精品解析:广东省深圳市横岗高级中学2025-2026学年高三上学期第二次(12月)月考生物试题
2026-07-29
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内容正文:
横岗高级中学2026届高三第二次月考生物学
本试卷共8页,21小题 时间75分钟 满分100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将班级、姓名、考场号、座位号和考生号填写在答题卡上,将条形码横贴在每张答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先画掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(以下均为单项选择题,每个小题只有一个选项符合题意,多选错选均不给分。1-12题:每题2分,13-16题:每题4分,共40分。)
1. 黄曲霉毒素是一种毒性极强的致癌物质,能引起细胞中的大量核糖体不断从内质网上脱落下来,这一致病机理对人体内下列哪种物质的合成影响最小( )
A. 溶菌酶 B. 抗体 C. 性激素 D. 载体蛋白
2. 马铃薯是世界第四大主粮作物。甘肃“定西马铃薯”是中国国家地理标志产品,富含淀粉等营养物质。下列叙述正确的是( )
A. 淀粉是含有C、H、O、N等元素的一类多糖
B. 淀粉水解液中加入斐林试剂立刻呈现砖红色
C. 淀粉水解为葡萄糖和果糖后可以被人体吸收
D. 食用过多淀粉类食物可使人体脂肪含量增加
3. 科学技术和科学方法推动生物学的研究和发展。下列关于科学史及科学研究方法的叙述,正确的是( )
A. 运用不完全归纳法建立的细胞学说揭示了动植物的差异性
B. 细胞膜结构模型的探索过程,运用了“提出假说”的科学方法
C. 希尔的实验采用了同位素示踪法证明离体叶绿体在适当条件下发生水的光解
D. 艾弗里肺炎链球菌转化实验,实验组分别加蛋白酶等酶,运用了“加法原理”
4. 碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞的细胞膜上具有Na+-K+泵和Na+-I-共转运体(NIS),两者的工作模式如图所示。硝酸根离子(NO3-)能与I-竞争NIS。药物X可以特异性阻断Na+-K+泵的作用。据此分析,下列叙述错误的是( )
A. Na+-I-共转运体将I-转运进细胞内的过程不消耗能量
B. Na+-K+泵的化学本质为蛋白质,具有运输和催化作用
C. 药物X可使细胞膜上的Na+-I-共转运体的活动减弱
D. NO3-能抑制甲状腺滤泡细胞吸收I-,引起血浆中的甲状腺激素减少
5. 苦杏仁中的苦杏仁苷是一种氰化物,它能与线粒体某种蛋白质结合,导致细胞难以利用氧气进行有氧呼吸。因此,氰化物中毒又称为“细胞内窒息”。下列有关人体氰化物中毒的叙述正确的是( )
A. 可能会破坏内环境酸碱平衡 B. 不影响有氧呼吸的第一、二阶段
C. 氰化物直接作用于线粒体基质 D. 中毒后不会影响体温变化
6. 生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体,操作流程如图。
下列说法错误的是( )
A. 缓冲液可以用蒸馏水代替 B. 匀浆的目的是释放线粒体
C. 差速离心可以将不同大小的颗粒分开 D. 该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解
7. 若某动物(2n=4)的基因型为BbXDY,其精巢中有甲、乙两个处于不同分裂时期的细胞。如图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 甲细胞中,同源染色体分离,染色体数目减半
B. 乙细胞中,有4对同源染色体,2个染色体组
C. XD与b的分离可在甲细胞中发生,B与B的分离可在乙细胞中发生
D. 甲细胞产生的精细胞中基因型为BY的占1/4,乙细胞产生的子细胞基因型相同
8. 2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现微小核糖核酸(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用的两位科学家。如图为真核生物秀丽隐杆线虫Iin-4基因的microRNA抑制Lin-14基因表达的过程。下列有关说法正确的是( )
A. 过程①和②都需要解旋酶将DNA的双链解开
B. microRNA通过胞吐的方式进入细胞质发挥作用
C. Iin-4基因突变可能导致合成异常的Lin-14蛋白质
D. 上述microRNA作用的原理不适用于治疗苯丙酮尿症
9. 某同学从紫冠豆角的种子中提取某种蛋白成分,在不同温度和pH条件下处理20min,用以研究该蛋白对α-淀粉酶活性的抑制效果,结果如下图所示。下列分析正确的是( )
A. 实验时应将蛋白成分与α-淀粉酶混匀后,再设置不同的温度和pH
B. 该实验可通过检测还原糖的含量来判断该蛋白成分的抑制效果
C. 该蛋白成分在80~100℃条件不能抑制α-淀粉酶活性
D. 该蛋白成分在pH=4~10条件下对α-淀粉酶的催化效率高
10. 如图为制备抗白细胞介素-6(IL-6)单克隆抗体的示意图。下列叙述正确的是( )
A. 步骤①给小鼠注射IL-6后,应从脾中分离筛选T淋巴细胞
B. 步骤②在脾组织中加入胃蛋白酶,制成单细胞悬液
C. 步骤③加入灭活病毒或PEG诱导细胞融合,体现了细胞膜的流动性
D. 步骤④经过克隆化培养和抗体检测筛选出了杂交瘤细胞
11. 建立者效应是指由少数个体建立的新群体因基因库局限性等作用,导致其遗传特征与原群体产生显著差异的过程。我国朱鹮保护工作者在成功实现人工繁育和野化放飞后,开展朱鹮隔离在不同迁地的保护研究。下列叙述错误的是( )
A. 迁地的新群体基因库与原群体的差异,会随着新种群的繁衍而被放大
B. 突变和基因重组是朱鹮种群进化的基础
C. 迁地中不同的环境条件可定向改变朱鹮种群的基因频率
D. 迁入到不同环境的朱鹮因缺乏天敌均呈“J”形增长
12. 我国古文、古诗词中记载了很多的生物学现象,相关叙述错误的是( )
A. “肥田之法,种绿豆最佳”利用根瘤菌和绿豆之间的互利共生关系进行肥田
B. “凡耕之本,务粪泽”施粪肥,农作物主要吸收粪肥中的水分和有机物
C. “数罟(细密的渔网)不入洿池,鱼鳖不可胜食也”,可保证鱼类种群的年龄结构为增长型
D. “无可奈何花落去,似曾相识燕归来”描述了群落的季节性变化
13. GLP-1是肠道L细胞分泌的一种化学物质。GLP-1可受甲状腺激素调控并参与血糖调节,相关机制如下图。
下列相关叙述正确的是( )
A. 甲状腺激素可促进GLP-1分泌,会引发机体血糖升高
B. 胰岛素引起的血糖变化刺激下丘脑可使副交感神经兴奋
C. 图中甲状腺激素通过神经和体液共同调节GLP-1的分泌
D. 激活肝脏细胞的甲状腺激素受体可能有助于治疗糖尿病
14. 为研究光闪烁频率(光照黑暗交替频率,单位:Hz)对阿尔茨海默症(AD)鼠的影响,研究人员用不同闪烁频率的光作用于AD鼠,并检测其海马区β-淀粉样蛋白(简称Aβ)的含量。各组处理及实验结果如图。下列分析错误的是( )
A. 其他组的Aβ含量是以①没有光照组作为对照
B. 40Hz闪烁频率作用的结果可能与GABA的作用有关
C. 不同闪烁频率对海马区Aβ含量的影响有差异
D. ⑦组结果表明光闪烁对AD鼠的影响有一个最适频率
