精品解析:河南周口市第一高级中学、太康县第一高级中学、鹿邑县高级中学校2026-2027学年高三上学期10月阶段性检测 生物试题
2026-10-20
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内容正文:
高三10月阶段性检测
生物学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 某种古细菌的细胞膜中含有大量甘油二烷基甘油四醚(GDGT,C86H170O6)。GDGT中的烃链具有支链和环状结构,有利于古细菌耐高温。下列叙述正确的是( )
A. 该古细菌的遗传物质为RNA,主要分布在拟核中
B. 该古细菌具有细胞壁和核糖体,但不具有内质网
C. 该细胞膜中的GDGT和磷脂分子的元素组成相同
D. GDGT中的环状烃链增强了膜流动性以适应高温环境
【答案】B
【解析】
【详解】A、古细菌属于细胞生物,细胞生物的遗传物质都是DNA,其遗传物质主要分布在拟核中,A错误;
B、古细菌属于原核生物,具有细胞壁和核糖体(原核生物唯一的细胞器),不具有内质网等具膜的复杂细胞器,B正确;
C、由题干分子式可知GDGT的元素组成为C、H、O,而磷脂的元素组成为C、H、O、N、P,二者元素组成不同,C错误;
D、高温会使细胞膜流动性过高,GDGT的环状烃链是降低膜流动性、增加膜稳定性,从而适应高温环境,D错误。
2. 某动物细胞的亚显微结构模式如图所示,其中①~⑨表示结构。下列叙述正确的是( )
A. ②与③直接相连,共同参与分泌蛋白的加工、分类和包装
B. ⑤只存在于动物细胞中,细胞分裂前期发出星射线形成纺锤体
C. ⑥的膜上不含蛋白质,这可避免其被自身储存的水解酶分解
D. ⑧与④的形成有关,⑦可实现核质之间的物质交换和信息交流
【答案】D
【解析】
【详解】A、内质网(②)和高尔基体(③)通过囊泡间接相连,并非直接相连,且分泌蛋白的分类、包装主要由高尔基体完成,内质网无分类包装功能,A错误;
B、中心体(⑤)不仅存在于动物细胞,低等植物细胞也含有中心体,B错误;
C、溶酶体(⑥)的膜上含有蛋白质,其膜经过特殊修饰避免被自身水解酶分解,C错误;
D、核仁(⑧)与某种RNA的合成以及核糖体(④)的形成有关,核孔(⑦)可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,D正确。
3. 内质网—高尔基体中间体(ERGIC)是蛋白质分选中转站,分选正确的蛋白质经COPⅡ囊泡顺向运往高尔基体,逃逸的内质网驻留蛋白经COPⅠ囊泡逆向回收。下列叙述不合理的是( )
A. 细胞中产生囊泡的结构有细胞膜、内质网和高尔基体等
B. COPⅠ囊泡膜与COPⅡ囊泡膜上的蛋白质种类存在差异
C. 若COPⅡ囊泡无法形成,则血红蛋白的加工和包装无法进行
D. ERGIC被破坏,逃逸的内质网驻留蛋白会积累在高尔基体中
【答案】C
【解析】
【详解】A、胞吞时细胞膜可内陷形成囊泡,内质网、高尔基体也可通过出芽方式产生囊泡,因此细胞中产生囊泡的结构包括细胞膜、内质网和高尔基体等,A正确;
B、COPⅠ囊泡承担内质网驻留蛋白的逆向回收功能,COPⅡ囊泡承担蛋白质向高尔基体的顺向运输功能,二者功能不同,因此膜上蛋白质种类存在差异,B正确;
C、血红蛋白是胞内蛋白,在游离核糖体上合成,不需要经过内质网、高尔基体的加工和包装,COPⅡ囊泡功能异常不会影响血红蛋白的合成加工,C错误;
D、ERGIC是蛋白质分选中转站,负责将逃逸的内质网驻留蛋白通过COPⅠ囊泡回收,若ERGIC被破坏,逃逸的内质网驻留蛋白无法被回收,会随分选正确的蛋白质进入高尔基体并积累,D正确。
4. 已知微管是具有极性的细胞骨架,除草剂Z可破坏细胞内的微管结构。研究人员探究了除草剂Z对洋葱根尖分生区细胞增殖的影响。下列叙述错误的是( )
A. 细胞骨架由蛋白质纤维构成,参与物质运输、能量转化和细胞分裂等
B. 洋葱根尖分生区细胞中,处于分裂间期的细胞比例大于处于分裂期的
C. 有丝分裂末期,微管在赤道板的位置形成细胞板并扩展形成细胞壁
D. 除草剂Z可以抑制纺锤体的形成,导致细胞中的染色体数目加倍
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞骨架由蛋白质纤维构成,可参与细胞内的物质运输、能量转化、信息传递、细胞分裂等多种生命活动,A正确;
B、细胞周期中分裂间期占时长为90%~95%,远长于分裂期,因此洋葱根尖分生区细胞中处于分裂间期的细胞比例大于分裂期,B正确;
C、有丝分裂末期,高尔基体产生的囊泡在赤道板位置聚集形成细胞板,最终扩展为细胞壁,微管不参与细胞板的形成,C错误;
D、纺锤体的主要成分为微管,除草剂Z破坏微管结构会抑制纺锤体形成,导致分裂后期着丝粒分裂后染色体无法移向细胞两极,细胞不能完成胞质分裂,最终细胞内染色体数目加倍,D正确。
5. 某海洋鱼类鳃上皮细胞中存在一种Cl-/反向转运蛋白,该蛋白可利用浓度梯度将细胞内Cl-逆浓度梯度排到海水中,以维持细胞内Cl-浓度相对稳定。下列叙述正确的是( )
A. 该转运蛋白运输Cl-时不需要与Cl-相结合
B. 该细胞外的浓度低于细胞内的浓度
C. 该转运蛋白转运Cl-和的运输方式相同
D. 抑制细胞呼吸可能影响Cl-排出该细胞的速率
【答案】D
【解析】
【详解】A、该反向转运蛋白属于载体类转运蛋白,运输离子时需要与被转运的物质特异性结合,即运输Cl-时需要与Cl-结合,A错误;
B、该蛋白利用HCO3-的浓度梯度为Cl-逆浓度运输供能,说明HCO3-是顺浓度梯度跨膜运输;二者为反向转运,即Cl-从细胞内运向细胞外,则HCO3-从细胞外运向细胞内,该细胞外的HCO3-浓度高于细胞内的HCO3-浓度,B错误;
C、Cl-逆浓度梯度运输,属于主动运输;HCO3-顺浓度梯度运输,属于协助扩散,C错误;
D、HCO3-的浓度梯度需要依靠消耗ATP的主动运输维持,抑制细胞呼吸会减少ATP生成,导致HCO3-浓度梯度无法维持,进而影响Cl-排出细胞的速率,D正确。
6. 某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离及复原实验,相关处理及结果如表所示。下列叙述正确的是( )
组别
处理步骤
观察结果
甲
0.3g/mL蔗糖溶液→清水
质壁分离→复原
乙
0.5g/mL蔗糖溶液→清水
质壁分离→不复原
丙
0.3g/mLKNO3溶液
质壁分离自动复原
丁
0.25g/mL甘油溶液
?
