精品解析:重庆市育才中学校2027届高三质量检测(二)生物试题
2026-10-01
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内容正文:
重庆育才中学高2027届高三质量检测(二)
生物试题
(本试卷共100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答卷前,请考生先在答题卡上准确工整地填写本人姓名、准考证号;
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5 mm黑色签字笔答题;
3.请在答题卡中题号对应的区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效;
4.请保持答题卡卡面清洁,不要折叠、损毁;考试结束后,将答题卡交回。
第Ⅰ卷
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求。)
1. 电影《欢迎来龙餐馆》中,以米饭、蔬菜、碎肉与蜂蜜焖制的“徐福烩饭”让人印象深刻,这道菜诠释了中国人“好好吃饭”的生存哲学与和平愿景。下列关于食材中元素、化合物的相关叙述,正确的是( )
A. 米饭、蔬菜中的多糖,含有C、H、O、N等元素,是良好的储能物质
B. 蔬菜与碎肉细胞的遗传物质种类相同,其中的五碳糖不是ATP组成成分
C. 碎肉的脂肪中含有大量不饱和脂肪酸,蛋白质中含有各种必需氨基酸
D. 烹饪时会破坏蛋白质的空间结构,加入双缩脲试剂不能发生颜色反应
2. 高尔基体膜上有很多受体,便于其特异性识别并定向运输物质。其中M6P受体与溶酶体水解酶的定位有关。溶酶体水解酶在高尔基体中发生磷酸化后形成M6P;在pH为6.5-7的条件下M6P受体与M6P结合,在pH为4.5-5的条件下脱落,过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 高尔基体膜上的M6P受体受损就不能合成溶酶体水解酶
B. M6P可位于质膜上,用于回收错误分泌到膜外的水解酶
C. 高尔基体内M6P受体所在区域pH值比溶酶体中的pH低
D. M6P受体蛋白主要存在于高尔基体产生囊泡一侧的膜上
3. 图1是研究渗透作用的实验装置,A溶液和B溶液为两种不同浓度的蔗糖溶液,图1装置达到渗透平衡时,长颈漏斗中液面高度上升了∆h,图2是某同学取一株红心萝卜幼根不同部位1、2,分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲~丙)中,一段时间后,取出幼根称重的质量变化。下列说法错误的是( )
A. 图1中结构C可能模拟的是成熟植物细胞的原生质层这一结构
B. 实验开始前溶液A的浓度高于溶液B,渗透平衡时溶液A的浓度仍高于溶液B
C. 图2中,部位2的细胞液浓度比部位1高
D. 图2中甲、乙、丙溶液浓度从大到小的排序为乙>甲>丙
4. 盐地碱蓬是一种高度耐盐碱植物,其耐盐机制如图所示。现有野生型、SOS1基因敲除突变体、NHX基因敲除突变体三种盐地碱蓬,分别用300 mmol/L NaCl盐溶液处理模拟盐胁迫。下列叙述正确的是( )
注:①NHX、SOS1为两种转运蛋白;②V-ATPase为液泡膜H+-ATP酶,V-PPase为液泡膜H+-焦磷酸酶(其中PPi为焦磷酸),PM-ATPase为质膜H+-ATP酶。
A. Na+通过液泡膜上的NHX蛋白进入液泡的跨膜运输方式是协助扩散
B. 图中V-ATPase活性增强可以使液泡的吸水能力增强
C. NHX转运蛋白既能转运Na+,又能转运H+,说明其不具有专一性
D. 在盐胁迫条件下,NHX基因敲除突变体可依靠SOS1排出细胞质中的Na+,故耐盐性与野生型无差异
5. 茶叶细胞中存在多种酚类物质,多酚氧化酶可以将无色的酚类物质氧化成褐色。图甲是一个含有酚类物质的琼脂块,1-4代表分别用不同方法处理的4个位置,放入37℃恒温箱中保温处理24 h,观察三角形区域的颜色变化。另外,为减少绿茶制作过程中发生褐变,科研人员探究柠檬酸、抗坏血酸VC、氯化钠三种褐变抑制剂(用磷酸盐缓冲液配制)对多酚氧化酶活性的影响,在适宜的条件下测出多酚氧化酶的相对酶活性如图乙。下列选项正确的是( )
A. 图甲中三角形区域1、2、4均未呈现褐色
B. 多酚氧化酶的作用机理是提供化学反应的活化能
C. 图乙实验的自变量是抑制剂的浓度
D. 由图可知0.10%的柠檬酸处理方式对多酚氧化酶活性的抑制效果最差
6. 睡眠是动物界普遍存在的现象,腺苷是一种重要的促眠物质。下图为腺苷合成及转运示意图,图中5′-N(5′-核苷酸酶)、AK(腺苷激酶)是参与腺苷代谢的两种酶。已知ATP运到胞外后可被膜上的核酸磷酸酶水解。下列选项正确的是( )
A. ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,在代谢旺盛的细胞中含量丰富
B. ATP运到胞外后可被膜上的核酸磷酸酶水解,脱去2个磷酸产生腺苷
C. 由图可知,利用AK活性抑制剂会改善失眠症患者的睡眠问题
D. 在不同种类的生物体内,ATP与ADP相互转化的能量供应机制不同
7. 科学的实验方法和规范的操作流程是实验成功的关键。下列有关叙述正确的是( )
A. 在探究酵母菌细胞呼吸的方式时,有氧组和无氧组都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的气体
B. 鉴定脂肪时,先用体积分数为50%的酒精浸泡花生子叶临时切片,然后染色
C. 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用时,可选用碘液对其因变量进行检测
D. 在分离绿叶中的色素时,需将滤液细线浸入层析液中
8. 某兴趣小组发现樱桃受机械损伤后会加速腐烂,推测这一现象与损伤导致的樱桃有氧呼吸速率增大有关。樱桃的细胞呼吸如图1所示,其中①~④表示相关过程,A~E表示物质。为验证该假设,设计了图2的实验装置,并对比了未受损伤与机械损伤的樱桃在有氧环境下的呼吸速率。下列选项正确的是( )
A. 图1中,物质B代表CO2,其中的氧元素均来源于葡萄糖
B. 图1中的①②③④都可以为ATP的合成提供能量
C. 与放入损伤的樱桃相比,若在图2装置中放入完整未损伤的樱桃,有色液滴向左移动会更慢
D. 图2应设置对照组,在容器中放入与实验组等量的消毒的无活力的樱桃和等量的NaHCO3溶液
9. 氢气是清洁能源,工业产氢可大量制备氢气。小球藻光合产氢是在光合系统与氢酶的共同作用下产生氢气,其过程如图所示,其中PSI和PSII分别为光系统I和光系统II,PQ、PC、Fd都是膜上的电子载体,图中I、II、III是Fd的三条电子传递途径。已知氢酶遇氧时活性降低。下列选项正确的是( )
A. 图示生物膜为叶绿体内膜
B. 若高温胁迫下过剩光能会使PSII的某蛋白受损,则电子传递途径I减弱,以保障PSI的正常功能
C. PSII吸收光能后,类囊体腔中的H+浓度升高,并以易化扩散的方式运输到叶绿体基质中
D. 调控培养条件提高小球藻的光合作用效率,可以提高产氢效率
10. 在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给4位同学观察细胞并计数,结果如下表(单位:个)。关于表中记录结果的分析,下列说法正确的是( )
学生
分裂间期
分裂期
总计
前期
中期
后期
末期
甲
5
6
3
2
6
22
乙
5
6
3
3
5
22
丙
5
6
3
2
6
22
丁
6
6
3
2
5
22
A. 制作大蒜根尖细胞临时装片的一般过程是解离、染色、漂洗、制片
B. 四位同学计数的差异是由于有丝分裂是一个连续的过程,某些细胞所处时期易混淆
C. 四位同学记录的间期细胞数少于分裂期,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D. 通过统计分裂期细胞所占的比例可估算出分裂期的时长
