精品解析:广东省深圳市南山区深圳大学附属中学2026-2027学年高二上学期第一次段考生物试题
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内容正文:
2026-2027学年度第一学期第一次段考
高二年级 生物学试题
试卷分值:100分考试时间:75分钟
注意事项:
1.本卷共8页。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上。
3.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔将答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
4.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
5.考生必须保证答题卡的整洁。
第I卷(选择题)
一、选择题:(本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4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. 实验操作顺序直接影响实验结果。表中实验操作顺序有误的是( )
选项
高中生物学实验内容
操作步骤
A
检测生物组织中的蛋白质
向待测样液中先加双缩脲试剂A液,再加B液
B
观察细胞质流动
先用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞,再换高倍镜观察
C
探究温度对酶活性的影响
室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混匀后,在设定温度下保温
D
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
将解离后的根尖用清水漂洗后,再用甲紫溶液染色
A. A B. B C. C D. D
2. 研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型。用某种草药进行治疗,发现草药除了具有抑菌作用外,对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B. 模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻
C. 治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,缓解腹泻,减少致病菌排放
D. 治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加
3. 液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比,烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,被TMV侵染后,易感病烟草品种有感病症状,TI203无感病症状。下列说法错误的是( )
A. TOM2A的合成需要游离核糖体
B. TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同
C. TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成
D. TMV侵染后,TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多
4. 如图是同一个二倍体动物体内有关细胞分裂的一组图像。下列说法错误( )
A. 含有同源染色体的有①③④⑤
B. 属于有丝分裂的是③和⑤,⑤含四个染色体组
C. ②为次级精母细胞或第一极体,处于减数第二次分裂后期
D. ④中染色体数:染色单体数:核DNA数=1:2:2
5. 经过漫长的探索历程,人类对遗传物质有了更加深入的了解。下列有关叙述正确的是( )
A. 艾弗里实验证明了有些病毒的基因在RNA分子上
B. 沃森和克里克研究证明了DNA半保留复制的过程
C. DNA复制和转录都是沿着产物的5'→3'方向进行
D. 科学家研究发现所有密码子都与反密码子互补配对
6. 小麦单倍体常通过远缘花粉刺激卵细胞的方法获得。研究人员将玉米(二倍体)和普通小麦(六倍体)进行杂交,受精卵排除玉米花粉的染色体得到小麦单倍体胚。经过人工诱导和筛选培育抗赤霉病小麦品种,育种流程如图所示,数字表示过程。下列分析正确的是( )
A. 培育抗赤霉病小麦品种仅利用了基因重组的遗传学原理
B. 过程①表示用秋水仙素溶液处理小麦的种子或幼苗
C. 过程②可通过接种适量的赤霉菌筛选抗赤霉病小麦品种
D. 筛选获得的抗赤霉病小麦品种与普通小麦将产生生殖隔离
7. 研究人员在实验室使用杀虫剂处理螺旋蝇,实验结果如图。据图分析杀虫剂处理后群体中个体数上升的原因是( )
A. 杀虫剂处理导致螺旋蝇产生抗药性基因突变
B. 在杀虫剂作用下螺旋蝇的基因频率发生不定向改变
C. 杀虫剂处理导致螺旋蝇生殖隔离的形成
D. 杀虫剂使抗药性变异得到保留并逐渐积累
8. 关于稳态调节的叙述,错误的是( )
A. 机体中衰老或突变的细胞被及时识别和清除以实现免疫自稳
B. 体液中CO2浓度适度升高使脑干呼吸中枢兴奋,从而调节呼吸运动
C. 细胞外液中的缓冲对HCO3-/H2CO3可用于维持内环境酸碱平衡
D. 垂体合成的促性腺激素一经靶细胞接受并起作用后就失活
9. 神经细胞的离子跨膜运输除受膜内外离子浓度差影响外,还受膜内外电位差的影响。已知神经细胞膜外的Cl-浓度比膜内高。下列说法正确的是( )
A. 静息电位状态下,膜内外电位差一定阻止K+的外流
B. 突触后膜的Cl-通道开放后,膜内外电位差一定增大
C. 动作电位产生过程中,膜内外电位差始终促进Na+的内流
D. 静息电位→动作电位→静息电位过程中,不会出现膜内外电位差为0的情况
10. 胰高血糖素可激活肝细胞中的磷酸化酶,促进肝糖原分解成葡萄糖,提高血糖水平,机理如图所示。
下列叙述正确的是( )
A. 胰高血糖素经主动运输进入肝细胞才能发挥作用
B. 饥饿时,肝细胞中有更多磷酸化酶b被活化
C. 磷酸化酶a能为肝糖原水解提供活化能
D. 胰岛素可直接提高磷酸化酶a的活性
11. 关于激素、神经递质等信号分子,下列叙述错误的是( )
A. 一种内分泌器官可分泌多种激素
B. 一种信号分子可由多种细胞合成和分泌
C. 多种信号分子可协同调控同一生理功能
D. 激素发挥作用的前提是识别细胞膜上的受体
12. 分别用不同浓度芸苔素(一种植物生长调节剂)和赤霉素处理杜仲叶片,然后测定叶片中的有效成分桃叶珊瑚苷含量,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定
B. 设置对照组是为了排除内源激素对实验结果的影响
C. 与对照组相比,赤霉素在500mg·L-1时起抑制作用
D. 与用赤霉素处理相比,杜仲叶片对芸苔素更敏感
13. 植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下,某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,只进行无氧呼吸产生乳酸
B. a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C. 每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多