A. 质壁分离过程中,水分子只能从细胞液透过原生质层进入外界溶液中
B. 与甲组相比,乙组细胞不能复原是因为细胞壁失去了支持和保护作用
C. 丙组发生质壁分离自动复原是因为细胞吸收K+和NO3-使细胞液浓度增大
D. 细胞吸收甘油、K+和NO3-的方式不同,丁组中“?”为质壁分离但不复原
【答案】C
【解析】
【详解】A、质壁分离过程中水分子可双向透过原生质层移动,只是从细胞液进入外界溶液的水分子数更多,并非只能从细胞液进入外界溶液,A错误;
B、乙组细胞不能复原是因为0.5g/mL蔗糖溶液浓度过高,细胞过度失水死亡,原生质层失去选择透过性,细胞壁仍具有支持和保护作用,B错误;
C、丙组细胞通过主动运输吸收K+和NO3-,使细胞液浓度逐渐升高,当细胞液浓度大于外界溶液浓度时细胞吸水,因此出现质壁分离自动复原现象,C正确;
D、甘油是脂溶性小分子,可通过自由扩散进入细胞,同样会使细胞液浓度逐渐升高,因此丁组也会发生质壁分离后自动复原,“?”应为质壁分离自动复原,D错误。
7. 研究人员测定了某种芽孢杆菌产生的淀粉酶在不同温度下的活性,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该实验中淀粉酶催化淀粉水解为还原糖的过程,体现了酶的专一性
B. 该实验表明50℃时淀粉酶活性较高,但不能准确判断其最适温度
C. 90℃处理后降低温度至50℃,淀粉酶活性可以恢复到较高水平
D. 50℃时,若增加底物浓度,该淀粉酶的催化效率一定会随之升高
【答案】B
【解析】
【详解】A、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应,该实验未设置相关对照(如该酶催化其他底物、或其他酶催化淀粉的组别),无法体现酶的专一性,A错误;
B、由图可知50℃时该淀粉酶活性在测试温度中最高,但本实验温度梯度较大,最适温度可能在50℃附近更小的温度区间内,因此无法准确判断其最适温度,B正确;
C、90℃的高温已经破坏了淀粉酶的空间结构,使酶发生不可逆的永久失活,即使降低温度至50℃,酶活性也无法恢复,C错误;
D、酶的催化效率受酶量等因素限制,若此时酶已经被底物饱和,再增加底物浓度,淀粉酶的催化效率不会升高,因此催化效率不一定随底物浓度增加而升高,D错误。
8. 水稻根尖细胞缺氧初期,细胞呼吸可由丙酮酸生成乳酸的途径转换为生成酒精的途径。PDC催化丙酮酸分解产生乙醛,ADH催化乙醛还原生成酒精,LDH催化丙酮酸生成乳酸。下列叙述正确的是( )
A. PDC、ADH、LDH三种酶均主要在线粒体基质中发挥催化作用
B. 无氧呼吸的第二阶段可以释放少量的能量,合成少量的ATP
C. 缺氧初期根细胞先进行乳酸发酵,可能是因为LDH的酶活性更高
D. 水稻根细胞缺氧时PDC、ADH表达上调,可以避免酸中毒,无须定期排水
【答案】C
【解析】
【详解】A、PDC、ADH、LDH均催化无氧呼吸第二阶段的反应,无氧呼吸的场所为细胞质基质,因此三种酶均在细胞质基质中发挥作用,而非线粒体基质,A错误;
B、无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量、合成少量ATP,第二阶段不释放能量也不能合成ATP,B错误;
C、酶活性越高,对应催化的反应越容易进行,缺氧初期根细胞先进行乳酸发酵,可推测此时LDH的酶活性更高,优先催化丙酮酸生成乳酸,C正确;
D、酒精对植物根细胞有毒害作用,长期缺氧积累酒精会导致烂根,因此仍需定期排水,D错误。
9. 研究人员将小鼠骨髓中的造血干细胞注射到心肌梗死模型小鼠体内,一段时间后,在损伤心肌组织中检测到表达肌钙蛋白T的细胞,表明注入的造血干细胞已分化为心肌细胞。下列叙述正确的是( )
A. 造血干细胞分化为心肌细胞的过程体现了细胞全能性
B. 心肌细胞表达肌钙蛋白T是基因选择性表达的结果
C. 心肌细胞衰老后,端粒酶活性升高,端粒逐渐延长
D. 衰老心肌细胞的清除依赖细胞坏死释放的炎症信号
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞全能性是指已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能,造血干细胞仅分化为心肌细胞,并未发育为完整个体,未体现细胞全能性,A错误;
B、细胞分化的实质是基因的选择性表达,心肌细胞特异性表达肌钙蛋白T是基因选择性表达的结果,B正确;
C、细胞衰老过程中,端粒酶活性降低,端粒随细胞分裂逐渐缩短,C错误;
D、衰老心肌细胞的清除属于细胞凋亡,是细胞程序性死亡的过程,依赖凋亡相关机制,细胞坏死才会释放炎症信号,D错误。
10. 研究人员用荧光标记的DNA探针与染色体DNA特异性结合,发现果蝇部分染色体区段出现多处荧光信号、部分功能基因发生串联重复排布,重复单位之间没有间隔序列,直接相连。下列叙述正确的是( )
A. 基因在染色体上呈线性排列,串联重复可能增加基因表达量
B. 同一条染色体上的非等位基因在减数分裂过程中发生自由组合
C. 摩尔根利用荧光标记的方法,将眼色基因与X染色体联系起来
D. 在细胞分裂前的间期,染色体复制使染色体数及其上基因数均加倍
【答案】A
【解析】
【详解】A、基因在染色体上呈线性排列,基因串联重复意味着该基因的拷贝数增加,可作为转录的模板增多,因此可能增加基因表达量,A正确;
B、减数分裂过程中,只有非同源染色体上的非等位基因才能发生自由组合,同一条染色体上的非等位基因表现为连锁,不会发生自由组合,B错误;
C、摩尔根利用假说-演绎法,通过果蝇杂交实验证明眼色基因与X染色体有联系,荧光标记法是后续研发的基因定位技术,并非摩尔根所用的研究方法,C错误;
D、细胞分裂前的间期染色体复制的本质是DNA复制和相关蛋白质合成,复制后着丝粒数目不变,因此染色体数目不发生改变,仅DNA数目和基因数目加倍,D错误。
11. 图1为在某二倍体动物性腺中观察到的3个分裂细胞图像(仅涉及两对同源染色体),图2表示细胞分裂过程中的物质数量变化。下列叙述正确的是( )
A. 图1中甲细胞处于减数分裂Ⅱ后期,为次级精母细胞或第一极体
B. 图1中乙、丙细胞均含同源染色体,甲、丙细胞均含染色单体
C. 图2中m可表示细胞中核DNA数量,且b→c的原因是形成子细胞
D. 若图2中m为同源染色体对数,则cd段细胞内可能含有姐妹染色单体
【答案】D
【解析】
【详解】A、图1细胞:丙为减数第一次分裂后期,细胞质均等分裂,说明该动物为雄性,性腺为精巢;甲为减数第二次分裂后期,乙为有丝分裂后期。该动物为雄性,甲处于减数分裂Ⅱ后期,只能是次级精母细胞,不可能是第一极体(极体是雌性生殖细胞分裂的产物),A错误;
B、甲细胞着丝粒分裂,不含染色单体,B错误;
C、若m表示核DNA数量,cd段核DNA为0,活细胞的核DNA不可能为0,因此m不能表示核DNA数量,C错误;
D、若m为同源染色体对数,cd段同源染色体对数为0,对应减数第二次分裂时期,减Ⅱ前期、中期细胞含有姐妹染色单体,减Ⅱ后期不含,因此cd段细胞内可能含有姐妹染色单体,D正确。
12. 某昆虫卵壳厚度由等位基因T/t控制,厚壳(T)对薄壳(t)为显性,该性状存在母性效应:子代卵壳的表型由母本的基因型决定,与子代自身基因型无关。厚壳雄性个体(TT)与薄壳雌性个体(tt)杂交得到F1,F1雌雄个体相互交配得到F2。下列叙述正确的是( )
A. 基因T/t的遗传不遵循分离定律
B. F2中厚壳个体:薄壳个体=3:1
C. 让F2中基因型相同的厚壳个体交配,后代均为厚壳
D. 若亲本为TT♀×tt♂,则F1和F2的卵壳均为厚壳
【答案】D
【解析】
【详解】A、等位基因T/t的遗传遵循基因分离定律,母性效应仅影响子代表型的决定方式,不改变等位基因的遗传规律,A错误;
B、F₁基因型为Tt,F₂的表型由母本(即F₁雌性,基因型为Tt)决定,因此F₂全部为厚壳,无薄壳个体,比例不是3:1,B错误;
C、F₂基因型及比例为TT:Tt:tt=1:2:1,若基因型为tt的厚壳个体交配,母本基因型为tt,后代表型由母本决定,均为薄壳,C错误;
D、若亲本为TT♀×tt♂,F₁的母本为TT,故F₁全为厚壳;F₁基因型为Tt,F₂的母本为基因型Tt的F₁雌性,故F₂也全为厚壳,D正确。
13. 某雌雄同株植物的杂交不亲和由等位基因Y/y控制,雌蕊基因型为YY时会拒绝含y基因的花粉,其余情况均可正常受精结实。纯合品系甲(YY)和乙(yy)的杂交实验结果如表所示。下列叙述正确的是( )
杂交组合
结实情况
①♀甲(YY)×♂乙(yy)
?
②♀乙(yy)×♂甲(YY)
?