11. 图1为某雄性动物(2N=12)细胞分裂显微图像。图2为菠菜(2N=12)根尖细胞分裂显微图像,图中a-d为不同时期的细胞。下列相关叙述正确的是( )
A. 图1细胞的分裂方式为减数分裂,细胞所处时期排序为①③②④⑤
B. 图1中细胞⑤含有同源染色体,细胞③可发生姐妹染色单体间的互换现象
C. 图2细胞的分裂方式为有丝分裂,细胞d中不存在核膜结构
D. 图2中细胞c处于后期,同源染色体分离并向细胞两极移动
12. 蛋白质AMPK、mTOR分别促进、抑制细胞自噬,其中一种蛋白质需借助另一种蛋白质才可对细胞自噬发挥作用。已知基因A、B各自编码AMPK、mTOR中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、A基因功能缺失突变体(a组)、B基因功能缺失突变体(b组)和A/B双基因功能缺失突变体(a/b组)进行了相关实验,结果如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 激烈的细胞自噬可诱导细胞坏死
B. A基因编码AMPK蛋白质,B基因编码的是mTOR蛋白质
C. 蛋白质mTOR通过抑制AMPK对细胞自噬发挥作用
D. 蛋白质AMPK通过抑制mTOR对细胞自噬发挥作用
13. 玉米植株的宽叶与窄叶是由单基因控制的一对相对性状。将宽叶与窄叶两种纯合亲本在自然状态下间行种植(玉米间受粉机会均等)得F1,其中窄叶亲本所结籽粒发育成的植株中宽叶和窄叶均有。现选取F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交,所得F2中宽叶∶窄叶=7∶5.下列叙述正确的是( )
A. 若玉米做遗传学杂交实验时,操作步骤是去雄-套袋-授粉-再套袋
B. 玉米植株的窄叶为显性性状
C. F1玉米植株中宽叶所占的比例为7/12
D. 若将F1中选取的那部分宽叶玉米种植,则后代玉米植株宽叶∶窄叶=119∶25
14. 育幼传粉为一类特殊种间互作,即昆虫为植物传粉,同时将卵产在植物组织(如果荚)内,幼虫依靠植物组织获取营养。浮水植物水龙与象鼻虫可形成这类种间关系,二者互作过程中,水龙的果荚会在开花后固定时间统一沉入水下。图1表示果荚内幼虫数量与被幼虫取食的种子占比的关系,图2表示果荚沉水后象鼻幼虫个体命运。下列叙述正确的是( )
A. 水龙花期集中在5-9月,体现了群落的季节性;象鼻虫幼虫与水龙果荚生态位部分重叠
B. 水龙可感知果荚内部幼虫密度,选择性沉没幼虫数量多的果荚,抑制象鼻虫的过度增长
C. 果荚内幼虫为1只时二者表现为互利共生,幼虫数量增加为3只时种间关系转变为寄生
D. 据图2推测,长期进化中,提前羽化的象鼻虫个体更易存活,该性状可被自然选择保留
15. 科研人员以芹菜为受体、胡萝卜为供体开展不对称原生质体融合实验制备胞质杂种植株。受体原生质体用IOA(碘乙酰胺)处理,供体原生质体用不同时长UV紫外线照射,筛选杂种细胞后形成再生植株,具体流程见图1,相关检测结果见图2.下列说法正确的是( )
注:IOA处理使受体原生质体代谢途径受阻,但细胞核结构完整;UV照射可碎片化供体染色体
A. 需使用纤维素酶和果胶酶制备原生质体,并置于高渗溶液中操作,避免原生质体吸水涨破
B. 据图分析,选用6 minUV照射的胡萝卜原生质体,可在完全抑制核分裂的同时较好保留叶绿体
C. 用PEG处理可促进原生质体再生出细胞壁,杂种细胞的脱分化阶段涉及基因的选择性表达
D. IOA处理后的芹菜原生质体细胞核受损,自身不能分裂,只有融合细胞依靠代谢互补存活
第Ⅱ卷
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16. 小麦是重要的粮食作物。小麦植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(见图1),旗叶叶肉细胞中的叶绿体内有更多的类囊体堆叠,对籽粒产量有重要贡献。请回答下列问题。
(1)在旗叶的叶肉细胞中,叶绿体内有更多的类囊体堆叠,这为__________阶段提供了更多的场所。旗叶通过气孔从外界吸收CO2,在特定酶的作用下与C5结合形成C3,C3在有关酶的催化作用下接受__________释放的能量并被还原,随后接受能量并被还原的C3经过一系列的反应转化为糖类和C5.
(2)为探究氮肥不同深度施用对小麦旗叶光合特征及产量的影响,设置不同施肥深度处理(CK:地面撒施;T1:5 cm;T2:25 cm),在挑旗期、抽穗期、开花期、灌浆期4个生育期分别测定小麦旗叶的叶绿素含量(SPAD)、净光合速率等指标,结果如下表所示:
处理
挑旗期
抽穗期
开花期
灌浆期
SPAD
净光合速率
μmol/(m2·s)
SPAD
净光合速率
μmol/(m2·s)
SPAD
净光合速率
μmol/(m2·s)
SPAD
净光合速率
μmol/(m2·s)
CK
50.03
14.16
49.68
15.03
49.57
17.37
52.16
15.53
T1
50.67
14.88
50.02
15.48
50.65
18.32
54.03
16.11
T2
54.38
16.85
52.84
18.26
53.04
20.52
55.80
19.03
据表可知,氮肥不同深度施用对小麦不同发育时期旗叶的叶绿素含量和净光合速率均有较明显影响。T2处理时,净光合速率较CK提高最多的是__________(填生育期)。中耕松土有利于小麦对氮肥的吸收,理由是__________。
(3)在植物体内,制造或输出有机物的组织器官被称为“源”,接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。若要研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”属性及相互关系,以下研究思路合理的是__________(多选)。
A. 阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化
B. 阻断籽粒有机物的输入,检测旗叶光合作用速率的变化
C. 使用H218O浇灌小麦,检测籽粒中含18O的有机物的比例
D. 使用14CO2饲喂旗叶,检测籽粒中含14C的有机物的比例
(4)研究发现小麦旗叶是“源”,籽粒是“库”。去掉一部分正在发育的籽粒,一段时间后旗叶的光合速率会__________(填“上升”或“下降”),推测其原因是______________________________。
17. 某科研小组利用小鼠(2N=40)卵巢为材料,进行细胞分裂实验。图1表示卵原细胞M在分裂过程中的部分细胞图像(仅显示部分染色体),细胞A和B的染色体组成如图所示,H(h)、R(r)是其中的两对基因,细胞B和C处于相同的分裂时期,图2表示正常分裂过程中不同时期细胞内染色体数的变化曲线。请回答下列问题:
(1)图1中细胞A、B分别对应图2中的__________(填序号),图1中细胞B名称为______________。
(2)图2中Ⅱ时期代表__________过程;I和Ⅱ过程中能使得小鼠子代具有多样性的原因是__________。
(3)细胞A是由卵原细胞M直接形成的,形成过程中发生的变异类型有__________,细胞F的基因型为__________。若卵原细胞M中染色体DNA分子中的P元素都为32P,然后在不含32P的培养液中正常培养得到的细胞C中含有32P的染色体条数为__________。
(4)研究人员通过显微镜发现卵细胞G中有2条同型性染色体,形成原因是________________________。
18. 某种昆虫的体色有灰色(E)与黑色(e)两种,由一对等位基因控制,另有一对具有致死效应的等位基因与控制体色的基因位于同一对常染色体上,且致死基因的表达受性激素的影响。研究人员进行了以下杂交实验(不考虑基因突变和染色体互换),结果如下表(表中数字代表个体数):
杂交组合
亲本类型
F1
雌
雄
I
灰色雌×灰色雄
灰色623
灰色310
II
黑色雌×灰色雄
黑色336
黑色326
