精品解析:江苏省连云港市灌南名校协作体2026-2027学年高三上学期8月阶段检测生物试题
2026-08-30
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内容正文:
2026~2027学年度高三第一学期8月学情质量监测
生物试题
注意事项:
1.本试卷共10页,满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、考试号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。
3.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
一、单项选择题:本大题共15小题,每题2分,共计30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. 脂质与人体健康息息相关,下列叙述错误的是( )
A. 磷脂和胆固醇都是构成植物细胞膜的重要成分
B. 胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输
C. 维生素D在动物体内具有促进钙和磷吸收的作用
D. 性激素能促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
【答案】A
【解析】
【详解】A、磷脂是构成所有细胞膜的重要成分,而胆固醇主要存在于动物细胞膜中,植物细胞膜中不含胆固醇,因此“胆固醇是构成植物细胞膜的重要成分”错误,A错误;
B、胆固醇可参与形成脂蛋白,协助血液中脂质的运输,B正确;
C、维生素D属于固醇类,能促进肠道对钙和磷的吸收,C正确;
D、性激素属于固醇类激素,可促进生殖器官发育和生殖细胞形成,D正确;
故选A。
2. 叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验目的无法实现的是( )
A. 用无水乙醇提取叶绿体中的色素
B. 用水做层析液观察花青苷的色素带
C. 用光学显微镜观察表皮细胞有丝分裂时染色体的形态
D. 用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水
【答案】C
【解析】
【详解】A、叶绿体中的色素能溶于有机溶剂,因此可用无水乙醇提取叶绿体中的色素,A正确;
B、花青苷为水溶性色素,故可以用水做层析液分离花青苷,观察花青苷的色素带,B正确;
C、染色体形成于细胞分裂的前期,表皮细胞已经高度分化,没有分裂能力,不能用光学显微镜观察到有丝分裂时染色体的形态,C错误;
D、月季成熟的紫红色叶片细胞中有大液泡,且液泡有颜色,可用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水情况,D正确。
3. 植物细胞的细胞膜上有“蔗糖--°H⁺共运输载体”(SU 载体),SU 载体与H⁺泵相伴存在。胞内H⁺通过 H⁺泵运输到细胞外,在细胞外形成较高的H⁺浓度,SU 载体将H⁺和蔗糖同向转运进细胞中,如图所示,下列分析错误的是( )
A. SU载体是贯穿在细胞膜上能转运某些物质的蛋白质
B. H⁺泵运输 H⁺的过程中蛋白质的空间结构会发生变化
C. 蔗糖通过 SU 载体的跨膜运输方式属于协助扩散
D. SU 载体的转运作用与细胞膜的选择透过性有关
【答案】C
【解析】
【分析】主动运输和协助扩散都需要载体蛋白的参与,差别在于协助扩散顺浓度梯度,不消耗能量,而主动运输逆浓度梯度,消耗能量。
【详解】A、据图所示,SU载体是贯穿在细胞膜上的载体蛋白,载体具有专一性,只能转运某种物质,A正确;
B、H⁺泵是一种特殊的载体蛋白,在参与物质转运的过程中,其蛋白质空间构象会发生变化,B正确;
C、蔗糖通过SU载体的跨膜运输方式属于主动运输,消耗H+势能,C错误;
D、SU载体蛋白是植物细胞质膜上的蛋白质,其转运作用体现了细胞膜的选择透过性,D正确。
故选C。
4. 下列关于生命科学史的叙述,正确的是( )
A. 施莱登和施旺共同创建了细胞学说:所有生物都是由细胞组成的
B. 在生长素的发现实验中,拜尔的实验需要在光照条件下进行
C. 沃森和克里克主要通过建构模型的方法揭示了DNA的双螺旋结构
D. 孟德尔预测“F1测交后代表型的数量比为1∶1”属于“假说—演绎法”中的假说
【答案】C
【解析】
【详解】A、施莱登和施旺共同创建了细胞学说,其内容之一是一切动植物都是由细胞和细胞产物组成的,A错误;
B、在生长素的发现实验中,拜尔的实验不需要在光照条件下进行,避免光照对实验结果的影响,B错误;
C、沃森和克里克采用模型建构的方法发现了DNA的双螺旋结构,该模型为物理模型,C正确;
D、孟德尔预测“F1测交后代表型的数量比为1∶1”属于“假说—演绎法”中的演绎,D错误。
5. 某研究小组为测定药物对体外培养细胞毒性的大小,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列说法正确的是( )
A. 制备肝细胞悬液时,可用胃蛋白酶代替胰蛋白酶处理肝组织
B. CO2培养箱中CO2浓度维持在5%左右,以促进细胞呼吸
C. 本实验应设置对照实验,以检测药物对甲、乙的毒性大小
D. 为防止细胞培养过程中细菌的污染,需要对培养液和所有培养用具进行消毒处理以及在无菌环境下进行操作
【答案】C
【解析】
【分析】1、动物细胞培养的过程:取动物组织块、剪碎组织、用胰蛋白酶处理分散成单个细胞一制成细胞悬液、转入培养液中进行原代培养、放入二氧化碳培养箱培养、贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液进行传代培养、放入二氧化碳培养箱培养。
2、培养条件:无菌、无毒的环境、添加一定量的抗生素、定期更换培养液、营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、还需加入血清、血浆等天然物质、温度和pH、气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
【详解】A、在利用肝组织块制备肝细胞悬液时,常用胰蛋白酶,不能使用胃蛋白酶,因为胃蛋白酶需要在强酸环境下才能起作用,但这样的环境不适于细胞生存,A错误;
B、细胞培养应在含CO2恒温培养箱中进行,CO2浓度维持在5%左右,CO2的作用是维持培养液的pH,B错误;
C、本实验应设置对照实验,用添加甲药物、乙药物的培养液分别培养细胞,根据变异细胞占培养细胞的比例,以检测药物对甲、乙的毒性大小,C正确;
D、为防止细胞培养过程中细菌的污染,需在培养液中适量添加抗生素,D错误。
故选C。
6. 水稻花粉不育与8号染色体的一对等位基因D/d和4号染色体的一对等位基因H/h相关。在花粉发育过程中至少需要含有D基因表达的D蛋白或H基因表达出的H蛋白花粉才可育,而基因d和h无法表达出有正常功能的蛋白质则花粉不育。将基因型为DDhh和ddHH的水稻杂交得到F1。下列说法正确的是( )
A. 若F1自交产生F2,F2植株的基因型共有9种
B. 若F1自交,F2中雄性可育能稳定遗传的比例为7/12
C. 对F1进行测交,子代中能产生可育花粉的植株比例为3/4
D. F1与亲本之一进行正反交,子代的基因型完全相同
【答案】B
【解析】
【分析】自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、F1的基因型为DdHh,自交产生F2,F2植株的基因型共有8种,只是不存在ddhh的基因型,A错误;
B、F2中DDHH:DDHh:DdHH:DDhh:DdHh:ddHH:ddHh=1:2:2:2:3:1:1,雄性可育能稳定遗传的比例为7/12,B正确;
C、F1的基因型为DdHh,群体中无ddhh的个体,F1无法进行测交,C错误;
D、F1的基因型为DdHh,与亲本之一进行正反交,子代的基因型不完全相同,例如F1与DDhh正反交,D错误。
故选B。
7. 下图表示真核生物的翻译过程。mRNA甲基化的位点集中在mRNA的5′端,称5′帽子(5′cap),可使mRNA免受抗病毒免疫机制的破坏;3′端有一个含100~200个A的特殊结构,称polyA尾,但对应基因的尾部却没有T串序列。下列叙述正确的是( )
A. mRNA的5′端甲基化会导致翻译产物的分子质量增加
B. polyA尾不是对应基因直接转录形成的
