分裂和分化能力
D. 利用电脉冲、钙离子载体等物理或化学方法激活重构胚,可使其完成细胞分裂和发育进程
18.生物技术的安全性不仅包含我们在日常生活中经常听到的实验室生物安全事故,还涵盖了基因编辑等前沿技术的潜在风险、生物材料的跨境走私以及生产环节的安全隐患等。下列相关叙述错误的是
A. 转基因作物的基因可能通过花粉传播污染传统作物或野生近缘种,破坏生态平衡
B. 应用基因治疗必须充分评估工具蛋白本身的安全隐患
C. 经过基因编辑的微生物,只要实验室验证无致病性,可以直接用于工业生产和环境释放
D. 过度依赖基因改造可能导致农作物遗传多样性丧失,使整个物种在面对环境变化或新型病原体时变得极其脆弱
二、非选择题:本大题共4小题,共64分。
19.(16分)红树林是热带、亚热带海岸带重要的蓝碳生态系统,具有高效的固碳储碳功能。纯红树林人工林在修复初期生长迅速,但随着种植年限增加,部分纯林出现土壤有机质下降、林下生物多样性降低等问题。研究发现,红海榄+白骨壤混交林可显著改善土壤理化性质,提升微生物活性,促进生态系统功能恢复。回答下列问题:
(1)红树林实现固碳功能依赖的生理过程是________。将红树林纯林改造成混交林后,在防风消浪、固碳减排等方面有所提升,体现了生物多样性的________价值。改造时选择树种需考虑这些植物的耐盐性,生态位差异等因素,这遵循了生态工程的________原理。
(2)该湿地生态系统中,某杂食性鱼的植物性食物与动物性食物的比例由2∶1调整为5∶1,理论上讲,该生态系统供养的该杂食性动物的数量约为原来的________倍(能量传递效率按10%算)。
(3)研究发现,互花米草是一种入侵能力极强的外来植物,已在部分红树林修复区扩散,严重威胁本土红树植物的生存。为探究氮元素对互花米草生长的影响,科研人员设置不同浓度的铵态氮处理组(对照组用10mmol/L铵态氮处理),测定互花米草的地上生物量(茎叶)和地下生物量(根系),结果如下图所示。实验结果表明,互花米草能成功入侵红树林修复区的机制是:________,从而提高其环境适应能力和光竞争能力。
(4)该湿地因周边农业活动导致氮、磷输入增加,部分区域出现藻类大量繁殖。由于浮游动物身体微小,不易被捕捞,生命周期短,死亡后N、P等元素又回归到水体中,研究者提出在水华爆发的水体中投放鲢鱼、鳙鱼(以浮游植物和浮游动物为食)等,可达到从根本上治理的目的,原因是________________。
20.(16分)襄阳应时黄酒是湖北襄阳独有的非物质文化遗产,当地人习惯在早餐时搭配牛肉面食用。其酿造工艺讲究“应时而酿、应时而饮”,酒体呈乳白色,口感微酸带甜。由于未经高温灭菌,酒中保留了大量的活性微生物,被称为“活酒”。请结合所学知识,回答下列相关问题:
(1)襄阳应时黄酒的传统酿造以糯米为主要原料。在发酵前,需将蒸熟的糯米摊凉至30℃左右再加入酒曲,这样做的目的是________________。酒曲中含有霉菌和酵母菌等多种微生物,其中霉菌在发酵初期的主要作用是________________,为酵母菌发酵提供原料。
(2)应时黄酒酒体呈“乳白色”且被称为“活酒”,从微生物培养的角度分析,其酒体浑浊呈乳白色的主要原因是________________________。由于酒中含有大量活性微生物,若保存不当(如温度过高),黄酒口感会迅速变酸,这是因为酒液中的酒精在________(填微生物名称)的作用下转化为了醋酸。
(3)某生物兴趣小组为了探究不同酒曲对黄酒发酵品质的影响,需要分离并计数酒曲中的酵母菌。在制备酵母菌的固体培养基时,除了提供水、碳源、氮源和无机盐等主要营养物质外,还需要加入________作为凝固剂。若采用血细胞计数板对酵母菌进行计数,已知计数室的规格为1mm×1mm×0.1mm,由25个中方格组成(即25×16型)。在显微镜下统计5个中方格(四角和中央)的酵母菌平均数为18个,且发酵液已稀释了100倍,则1mL发酵液中的酵母菌数量约为________个。