D. 植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
14. 人群中甲病(由基因A、a控制)和乙病(由基因B、b控制)均为单基因遗传病,其中有一种病为伴性遗传病。已知人群中每100人中有一个甲病患者。下图为某家族的系谱图,Ⅱ₃无甲病致病基因。下列关于甲、乙两病的叙述错误的是( )
A. 乙病的致病基因位于X染色体上
B. Ⅱ6与I1基因型相同的概率为
C. Ⅱ4产生同时含甲、乙两病致病基因配子的概率为
D. 若Ⅲ7与Ⅲ8婚配,他们生一个两病兼患孩子的概率为
15. 低钠血症患者的血钠浓度和细胞外液渗透压均低于正常值。依据患者细胞外液量减少、不变和增加,依次称为低容量性、等容量性和高容量性低钠血症。下列说法正确的是( )
A. 醛固酮分泌过多可能引起低容量性低钠血症
B. 抗利尿激素分泌过多可能引起高容量性低钠血症
C. 与患病前相比,等容量性低钠血症患者更易产生渴感
D. 与患病前相比,低钠血症患者的细胞外液中总钠量不可能增加
16. 幽门螺杆菌(HP)释放的毒素可破坏胃黏膜,损伤巨噬细胞,抑制辅助性T细胞的活化,从而对机体造成危害。下列分析错误的是( )
A. 毒素会影响HP抗原信息的呈递
B. HP的感染会削弱机体的非特异性免疫
C. 毒素可使患者辅助性T细胞释放的细胞因子减少
D. 毒素作为抗原引发的免疫反应能产生与HP特异性结合的抗体
第Ⅱ卷(非选择题)
二、填空题(本题共5小题,共60分。)
17. 不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内,随光照强度的增加,光合速率增大,达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同,研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天,在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率,结果如图1、图2和图3所示。
【注】曲线1:甲对照组,曲线2:乙对照组,曲线3:甲实验组,曲线4:乙实验组。
回答下列问题:
(1)图1中,在高浓度O3处理期间,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会____(填“减小”、“不变”或“增大”)。
(2)与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明______________。
(3)从图3分析可得到两个结论:①O3处理75天后,甲、乙两种植物的__________________,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明_____________。
(4)实验发现,处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降,为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天。若实验现象为__________,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
18. 获得具有杂种优势的杂合种子是提高水稻产量的重要途径。雄性不育水稻的培育促进了杂交育种的进程。安农S-1是我国发现的第一个籼稻温敏不育系突变体,温度高于25℃时表现为花粉败育。
(1)利用雄性不育突变体进行杂交水稻育种的优势是:杂交过程中不需要______________。
(2)将野生型与雄性不育突变体杂交,F1均为野生型,F1自交后代中野生型与雄性不育的性状分离比为3∶1,说明雄性不育性状是由_______________性基因控制。
(3)水稻雄性可育与TMS5和Ub基因有关。TMS5基因编码一个核酸酶RNaseZS1,野生型TMS5和tms5基因在第70、71碱基对出现差异(图1)。Ub基因编码Ub蛋白,高温诱导Ub过表达,花粉母细胞中Ub蛋白含量过多导致花粉败育(图2)。
(终止密码子为UAA、UAG、UGA)
①结合图1、图2,从分子水平说明安农S-1温敏不育系突变体在高温下花粉败育的原因( )。
②以温敏雄性不育系突变体为材料,通过实验验证“花粉母细胞中Ub蛋白含量过多导致花粉败育”,实验组的处理和预期结果为( )。(用字母表示)
A.抑制Ub基因表达 B.高表达Ub基因
C.低温处理 D.高温处理
E.雄性可育 F.雄性不育
(4)研究者用γ射线处理安农S-1种子,获得了两个在32℃及以上表现为花粉败育的隐性突变体t1和t2,请设计实验验证t1和t2是同一基因突变引起的雄性不育,写出设计思路和预期结果________________________。
19. 突触结构在小鼠的学习、记忆及体温调控中有重要作用。
(1)在小鼠海马脑区传入纤维上施加单次强刺激,传入纤维末梢释放的_________________作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。
(2)如果在海马脑区传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内相应神经细胞产生了“记忆”,下图1为这一现象可能的机制。
如图1所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以__________________方式进入胞内,Ca2+与钙调蛋白共同作用,使C酶的__________________发生改变,C酶被激活,从而增强了神经细胞对刺激的“记忆”。
(3)神经元轴突末梢中有脂肪积聚形成的脂滴,如图2所示。请回答下列问题:
①脂滴中的脂肪经脂肪酶作用产生脂肪酸和甘油,脂肪酸氧化分解可生成ATP。据图2分析,当兴奋传导到突触前轴突末梢时,ATP可用于______________________。
②为探究神经元中脂滴的功能,敲除小鼠下丘脑的脂肪酶基因。以正常小鼠为对照,分别检测环境温度为21℃和4℃下小鼠的体温,结果见图3。每一组设置多只小鼠的目的是____________________。根据上述实验,可得出脂滴的作用有______________________________。
20. 食物过敏在人群中常见、多发,会反复发生,且可能逐渐加重。卵清蛋白(OVA)作为过敏原可激发机体产生特异性抗体(OVA-Ab),引发过敏反应。研究者将野生型小鼠(供体)的脾细胞转移给缺失T、B淋巴细胞的免疫缺陷小鼠(受体),通过系列实验,探究OVA引起过敏反应的机制。
(1)脾脏是_______细胞集中分布和特异性免疫发生的场所。
(2)用混有免疫增强剂的OVA给供体鼠灌胃,B细胞受刺激后活化、分裂并_______。3个月后,通过静脉注射将供体鼠的脾细胞转移给受体鼠,然后仅用OVA对受体鼠进行灌胃,数天后,检测受体鼠血清中的OVA-Ab水平(图中Ⅰ组)。IV组供体鼠不经灌胃处理,其他处理同Ⅰ组。比较Ⅰ、Ⅳ组结果可知,只用OVA不能引起初次免疫,Ⅰ组受体鼠产生的OVA-Ab是_______免疫的结果。
(3)如图所示,脾细胞转移后,II组受体鼠未进行OVA灌胃,III组供体鼠在脾细胞转移前已清除了辅助性T细胞,其他处理同Ⅰ组。在脾细胞转移前,各组供体鼠均检测不到OVA特异的浆细胞和OVA-Ab。分析各组结果,在Ⅰ组受体鼠快速产生大量OVA-Ab的过程中,三种免疫细胞的关系是_______。