A. 组合①的F1作父本进行测交,子代中Yy:yy=1:1
B. 组合②的F1作母本与乙进行杂交,不能产生后代
C. 组合②的F1自交获得F2,F2植株自交时均能够正常结实
D. 组合②的F1自交获得F2,F2随机交配的结果与自交相同
【答案】C
【解析】
【详解】A、组合①无法产生F₁,不存在“组合①的F₁作父本”的前提,A错误;
B、组合②的F₁基因型为Yy,作母本时雌蕊基因型为Yy,不属于YY,可接受含y的花粉,与乙(yy)杂交可产生Yy、yy的后代,B错误;
C、组合②F₁(Yy)自交,F₂基因型及比例为YY:Yy:yy=1:2:1;YY植株自交时自身产生的花粉全为Y,无y花粉,不会被雌蕊拒绝;Yy、yy作母本时均不会拒绝任意花粉,因此所有F₂植株自交均可正常结实,C正确;
D、F₂自交后代基因型比例为YY:Yy:yy=3:2:3;F₂随机交配时,YY母本仅接受Y花粉,最终后代比例为YY:Yy:yy=2:3:2,二者结果不同,D错误。
14. 已知甲病由等位基因A/a控制,乙病由等位基因B/b控制,两对等位基因均不位于X、Y染色体的同源区段上。某家族中甲、乙两种遗传病的系谱图如图所示,其中Ⅱ-1不携带甲病致病基因。下列叙述错误的是( )
A. 人群中甲病在男女中的发病率有差异,而乙病没有
B. Ⅱ-2的基因型为bbXAXa,Ⅲ-2有4种基因型
C. Ⅱ-1与Ⅱ-2再生一个男孩,只患乙病的概率为1/4
D. 若Ⅲ-3为女性,则其通常不患甲病,但可能患乙病
【答案】B
【解析】
【详解】A、甲病:Ⅱ-1不携带甲病致病基因,与不患甲病的Ⅱ-2生育患甲病的儿子Ⅲ-1,说明甲病为伴X染色体隐性遗传病,男女发病率存在差异;乙病:Ⅰ-3和Ⅰ-4均正常,生育患乙病的女儿Ⅱ-2,说明乙病为常染色体隐性遗传病,男女发病率无差异,A正确;
B、Ⅱ-2患乙病,乙病基因型为bb,其儿子Ⅲ-1患甲病(XaY),Xa来自母亲,故Ⅱ-2甲病基因型为XAXa,即Ⅱ-2基因型为bbXAXa;Ⅱ-1的母亲Ⅰ-2患乙病(bb),故Ⅱ-1乙病基因型为Bb,不携带甲病致病基因故甲病基因型为XAY。Ⅲ-2为正常女性,乙病只能为Bb(Bb×bb的正常子代只有Bb),甲病可为XAXA或XAXa,共2种基因型,B错误;
C、再生一个男孩,不患甲病的概率为1/2(母亲传递XA的概率为1/2),患乙病的概率为1/2(Bb×bb生育bb的概率为1/2),故只患乙病的概率为1/2×1/2=1/4,C正确;
D、若Ⅲ-3为女性,父亲Ⅱ-1一定会传递XA,故通常不患甲病;乙病基因型可能为bb,故可能患乙病,D正确。
15. 某种鱼的性别决定方式为XY型,其体色中的黑色由位于常染色体上的A基因决定,黄色由仅位于X染色体上的B基因决定,A和B基因同时存在表现为棕色,均不存在则为白色。研究发现,环境温度大于28℃时,A基因不表达。将在25℃条件下培养获得的纯合棕色雄鱼与白色雌鱼杂交得F1,F1随机交配获得F2。下列叙述错误的是( )
A. 据题可知,亲本的基因型组合为AAXBY×aaXbXb
B. 25℃时,F1雌鱼体色为棕色,雄鱼体色为黑色
C. 30℃时,F2黄色个体中的雌性∶雄性=2∶1
D. 25℃时,F2雄性中白色个体所占的比例为1/8
【答案】C
【解析】
【详解】A、基因型(25℃时A正常表达):黑色为A_XbXb/A_XbY,黄色为aaXBX-/aaXBY,棕色为A_XBX-/A_XBY,白色为aaXbXb/aaXbY;>28℃时A不表达,仅由B决定表型:有B则为黄色,无B则为白色。纯合棕色雄鱼基因型为AAXBY(常染色体纯合AA,雄性带B的X染色体),白色雌鱼基因型为aaXbXb(无A、无B),A正确;
B、F1基因型为AaXBXb(雌)、AaXbY(雄),25℃时A表达,雌鱼同时携带A和B为棕色,雄鱼携带A无B为黑色,B正确;
C、30℃时A不表达,黄色为携带B的个体,即XBXb(雌)、XBY(雄),F2中两类个体占比均为1/4,黄色个体雌雄比为1:1,C错误;
D、25℃时雄性中白色个体基因型为aaXbY,F2常染色体aa占1/4,雄性中XbY占1/2,故比例为1/4×1/2=1/8,D正确。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 人体细胞中部分有机物的组成与功能对比如表所示。下列叙述错误的是( )
物质
基本单位
主要功能
甲
葡萄糖
重要储能物质
乙
氨基酸
催化、运输、免疫
丙
核苷酸
遗传物质
A. 甲可以是糖原或淀粉,二者葡萄糖的连接方式不同
B. 乙经过高温处理后,仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
C. 丙为DNA或RNA,二者的五碳糖不同,碱基也有差异
D. 甲、乙、丙均属于生物大分子,均以碳链为基本骨架
【答案】AC
【解析】
【详解】A、题干限定为人体细胞内的有机物,淀粉是植物细胞特有的储能多糖,人体细胞不存在淀粉,因此甲只能是糖原,A错误;
B、乙的基本单位是氨基酸,功能符合蛋白质的特点,高温仅破坏蛋白质的空间结构,肽键未断裂,仍能与双缩脲试剂发生紫色反应,B正确;
C、有细胞结构的生物遗传物质只能是DNA,因此人体细胞中作为遗传物质的丙只能是DNA,不可能是RNA,C错误;
D、甲(糖原,属于多糖)、乙(蛋白质)、丙(DNA,属于核酸)均为生物大分子,都以碳链为基本骨架,D正确。
17. 亲核蛋白需借助自身的核定位信号(NLS)与核膜上的转运受体的识别,通过核孔复合体进入细胞核过程由GTP水解供能驱动。下列叙述错误的是( )
A. 亲核蛋白穿过核膜上的核孔进入细胞核,该过程属于协助扩散
B. 若切除亲核蛋白的NLS,该蛋白不能通过核孔复合体进入细胞核
C. GTP水解释放的能量可驱动核孔复合体构象变化和物质运输过程
D. 细胞核中的DNA聚合酶和染色质均需要借助核孔复合体完成转运
【答案】AD
【解析】
【详解】A、协助扩散的特点是顺浓度梯度、需要转运蛋白协助、不消耗能量,亲核蛋白穿过核膜上的核孔进入细胞核的过程需要GTP水解供能,不属于协助扩散,A错误;
B、题干明确亲核蛋白需要借助自身NLS与核膜上的转运受体识别才能进入细胞核,切除NLS后无法完成识别,因此该蛋白不能进入细胞核,B正确;
C、GTP水解释放的能量可驱动核孔复合体发生构象变化,进而完成相关物质的跨核孔运输过程,C正确;
D、染色质是细胞核内的固有结构,不会通过核孔复合体完成转运,仅DNA聚合酶等细胞质合成的核内功能蛋白需要通过核孔进入细胞核,D错误。
18. 某C4植物的野生型和突变型植株叶片中Rubisco和PEP酶活性如图所示。已知Rubisco在高CO2时催化光合作用中CO2固定,在低CO2、高O2时可催化C5与O2反应进行光呼吸;PEP酶分布在细胞质基质中,对CO2亲和力极高,催化PEP与CO2反应生成C4,可提高Rubisco分布处CO2的浓度。下列叙述正确的是( )
A. Rubisco和PEP酶均在叶绿体基质中催化暗反应中CO2固定
B. 提高光照强度,Rubisco活性和PEP酶活性均会显著升高
C. 野生型植株的PEP酶活性较高,低CO2时的光合速率较强
D. 低CO2、高O2时,突变型植株的光呼吸速率高于野生型植株
【答案】CD
【解析】
【详解】A、题干明确说明PEP酶分布在细胞质基质中,并不在叶绿体基质中催化反应,A错误;
B、酶活性主要受温度、pH等因素影响,光照强度不直接影响酶的活性,提高光照强度不会使两种酶活性显著升高,B错误;
C、PEP酶对CO₂亲和力极高,可富集CO₂提高Rubisco处CO₂浓度,野生型植株PEP酶活性更高,低CO₂时固定CO₂能力更强,光合速率较强,C正确;
D、低CO₂、高O₂时Rubisco催化光呼吸,突变型PEP酶活性低,富集CO₂能力弱,Rubisco分布处CO₂浓度更低,更易发生光呼吸,且突变型Rubisco活性更高,因此突变型光呼吸速率高于野生型,D正确。
19. 在减数分裂过程中同源染色体间常发生染色体互换,包括单交换或双交换(如图1)。某二倍体生物的基因型为AaBbDd,三对等位基因在染色体上的位置如图2所示,其中位点1、2、3为潜在互换位点。下列叙述正确的是( )
A. 染色体互换发生在减数分裂Ⅰ前期同源染色体的姐妹染色单体之间
B. 位点1发生单交换,不影响这三对等位基因在染色体上的相对位置
C. 位点2发生单交换,个体产生的配子中Abd和aBD的数量多于ABD和abd
D. 位点2、3双交换产生的重组型配子与位点2单交换产生的重组型配子相同
【答案】B
【解析】
【详解】A、染色体互换发生在减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体之间,A错误;
B、位点1位于A/a基因的上方,该位点发生单交换时,互换的片段不携带这三对等位基因中的任何基因,因此不会改变三对等位基因在染色体上的相对位置,B正确;