(4)在发酵过程中,发酵液会出现泡沫,其原因是________________________。发酵后期,随着酒精浓度的升高,发酵速率会逐渐减慢甚至停止,从细胞呼吸的角度分析,其主要原因是________________________。
21.(16分)肿瘤细胞表面常高表达某些特异性抗原(如抗原A),而T细胞表面的CD3受体被激活后能极大促进T细胞的免疫杀伤效力。为了实现对肿瘤细胞的定向杀伤,科研人员尝试通过基因工程技术制备能同时结合抗原A和CD3受体的“双特异性抗体”。请结合下列资料回答问题:
资料一:传统的鼠源单克隆抗体进入人体后,其恒定区会被人体免疫系统识别并分解。为了解决这一问题,研究人员通过基因工程手段,将鼠源抗体的可变区与人源抗体的恒定区拼接,构建成“嵌合抗体”(如图1)。
资料二:科研人员分别获取了抗抗原A的鼠源单克隆抗体基因(VH1-VL1)和抗CD3的鼠源单克隆抗体基因(VH2-VL2),并通过一段Linker序列将它们连接成融合基因(VH1-VL1-Linker-VH2-VL2)。图2为构建重组质粒时选用的载体及部分限制酶的识别序列与切割位点。
(1)资料一中,嵌合抗体的制备属于蛋白质工程的范畴。在构建嵌合抗体基因时,需要将鼠源抗体的________基因与人源抗体的________基因进行拼接。与传统的鼠源单克隆抗体相比,嵌合抗体在临床治疗中的优势是________。
(2)在获取目的基因时,科研人员采用RT-PCR技术。若已知抗抗原A抗体的轻链可变区(VL1)mRNA的部分序列为5′-AUG GCU UAC…-3′,为了扩增该片段并在其5′端引入BamHⅠ酶切位点,请写出上游引物前17个碱基的序列(包含保护碱基GG和酶切位点,方向5′→3′):________。
(3)结合图2分析,为了保证融合基因(VH1-VL1-Linker-VH2-VL2)能定向且正确地插入质粒载体中,在构建重组质粒时,应选用________(填限制酶名称)对含目的基因的DNA片段和质粒进行双酶切。不选用EcoRⅠ和HindⅢ组合的原因是________。
(4)将重组质粒导入CHO细胞(中国仓鼠卵巢细胞)后,需进行筛选和检测。
①在培养基中加入________可初步筛选出导入了重组质粒的CHO细胞。
②为了检测CHO细胞是否成功表达出双特异性抗体,可采用________技术。
(5)相比于单独使用抗抗原A的单克隆抗体或抗CD3的单克隆抗体,该双特异性抗体在肿瘤治疗中具有更好的疗效,请结合免疫学知识推测其作用机理:________。
22.(16分)重组人组织纤溶酶原激活剂(rhPA)是临床治疗血栓疾病的新型生物药品。某科研团队采用转基因兔乳腺生物反应器批量生产rhPA。简要步骤为构建乳腺特异性表达载体PCL25/rhPA(图1,β—casein作为调控序列,CMV为启动子,Sad Ⅰ、Xho Ⅰ、Not Ⅰ所在位置表示相关限制酶切点,AmpR为氨苄青霉素抗性基因),酶切后得片段(图2),注射到兔体内,培养一段时间,检测仔兔rhPA基因PCR扩增产物(图3)和检测rhPA生物活性(图4)。回答下列问题:
(1)图1中乳腺特异性表达载体PCI.25/rhPA中的____________能被RNA聚合酶识别并结合,开启转录过程。复制原点(ori)序列中____________碱基对含量高时,不利于DNA复制时解旋。
(2)为将目的基因定向插入载体且不破坏关键元件,结合图1、图2酶切位点分析,需用____________限制酶切割PCL25/rhPA,获得线性化表达载体。将该载体通过显微注射法注射到兔____________的雄原核内,重构胚需培养至桑葚胚和囊胚时期后,移植到____________的受体母兔子宫内完成妊娠。
