精品解析:重庆市南坪中学校2026-2027学年高三上学期入学考试生物试题
2026-08-31
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内容正文:
高三生物试卷
考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案的标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.考生必须按照题号在答题卡各题号相对应的答题区域内(黑色线框)作答,写在草稿纸上、超出答题区域或非题号对应的答题区域的答案一律无效。
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损。
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分)
1. 下图是关于细胞膜结构与功能的关系网(d,e,f,h表示完整的细胞器),其不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流,下列说法中正确的是( )
注:虚线框内仅是物质转变与合成
A. 自养型生物都含有结构d
B. 一切细胞均能发生膜流现象
C. 膜流其实是生物膜流动性的体现,质壁分离与复合过程中发生了膜流
D. 细胞膜蛋白的更新与f→g→h→g→c途径有关
【答案】D
【解析】
【分析】膜流一个典型的实例是分泌蛋白的合成:在核糖体上翻译出的肽链进入内质网腔后,还要经过一些加工,如折叠、组装、加上一些糖基团等,才能成为比较成熟的蛋白质。然后,由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小泡,包裹着蛋白质转移到高尔基体,把较成熟的蛋白质输送到高尔基体腔内,做进一步的加工,成为成熟的蛋白质。接着,高尔基体边缘突起形成小泡,把蛋白质包裹在小泡里,运输到细胞膜,小泡与细胞膜融合,把蛋白质释放到细胞外。d,e,f,h表示完整的细胞器,d为叶绿体,e为线粒体,f为内质网,h为高尔基体。
【详解】A、d为叶绿体,自养型生物分为光能自养型(光能)和化能自养型(化学能),真核生物进行光合作用含有叶绿体,原核生物如蓝藻不含叶绿体也能进行光合作用,而有些细菌还能利用化学反应放出的能量合成有机物,因此自养型生物不一定都含有结构d,A错误;
B、原核生物细胞结构中只有细胞膜才有膜结构,而膜流是指不同膜结构间相互联系和转移的现象,因此原核细胞不能发生膜流现象,B错误;
C、质壁分离与复原过程为水分的进出过程,属于自由扩散,无膜流现象发生,C错误;
D、细胞膜蛋白的更新与f(内质网)→g(囊泡)→h(高尔基体)→g(囊泡)→c(细胞膜)途径有关,D正确。
故选D。
【点睛】本题考查生物膜系统的结构和功能,关键是理解结构上直接相连的膜之间可直接转变,结构上间接相连的膜之间是以“出芽”的形式形成“囊泡”而发生膜的转移。
2. 某学校生物社团将a、b两种植物的成熟叶片,分别放置在不同浓度(①~⑤)的蔗糖溶液中,经过相同时间的处理后,测量并记录其实验前重量与实验后重量的比值,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 实验前重量与实验后重量比值大于1时,叶片细胞可能已发生质壁分离
B. 将a植物叶片置于④中一段时间后再置于①中,可能会观察到质壁分离复原
C. ③浓度下,a、b两种植物叶片细胞的细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度差值最大
D. 该实验结果表明,a、b两种植物叶片细胞对蔗糖溶液浓度变化的响应存在差异
【答案】C
【解析】
【详解】A、当实验前重量与实验后重量比值大于1时,说明实验后重量减轻,细胞失水发生质壁分离,A正确;
B、a植物叶片在④中已发生质壁分离,换成①浓度后,细胞外液浓度降低,细胞吸水,可能会观察到质壁分离复原的现象,B正确;
C、实验前重量与实验后重量比值越接近1,说明细胞失水或吸水越少,细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度差值越小。③浓度下a、b两种植物的该比值偏离1较远,说明细胞吸水较多,即细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度差值较大,但不一定是最大,因为蔗糖溶液的具体浓度梯度未知,C错误;
D、从图中可看出,在相同蔗糖溶液浓度下,a、b两种植物的实验前重量与实验后重量比值不同,表明两种植物叶片细胞对蔗糖溶液浓度变化的响应存在差异,D正确。
故选C。
3. 盐胁迫下植物液泡作为Ca2+主要储存库,通过液泡膜上转运蛋白维持胞质Ca2+稳态以抵御盐害,机制如图所示。其中液泡膜上M对Ca2+亲和力高、运输能力低,N对Ca2+亲和力低、运输能力高,SV为Ca2+通道蛋白。下列关于液泡膜上Ca2+跨膜运输的叙述正确的是( )
A. SV和M运输Ca2+的方式不同,其中SV运输Ca2+时需要与Ca2+相结合
B. 盐胁迫时,维持细胞质基质中低Ca2+水平的过程中会改变液泡的pH
C. 转运蛋白N能同时转运H+和Ca2+,故其不具有特异性
D. 转运蛋白N运输Ca2+时不消耗ATP,属于协助扩散
【答案】B
【解析】
【详解】A、SV是通道蛋白,运输Ca²⁺时不需要与Ca²⁺结合,只提供通道; M是载体蛋白,运输Ca²⁺时需要与Ca²⁺结合。 所以SV和M运输Ca²⁺的方式不同,且SV运输Ca²⁺时不需要与Ca²⁺结合, A错误;
B、盐胁迫时,维持细胞质基质中低Ca²⁺水平,需要将Ca²⁺转运进液泡。这个过程会伴随H⁺的转运(如转运蛋白N协同转运H⁺和Ca²⁺),会改变液泡内的H⁺浓度,进而改变液泡的pH, B正确;
C、转运蛋白N虽然能同时转运H⁺和Ca²⁺,但它只能识别并结合特定的离子,仍然具有特异性, C错误;
D、转运蛋白N运输Ca²⁺时,依赖于H⁺的浓度梯度,而H⁺的浓度梯度是由ATP驱动的H⁺泵维持的,所以转运蛋白N运输Ca²⁺的过程间接消耗ATP,属于主动运输,而非协助扩散, D错误。
故选B。
4. 科学家推测,在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,新生肽与SRP结合后,停止蛋白质的合成,只有引导核糖体附着于内质网上,才能继续蛋白质的合成,这就是信号肽假说,如下图所示。下列说法不正确的是( )
A. 核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性
B. 信号肽需借助DP和SRP的识别结合才能转移至内质网膜上
C. 若在合成新生肽阶段切除信号序列,则无法合成结构正确的分泌蛋白
D. 与分泌蛋白加工及分泌有关的细胞器均具有膜结构,这些膜结构属于生物膜系统
【答案】A
【解析】
【分析】据图分析,核糖体与蛋白质的信号肽结合,信号识别颗粒(SRP)识别信号肽,再与内质网上信号识别受体结合,再与信号识别颗粒(SRP)结合,切除信号肽,与信使RNA结合,形成蛋白质进入内质网,形成折叠的蛋白质。分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】A、核糖体没有膜结构,核糖体与内质网的结合依赖于核糖体上合成的信号序列与内质网膜上的受体结合,即依赖于生物膜的信息交流功能,A错误;
