精品解析:黑龙江省大庆市萨尔图区大庆实验中学2026-2027学年高三上学期9月阶段检测生物试题
2026-09-23
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内容正文:
大庆实验中学2026—2027学年度上学期高三年级阶段考试
生物学试题
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、单项选择题:本大题共15小题,每小题2分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求。
1. 显微镜是生物学研究中重要的实验设备,下列有关说法正确的是( )
A. 高倍光学显微镜下观察酵母菌时,细胞核、线粒体和核糖体清晰可见
B. 若要观测的物像在视野左上方,需将装片向右下方移动后才能转换高倍镜
C. 用黑藻制作临时装片,显微镜下可观察到叶绿体在黑藻细胞内的运动情况
D. 利用电子显微镜,罗伯特森看到细胞膜由“亮—暗—亮”的三层结构构成
2. 2026年央视“3.15”晚会曝光部分水产企业在虾仁加工过程中,违规超量添加“复合磷酸盐”保水剂。磷酸盐改变肌肉蛋白的电荷分布,使蛋白质分子间斥力增加,空间结构变得疏松,从而吸收并保持大量水分,导致虾仁增重超过20%。下列叙述错误的是( )
A. 复合磷酸盐处理后的虾仁蛋白,不能与双缩脲试剂反应呈紫色
B. 水分子与蛋白质分子结合后,失去了流动性和溶解性成为结合水
C. 磷酸盐能保持水分,说明无机盐对维持细胞的水盐平衡有重要作用
D. 磷酸盐参与合成ATP、DNA等,但大量食用“保水虾仁”不利于健康
3. 斑点钝口螈胚胎与绿藻存在独特的内共生关系,绿藻常聚集在斑点钝口螈胚胎细胞线粒体周围,通过光合作用为其提供有机物,下列叙述正确的是( )
A. 绿藻细胞进行光合作用的场所为细胞质基质
B. 绿藻周围的线粒体能及时利用葡萄糖氧化分解供能
C. 斑点钝口螈细胞的细胞核是其细胞代谢和遗传的中心
D. 线粒体能从绿藻中获得氧气,并为绿藻提供二氧化碳
4. 单半乳糖甘油二酯(MGDG)和双半乳糖甘油二酯(DGDG)是蓝细菌光合片层(蓝细菌进行光反应的场所)膜、叶绿体类囊体膜的主要膜脂,其结构如图所示。下列说法错误的是( )
A. 在类囊体膜中,脂肪酸位于双分子层结构内部
B. MGDG和DGDG分子间分布着固定CO2的酶
C. 上述两种膜的脂质成分相似支持“叶绿体起源于蓝细菌”假说
D. 在缺磷环境中,上述两种膜中的MGDG和DGDG含量会上升
5. 通道蛋白广泛存在于植物叶肉细胞和保卫细胞的细胞膜上。气孔的开闭与保卫细胞的细胞壁伸缩性、水的渗透作用密切相关,保卫细胞吸水时气孔开放,其结构如图1所示。甲同学将图1保卫细胞分别放在不同浓度的蔗糖溶液①、②、③中,气孔状态如图2中的a、b、c所示。乙同学将叶肉细胞放置于一定浓度的乙二醇溶液中,观察一段时间,并测量M值(外界溶液浓度/细胞液浓度),结果如图3所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 保卫细胞吸水的主要方式是协助扩散,水分子不与通道蛋白结合
B. 图2中,保卫细胞b吸水能力大于c,蔗糖溶液的浓度是①>②>③
C. 图3中t0~t1阶段,细胞的吸水能力逐渐增强,t1后乙二醇进入细胞
D. 乙同学适当升温后重新测量,水分子进出达到动态平衡的时间会提前
6. 皮肤表皮细胞膜上存在氨基酸转运蛋白EAAT。皮肤表皮细胞刚受损时,周围细胞分泌蛋白质类表皮生长因子EGF,EGF与皮肤表皮细胞膜上特异性受体结合后激活胞内信号通路,促进囊泡将EAAT转运至细胞膜,提升细胞摄取氨基酸的速率,加快细胞修复。若皮肤表皮细胞长期接触紫外线而持续受损,会启动另一信号,诱导膜上EAAT胞吞后被溶酶体降解。下列叙述正确的是( )
A. 囊泡将EAAT转运至细胞膜的过程不需要蛋白质参与
B. EGF是分泌蛋白,其在附于内质网上的核糖体开始合成
C. 长期紫外线照射会使表皮细胞膜上EAAT数量减少,促进细胞修复
D. EGF作为信号分子起作用的过程体现了细胞膜能进行细胞间信息交流
7. 某实验小组取鸡蛋清加入蒸馏水混匀并加热一段时间后,过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物,探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响,实验结果如下图所示。当温度设置为67℃时,滤液始终未变澄清。下列叙述正确的是( )
A. 实验的自变量是温度和滤液变澄清时间,因变量是酶活性
B. 实验后将67℃实验组的温度降为47℃,滤液不会变澄清
C. 温度低于47℃时,该酶的活性随着温度升高而逐渐提高
D. 若要对该蛋白酶进行保存,则应该在47℃条件下保存
8. 活鱼被宰杀后,鱼肉中的ATP会在一系列酶的作用下,最终降解为次黄嘌呤和核糖,如下图所示。IMP具有鲜味而次黄嘌呤和核糖无鲜味。下列叙述正确的是( )
A. ATP脱去2个磷酸基团后是构成RNA的基本组成单位之一
B. 可在IMP降解前有效抑制腺苷脱氢酶的活性以保持鱼肉鲜味
C. 腺苷脱氢酶、酸性磷酸酶、酶X都能为化学反应提供活化能
D. 活细胞内ATP含量很高,以保证为细胞生命活动持续供能
9. 细胞衰老是由压力源(如DNA损伤、氧化应激等)触发的稳定的细胞周期停滞状态,调控机制如图所示。研究表明,miR-302b通过调控Cdkn 1a蛋白来逆转衰老细胞的细胞周期停滞。下列叙述错误的是( )
A. 压力源可通过促进Cdkn 1a蛋白的抑制作用来调节细胞周期
B. 压力源引起衰老细胞中各种酶的活性降低导致细胞周期停滞
C. CDK/Cyclin复合物活性升高可能使细胞周期的停滞发生逆转
D. 适当提高细胞中miR-302b的活性有助于延缓细胞衰老
10. 图1中的数字标号表示高等生物个体发育和生殖相关的生理过程;图2中的盒和小球用于模拟基因分离定律和自由组合定律,下列有关叙述正确的是( )
A. 盒中小球总数必须相同,利用Ⅰ、Ⅲ可验证分离定律
B. 从Ⅰ和Ⅲ中抓取小球并组合在一起,模拟了②③过程
C. 将Ⅱ和Ⅳ中的小球放在同一盒内,可用于验证自由组合定律
D. 从Ⅰ和Ⅱ中抓取小球并组合在一起,模拟了②③过程
11. 某种雌雄同株异花植物的果实有甜果、酸甜果和酸果三种风味,受一对等位基因B/b控制,B基因是“自私基因”,杂合子产生配子时B基因能“杀死”部分基因型为b的雄配子。甜果(BB)与酸果(bb)杂交,F1全为酸甜果,F1自交F2中甜果∶酸甜果∶酸果=2∶3∶1,下列分析错误的是( )
A. B基因与b基因不同的原因是碱基排列顺序不同
B. F1产生的基因型为b的雄配子有1/2被“杀死”
C. F2自交,后代甜果∶酸甜果∶酸果=2∶1∶1
D. F2随机传粉交配,后代酸果植株占25/228
12. 关于“DNA是主要的遗传物质”的探究实验,下列叙述正确的是( )
A. 噬菌体侵染细菌实验依次分为培养、混合、离心、搅拌和检测等步骤
B. 烟草花叶病毒的感染实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA
C. 噬菌体侵染细菌实验中,细菌裂解后得到的噬菌体只有一部分带有32P标记
D. 肺炎链球菌体外转化实验中,转化来的S型活细菌中不含R型细菌的遗传物质
13. 如图表示某核基因编码区部分碱基序列,在生物体内其指导合成的肽链的氨基酸序列为“甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……”。下列叙述错误的是( )
注:AUG(起始密码子)对应甲硫氨酸;CAU、CAC对应组氨酸;ACC对应苏氨酸;CCU对应脯氨酸;AAC对应赖氨酸;UCC对应丝氨酸;UAA为终止密码子。
A. 若第3对碱基对发生替换,会导致该基因不能转录
B. 若①链第6位碱基A替换成G,则合成的肽链不会改变
C. ②链的左侧是5′端,右侧是3′端,启动子位于该片段的左侧
D. 若第6对碱基对后面插入一个碱基对A/T,则合成的肽链会变短
14. 研究表明,猿类(包括人类、黑猩猩、大猩猩等不同物种)的Y染色体差异较大。不同物种间Y染色体的长度因DNA重复序列的数量和类型不同而存在明显差异,并且Y染色体上含有大量物种特异性基因。下列说法正确的是( )
A. 由于黑猩猩与大猩猩的亲缘关系较近,因此二者不存在生殖隔离