C. 据图可知,翻译从mRNA的3′端开始
D. 当终止密码子与相应的反密码子结合时,翻译过程终止
【答案】B
【解析】
【分析】图示为真核生物进行的翻译过程,根据肽链的长度可知,翻译是从mRNA5′端开始的。
【详解】A、mRNA的5′端甲基化后的碱基序列不会被翻译形成氨基酸,因此不会导致翻译产物的分子质量增加,A错误;
B、根据对应基因的尾部没有T串序列,而在mRNA的3′端有一个含100~200个A的特殊结构,因此可说明polyA尾不是对应基因直接转录形成的,B正确;
C、根据图中肽链的长短可知,翻译从mRNA的5′端开始,C错误;
D、终止密码子一般不对应氨基酸,因此没有反密码子与之对应,D错误。
故选B。
8. 有研究表明,吸烟会使人体细胞内的DNA甲基化水平升高,对染色体上的组蛋白也会产生影响。男性吸烟者的精子中DNA的甲基化水平明显升高,精子活力下降。DNA甲基化是指在甲基转移酶的催化作用下将甲基转移到正常的碱基上的过程。甲基化不改变基因的遗传信息,但该基因表达受到抑制。下列说错误的是( )
A. 甲基转移酶发挥作用需要与DNA分子进行结合
B. 癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果
C. 若某基因发生了甲基化,则该基因所控制的性状不变
D. 构成染色体的组蛋白发生甲基化等修饰也会影响基因的表达
【答案】C
【解析】
【分析】
表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、DNA甲基化是指在甲基转移酶的催化作用下将甲基转移到正常的碱基上的过程,故甲基转移酶发挥作用需要与DNA分子进行结合,A正确;
B、根据分析可知:甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,抑制基因的表达,癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果,导致其无法正常发挥作用,不能抑制细胞无限增殖,B正确;
C、若某基因发生了甲基化等修饰,则无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,会影响基因的表达,导致该基因所控制的性状不能表现,C错误;
D、构成染色体的组蛋白发生甲基化等修饰可能会影响与其结合的DNA的进一步解旋等,也会影响基因的表达,D正确。
故选C。
【点睛】
9. 免疫是指机体识别和排除抗原性异物,维持自身生理动态平衡与相对平衡的功能,下列有关免疫系统的组成和功能的叙述错误的是( )
A. 机体内癌变细胞的识别和清除属于免疫系统的监视功能
B. 抗原呈递细胞与辅助性T细胞、辅助性T细胞与B细胞之间存在信息交流
C. 记忆B细胞在相同抗原的再次刺激下能快速产生大量抗体
D. 对被病原体侵入的细胞、异体移植器官起免疫作用的主要是细胞毒性T细胞
【答案】C
【解析】
【分析】免疫具有三方面的功能:①防御防御:抵抗抗原的侵入、防止疾病的产生;②免疫自稳:清除体内衰老、死亡和损伤的细胞;③免疫监视:监视、识别和清除体内产生的异常细胞。
【详解】A、免疫监视功能是监视、识别和清除体内产生的异常细胞,机体内癌变细胞的识别和清除属于免疫系统的免疫监视功能,A正确;
B、在特异性免疫过程中抗原呈递细胞将抗原传递给辅助性T细胞、辅助性T细胞产生细胞因子作用于B细胞,所以抗原呈递细胞与辅助性T细胞、辅助性T细胞与B细胞之间存在信息交流,B正确;
C、记忆B细胞在相同抗原的再次刺激下能快速增殖分化为浆细胞,由浆细胞产生抗体,C错误;
D、对被病原体侵入的细胞、异体移植器官的细胞产生的主要是细胞免疫,起免疫作用的主要是细胞毒性T细胞,D正确。
故选C。
10. 脑卒中患者出现的血浆渗透压升高、呼吸性碱中毒和代谢性酸中毒等可能表明机体内环境稳态严重失调,这些情况可能会增加患者的死亡风险。下列叙述正确的是( )
A. 健康人吃适量的酸性或碱性食物会使血浆的pH发生紊乱
B. 患者出现言语障碍可能是因为大脑皮层的言语区受损
C. 患者出现尿失禁是因为血管堵塞破坏了大脑的低级排尿中枢
D. 血浆渗透压升高的患者体内抗利尿激素分泌减少,尿量增多
【答案】B
【解析】
【分析】人体的水平衡调节过程:当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少。同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)。
【详解】A、由于血浆中含有缓冲物质,因此患者摄入酸性食物并不会改变血浆pH,A错误;
B、患者出现言语障碍可能是大脑皮层的言语区受到了损伤,言语区分为四块,分别为S、W、V、H区,不同区域受损会导致机体出现不同的语言功能障碍,B正确;
C、患者出现尿失禁是因为大脑的低级排尿中枢脊髓受到影响,但不是血管堵塞引起的,C错误;
D、血浆渗透压升高的患者体内抗利尿激素分泌增多,肾小管和集合管对水的重吸收增加,尿量减少,D错误。
故选B。
11. 长期高盐饮食导致交感神经过度激活,最终激活醛固酮受体,导致肾小管上皮细胞管腔侧钠离子转运蛋白增加,引起盐敏感高血压,临床上常使用达格列净治疗。下列相关叙述错误的是( )
A. 神经调节和体液调节共同参与钠离子的重吸收
B. 若醛固酮分泌异常减少,会加重盐敏感高血压
C. 达格列净作用机制可能是抑制钠离子转运蛋白的活性
D. 炒菜少放盐、减少食用腌制食品可以预防盐敏感高血压
【答案】B
【解析】
【分析】水盐平衡调节:①当人饮水不足、体内失水过多或吃的食物过咸,细胞外液渗透压就会升高,这一情况刺激下丘脑渗透压感受器,使得下丘脑一方面把信息传到大脑皮层感觉中枢,使人产生渴觉而主动饮水,另一方面,下丘脑还分泌抗利尿激素,并由垂体释放到血液中,血液中的抗利尿激素含量增加,就加强了肾小管、集合管对水分的重吸收,使尿量减少。②当人饮水过多时,细胞外液渗透压就会降低,这一情况刺激下丘脑渗透压感受器,使得下丘脑一方面把信息传到大脑皮层感觉中枢,使人不产生渴觉,另一方面,下丘脑还减少分泌抗利尿激素,垂体释放到血液中的抗利尿激素减少,就减弱了肾小管、集合管对水分的重吸收,使尿量增加。
【详解】A、长期高盐饮食导致交感神经过度激活(神经调节),最终激活醛固酮受体(体液调节中激素调节的部分),这表明神经调节和体液调节共同参与钠离子的重吸收,A正确;
B、醛固酮能促进肾小管和集合管对钠离子的重吸收,若醛固酮分泌异常减少,肾小管上皮细胞管腔侧钠离子转运蛋白不会增多,钠离子重吸收减少,会缓解盐敏感高血压,B错误;
C、高盐饮食通过一系列过程使肾小管上皮细胞管腔侧钠离子转运蛋白增加引发高血压,而达格列净用于治疗该病,其作用机制可能是抑制钠离子转运蛋白的活性,减少钠离子重吸收,从而降低血压,C正确;
D、炒菜少放盐、减少食用腌制食品,可减少盐分摄入,避免因长期高盐饮食引发交感神经过度激活等一系列导致盐敏感高血压的过程,能够预防盐敏感高血压,D正确。
故选B。
12. 某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵。实验流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 菌T能够吸收秸秆中的纤维素,并利用细胞内的纤维素酶将其分解
B. 酵母菌纯培养时,可使用稀释涂布平板法或平板划线法进行接种
C. 可分别使用湿热灭菌法和干热灭菌法对淋洗液和培养瓶进行灭菌
D. 本实验与以玉米为原料发酵生产乙醇,发酵原料水解的主要终产物均为葡萄糖
【答案】A
【解析】
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃;生产中是否有酒精的产生,可用酸性重铬酸钾来检验,该物质与酒精反应呈现灰绿色。
【详解】A、在粉碎的秸秆中接种菌T,培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解,但菌T自身不能吸收秸秆中的纤维素,而是菌T能够分泌纤维素酶,纤维素酶能将纤维素最终分解为葡萄糖,A错误;
B、稀释涂布平板法和平板划线法都是酵母菌纯培养时常用的接种方法,前者适用于需要计数的实验,后者适用于需要分离单菌落的实验,B正确;
C、湿热灭菌法适用于用具、水及培养基的灭菌,包括玻璃器具、水及培养基等,干热灭菌法则是一种通过干热空气进行灭菌的方法,因此可分别使用湿热灭菌法和干热灭菌法对淋洗液和培养瓶进行灭菌,C正确;
