内容正文:
2026年普通高中选择性考试风向信息
适应诊断卷(一)
本试卷共100分,考试时间75分钟。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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。
热情境 深渊生物特征辨析
1. 2025年1月,国际顶尖学术期刊《Cell》重磅发布了我国科学家主导的科研成果,研究聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物(钩虾)和脊椎动物(鱼类)。该成果是人类首次系统性地研究深渊生命,揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能,拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。下列关于深渊生命的推测,错误的是( )
A. 深渊生物生活在黑暗环境中,不能进行光合作用,因此不能合成有机物
B. 深渊中的原核微生物、无脊椎动物和脊椎动物的遗传物质都是DNA
C. 深渊生物细胞内不饱和脂肪酸的积累有利于低温环境中维持细胞膜流动性
D. 深渊生物中蛋白质可能通过增加分子结构稳定性以适应高压环境
2. 细胞骨架通过连接蛋白锚定在红细胞膜上,如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 细胞骨架和连接蛋白共同维持着红细胞的形态
B. 若破坏红细胞的连接蛋白,则细胞会立即破裂
C. 红细胞膜结构中的磷脂与其选择透过性无关
D. 连接蛋白与细胞骨架相锚定增强了红细胞膜的流动性
热情境 相分离的应用
3. 相分离是指生物大分子通过弱相互作用在细胞内形成高浓度凝聚体的过程,这些凝聚体在细胞内呈现液态或胶态,与周围基质形成界限。例如,核仁就是一种高度依赖相关蛋白的相分离,从而形成具有内部层次结构的液滴。下列相关叙述正确的是( )
A. 乳酸菌中的核糖体、中心体等无膜细胞器的形成可能与相分离有关
B. 核孔相当于一种具有选择性的水凝胶状屏障,只允许大分子通过
C. 核仁与核糖体的形成有关,代谢越旺盛的真核细胞,核仁体积越小
D. 通过相分离形成的结构并不稳定,在细胞内可发生可逆性的动态变化
4. 哺乳动物小肠上皮细胞顶膜上的转运蛋白(TRPV6)可以从消化道中顺浓度梯度吸收Ca²⁺。 Ca²⁺[由胞浆钙结合蛋白(CB)介导从小肠上皮细胞的顶膜向基底膜转运,基底膜上的钠钙交换蛋白 (NCX)将Na⁺顺浓度转入细胞内的同时将Ca²⁺运出细胞,钙蛋白(PMCA)则消耗 ATP 将 Ca²⁺运出细胞。下列叙述错误的是( )
A. 细胞外 Ca²⁺浓度越高, TRPV6运输Ca²⁺的速率就越快
B. CB 活性增强有利于 Ca²⁺通过 TRPV6进入小肠上皮细胞
C. PMCA 和NCX 均以主动运输方式将Ca²⁺运出小肠上皮细胞
D. 当细胞外液中的 Na⁺浓度降低时,Ca²⁺运出细胞会受到抑制
5. 温度是影响酶促反应速率的重要因素。图中直线a表示反应物分子具有的能量与温度的关系,曲线b表示温度与酶空间结构稳定性的关系。将这两个作用叠加在一起,使得酶促反应速率与温度关系呈曲线c。下列叙述正确的是( )
A. 温度越高,反应物具有的能量越多,酶促反应速率越快
B. t2条件下,酶的空间结构稳定,适合对酶的保存
C. t1、t3温度条件下,酶降低的活化能相同,反应速率相同
D. 酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物
6. 海洋中有多种藻类,红藻和蓝细菌的光合色素主要是藻胆素(主要吸收绿光和橙黄光)和叶绿素a。藻胆素与蛋白质紧密结合形成难溶于有机溶剂但可溶于稀盐溶液的各种藻胆蛋白,这些藻胆蛋白最终附着在膜结构上,使不同藻胆素吸收的光能最终都传递给叶绿素a反应中心来参与光反应过程,其结构和传递过程如图。下列描述正确的是( )
A. 红藻光合色素的吸收光谱和绿藻相比存在差别
B. 可用无水乙醇来提取红藻中不同的藻胆蛋白,并用层析液进行分离
C. 藻胆素吸收的光能全部用于光反应中ATP的合成
D. 蓝细菌和红藻的藻胆蛋白附着在叶绿体的类囊体薄膜上
7. 在细胞的生命历程中,不同的细胞可能会经历分裂、分化、衰老、凋亡、坏死和癌变等过程,下列叙述错误的是( )
A. 细胞因为严重的病理性刺激导致正常代谢活动中断引起的死亡属于细胞坏死
B. 氧气浓度较低时线粒体受损会释放自由基,细胞自噬清除过多受损线粒体可导致细胞坏死
C. 自由基攻击生物膜上的磷脂时,可产生新的自由基,由此引发雪崩式的反应
D. 细胞在分裂、分化、衰老、凋亡和癌变等过程中都会发生基因的选择性表达
热趋势 电泳结果分析
8. 雌猫常染色体上编码的阻碍因子会随机结合在一条X染色体的XIC序列,造成X染色体上体色相关基因失活,雄猫不存在该现象。黑猫雄甲与黑猫雌乙杂交,子代出现了黑猫雌1、黑猫雌2、黄猫雌3,不考虑突变。用某种限制酶对甲、乙及1、2、3个体体色相关基因进行切割后电泳,结果如图。下列分析不合理的是( )
A. 3.6kb条带代表黑色基因
B. 推测黄色基因是由黑色基因发生碱基对替换所形成的
C. 个体2、3表型的差异是不同X染色体随机失活造成的
D. 黑猫雄甲与黄猫雌3杂交子代雌均为黑猫、雄均为黄猫
9. 1964年科学家找到了一种高效破译密码子的方法,操作步骤如下表,其中三核苷酸分子是长度为3个碱基的RNA,且能与核糖体结合,不同氨基酸能与各自的tRNA结合形成氨酰-tRNA.下列叙述错误的是( )
步骤\编号
l
2
……
20
一(构建20种无细胞反应体系)
a
加入除去了DNA和mRNA的大肠杆菌细胞提取液
b
14C标记的甘氨酸+19种其他未标记的氨基酸
14C标记的赖氨酸+19种其他未标记的氨基酸
……
14C标记的缬氨酸+19种其他未标记的氨基酸
c
先后加入各种tRNA分子和核糖体
二
加入某种三核苷酸分子,适宜条件下维持一段时间
三
用醋酸纤维膜过滤后,检测醋酸纤维膜上是否有放射性
A. 除去DNA和mRNA的大肠杆菌细胞提取液中无法进行蛋白质的合成
B. 实验中添加的三核苷酸分子上的三个碱基相当于mRNA中的某种密码子
C. 推测氨酰-tRNA可透过醋酸纤维膜,而氨酰-tRNA与核糖体结合形成的复合物无法透过
D. 20种氨基酸无细胞反应体系中,均有一组实验结果能观察到醋酸纤维膜上有放射性
10. 普通小麦为异源六倍体,其染色体组型可表示为AABBDD,其中A、B、D分别来自一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草、节节麦。科研人员让甲品种普通小麦与乙品种普通小麦杂交,最终培育出了能稳定遗传的高产抗倒伏新品种普通小麦(如图)。下列叙述错误的是( )
A. 该目的植株的每个染色体组上都有高产基因和抗倒伏基因
B. 与单倍体育种相比,该育种方法操作简单,但育种年限较长
C. 一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草和节节麦之间存在生殖隔离
D. 甲与乙杂交,能产生可育后代丙,说明甲和乙属于同一物种
11. 独脚金内酯(GR24)是植物体内发现的新型植物激素,科学家以拟南芥为材料研究GR24对侧枝数量的影响,结果如图1;研究NAA和GR24对野生型植株侧枝长度的影响,结果如图2。下列叙述正确的是( )
A. GR24不直接参与细胞代谢,属于组成细胞的结构物质
B. 据图1分析,GR24对突变植株侧枝生长作用不明显的原因是GR24合成缺陷
C. NAA是一类分子结构和生理效应与生长素类似的植物生长调节剂
D. 与单独使用GR24相比,同时使用NAA+GR24更容易导致顶端优势现象
12. 科研团队对某湿地生态系统中白鹭、苍鹭和夜鹭的觅食行为、栖息环境选择及繁殖习性进行了深入研究,相关数据和信息如表所示。下列关于这三种鸟类生态位的叙述,正确的是( )