B、由图分析可知,信号肽需借助DP(SRP受体)和SRP的识别结合,引导核糖体附着在内质网上,才能转移至内质网膜上,B正确;
C、若在合成新生肽阶段切除信号序列,结合信号肽的SRP不与DP识别结合,则游离核糖体不能附着于内质网上,分泌蛋白会停止合成,无法合成结构正确的分泌蛋白,C正确;
D、与分泌蛋白加工及分泌有关的细胞器为内质网、高尔基体,二者均具有膜结构,这些膜结构属于生物膜系统,D正确。
故选A。
5. 2025年中央一号文件明确提出持续推进乡村生态振兴,常态化开展农业面源污染综合治理,推广生态种养模式,助力农业可持续发展。下列关于绿色农业与农田生态保护的相关叙述,错误的是( )
A. 在农田周边构建生态缓冲带,有利于拦截氮、磷等污染物,保护河流生态
B. 将作物秸秆焚烧还田,能快速增加土壤有机质,实现“减污增碳”
C. 垃圾回收再利用实现了生态系统的物质循环,提高了能量利用率
D. 推广测土配方施肥,按需精准补充土壤养分,可减少化肥过量使用对水体的富营养化污染
【答案】B
【解析】
【详解】A、农田周边的生态缓冲带中的植被可吸收农田径流中的氮、磷等物质,拦截污染物进入河流,减少水体富营养化风险,保护河流生态,A正确;
B、作物秸秆焚烧时,有机物被分解为二氧化碳和无机盐,会直接减少有机质输入,还会排放大量温室气体和大气污染物,无法实现“减污增碳”,B错误;
C、垃圾回收再利用让原本被废弃的物质重新进入生产环节被利用,实现了生态系统的物质循环,同时让原本无法被利用的能量得到多级利用,提高了能量利用率,C正确;
D、测土配方施肥根据土壤实际养分需求精准施肥,避免了化肥过量施用,减少了多余的氮、磷随径流进入水体引发富营养化的风险,D正确。
6. 小天鹅是冬候鸟,鄱阳湖湿地是我国最大的小天鹅越冬地。近年来,由于气候变化和人类活动,该湿地水域面积减少。为探究环境变化对小天鹅的影响,研究者开展了系列调查。下列选项正确的是( )。
A. 在繁殖季节,雄天鹅会把嘴和翅膀靠近雌天鹅,然后发出高亢的叫声,雌天鹅会予以回应,该过程传递的信息有物理信息和行为信息
B. 用样方法调查天鹅卵的密度时,若地块较为狭长,则需用五点取样法
C. 在不同的季节,鄱阳湖国家级自然保护区内群落的外貌和结构会发生有规律的变化,这属于群落演替
D. 小天鹅的食性特征、种群数量及动态等生态学问题,可供科研工作者研究,小天鹅的这种价值属于间接价值
【答案】A
【解析】
【详解】A、雄天鹅靠近雌天鹅的动作属于行为信息,发出的叫声(声音)属于物理信息,该过程同时传递两种类型的信息,A正确;
B、样方法取样时,五点取样法适用于近方形的地块,狭长地块应采用等距取样法,B错误;
C、群落演替是指随着时间推移,一个群落被另一个群落替代的过程,不同季节群落外貌和结构的规律性变化属于群落的季节性变化,不属于演替,C错误;
D、生物多样性的间接价值指生态调节功能,科研价值属于直接价值,D错误。
故选A。
7. 海洋生态系统的结构与功能研究对渔业资源管理具有指导意义。渤海十年间相关调查数据统计如下。下列叙述错误的是( )
渤海生态系统各营养级间的转换效率*(%)
营养级
来源
十年前
当前
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
浮游植物
6.7
14.7
18.6
19.6
8.9
19.9
25.0
23.5
碎屑
7.2
15.4
18.8
19.7
6.8
21.3
24.5
23.9
*转换效率为相邻两个营养级间生产量(用于生长、发育和繁殖的能量)的比值
A. 海洋鱼类生活在不同的水层,这体现了生物群落的垂直结构
B. 若碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点,则分解者属于该食物链的第二营养级
C. 由表可知,当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前高,表明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量增多
D. 海洋生态系统的生物量金字塔倒置时,其数量金字塔未必是倒置的
【答案】C
【解析】
【详解】A、海洋鱼类在不同水层的分布属于群落的空间特征,由光照、食物等因素导致的分层现象,符合垂直结构的概念,A正确;
B、碎屑食物链以死亡有机质或碎屑为起点,直接取食碎屑的生物(如分解者、食碎屑动物)占据第二营养级,该表述符合食物链营养级划分规则,B正确;
C、转换效率指相邻营养级间生产量的比值(即能量传递效率)。表中数据显示当前捕食食物链各营养级转换效率普遍高于十年前(如浮游植物→Ⅱ级从6.7%升至8.9%,Ⅲ级从14.7%升至19.9%)。根据能量流动原理,传递效率提高意味着更高比例的能量被下一营养级同化,而未被利用的能量和流向碎屑的能量应减少而非增多,C错误;
D、生物量金字塔倒置通常出现在生产者个体小、繁殖快(如浮游植物)而消费者个体大、寿命长(如鱼类)的生态系统中,此时生产者总生物量可能低于消费者,但其数量仍远多于消费者,故数量金字塔通常为正置,D正确。
故选C。
8. 为研究不同放牧强度对荒漠草原不同微生境土壤细菌群落多样性的影响,研究人员设置了轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)三个放牧强度区及无放牧区(CK)四组,分别对裸地土壤、短花针茅土壤的细菌多样性和土壤碳氮比进行调查,结果如图1、图2所示。下列叙述正确的是( )
注:辛普森指数是指在一个群落中随机抽取两个个体,它们属于同一物种的概率,反映群落物种多样性。
A. 调查土壤细菌群落多样性时,应取各样方中物种数的平均值作为最终结果
B. 根据辛普森指数,CK组裸地土壤比短花针茅土壤的细菌多样性更高
C. 放牧对裸地土壤细菌多样性和碳氮比影响更大可能与其群落结构简单有关
D. 土壤碳氮比会改变细菌多样性,但细菌的活动不会影响土壤碳氮比
【答案】C
【解析】
【详解】A、调查土壤细菌群落多样性时,应以所有样方内物种数总数(重复物种不重复统计)作为估算值,A错误;
B、根据辛普森指数的定义可知,辛普森指数越高,群落物种多样性越低。由图1可知,CK组(无放牧区)裸地土壤的辛普森指数高于短花针茅土壤,说明裸地土壤的细菌多样性更低,B错误;
C、从图1和图2可看出,不同放牧强度下与短花针茅土壤相比,裸地土壤的数据变化幅度较大,说明放牧对裸地土壤细菌多样性和碳氮比影响更大,推测该结果与裸地群落结构简单、自我调节能力较弱有关,C正确 ;
D、土壤碳氮比会影响细菌的生存和繁殖,进而改变细菌多样性;同时细菌参与土壤中碳、氮的循环过程(如分解有机物释放碳元素、分解含氮化合物释放氮元素),其活动会反过来影响土壤碳氮比,二者相互作用,D错误。
故选C。
9. 为应对气候变化和推动可持续发展,我国提出“碳达峰”、“碳中和”的双碳目标(碳中和是指系统在一定时间内,产生的CO2和消耗的CO2相等,达到CO2相对“零排放”的状态)。在分析碳循环各个构成的基础上,某科研小组提出了我国陆地生态系统碳循环模式图,其中括号内的数据为年变化量(109tC/a),未加括号的数据为库存量(109tC),下列说法错误的是( )
A. 达到碳中和时,生物圈内所有生物呼吸释放的CO2量小于CO2的吸收量
