精品解析:湖北省襄阳市第四中学2026—2027学年高三年级上学期9月月考生物试题
2026-09-25
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内容正文:
9月月考生物试题
一、单选题(每题2分,共36分)
1. 科学家在关于阿斯加德古细菌的最新研究中发现,其体内有多种真核生物特有的细胞骨架蛋白基因和膜重塑蛋白基因。下列相关推测合理的是( )
A. 阿斯加德古细菌的遗传物质是RNA,可以边转录边翻译
B. 阿斯加德古细菌的结构特点支持“真核生物起源于古细菌”的假说
C. 阿斯加德古细菌合成膜重塑蛋白的过程需要内质网的加工以及高尔基体的分类、包装
D. 阿斯加德古细菌体内的细胞骨架蛋白能够协助其完成有丝分裂中染色体分离等生命活动
【答案】B
【解析】
【详解】A、阿斯加德古细菌属于原核生物,所有细胞生物的遗传物质均为DNA,仅部分病毒的遗传物质是RNA,A错误;
B、阿斯加德古细菌含有多种真核生物特有的细胞骨架蛋白、膜重塑蛋白基因,说明二者存在演化上的亲缘关系,支持“真核生物起源于古细菌”的假说,B正确;
C、阿斯加德古细菌是原核生物,细胞内仅含有核糖体一种细胞器,不存在内质网、高尔基体等具膜细胞器,其蛋白质合成不需要内质网、高尔基体的加工和包装,C错误;
D、有丝分裂是真核细胞特有的分裂方式,阿斯加德古细菌为原核生物,无染色体,也不进行有丝分裂,D错误。
2. 恩施小土豆为天然富硒食材,含有硒元素、优质蛋白、膳食纤维(纤维素)以及多种人体必需氨基酸。下列有关土豆细胞内分子的叙述,正确的是( )
A. 硒作为组成土豆蛋白质的大量元素,主要存在于氨基酸的R基中
B. 土豆中的人体必需氨基酸,可在人体细胞内由非必需氨基酸转化合成
C. 土豆细胞中的纤维素与淀粉单体相同,但两者空间结构的不同决定了其功能的差异
D. 高温蒸煮使土豆优质蛋白肽键断裂,蛋白质空间结构改变导致营养价值下降
【答案】C
【解析】
【详解】A、组成细胞的大量元素为C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,硒属于微量元素,不属于大量元素,A错误;
B、人体必需氨基酸是人体细胞不能合成,必须从外界环境中直接获取的氨基酸,无法在人体细胞内由非必需氨基酸转化合成,B错误;
C、纤维素和淀粉的单体均为葡萄糖,二者空间结构存在差异,决定了功能不同(淀粉是植物细胞的储能物质,纤维素是植物细胞壁的组成成分),C正确;
D、高温会使蛋白质的空间结构改变发生变性,但不会断裂肽键;且变性后的蛋白质空间结构松散,更易被人体消化吸收,营养价值不会下降,D错误。
3. 玉米收获后常利用苞叶将果穗编成小串,松散悬挂于屋檐、通风棚下进行晾晒。下列关于该操作生物学原理的分析,叙述正确的是( )
A. 通风导致的环境湿度降低,会使微生物繁殖减少,玉米细胞呼吸强度降低
B. 晾晒有利于紫外线促使霉菌蛋白质变性,实现灭菌效果,从而降低发霉风险
C. 松散悬挂晾晒,旨在抑制玉米果穗细胞的无氧呼吸,阻止有机物损耗
D. 经过充分晾晒的玉米种子,其细胞内结合水与自由水比值降低,抗逆性增强
【答案】A
【解析】
【详解】A、通风可降低环境湿度,加快玉米中自由水的散失:一方面微生物生长繁殖需要充足水分,低湿度环境会抑制微生物繁殖;另一方面自由水含量下降会使玉米细胞代谢强度降低,细胞呼吸强度随之减弱,减少有机物消耗,A正确;
B、灭菌是指杀灭物体上所有微生物,包括芽孢、孢子等休眠体,晾晒仅能减少霉菌繁殖,无法达到灭菌效果,且晾晒降低发霉风险的核心原因是水分减少,B错误;
C、松散悬挂晾晒的主要目的是提升通风性,加快水分散失,降低细胞有氧呼吸强度以减少有机物损耗,C错误;
D、充分晾晒的玉米种子会散失大量自由水,自由水含量减少,因此细胞内结合水与自由水的比值升高,细胞抗逆性增强,D错误。
4. 人体内脂质过量时,肝细胞内会形成无膜细胞器LIG颗粒。LIG颗粒借助YBX1蛋白捕获带有m5C甲基化修饰的TIMP2-mRNA,将其滞留在颗粒内,抑制翻译,减少促纤维化蛋白TIMP2合成,缓解肝纤维化。下列叙述错误的是( )
A. mRNA上的m5C甲基化修饰不会改变该mRNA的碱基序列
B. LIG颗粒捕获TIMP2-mRNA过程没有体现细胞间的信息交流
C. TIMP2-mRNA被禁锢于LIG颗粒,RNA聚合酶无法结合,翻译过程受阻
D. YBX1蛋白不可能作为转运蛋白,介导TIMP2-mRNA跨膜运输进入LIG颗粒
【答案】C
【解析】
【详解】A、mRNA上的m⁵C甲基化修饰属于表观遗传修饰,仅在碱基上结合甲基基团,不会改变mRNA的碱基排列序列,A正确;
B、细胞间信息交流发生在不同细胞之间,LIG颗粒捕获TIMP2-mRNA的过程发生在同一个肝细胞内部,不涉及细胞间的信息交流,B正确;
C、RNA聚合酶是参与转录过程的酶,结合位点是DNA的启动子序列,与翻译过程无关;翻译受阻的原因是TIMP2-mRNA被滞留在LIG颗粒内,无法与核糖体结合,C错误;
D、由题意可知,LIG颗粒是无膜细胞器,不存在生物膜结构,因此不存在跨膜运输过程,YBX1蛋白不可能介导TIMP2-mRNA跨膜进入LIG颗粒,D正确。
5. 细胞衰老后可分泌多种细胞因子、蛋白酶等效应分子,该现象称为衰老相关分泌表型(SASP)。科研人员收集不同条件的细胞培养液处理正常前列腺上皮细胞PNT2,实验结果如表。布雷菲德菌素A(BFA)能够抑制内质网形成的囊泡向高尔基体运输。下列叙述正确的是( )
组别
对正常PNT2细胞的处理方式
处于DNA复制期(S期)细胞比例
凋亡细胞比例
甲
正常成纤维细胞培养液
12.1%
3.2%
乙
衰老成纤维细胞培养液
7.6%
11.4%
丙
经BFA处理衰老成纤维细胞后收集的培养液
10.8%
4.1%
丁
BFA药物溶液直接处理PNT2细胞
11.7%
3.7%
A. 丁组实验证明BFA能够直接抑制衰老细胞合成SASP相关细胞因子
B. SASP的细胞因子类效应分子释放到细胞外的方式为胞吐,不需要消耗ATP
C. 乙、丙对照可证明SASP全部效应分子的分泌均依赖内质网-高尔基体通路
D. 甲、乙对照,SASP可以抑制正常上皮细胞增殖,并诱导细胞凋亡
【答案】D
【解析】
【详解】A、丁组是BFA直接处理正常PNT2细胞,结果与甲组无显著差异,仅能证明BFA本身对PNT2细胞的增殖和凋亡无显著影响,不能证明BFA可直接抑制衰老细胞合成SASP相关细胞因子,A错误;
B、细胞因子属于分泌蛋白,以胞吐方式释放到细胞外,胞吐过程需要消耗ATP,B错误;
C、乙、丙的变量是衰老成纤维细胞是否经BFA处理,而BFA能够抑制内质网形成的囊泡向高尔基体运输,丙组的凋亡比例低于乙组,但仍有凋亡细胞,只能证明SASP的相关效应分子的分泌依赖内质网-高尔基体通路,但无法证明“全部”效应分子都依赖该通路,C错误;
D、甲、乙两组的不同是成纤维细胞的类型,两组对照结果是乙组处于DNA复制期(S期)的细胞比例显著低于甲组,说明细胞增殖被抑制,凋亡细胞比例显著高于甲组,说明SASP可诱导细胞凋亡,D正确。
6. 科研团队将菠菜类囊体封装成纳米颗粒并命名为LEAF,用于治疗干眼症。LEAF被小鼠的角膜细胞吞噬后,能在光照下高效产生NADPH,有效清除炎症产生的活性氧,修复角膜损伤。下列叙述错误的是( )
A. LEAF在角膜细胞中不能进行完整的光合作用