B. Y染色体的长度差异和基因序列差异可作为细胞水平上猿类进化的证据
C. Y染色体上的DNA重复序列可能源于染色体变异,不能决定猿类进化方向
D. X和Y染色体存在同源区段,在有丝分裂前期二者能联会配对
15. 在自然选择过程中,种群内某一具有选择优势的突变会在群体中迅速扩散。由于遗传连锁,该优势突变附近的中性甚至不利突变基因可能通过“搭车”效应而频率升高,导致该区域遗传多样性显著下降,这种现象称为“选择扫荡”。下列相关叙述正确的是( )
A. 选择扫荡过程不能定向改变种群的基因频率,因此该种群未发生进化
B. 选择扫荡导致局部遗传多样性下降,可能降低该种群适应新环境的能力
C. 自然状态下,选择扫荡可能会导致种群不经过隔离而形成新物种
D. 不利突变基因因“搭车”而频率升高,说明自然选择可以违背其原有的方向
二、不定项选择题:本大题共5小题,每小题3分,共15分,在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求,每道题全对得3分,选对但不全得1分,有选错得0分。
16. 将含番茄植株的密闭容器置于黑暗环境中,一段时间内容器中CO2浓度和O2浓度的变化速率如图所示,若细胞呼吸底物全部是葡萄糖,曲线中MN=NK。下列说法错误的是( )
A. 图中曲线a表示O2浓度变化速率
B. 甲时刻之前,番茄植株有氧呼吸和无氧呼吸速率相同
C. 甲到乙期间,番茄植株无氧呼吸消耗葡萄糖占比增大
D. 乙时刻,无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为1∶1
17. 硒代半胱氨酸(C3H7NO2Se)是组成人体蛋白质的一种非必需氨基酸。硒在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐()等形式存在,某些微生物能将还原为低毒性的单质硒。科研人员选用细菌H作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究,实验设计及结果见下表,下列叙述正确的是( )
组号
处理条件
的吸收速率(nmol.10-9个细胞)
I
将细菌H放入液体培养基
5
II
将细菌H放入含AgNO3(通道蛋白抑制剂)的液体培养基
1
III
将细菌H放入含2,4-DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基
4
IV
将细菌H放入含亚硫酸盐()的液体培养基
<0.5
A. 人体细胞能合成硒代半胱氨酸,也可从食物中获得,其侧链基团为-CH4Se
B. 分析I组、III组结果,推测细菌H吸收的过程需线粒体提供少量能量
C. 分析I组、II组、III组结果,推测细菌H主要通过易化扩散的方式吸收
D. 分析I组、IV组结果,推测亚硫酸盐可能会与竞争细胞膜上的转运蛋白
18. 科学家利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验,涉及的两对相对性状分别是:圆形果(圆)与长形果(长),单一花序(单)与复状花序(复)。实验结果如下表,下列叙述正确的是( )
实验
亲代
F1
F2
实验一
圆单×长复
圆单
660圆单、90圆复、90长单、160长复
实验二
圆复×长单
圆单
510圆单、240圆复、240长单、10长复
A. 控制上述两对相对性状的基因均遵循基因的分离定律
B. 控制上述两对相对性状的基因位于两对同源染色体上
C. 实验一的F2中基因型与F1基因型相同的个体约占34%
D. 实验二F1在产生配子时约有20%的初级性母细胞发生互换
19. 核DNA复制时会出现复制泡和复制叉,如图所示,其中a~h代表相应位置,“→”表示子链延伸的方向。某DNA分子片段含50个碱基对,其中一条链中的(T+A)/(G+C)=2/3。下列说法错误的是( )
A. a、d处为DNA链的3′端,b、c处有游离的磷酸基团
B. 一个复制起点产生两个复制叉可避免DNA复制时出现差错
C. 该DNA分子连续复制5次需消耗640个腺嘌呤脱氧核苷酸
D. 图中c处子链的合成与f处子链的连接用到酶的种类不同
20. PLM法是测定细胞周期的经典方法,其原理及过程如下:TdR可抑制DNA复制,使处于S期的细胞受到抑制,其他时期的细胞不受影响,洗去TdR后,S期细胞继续分裂。用3H-TdR(胸腺嘧啶脱氧核苷)短期体外培养细胞,使S期的全部细胞被3H标记,然后将3H-TdR洗脱,置换新鲜培养液并继续培养。随后,每隔一段时间定期取样并检测放射性,计算M期标记细胞数占M期细胞总数的比例(PLM),可确定细胞周期各时期的时长。下表为实验过程中记录的一些时间数据。下列叙述正确的是( )
时间点
实验现象
t0时
置换新鲜培养液并开始培养
t1(t1=t0+3 h)时
M期开始出现被标记的细胞
t2(t2=t1+2 h)时
PLM值刚达到100%
t3(t3=t2+4 h)时
PLM值开始减小
t4(t4=t3+9 h)时
M期再次开始出现被标记的细胞
注:分裂间期依次包含G1、S、G2三个时期,其中S期完成DNA复制,G1期和G2期完成相关蛋白质的合成,为后续阶段做准备,分裂期用M表示
A. G1期合成的相关蛋白可能有解旋酶,G2期合成的相关蛋白可能与纺锤体形成相关
B. 若培养液中加入32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸,其会在G1、G2和M期被大量利用
C. 从M期开始出现被标记的细胞,到PLM值刚达到100%,所经历的时间为M期时长
D. 由表可知,该细胞的细胞周期总时长为15 h,其中G2期时长为3 h,S期时长为6 h
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
三、填空题:本大题共5小题,每小题11分,共55分。把答案填在答题卡的相应位置。
21. 重唇石斛的碳同化途径兼具C3和CAM途径(CAM途径机制如图1所示)的特征。请回答下列问题。
(1)重唇石斛在特定条件下可协同进行C3和CAM途径,此时CO2固定的具体场所有__________。夜间叶肉细胞的细胞呼吸减弱会影响苹果酸的生成,据图分析其原因是细胞呼吸减弱,为苹果酸的合成提供的__________减少。当受到重度干旱胁迫时,重唇石斛启动CAM途径,白天气孔关闭,进行卡尔文循环所需的CO2来源于__________。
(2)研究人员在夏季晴朗天气测定了重唇石斛净光合速率和气孔的日变化,结果如图2、图3所示。请据图回答下列问题。
①00:00-06:00期间,重唇石斛叶片__________(填“能”或“不能”)进行光合作用。
②06:00-10:00期间,重唇石斛叶片净光合速率快速上升,此时影响光合作用速率的主要环境因素是__________。
③10:00-14:00期间,叶片净光合速率快速下降的主要原因是_______________。
22. 某昆虫的G、g和H、h两对基因都位于常染色体上且独立遗传。图甲表示基因型为GgHh的雌虫处于细胞分裂不同时期的图像(染色体未发生互换)其中A表示卵原细胞,图乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线。请回答下列问题。
(1)正常情况下,甲图中含有等位基因的细胞有__________(填字母),B细胞的染色体组数是D细胞的__________倍。
(2)甲图中的F细胞所处的分裂时期属于乙图中的__________(填数字标号)阶段。G、g和H、h两对基因自由组合发生在图乙的__________(填数字标号)阶段。
(3)该昆虫某一雄性个体的两条非同源染色体相互连接形成了一条异常染色体,在减数分裂时三条染色体配对情况如图丙所示。研究表明含有同源着丝粒的一对染色体(Ⅱ与Ⅲ)在减数第一次分裂后期分离,另一条染色体随机分配。(注:只含G/g或H/h基因的雄配子不育,染色体变异不影响子代个体存活,不考虑其他变异)该雄虫产生可育配子的基因型为__________;若该雄虫与基因型为GgHh的正常雌虫交配,则含有异常染色体的子代中,杂合子占__________。