D、本实验利用的发酵底物主要是秸秆分解产生的葡萄糖,以玉米为原料发酵生产乙醇,其发酵底物主要是玉米中的淀粉分解产生的葡萄糖,二者所利用的发酵底物均主要为葡萄糖,D 正确。
故选A。
13. 人工鱼塘中某鱼类的出生率、死亡率与种群密度之间的关系如图所示。下列相关叙述正确( )
A. 该鱼类的种群增长速率与种群密度呈正相关
B. 该鱼类种群密度为a~b时,该种群呈“J”形增长
C. 捕捞该鱼类后,使其种群密度维持在b/2左右有利于持续获得较大的鱼产量
D. 只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量
【答案】C
【解析】
【详解】A、种群密度太大时,死亡率大于出生率,种群密度会呈下降趋势,A错误;
B、图中当种群密度在a~b时,出生率大于死亡率,种群数量增加,b点时出生率=死亡率,种群数量增加到最大值,因此图中当种群密度在a~b时,种群数量呈“S”形增长,B错误;
C、b点时出生率=死亡率,约为该种群的K值,即b可以看作是该种群的K值,此时捕捞可获得一次性最大收益,但要持续获得最大产量,应在稍微超过K/2之后捕捞,并保证捕捞后的剩余量在K/2,C正确;
D、影响种群出生率和死亡率的生物因素也能影响种群数量,D错误。
故选C。
14. 科学家利用小鼠制备出了抗GPcl(埃博拉病毒表面激活态糖蛋白)单克隆抗体,可有效应对埃博拉病毒疫情。下列叙述正确的是( )
A. 将GPcl注射到小鼠体内,直接刺激浆细胞分泌抗体
B. 抗GPcl的单克隆抗体能准确识别抗原的细微差异
C. 选择性培养基能生长的细胞均能产生抗GPcl单克隆抗体
D. 杂交瘤细胞在培养过程中会出现接触抑制现象
【答案】B
【解析】
【分析】单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等特点。
【详解】A、将GPcl注射到小鼠体内,会刺激小鼠体内的B淋巴细胞,使其增殖分化形成浆细胞,浆细胞才能分泌抗体,而不是直接刺激浆细胞分泌抗体,A错误;
B、单克隆抗体具有特异性强的特点,所以抗GPcl的单克隆抗体能准确识别抗原的细微差异,B正确;
C、选择性培养基能生长的细胞是杂交瘤细胞,但杂交瘤细胞不一定都能产生抗GPcl单克隆抗体,还需要经过筛选,C错误;
D、杂交瘤细胞具有癌细胞的特点,在培养过程中不会出现接触抑制现象,D错误。
故选B。
15. 在生物技术与工程实践中,常需对目标产物或工程细胞进行筛选、检测与鉴定。下列相关叙述正确的是( )
A. 蛋白质工程获得的新型胰岛素,可通过抗原—抗体杂交检测其结构和活性
B. 利用微生物发酵生产单细胞蛋白时,可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离出来
C. 利用植物细胞培养生产紫草宁时,需对愈伤组织进行传代培养以解除接触抑制
D. 制备抗HCG单克隆抗体时,用选择培养基筛选即可获得分泌特定抗体的杂交瘤细胞
【答案】B
【解析】
【详解】A、抗原-抗体杂交只能检测是否获得目标蛋白质,也可检测其结合活性,但无法检测蛋白质的空间结构,A错误;
B、单细胞蛋白是发酵工程中获得的微生物菌体本身,可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离,B正确;
C、接触抑制是动物细胞培养特有的现象,植物细胞培养不存在接触抑制,C错误;
D、单克隆抗体制备中,选择培养基仅能筛选出杂交瘤细胞,还需要进一步做抗体阳性检测,才能获得能分泌特定抗体的杂交瘤细胞,D错误。
二、多项选择题:本部分共4题,每题3分,共计12分。每题不止有一个选项符合题意。每题全选对者3分,漏选1分,选错者0分。
16. 生长激素(GH)对青少年的生长发育至关重要,其分泌量波动较大,受慢波睡眠、饥饿肽等多种因素影响,部分机制如下图。相关叙述正确的是( )
A. 慢波睡眠能促进GHRH和SST的分泌,进而增强垂体前叶GH的合成
B. 空腹时饥饿肽水平升高,GH分泌增加,有利于维持血糖稳定
C. 检测IGF-1的含量可反映个体间合成GH的差异
D. 保持充足睡眠、良好饮食习惯有利于青少年的骨骼发育
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、从图中可知,慢波睡眠能促进GHRH分泌,进而促进垂体前叶GH的合成,但SST对GH的分泌起抑制作用,慢波睡眠不会促进SST分泌来增强垂体前叶GH的合成,A错误;
B、空腹时饥饿肽水平升高,会促进垂体前叶分泌GH,进而促进IGF-1分泌,而IGF-1功能类似于胰高血糖素,可升高血糖,有利于维持血糖稳定,B正确;
C、因为GH能促进肝脏分泌IGF-1,所以检测IGF-1的含量可在一定程度上反映个体间合成GH的差异,C正确;
D、保持充足睡眠可促进GH分泌,GH能促进肝脏分泌IGF-1,IGF-1能促进软骨组织发育,而良好饮食习惯能提供充足营养,有利于青少年的骨骼发育,D正确。
17. 据研究表明入侵植物通过3种途径影响食物网,如下图所示。途径Ⅰ:入侵植物能够直接被土著草食者取食,进入土著食物网;途径Ⅱ:入侵植物所固定的能量通过引入新的消费者形成新的食物网结构;途径Ⅲ:入侵植物通过非营养作用影响土著生物群落和食物网结构。下图灰色部分表示入侵前土著食物网的物种组成,空心部分表示植物入侵后食物网的物种组成。裂稃燕麦作为入侵物种,入侵某草原后产生的碎屑改变土壤成分,导致食物网结构发生改变。下列叙述错误的是( )
A. 裂移燕麦的入侵属于通过途径Ⅲ影响食物网
B. 途径Ⅲ中C和P的种间关系为捕食和种间竞争
C. 途径I中入侵植物的加入会引起土著消费者C的生态位发生变化
D. 若食物网中食性广的消费者较少,则入侵植物更容易以途径Ⅰ影响食物网
【答案】BD
【解析】
【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,组成成分又包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者,营养结构就是指食物链和食物网。
【详解】A、裂移燕麦产生的碎屑能够增加半干旱系统中土壤的湿度,从而促进土著植物的生长,对食物网产生了强烈的上行效应,使土著草食者和捕食者丰度均呈现增加趋势,导致食物网结构发生改变,裂移燕麦的入侵属于通过途径Ⅲ影响食物网,A正确;
B、通过非营养作用影响土著生物群落和食物网结构,属于通过途径Ⅲ影响食物网,C和P的种间关系为捕食,没有种间竞争关系,B错误;
C、生态位是指一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用,途径I中入侵植物的加入,使土著消费者C的能量获取途径发生变化,故土著消费者C生态位发生变化,C正确;
D、食物网中广食性消费者较多时,入侵植物能被土著草食者取食的可能性更大,则此时入侵植物主要通过途径Ⅰ影响食物网,D错误。
故选BD。
18. 下图为大肠杆菌应对环境渗透压变化的调控机制。下列叙述正确的是( )
A. OmpR可促进RNA聚合酶与起始密码子所对应的DNA序列结合
B. 基因MicF和ompC转录的模板链是该DNA片段的同一条链
C. 渗透压升高时,micRNA会增多进而抑制核糖体与b的结合
D. ompC含量升高和ompF含量下降利于大肠杆菌适应高渗环境
【答案】CD
【解析】
【详解】A、起始密码子位于mRNA上,而RNA聚合酶与DNA上的启动子结合,不是与起始密码子所对应的DNA序列结合,A错误;
B、从图中可以看出,基因MicF和ompC转录的模板链方向相反,不是同一条链,B错误;
C、当渗透压升高时,EnvZ激活OmpR,促进MicF基因转录产生micRNA,micRNA增多会与ompF mRNA互补配对,进而抑制核糖体与b(ompF mRNA)的结合,C正确;
D、渗透压升高时,ompC基因表达增强, ompC含量升高,micRNA增多抑制ompF基因表达,ompF含量下降,这样有利于大肠杆菌减少水分流失,适应高渗环境,D正确。
故选CD。
19. 某种女性不育是由PANX1基因发生突变导致的单基因遗传病。图1是该病患者(II-1)的家系图,对家系成员的PANX1基因和PANX1突变基因进行检测,电泳结果如图2所示(不考虑X、Y染色体同源区段)。下列说法正确的是( )
A. 该病是由常染色体上的显性基因控制的
B. 条带1、2分别表示PANX1基因和PANX1突变基因
C. II-1的致病基因可来自父亲,也可来自母亲
