精品解析:浙江省杭州第二中学2026-2027学年高三上学期开学考试生物试题
2026-09-11
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内容正文:
杭二中高三年级2026学年第一学期开学适应性检测
生物学试卷
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 对作物植株上某种蚜虫的种群密度进行估算,下列方法最有效的是( )
A. 标记重捕法 B. 干漏斗分离法
C. 样方法 D. 黑光灯诱捕法
2. 结构与功能相适应是细胞的基本特征。下列说法错误的是( )
A. 染色质高度螺旋形成的染色体有利于遗传信息的转录
B. 线粒体内膜形成嵴并附着大量酶为能量转化提供场所
C. 磷脂和蛋白质等构成的细胞膜保证物质的选择性运输
D. 小肠上皮细胞绒毛有利于机体增强对营养物质的吸收
3. 下列有关真核生物细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A. 无氧呼吸中ATP的生成只发生在第一阶段
B. 无氧呼吸都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的气体
C. 有氧呼吸的中间产物NADH主要形成于线粒体基质
D. 有氧呼吸第一阶段葡萄糖中的化学能大部分储存在产物丙酮酸中
4. 某种动物的体细胞增殖过程中不同阶段的示意图如下,其中错误的是( )
A. B. C. D.
5. 高Mn2+胁迫激活植物油菜素内酯(BR)信号通路,再通过图中①和②两条途径降低细胞质基质中的Mn2+浓度,缓解高Mn2+对细胞的伤害。下列叙述错误的是( )
A. BR充当了植物细胞响应高Mn2+胁迫的信号分子
B. N以耗能的方式被内吞,减少Mn2+向胞内转运
C. 高Mn2+胁迫下,液泡内Mn2+浓度比细胞质基质中高
D. G改变构象与Ca2+结合,将其从胞外转运至胞内
6. 某RNA病毒为侵染动物细胞的逆转录病毒,其衣壳外有来自宿主细胞膜的脂质包膜。下列分析错误的是( )
A. 该病毒逆转录时,沿RNA模板链的3'→5' 方向合成DNA链
B. 逆转录形成的RNA/DNA双链中碱基数量符合U+C=A+G
C. 该病毒衣壳蛋白的合成需借助宿主细胞的tRNA
D. 该病毒的脂质包膜中含有胆固醇
7. 某城市在公园搭建“蚯蚓塔”,蚯蚓以塔内添加的落叶等有机物质为食,从而能更好地生长繁殖。下列分析错误的是( )
A. 蚯蚓的摄食等活动有助于加速生态系统的物质循环
B. 蚯蚓数量的增加可提高各营养级间的能量传递效率
C. 蚯蚓塔的设置应考虑土壤动物趋暗和避高温的特性
D. 蚯蚓塔的建造应兼顾生态改良与人居生活
8. 青藏高原是生物适应性进化的天然实验室。棕颈雪雀生活在高海拔地区,与生活在低海拔地区的树麻雀有共同祖先。与树麻雀相比,棕颈雪雀的心脏毛细血管密度(I值)更高,更适应低氧环境。下列叙述正确的是( )
A. 棕颈雪雀和树麻雀的全部等位基因构成了一个种群基因库
B. 棕颈雪雀与树麻雀在物种分化的过程中遗传差异不会变大
C. 棕颈雪雀在进化过程中不会出现导致Ⅰ值变低的可遗传变异
D. 自然选择使棕颈雪雀种群中适应高海拔环境基因的频率升高
9. 体外培养的癌细胞分裂时可能出现整条染色体错误分离,表现出“染色体不稳定性”。下列叙述正确的是( )
A. 癌细胞传代培养时需用胃蛋白酶处理并分瓶
B. 培养基中添加青霉素能有效抑制细菌和真菌污染
C. 纺锤丝与染色体着丝粒异常结合会导致“染色体不稳定性”出现
D. 癌细胞膜上糖蛋白增多,细胞间黏着性降低,有利于癌细胞转移
10. 神经元外K+或谷氨酸(神经递质)积累过多使神经元易过度兴奋。星形胶质细胞是一种神经胶质细胞,能够摄取神经元外多余的K+和谷氨酸。下列叙述错误的是( )
A. 神经元上同时存在运输K+的通道蛋白和载体蛋白
B. 星形胶质细胞能够防止神经元过度兴奋,以起到保护作用
C. 若星形胶质细胞摄取谷氨酸的能力下降,突触后膜静息电位的绝对值增大
D. 星形胶质细胞可通过改变神经元内外的离子分布和膜通透性影响兴奋传递
11. 幽门螺杆菌(HP)释放的毒素可破坏胃黏膜,损伤巨噬细胞,抑制辅助性T细胞的活化,从而对机体造成危害。下列分析错误的是( )
A. 毒素会影响HP抗原信息的呈递
B. HP的感染会削弱机体的非特异性免疫
C. 毒素可使患者辅助性T细胞释放的细胞因子减少
D. 毒素作为抗原引发的免疫反应能产生与HP特异性结合的抗体
12. 利用微型繁殖技术扩繁某种兰花时,待愈伤组织诱导出芽后,将芽转入增殖培养基进行扩增培养,以诱导芽的数量增加。下列说法正确的是( )
A. 扩增培养期间不需要光照
B. 接种时应将芽的形态学上端插入培养基
C. 诱导出的芽在转入增殖培养基时,必须对芽进行消毒处理
D. 为获得试管苗,还需将芽转接到诱导生根的培养基上培养
13. 临床上常通过检查膝跳反射来了解参与该反射的神经系统功能状态。用相同力度叩击肌腱,若小腿抬高幅度过大,则称为膝跳反射亢进。如图①~⑦是参与膝跳反射的相关结构。下列叙述错误的是( )
A. 发生膝跳反射时,①→④→⑥→②的效应是收缩
B. 发生膝跳反射时,①→④→⑦→⑤→③的效应是舒张
C. 截瘫患者若膝跳反射消失,可能的原因是反射弧中断
D. 截瘫患者若膝跳反射亢进,说明高位中枢对⑥有增强作用
14. 黄瓜的花有雌花、雄花和两性花,但只有雌花能够结出商品瓜。我国科学家发现基因ARF3在雌花形成过程中起重要作用,如图。
注:心皮发育形成雌蕊。
下列说法正确的是( )
A. 喷施生长素浓度越高,越有利于雌花形成
B. 适当低温刺激可促进乙烯合成,抑制雄蕊发育
C. 对ARF3缺失突变体补喷乙烯利,可促进雌花形成
D. 在促进雌花形成过程中,乙烯与生长素的作用相抗衡
15. 杜鹃花是云南八大名花之一。云南某高山的杜鹃花属植物分布情况如下表。
植被类型
海拔/m
杜鹃花属物种数
常绿阔叶林
2000~3000
8
寒温性针叶林
3000~4300
57
寒温性灌丛
3200~4400
56
高山草甸
4200~4500
30
下列说法正确的是( )
A. 不同植被类型分布于不同海拔范围,体现了群落的垂直结构特征
B. 不同杜鹃花属植物分布于不同植被类型,体现出物种生态位差异
C. 在各植被类型中,杜鹃花属物种丰富度由大到小为森林、草甸、灌丛
D. 在常绿阔叶林中建园集中种植本山的杜鹃花属植物,属于就地保护
16. 胰蛋白酶可水解精氨酸与下一位氨基酸(脯氨酸除外)之间的肽键。抗体甲的第27、96位均为精氨酸。通过蛋白质工程将第27位替换为苯丙氨酸,第97位替换为脯氨酸。改造后的甲不被胰蛋白酶水解,并保持抗体活性。下列叙述错误的是( )
A. 甲的设计改造需要遵循遗传信息传递的一般规律
B. 胰蛋白酶不能水解改造后的甲,体现了酶的专一性
C. 第96位氨基酸未被替换的原因可能是该位点与抗体功能相关
D. 由于密码子的简并性,改造后编码甲的基因序列不一定改变
17. 某酱厂制作甜面酱的流程为:选料→蒸料→接种→制曲→恒温发酵→蒸煮→灌装。除米曲霉外,酵母菌、乳酸菌等多种微生物也参与发酵过程。下列说法错误的是( )