15. 分蘖是禾本科等植物在近地面处发生的分枝,对产量至关重要。科研人员发现了一株水稻多分蘖突变体,与野生型相比,其分蘖芽中细胞分裂素浓度较高,而生长素无显著差异。用细胞分裂素合成抑制剂与外源NAA(生长素类似物)处理突变体后,结果如图。
下列说法错误的是( )
A. 外源NAA处理抑制了突变体分蘖芽的生长
B. 抑制细胞分裂素合成能减少突变体的分蘖数
C. 水稻的分蘖过程受到多种激素的共同调节
D. 较高的生长素/细胞分裂素比值导致突变性状
16. 控制蚕卵颜色的基因B(黑色)对b(白色)为显性,且不含基因B或b的配子无法存活。与雌蚕相比,雄蚕吐丝量多、质量好。研究人员采用X射线处理了一只雌蚕(甲)成功培育出突变体(丁),流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该实验流程运用了基因突变和染色体变异的原理
B. 检测乙的基因型可用正常白色雄蚕与乙进行交配
C. ③过程中,若丙与正常白色蚕杂交,获得丁的概率为1/4
D. 将丁与正常白色雄蚕杂交,后代黑蚕不符合育种要求
二、非选择题(共60分)
(2025·广东广州·模拟预测)
17. 番茄植株不耐高温,其生长发育适宜的温度及光照强度分别为15~32℃,500~800umol·m-2·s-1。我国北方日光温室夏季栽培生产过程中常遭遇35℃亚高温并35℃伴有强光辐射的环境,会造成作物减产。
(1)PSII和 PSI是由蛋白质和光合色素组成的复合物,图1所示PSII中的色素吸收光能后,一方面将H₂O分解为_____和H+,同时产生的电子传递给PSI用于将NADP+和H+结合形成NADPH。另一方面,在ATP合成酶的作用下,H+_____(填“顺”或“逆”)浓度梯度转运提供能量,促进ADP和Pi合成ATP。由图可知,PSII和PSI除能吸收光能外,还具有_____功能。
(2)为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响,研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5天后测定相关指标(如下表)。
组别
温度/℃
光照强度/μmol·m-2·s-1
净光合速率/μmol·m-2·s-1
气孔导度/mmol·m-2·s-1
胞间CO2浓度/ppm
Rubisco活性/U·mL-1
对照组(CK)
25
500
12.1
114.2
308
189
亚高温高光组
35
1000
1.8
31.2
448
61
从表中数据可见亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的,依据是:_____。Rubisco活性的下降导致过程②速率下降,光反应产物NADPH和ATP在细胞中的含量______(填“增加”、“降低”或“不变”),进而引起光能的转化效率降低,而此时强光下植物吸收的光能已经是过剩光能,从而对植物产生危害。
(3)植物通常会有一定的应对机制来适应逆境。D1蛋白是PSII复合物的组成部分,对维持PSII的结构和功能起重要作用,已有研究表明,在高温高光下,过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光逆境的关系进行了研究。利用番茄植株进行了三组实验,A组的处理同(2)中的CK,C组用适量的SM(SM可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光下培养。定期测定各组植株的净光合速率(Pn)。实验结果如图2,请写出B组的处理:_____。根据实验结果分析植物如何缓解亚高温高光对光合作用的抑制:_____。
18. 谷子(2n=18)俗称小米,是起源于我国的重要粮食作物,自花授粉。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色,由等位基因E和e控制,其中白色(ee)是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是谷子的主要病害之一。抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种,欲选育黄色抗锈病的品种。
回答下列问题:
(1)授粉前,将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45~46℃温水中10min,目的是__________________,再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰,对授粉后的谷穗进行_________________处理。同时,以栽培种为父本进行反交。
(2)正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病,F2的表型及其株数如下表所示。
表型
黄色抗锈病
浅黄色抗锈病
白色抗锈病
黄色感锈病
浅黄色感锈病
白色感锈病
F2(株)
120
242
118
40
82
39
从F2中选出黄色抗锈病的甲和乙,浅黄色抗锈病的丙。甲自交子一代全为黄色抗锈病,乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病,丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病。
①栽培种与农家种杂交获得的F1产生_______种基因型的配子,甲的基因型是______,乙连续自交得到的子二代中,纯合黄色抗锈病的比例是__________。杂交选育黄色抗锈病品种,利用的原理是___________。
②写出乙×丙杂交获得子一代的表现型及比例____________________________。
(3)谷子的祖先是野生青狗尾草(2n=18)。20世纪80年代开始,作物栽培中长期大范围施用除草剂,抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子,分别从个体和细胞的角度分析,可采用的方法有______________________(答出2点)。
19. 为了探究皮肤组织特异性T细胞对损伤神经细胞的修复作用,研究人员用下表方式处理小鼠并进行后续相关实验。回答下列问题:
组别
处理方式
C
未处理
TA
将一定量的金黄色葡萄球菌涂抹于小鼠耳朵皮肤表面
ID
耳郭皮下注射一定量金黄色葡萄球菌
(1)ID处理组出现组织损伤、炎症反应,TA处理组出现局部轻微反应,出现这种差异的一方面原因是由于__________的作用,导致TA组病原体扩散较慢。检测不同处理组小鼠皮肤组织辅助性T细胞类型的比例,结果如图。IL-17A和IFN-γ是不同类型辅助性T细胞分泌的细胞因子,前者主要由Th17细胞分泌。据图分析,可以得出的结论是________________________________________________。
(2)研究人员对TA组处理的小鼠再进行ID组的处理,并与TA组进行比较,检测Th17细胞增量变化如图。据图分析,该结果说明___________________________。根据特异性免疫过程分析,出现这种现象的原因很可能与先前进行TA处理产生相应_____________有关。
(3)进一步研究发现,IL-17A与全身细菌控制关系不大,在皮肤神经损伤部位有Th17细胞富集,出现此现象的原因可能是: 免疫反应产生的IL-17A能促进__________________的修复。验证该假说,研究人员的思路是阻断IL-17A的作用,请提出一种具体的阻断方法_________________________。