C、由图2可知,该个体的两条同源染色体上的基因连锁状态为ABD、abd。位点2发生单交换后,重组型配子为Abd和aBD,亲本型配子为ABD和abd;减数分裂中发生单交换的细胞占比很低,因此重组型配子Abd、aBD的数量少于亲本型配子ABD、abd,C错误;
D、位点2、3双交换后,相当于仅让B/b这对基因发生重组,产生的重组型配子为AbD和aBd;而位点2单交换产生的重组型配子是Abd和aBD,二者的重组型配子类型不同,D错误。
20. 山东沾化冬枣的甜度由两对独立遗传的等位基因G/g、H/h控制,显性基因具有剂量累加效应,且G、H基因的作用效果相同。研究人员进行了相关杂交实验,结果如表所示,其中F1自交产生F2。下列叙述正确的是( )
杂交组合
F1表型
F2表型及比例
甲×乙
全为中等甜度
最甜∶偏甜∶中等甜度∶偏淡∶最淡=1∶4∶6∶4∶1
A. 亲本的基因型组合可能为GGHH×gghh、GGhh×ggHH
B. F2中的甜度高于F1的个体中,纯合子占1/5
C. 对F1进行测交,后代冬枣的甜度共出现4种表型
D. F2的中等甜度个体随机交配,后代中最甜个体占1/36
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、显性基因的数量直接决定甜度:4个显性基因(GGHH)→最甜、3个显性基因→偏甜、2个显性基因→中等甜度、1个显性基因→偏淡、0个显性基因(gghh)→最淡。 表格里F₂的表型比例最甜:偏甜:中等甜:偏淡:最淡=1:4:6:4:1,是经典的显性累加效应下,AaBb自交的表型比例(和为16,完全符合两对基因自由组合的特征),说明F₁的基因型一定是GgHh,GGHH × gghh → 子代基因型全为GgHh,符合F₁全为中等甜度(2个显性基因)的要求; GGhh × ggHH → 子代基因型也全为GgHh,同样符合F₁的表型要求,A正确;
B、F₁是GgHh,拥有2个显性基因,甜度为中等甜度。甜度高于F₁的个体,是携带3个显性基因、4个显性基因的个体: 4个显性基因(最甜):只有GGHH这1种,占F₂的1/16,全部为纯合子; 3个显性基因(偏甜):基因型为GGHh、GgHH,一共4份,全部为杂合子。 这类甜度高于F₁的个体总数量为1+4=5份,其中纯合子只有1份,因此纯合子占比为1/5,B正确;
C、F₁基因型为GgHh,测交是和隐性纯合子gghh杂交,后代的基因型和对应显性基因数量为: GgHh(2个显性基因,中等甜)、Gghh(1个显性基因,偏淡)、ggHh(1个显性基因,偏淡)、gghh(0个显性基因,最淡) 最终后代只有「中等甜、偏淡、最淡」3种表型,C错误;
D、中等甜度个体是携带2个显性基因的个体,在F₂中共有6份,对应的基因型及比例为: GGhh : ggHH : GgHh = 1:1:4 先计算这个群体的配子比例: 基因型GGhh只能产生Gh配子; 基因型ggHH只能产生gH配子; 基因型GgHh可以产生GH、Gh、gH、gh四种等量配子。 最终全体配子的类型及占比:GH= (4/6)×(1/4)=1/6,Gh= (1/6)+(4/6)×(1/4)=2/6,gH=(1/6)+(4/6)×(1/4)=2/6,gh=(4/6)×(1/4)=1/6。 最甜个体的基因型是GGHH,需要两个GH配子结合才能产生,概率为 (1/6)×(1/6)=1/36,D正确。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 柽柳是黄河三角洲盐碱地的优势耐盐植物,其根部细胞膜上的水通道蛋白PIPs可高效介导水分跨膜运输。干旱胁迫下,柽柳体内脱落酸含量升高,促使PIPs发生磷酸化,改变PIPs的空间构象.从而调节水分运输速率。回答下列问题:
(1)水分子借助PIPs的跨膜运输方式为___________;用药物抑制ATP合成,PIPs的膜上定位会受到影响,请结合囊泡运输的机制,分析该现象出现的原因是_______________________________。
(2)细胞内PIPs的合成、加工与运输需要细胞器中的________________________________(答出3种)直接参与。干旱胁迫下,若内质网中错误折叠的PIPs大量积累,则会触发内质网应激反应,抑制PIPs合成。从细胞稳态角度分析,其意义是______________________________________。
(3)干旱胁迫初期,脱落酸使PIPs发生磷酸化会提升PIPs通道开放概率,进而可___________(填“提高”或“降低”)根部细胞的水分运输速率,有利于维持水分平衡。相同干旱环境中,推测与正常柽柳相比,PIPs基因敲除突变体的存活率___________(填“较高”或“较低”)。
(4)轻度胁迫下,柽柳细胞会启动自噬,胁迫持续加重,细胞则会凋亡,据此推测,细胞自噬与细胞凋亡在应对环境胁迫时的意义分别是____________________________________________。
【答案】(1) ①. 协助扩散##易化扩散 ②. PIPs通过囊泡运输到细胞膜的过程需要消耗ATP,抑制ATP合成会阻碍囊泡与细胞膜的融合/囊泡的定向运输,进而影响PIPs在细胞膜上的定位
(2) ①. 核糖体、内质网、高尔基体 ②. 避免错误折叠的PIPs大量积累占用细胞内的物质和资源,减少内质网功能紊乱对细胞正常生命活动的干扰,维持细胞内稳态
(3) ①. 提高 ②. 较低
(4)细胞自噬可分解细胞内受损的物质或结构,回收利用营养物质,帮助细胞在轻度胁迫下渡过不良环境,利于细胞存活;细胞凋亡可清除受严重损伤的细胞,避免其在体内消耗过多资源,同时防止损伤扩散,维持植株整体的稳态,适应重度胁迫环境
【解析】
【小问1详解】
水分子借助水通道蛋白PIPs跨膜,不需要消耗能量,属于协助扩散。囊泡的运输、膜融合过程属于耗能的生命活动,需要ATP供能,ATP合成受阻后该过程无法正常完成,最终影响膜上PIPs的分布。
【小问2详解】
PIPs是膜蛋白,首先在核糖体合成肽链,随后进入内质网进行加工,再通过囊泡运输到高尔基体进一步修饰加工,整个过程需要线粒体供能,其中核糖体、内质网、高尔基体直接参与其合成、加工与运输。错误折叠的蛋白无正常功能还会堆积破坏细胞器正常结构,抑制新的PIPs合成可以避免细胞物质能量被无效消耗,保证内质网和细胞的正常功能稳定。
【小问3详解】
PIPs是介导水分跨膜运输的通道,通道开放概率提升,单位时间内通过的水分子更多,根部水分运输速率随之提高。PIPs基因敲除突变体无法合成正常的水通道蛋白,干旱下水分运输效率远低于正常柽柳,难以维持体内水分平衡,因此存活率较低。
【小问4详解】
自噬是细胞的自我保护机制,对应轻度胁迫时的“保存活”;凋亡是程序性的主动死亡,对应胁迫过重时淘汰受损细胞,保障个体整体生存的调控作用,细胞自噬与细胞凋亡在应对环境胁迫时的意义分别是细胞自噬可分解细胞内受损的物质或结构,回收利用营养物质,帮助细胞在轻度胁迫下渡过不良环境,利于细胞存活;细胞凋亡可清除受严重损伤的细胞,避免其在体内消耗过多资源,同时防止损伤扩散,维持植株整体的稳态,适应重度胁迫环境。
22. 冬眠哺乳动物棕色脂肪组织细胞线粒体的内膜上存在解偶联蛋白UCP1,UCP1介导H+顺浓度梯度从内外膜间隙回流至线粒体基质,将H+跨膜运输与ATP合成解偶联。已知化合物Z可特异性抑制UCP1的功能。回答下列问题:
(1)在棕色脂肪细胞中,合成ATP的场所有_____________________。ATP在细胞中含量很少,但可持续供能,原因是___________________________________________________________________________。
(2)线粒体内膜的基本支架是______________。UCP1介导H+跨膜回流,会______________(填“增大”或“减小”)线粒体内膜两侧的H+浓度梯度,使ATP合成量______________,细胞呼吸释放的能量更多以热能形式散失。
(3)为验证化合物Z可与H+竞争UCP1上的结合位点,可取生理状态相同的棕色脂肪细胞随机均分为甲、乙、丙三组,均加入等量且适宜浓度的葡萄糖溶液;甲组加入适量化合物Z,乙组加入等量生理盐水,丙组加入____________________________;在相同且适宜条件下培养一段时间,检测三组细胞的产热速率。预测三组棕色脂肪细胞产热速率大小关系为__________________________________________。
【答案】(1) ①. 细胞质基质和线粒体 ②. ATP与ADP时刻不停地发生相互转化,转化速率极快,处于动态平衡中
(2) ①. 磷脂双分子层 ②. 减小 ③. 减少