A. 制曲应在有氧条件下进行,以便于发酵过程所用微生物均迅速增殖
B. 恒温发酵过程中,pH和溶解氧的改变会影响微生物代谢物的形成
C. 蒸煮具有终止发酵和延长产品保存期的作用
D. 酵母菌和乳酸菌在参与发酵的过程中存在竞争
18. 植物细胞工程在生产实践中有着广泛的应用,技术选择的决策流程如图所示。甲、乙、丙、丁所代表的最适技术依次为( )
A. 植物细胞培养、快速繁殖、杂交+单倍体育种、体细胞杂交
B. 快速繁殖、植物细胞培养、体细胞杂交、杂交+单倍体育种
C. 快速繁殖、杂交+单倍体育种、植物细胞培养、体细胞杂交
D. 植物细胞培养、体细胞杂交、快速繁殖、杂交+单倍体育种
19. 一对表型正常的夫妇,生育了一个常染色体单基因隐性遗传病患儿。为避免再生育患儿,可采用人类辅助生殖技术进行筛选。对家庭成员和体外受精获得的两个受精卵排出的极体分别进行DNA检测,结果如下图。电泳条带表示经限制酶切割后该对基因所在的DNA片段。据图判断(不考虑突变),可以选择用于移植的受精卵是( )
A. 仅受精卵1 B. 仅受精卵2
C. 受精卵1和2 D. 都不可以
20. 某单基因遗传病的致病基因位于X、Y染色体的同源区段。下图为该病某家族系谱图,Ⅱ2不携带致病基因,不考虑突变。下列叙述错误的是( )
A. Ⅱ4是否患病与其性别无关
B. Ⅱ1的致病基因一定位于其X染色体上
C. Ⅱ3配偶若为患者,子女基因型有5种可能
D. Ⅲ3与正常配偶生出患病女孩的概率低于患病男孩
二、非选择题(本大题共5小题,共60分)
21. 图甲为某无人为干预的沙漠样地部分物种生物量的变化。图乙为该地a~c时段各营养级能量流动情况。a时前,该样地只存在物种A1,物种A2和B2在b时迁入。
回答下列问题:
(1)A1具有固沙保水的作用,这体现的生物多样性的__________价值。该样地发生的群落演替属于初生演替,据图甲分析,判断依据是__________。
(2)增加植物固碳量是实现“双碳”目标的措施之一,碳流入A的途径为光合作用,流出A的途径有__________(答出3点即可)。
(3)a~c时段,B1的呼吸量为60 J/(m2·a),未利用量为20 J/(m2·a),B2在b~c时段用于生长和繁殖的能量最大不超过__________J/(m2·a)。营养级A到B的能量传递效率为2%,A2的未利用量为90 J/(m2·a),A1的未利用量为__________J/(m2·a)。
(4)该生态系统的第一营养级中,未利用量占比较高,可能的原因是__________(填标号)。
A. 分解者分解有机物的速率慢
B. 消费者数量少,对物质循环的促进作用弱
C. 气温高,植物的呼吸作用强,代谢旺盛
22. 为探究脱落酸(ABA)对某品种葡萄抗盐碱(200 mmol/LNaHCO3)胁迫的作用,分别用蒸馏水(T1组)、NaHCO3(T2组)、NaHCO3+ABA合成抑制剂(T3组)、NaHCO3+ABA(T4组)处理葡萄幼苗,一段时间后采集叶片测定相关生理指标,结果见表。
组别
指标
T1
T2
T3
T4
叶绿素含量(mg/g鲜重)
3.8
2.2
1.3
2.9
H2O2含量(μmol·g-1鲜重)
9.6
20.3
29.5
14.7
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
9.8
6.1
4.6
7.9
注:H2O2会引起生物膜发生氧化损伤,膜通透性升高。
回答下列问题:
(1)葡萄叶绿体中吸收光能的色素分布在__________上,其中叶绿素主要吸收可见光中的__________,光反应产生的NADPH在碳反应阶段的作用是__________。
(2)盐碱胁迫下,葡萄幼苗的光合作用速率下降。据表分析,出现该变化的原因是__________。
(3)研究表明,植物体内ABA的含量与抗盐碱能力呈正相关。拟培育抗盐碱作物新品种,可筛选__________(填序号)。
①ABA合成酶缺失突变体
②ABA合成酶高活性品种
③ABA受体低敏感性品种
④ABA降解酶低活性品种
(4)盐碱胁迫下,葡萄幼苗的细胞将细胞溶胶中的Na+运送到液泡中储存或排出细胞,降低盐碱胁迫伤害。与正常栽培条件相比,葡萄幼苗在一定浓度的盐碱处理下,一段时间后生物量减少,从物质跨膜运输和呼吸作用的关系分析其原因是__________。
23. 芝麻是重要的经济作物。不同品系芝麻的腋生蒴果有单头与多头之分(如图1),此性状受两对等位基因(A/a、B/b)控制。不考虑其他基因影响。
分组
基因型
蒴果类型
甲
AABB
多头
乙
aaBB
多头
丙
AAbb
多头
丁
aabb
单头
回答下列问题:
(1)为探究两对基因在蒴果形成中的作用,研究者经杂交鉴定出不同基因型的纯合植株,其表型如表,可知__________(填“A和B”或“A或B”)基因的存在是多头蒴果出现的必要条件。
(2)从表中选出多头与单头植株杂交,F1均为多头蒴果植株;F1与亲本之一杂交,子代表型比为3∶1。由此可知杂交亲本基因型为__________,两对基因位于__________对同源染色体上。
(3)研究中发现,一对隐性基因纯合会掩盖另一对基因杂合时的表型。上述F1自交所得F2植株中,多头与单头分离比预测为__________,多头植株中能稳定遗传的个体所占比例为__________。
(4)基因组分析发现,基因a的序列上有1个碱基对发生缺失(如图2)。起始密码子:AUG;终止密码子:UAA、UAG、UGA。
①基因a通过__________过程形成mRNA,该过程中需要__________酶参与。在该mRNA中,片段1对应的碱基序列是5′-__________-3′。
②与基因A相比,基因a编码的肽链长度__________(填“变长”“变短”或“不变”),原因是__________。
24. 肿瘤化疗通过诱导肿瘤细胞的DNA损伤,引发肿瘤细胞死亡。肿瘤细胞会激活DNA损伤修复途径,导致肿瘤对化疗药物耐药。为探究P基因在乳腺癌中的作用机制,科研人员进行了相关研究。回答下列问题:
(1)培养细胞时,若恒温培养箱内CO2不足,会导致培养液__________异常;乳腺癌细胞培养时__________(填“会”或“不会”)出现接触抑制现象。为防止细胞代谢产生的有害物质危害细胞,应__________;细胞传代培养时需要用胰蛋白酶处理,使贴壁细胞分散成单个细胞,操作时需要控制处理时间,原因是__________。
(2)P基因及转录方向、质粒图谱及目的基因插入位点的相关信息如图1所示(实线方框内横线处表示限制酶的识别序列,箭头处表示酶切位点)。质粒载体上RNA聚合酶识别和结合的部位是__________,载体上与其能自我复制相关的结构是__________,载体上添加卡那霉素抗性基因的目的是__________。
(3)为构建重组质粒,扩增P基因时,应选择的一对引物为__________(填图2中序号)。为探究P基因对乳腺癌细胞增殖的影响,将重组质粒导入乳腺癌细胞的处理组作为实验组,对照组的处理是__________。