灰色325
灰色334
III
II组中的灰色F1自交
黑色214
黑色208
灰色643
灰色418
(1)昆虫体色基因(E/e)的遗传遵循基因的__________“分离”或“自由组合”)定律;在该定律中,F2性状分离比3∶1实现的前提条件是:①F1产生的两种配子数目__________,②受精时雌雄配子随机结合,③不同基因型个体的存活率相同。
(2)从上述杂交组合的结果可以判断:①灰色为__________(填“显性”或“隐性”)性状;②致死基因是隐性基因,与__________(填“E”或“e”)基因位于同一条染色体上;③杂交组合I的亲本基因型为(仅考虑体色基因E/e):雌__________、雄__________。
(3)请利用杂交组合III的子代作为实验材料,设计实验证明(2)中的②结论:
①实验设计思路:甲组取III组子代中多个灰色雌性个体与黑色雄性个体测交;乙组__________________;然后分别统计两组子代的灰色和黑色的分离比。
②预测实验结果和结论:若甲组子代中,灰色个体与黑色个体比例是__________,乙组子代中,灰色和黑色个体的比例是1∶1,则上述结论正确。
19. 青藏高原高寒草甸是物种丰富的典型草原群落。传统生态学假说认为:养分富集(施肥)会引发土壤酸化、有毒金属离子释放,直接造成植物死亡,进而使群落物种丰富度下降。贺金生团队开展野外控制实验,设置空白对照、施氮、施磷实验,分别测定土壤理化指标、自然光照下物种丰富度及林下补光后物种恢复情况,结果如表所示。自然光照条件下,不同处理群落中两类物种的现存物种数如图所示。回答下列问题:
处理
土壤pH
自然光下物种丰富度
(种/0.5m²)
补光后总物种丰富度
(种/0.5m²)
空白对照
6.7
37
37
施氮
6.7
32
36
施磷
6.65
36
37
(1)高寒草甸群落中植物存在高低分层现象,体现群落的__________结构。对比传统生态学假说和实验结果可推知,施肥造成高寒草甸物种丰富度下降的主要限制因素是__________,判断依据是______________________________。
(2)据图分析,施氮处理后,__________(填“高”或“低”)SLA植物物种数下降幅度更大,原因是______________________________。两种比叶面积的植物利用资源的方式和空间不同,说明二者的__________分化,可有效减缓种间竞争。
(3)结合图、表的实验结果,下列叙述合理的是__________(多选)
A. 施磷可使群落物种丰富度下降
B. 施氮处理后高SLA植物可能比低SLA植物在群落中更占优势
C. 补光处理能够完全恢复施氮组下降的物种丰富度
D. 补光处理使施磷组物种丰富度下降
(4)若高寒草甸长期高强度施肥,林下持续光照不足,则该群落物种丰富度和抵抗力稳定性均降低。对该草原的保护管理措施有____________________(写出一点即可)。
20. 我国科研团队利用体细胞核移植(SCNT)技术构建恒河猴克隆胚胎时发现,其囊胚发育异常,胎盘出现明显增生、钙化,造成胚胎大量流产。为解决SCNT胎盘发育缺陷问题,该科研团队建立滋养层细胞置换技术(TR-SCNT),并成功克隆出一只健康恒河猴,过程如图所示。回答下列问题:
(1)该实验中,通过滚瓶培养可获取足够数量的恒河猴体细胞。培养时,合成培养基需要添加__________等天然成分,并需将盛有细胞、培养液的培养瓶放置于滚动架上,使其缓慢旋转。滚瓶培养的优点是____________________(答一点即可)。
(2)在动物细胞的体外传代培养过程中,通常利用胰蛋白酶对供体细胞进行处理,使细胞分散成单个细胞,从而解除__________现象。采集的卵母细胞在体外培养至__________期。
(3)克隆猴E的细胞质基因来自猴__________(填字母);检测重组胚胎滋养层细胞__________(填“能”或“不能”)确定克隆猴E的性别,原因是____________________。
(4)结合实验结果,下列分析正确的有__________(多选)。
A. 与传统SCNT技术不同,TR-SCNT技术利用猴C、D受精,故为有性生殖
B. 重组胚胎移植前,需对代孕受体猴进行超数排卵处理,保证生理状态一致
C. TR-SCNT技术绕过了SCNT胚胎滋养层的缺陷,提升克隆胚胎存活概率
D. 胎盘增生、钙化,无法正常完成营养供给、气体交换,使得胚胎大量流产
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重庆育才中学高2027届高三质量检测(二)
生物试题
(本试卷共100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答卷前,请考生先在答题卡上准确工整地填写本人姓名、准考证号;
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5 mm黑色签字笔答题;
3.请在答题卡中题号对应的区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效;
4.请保持答题卡卡面清洁,不要折叠、损毁;考试结束后,将答题卡交回。
第Ⅰ卷
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求。)
1. 电影《欢迎来龙餐馆》中,以米饭、蔬菜、碎肉与蜂蜜焖制的“徐福烩饭”让人印象深刻,这道菜诠释了中国人“好好吃饭”的生存哲学与和平愿景。下列关于食材中元素、化合物的相关叙述,正确的是( )
A. 米饭、蔬菜中的多糖,含有C、H、O、N等元素,是良好的储能物质
B. 蔬菜与碎肉细胞的遗传物质种类相同,其中的五碳糖不是ATP组成成分
C. 碎肉的脂肪中含有大量不饱和脂肪酸,蛋白质中含有各种必需氨基酸
D. 烹饪时会破坏蛋白质的空间结构,加入双缩脲试剂不能发生颜色反应
【答案】B
【解析】
【详解】A、多糖属于糖类,元素组成仅为C、H、O,不含N;且蔬菜中的纤维素是植物细胞壁的组成成分,属于结构物质,不是储能物质,A错误;
B、蔬菜(植物)和碎肉(动物)都属于细胞生物,细胞生物的遗传物质都是DNA,DNA的五碳糖为脱氧核糖,而ATP的五碳糖为核糖,因此脱氧核糖不是ATP的组成成分,B正确;
C、动物脂肪大多含有饱和脂肪酸,且并非所有蛋白质都含有全部种类的必需氨基酸,C错误;
D、烹饪过程中蛋白质发生变性,仅破坏空间结构,肽键没有断裂,双缩脲试剂可与肽键发生紫色反应,因此加入双缩脲试剂仍能发生颜色反应,D错误。
2. 高尔基体膜上有很多受体,便于其特异性识别并定向运输物质。其中M6P受体与溶酶体水解酶的定位有关。溶酶体水解酶在高尔基体中发生磷酸化后形成M6P;在pH为6.5-7的条件下M6P受体与M6P结合,在pH为4.5-5的条件下脱落,过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 高尔基体膜上的M6P受体受损就不能合成溶酶体水解酶
B. M6P可位于质膜上,用于回收错误分泌到膜外的水解酶
C. 高尔基体内M6P受体所在区域pH值比溶酶体中的pH低
D. M6P受体蛋白主要存在于高尔基体产生囊泡一侧的膜上
【答案】D
【解析】
【详解】A、溶酶体水解酶的合成场所是核糖体,高尔基体膜上的M6P受体受损仅会影响水解酶的定向运输,不会影响其合成过程,A错误;
B、M6P是溶酶体水解酶的磷酸化修饰标记,质膜上存在的是M6P受体,用于回收错误分泌到胞外、带有M6P标记的水解酶,并非M6P位于质膜上,B错误;
C、由题干信息可知,pH为6.5~7时M6P受体与M6P结合(该过程发生在高尔基体对应区域),pH为4.5~5时二者脱落(该过程发生在溶酶体中),因此高尔基体内M6P受体所在区域pH比溶酶体更高,C错误;
D、M6P受体主要分布在高尔基体的反面(即产生囊泡的一侧),可特异性结合带M6P标记的溶酶体水解酶,形成囊泡定向运输到溶酶体,之后受体可循环回到高尔基体产生囊泡的一侧,D正确。