(4)根据以上研究,治疗神经疾病可以通过诱导_______________________进行免疫治疗。
20. 滨鸟是湿地生态功能的指示种,它主要以食草蟹类为食。互花米草是外来物种,它的入侵会导致滨海湿地的生态功能退化。为探索修复退化湿地的有效策略,研究团队在黄海沿岸互花米草入侵区域取4块样地,人工移除互花米草后,针对本地湿地植物海三棱藨草、食草蟹类和滨鸟进行了四组野外控制实验,实验结果见图。
(1)在互花米草入侵区域,矮小、生长松散的海三棱藨草在与高大、生长密集、根系发达的互花米草竞争__________________________等资源(至少答出两点)的过程中不占优势被逐渐取代;食草蟹类等底栖动物的生存空间也被挤压。群落发生_______演替,具体表现为:物种丰富度减少,滨鸟数量减少。
(2)生态修复理论中的“上行效应”假说认为:在退化生态系统中,当加大力度恢复植被后,生态系统会沿食物链从低营养级到高营养级逐步恢复。如图所示的实验结果______(填“支持”或“不支持”)上述假说,判断依据是b组的生物多样性指数_______________________。
(3)与b、c组相比,d组生物多样性显著提高,研究人员推测滨鸟在生态恢复中起关键作用。b、c组因__________________________________________________________________________,导致食草蟹类对海三棱藨草幼苗的捕食强度较大,幼苗无法长时间存活;d组实施人工移除食草蟹类,模拟了捕食作用,从而缓解了______________________________________________________,海三棱蔫草幼苗能大量存活且生物量逐渐积累,食物链逐步恢复,整个生态系统恢复,生物多样性显著提高。
(4)根据上述研究结果,概括退化生态系统修复的策略:_______________________________________。
21. 研究人员利用基因工程的方法将油料作物紫苏的二酰甘油酰基转移酶(DGAT1)基因导入四尾栅藻(操作过程如图),获得转基因的高产油脂四尾栅藻。利用地热废水培养该藻,在生产生物柴油的同时,还能治理地热废水。请回答下列问题:
注:lacZ基因编码产物在X-gal和IPTG存在下,可以产生蓝色沉淀,使菌落呈现蓝色,否则菌落呈现白色。
(1)为保证从紫苏细胞中获得的DGAT1基因与pMD19克隆质粒相连,可在设计PCR所用引物时,在引物的__________端加上特定限制酶的识别序列。第一次转化的受体细胞是大肠杆菌,结合该细胞的特点说明这样做的目的是__________。
(2)经转化的大肠杆菌可通过__________(方法)接种到培养基上继续培养。为筛选目标菌株,培养基应加入的成分有__________。在该培养基中,目标菌株的菌落呈__________色。
(3)启动子往往具有物种特异性,在载体pBI121质粒中插入紫苏DCAT1基因,其上游启动子应选择__________(填“紫苏DGAT1基因”、“大肠杆菌”或“四尾栅藻”)的启动子。
(4)为检测转基因四尾栅藻对地热废水的治理能力,研究人员设计实验并得到相应实验结果如下表。该实验不能说明转DGAT1基因显著提高了四尾栅藻的去污能力。请进一步完善实验设计:__________。
表培养转基因四尾栅藻的地热废水培养基各项指标测定结果
各项指标
总氮//(mg·L-1)
总磷//(mg·L-1)
氟化物/(mg·L-1)
初始
23.2
4.32
4.56
培养转基因四尾栅藻11天后
1.9
0.45
0.84
第1页/共1页
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横岗高级中学2026届高三第二次月考生物学
本试卷共8页,21小题 时间75分钟 满分100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将班级、姓名、考场号、座位号和考生号填写在答题卡上,将条形码横贴在每张答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先画掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(以下均为单项选择题,每个小题只有一个选项符合题意,多选错选均不给分。1-12题:每题2分,13-16题:每题4分,共40分。)
1. 黄曲霉毒素是一种毒性极强的致癌物质,能引起细胞中的大量核糖体不断从内质网上脱落下来,这一致病机理对人体内下列哪种物质的合成影响最小( )
A. 溶菌酶 B. 抗体 C. 性激素 D. 载体蛋白
【答案】C
【解析】
【分析】由题意分析可知,黄曲霉毒素是毒性极强的致癌物质,能引起细胞中的核糖体不断从内质网上脱落下来,则核糖体合成的蛋白质无法进入内质网进行进一步的加工,无法形成成熟的、具有一定功能的蛋白质,所以这一结果直接影响了蛋白质的合成。
【详解】核糖体是蛋白质的合成场所,溶菌酶、抗体、载体蛋白都需要先在核糖体合成,此后再经过内质网和高尔基体加工,故大量核糖体不断从内质网上脱落下来,会导致上述物质受影响较大,性激素属于固醇类物质,其合成与滑面内质网相关,无需核糖体直接参与,因此受影响最小,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2. 马铃薯是世界第四大主粮作物。甘肃“定西马铃薯”是中国国家地理标志产品,富含淀粉等营养物质。下列叙述正确的是( )
A. 淀粉是含有C、H、O、N等元素的一类多糖
B. 淀粉水解液中加入斐林试剂立刻呈现砖红色
C. 淀粉水解为葡萄糖和果糖后可以被人体吸收
D. 食用过多淀粉类食物可使人体脂肪含量增加
【答案】D
【解析】
【分析】某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。糖类中的还原糖,如葡萄糖,与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。
【详解】A、淀粉作为多糖,其组成元素只有C、H、O,并不含N元素,A错误;
B、淀粉水解液中含有葡萄糖,葡萄糖是还原糖,但使用斐林试剂检测还原糖时,需要水浴加热才能出现砖红色沉淀,不是立刻呈现砖红色,B错误;
C、淀粉水解的最终产物是葡萄糖,而不是葡萄糖和果糖,葡萄糖可以被人体吸收,C错误;
D、淀粉在人体内可以转化为葡萄糖,当人体摄入过多的淀粉类食物,葡萄糖会在体内进一步转化为脂肪等物质储存起来,从而使人体脂肪含量增加,D正确。
故选D。
3. 科学技术和科学方法推动生物学的研究和发展。下列关于科学史及科学研究方法的叙述,正确的是( )
A. 运用不完全归纳法建立的细胞学说揭示了动植物的差异性
B. 细胞膜结构模型的探索过程,运用了“提出假说”的科学方法
C. 希尔的实验采用了同位素示踪法证明离体叶绿体在适当条件下发生水的光解
D. 艾弗里肺炎链球菌转化实验,实验组分别加蛋白酶等酶,运用了“加法原理”
【答案】B
【解析】
【分析】1、归纳法是由一系列具体事实推出一般结论的思维方法,包括完全归纳法和不完全归纳法。
2、同位素标记法:同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用示踪元素标记的化合物,其化学性质不变。科学家通过追踪示踪元素标记的化合物,可以弄清化学反应的详细过程。这种科学研究方法叫做同位素标记法。同位素标记法也叫同位素示踪法.