B. 角膜细胞吞噬LEAF的过程依赖细胞膜的流动性
C. 制备LEAF需要进行高压蒸汽灭菌以保持无菌
D. LEAF起治疗作用主要利用了NADPH的还原性
【答案】C
【解析】
【详解】A、完整的光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,暗反应需要叶绿体基质中的酶、五碳化合物等物质参与,LEAF仅为类囊体结构,只能进行光反应,无法完成完整的光合作用,A正确;
B、角膜细胞吞噬LEAF的过程属于胞吞,胞吞过程依赖细胞膜的流动性,B正确;
C、高压蒸汽灭菌的高温会破坏类囊体的生物膜结构,使相关蛋白质(酶)变性失活,导致LEAF失去功能,因此制备LEAF不能采用高压蒸汽灭菌,C错误;
D、炎症产生的活性氧具有强氧化性,NADPH具有还原性,可通过还原反应清除活性氧,因此LEAF起治疗作用主要利用了NADPH的还原性,D正确。
7. 水菱扎根底泥淤泥,对多种重金属有富集作用。水菱根细胞吸收Cd2+方式如图。某科研团队通过基因工程的方法,获得了低镉突变株。下列分析错误的是( )
A. 转运蛋白N同时运输Cd2+和H+时,两种离子均顺各自浓度梯度向胞内运输
B. 敲除水菱根细胞细胞膜上转运蛋白N的编码基因可达到获得低镉突变株的目的
C. 淤泥渗透压升高时,水菱根细胞失水,转运蛋白N转运Cd2+的速率可能下降
D. 种植低镉水菱可降低农田食物链镉污染风险,但不能有效减少淤泥中的Cd2+总量
【答案】A
【解析】
【详解】A、由图可知,H+泵消耗ATP将H+运出根细胞,使得胞外H+浓度高于胞内,转运蛋白N运输H+是顺浓度梯度进入胞内,该过程释放的势能驱动Cd2+逆浓度梯度进入胞内,A错误;
B、敲除转运蛋白N的编码基因,根细胞无法合成转运蛋白N,Cd2+进入细胞的过程受阻,细胞内镉含量降低,可达到获得低镉突变株的目的,B正确;
C、淤泥渗透压升高时,水菱根细胞失水,细胞代谢活动减弱,ATP生成量减少,H+泵转运H+的速率下降,胞内外H+浓度差减小,转运蛋白N运输Cd2+的动力不足,因此转运Cd2+的速率可能下降,C正确;
D、低镉水菱吸收Cd2+的量少,自身镉含量低,可减少镉进入食物链,降低农田食物链镉污染风险;但因其吸收Cd2+量少,无法有效吸收淤泥中的Cd2+,因此不能有效减少淤泥中的Cd2+总量,D正确。
8. EPAS1是动物细胞感受低氧、启动低氧应激的调控蛋白,泛素蛋白pVHL可结合EPAS1并介导其降解。低氧环境下,有活性的EPAS1增多,能够抑制丙酮酸进入线粒体,降低细胞耗氧量。高原猎隼的EPAS1发生突变,突变后EPAS1与pVHL的结合能力显著增强。下列叙述错误的是( )
A. 低氧条件下,突变猎隼细胞中EPAS1更易被降解
B. 人体细胞无氧呼吸时,丙酮酸转变为乳酸的过程会生成少量ATP
C. 与野生型相比,突变猎隼丙酮酸进入线粒体的抑制作用减弱,更利于有氧呼吸
D. 长期低氧环境,机体通过EPAS1调控细胞呼吸方式,属于维持内环境稳态的调节
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题干可知pVHL结合EPAS1后会介导EPAS1降解,突变型EPAS1与pVHL结合能力显著增强,因此低氧条件下突变猎隼细胞中EPAS1更易被降解,A正确;
B、人体细胞无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量、生成少量ATP,第二阶段丙酮酸转变为乳酸的过程没有能量释放,不生成ATP,B错误;
C、突变猎隼细胞中EPAS1更易被降解,有活性的EPAS1含量减少,对丙酮酸进入线粒体的抑制作用减弱,更多丙酮酸可进入线粒体参与有氧呼吸过程,更有利于有氧呼吸进行,C正确;
D、长期低氧环境下,机体通过EPAS1调控细胞呼吸方式,适配低氧环境、保障细胞正常代谢,属于维持内环境稳态的调节,D正确。
9. 细胞凋亡在机体内环境稳定的维持中有着重要作用,如图为细胞凋亡部分过程图。下列说法错误的是( )
A. 推测肿瘤细胞中Bcl-2呈现高表达状态
B. 细胞凋亡会导致DNA切割、细胞解体,进而被吞噬细胞吞噬消化
C. 据图分析,细胞凋亡可由外界因素诱导,属于细胞自发的死亡
D. 已知活化的C-3酶可促进细胞色素c释放,则细胞色素c的释放存在负反馈调节
【答案】D
【解析】
【详解】A、Bcl-2是抗凋亡蛋白,肿瘤细胞可逃避凋亡实现无限增殖,因此推测肿瘤细胞中Bcl-2呈现高表达状态,A正确;
B、据图可知,细胞凋亡过程中会发生DNA切割、细胞解体,形成的凋亡小体最终会被吞噬细胞吞噬消化,B正确;
C、由图可知细胞凋亡可由外界的凋亡诱导因素诱导启动,后续由细胞内的凋亡调控通路自主推进,属于基因控制的细胞自发的程序性死亡,C正确;
D、活化的C-3酶可促进细胞色素c释放,而细胞色素c释放后会通过C-9酶进一步促进C-3酶活化,该过程会放大凋亡信号,属于正反馈调节,D错误。
10. 为研究中药槐果碱对细胞增殖的影响,研究人员利用骨肉瘤细胞及HTR3A过表达突变型骨肉瘤细胞进行了相关实验,测定了细胞增殖能力,结果如图(已知实验过程中没有细胞死亡)。450 nm波长吸光度值与活细胞数量呈正相关。下列叙述错误的是( )
A. 由图可推知,槐果碱能够使骨肉瘤细胞的细胞周期延长
B. 该实验对照组骨肉瘤细胞中HTR3A基因不表达
C. 槐果碱可能抑制HTR3A的表达
D. 若要明确槐果碱作用机制,可检测HTR3A基因的表达水平
【答案】B
【解析】
【详解】A、吸光度与活细胞数量正相关,槐果碱组吸光度低于对照组,说明槐果碱抑制骨肉瘤细胞增殖,细胞增殖速率减慢则细胞周期延长,A正确;
B、对照组为正常骨肉瘤细胞,存在HTR3A基因的基础表达,并非不表达,过表达组是人为提高该基因的表达水平,B错误;
C、槐果碱+HTR3A过表达组的吸光度显著高于槐果碱组,说明提高HTR3A表达可缓解槐果碱的增殖抑制作用,据此推测槐果碱可能通过抑制HTR3A的表达发挥作用,C正确;
D、检测槐果碱处理后细胞内HTR3A基因的表达水平,可确认槐果碱是否通过抑制该基因表达抑制细胞增殖,能够明确其作用机制,D正确。
11. 脊髓性肌萎缩症(SMA)致病核心是SMN蛋白不足。ASO(单链RNA)是有效治疗SMA的药物。致病及治疗机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 服药后产生正常蛋白,说明基因突变具有可逆性
B. 前体mRNA剪接加工成mRNA后会通过核孔从细胞核进入到细胞质中
C. ASO依据ISS-N1序列设计,可与ISS-N1互补结合阻断R的结合
D. 修饰ASO的磷酸与核糖骨架使其不易被RNA水解酶降解,可以提高药物疗效
【答案】A
【解析】
【详解】A、ASO仅调控前体mRNA的剪接过程,没有改变患者的基因(DNA)序列,并未发生基因突变的恢复,不能说明基因突变具有可逆性,A错误;
B、真核细胞的转录主要发生在细胞核,前体mRNA在细胞核内剪接加工为成熟mRNA后,会通过核孔进入细胞质作为翻译的模板,B正确;
C、由机理图可知,ASO可与ISS-N1序列互补结合,阻断蛋白R与ISS-N1的结合,使前体mRNA剪接时保留序列2,最终可合成正常SMN蛋白,C正确;
D、ASO本质是单链RNA,易被RNA水解酶降解,修饰其磷酸与核糖骨架可避免被酶识别降解,延长药物作用时间,提高疗效,D正确。