(3) ①. 等量化合物Z和一定量的H+ ②. 乙组>丙组>甲组
【解析】
【小问1详解】
棕色脂肪细胞是动物细胞,合成ATP的生理过程为细胞呼吸:有氧呼吸第一阶段、无氧呼吸全程在细胞质基质进行,有氧呼吸第二、三阶段在线粒体进行,因此合成ATP的场所为细胞质基质、线粒体。细胞内ATP含量低,但ATP与ADP的相互转化时刻快速进行,处于动态平衡,因此可持续供能。
【小问2详解】
生物膜的基本支架均为磷脂双分子层,线粒体内膜属于生物膜,因此基本支架是磷脂双分子层。正常状态下线粒体内外膜间隙H⁺浓度高于线粒体基质,UCP1介导H⁺回流至基质会减小两侧的H⁺浓度梯度。ATP合成依赖H⁺顺浓度梯度经ATP合酶回流的势能驱动,H⁺经UCP1回流时不合成ATP,因此ATP合成量减少,细胞呼吸释放的能量更多以热能形式散失。
【小问3详解】
本实验目的是验证Z与H⁺竞争UCP1的结合位点,自变量为添加试剂:甲组加Z,乙组加生理盐水作空白对照,丙组需添加等量Z同时提高H⁺浓度,验证高浓度H⁺可竞争结合位点、缓解Z的抑制作用。乙组无Z,UCP1功能正常,产热最高;丙组有Z但高浓度H⁺竞争结合部分UCP1,产热次之;甲组Z抑制了UCP1功能,产热最低,因此产热速率为乙组>丙组>甲组。
23. 为探究供磷水平对某植物光合作用的影响,研究人员设置正常供磷(A)、轻度缺磷(B)、重度缺磷(C)三组实验,其他条件相同且适宜,实验结果如表所示。回答下列问题:
组别
供磷水平
叶绿素a含量/
(mg·g-1)
类囊体膜上ATP合酶相对活性
胞间CO2浓度/
(μmol·mol-1)
光合速率/
(μmol·m-2·s-1)
A
正常供磷
2.3
100
280
17
B
轻度缺磷
1.9
72
310
12
C
重度缺磷
1.4
45
350
7
(1)叶绿素a主要吸收___________光。据表分析,随缺磷加剧,植物光合速率显著下降,原因可能是随缺磷加剧,___________________。将正常供磷植株突然转入重度缺磷条件下,短时间内叶绿体中C3含量将____________。
(2)研究发现,叶绿体内膜上的苹果酸一延胡索酸穿梭转运蛋白(二羧酸交换载体)可介导叶绿体和细胞质基质间苹果酸和延胡索酸反向交换,将苹果酸运出叶绿体,机制如图所示。据图推测,表示细胞质基质一侧的是________(填“A侧”或“B侧”);重度缺磷时,该穿梭循环速率会显著降低,原因可能是______________________________________。
(3)有人认为,重度缺磷导致的光合速率下降不是气孔关闭导致CO2供应不足引起的,请完善实验验证该观点。
实验思路:选取生长状况一致的同种植物,随机均分为两组,分别在______________________条件下培养,其他条件均相同且适宜;一段时间后,测定并比较两组植物的气孔导度和光合速率。预期结果与结论:若_____________________________,则说明该观点正确。
【答案】(1) ①. 蓝紫光和红 ②. 叶绿素a含量降低,吸收转化光能的能力减弱,同时类囊体膜上ATP合酶活性下降,光反应产生的ATP和NADPH减少,进而导致暗反应速率降低,光合速率下降 ③. 上升
(2) ①. A侧 ②. 缺磷会导致ATP供应不足,同时该穿梭过程相关的载体蛋白合成、以及参与循环的物质合成均受磷缺乏的影响,且光反应产生的NADPH不足,导致苹果酸生成量减少,穿梭循环速率降低
(3) ①. 正常供磷、重度缺磷 ②. 重度缺磷组的气孔导度小于(或不显著低于)正常供磷组,但重度缺磷组的光合速率显著低于正常供磷组
【解析】
【小问1详解】
叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。结合表格数据,随缺磷加剧,叶绿素a含量持续下降,光反应对光能的捕获效率降低;同时类囊体膜上ATP合酶活性不断降低,光反应合成ATP的过程受阻,最终光反应产物ATP和NADPH不足,限制暗反应,使光合速率下降。正常供磷植株突然转入重度缺磷条件,短时间内光反应生成的ATP和NADPH减少,C₃的还原速率减慢,而此时CO₂固定生成C₃的速率短时间内几乎不变,因此叶绿体中C₃含量上升。
【小问2详解】
苹果酸一延胡索酸穿梭转运蛋白(二羧酸交换载体)可介导叶绿体和细胞质基质间苹果酸和延胡索酸反向交换,将苹果酸运出叶绿体,据图可知,A侧是细胞质基质一侧。磷是ATP、磷脂等物质的组成元素,缺磷会导致细胞内ATP合成不足,同时载体蛋白的合成、穿梭循环相关物质的合成都受磷缺乏的限制,且缺磷导致光反应产生的NADPH不足,苹果酸的生成量减少,最终使该穿梭循环速率显著降低。
【小问3详解】
实验目的是验证重度缺磷的光合下降不是气孔关闭导致CO₂供应不足引起的,自变量为供磷水平,因此设置正常供磷组和重度缺磷组,其他条件均相同且适宜。如果是气孔关闭导致CO₂供应不足,那么缺磷组气孔导度会显著下降,胞间CO₂浓度也会降低;但表格中重度缺磷组胞间CO₂浓度反而更高,说明重度缺磷导致的光合速率下降不是气孔关闭导致CO2供应不足引起,因此预期结果为:两组相比,重度缺磷组气孔导度低于正常供磷组(或无明显下降),但光合速率显著低于正常供磷组,即证明观点正确。
24. 某二倍体动物的基因型为AaBb,图1为该动物体内的部分细胞分裂示意图(仅显示A/a、B/b基因所在的染色体),其中丁由丙分裂产生;图2为细胞分裂各时期染色体、染色单体、核DNA数量关系图。已知蛋白K是纺锤体组装检查点(SAC)的核心成分,可监测着丝粒与纺锤丝的连接,若监测到未正常连接,则不能进入下一时期。回答下列问题:
(1)图1中,进行有丝分裂的细胞是___________;丁细胞的名称是___________;甲、丙细胞所处时期分别对应图2中的________时期。
(2)该动物某次减数分裂时蛋白K的功能下降,乙细胞最终产生了基因组成为AaB的异常配子,原因最可能是__________________________________;据此推测,同时产生的另外3个子细胞的基因组成是___________。若异常配子AaB与正常配子ab结合形成受精卵,该受精卵在DNA复制时,一个A基因突变为a基因,则其有丝分裂正常产生的两个子细胞的基因型为________。
(3)受精卵进行细胞增殖时,若用DNA合成抑制剂处理,则细胞将停滞在细胞周期的___________期,洗脱后可同步分裂;若有丝分裂过程中加入SAC抑制剂,则细胞将提前进入________期。在有丝分裂过程中,SAC作为检查点的意义是______________________________________。
【答案】(1) ①. 甲 ②. 第一极体 ③. Ⅱ
(2) ①. 减数第一次分裂后期A、a所在的染色体未正常分离,进入了同一个次级卵母细胞 ②. AaB、b、b ③. AaaBb、aaaBb
(3) ①. S ②. 后期 ③. 确保所有染色体都正确附着到纺锤体微管、排列在赤道板上之后,才允许细胞进入分裂后期,保证染色体平均分配到两个子细胞中,维持子代细胞遗传物质的稳定性
【解析】
【小问1详解】
图1中,甲中四条染色体的着丝粒排列在赤道面上,甲是有丝分裂中期;丙同源染色体分离,是减数第一次分裂后期,且胞质不均等分裂,为初级卵母细胞,丁无同源染色体,为减数第一次分裂产生的细胞,且对应的染色体与丙中胞质小的一极相对应,因此丁为第一极体;图2中第二根柱子(带阴影的柱子)并非每个时期都有,说明第二根柱子为染色单体,而第一根柱子(白色柱子)在时期Ⅳ为第三根柱子(黑色柱子)高度的一半,因此第一根柱子为染色体,第三根柱子为核DNA,甲细胞的染色体为2n、染色单体为4n、核DNA为4n,对应图2中的Ⅱ时期,丙细胞的染色体为2n、染色单体为4n、核DNA为4n,对应图2中的Ⅱ时期。
【小问2详解】
已知蛋白K是纺锤体组装检查点(SAC)的核心成分,可监测着丝粒与纺锤丝的连接,该动物某次减数分裂时蛋白K的功能下降,即使着丝粒与纺锤丝未正常连接,细胞也可进入下一时期,乙中同源染色体配对,乙是减数第一次分裂前期,因此乙细胞最终产生了基因组成为AaB的异常配子,原因最可能是减数第一次分裂后期A、a所在的染色体未正常分离,进入了同一个次级卵母细胞;该生物的基因型为AaBb,次级卵母细胞产生的卵细胞(AaB的异常配子)与第二极体基因型相同,另外第一极体为bb,据此推测,同时产生的另外3个子细胞的基因组成是AaB、b、b;若异常配子AaB与正常配子ab结合形成受精卵,该受精卵为AaaBb,正常复制完的基因型为AAaaaaBBbb,在DNA复制时,一个A基因突变为a基因,即基因型为AaaaaaBBbb,则其有丝分裂正常产生的两个子细胞的基因型为AaaBb、aaaBb。
【小问3详解】
