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湖南省邵阳市二中2022-2023学年高三上学期入学考试生物试题
一、单选题
1.(2022高三上·邵阳开学考)“奥密克戎”是迄今为止侵染能力最强的新冠病毒的变异毒株。能被新冠病毒及其变异毒株侵染的人体细胞都具有一个共性,即细胞膜上有一种跨膜蛋白--血管紧张素转化酶2(ACE2)。新冠病毒能利用其表面的S蛋白识别靶细胞上的ACE2蛋白,然后侵入这些细胞。下列有关叙述错误的是( )
A.“奥密克戎”侵染能力强,但不能在添加血浆的培养基上繁殖
B.高温能使S蛋白失活,该蛋白失活后依然能与双缩脲试剂发生反应
C.能被“奥密克戎”侵染的众多细胞内ACE2基因都已表达
D.“奥密克戎”等病原体侵染的细胞裂解死亡不是基因控制的
2.(2022高三上·邵阳开学考)为筛选高效抑制苹果树腐烂病菌生长的芽孢杆菌,取直径为3mm的果树腐烂病菌菌落转移至A处,B处接种芽孢杆菌(图1)。培养若干天,实验组与对照组的结果如图2所示。下列抑菌率的计算公式正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2022高三上·邵阳开学考)端粒是存在于染色体两端的一段特殊序列的DNA.端粒学说认为随细胞不断分裂,线性染色体的末端不断缩短,当缩短至染色体的临界长度时,细胞将失去活性而衰老死亡。研究发现,端粒缩短与DNA复制方式有关,不易分裂的上皮细胞、软骨细胞端粒酶的活性很低,而分裂旺盛的癌细胞、造血干细胞端粒酶的活性较高。如图为人体细胞内DNA复制部分过程示意图,相关叙述错误的是( )
A.由图可知A物质是DNA聚合酶,该过程可体现出DNA分子复制时边解旋边复制的特点
B.引物是具有3′端和5′端的单链结构且被切除时并不影响DNA分子的结构
C.最后一个冈崎片段的引物切除后无法修复,可能是由于缺少引物,也可能是缺少5′端上游的序列
D.可通过提高端粒酶活性或数量等方法延缓细胞衰老
4.(2022高三上·邵阳开学考)西北农林科技大学对某甜瓜品种进行“低温锻炼对冷胁迫下幼苗超氧化物歧化酶(SOD,该酶能减缓植株的衰老)活性与叶绿素含量的影响”实验。设置了如下三组实验:T1(昼夜15~10℃),T2(昼夜10~5℃)和CK(昼夜25~15℃)。低温锻炼十天后,将三组幼苗同时进行低温胁迫处理,测定各项生化指标,结果如下。下列相关分析不正确的是( )
A.低温锻炼不能防止甜瓜幼苗在冷胁迫下叶绿素的分解
B.在冷胁迫下,经低温锻炼的处理组SOD活性逐渐下降,但仍高于未经低温锻炼的CK组
C.幼苗经过低温锻炼后使清除自由基的机制起作用,增强其对冷胁迫环境下的适应能力
D.未锻炼的CK组冷胁迫后SOD活性降低是由于其空间结构发生了改变
5.(2022高三上·邵阳开学考)操作顺序的先后是实验成败的关键,下列操作先后顺序正确的是( )
A.测定酶活力时,将酶与底物混合后加入缓冲液,一段时间后检测产物的量
B.观察根尖细胞的有丝分裂时,先低倍镜找到分生区细胞,再在高倍镜下找到中期细胞,然后再找其他时期的细胞
C.对培养液中酵母菌进行计数时,先将菌液滴入计数室,再盖上盖玻片并吸取多余的菌液
D.PCR技术扩增DNA时,一轮循环的温度按95℃→72℃→55℃的顺序逐步降低
6.(2022高三上·邵阳开学考)cAMP(环化-磷酸腺苷)是由ATP脱去两个磷酸基后环化而成的一种细胞内的信号分子,其结构组成如图1所示。人在饥饿时,肾上腺髓质分泌肾上腺素可参与血糖调节,使血糖浓度升高,调节机理及部分过程如图2所示。下列相关叙述正确的是( )
A.图1中,A所示物质是腺嘌呤,B处化学键是磷酸二酯键,每个cAMP分子含1个高能磷酸键
B.正常情况下,肾上腺素、cAMP、葡萄糖均可存在于人体内环境中
C.图2中,肾上腺髓质分泌肾上腺素的调节方式是神经调节,发生图示生理过程时,血管C、
D.E三处的血糖浓度大小关系最可能为D<C<ED.当血糖含量升高后,信号分子X发挥作用,它最可能是胰高血糖素
7.(2022高三上·邵阳开学考)玉米条纹病毒的遗传物质是单链环状DNA分子。下图为该病毒DNA在玉米细胞内的复制过程。相关叙述正确的是( )
A.复制时A与U、G与C进行配对
B.复制时以四种脱氧核糖核苷酸为原料
C.形成子代DNA时亲本DNA边解旋边复制
D.新合成的互补链是子代病毒的遗传物质
8.(2022高三上·邵阳开学考)科研人员利用虎皮鹦鹉进行研究:是否聪明能干的雄鸟更能吸引异性。每组包括1只雌鸟、2只雄鸟,共同完成以下流程。
初选 雌鸟在优选区停留时间较长一侧的雄鸟称作雌鸟的“青睐者”,另一只称作“落选者”。
训练 ①将雌鸟带离训练区。对“落选者”进行为期一周的开箱取食训练。 ②一周后,雌鸟观察“落选者”和“青睐者”雄鸟取食过程。
再选 将3只虎皮鹦鹉再次移入初选装置,雌鸟在“落选者”一侧优选区停留时间显著高于“青睐者”。
下列相关描述不正确的是( )
A.在初选时应将两只雄性鹦鹉的位置每天更换一次,且“青睐者”不进行训练
B.“落选者”雄鸟经过培训后能够打开箱子取出食物,这属于非条件反射
C.再选实验并不能排除雌性鹦鹉因被食物本身吸引而导致“青睐者”落选
D.雌性虎皮鹦鹉选择聪明能干的雄鸟是长期自然选择、定向进化的结果
9.(2022高三上·邵阳开学考)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示
下列叙述正确的是( )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
10.(2021高二上·常熟开学考)在一个蜂群中,少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而大多数幼虫以花粉和花蜜为食则发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团(如下图所示)。敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。下列有关叙述错误的是( )