B. 碳在生物群落与非生物环境之间循环主要是以CO2的形式进行的
C. 考虑人为因素时,该系统每年向大气净排放0.62×109tC的碳量
D. “土壤呼吸”即土壤微生物的无氧或有氧呼吸,是该生态系统排放二氧化碳最多的途径
【答案】D
【解析】
【分析】有关“碳循环”知识点:1、碳在无机环境中的存在形式主要是碳酸盐和二氧化碳。2、碳在生物群落中的存在形式主要是含碳有机物。3、碳在生物群落和无机环境之间的主要以二氧化碳的形式循环。4、碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动。5、碳循环过程为:无机环境中的碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落,生物群落中的碳通过呼吸作用、微生物的分解作用、燃烧进入无机环境。
【详解】A、碳中和是指系统在一定时间内,产生的CO2和消耗的CO2相等,达到CO2相对“零排放”的状态,达到碳中和时,生物圈内所有生物呼吸释放的CO2和工厂等化石燃料的燃烧产生的CO2总量等于所有生物固定的CO2总量,即生物圈内所有生物呼吸释放的CO2量小于CO2的吸收量,A正确;
B、碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行,碳元素在群落内部主要以含碳有机物的形式传递,B正确;
C、考虑化石燃料的燃烧和生产以及生物质燃烧等人为因素时,由图可知,在中国陆地生态系统中,吸收C的只有植物的光合作用;释放C的有土壤呼吸、人的呼吸、植物的呼吸作用、生物质燃烧和化石燃烧+水泥;因此这个条件下该系统年会向大气净排放的碳量=土壤呼吸+植物呼吸作用+生物质燃烧+(化石燃烧+水泥)—光合作用=(2.04+0.08+1.85+0.18+0.73-4.26)×109tC=0.62×109tC,C正确;
D、“土壤呼吸”包括土壤微生物呼吸、根系呼吸和土壤动物呼吸,以及一个非生物学过程,即含碳矿物质的化学氧化作用,D错误。
故选D。
10. 某研究团队用合成生物学方法对需钠弧菌(细菌)进行改造,获得能降解5种典型有机污染物的菌株 VCOD-15;该菌株在石油炼化厂、氯碱化工厂的高盐废水中,仅2天即可净化其中共存的5种有机污染物。以下关于 VCOD-15的相关说法错误的是( )
A. 培养VCOD-15时,培养基中需添加较高浓度的NaCl以模拟其原生耐盐环境,且无需额外添加有机污染物作为唯一碳源
B. 对 VCOD-15进行扩大培养时,需控制培养温度、pH等条件,若采用液体振荡培养,可增加培养液溶氧量并促进菌株与营养物质接触
C. 从石油炼化厂废水样品中分离筛选野生需钠弧菌时,可在培养基中加入青霉素以排除真菌等杂菌污染
D. 该项研究为解决石化废水排污、海洋石油泄漏等全球性环境问题提供了全新的技术方案
【答案】C
【解析】
【详解】A、需钠弧菌原生环境为高盐废水,培养基需添加高浓度NaCl维持渗透压;该菌株虽能降解污染物,但实验室培养仍需常规碳源(如葡萄糖)维持基础代谢,无需额外添加污染物作为唯一碳源(因其降解功能为诱导表达,非持续需求),A正确;
B、扩大培养需控制温度、pH以优化酶活性;液体振荡培养可通过摇动增加溶解氧(促进需氧菌呼吸),同时使菌体均匀接触营养物质,B正确;
C、青霉素主要抑制细菌细胞壁合成,对真菌(真核生物)无效,真菌污染应使用抗真菌剂(如制霉菌素),加入青霉素无法排除真菌,C错误;
D、该菌株可高效降解多种有机污染物,尤其适应高盐工业废水,该项研究为解决石化废水排污、海洋石油泄漏等全球性环境问题提供了全新的技术方案,D正确。
故选C。
11. 宋人张表臣曾在《珊瑚钩诗话》中说:“中古之时,未知曲蘖,杜康肇造,爱作酒醴,可为酒后,秫酒名也”。这显示出古人已经开始采用糵(发芽的谷物)来发酵产酒,目前该技术仍用于现代啤酒生产。下列叙述正确的是( )
A. 大麦发芽程度越高,释放的淀粉酶越多越有利于啤酒生产
B. 啤酒酵母的扩大培养与发酵产酒需要控制的条件相同
C. 主发酵过程冷却水流量突然增大会导致的生成量增加
D. 啤酒的后发酵降低发酵温度,有利于次生代谢物的积累
【答案】D
【解析】
【详解】A、大麦发芽程度过高时,发芽过程会消耗大量自身储存的糖类等有机物,导致发酵可利用的底物减少,反而不利于啤酒生产,A错误;
B、啤酒酵母扩大培养需要有氧条件,目的是让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖;发酵产酒需要无氧条件,目的是让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,B错误;
C、主发酵过程冷却水流量突然增大会使发酵液温度快速降低,酵母菌呼吸相关酶活性下降,细胞呼吸速率减慢,CO2的生成量减少,C错误;
D、啤酒的后发酵降低发酵温度,可抑制酵母菌快速繁殖,减少营养物质的消耗,有利于次生代谢物(风味类物质等)的积累,改善啤酒品质,D正确。
12. 我国科学家首次将由化学重编程多能干细胞(CiPSCs)分化而来的胰岛细胞自体移植到一名I型糖尿病(TIDM)患者体内,让患者成功摆脱胰岛素依赖,具体流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 对图中细胞进行体外培养时所需气体环境为95%的O₂和5%的CO₂
B. 除脂肪干细胞可由化学分子诱导为多能干细胞外,已分化的免疫细胞也能被诱导为iPS细胞
C. ①过程需要用胰蛋白酶等处理一段时间,使脂肪组织分散成单个细胞
D. TIDM患者对移植到体内的胰岛细胞基本不产生免疫排斥反应
【答案】A
【解析】
【详解】A、动物细胞体外培养的气体环境为95%的空气和5%的CO2,A错误;
B、已分化的动物细胞(如脂肪干细胞、免疫细胞等)都可通过诱导重编程为iPS(诱导多能干细胞),原理是动物细胞核具有全能性,B正确;
C、①过程需要将脂肪组织分散为单个脂肪干细胞,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,分解细胞间的蛋白质使细胞分散,C正确;
D、本次移植属于自体移植,移植的胰岛细胞由患者自身的细胞诱导分化而来,遗传物质和患者自身细胞一致,因此T1DM患者基本不会对其产生免疫排斥反应,D正确。
13. 某科研小组采用“胚胎干细胞介导法”将荧光素基因导入纯种甲鼠胚胎干细胞(ES细胞)中并整合到染色体上,然后将转基因的胚胎干细胞注射到纯种乙鼠囊胚中构建嵌合体小鼠,具体过程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. PCR扩增荧光素基因时需先依据其已知的一段碱基序列设计一种引物
B. 过程①有磷酸二酯键的断裂和形成,过程③常用的方法是显微注射法
C. 过程②ES细胞来自囊胚的滋养层,ES细胞在功能上具有发育的全能性
D. 欲一次获得多个嵌合体鼠,应用胚胎分割技术尽量多次分割乙鼠囊胚
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:图中①表示基因表达载体的构建,②表示从早期胚胎中获得ES细胞,③表示目的基因导入受体细胞,④表示筛选含目的基因的细胞,⑤将含目的基因的ES细胞注入导囊胚中,⑥表示发育形成嵌合体子代小鼠。