(3)对实验得到的1-6号仔兔进行PCR扩增产物检测。M道为已知相对分子质量大小的DNA做标准对照,2-6为实验组,7道为注射转移用表达载体做阳性对照,1号阴性对照应选择________(填“普通兔基因组DNA”或“含rhPA基因的质粒”),以排除非特异性扩增干扰。根据图3中电泳结果,说明________号仔兔成功导入rhPA基因。
(4)为检测rhPA的生物活性,设计如下实验:
实验组:编号A-E的转基因动物奶样(rhPA浓度依次降低);
阳性对照组:F-J溶栓药物阿替普酶(浓度依次降低);
空白对照组:K-M正常兔奶样。
将样品接种于含类血栓物质的培养基,若观察到以下结果,可证明rhPA具有溶栓活性:
①A-E组出现溶栓透明圈,且透明圈直径满足________(用字母和“>”表示);
②F-J组出现溶栓透明圈,且透明圈直径满足________(用字母和“>”表示);
③K-M组________(填“有”或“无”)溶栓透明圈。
参考答案
1.【答案】D
【解析】A. 公园中的所有生物及其非生物环境构成的是生态系统,而非生态系统的结构,生态系统的结构包括组成成分和营养结构,A错误;
B. 食物链的起点必须是生产者(如植物),该链缺少生产者,不能构成完整的食物链,B错误;
C. 水底中的细菌和真菌并不都属于分解者,例如有些细菌是生产者(如光合细菌)或消费者(如寄生细菌),C错误;
D. 在食物网中,植食动物直接以生产者为食,属于第二营养级,D正确。
2.【答案】A
【解析】分析图表可得,Z=+-=17J·cm-2·a-1,Y=++Z-=J·cm-2·a-1,X=++-217-Y=J·cm-2·a-1。
A.生态系统能量流动是单向、逐级递减的,最终以热能形式散失,因此必须不断从系统外(如太阳) 获得能量补充,才能维持正常功能,A正确;
B.用于生长、发育、繁殖的能量= 同化量-呼吸消耗量,第二营养级的同化量=++=J·cm-2·a-1,呼吸消耗为 X=J·cm-2·a-1,故用于生长、发育、繁殖的能量=-=J·cm-2·a-1,B错误;
C.轻度污染后通过物理、化学、微生物作用很快消除,这是生态系统抵抗干扰、保持原状的能力,属于抵抗力稳定性,而非恢复力稳定性,C错误;
D.能量传递效率= (下一营养级同化量/ 上一营养级同化量)100%。第三营养级同化量为Y+=106J·cm-2·a-1,传递给第四营养级同化量为Z=17J·cm-2·a-1,计算得(17/ 106)100%%,不是%,D错误。
3.【答案】B
【解析】A. 小龙虾的粪便经分解者分解后,可为水稻提供无机盐(物质),但不能提供能量,A错误;
B.增加植被覆盖可增强光合作用吸收 CO₂,有机肥还田可减少化肥使用并增加土壤有机碳,因此该模式确实增强了生态系统的碳汇功能,B正确;
C. 碳在生物群落内部以有机物的形式传递,而非 CO₂形式,C错误;
D. 生态系统中的物质循环是全球性的,该生态系统不断有物质的输出,不能在物质上完全自给自足,D错误。
4.【答案】C
【解析】 A.“蝉噪”和“鸟鸣”属于物理信息(声音),“蜂蝶”依赖的“花色”等也属于物理信息,但这些信息并非只能在同一物种内部传递,例如天敌可通过蝉鸣定位猎物,A错误;
B.“呦呦鹿鸣”属于物理信息(声音),不属于行为信息,“孔雀东南飞”属于行为信息,B错误;
C.蝉鸣、鸟鸣体现相互衬托的环境感知,蜂蝶过墙体现对邻家花色的趋性,两者均体现了信息传递可调节种间关系(如竞争、捕食等),进而维持生态系统稳定,C正确;
D.信息传递不一定沿食物链单向进行,可以是双向的(如捕食者与猎物之间),这与能量流动的单向性不同,D错误。
5.【答案】D