(4)某些个体发生食物过敏后,即使很多年没有接触过敏原,再次接触时仍会很快发生过敏。导致长时间后过敏反应复发的关键细胞及其特点是_______。
21. 干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少失水,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。
(1)C由其前体肽加工而成,该前体肽在内质网上的______________合成。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如下图1。据图1可知,C和ABA均能够_______,从而减少失水。
(3)已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是,经干旱处理后_______。
(4)实验表明,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。因此设想,干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想,进行了如下表所示的嫁接实验,干旱处理后,检测接穗叶片中C含量,又检测了其中N基因的表达水平。以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值,在表中填写假设成立时,与参照值相比N基因表达量的预期结果(用“远低于”、“远高于”、“相近”表示)。①____;②____。
接穗
野生型
突变体
突变体
砧木
野生型
突变体
野生型
接穗叶片中N基因的表达量
参照值
①
②
注:突变体为C基因缺失突变体
(5)研究者认为C也属于植物激素,作出此判断的依据是____。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
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2026-2027学年度第一学期第一次段考
高二年级 生物学试题
试卷分值:100分考试时间:75分钟
注意事项:
1.本卷共8页。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上。
3.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔将答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
4.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
5.考生必须保证答题卡的整洁。
第I卷(选择题)
一、选择题:(本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4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. 实验操作顺序直接影响实验结果。表中实验操作顺序有误的是( )
选项
高中生物学实验内容
操作步骤
A
检测生物组织中的蛋白质
向待测样液中先加双缩脲试剂A液,再加B液
B
观察细胞质流动
先用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞,再换高倍镜观察
C
探究温度对酶活性的影响
室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混匀后,在设定温度下保温
D
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
将解离后的根尖用清水漂洗后,再用甲紫溶液染色
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。
【详解】A、在鉴定蛋白质时要先加1ml双缩脲试剂A液,再向试管中加入3-4滴双缩脲试剂B,A正确;
B、在观察细胞质流动的实验中应该先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞,然后再换用高倍镜观察,B正确;
C、探究温度对酶活性的影响时,应将淀粉溶液与淀粉酶溶液分别在设定温度下保温一段时间,待淀粉溶液与淀粉酶溶液都达到设定温度后再混合,C错误;
D、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂时,将解离后的根尖用清水漂洗除去解离液后,再用碱性染料甲紫溶液染色,D正确。
故选C。
2. 研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型。用某种草药进行治疗,发现草药除了具有抑菌作用外,对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B. 模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻
C. 治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,缓解腹泻,减少致病菌排放
D. 治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加
【答案】A
【解析】
【分析】1、自由扩散是物质从高浓度扩散至低浓度,不需要载体协助也不耗能;协助扩散是物质从高浓度扩散至低浓度,需要转运蛋白协助,但不耗能,转运速率受转运蛋白数量制约。
2、水通道蛋白是一种位于细胞膜上的蛋白质(内在膜蛋白),在细胞膜上组成“孔道”,可控制水在细胞的进出,就像是“细胞的水泵”一样。
【详解】A、水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散,A错误;
B、模型组空肠AQP3相对表达量降低,空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻,B正确;
C、治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,对水的转运增加,缓解腹泻,减少致病菌排放,C正确;
D、结合题图可知,治疗组回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加,D正确。
故选A。
3. 液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比,烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,被TMV侵染后,易感病烟草品种有感病症状,TI203无感病症状。下列说法错误的是( )
A. TOM2A的合成需要游离核糖体
B. TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同
C. TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成
D. TMV侵染后,TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多
【答案】D
【解析】
【分析】分泌蛋白合成与分泌过程:在游离的核糖体上合成多肽链→粗面内质网继续合成→内质网腔加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜通过胞吐的方式将蛋白质分泌到细胞外。