A.胞嘧啶和5′甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对
B.DNA甲基化本质上是一种基因突变,从而导致性状改变
C.蜂王浆可能会使蜂王细胞中DNMT3基因的表达水平下降
D.DNA甲基化可能干扰了RNA聚合酶对DNA相关区域的作用
11.(2022高三上·邵阳开学考)某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK),两者可组成多种有活性的CDK-cyclin复合体,细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。细胞周期如图所示,下列叙述错误的是( )
A.同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B.细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控
C.抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D.一个细胞周期中,调控不同阶段的CDK-cyclin复合体会同步发生周期性变化
12.(2022高三上·邵阳开学考)某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料,以葡萄糖作为能量来源,在一定条件下,通过控制氧气浓度的变化,得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)、以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线,实验结果如图所示,t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,S1、S2、S3、S4,分别表示图示面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验,实验装备和条件不变,得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述错误的是( )
A.t1时刻,氧气浓度较高,无氧呼吸消失
B.如果改变温度条件,t1会左移或右移,但是S1和S2的值始终相等
C.若S2∶S3=2∶1,S4∶S1=8∶1时,0~t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1
D.若曲线Ⅳ和Ⅲ完全重合,则0~t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等
13.(2022高三上·邵阳开学考)研究人员对生理状况相同的水稻的根用不同强度的单侧光照射相同时间后,生长状况如图1所示,黑暗、弱光,强光条件下测得的α分别为0°、17.5°、35.5°。已知光照不会影响生长素的合成,研究人员测定不同处理后根尖向光侧和背光侧的生长素含量,结果如图2.所示。以下分析不正确的是( )
A.由图1结果可知,水稻根具有背光生长的特性
B.与弱光相比,强光对生长素分布的影响程度更大
C.水稻根向光侧生长素含量下降仅与生长素向背光侧运输有关
D.水稻根在单侧光照射后的生长状况可能与生长素对根作用的两重性有关
二、多选题
14.(2022高三上·邵阳开学考)CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料,分别进行三种不同实验处理,甲组提供大气CO2浓度(375μmol·mol-1),乙组提供CO2浓度倍增环境(750μmol·mol-1),丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60d,测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应,选择晴天上午测定各组的光合作用速率。下列相关叙述正确的是( )
A.CO2浓度倍增的环境能够提高本实验中作物的光合作用速率
B.突然倍增CO2浓度,暗反应过程中C3化合物含量短时间内会增加
C.丙组的光合作用速率比甲组低的原因可能是固定CO2的酶含量升高
D.CO2浓度倍增实验作物的光合作用速率并未倍增,可能与光反应有关
15.(2022高三上·邵阳开学考)研究者诱导体外培养的骨髓间质干细胞向肝细胞分化,检测诱导培养过程中转录因子4(Oct4)基因和白蛋白(Alb)基因的表达水平,以及Oct4基因启动子甲基化(DNA在相关酶的作用下,将甲基转移到特定的碱基上)水平,结果如图1、2。下列相关叙述正确的是( )
A.骨髓间质干细胞在有丝分裂基础上分化成肝细胞
B.在分化形成肝细胞的过程中Alb基因表达量升高
C.Oct4基因启动子的甲基化水平与其表达量呈负相关
D.结果表明Oct4基因表达产物可促进Alb基因的转录
16.(2022高三上·邵阳开学考)具有同种食物来源的两种捕食者之间,存在相互捕食对方的现象,称之为集团内双向捕食,如图所示。这种现象对群落中相关物种的种群动态和害虫的生物防治有着很大影响。下列说法正确的是( )
A.通过调查植食性昆虫的性别比例,可以预测其种群数量的变化趋势
B.天敌1和天敌2的种间关系为捕食和竞争,能量在两者之间能双向流动
C.天敌1、天敌2和植食性昆虫之间的信息传递是双向的
D.农业生产中增加捕食者种类能有效抑制害虫数量
三、实验题
17.(2022·浙江)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理 指标
光饱和点(klx) 光补偿点(lx) 低于5klx光合曲线的斜率(mgCO2.dm-2.hr-1.klx-1) 叶绿素含量(mg·dm-2) 单株光合产量(g干重) 单株叶光合产量(g干重) 单株果实光合产量(g干重)