(4)S基因主要通过抑制DNA损伤修复途径来抑制肿瘤增殖,引发肿瘤细胞死亡。研究发现,P蛋白能诱导S基因的启动子甲基化。这表明P基因__________(填“促进”或“抑制”)S基因的转录,从而__________(填“促进”或“抑制”)肿瘤耐药。
(5)可通过PCR技术和琼脂糖凝胶电泳技术检测目的基因是否导入受体细胞。P基因对应的DNA片段结构如图3所示,其中①~④表示DNA上引物可能结合的位置。下列叙述中正确的有哪几项?__________。
A. 用PCR技术扩增P基因,可选择引物①和④
B. PCR过程在第3轮循环结束后可得到两端都含引物的P基因
C. 若用限制酶从该DNA片段中直接切取P基因,则会破坏4个磷酸二酯键
D. 若用PCR技术扩增循环n次,共需要2n-2个引物
25. 慢性应激会导致体内糖皮质激素(GC)水平升高,进而造成免疫失调及行为异常。调控过程如图所示。
回答下列问题:
(1)GC的分泌过程中存在分级调节,除了肾上腺皮质外,机体内还存在__________(填两种内分泌腺)也受调控轴的分级调节。分级调节可逐级放大激素的调节效应,表明激素调节具有__________特点。这种调节方式在神经系统中同样存在,例如成人能有意识地控制排尿,是因为高级中枢__________对低级中枢__________进行着调控。
(2)参与机体血糖调节的激素有多种,其中GC通过促进__________而升高血糖。研究发现,慢性应激导致下丘脑GC受体表达下降,据此分析,慢性应激导致体内GC水平升高的原因是__________。
(3)通过束缚处理(每日束缚4小时,连续21天)可构建慢性应激模型小鼠。为证明慢性应激造成免疫细胞分泌细胞因子F过量,进而导致小鼠行为异常(糖水偏好率下降),研究人员以正常小鼠、免疫细胞F基因敲降小鼠(F表达量低,糖水偏好率处于正常水平)为材料进行实验。完善下列实验思路并预测实验结果。
实验思路:
实验分为3组:
甲组,正常小鼠+无束缚处理;
乙组,正常小鼠+束缚处理;
丙组,__________。
处理后,统计并分析各组小鼠糖水偏好率和免疫细胞分泌的F水平。
预期实验结果:
①若__________,则证明慢性应激会造成小鼠的行为异常,且与F过量相关;
②如果①已被证实,若__________,则证明慢性应激通过F导致小鼠行为异常。
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杭二中高三年级2026学年第一学期开学适应性检测
生物学试卷
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 对作物植株上某种蚜虫的种群密度进行估算,下列方法最有效的是( )
A. 标记重捕法 B. 干漏斗分离法
C. 样方法 D. 黑光灯诱捕法
【答案】C
【解析】
【详解】样方法适用于植物以及活动能力弱、活动范围小的动物,蚜虫运动能力弱,因此估算该蚜虫种群密度最有效的方法是样方法,C正确,ABD错误。
2. 结构与功能相适应是细胞的基本特征。下列说法错误的是( )
A. 染色质高度螺旋形成的染色体有利于遗传信息的转录
B. 线粒体内膜形成嵴并附着大量酶为能量转化提供场所
C. 磷脂和蛋白质等构成的细胞膜保证物质的选择性运输
D. 小肠上皮细胞绒毛有利于机体增强对营养物质的吸收
【答案】A
【解析】
【详解】A、转录过程需要以DNA单链为模板,DNA需要解旋,染色质高度螺旋化形成染色体后,DNA难以解旋暴露模板链,不利于遗传信息的转录,A错误;
B、线粒体内膜向内凹陷形成嵴,增大了膜面积,同时内膜上附着有大量的有氧呼吸第三阶段相关的酶,是有氧呼吸第三阶段的反应场所,可实现有机物中的化学能到ATP中活跃的化学能的转化,为能量转化提供场所,B正确;
C、细胞膜以磷脂双分子层为基本支架,转运蛋白等蛋白质分子镶嵌或贯穿其中,该结构特点决定了细胞膜具有选择透过性,可保证物质的选择性运输,C正确;
D、小肠上皮细胞面向肠腔一侧形成大量微绒毛,显著增大了细胞膜的接触面积,有利于增强对营养物质的吸收效率,D正确。
3. 下列有关真核生物细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A. 无氧呼吸中ATP的生成只发生在第一阶段
B. 无氧呼吸都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的气体
C. 有氧呼吸的中间产物NADH主要形成于线粒体基质
D. 有氧呼吸第一阶段葡萄糖中的化学能大部分储存在产物丙酮酸中
【答案】B
【解析】
【详解】A、真核生物无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量,生成少量ATP,第二阶段不产生ATP,A正确;
B、真核生物无氧呼吸有两种类型,产乳酸的无氧呼吸无二氧化碳生成,而溴麝香草酚蓝溶液是二氧化碳的检测试剂,因此并非所有无氧呼吸都能产生使其变色的气体,B错误;
C、有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质,该过程生成大量NADH。有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质,生成少量NADH。因此,NADH主要形成于线粒体基质,C正确;
D、有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸和少量NADH,仅释放少量能量,大部分化学能仍储存在丙酮酸中,D正确。
4. 某种动物的体细胞增殖过程中不同阶段的示意图如下,其中错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A、该图核膜完整,染色质呈细丝状,中心体已完成复制,符合动物细胞有丝分裂间期的特征,A正确;
B、该图核膜消失,染色体散乱分布,中心体移向细胞两极并发出星射线形成纺锤体,符合有丝分裂前期的特征,B正确;
C、该图中所有染色体的着丝粒整齐排列在赤道板位置,纺锤体结构清晰,符合有丝分裂中期的特征,C正确;
D、图中是同源染色体分离,属于减数第一次分裂后期,体细胞增殖只进行有丝分裂,不会发生同源染色体分离,D错误。
5. 高Mn2+胁迫激活植物油菜素内酯(BR)信号通路,再通过图中①和②两条途径降低细胞质基质中的Mn2+浓度,缓解高Mn2+对细胞的伤害。下列叙述错误的是( )
A. BR充当了植物细胞响应高Mn2+胁迫的信号分子
B. N以耗能的方式被内吞,减少Mn2+向胞内转运
C. 高Mn2+胁迫下,液泡内Mn2+浓度比细胞质基质中高
D. G改变构象与Ca2+结合,将其从胞外转运至胞内
【答案】D
【解析】
【详解】A、由题干“高Mn2+胁迫激活植物油菜素内酯(BR)信号通路”可知,BR充当了植物细胞响应高Mn2+胁迫的信号分子,A正确;
B、从图中能够看到,N是通过内吞的方式进入细胞的,而内吞过程是需要消耗能量的,并且内吞后减少了Mn2+向胞内转运,B正确;