【解析】A. 由图2可知,枯水期为12月-次年3月,故10月-12月水体面积逐渐变小,鸟类数量上升,主要是因为南迁的候鸟在此停歇、越冬,同时枯水期裸露的泥滩、草滩提供了丰富的食物来源和栖息空间,A错误;
B. “环境容纳量(K值)”是针对单一物种种群的,不能用于描述包含多种鸟类的“鸟类”这个大类群。逻辑不成立:数量达到峰值≠达到 K 值,可能只是候鸟迁徙过境或食物短期丰富导致的暂时性聚集,B错误;
C. 图 2 中丰水期与枯水期的景观差异是周期性水位变化导致的群落结构暂时性改变,并非群落演替,属于群落的季节性变化,C错误;
D. 多种鸟类在同一区域长期共存,是因为它们通过生态位分化(如食性、栖息地、活动时间不同)减少竞争,这是物种之间及生物与环境之间协同进化的结果,D正确。
6.【答案】D
【解析】A. 试验区物种丰富度高、营养结构复杂,因此抵抗力稳定性高于对照区,A 正确。
B. 菌渣与鹅粪经微生物发酵后返还果园,实现了废弃物的资源化,体现了生态工程中的物质循环再生原理, B 正确。
C. 由果树构成的食物链中,能量金字塔不会倒置;生物数量金字塔在特定情况下(如一棵树与树上昆虫)可能倒置,原因是果树个体大但数量少、固定的能量多, C 正确。
D. 害虫增多吸引更多鸟类,鸟类捕食导致害虫数量下降,这属于负反馈调节(结果抑制初始变化),而非正反馈调节(结果放大初始变化), D 错误。
7.【答案】D
【解析】A.对照组对N、P和PFAAs也有一定去除率,说明水体具有自我调节能力,但该能力的基础是负反馈调节,而非抵抗力稳定性(抵抗力稳定性是自我调节能力的结果表现),A错误;
B.植物吸收的N、P可用于合成DNA、ATP等有机物,但脂肪不含N、P,因此“合成脂肪”错误,B错误;
C.由图甲可知,不同类型水生植物对同种污染物的净化效果并不相似(如对PFAAs去除率,鸢尾约40%,金鱼藻约80%),且并非所有污染物的净化效果沉水植物均优于挺水植物(如对N、P去除,挺水植物鸢尾效果更好),C错误;
D.引入AMF能提高PFAAs去除率,原因可能是AMF扩大了根系吸收面积,增强了植物对污染物的吸收能力,这维持系统的自生,体现了生态系统的自生原理,D正确。
8.【答案】C
【解析】A.高效农药会直接杀死大部分棉铃虫,但不具有抗药性的个体被淘汰,抗药性个体存活并繁殖,种群中抗药性基因频率上升,因此抗药性个体比例会上升,A正确;
B.甲策略在杀死棉铃虫的同时,也杀死了其天敌,破坏了食物链和食物网,降低了棉田生态系统的生物多样性,抵抗力稳定性下降,棉铃虫的天敌减少后,一旦环境适宜,棉铃虫种群数量容易再度爆发,B正确;
C.保留棉田周边的杂草带不一定导致棉铃虫种群数量增加,因为杂草带也可能为赤眼蜂等天敌提供栖息地,反而可能增强生物防治效果,C错误;
D.乙策略(生物防治) 不污染环境,能使能量更多流向对人类有益的方向(减少流向棉铃虫的能量),但确实无法彻底消灭棉铃虫(控制在经济阈值以下即可),D正确。
9.【答案】B
【解析】A.绿色出行、少吃肉类、大力植树造林可减小生态足迹(生态足迹越大代表对环境影响越大),而不是增大, A错误;
B.建立植物园、动物园及濒危物种繁育中心等,属于易地保护(迁地保护),B正确;
C.建立生态廊道将大熊猫分布区连接起来,可减少种群隔离,促进基因交流,有利于保护保护遗传多样性,C错误;
D.氟氯烃、哈龙等化合物主要导致臭氧层变薄,但雾霾与颗粒物排放有关,酸雨与硫氧化物、氮氧化物有关,D错误。
10.【答案】B
【解析】A.在配制培养基时,应该先调节pH,然后再进行灭菌。如果先灭菌再调节pH,调节过程中加入酸、碱溶液或操作本身会再次引入杂菌,导致灭菌失效,A错误;
B.平板划线法中,每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线后残留的菌种,确保本次划线的菌种来自上次划线的末端,从而通过连续划线使菌种逐渐稀释,最终获得单个菌落,划线结束后灼烧是为了杀死接种环上残留的菌种,避免污染环境和感染操作者,B正确;