12. 青蛙大脑皮层发出神经冲动,可以使α神经元、γ神经元兴奋,分别引起后肢骨骼肌中的梭外肌纤维和肌梭的收缩,从而一气呵成地完成跳跃动作,部分神经通路如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 肌梭既可作为效应器也可作为感受器
B. 青蛙跳跃反射的神经中枢在大脑皮层
C. 在图中α神经元胞体膜处会发生“化学信号→电信号”的转变
D. 将电流表的两电极分别置于α神经元的膜内外,没有刺激时指针也偏转
【答案】B
【解析】
【详解】A、γ神经元可支配肌梭收缩,此时肌梭属于效应器;肌梭含有神经末梢,可感受刺激并将兴奋通过A神经元传导,此时肌梭属于感受器,A正确;
B、青蛙跳跃反射的低级神经中枢在脊髓,大脑皮层是调控该反射的高级中枢,B错误;
C、A神经元的轴突末梢以及中间神经元的轴突末梢分别与α神经元胞体形成突触结构,突触前膜释放的神经递质(化学信号)作用于α神经元胞体膜(突触后膜)后,会引发突触后膜产生电位变化(电信号),因此该处会发生“化学信号→电信号”的转变,C正确;
D、未受到刺激时,神经纤维膜外为正电位、膜内为负电位,膜内外存在静息电位差,因此电流表指针会发生偏转,D正确。
13. 研究人员用溴乙烷(BE)和赤霉素GA3处理马铃薯块茎,检测马铃薯块茎的休眠时间,结果见图,CK为对照组。下列分析不合理的是( )
A. GA3作为信号分子调节马铃薯块茎细胞的代谢
B. BE有利于解除马铃薯块茎休眠,适用于马铃薯的储存
C. 若要证明BE与GA3在打破马铃薯块茎休眠上存在协同作用,还需设置单独GA3处理组
D. CK组应用等量配制BE与GA3溶液的溶剂处理马铃薯块茎
【答案】B
【解析】
【详解】A、赤霉素GA3属于植物激素,是传递调节信息的信号分子,不直接参与代谢,可调节马铃薯块茎细胞的代谢活动,A正确;
B、由柱状图可知,BE处理组的马铃薯块茎休眠时间明显短于对照组CK,说明BE可解除块茎休眠,适宜马铃薯发芽,而马铃薯储存需要延长休眠时间、避免发芽,因此BE不适用于马铃薯的储存,B错误;
C、协同作用指两种调节物质共同作用的效果大于二者单独作用的效果之和,当前实验仅设置了对照组、BE单独处理组、BE+GA3共同处理组,缺少单独GA3处理组,无法判断共同处理的效果是否大于二者单独作用的效果之和,因此要证明二者存在协同作用,还需设置单独GA3处理组,C正确;
D、实验设计遵循单一变量原则,对照组CK应使用等量配制BE和GA3溶液的溶剂处理,排除溶剂本身对实验结果的干扰,D正确。
14. 鼠兔和牦牛是青藏高原重要的草食动物,分析粪便中叶绿体rbcL基因序列可判定它们的食物组成。不同牦牛放牧强度下,两者的食物重叠度指数和牦牛食物中优势禾草占比如图。下列叙述错误的是( )
A. 牦牛与鼠兔食物种类的判定利用了rbcL基因序列的物种特异性
B. 放牧强度在a~b时,鼠兔食物中优势禾草的占比随放牧强度增大而降低
C. 放牧强度为a时,牦牛与鼠兔的食物重叠度高,二者竞争激烈
D. 放牧强度高于b时,牦牛与鼠兔食物生态位分化程度随放牧强度增大而降低
【答案】B
【解析】
【详解】A、判定食物利用叶绿体 rbcL 基因,叶绿体基因属于细胞质基因,即利用rbcL基因序列的物种特异性判定牦牛与鼠兔食物种类,A正确;
B、放牧强度在a~b时,食物重叠度随放牧强度增大持续降低,说明二者食物组成差异逐渐变大;此区间内牦牛食物中优势禾草占比持续降低,若鼠兔食物中优势禾草占比也同步降低,二者食物组成会保持较高相似性,与重叠度降低的趋势矛盾,因此鼠兔食物中优势禾草占比并未随放牧强度增大而降低,B错误;
C、放牧强度为a时,食物重叠度指数接近1,说明二者食物组成高度相似,对食物资源的竞争激烈,C正确;
D、放牧强度高于b时,食物重叠度随放牧强度增大而升高,说明二者食物组成相似性升高,食物生态位的差异减小,即分化程度随放牧强度增大而降低,D正确。
15. 研究发现,稻田生态系统中稻飞虱(植食性昆虫)与蜘蛛(肉食性)的种间关系显著影响能量流动效率。科研人员通过设置有机肥替代部分化肥的田间试验,测得不同施肥处理下各营养级的能量分配,如表所示。下列分析错误的是( )
处理组
水稻同化量(×103 kJ/亩)
稻飞虱同化量(×103 kJ/亩)
蜘蛛同化量(×103 kJ/亩)
分解者获得能量(×103 kJ/亩)
全量化肥组
8.2
12.6
1.8
15.3
有机肥替代组
9.5
8.4
2.3
22.7
注:有机肥替代组指50%氮肥由有机肥提供
A. 两个处理组中均不会出现倒置的能量金字塔、生物量金字塔,但数量金字塔可能倒置
B. 有机肥替代组蜘蛛流向分解者的能量可能增加
C. 蜘蛛捕食压力增大可能是导致有机肥替代组稻飞虱同化量下降的原因之一
D. 有机肥中的能量通过分解者进入水稻,属于生产者固定太阳能的补充途径
【答案】D
【解析】
【详解】A、能量金字塔因能量单向流动、逐级递减的特点永远不会倒置,稻田属于陆地生态系统,生产者生物量远大于消费者,生物量金字塔不会倒置,数量金字塔可出现“一株水稻上生存多只稻飞虱”的倒置情况,A正确;
B、有机肥替代组蜘蛛同化量高于全量化肥组,蜘蛛的遗体残骸等流向分解者的能量可能增加,且该组分解者获得的总能量更高可佐证该推测,B正确;
C、有机肥替代组蜘蛛同化量更高,说明蜘蛛种群数量更多,对稻飞虱的捕食压力更大,可导致稻飞虱种群数量下降、同化量降低,C正确;
D、水稻为生产者,仅能通过光合作用固定太阳能,有机肥中的能量会被分解者利用后以热能形式散失,无法进入水稻,水稻仅能吸收分解者分解有机肥产生的无机物,D错误。
16. 双层琼脂噬菌斑法常用于噬菌体的分离与计数测定:底层为琼脂固体培养基,上层为半固体软琼脂;将充分稀释的噬菌体悬液与大肠杆菌混合,保温吸附后,加入48℃融化的上层软琼脂,迅速混匀并倾倒在底层平板上,凝固后37℃倒置培养,平板长出连续菌苔,活性噬菌体裂解细菌可形成圆形透明噬菌斑。下列叙述正确的是( )
A. 底层固体琼脂的主要作用是为细菌提供营养物质
B. 上层使用半固体琼脂,既能固定细菌,又利于噬菌体扩散侵染
C. 噬菌体可直接在灭菌的半固体培养基表面生长
D. 计数时优先选择噬菌斑数目30~300的平板,否则测定结果偏大
【答案】B
【解析】
【详解】A、底层固体琼脂的主要作用是提供支撑,避免上层半固体琼脂流动、过快干燥,细菌生长所需的营养可由上层半固体琼脂提供,A错误;
B、上层使用半固体琼脂,琼脂含量较低,既可以固定大肠杆菌,使其生长形成连续菌苔,又不会阻碍噬菌体增殖释放后的扩散,便于噬菌体侵染周围的大肠杆菌形成清晰的噬菌斑,B正确;
C、噬菌体是专性活细胞寄生的病毒,必须依赖活的大肠杆菌才能增殖,无法直接在无活细胞的灭菌半固体培养基上生长,C错误;
D、计数优先选择噬菌斑数目30~300的平板是为了减小误差:若噬菌斑数小于30,测定结果易偏小;若大于300,噬菌斑相互重叠会导致计数结果偏小,D错误。
17. 重叠延伸PCR(SOE-PCR)是一种通过设计含非特异性配对碱基的引物,利用PCR将突变位点引入产物的定点突变技术。现使用该技术对纤维素酶基因进行合理性改造,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. PCR1过程中至少需要进行两次循环才能得到产物AB