23. 蓝灰色羽毛是野生型岩鸽的典型特征,羽色由两对基因(B/b,A/a)控制,其中B控制蓝灰色,b控制红棕色,杂合时表现为浅灰色。A/a基因不控制具体的羽色性状,仅与羽毛色素合成有关,当某一个基因纯合时,表现为白羽。科研小组选取纯合蓝灰羽雄鸽与纯合白羽雌鸽杂交,F1全为浅灰羽,F1雌雄相互交配所得F2中浅灰羽∶蓝灰羽∶红棕羽∶白羽=6∶3∶3∶4,其中白羽全为雌鸽(注:ZW视为纯合子)。不考虑Z、W染色体同源区段的遗传,每一代雌、雄个体数相等。回答下列问题:
(1)亲本纯合蓝灰羽雄鸽与纯合白羽雌鸽的基因型分别为__________。
(2)F2中A的基因频率为__________(用分数表示)。在F2的白羽个体中,与亲本基因型不同的个体的比例为__________。F2中的蓝灰羽雄鸽与红棕羽雌鸽随机交配,后代中浅灰羽个体的比例为__________。
(3)家蚕的性染色体与野生型岩鸽的相同,雌性家蚕的性染色体组成为ZW。研究人员使用X射线获得了甲、乙两只雌性突变体,均发生了Z染色体的片段缺失,利用Z染色体上不同区域对应引物进行PCR,结果如图。据图分析,与甲相比,乙缺失的Z染色体片段__________(填“更长”“更短”或“等长”),判断的依据是__________。
24. 安格曼综合征(AS)是一种罕见的神经发育疾病,病症包括严重的智力、运动、语言障碍以及癫痫发作等,大多数患者婴儿期即出现明显症状。
(1)15号染色体上的母源UBE3A基因缺失或突变是AS常见致病原因,该基因在大脑成熟神经元中仅母源基因表达,父源基因沉默,其编码的酶对神经元功能非常重要。图1是一个AS家族系谱图,II-IV代基因测序显示II-1、II-3、III-2及4位患者均为携带突变基因的杂合子。
II-1和IV-1均携带致病基因但表型不同,是由于其致病基因分别来自__________。III-1和III-2再生育一个孩子,子代是正常男孩的概率为__________。
(2)研究者对父源UBE3A基因在成熟神经元中特异性沉默的机制进行探索。
①研究发现,UBE3A基因的表达受其上游区域调控,原理见图2。在成熟神经元中,SNHG14基因转录产物延伸覆盖UBE3A基因,与UBE3A基因的转录发生碰撞,使__________酶均从模板上停滞并解离,导致父源UBE3A基因无法产生全长成熟mRNA进而沉默。而母源的UBE3A基因能够正常表达的原因是__________。
②下列相关说法正确的是__________。
a.控制AS的基因遗传时不遵循基因分离定律
b.父源UBE3A基因特异性沉默属于表观遗传现象
c.UBE3A基因通过控制酶的合成直接控制性状
d.构建含正常UBE3A基因的表达载体可用于治疗AS
(3)约3~5%的AS是由两条15号染色体来自同一亲本所致(单亲源二倍体)。现有一名上述类型的患者,若其双亲均不携带致病基因,则该患者两条15号染色体的来源是__________(填“均来自父亲”或“均来自母亲”或“一条来自父亲,一条来自母亲”)。
25. 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4种脱氧核苷酸、含Mg2+的缓冲液、水和__________。为使GFP基因能正确插入载体中,在设计引物时,R和F的5′端需分别添加限制酶__________的识别序列。若用引物R和F进行PCR扩增时,没能扩增出GFP基因片段,从PCR操作过程中温度控制角度分析,可能的原因有__________(写出2点)。
(2)图乙为构建后的重组载体,外侧链为α链,内侧链为β链,据图判断,基因GFP转录时的编码链(非模板链)属于__________(填“α”或“β”)链的片段。
(3)将重组载体导入小鼠的受精卵中,获得杂合小鼠。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4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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大庆实验中学2026—2027学年度上学期高三年级阶段考试
生物学试题
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、单项选择题:本大题共15小题,每小题2分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求。
1. 显微镜是生物学研究中重要的实验设备,下列有关说法正确的是( )
A. 高倍光学显微镜下观察酵母菌时,细胞核、线粒体和核糖体清晰可见
B. 若要观测的物像在视野左上方,需将装片向右下方移动后才能转换高倍镜
C. 用黑藻制作临时装片,显微镜下可观察到叶绿体在黑藻细胞内的运动情况
D. 利用电子显微镜,罗伯特森看到细胞膜由“亮—暗—亮”的三层结构构成
【答案】C
【解析】
【详解】A、高倍光学显微镜无法观察到核糖体这类亚显微结构,只有电子显微镜才能观测到核糖体,A错误;
B、显微镜成上下、左右均颠倒的虚像,物像位于视野左上方时,需将装片向左上方移动才能将物像移到视野中央,再转换高倍镜,B错误;
C、黑藻叶片薄、由单层细胞构成,叶绿体体积大易观察,活细胞的细胞质处于流动状态,因此显微镜下可观察到叶绿体随细胞质流动的运动情况,C正确;
D、罗伯特森在电子显微镜下观察到的细胞膜结构为“暗—亮—暗”三层,对应蛋白质-脂质-蛋白质的结构,选项中结构顺序描述错误,D错误。
2. 2026年央视“3.15”晚会曝光部分水产企业在虾仁加工过程中,违规超量添加“复合磷酸盐”保水剂。磷酸盐改变肌肉蛋白的电荷分布,使蛋白质分子间斥力增加,空间结构变得疏松,从而吸收并保持大量水分,导致虾仁增重超过20%。下列叙述错误的是( )
A. 复合磷酸盐处理后的虾仁蛋白,不能与双缩脲试剂反应呈紫色
B. 水分子与蛋白质分子结合后,失去了流动性和溶解性成为结合水
C. 磷酸盐能保持水分,说明无机盐对维持细胞的水盐平衡有重要作用
D. 磷酸盐参与合成ATP、DNA等,但大量食用“保水虾仁”不利于健康
【答案】A
【解析】
【详解】A、双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应的原理是和蛋白质中的肽键结合,复合磷酸盐仅改变了蛋白质的空间结构,并未破坏肽键,因此处理后的虾仁蛋白仍能与双缩脲试剂反应呈紫色,A错误;
B、结合水是与蛋白质等亲水性物质结合的水,特点是失去流动性和溶解性,B正确;
C、磷酸盐属于无机盐,可通过调节渗透压保持水分,体现了无机盐维持细胞水盐平衡的功能,C正确;
D、ATP、DNA的组成元素都含有P,合成时需要磷酸盐作为原料,过量摄入磷酸盐会增加人体代谢负担,不利于健康,D正确。
3. 斑点钝口螈胚胎与绿藻存在独特的内共生关系,绿藻常聚集在斑点钝口螈胚胎细胞线粒体周围,通过光合作用为其提供有机物,下列叙述正确的是( )
A. 绿藻细胞进行光合作用的场所为细胞质基质
B. 绿藻周围的线粒体能及时利用葡萄糖氧化分解供能
C. 斑点钝口螈细胞的细胞核是其细胞代谢和遗传的中心
D. 线粒体能从绿藻中获得氧气,并为绿藻提供二氧化碳
【答案】D
【解析】
【详解】A、绿藻属于真核生物,其进行光合作用的场所是叶绿体,而非细胞质基质,A错误;
B、葡萄糖不能直接进入线粒体被氧化分解,其需先在细胞质基质中分解为丙酮酸后,才能进入线粒体进一步氧化分解,B错误;
C、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,细胞代谢的主要场所是细胞质基质,并非细胞核,C错误;
D、绿藻通过光合作用产生氧气,可被周围的线粒体用于有氧呼吸;线粒体有氧呼吸产生的二氧化碳可作为绿藻光合作用的原料,D正确。
4. 单半乳糖甘油二酯(MGDG)和双半乳糖甘油二酯(DGDG)是蓝细菌光合片层(蓝细菌进行光反应的场所)膜、叶绿体类囊体膜的主要膜脂,其结构如图所示。下列说法错误的是( )
A. 在类囊体膜中,脂肪酸位于双分子层结构内部
B. MGDG和DGDG分子间分布着固定CO2的酶
C. 上述两种膜的脂质成分相似支持“叶绿体起源于蓝细菌”假说
D. 在缺磷环境中,上述两种膜中的MGDG和DGDG含量会上升
【答案】B
【解析】
【详解】A、生物膜的基本支架为脂质双分子层,脂肪酸属于疏水的尾部,位于双分子层的疏水环境内部,类囊体膜属于生物膜,因此脂肪酸位于双分子层结构内部,A正确;
B、固定CO2属于暗反应的过程,暗反应的场所是叶绿体基质(蓝细菌的暗反应场所为细胞质基质),固定CO2的酶不在类囊体膜(光合片层)上分布,B错误;