C、因为M是液泡膜阳离子转运蛋白,能够将Mn2+从细胞质基质运输到液泡中,这是一个主动运输的过程,主动运输是从低浓度向高浓度运输,所以高Mn2+胁迫下,液泡内Mn2+浓度比细胞质基质中高,C正确;
D、G是细胞膜Ca2+通道蛋白,其改变构象打开通道,是将Ca2+从胞外顺浓度梯度转运至胞内,并非结合Ca2+转运,D错误。
6. 某RNA病毒为侵染动物细胞的逆转录病毒,其衣壳外有来自宿主细胞膜的脂质包膜。下列分析错误的是( )
A. 该病毒逆转录时,沿RNA模板链的3'→5' 方向合成DNA链
B. 逆转录形成的RNA/DNA双链中碱基数量符合U+C=A+G
C. 该病毒衣壳蛋白的合成需借助宿主细胞的tRNA
D. 该病毒的脂质包膜中含有胆固醇
【答案】B
【解析】
【详解】A、DNA 聚合酶、逆转录酶合成核酸的方向均为 5'→3',即沿着模板链的 3'→5' 方向延伸子链。逆转录以 RNA 为模板合成 DNA,沿 RNA 模板 3'→5' 方向合成 DNA 链,A正确;
B、RNA/DNA双链的碱基配对规则为A-T、U-A、C-G、G-C,双链中嘌呤总数量(A+G)等于嘧啶总数量(U+C+T),B错误;
C、病毒无核糖体、tRNA 等翻译系统,衣壳蛋白的翻译完全依赖宿主细胞的核糖体、tRNA 转运氨基酸,C正确;
D、该病毒的脂质包膜来自宿主动物细胞膜,动物细胞膜的脂质成分包含胆固醇,因此包膜中含有胆固醇,D正确。
7. 某城市在公园搭建“蚯蚓塔”,蚯蚓以塔内添加的落叶等有机物质为食,从而能更好地生长繁殖。下列分析错误的是( )
A. 蚯蚓的摄食等活动有助于加速生态系统的物质循环
B. 蚯蚓数量的增加可提高各营养级间的能量传递效率
C. 蚯蚓塔的设置应考虑土壤动物趋暗和避高温的特性
D. 蚯蚓塔的建造应兼顾生态改良与人居生活
【答案】B
【解析】
【详解】A、蚯蚓属于生态系统中的分解者,可将摄食的落叶等有机物分解为无机物返回无机环境,其摄食等代谢活动能加速生态系统的物质循环,A正确;
B、能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值,通常稳定在10%~20%,不会因某个生物类群的数量增加而提高,且蚯蚓属于分解者,不参与捕食食物链的营养级构成,B错误;
C、蚯蚓具有趋暗、避高温的生活习性,蚯蚓塔的设置符合该特性才能保证蚯蚓正常生长繁殖,发挥其作用,C正确;
D、蚯蚓塔建造在城市公园中,既需要实现分解有机废物、改良土壤的生态效益,也需要避免对居民的休闲活动造成负面影响,应兼顾生态改良与人居生活,D正确。
8. 青藏高原是生物适应性进化的天然实验室。棕颈雪雀生活在高海拔地区,与生活在低海拔地区的树麻雀有共同祖先。与树麻雀相比,棕颈雪雀的心脏毛细血管密度(I值)更高,更适应低氧环境。下列叙述正确的是( )
A. 棕颈雪雀和树麻雀的全部等位基因构成了一个种群基因库
B. 棕颈雪雀与树麻雀在物种分化的过程中遗传差异不会变大
C. 棕颈雪雀在进化过程中不会出现导致Ⅰ值变低的可遗传变异
D. 自然选择使棕颈雪雀种群中适应高海拔环境基因的频率升高
【答案】D
【解析】
【详解】A、种群基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,棕颈雪雀和树麻雀是两个不同的物种,属于不同种群,二者的全部等位基因不能构成一个种群基因库,A错误;
B、棕颈雪雀与树麻雀在物种分化过程中,不同的生存环境对两个种群的选择方向不同,种群的基因库差异会逐渐增大,遗传差异会变大,B错误;
C、变异是不定向的,进化过程中各种可遗传变异都可能随机发生,包括导致I值变低的可遗传变异,只是这类变异个体不适应高海拔低氧环境,会被自然选择淘汰,C错误;
D、自然选择定向淘汰不适应环境的个体,保留适应高海拔低氧环境的个体,会使棕颈雪雀种群中适应高海拔环境基因的频率定向升高,D正确。
9. 体外培养的癌细胞分裂时可能出现整条染色体错误分离,表现出“染色体不稳定性”。下列叙述正确的是( )
A. 癌细胞传代培养时需用胃蛋白酶处理并分瓶
B. 培养基中添加青霉素能有效抑制细菌和真菌污染
C. 纺锤丝与染色体着丝粒异常结合会导致“染色体不稳定性”出现
D. 癌细胞膜上糖蛋白增多,细胞间黏着性降低,有利于癌细胞转移
【答案】C
【解析】
【详解】A、动物细胞传代培养时需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使细胞分散后分瓶,胃蛋白酶最适pH为酸性,在动物细胞培养液的中性偏碱环境中会失活,无法发挥作用,A错误;
B、青霉素的作用机制是抑制细菌细胞壁的合成,仅能抑制细菌污染,对真菌没有抑制作用,B错误;
C、细胞分裂过程中,纺锤丝与染色体着丝粒正常结合是染色体平均分离到两个子细胞的前提,若二者结合异常,会导致染色体错误分离,出现题干所述的“染色体不稳定性”,C正确;
D、癌细胞膜上糖蛋白减少,细胞间黏着性降低,才有利于癌细胞转移,D错误。
10. 神经元外K+或谷氨酸(神经递质)积累过多使神经元易过度兴奋。星形胶质细胞是一种神经胶质细胞,能够摄取神经元外多余的K+和谷氨酸。下列叙述错误的是( )
A. 神经元上同时存在运输K+的通道蛋白和载体蛋白
B. 星形胶质细胞能够防止神经元过度兴奋,以起到保护作用
C. 若星形胶质细胞摄取谷氨酸的能力下降,突触后膜静息电位的绝对值增大
D. 星形胶质细胞可通过改变神经元内外的离子分布和膜通透性影响兴奋传递
【答案】C
【解析】
【详解】A、神经元静息状态下,K+通过通道蛋白以协助扩散的方式外流,维持静息电位;同时钠钾泵通过载体蛋白以主动运输的方式将K+运入细胞,维持细胞内外K+的浓度差,因此神经元上同时存在运输K+的通道蛋白和载体蛋白,A正确;
B、题干明确神经元外K+或谷氨酸积累过多会使神经元过度兴奋,而星形胶质细胞可以摄取多余的K+和谷氨酸,因此能防止神经元过度兴奋,起到保护作用,B正确;
C、突触后膜静息电位的绝对值取决于神经元膜两侧K+浓度差,膜两侧K+浓度差越大,静息电位的绝对值越大,C错误;
D、星形胶质细胞摄取神经元外多余的K+,会改变神经元内外的K+浓度差(离子分布);摄取谷氨酸可减少谷氨酸对突触后膜离子通透性的影响,因此可通过这两方面调控,D正确。
11. 幽门螺杆菌(HP)释放的毒素可破坏胃黏膜,损伤巨噬细胞,抑制辅助性T细胞的活化,从而对机体造成危害。下列分析错误的是( )
A. 毒素会影响HP抗原信息的呈递
B. HP的感染会削弱机体的非特异性免疫
C. 毒素可使患者辅助性T细胞释放的细胞因子减少
D. 毒素作为抗原引发的免疫反应能产生与HP特异性结合的抗体
【答案】D
【解析】
【详解】A、巨噬细胞属于抗原呈递细胞,可处理并呈递HP的抗原信息,HP释放的毒素能损伤巨噬细胞,因此会影响HP抗原信息的呈递,A正确;
B、胃黏膜是非特异性免疫第一道防线的组成成分,巨噬细胞是非特异性免疫第二道防线的组成成分,HP感染可破坏胃黏膜、损伤巨噬细胞,因此会削弱机体的非特异性免疫,B正确;
C、活化的辅助性T细胞可释放细胞因子,毒素能抑制辅助性T细胞的活化,因此可使患者辅助性T细胞释放的细胞因子减少,C正确;