受精卵进行细胞增殖时,S期进行DNA复制,若用DNA合成抑制剂处理,则细胞将停滞在细胞周期的S期;SAC是纺锤体组装检查点,原本会监控染色体是否全部排列到赤道板,抑制细胞提前进入后期,加入SAC抑制剂后,该监控机制失效,细胞将提前进入后期;SAC的作用是确保所有染色体都正确附着到纺锤体微管、排列在赤道板上之后,才允许细胞进入分裂后期,保证染色体平均分配到两个子细胞中,维持子代细胞遗传物质的稳定性。
25. 某种XY型性别决定的昆虫,体色有灰体和黑体,由等位基因A/a控制;翅型有长翅和残翅,由两对等位基因B/b、D/d共同控制,只有同时存在B和D基因时个体才表现为长翅,其余基因型均表现为残翅。已知这三对等位基因独立遗传,且基因B/b位于常染色体上,不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段上。欲探究这三对等位基因的遗传规律,相关实验处理及结果如表所示,其中黑体残翅个体不含B基因。
组别
亲本表型
F1表型
正交
灰体长翅♀×黑体残翅♂
雌雄全为灰体长翅
反交
黑体残翅♀×灰体长翅♂
雌性全为灰体长翅,雄性全为灰体残翅
回答下列问题:
(1)据表分析,体色中的显性性状是______;等位基因D/d位于____染色体上,依据是__________________________。
(2)正交实验中,亲本的基因型组合为______________________。让F1雌雄个体随机交配得到F2,则F2中长翅雌性个体所占的比例为______;选取F2中所有黑体长翅个体随机交配,后代雄性个体中黑体残翅所占比例为______。
(3)反交实验中,若让F1雌雄个体随机交配,F2雄性个体的表型及比例为________________。
(4)已知该昆虫眼色性状中红眼对白眼为显性,由X染色体上的等位基因H/h控制。欲根据杂交后代的眼色即可判断个体性别,父本、母本的眼色性状应分别为____________。研究发现,基因型为XHY的雄性个体产生的含XH的雄配子50%致死;对基因H/h的PCR扩增产物进行电泳检测,基因H和h扩增片段分别为600bp、350bp。据此分析,红眼雄性个体产生的大量精子中含600bp条带的精子所占的比例为______。
【答案】(1) ①. 灰体 ②. X ③. 正反交两组实验产生的子代翅型结果不同,其中反交实验中的子代,雌性昆虫全部是长翅,雄性昆虫全部是残翅,说明翅型表现与性别相关,已知翅型由B/b基因和D/d基因共同控制,且已知B/b基因位于常染色体上
(2) ①. AABBXDXD和aabbXdY ②. 3/8 ③. 1/3
(3)灰体长翅∶灰体残翅∶黑体长翅∶黑体残翅=9∶15∶3∶5
(4) ①. 红眼和白眼(顺序不可颠倒) ②. 1/3
【解析】
【小问1详解】
题表中无论正交还是反交,灰体昆虫和黑体昆虫杂交产生的子代全部是灰体,说明体色性状中,灰体对黑体为显性。正反交两组实验产生的子代翅型结果不同,其中反交实验中的子代,雌性昆虫全部是长翅,雄性昆虫全部是残翅,说明翅型表现与性别相关,已知翅型由B/b基因和D/d基因共同控制,且已知B/b基因位于常染色体上,则 D/d 基因伴性遗传,位于 X 染色体上。
【小问2详解】
正交亲本组合为灰体长翅雌虫 × 黑体残翅雄虫,F1全部为灰体长翅,已知A/a、B/b和D/d这三对基因独立遗传,且由(1)得出的结论可知D/d基因位于X染色体上,则A/a基因位于常染色体上。已知只有同时存在B和D基因时个体才表现为长翅(B_XD_),黑体残翅个体不含B基因,由于正交实验中亲本杂交组合为长翅×残翅且F1均为长翅,所以正交实验中的F1基因型为BbXDY和BbXDXd(比例为1∶1),母本的基因型为BBXDXD ,父本的基因型为bbXdY。正交实验中的亲本为灰体×黑体,F1均为灰体,且已知灰体为显性性状,则亲本基因型为AA(♀)×aa(♂),则亲本基因型为AABBXDXD ×aabbXdY,F1的基因型及其比例为AaBbXDXd∶AaBbXDY=1∶1,F1随机交配得到F2,其中Aa×Aa→A_:aa=3∶1,Bb×Bb→B_∶bb=3∶1,XDXd×XDY→XDX-∶XDY∶XdY=2∶1∶1,长翅雌性个体(B_XDX-)所占比例为3/4×2/4=3/8。F2黑体长翅雌虫的基因型及其比例为aaB_XDXD∶aaB_XDXd=1∶1,其中B/b基因型的个体比例为BB∶Bb=1∶2,产生的雌配子比例为B∶b=2∶1,XD∶Xd=3∶1;F2黑体长翅雄虫的基因型aaB_XDY,产生的雄配子比例为B∶b=2∶1,XD∶Y=1∶1。F2中这些黑体长翅昆虫随机交配产生的后代全为黑体(所以计算时不需要考虑a基因),后代雄性个体(已确定性染色体组成为XY)中,长翅个体的基因型为B_XDY,其余为残翅个体,长翅个体所占比例为[2/3(雌配子B)×1(任意雄配子)+1/3(雌配子b)×2/3(雄配子B)]×3/4(雌配子XD)=2/3,则残翅个体占1/3。
【小问3详解】
由于已知正交实验亲本的基因型,所以可知反交实验的亲本基因型为aabbXdXd和AABBXDY,F1中雌虫的基因型为AaBbXDXd,雄虫的基因型为AaBbXdY,这些昆虫随机交配,F2雄性个体中,体色表型及比例为灰体∶黑体=3∶1(Aa×Aa→A_∶aa=3∶1),翅型的基因型及比例为B_XDY∶(bbXDY+_ _XdY)=(3/4×1/2)∶(1/4×1/2+1/2)=3∶5,即长翅∶残翅=3∶5,所以F2雄性个体的表型及比例为灰体长翅∶灰体残翅∶黑体长翅∶黑体残翅=9∶15∶3∶5。
【小问4详解】
参考摩尔根的果蝇实验可知,若要通过杂交后代的眼色判断个体的性别,则该实验中,父本应选择红眼昆虫(XHY),母本应选择白眼昆虫(XhXh)。电泳结果为600 bp的精子基因组成为XH,由于基因型为XHY的雄性个体(红眼雄昆虫)产生的含XH的雄配子50%致死,因此其产生的精子基因组成及比例为XH∶Y=(1-50%)∶1=1∶2,所以基因组成为XH的精子占比为1/3。
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生物学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 某种古细菌的细胞膜中含有大量甘油二烷基甘油四醚(GDGT,C86H170O6)。GDGT中的烃链具有支链和环状结构,有利于古细菌耐高温。下列叙述正确的是( )
A. 该古细菌的遗传物质为RNA,主要分布在拟核中
B. 该古细菌具有细胞壁和核糖体,但不具有内质网
C. 该细胞膜中的GDGT和磷脂分子的元素组成相同
D. GDGT中的环状烃链增强了膜流动性以适应高温环境
2. 某动物细胞的亚显微结构模式如图所示,其中①~⑨表示结构。下列叙述正确的是( )
A. ②与③直接相连,共同参与分泌蛋白的加工、分类和包装
B. ⑤只存在于动物细胞中,细胞分裂前期发出星射线形成纺锤体
C. ⑥的膜上不含蛋白质,这可避免其被自身储存的水解酶分解
D. ⑧与④的形成有关,⑦可实现核质之间的物质交换和信息交流
3. 内质网—高尔基体中间体(ERGIC)是蛋白质分选中转站,分选正确的蛋白质经COPⅡ囊泡顺向运往高尔基体,逃逸的内质网驻留蛋白经COPⅠ囊泡逆向回收。下列叙述不合理的是( )
A. 细胞中产生囊泡的结构有细胞膜、内质网和高尔基体等
B. COPⅠ囊泡膜与COPⅡ囊泡膜上的蛋白质种类存在差异
C. 若COPⅡ囊泡无法形成,则血红蛋白的加工和包装无法进行
D. ERGIC被破坏,逃逸的内质网驻留蛋白会积累在高尔基体中
4. 已知微管是具有极性的细胞骨架,除草剂Z可破坏细胞内的微管结构。研究人员探究了除草剂Z对洋葱根尖分生区细胞增殖的影响。下列叙述错误的是( )
A. 细胞骨架由蛋白质纤维构成,参与物质运输、能量转化和细胞分裂等
B. 洋葱根尖分生区细胞中,处于分裂间期的细胞比例大于处于分裂期的
C. 有丝分裂末期,微管在赤道板的位置形成细胞板并扩展形成细胞壁
D. 除草剂Z可以抑制纺锤体的形成,导致细胞中的染色体数目加倍
5. 某海洋鱼类鳃上皮细胞中存在一种Cl-/反向转运蛋白,该蛋白可利用浓度梯度将细胞内Cl-逆浓度梯度排到海水中,以维持细胞内Cl-浓度相对稳定。下列叙述正确的是( )
A. 该转运蛋白运输Cl-时不需要与Cl-相结合
B. 该细胞外的浓度低于细胞内的浓度
C. 该转运蛋白转运Cl-和的运输方式相同
D. 抑制细胞呼吸可能影响Cl-排出该细胞的速率
6. 某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离及复原实验,相关处理及结果如表所示。下列叙述正确的是( )
组别
处理步骤
观察结果
甲
0.3g/mL蔗糖溶液→清水
质壁分离→复原
乙
0.5g/mL蔗糖溶液→清水
质壁分离→不复原
丙
0.3g/mLKNO3溶液
质壁分离自动复原
丁
0.25g/mL甘油溶液
?