鸟类
主要觅食时间
主要觅食地点
偏好栖息树木高度(m)
白鹭
06:00-10:00、16:00-18:00
浅水区、泥滩
8~15
苍鹭
07:00-11:00、15:00-17:00
深水区和浅滩交界处
10~18
夜鹭
20:00-23:00、03:00-05:00
深水区、浅滩
5~10
A. 三种鸟类主要觅食时间不同,说明它们在时间维度上不存在生态位重叠
B. 夜鹭偏好栖息在较矮树木,这是其在长期进化中对环境适应的结果
C. 白鹭主要在浅水区、泥滩觅食,苍鹭在深水区和浅滩交界处觅食,这体现了群落的垂直结构
D. 三种鸟类的生态位差异仅由它们自身的生物学特性决定,与环境因素无关
13. 习近平主席在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上强调要秉持生态文明理念。我国正加快推进以国家公园为主体的自然保护地体系建设,提升生态系统质量和稳定性。下列说法错误的是( )
A. 千姿百态的物种、丰富多彩的基因库、多种多样的生态系统均与协同进化有关
B. 保护生物多样性,关键是要提高生态系统的稳定性
C. 以国家公园为主体的自然保护地体系建设属于就地保护
D. 自然保护地体系中捕食者的存在有利于增加物种多样性
14. 某稻田生态系统中存在食物链“水稻→福寿螺→中华鳖”,该生态系统中部分营养级的能量流动过程如图所示,图中字母代表能量值。下列叙述正确的是( )
A. 该生态系统中信息沿食物链从福寿螺向中华鳖单向传递
B. 图中表示福寿螺用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
C. 福寿螺的同化量不能100%流入中华鳖与图中d、e、f对应的途径有关
D. 由福寿螺流入分解者的能量值可以用图中的c+d+e表示
15. 某野生型细菌能通过图1途径合成色氨酸,从而在不含色氨酸的培养基上正常生长繁殖,而其突变株则不能。将突变株TrpB-、TrpC-、TrpE-(仅图1中的某一步受阻)分别划线接种在图2培养基的I、Ⅱ、Ⅲ区域,培养短时间内三个区域均有少量细菌生长增殖,继续培养后发现I区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域菌株不再生长。下列叙述错误的是( )
A. 该培养基中含有少量色氨酸,酸碱度为中性或弱碱性
B. 3种突变菌株均能将积累的中间产物分泌到细胞外
C. TrpC-菌株继续生长增殖的一端为靠近I区域的一端
D. TrpE-菌株不再生长是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶
16. 已知番茄是二倍体植物,马铃薯是四倍体植物,下图为马铃薯和番茄的体细胞杂交过程图。下列分析正确的是( )
A. 过程①应置于等渗溶液中,利用果胶酶和胶原蛋白酶处理细胞
B. 融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C. 过程⑤增大细胞分裂素和生长素的比值,可促进愈伤组织分化生根
D. 植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 我国科学家通过模拟和借鉴植物的光合作用原理,在无细胞系统中设计出一条人工淀粉合成途径。该途径由11步核心糖链聚合反应构成,相较于植物体内需经历60余步的复杂生化过程,显著提升了淀粉的合成效率。植物光合作用过程(A)和人工合成淀粉过程(B)如下图所示。请回答下列问题。
(1)在叶肉细胞中,过程A中a为_____。当光照突然增强时,短时间内b的含量将_____。
(2)希尔反应的条件是离体的叶绿体悬浮液在光照、无CO2的条件下加入Fe3+或其他氧化剂,加入Fe3+的目的是_____。
(3)在与植物光合作用淀粉积累量相等的情况下,该系统消耗的CO2量要_____(填“高于”“低于”或“等于”)植物,可能的原因有_____。
(4)过程①中H2的主要作用是作为_____。自然界中并不存在甲醇转化为淀粉的生命过程,所以对于人工合成淀粉的生化反应过程,关键的要求是_____(多选)。
A.确定各种参与反应物质的比例 B.保证关键性酶活性的稳定
C.提供无菌的O2 D.反应容器足够大
(5)该技术未来能够大面积推广应用,你认为可解决当前人类面临的哪些生态环境问题?_____(至少写出两点)
18. 某雌雄异株的二倍体植物的性别由位于第5号染色体上的等位基因M/m控制,决定雄性的M基因对决定雌性的m基因为完全显性。该植物的阔叶与窄叶由基因B/b控制,抗病与不抗病由基因D/d控制。某研究人员利用一阔叶抗病雄株和一阔叶抗病雌株进行杂交,子一代中阔叶抗病雄:阔叶抗病雌:阔叶不抗病雄:阔叶不抗病雌:窄叶抗病雌:窄叶不抗病雌=6:3:2:1:3:1。回答下列问题:
(1)若不考虑突变和减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换,在该植物的性别、叶形及是否抗病的遗传中,除基因M/m外,基因______也位于第5号染色体上,判断依据是______。
(2)为阐明抗病与不抗病的遗传基础,研究人员克隆出基因D,将D基因导入到某不抗病甲品系中,获得了转入单个D基因的转基因乙品系。假定转入的D基因已插入d基因所在染色体的非同源染色体上,乙品系与甲品系植株杂交,子代表型及比例为______;乙品系植株相互授粉,子代表型及比例为______。
(3)研究人员分别给多株阔叶雄株各导入一个A基因,使M基因和A基因位于同一条染色体。所得到的转基因植物分别与窄叶雌株杂交,子代表型及比例有以下3种情况:①全为窄叶雌株②窄叶雄:阔叶雌=1:1③全为阔叶雌株若不考虑突变和减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换,可推测:当5号染色体上______时,含有该染色体的花粉完全失活。这些转基因植株的基因型有______(没有等位基因的位置可用0表示)。
19. 心脏搏动(心跳)指心脏每次收缩和舒张所产生的跳动感,是心脏机械动作的表现之一,反映了心脏的收缩功能。人体神经支配心跳的原理如下图,回答下列问题:
(1)剧烈运动时,去甲肾上腺素是_______(填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质,判断依据是_______。
(2)图中副交感神经的第一个神经元释放的乙酰胆碱作用于第二个神经元使其_______,第二个神经元释放的乙酰胆碱作用于心肌细胞,使心跳_______,推测乙酰胆碱的作用效果不同的原因可能是_______。
(3)银环蛇蛇毒中能分离出若干种神经毒素,神经毒素能激活或阻断不同神经受体和离子通道,进而影响神经递质的释放和代谢。研究人员利用上图神经元一效应器细胞(相当于突触)对α-环蛇毒素和β一环蛇毒素的作用机理进行了研究,结果如表。神经元和肌肉细胞产生的动作电位主要由_______引起。据表分析,_______主要作用于神经一肌肉接头。若两种毒素共同作用,会_______(填“加剧”或“减轻”)骨骼肌瘫痪的效果。
分组
处理
神经元动作电位(mV)
肌肉细胞动作电位(mV)
甲
对照组
75
75
乙
α-环蛇毒素浸润20min
75
10
丙
β-环蛇毒素浸润20min
20
0
20. 在水体环境中,猎物鱼可通过感知捕食者身体上释放的“捕食者信息”或同种鱼释放的“化学预警信息”评估潜在的捕食风险。请回答下列问题:
(1)影响某种鱼类种群密度变化的直接因素有________________________。描述、解释和预测种群数量的变化,常常需要建立___________模型。
(2)不同鱼类的氮、磷排泄物经过分解者的分解作用可使氮、磷元素被藻类重新吸收利用,加速了氮、磷元素在___________与___________之间的循环。