【详解】A、体外采用PCR技术扩增荧光素基因时,需先根据目的基因的一段已知的碱基序列设计两种引物,A错误;
B、过程①为构建基因表达载体,该过程需用到限制酶切割质粒,其可使磷酸二酯键断裂,同时需用DNA连接酶将目的基因与质粒连接起来,此时可形成磷酸二酯键;过程③常用显微注射法将表达载体导入受体细胞,B正确;
C、过程②ES细胞来自囊胚的内细胞团,ES细胞在功能上具有发育的全能性,C错误;
D、胚胎分割囊胚的份数并不是越多越好,分割次数越多,胚胎恢复及成活率越低,D错误。
故选B。
14. 以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析,下列说法正确的是( )
A. 催化①过程的酶是RNA聚合酶
B. 催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶,都能耐高温
C. ③过程不需要解旋酶的作用
D. 通过cDNA过程和PCR过程获得的同一目的基因的结构完全相同
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,其中①是以RNA为模板形成单链DNA的逆转录过程;②是以单链DNA为模板合成双链DNA的DNA分子复制过程;③④⑤依次是PCR反应过程中的变性、复性、延伸阶段。
【详解】A、①过程为逆转录,催化①过程的酶是逆转录酶,A错误;
B、催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶,②过程由DNA单链合成双链的过程不需要耐高温,B错误;
C、③过程不需要解旋酶的作用,是通过加热解旋的,C正确;
D、对同一目的基因而言,通过 cDNA 过程获得和 PCR 过程获得的目的基因结构不完全相同,D错误。
故选C。
15. 关于DNA片段的扩增及电泳鉴定的实验,下列相关叙述错误的是( )
A. 根据待分离DNA片段的大小,用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液,加热到熔化,稍冷却后加入核酸染料混匀
B. 电泳鉴定PCR产物时加样缓冲液中的指示剂可提示终止时刻
C. PCR技术中,提高复性的温度能有效减少反应非特异条带的产生
D. 用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近
【答案】D
【解析】
【分析】DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下,这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。
【详解】A、在进行DNA片段的电泳分离时,确实需要根据待分离DNA片段的大小,用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液,加热使其熔化,稍冷却后加入核酸染料混匀。这是因为不同大小的DNA片段在不同浓度的琼脂糖凝胶中迁移速率不同,核酸染料可以使DNA在紫外光下显色,便于观察,A正确;
B、电泳鉴定PCR产物时,缓冲液中的指示剂可以指示电泳的进程,当指示剂到达合适的位置时,可提示终止时刻,以便及时停止电泳,防止DNA片段跑出凝胶,B正确;
C、PCR技术中,提高复性的温度能使引物与模板更特异性地结合,减少引物与非目标区域的结合,从而有效减少反应非特异条带的产生,C正确;
D、鸡血细胞有细胞核,含有DNA;而哺乳动物(如人、兔等)的成熟红细胞没有细胞核,不含DNA,所以从等体积的兔血(哺乳动物血)和鸡血中提取的DNA量差异很大,鸡血中提取的DNA量远多于兔血,D错误。
故选D。
二、非选择题(本大题共5小题,共55分)
16. 盐胁迫下,植物细胞膜上的PA分子会快速聚集并激活SOS信号通路,通过调控离子转运维持胞内离子稳态,其作用机制如图所示。研究发现,盐胁迫会诱导细胞内活性氧(ROS)大量积累,损伤细胞结构;而外源添加的物质X可缓解盐胁迫造成的氧化损伤。回答下列问题:
(1)据图分析,SOS1通过________________(填“主动运输”或“协助扩散”)将胞内排出细胞。
(2)据图分析,盐胁迫条件下,SCaBP8磷酸化后对AKT1的调控是________________________;最终使细胞内的值________(填“升高”或“降低”)。
(3)为验证“物质X仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内ROS含量”,某学习小组设计了如下实验,请完善实验思路:选取生理状态相似的植物细胞均等分为4组:①正常条件+清水;②正常条件+物质X;③盐胁迫+清水;④盐胁迫+物质X,检测并比较各组幼苗________________。预期实验结果:若正常条件下,添加物质X组ROS含量________(“低于”或者“接近”)清水组的ROS含量,盐胁迫下添加物质X组的ROS含量________(“低于”或者“接近”)盐胁迫组ROS含量,则可证明物质X仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内ROS含量。
【答案】(1)主动运输
(2) ①. 解除对AKT1的抑制,促进K+内流 ②. 降低
(3) ①. 细胞中ROS含量 ②. 接近 ③. 低于
【解析】
【小问1详解】
Na+是逆浓度梯度排出细胞,需要利用H⁺顺浓度梯度运输产生的电化学势能(间接供能),符合主动运输“逆浓度梯度、需要能量和载体蛋白”的特征。
【小问2详解】
据图可知,SCaBP8磷酸化后,解除对AKT1的抑制作用,导致细胞中K+浓度增大,所以细胞内的Na+/K+比值降低。
【小问3详解】
为验证“物质X仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内ROS含量”,需设计4个实验分组:分别为正常条件+清水组、正常条件+物质X组、盐胁迫+清水组、盐胁迫+物质X组,检测并比较各组幼苗细胞中ROS的含量(或活性氧水平)。若正常条件下,添加物质X组与清水组的ROS含量无显著差异,而盐胁迫下添加物质X组的ROS含量显著低于盐胁迫组,则可证明物质X仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内ROS含量。
17. 秀丽高原鳅主要分布在云南丽江,属我国特有的底栖杂食性鱼类,主要以藻类、底栖小动物、有机碎屑等为食。近年来,由于其栖息地修建水电站,导致种群数量急剧减少。下图为某河流一段时间内的部分能量流动情况。回答下列相关问题:
(1)该河流中藻类的优势种为硅藻、绿藻,作出该判断的依据是________________。秀丽高原鳅主要生活在河流的底层,这是________的结果。
(2)除图中所示去向外,藻类固定的光能的去向还有________________。该河流中第一、第二营养级间的能量传递效率是________。秀丽高原鳅和底栖小动物间的种间关系为________。
(3)由于秀丽高原鳅大量减少,导致水质恶化,原因可能是________________,并且由于________(调节机制),使该生态系统逐渐偏离稳态,这体现了秀丽高原鳅的________________价值。
【答案】(1) ①. 不仅数量多,且对群落中其他物种和环境影响大 ②. 自然选择