不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:
(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加 ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低 ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中 的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以 形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至 中。
(3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均 。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 (A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时),才能获得较高的花生产量。
四、综合题
18.(2022高三上·邵阳开学考)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培有蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:
(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为 。
(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是 ;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得 只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕,用于留种。
(3)研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与I组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于 染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是 (如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,请简要说明理由 。
19.(2022高三上·邵阳开学考)科研人员利用拟南芥,对植物种子萌发过程光与相关植物激素之间的关系开展了如下研究。
(1)种子萌发是植物生命周期的起始,光和植物激素等作为 调控此过程。
(2)光敏色素A(phyA)接受适合光照后,会转变为激活状态。科研人员利用phyA激活剂分别处理野生型、phyA缺失突变体、ERF(一种胞内蛋白)缺失突变体及ERF过表达突变体的种子,并检测其萌发率,见图1。由结果可以推测,phyA激活的条件下ERF蛋白能够 。
(3)为了进一步探究ERF蛋白影响种子萌发的机制,科研人员用不同浓度的脱落酸(ABA)分别处理上述不同组拟南芥的种子,统计种子萌发率,见图2。结果说明ERF提高了拟南芥种子对外源ABA的 。
(4)进一步检测ERF缺失突变体种子中ABA2(一种脱落酸合成酶)的mRNA含量,结果见图3。结合图3结果、相关信息和基础知识,解释图2中ERF缺失突变体种子萌发率变化的原因 。
(5)又有研究显示,添加外源ABA后,野生型拟南芥植株中ERF mRNA的含量显著高于对照组。综合上述实验结果,完善光、植物激素调控种子萌发的调控机制模式图 (请在答题纸相应位置用文字和“+”或“-”作答,其中“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用。)
20.(2022高三上·邵阳开学考)某地一条河流常年被生活废水污染。生活废水的水质、水量不均, 有机物、N、P含量高。为因地制宜探索治理河水污染的生态方法,研究人员将污染河水引入一个面积为 33m×20m 的人工实验湿地(见下图)。
在该人工实验湿地中引入满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物,并暂时封闭出水口。一段时间后检测进水口和出水口的水质,结果见下表
参数 入口处半均值 出口处平均值 国家排放标准
总氮(mg /L) 25 9 15
总磷(mg /L) 2.4 0.8 1.0
*BOD (mg/ L) 60 8 20
炎便类大肠杆菌(细菌数目100mL) 1.0X 107 1.9X 105 100一500
*BOD表示污水中生物体在代谢中分解有机物消耗的氧气量,可间接反映出水质中有机物含量
请回答问题:
(1)组成该人工实验湿地的主要生物类群包括 ,其中所有芦苇构成一个种群。从生态系统营养结构分析, 该人工实验湿地中引入满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物属于 。
(2)据表分析,流经人工实验湿地后,污水中氮、磷总量均呈现 趋势。引起这种变化主要原因与研究人员 的措施有关。
(3)污水流经人工实验湿地后,BOD值的变化表明水体中 。
(4)为减少水体中 N、P含量过高给水生生态系统带来的不良影响,环保工作者选择其中 3种植物分别置于试验池中,90天后测定它们吸收 N、P的量,结果见下表。
植物种类 单位水体面积N吸收量(g/m2 ) 单位水体面积P吸收量(g/m2)
浮水植物a 22.30 1.70
浮水植物b 8.51 0.72
沉水植物c 14.61 2.22
结合上表数据,投放 两种植物可以达到降低该湿地中N、P的最佳效果。
(5)为保持该湿地现有的净化能力并使水质进一步达到国家排放标准,请提出还能完善 该治理方案的措施 。