C.培养皿在恒温培养箱中培养时,应该倒置(即Ⅲ底朝上,Ⅲ盖朝下) 。这样做一方面可以防止培养过程中产生的水蒸气在Ⅲ盖上凝结成水珠滴落到培养基表面,造成菌落连片污染,另一方面也能减缓培养基中水分的过快挥发,C错误;
D.利用稀释涂布平板法计数时,其原理是推测样品中的活菌数。但由于当两个或多个细胞连在一起时,在平板上观察到的只是一个菌落,因此统计的菌落数往往比实际的活菌数目偏小,D错误。
11.【答案】C
【解析】A.很多降解酶是诱导酶,需要底物诱导合成,A正确;
B.这是一个典型的“延滞期”或“适应期”特征。虽然脂肪被消耗(说明酶已经开始工作或者在进行基础代谢),但细胞分裂尚未进入对数期。对于菌株 A,它可能优先将能量用于合成降解油脂所需的脂肪酶或调节自身代谢以适应环境,而不是立即进行细胞分裂,B正确;
C.图中只能看出在该特定实验条件下菌株 B 长得好,不能直接推断出它对环境的“耐受力”(如耐高温、耐酸碱、耐高盐等)一定强于 A,也许只是在这个特定碳源下它的代谢途径更高效,C错误;
D.提取细胞内的脂肪酶,需要破碎细胞提取,D正确。
12.【答案】D
【解析】A.模板链原序列为ACA, 对应密码子UGU; 突变后对应密码子AGU, 模板链需为TCA。该位点碱基对由A-T(原模板链A对应编码链T) 替换为T-A(突变后模板链T对应编码链A),A正确;
B.模板链序列为ACA,突变上游引物要与模板链互补,且引入突变使密码子变为AGU,引物突变序列为AGT,可与模板ACA配对,B正确;
C.XmaⅠ识别CCCGGG、BglⅡ识别AGATCT, 二者切割产生不同的黏性末端, 双酶切可避免目的基因与载体的自身环化和反向连接,C正确;
D.mlacZ基因的表达产物会使菌落呈蓝色, 若目的基因插入mlacZ内部, 会破坏其表达, 菌落呈白色。因此含新霉素的培养基上生长的白色菌落才是导入重组质粒的细菌,D错误。
13.【答案】B
【解析】A.蛋白质的一级结构(氨基酸序列)决定了其高级结构(空间结构)。AlphaFold2 正是利用了这一核心生物学原理,通过深度学习海量的已知蛋白质序列与结构数据,从而实现了从序列到结构的精准预测,A正确;
B.由于遗传密码具有简并性(即一种氨基酸可能对应多种密码子),因此,即使已知目标蛋白质的氨基酸序列,推导出的 mRNA 碱基序列也不是唯一的;同理,在设计编码该蛋白的基因(DNA 序列)时,也需要考虑密码子偏好性等因素,其碱基序列同样不具有唯一性,B错误;
C.无论是 AlphaFold2 的“序列→结构”预测,还是“从头设计”的“功能/结构→序列→基因”逆向工程,都没有脱离生物学的核心法则。它们都是基于中心法则(基因指导蛋白质合成)以及结构与功能相适应的规律进行的计算与模拟,C正确;
D.将人工设计的基因导入原核生物(如大肠杆菌)中能合成出与真核生物或自然界原有蛋白质结构、功能一致的产物,这直接证明了地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码。同时,表达出的蛋白质必须折叠成正确的空间结构才能具备相应的生物活性(如酶的催化活性、抗体的特异性结合等),D正确。
14.【答案】D
【解析】A. 棉花细胞在含潮霉素培养基上能正常生长, 只能说明潮霉素抗性基因表达并发挥作用,重组基因并不一定表达并发挥作用,A错误;
B.将重组质粒导入农杆菌时, 确实需要用处理使其成为感受态细胞。但是, 根据图示,(卡那霉素抗性基因) 位于T-DNA区域之外, 而只有T-DNA内部的基因(如) 才会被转移到植物细胞并整合到染色体上。因此,只能用于筛选含有重组质粒的农杆菌, 而不能作为筛选含目的基因的植物细胞的标记基因(筛选植物细胞应使用潮霉素B) ,B错误;