【详解】A、运用不完全归纳法建立的细胞学说揭示了动植物的统一性,A错误;
B、细胞膜结构模型的探索过程中,都是前辈科学家根据现象提出推测,后辈科学家利用实验验证推测,然后得到结论,这一探索过程运用了提出假说这一科学方法,B正确;
C、希尔实验通过离体叶绿体在无CO2条件下的水光解产生氧气,未使用同位素示踪法;同位素示踪法由卡尔文用于研究暗反应过程的方法,C错误;
D、艾弗里肺炎链球菌转化实验,实验组分别加蛋白酶等酶,运用了“减法原理”,D错误。
故选B。
4. 碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞的细胞膜上具有Na+-K+泵和Na+-I-共转运体(NIS),两者的工作模式如图所示。硝酸根离子(NO3-)能与I-竞争NIS。药物X可以特异性阻断Na+-K+泵的作用。据此分析,下列叙述错误的是( )
A. Na+-I-共转运体将I-转运进细胞内的过程不消耗能量
B. Na+-K+泵的化学本质为蛋白质,具有运输和催化作用
C. 药物X可使细胞膜上的Na+-I-共转运体的活动减弱
D. NO3-能抑制甲状腺滤泡细胞吸收I-,引起血浆中的甲状腺激素减少
【答案】A
【解析】
【分析】物质的跨膜运输方式包括主动运输和被动运输;被动运输是物质顺浓度梯度的运输,包括自由扩散和协助扩散,其中物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散,不需要载体协助,不消耗能量,进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散,叫协助扩散,该方式不消耗能量;物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时消耗能量,这种方式叫主动运输。
【详解】A、Na⁺-I⁻共转运体需要利用钠离子(Na⁺)的浓度梯度(电化学势能)来驱动碘离子(I⁻)的转运,故该过程消耗能量,A错误;
B、据图可知,Na⁺-K⁺泵是一种膜蛋白,其化学本质是蛋白质,能运输Na⁺和K⁺,同时能催化ATP水解,故具有运输和催化作用,B正确;
C、Na⁺-I⁻共转运体需要利用钠离子的浓度梯度来驱动碘离子的转运,药物X通过阻断Na⁺-K⁺泵的作用,减弱细胞内外的钠离子浓度梯度,进而使Na+-I-共转运体的转运效率降低,C正确;
D、NO3-能与I-竞争NIS(Na+-I-共转运体),使得甲状腺滤泡细胞对I-的吸收减少,进而抑制甲状腺激素的合成,会引起血浆中的甲状腺激素减少,D正确。
故选A。
5. 苦杏仁中的苦杏仁苷是一种氰化物,它能与线粒体某种蛋白质结合,导致细胞难以利用氧气进行有氧呼吸。因此,氰化物中毒又称为“细胞内窒息”。下列有关人体氰化物中毒的叙述正确的是( )
A. 可能会破坏内环境酸碱平衡 B. 不影响有氧呼吸的第一、二阶段
C. 氰化物直接作用于线粒体基质 D. 中毒后不会影响体温变化
【答案】A
【解析】
【分析】有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的NADH和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的NADH和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,NADH和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
【详解】A、由于氰化物中毒导致细胞难以利用氧气进行有氧呼吸,细胞会进行无氧呼吸产生乳酸,乳酸在体内积累过多会导致代谢性酸中毒,破坏内环境酸碱平衡,A正确;
B、氰化物能与线粒体某种蛋白质结合,阻碍了有氧呼吸第三阶段,导致NADH积累,影响有氧呼吸的第一、二阶段,B错误;
C、氰化物是与线粒体中参与有氧呼吸第三阶段的蛋白质结合,有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜,而不是线粒体基质,C错误;
D、细胞呼吸是细胞产生能量的过程,有氧呼吸被抑制后,细胞会通过无氧呼吸产生能量,但无氧呼吸产生能量的效率远低于有氧呼吸,由于能量供应减少,身体的产热会受到影响,体温可能会下降,所以中毒后会影响体温变化,D错误。
故选A。
6. 生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体,操作流程如图。
下列说法错误的是( )
A. 缓冲液可以用蒸馏水代替 B. 匀浆的目的是释放线粒体
C. 差速离心可以将不同大小的颗粒分开 D. 该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解
【答案】A
【解析】
【分析】差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。如在分离细胞中的细胞器时,将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速率较低,让较大的颗粒沉降到管底,小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀,改用较高的离心速率离心上清液,将较小的颗粒沉降,以此类推,达到分离不同大小颗粒的目的。
【详解】A、缓冲液的作用是维持溶液的pH稳定,保持线粒体的正常结构和功能,蒸馏水会破坏线粒体的渗透压平衡,导致线粒体吸水涨破,所以缓冲液不可以用蒸馏水代替,A错误;
B、匀浆是通过机械等手段破坏橘子果肉细胞的结构,使细胞破裂,从而将细胞内的线粒体等细胞器释放出来,所以匀浆的目的是释放线粒体,B正确;
C、差速离心法是根据不同颗粒的质量、大小等差异,在不同转速下进行离心,从而将不同大小的颗粒分开,C正确;
D、线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所,丙酮酸的氧化分解发生在线粒体中,所以该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解,D正确。
故选A。
7. 若某动物(2n=4)的基因型为BbXDY,其精巢中有甲、乙两个处于不同分裂时期的细胞。如图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 甲细胞中,同源染色体分离,染色体数目减半
B. 乙细胞中,有4对同源染色体,2个染色体组
C. XD与b的分离可在甲细胞中发生,B与B的分离可在乙细胞中发生
D. 甲细胞产生的精细胞中基因型为BY的占1/4,乙细胞产生的子细胞基因型相同
【答案】C
【解析】
【分析】图甲细胞同源染色体分离,非同源染色体自由组合,处于减数第一次分裂后期;图乙细胞着丝粒分裂,染色体均分到细胞两极,处于有丝分裂后期。
【详解】A、甲细胞处于减数第一次分裂后期,同源染色体分离,染色体数目不变,A错误;
B、乙细胞处于有丝分裂后期,有4对同源染色体,4个染色体组,B错误;
C、XD与b属于非同源染色体上的非等位基因,二者的分离可在甲细胞中(非同源染色体上的非等位基因自由组合)发生,B与B为姐妹染色单体上的相同,二者的分离可在乙细胞中发生,随着丝粒的分裂而分离,C正确;
D、由图可知,甲细胞只能产生两种次级精母细胞,所以只能产生4个两种精细胞,若产生BY,则另一种为bXD,即甲细胞若产生BY,则产生的精细胞中基因型为BY的占1/2,也有可能不产生BY,乙细胞有丝分裂产生的子细胞基因型相同,D错误。
故选C。
8. 2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现微小核糖核酸(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用的两位科学家。如图为真核生物秀丽隐杆线虫Iin-4基因的microRNA抑制Lin-14基因表达的过程。下列有关说法正确的是( )
A. 过程①和②都需要解旋酶将DNA的双链解开
B. microRNA通过胞吐的方式进入细胞质发挥作用
C. Iin-4基因突变可能导致合成异常的Lin-14蛋白质
D. 上述microRNA作用的原理不适用于治疗苯丙酮尿症
【答案】D
【解析】