C、蓝细菌光合片层膜和叶绿体类囊体膜的脂质成分高度相似,说明二者存在较近的亲缘关系,可作为“叶绿体起源于蓝细菌”的内共生假说的证据,C正确;
D、磷脂的组成元素包含P,而MGDG和DGDG的头部为半乳糖,不含P元素,缺磷环境中磷脂合成受阻,生物膜会更多利用这两种不含磷的膜脂替代磷脂,因此二者含量会上升,D正确。
5. 通道蛋白广泛存在于植物叶肉细胞和保卫细胞的细胞膜上。气孔的开闭与保卫细胞的细胞壁伸缩性、水的渗透作用密切相关,保卫细胞吸水时气孔开放,其结构如图1所示。甲同学将图1保卫细胞分别放在不同浓度的蔗糖溶液①、②、③中,气孔状态如图2中的a、b、c所示。乙同学将叶肉细胞放置于一定浓度的乙二醇溶液中,观察一段时间,并测量M值(外界溶液浓度/细胞液浓度),结果如图3所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 保卫细胞吸水的主要方式是协助扩散,水分子不与通道蛋白结合
B. 图2中,保卫细胞b吸水能力大于c,蔗糖溶液的浓度是①>②>③
C. 图3中t0~t1阶段,细胞的吸水能力逐渐增强,t1后乙二醇进入细胞
D. 乙同学适当升温后重新测量,水分子进出达到动态平衡的时间会提前
【答案】C
【解析】
【详解】A、水分子通过水通道蛋白的运输方式为协助扩散,通道蛋白转运物质时不需要与被转运分子结合,因此保卫细胞吸水的主要方式是协助扩散,水分子不与通道蛋白结合,A正确;
B、气孔越小说明保卫细胞失水越多,细胞液浓度越高,吸水能力越强,因此b的吸水能力大于c;外界蔗糖溶液浓度越高,保卫细胞失水越多,气孔越小,气孔状态a、b、c分别对应蔗糖溶液①、②、③,因此浓度关系为①>②>③,B正确;
C、乙二醇是脂溶性小分子,可通过自由扩散从t0时刻就开始进入细胞,并非t1后才进入;t0~t1阶段M值大于1,细胞失水,细胞液浓度升高,吸水能力逐渐增强,后半句描述错误,C错误;
D、适当升温会加快分子运动速率,使水分子和乙二醇的跨膜运输速率加快,因此水分子进出达到动态平衡的时间会提前,D正确。
6. 皮肤表皮细胞膜上存在氨基酸转运蛋白EAAT。皮肤表皮细胞刚受损时,周围细胞分泌蛋白质类表皮生长因子EGF,EGF与皮肤表皮细胞膜上特异性受体结合后激活胞内信号通路,促进囊泡将EAAT转运至细胞膜,提升细胞摄取氨基酸的速率,加快细胞修复。若皮肤表皮细胞长期接触紫外线而持续受损,会启动另一信号,诱导膜上EAAT胞吞后被溶酶体降解。下列叙述正确的是( )
A. 囊泡将EAAT转运至细胞膜的过程不需要蛋白质参与
B. EGF是分泌蛋白,其在附于内质网上的核糖体开始合成
C. 长期紫外线照射会使表皮细胞膜上EAAT数量减少,促进细胞修复
D. EGF作为信号分子起作用的过程体现了细胞膜能进行细胞间信息交流
【答案】D
【解析】
【详解】A、囊泡将EAAT转运至细胞膜属于胞吐过程,该过程需要囊泡膜与细胞膜上的特异性蛋白识别、结合才能完成膜融合,同时囊泡的运输也需要细胞骨架(蛋白质类)等参与,因此需要蛋白质参与,A错误;
B、EGF是分泌蛋白,分泌蛋白的合成始于游离的核糖体,此后附着在内质网上继续合成肽链,后续还需要内质网、高尔基体进行加工,B错误;
C、长期紫外线照射会诱导膜上EAAT被胞吞降解,使细胞膜上EAAT数量减少,细胞摄取氨基酸的速率下降,会减慢细胞修复,C错误;
D、EGF是周围细胞分泌的信号分子,通过与靶细胞膜上的特异性受体结合传递调节信息,该过程体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能,D正确。
7. 某实验小组取鸡蛋清加入蒸馏水混匀并加热一段时间后,过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物,探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响,实验结果如下图所示。当温度设置为67℃时,滤液始终未变澄清。下列叙述正确的是( )
A. 实验的自变量是温度和滤液变澄清时间,因变量是酶活性
B. 实验后将67℃实验组的温度降为47℃,滤液不会变澄清
C. 温度低于47℃时,该酶的活性随着温度升高而逐渐提高
D. 若要对该蛋白酶进行保存,则应该在47℃条件下保存
【答案】B
【解析】
【详解】A、本实验的自变量为温度,滤液变澄清时间是衡量酶活性的观测指标,属于因变量的检测对象,并非自变量,A错误;
B、67℃时滤液始终未变澄清,说明高温已经破坏了该蛋白酶的空间结构,使酶永久失活,即使降低温度至47℃,酶活性也无法恢复,因此滤液不会变澄清,B正确;
C、本实验仅设置了27℃、37℃、47℃几个低于47℃的实验组,只能说明在实验设置的27~47℃范围内酶活性随温度升高而提高,无法得出所有低于47℃的温度下都符合该规律的结论,C错误;
D、酶应该在低温条件下保存,以维持其空间结构稳定,47℃是该酶活性较高的温度,不适合保存酶,D错误。
8. 活鱼被宰杀后,鱼肉中的ATP会在一系列酶的作用下,最终降解为次黄嘌呤和核糖,如下图所示。IMP具有鲜味而次黄嘌呤和核糖无鲜味。下列叙述正确的是( )
A. ATP脱去2个磷酸基团后是构成RNA的基本组成单位之一
B. 可在IMP降解前有效抑制腺苷脱氢酶的活性以保持鱼肉鲜味
C. 腺苷脱氢酶、酸性磷酸酶、酶X都能为化学反应提供活化能
D. 活细胞内ATP含量很高,以保证为细胞生命活动持续供能
【答案】A
【解析】
【详解】A、ATP的结构简式为,脱去2个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸,是构成RNA的基本组成单位之一,A正确;
B、IMP是AMP在腺苷脱氢酶催化下的产物,抑制腺苷脱氢酶活性会导致IMP无法合成,反而不能保留鲜味;若要保持鱼肉鲜味,应抑制IMP后续降解的相关酶,B错误;
C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,不能为化学反应提供活化能,C错误;
D、活细胞内ATP含量很低,但ATP与ADP的相互转化时刻快速进行且处于动态平衡,因此可以持续为细胞生命活动供能,D错误。
9. 细胞衰老是由压力源(如DNA损伤、氧化应激等)触发的稳定的细胞周期停滞状态,调控机制如图所示。研究表明,miR-302b通过调控Cdkn 1a蛋白来逆转衰老细胞的细胞周期停滞。下列叙述错误的是( )
A. 压力源可通过促进Cdkn 1a蛋白的抑制作用来调节细胞周期
B. 压力源引起衰老细胞中各种酶的活性降低导致细胞周期停滞
C. CDK/Cyclin复合物活性升高可能使细胞周期的停滞发生逆转
D. 适当提高细胞中miR-302b的活性有助于延缓细胞衰老
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题图可知,压力源可促进Cdkn1a蛋白合成,Cdkn1a蛋白可抑制CDK/Cyclin复合物的功能,进而调控细胞周期,即压力源可通过促进Cdkn1a蛋白的抑制作用调节细胞周期,A正确;
B、细胞衰老时是多种酶的活性降低,并非所有酶(即“各种酶”)活性都降低,且题图显示细胞周期停滞是压力源通过Cdkn1a蛋白抑制CDK/Cyclin复合物功能导致的,并非各种酶活性降低导致,B错误;
C、CDK/Cyclin复合物可促进细胞周期进程,因此该复合物活性升高可能逆转细胞周期停滞状态,C正确;
D、题干表明miR-302b可通过调控Cdkn1a蛋白逆转衰老细胞的细胞周期停滞,因此适当提高细胞中miR-302b的活性有助于延缓细胞衰老,D正确。
10. 图1中的数字标号表示高等生物个体发育和生殖相关的生理过程;图2中的盒和小球用于模拟基因分离定律和自由组合定律,下列有关叙述正确的是( )
A. 盒中小球总数必须相同,利用Ⅰ、Ⅲ可验证分离定律
B. 从Ⅰ和Ⅲ中抓取小球并组合在一起,模拟了②③过程
C. 将Ⅱ和Ⅳ中的小球放在同一盒内,可用于验证自由组合定律
D. 从Ⅰ和Ⅱ中抓取小球并组合在一起,模拟了②③过程
【答案】D
【解析】
【详解】A、不同盒子小球总数不需要相同,只需同一盒子内两种小球数量相等;Ⅰ、Ⅲ 代表两对独立基因,用于验证自由组合定律,不能验证分离定律,A错误;
B、从Ⅰ和Ⅲ中抓取小球组合,模拟的是减数分裂时非同源染色体上非等位基因的自由组合,仅对应②过程,没有模拟受精的③过程,B错误;