B. ②过程需要使用耐高温的DNA聚合酶催化子链的合成
C. 将4种引物置于同一个反应系统中同时进行PCR可缩短实验时间
D. 运用定点突变技术改造纤维素酶基因以改变酶活性,属于蛋白质工程
【答案】C
【解析】
【详解】A、PCR扩增时,第一轮循环得到的DNA片段仅一端结合引物,长度大于目标产物AB;第二轮循环才能获得两端均为对应引物、长度正确的产物AB,因此PCR1至少需要两次循环才能得到产物AB,A正确;
B、PCR过程需要经历高温变性步骤,普通DNA聚合酶会失活,因此子链合成需要耐高温的DNA聚合酶催化,B正确;
C、引物b和引物c含有互补的突变序列,若将4种引物置于同一个反应体系中,引物之间会发生互补配对,无法正常扩增目的片段,因此不能同时进行PCR,C错误;
D、蛋白质工程通过改造基因实现对蛋白质的改造,通过定点突变技术改造纤维素酶基因、获得性状改变的纤维素酶,属于蛋白质工程范畴,D正确。
18. 下图三个家庭中都有一名克兰费尔特综合征患者(XXY,男性),这些患者同时还患有G基因缺陷导致的蚕豆病(伴X染色体隐性遗传病)。家庭中其余个体染色体数目均正常,其余子代均不患蚕豆病,亲本是否患蚕豆病未知,图中A和B代表对X染色体上G(g)基因之外的某一特定DNA片段进行PCR扩增产物的电泳条带类型。关于患者多余的X染色体的来源,下列叙述正确的是( )
A. 父方减数分裂I或II异常产生的配子都多一条X染色体
B. 家庭1:多余的X染色体一定来源于父方
C. 家庭2:多余的X染色体可能来源于母方
D. 家庭3:多余的X染色体是母方减数分裂II异常导致的
【答案】B
【解析】
【详解】A、分析题意,蚕豆病是伴X染色体隐性遗传病,XgXgY,其余正常个体染色体数正常,父方的性染色体组成为XY,若父方减数分裂I异常,XY同源染色体未分离,会产生XY型精子;若父方减数分裂II异常,姐妹染色单体未分离,会产生XX或YY型精子,即并非父方减I或减II异常都必然产生多一条X的配子,A错误;
B、家庭1母亲的X染色体电泳类型只有A,父亲的X染色体电泳类型为B;患者电泳类型为AB,说明患者同时携带A、B两种X染色体。患者为蚕豆病患者(XgXgY),若多余X来自母方,母方仅能提供A型X,无法得到B型X,因此两条X必然一条来自母方(A型)、一条来自父方(B型),即多余的X一定来源于父方,B正确;
C、家庭2母亲的X染色体电泳类型为AB,父亲的X染色体电泳类型只有A,患者电泳类型为AB,若多余X来自母方,父方仅能提供带A的X,若父方提供X配子则子代性染色体为XXX,不符合XXY核型;患者为男性核型必须从父方获得Y染色体,因此父方只能提供Y,两条X都来自母方,C错误;
D、家庭3母亲的X染色体电泳类型为A,父亲的X染色体电泳类型为B;患者电泳类型仅为A,说明两条X均为A型,只能全部来自母方。母方两条X是同源染色体,若母方减数分裂I异常,同源X未分离也能产生XX的卵细胞,和正常Y精子结合得到XXY子代,因此多余X既可能是母方减I异常导致,也可能是母方减II异常导致,并非一定是母方减II异常,D错误。
二、非选择题(共4大题,每题16分,共64分)
19. 全球变暖加剧地表水分蒸发,导致干旱时有发生,而干旱环境往往伴随盐碱胁迫。经过长期演化,耐旱植物进化出了一套精细的生理响应机制,以此抵御干旱与盐碱双重胁迫。机制如图。回答下列问题:
(1)细胞膜与液泡膜都属于生物膜系统的一部分,它们在组成成分上的相似性体现在_______________,其中细胞膜具有选择透过性的结构基础主要是________________________。
(2)若使用ATP抑制剂处理细胞,Na+进入液泡的量会明显__________(填“增加”或“不变”或“减少”),原因是__________________________________________________。
(3)据图1分析,Ca2+和ABA信号通过协同作用共同抵御干旱胁迫的机制是:一方面在Ca2+的作用下,____________________,提高了细胞液的浓度;另一方面在ABA的作用下,____________________,提高了细胞液的浓度。
(4)利用渗透作用实验原理可以测定细胞液浓度的大致范围。将细胞液浓度相同的多个植物细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中,出现图2所示a~d四种细胞状态,则细胞液浓度最可能介于下列_____________两个细胞之间。
【答案】(1) ①. 都主要由磷脂和蛋白质组成,还含有少量糖类 ②. 细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同
(2) ①. 减少 ②. Na⁺通过H⁺-Na⁺逆向转运蛋白进入液泡依赖H⁺的浓度差提供的动力,而H⁺运出液泡需要H⁺-ATP酶水解ATP供能,ATP抑制剂会抑制ATP合成,导致液泡内外H⁺浓度差减小,Na⁺进入液泡的动力不足,因此进入液泡的Na⁺量减少
(3) ①. 激活CPK27,进而磷酸化激活TST2,促进单糖转运进入液泡,增加液泡内单糖的积累 ②. 促进H⁺-ATP酶将H⁺转运出液泡,通过H⁺-Na⁺逆向转运蛋白驱动Na⁺进入液泡,增加液泡内Na⁺的积累 (4)a和d
【解析】
【小问1详解】
生物膜的基本组成具有统一性,所有生物膜都以磷脂双分子层为基本支架,镶嵌、覆盖或贯穿蛋白质,还含少量糖类;细胞膜选择透过性的结构基础是:细胞膜上转运蛋白的种类和数量决定了细胞膜是否允许相应的物质通过,是其具有选择透过性的结构基础。
【小问2详解】
结合题图分析可知,Na⁺进入液泡属于间接消耗ATP的协同运输,依赖液泡膜两侧的H⁺浓度差提供势能,H⁺的跨膜梯度需要H⁺-ATP酶水解ATP主动转运H⁺来维持,ATP抑制剂会阻碍ATP供能,H⁺浓度差被破坏,Na⁺进入液泡的动力不足,转运量减少。
【小问3详解】
结合图示信号通路:Ca²⁺激活钙调素蛋白激酶CPK27,进一步磷酸化激活液泡膜上的TST2转运蛋白,将细胞质中的单糖转运进液泡,提升细胞液渗透压;ABA信号促进液泡膜上的H⁺-ATP酶活性,建立H⁺跨膜梯度,驱动H⁺-Na⁺逆向转运蛋白将细胞质中的Na⁺转运进液泡,进一步提升细胞液浓度,增强细胞的保水能力抵御干旱。
【小问4详解】
分析题图:图中a细胞基本没有变化,但液泡有点变大,说明细胞吸水,细胞液的浓度大于外界溶液的浓度;b细胞发生明显的质壁分离现象,细胞失水较多,说明细胞液的浓度明显小于外界溶液的浓度;c细胞发生质壁分离现象,细胞失水,说明细胞液的浓度小于外界溶液的浓度;d细胞中液泡有一定程度的缩小,说明细胞液的浓度小于外界溶液的浓度,细胞失水,但浓度差不大,所以还没有发生质壁分离。由液泡缩小程度和质壁分离程度,可以判断细胞液浓度最精确的范围是在a~d两个细胞之间。
20. 为探究水和氮对光合作用的影响,将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组,补充尿素(12g.m-2)(3)水+氮组,补充尿素(12g.m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见下表。
生理指标
对照组
施氮组
施水+氮组
气孔导度/(mmol·m-2·s-1)
85
65
196
叶绿素含量/(mg·g-1)