(2) ①. 未被利用的 ②. 5.5% ③. 种间竞争、捕食
(3) ①. 湖底的废弃物不能及时、有效清除,大量有害微生物增殖使水质恶化(或秀丽高原鳅数量减少,使藻类中更多的能量流向底栖动物,底栖动物产生较多的粪便,超过分解者的分解能力) ②. 正反馈调节 ③. 间接
【解析】
【小问1详解】
优势种是指在群落中数量多、生物量大、对群落的结构和内部环境的形成有明显决定作用的物种。硅藻、绿藻为优势种的原因是,不仅数量多,且对群落中其他物种和环境影响大。秀丽高原鳅主要生活在河流的底层,这属于群落的垂直结构,体现了生物对环境的适应性,这是长期自然选择的结果。
【小问2详解】
藻类固定的太阳能的去向有流入下一营养级、呼吸作用散失、被分解者分解,未被利用的,所以图中缺少未被利用的。藻类固定的太阳能为1.2×104,藻类(第一营养级)到秀丽高原鳅、底栖小动物(第二营养级)的能量传递效率是(300+360)÷12000×100%=5.5%。分析图可知秀丽高原鳅和底栖小动物均以藻为食,且秀丽高原鳅以底栖小动物为食物,故二者之间存在种间竞争和捕食关系。
【小问3详解】
秀丽高原鳅以藻类、底栖动物和动植物遗体、碎屑、粪便为食,所以秀丽高原鳅数量大量减少以后,导致湖底的废弃物不能及时、有效清除,大量有害微生物增殖使水质恶化;使藻类中更多的能量流向底栖动物,底栖动物产生较多的粪便,超过分解者的分解能力,引起水质恶化。由于水质恶化后进一步影响生态系统,通过正反馈作用使生态系统远离稳态。秀丽高原鳅通过维持水质稳定,体现了其间接价值。
18. 某食品公司得到一种高效酿酒的酵母菌菌株,并设计方案获得发酵产物。
(1)对于酵母菌的培养,比较适合它的培养基为________(A.马铃薯蔗糖培养基 B.MS培养基 C.LB培养基 D.牛肉汤培养基),除了要选择合适的培养基成分外,还要考虑培养基中营养物质的________________。
(2)欲知道这种微生物的繁殖速度,可用稀释涂布平板法或________(方法)对酵母菌进行计数。对培养到某一时期的培养液制备成的稀释液,每次取0.1 mL进行涂布分离,三个培养皿生长的菌落数依次为37个、34个、31个,则培养液中的酵母菌数量为________个/mL。在恒温培养箱培养时,培养皿的放置方式如图________(填“a”或“b”)选择该方式的原因是________________。
(3)该酵母菌的发酵食品也会因为发酵时间的长短和________________不同,而形成不同的代谢产物,使发酵食品的风味发生变化。
【答案】(1) ①. A ②. 浓度和比例(配比)
(2) ①. 血细胞计数板计数法##显微镜计数法 ②. 3.4×107 ③. a ④. 避免培养基中的水分过快蒸发及皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染
(3)发酵条件、发酵底物
【解析】
【小问1详解】
酵母菌主要以糖类为底物进行呼吸作用产生酒精,因此比较适合以糖类为碳源的培养基,即A马铃薯蔗糖培养基,而MS培养基用于植物组织培养,LB培养基、牛肉汤培养基多用于细菌培养。除了要选择合适的培养基成分外,还要考虑培养基中营养物质的浓度和比例,以确保微生物能正常生存和保证发酵产品的品质。
【小问2详解】
测定微生物繁殖速度的计数方法,除稀释涂布平板法外,还有血细胞(血球)计数板直接计数法。菌落数计算:先取三个培养皿的平均菌落数为(37+34+31)÷3=34个,结合稀释倍数105、涂布体积0.1mL,计算得酵母菌数量为34÷0.1×105=3.4×107个/mL。培养皿需要倒置放置即图a的方式,该操作可以避免培养基中的水分过快蒸发及皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染。
【小问3详解】
在发酵过程中,培养液中的微生物数量、产物浓度,培养液的营养组分,以及温度、pH和溶解氧等发酵条件,不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成。因此,发酵食品会因为发酵时间的长短、发酵条件、发酵底物的不同,而形成不同的代谢产物,使其风味发生变化。
19. 紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种复杂的次生代谢产物,研究发现紫杉醇的抗癌机理:紫杉醇能与构成纺锤体的微管蛋白聚合体相互作用,促进微管聚合并使之稳定,从而阻碍了肿瘤细胞的分裂,最终导致其死亡,其对多种癌症都有一定的疗效。最初,用于研究和临床试验的紫杉醇都是从红豆杉树皮中提取的,含量极低。通过图中所示的方法来生产紫杉醇及其合成前体物是扩大紫杉醇来源的一条重要途径。离体培养的红豆杉细胞生产紫杉醇能否实现工业化,关键是要提高培养物产量和紫杉醇含量,这是一项十分艰巨的任务。
(1)图中所示生产紫杉醇的过程中,主要利用了________和________技术。
(2)将接种了外植体的培养瓶置于适宜环境中培养,图中①过程________(需要/不需要)光照,形成愈伤组织后,________(需要/不需要)进行再分化培养成植物体。培养过程中主要添加________和________等植物激素,并通过调整植物激素的比例,调控培育过程。
(3)目前,应用基因工程技术可以提高红豆杉细胞培养物中紫杉醇的产量。研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因Bapt的超表达载体,并将其导入红豆杉细胞。下列说法正确的是________。
(4)
A. 过程①和②使用的酶均为DNA聚合酶
B. p1301载体上可能含有增强Bapt基因表达的序列
C. 检测过程⑤是否成功可使用PCR技术
D. 过程③构建超表达载体需要限制酶和DNA连接酶
【答案】(1) ①. 植物组织培养技术 ②. 植物细胞培养
(2) ①. 不需要 ②. 不需要 ③. 生长素 ④. 细胞分裂素 (3)BCD
【解析】
【小问1详解】
结合图示可知,生产紫杉醇的过程通过脱分化培养到愈伤组织,再经过细胞悬浮培养与继代,获得代谢产品,因此图中生产紫杉醇的过程中,主要利用了植物组织培养技术和植物细胞培养技术。
【小问2详解】
将接种了外植体的培养瓶置于适宜环境中培养,图中①过程为脱分化过程,不需要光照,形成愈伤组织后,也不需要进行再分化培养成植物体,只需要通过适当处理获得单细胞悬液即可。培养过程中主要添加生长素和细胞分裂素等植物激素,并通过调整植物激素的比例调控细胞分化的方向,调控培育过程。
【小问3详解】
A、过程①是逆转录获得红豆杉相关基因的过程,该过程需要用到逆转录酶,过程②是利用PCR扩增技术获得大量目的基因的过程,该过程需要用到耐高温的DNA聚合酶,A错误;
B、题中显示,研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因Bapt的超表达载体,据此可推测,p1301载体上可能含有增强Bapt基因表达的序列,从而提高紫杉醇的产量,B正确;
C、过程⑤是将目的基因导入受体细胞的过程,检测过程⑤是否成功,可使用PCR技术扩增DNA,看是否能得到Bapt基因,C正确;
D、过程③是目的基因表达载体的构建过程,该过程是基因工程的核心步骤,构建超表达载体需要限制酶和DNA连接酶,D正确。