3. 图1是研究渗透作用的实验装置,A溶液和B溶液为两种不同浓度的蔗糖溶液,图1装置达到渗透平衡时,长颈漏斗中液面高度上升了∆h,图2是某同学取一株红心萝卜幼根不同部位1、2,分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲~丙)中,一段时间后,取出幼根称重的质量变化。下列说法错误的是( )
A. 图1中结构C可能模拟的是成熟植物细胞的原生质层这一结构
B. 实验开始前溶液A的浓度高于溶液B,渗透平衡时溶液A的浓度仍高于溶液B
C. 图2中,部位2的细胞液浓度比部位1高
D. 图2中甲、乙、丙溶液浓度从大到小的排序为乙>甲>丙
【答案】C
【解析】
【详解】A、图1中结构C为半透膜,成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性,相当于半透膜,可被结构C模拟,A正确;
B、长颈漏斗液面上升,说明实验初始阶段水分子从烧杯进入漏斗,因此初始时漏斗内的A溶液浓度高于烧杯内的B溶液;渗透平衡时,Δh的液柱产生的静水压需要两侧渗透压差维持平衡,因此A溶液浓度仍高于B溶液,B正确;
C、相同蔗糖溶液中,细胞吸水越多(重量增加量越大)或失水越少(重量减少量越小),说明细胞液浓度越高。甲溶液中部位1重量不变、部位2重量减少,丙溶液中部位1重量增加量远大于部位2,均说明部位1的细胞液浓度高于部位2,C错误;
D、对于同一部位的细胞,外界蔗糖溶液浓度越高,细胞失水越多,重量减少量越大。两种部位的细胞均在乙溶液中失重最多,甲中失重更少,丙中表现为吸水增重,说明溶液浓度大小为乙>甲>丙,D正确。
4. 盐地碱蓬是一种高度耐盐碱植物,其耐盐机制如图所示。现有野生型、SOS1基因敲除突变体、NHX基因敲除突变体三种盐地碱蓬,分别用300 mmol/L NaCl盐溶液处理模拟盐胁迫。下列叙述正确的是( )
注:①NHX、SOS1为两种转运蛋白;②V-ATPase为液泡膜H+-ATP酶,V-PPase为液泡膜H+-焦磷酸酶(其中PPi为焦磷酸),PM-ATPase为质膜H+-ATP酶。
A. Na+通过液泡膜上的NHX蛋白进入液泡的跨膜运输方式是协助扩散
B. 图中V-ATPase活性增强可以使液泡的吸水能力增强
C. NHX转运蛋白既能转运Na+,又能转运H+,说明其不具有专一性
D. 在盐胁迫条件下,NHX基因敲除突变体可依靠SOS1排出细胞质中的Na+,故耐盐性与野生型无差异
【答案】B
【解析】
【详解】A、液泡膜上的V-ATPase和V-PPase消耗能量将H+运入液泡,使液泡内H+浓度高于细胞质基质,Na+通过NHX进入液泡的过程依赖H+顺浓度梯度运出液泡释放的电化学势能,属于主动运输,不是协助扩散,A错误;
B、V-ATPase活性增强可将更多H+运入液泡,使液泡溶质浓度升高、渗透压升高,吸水能力增强,B正确;
C、转运蛋白的专一性是指其只能转运特定的一种或一类物质,NHX仅能转运Na+和H+两种特定离子,仍具有专一性,C错误;
D、野生型可通过NHX将Na+储存在液泡、通过SOS1将Na+排出细胞两种途径降低细胞质基质中Na+浓度,NHX基因敲除突变体仅能依靠SOS1排出Na+,耐盐性显著低于野生型,D错误。
5. 茶叶细胞中存在多种酚类物质,多酚氧化酶可以将无色的酚类物质氧化成褐色。图甲是一个含有酚类物质的琼脂块,1-4代表分别用不同方法处理的4个位置,放入37℃恒温箱中保温处理24 h,观察三角形区域的颜色变化。另外,为减少绿茶制作过程中发生褐变,科研人员探究柠檬酸、抗坏血酸VC、氯化钠三种褐变抑制剂(用磷酸盐缓冲液配制)对多酚氧化酶活性的影响,在适宜的条件下测出多酚氧化酶的相对酶活性如图乙。下列选项正确的是( )
A. 图甲中三角形区域1、2、4均未呈现褐色
B. 多酚氧化酶的作用机理是提供化学反应的活化能
C. 图乙实验的自变量是抑制剂的浓度
D. 由图可知0.10%的柠檬酸处理方式对多酚氧化酶活性的抑制效果最差
【答案】A
【解析】
【详解】A、多酚氧化酶可以将无色的酚类物质氧化成褐色,但1处强酸处理多酚氧化酶,2处高温处理多酚氧化酶,都能使酶空间结构发生改变,4处等量的淀粉酶,由于酶的专一性,淀粉酶不能催化酚类物质,因此1、2和4都不能出现褐色,3处用多酚氧化酶处理,可以将无色的酚类物质氧化成褐色,A正确;
B、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,B错误;
C、图乙实验的自变量包括抑制剂的种类(柠檬酸、抗坏血酸VC、氯化钠)和抑制剂的浓度两类,C错误;
D、多酚氧化酶相对活性越低,说明对应抑制剂的抑制效果越好。0.10%的柠檬酸处理组多酚氧化酶相对活性最低,抑制效果最好,D错误。
6. 睡眠是动物界普遍存在的现象,腺苷是一种重要的促眠物质。下图为腺苷合成及转运示意图,图中5′-N(5′-核苷酸酶)、AK(腺苷激酶)是参与腺苷代谢的两种酶。已知ATP运到胞外后可被膜上的核酸磷酸酶水解。下列选项正确的是( )
A. ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,在代谢旺盛的细胞中含量丰富
B. ATP运到胞外后可被膜上的核酸磷酸酶水解,脱去2个磷酸产生腺苷
C. 由图可知,利用AK活性抑制剂会改善失眠症患者的睡眠问题
D. 在不同种类的生物体内,ATP与ADP相互转化的能量供应机制不同
【答案】C
【解析】
【详解】A、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,但ATP在细胞内含量很少,代谢旺盛的细胞中是ATP和ADP的转化速率快,A错误;
B、ATP为腺苷三磷酸,由1分子腺苷和3分子磷酸组成,要得到腺苷需要脱去3个磷酸,脱去2个磷酸得到的是AMP(腺嘌呤核糖核苷酸),B错误;
C、由图可知AK可催化腺苷转化为AMP,使用AK活性抑制剂会抑制腺苷的转化,使细胞内腺苷含量升高,而腺苷是重要的促眠物质,因此可以改善失眠症患者的睡眠问题,C正确;
D、ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,不同种类生物体内该机制是相同的,D错误。
7. 科学的实验方法和规范的操作流程是实验成功的关键。下列有关叙述正确的是( )
A. 在探究酵母菌细胞呼吸的方式时,有氧组和无氧组都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的气体
B. 鉴定脂肪时,先用体积分数为50%的酒精浸泡花生子叶临时切片,然后染色
C. 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用时,可选用碘液对其因变量进行检测
D. 在分离绿叶中的色素时,需将滤液细线浸入层析液中
【答案】A
【解析】
【详解】A、酵母菌为兼性厌氧菌,有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2,CO2能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,因此两组均会产生使该溶液变色的气体,A正确;
B、鉴定脂肪的操作顺序为:花生子叶切片→染色→用体积分数为50%的酒精洗去浮色→制片观察,B错误;
C、碘液仅能检测淀粉是否存在,无法检测蔗糖是否水解(蔗糖及其水解产物均不与碘液发生显色反应),因此不能用碘液检测该实验的因变量,C错误;
D、分离绿叶中色素时,若滤液细线浸入层析液,色素会溶解在层析液中,无法完成色素分离,因此滤液细线不能触及层析液,D错误。
8. 某兴趣小组发现樱桃受机械损伤后会加速腐烂,推测这一现象与损伤导致的樱桃有氧呼吸速率增大有关。樱桃的细胞呼吸如图1所示,其中①~④表示相关过程,A~E表示物质。为验证该假设,设计了图2的实验装置,并对比了未受损伤与机械损伤的樱桃在有氧环境下的呼吸速率。下列选项正确的是( )
A. 图1中,物质B代表CO2,其中的氧元素均来源于葡萄糖