21.(2022高三上·邵阳开学考)目前,全球共有5条新冠病毒疫苗技术路线,我国是全球唯一同时进行5条技术路线研发的国家,先后有26款新冠疫苗进入临床试验。陈薇院士团队与康希诺生物共同开发的重组腺病毒疫苗(以腺病毒Ad5为载体)是首家获批的国产腺病毒载体新冠病毒疫苗。该疫苗的原理流程如下图所示。请回答下列问题:
(1)腺病毒Ad5是双链DNA病毒,在①过程中去除了Ad5复制有关的基因,对人体无害;而新冠病毒为单链RNA病毒,还需要经过体外诱导 过程,才能合成相关DNA,②过程所用的工具酶为 。
(2)③过程是基因工程中的核心步骤,即 。以病毒做为基因工程的载体,其优点之一是可以利用病毒 的特点,将目的基因导入受体细胞。
(3)灭活病毒疫苗技术是传统疫苗制备技术,有120年以上的使用历史,但其对生产的安全性要求更高。从新冠疫苗的制备流程分析,传统灭活病毒疫苗的风险在于生产疫苗必须先大规模培养 。而重组腺病毒疫苗则明显降低了该风险,其引起机体产生免疫反应的有效物质是 ,控制该有效物质合成的是进入到 (填“细胞核”或“细胞质”)中的目的基因。
(4)无论哪种技术路线生产的疫苗,要确认其是否引起机体产生对新冠病毒的免疫反应,常用 方法进行检测。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】蛋白质变性的主要因素;检测蛋白质的实验;细胞的凋亡;病毒
【解析】【解答】A、“奥密克戎”是新冠病毒的变异毒株,不能在细胞外繁殖,A正确;
B、高温能破坏S蛋白的空间结构,使其失活,失活蛋白中肽键没有断裂,依然能与双缩脲试剂发生反应,B正确;
C、能被“奥密克戎”侵染的众多细胞上含有ACE2蛋白, 由此说明这些细胞内ACE2基因都已表达,C正确;
D、细胞毒性T细胞与“奥密克戎”等病原体侵染的细胞接触,诱导它们裂解死亡,该类型的细胞死亡属于细胞凋亡,而细胞凋亡是受基因控制的,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、病毒没有细胞结构,不能独立生活,必须寄生在细胞中进行生活。
2、肽键结构在碱性溶液中能与Cu2+结合生成紫色络合物,因此肽键能与双缩脲试剂发生紫色反应。
3、细胞凋亡:由基因决定的细胞自动结束生命的过程。该过程受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。如正常发育过程中细胞的程序性死亡,细胞的自然更新,被病原体感染的细胞的清除。细胞凋亡保证了多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰。
2.【答案】B
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】根据题干信息分析,图1中应该取直径为3mm的果树腐烂病菌菌落移置于A处,B处接种芽孢杆菌。培养若干天,测量并计算抑菌率,图2显示实验组果树腐烂病菌的菌落直径d,对照组果树腐烂病菌的菌落直径为D,又因为一开始接种的苹果腐烂病菌的直径为3mm,则抑菌率(%)=(D d)/(D 3)×100%。
故答案为:B。
【分析】 菌落是指由一个微生物细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度,形成肉眼可见的子细胞群落。菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等,每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征。
3.【答案】A
【知识点】细胞衰老的原因探究;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、由图可知A物质是解旋酶,A错误;
B、由图可知引物是具有3′端和5′端的单链结构,在DNA聚合酶的作用下,可将游离的脱氧核苷酸逐个加到引物的3’端延伸DNA子链。引物被切除后的“空白”区域可通过新链合成修复,不影响DNA分子的结构,B正确;
C、DNA分子的复制是从5’端到3’端复制,因而一条DNA分子的子链在复制时是不连续的。必须借助引物的参与,并且游离的脱氧核苷酸要连接在DNA片段的3’端,所以最后冈崎片段的引物切除后无法修复,可能是由于缺少引物,也可能是缺少5’端上游的序列。C正确;
D、端粒酶可以修复DNA复制过程中的“空白”区域,理论上可以通过提高端粒酶活性或数量来增加DNA复制的次数,延缓细胞衰老。D正确。
故答案为:A。
【分析】1、DNA复制:
(1)时间:在细胞分裂前的间期,随染色体的复制完成。
(2)场所:主要是细胞核,线粒体、叶绿体中也存在。
(3)过程:在细胞提供的能量驱动下,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。然后,DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子链。随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链也在不断延伸。同时,每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
2、 端粒学说:每次细胞分裂后端粒DNA序列会缩短一截,多次分裂后端粒内侧的正常基因的DNA序列受损,导致细胞活动渐趋异常。
4.【答案】D
【知识点】酶的相关综合;叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】A、在低温胁迫下,T1和T2组甜瓜幼苗细胞中叶绿素含量均低于CK组,说明低温锻炼不能防止甜瓜幼苗在冷胁迫下叶绿素的分解,A正确;
B、据左图可知,在冷胁迫下,经低温锻炼的处理组SOD活性逐渐下降,但仍高于未经低温锻炼的CK组,B正确;
C、由题干可知,SOD能减缓植株的衰老,幼苗经过低温锻炼后,SOD活性提高,故低温锻炼可使清除自由基的机制起作用,增强其对冷胁迫环境下的适应能力,C正确;