(3)猎物鱼可通过感知捕食者身体上释放的“捕食者信息”从而引发反捕食行为,这体现了信息传递具有________________________________________________的作用。与独居个体相比,集群生活的个体通过调整自己的游泳行为以配合群体运动,从而能够给鱼群带来许多生态益处。下列有关集群生活益处的叙述,正确的有____________。
A.个体对食物资源和配偶分配的竞争降低
B.个体感染寄生虫的概率降低
C.集群生活可以提高觅食效率
D.集群生活可以降低被捕食的风险
(4)某科研小组以鲫幼鱼为实验对象,观察并比较不同化学信息素和捕食胁迫对鲫幼鱼个体行为特征的影响。实验人员分别在无捕食胁迫处理组(对照组)和有捕食胁迫处理组(实验组)中,注入不同化学信息素(水、食物、化学预警信息、捕食者信息)并观测鲫幼鱼个体在注入前后的游泳速度变化,实验结果如图。
据图分析可得出结论:在对照组中,不同化学信息素对鲫幼鱼个体游泳速度的影响是_________________________________________________。与对照组相比,实验组中捕食胁迫会____________(填“提高”或“降低”)鲫幼鱼个体对化学信息素的行为响应程度。
热风向 转基因水稻产HSA
21. 人血清白蛋白(HSA)是由肝脏细胞合成的,具有重要的医用价值,原本只能从血清中提取,科研人员利用基因工程技术改造水稻,并从转基因水稻中获取人的血清白蛋白(HSA)。部分流程及相关限制酶的识别序列和切割位点如图,HSA基因的b链为转录的模板链。回答下列问题。
(1)PCR扩增HSA基因时,除了向反应体系中添加模板DNA和引物外,还需添加_____(至少写两个)。
(2)在构建重组Ti质粒时,若HSA基因两端没有图示中相应限制酶的酶切位点,PCR设计引物时需在引物的_____端添加限制酶的识别序列。
(3)为确保HSA基因与Ti质粒正向连接,同时便于对导入重组Ti质粒的农杆菌的筛选,应对质粒用_____酶切。据图写出PCR扩增HSA基因时引物1的碱基序列为:5′-_____-3′(写出前10个碱基,包括限制酶的识别序列)。筛选含重组质粒的农杆菌时,应先将处理后的农杆菌接种至含_____的培养基中,再利用无菌绒布影印接种转移至含_____的培养基中。
(4)利用农杆菌转化法将重组Ti质粒导入水稻的愈伤组织后还要进行目的基因的检测,具体操作方法是_____(答一种即可)。
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2026年普通高中选择性考试风向信息
适应诊断卷(一)
本试卷共100分,考试时间75分钟。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48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。
热情境 深渊生物特征辨析
1. 2025年1月,国际顶尖学术期刊《Cell》重磅发布了我国科学家主导的科研成果,研究聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物(钩虾)和脊椎动物(鱼类)。该成果是人类首次系统性地研究深渊生命,揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能,拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。下列关于深渊生命的推测,错误的是( )
A. 深渊生物生活在黑暗环境中,不能进行光合作用,因此不能合成有机物
B. 深渊中的原核微生物、无脊椎动物和脊椎动物的遗传物质都是DNA
C. 深渊生物细胞内不饱和脂肪酸的积累有利于低温环境中维持细胞膜流动性
D. 深渊生物中蛋白质可能通过增加分子结构稳定性以适应高压环境
【答案】A
【解析】
【详解】A、虽然深潜生物生活在黑暗环境中不能进行光合作用,但细胞内可以通过其他途径合成有机物。 比如细胞呼吸的过程中会产生一些中间产物,这些中间产物可以作为合成其他有机物的原料,细胞还可以从周围环境中摄取一些小分子物质来合成自身需要的有机物等,A错误;
B、原核微生物、无脊椎动物(钩虾)和脊椎动物(鱼类)均为细胞生物,其遗传物质均为DNA,B正确;
C、在低温环境下,不饱和脂肪酸的存在有利于维持细胞膜的流动性。 因为不饱和脂肪酸具有双键,会使分子链发生弯曲,不易排列紧密,从而使细胞膜在低温下也能保持一定的流动性,这对于深潜生物适应低温环境是很重要的,C正确;
D、深潜环境具有高压的特点,深潜生物中的蛋白质通过增加分子结构稳定性,可以更好地抵抗高压对其结构和功能的影响,以适应高压环境,D正确。
故选A。
2. 细胞骨架通过连接蛋白锚定在红细胞膜上,如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 细胞骨架和连接蛋白共同维持着红细胞的形态
B. 若破坏红细胞的连接蛋白,则细胞会立即破裂
C. 红细胞膜结构中的磷脂与其选择透过性无关
D. 连接蛋白与细胞骨架相锚定增强了红细胞膜的流动性
【答案】A
【解析】
【详解】A、细胞骨架的核心功能是维持细胞形态,而连接蛋白能将细胞骨架锚定在细胞膜上,共同维持着红细胞的形态,A正确;
B、破坏连接蛋白会导致细胞骨架与细胞膜的锚定关系消失,进而使红细胞失去形态支撑,但细胞不会立即破裂,B错误;
C、红细胞膜的选择透过性与磷脂双分子层的疏水屏障和膜蛋白均有关,磷脂是选择透过性的结构基础之一,C错误;
D、连接蛋白与细胞骨架相锚定的作用是维持膜结构的稳定性,反而会限制膜的流动性,而非增强,D错误。
故选A。
热情境 相分离的应用
3. 相分离是指生物大分子通过弱相互作用在细胞内形成高浓度凝聚体的过程,这些凝聚体在细胞内呈现液态或胶态,与周围基质形成界限。例如,核仁就是一种高度依赖相关蛋白的相分离,从而形成具有内部层次结构的液滴。下列相关叙述正确的是( )
A. 乳酸菌中的核糖体、中心体等无膜细胞器的形成可能与相分离有关
B. 核孔相当于一种具有选择性的水凝胶状屏障,只允许大分子通过
C. 核仁与核糖体的形成有关,代谢越旺盛的真核细胞,核仁体积越小
D. 通过相分离形成的结构并不稳定,在细胞内可发生可逆性的动态变化
【答案】D
【解析】
【详解】A、乳酸菌属于原核生物,细胞内仅含有核糖体一种细胞器,不存在中心体,A错误;
B、核孔是具有选择性的运输通道,既允许部分大分子(如mRNA、核内所需的酶)通过,也允许部分小分子物质通过,并非只允许大分子通过,B错误;
C、核仁与核糖体的形成有关,代谢越旺盛的真核细胞,所需核糖体数量越多,核仁体积越大,C错误;
D、相分离是生物大分子通过弱相互作用形成的凝聚体,结构不稳定,可随细胞生理状态发生可逆的组装、解体,属于动态变化的结构,D正确。
4. 哺乳动物小肠上皮细胞顶膜上的转运蛋白(TRPV6)可以从消化道中顺浓度梯度吸收Ca²⁺。 Ca²⁺[由胞浆钙结合蛋白(CB)介导从小肠上皮细胞的顶膜向基底膜转运,基底膜上的钠钙交换蛋白 (NCX)将Na⁺顺浓度转入细胞内的同时将Ca²⁺运出细胞,钙蛋白(PMCA)则消耗 ATP 将 Ca²⁺运出细胞。下列叙述错误的是( )
A. 细胞外 Ca²⁺浓度越高, TRPV6运输Ca²⁺的速率就越快
B. CB 活性增强有利于 Ca²⁺通过 TRPV6进入小肠上皮细胞
C. PMCA 和NCX 均以主动运输方式将Ca²⁺运出小肠上皮细胞
D. 当细胞外液中的 Na⁺浓度降低时,Ca²⁺运出细胞会受到抑制
【答案】A
【解析】
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等;
协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要载体,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;