D. II-3和II-4婚配,生一个患该病后代的概率为1/4
【答案】AD
【解析】
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病)。(2)多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病。(3)染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征)。
【详解】AB、据图2可知,Ⅱ-1患者有两个条带,故其为杂合子,又因为其患病,故该病由显性基因控制,据图1和图2可知,Ⅰ-1个体为男性杂合子,故致病基因可能在常染色体上,Ⅰ-2正常,条带2为PANX1基因条带1为PANX1基因的突变基因(即致病基因),A正确,B错误;
C、患该病的女性不育,不能产生后代,故该病患者的致病基因(A)只能来自父亲,C错误;
D、结合图2可知,Ⅱ-3和Ⅱ-4的基因型为Aa、aa,因男性不患病,故Ⅱ-3和Ⅱ-4婚配生一个患该病后代的概率(1/2)×(1/2)=1/4,D正确。
故选AD。
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20. Mg2+在植物光合作用中发挥重要作用,图1是Mg2+参与调控水稻光合作用的部分机制,请回答下列问题。
(1)卡尔文循环进行的场所是_________。物质A、B分别是________、________。
(2)光照条件下,类囊体腔中H+浓度升高的原因有__________。类囊体腔中H+浓度升高,一方面为物质F的合成提供_________,另一方面____________。
(3)卡尔文循环通常在光下才能进行,南通某中学兴趣小组通过多个智能体寻找原因,并甄别总结如下。其中与图1中信息匹配的有________。
①Rubisco活化酶的激活需要光
②卡尔文循环需要光反应提供物质和能量
③光敏色素接受红光后调控Rubisco基因的表达
④类囊体在光下才能排出足量的Mg2+,激活相关的酶
⑤光促进气孔打开,进入叶片的CO2增多
(4)已知水稻叶绿体对Mg2+的吸收在黎明时达到峰值,随后逐渐下降,研究表明这与光合产物蔗糖的积累有关。为了进一步探究其机制,研究人员做了相关实验,结果如图2,其中OsPRR59能与OsMGT3(Mg2+运输载体)基因启动子结合。
①据图1、2分析,叶绿体对Mg2+的吸收在黎明达到峰值的直接原因是_______,意义是_______。
②据实验结果分析,白天OsMGT3表达水平降低的机制是:白天光合作用合成有机物→________。
【答案】(1) ①. 叶绿体基质 ②. CO2 ③. C3
(2) ①. 水光解产生H+、H+从叶绿体基质运入类囊体 ②. H+的电化学势能 ③. 促进Mg2+排出类囊体
(3)①②④ (4) ①. OsMGT3在黎明的表达量达到峰值 ②. 快速激活光合作用相关的酶,保证光合作用的高效进行 ③. 蔗糖积累增多→OsPRR59表达水平升高→OsMGT3表达水平降低
【解析】
【小问1详解】
卡尔文循环即暗反应阶段,进行的场所是叶绿体基质。从图中可知,光激活Rubisco活化酶后,促使钝化状态的Rubisco转变为激活状态,Rubisco可催化CO2和RuBP反应生成C3,所以物质A为CO2,物质B为C3。
【小问2详解】
从图中可知,光照条件下,水的光解产生H+,同时H+从叶绿体基质运入类囊体,导致类囊体腔中H+浓度升高。类囊体腔中H+浓度升高,一方面为物质F(ATP)的合成提供H+的电化学势能(通过H+的电化学势能推动ATP合成酶合成ATP ),另一方面促使Mg2+排出类囊体。
【小问3详解】
①从图中可看出Rubisco活化酶的激活需要光,与图1信息匹配;②光反应为卡尔文循环提供ATP和NADPH,其中ATP提供能量,NADPH既提供还原物质也提供能量,图中体现了光反应和暗反应的联系,与图1信息匹配;③图1中未体现光敏色素接受红光后调控Rubisco基因的表达,与图1信息不匹配;④从图中可知在光下类囊体腔中H+浓度升高,促使类囊体排出足量的Mg2+,进而激活Rubisco等相关酶,与图1信息匹配;⑤图1中未体现光促进气孔打开,进入叶片的CO2增多,与图1信息不匹配。所以与图1信息匹配的有①②④。
【小问4详解】
①从图2可知黎明时OsMGT3基因相对表达量达到峰值,而OsMGT3是Mg2+运输载体,所以叶绿体对Mg2+的吸收在黎明达到峰值,由于Mg2+参与光合作用相关酶激活等过程,所以叶绿体对Mg2+的吸收在黎明达到峰值的意义是快速激活光合作用相关的酶,保证光合作用的高效进行。②据实验结果分析,白天光合作用合成有机物(蔗糖),蔗糖积累增多使得OsPRR59表达水平升高,而OsPRR59与OsMGT3基因启动子结合,抑制了OsMGT3基因的表达,导致白天OsMGT3表达水平降低。
21. 帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)均是神经退行性疾病。
(1)关于帕金森病的发病机理,研究人员提出了“多巴胺能神经—胆碱能神经功能失衡”学说。图1表示正常人和帕金森患者的部分神经元联系机理图,分析回答:正常人多巴胺能神经元受到刺激时,其膜外的电位变化情况为______。在正常状态下,当兴奋传导到胆碱能神经元时,______向突触前膜移动并融合,神经元以______方式释放相应递质,其产生的多巴胺递质能作用于脊髓运动神经元,原因是______。
(2)多巴胺递质与乙酰胆碱递质产生的作用相互对抗、动态平衡,共同参与调节机体的运动机能。据图1分析,帕金森患者出现肌肉震颤的原因是______。
(3)已知目前临床治疗帕金森病震颤最有效的药物是左旋多巴,其作用的机理是能显著改善机体脑内多巴胺含量,起到震颤麻痹作用。某研究者提出人参皂苷具有类似左旋多巴的作用,请利用以下材料和试剂设计实验思路及预测结果。
实验材料及试剂:生理状况基本相同的帕金森病模型小鼠若干只、人参皂苷溶液、左旋多巴溶液、蒸馏水。
实验思路:
①选取生理状况基本相同的帕金森病模型小鼠若干只,随机均分为甲、乙、丙三组;
②对甲、乙、丙组小鼠分别用______进行灌胃处理
③在______的条件下饲养一段时间,观察模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力。
预期结果及结论:
若模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为甲>乙=丙,说明人参皂苷不具有类似左旋多巴的作用;
若模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为______,说明人参皂苷具有类似左旋多巴的作用。
(4)图2为健康人及晚期的AD患者的脑解剖图,显微镜下可见神经元之间存在着淀粉样蛋白斑块。请结合图2尝试推测患者出现记忆衰退和语言障碍的原因有______(至少答两点)
(5)经解剖发现,AD患者大脑皮层弥漫性萎缩,将不会直接引起______。
A. 缩手反射丧失
B. 听觉减弱
C. 呼吸减缓
D. 体温下降
【答案】(1) ①. 正电位变为负电位 ②. 突触小泡 ③. 胞吐 ④. 膜上有多巴胺的受体
(2)多巴胺释放较少,对脊髓神经元的抑制作用减弱,乙酰胆碱释放较多,对脊髓神经元的兴奋作用增强
(3) ①. 等量左旋多巴溶液、人参皂苷溶液、蒸馏水 ②. 相同且适宜 ③. 甲=乙>丙
(4)大脑萎缩,语言中枢和记忆中枢异常,脑室增大
(5)ACD
【解析】
【分析】静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位,兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋传导的方向与膜内电流方向一致。由于神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
【小问1详解】
多巴胺神经元受到刺激时,会产生动作电位,膜电位变化为正电位变为负电位。当兴奋传到胆碱能神经元的突触小体时,突触小泡向突触前膜移动并融合。神经递质以胞吐方式释放到突触间隙。多巴胺能作用于脊髓运动神经元的原因是脊髓运动神经元细胞膜上有多巴胺的特异性受体。
【小问2详解】
帕金森患者的多巴胺神经元受损,导致多巴胺释放量减少,对脊髓神经元的抑制作用减弱,乙酰胆碱释放较多,对脊髓神经元的兴奋作用增强,故帕金森患者出现肌肉震颤。