B. 图1中的①②③④都可以为ATP的合成提供能量
C. 与放入损伤的樱桃相比,若在图2装置中放入完整未损伤的樱桃,有色液滴向左移动会更慢
D. 图2应设置对照组,在容器中放入与实验组等量的消毒的无活力的樱桃和等量的NaHCO3溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A、在图1中,①过程是有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段,②过程是无氧呼吸的第二阶段,③过程是有氧呼吸的第二阶段,④过程是有氧呼吸的第三阶段,A是水,B是CO2,C是NADH/[H],D是氧气,E是酒精。②过程产生的CO2中的氧元素均来源于葡萄糖,③过程产生的CO2中的氧元素来源于葡萄糖和水,A错误;
B、结合对A选项的分析可知:②过程是无氧呼吸的第二阶段,不释放能量,无法为ATP的合成提供能量,B错误;
C、在图2中,NaOH溶液可吸收细胞呼吸产生的CO2,有色液滴左移的距离代表有氧呼吸消耗O2的量;题干表明机械损伤会使樱桃有氧呼吸速率增大,因此完整未损伤的樱桃的有氧呼吸速率更低,O2消耗量更少,有色液滴向左移动会更慢,C正确;
D、对照组需排除气体热胀冷缩、微生物呼吸等无关变量的干扰,应加入和实验组等量的20%NaOH溶液,而非NaHCO3溶液,D错误。
9. 氢气是清洁能源,工业产氢可大量制备氢气。小球藻光合产氢是在光合系统与氢酶的共同作用下产生氢气,其过程如图所示,其中PSI和PSII分别为光系统I和光系统II,PQ、PC、Fd都是膜上的电子载体,图中I、II、III是Fd的三条电子传递途径。已知氢酶遇氧时活性降低。下列选项正确的是( )
A. 图示生物膜为叶绿体内膜
B. 若高温胁迫下过剩光能会使PSII的某蛋白受损,则电子传递途径I减弱,以保障PSI的正常功能
C. PSII吸收光能后,类囊体腔中的H+浓度升高,并以易化扩散的方式运输到叶绿体基质中
D. 调控培养条件提高小球藻的光合作用效率,可以提高产氢效率
【答案】C
【解析】
【详解】A、图示为光合作用光反应过程,发生在叶绿体的类囊体薄膜上,A错误;
B、PSII蛋白受损时,PSII向PQ传递的电子减少,此时电子传递途径I(循环电子流)会增强,通过电子循环保障PSI的电子供应和ATP生成,维持PSI正常功能,B错误;
C、PSII吸收光能后,水在类囊体腔光解产生H+,同时电子传递过程会将基质的H+转运到类囊体腔,使类囊体腔H+浓度升高;H+顺浓度梯度通过ATP合酶运输到叶绿体基质的过程需要载体蛋白协助、不消耗能量,属于易化扩散,C正确;
D、提高光合作用效率时,光反应产O2增多,会抑制氢酶活性,同时暗反应消耗NADPH增多,NADP+含量升高,电子更多经途径II合成NADPH,流向途径III用于产氢的电子减少,产氢效率降低,D错误。
10. 在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给4位同学观察细胞并计数,结果如下表(单位:个)。关于表中记录结果的分析,下列说法正确的是( )
学生
分裂间期
分裂期
总计
前期
中期
后期
末期
甲
5
6
3
2
6
22
乙
5
6
3
3
5
22
丙
5
6
3
2
6
22
丁
6
6
3
2
5
22
A. 制作大蒜根尖细胞临时装片的一般过程是解离、染色、漂洗、制片
B. 四位同学计数的差异是由于有丝分裂是一个连续的过程,某些细胞所处时期易混淆
C. 四位同学记录的间期细胞数少于分裂期,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D. 通过统计分裂期细胞所占的比例可估算出分裂期的时长
【答案】B
【解析】
【详解】A、制作大蒜根尖细胞有丝分裂临时装片的正确流程是解离、漂洗、染色、制片,选项中漂洗和染色顺序颠倒,A错误;
B、有丝分裂本身是连续的生理过程,人为划分的各个时期没有绝对清晰的分界,部分处于两时期过渡阶段的细胞易被不同同学归类到不同时期,因此出现计数差异,B正确;
C、细胞周期中间期占总时长的90%~95%,无论材料分裂是否旺盛,正常随机视野中间期细胞数都应远多于分裂期,本次统计间期细胞数少是因为选取的视野为分裂期细胞较多的特定视野,和材料分裂状态无关,C错误;
D、分裂期时长=细胞周期总时长×(分裂期细胞数/总细胞数),仅知道分裂期细胞的占比,缺少细胞周期总时长的前提,无法估算出分裂期的具体时长,D错误。
11. 图1为某雄性动物(2N=12)细胞分裂显微图像。图2为菠菜(2N=12)根尖细胞分裂显微图像,图中a-d为不同时期的细胞。下列相关叙述正确的是( )
A. 图1细胞的分裂方式为减数分裂,细胞所处时期排序为①③②④⑤
B. 图1中细胞⑤含有同源染色体,细胞③可发生姐妹染色单体间的互换现象
C. 图2细胞的分裂方式为有丝分裂,细胞d中不存在核膜结构
D. 图2中细胞c处于后期,同源染色体分离并向细胞两极移动
【答案】C
【解析】
【详解】A、图1为雄性动物的减数分裂图像,正确的时期排序为①(间期)→③(减数分裂Ⅰ前期)→②(减数分裂Ⅰ后期)→⑤(减数分裂Ⅱ后期)→④(减数分裂结束形成精细胞),A错误;
B、细胞⑤处于减数分裂Ⅱ后期,减数分裂Ⅰ结束后同源染色体已经分离,因此该细胞不含同源染色体;减数分裂Ⅰ前期的交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,不是姐妹染色单体之间,B错误;
C、菠菜根尖细胞只能进行有丝分裂,细胞d处于有丝分裂中期,核膜在有丝分裂前期已经解体,末期才会重建,因此d中不存在核膜结构,C正确;
D、图2中细胞c处于有丝分裂后期,有丝分裂过程中不会发生同源染色体分离,该现象仅发生在减数分裂Ⅰ后期,D错误。
12. 蛋白质AMPK、mTOR分别促进、抑制细胞自噬,其中一种蛋白质需借助另一种蛋白质才可对细胞自噬发挥作用。已知基因A、B各自编码AMPK、mTOR中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、A基因功能缺失突变体(a组)、B基因功能缺失突变体(b组)和A/B双基因功能缺失突变体(a/b组)进行了相关实验,结果如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 激烈的细胞自噬可诱导细胞坏死
B. A基因编码AMPK蛋白质,B基因编码的是mTOR蛋白质
C. 蛋白质mTOR通过抑制AMPK对细胞自噬发挥作用
D. 蛋白质AMPK通过抑制mTOR对细胞自噬发挥作用
【答案】D
【解析】
【详解】A、细胞自噬是细胞降解自身受损、衰老的细胞器或大分子物质,以维持细胞生存的过程;由基因决定的细胞自动结束生命的过程是细胞凋亡,而不是细胞坏死,A错误;
B、由图可知,在代谢压力条件下,B基因功能缺失突变体(b组)细胞自噬活性较野生型(wt组)低,这表明B基因编码的蛋白能促进细胞自噬,又因为A基因、B基因各编码AMPK蛋白和mTOR蛋白中的一种,所以可推出B基因编码AMPK,B错误;
CD、正常条件下:a/b 组自噬程度远高于b组,而与a组自噬程度无差异,说明当mTOR存在时,即使AMPK缺失,自噬仍被抑制;当mTOR缺失时,无论AMPK是否存在,自噬都显著升高。 结合题干 “其中一种蛋白需通过另外一种蛋白发挥作用影响细胞自噬”,可推知:AMPK(B基因编码)通过抑制mTOR(A基因编码)的活性,解除mTOR对自噬的抑制,从而对细胞自噬发挥作用,C错误,D正确。
13. 玉米植株的宽叶与窄叶是由单基因控制的一对相对性状。将宽叶与窄叶两种纯合亲本在自然状态下间行种植(玉米间受粉机会均等)得F1,其中窄叶亲本所结籽粒发育成的植株中宽叶和窄叶均有。现选取F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交,所得F2中宽叶∶窄叶=7∶5.下列叙述正确的是( )
A. 若玉米做遗传学杂交实验时,操作步骤是去雄-套袋-授粉-再套袋
B. 玉米植株的窄叶为显性性状