主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
【详解】A、TRPV6运输Ca²⁺的方式为协助扩散,其运输Ca²⁺的速率受细胞外Ca²⁺浓度和TRPV6数量的影响,A错误;
B、由题意知,CB可介导Ca²⁺从小肠上皮细胞的顶膜向基底膜转运,CB 活性增强有利于 Ca²⁺通过 TRPV6进入小肠上皮细胞,B正确;
C、PMCA消耗ATP将Ca²⁺运出细胞,而NCX则是利用膜内外Na⁺浓度差产生化学势能将Ca²⁺运出细胞,两者运输Ca²⁺的方式均属于主动运输,C正确;
D、当细胞外液中的 Na⁺浓度降低时,NCX利用膜内外Na⁺浓度差产生化学势能将Ca²⁺运出细胞减少,D正确。
故选A。
5. 温度是影响酶促反应速率的重要因素。图中直线a表示反应物分子具有的能量与温度的关系,曲线b表示温度与酶空间结构稳定性的关系。将这两个作用叠加在一起,使得酶促反应速率与温度关系呈曲线c。下列叙述正确的是( )
A. 温度越高,反应物具有的能量越多,酶促反应速率越快
B. t2条件下,酶的空间结构稳定,适合对酶的保存
C. t1、t3温度条件下,酶降低的活化能相同,反应速率相同
D. 酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物
【答案】D
【解析】
【详解】A、在一定范围内,温度越高,反应物分子具有的能量越多,酶促反应速率越快,但温度过高会使酶的空间结构遭到破坏,酶失去活性,反应速率会下降,并非温度越高,酶促反应速率就越快,A错误;
B、酶适合在低温(一般是0-4℃)条件下保存,因为低温能抑制酶的活性,且酶的空间结构稳定,而t2不是低温,不适合对酶进行保存,B错误;
C、t1、t3温度条件下,反应速率相同,但t1时酶的空间结构稳定,t3时酶的空间结构可能已被破坏,酶降低活化能的效果不同,C错误;
D、酶的化学本质大多是蛋白质,少数是RNA,酶既可以作为催化剂催化化学反应,也可以作为底物(如被蛋白酶或RNA酶催化水解)参与另一个反应,D正确。
故选D。
6. 海洋中有多种藻类,红藻和蓝细菌的光合色素主要是藻胆素(主要吸收绿光和橙黄光)和叶绿素a。藻胆素与蛋白质紧密结合形成难溶于有机溶剂但可溶于稀盐溶液的各种藻胆蛋白,这些藻胆蛋白最终附着在膜结构上,使不同藻胆素吸收的光能最终都传递给叶绿素a反应中心来参与光反应过程,其结构和传递过程如图。下列描述正确的是( )
A. 红藻光合色素的吸收光谱和绿藻相比存在差别
B. 可用无水乙醇来提取红藻中不同的藻胆蛋白,并用层析液进行分离
C. 藻胆素吸收的光能全部用于光反应中ATP的合成
D. 蓝细菌和红藻的藻胆蛋白附着在叶绿体的类囊体薄膜上
【答案】A
【解析】
【详解】A、红藻的光合色素主要是藻胆素和叶绿素a,而绿藻的光合色素主要是叶绿素和类胡萝卜素,它们的吸收光谱有差别,A正确;
B、题意显示,藻胆素与蛋白质紧密结合形成难溶于有机溶剂但可溶于稀盐溶液的各种藻胆蛋白,而无水乙醇是一种有机溶剂,因此不能用无水乙醇来提取红藻中不同的藻胆蛋白,B错误;
C、不同藻胆素吸收的光能最终都传递给叶绿素a反应中心来参与光反应过程,转化为ATP和NADPH中活跃的化学能,C错误;
D、蓝细菌为原核生物,无叶绿体结构,其藻胆蛋白附着在光合片层上;红藻的藻胆蛋白附着在叶绿体类囊体薄膜上,D错误。
7. 在细胞的生命历程中,不同的细胞可能会经历分裂、分化、衰老、凋亡、坏死和癌变等过程,下列叙述错误的是( )
A. 细胞因为严重的病理性刺激导致正常代谢活动中断引起的死亡属于细胞坏死
B. 氧气浓度较低时线粒体受损会释放自由基,细胞自噬清除过多受损线粒体可导致细胞坏死
C. 自由基攻击生物膜上的磷脂时,可产生新的自由基,由此引发雪崩式的反应
D. 细胞在分裂、分化、衰老、凋亡和癌变等过程中都会发生基因的选择性表达
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞坏死是不利病理性因素导致细胞正常代谢活动中断引起的被动死亡,该表述符合细胞坏死的定义,A正确;
B、细胞自噬清除受损线粒体是细胞的自我保护机制,可减少自由基产生、维持细胞稳态,不会导致细胞坏死,B错误;
C、根据自由基学说,自由基攻击生物膜的磷脂分子时,反应产物同样是自由基,新产生的自由基会继续攻击其他分子,引发雪崩式的反应,C正确;
D、细胞分裂时有细胞周期相关基因的选择性表达,细胞分化的实质是基因的选择性表达,衰老、凋亡是基因调控的程序性过程,存在相关基因的选择性表达,癌变过程中也存在癌变相关基因的异常选择性表达,因此题述过程均会发生基因的选择性表达,D正确。
热趋势 电泳结果分析
8. 雌猫常染色体上编码的阻碍因子会随机结合在一条X染色体的XIC序列,造成X染色体上体色相关基因失活,雄猫不存在该现象。黑猫雄甲与黑猫雌乙杂交,子代出现了黑猫雌1、黑猫雌2、黄猫雌3,不考虑突变。用某种限制酶对甲、乙及1、2、3个体体色相关基因进行切割后电泳,结果如图。下列分析不合理的是( )
A. 3.6kb条带代表黑色基因
B. 推测黄色基因是由黑色基因发生碱基对替换所形成的
C. 个体2、3表型的差异是不同X染色体随机失活造成的
D. 黑猫雄甲与黄猫雌3杂交子代雌均为黑猫、雄均为黄猫
【答案】D
【解析】
【详解】A、黑猫雄甲与黑猫雌乙杂交,子代出现了黑猫雌1、黑猫雌2、黄猫雌3,无中生有为隐性性状,黑色为伴X染色体显性遗传,且甲和乙都含有黑色基因,因此若根据电泳结果,可知3.6kb条带代表黑色基因,A正确;
B、根据电泳结果,3.6kb代表黑色基因,下面两个条带代表黄色基因,黄色基因和黑色基因长度相同都是3.6kb,因此可知黄色基因由黑色基因发生碱基对替换导致出现限制酶识别序列,B正确;
C、个体2和个体3基因型相同,但是表型不同,说明随机失活的X染色体不同,C正确;
D、若用B/b表示控制体色的基因,黑猫雄甲与黄猫雌3杂交,即XBY×XBXb,其子代雄猫为XBY、XbY,可能有黑猫,D错误。
故选D。
9. 1964年科学家找到了一种高效破译密码子的方法,操作步骤如下表,其中三核苷酸分子是长度为3个碱基的RNA,且能与核糖体结合,不同氨基酸能与各自的tRNA结合形成氨酰-tRNA.下列叙述错误的是( )
步骤\编号
l
2
……
20
一(构建20种无细胞反应体系)
a
加入除去了DNA和mRNA的大肠杆菌细胞提取液
b
14C标记的甘氨酸+19种其他未标记的氨基酸
14C标记的赖氨酸+19种其他未标记的氨基酸
……
14C标记的缬氨酸+19种其他未标记的氨基酸
c
先后加入各种tRNA分子和核糖体
二
加入某种三核苷酸分子,适宜条件下维持一段时间
三
用醋酸纤维膜过滤后,检测醋酸纤维膜上是否有放射性
A. 除去DNA和mRNA的大肠杆菌细胞提取液中无法进行蛋白质的合成
B. 实验中添加的三核苷酸分子上的三个碱基相当于mRNA中的某种密码子
C. 推测氨酰-tRNA可透过醋酸纤维膜,而氨酰-tRNA与核糖体结合形成的复合物无法透过
D. 20种氨基酸无细胞反应体系中,均有一组实验结果能观察到醋酸纤维膜上有放射性
【答案】D
【解析】
【分析】该实验的原理是:不同的氨基酸可以和对应的tRNA结合,而每一种tRNA上有三个能和密码子配对的碱基——反密码子。人工合成的三核苷酸相当于mRNA中的一个密码子,如果tRNA中的反密码子和人工合成的三核苷酸互补配对,则能形成氨基酸—tRNA—三核苷酸结合体,并存在于核糖体中,不能透过醋酸纤维膜,反之则不能形成氨基酸—tRNA—三核苷酸结合体,便能透过醋酸纤维膜。逐一分析每个选项,结合实验步骤中涉及的物质和过程,以及遗传信息翻译的相关知识进行判断。
【详解】A、除去DNA和mRNA的大肠杆菌细胞提取液中,缺少转录和翻译的模板,无法进行蛋白质的合成,A正确;
B、实验中通过加入不同的三核苷酸分子,观察是否有放射性来破译密码子,所以三核苷酸分子上的三个碱基相当于mRNA中的某种密码子,B正确;