【详解】A、从“液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同”,可知TOM2A最初是在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成,A正确;
B、由题干信息可知,与易感病烟草相比,品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,并且被TMV侵染后的表现不同,说明品种TI203发生了基因突变,所以两个品种TOM2A基因表达的蛋白不同,B正确;
C、烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质是RNA,所以其核酸复制酶可催化TMV的RNA(核糖核酸)的合成,C正确;
D、TMV侵染后,TI203品种无感病症状,也就是叶片上没有出现花斑,推测是TI203感染的TMV数量比易感病烟草品种中的少,D错误。
故选D。
4. 如图是同一个二倍体动物体内有关细胞分裂的一组图像。下列说法错误( )
A. 含有同源染色体的有①③④⑤
B. 属于有丝分裂的是③和⑤,⑤含四个染色体组
C. ②为次级精母细胞或第一极体,处于减数第二次分裂后期
D. ④中染色体数:染色单体数:核DNA数=1:2:2
【答案】C
【解析】
【分析】据图可知,①为减数第一次分裂前期;②为减数第二次分裂的后期;③为有丝分裂中期;④为减数第一次分裂后期;⑤为有丝分裂后期。
【详解】A、在二倍体动物的细胞分裂过程中,有丝分裂和减数第一次分裂的细胞中会含有同源染色体,减数第二次分裂中没有同源染色体,故含有同源染色体的有①③④⑤,A正确;
B、属于有丝分裂的是③和⑤,属于减数分裂的是①②④,⑤为有丝分裂后期,含四个染色体组,B正确;
C、据④可知,该二倍体动物为雄性,②为次级精母细胞,处于减数第二次分裂后期,C错误;
D、④处于减数第一次分裂后期,每条染色体含有两条姐妹染色单体,染色体数:染色单体数:核DNA数=1:2:2,D正确。
故选C。
5. 经过漫长的探索历程,人类对遗传物质有了更加深入的了解。下列有关叙述正确的是( )
A. 艾弗里实验证明了有些病毒的基因在RNA分子上
B. 沃森和克里克研究证明了DNA半保留复制的过程
C. DNA复制和转录都是沿着产物的5'→3'方向进行
D. 科学家研究发现所有密码子都与反密码子互补配对
【答案】C
【解析】
【分析】格里菲思的结论是:已经加热杀死的S型细菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质――“转化因子”。但格里菲思不知道这种转化因子是什么物质。之后美国科学家艾弗里和他的同事对这一问题进行了深入研究。他们认为要弄清楚转化因子,就要对S型细菌中的物质提取、分离和鉴定。他们从S型活细菌中提取出了DNA、蛋白质和多糖等物质,然后将它们分别加入已培养了R型细菌的培养基中,发现只有加入S型细菌的DNA才具有转化的功能。
【详解】A、艾弗里实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA,A错误;
B、 沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型,B错误;
C、 DNA聚合酶和RNA聚合酶都只能与DNA的3'端结合,因此DNA复制和转录都是沿着产物的5'→3'方向进行,C正确;
D、 终止密码子没有与其配对的反密码子,D错误。
故选C。
6. 小麦单倍体常通过远缘花粉刺激卵细胞的方法获得。研究人员将玉米(二倍体)和普通小麦(六倍体)进行杂交,受精卵排除玉米花粉的染色体得到小麦单倍体胚。经过人工诱导和筛选培育抗赤霉病小麦品种,育种流程如图所示,数字表示过程。下列分析正确的是( )
A. 培育抗赤霉病小麦品种仅利用了基因重组的遗传学原理
B. 过程①表示用秋水仙素溶液处理小麦的种子或幼苗
C. 过程②可通过接种适量的赤霉菌筛选抗赤霉病小麦品种
D. 筛选获得的抗赤霉病小麦品种与普通小麦将产生生殖隔离
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:通过玉米花粉刺激卵细胞获得小麦单倍体胚,过程①利用秋水仙素处理使染色体数目加倍获得六倍体小麦幼胚,培育过程中通过人工诱导时其基因突变产生新基因,以期其中含有抗赤霉菌的变异类型,再通过过程②接种赤霉菌进行筛选抗赤霉病小麦品种,整个过程中利用了染色体数目变异和基因突变的原理。
【详解】A、过程①小麦单倍体变为六倍体小麦幼苗利用了染色体数目变异的原理,过程②人工诱导获得并筛选获得新性状(抗赤霉病)利用了基因突变的原理,A错误;
B、过程①表示用秋水仙素溶液处理小麦单倍体胚或幼苗,含三个染色体组的单倍体小麦不会产生种子,B错误;
C、过程②通过人工诱导基因突变以期获得抗赤霉病性状的基因,因基因突变具有不定向性,因此可用接种适量的赤霉素菌营造特定的环境条件,选择出抗赤霉病小麦品种,C正确;
D、筛选获得的抗赤霉病小麦品种与普通小麦品种遗传物质有差异,但还没产生生殖隔离,D错误。
故选C。
7. 研究人员在实验室使用杀虫剂处理螺旋蝇,实验结果如图。据图分析杀虫剂处理后群体中个体数上升的原因是( )
A. 杀虫剂处理导致螺旋蝇产生抗药性基因突变
B. 在杀虫剂作用下螺旋蝇的基因频率发生不定向改变
C. 杀虫剂处理导致螺旋蝇生殖隔离的形成
D. 杀虫剂使抗药性变异得到保留并逐渐积累
【答案】D
【解析】
【分析】现代生物进化理论认为:种群是生物进化的基本单位;可遗传变异为生物进化提供原材料,生物的变异是不定向的,自然选择是定向的;自然选择通过定向改变种群基因频率而使生物朝着一定的方向进化;隔离是新物种形成的必要条件,生殖隔离是新物种形成的标志。
【详解】A、基因突变具有不定向性,杀虫剂只是起到选择作用,A错误;
B、在杀虫剂的作用下,具有抗药性的个体能够生存下来并繁殖后代,不具有抗药性的个体则被淘汰,这会使控制抗药性的基因频率上升,即螺旋蝇的基因频率发生了定向改变,而不是不定向改变,B错误;
C、生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代。图中只是显示了杀虫剂处理后螺旋蝇群体个体数的变化情况,并没有体现出螺旋蝇形成了生殖隔离,C错误;
D、在使用杀虫剂之前,螺旋蝇群体中就已经存在抗药性和不抗药性的变异个体。当使用杀虫剂处理时,抗药性变异个体能够抵抗杀虫剂的作用而存活下来,并将抗药性基因传递给后代,使抗药性变异得到保留。随着时间的推移,抗药性个体在群体中的比例逐渐增加,即抗药性变异逐渐积累,从而导致群体中个体数上升,D正确。
故选D。
8. 关于稳态调节的叙述,错误的是( )
A. 机体中衰老或突变的细胞被及时识别和清除以实现免疫自稳
B. 体液中CO2浓度适度升高使脑干呼吸中枢兴奋,从而调节呼吸运动
C. 细胞外液中的缓冲对HCO3-/H2CO3可用于维持内环境酸碱平衡
D. 垂体合成的促性腺激素一经靶细胞接受并起作用后就失活
【答案】A
【解析】
【分析】免疫系统的功能:(1)免疫防御--保护机体不受损害,帮助机体消灭外来的细菌、病毒以及避免发生疾病。(2)免疫自稳--不断清除衰老死亡的细胞,保持体内的净化更新。(3)免疫监视--及时识别和清除染色体畸变或基因突变的细胞,防止肿瘤的发生。
【详解】A、及时清除体内衰老、死亡的细胞属于免疫系统的免疫自稳功能,识别清除体内突变细胞属于免疫系统的免疫监视功能,A错误;
B、CO2可使呼吸中枢产生兴奋,体液中CO2浓度适度升高使脑干呼吸中枢兴奋,从而调节呼吸运动,B正确;