C、验证自由组合定律需要将两对等位基因分置两个桶中(代表两对同源染色体),每次从两个桶各取一个小球组合;将Ⅱ和Ⅳ的小球放在同一盒内,无法正确模拟非等位基因的自由组合,C错误;
D、从Ⅰ(雌性配子盒)、Ⅱ(雄性配子盒)中分别抓取小球,模拟了减数分裂(②)过程中等位基因分离产生雌雄配子,将抓取的小球组合模拟了受精作用(③),因此整体模拟了②③过程,D正确。
11. 某种雌雄同株异花植物的果实有甜果、酸甜果和酸果三种风味,受一对等位基因B/b控制,B基因是“自私基因”,杂合子产生配子时B基因能“杀死”部分基因型为b的雄配子。甜果(BB)与酸果(bb)杂交,F1全为酸甜果,F1自交F2中甜果∶酸甜果∶酸果=2∶3∶1,下列分析错误的是( )
A. B基因与b基因不同的原因是碱基排列顺序不同
B. F1产生的基因型为b的雄配子有1/2被“杀死”
C. F2自交,后代甜果∶酸甜果∶酸果=2∶1∶1
D. F2随机传粉交配,后代酸果植株占25/228
【答案】D
【解析】
【详解】A、等位基因的本质差异是碱基(脱氧核苷酸)的排列顺序不同,A正确;
B、F1为Bb,雌配子正常,即B:b=1:1;若Bb产生的雄配子中1/2的b被杀死,则存活雄配子B:b=2:1,F2中bb占比为1/2(雌配子b)×1/3(雄配子b)=1/6,符合题干F2甜果:酸甜果:酸果=2:3:1的比例,B正确;
C、F2中BB占1/3、Bb占1/2、bb占1/6:BB自交后代全为BB,bb自交后代全为bb,Bb自交后代仍为BB:Bb:bb=2:3:1。计算得后代BB占比=1/3 + 1/2×2/6=1/2,Bb占比=1/2×3/6=1/4,bb占比=1/6 + 1/2×1/6=1/4,即比例为2:1:1,C正确;
D、随机传粉时,雌配子正常,b的频率为5/12;雄配子中,BB全产B、Bb产存活雄配子B:b=2:1、bb全产b,计算得存活雄配子中b的频率为1/3,后代酸果(bb)占比=5/12×1/3=5/36≠25/228,D错误。
12. 关于“DNA是主要的遗传物质”的探究实验,下列叙述正确的是( )
A. 噬菌体侵染细菌实验依次分为培养、混合、离心、搅拌和检测等步骤
B. 烟草花叶病毒的感染实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA
C. 噬菌体侵染细菌实验中,细菌裂解后得到的噬菌体只有一部分带有32P标记
D. 肺炎链球菌体外转化实验中,转化来的S型活细菌中不含R型细菌的遗传物质
【答案】C
【解析】
【详解】A、噬菌体侵染细菌实验的正确操作顺序是标记噬菌体、与未标记细菌混合保温、搅拌、离心、检测,选项中搅拌在离心之后,A错误;
B、烟草花叶病毒的感染实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,“主要是RNA”表述错误,“DNA是主要的遗传物质”是针对整个生物界的结论,不针对单一生物,B错误;
C、噬菌体侵染细菌时,仅亲代被32P标记的DNA进入细菌,DNA进行半保留复制,合成子代DNA的原料来自未被标记的细菌,因此细菌裂解后只有含亲代DNA母链的部分子代噬菌体带有32P标记,C正确;
D、肺炎链球菌体外转化的原理是基因重组,S型菌的DNA整合到R型菌的基因组中,因此转化得到的S型活细菌中仍含有R型细菌的大部分遗传物质,D错误。
13. 如图表示某核基因编码区部分碱基序列,在生物体内其指导合成的肽链的氨基酸序列为“甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……”。下列叙述错误的是( )
注:AUG(起始密码子)对应甲硫氨酸;CAU、CAC对应组氨酸;ACC对应苏氨酸;CCU对应脯氨酸;AAC对应赖氨酸;UCC对应丝氨酸;UAA为终止密码子。
A. 若第3对碱基对发生替换,会导致该基因不能转录
B. 若①链第6位碱基A替换成G,则合成的肽链不会改变
C. ②链的左侧是5′端,右侧是3′端,启动子位于该片段的左侧
D. 若第6对碱基对后面插入一个碱基对A/T,则合成的肽链会变短
【答案】A
【解析】
【详解】A、第3对碱基对位于基因编码区的内部,仅会影响转录出的mRNA上的对应密码子,从而影响翻译过程,不会破坏启动子等转录起始调控序列,基因仍可以正常转录,A错误;
B、①链第6位碱基A替换为G后,对应的mRNA密码子由CAU变为CAC,根据题干信息二者均编码组氨酸,属于同义突变,因此合成的肽链不会改变,B正确;
C、编码链(②链)的序列与5'→3'方向的mRNA序列除T替换为U外完全一致,因此②链左侧为5'端、右侧为3'端;启动子是调控转录的序列,位于基因编码区的上游,即该片段的左侧,C正确;
D、第6对碱基对后插入A/T后会发生移码突变,后续密码子的阅读框移位,会提前出现终止密码子UAA,使翻译提前终止,因此合成的肽链会变短,D正确。
14. 研究表明,猿类(包括人类、黑猩猩、大猩猩等不同物种)的Y染色体差异较大。不同物种间Y染色体的长度因DNA重复序列的数量和类型不同而存在明显差异,并且Y染色体上含有大量物种特异性基因。下列说法正确的是( )
A. 由于黑猩猩与大猩猩的亲缘关系较近,因此二者不存在生殖隔离
B. Y染色体的长度差异和基因序列差异可作为细胞水平上猿类进化的证据
C. Y染色体上的DNA重复序列可能源于染色体变异,不能决定猿类进化方向
D. X和Y染色体存在同源区段,在有丝分裂前期二者能联会配对
【答案】C
【解析】
【详解】A、生殖隔离是不同物种的本质特征,黑猩猩和大猩猩属于不同物种,二者存在生殖隔离,A错误;
B、Y染色体的长度差异、基因序列差异是DNA分子层面的差异,属于分子水平上的进化证据,不属于细胞水平证据,B错误;
C、染色体结构变异中的重复会导致DNA出现重复序列,变异是不定向的,自然选择才决定生物进化的方向,因此该类重复序列不能决定猿类进化方向,C正确;
D、联会配对是减数第一次分裂前期特有的行为,有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会,D错误。
15. 在自然选择过程中,种群内某一具有选择优势的突变会在群体中迅速扩散。由于遗传连锁,该优势突变附近的中性甚至不利突变基因可能通过“搭车”效应而频率升高,导致该区域遗传多样性显著下降,这种现象称为“选择扫荡”。下列相关叙述正确的是( )
A. 选择扫荡过程不能定向改变种群的基因频率,因此该种群未发生进化
B. 选择扫荡导致局部遗传多样性下降,可能降低该种群适应新环境的能力
C. 自然状态下,选择扫荡可能会导致种群不经过隔离而形成新物种
D. 不利突变基因因“搭车”而频率升高,说明自然选择可以违背其原有的方向
【答案】B
【解析】
【详解】A、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,选择扫荡过程中优势突变及连锁的其他基因频率发生定向改变,说明种群发生了进化,A错误;
B、遗传多样性下降会使种群基因库更单一,可供选择的变异类型减少,可能降低种群适应多变新环境的能力,B正确;
C、新物种形成的必要条件是生殖隔离,属于隔离的一种,没有隔离不可能形成新物种,C错误;
D、不利突变基因频率升高是遗传连锁导致的“搭车”效应,自然选择仍然定向选择有利突变,并未改变选择方向,D错误。
二、不定项选择题:本大题共5小题,每小题3分,共15分,在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求,每道题全对得3分,选对但不全得1分,有选错得0分。
16. 将含番茄植株的密闭容器置于黑暗环境中,一段时间内容器中CO2浓度和O2浓度的变化速率如图所示,若细胞呼吸底物全部是葡萄糖,曲线中MN=NK。下列说法错误的是( )
A. 图中曲线a表示O2浓度变化速率
B. 甲时刻之前,番茄植株有氧呼吸和无氧呼吸速率相同
C. 甲到乙期间,番茄植株无氧呼吸消耗葡萄糖占比增大
D. 乙时刻,无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为1∶1
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、黑暗环境中番茄仅进行呼吸作用,有氧呼吸消耗O2、产生CO2,无氧呼吸不消耗O2、产生CO2。O2的消耗速率(浓度下降速率)随O2浓度降低逐渐下降至0,对应曲线b;CO2的产生速率(浓度上升速率)随无氧呼吸出现先降后升,对应曲线a,A错误;