D、抗体具有特异性,毒素作为抗原引发免疫反应产生的抗体,只能与毒素特异性结合,无法与HP特异性结合,D错误。
12. 利用微型繁殖技术扩繁某种兰花时,待愈伤组织诱导出芽后,将芽转入增殖培养基进行扩增培养,以诱导芽的数量增加。下列说法正确的是( )
A. 扩增培养期间不需要光照
B. 接种时应将芽的形态学上端插入培养基
C. 诱导出的芽在转入增殖培养基时,必须对芽进行消毒处理
D. 为获得试管苗,还需将芽转接到诱导生根的培养基上培养
【答案】D
【解析】
【详解】A、扩增培养是芽的增殖培养阶段,属于再分化过程,需要光照以利于叶绿素合成和光合作用进行,A错误;
B、接种时应将芽的形态学下端插入培养基,便于吸收营养物质,同时符合生长素极性运输的特点,利于生长,B错误;
C、诱导出的芽是无菌环境下培养获得的,转入增殖培养基时仅需无菌操作即可,再次消毒会杀伤芽细胞,C错误;
D、当前仅诱导获得了芽,要得到完整试管苗,还需要将芽转接到生长素比例相对较高的生根培养基中,诱导根的分化,D正确。
13. 临床上常通过检查膝跳反射来了解参与该反射的神经系统功能状态。用相同力度叩击肌腱,若小腿抬高幅度过大,则称为膝跳反射亢进。如图①~⑦是参与膝跳反射的相关结构。下列叙述错误的是( )
A. 发生膝跳反射时,①→④→⑥→②的效应是收缩
B. 发生膝跳反射时,①→④→⑦→⑤→③的效应是舒张
C. 截瘫患者若膝跳反射消失,可能的原因是反射弧中断
D. 截瘫患者若膝跳反射亢进,说明高位中枢对⑥有增强作用
【答案】D
【解析】
【详解】A、膝跳反射发生时小腿抬起,伸肌(②)收缩,①是感受器、④是传入神经、⑥是支配伸肌的传出神经,该通路的效应为伸肌收缩,A正确;
B、膝跳反射过程中屈肌(③)舒张以配合小腿抬起,⑦是中间神经元、⑤是支配屈肌的传出神经,该通路的效应为屈肌舒张,B正确;
C、反射的结构基础是完整的反射弧,若反射弧任意环节中断,反射都无法完成,因此截瘫患者膝跳反射消失可能是反射弧中断导致,C正确;
D、和正常人相比,截瘫患者高位中枢和脊髓的联系中断,导致膝跳反射亢进,说明正常情况下高位中枢对脊髓的膝跳反射低级中枢有抑制作用,并非高位中枢对⑥有增强作用,D错误。
14. 黄瓜的花有雌花、雄花和两性花,但只有雌花能够结出商品瓜。我国科学家发现基因ARF3在雌花形成过程中起重要作用,如图。
注:心皮发育形成雌蕊。
下列说法正确的是( )
A. 喷施生长素浓度越高,越有利于雌花形成
B. 适当低温刺激可促进乙烯合成,抑制雄蕊发育
C. 对ARF3缺失突变体补喷乙烯利,可促进雌花形成
D. 在促进雌花形成过程中,乙烯与生长素的作用相抗衡
【答案】B
【解析】
【详解】A、生长素(IAA)的作用是高浓度起抑制作用,低浓度起促进作用,所以浓度过高可能会抑制雌花形成,不是浓度越高越有利,A错误;
B、由图可知,适当低温刺激会促进基因3表达,进而促进乙烯合成,同时乙烯能抑制雄蕊发育,所以适当低温刺激可促进乙烯合成,抑制雄蕊发育,B正确;
C、因为基因ARF3在雌花形成过程中起重要作用,对ARF3缺失突变体补喷乙烯利,由于缺失ARF3基因,无法正常启动后续促进雌花形成的过程,不能促进雌花形成,C错误;
D、由图可知,在促进雌花形成的过程中,生长素(IAA)促进雌花形成,乙烯抑制雄蕊发育、利于雌花形成,二者是协同作用,D错误。
15. 杜鹃花是云南八大名花之一。云南某高山的杜鹃花属植物分布情况如下表。
植被类型
海拔/m
杜鹃花属物种数
常绿阔叶林
2000~3000
8
寒温性针叶林
3000~4300
57
寒温性灌丛
3200~4400
56
高山草甸
4200~4500
30
下列说法正确的是( )
A. 不同植被类型分布于不同海拔范围,体现了群落的垂直结构特征
B. 不同杜鹃花属植物分布于不同植被类型,体现出物种生态位差异
C. 在各植被类型中,杜鹃花属物种丰富度由大到小为森林、草甸、灌丛
D. 在常绿阔叶林中建园集中种植本山的杜鹃花属植物,属于就地保护
【答案】B
【解析】
【详解】A、群落的垂直结构是指同一群落内部不同生物在垂直方向上的分层现象,不同海拔分布的是不同的生物群落,不属于群落的垂直结构,A错误;
B、生态位是指物种在群落中的地位或作用,包括所处空间位置、占用资源的情况等特征,不同杜鹃花属植物分布于不同植被类型,体现了物种的生态位差异,B正确;
C、结合表格数据可知,杜鹃花属物种丰富度由大到小为寒温性针叶林(森林)>寒温性灌丛>高山草甸,C错误;
D、就地保护是指在物种的原生栖息地开展的保护,建园集中种植属于易地保护(迁地保护),不属于就地保护,D错误。
16. 胰蛋白酶可水解精氨酸与下一位氨基酸(脯氨酸除外)之间的肽键。抗体甲的第27、96位均为精氨酸。通过蛋白质工程将第27位替换为苯丙氨酸,第97位替换为脯氨酸。改造后的甲不被胰蛋白酶水解,并保持抗体活性。下列叙述错误的是( )
A. 甲的设计改造需要遵循遗传信息传递的一般规律
B. 胰蛋白酶不能水解改造后的甲,体现了酶的专一性
C. 第96位氨基酸未被替换的原因可能是该位点与抗体功能相关
D. 由于密码子的简并性,改造后编码甲的基因序列不一定改变
【答案】D
【解析】
【详解】A、蛋白质工程从预期蛋白质功能出发,经结构设计、氨基酸序列推导最终改造对应基因,再通过基因表达获得改造蛋白,整个过程遵循中心法则即遗传信息传递的一般规律,A正确;
B、酶的专一性指酶只能催化一种或一类化学反应,胰蛋白酶仅能识别特定序列的肽键,改造后的甲无其可作用的位点因此不能被水解,体现了酶的专一性,B正确;
C、改造后甲仍保持抗体活性,第96位精氨酸未被替换,推测该位点可能与抗体的功能密切相关,替换后可能导致抗体活性丧失,C正确;
D、密码子简并性是指同一种氨基酸可对应多种密码子,但本次改造中第27位、97位的氨基酸种类发生了改变,不同氨基酸对应的密码子存在差异,因此改造后编码甲的基因序列一定发生改变,D错误。
17. 某酱厂制作甜面酱的流程为:选料→蒸料→接种→制曲→恒温发酵→蒸煮→灌装。除米曲霉外,酵母菌、乳酸菌等多种微生物也参与发酵过程。下列说法错误的是( )
A. 制曲应在有氧条件下进行,以便于发酵过程所用微生物均迅速增殖
B. 恒温发酵过程中,pH和溶解氧的改变会影响微生物代谢物的形成
C. 蒸煮具有终止发酵和延长产品保存期的作用
D. 酵母菌和乳酸菌在参与发酵的过程中存在竞争
【答案】A
【解析】
【详解】A、参与发酵的微生物包含乳酸菌,乳酸菌为厌氧型微生物,有氧条件下其增殖会受到抑制,因此有氧条件无法让所有发酵所用微生物均迅速增殖,A错误;
B、pH、溶解氧会影响微生物酶的活性,进而改变微生物代谢途径,最终影响代谢物的种类与产量,B正确;
C、高温蒸煮可以杀灭发酵过程中的活性微生物,起到终止发酵的作用,同时可杀灭杂菌,减少杂菌污染以延长产品的保存期,C正确;
D、酵母菌和乳酸菌共同利用发酵体系中的营养物质,且生存空间重叠,因此二者在发酵过程中存在竞争关系,D正确。
18. 植物细胞工程在生产实践中有着广泛的应用,技术选择的决策流程如图所示。甲、乙、丙、丁所代表的最适技术依次为( )
A. 植物细胞培养、快速繁殖、杂交+单倍体育种、体细胞杂交