9.8
11.8
12.6
RuBP羧化酶活性/(mol·h-1·g-1)
316
640
716
光合速率/(μmol·m-2·s-1)
6.5
8.5
11.4
注:气孔导度反映气孔开放的程度,RuBP羧化酶指催化CO₂固定的酶。
(1)为比较各组叶绿素含量,需要先用______________(试剂)提取,再用______________法分离。
(2)光照条件下,玉米根尖细胞中合成ATP的场所包括____________________________。
(3)氮元素被玉米吸收以后可用于合成____________________________(答出2种)等可参与光合作用的物质,松土有利于玉米对氮元素的吸收,分析其原因主要是____________________________________。
(4)据实验结果分析,水+氮组光合速率高于对照组的原因是____________________________。(答出2点)
(5)某研究小组以强光下的玉米植株为实验材料对“间隙光”进行了研究,每次光照20 s、黑暗20 s,交替进行12小时,并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的含量变化,实验结果如图所示。CD段两曲线重叠,此时玉米叶肉细胞中光合作用强度______________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度
【答案】(1) ①. 无水乙醇 ②. 纸层析
(2)细胞质基质、线粒体
(3) ①. 叶绿素、RuBP羧化酶(或ATP、NADPH等) ②. 松土能增加土壤含氧量,促进根细胞的有氧呼吸,为主动运输吸收氮元素提供更多能量
(4)①水+氮组叶绿素含量更高,光反应更强,能产生更多ATP和NADPH;②水+氮组气孔导度更大,能吸收更多CO₂,同时RuBP羧化酶活性更高,暗反应速率更快,整体光合速率显著提升
(5)大于
【解析】
【小问1详解】
光合色素易溶于有机溶剂,常用无水乙醇提取;不同色素在层析液中溶解度不同,可用纸层析法分离。
【小问2详解】
玉米根尖细胞没有叶绿体,光照条件下也不能进行光合作用,只能通过细胞呼吸合成ATP,合成场所是细胞质基质(有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段)。
【小问3详解】
氮是含氮物质的组成元素,参与光合作用的含氮物质包括叶绿素、光合相关酶、ATP、NADPH等;植物吸收氮的方式是主动运输,需要消耗能量,松土可提升土壤含氧量,促进根的有氧呼吸,为主动运输供能,从而促进氮的吸收。
【小问4详解】
叶绿素是光合色素,参与光反应过程,结合表格数据分析,和对照组相比,水+氮组一方面叶绿素含量更高,光反应能力提升;另一方面气孔导度大幅上升,CO₂供应更充足,同时催化CO₂固定的RuBP羧化酶活性更高,暗反应速率也显著提升,最终光合速率更高。
【小问5详解】
CD段CO2吸收速率和O2释放速率均大于0,说明植株整体净光合速率大于0,玉米植株中只有叶肉细胞等含叶绿体的细胞能进行光合作用,而所有活细胞都要进行呼吸作用,因此叶肉细胞的光合作用强度大于自身呼吸作用强度,才能满足植株整体的呼吸消耗,使净光合速率大于0。
21. 机体若长期处于紧张、焦虑等压力应激状态,部分个体可表现出暴饮暴食的行为,同时免疫功能降低,更容易发生感冒,相关调节机制见下图。回答下列问题:
(1)皮质醇的分泌调节是通过图示“下丘脑-垂体-腺体A”轴来进行的,在这个过程中存在____________调节,皮质醇的分泌过程说明神经调节与体液调节的关系是____________________________。
(2)研究发现,NPY除了促进摄食外,还能穿过血脑屏障抑制巨噬细胞的抗原呈递能力。据此推测,与正常小鼠相比,长期处于高NPY水平的小鼠在注射特定抗原后,其血清中的特异性抗体含量会______________(填“较高”或“较低”),请从免疫过程的角度解释原因:______________________。
(3)皮质醇分泌增加还会导致血糖升高。高血糖的人易口渴,该渴觉的形成路径是:血糖升高,导致血浆渗透压升高,刺激位于______________的渗透压感受器产生兴奋,通过传入神经传给大脑皮层产生渴觉。
(4)为了验证“____________________________”这一结论,某研究小组设计了如下实验:
实验材料:生理状况相同的健康小鼠若干、皮质醇注射剂、生理盐水、凋亡抑制剂X(可特异性抑制辅助性T细胞凋亡)、特定抗原等。
实验思路(请补充完整):
①将生理状况相同的健康小鼠随机均分为甲、乙、丙三组;
②甲组每天注射适量生理盐水,乙组每天注射等量皮质醇注射剂,丙组____________________________;
③在相同且适宜条件下饲养一段时间后,分别向三组小鼠注射等量同种特定抗原;
④检测三组小鼠的辅助性T细胞数量和抗体的相对含量,并统计三组小鼠辅助性T细胞的凋亡比例。
实验结果及结论:结果为辅助性T细胞数量:甲≈丙>乙,抗体相对含量:甲≈丙>乙,辅助性T细胞的凋亡比例:乙>甲≈丙,表明结论成立。
【答案】(1) ①. 分级调节和(负)反馈 ②. 不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节,体液调节可以看做神经调节的一个环节
(2) ①. 较低 ②. NPY抑制了巨噬细胞的抗原呈递能力,导致辅助性T细胞无法被有效激活,进而导致B细胞增殖、分化受阻,浆细胞分泌的抗体减少
(3)下丘脑 (4) ①. 皮质醇通过促进辅助性T细胞凋亡,使机体特异性免疫功能降低(免疫力下降) ②. 每天注射等量的皮质醇注射剂和凋亡抑制剂X
【解析】
【小问1详解】
下丘脑-垂体-腺体A轴本身属于激素的分级调节,同时皮质醇积累到一定程度后会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,属于负反馈调节;该过程中紧张焦虑的神经信号先作用于下丘脑(神经调节环节),再启动后续的激素分泌,体现了不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节,体液调节可以看做神经调节的一个环节 。
【小问2详解】
研究发现,NPY除了促进摄食外,还能穿过血脑屏障抑制巨噬细胞的抗原呈递能力。据此推测,与正常小鼠相比,长期处于高NPY水平的小鼠在注射特定抗原后,其血清中的特异性抗体含量会“较低”,这是因为NPY抑制了巨噬细胞的抗原呈递能力,导致辅助性T细胞无法被有效激活,进而导致B细胞增殖、分化受阻,浆细胞分泌的抗体减少,即体液免疫过程受抑制。
【小问3详解】
渗透压感受器位于下丘脑,渴觉是高级神经中枢大脑皮层产生的。
【小问4详解】
该实验设置了三组对照:空白对照组(生理盐水)、单独皮质醇处理组、皮质醇+凋亡抑制剂X组,实验结果显示加入凋亡抑制剂X后,皮质醇带来的免疫抑制效应被抵消,验证的结论是皮质醇通过诱导辅助性T细胞凋亡来降低免疫力;丙组需要同时施加皮质醇和凋亡抑制剂X两个处理,才能和乙组形成对照,验证凋亡的介导作用。