B、仅进行有氧呼吸时,CO2释放速率等于O2吸收速率,若存在无氧呼吸则CO2释放速率大于O2吸收速率。甲时刻前两条曲线重合,说明CO2释放速率等于O2吸收速率,番茄只进行有氧呼吸,B错误;
C、甲到乙期间,曲线a、b的差值代表无氧呼吸释放CO2的速率,差值不断增大说明无氧呼吸逐渐增强,而有氧呼吸释放CO2的速率(等于曲线b的数值)不断降低,因此无氧呼吸消耗葡萄糖的占比逐渐增大,C正确;
D、乙时刻MN=NK,即无氧呼吸释放CO2速率等于有氧呼吸释放CO2速率。有氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生6molCO2,无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2molCO2,因此无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为3:1,并非1:1,D错误。
17. 硒代半胱氨酸(C3H7NO2Se)是组成人体蛋白质的一种非必需氨基酸。硒在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐()等形式存在,某些微生物能将还原为低毒性的单质硒。科研人员选用细菌H作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究,实验设计及结果见下表,下列叙述正确的是( )
组号
处理条件
的吸收速率(nmol.10-9个细胞)
I
将细菌H放入液体培养基
5
II
将细菌H放入含AgNO3(通道蛋白抑制剂)的液体培养基
1
III
将细菌H放入含2,4-DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基
4
IV
将细菌H放入含亚硫酸盐()的液体培养基
<0.5
A. 人体细胞能合成硒代半胱氨酸,也可从食物中获得,其侧链基团为-CH4Se
B. 分析I组、III组结果,推测细菌H吸收的过程需线粒体提供少量能量
C. 分析I组、II组、III组结果,推测细菌H主要通过易化扩散的方式吸收
D. 分析I组、IV组结果,推测亚硫酸盐可能会与竞争细胞膜上的转运蛋白
【答案】CD
【解析】
【详解】A、氨基酸通式中除R基外的部分分子式为C2H4NO2,结合硒代半胱氨酸的分子式C3H7NO2Se计算可得,其侧链R基为-CH3Se,A错误;
B、细菌H是原核生物,细胞中不含线粒体,不可能由线粒体提供能量,B错误;
C、对比I、II组,加入通道蛋白抑制剂后SeO32-吸收速率大幅下降,说明吸收过程需要通道蛋白参与;对比I、III组,加入细胞呼吸抑制剂(抑制能量产生)后吸收速率仅略有下降,说明吸收过程几乎不需要消耗能量,符合易化扩散(协助扩散)需要转运蛋白、不消耗能量的特点,因此细菌H主要通过易化扩散的方式吸收SeO32-,C正确;
D、SO32-与SeO32-结构相似,加入SO32-后SeO32-的吸收速率显著降低,推测亚硫酸盐会与SeO32-竞争细胞膜上的同种转运蛋白,D正确。
18. 科学家利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验,涉及的两对相对性状分别是:圆形果(圆)与长形果(长),单一花序(单)与复状花序(复)。实验结果如下表,下列叙述正确的是( )
实验
亲代
F1
F2
实验一
圆单×长复
圆单
660圆单、90圆复、90长单、160长复
实验二
圆复×长单
圆单
510圆单、240圆复、240长单、10长复
A. 控制上述两对相对性状的基因均遵循基因的分离定律
B. 控制上述两对相对性状的基因位于两对同源染色体上
C. 实验一的F2中基因型与F1基因型相同的个体约占34%
D. 实验二F1在产生配子时约有20%的初级性母细胞发生互换
【答案】AC
【解析】
【详解】A 、基因分离定律的核心是杂合子体内等位基因随同源染色体分离而分开,使杂合子自交后代出现3:1的性状分离比。分别单独统计每一对性状:实验一F₂中圆形(660+90):长形(90+160)=750:250=3:1;单一花序(660+90):复状花序(90+160)=750:250=3:1,实验二F₂中圆形(510+240):长形(240+10)=750:250=3:1;单一花序(510+240):复状花序(240+10)=750:250=3:1 每对性状都符合分离定律的典型比例,因此控制两对相对性状的基因均遵循分离定律,A正确;
B 、若两对基因位于两对同源染色体上,F₂性状分离比应符合9:3:3:1,但两组实验的F₂均不符合该比例,且亲本类型的数量远多于重组类型,说明两对基因位于同一对同源染色体上,属于连锁互换,B错误;
C 、从实验一F2的表型比例及亲代性状,可判断F1基因型为AaBb,且A与B连锁、a与b连锁,F₂中双隐性个体(长复aabb )占比为16%,因此ab配子比例为40% ,同理AB配子比例也为40%,配子Ab、aB各占10%。AaBb的基因型由AB×ab、Ab×aB两种组合产生,比例为:2×(40%×40%)+2×(10%×10%)=32%+2%=34%,C正确;
D 、实验二F₂中长复(双隐性纯合)占10/1000=1%,说明F₁产生的双隐性重组配子占10%,即F₁的总重组型配子(圆单、长复)共占20%。1个发生交叉互换的初级性母细胞只能产生2种重组配子,重组配子占该细胞产生配子的50%,因此要产生总占比20%的重组配子,发生互换的初级性母细胞比例为40%,而非20%,D错误。
19. 核DNA复制时会出现复制泡和复制叉,如图所示,其中a~h代表相应位置,“→”表示子链延伸的方向。某DNA分子片段含50个碱基对,其中一条链中的(T+A)/(G+C)=2/3。下列说法错误的是( )
A. a、d处为DNA链的3′端,b、c处有游离的磷酸基团
B. 一个复制起点产生两个复制叉可避免DNA复制时出现差错
C. 该DNA分子连续复制5次需消耗640个腺嘌呤脱氧核苷酸
D. 图中c处子链的合成与f处子链的连接用到酶的种类不同
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、DNA子链延伸方向为,且子链与模板链反向平行,据此可推知a、d处为DNA链的端,有游离的磷酸基团,b、c处为端,无游离磷酸基团,A错误;
B、一个复制起点产生两个复制叉、双向复制的意义是提高DNA复制的效率,不能避免复制差错,避免差错依赖碱基互补配对、DNA聚合酶的校对功能等机制,B错误;
C、该DNA共50个碱基对(100个碱基),DNA中和单链该比值相等,为,因此总A+T为,个;连续复制5次得到个DNA,需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸个,不是640个,C错误;
D、c处子链(冈崎片段)的合成需要DNA聚合酶,f处子链片段的连接需要DNA连接酶,二者酶的种类不同,D正确。
20. PLM法是测定细胞周期的经典方法,其原理及过程如下:TdR可抑制DNA复制,使处于S期的细胞受到抑制,其他时期的细胞不受影响,洗去TdR后,S期细胞继续分裂。用3H-TdR(胸腺嘧啶脱氧核苷)短期体外培养细胞,使S期的全部细胞被3H标记,然后将3H-TdR洗脱,置换新鲜培养液并继续培养。随后,每隔一段时间定期取样并检测放射性,计算M期标记细胞数占M期细胞总数的比例(PLM),可确定细胞周期各时期的时长。下表为实验过程中记录的一些时间数据。下列叙述正确的是( )
时间点
实验现象
t0时
置换新鲜培养液并开始培养
t1(t1=t0+3 h)时
M期开始出现被标记的细胞
t2(t2=t1+2 h)时
PLM值刚达到100%
t3(t3=t2+4 h)时
PLM值开始减小
t4(t4=t3+9 h)时
M期再次开始出现被标记的细胞
注:分裂间期依次包含G1、S、G2三个时期,其中S期完成DNA复制,G1期和G2期完成相关蛋白质的合成,为后续阶段做准备,分裂期用M表示
A. G1期合成的相关蛋白可能有解旋酶,G2期合成的相关蛋白可能与纺锤体形成相关
B. 若培养液中加入32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸,其会在G1、G2和M期被大量利用