【分析】RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录,转录是以基因为单位。
【详解】A、过程①和②为转录,RNA聚合酶将DNA的双链解开(不需要解旋酶),并以DNA的一条链为模板进行转录,A错误;
B、生物秀丽隐杆线虫是真核生物,In-4基因的microRNA在细胞核生存通过核孔进入细胞质,发挥作用,B错误;
C、Iin-4基因突变,转录的形成的microRNA异常,不能和Lin-14RNA局部碱基互补配对,这样Lin-14可能合成正常的Lin-14蛋白质,C错误;
D、苯丙酮尿症(PKU)是由于苯丙氨酸羟化酶(PAH)基因缺陷,导致酶缺乏,治疗苯丙酮尿症需要恢复 PAH 的功能。而microRNA的作用主要是抑制基因表达,但 PKU 需要的是恢复PAH基因的表达或功能,因此上述microRNA作用的原理不适用于治疗苯丙酮尿症,D正确。
故选D。
9. 某同学从紫冠豆角的种子中提取某种蛋白成分,在不同温度和pH条件下处理20min,用以研究该蛋白对α-淀粉酶活性的抑制效果,结果如下图所示。下列分析正确的是( )
A. 实验时应将蛋白成分与α-淀粉酶混匀后,再设置不同的温度和pH
B. 该实验可通过检测还原糖的含量来判断该蛋白成分的抑制效果
C. 该蛋白成分在80~100℃条件不能抑制α-淀粉酶活性
D. 该蛋白成分在pH=4~10条件下对α-淀粉酶的催化效率高
【答案】B
【解析】
【分析】在探究温度对酶活性的影响时,需注意酶的活性易受温度、pH等条件的影响,需要先处理好之后再与底物接触,进行反应。选择试剂时,需注意既不能影响实验反应,又能同时与底物或生成物发生反应。
【详解】A、蛋白成分与α-淀粉酶混匀前,需要分别设置α-淀粉酶最适的温度和pH再将底物和酶混合,进行反应,A错误;
B、α-淀粉酶水解淀粉生成还原糖,实验通过检测还原糖的含量计算α-淀粉酶的活力,也反映该蛋白成分抑制活性的强弱,B正确;
C、该蛋白成分在80℃条件对α-淀粉酶活性的抑制效果较强,C错误;
D、由图可知,在pH=4~10的条件下,α-淀粉酶抑制率较高,其活性较低,催化效率低,D错误。
故选B。
10. 如图为制备抗白细胞介素-6(IL-6)单克隆抗体的示意图。下列叙述正确的是( )
A. 步骤①给小鼠注射IL-6后,应从脾中分离筛选T淋巴细胞
B. 步骤②在脾组织中加入胃蛋白酶,制成单细胞悬液
C. 步骤③加入灭活病毒或PEG诱导细胞融合,体现了细胞膜的流动性
D. 步骤④经过克隆化培养和抗体检测筛选出了杂交瘤细胞
【答案】C
【解析】
【详解】A、步骤①给小鼠注射IL-6后,应从小鼠的脾中获取B淋巴细胞,A错误;
B、步骤②需要在组织中加入胰蛋白酶或胶原蛋白酶,使其成为单细胞,进而制成悬液,B错误;
C、步骤③是诱导细胞融合过程,该过程可加入灭活病毒或PEG诱导,细胞融合的过程体现了细胞膜的流动性,C正确;
D、步骤④是在选择培养基上筛选得到的杂交瘤细胞,该过程得到的杂交瘤细胞不一定能产生所需抗体,步骤⑤经过克隆化培养和抗体检测筛选出了分泌所需抗体的杂交瘤细胞,D错误。
故选C。
11. 建立者效应是指由少数个体建立的新群体因基因库局限性等作用,导致其遗传特征与原群体产生显著差异的过程。我国朱鹮保护工作者在成功实现人工繁育和野化放飞后,开展朱鹮隔离在不同迁地的保护研究。下列叙述错误的是( )
A. 迁地的新群体基因库与原群体的差异,会随着新种群的繁衍而被放大
B. 突变和基因重组是朱鹮种群进化的基础
C. 迁地中不同的环境条件可定向改变朱鹮种群的基因频率
D. 迁入到不同环境的朱鹮因缺乏天敌均呈“J”形增长
【答案】D
【解析】
【分析】现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、地理隔离会限制不同种群间的基因交流,迁地的新群体基因库与原群体的差异,会随着新种群的繁衍而被放大,A正确;
B、突变和基因重组为生物进化提供原材料,是朱鹮种群进化的基础,B正确;
C、迁地中不同的环境条件的自然选择可定向改变朱鹮种群的基因频率,C正确;
D、“J”形增长的条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等,而迁入到不同环境的朱鹮因缺乏天敌这一个条件,种群数量不一定呈“J”形增长,D错误。
故选D。
12. 我国古文、古诗词中记载了很多的生物学现象,相关叙述错误的是( )
A. “肥田之法,种绿豆最佳”利用根瘤菌和绿豆之间的互利共生关系进行肥田
B. “凡耕之本,务粪泽”施粪肥,农作物主要吸收粪肥中的水分和有机物
C. “数罟(细密的渔网)不入洿池,鱼鳖不可胜食也”,可保证鱼类种群的年龄结构为增长型
D. “无可奈何花落去,似曾相识燕归来”描述了群落的季节性变化
【答案】B
【解析】
【详解】A、根瘤菌可以固氮增加土壤中氮元素的含量。“肥田之法,种绿豆最佳”,利用根瘤菌与豆科植物互利共生的关系进行肥田,A正确;
B、“施粪肥”,粪肥中含有水和有机物,有机物不能直接被植物吸收,粪肥中有机物要被分解者分解后产生无机盐才能被植物吸收利用,B错误;
C、诗文的意思是捕鱼的时候不能用网眼太小的网,以保证捕捞成体,留下幼体,可保证鱼类种群的年龄结构为增长型,以获得持续高产,C正确;
D、“无可奈何花落去,似曾相识燕归来”是由于阳光、温度、水分等随季节而变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化,描述了群落的季节性变化,D正确。
13. GLP-1是肠道L细胞分泌的一种化学物质。GLP-1可受甲状腺激素调控并参与血糖调节,相关机制如下图。
下列相关叙述正确的是( )
A. 甲状腺激素可促进GLP-1分泌,会引发机体血糖升高
B. 胰岛素引起的血糖变化刺激下丘脑可使副交感神经兴奋
C. 图中甲状腺激素通过神经和体液共同调节GLP-1的分泌
D. 激活肝脏细胞的甲状腺激素受体可能有助于治疗糖尿病
【答案】D
【解析】
【分析】1、分析题图可知:甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,会抑制FXR蛋白的合成,而FXR蛋白会抑制GLP-1的合成,所以肝脏合成胆汁酸会间接促进GLP-1的合成,GLP-1可增强胰岛素的合成和分泌,从而降低血糖浓度。
2、胰岛素的作用是机体内唯一降低血糖的激素,胰岛素可促进组织细胞加速、摄取、利用存储葡萄糖,从而降低血糖浓度;胰高血糖素能促进肝糖原的分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
【详解】A、由图可知,甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,会抑制FXR蛋白的合成,而FXR蛋白会抑制GLP-1的合成,所以肝脏合成胆汁酸会间接促进GLP-1的合成,促进胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖的浓度降低,A错误;
B、胰岛素会使血糖浓度降低;而高血糖刺激下丘脑,通过副交感神经释放乙酰胆碱作用于胰岛B细胞和肝细胞,使血糖浓度降低,B错误;
C、由图可知,甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,会抑制FXR蛋白的合成,而FXR蛋白会抑制GLP-1的合成,所以肝脏合成胆汁酸会间接促进GLP-1的合成,GLP-1可增强胰岛素的合成和分泌,这是体液调节的结果,C错误;
D、激活肝脏的甲状腺激素受体能与甲状腺激素结合,能促进胰岛素的分泌,从而降低血糖,可能有助于治疗糖尿病,D正确。
故选D。
14. 为研究光闪烁频率(光照黑暗交替频率,单位:Hz)对阿尔茨海默症(AD)鼠的影响,研究人员用不同闪烁频率的光作用于AD鼠,并检测其海马区β-淀粉样蛋白(简称Aβ)的含量。各组处理及实验结果如图。下列分析错误的是( )
A. 其他组的Aβ含量是以①没有光照组作为对照
B. 40Hz闪烁频率作用的结果可能与GABA的作用有关
C. 不同闪烁频率对海马区Aβ含量的影响有差异
D. ⑦组结果表明光闪烁对AD鼠的影响有一个最适频率
【答案】D
【解析】
【详解】A、①组没有光照,其他组均有不同条件的光照处理,在研究光闪烁频率对AD鼠海马区Aβ含量的影响时,其他组的Aβ含量可以以①组作为对照来分析不同光处理的效果,A正确;
