内容正文:
生 物 学 试 卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上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。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.细胞的结构与功能具有多样性,下列关于不同细胞的叙述,正确的是
A.发菜、眼虫、衣藻都含有叶绿体和核糖体,均属于光能自养型生物
B.大肠杆菌、硝化细菌、支原体都具有细胞壁,均属于原核生物
C.黑藻、酿酒酵母都具有大液泡,均属于兼性厌氧型生物
D.大熊猫成熟红细胞、冷箭竹成熟的筛管细胞都没有细胞核,均属于真核细胞
2.元素和化合物是细胞结构和生命活动的物质基础,参与细胞构建、代谢调节和遗传信息传递等过程,下列关于组成细胞的元素和化合物的叙述,错误的是
A.组成磷脂、蛋白质和核酸的元素都有C、H、O、N
B.淀粉和DNA的初步水解产物都有单糖
C.人体内Na+的缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低,最终引发肌肉酸痛、乏力等症状
D.“脂肪的检测和观察”实验所用的酒精比“观察根尖细胞有丝分裂”实验所用的酒精浓度低
3.下列关于细胞死亡的叙述,错误的是
A.动物发育过程中,细胞凋亡是塑造个体及器官形态的机制之一
B.植物发育过程中,导管原始细胞死亡形成导管的过程属于细胞坏死
C.成熟动物体通过平衡细胞增殖和凋亡的速率来维持器官细胞数量的稳定
D.人体对异常攻击自身的免疫细胞的清除过程属于细胞凋亡
4.某同学设置了一套渗透装置如图1甲所示,A、a为不同浓度的蔗糖溶液,一段时间后液面上升的高度为h(蔗糖和蔗糖酶不能通过该半透膜,而水分子和单糖可通过)。该同学将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的K+溶液中进行实验,测定原生质体体积变化趋势如图乙所示。图丙是在观察该实验时拍下的显微照片。下列说法正确的是
A.图甲中,若向漏斗内加入适量蔗糖酶,再次平衡时h将变大
B.图乙中l1时刻,鳞片叶外表皮细胞开始从外界溶液吸收K+
C.图乙中l2时刻,鳞片叶外表皮细胞液渗透压比实验开始时大
D.图丙细胞发生了质壁分离,此时细胞处于图乙中的B→C段
5.图2为科学家利用甲、乙、丙三组变形虫开展试验,研究细胞核与细胞质间的物质交流。将甲组被32P标记的细胞核移植到乙、丙两组变形虫内,适宜条件下培养一段时间后,检测乙、丙两组的放射性。下列相关叙述错误的是
A.若乙组变形虫不植入新核,则其将无法继续存活
B.甲组细胞核中被32P标记的物质最可能是DNA
C.乙组结果说明细胞核中被标记的物质可进入细胞质
D.丙组结果说明细胞质中被标记的物质不可进入细胞核
6.将适量刚采摘的新鲜牛油果置于不透光的密闭容器中,一段时间内,容器中CO2浓度和O2浓度的变化速率如图3所示,曲线中BC=CD。下列推测合理的是
A.t1时刻,牛油果果实只进行有氧呼吸
B.0~t3时刻内,容器中CO2浓度逐渐升高
C.a曲线在t3时刻后将持续上升
D.t2时刻,无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为1∶1
7.科研人员测定了干旱对某农作物光合作用的影响,实验结果如图4所示。下列有关说法错误的是
A.干旱影响光合速率的原因之一为水是光反应的原料
B.随干旱程度增加,叶绿素含量减少,光反应速率减慢
C.随干旱程度增加,气孔开度降低,暗反应速率减慢
D.导致W3组净光合速率降低的原因属于气孔限制因素
8.神经系统的功能与组成它的细胞的特点是密切相关的。某神经元的结构如图5所示,①~⑤表示神经元的相关结构。下列叙述错误的是
A.图示细胞为神经元,其数量少于构成髓鞘的神经胶质细胞
B.多个③可集结成束,外面包有一层包膜,构成一条神经
C.树突和轴突的末端均存在神经末梢,其中⑤可以释放神经递质
D.在中枢神经系统内,大量神经细胞聚集形成许多不同的神经中枢
9.乙肝病毒主要侵染肝细胞,导致肝细胞受损。图6为血液流经乙肝患者肝脏组织的局部示意图,A、B、C、D表示四种体液,a、b表示血管的两端,丙氨酸氨基转移酶(ALT)主要存在于肝细胞内。下列有关说法正确的是
A.肝细胞依靠A、B、C就能与外界环境进行物质交换
B.若血浆中ALT偏高,可能是肝细胞受损导致D渗出,这体现了内环境成分的变化