C.PCR技术用于检测目的基因是否导入或转录,而不是直接检测蛋白质是否表达。检测蛋白质表达通常采用抗原-抗体杂交技术。此外, 选用引物F3和R2进行PCR扩增,只能证明目的基因是否存在于基因组中, 不能证明其是否翻译成了蛋白质,C错误;
D.农杆菌转化法的原理是Ti质粒上的T-DNA(可转移DNA) 可以转移并整合到受体细胞的染色体DNA上。如果目的基因没有插入到T-DNA区域(即T-DNA-LB和T-DNA-RB之间),它就不会随T-DNA一起转移进入植物细胞核并整合到染色体上, 从而导致转化失败,D正确。
15.【答案】B
【解析】A.根尖分生区细胞几乎无病毒, 可用于培育脱毒苗, 但未经TMV抗性筛选, 无法直接获得抗TMV植株,A错误;
B.花斑叶片中的深绿色区域细胞可能未被TMV侵染, 具备抗TMV特性, 取该区域组织培养可能获得抗TMV植株,B正确;
C.叶片组织消毒即可, 高压蒸汽灭菌会杀死植物细胞, 无法进行组织培养,C错误;
D.接种TMV仅初步筛选, 再分化得到的植株仍需进行抗TMV鉴定, 确认抗性是否稳定遗传,D错误。
16.【答案】A
【解析】A.抗PD-1单克隆抗体特异性结合PD-1,阻断其与PD-L1的结合,解除对T细胞的抑制,恢复T细胞杀伤功能,A正确;
B.待测样本应为杂交瘤细胞培养上清液或纯化抗体,无需活细胞参与检测,B错误;
C.颜色越深,代表结合的抗体越多,即抗PD-1抗体含量越高,而非越低,C错误;
D.酶标抗体的“抗体”部分需是特异性识别抗PD-1抗体的二抗,不能直接从小鼠血清中分离获得,因血清含多克隆抗体,缺乏特异, D错误。
17.【答案】D
【解析】 A.VPA是组蛋白去乙酰化酶抑制剂抑制组蛋白去乙酰化维持组蛋白乙酰化状态染色质结构松散促进基因表达,A错误;
B.过程为供体细胞核注入去核卵母细胞后的融合步骤, 常规采用电融合法或PEG化学融合法, 而非灭活病毒诱导(后者用于动物细胞融合) ,B错误;
C.小分子化合物诱导成纤维细胞重编程为iPS细胞, 属于表观遗传调控(如DNA甲基化、组蛋白修饰改变),不涉及DNA序列改变(即非基因突变) ,C错误;
D.重构胚需通过物理或化学方法激活以启动发育:物理方法:电脉冲;化学方法:钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等。这些方法模拟受精信号, 触发细胞周期重启与胚胎发育,D正确。
18.【答案】C
【解析】A.转基因作物如果种植在野外或与传统作物相邻,其花粉可能随风或昆虫传播到传统作物或野生近缘种上,导致基因漂移(基因污染)。这种外源基因的引入可能会改变野生种群的遗传特性,甚至产生更具侵略性的“超级杂草”,从而破坏当地的生态平衡,A正确;
B.基因治疗通常需要使用载体(如病毒载体)或基因编辑工具(如 CRISPR-Cas9 系统中的 Cas9 蛋白)。这些工具蛋白在人体内可能会引发免疫反应,或者存在脱靶效应等潜在风险。因此,在临床应用前,对这些工具蛋白的安全性进行充分评估,B正确;
C.即使实验室验证无致病性,经过基因编辑的微生物也不能直接用于工业生产或环境释放,还需要经过多阶段的安全性评估、环境风险评估以及法规审批,避免出现不可预见的生态后果,C错误;
D.如果农业生产中大面积种植少数几种经过基因改造的农作物品种,会导致农作物基因库变得单一。一旦环境发生剧烈变化或出现能够感染这些特定品种的新型病原体,由于缺乏遗传多样性,整个作物种群可能面临大面积减产甚至绝收的风险,D正确。
19.【答案】(1)光合作用;间接;协调、自生
(2)1.6
(3)在低氮环境中,促进地下部分生长扩大吸收氮的面积,在高氮环境中,促进地上部分生长来增加光合面积
(4)鱼类大量捕食藻类,大大减少水体中的 N、P 等元素;可以对鱼类进行捕捞,从而将部分 N、P等元素从该生态系统中去除