C、从实验步骤可知,用醋酸纤维膜过滤后检测放射性,推测氨酰tRNA可透过醋酸纤维膜,而氨酰tRNA与核糖体结合形成的复合物无法透过,C正确;
D、由于存在有终止密码子,没有氨酰tRNA与终止密码子配对结合,所以20种氨基酸无细胞反应体系中,可能存在实验结果不能观察到醋酸纤维膜上有放射性得情况,D错误。
故选D。
10. 普通小麦为异源六倍体,其染色体组型可表示为AABBDD,其中A、B、D分别来自一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草、节节麦。科研人员让甲品种普通小麦与乙品种普通小麦杂交,最终培育出了能稳定遗传的高产抗倒伏新品种普通小麦(如图)。下列叙述错误的是( )
A. 该目的植株的每个染色体组上都有高产基因和抗倒伏基因
B. 与单倍体育种相比,该育种方法操作简单,但育种年限较长
C. 一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草和节节麦之间存在生殖隔离
D. 甲与乙杂交,能产生可育后代丙,说明甲和乙属于同一物种
【答案】A
【解析】
【详解】A、该目的植株虽是纯合子,但普通小麦的 6 个染色体组来自 3 种生物,所以高产基因应存在该目的植株的 2 个染色体组上,同理抗倒伏基因也是,A错误;
B、该育种方法为杂交育种,和单倍体育种相比,不需要进行花药离体培养、秋水仙素诱导染色体加倍等操作,操作更简单,但需要连续多年自交筛选,育种年限更长,B正确;
C、生殖隔离是不同物种的判断标志,一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草、节节麦属于不同物种,相互之间存在生殖隔离,C正确;
D、同一物种的个体可以相互交配并产生可育后代,甲和乙都是普通小麦,杂交得到的丙可育,说明二者属于同一物种,D正确。
11. 独脚金内酯(GR24)是植物体内发现的新型植物激素,科学家以拟南芥为材料研究GR24对侧枝数量的影响,结果如图1;研究NAA和GR24对野生型植株侧枝长度的影响,结果如图2。下列叙述正确的是( )
A. GR24不直接参与细胞代谢,属于组成细胞的结构物质
B. 据图1分析,GR24对突变植株侧枝生长作用不明显的原因是GR24合成缺陷
C. NAA是一类分子结构和生理效应与生长素类似的植物生长调节剂
D. 与单独使用GR24相比,同时使用NAA+GR24更容易导致顶端优势现象
【答案】D
【解析】
【分析】植物生长调节剂,是人工合成的(或从微生物中提取的天然的),对植物的生长、发育具有调节作用的化学物质,具有与植物激素相似的化学性质。
【详解】A、植物激素(如GR24)作为信号分子,通过调节基因表达和细胞活动发挥作用,而非直接参与代谢或构成细胞结构,A错误;
B、若突变体自身无法合成GR24,外源添加GR24应能恢复表型。但图1显示突变体对GR24无反应,说明其缺陷可能在于 GR24受体或信号转导途径,而非合成能力,B错误;
C、NAA是一类分子结构与植物激素完全不同,但其生理效应与植物激素类似的植物生长调节剂,C错误;
D、顶端优势表现为顶芽抑制侧芽生长(侧枝数目减少)。图1显示,GR24显著减少野生型侧枝数目(抑制侧芽萌发)。图2中,NAA单独或与GR24联用进一步促进侧枝伸长,但侧枝数目可能被更强烈抑制(顶端优势增强)。机制:NAA(模拟生长素)通过极性运输抑制侧芽生长,GR24协同增强此效应,导致侧枝数目进一步减少,顶端优势更明显,D正确;
故选D。
12. 科研团队对某湿地生态系统中白鹭、苍鹭和夜鹭的觅食行为、栖息环境选择及繁殖习性进行了深入研究,相关数据和信息如表所示。下列关于这三种鸟类生态位的叙述,正确的是( )
鸟类
主要觅食时间
主要觅食地点
偏好栖息树木高度(m)
白鹭
06:00-10:00、16:00-18:00
浅水区、泥滩
8~15
苍鹭
07:00-11:00、15:00-17:00
深水区和浅滩交界处
10~18
夜鹭
20:00-23:00、03:00-05:00
深水区、浅滩
5~10
A. 三种鸟类主要觅食时间不同,说明它们在时间维度上不存在生态位重叠
B. 夜鹭偏好栖息在较矮树木,这是其在长期进化中对环境适应的结果
C. 白鹭主要在浅水区、泥滩觅食,苍鹭在深水区和浅滩交界处觅食,这体现了群落的垂直结构
D. 三种鸟类的生态位差异仅由它们自身的生物学特性决定,与环境因素无关
【答案】B
【解析】
【详解】A、白鹭的觅食时间包含06:00-10:00、16:00-18:00,苍鹭的觅食时间包含07:00-11:00、15:00-17:00,二者觅食时间存在重叠,因此时间维度上存在生态位重叠,A错误;
B、生物的栖息、觅食等习性都是长期自然选择的结果,是对生存环境的适应性表现,夜鹭偏好较矮树木符合该规律,B正确;
C、群落的垂直结构指的是群落中不同种群在垂直方向上的分层分布特征,白鹭和苍鹭选择不同区域觅食属于水平方向的资源利用差异,未体现群落垂直结构,C错误;
D、生态位是物种自身的生物学特性和环境因素(食物分布、栖息环境、种间关系等)共同作用的结果,与环境因素密切相关,D错误。
13. 习近平主席在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上强调要秉持生态文明理念。我国正加快推进以国家公园为主体的自然保护地体系建设,提升生态系统质量和稳定性。下列说法错误的是( )
A. 千姿百态的物种、丰富多彩的基因库、多种多样的生态系统均与协同进化有关
B. 保护生物多样性,关键是要提高生态系统的稳定性
C. 以国家公园为主体的自然保护地体系建设属于就地保护
D. 自然保护地体系中捕食者的存在有利于增加物种多样性
【答案】B
【解析】
【分析】保护生物多样性的措施:(1)就地保护:主要形式是建立自然保护区,是保护生物多样性最有效的措施。(2)迁地保护:将濒危生物迁出原地,移入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心,进行特殊的保护和管理,是对就地保护的补充。(3)建立濒危物种种质库,保护珍贵的遗传资源。(4)加强教育和法制管理,提高公民的环境保护意识。
【详解】A、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,A正确;
B、保护生物多样性关键是协调好人与生态环境的关系,减少人类对环境的过度使用,B错误;
C、就地保护包括建立自然保护区以及风景名胜区,故加快以国家公园为主体的自然保护体系属于就地保护,C正确;
D、捕食者与被捕食者也是相互选择,协同进化,捕食者的存在有利于增加物种多样性,D正确。
故选B。
14. 某稻田生态系统中存在食物链“水稻→福寿螺→中华鳖”,该生态系统中部分营养级的能量流动过程如图所示,图中字母代表能量值。下列叙述正确的是( )
A. 该生态系统中信息沿食物链从福寿螺向中华鳖单向传递
B. 图中表示福寿螺用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
C. 福寿螺的同化量不能100%流入中华鳖与图中d、e、f对应的途径有关
D. 由福寿螺流入分解者的能量值可以用图中的c+d+e表示
【答案】C
【解析】
【详解】A、生态系统的信息传递往往是双向的,并非沿食物链单向传递,A错误;
B、图中是福寿螺的同化量,福寿螺用于生长、发育和繁殖的能量是,B错误;
C、福寿螺的同化量有三个去向:呼吸作用散失()、流入分解者(是福寿螺遗体残骸、是中华鳖粪便,属于福寿螺的能量)、流入下一营养级中华鳖,因此其同化量无法100%流入中华鳖,与对应的途径有关,C正确;
D、是福寿螺的粪便,属于上一营养级水稻的能量,福寿螺流入分解者的能量为,D错误。