C.若病人出现浮肿,可能是红细胞受损、血红蛋白合成减少,B的渗透压下降导致的
D.病人饥饿时,b端较a端氧气、葡萄糖含量均较低,二氧化碳含量较高
10.图7 Ⅰ为某植物原种群被一条大河分割成甲、乙两个种群后的进化过程图,①~⑥为种群中出现不同变异的个体类型。图Ⅱ是在某段时间内种群甲(假设无基因突变,个体间自由交配)的一对等位基因(A/a)中A基因频率的变化情况。下列叙述正确的是
A.品系1、2间的差异属于基因多样性,物种1、2间的差异属于物种多样性
B.若从Q时刻开始种群甲自由交配一代,则F1中Aa的基因型频率是0.18
C.种群甲只在Q~R时间段与种群乙存在基因库的差异
D.自然选择、突变和基因重组导致了物种1、2的形成
11.图8①为两种单基因遗传病的某家族系谱图,两对基因(甲A/a、乙B/b)独立遗传且均不位于Y染色体上。图②为用某种限制酶切割甲病相关基因后的电泳图谱,仅A或a上有该酶的一个酶切位点。不考虑突变和互换。下列说法错误的是
A.甲病为伴X染色体隐性遗传病,仅a上有该酶的酶切位点
B.乙病的遗传方式为常染色体显性遗传
C.Ⅱ2和Ⅱ3生下两病皆患孩子的基因型有两种
D.Ⅱ4和Ⅱ5生下两病皆患孩子的概率为0
12.真、原核细胞基因的结构差异决定了基因表达过程存在差异。图9甲为大肠杆菌细胞中转录、翻译的局部示意图。图乙表示人体卵清蛋白基因(7.7 kb表示7700个碱基对)的表达过程,其下方对应的数字为该片段的碱基对数。下列叙述正确的是
A.图甲中DNA模板链的b端有游离的羟基,核糖体从d移向c
B.图甲若不再结合新的核糖体,可以翻译出4条相同的多肽链
C.图乙的基因指导合成的卵清蛋白含624个氨基酸
D.转录和翻译过程中均会形成DNA—蛋白质复合物
13.Menkes病是一种单基因遗传病,致病基因为ATP7A(人群中该致病基因频率为p),编码铜离子转运蛋白,介导铜离子在细胞内转运及肠道铜吸收。患者因ATP7A蛋白功能异常,出现肠道铜蓄积、外周组织铜缺乏,引发多系统损伤。图10所示家系中,Ⅰ-1不携带致病基因。对Ⅱ-2的4个卵原细胞产生的极体进行ATP7A部分序列测序,能够筛选出不携带致病基因的卵细胞进行受精,从而生育出健康的婴儿(不考虑其他变异)。以下相关说法错误的是
卵原细胞序号
A
B
C
D
ATP7A部分序列
-ACACAAGAA-
-TGTGTTCTT-
-ACATAAGAA-
-TGTATTCTT-
-ACACAAGAA-
-TGTGTTCTT-
-ACATAAGAA-
-TGTATTCTT-
序列来源
第一极体
第一极体
第二极体(来源于次级卵母细胞分裂)
第二极体(来源于次级卵母细胞分裂)
注:正常ATP7A部分序列为:-ACACAAGAA-
-TGTGTTCTT-
A.ATP7A致病基因与正常基因相比,转录产物的密码子和翻译形成的氨基酸序列均发生了改变
B.若Ⅱ-1与某表型正常女性婚配,生育一个患Menkes病男孩的概率为p/2
C.选择编号B或C的卵原细胞产生的卵细胞分别进行人工授精,均可生育不携带致病基因的后代
D.利用基因组编辑技术改造Ⅱ-1肠道细胞的ATP7A致病基因,可缓解Menkes病的症状但不可根治
14.基因型为AaBb的个体,其卵原细胞在有丝分裂和减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生如图11所示的互换(不考虑其他变异)。下列叙述正确的是
A.基因突变是变异的根本来源,基因突变后基因的碱基序列不一定发生改变
B.若减数分裂中发生了图示互换,该细胞能产生4种基因型不同的卵细胞
C.该个体的卵原细胞分裂一次形成的子细胞的基因型有7种可能
D.A、a等位基因的分离可以发生在减数分裂,也可以发生在有丝分裂
15.菘蓝(别名“板蓝根”)具有广谱抗病毒特性。现利用菘蓝与甘蓝型油菜培育抗病毒的甘蓝型油菜—菘蓝单体附加系(只含1条菘蓝染色体),过程如图12所示。减数分裂时,未联会的染色体会随机移向细胞一极。下列说法正确的是
注:P、Q、R代表不同的染色体组,菘蓝体细胞中染色体数为14,甘蓝型油菜体细胞中染色体数为38。
A.与基因工程育种相比,该育种方法能定向改造生物体的性状,盲目性更小
B.BC1的染色体组成为PPQQR,减数分裂联会紊乱不能形成可育配子
C.BC2的染色体数目范围为39~45,筛选染色体数为39的植株组成单体附加系
D.从BC2中筛选的甘蓝型油菜—菘蓝单体附加系不一定都具有相同的抗病毒特性