B、从图中看,③组用40Hz光闪烁处理,④组用40Hz光闪烁处理且加入PTX(阻断GABA作用),④组Aβ含量高于③组,对比这两组可知,有40Hz光闪烁且GABA正常发挥作用时Aβ相对含量低,加入PTX阻断GABA作用后Aβ相对含量升高,所以40Hz闪烁频率作用的结果可能与GABA的作用有关,B正确;
C、从图中可以看出,不同闪烁频率组(③⑤⑥)的结果各不相同,说明不同闪烁频率的光(20Hz、40Hz、80Hz)对海马区Aβ含量的影响确实存在差异,C正确;
D、⑦组是随机频率的光闪烁处理,并没有设置一系列不同的固定频率梯度来探究最适频率。仅从一组随机频率处理的结果不能表明光闪烁对AD鼠的影响有一个最适频率,D错误。
15. 分蘖是禾本科等植物在近地面处发生的分枝,对产量至关重要。科研人员发现了一株水稻多分蘖突变体,与野生型相比,其分蘖芽中细胞分裂素浓度较高,而生长素无显著差异。用细胞分裂素合成抑制剂与外源NAA(生长素类似物)处理突变体后,结果如图。
下列说法错误的是( )
A. 外源NAA处理抑制了突变体分蘖芽的生长
B. 抑制细胞分裂素合成能减少突变体的分蘖数
C. 水稻的分蘖过程受到多种激素的共同调节
D. 较高的生长素/细胞分裂素比值导致突变性状
【答案】D
【解析】
【分析】植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸等,生长素具有促进植物生长、促进插条生根和促进子房发育成果实等作用;赤霉素具有促进植物生长、抑制种子休眠、促进种子萌发的作用;细胞分裂素的作用是促进细胞分裂;乙烯的作用是促进果实成熟;脱落酸的作用是促进果实、叶片等器官的衰老和脱落。
【详解】A、据图分析可知,与对照组相比,使用外源NAA(生长素类调节剂)处理突变体后,水稻分蘖芽长度没有明显的变化,而对照组在24小时后水稻分蘖芽长度逐渐增加,因此外源NAA处理抑制了突变体分蘖芽的生长,A正确;
B、据图分析可知,使用细胞分裂素合成抑制剂组的水稻分蘖数明显低于对照组,所以抑制细胞分裂素合成能减少突变体的分蘖数,B正确;
C、在植物的生命活动中各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用共同调节,所以水稻的分蘖过程也是受到多种激素的共同调节,C正确;
D、水稻多分蘖突变体,与野生型相比,其分蘖芽中细胞分裂素浓度较高,而生长素无显著差异,说明较高的细胞分裂素浓度可能是导致多分蘖突变性状的原因,而不是生长素/细胞分裂素比值导致多分蘖突变性状,D错误。
故选D。
16. 控制蚕卵颜色的基因B(黑色)对b(白色)为显性,且不含基因B或b的配子无法存活。与雌蚕相比,雄蚕吐丝量多、质量好。研究人员采用X射线处理了一只雌蚕(甲)成功培育出突变体(丁),流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该实验流程运用了基因突变和染色体变异的原理
B. 检测乙的基因型可用正常白色雄蚕与乙进行交配
C. ③过程中,若丙与正常白色蚕杂交,获得丁的概率为1/4
D. 将丁与正常白色雄蚕杂交,后代黑蚕不符合育种要求
【答案】C
【解析】
【分析】分析图形: X射线处理雌蚕甲,其B基因突变成b基因(位于常染色体)得到乙,再用X射线处理乙,发生染色体结构变异中的易位,常染色体上的B基因转移到W染色体上获得了丙,丙再经过杂交鉴定和筛选得到丁。
【详解】A、据图分析,①X射线处理使一个基因B突变成b,②X射线处理使常染色体上基因B移接到W染色体上,发生了染色体结构变异,A正确;
B、鉴定乙的基因型,可选用正常白色雄蚕与之交配,后代蚕卵黑色:白色=1:1,B正确;
C、若丙×正常白色蚕,即bZWB(丙)×bbZZ,bZWB个体产生的配子bZ:Z(致死):bWB:WB=1:1:1:1,故获得丁(bbZWB)的概率为1/3,C错误;
D、将丁与正常白色雄蚕杂交,即bbZWB×bbZZ,,后代黑蚕基因型为bbZWB,为雌蚕,不符合要求,D正确。
故选C。
二、非选择题(共60分)
(2025·广东广州·模拟预测)
17. 番茄植株不耐高温,其生长发育适宜的温度及光照强度分别为15~32℃,500~800umol·m-2·s-1。我国北方日光温室夏季栽培生产过程中常遭遇35℃亚高温并35℃伴有强光辐射的环境,会造成作物减产。
(1)PSII和 PSI是由蛋白质和光合色素组成的复合物,图1所示PSII中的色素吸收光能后,一方面将H₂O分解为_____和H+,同时产生的电子传递给PSI用于将NADP+和H+结合形成NADPH。另一方面,在ATP合成酶的作用下,H+_____(填“顺”或“逆”)浓度梯度转运提供能量,促进ADP和Pi合成ATP。由图可知,PSII和PSI除能吸收光能外,还具有_____功能。
(2)为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响,研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5天后测定相关指标(如下表)。
组别
温度/℃
光照强度/μmol·m-2·s-1
净光合速率/μmol·m-2·s-1
气孔导度/mmol·m-2·s-1
胞间CO2浓度/ppm
Rubisco活性/U·mL-1
对照组(CK)
25
500
12.1
114.2
308
189
亚高温高光组
35
1000
1.8
31.2
448
61
从表中数据可见亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的,依据是:_____。Rubisco活性的下降导致过程②速率下降,光反应产物NADPH和ATP在细胞中的含量______(填“增加”、“降低”或“不变”),进而引起光能的转化效率降低,而此时强光下植物吸收的光能已经是过剩光能,从而对植物产生危害。
(3)植物通常会有一定的应对机制来适应逆境。D1蛋白是PSII复合物的组成部分,对维持PSII的结构和功能起重要作用,已有研究表明,在高温高光下,过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光逆境的关系进行了研究。利用番茄植株进行了三组实验,A组的处理同(2)中的CK,C组用适量的SM(SM可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光下培养。定期测定各组植株的净光合速率(Pn)。实验结果如图2,请写出B组的处理:_____。根据实验结果分析植物如何缓解亚高温高光对光合作用的抑制:_____。
【答案】(1) ①. O2 ②. 顺 ③. 传递电子
(2) ①. 胞间CO2浓度却上升 ②. 增加
(3) ①. 在亚高温高光条件下培养 ②. 通过合成新的D1蛋白
【解析】
【分析】1、光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应的场所为类囊体薄膜,包括水的光解生成还原氢和氧气,以及ATP、NADPH的合成;暗反应的场所为叶绿体基质,包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程。
2、分析表格:实验的自变量是温度和光照强度,表中数据显示亚高温高光组与对照组相比,净光合速率、气孔导度、Rubisco活性都下降,但胞间CO2浓度却上升。
3、分析坐标图形:实验的自变量是番茄是否用SM处理、培养条件是否为亚高温高光,因变量是净光合速率,坐标曲线显示净光合速率①组>②组>③组。
【小问1详解】
光合作用的光反应阶段,PSⅡ中的光合色素吸收光能后,将水光解为氧气和H+,同时产生的电子传递给PSⅠ,可用于合成NADPH。在ATP酶的作用下,氢离子顺浓度梯度转运提供分子势能,促使ADP与Pi反应形成ATP。从图中看出,由图可知,PSⅡ和PSⅠ除能吸收光能外,还具有传递电子的功能。
【小问2详解】
表中数据显示亚高温高光组与对照组相比,净光合速率、气孔导度、Rubisco活性都下降,但胞间CO2浓度却上升,说明亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的。Rubisco催化的过程②是CO2固定,该过程下降导致C3的合成减少,C3还原需要的光反应产物NADPH和ATP减少,而光反应产物NADPH和ATP生成不变,所以细胞中两者含量会增加,进而引起光能转化率降低。