20. 单个B细胞抗体制备技术是近年来发展的快速制备单克隆抗体的新技术。该技术利用“一个B细胞只含有一个功能性重链可变区DNA序列和一个轻链可变区DNA序列,且只产生一种特异性抗体”的特点,从免疫动物脾组织或外周血中分离出抗原特异性B细胞,可通过单细胞PCR技术从单个B细胞中扩增IgG重链和轻链可变区基因,再将其导入哺乳动物细胞中表达,最终获得具有生物活性的单克隆抗体。兔单抗以其高亲和力和多样性在基础研究和药物研发中颇受青睐。请结合下图回答问题:
(1)对兔多次使用同种抗原进行刺激的目的是_______。
(2)抗原特异性B细胞磁场分离技术核心步骤是:制备混合细胞悬液,目标抗原直接偶联磁珠,再放入磁场,利用抗原与B细胞表面_________特异性结合的原理分离目标细胞,实现目标细胞富集。然后利用动物细胞培养技术对单B细胞进行_________,通过_______进行筛选。
(3)借助融合PCR技术整合抗体轻链和重链基因,图2过程设计的P2和P3引物的添加序列必须能够发生_______。融合PCR步骤1中,至少进行_________次循环才能获得基因重链基因的PCR产物。若要对重链、轻链融合基因继续进行PCR扩增,则图2中的M、N处位置所需要的引物分别是_________。
(4)图3中电泳图中_________号条带最可能表示融合后片段,若PCR没有扩增出任何产物,则可能的原因是________(至少两点)。
(5)由图1和图4判断,构建重组基因表达载体,为保证目的基因的插入部位位于EF1A启动子与SV40 late pA之间的表达框内(在Kozak序列之后),切割质粒时不宜使用的限制酶是________。此外,不宜同时选用酶SpeI和XbaI,原因是__________。
【答案】(1)获得能产生特定抗体的B淋巴细胞
(2) ①. 受体 ②. 克隆化培养 ③. 抗体(阳性)检测
(3) ①. 碱基互补配对 ②. 2 ③. P1、P4
(4) ①. 4 ②. 复性温度太高;引物设计不合理无法与目的基因结合
(5) ①. EcoRI ②. 酶切后形成的片段黏性末端相同,易自我环化;不能保证目标片段与载体定向连接
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取和鉴定;(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;(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
对兔多次使用同种抗原进行刺激的目的是促进B细胞增殖、分化,产生更多的产生特定抗体的B淋巴细胞。因为多次抗原刺激可以使免疫系统对该抗原的记忆更深刻,激活更多的B细胞,从而产生大量能分泌特定抗体的B细胞,为后续获取足够数量的抗原特异性B细胞做准备。
【小问2详解】
抗原特异性B细胞磁场分离技术是基于抗原与B细胞表面的受体特异性结合的原理。单B细胞数量较少,需要克隆化培养进行体外扩增以获得足够数量用于后续实验,而抗原-抗体杂交技术(抗原阳性检测)可以特异性地筛选出能产生目标抗体的细胞。
【小问3详解】
P2和P3引物的添加序列能够碱基互补配对才能使轻链和重链基因在PCR过程中连接起来。第一次循环是以重链基因和轻链基因为模板分别合成部分融合链,第二次循环才能以新合成的链为模板合成完整的重链基因PCR产物,所以至少进行2次循环才能获得基因重链基因的PCR产物。据图可知,M处要扩增融合基因的上游需要P1引物,N处扩增下游需要P4引物。
【小问4详解】
融合后的片段长度较长,在电泳图中迁移速度最慢,所以4号条带最可能是融合后片段。引物设计不合理可能导致引物与模板无法结合;模板质量差会影响扩增效率;反应体系不合适可能使反应无法正常进行;退火温度不合适会影响引物与模板的特异性结合。
【小问5详解】
从图4可以看出EcoRI的切割位点在Kozak序列之前,不在EF1A启动子与SV40 late pA之间的表达框内,所以不宜使用。SpeI和XbaI酶切后形成的片段黏性末端相同,易自我环化;不能保证目标片段与载体定向连接。
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高三生物试卷
考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案的标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.考生必须按照题号在答题卡各题号相对应的答题区域内(黑色线框)作答,写在草稿纸上、超出答题区域或非题号对应的答题区域的答案一律无效。
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损。
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分)
1. 下图是关于细胞膜结构与功能的关系网(d,e,f,h表示完整的细胞器),其不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流,下列说法中正确的是( )
注:虚线框内仅是物质转变与合成
A. 自养型生物都含有结构d
B. 一切细胞均能发生膜流现象
C. 膜流其实是生物膜流动性的体现,质壁分离与复合过程中发生了膜流
D. 细胞膜蛋白的更新与f→g→h→g→c途径有关
2. 某学校生物社团将a、b两种植物的成熟叶片,分别放置在不同浓度(①~⑤)的蔗糖溶液中,经过相同时间的处理后,测量并记录其实验前重量与实验后重量的比值,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 实验前重量与实验后重量比值大于1时,叶片细胞可能已发生质壁分离
B. 将a植物叶片置于④中一段时间后再置于①中,可能会观察到质壁分离复原
C. ③浓度下,a、b两种植物叶片细胞的细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度差值最大
D. 该实验结果表明,a、b两种植物叶片细胞对蔗糖溶液浓度变化的响应存在差异
3. 盐胁迫下植物液泡作为Ca2+主要储存库,通过液泡膜上转运蛋白维持胞质Ca2+稳态以抵御盐害,机制如图所示。其中液泡膜上M对Ca2+亲和力高、运输能力低,N对Ca2+亲和力低、运输能力高,SV为Ca2+通道蛋白。下列关于液泡膜上Ca2+跨膜运输的叙述正确的是( )
A. SV和M运输Ca2+的方式不同,其中SV运输Ca2+时需要与Ca2+相结合
B. 盐胁迫时,维持细胞质基质中低Ca2+水平的过程中会改变液泡的pH
C. 转运蛋白N能同时转运H+和Ca2+,故其不具有特异性
D. 转运蛋白N运输Ca2+时不消耗ATP,属于协助扩散
4. 科学家推测,在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,新生肽与SRP结合后,停止蛋白质的合成,只有引导核糖体附着于内质网上,才能继续蛋白质的合成,这就是信号肽假说,如下图所示。下列说法不正确的是( )
A. 核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性
B. 信号肽需借助DP和SRP的识别结合才能转移至内质网膜上