D、低温会使酶的活性降低,但空间结构不改变,故未锻炼的CK组冷胁迫后SOD活性降低,不是其空间结构发生改变导致的,D错误。
故答案为:D。
【分析】 分析图示,从曲线图表示的意义可知,无论是胁迫前还是胁迫后,锻炼过的甜瓜幼苗的SOD活性均比未锻炼的要高。
5.【答案】B
【知识点】观察细胞的有丝分裂;探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化;酶活力测定的一般原理和方法;PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、测定酶活力时,应在酶与底物混合前加入缓冲液调整好pH,A错误;
B、中期细胞中染色体形态稳定、数目清晰,便于观察,因此在观察根尖细胞分裂时,先在高倍镜下找到中期细胞,再找其他时期的细胞,B正确;
C、对酵母菌进行计数时,先将盖玻片盖在计数室上,再将菌液滴于盖玻片边缘,使其自行渗入,C错误;
D、PCR技术扩增DNA的过程为变性(95℃)→复性(55℃)→延伸(72℃),D错误。
故答案为:B。
【分析】1、在低倍镜下观察清楚物像后,把要放大观察的物像移至视野中央。转动转换器,换成高倍物镜。转动反光镜使视野明亮,用细准焦螺旋调焦并观察。
2、PCR扩增过程:
(1)变性:当温度上升到90°C以上时。双链DNA解聚为单链。
(2)复性:当温度下降到50°C左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
(3)延伸:72°C左右时,耐高温的DNA聚合酶活性高,可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
6.【答案】C
【知识点】ATP的相关综合;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、结合分析可知,cAMP(环化一磷酸腺苷)是由ATP脱去两个磷酸基后环化而成的一种细胞内的信号分子,所以A是腺嘌呤,不含高能磷酸键,B处是磷酸基团和自身五碳糖上的羟基连接而成,不是磷酸二酯键,A错误;
B、结合题意可知,cAMP是一种细胞内的信号分子,不属于内环境的成分,B错误;
C、结合图2分析可知,下丘脑通过传出神经元直接作用于肾上腺髓质,使其分泌肾上腺素,该过程为神经调节;肾上腺素可以促进血糖浓度升高,图示中肝脏细胞中的肝糖原分解,使血糖升高,因此E最高,而C、D都还未经过肝脏,因此都比E小,且C到D的过程中血糖也在被其它细胞消耗,因此血糖浓度:E>C>D,C正确;
D、进餐后,由于消化吸收,血液中葡萄糖增多,X分泌增多,抑制肝糖原分解,同时促进血糖进入组织细胞,使血糖下降,其最可能是胰岛素,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、cAMP(环化一磷酸腺苷)是由ATP脱去两个磷酸基后环化而成的一种细胞内的信号分子,分析图1可知,A为腺嘌呤,与一分子核糖和一分子磷酸连在一起。分析图2可知,下丘脑通过神经支配肾上腺髓质使其分泌肾上腺素,通过血液运输后,肾上腺素作用于靴细胞膜上的受体,引起把胞内的代谢变化。
2、参与血糖调节的主要激素: (1)胰岛素:一方面促进血糖进人组织细胞进行氧化分解,进人肝、肌肉并合成糖原,进人脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面抑制肝糖原分解和非糖物质转变成葡萄糖,从而使血糖浓度降低。 (2)胰高血糖素:主要作用于肝,促进肝糖原分解和非糖物质转变成糖,从而使血糖浓度回升到正常水平。
7.【答案】B
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、DNA复制时,根据碱基互补配对原则,A和T配对,C和G配对,A错误;
B、DNA复制时,以四种脱氧核糖核苷酸为原料,B正确;
C、以正链为模板合成双链DNA分子时,因为是单链不需要解旋,C错误;
D、新合成的互补链与亲本碱基序列不同,不是子代病毒的遗传物质,D错误。
故答案为:B。
【分析】DNA复制:
(1)时间:在细胞分裂前的间期,随染色体的复制完成。
(2)场所:主要是细胞核,线粒体、叶绿体中也存在。
(3)过程:在细胞提供的能量驱动下,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。然后,DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子链。随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链也在不断延伸。同时,每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
8.【答案】B
【知识点】反射的过程;自然选择与适应
【解析】【解答】A、分析题意可知,雌鸟在优选区停留时间较长一侧的雄鸟称作雌鸟的“青睐者”,另一只称作“落选者”,故在实验过程中将两只雄性鹦鹉的位置每天更换一次的原因是排除位置原因对雌鸟选择的影响,且为保证单一变量,“青睐者”不进行训练,A正确;
B、“落选者”雄鸟进行技能培训后,可以打开箱子取出食物,这是经后天学习行为获得的,属于条件反射,B错误;
C、“落选者”经过“再选”后重获青睐也可能是因为雌鸟看中了它得到的食物,即再选实验并不能排除雌性鹦鹉因被食物本身吸引而导致“青睐者”落选,C正确;
D、雌性虎皮鹦鹉选择聪明能干的雄鸟利于子代更好的适应环境并存活下来,是长期自然选择、定向进化的结果,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、反射的类型:
反射类型 形成 特点 意义 实例
非条件反射 通过遗传获得,与生俱来 不经过大脑皮层;先天性;终生性;数量有限射 使机体初步适应环境 眨眼反射、缩手、膝跳反射、排尿反射