【小问3详解】
利用番茄植株进行的三组实验中,实验的自变量是番茄是否用SM处理、培养条件是否为亚高温高光.,因变量是净光合速率,C组用适量的SM(SM可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光下培养,A组、B组都是未用SM处理、D1蛋白的合成正常的番茄。不同是A在常温、适宜光照下培养,②组是在亚高温高光下培养。在亚高温高光下培养,与B组相比,净光合速率下降更明显,说明亚高温高光对番茄植株净光合速率的抑制是因为抑制了D1蛋白的合成,所以通过合成新的D1蛋白可以缓解亚高温高光对光合作用的抑制。
18. 谷子(2n=18)俗称小米,是起源于我国的重要粮食作物,自花授粉。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色,由等位基因E和e控制,其中白色(ee)是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是谷子的主要病害之一。抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种,欲选育黄色抗锈病的品种。
回答下列问题:
(1)授粉前,将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45~46℃温水中10min,目的是__________________,再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰,对授粉后的谷穗进行_________________处理。同时,以栽培种为父本进行反交。
(2)正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病,F2的表型及其株数如下表所示。
表型
黄色抗锈病
浅黄色抗锈病
白色抗锈病
黄色感锈病
浅黄色感锈病
白色感锈病
F2(株)
120
242
118
40
82
39
从F2中选出黄色抗锈病的甲和乙,浅黄色抗锈病的丙。甲自交子一代全为黄色抗锈病,乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病,丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病。
①栽培种与农家种杂交获得的F1产生_______种基因型的配子,甲的基因型是______,乙连续自交得到的子二代中,纯合黄色抗锈病的比例是__________。杂交选育黄色抗锈病品种,利用的原理是___________。
②写出乙×丙杂交获得子一代的表现型及比例____________________________。
(3)谷子的祖先是野生青狗尾草(2n=18)。20世纪80年代开始,作物栽培中长期大范围施用除草剂,抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子,分别从个体和细胞的角度分析,可采用的方法有______________________(答出2点)。
【答案】(1) ①. 人工去雄 ②. 套袋
(2) ①. 4##四 ②. EERR ③. 3/8 ④. 基因重组 ⑤. 黄色抗锈病:浅黄色抗绣病=1:1
(3)远缘杂交、体细胞杂交
【解析】
【小问1详解】
由于花粉对高温较敏感,授粉前将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45-46℃温水中10min进行人工去雄,防止自花传粉,再授以农家种的花粉后,为防止其他花粉的干扰,对授粉后的谷穗进行套袋处理,以确保杂交的准确性。
【小问2详解】
正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病,说明浅黄色是不完全显性性状且抗锈病为显性性状。F2中黄色:米黄色:白色=1:2:1,抗锈病:感锈病=3:1,黄色抗锈病:浅黄色抗锈病:白色抗锈病:黄色感锈病:浅黄色感锈病:白色感锈病=3:6:3:1:2:1,是9:3:3:1的变式,由此可推测控制米粒颜色和锈病抗性的基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。
F1的基因型为EeRr,能产生4种基因型的配子,分别为ER、Er、eR、er。甲自交子一代全为黄色抗锈病,说明甲的基因型为EERR,乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病,乙的基因型是EERr,连续自交两代,子代纯合黄色抗锈病(EERR)的比例为。
杂交选育黄色抗锈病品种这是杂交育种,原理是基因重组。
乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病,丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病,所以乙的基因型是EERr,丙的基因型是EeRR,所以二者杂交,子代基因型及比例为EERr:EeRr:EERR:EeRR=1:1:1:1,表型比例为:黄色抗锈病:浅黄色抗锈病=1:1。
【小问3详解】
由于除草剂的选择作用,抗除草剂的青狗尾草个体在生存竞争中更有优势,从而使抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子,可采用的方法有:远缘杂交,将抗除草剂的青狗尾草与谷子杂交,然后筛选出具有抗除草剂性状的子代进行培育;体细胞杂交,用纤维素酶和果胶酶去除两种植物的细胞壁,在进行原生质体融合,得到杂种细胞,使谷子获得抗除草剂的性状。
19. 为了探究皮肤组织特异性T细胞对损伤神经细胞的修复作用,研究人员用下表方式处理小鼠并进行后续相关实验。回答下列问题:
组别
处理方式
C
未处理
TA
将一定量的金黄色葡萄球菌涂抹于小鼠耳朵皮肤表面
ID
耳郭皮下注射一定量金黄色葡萄球菌
(1)ID处理组出现组织损伤、炎症反应,TA处理组出现局部轻微反应,出现这种差异的一方面原因是由于__________的作用,导致TA组病原体扩散较慢。检测不同处理组小鼠皮肤组织辅助性T细胞类型的比例,结果如图。IL-17A和IFN-γ是不同类型辅助性T细胞分泌的细胞因子,前者主要由Th17细胞分泌。据图分析,可以得出的结论是________________________________________________。
(2)研究人员对TA组处理的小鼠再进行ID组的处理,并与TA组进行比较,检测Th17细胞增量变化如图。据图分析,该结果说明___________________________。根据特异性免疫过程分析,出现这种现象的原因很可能与先前进行TA处理产生相应_____________有关。
(3)进一步研究发现,IL-17A与全身细菌控制关系不大,在皮肤神经损伤部位有Th17细胞富集,出现此现象的原因可能是: 免疫反应产生的IL-17A能促进__________________的修复。验证该假说,研究人员的思路是阻断IL-17A的作用,请提出一种具体的阻断方法_________________________。
(4)根据以上研究,治疗神经疾病可以通过诱导_______________________进行免疫治疗。
【答案】(1) ①. 皮肤 ②. 不同处理方法会诱导T细胞分化成不同类型
(2) ①. TA+ID处理能够促进产生IL-17A细胞因子的T细胞产生 ②. 记忆细胞
(3) ①. 损伤神经细胞 ②. 用IL-17A抗体
(4)特异性免疫细胞
【解析】
【小问1详解】
由皮肤和黏膜组成人体的第一道防线,而ID处理直接越过皮肤和黏膜,出现组织损伤、炎症反应,TA处理组出现局部轻微反应,出现这种差异的一方面原因是由于第一道防线的作用,导致TA组病原体扩散较慢。由图表可知,IL-17A和IFN-γ是不同类型辅助性T细胞分泌的细胞因子,C组为对照组,IL-17A含量少,Th17细胞占比少,TA组IL-17A含量多,Th17细胞占比多,ID组IFN-γ多,则分泌该类物质的细胞占比多。因此可得出不同处理方法会诱导T细胞分化成不同类型。