22. Ⅰ、细胞周期可分为分裂间期(包括G1期、S期和G2期)和分裂期(M期),只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。研究证明,细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)可与细胞周期蛋白(Cyclin)形成CDK/Cyclin复合物,推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检验点。某动物细胞的细胞周期、时长及其检验点如图1所示。
(1)细胞核的边界是______________,核DNA复制所需要的酶在______________(填“G1”、“S”、“G2”或“M”)期合成。
(2)据图可知,检验染色体着丝粒是否都与纺锤丝相连的Cyclin是______________,此检验点对有丝分裂的意义是____________________________。
(3)研究发现,细胞内有一种调控细胞分裂进程的SGO蛋白,该蛋白可与着丝粒位置的黏连蛋白结合。细胞内水解黏连蛋白的酶在中期已开始发挥作用,但着丝粒却要到后期开始时才几乎同时断裂。据此推测,SGO蛋白的作用是__________________________________________。若某个正在分裂的细胞中SGO蛋白的表达量显著提高,则其着丝粒的断裂时间将会______________(填“提前”“推迟”或“几乎不变”)。
Ⅱ、细胞周期同步化是指利用一定方法(如DNA合成阻断法,TdR为DNA合成抑制剂)使细胞群体处于同一细胞周期的同一阶段的过程。动物细胞周期同步化的常用方法如图2所示(细胞周期各时期时长与图1中相同):
(4)第一次高浓度的TdR处理,培养时间应大于或等于___________h,以保证所有细胞进入S期或处于G1/S的交界处。然后移去TdR,洗涤细胞并加入新鲜培养液,为了保证所有细胞都离开S期同时不进入下一个细胞周期的S期,则培养时间应______________________________________。
【答案】(1) ①. 核膜(细胞核膜) ②. G1
(2) ①. CyclinB ②. 确保染色体能够平均分配到细胞两极,维持子代细胞遗传性状的稳定性
(3) ①. 保护着丝粒处的黏连蛋白不被水解酶提前分解,使着丝粒在分裂后期才断裂 ②. 推迟
(4) ①. 15 ②. 大于7h,且小于15h(或时长介于S期时长与“G2+M+G1”时长之间)
【解析】
【小问1详解】
细胞核的边界是核膜,核膜能够将细胞核与细胞质分隔开;核DNA复制所需的酶(如DNA聚合酶)是为S期的DNA复制做物质准备,在G1期合成。
【小问2详解】
染色体着丝粒与纺锤丝的连接是有丝分裂中期向后期转换的检验事件,对应M期的调控复合物是CDK/CyclinB,因此对应的Cyclin是CyclinB;该检验点能保证所有染色体的着丝粒都排列在赤道板、与纺锤丝正确连接,避免染色体分配不均,保证亲子代细胞遗传物质稳定。
【小问3详解】
根据题意,水解黏连蛋白的酶中期就已激活,但着丝粒后期才断裂,SGO蛋白结合在着丝粒的黏连蛋白上,可推测其作用是屏障/保护黏连蛋白不被水解酶提前分解;若SGO表达量升高,对黏连蛋白的保护作用更强,着丝粒的断裂时间会推迟。
【小问4详解】
①第一次TdR处理要让原本处于G2+M+G1期的所有细胞都走完这些阶段,进入S期或停在G1/S交界处,因此处理时长需≥15h。
②移除TdR后,要让所有细胞都离开S期,培养时长需要大于S期的7h;同时不能让最早离开S期的细胞走完G2+M+G1(总时长15h)再次进入下一个S期,因此培养时长需小于15h。
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9月月考生物试题
一、单选题(每题2分,共36分)
1. 科学家在关于阿斯加德古细菌的最新研究中发现,其体内有多种真核生物特有的细胞骨架蛋白基因和膜重塑蛋白基因。下列相关推测合理的是( )
A. 阿斯加德古细菌的遗传物质是RNA,可以边转录边翻译
B. 阿斯加德古细菌的结构特点支持“真核生物起源于古细菌”的假说
C. 阿斯加德古细菌合成膜重塑蛋白的过程需要内质网的加工以及高尔基体的分类、包装
D. 阿斯加德古细菌体内的细胞骨架蛋白能够协助其完成有丝分裂中染色体分离等生命活动
2. 恩施小土豆为天然富硒食材,含有硒元素、优质蛋白、膳食纤维(纤维素)以及多种人体必需氨基酸。下列有关土豆细胞内分子的叙述,正确的是( )
A. 硒作为组成土豆蛋白质的大量元素,主要存在于氨基酸的R基中
B. 土豆中的人体必需氨基酸,可在人体细胞内由非必需氨基酸转化合成
C. 土豆细胞中的纤维素与淀粉单体相同,但两者空间结构的不同决定了其功能的差异
D. 高温蒸煮使土豆优质蛋白肽键断裂,蛋白质空间结构改变导致营养价值下降
3. 玉米收获后常利用苞叶将果穗编成小串,松散悬挂于屋檐、通风棚下进行晾晒。下列关于该操作生物学原理的分析,叙述正确的是( )
A. 通风导致的环境湿度降低,会使微生物繁殖减少,玉米细胞呼吸强度降低
B. 晾晒有利于紫外线促使霉菌蛋白质变性,实现灭菌效果,从而降低发霉风险
C. 松散悬挂晾晒,旨在抑制玉米果穗细胞的无氧呼吸,阻止有机物损耗
D. 经过充分晾晒的玉米种子,其细胞内结合水与自由水比值降低,抗逆性增强
4. 人体内脂质过量时,肝细胞内会形成无膜细胞器LIG颗粒。LIG颗粒借助YBX1蛋白捕获带有m5C甲基化修饰的TIMP2-mRNA,将其滞留在颗粒内,抑制翻译,减少促纤维化蛋白TIMP2合成,缓解肝纤维化。下列叙述错误的是( )
A. mRNA上的m5C甲基化修饰不会改变该mRNA的碱基序列
B. LIG颗粒捕获TIMP2-mRNA过程没有体现细胞间的信息交流
C. TIMP2-mRNA被禁锢于LIG颗粒,RNA聚合酶无法结合,翻译过程受阻
D. YBX1蛋白不可能作为转运蛋白,介导TIMP2-mRNA跨膜运输进入LIG颗粒
5. 细胞衰老后可分泌多种细胞因子、蛋白酶等效应分子,该现象称为衰老相关分泌表型(SASP)。科研人员收集不同条件的细胞培养液处理正常前列腺上皮细胞PNT2,实验结果如表。布雷菲德菌素A(BFA)能够抑制内质网形成的囊泡向高尔基体运输。下列叙述正确的是( )
组别
对正常PNT2细胞的处理方式
处于DNA复制期(S期)细胞比例
凋亡细胞比例
甲
正常成纤维细胞培养液
12.1%
3.2%
乙
衰老成纤维细胞培养液
7.6%
11.4%
丙
经BFA处理衰老成纤维细胞后收集的培养液
10.8%
4.1%
丁
BFA药物溶液直接处理PNT2细胞
11.7%
3.7%
A. 丁组实验证明BFA能够直接抑制衰老细胞合成SASP相关细胞因子
B. SASP的细胞因子类效应分子释放到细胞外的方式为胞吐,不需要消耗ATP
C. 乙、丙对照可证明SASP全部效应分子的分泌均依赖内质网-高尔基体通路
D. 甲、乙对照,SASP可以抑制正常上皮细胞增殖,并诱导细胞凋亡
6. 科研团队将菠菜类囊体封装成纳米颗粒并命名为LEAF,用于治疗干眼症。LEAF被小鼠的角膜细胞吞噬后,能在光照下高效产生NADPH,有效清除炎症产生的活性氧,修复角膜损伤。下列叙述错误的是( )
A. LEAF在角膜细胞中不能进行完整的光合作用
B. 角膜细胞吞噬LEAF的过程依赖细胞膜的流动性
C. 制备LEAF需要进行高压蒸汽灭菌以保持无菌
D. LEAF起治疗作用主要利用了NADPH的还原性