B. 快速繁殖、植物细胞培养、体细胞杂交、杂交+单倍体育种
C. 快速繁殖、杂交+单倍体育种、植物细胞培养、体细胞杂交
D. 植物细胞培养、体细胞杂交、快速繁殖、杂交+单倍体育种
【答案】A
【解析】
【详解】甲对应获取代谢物的生产目标,植物细胞培养可通过体外培养植物细胞提取次生代谢产物;乙对应优良性状仅来自单株的植株获取需求,快速繁殖属于无性繁殖,可保持单株优良性状,短时间获得大量遗传特性一致的植株;丙对应优良性状来自亲缘关系近的不同植株,可先通过杂交集中优良性状,再结合单倍体育种快速获得纯合可稳定遗传的品种;丁对应亲本亲缘关系远的情况,体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍,获得整合两个亲本优良性状的杂种植株,B、C、D错误,A正确。
19. 一对表型正常的夫妇,生育了一个常染色体单基因隐性遗传病患儿。为避免再生育患儿,可采用人类辅助生殖技术进行筛选。对家庭成员和体外受精获得的两个受精卵排出的极体分别进行DNA检测,结果如下图。电泳条带表示经限制酶切割后该对基因所在的DNA片段。据图判断(不考虑突变),可以选择用于移植的受精卵是( )
A. 仅受精卵1 B. 仅受精卵2
C. 受精卵1和2 D. 都不可以
【答案】C
【解析】
【详解】结合题意及图示可知,该病为常染色体隐性遗传病,2.6kb条带代表显性基因A,2.0kb条带代表隐性基因a,受精卵1第一极体为Aa、说明减数分裂过程中发生了交叉互换,次级卵母细胞也为Aa,第二极体为a,则卵细胞为A,说明受精卵1正常,受精卵2第一极体为aa、第二极体为A,则卵细胞为A,说明受精卵2正常,即受精卵1和2均可以发育为正常的胎儿,均可作为移植的受精卵,ABD错误,C正确。
20. 某单基因遗传病的致病基因位于X、Y染色体的同源区段。下图为该病某家族系谱图,Ⅱ2不携带致病基因,不考虑突变。下列叙述错误的是( )
A. Ⅱ4是否患病与其性别无关
B. Ⅱ1的致病基因一定位于其X染色体上
C. Ⅱ3配偶若为患者,子女基因型有5种可能
D. Ⅲ3与正常配偶生出患病女孩的概率低于患病男孩
【答案】C
【解析】
【详解】A、某单基因遗传病的致病基因位于X、Y染色体的同源区段,Ⅱ2不携带致病基因,但是子代有患病的女儿,则说明是显性遗传病,设相关基因为XA/Xa,YA/Ya,则I2的基因型为XAX-,I1的基因型为XaYa,Ⅱ4是男或女都会患病,与性别无关,A正确;
B、据A分析,I2的基因型为XAX-,I1的基因型为XaYa,Ⅱ1的基因型为XAYa,致病基因一定位于其X染色体上,B正确;
C、Ⅱ3的基因型为XAXa,其配偶若为患者,配偶可能的基因型为XAYa、XaYA、XAYA,则子女基因型有XAXA、XAXa、XAYa、XaYa、XAYA、XaYA、XaXa共7种可能,C错误;
D、I1的基因型为XaYa,故Ⅱ1的基因型为XAYa,Ⅱ2不携带致病基因,其基因型为XaXa,但Ⅲ3患病,则其基因型只能为XaYA,且不考虑突变,说明Ⅱ1在形成配子过程中发生了同源染色体非姐妹染色单体的互换,产生了YA的配子,Ⅲ3(XaYA)与正常女性(XaXa)婚配,由于交换率较低,生出患病女孩的概率低于患病男孩,D正确。
二、非选择题(本大题共5小题,共60分)
21. 图甲为某无人为干预的沙漠样地部分物种生物量的变化。图乙为该地a~c时段各营养级能量流动情况。a时前,该样地只存在物种A1,物种A2和B2在b时迁入。
回答下列问题:
(1)A1具有固沙保水的作用,这体现的生物多样性的__________价值。该样地发生的群落演替属于初生演替,据图甲分析,判断依据是__________。
(2)增加植物固碳量是实现“双碳”目标的措施之一,碳流入A的途径为光合作用,流出A的途径有__________(答出3点即可)。
(3)a~c时段,B1的呼吸量为60 J/(m2·a),未利用量为20 J/(m2·a),B2在b~c时段用于生长和繁殖的能量最大不超过__________J/(m2·a)。营养级A到B的能量传递效率为2%,A2的未利用量为90 J/(m2·a),A1的未利用量为__________J/(m2·a)。
(4)该生态系统的第一营养级中,未利用量占比较高,可能的原因是__________(填标号)。
A. 分解者分解有机物的速率慢
B. 消费者数量少,对物质循环的促进作用弱
C. 气温高,植物的呼吸作用强,代谢旺盛
【答案】(1) ①. 间接 ②. 该演替发生在从未有过植被或原有植被被彻底消灭的沙漠裸地上,属于初生演替
(2)A的呼吸作用以CO2的形式散失、A的残枝败叶等被分解者分解、A被B捕食
(3) ①. 90 ②. 5610 (4)AB
【解析】
【小问1详解】
固沙保水属于生态功能,体现生物多样性的间接(生态功能)价值。初生演替的判断依据:该样地最初的生物量是0,即该样地的群落演替是在一个从来没有被植物覆盖的地面或原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的,符合初生演替起点的特征。
【小问2详解】
A是第一营养级(生产者),碳流出途径: 自身呼吸作用以CO₂形式散失、随残枝败叶等流向分解者、被下一营养级(B消费者)摄食同化、化石燃料燃烧,此处生态系统中答前3个即可:呼吸作用散失、流入分解者、流入下一营养级(B))
【小问3详解】
B营养级总同化量为110+30+40+40=220J/(m²·a),总生长繁殖量=总同化量-总呼吸消耗量=220-110=110J/(m²·a);B₁的生长繁殖量至少包含其未利用的20J/(m²·a),因此B₂用于生长和繁殖的能量最大不超过110-20=90J/(m²·a)。A→B传递效率2%,B同化量 220,则A总同化量=220÷2%=11000。A 同化量=呼吸4900+ 流向分解者180+传给B的220+未利用总量。A的未利用总量=11000−4900−180−220=5700;A2未利用90,所以A1未利用:5700−90=5610J/(m2·a) 。
【小问4详解】
A、分解者分解慢,大量有机物不能分解,未利用量高,A正确;
B、消费者数量少,取食的植物少,流向消费者能量少,未利用多,B正确;
C、呼吸作用强,消耗的有机物多,会降低未利用量,C错误。
22. 为探究脱落酸(ABA)对某品种葡萄抗盐碱(200 mmol/LNaHCO3)胁迫的作用,分别用蒸馏水(T1组)、NaHCO3(T2组)、NaHCO3+ABA合成抑制剂(T3组)、NaHCO3+ABA(T4组)处理葡萄幼苗,一段时间后采集叶片测定相关生理指标,结果见表。
组别
指标
T1
T2
T3
T4
叶绿素含量(mg/g鲜重)
3.8
2.2
1.3
2.9
H2O2含量(μmol·g-1鲜重)
9.6
20.3
29.5
14.7
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
9.8
6.1
4.6
7.9
注:H2O2会引起生物膜发生氧化损伤,膜通透性升高。
回答下列问题:
(1)葡萄叶绿体中吸收光能的色素分布在__________上,其中叶绿素主要吸收可见光中的__________,光反应产生的NADPH在碳反应阶段的作用是__________。
(2)盐碱胁迫下,葡萄幼苗的光合作用速率下降。据表分析,出现该变化的原因是__________。
(3)研究表明,植物体内ABA的含量与抗盐碱能力呈正相关。拟培育抗盐碱作物新品种,可筛选__________(填序号)。
①ABA合成酶缺失突变体
②ABA合成酶高活性品种
③ABA受体低敏感性品种
④ABA降解酶低活性品种
(4)盐碱胁迫下,葡萄幼苗的细胞将细胞溶胶中的Na+运送到液泡中储存或排出细胞,降低盐碱胁迫伤害。与正常栽培条件相比,葡萄幼苗在一定浓度的盐碱处理下,一段时间后生物量减少,从物质跨膜运输和呼吸作用的关系分析其原因是__________。
【答案】(1) ①. 类囊体膜 ②. 红光和蓝紫光 ③. 作为还原剂、提供能量
(2)盐碱胁迫使叶片叶绿素含量降低,吸收光能减少,光反应速率减弱;同时细胞内H2O2积累,造成生物膜氧化损伤,叶绿体结构受损,光合作用速率下降
(3)②④ (4)盐碱胁迫下,细胞排Na+或区隔Na+的方式为主动转运,需消耗大量能量(ATP);这会导致细胞呼吸作用增强,消耗更多有机物,使得植物体内有机物的净积累量减少,从而导致生物量减少
【解析】
【小问1详解】
叶绿体中吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。叶绿素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。光反应产生的NADPH在暗反应(碳反应)中具有两个作用:一是作为还原剂还原C3,二是为C3的还原过程提供能量。
【小问2详解】
结合题干及数据分析,与T1对照组相比,T2盐碱胁迫组的叶绿素含量显著下降,光能吸收减少,光反应产生的ATP和NADPH减少,光合速率下降;同时T2组H2O2含量显著升高,根据注释,H2O2会氧化损伤生物膜,破坏叶绿体的结构和功能,进一步抑制光合作用。
【小问3详解】
与T2组相比,T4组的净光合速率增大,可知ABA可提高抗盐碱能力,因此需筛选ABA含量高、ABA功能正常的品种:①ABA合成酶缺失突变体无法合成ABA,ABA含量极低,不符合要求;②ABA合成酶高活性品种可合成更多ABA,符合要求;③ABA受体低敏感性品种无法正常响应ABA的调控作用,不符合要求;④ABA降解酶低活性品种的ABA分解速率慢,体内ABA积累量高,符合要求。因此选②④。
【小问4详解】
从物质跨膜运输和呼吸作用的关系分析:盐碱胁迫下,细胞排Na+或区隔Na+的方式为主动转运,需消耗大量能量(ATP);这会导致细胞呼吸作用增强,消耗更多有机物,使得植物体内有机物的净积累量减少,从而导致生物量减少。
23. 芝麻是重要的经济作物。不同品系芝麻的腋生蒴果有单头与多头之分(如图1),此性状受两对等位基因(A/a、B/b)控制。不考虑其他基因影响。
分组
基因型
蒴果类型
甲
AABB
多头
乙
aaBB
多头
丙
AAbb
多头
丁
aabb
单头
回答下列问题:
(1)为探究两对基因在蒴果形成中的作用,研究者经杂交鉴定出不同基因型的纯合植株,其表型如表,可知__________(填“A和B”或“A或B”)基因的存在是多头蒴果出现的必要条件。
(2)从表中选出多头与单头植株杂交,F1均为多头蒴果植株;F1与亲本之一杂交,子代表型比为3∶1。由此可知杂交亲本基因型为__________,两对基因位于__________对同源染色体上。
(3)研究中发现,一对隐性基因纯合会掩盖另一对基因杂合时的表型。上述F1自交所得F2植株中,多头与单头分离比预测为__________,多头植株中能稳定遗传的个体所占比例为__________。
(4)基因组分析发现,基因a的序列上有1个碱基对发生缺失(如图2)。起始密码子:AUG;终止密码子:UAA、UAG、UGA。
①基因a通过__________过程形成mRNA,该过程中需要__________酶参与。在该mRNA中,片段1对应的碱基序列是5′-__________-3′。
②与基因A相比,基因a编码的肽链长度__________(填“变长”“变短”或“不变”),原因是__________。
【答案】(1)A或B (2) ①. AABB、aabb ②. 两
(3) ①. 11∶5 ②. 7/11
(4) ①. 转录 ②. RNA聚合 ③. GUGGCA ④. 变短 ⑤. 碱基对缺失使mRNA中提前出现终止密码子,翻译提前终止
【解析】
【小问1详解】
由表可知,基因型为aabb(单头),其他基因型(如AABB、aaBB、AAbb)均为多头,所以,A或B基因的存在是多头蒴果出现的必要条件。
【小问2详解】
多头纯合植株与单头植株(aabb)杂交,F1均为多头,说明亲本多头植株的基因型为AABB、aaBB或AAbb,F1与亲本之一杂交,子代表型比为3:1,若亲本为aaBB×aabb→F1为aaBb,与aaBB杂交,后代全为多头,与aabb杂交,后代为aaBb(多头):aabb(单头)=1:1;若亲本为AAbb×aabb→F1为Aabb,与AAbb杂交,后代全为多头,与aabb杂交,后代为Aabb(多头):aabb(单头)=1:1;若亲本为AABB×aabb→F1为AaBb,与AABB杂交,后代全为多头,与aabb杂交,后代为AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1,表型比为3:1,符合题意,由此可知杂交亲本基因型为AABB×aabb,并且两对基因位于两对同源染色体上。
【小问3详解】
一对隐性基因纯合会掩盖另一对基因杂合的表型,即aa或bb纯合时,aaBb、Aabb表现为单头,F1为AaBb,自交后代基因型及比例为9A-B-、1AAbb、1aaBB,表现为多头,占11/16,2Aabb、2aaBb、1aabb表现为单头,占5/16,多头与单头的分离比预测为11:5,多头植株中能稳定遗传的个体有AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB,共7份,占多头的比例为7/11。
【小问4详解】
① 以DNA为模板合成mRNA的过程为转录,该过程需要RNA聚合酶催化。基因a的模板链对应片段1的序列是3'-CACCGT-5',根据碱基互补配对,转录得到的mRNA片段1序列为5'-GUGGCA-3'。 ② 基因a缺失1个碱基对后,后续密码子阅读框移位,原本的序列中提前出现终止密码子UGA,使翻译提前终止,最终编码的肽链长度变短。
24. 肿瘤化疗通过诱导肿瘤细胞的DNA损伤,引发肿瘤细胞死亡。肿瘤细胞会激活DNA损伤修复途径,导致肿瘤对化疗药物耐药。为探究P基因在乳腺癌中的作用机制,科研人员进行了相关研究。回答下列问题:
(1)培养细胞时,若恒温培养箱内CO2不足,会导致培养液__________异常;乳腺癌细胞培养时__________(填“会”或“不会”)出现接触抑制现象。为防止细胞代谢产生的有害物质危害细胞,应__________;细胞传代培养时需要用胰蛋白酶处理,使贴壁细胞分散成单个细胞,操作时需要控制处理时间,原因是__________。