C、细胞外液中的缓冲对HCO3-/H2CO3可用于维持内环境酸碱平衡,是实现内环境稳态的条件之一,C正确;
D、垂体合成的促性腺激素一经靶细胞接受并起作用后就失活,D正确。
故选A。
9. 神经细胞的离子跨膜运输除受膜内外离子浓度差影响外,还受膜内外电位差的影响。已知神经细胞膜外的Cl-浓度比膜内高。下列说法正确的是( )
A. 静息电位状态下,膜内外电位差一定阻止K+的外流
B. 突触后膜的Cl-通道开放后,膜内外电位差一定增大
C. 动作电位产生过程中,膜内外电位差始终促进Na+的内流
D. 静息电位→动作电位→静息电位过程中,不会出现膜内外电位差为0的情况
【答案】A
【解析】
【分析】1、静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位,兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋传导的方向与膜内电流方向一致。
2、兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】A、静息电位状态下,K+外流导致膜外为正电,膜内为负电,膜内外电位差阻止了K+的继续外流,A正确;
B、若膜内电位为正时,氯离子内流不会使膜内外电位差增大,B错误;
C、动作电位产生过程中,膜内外电位差促进Na+的内流,当膜内变为正电时则抑制Na+的继续内流,C错误;
D、静息电位→动作电位→静息电位过程中,膜电位的变化为,由外正内负变为外负内正,再变为外正内负,则会出现膜内外电位差为0的情况,D错误。
故选A。
10. 胰高血糖素可激活肝细胞中的磷酸化酶,促进肝糖原分解成葡萄糖,提高血糖水平,机理如图所示。
下列叙述正确的是( )
A. 胰高血糖素经主动运输进入肝细胞才能发挥作用
B. 饥饿时,肝细胞中有更多磷酸化酶b被活化
C. 磷酸化酶a能为肝糖原水解提供活化能
D. 胰岛素可直接提高磷酸化酶a的活性
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:胰高血糖素与肝细胞膜上的胰高血糖素受体结合后,胞内磷酸化酶b被活化,促进肝糖原分解,葡萄糖通过膜上葡萄糖载体运输到胞外,增加血糖浓度。
【详解】A、胰高血糖素属于大分子信息分子,不会进入肝细胞,需要与膜上特异性受体结合才能发挥作用,A错误;
B、饥饿时,胰高血糖素分泌增加,肝细胞中有更多磷酸化酶b被活化成磷酸化酶a,加快糖原的分解,以维持血糖浓度相对稳定,B正确;
C、磷酸化酶a不能为肝糖原水解提供活化能,酶的作用机理是降低化学反应所需活化能,C错误;
D、根据题图无法判断胰岛素和磷酸化酶a的活性的关系,且胰岛素为大分子物质,不能直接进入细胞内发挥作用,D错误。
故选B。
11. 关于激素、神经递质等信号分子,下列叙述错误的是( )
A. 一种内分泌器官可分泌多种激素
B. 一种信号分子可由多种细胞合成和分泌
C. 多种信号分子可协同调控同一生理功能
D. 激素发挥作用的前提是识别细胞膜上的受体
【答案】D
【解析】
【分析】神经调节、体液调节和免疫调节的实现都离不开信号分子(如神经递质、激素和细胞因子等),这些信号分子的作用方式,都是直接与受体接触。受体一般是蛋白质分子,不同受体的结构各异,因此信号分子与受体的结合具有特异性。
【详解】A、一种内分泌器官可分泌多种激素,如垂体分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素和生长激素等,A正确;
B、一种信号分子可由多种细胞合成和分泌,如氨基酸类神经递质(如谷氨酸、甘氨酸),B正确;
C、多种信号分子可协同调控同一生理功能,如胰岛素和胰高血糖素参与血糖平衡调节,C正确;
D、激素发挥作用的前提是识别细胞的受体,但不一定是位于细胞膜上的受体,某些激素的受体在细胞内部,D错误。
故选D。
12. 分别用不同浓度芸苔素(一种植物生长调节剂)和赤霉素处理杜仲叶片,然后测定叶片中的有效成分桃叶珊瑚苷含量,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定
B. 设置对照组是为了排除内源激素对实验结果的影响
C. 与对照组相比,赤霉素在500mg·L-1时起抑制作用
D. 与用赤霉素处理相比,杜仲叶片对芸苔素更敏感
【答案】C
【解析】
【分析】该实验的自变量是植物生长调节剂的不同以及不同的浓度,因变量是桃叶珊瑚苷含量,根据实验结果分析,赤霉素核芸苔素都可以增加桃叶珊瑚苷含量。
【详解】A、预实验可以为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,本实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定,A正确;
B、设置对照组是为了排除内源激素对实验结果的影响,将实验组的结果与对照组比较,产生的影响是外源物质的作用,B正确;
C、与对照组相比,赤霉素在500mg·L-1时,叶片中的有效成分桃叶珊瑚苷含量更多,故赤霉素在500mg·L-1时起促进作用,只是促进效果小于浓度为100mg·L-1和300mg·L-1时,C错误;
D、芸苔素的浓度远低于赤霉素的浓度,而促进效果非常明显,说明杜仲叶片对芸苔素更敏感,D正确。
故选C。
13. 植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下,某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,只进行无氧呼吸产生乳酸
B. a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C. 每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多
D. 植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
【答案】C
【解析】
【分析】1、 无氧呼吸分为两个阶段:第一阶段:葡萄糖分解成丙酮酸和[H],并释放少量能量;第二阶段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳,不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。
2、 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有二氧化碳释放,图示在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,分析题意可知,植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境,据此推知在时间a之前,只进行无氧呼吸产生乳酸,A正确;
B、a阶段无二氧化碳产生,b阶段二氧化碳释放较多,a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程,是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现,B正确;
C、无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸,都只在第一阶段释放少量能量,第二阶段无能量释放,故每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP和产生乳酸时相同,C错误;
D、酒精跨膜运输方式是自由扩散,该过程不需要消耗ATP,D正确。
故选C。