【解析】(1)红树林实现固碳功能依赖的生理过程是光合作用。将红树林纯林改造成混交林后,在防风消浪、固碳减排等方面有所提升,体现了生物多样性的间接价值。改造时选择树种需考虑这些植物的耐盐性,生态位差异等因素,这遵循了生态工程的协调、自生原理。
(2)设调整前该鱼获得的能量为 E,植物性食物占 2/3 E,动物性食物占 1/3 E。按 10%传递效率:植物性食物需消耗生产者:(2/3 E) ÷ 10% = 20/3 E,动物性食物需消耗生产者:(1/3 E) ÷ 10%÷ 10% = 100/3 E,总消耗生产者:20/3 E + 100/3 E = 40E;调整后,该鱼获得能量设为 E',植物性食物占 5/6 E',动物性食物占 1/6 E'。植物性食物需消耗生产者:(5/6 E') ÷ 10% = 50/6 E' = 25/3 E',动物性食物需消耗生产者:(1/6 E') ÷10%÷ 10% = 100/6 E' = 50/3 E',总消耗生产者:25/3 E' + 50/3 E' = 25E',生产者总量不变,则 40E = 25E',得E' = 40/25 E = 1.6E。
(3)据图可知,在 0.025 到 0.1mmol∙L-1的氮浓度下,互花米草地下生物量高于地上生物量;在 0.5 和 10mmol ∙L-1的氮浓度下,地上生物量高于地下生物量,所以在低氮环境中,促进地下部分生长,扩大吸收氮的面积,在高氮环境中,促进地上部分生长,以增加光合面积。
(4)在水华爆发的水体中投放鲢鱼、鳙鱼(以浮游植物和浮游动物为食),可从根本上治理的原因:鱼类大量捕食藻类,大大减少水体中的 N、P 等元素;可以对鱼类进行捕捞,从而将部分 N、P 等元素从该生态系统中去除。
20.【答案】(1)防止高温杀死酒曲中的微生物(或防止高温破坏酶的活性);将糯米中的淀粉水解为小分子糖类(葡萄糖)
(2)酵母菌等微生物大量繁殖(或微生物菌体悬浮在酒液中);醋酸菌(或醋酸杆菌)。
(3)琼脂; 4.5×108。
( 4)酵母菌进行细胞呼吸(有氧呼吸和无氧呼吸)产生了 CO2;高浓度的酒精对酵母菌细胞有毒害作用(或高浓度酒精抑制了酵母菌的酶活性 /细胞呼吸)。
【解析】 (1)考查酶的作用条件及发酵原理。酒曲中的微生物和酶在高温下会失活,因此需冷却;霉菌(如根霉、曲霉)富含淀粉酶,负责糖化过程。
(2)考查微生物的生长现象及果醋制作原理。浑浊是菌体存在的表现;变酸是因为醋酸菌在有氧条件下将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
(3)考查微生物的培养与显微镜直接计数。固体培养基常用琼脂作为凝固剂。计算过程:血细胞计数板计数室的体积为 1mm×1mm×0.1mm=0.1mm3=10-4mL。25×16 型计数板共有25个中方格,5 个中方格的平均数为 18 个,则整个计数室(25 个中方格)的酵母菌总数约为18×25=450个。代入公式:酵母菌数/mL=计数室总菌数÷计数室体积×稀释倍数=450÷10 -4×100=450×104×100=4.5×108。(注:常规简化公式为:酵母菌数/mL=5 个中方格平均菌数×25×10×稀释倍数=
18×25×104×100=4.5×108)。
( 4)考查细胞呼吸产物及发酵条件的控制。泡沫源于 CO2的产生;发酵后期酒精积累会抑制微生物自身的生命活动。
21.【答案】(1) 可变区;恒定区;降低了免疫排斥反应(或: 减少了被人体免疫系统分解的风险) ,提高了抗体在人体内的稳定性和疗效。
(2) 5'-GGGGATCCATGGCTTAC-3'
(3)BamHI和XhoI;EcoRI和HindⅢ的酶切位点位于质粒的新霉素抗性基因(标记基因)内部,使用这两种酶切割会破坏标记基因,导致无法进行后续的筛选,(答案二:EcoRI和HindⅢ的酶切位点不在启动子和终止子间, 导致目的基因插入后无法正常表达)