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16.(10分)线粒体和叶绿体是真核细胞内物质与能量紧密联系的细胞器。请分析并回答下列问题。
(1)图13为绿藻在水生环境中提高光合效率的机制,其中物质X为光反应的一种产物。
图中的结构Y为______________;物质X为______________,进入线粒体后提高有氧呼吸速率,促进ATP合成。据图分析,该绿藻在CO2浓度较低的水生环境中提高光合效率的机制为______________________________________________________________________。
(2)图14甲为绿藻的光合电子传递链,PSⅠ为光系统Ⅰ,PSⅡ为光系统Ⅱ。强光胁迫下,叶绿体光反应产生的电子(e-)超过暗反应的消耗能力,e-的最终受体______________供应不足,导致光反应产生的e-过剩,促进自由基的形成,最终引起PSⅠ受损。线粒体内的替代氧化酶(AOX)对O2的亲和力很高,可以巧妙地对叶绿体的PSⅠ进行“保护”,具体机制如图乙。强光胁迫下,AOX的表达量会______________,原因是______________________________________________________________________。
17.(11分)利用乳糖酶水解法制备低乳糖乳制品可避免乳糖不耐症患者胃肠道不适,但游离型乳糖酶难以提取且易含杂质。研究人员将乳糖酶基因LacZ与CBD基因(CBD能吸附在纤维素材料表面,且结合纤维素后降温到5℃会破坏CBD和乳糖酶间的连接,释放活性乳糖酶)融合,具体融合过程如图15甲所示(两种基因转录的模板链都是②链)。然后将LacZ-CBD融合基因插入如图丙所示的质粒中,再转入大肠杆菌,最终获得工程菌E。回答下列问题:
(1)图丙中启动子若为肠道特异性启动子,其与普通启动子的功能区别是由两者的______________不同所决定的,启动子的功能是__________________________________________。
(2)采用重叠延伸PCR将LacZ基因与CBD基因拼接为一个融合基因,具体过程如图甲所示。
①首先设计引物分别扩增LacZ基因与CBD基因,图乙为LacZ基因与CBD基因编码链的部分序列。则引物2的序列为5'-______________-3'(写出16个碱基)。
②常规PCR的复性温度一般在55℃,PCR产物电泳结果有时会出现多条非特异性条带。为提高体系1、2产物的纯度,实验员对此进行了改进:提高复性的温度,前10轮循环中复性温度每循环一次温度降低1℃,从65℃逐步降至55℃,后续20轮循环保持在55℃。改进后PCR产物的电泳结果显示单一明亮条带。下列说法错误的是______________(多选)。
A.复性的目的是让脱氧核苷酸与引物的3'端结合
B.前10轮循环产生的目标DNA特异性差
C.改进后的PCR适用于模板复杂性较高的情况
D.若初始模板为1个双链DNA,理论上经过30轮消耗引物为231-2个
③图甲中体系3的延伸过程______________(填“需要”或“不需要”)添加引物。为了融合基因正确插入图丙的质粒中,在PCR3过程需要添加引物1和引物4,且需在引物的5'端分别添加______________限制酶识别位点。
(3)融合蛋白成功表达后,根据CBD的特性设计一个获得纯净乳糖酶的方案:________________________________________________________________________________________________________________。
18.(12分)图16为人唾液分泌的调节过程,唾液腺受交感神经和副交感神经双重支配。请回答下列问题:
(1)美味的食物刺激口腔快速引起大量稀薄唾液分泌,该过程中,效应器为__________。
(2)当人再次闻到食物的香味也会大量分泌唾液,该过程属于__________(填“条件”或“非条件”)反射。当人再次想到美味的食物时,大脑皮层高级流涎中枢兴奋引起唾液分泌,体现了神经系统的__________调节。
(3)人在紧张、恐惧时口干舌燥,此时__________神经兴奋占优势,请据图分析此时口干的原因是______________________________________________________________________。
(4)服用药物阿托品也会引起口干。现需验证阿托品的作用位点为D处而不是副交感神经纤维,请完善以下实验设计。