【小问3详解】
实验思路:①选取生理状况基本相同的帕金森病模型小鼠若干只,随机分为甲、乙、丙三组;②对甲、乙、丙三组小鼠分别用等量的人参皂苷溶液、左旋多巴溶液、蒸馏水进行灌胃处理;③在相同且适宜的条件下饲养一段时间,观察模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力。预期结果及结论:若模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为甲>乙=丙,说明人参皂苷不具有类似左旋多巴的作用若模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为甲=乙>丙,说明人参皂苷具有类似左旋多巴的作用。
【小问4详解】
据图2分析患者出现记忆衰退和语言障碍的原因:大脑萎缩,语言中枢和记忆中枢异常,脑室增大。
【小问5详解】
大脑皮层是高级神经中枢,而缩手反射的神经中枢在脊髓,听觉中枢在大脑皮层,呼吸中枢在脑干,体温调节中枢在下丘脑。AD患者大脑皮层弥漫性萎缩,将不会直接引起缩手反射丧失,呼吸减缓,体温下降。故选ACD。
22. 为培育某二倍体两性花植物,科学家开展了一系列研究如下:
(1)该植物抗病与不抗病由一对等位基因(T/t)控制,高茎与矮茎由另一对等位基因(H/h)控制。以下是有关两对相对性状的杂交实验。
组别
亲本
F1
①
抗病×抗病
抗病∶不抗病=2∶1
②
高茎×高茎
高茎∶矮茎=5∶1
实验①结果与某种合子致死有关,则致死个体基因型为______。
实验②结果与某种雄配子不完全致死有关,则致死的雄配子基因组成是______,致死率是______。
(2)该植物花色由常染色体上的一组复等位基因B、Br和Bp控制,下图表示基因对花色的控制机制。某白花植株与紫花植株杂交后代出现了3种花色,则该白花植株基因型为______。
(3)为判断上述几对基因的位置关系,进行下列实验:
①研究基因T/t、H/h位置关系:让基因型为HHTt和hhtt的植株杂交,得到F1,从F1中选择表型为______的植株自交,若F2中矮茎不抗病植株所占比例为______,则两对基因位于两对不同的同源染色体上。
②研究基因H/h、B/Br/Bp位置关系:让高茎蓝花植株与矮茎红花植株杂交,选择F1中表型为高茎红花的植株自交,若这两对基因位于同一对同源染色体上且不发生交换,则F2中矮茎白花植株所占比例为______。
③研究基因B/Br/Bp、T/t位置关系:让一株表型为抗病红花的植株自交,发现子代中抗病红花个体所占比例为1/2,原因最可能是______。
(4)继续研究该植物叶色,某突变株表型为黄叶(aa),用该突变株与绿叶纯合的5号三体(仅5号染色体多了1条)杂交得F1,F1自交得F2(已知三体细胞减数分裂时,任意2条同源染色体可正常联会并分离,另1条同源染色体随机移向细胞任一极)。若A、a基因不位于5号染色体上,F2表型及比例为______。若A、a基因位于5号染色体上,F2表型及比例为______。
【答案】(1) ①. TT ②. h ③. 1/2
(2)BrBp (3) ①. 高茎抗病 ②. 1/18 ③. 1/6 ④. B/Br/Bp基因与T/t基因连锁并发生了交换
(4) ①. 黄叶∶绿叶=1∶3 ②. 黄叶∶绿叶=5∶31
【解析】
【小问1详解】
实验①:抗病×抗病后代比例为2:1,偏离正常3:1,说明显性纯合子TT致死,存活个体为Tt(抗病):tt(不抗病)=2:1。实验②:高茎×高茎后代比例为5:1,亲本均为Hh。正常自交后代应为6高茎:2矮茎,现矮茎占1/6,说明雄配子h致死率为50%:雌配子H:h=1:1,雄配子因h致死50%,存活比例为H:h=2:1;后代hh(矮茎)比例=1/2(雌h)×1/3(雄h)=1/6,符合5:1的结果。
【小问2详解】
由图可知,白色:无B基因(无法合成酶1),基因型为BrBr、BrBp、BpBp;蓝色:仅含B基因(有酶1,无酶2/3),基因型为BB;红色:含B和Br(有酶1+酶2),基因型为BBr,紫色:含B和Bp(有酶1+酶3),基因型为BBp。白花×紫花(BBp)后代出现3种花色:只有白花为BrBp时,杂交后代为BBr(红)、BBp(紫)、BrBp(白)、BpBp(白),共3种花色。
【小问3详解】
①选F1中高茎抗病(HhTt)自交,若两对基因独立遗传:由(1)可知,Hh自交后代hh占1/6,T/t自交后代tt占1/3,故矮茎不抗病(hhtt)比例=1/6×1/3=1/18。
②高茎蓝花(H_BB)×矮茎红花(hhBBr),选择F1中高茎红花HhBBr自交,若两对基因完全连锁(H-B、h-Br),含h的雄性配子致死率为50%,因此雄配子HB:hBr=2:1,雌配子HB:hBr=1:1,矮茎白花hhBrBr概率=1/3×1/2=1/6。
③抗病红花(TtBBr)自交,若两对基因自由组合,TT个体致死,后代抗病红花占1/3,若两对基因连锁,后代抗病红花应占2/3,子代中抗病红花个体所占比例为1/2,说明B/Br/Bp基因与T/t基因连锁并发生了交换。
【小问4详解】
若A/a不在5号染色体上:三体绿叶基因型为AA,与aa杂交得F1(Aa),自交后代绿叶(A_):黄叶(aa)=3:1。若A/a在5号染色体上:纯合绿叶三体基因型为AAA,产生配子AA:A=1:1,与aa杂交得F1(AAa:Aa=1:1):AAa自交:配子比例AA:Aa:A:a=1:2:2:1,后代aa占1/6×1/6=1/36;Aa自交:后代aa占1/4;总黄叶比例=1/2×1/36 + 1/2×1/4=5/36,故绿叶:黄叶=31:5。
23. 表型可塑性是指个体在不同环境条件下,改变形态、生理和行为等表型特征,以适应环境变化的能力。为探究鱼类的表型可塑性,某科研团队研究了高体鳑鲏在昼夜节律与捕食压力双重作用下的代谢与行为变化。请回答下列问题:
(1)表型可塑性有利于优化资源分配,降低同一种群个体间的______强度,以提高种群稳定性。不同生物的表型可塑性策略往往不同,下列现象属于表型可塑性的有_____。
a.蝴蝶会经历卵、幼虫、蛹、成虫四个形态不同的阶段
b.因光照环境不同,同一植物叶片在形态、结构和生理特征出现差异
c.金合欢树在被长颈鹿取食后,会迅速提高叶片中的单宁含量
d.酵母菌在缺氧条件下从单细胞形态,转变为能侵入组织的菌丝形态
(2)高体鳑鲏是杂食性鱼类,一般以藻类、水草、轮虫和有机碎屑等为食,该鱼属于生态系统成分中的______。研究人员以高体鳑鲏为猎物、乌鳢为捕食者(其物理扰动也会对高体鳑鲏产生一定影响)、鲫鱼为非捕食者进行如下实验。请完成表格。
实验步骤
主要操作过程及分析
实验准备
在三个相同规格的生态池中分别放入1000尾高体鳑鲏,并在每个水池底部放置适量蚌类(摄食浮游生物等),作用是______。
实验分组
在甲、乙生态池中分别投放2尾乌鳢、2尾鲫鱼(规格与乌鳢相近),丙生态池不做处理,设置为捕食者组、非捕食者组、空白对照组。设置非捕食者组的目的是______。
实验处理
实验时间6个月,期间严格控制光照和昼夜水温条件。另外,每周定期更换10%水体一次,主要目的是______。
指标测定
分别在日间和夜间测定、记录不同处理组高体鳑鲏的相关生活指标。
(3)下图是昼夜节律与捕食压力对高体鳑鲏相关生活指标的影响结果。
①据图分析,昼夜节律与捕食压力对高体鳑鲏日常代谢率的影响有______。
②实验中的鱼类都主要栖息在中下层以及底层水域,其中乌鳢昼伏夜出。在捕食压力下,高体鳑鲏可通过______等行为特征,以降低被捕食风险。
③高体鳑鲏可感知乌鳢的相关信息,以规避捕食风险,而乌鳢也可感知相关信息,提高捕食成功率。这体现了信息传递在生态系统中的作用是______。
【答案】(1) ①. 种内竞争##种内斗争 ②. bcd
(2) ①. 消费者和分解者 ②. 维持水体环境稳定,控制无关变量,保证各组实验条件一致 ③. 排除乌鳢的物理扰动对实验结果的干扰,证明高体鳑鲏的变化是由捕食压力引起的 ④. 改善水质,补充溶解氧,维持适宜水体环境,保证实验正常进行
(3) ①. 无论是否存在捕食压力,高体鳑鲏日间日常代谢率均高于夜间;捕食压力会提高高体鳑鲏的日常代谢率 ②. 减少底栖时间、增加水面活动 ③. 调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定
【解析】
【小问1详解】
同一种群个体对资源的需求存在重叠,表型差异可降低种内竞争强度。