A. 质壁分离过程中,水分子只能从细胞液透过原生质层进入外界溶液中
B. 与甲组相比,乙组细胞不能复原是因为细胞壁失去了支持和保护作用
C. 丙组发生质壁分离自动复原是因为细胞吸收K+和NO3-使细胞液浓度增大
D. 细胞吸收甘油、K+和NO3-的方式不同,丁组中“?”为质壁分离但不复原
7. 研究人员测定了某种芽孢杆菌产生的淀粉酶在不同温度下的活性,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该实验中淀粉酶催化淀粉水解为还原糖的过程,体现了酶的专一性
B. 该实验表明50℃时淀粉酶活性较高,但不能准确判断其最适温度
C. 90℃处理后降低温度至50℃,淀粉酶活性可以恢复到较高水平
D. 50℃时,若增加底物浓度,该淀粉酶的催化效率一定会随之升高
8. 水稻根尖细胞缺氧初期,细胞呼吸可由丙酮酸生成乳酸的途径转换为生成酒精的途径。PDC催化丙酮酸分解产生乙醛,ADH催化乙醛还原生成酒精,LDH催化丙酮酸生成乳酸。下列叙述正确的是( )
A. PDC、ADH、LDH三种酶均主要在线粒体基质中发挥催化作用
B. 无氧呼吸的第二阶段可以释放少量的能量,合成少量的ATP
C. 缺氧初期根细胞先进行乳酸发酵,可能是因为LDH的酶活性更高
D. 水稻根细胞缺氧时PDC、ADH表达上调,可以避免酸中毒,无须定期排水
9. 研究人员将小鼠骨髓中的造血干细胞注射到心肌梗死模型小鼠体内,一段时间后,在损伤心肌组织中检测到表达肌钙蛋白T的细胞,表明注入的造血干细胞已分化为心肌细胞。下列叙述正确的是( )
A. 造血干细胞分化为心肌细胞的过程体现了细胞全能性
B. 心肌细胞表达肌钙蛋白T是基因选择性表达的结果
C. 心肌细胞衰老后,端粒酶活性升高,端粒逐渐延长
D. 衰老心肌细胞的清除依赖细胞坏死释放的炎症信号
10. 研究人员用荧光标记的DNA探针与染色体DNA特异性结合,发现果蝇部分染色体区段出现多处荧光信号、部分功能基因发生串联重复排布,重复单位之间没有间隔序列,直接相连。下列叙述正确的是( )
A. 基因在染色体上呈线性排列,串联重复可能增加基因表达量
B. 同一条染色体上的非等位基因在减数分裂过程中发生自由组合
C. 摩尔根利用荧光标记的方法,将眼色基因与X染色体联系起来
D. 在细胞分裂前的间期,染色体复制使染色体数及其上基因数均加倍
11. 图1为在某二倍体动物性腺中观察到的3个分裂细胞图像(仅涉及两对同源染色体),图2表示细胞分裂过程中的物质数量变化。下列叙述正确的是( )
A. 图1中甲细胞处于减数分裂Ⅱ后期,为次级精母细胞或第一极体
B. 图1中乙、丙细胞均含同源染色体,甲、丙细胞均含染色单体
C. 图2中m可表示细胞中核DNA数量,且b→c的原因是形成子细胞
D. 若图2中m为同源染色体对数,则cd段细胞内可能含有姐妹染色单体
12. 某昆虫卵壳厚度由等位基因T/t控制,厚壳(T)对薄壳(t)为显性,该性状存在母性效应:子代卵壳的表型由母本的基因型决定,与子代自身基因型无关。厚壳雄性个体(TT)与薄壳雌性个体(tt)杂交得到F1,F1雌雄个体相互交配得到F2。下列叙述正确的是( )
A. 基因T/t的遗传不遵循分离定律
B. F2中厚壳个体:薄壳个体=3:1
C. 让F2中基因型相同的厚壳个体交配,后代均为厚壳
D. 若亲本为TT♀×tt♂,则F1和F2的卵壳均为厚壳
13. 某雌雄同株植物的杂交不亲和由等位基因Y/y控制,雌蕊基因型为YY时会拒绝含y基因的花粉,其余情况均可正常受精结实。纯合品系甲(YY)和乙(yy)的杂交实验结果如表所示。下列叙述正确的是( )
杂交组合
结实情况
①♀甲(YY)×♂乙(yy)
?
②♀乙(yy)×♂甲(YY)
?
A. 组合①的F1作父本进行测交,子代中Yy:yy=1:1
B. 组合②的F1作母本与乙进行杂交,不能产生后代
C. 组合②的F1自交获得F2,F2植株自交时均能够正常结实
D. 组合②的F1自交获得F2,F2随机交配的结果与自交相同
14. 已知甲病由等位基因A/a控制,乙病由等位基因B/b控制,两对等位基因均不位于X、Y染色体的同源区段上。某家族中甲、乙两种遗传病的系谱图如图所示,其中Ⅱ-1不携带甲病致病基因。下列叙述错误的是( )
A. 人群中甲病在男女中的发病率有差异,而乙病没有
B. Ⅱ-2的基因型为bbXAXa,Ⅲ-2有4种基因型
C. Ⅱ-1与Ⅱ-2再生一个男孩,只患乙病的概率为1/4
D. 若Ⅲ-3为女性,则其通常不患甲病,但可能患乙病
15. 某种鱼的性别决定方式为XY型,其体色中的黑色由位于常染色体上的A基因决定,黄色由仅位于X染色体上的B基因决定,A和B基因同时存在表现为棕色,均不存在则为白色。研究发现,环境温度大于28℃时,A基因不表达。将在25℃条件下培养获得的纯合棕色雄鱼与白色雌鱼杂交得F1,F1随机交配获得F2。下列叙述错误的是( )
A. 据题可知,亲本的基因型组合为AAXBY×aaXbXb
B. 25℃时,F1雌鱼体色为棕色,雄鱼体色为黑色
C. 30℃时,F2黄色个体中的雌性∶雄性=2∶1
D. 25℃时,F2雄性中白色个体所占的比例为1/8
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 人体细胞中部分有机物的组成与功能对比如表所示。下列叙述错误的是( )
物质
基本单位
主要功能
甲
葡萄糖
重要储能物质
乙
氨基酸
催化、运输、免疫
丙
核苷酸
遗传物质
A. 甲可以是糖原或淀粉,二者葡萄糖的连接方式不同
B. 乙经过高温处理后,仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
C. 丙为DNA或RNA,二者的五碳糖不同,碱基也有差异
D. 甲、乙、丙均属于生物大分子,均以碳链为基本骨架
17. 亲核蛋白需借助自身的核定位信号(NLS)与核膜上的转运受体的识别,通过核孔复合体进入细胞核过程由GTP水解供能驱动。下列叙述错误的是( )
A. 亲核蛋白穿过核膜上的核孔进入细胞核,该过程属于协助扩散
B. 若切除亲核蛋白的NLS,该蛋白不能通过核孔复合体进入细胞核
C. GTP水解释放的能量可驱动核孔复合体构象变化和物质运输过程
D. 细胞核中的DNA聚合酶和染色质均需要借助核孔复合体完成转运
18. 某C4植物的野生型和突变型植株叶片中Rubisco和PEP酶活性如图所示。已知Rubisco在高CO2时催化光合作用中CO2固定,在低CO2、高O2时可催化C5与O2反应进行光呼吸;PEP酶分布在细胞质基质中,对CO2亲和力极高,催化PEP与CO2反应生成C4,可提高Rubisco分布处CO2的浓度。下列叙述正确的是( )
A. Rubisco和PEP酶均在叶绿体基质中催化暗反应中CO2固定
B. 提高光照强度,Rubisco活性和PEP酶活性均会显著升高
C. 野生型植株的PEP酶活性较高,低CO2时的光合速率较强
D. 低CO2、高O2时,突变型植株的光呼吸速率高于野生型植株
19. 在减数分裂过程中同源染色体间常发生染色体互换,包括单交换或双交换(如图1)。某二倍体生物的基因型为AaBbDd,三对等位基因在染色体上的位置如图2所示,其中位点1、2、3为潜在互换位点。下列叙述正确的是( )
A. 染色体互换发生在减数分裂Ⅰ前期同源染色体的姐妹染色单体之间
B. 位点1发生单交换,不影响这三对等位基因在染色体上的相对位置
C. 位点2发生单交换,个体产生的配子中Abd和aBD的数量多于ABD和abd
D. 位点2、3双交换产生的重组型配子与位点2单交换产生的重组型配子相同
20. 山东沾化冬枣的甜度由两对独立遗传的等位基因G/g、H/h控制,显性基因具有剂量累加效应,且G、H基因的作用效果相同。研究人员进行了相关杂交实验,结果如表所示,其中F1自交产生F2。下列叙述正确的是( )
杂交组合
F1表型
F2表型及比例
甲×乙
全为中等甜度
最甜∶偏甜∶中等甜度∶偏淡∶最淡=1∶4∶6∶4∶1
A. 亲本的基因型组合可能为GGHH×gghh、GGhh×ggHH
B. F2中的甜度高于F1的个体中,纯合子占1/5
C. 对F1进行测交,后代冬枣的甜度共出现4种表型