C. 从M期开始出现被标记的细胞,到PLM值刚达到100%,所经历的时间为M期时长
D. 由表可知,该细胞的细胞周期总时长为15 h,其中G2期时长为3 h,S期时长为6 h
【答案】AD
【解析】
【详解】A 、S期进行DNA复制需要解旋酶参与,解旋酶在S期之前的G₁期合成;G₂期为M期做准备,合成的蛋白质可参与纺锤体的形成,A正确;
B 、³²P标记的尿嘧啶核糖核苷酸是RNA合成(转录)的原料,M期染色体高度螺旋化,DNA难以解旋,无法大量进行转录合成RNA,因此不会在M期被大量利用,B错误;
C 、M期开始出现标记细胞,代表原本处于S期最后阶段(即将离开S期)的标记细胞,经过G₂期后进入M期;PLM刚达到100%,代表原本处于S期最开始阶段的标记细胞也全部进入M期,这个时间段对应的是S期的时长,而非M期时长,C错误;
D、G₂期时长:t₀时刻洗脱标记物,最早进入M期的标记细胞是刚离开S期、原本处于S期末端的细胞,它需要完整经过G₂期才能进入M期,t₁-t₀=3h,即G₂时长为3h。第一次出现标记M期细胞(t₁=3h)到第二次出现标记M期细胞(t₄=18h)的间隔为一个完整细胞周期,总时长为18-3=15h;S期时长为M期开始出现被标记的细胞到PLM值开始减小,对应的时长为6h,D正确。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
三、填空题:本大题共5小题,每小题11分,共55分。把答案填在答题卡的相应位置。
21. 重唇石斛的碳同化途径兼具C3和CAM途径(CAM途径机制如图1所示)的特征。请回答下列问题。
(1)重唇石斛在特定条件下可协同进行C3和CAM途径,此时CO2固定的具体场所有__________。夜间叶肉细胞的细胞呼吸减弱会影响苹果酸的生成,据图分析其原因是细胞呼吸减弱,为苹果酸的合成提供的__________减少。当受到重度干旱胁迫时,重唇石斛启动CAM途径,白天气孔关闭,进行卡尔文循环所需的CO2来源于__________。
(2)研究人员在夏季晴朗天气测定了重唇石斛净光合速率和气孔的日变化,结果如图2、图3所示。请据图回答下列问题。
①00:00-06:00期间,重唇石斛叶片__________(填“能”或“不能”)进行光合作用。
②06:00-10:00期间,重唇石斛叶片净光合速率快速上升,此时影响光合作用速率的主要环境因素是__________。
③10:00-14:00期间,叶片净光合速率快速下降的主要原因是_______________。
【答案】(1) ①. 叶绿体基质、细胞质基质 ②. CO₂(和PEP、NADH/能量) ③. 液泡中的苹果酸分解释放的CO₂、细胞呼吸产生的CO₂
(2) ①. 能 ②. 光照强度 ③. 此时气温过高,为减少水分散失气孔部分关闭气,孔开放程度大幅下降,从外界吸收的CO₂减少,光合速率降低,而呼吸速率增强,所以净光合速率快速下降
【解析】
【小问1详解】
C₃途径的CO₂固定发生在叶绿体基质;CAM途径中夜间CO₂被PEP固定生成草酰乙酸的过程发生在细胞质基质,因此协同进行两种途径时CO₂固定的场所是叶绿体基质和细胞质基质。据图1可知苹果酸的合成需要CO₂、PEP和NADH,细胞呼吸减弱会导致细胞呼吸产生的CO₂、糖酵解生成的PEP、以及细胞呼吸产生的NADH/能量都减少,进而导致苹果酸合成原料不足。重度干旱时白天气孔关闭,液泡储存的苹果酸分解可释放CO₂,同时细胞自身呼吸作用也会产生CO₂,二者共同作为卡尔文循环的CO₂来源。
【小问2详解】
① 00:00-06:00期间净光合速率大于0,说明光合作用已经开始进行,且光合速率大于呼吸速率。
② 06:00-10:00属于清晨到上午时段,光照强度逐渐增强,是此时驱动净光合速率快速上升的主要环境因素。
③ 结合图3可知10:00后气孔开放程度持续降低,推测叶片净光合速率快速下降的主要原因是气温过高,为减少水分散失气孔部分关闭气,孔开放程度大幅下降,从外界吸收的CO₂减少,光合速率降低,而呼吸速率增强,所以净光合速率快速下降。
22. 某昆虫的G、g和H、h两对基因都位于常染色体上且独立遗传。图甲表示基因型为GgHh的雌虫处于细胞分裂不同时期的图像(染色体未发生互换)其中A表示卵原细胞,图乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线。请回答下列问题。
(1)正常情况下,甲图中含有等位基因的细胞有__________(填字母),B细胞的染色体组数是D细胞的__________倍。
(2)甲图中的F细胞所处的分裂时期属于乙图中的__________(填数字标号)阶段。G、g和H、h两对基因自由组合发生在图乙的__________(填数字标号)阶段。
(3)该昆虫某一雄性个体的两条非同源染色体相互连接形成了一条异常染色体,在减数分裂时三条染色体配对情况如图丙所示。研究表明含有同源着丝粒的一对染色体(Ⅱ与Ⅲ)在减数第一次分裂后期分离,另一条染色体随机分配。(注:只含G/g或H/h基因的雄配子不育,染色体变异不影响子代个体存活,不考虑其他变异)该雄虫产生可育配子的基因型为__________;若该雄虫与基因型为GgHh的正常雌虫交配,则含有异常染色体的子代中,杂合子占__________。
【答案】(1) ①. ABD ②. 2##两
(2) ①. ③ ②. ①
(3) ①. GH、gh、GHh ②. 7/8
【解析】
【小问1详解】
该昆虫基因型为GgHh,未发生染色体互换的前提下:等位基因位于同源染色体上,减数第二次分裂及结束后的子细胞无同源染色体,不含等位基因。A是卵原细胞、B是有丝分裂后期的体细胞、D是处于减数第一次分裂的初级卵母细胞,都含有同源染色体,因此都含等位基因;C、E、F是减数第二次分裂时期或减数分裂结束的细胞,无同源染色体,不含等位基因。所以含等位基因的是细胞ABD。B细胞处于有丝分裂后期,染色体组数为4;D细胞处于减数第一次分裂中期,染色体组数为2,因此B的染色体组数是D的2倍。
【小问2详解】
乙图中:①代表减数第一次分裂,②代表减数第二次分裂的前期/中期,③代表减数第二次分裂后期,④代表配子,⑤代表有丝分裂间期/前期/中期,⑥代表有丝分裂后期,⑦代表有丝分裂末期。F细胞是减数第二次分裂后期的细胞,对应乙图的③阶段。两对基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期,对应乙图的①阶段。
【小问3详解】
减数分裂过程中同源染色体分离,非同源染色体自由组合,据图分析(三条染色体能配对),有同源着丝粒的一对染色体(Ⅱ与Ⅲ)在减数第一次分裂后期分离,另一条染色体随机分配,该雄虫产生配子的基因型为GH、gh或GHh、g,其中可育配子的基因型为GH、gh、GHh。该雄虫与基因型为GgHh的正常雌虫交配,该雌虫产生的配子为GH、Gh、gH、gh,GH所在染色体为异常染色体,故含有异常染色体的子代GGHH、GGHh、GgHH、GgHh、GGHHh、GGHhh、GgHHh、GgHhh,且占比例相等,故含有异常染色体的子代中,杂合子占7/8。
23. 蓝灰色羽毛是野生型岩鸽的典型特征,羽色由两对基因(B/b,A/a)控制,其中B控制蓝灰色,b控制红棕色,杂合时表现为浅灰色。A/a基因不控制具体的羽色性状,仅与羽毛色素合成有关,当某一个基因纯合时,表现为白羽。科研小组选取纯合蓝灰羽雄鸽与纯合白羽雌鸽杂交,F1全为浅灰羽,F1雌雄相互交配所得F2中浅灰羽∶蓝灰羽∶红棕羽∶白羽=6∶3∶3∶4,其中白羽全为雌鸽(注:ZW视为纯合子)。不考虑Z、W染色体同源区段的遗传,每一代雌、雄个体数相等。回答下列问题:
(1)亲本纯合蓝灰羽雄鸽与纯合白羽雌鸽的基因型分别为__________。
(2)F2中A的基因频率为__________(用分数表示)。在F2的白羽个体中,与亲本基因型不同的个体的比例为__________。F2中的蓝灰羽雄鸽与红棕羽雌鸽随机交配,后代中浅灰羽个体的比例为__________。
(3)家蚕的性染色体与野生型岩鸽的相同,雌性家蚕的性染色体组成为ZW。研究人员使用X射线获得了甲、乙两只雌性突变体,均发生了Z染色体的片段缺失,利用Z染色体上不同区域对应引物进行PCR,结果如图。据图分析,与甲相比,乙缺失的Z染色体片段__________(填“更长”“更短”或“等长”),判断的依据是__________。