(4)新霉素
抗原-抗体杂交
(5) 双特异性抗体的一头能特异性结合肿瘤细胞表面的抗原A, 另一头能结合T细胞表面的CD3受体,从而将T细胞“拉”到肿瘤细胞身边(形成免疫突触),激活T细胞定向杀伤肿瘤细胞
【解析】(1) 嵌合抗体的核心是保留鼠源抗体识别抗原的“可变区”, 替换掉容易引起免疫反应的鼠源“恒定区”。嵌合抗体的制备属于蛋白质工程的范畴。在构建嵌合抗体基因时,需要将鼠源抗体的可变区基因与人源抗体的恒定区基因进行拼接。与传统的鼠源单克隆抗体相比,嵌合抗体在临床治疗中的优势是降低了免疫排斥反应(或: 减少了被人体免疫系统分解的风险) ,提高了抗体在人体内的稳定性和疗效。
(2) BamHI 的识别序列是GGATCC, 切割位点在两个G之间。引物设计需要在5'端添加酶切位点。
根据mRNA序列5'-AUG GCU UAC-3',对应的DNA编码链序列一致。题目要求包含保护碱基GG,因此顺序为:保护碱基(GG)+ 酶切位点(GGATCC)+ 目的基因起始序列(ATGGCTTAC)。
(3) 选择限制酶时, 第一要保证能切下目的基因并插入启动子和终止子之间; 第二不能破坏标记基因(Neo'r);第三最好使用双酶切以防止自身环化和反向连接。图中EcoRI和HindⅢ位于Neo'r 基因内部, 故不可选。
(4) 质粒上的标记基因是新霉素抗性基因(Neo'r),因此用含新霉素的培养基筛选。检测目的蛋白(抗体) 是否表达, 使用抗原-抗体杂交技术。
(5) 这是双特异性抗体(如BiTE 技术) 的经典作用机理,双特异性抗体的一头能特异性结合肿瘤细胞表面的抗原A, 另一头能结合T细胞表面的CD3受体,从而将T细胞“拉”到肿瘤细胞身边(形成免疫突触),激活T细胞定向杀伤肿瘤细胞。
22.【答案】(1) CMV(启动子) G-C(或 C-G)
(2) NotⅠ、Sa1Ⅰ 受精卵 同期发情
(3) 普通兔基因组DNA 2、3、5、6
(4) ①A > B > C > D > E
② F > G > H > I > J
③无
【解析】(1)CMV 为启动子,启动子能被 RNA 聚合酶识别并结合,从而开启转录过程。A-T 碱基对之间含有两个氢键,C-G 碱基对之间含有三个氢键,氢键数量越多,DNA 分子的稳定性越强,因此C-G 碱基对含量越高,越不利于 DNA 复制时解旋。
(2)据图 2 可知,该乳腺特异性表达载体是由β—casein、CMV、rhPAcDNA 片段等组成,没有其他序列,说明这是通过用 Sa1Ⅰ和 NotⅠ切割 PCL25/rhPA 重组质粒得到的。将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。由于桑葚胚和囊胚的内细胞团具有发育的全能性,因此需要将重构胚培养至桑葚胚或囊胚时期后移植到同期发情的受体母体子宫内,待孕。
(3)1 为阴性对照组,应选择未转入 rhPA 基因的普通兔基因组 DNA 为实验材料,据题意可知,7道为显微注射片段 PCR 扩增产物作阳性对照,而 4 号仔兔无 PCR 产物片段,由此推测转基因兔中成功导入rhPA基因的仔兔编号为 2、3、5、6 号。
(4)① rhPA 浓度越高,溶栓效果越强,透明圈越大,编号 A - E 的转基因动物奶样(rhPA 浓度依次降低),因此 A > B > C > D > E ;②阳性药物浓度越高,溶栓效果越强,透明圈越大, F - J 溶栓药物阿替普酶(浓度依次降低),因此 F > G > H > I > J;③正常奶样无 rhPA,不产生溶栓作用。
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