【小问2详解】
研究人员对TA组处理的小鼠再进行ID组的处理,并与TA组进行比较,检测Th17细胞增多,说明TA+ID处理能够促进产生IL-17A细胞因子的T细胞产生。根据特异性免疫过程分析,出现这种现象的原因很可能与先前进行TA处理产生相应记忆细胞有关,类似于二次免疫。
【小问3详解】
进一步研究发现,IL-17A与全身细菌控制关系不大,在皮肤神经损伤部位有Th17细胞富集,说明免疫反应产生的IL-17A可能促进损伤的神经细胞的修复。为验证该假说,研究人员的思路是阻断IL-17A的作用,例如可敲除IL-17A相关基因或者用IL-17A抗体或者使用IL-17A阻断剂。
【小问4详解】
基于以上研究,一个治疗神经疾病的新思路是通过诱导特异性免疫细胞对神经疾病进行免疫治疗。
20. 滨鸟是湿地生态功能的指示种,它主要以食草蟹类为食。互花米草是外来物种,它的入侵会导致滨海湿地的生态功能退化。为探索修复退化湿地的有效策略,研究团队在黄海沿岸互花米草入侵区域取4块样地,人工移除互花米草后,针对本地湿地植物海三棱藨草、食草蟹类和滨鸟进行了四组野外控制实验,实验结果见图。
(1)在互花米草入侵区域,矮小、生长松散的海三棱藨草在与高大、生长密集、根系发达的互花米草竞争__________________________等资源(至少答出两点)的过程中不占优势被逐渐取代;食草蟹类等底栖动物的生存空间也被挤压。群落发生_______演替,具体表现为:物种丰富度减少,滨鸟数量减少。
(2)生态修复理论中的“上行效应”假说认为:在退化生态系统中,当加大力度恢复植被后,生态系统会沿食物链从低营养级到高营养级逐步恢复。如图所示的实验结果______(填“支持”或“不支持”)上述假说,判断依据是b组的生物多样性指数_______________________。
(3)与b、c组相比,d组生物多样性显著提高,研究人员推测滨鸟在生态恢复中起关键作用。b、c组因__________________________________________________________________________,导致食草蟹类对海三棱藨草幼苗的捕食强度较大,幼苗无法长时间存活;d组实施人工移除食草蟹类,模拟了捕食作用,从而缓解了______________________________________________________,海三棱蔫草幼苗能大量存活且生物量逐渐积累,食物链逐步恢复,整个生态系统恢复,生物多样性显著提高。
(4)根据上述研究结果,概括退化生态系统修复的策略:_______________________________________。
【答案】(1) ①. 光照、水分、无机盐 ②. 次生
(2) ①. 不支持 ②. 与a组无明显差异
(3) ①. 滨鸟数量较少,对食草蟹的捕食较弱,食草蟹数量较多 ②. 食草蟹类对海三棱藨草幼苗的捕食压力
(4)大力恢复植被(第一营养级),同时重视和利用高营养级生物的调节作用/重视恢复高营养级生物的数量/控制第二营养级(植食性动物)的数量。
【解析】
【小问1详解】
植物在群落中会竞争阳光、水分、无机盐等资源。在互花米草入侵区域,矮小、生长松散的海三棱藨草在与高大、生长密集、根系发达的互花米草竞争阳光、水分、无机盐等资源的过程中不占优势被逐渐取代。互花米草入侵导致食草蟹类生存空间被挤压,该区域保留原有土壤条件及植物繁殖体是次生演替的判断依据。
【小问2详解】
“上行效应”假说认为在退化生态系统中,加大力度恢复植被后,生态系统会沿食物链从低营养级到高营养级逐步恢复。观察,b组是重建植被 + 滨鸟自由进出,与a组(自然恢复 + 滨鸟自由进出)相比,b组重建了植被,若支持假说,生物多样性应该提高,但从图中看到b组的生物多样性指数与a组相比无明显差异。所以实验结果不支持上述假说。
【小问3详解】
由图可知,b、c组滨鸟自由进出或防止滨鸟进入,滨鸟数量相对较少,对食草蟹的捕食较弱,食草蟹数量较多,导致食草蟹类对海三棱藨草幼苗的捕食强度较大,幼苗无法长时间存活。d组实施人工移除食草蟹类,模拟了滨鸟对食草蟹类的捕食作用(或滨鸟的捕食效果 ),从而缓解了食草蟹类对海三棱藨草幼苗的捕食压力,海三棱藨草幼苗能大量存活且生物量逐渐积累,食物链逐步恢复,整个生态系统恢复,生物多样性显著提高。
【小问4详解】
据上述研究结果可知,退化生态系统修复的策略包括:大力恢复植被(第一营养级),同时重视和利用高营养级生物的调节作用/重视恢复高营养级生物的数量/控制第二营养级(植食性动物)的数量。
21. 研究人员利用基因工程的方法将油料作物紫苏的二酰甘油酰基转移酶(DGAT1)基因导入四尾栅藻(操作过程如图),获得转基因的高产油脂四尾栅藻。利用地热废水培养该藻,在生产生物柴油的同时,还能治理地热废水。请回答下列问题:
注:lacZ基因编码产物在X-gal和IPTG存在下,可以产生蓝色沉淀,使菌落呈现蓝色,否则菌落呈现白色。
(1)为保证从紫苏细胞中获得的DGAT1基因与pMD19克隆质粒相连,可在设计PCR所用引物时,在引物的__________端加上特定限制酶的识别序列。第一次转化的受体细胞是大肠杆菌,结合该细胞的特点说明这样做的目的是__________。
(2)经转化的大肠杆菌可通过__________(方法)接种到培养基上继续培养。为筛选目标菌株,培养基应加入的成分有__________。在该培养基中,目标菌株的菌落呈__________色。
(3)启动子往往具有物种特异性,在载体pBI121质粒中插入紫苏DCAT1基因,其上游启动子应选择__________(填“紫苏DGAT1基因”、“大肠杆菌”或“四尾栅藻”)的启动子。
(4)为检测转基因四尾栅藻对地热废水的治理能力,研究人员设计实验并得到相应实验结果如下表。该实验不能说明转DGAT1基因显著提高了四尾栅藻的去污能力。请进一步完善实验设计:__________。
表培养转基因四尾栅藻的地热废水培养基各项指标测定结果
各项指标
总氮//(mg·L-1)
总磷//(mg·L-1)
氟化物/(mg·L-1)
初始
23.2
4.32
4.56
培养转基因四尾栅藻11天后
1.9
0.45
0.84
【答案】(1) ①. 5′ ②. 大肠杆菌繁殖速度快,利用克隆载体随着细菌分裂而大量复制,得到充足的目的基因(或是利用结构简单的大肠杆菌构建基因文库,实现目的基因的长期保存)
(2) ①. 稀释涂布平板法 ②. 氨苄青霉素、X-gal、IPTG ③. 白色
(3)四尾栅藻 (4)应添加对照组:用相同废水培养基培养等量非转基因四尾栅藻(其余条件相同),11天后检测对照组总氮、总磷和氟化物的含量并与实验组进行比较
【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;(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;(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
为保证从紫苏细胞中获得的DGAT1基因与pMD19克隆质粒相连,需保证目的基因与质粒有相同的末端,DNA复制时从引物的3'开始,所以可以在引物的5′端加上特定的限制酶识别序列,然后用限制酶切割目的基因和质粒。利用大肠杆菌的快速复制能力,可低成本、快速地扩增目的基因。同时,将目的基因与克隆载体连接导入到大肠杆菌,将菌种冻存可实现重组质粒的长期保存,以便长期保存目的基因,保证后续实验有充足的目的基因。
【小问2详解】
转化后的大肠杆菌用稀释涂布平板法接种于培养基表面以便获得单菌落,为了筛选成功导入重组载体的大肠杆菌,应在培养基中添加氨苄青霉素、X-gal、IPTG。据图分析可知,目的基因转入的位置是在lacZ基因内,因此转入重组载体的大肠杆菌在选择培养基上的菌落呈白色。
【小问3详解】
由于启动子具有物种特异性,载体pBI121质粒是要转入四尾栅藻中保证目的基因能成功表达,因此需选择在四尾栅藻细胞中的启动子。
【小问4详解】
要想证明转DGAT1基因显著提高了四尾栅藻的去污能力,应增加非转基因四尾栅藻对废水的去污能力,将转基因四尾栅藻与非转基因组结果进行比较,应添加对照组:废水培养非转基因四尾栅藻11天后,检测总氮、总磷和氟化物的含量。
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