【答案】(1)BBZAZA、bbZaW
(2) ①. 2/3 ②. 3/4 ③. 7/8
(3) ①. 更短 ②. 区域Ⅰ和Ⅲ中突变体乙含有和野生型相同的片段,而突变体甲不含相应的片段,区域Ⅱ中突变体甲和乙都不含相应片段,因此乙比甲缺失了更多短的Z染色体片段
【解析】
【小问1详解】
依据题意,F2比例为6:3:3:4,相加之和为16,是9:3:3:1的变式,推知羽色性状由两对等位基因控制,且遵循自由组合定律,由于F2白羽全为雌鸽,考虑其中一对基因与性染色体相关联。当A与a中某一个基因纯合时为白羽,由于AA与aa等价,则讨论如下:假设aa纯合时为白羽(假设AA纯合时为白羽也可以得到相同结论),假设B/b基因位于Z染色体上,则亲本纯合蓝灰羽雄鸽基因型为AAZBZB,纯合白羽雌鸽基因型为aaZbW,F1为AaZBZb(浅灰羽雄鸽)、AaZbW(红棕羽雌鸽),与题干F1全为浅灰羽不符。假设A/a基因位于Z染色体上,则亲本纯合蓝灰羽雄鸽基因型为BBZAZA,纯合白羽雌鸽基因型为bbZaW,则F1为BbZAZa、BbZAW,均为浅灰羽,与题干相符,所以亲本纯合蓝灰羽雄鸽与纯合白羽雌鸽的基因型分别为BBZAZA、bbZaW。
【小问2详解】
根据(1)可知,F1为BbZAZa、BbZAW,计算F₂的A基因频率:仅考虑A/a这一对基因,则子代基因型为 ZAZA、ZAZa、ZAW、ZaW,因此A的基因频率为(2+1+1)/(2+2+1+1)=2/3。 亲本白羽雌鸽基因型为bbZaW,F2中白羽为3B_ZaW:1bbZaW,与亲本基因型相同比例为1/4,所以与亲本基因型不同比例为3/4;F2中蓝灰羽雄鸽的基因型为BBZAZA:BBZAZa=1:1,红棕羽雌鸽基因型为bbZAW,后代中浅灰羽个体(BbZAZ-)的比例为1-BbZaW=1-1/4×1/2=7/8。
【小问3详解】
据图可知,区域Ⅰ和Ⅲ中突变体乙含有和野生型相同的片段,而突变体甲不含相应的片段,区域Ⅱ中突变体甲和乙都不含相应片段,因此甲比乙缺失了更多的Z染色体片段,故与甲相比,乙缺失的Z染色体片段更短。
24. 安格曼综合征(AS)是一种罕见的神经发育疾病,病症包括严重的智力、运动、语言障碍以及癫痫发作等,大多数患者婴儿期即出现明显症状。
(1)15号染色体上的母源UBE3A基因缺失或突变是AS常见致病原因,该基因在大脑成熟神经元中仅母源基因表达,父源基因沉默,其编码的酶对神经元功能非常重要。图1是一个AS家族系谱图,II-IV代基因测序显示II-1、II-3、III-2及4位患者均为携带突变基因的杂合子。
II-1和IV-1均携带致病基因但表型不同,是由于其致病基因分别来自__________。III-1和III-2再生育一个孩子,子代是正常男孩的概率为__________。
(2)研究者对父源UBE3A基因在成熟神经元中特异性沉默的机制进行探索。
①研究发现,UBE3A基因的表达受其上游区域调控,原理见图2。在成熟神经元中,SNHG14基因转录产物延伸覆盖UBE3A基因,与UBE3A基因的转录发生碰撞,使__________酶均从模板上停滞并解离,导致父源UBE3A基因无法产生全长成熟mRNA进而沉默。而母源的UBE3A基因能够正常表达的原因是__________。
②下列相关说法正确的是__________。
a.控制AS的基因遗传时不遵循基因分离定律
b.父源UBE3A基因特异性沉默属于表观遗传现象
c.UBE3A基因通过控制酶的合成直接控制性状
d.构建含正常UBE3A基因的表达载体可用于治疗AS
(3)约3~5%的AS是由两条15号染色体来自同一亲本所致(单亲源二倍体)。现有一名上述类型的患者,若其双亲均不携带致病基因,则该患者两条15号染色体的来源是__________(填“均来自父亲”或“均来自母亲”或“一条来自父亲,一条来自母亲”)。
【答案】(1) ①. 父亲、母亲 ②. 1/4
(2) ①. RNA聚合 ②. 母源SNHG14基因启动子区域高甲基化,SNHG14不转录,不干扰UBE3A转录 ,UBE3A可正常表达 ③. bd
(3)均来自父亲
【解析】
【小问1详解】
II-1为杂合子但表型正常,其致病基因来自父亲,父源基因本身沉默,因此不发病;IV-1为杂合子且患病,其致病基因来自母亲,母源基因缺失或突变导致发病。III-1和III-2再生育一个孩子,III-1和III-2再生育一个孩子,III-1为正常男性,父源基因沉默不表达对后代患病无影响,III-2为杂合子携带者,产生含正常基因的卵细胞概率为1/2,子代继承母亲正常基因则表型正常,生育男孩的概率为1/2,故子代是正常男孩的概率为1/2×1/2=1/4。
【小问2详解】
①转录过程由RNA聚合酶催化,SNHG14转录产物延伸与UBE3A转录碰撞,导致RNA聚合酶从模板上解离,父源UBE3A无法完成转录。由图2可知,母源SNHG14基因启动子区域高甲基化,SNHG14不转录,不干扰UBE3A转录 ,UBE3A可正常表达。
a、UBE3A为核基因,位于15号染色体上,减数分裂时遵循基因分离定律,仅存在表达的印记调控,遗传规律仍符合分离定律,a错误;
b、表观遗传是DNA序列不变,仅基因表达发生可遗传的改变,基因印记(父源沉默)属于典型的表观遗传,b正确;
c、题干说“其编码的酶对神经元功能非常重要”,说明是间接控制(酶参与代谢/信号通路→影响性状),不是“直接控制蛋白质结构”,c错误;
d、AS的病因是母源UBE3A功能缺失,向神经元导入可表达的正常UBE3A,可恢复酶的功能,缓解病症,d正确。
【小问3详解】
其双亲均不携带致病基因,是因为该变异源于减数分裂异常,父亲减数分裂时15号染色体未正常分离,产生了含两条15号染色体的精子,与正常卵细胞结合后,卵细胞的15号染色体丢失,最终子代两条15号染色体均来自父亲。
25. 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4种脱氧核苷酸、含Mg2+的缓冲液、水和__________。为使GFP基因能正确插入载体中,在设计引物时,R和F的5′端需分别添加限制酶__________的识别序列。若用引物R和F进行PCR扩增时,没能扩增出GFP基因片段,从PCR操作过程中温度控制角度分析,可能的原因有__________(写出2点)。
(2)图乙为构建后的重组载体,外侧链为α链,内侧链为β链,据图判断,基因GFP转录时的编码链(非模板链)属于__________(填“α”或“β”)链的片段。
(3)将重组载体导入小鼠的受精卵中,获得杂合小鼠。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4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. 热稳定DNA聚合酶 ②. Mun Ⅰ和Xho Ⅰ ③. 复性温度过高导致引物无法与模板DNA结合、变性温度不足使模板DNA双链未充分解开
(2)α (3) ①. A和C ②. 2
【解析】
【小问1详解】
PCR的反应体系除题述条件外,还需要热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)催化子链合成,普通DNA聚合酶无法耐受PCR的高温变性步骤。结合图示可知,GFP基因转录的方向向右,故其模板链为下链,要将GFP基因正确插入载体的Gata3编码区上游,需要保证酶切后GFP的方向和载体匹配:GFP编码区上游的F引物5'端需添加Xho Ⅰ识别序列,下游的R引物5'端需添加Mun Ⅰ识别序列,和载体上的对应酶切位点匹配,避免反向连接或自连。从温度控制角度分析扩增失败的原因:PCR的变性步骤温度不足会导致模板双链无法充分解旋,无法作为扩增模板;退火(复性)温度过高会破坏引物和模板的互补结合,引物无法定位到模板上,都不能启动扩增。
【小问2详解】
基因的编码链(非模板链)和转录出的mRNA序列(除T/U替换外)几乎一致,转录方向是从启动子向终止子推进。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,因此GFP的编码链属于α链。
【小问3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),也就是图里的2号。
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