7. 水菱扎根底泥淤泥,对多种重金属有富集作用。水菱根细胞吸收Cd2+方式如图。某科研团队通过基因工程的方法,获得了低镉突变株。下列分析错误的是( )
A. 转运蛋白N同时运输Cd2+和H+时,两种离子均顺各自浓度梯度向胞内运输
B. 敲除水菱根细胞细胞膜上转运蛋白N的编码基因可达到获得低镉突变株的目的
C. 淤泥渗透压升高时,水菱根细胞失水,转运蛋白N转运Cd2+的速率可能下降
D. 种植低镉水菱可降低农田食物链镉污染风险,但不能有效减少淤泥中的Cd2+总量
8. EPAS1是动物细胞感受低氧、启动低氧应激的调控蛋白,泛素蛋白pVHL可结合EPAS1并介导其降解。低氧环境下,有活性的EPAS1增多,能够抑制丙酮酸进入线粒体,降低细胞耗氧量。高原猎隼的EPAS1发生突变,突变后EPAS1与pVHL的结合能力显著增强。下列叙述错误的是( )
A. 低氧条件下,突变猎隼细胞中EPAS1更易被降解
B. 人体细胞无氧呼吸时,丙酮酸转变为乳酸的过程会生成少量ATP
C. 与野生型相比,突变猎隼丙酮酸进入线粒体的抑制作用减弱,更利于有氧呼吸
D. 长期低氧环境,机体通过EPAS1调控细胞呼吸方式,属于维持内环境稳态的调节
9. 细胞凋亡在机体内环境稳定的维持中有着重要作用,如图为细胞凋亡部分过程图。下列说法错误的是( )
A. 推测肿瘤细胞中Bcl-2呈现高表达状态
B. 细胞凋亡会导致DNA切割、细胞解体,进而被吞噬细胞吞噬消化
C. 据图分析,细胞凋亡可由外界因素诱导,属于细胞自发的死亡
D. 已知活化的C-3酶可促进细胞色素c释放,则细胞色素c的释放存在负反馈调节
10. 为研究中药槐果碱对细胞增殖的影响,研究人员利用骨肉瘤细胞及HTR3A过表达突变型骨肉瘤细胞进行了相关实验,测定了细胞增殖能力,结果如图(已知实验过程中没有细胞死亡)。450 nm波长吸光度值与活细胞数量呈正相关。下列叙述错误的是( )
A. 由图可推知,槐果碱能够使骨肉瘤细胞的细胞周期延长
B. 该实验对照组骨肉瘤细胞中HTR3A基因不表达
C. 槐果碱可能抑制HTR3A的表达
D. 若要明确槐果碱作用机制,可检测HTR3A基因的表达水平
11. 脊髓性肌萎缩症(SMA)致病核心是SMN蛋白不足。ASO(单链RNA)是有效治疗SMA的药物。致病及治疗机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 服药后产生正常蛋白,说明基因突变具有可逆性
B. 前体mRNA剪接加工成mRNA后会通过核孔从细胞核进入到细胞质中
C. ASO依据ISS-N1序列设计,可与ISS-N1互补结合阻断R的结合
D. 修饰ASO的磷酸与核糖骨架使其不易被RNA水解酶降解,可以提高药物疗效
12. 青蛙大脑皮层发出神经冲动,可以使α神经元、γ神经元兴奋,分别引起后肢骨骼肌中的梭外肌纤维和肌梭的收缩,从而一气呵成地完成跳跃动作,部分神经通路如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 肌梭既可作为效应器也可作为感受器
B. 青蛙跳跃反射的神经中枢在大脑皮层
C. 在图中α神经元胞体膜处会发生“化学信号→电信号”的转变
D. 将电流表的两电极分别置于α神经元的膜内外,没有刺激时指针也偏转
13. 研究人员用溴乙烷(BE)和赤霉素GA3处理马铃薯块茎,检测马铃薯块茎的休眠时间,结果见图,CK为对照组。下列分析不合理的是( )
A. GA3作为信号分子调节马铃薯块茎细胞的代谢
B. BE有利于解除马铃薯块茎休眠,适用于马铃薯的储存
C. 若要证明BE与GA3在打破马铃薯块茎休眠上存在协同作用,还需设置单独GA3处理组
D. CK组应用等量配制BE与GA3溶液的溶剂处理马铃薯块茎
14. 鼠兔和牦牛是青藏高原重要的草食动物,分析粪便中叶绿体rbcL基因序列可判定它们的食物组成。不同牦牛放牧强度下,两者的食物重叠度指数和牦牛食物中优势禾草占比如图。下列叙述错误的是( )
A. 牦牛与鼠兔食物种类的判定利用了rbcL基因序列的物种特异性
B. 放牧强度在a~b时,鼠兔食物中优势禾草的占比随放牧强度增大而降低
C. 放牧强度为a时,牦牛与鼠兔的食物重叠度高,二者竞争激烈
D. 放牧强度高于b时,牦牛与鼠兔食物生态位分化程度随放牧强度增大而降低
15. 研究发现,稻田生态系统中稻飞虱(植食性昆虫)与蜘蛛(肉食性)的种间关系显著影响能量流动效率。科研人员通过设置有机肥替代部分化肥的田间试验,测得不同施肥处理下各营养级的能量分配,如表所示。下列分析错误的是( )
处理组
水稻同化量(×103 kJ/亩)
稻飞虱同化量(×103 kJ/亩)
蜘蛛同化量(×103 kJ/亩)
分解者获得能量(×103 kJ/亩)
全量化肥组
8.2
12.6
1.8
15.3
有机肥替代组
9.5
8.4
2.3
22.7
注:有机肥替代组指50%氮肥由有机肥提供
A. 两个处理组中均不会出现倒置的能量金字塔、生物量金字塔,但数量金字塔可能倒置
B. 有机肥替代组蜘蛛流向分解者的能量可能增加
C. 蜘蛛捕食压力增大可能是导致有机肥替代组稻飞虱同化量下降的原因之一
D. 有机肥中的能量通过分解者进入水稻,属于生产者固定太阳能的补充途径
16. 双层琼脂噬菌斑法常用于噬菌体的分离与计数测定:底层为琼脂固体培养基,上层为半固体软琼脂;将充分稀释的噬菌体悬液与大肠杆菌混合,保温吸附后,加入48℃融化的上层软琼脂,迅速混匀并倾倒在底层平板上,凝固后37℃倒置培养,平板长出连续菌苔,活性噬菌体裂解细菌可形成圆形透明噬菌斑。下列叙述正确的是( )
A. 底层固体琼脂的主要作用是为细菌提供营养物质
B. 上层使用半固体琼脂,既能固定细菌,又利于噬菌体扩散侵染
C. 噬菌体可直接在灭菌的半固体培养基表面生长
D. 计数时优先选择噬菌斑数目30~300的平板,否则测定结果偏大
17. 重叠延伸PCR(SOE-PCR)是一种通过设计含非特异性配对碱基的引物,利用PCR将突变位点引入产物的定点突变技术。现使用该技术对纤维素酶基因进行合理性改造,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. PCR1过程中至少需要进行两次循环才能得到产物AB
B. ②过程需要使用耐高温的DNA聚合酶催化子链的合成
C. 将4种引物置于同一个反应系统中同时进行PCR可缩短实验时间
D. 运用定点突变技术改造纤维素酶基因以改变酶活性,属于蛋白质工程
18. 下图三个家庭中都有一名克兰费尔特综合征患者(XXY,男性),这些患者同时还患有G基因缺陷导致的蚕豆病(伴X染色体隐性遗传病)。家庭中其余个体染色体数目均正常,其余子代均不患蚕豆病,亲本是否患蚕豆病未知,图中A和B代表对X染色体上G(g)基因之外的某一特定DNA片段进行PCR扩增产物的电泳条带类型。关于患者多余的X染色体的来源,下列叙述正确的是( )
A. 父方减数分裂I或II异常产生的配子都多一条X染色体
B. 家庭1:多余的X染色体一定来源于父方
C. 家庭2:多余的X染色体可能来源于母方
D. 家庭3:多余的X染色体是母方减数分裂II异常导致的
二、非选择题(共4大题,每题16分,共64分)
19. 全球变暖加剧地表水分蒸发,导致干旱时有发生,而干旱环境往往伴随盐碱胁迫。经过长期演化,耐旱植物进化出了一套精细的生理响应机制,以此抵御干旱与盐碱双重胁迫。机制如图。回答下列问题:
(1)细胞膜与液泡膜都属于生物膜系统的一部分,它们在组成成分上的相似性体现在_______________,其中细胞膜具有选择透过性的结构基础主要是________________________。
(2)若使用ATP抑制剂处理细胞,Na+进入液泡的量会明显__________(填“增加”或“不变”或“减少”),原因是__________________________________________________。
(3)据图1分析,Ca2+和ABA信号通过协同作用共同抵御干旱胁迫的机制是:一方面在Ca2+的作用下,____________________,提高了细胞液的浓度;另一方面在ABA的作用下,____________________,提高了细胞液的浓度。
(4)利用渗透作用实验原理可以测定细胞液浓度的大致范围。将细胞液浓度相同的多个植物细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中,出现图2所示a~d四种细胞状态,则细胞液浓度最可能介于下列_____________两个细胞之间。
20. 为探究水和氮对光合作用的影响,将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组,补充尿素(12g.m-2)(3)水+氮组,补充尿素(12g.m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见下表。
生理指标
对照组
施氮组
施水+氮组
气孔导度/(mmol·m-2·s-1)
85
65
196
叶绿素含量/(mg·g-1)
9.8
11.8
12.6
RuBP羧化酶活性/(mol·h-1·g-1)
316
640
716
光合速率/(μmol·m-2·s-1)
6.5
8.5
11.4
注:气孔导度反映气孔开放的程度,RuBP羧化酶指催化CO₂固定的酶。
(1)为比较各组叶绿素含量,需要先用______________(试剂)提取,再用______________法分离。
(2)光照条件下,玉米根尖细胞中合成ATP的场所包括____________________________。
(3)氮元素被玉米吸收以后可用于合成____________________________(答出2种)等可参与光合作用的物质,松土有利于玉米对氮元素的吸收,分析其原因主要是____________________________________。
(4)据实验结果分析,水+氮组光合速率高于对照组的原因是____________________________。(答出2点)
(5)某研究小组以强光下的玉米植株为实验材料对“间隙光”进行了研究,每次光照20 s、黑暗20 s,交替进行12小时,并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的含量变化,实验结果如图所示。CD段两曲线重叠,此时玉米叶肉细胞中光合作用强度______________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度
21. 机体若长期处于紧张、焦虑等压力应激状态,部分个体可表现出暴饮暴食的行为,同时免疫功能降低,更容易发生感冒,相关调节机制见下图。回答下列问题:
(1)皮质醇的分泌调节是通过图示“下丘脑-垂体-腺体A”轴来进行的,在这个过程中存在____________调节,皮质醇的分泌过程说明神经调节与体液调节的关系是____________________________。
(2)研究发现,NPY除了促进摄食外,还能穿过血脑屏障抑制巨噬细胞的抗原呈递能力。据此推测,与正常小鼠相比,长期处于高NPY水平的小鼠在注射特定抗原后,其血清中的特异性抗体含量会______________(填“较高”或“较低”),请从免疫过程的角度解释原因:______________________。
(3)皮质醇分泌增加还会导致血糖升高。高血糖的人易口渴,该渴觉的形成路径是:血糖升高,导致血浆渗透压升高,刺激位于______________的渗透压感受器产生兴奋,通过传入神经传给大脑皮层产生渴觉。
(4)为了验证“____________________________”这一结论,某研究小组设计了如下实验:
实验材料:生理状况相同的健康小鼠若干、皮质醇注射剂、生理盐水、凋亡抑制剂X(可特异性抑制辅助性T细胞凋亡)、特定抗原等。
实验思路(请补充完整):
①将生理状况相同的健康小鼠随机均分为甲、乙、丙三组;
②甲组每天注射适量生理盐水,乙组每天注射等量皮质醇注射剂,丙组____________________________;
③在相同且适宜条件下饲养一段时间后,分别向三组小鼠注射等量同种特定抗原;
④检测三组小鼠的辅助性T细胞数量和抗体的相对含量,并统计三组小鼠辅助性T细胞的凋亡比例。
实验结果及结论:结果为辅助性T细胞数量:甲≈丙>乙,抗体相对含量:甲≈丙>乙,辅助性T细胞的凋亡比例:乙>甲≈丙,表明结论成立。
22. Ⅰ、细胞周期可分为分裂间期(包括G1期、S期和G2期)和分裂期(M期),只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。研究证明,细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)可与细胞周期蛋白(Cyclin)形成CDK/Cyclin复合物,推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检验点。某动物细胞的细胞周期、时长及其检验点如图1所示。
(1)细胞核的边界是______________,核DNA复制所需要的酶在______________(填“G1”、“S”、“G2”或“M”)期合成。
(2)据图可知,检验染色体着丝粒是否都与纺锤丝相连的Cyclin是______________,此检验点对有丝分裂的意义是____________________________。
(3)研究发现,细胞内有一种调控细胞分裂进程的SGO蛋白,该蛋白可与着丝粒位置的黏连蛋白结合。细胞内水解黏连蛋白的酶在中期已开始发挥作用,但着丝粒却要到后期开始时才几乎同时断裂。据此推测,SGO蛋白的作用是__________________________________________。若某个正在分裂的细胞中SGO蛋白的表达量显著提高,则其着丝粒的断裂时间将会______________(填“提前”“推迟”或“几乎不变”)。
Ⅱ、细胞周期同步化是指利用一定方法(如DNA合成阻断法,TdR为DNA合成抑制剂)使细胞群体处于同一细胞周期的同一阶段的过程。动物细胞周期同步化的常用方法如图2所示(细胞周期各时期时长与图1中相同):
(4)第一次高浓度的TdR处理,培养时间应大于或等于___________h,以保证所有细胞进入S期或处于G1/S的交界处。然后移去TdR,洗涤细胞并加入新鲜培养液,为了保证所有细胞都离开S期同时不进入下一个细胞周期的S期,则培养时间应______________________________________。
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