C. 若在合成新生肽阶段切除信号序列,则无法合成结构正确的分泌蛋白
D. 与分泌蛋白加工及分泌有关的细胞器均具有膜结构,这些膜结构属于生物膜系统
5. 2025年中央一号文件明确提出持续推进乡村生态振兴,常态化开展农业面源污染综合治理,推广生态种养模式,助力农业可持续发展。下列关于绿色农业与农田生态保护的相关叙述,错误的是( )
A. 在农田周边构建生态缓冲带,有利于拦截氮、磷等污染物,保护河流生态
B. 将作物秸秆焚烧还田,能快速增加土壤有机质,实现“减污增碳”
C. 垃圾回收再利用实现了生态系统的物质循环,提高了能量利用率
D. 推广测土配方施肥,按需精准补充土壤养分,可减少化肥过量使用对水体的富营养化污染
6. 小天鹅是冬候鸟,鄱阳湖湿地是我国最大的小天鹅越冬地。近年来,由于气候变化和人类活动,该湿地水域面积减少。为探究环境变化对小天鹅的影响,研究者开展了系列调查。下列选项正确的是( )。
A. 在繁殖季节,雄天鹅会把嘴和翅膀靠近雌天鹅,然后发出高亢的叫声,雌天鹅会予以回应,该过程传递的信息有物理信息和行为信息
B. 用样方法调查天鹅卵的密度时,若地块较为狭长,则需用五点取样法
C. 在不同的季节,鄱阳湖国家级自然保护区内群落的外貌和结构会发生有规律的变化,这属于群落演替
D. 小天鹅的食性特征、种群数量及动态等生态学问题,可供科研工作者研究,小天鹅的这种价值属于间接价值
7. 海洋生态系统的结构与功能研究对渔业资源管理具有指导意义。渤海十年间相关调查数据统计如下。下列叙述错误的是( )
渤海生态系统各营养级间的转换效率*(%)
营养级
来源
十年前
当前
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
浮游植物
6.7
14.7
18.6
19.6
8.9
19.9
25.0
23.5
碎屑
7.2
15.4
18.8
19.7
6.8
21.3
24.5
23.9
*转换效率为相邻两个营养级间生产量(用于生长、发育和繁殖的能量)的比值
A. 海洋鱼类生活在不同的水层,这体现了生物群落的垂直结构
B. 若碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点,则分解者属于该食物链的第二营养级
C. 由表可知,当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前高,表明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量增多
D. 海洋生态系统的生物量金字塔倒置时,其数量金字塔未必是倒置的
8. 为研究不同放牧强度对荒漠草原不同微生境土壤细菌群落多样性的影响,研究人员设置了轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)三个放牧强度区及无放牧区(CK)四组,分别对裸地土壤、短花针茅土壤的细菌多样性和土壤碳氮比进行调查,结果如图1、图2所示。下列叙述正确的是( )
注:辛普森指数是指在一个群落中随机抽取两个个体,它们属于同一物种的概率,反映群落物种多样性。
A. 调查土壤细菌群落多样性时,应取各样方中物种数的平均值作为最终结果
B. 根据辛普森指数,CK组裸地土壤比短花针茅土壤的细菌多样性更高
C. 放牧对裸地土壤细菌多样性和碳氮比影响更大可能与其群落结构简单有关
D. 土壤碳氮比会改变细菌多样性,但细菌的活动不会影响土壤碳氮比
9. 为应对气候变化和推动可持续发展,我国提出“碳达峰”、“碳中和”的双碳目标(碳中和是指系统在一定时间内,产生的CO2和消耗的CO2相等,达到CO2相对“零排放”的状态)。在分析碳循环各个构成的基础上,某科研小组提出了我国陆地生态系统碳循环模式图,其中括号内的数据为年变化量(109tC/a),未加括号的数据为库存量(109tC),下列说法错误的是( )
A. 达到碳中和时,生物圈内所有生物呼吸释放的CO2量小于CO2的吸收量
B. 碳在生物群落与非生物环境之间循环主要是以CO2的形式进行的
C. 考虑人为因素时,该系统每年向大气净排放0.62×109tC的碳量
D. “土壤呼吸”即土壤微生物的无氧或有氧呼吸,是该生态系统排放二氧化碳最多的途径
10. 某研究团队用合成生物学方法对需钠弧菌(细菌)进行改造,获得能降解5种典型有机污染物的菌株 VCOD-15;该菌株在石油炼化厂、氯碱化工厂的高盐废水中,仅2天即可净化其中共存的5种有机污染物。以下关于 VCOD-15的相关说法错误的是( )
A. 培养VCOD-15时,培养基中需添加较高浓度的NaCl以模拟其原生耐盐环境,且无需额外添加有机污染物作为唯一碳源
B. 对 VCOD-15进行扩大培养时,需控制培养温度、pH等条件,若采用液体振荡培养,可增加培养液溶氧量并促进菌株与营养物质接触
C. 从石油炼化厂废水样品中分离筛选野生需钠弧菌时,可在培养基中加入青霉素以排除真菌等杂菌污染
D. 该项研究为解决石化废水排污、海洋石油泄漏等全球性环境问题提供了全新的技术方案
11. 宋人张表臣曾在《珊瑚钩诗话》中说:“中古之时,未知曲蘖,杜康肇造,爱作酒醴,可为酒后,秫酒名也”。这显示出古人已经开始采用糵(发芽的谷物)来发酵产酒,目前该技术仍用于现代啤酒生产。下列叙述正确的是( )
A. 大麦发芽程度越高,释放的淀粉酶越多越有利于啤酒生产
B. 啤酒酵母的扩大培养与发酵产酒需要控制的条件相同
C. 主发酵过程冷却水流量突然增大会导致的生成量增加
D. 啤酒的后发酵降低发酵温度,有利于次生代谢物的积累
12. 我国科学家首次将由化学重编程多能干细胞(CiPSCs)分化而来的胰岛细胞自体移植到一名I型糖尿病(TIDM)患者体内,让患者成功摆脱胰岛素依赖,具体流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 对图中细胞进行体外培养时所需气体环境为95%的O₂和5%的CO₂
B. 除脂肪干细胞可由化学分子诱导为多能干细胞外,已分化的免疫细胞也能被诱导为iPS细胞
C. ①过程需要用胰蛋白酶等处理一段时间,使脂肪组织分散成单个细胞
D. TIDM患者对移植到体内的胰岛细胞基本不产生免疫排斥反应
13. 某科研小组采用“胚胎干细胞介导法”将荧光素基因导入纯种甲鼠胚胎干细胞(ES细胞)中并整合到染色体上,然后将转基因的胚胎干细胞注射到纯种乙鼠囊胚中构建嵌合体小鼠,具体过程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. PCR扩增荧光素基因时需先依据其已知的一段碱基序列设计一种引物
B. 过程①有磷酸二酯键的断裂和形成,过程③常用的方法是显微注射法
C. 过程②ES细胞来自囊胚的滋养层,ES细胞在功能上具有发育的全能性
D. 欲一次获得多个嵌合体鼠,应用胚胎分割技术尽量多次分割乙鼠囊胚
14. 以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析,下列说法正确的是( )
A. 催化①过程的酶是RNA聚合酶
B. 催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶,都能耐高温
C. ③过程不需要解旋酶的作用
D. 通过cDNA过程和PCR过程获得的同一目的基因的结构完全相同