根据题干中表型可塑性的定义“同一个体在不同环境条件下改变表型适应环境”:
a、蝴蝶发育必须经历卵、幼虫、蛹、成虫四个形态不同的阶段,不属于环境诱导的同一生物个体的表型改变,a错误;
bcd、同一植物在不同光照下表型差异、金合欢被取食(环境改变)后调整生理、酵母菌在缺氧环境下改变形态,均属于环境诱导的生物个体的表型改变,bcd正确。
【小问2详解】
高体鳑鲏取食活的藻类、轮虫,属于消费者;同时取食有机碎屑,属于分解者。实验中蚌类摄食浮游生物,作用是净化水质、控制无关变量,保证各组无关变量一致;实验中乌鳢除捕食外还存在物理扰动,因此设置非捕食者组排除物理扰动的干扰,验证高体鳑鲏的变化来自捕食压力;定期换水可改善水质、补充溶氧,维持水体环境适宜,保证实验动物正常生存。
【小问3详解】
①结合图示可总结出两个规律:昼夜节律影响代谢,日间代谢率始终高于夜间;捕食压力会整体提升高体鳑鲏的日常代谢率。
②乌鳢昼伏夜出、栖息于底层,高体鳑鲏可通过调整不同活动水层规避捕食,即减少底栖时间、增加水面活动。
③捕食者和猎物之间的信息传递,体现了信息传递“调节种间关系,维持生态系统稳定”的作用。
24. 研究显示Gata3基因是大量肿瘤细胞的潜在突变位点。为研究Gata3蛋白在细胞中的定位,科研人员将GFP(绿色荧光蛋白)基因与Gata3基因融合,形成Gata3-GFP(融合蛋白)基因。图甲为构建重组载体的过程及相关限制酶识别序列和作用位点,A、B、C、F、R为不同引物。请回答下列问题:
(1)在PCR扩增GFP编码区序列的过程中,除图示条件外还需添加______和含Mg2+的缓冲液,其中Mg2+的作用是______。为使GFP基因能正确插入载体中,在设计引物时,F和R的______端需分别添加限制酶______的识别序列。
(2)图乙为构建后的重组载体,图中启动子是______的部位,能驱动转录进行。重组质粒的外侧链为α链,内侧链为β链,据图判断,基因GFP转录的模板链属于______链的片段。
(3)如果要在活体小鼠中观察Gata3的表达情况,定位体内癌变位点,需制备转基因小鼠。科研人员将重组载体导入小鼠的______中,对出生的小鼠进行筛选,获得能正常表达出______的杂合小鼠。
(4)对于定位研究,荧光信号越强,结果越可靠,纯合小鼠能提供更强的荧光信号。为获得转入Gata3-GFP融合基因的纯合小鼠。科研人员将两只雌、雄杂合小鼠进行杂交获得F1若干,从F1小鼠中选取5只,提取它们的Gata3基因相关DNA片段扩增后电泳,结果如图丙。据图甲、丙判断,扩增时所选引物应是______,其中小鼠______(填编号)是Gata3-GFP基因纯合小鼠。
【答案】(1) ①. dNTP、耐高温的DNA聚合酶 ②. 激活DNA聚合酶活性 ③. 5′ ④. SalⅠ、EcoRⅠ
(2) ①. RNA聚合酶识别和结合 ②. β
(3) ①. 受精卵 ②. Gata3-GFP(融合蛋白)
(4) ①. A、C ②. 1、5
【解析】
【小问1详解】
PCR反应体系必备模板DNA、引物、缓冲液(Mg²⁺)、dNTP、Taq聚合酶。激活DNA聚合酶活性Mg²⁺是Taq酶的关键辅因子,可稳定引物与模板的结合、激活DNA聚合酶,保证PCR扩增顺利进行。DNA聚合酶只能从引物3' 端延伸子链,限制酶酶切位点要加在引物不延伸的5' 端,不会破坏扩增的目的基因序列。由图甲重组载体知,为了保持正确的阅读框和转录方向,GFP基因的“左端”(靠近启动子的一端,即引物F结合的一侧)必须连接到载体的右侧接口;GFP基因的“右端”(靠近终止子的一端,即引物R结合的一侧)必须连接到载体的左侧接口。载体Gata3上的酶切位点:MunⅠ (左端)、XhoⅠ(右端);GFP片段左侧引物F匹配XhoⅠ、右侧引物R匹配MunⅠ;因为XhoⅠ和MunⅠ会破坏GFP基因结构,所以不能直接添加这两种酶的识别序列。MunⅠ与EcoRⅠ产生的黏性末端相同,XhoⅠ与SalⅠ产生的黏性末端相同,因此在设计引物时,F和R的5'端需分别添加限制酶SalⅠ、EcoRⅠ的识别序列。
【小问2详解】
启动子是基因上游一段DNA序列,是RNA聚合酶特异性识别、结合的位点,结合后启动下游基因转录。转录时RNA聚合酶沿模板链3'→5'方向移动,合成的mRNA沿5'→3'延伸;图乙中GFP转录方向与箭头B一致,重组质粒内侧β链的走向符合转录模板链读取方向,结合甲图中目的基因所在DNA片段图,可推知GFP转录的模板链为β链。
【小问3详解】
制备转基因动物时,受体细胞选用受精卵,受精卵全能性最高,外源DNA可整合到生殖细胞基因组,发育为完整转基因个体。载体中Gata3编码区与GFP编码区连接,共用一套启动子调控转录,小鼠体内会翻译产生Gata3-GFP融合蛋白,借助GFP绿色荧光,可直观观察Gata3蛋白在细胞、组织中的分布,实现蛋白定位。
【小问4详解】
首先需要区分野生型小鼠(无GFP)、杂合子(一条染色体有GFP)和纯合子(两条染色体都有GFP)。为了检测是否插入了GFP基因,引物设计通常是一条在基因组原位,另一条在插入的GFP基因上,或者扩增包含插入位点的片段。引物A、C组合能根据扩增的片段长度区分有无插入GFP基因。若扩增出大片段(Gata3-GFP)则说明GFP基因插入成功,若扩增出小片段(Gata3的一部分序列)则说明未插入GFP基因。纯合转基因小鼠(两条染色体都有Gata3-GFP)基因组不存在野生Gata3,只能扩增出Gata3-GFP大片段(单一条带),也就是图里1、5号。
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生物试题
注意事项:
1.本试卷共10页,满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、考试号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。
3.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
一、单项选择题:本大题共15小题,每题2分,共计30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. 脂质与人体健康息息相关,下列叙述错误的是( )
A. 磷脂和胆固醇都是构成植物细胞膜的重要成分
B. 胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输
C. 维生素D在动物体内具有促进钙和磷吸收的作用
D. 性激素能促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
2. 叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验目的无法实现的是( )
A. 用无水乙醇提取叶绿体中的色素
B. 用水做层析液观察花青苷的色素带
C. 用光学显微镜观察表皮细胞有丝分裂时染色体的形态
D. 用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水
3. 植物细胞的细胞膜上有“蔗糖--°H⁺共运输载体”(SU 载体),SU 载体与H⁺泵相伴存在。胞内H⁺通过 H⁺泵运输到细胞外,在细胞外形成较高的H⁺浓度,SU 载体将H⁺和蔗糖同向转运进细胞中,如图所示,下列分析错误的是( )
A. SU载体是贯穿在细胞膜上能转运某些物质的蛋白质
B. H⁺泵运输 H⁺的过程中蛋白质的空间结构会发生变化
C. 蔗糖通过 SU 载体的跨膜运输方式属于协助扩散
D. SU 载体的转运作用与细胞膜的选择透过性有关
4. 下列关于生命科学史的叙述,正确的是( )
A. 施莱登和施旺共同创建了细胞学说:所有生物都是由细胞组成的
B. 在生长素的发现实验中,拜尔的实验需要在光照条件下进行
C. 沃森和克里克主要通过建构模型的方法揭示了DNA的双螺旋结构
D. 孟德尔预测“F1测交后代表型的数量比为1∶1”属于“假说—演绎法”中的假说
5. 某研究小组为测定药物对体外培养细胞毒性的大小,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列说法正确的是( )
A. 制备肝细胞悬液时,可用胃蛋白酶代替胰蛋白酶处理肝组织
B. CO2培养箱中CO2浓度维持在5%左右,以促进细胞呼吸
C. 本实验应设置对照实验,以检测药物对甲、乙的毒性大小