C. F1玉米植株中宽叶所占的比例为7/12
D. 若将F1中选取的那部分宽叶玉米种植,则后代玉米植株宽叶∶窄叶=119∶25
【答案】D
【解析】
【详解】A、玉米是雌雄同株异花植物,杂交时母本无需去雄,操作步骤为套袋-授粉-再套袋,A错误;
B、纯合窄叶亲本所结籽粒发育的植株同时出现宽叶和窄叶,说明宽叶为显性性状,窄叶为隐性性状,B错误;
C、假设宽叶与窄叶是由基因A、a控制的一对相对性状,纯合宽叶(AA)和窄叶(aa)亲本间行种植、自由交配,亲本产生的配子中A和a各占1/2,F1基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1,宽叶(A-)占3/4,C错误;
D、设选取的宽叶群体中AA占x、Aa占1-x,其与aa杂交后代窄叶占5/12,说明宽叶群体产生a配子的比例为5/12,即(1-x)×1/2=5/12,解得x=1/6,即AA占1/6、Aa占5/6。该群体自由交配时,配子A占1/6+5/6×1/2=7/12,配子a占5/12,后代窄叶(aa)占5/12×5/12=25/144,宽叶占1-25/144=119/144,故宽叶:窄叶=119:25,D正确。
14. 育幼传粉为一类特殊种间互作,即昆虫为植物传粉,同时将卵产在植物组织(如果荚)内,幼虫依靠植物组织获取营养。浮水植物水龙与象鼻虫可形成这类种间关系,二者互作过程中,水龙的果荚会在开花后固定时间统一沉入水下。图1表示果荚内幼虫数量与被幼虫取食的种子占比的关系,图2表示果荚沉水后象鼻幼虫个体命运。下列叙述正确的是( )
A. 水龙花期集中在5-9月,体现了群落的季节性;象鼻虫幼虫与水龙果荚生态位部分重叠
B. 水龙可感知果荚内部幼虫密度,选择性沉没幼虫数量多的果荚,抑制象鼻虫的过度增长
C. 果荚内幼虫为1只时二者表现为互利共生,幼虫数量增加为3只时种间关系转变为寄生
D. 据图2推测,长期进化中,提前羽化的象鼻虫个体更易存活,该性状可被自然选择保留
【答案】D
【解析】
【详解】A、生态位是物种在群落中的地位或作用,是针对物种的概念,水龙果荚是水龙的器官,不存在生态位,A错误;
B、题干明确说明水龙的果荚是开花后固定时间统一沉入水下,并非选择性沉没幼虫数量多的果荚,B错误;
C、种间关系是不同物种长期相互作用形成的稳定关系,不会随单个果荚内幼虫数量变化而在互利共生和寄生之间切换,且该关系中象鼻虫可为水龙传粉,对水龙存在有利的一面,不会转变为仅一方受益、一方受害的寄生关系,C错误;
D、果荚沉水后未及时羽化的幼虫会死亡,提前羽化的个体更易成功羽化逃逸,存活概率更高,该有利性状可被自然选择保留,D正确。
15. 科研人员以芹菜为受体、胡萝卜为供体开展不对称原生质体融合实验制备胞质杂种植株。受体原生质体用IOA(碘乙酰胺)处理,供体原生质体用不同时长UV紫外线照射,筛选杂种细胞后形成再生植株,具体流程见图1,相关检测结果见图2.下列说法正确的是( )
注:IOA处理使受体原生质体代谢途径受阻,但细胞核结构完整;UV照射可碎片化供体染色体
A. 需使用纤维素酶和果胶酶制备原生质体,并置于高渗溶液中操作,避免原生质体吸水涨破
B. 据图分析,选用6 minUV照射的胡萝卜原生质体,可在完全抑制核分裂的同时较好保留叶绿体
C. 用PEG处理可促进原生质体再生出细胞壁,杂种细胞的脱分化阶段涉及基因的选择性表达
D. IOA处理后的芹菜原生质体细胞核受损,自身不能分裂,只有融合细胞依靠代谢互补存活
【答案】B
【解析】
【详解】A、植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁制备原生质体,原生质体无细胞壁,需置于等渗或略高渗溶液中操作,高渗溶液会导致原生质体过度失水皱缩,无法维持正常形态,A错误;
B、由图2可知,UV照射6min时,核分裂活性几乎为0,可完全抑制核分裂,此时叶绿体存活率仍维持在80%以上的较高水平,可较好保留叶绿体,B正确;
C、PEG(聚乙二醇)的作用是诱导原生质体融合,而非促进原生质体再生细胞壁,C错误;
D、由题干注释可知,IOA处理仅使受体原生质体代谢途径受阻,细胞核结构完整,并未受损,D错误。
第Ⅱ卷
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16. 小麦是重要的粮食作物。小麦植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(见图1),旗叶叶肉细胞中的叶绿体内有更多的类囊体堆叠,对籽粒产量有重要贡献。请回答下列问题。
(1)在旗叶的叶肉细胞中,叶绿体内有更多的类囊体堆叠,这为__________阶段提供了更多的场所。旗叶通过气孔从外界吸收CO2,在特定酶的作用下与C5结合形成C3,C3在有关酶的催化作用下接受__________释放的能量并被还原,随后接受能量并被还原的C3经过一系列的反应转化为糖类和C5.
(2)为探究氮肥不同深度施用对小麦旗叶光合特征及产量的影响,设置不同施肥深度处理(CK:地面撒施;T1:5 cm;T2:25 cm),在挑旗期、抽穗期、开花期、灌浆期4个生育期分别测定小麦旗叶的叶绿素含量(SPAD)、净光合速率等指标,结果如下表所示:
处理
挑旗期
抽穗期
开花期
灌浆期
SPAD
净光合速率
μmol/(m2·s)
SPAD
净光合速率
μmol/(m2·s)
SPAD
净光合速率
μmol/(m2·s)
SPAD
净光合速率
μmol/(m2·s)
CK
50.03
14.16
49.68
15.03
49.57
17.37
52.16
15.53
T1
50.67
14.88
50.02
15.48
50.65
18.32
54.03
16.11
T2
54.38
16.85
52.84
18.26
53.04
20.52
55.80
19.03
据表可知,氮肥不同深度施用对小麦不同发育时期旗叶的叶绿素含量和净光合速率均有较明显影响。T2处理时,净光合速率较CK提高最多的是__________(填生育期)。中耕松土有利于小麦对氮肥的吸收,理由是__________。
(3)在植物体内,制造或输出有机物的组织器官被称为“源”,接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。若要研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”属性及相互关系,以下研究思路合理的是__________(多选)。
A. 阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化
B. 阻断籽粒有机物的输入,检测旗叶光合作用速率的变化
C. 使用H218O浇灌小麦,检测籽粒中含18O的有机物的比例
D. 使用14CO2饲喂旗叶,检测籽粒中含14C的有机物的比例
(4)研究发现小麦旗叶是“源”,籽粒是“库”。去掉一部分正在发育的籽粒,一段时间后旗叶的光合速率会__________(填“上升”或“下降”),推测其原因是______________________________。
【答案】(1) ①. 光反应 ②. ATP和NADPH
(2) ①. 灌浆期 ②. 中耕松土能增加土壤含氧量,促进根细胞的有氧呼吸,为根通过主动运输吸收氮肥提供更多能量 (3)ABD
(4) ①. 下降 ②. 旗叶输出的有机物减少,有机物在旗叶中积累,会抑制光合作用的进行,导致光合速率下降
【解析】
【小问1详解】
类囊体是光反应的场所,更多的类囊体堆叠为光反应相关的色素、酶等提供了更多附着位点;暗反应中C3的还原过程,需要光反应产生的ATP水解供能,同时需要NADPH作为还原剂并提供部分能量。
【小问2详解】
计算各生育期T2与CK的净光合速率差值:挑旗期差2.69、抽穗期差3.23、开花期差3.15、灌浆期差3.5,因此灌浆期提升幅度最大。植物根细胞吸收氮肥的主要方式是主动运输,需要消耗能量,中耕松土可提升土壤含氧量,促进根的有氧呼吸,为主动运输供能更充足。
【小问3详解】