15. 某野生型细菌能通过图1途径合成色氨酸,从而在不含色氨酸的培养基上正常生长繁殖,而其突变株则不能。将突变株TrpB-、TrpC-、TrpE-(仅图1中的某一步受阻)分别划线接种在图2培养基的I、Ⅱ、Ⅲ区域,培养短时间内三个区域均有少量细菌生长增殖,继续培养后发现I区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域菌株不再生长。下列叙述错误的是( )
A. 该培养基中含有少量色氨酸,酸碱度为中性或弱碱性
B. 3种突变菌株均能将积累的中间产物分泌到细胞外
C. TrpC-菌株继续生长增殖的一端为靠近I区域的一端
D. TrpE-菌株不再生长是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶
【答案】C
【解析】
【分析】基因通过中心法则控制性状,包括两种方式:(1)通过控制酶的合成控制代谢过程,间接控制生物体的性状;(2)可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
【详解】A、依据题干信息“培养短时间内三个区域均有少量细菌生长增殖”,推断培养基中存在少量色氨酸,培养细菌一般将pH调至中性或弱碱性,A正确;
B、根据题干信息“继续培养后发现I区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖”,说明培养基中3种突变菌株均能将积累的中间产物分泌到细胞外,使其他突变体得以生存,B正确;
C、依据题图及题干信息“突变株TrpB-、TrpC-、TrpE-分别划线接种在图2培养基的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域,培养短时间内三个区域均有少量细菌生长增殖”,“继续培养一段时间后发现Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的细菌继续生长增殖”;分析得知:突变株TrpB-,将分支酸转化为邻氨基苯甲酸受阻,但可将邻氨基苯甲酸转化为吲哚,并进一步转化为色氨酸;突变株TrpC-对应Ⅱ区域,将邻氨基苯甲酸转化为吲哚受阻,但可以将分支酸转化为邻氨基苯甲酸,也可以将吲哚转化为色氨酸;突变株TrpE-对应Ⅲ区域,将吲哚转化为色氨酸受阻,但可以将分支酸转化为邻氨基苯甲酸,并进一步转化为吲哚。Ⅰ区域的TrpB-划线上端与Ⅱ区域临近,可利用Ⅱ区域TrpC-合成的邻氨基苯甲酸进一步合成吲哚及色氨酸生长增殖;Ⅰ区域的TrpB-划线下端与Ⅲ区域临近,可利用Ⅲ区域TrpE-合成的吲哚进一步合成色氨酸生长增殖;Ⅱ区域的TrpC-划线上端自身不能合成吲哚,临近的Ⅰ区域TrpB-可利用Ⅱ区域合成的邻氨基苯甲酸合成吲哚并进一步合成色氨酸,无多余的吲哚反馈给Ⅱ区域上端,所以Ⅱ区域的TrpC-划线上端不生长;Ⅱ区域的TrpC-划线下端,可利用临近Ⅲ区域TrpE-合成的吲哚进一步合成色氨酸生长增殖;Ⅲ区域TrpE-由于不能将吲哚转化为色氨酸,所以Ⅲ区域两端不生长增殖,所以Ⅱ区域的TrpC-划线下端靠近Ⅲ区域,可利用临近Ⅲ区域TrpE-合成的吲哚进一步合成色氨酸生长增殖,而不是靠近Ⅰ区域的一端,C错误;
D、根据C项分析,TrpE-菌株不再生长是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶,导致不能合成吲哚,因此缺乏色氨酸,D正确。
故选C。
16. 已知番茄是二倍体植物,马铃薯是四倍体植物,下图为马铃薯和番茄的体细胞杂交过程图。下列分析正确的是( )
A. 过程①应置于等渗溶液中,利用果胶酶和胶原蛋白酶处理细胞
B. 融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C. 过程⑤增大细胞分裂素和生长素的比值,可促进愈伤组织分化生根
D. 植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
【答案】B
【解析】
【详解】A、过程①是去除植物细胞壁获得原生质体,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,需使用纤维素酶和果胶酶处理,胶原蛋白酶是动物细胞培养时用于分散细胞的试剂,A错误;
B、原生质体融合成功的标志是再生出细胞壁,只有再生出细胞壁的融合细胞才能正常进行脱分化形成愈伤组织,B正确;
C、植物组织培养中,细胞分裂素与生长素的比值增大时,会促进愈伤组织分化生芽,比值降低时才促进分化生根,C错误;
D、原生质体融合过程中,两个亲本的细胞核会融合为一个细胞核,因此植株A7的细胞中只有1个包含双亲遗传物质的细胞核,D错误。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 我国科学家通过模拟和借鉴植物的光合作用原理,在无细胞系统中设计出一条人工淀粉合成途径。该途径由11步核心糖链聚合反应构成,相较于植物体内需经历60余步的复杂生化过程,显著提升了淀粉的合成效率。植物光合作用过程(A)和人工合成淀粉过程(B)如下图所示。请回答下列问题。
(1)在叶肉细胞中,过程A中a为_____。当光照突然增强时,短时间内b的含量将_____。
(2)希尔反应的条件是离体的叶绿体悬浮液在光照、无CO2的条件下加入Fe3+或其他氧化剂,加入Fe3+的目的是_____。
(3)在与植物光合作用淀粉积累量相等的情况下,该系统消耗的CO2量要_____(填“高于”“低于”或“等于”)植物,可能的原因有_____。
(4)过程①中H2的主要作用是作为_____。自然界中并不存在甲醇转化为淀粉的生命过程,所以对于人工合成淀粉的生化反应过程,关键的要求是_____(多选)。
A.确定各种参与反应物质的比例 B.保证关键性酶活性的稳定
C.提供无菌的O2 D.反应容器足够大
(5)该技术未来能够大面积推广应用,你认为可解决当前人类面临的哪些生态环境问题?_____(至少写出两点)
【答案】(1) ①. 三碳化合物##C3 ②. 增加
(2)作为氧化剂,接受水光解产生的电子
(3) ①. 低于 ②. 人工合成淀粉途径没有细胞呼吸消耗糖类(或植物细胞呼吸消耗糖类);人工合成淀粉通过控制环境条件使酶的活性更高或酶的数量更多(答出其中一条即可得分)
(4) ①. 还原剂 ②. AB
(5)有助于缓解粮食危机和能源短缺;有助于降低大气二氧化碳浓度,改善全球气候变暖趋势;有利于节约大量耕地,淡水资源;中间产物可能被其他领域应用等
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,其中光反应包括水的光解和ATP的生成,暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【小问1详解】
a为三碳化合物,光照突然增强,光反应产生的ATP和NADPH增多,C3还原加快,而CO2固定正常进行,C5(对应图中b)生成增加、消耗不变,所以短时间内b(C5)的含量将增加。
【小问2详解】
希尔反应加入Fe3+的目的是作为氧化剂,接受水光解产生的电子。
【小问3详解】
植物中糖类的积累量=光合作用制造糖类的量-细胞呼吸消耗糖类的量,与植物相比,该系统没有呼吸作用消耗糖类,所以在与植物光合作用淀粉积累量相等的情况下,该系统制造糖类的量要低于植物,消耗的CO2量要低于植物。另外,人工合成淀粉时可通过控制环境条件使酶的活性更高或酶的数量更多。
【小问4详解】
过程①是电氢还原,该过程中H2的作用是作为还原剂;人工合成淀粉是人工条件下控制下的化学反应,生化反应需要酶的催化,故对于人工合成淀粉的生化反应过程,关键的要求是确定各种参与反应物质的比例及保证关键性酶活性的稳定。
故选AB。
【小问5详解】
图示过程构建了从CO2到淀粉合成只有11步生化反应的人工途径,该研究有助于缓解粮食危机和能源短缺;有助于降低大气二氧化碳浓度,改善全球气候变暖趋势;有利于节约大量耕地,淡水资源;中间产物可能被其他领域应用等。