14. 人群中甲病(由基因A、a控制)和乙病(由基因B、b控制)均为单基因遗传病,其中有一种病为伴性遗传病。已知人群中每100人中有一个甲病患者。下图为某家族的系谱图,Ⅱ₃无甲病致病基因。下列关于甲、乙两病的叙述错误的是( )
A. 乙病的致病基因位于X染色体上
B. Ⅱ6与I1基因型相同的概率为
C. Ⅱ4产生同时含甲、乙两病致病基因配子的概率为
D. 若Ⅲ7与Ⅲ8婚配,他们生一个两病兼患孩子的概率为
【答案】D
【解析】
【分析】分析家族的系谱图:Ⅰ1和Ⅰ2生下患甲病的女儿Ⅱ5,可知甲病为常染色体隐性遗传病;又因为表现型正常的Ⅰ1和Ⅰ2生下患乙病的儿子Ⅱ4,因其中有一种病为伴性遗传病,可知乙病为伴X染色体隐性遗传病;则Ⅰ1的基因型为AaXBY。
【详解】A、分析题图,Ⅰ1与Ⅰ2均正常,生有患甲病女儿(Ⅱ5)和患乙病的儿子(Ⅱ4),说明甲病是常染色体隐性遗传病,因其中有一种病为伴性遗传病,则乙病是伴X染色体隐性遗传病,A正确;
B、甲病是常染色体隐性遗传病,因此Ⅰ1的基因型为Aa,由题干信息“人群中每100人中有一个甲病患者”知,甲病基因型aa的频率是,即基因a的频率是,基因A的频率是,基因型AA的频率是,基因型Aa的频率是。若Ⅱ6的基因型也为Aa,则正常人群中基因型Aa的频率为,B正确;
C、Ⅱ4的基因型为AAXbY、AaXbY,同时产生含两病致病基因配子的概率是,C正确;
D、Ⅱ3无甲病致病基因,因而基因型为AAXBXb或AAXBXB;Ⅱ4患乙病,基因型为AAXbY,AaXbY;因为Ⅱ3与Ⅱ4所生的Ⅲ7不患病,则其基因型为AAXBXb、AaXBXb;Ⅲ8不患病,其基因型为AaXBY,因此Ⅲ7与Ⅲ8生一个两病兼患的孩子的概率为,D错误。
故选D。
15. 低钠血症患者的血钠浓度和细胞外液渗透压均低于正常值。依据患者细胞外液量减少、不变和增加,依次称为低容量性、等容量性和高容量性低钠血症。下列说法正确的是( )
A. 醛固酮分泌过多可能引起低容量性低钠血症
B. 抗利尿激素分泌过多可能引起高容量性低钠血症
C. 与患病前相比,等容量性低钠血症患者更易产生渴感
D. 与患病前相比,低钠血症患者的细胞外液中总钠量不可能增加
【答案】B
【解析】
【详解】A、醛固酮的作用是保钠排钾,醛固酮分泌过多会导致血钠升高,而低钠血症患者的血钠浓度和细胞外液渗透压均低于正常值,因此醛固酮分泌过多不可能引起低容量性低钠血症,A错误;
B、抗利尿激素分泌过多,水的重吸收增多,细胞外液量增加,可能引起高容量性低钠血症,B正确;
C、与患病前相比,等容量性低钠血症患者细胞外液渗透压小,渗透压感受器受到的刺激减弱,不易产生渴感,C错误;
D、低钠血症患者的血钠浓度低于正常值,但患者细胞外液量减少、不变和增加,因此与患病前相比,低钠血症患者的细胞外液中总钠量可能增加,D错误。
16. 幽门螺杆菌(HP)释放的毒素可破坏胃黏膜,损伤巨噬细胞,抑制辅助性T细胞的活化,从而对机体造成危害。下列分析错误的是( )
A. 毒素会影响HP抗原信息的呈递
B. HP的感染会削弱机体的非特异性免疫
C. 毒素可使患者辅助性T细胞释放的细胞因子减少
D. 毒素作为抗原引发的免疫反应能产生与HP特异性结合的抗体
【答案】D
【解析】
【详解】A、巨噬细胞属于抗原呈递细胞,可处理并呈递HP的抗原信息,HP释放的毒素能损伤巨噬细胞,因此会影响HP抗原信息的呈递,A正确;
B、胃黏膜是非特异性免疫第一道防线的组成成分,巨噬细胞是非特异性免疫第二道防线的组成成分,HP感染可破坏胃黏膜、损伤巨噬细胞,因此会削弱机体的非特异性免疫,B正确;
C、活化的辅助性T细胞可释放细胞因子,毒素能抑制辅助性T细胞的活化,因此可使患者辅助性T细胞释放的细胞因子减少,C正确;
D、抗体具有特异性,毒素作为抗原引发免疫反应产生的抗体,只能与毒素特异性结合,无法与HP特异性结合,D错误。
第Ⅱ卷(非选择题)
二、填空题(本题共5小题,共60分。)
17. 不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内,随光照强度的增加,光合速率增大,达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同,研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天,在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率,结果如图1、图2和图3所示。
【注】曲线1:甲对照组,曲线2:乙对照组,曲线3:甲实验组,曲线4:乙实验组。
回答下列问题:
(1)图1中,在高浓度O3处理期间,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会____(填“减小”、“不变”或“增大”)。
(2)与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明______________。
(3)从图3分析可得到两个结论:①O3处理75天后,甲、乙两种植物的__________________,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明_____________。
(4)实验发现,处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降,为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天。若实验现象为__________,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
【答案】(1)增大 (2)高浓度臭氧处理甲的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小
(3) ①. 实验组的净光合速率均明显小于对照组 ②. 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异
(4)A基因过量表达与表达量下降时,乙植物的净光合速率相同
【解析】
【分析】光饱和点:在一定范围内,随光照强度的增加,光合速率增大,达到最大光合速率时的光照强度为光饱和点。影响光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度,内因有叶绿体中色素含量、酶的含量、酶的活性等。
【小问1详解】
限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度,图1中,在高浓度O3处理期间,当光照强度增大到一定程度时,净光合速率不再增大,出现了光饱和现象,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会增大。
【小问2详解】
据图可见,用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间,与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明高浓度臭氧处理甲的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小。
【小问3详解】