实验材料:如题图生物材料,神经纤维电极,阿托品(处理后的影响在实验过程中不能及时消除)。
实验要求:通过对同一神经纤维进行前后两次测量进行验证;处理神经纤维的位置可在A、B、C处进行选择。
实验思路:________________________________________________________________________________。
预期结果:________________________________________________________________________________。
19.(10分)黑腹果蝇Ⅱ号染色体上的分离异常因子SD可影响减数分裂。SD杂合(SD/SD+)雄果蝇只产生携带SD的配子,而杂合雌果蝇配子则不表现分离异常。回答下列问题:
(1)研究人员用SD杂合果蝇与野生型(SD+/SD+)果蝇进行正反交实验。若正交实验子代全部为SD杂合果蝇,则亲本中SD杂合果蝇为__________(填“父本”或“母本”);反交实验子代中不发生分离异常的个体的理论比例为__________。
(2)研究发现,SD是一个基因连锁复合体,其中d基因导致分离异常,由野生型d+突变而来。另有与细胞正常分裂有关的R基因,根据其对d表达产物的敏感程度分为R1(不敏感)和RS(敏感)。d表达产物作用于RS,使携带RS的次级精母细胞无法正常分裂,导致精子发育异常。根据以上信息,在图17中标出SD杂合雄果蝇相关基因的位置及基因间的作用关系(“+”表示促进,“-”表示抑制)__________。
(3)后续发现,经多个世代的杂交实验后,SD杂合雄果蝇群体中部分个体减数分裂恢复正常,经研究得知是X染色体上出现显性突变基因Su所致,Su可修复SD系统对精细胞发育的破坏,其表达产物能在精原细胞阶段产生并积累,覆盖所有子细胞。若用含Su基因占比为30%的SD杂合雄果蝇群体与SD杂合雌果蝇杂交,子一代中的d基因频率为__________。
(4)某研究团队尝试将SD杂合雄果蝇的RS基因移接到X染色体上,预测该雄果蝇子一代的性别情况是____________________。
20.(12分)水稻起源于热带和亚热带,在其分布范围向北扩展的过程中,耐寒性逐渐形成。研究者对这一机制进行探究。
(1)水稻耐寒性这一适应性特征形成的必要条件是_____________________________________________。
(2)对冷敏感粳稻品系K进行冷胁迫处理,选择子代中结实率最高的单株留种、播种,再次进行冷胁迫处理。三代处理后,获得耐寒(表现为高结实率)株系C。
①C连续自交五代,其耐寒性状稳定遗传。将C与K杂交,F1在冷胁迫下表现为高结实率,说明耐寒性状为____________(填“显性”或“隐性”)性状。
②DNA测序结果显示,K和C中与耐寒性有关的基因序列无差异。比较在冷胁迫处理下K、C及F1中基因的表达情况,选择表达量存在差异的基因,即表现为在植株____________(填“K”、“C”或“F1”,可填多个)中表达量较高,而在植株____________(填“K”、“C”或“F1”,可填多个)中表达量较低的基因,进一步检测DNA甲基化情况。经上述过程鉴定出基因ACT1,C中该基因启动子区域的DNA甲基化水平显著降低。
③利用基因编辑技术对K中ACT1基因启动子的高甲基化区域进行去甲基化,检测ACT1基因表达量(图18甲),并统计植株结实率,发现低温下二者呈正相关。
利用C继续进行实验,进一步证明了ACT1基因启动子甲基化水平的改变与其耐寒性相关。请在图乙中补充对C进行的相应实验处理和结果____________________________________________________________。
(3)低温诱导蛋白质Dof1表达,为探究Dof1是否通过作用于ACT1基因启动子发挥作用,研究人员设计了三组实验。依据ACT1基因启动子序列制备DNA探针,其中仅被标记的探针可被检测。实验方案及结果如下表和图19所示:
实验组别
加入的DNA探针
DNA探针标记情况
是否加入Dof1
P1
未甲基化探针
全被标记
是
P2
未甲基化探针
被标记探针+过量未标记的探针
是
P3
甲基化探针
全被标记
是
其中P1与P2对照说明___________;P1与P3对照说明___________。
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