18. 某雌雄异株的二倍体植物的性别由位于第5号染色体上的等位基因M/m控制,决定雄性的M基因对决定雌性的m基因为完全显性。该植物的阔叶与窄叶由基因B/b控制,抗病与不抗病由基因D/d控制。某研究人员利用一阔叶抗病雄株和一阔叶抗病雌株进行杂交,子一代中阔叶抗病雄:阔叶抗病雌:阔叶不抗病雄:阔叶不抗病雌:窄叶抗病雌:窄叶不抗病雌=6:3:2:1:3:1。回答下列问题:
(1)若不考虑突变和减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换,在该植物的性别、叶形及是否抗病的遗传中,除基因M/m外,基因______也位于第5号染色体上,判断依据是______。
(2)为阐明抗病与不抗病的遗传基础,研究人员克隆出基因D,将D基因导入到某不抗病甲品系中,获得了转入单个D基因的转基因乙品系。假定转入的D基因已插入d基因所在染色体的非同源染色体上,乙品系与甲品系植株杂交,子代表型及比例为______;乙品系植株相互授粉,子代表型及比例为______。
(3)研究人员分别给多株阔叶雄株各导入一个A基因,使M基因和A基因位于同一条染色体。所得到的转基因植物分别与窄叶雌株杂交,子代表型及比例有以下3种情况:①全为窄叶雌株②窄叶雄:阔叶雌=1:1③全为阔叶雌株若不考虑突变和减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换,可推测:当5号染色体上______时,含有该染色体的花粉完全失活。这些转基因植株的基因型有______(没有等位基因的位置可用0表示)。
【答案】(1) ①. B/b ②. 在甲和乙的杂交子代中,叶形的遗传与性别有关,抗病和不抗病的遗传与性别无关(窄叶只出现在雌性中或窄叶和阔叶的遗传和性别相关联)
(2) ①. 抗病:不抗病=1:1 ②. 抗病:不抗病=3:1
(3) ①. A、B、M基因位于一条染色体上时(A、B基因位于一条染色体上) ②. A0BBMm或A0BbMm
【解析】
【分析】自由组合定律的实质是减数分裂形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
阔叶和阔叶杂交,子代出现了窄叶,说明阔叶是显性性状,抗病和抗病杂交,子代出现了不抗病,说明抗病是显性,已知雄性是显性。根据亲子代表型可知,阔叶抗病雄株基因型为MmBbDd,阔叶抗病雌株基因型为mmBbDd,若基因B/b在5号染色体上,则雄株产生的配子种类及比例为MB:mb=1:1或Mb:mB=1:1,雌株产生的配子种类及比例为mB:mb=1:1,子代的表型为阔叶雄株:阔叶雌株:窄叶雌株=2:1:1,或者阔叶雄株:窄叶雄株:阔叶雌株=1:1:2,不考虑基因D/d,子代的表型为阔叶雄株:阔叶雌株:窄叶雌株=2:1:1,和题干中的杂交结果相同,说明基因B/b也位于第5号染色体上(由于M、m基因是控制性别的,若B、b基因也存在于5号染色体上,则阔叶和窄叶和性别相关联,而子代中窄叶只出现在雌性中,满足要求,而抗病和不抗病在雌雄个体中表型及比例均为3:1,与性别无关)。
【小问2详解】
不抗病甲品系基因型为ddOO,获得了转入单个D基因的转基因乙品系基因型为ddDO,已知D和d所在的染色体为非同源染色体,甲品系产生的配子为dO,乙品系产生的配子为dD、dO,比例为1:1,子代基因型及比例为ddDO:ddOO=1:1,子代表型及比例为抗病:不抗病=1:1。乙品系植株相互授粉,乙品系产生的配子为dD、dO,比例为1:1,子代基因型及比例为ddDD:ddDO:ddOO=1:2:1,子代表型及比例为抗病:不抗病=3:1。
【小问3详解】
由于雌株基因型是mm,所以雄株基因型只能是Mm,阔叶植株基因型为BB或Bb,因此这些转基因植株的基因型有A0BBMm或A0BbMm。由于M基因和A基因位于同一条染色体,因此这些转基因植株能产生的配子种类及比例为ABM:Bm=1:1或ABM:bm=1:1或AbM:Bm=1:1,理论上子代表型及比例为阔叶雄株:阔叶雌株=1:1或窄叶雄株:阔叶雌株=1:1,对比实际结果推断是由于当5号染色体上A、B、M基因位于一条染色体上时(A、B基因位于一条染色体上)时,含有该染色体的花粉完全失活。
19. 心脏搏动(心跳)指心脏每次收缩和舒张所产生的跳动感,是心脏机械动作的表现之一,反映了心脏的收缩功能。人体神经支配心跳的原理如下图,回答下列问题:
(1)剧烈运动时,去甲肾上腺素是_______(填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质,判断依据是_______。
(2)图中副交感神经的第一个神经元释放的乙酰胆碱作用于第二个神经元使其_______,第二个神经元释放的乙酰胆碱作用于心肌细胞,使心跳_______,推测乙酰胆碱的作用效果不同的原因可能是_______。
(3)银环蛇蛇毒中能分离出若干种神经毒素,神经毒素能激活或阻断不同神经受体和离子通道,进而影响神经递质的释放和代谢。研究人员利用上图神经元一效应器细胞(相当于突触)对α-环蛇毒素和β一环蛇毒素的作用机理进行了研究,结果如表。神经元和肌肉细胞产生的动作电位主要由_______引起。据表分析,_______主要作用于神经一肌肉接头。若两种毒素共同作用,会_______(填“加剧”或“减轻”)骨骼肌瘫痪的效果。
分组
处理
神经元动作电位(mV)
肌肉细胞动作电位(mV)
甲
对照组
75
75
乙
α-环蛇毒素浸润20min
75
10
丙
β-环蛇毒素浸润20min
20
0
【答案】(1) ①. 兴奋性 ②. 剧烈运动时需要心跳加快,去甲肾上腺素能使心跳加快以满足机体对氧气和营养物质的需求
(2) ①. 兴奋 ②. 减慢 ③. 不同细胞上的受体不同
(3) ①. Na+内流 ②. α - 环蛇毒素 ③. 加剧
【解析】
【分析】1、兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动。
2、一般情况下组织器官都接受交感和副交感神经(迷走神经属于副交感神经)的双重支配,少数器官不具备副交感神经,但仅受交感神经的支配。在双重支配的器官上,双交感神经和副交感神经的作用往往是相互拮抗的。
【小问1详解】
剧烈运动时,机体需要更多的能量供应,心脏需要加快跳动来满足身体对氧气和营养物质的需求。从图中信息可知,交感神经在剧烈运动时发挥作用,其释放去甲肾上腺素作用于效应器组织(心脏等)。因为剧烈运动时需要心跳加快,而去甲肾上腺素能使心跳加快以适应机体需求,所以它是兴奋性神经递质。
【小问2详解】
神经递质在神经元之间传递信息,副交感神经的第一个神经元释放乙酰胆碱,神经递质作用于下一个神经元时,会引起下一个神经元的兴奋或抑制。一般来说,在神经调节过程中,上一级神经元释放神经递质会使下一级神经元产生相应的电位变化,从而使其兴奋。 副交感神经的作用通常与交感神经相反,交感神经使心跳加快,那么副交感神经使心跳减慢,第二个神经元释放的乙酰胆碱作用于心肌细胞,会使心跳减慢。同一种神经递质(乙酰胆碱)作用于不同的细胞(第二个神经元和心肌细胞)产生不同效果,很可能是因为不同细胞上的受体不同。受体具有特异性,不同的受体与神经递质结合后引发的细胞内信号传导途径和生理效应不同。
【小问3详解】
在神经元和肌肉细胞产生动作电位时,主要是由于Na+内流引起的。Na+内流会使膜电位由静息时的外正内负变为外负内正,从而产生动作电位。甲组为对照组,神经元动作电位和肌肉细胞动作电位均为75mV。 乙组用α - 环蛇毒素浸润20min后,神经元动作电位仍为75mV,肌肉细胞动作电位变为10mV,说明α - 环蛇毒素主要影响的是神经 - 肌肉接头处兴奋的传递,使肌肉细胞动作电位显著降低,但不影响神经元动作电位,因此α - 环蛇毒素主要作用于神经 - 肌肉接头。 丙组用β - 环蛇毒素浸润20min后,神经元动作电位变为20mV,肌肉细胞动作电位变为0mV,说明β - 环蛇毒素不仅影响神经 - 肌肉接头处兴奋的传递,还对神经元产生动作电位有抑制作用。 α - 环蛇毒素会使肌肉细胞动作电位降低,β - 环蛇毒素会使神经元动作电位降低且使肌肉细胞动作电位变为0mV,都会导致兴奋在神经 - 肌肉接头处的传递受到影响,进而影响肌肉的收缩。 两种毒素的作用叠加会使得兴奋传递受到更大的阻碍,所以会加剧骨骼肌瘫痪的效果。