条件反射 在生活过程中通过学习和训练而 经过大脑皮层;后天性;可以建立,也能消退;数量可以不断增加 使机体适应复杂多变的生存环境 “望梅止渴”、画饼充饥”等
2、自然选择决定生物进化的方向。
9.【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、步骤①中、酶处理时间要足够长,以使底物完全水解,A错误;
B、步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,应相同,否则会影响实验结果,B错误;
C、步骤④中,液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化,C错误;
D、S型细菌有荚膜,菌落光滑,R型细菌无荚膜,菌落粗糙。步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态,判断是否出现S型细菌,D正确。
故答案为:D。
【分析】 艾弗里实验将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中,结果发现:只有加入DNA,R型细菌才能够转化为S型细菌,并且DNA的纯度越高,转化就越有效;如果用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA,就不能使R型细菌发生转化。说明转化因子是DNA。题干中利用酶的专一性,研究“转化因子”的化学本质。
10.【答案】B
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系;表观遗传
【解析】【解答】A、从图中可以看出,胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶(添加了甲基的胞嘧啶)在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对,A正确;
B、DNA甲基化并没有改变基因的碱基序列,没有发生基因突变,B错误;
C、敲除DNMT3 基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果,说明蜂王浆可能会使蜂王细胞中DNMT3基因的表达水平下降,C正确;
D、DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合,使得基因的表达有差异,D正确。
故答案为:B。
【分析】DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。所谓DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下,在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位共价键结合一个甲基基团。大量研究表明,DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因表达。
11.【答案】D
【知识点】细胞周期
【解析】【解答】A、同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期的持续时间一般不同,A正确;
B、根据题意“细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控”,可知细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控,B正确;
C、由于细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。因此抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使对应阶段的转换受抑制,从而使细胞周期停滞在特定阶段,C正确;
D、由于一个细胞周期中,不同阶段的变化不是同步的,因此调控不同阶段的CDK-cyclin复合体不会同步发生周期性变化,D错误。
故答案为:D。
【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止所经历的全过程,真核生物连续分裂的体细胞才具有细胞周期。一个细胞周期=分裂间期(在前,时间长大约占90%~95%,细胞数目多)+分裂期(在后,时间短占5%~10%,细胞数目少)。
12.【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、t1时刻,酒精产生速率为0 ,Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,说明酵母菌只进行有氧呼吸,无氧呼吸消失,A正确;
B、如果改变温度条件,酶的活性会升高或降低,t1会左移或右移,0~t1产生的CO2=S1+S2+S3+S4,无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相同,即无氧呼吸产生的CO2=S2+S3,有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量,即有氧呼吸产生的CO2=S2+S4,即S1+S2+S3+S4=S2+S3+S2+S4,即S1和S2的值始终相等,B正确;
C、由上述分析可知,S1=S2,若S2:S3=2:1、S4:S1=8:1时,则S4:S2=8:1,有氧呼吸产生的CO2=S2+S4=9S2,无氧呼吸产生的CO2=S2+S3=1.5S2,有氧呼吸产生的CO2:无氧呼吸产生的的CO2=6:1,有氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生6mol二氧化碳,无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol二氧化碳,因此0~t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2:1,C正确;