据图3可见,O3处理75天后,曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2,即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;曲线4净光合速率比曲线3下降更大,即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物,表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。
【小问4详解】
实验发现,处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降,为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,自变量是A基因功能,因此可以使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天,比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率,若两种条件下乙植物的净光合速率相同,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
18. 获得具有杂种优势的杂合种子是提高水稻产量的重要途径。雄性不育水稻的培育促进了杂交育种的进程。安农S-1是我国发现的第一个籼稻温敏不育系突变体,温度高于25℃时表现为花粉败育。
(1)利用雄性不育突变体进行杂交水稻育种的优势是:杂交过程中不需要______________。
(2)将野生型与雄性不育突变体杂交,F1均为野生型,F1自交后代中野生型与雄性不育的性状分离比为3∶1,说明雄性不育性状是由_______________性基因控制。
(3)水稻雄性可育与TMS5和Ub基因有关。TMS5基因编码一个核酸酶RNaseZS1,野生型TMS5和tms5基因在第70、71碱基对出现差异(图1)。Ub基因编码Ub蛋白,高温诱导Ub过表达,花粉母细胞中Ub蛋白含量过多导致花粉败育(图2)。
(终止密码子为UAA、UAG、UGA)
①结合图1、图2,从分子水平说明安农S-1温敏不育系突变体在高温下花粉败育的原因( )。
②以温敏雄性不育系突变体为材料,通过实验验证“花粉母细胞中Ub蛋白含量过多导致花粉败育”,实验组的处理和预期结果为( )。(用字母表示)
A.抑制Ub基因表达 B.高表达Ub基因
C.低温处理 D.高温处理
E.雄性可育 F.雄性不育
(4)研究者用γ射线处理安农S-1种子,获得了两个在32℃及以上表现为花粉败育的隐性突变体t1和t2,请设计实验验证t1和t2是同一基因突变引起的雄性不育,写出设计思路和预期结果________________________。
【答案】(1)去雄
(2)隐 (3) ①. TMS5基因突变为tms5,mRNA提前出现终止密码子UAG,使翻译提前终止,核酸内切酶RNase ZS1空间结构发生改变,导致功能丧失。在高于25℃时,Ub基因过度表达,转录出的mRNA未被及时分解,Ub蛋白在细胞内含量过多导致花粉败育。 ②. BCF ##ADE
(4)设计思路:在低于32℃时将突变体t1和t2杂交,在温度高于32℃时检测F1育性预期结果:F1表现为雄性不育
【解析】
【小问1详解】
水稻一般是自花传粉且去雄困难,很难实施人工杂交,利用雄性不育突变体进行杂交水稻育种的优势是杂交过程中不需要去雄。
【小问2详解】
将野生型与雄性不育突变体杂交,F1均为雄性可育,F1自交得F2,其中雄性可育:雄性不育=3:1,说明雄性不育属于隐性性状,该性状的遗传遵循分离定律。
【小问3详解】
①结合图1、图2可知:TMS5基因突变为tms5,mRNA提前出现终止密码子UAG,使翻译提前终止,核酸内切酶 RNase ZS1空间结构发生改变,导致功能丧失。在高于25℃时,Ub基因过表达,转录出的mRNA未被及时分解,Ub蛋白在细胞内含量过多导致花粉败育,故安农S-1温敏不育系突变体在高温下花粉败育。
②由图2花粉败育的解释模型可知,要验证“花粉母细胞中Ub蛋白含量过多导致花粉败育”,实验组的处理为高表达Ub基因,进行低温处理;预期结果:可得到雄性不育的花粉,BCF正确。(或要验证“花粉母细胞中Ub蛋白含量过多导致花粉败育”,实验组的处理为抑制Ub基因表达,进行高温处理;预期结果:可得到雄性可育的花粉,ADE正确。)
【小问4详解】
这类隐性突变的等位性验证,核心逻辑是互补实验: 设计思路:在低于32℃的适宜温度条件下,将突变体t₁和突变体t₂相互杂交,得到F₁子代,之后将F₁种植在温度高于32℃的环境中,观察并检测F₁植株的花粉可育性。 预期结果:如果两个突变体的不育是同一基因突变导致的,那么F₁的两条同源染色体上对应的该基因位点都是突变的,没有正常的功能基因,在>32℃条件下F₁依然会表现为雄性不育。
19. 突触结构在小鼠的学习、记忆及体温调控中有重要作用。
(1)在小鼠海马脑区传入纤维上施加单次强刺激,传入纤维末梢释放的_________________作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。
(2)如果在海马脑区传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内相应神经细胞产生了“记忆”,下图1为这一现象可能的机制。
如图1所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以__________________方式进入胞内,Ca2+与钙调蛋白共同作用,使C酶的__________________发生改变,C酶被激活,从而增强了神经细胞对刺激的“记忆”。
(3)神经元轴突末梢中有脂肪积聚形成的脂滴,如图2所示。请回答下列问题:
①脂滴中的脂肪经脂肪酶作用产生脂肪酸和甘油,脂肪酸氧化分解可生成ATP。据图2分析,当兴奋传导到突触前轴突末梢时,ATP可用于______________________。
②为探究神经元中脂滴的功能,敲除小鼠下丘脑的脂肪酶基因。以正常小鼠为对照,分别检测环境温度为21℃和4℃下小鼠的体温,结果见图3。每一组设置多只小鼠的目的是____________________。根据上述实验,可得出脂滴的作用有______________________________。
【答案】(1)神经递质
(2) ①. 协助扩散 ②. 空间结构
(3) ①. 为突触小泡运输、神经递质的释放(胞吐)过程供能 ②. 避免偶然因素造成的实验误差,减少实验误差,提高实验结果的准确性 ③. 在寒冷条件下分解脂肪产生ATP,保障突触正常释放神经递质,维持下丘脑的体温调控功能,帮助小鼠在低温环境下维持正常体温
【解析】
【小问1详解】
突触前膜的传入纤维末梢受刺激后,会通过胞吐释放神经递质,结合题图1可知该递质为谷氨酸,作用于突触后膜受体引发膜电位变化。
【小问2详解】
Ca²⁺通过突触后膜上的N受体顺浓度梯度进入胞内,需要通道蛋白、不消耗能量,属于协助扩散;酶的激活本质是在钙离子和钙调蛋白作用下,酶的空间结构发生改变,从无活性状态转变为活性状态,
【小问3详解】
①结合图2的突触前末梢过程,兴奋传导后Ca²⁺内流触发突触小泡运输、向突触前膜移动融合释放神经递质,这些过程需要ATP供能。
②实验设置多只重复小鼠是平行重复原则的体现,目的是排除个体偶然差异,减小实验误差,提升结果可靠性;从图3结果可知,21℃常温下两组小鼠体温无显著差异,4℃寒冷环境下敲除脂肪酶基因、无法正常利用脂滴的小鼠体温显著低于正常小鼠,说明脂滴可在寒冷条件下分解供能,保障下丘脑体温调节相关的突触正常功能,维持小鼠低温下的体温稳定。