20. 在水体环境中,猎物鱼可通过感知捕食者身体上释放的“捕食者信息”或同种鱼释放的“化学预警信息”评估潜在的捕食风险。请回答下列问题:
(1)影响某种鱼类种群密度变化的直接因素有________________________。描述、解释和预测种群数量的变化,常常需要建立___________模型。
(2)不同鱼类的氮、磷排泄物经过分解者的分解作用可使氮、磷元素被藻类重新吸收利用,加速了氮、磷元素在___________与___________之间的循环。
(3)猎物鱼可通过感知捕食者身体上释放的“捕食者信息”从而引发反捕食行为,这体现了信息传递具有________________________________________________的作用。与独居个体相比,集群生活的个体通过调整自己的游泳行为以配合群体运动,从而能够给鱼群带来许多生态益处。下列有关集群生活益处的叙述,正确的有____________。
A.个体对食物资源和配偶分配的竞争降低
B.个体感染寄生虫的概率降低
C.集群生活可以提高觅食效率
D.集群生活可以降低被捕食的风险
(4)某科研小组以鲫幼鱼为实验对象,观察并比较不同化学信息素和捕食胁迫对鲫幼鱼个体行为特征的影响。实验人员分别在无捕食胁迫处理组(对照组)和有捕食胁迫处理组(实验组)中,注入不同化学信息素(水、食物、化学预警信息、捕食者信息)并观测鲫幼鱼个体在注入前后的游泳速度变化,实验结果如图。
据图分析可得出结论:在对照组中,不同化学信息素对鲫幼鱼个体游泳速度的影响是_________________________________________________。与对照组相比,实验组中捕食胁迫会____________(填“提高”或“降低”)鲫幼鱼个体对化学信息素的行为响应程度。
【答案】(1) ①. 出生率和死亡率、迁入率和迁出率 ②. 数学
(2) ①. 生物群落 ②. 无机环境
(3) ①. 调节生物的种间关系,以维持生态系统的平衡与稳定 ②. CD
(4) ①. 食物和水的添加导致个体游泳速度显著降低,捕食者信息的添加导致个体游泳速度显著增加 ②. 降低
【解析】
【小问1详解】
影响某种鱼类种群密度变化的直接因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。因为出生率和死亡率直接决定种群数量的增减,迁入率和迁出率会影响种群的数量变化。描述、解释和预测种群数量的变化,常常需要建立数学模型,比如种群增长的 “J” 形、“S” 形曲线等数学模型。
【小问2详解】
鱼类属于生物群落,氮、磷排泄物经分解者分解后转化为无机盐,回归水体无机环境,之后又能被藻类(生物群落)重新吸收利用,实现元素在生物群落与无机环境之间的物质循环。
【小问3详解】
猎物鱼通过感知 “捕食者信息” 引发反捕食行为,体现了信息传递具有调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定的作用。
A、集群生活个体对食物资源和配偶分配的竞争会增强,而非降低,A错误;
B、集群生活个体感染寄生虫的概率可能升高,因为个体聚集,寄生虫更易传播,B错误;
C、集群生活可以通过群体协作等方式提高觅食效率,C正确;
D、集群生活,群体的警觉性更高,可降低被捕食的风险,D正确。
故选CD。
【小问4详解】
在对照组中,不同化学信息素对鲫幼鱼个体的行为响应程度影响不同,表现为:食物和水的添加导致个体游泳速度显著降低,捕食者信息的添加导致个体游泳速度显著增加。因为实验组(有捕食胁迫)中,各种化学信息素处理下,鲫幼鱼个体游泳速度变化幅度相较于对照组更小,说明捕食胁迫会降低鲫幼鱼个体对化学信息素的行为响应程度。
热风向 转基因水稻产HSA
21. 人血清白蛋白(HSA)是由肝脏细胞合成的,具有重要的医用价值,原本只能从血清中提取,科研人员利用基因工程技术改造水稻,并从转基因水稻中获取人的血清白蛋白(HSA)。部分流程及相关限制酶的识别序列和切割位点如图,HSA基因的b链为转录的模板链。回答下列问题。
(1)PCR扩增HSA基因时,除了向反应体系中添加模板DNA和引物外,还需添加_____(至少写两个)。
(2)在构建重组Ti质粒时,若HSA基因两端没有图示中相应限制酶的酶切位点,PCR设计引物时需在引物的_____端添加限制酶的识别序列。
(3)为确保HSA基因与Ti质粒正向连接,同时便于对导入重组Ti质粒的农杆菌的筛选,应对质粒用_____酶切。据图写出PCR扩增HSA基因时引物1的碱基序列为:5′-_____-3′(写出前10个碱基,包括限制酶的识别序列)。筛选含重组质粒的农杆菌时,应先将处理后的农杆菌接种至含_____的培养基中,再利用无菌绒布影印接种转移至含_____的培养基中。
(4)利用农杆菌转化法将重组Ti质粒导入水稻的愈伤组织后还要进行目的基因的检测,具体操作方法是_____(答一种即可)。
【答案】(1)耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、dNTP、含Mg2+的缓冲液
(2)5′ (3) ①. HindⅢ、BclⅠ ②. AAGCTTATGC ③. 氨苄青霉素 ④. 四环素
(4)可通过PCR或分子杂交等技术检测水稻的染色体DNA上是否插入了HSA基因(或检测HSA基因是否转录出了mRNA或用抗HSA的抗体与从水稻细胞内提取出的蛋白质进行抗原-抗体杂交,鉴定是否翻译出HSA蛋白)
【解析】
【小问1详解】
PCR扩增HSA基因时,除了向反应体系中添加模板DNA和引物外,还需添加耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、dNTP、含Mg2+的缓冲液。
【小问2详解】
HSA基因两端没有限制酶Bcl I、BamH I和Hind Ⅲ的酶切位点,要使目的基因插入启动子和终止子之间且方向正确,同时为便于对导入重组表达载体的农杆菌的筛选,HSA基因的b链为转录的模板链,所以应在引物的5′端添加限制酶的识别与切割序列。
【小问3详解】
质粒上存在两种抗性基因,为了便于后期筛选,可保留一种抗性基因,破坏一种抗性基因,故需要选择Bcl I,由于BamH Ⅰ和Bcl I所产生的黏性末端相同,会造成质粒和目的基因的自身环化和反向连接,因此不能选择BamH Ⅰ,为确保HSA基因与Ti质粒正向连接并便于筛选重组农杆菌,需选择两种不同的限制性内切酶进行双酶切,且切割后产生不同黏性末端,避免反向连接或自连,故可选择限制酶Hind Ⅲ和Bcl I。PCR设计引物时需在引物的5'端添加限制酶的识别序列,且引物1与基因b链碱基互补配对,故引物1的序列为5′—AAGCTTATGC—3',引物2的5'端添加Bcl I酶的识别与切割序列;由于Bcl I酶切割载体后,会破坏抗四环素基因,而空载体的抗四环素基因完整,故可以将处理后的农杆菌先放在含氨苄青霉素的培养基上培养,能生长的是含重组质粒的农杆菌和空质粒的农杆菌,再利用无菌绒布影印到含四环素的培养基上,能在氨苄青霉素培养基上生长而不能在含四环素的培养基上生长的菌落就是所需的含重组质粒的农杆菌。
【小问4详解】
进行目的基因的检测可通过PCR或分子杂交等技术检测水稻的染色体DNA上是否插入了HSA基因,也可以检测HSA基因是否转录出了mRNA,或用抗HSA的抗体与从水稻细胞内提取出的蛋白质进行抗原—抗体杂交,鉴定是否翻译出HSA蛋白。
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