(2)P基因及转录方向、质粒图谱及目的基因插入位点的相关信息如图1所示(实线方框内横线处表示限制酶的识别序列,箭头处表示酶切位点)。质粒载体上RNA聚合酶识别和结合的部位是__________,载体上与其能自我复制相关的结构是__________,载体上添加卡那霉素抗性基因的目的是__________。
(3)为构建重组质粒,扩增P基因时,应选择的一对引物为__________(填图2中序号)。为探究P基因对乳腺癌细胞增殖的影响,将重组质粒导入乳腺癌细胞的处理组作为实验组,对照组的处理是__________。
(4)S基因主要通过抑制DNA损伤修复途径来抑制肿瘤增殖,引发肿瘤细胞死亡。研究发现,P蛋白能诱导S基因的启动子甲基化。这表明P基因__________(填“促进”或“抑制”)S基因的转录,从而__________(填“促进”或“抑制”)肿瘤耐药。
(5)可通过PCR技术和琼脂糖凝胶电泳技术检测目的基因是否导入受体细胞。P基因对应的DNA片段结构如图3所示,其中①~④表示DNA上引物可能结合的位置。下列叙述中正确的有哪几项?__________。
A. 用PCR技术扩增P基因,可选择引物①和④
B. PCR过程在第3轮循环结束后可得到两端都含引物的P基因
C. 若用限制酶从该DNA片段中直接切取P基因,则会破坏4个磷酸二酯键
D. 若用PCR技术扩增循环n次,共需要2n-2个引物
【答案】(1) ①. pH ②. 不会 ③. 定期更换培养液 ④. 胰蛋白酶处理时间过长会过度分解细胞表面蛋白质,损伤细胞
(2) ①. 启动子 ②. 复制原点 ③. 筛选导入重组质粒的受体细胞
(3) ①. ③④ ②. 将不含P基因的空质粒导入乳腺癌细胞
(4) ①. 抑制 ②. 促进 (5)BC
【解析】
【小问1详解】
CO₂溶于培养液形成碳酸,维持培养液 pH,CO₂不足,pH异常升高;癌细胞失去接触抑制,会无限增殖,长满培养瓶后继续分裂;定期更换培养液可清除代谢废物,补充营养,防止代谢有害物质积累伤害细胞;胰蛋白酶处理时间过长,会过度分解细胞膜表面蛋白质,损伤细胞,甚至造成细胞破裂死亡。
【小问2详解】
启动子是RNA聚合酶识别、结合位点,驱动基因转录;质粒上复制原点保证质粒在受体细胞自主复制;卡那霉素抗性基因的目的是作为标记基因,筛选成功导入质粒( 重组质粒 )的受体细胞。
【小问3详解】
转录方向向左,P基因右侧(ATGCCT)要匹配 BglⅡ 位点,左侧(CCGTGT)匹配SpeⅠ;引物5'端要带上对应限制酶识别序列。上游引物(与模板3'端结合)选③,下游引物选④。对照原则需遵循单一变量,排除质粒载体本身对细胞增殖的影响,对照组需将不含P基因的空质粒导入乳腺癌细胞。
【小问4详解】
启动子甲基化,会抑制基因转录,使S基因难以转录出mRNA;S基因抑制DNA损伤修复、抑制肿瘤增殖;P抑制S基因 →DNA损伤修复恢复,肿瘤细胞抵抗化疗药物,促进肿瘤耐药。
【小问5详解】
A、PCR引物方向是5'→3',子链沿5'→3'延伸,应选引物②和③,不是①和④,A错误;
B、PCR第3轮循环结束,首次出现两端都结合引物的目标片段,B正确;
C、限制酶在目的基因两侧各切1处,每切1个切口断裂2个磷酸二酯键;2个切口,一共破坏4个磷酸二酯键,C正确;
D、PCR循环n次共产生2n个DNA分子,共含2×2n条脱氧核苷酸链,其中2条为原始模板链无需引物,新合成的DNA链数为2(n+1)-2条,每条新链需要1个引物,因此共需要2(n+1)-2个引物,D错误。
25. 慢性应激会导致体内糖皮质激素(GC)水平升高,进而造成免疫失调及行为异常。调控过程如图所示。
回答下列问题:
(1)GC的分泌过程中存在分级调节,除了肾上腺皮质外,机体内还存在__________(填两种内分泌腺)也受调控轴的分级调节。分级调节可逐级放大激素的调节效应,表明激素调节具有__________特点。这种调节方式在神经系统中同样存在,例如成人能有意识地控制排尿,是因为高级中枢__________对低级中枢__________进行着调控。
(2)参与机体血糖调节的激素有多种,其中GC通过促进__________而升高血糖。研究发现,慢性应激导致下丘脑GC受体表达下降,据此分析,慢性应激导致体内GC水平升高的原因是__________。
(3)通过束缚处理(每日束缚4小时,连续21天)可构建慢性应激模型小鼠。为证明慢性应激造成免疫细胞分泌细胞因子F过量,进而导致小鼠行为异常(糖水偏好率下降),研究人员以正常小鼠、免疫细胞F基因敲降小鼠(F表达量低,糖水偏好率处于正常水平)为材料进行实验。完善下列实验思路并预测实验结果。
实验思路:
实验分为3组:
甲组,正常小鼠+无束缚处理;
乙组,正常小鼠+束缚处理;
丙组,__________。
处理后,统计并分析各组小鼠糖水偏好率和免疫细胞分泌的F水平。
预期实验结果:
①若__________,则证明慢性应激会造成小鼠的行为异常,且与F过量相关;
②如果①已被证实,若__________,则证明慢性应激通过F导致小鼠行为异常。
【答案】(1) ①. 甲状腺、性腺 ②. 微量高效 ③. 大脑皮层 ④. 脊髓
(2) ①. 肝细胞将氨基酸等非糖类物质转化为葡萄糖 ②. 下丘脑GC受体减少,GC对下丘脑的负反馈抑制作用减弱,CRH和ACTH分泌增多,通过分级调节使GC分泌增加,因此GC水平升高
(3) ①. 免疫细胞F基因敲降小鼠+束缚处理 ②. 与甲组相比,乙组F水平更高,糖水偏好率更低 ③. 丙组糖水偏好率与甲组接近,显著高于乙组
【解析】
【小问1详解】
下丘脑-垂体-靶腺的分级调节轴除了下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴,还包括下丘脑-垂体-甲状腺轴、下丘脑-垂体-性腺轴,因此甲状腺、性腺也受分级调控。分级调节可逐级放大激素的调节效应,表明激素调节具有微量高效的特点。排尿反射中,低级中枢位于脊髓,受高级中枢大脑皮层的调控,因此成人可有意识地控制排尿,
【小问2详解】
糖皮质激素升血糖的机制是促进氨基酸、脂肪等非糖物质转化为葡萄糖,由图可知GC对下丘脑、垂体存在负反馈抑制,当下丘脑GC受体表达下降,GC的负反馈抑制作用减弱,下丘脑会分泌更多CRH,进而促进垂体分泌ACTH增多,最终使肾上腺皮质分泌GC增加,导致GC水平升高。
【小问3详解】
实验目的是验证“慢性应激→F过量→行为异常(糖水偏好下降)”,遵循单一变量原则,甲组为正常小鼠无束缚、乙组为正常小鼠束缚,丙组需要设置为免疫细胞F敲降小鼠束缚处理,来验证F的作用:①若慢性应激会造成小鼠的行为异常,且与F过量相关,则慢性应激会让正常小鼠F升高、糖水偏好降低,即与甲组相比,乙组F水平更高,糖水偏好率更低。②若慢性应激确实通过F过量导致行为异常,那么F敲降后,即使接受束缚处理,也不会出现行为异常,因此丙组糖水偏好接近正常甲组,显著高于乙组。
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