D. 为防止细胞培养过程中细菌的污染,需要对培养液和所有培养用具进行消毒处理以及在无菌环境下进行操作
6. 水稻花粉不育与8号染色体的一对等位基因D/d和4号染色体的一对等位基因H/h相关。在花粉发育过程中至少需要含有D基因表达的D蛋白或H基因表达出的H蛋白花粉才可育,而基因d和h无法表达出有正常功能的蛋白质则花粉不育。将基因型为DDhh和ddHH的水稻杂交得到F1。下列说法正确的是( )
A. 若F1自交产生F2,F2植株的基因型共有9种
B. 若F1自交,F2中雄性可育能稳定遗传的比例为7/12
C. 对F1进行测交,子代中能产生可育花粉的植株比例为3/4
D. F1与亲本之一进行正反交,子代的基因型完全相同
7. 下图表示真核生物的翻译过程。mRNA甲基化的位点集中在mRNA的5′端,称5′帽子(5′cap),可使mRNA免受抗病毒免疫机制的破坏;3′端有一个含100~200个A的特殊结构,称polyA尾,但对应基因的尾部却没有T串序列。下列叙述正确的是( )
A. mRNA的5′端甲基化会导致翻译产物的分子质量增加
B. polyA尾不是对应基因直接转录形成的
C. 据图可知,翻译从mRNA的3′端开始
D. 当终止密码子与相应的反密码子结合时,翻译过程终止
8. 有研究表明,吸烟会使人体细胞内的DNA甲基化水平升高,对染色体上的组蛋白也会产生影响。男性吸烟者的精子中DNA的甲基化水平明显升高,精子活力下降。DNA甲基化是指在甲基转移酶的催化作用下将甲基转移到正常的碱基上的过程。甲基化不改变基因的遗传信息,但该基因表达受到抑制。下列说错误的是( )
A. 甲基转移酶发挥作用需要与DNA分子进行结合
B. 癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果
C. 若某基因发生了甲基化,则该基因所控制的性状不变
D. 构成染色体的组蛋白发生甲基化等修饰也会影响基因的表达
9. 免疫是指机体识别和排除抗原性异物,维持自身生理动态平衡与相对平衡的功能,下列有关免疫系统的组成和功能的叙述错误的是( )
A. 机体内癌变细胞的识别和清除属于免疫系统的监视功能
B. 抗原呈递细胞与辅助性T细胞、辅助性T细胞与B细胞之间存在信息交流
C. 记忆B细胞在相同抗原的再次刺激下能快速产生大量抗体
D. 对被病原体侵入的细胞、异体移植器官起免疫作用的主要是细胞毒性T细胞
10. 脑卒中患者出现的血浆渗透压升高、呼吸性碱中毒和代谢性酸中毒等可能表明机体内环境稳态严重失调,这些情况可能会增加患者的死亡风险。下列叙述正确的是( )
A. 健康人吃适量的酸性或碱性食物会使血浆的pH发生紊乱
B. 患者出现言语障碍可能是因为大脑皮层的言语区受损
C. 患者出现尿失禁是因为血管堵塞破坏了大脑的低级排尿中枢
D. 血浆渗透压升高的患者体内抗利尿激素分泌减少,尿量增多
11. 长期高盐饮食导致交感神经过度激活,最终激活醛固酮受体,导致肾小管上皮细胞管腔侧钠离子转运蛋白增加,引起盐敏感高血压,临床上常使用达格列净治疗。下列相关叙述错误的是( )
A. 神经调节和体液调节共同参与钠离子的重吸收
B. 若醛固酮分泌异常减少,会加重盐敏感高血压
C. 达格列净作用机制可能是抑制钠离子转运蛋白的活性
D. 炒菜少放盐、减少食用腌制食品可以预防盐敏感高血压
12. 某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵。实验流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 菌T能够吸收秸秆中的纤维素,并利用细胞内的纤维素酶将其分解
B. 酵母菌纯培养时,可使用稀释涂布平板法或平板划线法进行接种
C. 可分别使用湿热灭菌法和干热灭菌法对淋洗液和培养瓶进行灭菌
D. 本实验与以玉米为原料发酵生产乙醇,发酵原料水解的主要终产物均为葡萄糖
13. 人工鱼塘中某鱼类的出生率、死亡率与种群密度之间的关系如图所示。下列相关叙述正确( )
A. 该鱼类的种群增长速率与种群密度呈正相关
B. 该鱼类种群密度为a~b时,该种群呈“J”形增长
C. 捕捞该鱼类后,使其种群密度维持在b/2左右有利于持续获得较大的鱼产量
D. 只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量
14. 科学家利用小鼠制备出了抗GPcl(埃博拉病毒表面激活态糖蛋白)单克隆抗体,可有效应对埃博拉病毒疫情。下列叙述正确的是( )
A. 将GPcl注射到小鼠体内,直接刺激浆细胞分泌抗体
B. 抗GPcl的单克隆抗体能准确识别抗原的细微差异
C. 选择性培养基能生长的细胞均能产生抗GPcl单克隆抗体
D. 杂交瘤细胞在培养过程中会出现接触抑制现象
15. 在生物技术与工程实践中,常需对目标产物或工程细胞进行筛选、检测与鉴定。下列相关叙述正确的是( )
A. 蛋白质工程获得的新型胰岛素,可通过抗原—抗体杂交检测其结构和活性
B. 利用微生物发酵生产单细胞蛋白时,可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离出来
C. 利用植物细胞培养生产紫草宁时,需对愈伤组织进行传代培养以解除接触抑制
D. 制备抗HCG单克隆抗体时,用选择培养基筛选即可获得分泌特定抗体的杂交瘤细胞
二、多项选择题:本部分共4题,每题3分,共计12分。每题不止有一个选项符合题意。每题全选对者3分,漏选1分,选错者0分。
16. 生长激素(GH)对青少年的生长发育至关重要,其分泌量波动较大,受慢波睡眠、饥饿肽等多种因素影响,部分机制如下图。相关叙述正确的是( )
A. 慢波睡眠能促进GHRH和SST的分泌,进而增强垂体前叶GH的合成
B. 空腹时饥饿肽水平升高,GH分泌增加,有利于维持血糖稳定
C. 检测IGF-1的含量可反映个体间合成GH的差异
D. 保持充足睡眠、良好饮食习惯有利于青少年的骨骼发育
17. 据研究表明入侵植物通过3种途径影响食物网,如下图所示。途径Ⅰ:入侵植物能够直接被土著草食者取食,进入土著食物网;途径Ⅱ:入侵植物所固定的能量通过引入新的消费者形成新的食物网结构;途径Ⅲ:入侵植物通过非营养作用影响土著生物群落和食物网结构。下图灰色部分表示入侵前土著食物网的物种组成,空心部分表示植物入侵后食物网的物种组成。裂稃燕麦作为入侵物种,入侵某草原后产生的碎屑改变土壤成分,导致食物网结构发生改变。下列叙述错误的是( )
A. 裂移燕麦的入侵属于通过途径Ⅲ影响食物网
B. 途径Ⅲ中C和P的种间关系为捕食和种间竞争
C. 途径I中入侵植物的加入会引起土著消费者C的生态位发生变化
D. 若食物网中食性广的消费者较少,则入侵植物更容易以途径Ⅰ影响食物网
18. 下图为大肠杆菌应对环境渗透压变化的调控机制。下列叙述正确的是( )
A. OmpR可促进RNA聚合酶与起始密码子所对应的DNA序列结合
B. 基因MicF和ompC转录的模板链是该DNA片段的同一条链
C. 渗透压升高时,micRNA会增多进而抑制核糖体与b的结合
D. ompC含量升高和ompF含量下降利于大肠杆菌适应高渗环境
19. 某种女性不育是由PANX1基因发生突变导致的单基因遗传病。图1是该病患者(II-1)的家系图,对家系成员的PANX1基因和PANX1突变基因进行检测,电泳结果如图2所示(不考虑X、Y染色体同源区段)。下列说法正确的是( )
A. 该病是由常染色体上的显性基因控制的
B. 条带1、2分别表示PANX1基因和PANX1突变基因
C. II-1的致病基因可来自父亲,也可来自母亲
D. II-3和II-4婚配,生一个患该病后代的概率为1/4
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20. Mg2+在植物光合作用中发挥重要作用,图1是Mg2+参与调控水稻光合作用的部分机制,请回答下列问题。
(1)卡尔文循环进行的场所是_________。物质A、B分别是________、________。
(2)光照条件下,类囊体腔中H+浓度升高的原因有__________。类囊体腔中H+浓度升高,一方面为物质F的合成提供_________,另一方面____________。
(3)卡尔文循环通常在光下才能进行,南通某中学兴趣小组通过多个智能体寻找原因,并甄别总结如下。其中与图1中信息匹配的有________。
①Rubisco活化酶的激活需要光
②卡尔文循环需要光反应提供物质和能量
③光敏色素接受红光后调控Rubisco基因的表达