20. 食物过敏在人群中常见、多发,会反复发生,且可能逐渐加重。卵清蛋白(OVA)作为过敏原可激发机体产生特异性抗体(OVA-Ab),引发过敏反应。研究者将野生型小鼠(供体)的脾细胞转移给缺失T、B淋巴细胞的免疫缺陷小鼠(受体),通过系列实验,探究OVA引起过敏反应的机制。
(1)脾脏是_______细胞集中分布和特异性免疫发生的场所。
(2)用混有免疫增强剂的OVA给供体鼠灌胃,B细胞受刺激后活化、分裂并_______。3个月后,通过静脉注射将供体鼠的脾细胞转移给受体鼠,然后仅用OVA对受体鼠进行灌胃,数天后,检测受体鼠血清中的OVA-Ab水平(图中Ⅰ组)。IV组供体鼠不经灌胃处理,其他处理同Ⅰ组。比较Ⅰ、Ⅳ组结果可知,只用OVA不能引起初次免疫,Ⅰ组受体鼠产生的OVA-Ab是_______免疫的结果。
(3)如图所示,脾细胞转移后,II组受体鼠未进行OVA灌胃,III组供体鼠在脾细胞转移前已清除了辅助性T细胞,其他处理同Ⅰ组。在脾细胞转移前,各组供体鼠均检测不到OVA特异的浆细胞和OVA-Ab。分析各组结果,在Ⅰ组受体鼠快速产生大量OVA-Ab的过程中,三种免疫细胞的关系是_______。
(4)某些个体发生食物过敏后,即使很多年没有接触过敏原,再次接触时仍会很快发生过敏。导致长时间后过敏反应复发的关键细胞及其特点是_______。
【答案】(1)免疫 (2) ①. 分化为浆细胞和记忆B细胞 ②. 二次
(3)在辅助性T细胞辅助下,记忆B细胞迅速增殖分化为浆细胞,浆细胞分泌OVA-Ab
(4)记忆B细胞,其特点是存活时间长,再次接触相同抗原时能够迅速大量增殖分化为浆细胞
【解析】
【分析】过敏反应:指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应。引起过敏反应的物质叫做过敏原。如花粉、油漆、鱼虾等海鲜、青霉素、磺胺类药物等(因人而异)。
【小问1详解】
脾脏属于免疫器官,呈椭圆形,在胃的左侧,内含大量免疫细胞,即脾脏是免疫细胞集中分布和特异性免疫发生的场所。
【小问2详解】
体液免疫过程,B细胞受刺激后活化、分裂并分化为浆细胞和记忆B细胞,其中浆细胞可产生抗体;分析题图可知,Ⅰ组受体鼠的OVA-Ab水平高,且比较Ⅰ、Ⅳ组结果可知,只用OVA不能引起初次免疫,故Ⅰ组受体鼠产生的OVA-Ab是由于体内已存在针对OVA的记忆B细胞(由供体鼠转移而来),再次接触OVA时发生快速二次免疫应答。
【小问3详解】
分析题意,脾细胞转移后,II组受体鼠未进行OVA灌胃,III组供体鼠在脾细胞转移前已清除了辅助性T细胞,其他处理同Ⅰ组,Ⅰ组经OVA与免疫增强剂灌胃,转移的脾细胞中含有辅助性T细胞和记忆细胞。据图可知,清除辅助性T细胞的Ⅲ组OVA-Ab水平极低(对比Ⅰ组),说明辅助性T细胞对记忆B细胞活化不可或缺,而抗体是由浆细胞分泌的,故据此推测,在Ⅰ组受体鼠快速产生大量OVA-Ab的过程中,三种免疫细胞的关系是:在辅助性T细胞辅助下,促进记忆B细胞迅速增殖分化为浆细胞。
【小问4详解】
过敏反应是指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应,某些个体发生食物过敏后,即使很多年没有接触过敏原,再次接触时仍会很快发生过敏,导致长时间后过敏反应复发的关键细胞是记忆B细胞,其特点是记忆细胞可以在抗原消失后 存活几年甚至几十年,当再接触这种抗原时,能迅速增殖分化分新的记忆B细胞和浆细胞,浆细胞能快速产生大量抗体,这些抗体吸附在皮肤等位置,当相同过敏原再次进入机体后,就会与吸附在细胞表面的抗体结合,使这些细胞释放出组胺等物质,引发过敏反应。
21. 干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少失水,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。
(1)C由其前体肽加工而成,该前体肽在内质网上的______________合成。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如下图1。据图1可知,C和ABA均能够_______,从而减少失水。
(3)已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是,经干旱处理后_______。
(4)实验表明,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。因此设想,干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想,进行了如下表所示的嫁接实验,干旱处理后,检测接穗叶片中C含量,又检测了其中N基因的表达水平。以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值,在表中填写假设成立时,与参照值相比N基因表达量的预期结果(用“远低于”、“远高于”、“相近”表示)。①____;②____。
接穗
野生型
突变体
突变体
砧木
野生型
突变体
野生型
接穗叶片中N基因的表达量
参照值
①
②
注:突变体为C基因缺失突变体
(5)研究者认为C也属于植物激素,作出此判断的依据是____。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
【答案】(1)核糖体 (2)降低气孔开度
(3)C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型
(4) ①. 远低于 ②. 相近
(5)植物根产生的C能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化
【解析】
【分析】前体肽是由氨基酸通过脱水缩合形成的。分析图1,使用C或ABA处理拟南芥根部后,叶片气孔开度均下降。分析图2,干旱条件下,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型。
【小问1详解】
核糖体是合成蛋白质的城所,因此该前体肽在内质网上的核糖体上合成。
【小问2详解】
分析图1可知,与不使用C或ABA处理的拟南芥相比,使用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,叶片气孔开度均降低,而且随着处理时间的延长,气孔开度降低的更显著。
【小问3详解】
根据图2可知,干旱处理条件下,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型,可推测C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。
【小问4详解】
根据题意可知,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。假设干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达,则野生型因含有C基因,能合成物质C,可促进叶片N基因的表达,而砧木为突变体,因不含C基因,不能产生C,因此①处叶片N基因的表达量远低于野生型的参照值。若砧木为野生型,则根部细胞含有C基因,能表达形成C物质,可运输到叶片促进N基因的表达,因此②处的N基因表达量与野生型的参照值相近。
【小问5详解】
植物激素是植物自身产生的,并对植物起调节作用的微量有机物,根据题意可知,植物根产生的C能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化,因此C也属于植物激素。
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