D. F2的中等甜度个体随机交配,后代中最甜个体占1/36
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 柽柳是黄河三角洲盐碱地的优势耐盐植物,其根部细胞膜上的水通道蛋白PIPs可高效介导水分跨膜运输。干旱胁迫下,柽柳体内脱落酸含量升高,促使PIPs发生磷酸化,改变PIPs的空间构象.从而调节水分运输速率。回答下列问题:
(1)水分子借助PIPs的跨膜运输方式为___________;用药物抑制ATP合成,PIPs的膜上定位会受到影响,请结合囊泡运输的机制,分析该现象出现的原因是_______________________________。
(2)细胞内PIPs的合成、加工与运输需要细胞器中的________________________________(答出3种)直接参与。干旱胁迫下,若内质网中错误折叠的PIPs大量积累,则会触发内质网应激反应,抑制PIPs合成。从细胞稳态角度分析,其意义是______________________________________。
(3)干旱胁迫初期,脱落酸使PIPs发生磷酸化会提升PIPs通道开放概率,进而可___________(填“提高”或“降低”)根部细胞的水分运输速率,有利于维持水分平衡。相同干旱环境中,推测与正常柽柳相比,PIPs基因敲除突变体的存活率___________(填“较高”或“较低”)。
(4)轻度胁迫下,柽柳细胞会启动自噬,胁迫持续加重,细胞则会凋亡,据此推测,细胞自噬与细胞凋亡在应对环境胁迫时的意义分别是____________________________________________。
22. 冬眠哺乳动物棕色脂肪组织细胞线粒体的内膜上存在解偶联蛋白UCP1,UCP1介导H+顺浓度梯度从内外膜间隙回流至线粒体基质,将H+跨膜运输与ATP合成解偶联。已知化合物Z可特异性抑制UCP1的功能。回答下列问题:
(1)在棕色脂肪细胞中,合成ATP的场所有_____________________。ATP在细胞中含量很少,但可持续供能,原因是___________________________________________________________________________。
(2)线粒体内膜的基本支架是______________。UCP1介导H+跨膜回流,会______________(填“增大”或“减小”)线粒体内膜两侧的H+浓度梯度,使ATP合成量______________,细胞呼吸释放的能量更多以热能形式散失。
(3)为验证化合物Z可与H+竞争UCP1上的结合位点,可取生理状态相同的棕色脂肪细胞随机均分为甲、乙、丙三组,均加入等量且适宜浓度的葡萄糖溶液;甲组加入适量化合物Z,乙组加入等量生理盐水,丙组加入____________________________;在相同且适宜条件下培养一段时间,检测三组细胞的产热速率。预测三组棕色脂肪细胞产热速率大小关系为__________________________________________。
23. 为探究供磷水平对某植物光合作用的影响,研究人员设置正常供磷(A)、轻度缺磷(B)、重度缺磷(C)三组实验,其他条件相同且适宜,实验结果如表所示。回答下列问题:
组别
供磷水平
叶绿素a含量/
(mg·g-1)
类囊体膜上ATP合酶相对活性
胞间CO2浓度/
(μmol·mol-1)
光合速率/
(μmol·m-2·s-1)
A
正常供磷
2.3
100
280
17
B
轻度缺磷
1.9
72
310
12
C
重度缺磷
1.4
45
350
7
(1)叶绿素a主要吸收___________光。据表分析,随缺磷加剧,植物光合速率显著下降,原因可能是随缺磷加剧,___________________。将正常供磷植株突然转入重度缺磷条件下,短时间内叶绿体中C3含量将____________。
(2)研究发现,叶绿体内膜上的苹果酸一延胡索酸穿梭转运蛋白(二羧酸交换载体)可介导叶绿体和细胞质基质间苹果酸和延胡索酸反向交换,将苹果酸运出叶绿体,机制如图所示。据图推测,表示细胞质基质一侧的是________(填“A侧”或“B侧”);重度缺磷时,该穿梭循环速率会显著降低,原因可能是______________________________________。
(3)有人认为,重度缺磷导致的光合速率下降不是气孔关闭导致CO2供应不足引起的,请完善实验验证该观点。
实验思路:选取生长状况一致的同种植物,随机均分为两组,分别在______________________条件下培养,其他条件均相同且适宜;一段时间后,测定并比较两组植物的气孔导度和光合速率。预期结果与结论:若_____________________________,则说明该观点正确。
24. 某二倍体动物的基因型为AaBb,图1为该动物体内的部分细胞分裂示意图(仅显示A/a、B/b基因所在的染色体),其中丁由丙分裂产生;图2为细胞分裂各时期染色体、染色单体、核DNA数量关系图。已知蛋白K是纺锤体组装检查点(SAC)的核心成分,可监测着丝粒与纺锤丝的连接,若监测到未正常连接,则不能进入下一时期。回答下列问题:
(1)图1中,进行有丝分裂的细胞是___________;丁细胞的名称是___________;甲、丙细胞所处时期分别对应图2中的________时期。
(2)该动物某次减数分裂时蛋白K的功能下降,乙细胞最终产生了基因组成为AaB的异常配子,原因最可能是__________________________________;据此推测,同时产生的另外3个子细胞的基因组成是___________。若异常配子AaB与正常配子ab结合形成受精卵,该受精卵在DNA复制时,一个A基因突变为a基因,则其有丝分裂正常产生的两个子细胞的基因型为________。
(3)受精卵进行细胞增殖时,若用DNA合成抑制剂处理,则细胞将停滞在细胞周期的___________期,洗脱后可同步分裂;若有丝分裂过程中加入SAC抑制剂,则细胞将提前进入________期。在有丝分裂过程中,SAC作为检查点的意义是______________________________________。
25. 某种XY型性别决定的昆虫,体色有灰体和黑体,由等位基因A/a控制;翅型有长翅和残翅,由两对等位基因B/b、D/d共同控制,只有同时存在B和D基因时个体才表现为长翅,其余基因型均表现为残翅。已知这三对等位基因独立遗传,且基因B/b位于常染色体上,不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段上。欲探究这三对等位基因的遗传规律,相关实验处理及结果如表所示,其中黑体残翅个体不含B基因。
组别
亲本表型
F1表型
正交
灰体长翅♀×黑体残翅♂
雌雄全为灰体长翅
反交
黑体残翅♀×灰体长翅♂
雌性全为灰体长翅,雄性全为灰体残翅
回答下列问题:
(1)据表分析,体色中的显性性状是______;等位基因D/d位于____染色体上,依据是__________________________。
(2)正交实验中,亲本的基因型组合为______________________。让F1雌雄个体随机交配得到F2,则F2中长翅雌性个体所占的比例为______;选取F2中所有黑体长翅个体随机交配,后代雄性个体中黑体残翅所占比例为______。
(3)反交实验中,若让F1雌雄个体随机交配,F2雄性个体的表型及比例为________________。
(4)已知该昆虫眼色性状中红眼对白眼为显性,由X染色体上的等位基因H/h控制。欲根据杂交后代的眼色即可判断个体性别,父本、母本的眼色性状应分别为____________。研究发现,基因型为XHY的雄性个体产生的含XH的雄配子50%致死;对基因H/h的PCR扩增产物进行电泳检测,基因H和h扩增片段分别为600bp、350bp。据此分析,红眼雄性个体产生的大量精子中含600bp条带的精子所占的比例为______。
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