A、阻断旗叶有机物输出,若籽粒产量下降,可证明旗叶是输出有机物的“源”,A合理;
B、阻断籽粒的有机物输入,若旗叶光合速率变化,可证明籽粒是接纳有机物的“库”,会反向影响源的光合过程,B合理;
C、用H218O浇灌,18O会通过呼吸、光合作用等途径分散到植物各处,无法特异性验证旗叶和籽粒的源库有机物输送关系,C不合理;
D、用14CO2饲喂旗叶,若籽粒出现带标记的有机物,可直接证明旗叶合成的有机物向籽粒运输,验证二者源库关系,D合理;
【小问4详解】
去掉部分籽粒后,作为“库”的籽粒接纳有机物的能力下降,旗叶合成的有机物无法及时输出,会在旗叶内积累,反过来抑制光合作用的进行,因此旗叶光合速率下降。
17. 某科研小组利用小鼠(2N=40)卵巢为材料,进行细胞分裂实验。图1表示卵原细胞M在分裂过程中的部分细胞图像(仅显示部分染色体),细胞A和B的染色体组成如图所示,H(h)、R(r)是其中的两对基因,细胞B和C处于相同的分裂时期,图2表示正常分裂过程中不同时期细胞内染色体数的变化曲线。请回答下列问题:
(1)图1中细胞A、B分别对应图2中的__________(填序号),图1中细胞B名称为______________。
(2)图2中Ⅱ时期代表__________过程;I和Ⅱ过程中能使得小鼠子代具有多样性的原因是__________。
(3)细胞A是由卵原细胞M直接形成的,形成过程中发生的变异类型有__________,细胞F的基因型为__________。若卵原细胞M中染色体DNA分子中的P元素都为32P,然后在不含32P的培养液中正常培养得到的细胞C中含有32P的染色体条数为__________。
(4)研究人员通过显微镜发现卵细胞G中有2条同型性染色体,形成原因是________________________。
【答案】(1) ①. ①和③ ②. 第一极体
(2) ①. 受精作用 ②. 减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体互换、非同源染色体的自由组合使配子具有多样性,受精过程中雌雄配子的随机结合进一步增加了子代多样性
(3) ①. 基因重组和基因突变 ②. Hr或hr ③. 40
(4)减数第二次分裂后期,姐妹染色单体分开后形成的两条性染色体未正常分离,进入了同一个卵细胞中或减数第一次分裂时同源性染色体未分离,进入次级卵母细胞,减数第二次分裂正常分裂后得到含2条同型性染色体的卵细胞
【解析】
【小问1详解】
细胞A中同源染色体发生联会,处于减数第一次分裂前期,染色体数和体细胞一致为2n,对应图2的①时期(图2中I过程结束染色体数目减半,为减数分裂,其中①为减数第一次分裂,②减数第二次分裂前中期,③减数第二次分裂后末期);细胞B处于减数第二次分裂后期,着丝粒分裂后染色体数暂时恢复为2n,对应图2的③时期。该实验材料为小鼠卵巢,卵原细胞减数第一次分裂后会形成次级卵母细胞和第一极体,细胞B的细胞质均等分裂,因此是第一极体。
【小问2详解】
图2中Ⅰ是减数分裂过程,染色体数最终从2n降到n;Ⅱ过程染色体数从n恢复到2n,代表受精作用。减数分裂过程中基因重组(互换、非同源染色体自由组合)产生多样的配子,受精时雌雄配子随机结合,共同使子代具有多样性。
【小问3详解】
细胞A的一对同源染色体上,均为一条染色单体为H、姐妹染色单体为h,该异常是同源染色体中非姐妹染色单体互换产生属于基因重组,另一对同源染色体上,一条染色体的一条染色单体为R、姐妹染色单体为r,另一条染色体的两条染色单体均为r,只能是DNA复制时发生了基因突变。细胞B的基因型为HhRr,则次级卵母细胞的基因型为Hhrr,所以细胞F的基因型为Hr或者hr。卵原细胞DNA全为32P,在不含32P的培养液中完成一次减数分裂(DNA只复制一次,半保留复制),最终子细胞的所有染色体的DNA都有一条链带32P,因此细胞C(减数第二次分裂后期的次级卵母细胞,染色体数目和体细胞一样2N=40)中带32P的染色体为40条。
【小问4详解】
卵细胞是减数分裂的产物,正常只含1条性染色体,出现2条同型性染色体,原因是减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后形成的两条子染色体未移向两极,共同进入卵细胞;也可能是减数第一次分裂时同源的两条性染色体未分离,进入同一个次级卵母细胞,减数第二次分裂正常后得到含2条同型性染色体的卵细胞。
18. 某种昆虫的体色有灰色(E)与黑色(e)两种,由一对等位基因控制,另有一对具有致死效应的等位基因与控制体色的基因位于同一对常染色体上,且致死基因的表达受性激素的影响。研究人员进行了以下杂交实验(不考虑基因突变和染色体互换),结果如下表(表中数字代表个体数):
杂交组合
亲本类型
F1
雌
雄
I
灰色雌×灰色雄
灰色623
灰色310
II
黑色雌×灰色雄
黑色336
黑色326
灰色325
灰色334
III
II组中的灰色F1自交
黑色214
黑色208
灰色643
灰色418
(1)昆虫体色基因(E/e)的遗传遵循基因的__________“分离”或“自由组合”)定律;在该定律中,F2性状分离比3∶1实现的前提条件是:①F1产生的两种配子数目__________,②受精时雌雄配子随机结合,③不同基因型个体的存活率相同。
(2)从上述杂交组合的结果可以判断:①灰色为__________(填“显性”或“隐性”)性状;②致死基因是隐性基因,与__________(填“E”或“e”)基因位于同一条染色体上;③杂交组合I的亲本基因型为(仅考虑体色基因E/e):雌__________、雄__________。
(3)请利用杂交组合III的子代作为实验材料,设计实验证明(2)中的②结论:
①实验设计思路:甲组取III组子代中多个灰色雌性个体与黑色雄性个体测交;乙组__________________;然后分别统计两组子代的灰色和黑色的分离比。
②预测实验结果和结论:若甲组子代中,灰色个体与黑色个体比例是__________,乙组子代中,灰色和黑色个体的比例是1∶1,则上述结论正确。
【答案】(1) ①. 分离 ②. 相等
(2) ①. 显性 ②. E ③. EE ④. Ee
(3) ①. 取III组子代中多个灰色雄性个体与黑色雌性个体测交 ②. 2:1
【解析】
【小问1详解】
昆虫体色由一对等位基因(E/e)控制,一对等位基因的遗传遵循基因的分离定律。 基因分离定律中,F₂性状分离比为3:1的前提条件是:F₁产生的两种配子数目相等(或大致相等),雌雄配子随机结合,不同基因型个体存活率相同。
【小问2详解】
①杂交组合III中,II组的灰色F₁自交后代出现了黑色,说明灰色对黑色为显性。
②我们用d表示隐性致死基因,D表示正常的显性基因,两对基因在同一条染色体上,不发生交叉互换: 杂交组合II:黑色雌(ee) × 灰色雄(Ee)。后代雌雄中都是灰色:黑色≈1:1,没有致死,说明致死基因和 E连锁——如果致死基因和e连锁,后代不会出现这个比例。 再看杂交组合III:II组的灰色F₁自交,后代雌性中灰色:黑色≈3:1,雄性中灰色:黑色≈2:1,说明雄性中部分含致死基因的个体死亡,雌性不死亡(符合题干“致死基因表达受性激素影响”),验证了致死基因和E连锁。
③由于昆虫灰色(E)与黑色(e),故灰色小鼠的基因型为EE或Ee,黑色小鼠的基因型为ee,但根据题意“另有一对具有致死效应的等位基因与控制体色的基因位于一对同源染色体上,已知致死基因的表达受性别的影响”,并结合杂交组合Ⅲ:Ⅱ组中的灰色F1自交后代的雌性中灰色:黑色=3:1,而雄性中灰色:黑色=2:1,可知致死的是基因型为EE的雄性个体。又因杂交组合Ⅰ:灰色雌×灰色雄,其F1中均为灰色,但雌:雄=2:1,则亲本中雌性的基因型为EE,雄性为Ee。
【小问3详解】
结论是“致死基因与E基因位于同一条染色体上”,要利用III组的子一代(II组灰色F₁自交得到后代)验证,思路是测交类实验:
①实验设计思路:甲组取III组子代中多个灰色雌性个体与黑色雄性个体测交;乙组取III组子代中多个灰色雄性个体与黑色雌性个体测交,然后分别统计子代表型分离比。