D、乳酸菌进行无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol乳酸,酵母菌无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol酒精,若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合,说明酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸且乳酸和酒精的产生速率相等,但酵母菌同时进行有氧呼吸,则0~t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌,D错误。
故答案为:D。
【分析】酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,1mol葡萄糖进行有氧呼吸消耗6mol氧气,产生6mol二氧化碳和12mol水;酵母菌无氧呼吸产物是二氧化碳和酒精,1mol葡萄糖无氧呼吸产生2mol酒精和2mol二氧化碳。
13.【答案】C
【知识点】生长素的产生、分布和运输情况;生长素的作用及其作用的两重性
【解析】【解答】A、由题干信息可知,黑暗、弱光,强光条件下测得的α分别为0°、17.5°、35.5°,这一结果体现了根具有背光生长的特性,A正确;
B、根据弯曲角度可知,与弱光相比,强光对生长素分布的影响程度更大,B正确;
C、分析图2可知,黑暗条件下两侧生长素的总量为700ng·g-1,而弱光、强光条件下生长素的总量分别为539.8ng·g-1(138.2+401.6)、506.6ng·g-1(92.2+414.4),推测单侧光可能引起向光侧生长素的分解;弱光、强光条件下背光侧生长素的含量分别为401.6ng·g-1、414.4ng·g-1,均大于黑暗条件下的一侧生长素含量350ng·g-1,故推知单侧光引起了生长素的横向运输,部分生长素由向光侧向背光侧运输;故水稻根向光侧生长素含量下降与两方面有关(单侧光可能引起向光侧生长素的分解、单侧光引起了生长素的横向运输),C错误;
D、由题图分析可知,单侧光照射后,水稻根向光侧生长素含量少,生长快,背光侧生长素含量多,反而生长慢,说明生长素对根作用有两重性,D正确。
故答案为:C。
【分析】生长素:
(1)合成部位:在芽、幼嫩的叶和发育中的种子中合成。
(2)作用:能促进细胞伸长生长、诱导细胞的分化、促进侧根和不定根的生长、影响花、叶、果实的发育。
(3)作用特点:浓度较低时促进生长,浓度过高则抑制生长。
(4)各器官对生长素的敏感程度为根>芽>茎。幼嫩细胞敏感,衰老细胞比较迟钝。
14.【答案】A,B,D
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、分析题意可知,甲组提供大气CO2浓度,乙组提供CO2浓度倍增环境,结果显示乙组光合速率较高,故CO2浓度倍增的环境能够提高本实验中作物的光合作用速率,A正确;
B、突然倍增CO2浓度,暗反应过程中二氧化碳的固定加快,C3化合物含量短时间内会增加,B正确;
C、甲组和丙组比较可知,作物长期处于高CO2浓度条件下有可能会使固定CO2的酶的活性降低,或者是数量减少,C错误;
D、光合作用光反应为暗反应提供ATP和[H],当CO2浓度倍增时,光合作用的限制因素,可能是光反应为暗反应提供的ATP和[H]不足,D正确。
故答案为:ABD。
【分析】环境条件改变时光合作用各物质含量的变化:
(1)改变光照条件:光照由强到弱,二氧化碳供应不变,光反应减弱,NADPH、ATP减少,氧气产生量减少,C3还原减弱,二氧化碳固定正常,C3含量上升,C5含量下降,(CH2O)合成量减少。
(2)改变二氧化碳浓度:光照不变,二氧化碳供应减少,暗反应减弱,二氧化碳固定减弱,C3还原正常,C3含量下降,C5含量上升,NADPH、ATP增加,氧气产生量减少,(CH2O)合成量减少。
15.【答案】A,B,C
【知识点】细胞分化及其意义;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、细胞分裂是分化的基础,据此可知,诱导体外培养的骨髓间质干细胞向肝细胞分化的过程是在有丝分裂基础上分化形成的,A正确;
B、结合图示可知,在分化形成肝细胞的过程中Alb基因表达量升高,Oct4基因的表达量逐渐下降,B正确;
C、图中显示,在诱导体外培养的骨髓间质干细胞向肝细胞分化的过程中Otc4基因启动子的甲基化水平逐渐升高,而此时其表达量逐渐下降,这说明Oct4基因启动子的甲基化水平与其表达量呈负相关,C正确;
D、根据图示结果可看出Otc4基因表达产物可抑制Alb基因的转录,D错误。
故答案为:ABC。
【分析】1、图1说明在诱导分化过程中,转录因子4(Oct4)基因表达水平下降、白蛋白(Alb)基因的表达水平上升。
2、图2说明在诱导分化过程中Oct4基因启动子甲基化水平上升导致Oct4基因表达水平下降。
16.【答案】B,C
【知识点】种群的特征;种间关系;生态系统中的信息传递;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、通过调查植食性昆虫的年龄组成,可以预测其种群数量的变化趋势,A错误;
B、据图可知,天敌1和天敌2的种间关系为捕食和竞争,能量在两者之间可通过双向捕食实现双向流动,B正确;
C、据图可知,天敌1、天敌2和植食性昆虫之间由于捕食关系的存在,它们之间的信息传递也表现出双向的,C正确;
D、农业生产中增加捕食者种类不一定能有效抑制害虫数量。如果捕食者种类增加过多,可能会导致捕食者之间的竞争加剧,不利于控制害虫的数量,D错误。
故答案为:BC。
【分析】1、年龄结构在一定程度上能预测种群数量的变化趋势。年龄结构是通过出生率和死亡率间接影响种群密度的。出生率大于死亡率为增长型,出生率小于死亡率为衰退型,出生率约等于死亡率为稳定型。