15. 关于DNA片段的扩增及电泳鉴定的实验,下列相关叙述错误的是( )
A. 根据待分离DNA片段的大小,用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液,加热到熔化,稍冷却后加入核酸染料混匀
B. 电泳鉴定PCR产物时加样缓冲液中的指示剂可提示终止时刻
C. PCR技术中,提高复性的温度能有效减少反应非特异条带的产生
D. 用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近
二、非选择题(本大题共5小题,共55分)
16. 盐胁迫下,植物细胞膜上的PA分子会快速聚集并激活SOS信号通路,通过调控离子转运维持胞内离子稳态,其作用机制如图所示。研究发现,盐胁迫会诱导细胞内活性氧(ROS)大量积累,损伤细胞结构;而外源添加的物质X可缓解盐胁迫造成的氧化损伤。回答下列问题:
(1)据图分析,SOS1通过________________(填“主动运输”或“协助扩散”)将胞内排出细胞。
(2)据图分析,盐胁迫条件下,SCaBP8磷酸化后对AKT1的调控是________________________;最终使细胞内的值________(填“升高”或“降低”)。
(3)为验证“物质X仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内ROS含量”,某学习小组设计了如下实验,请完善实验思路:选取生理状态相似的植物细胞均等分为4组:①正常条件+清水;②正常条件+物质X;③盐胁迫+清水;④盐胁迫+物质X,检测并比较各组幼苗________________。预期实验结果:若正常条件下,添加物质X组ROS含量________(“低于”或者“接近”)清水组的ROS含量,盐胁迫下添加物质X组的ROS含量________(“低于”或者“接近”)盐胁迫组ROS含量,则可证明物质X仅在盐胁迫条件下能降低植物细胞内ROS含量。
17. 秀丽高原鳅主要分布在云南丽江,属我国特有的底栖杂食性鱼类,主要以藻类、底栖小动物、有机碎屑等为食。近年来,由于其栖息地修建水电站,导致种群数量急剧减少。下图为某河流一段时间内的部分能量流动情况。回答下列相关问题:
(1)该河流中藻类的优势种为硅藻、绿藻,作出该判断的依据是________________。秀丽高原鳅主要生活在河流的底层,这是________的结果。
(2)除图中所示去向外,藻类固定的光能的去向还有________________。该河流中第一、第二营养级间的能量传递效率是________。秀丽高原鳅和底栖小动物间的种间关系为________。
(3)由于秀丽高原鳅大量减少,导致水质恶化,原因可能是________________,并且由于________(调节机制),使该生态系统逐渐偏离稳态,这体现了秀丽高原鳅的________________价值。
18. 某食品公司得到一种高效酿酒的酵母菌菌株,并设计方案获得发酵产物。
(1)对于酵母菌的培养,比较适合它的培养基为________(A.马铃薯蔗糖培养基 B.MS培养基 C.LB培养基 D.牛肉汤培养基),除了要选择合适的培养基成分外,还要考虑培养基中营养物质的________________。
(2)欲知道这种微生物的繁殖速度,可用稀释涂布平板法或________(方法)对酵母菌进行计数。对培养到某一时期的培养液制备成的稀释液,每次取0.1 mL进行涂布分离,三个培养皿生长的菌落数依次为37个、34个、31个,则培养液中的酵母菌数量为________个/mL。在恒温培养箱培养时,培养皿的放置方式如图________(填“a”或“b”)选择该方式的原因是________________。
(3)该酵母菌的发酵食品也会因为发酵时间的长短和________________不同,而形成不同的代谢产物,使发酵食品的风味发生变化。
19. 紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种复杂的次生代谢产物,研究发现紫杉醇的抗癌机理:紫杉醇能与构成纺锤体的微管蛋白聚合体相互作用,促进微管聚合并使之稳定,从而阻碍了肿瘤细胞的分裂,最终导致其死亡,其对多种癌症都有一定的疗效。最初,用于研究和临床试验的紫杉醇都是从红豆杉树皮中提取的,含量极低。通过图中所示的方法来生产紫杉醇及其合成前体物是扩大紫杉醇来源的一条重要途径。离体培养的红豆杉细胞生产紫杉醇能否实现工业化,关键是要提高培养物产量和紫杉醇含量,这是一项十分艰巨的任务。
(1)图中所示生产紫杉醇的过程中,主要利用了________和________技术。
(2)将接种了外植体的培养瓶置于适宜环境中培养,图中①过程________(需要/不需要)光照,形成愈伤组织后,________(需要/不需要)进行再分化培养成植物体。培养过程中主要添加________和________等植物激素,并通过调整植物激素的比例,调控培育过程。
(3)目前,应用基因工程技术可以提高红豆杉细胞培养物中紫杉醇的产量。研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因Bapt的超表达载体,并将其导入红豆杉细胞。下列说法正确的是________。
(4)
A. 过程①和②使用的酶均为DNA聚合酶
B. p1301载体上可能含有增强Bapt基因表达的序列
C. 检测过程⑤是否成功可使用PCR技术
D. 过程③构建超表达载体需要限制酶和DNA连接酶
20. 单个B细胞抗体制备技术是近年来发展的快速制备单克隆抗体的新技术。该技术利用“一个B细胞只含有一个功能性重链可变区DNA序列和一个轻链可变区DNA序列,且只产生一种特异性抗体”的特点,从免疫动物脾组织或外周血中分离出抗原特异性B细胞,可通过单细胞PCR技术从单个B细胞中扩增IgG重链和轻链可变区基因,再将其导入哺乳动物细胞中表达,最终获得具有生物活性的单克隆抗体。兔单抗以其高亲和力和多样性在基础研究和药物研发中颇受青睐。请结合下图回答问题:
(1)对兔多次使用同种抗原进行刺激的目的是_______。
(2)抗原特异性B细胞磁场分离技术核心步骤是:制备混合细胞悬液,目标抗原直接偶联磁珠,再放入磁场,利用抗原与B细胞表面_________特异性结合的原理分离目标细胞,实现目标细胞富集。然后利用动物细胞培养技术对单B细胞进行_________,通过_______进行筛选。
(3)借助融合PCR技术整合抗体轻链和重链基因,图2过程设计的P2和P3引物的添加序列必须能够发生_______。融合PCR步骤1中,至少进行_________次循环才能获得基因重链基因的PCR产物。若要对重链、轻链融合基因继续进行PCR扩增,则图2中的M、N处位置所需要的引物分别是_________。
(4)图3中电泳图中_________号条带最可能表示融合后片段,若PCR没有扩增出任何产物,则可能的原因是________(至少两点)。
(5)由图1和图4判断,构建重组基因表达载体,为保证目的基因的插入部位位于EF1A启动子与SV40 late pA之间的表达框内(在Kozak序列之后),切割质粒时不宜使用的限制酶是________。此外,不宜同时选用酶SpeI和XbaI,原因是__________。
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