④类囊体在光下才能排出足量的Mg2+,激活相关的酶
⑤光促进气孔打开,进入叶片的CO2增多
(4)已知水稻叶绿体对Mg2+的吸收在黎明时达到峰值,随后逐渐下降,研究表明这与光合产物蔗糖的积累有关。为了进一步探究其机制,研究人员做了相关实验,结果如图2,其中OsPRR59能与OsMGT3(Mg2+运输载体)基因启动子结合。
①据图1、2分析,叶绿体对Mg2+的吸收在黎明达到峰值的直接原因是_______,意义是_______。
②据实验结果分析,白天OsMGT3表达水平降低的机制是:白天光合作用合成有机物→________。
21. 帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)均是神经退行性疾病。
(1)关于帕金森病的发病机理,研究人员提出了“多巴胺能神经—胆碱能神经功能失衡”学说。图1表示正常人和帕金森患者的部分神经元联系机理图,分析回答:正常人多巴胺能神经元受到刺激时,其膜外的电位变化情况为______。在正常状态下,当兴奋传导到胆碱能神经元时,______向突触前膜移动并融合,神经元以______方式释放相应递质,其产生的多巴胺递质能作用于脊髓运动神经元,原因是______。
(2)多巴胺递质与乙酰胆碱递质产生的作用相互对抗、动态平衡,共同参与调节机体的运动机能。据图1分析,帕金森患者出现肌肉震颤的原因是______。
(3)已知目前临床治疗帕金森病震颤最有效的药物是左旋多巴,其作用的机理是能显著改善机体脑内多巴胺含量,起到震颤麻痹作用。某研究者提出人参皂苷具有类似左旋多巴的作用,请利用以下材料和试剂设计实验思路及预测结果。
实验材料及试剂:生理状况基本相同的帕金森病模型小鼠若干只、人参皂苷溶液、左旋多巴溶液、蒸馏水。
实验思路:
①选取生理状况基本相同的帕金森病模型小鼠若干只,随机均分为甲、乙、丙三组;
②对甲、乙、丙组小鼠分别用______进行灌胃处理
③在______的条件下饲养一段时间,观察模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力。
预期结果及结论:
若模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为甲>乙=丙,说明人参皂苷不具有类似左旋多巴的作用;
若模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为______,说明人参皂苷具有类似左旋多巴的作用。
(4)图2为健康人及晚期的AD患者的脑解剖图,显微镜下可见神经元之间存在着淀粉样蛋白斑块。请结合图2尝试推测患者出现记忆衰退和语言障碍的原因有______(至少答两点)
(5)经解剖发现,AD患者大脑皮层弥漫性萎缩,将不会直接引起______。
A. 缩手反射丧失
B. 听觉减弱
C. 呼吸减缓
D. 体温下降
22. 为培育某二倍体两性花植物,科学家开展了一系列研究如下:
(1)该植物抗病与不抗病由一对等位基因(T/t)控制,高茎与矮茎由另一对等位基因(H/h)控制。以下是有关两对相对性状的杂交实验。
组别
亲本
F1
①
抗病×抗病
抗病∶不抗病=2∶1
②
高茎×高茎
高茎∶矮茎=5∶1
实验①结果与某种合子致死有关,则致死个体基因型为______。
实验②结果与某种雄配子不完全致死有关,则致死的雄配子基因组成是______,致死率是______。
(2)该植物花色由常染色体上的一组复等位基因B、Br和Bp控制,下图表示基因对花色的控制机制。某白花植株与紫花植株杂交后代出现了3种花色,则该白花植株基因型为______。
(3)为判断上述几对基因的位置关系,进行下列实验:
①研究基因T/t、H/h位置关系:让基因型为HHTt和hhtt的植株杂交,得到F1,从F1中选择表型为______的植株自交,若F2中矮茎不抗病植株所占比例为______,则两对基因位于两对不同的同源染色体上。
②研究基因H/h、B/Br/Bp位置关系:让高茎蓝花植株与矮茎红花植株杂交,选择F1中表型为高茎红花的植株自交,若这两对基因位于同一对同源染色体上且不发生交换,则F2中矮茎白花植株所占比例为______。
③研究基因B/Br/Bp、T/t位置关系:让一株表型为抗病红花的植株自交,发现子代中抗病红花个体所占比例为1/2,原因最可能是______。
(4)继续研究该植物叶色,某突变株表型为黄叶(aa),用该突变株与绿叶纯合的5号三体(仅5号染色体多了1条)杂交得F1,F1自交得F2(已知三体细胞减数分裂时,任意2条同源染色体可正常联会并分离,另1条同源染色体随机移向细胞任一极)。若A、a基因不位于5号染色体上,F2表型及比例为______。若A、a基因位于5号染色体上,F2表型及比例为______。
23. 表型可塑性是指个体在不同环境条件下,改变形态、生理和行为等表型特征,以适应环境变化的能力。为探究鱼类的表型可塑性,某科研团队研究了高体鳑鲏在昼夜节律与捕食压力双重作用下的代谢与行为变化。请回答下列问题:
(1)表型可塑性有利于优化资源分配,降低同一种群个体间的______强度,以提高种群稳定性。不同生物的表型可塑性策略往往不同,下列现象属于表型可塑性的有_____。
a.蝴蝶会经历卵、幼虫、蛹、成虫四个形态不同的阶段
b.因光照环境不同,同一植物叶片在形态、结构和生理特征出现差异
c.金合欢树在被长颈鹿取食后,会迅速提高叶片中的单宁含量
d.酵母菌在缺氧条件下从单细胞形态,转变为能侵入组织的菌丝形态
(2)高体鳑鲏是杂食性鱼类,一般以藻类、水草、轮虫和有机碎屑等为食,该鱼属于生态系统成分中的______。研究人员以高体鳑鲏为猎物、乌鳢为捕食者(其物理扰动也会对高体鳑鲏产生一定影响)、鲫鱼为非捕食者进行如下实验。请完成表格。
实验步骤
主要操作过程及分析
实验准备
在三个相同规格的生态池中分别放入1000尾高体鳑鲏,并在每个水池底部放置适量蚌类(摄食浮游生物等),作用是______。
实验分组
在甲、乙生态池中分别投放2尾乌鳢、2尾鲫鱼(规格与乌鳢相近),丙生态池不做处理,设置为捕食者组、非捕食者组、空白对照组。设置非捕食者组的目的是______。
实验处理
实验时间6个月,期间严格控制光照和昼夜水温条件。另外,每周定期更换10%水体一次,主要目的是______。
指标测定
分别在日间和夜间测定、记录不同处理组高体鳑鲏的相关生活指标。
(3)下图是昼夜节律与捕食压力对高体鳑鲏相关生活指标的影响结果。
①据图分析,昼夜节律与捕食压力对高体鳑鲏日常代谢率的影响有______。
②实验中的鱼类都主要栖息在中下层以及底层水域,其中乌鳢昼伏夜出。在捕食压力下,高体鳑鲏可通过______等行为特征,以降低被捕食风险。
③高体鳑鲏可感知乌鳢的相关信息,以规避捕食风险,而乌鳢也可感知相关信息,提高捕食成功率。这体现了信息传递在生态系统中的作用是______。
24. 研究显示Gata3基因是大量肿瘤细胞的潜在突变位点。为研究Gata3蛋白在细胞中的定位,科研人员将GFP(绿色荧光蛋白)基因与Gata3基因融合,形成Gata3-GFP(融合蛋白)基因。图甲为构建重组载体的过程及相关限制酶识别序列和作用位点,A、B、C、F、R为不同引物。请回答下列问题:
(1)在PCR扩增GFP编码区序列的过程中,除图示条件外还需添加______和含Mg2+的缓冲液,其中Mg2+的作用是______。为使GFP基因能正确插入载体中,在设计引物时,F和R的______端需分别添加限制酶______的识别序列。
(2)图乙为构建后的重组载体,图中启动子是______的部位,能驱动转录进行。重组质粒的外侧链为α链,内侧链为β链,据图判断,基因GFP转录的模板链属于______链的片段。
(3)如果要在活体小鼠中观察Gata3的表达情况,定位体内癌变位点,需制备转基因小鼠。科研人员将重组载体导入小鼠的______中,对出生的小鼠进行筛选,获得能正常表达出______的杂合小鼠。
(4)对于定位研究,荧光信号越强,结果越可靠,纯合小鼠能提供更强的荧光信号。为获得转入Gata3-GFP融合基因的纯合小鼠。科研人员将两只雌、雄杂合小鼠进行杂交获得F1若干,从F1小鼠中选取5只,提取它们的Gata3基因相关DNA片段扩增后电泳,结果如图丙。据图甲、丙判断,扩增时所选引物应是______,其中小鼠______(填编号)是Gata3-GFP基因纯合小鼠。
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