② 预测结果: 因为结论是致死基因和E连锁,雌性中致死不发挥作用,雄性中E(连带致死基因)纯合会致死: 甲组(灰色雌测交):灰色雌的基因型有两种,EE、Ee,III组中灰色F₁是Ee,和黑色ee测交,EE(占1/3)测交后代全灰,Ee(占2/3)测交后代灰:黑=1:1,所以总后代灰:黑 = (1/3 + 2/3×1/2): (2/3 × 1/2)= (2/3):(1/3)=2:1。 乙组(灰色雄测交)灰色雄中EE致死,只有Ee,所以测交后代灰:黑=1:1。
19. 青藏高原高寒草甸是物种丰富的典型草原群落。传统生态学假说认为:养分富集(施肥)会引发土壤酸化、有毒金属离子释放,直接造成植物死亡,进而使群落物种丰富度下降。贺金生团队开展野外控制实验,设置空白对照、施氮、施磷实验,分别测定土壤理化指标、自然光照下物种丰富度及林下补光后物种恢复情况,结果如表所示。自然光照条件下,不同处理群落中两类物种的现存物种数如图所示。回答下列问题:
处理
土壤pH
自然光下物种丰富度
(种/0.5m²)
补光后总物种丰富度
(种/0.5m²)
空白对照
6.7
37
37
施氮
6.7
32
36
施磷
6.65
36
37
(1)高寒草甸群落中植物存在高低分层现象,体现群落的__________结构。对比传统生态学假说和实验结果可推知,施肥造成高寒草甸物种丰富度下降的主要限制因素是__________,判断依据是______________________________。
(2)据图分析,施氮处理后,__________(填“高”或“低”)SLA植物物种数下降幅度更大,原因是______________________________。两种比叶面积的植物利用资源的方式和空间不同,说明二者的__________分化,可有效减缓种间竞争。
(3)结合图、表的实验结果,下列叙述合理的是__________(多选)
A. 施磷可使群落物种丰富度下降
B. 施氮处理后高SLA植物可能比低SLA植物在群落中更占优势
C. 补光处理能够完全恢复施氮组下降的物种丰富度
D. 补光处理使施磷组物种丰富度下降
(4)若高寒草甸长期高强度施肥,林下持续光照不足,则该群落物种丰富度和抵抗力稳定性均降低。对该草原的保护管理措施有____________________(写出一点即可)。
【答案】(1) ①. 垂直 ②. 光照 ③. 实验中施肥后土壤pH没有出现明显下降,并未发生传统假说的土壤酸化、有毒金属离子释放的情况;但施氮组补光后物种丰富度几乎恢复到对照组水平,说明物种减少并非植物直接死亡,而是林下光照不足导致的
(2) ①. 低 ②. 高SLA植物比叶面积大,养分充足时生长更快、向上扩展,会遮挡下层光照;低SLA植物获得的光照大幅减少,因此物种数下降更显著 ③. 生态位 (3)AB
(4)控制施肥强度(或适度放牧、定期适度刈割上层植物以提高林下透光率等,合理即可)
【解析】
【小问1详解】
垂直结构是指群落中生物在垂直方向上的分布,群落中植物的高低分层属于群落的垂直结构;传统假说认为酸化产毒直接杀死植物,但实验里各组土壤pH无显著差异,不符合假说的前提,而补光后施氮组的物种丰富度基本恢复,说明物种下降的主要限制因素是光照不足。
【小问2详解】
对比对照组和施氮组数据,高SLA植物从约19种降到14种,低SLA植物从约17种降到5种,低SLA植物下降幅度更大;该现象是高SLA植物在养分充足时抢占上层光资源,遮蔽了下层低SLA植物导致的;不同物种利用资源的方式和空间分化属于生态位分化,能够降低种间竞争强度。
【小问3详解】
A、施磷组自然光下物种丰富度为36,而空白对照组的自然光下物种丰富度是37,说明施磷可使群落物种丰富度下降,A正确;
B、施氮后高SLA植物现存物种数仍远多于低SLA植物,说明高SLA植物受施氮的负面影响更小,即施氮处理后高SLA植物可能比低SLA植物在群落中更占优势,B正确;
C、据表可知,施氮组补光后总物种丰富度为36,和对照组的37几乎一致,不能完全恢复施氮组下降的物种丰富度,C错误;
D、施磷组补光后物种丰富度为37,和对照组一致,并未出现下降,D错误。
【小问4详解】
该群落退化的诱因是长期高强度施肥导致林下光照不足,因此可通过控制施肥量、移除部分上层优势高SLA植物等方式,恢复林下光照,维持物种丰富度和群落稳定性。
20. 我国科研团队利用体细胞核移植(SCNT)技术构建恒河猴克隆胚胎时发现,其囊胚发育异常,胎盘出现明显增生、钙化,造成胚胎大量流产。为解决SCNT胎盘发育缺陷问题,该科研团队建立滋养层细胞置换技术(TR-SCNT),并成功克隆出一只健康恒河猴,过程如图所示。回答下列问题:
(1)该实验中,通过滚瓶培养可获取足够数量的恒河猴体细胞。培养时,合成培养基需要添加__________等天然成分,并需将盛有细胞、培养液的培养瓶放置于滚动架上,使其缓慢旋转。滚瓶培养的优点是____________________(答一点即可)。
(2)在动物细胞的体外传代培养过程中,通常利用胰蛋白酶对供体细胞进行处理,使细胞分散成单个细胞,从而解除__________现象。采集的卵母细胞在体外培养至__________期。
(3)克隆猴E的细胞质基因来自猴__________(填字母);检测重组胚胎滋养层细胞__________(填“能”或“不能”)确定克隆猴E的性别,原因是____________________。
(4)结合实验结果,下列分析正确的有__________(多选)。
A. 与传统SCNT技术不同,TR-SCNT技术利用猴C、D受精,故为有性生殖
B. 重组胚胎移植前,需对代孕受体猴进行超数排卵处理,保证生理状态一致
C. TR-SCNT技术绕过了SCNT胚胎滋养层的缺陷,提升克隆胚胎存活概率
D. 胎盘增生、钙化,无法正常完成营养供给、气体交换,使得胚胎大量流产
【答案】(1) ①. 血清 ②. 细胞与培养液接触更充分,利于营养物质利用(或细胞可充分接触气体环境,培养效率更高)
(2) ①. 接触抑制 ②. MⅡ(减数第二次分裂中)
(3) ①. A和B ②. 不能 ③. 克隆猴的各种组织由内细胞团发育而来,其遗传物质与重组胚胎中的内细胞团的一致,与滋养层细胞(来自猴C和猴D的受精卵)的不一致 (4)CD
【解析】
【小问1详解】
动物细胞体外培养的合成培养基缺乏部分未知营养因子,需要添加血清这类天然成分补充。滚瓶缓慢旋转可让贴壁细胞均匀附着在瓶壁,同时使细胞充分接触培养液与气体,大幅提升培养的细胞数量与效率。
【小问2详解】
在动物细胞体外培养过程中,细胞会贴壁生长,当细胞相互接触时,会停止分裂增殖,这种现象就是接触抑制。用胰蛋白酶处理供体细胞,能使细胞分散成单个细胞,避免出现接触抑制,保证细胞可以继续增殖;采集的卵母细胞需要在体外培养至减数第二次分裂中期(MⅡ期),这个时期的卵母细胞发育成熟,具备接受细胞核的能力,适合作为核移植的受体细胞。
【小问3详解】
克隆猴由内细胞团发育而来,由图可知,克隆猴的内细胞团的形成与A猴和B猴有关(A猴的供体细胞和B猴的去核卵母细胞均含有细胞质基因),克隆猴的细胞质基因来自猴A和B;检测重组胚胎滋养层细胞不能确定克隆猴的性别,原因是克隆猴的各种组织由内细胞团发育而来,其遗传物质与重组胚胎中的内细胞团的一致,与滋养层细胞(来自猴C和猴D的受精卵)的不一致。
【小问4详解】
A、TR-SCNT技术的核遗传物质仍完全来自猴A的体细胞核,没有经过两性生殖细胞的核融合,属于无性生殖,A错误;
B、胚胎移植前需要对代孕受体做同期发情处理,而非超数排卵,超数排卵是为了获得更多卵母细胞,同期发情才能让受体和供体生理状态一致,为胚胎着床提供相同环境,B错误;
C、该技术替换了传统SCNT胚胎的缺陷滋养层,使用正常受精胚胎的滋养层,解决了滋养层发育异常的问题,提升克隆胚胎存活率,C正确;
D、胎盘是胚胎和母体进行物质交换的器官,增生钙化会阻碍营养供给和气体交换,最终导致胚胎大量流产,D正确。
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