2、种间关系:
(1)原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。
(2)互利共生:两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。
(3)捕食:一种生物以另一种生物为食。
(4)寄生:一种生从另一种生物的体液、组织或已消化的物质中获取营养并对宿主产生危害。
(5)种间竞争:两种或更多种生物共同利用有限的资源和空间而产生的相互排斥的现象。
17.【答案】(1)叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率
(2)蔗糖;叶
(3)下降;A
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)分析表格可知,遮光条件下花生叶片中的叶绿素含量升高,则花生可适应弱光环境,是通过增加叶绿素含量提高吸收光的能力;随着遮光时间的增加,光饱和点下降,说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率;随着遮光时间的增加,光补偿点下降,说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化,根据表中低于5klx光合曲线的斜率可以得出,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
故答案为:叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率。
(2)植物光合产物主要以蔗糖的形式提供给器官,由表可知,不同遮光时间下,果实光合产量差距较大,单株叶片的光合产量相差不大,则在较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至叶片中。
故答案为:蔗糖;叶。
(3)分析表格可知,与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均下降。在花生与其他高秆作物进行间种时应尽量减少遮光时间。
故答案为:下降;A。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
3、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法:CO2的固定量,O2的生成量,有机物的生成量;净光合作用的表示方法:CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
18.【答案】(1)协同进化
(2)3/64;50
(3)常;bbZWB;Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子,与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】(1)不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。
(2)由题意可知,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传,即符合自由组合定律,将三对基因均杂合的亲本杂交,可先将三对基因分别按照分离定律计算,再将结果相乘,即F1各对性状中,虎斑个体占3/4,白茧个体占1/4,抗软化病个体占1/4,相乘后F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是3/4×1/4×1/4=3/64。若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,总产卵数为8×400=3200枚,其中虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕占1/4×1/4×1/4=1/64,即3200×1/64=50只。
(3)分析题意和图示方案可知,黑卵壳经射线照射后,携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上且能正常表达,转移情况可分为三种,即携带B基因的染色体片段未转移或转移到常染色体上、转移到Z染色体上或转移到W染色体上。将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交,统计子代的黑卵壳孵化后雌雄家蚕的数目,结合图中的三组结果分析,Ⅰ组黑卵壳家蚕中雌雄比例接近1:1,说明该性状与性别无关,即携带B基因的染色体片段未转移或转移到了常染色体上;Ⅱ组黑卵壳家蚕全为雌性,说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上;Ⅲ组黑卵壳家蚕全为雄性,说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。
①由以上分析可知,Ⅰ组携带B基因的染色体片段未转移或转移到了常染色体上,即所得雌蚕的B基因位于常染色体上。
②由题意可知,如存在基因缺失,亦用b表示。Ⅱ组携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上,亲本雌蚕的基因型为bbZWB,与白卵壳雄蚕bbZZ杂交,子代雌蚕的基因型为bbZWB(黑卵壳),雄蚕的基因型为bbZZ(白卵壳),可以通过卵壳颜色区分子代性别。将子代黑卵壳雌蚕继续杂交,后代类型保持不变,故这种杂交模式可持续应用于生产实践中。
③由题意分析可知,如存在基因缺失,亦用b表示。Ⅲ组携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上,亲本雌蚕的基因型为bbZBW,与白卵壳雄蚕bbZZ杂交,子代雌蚕的基因型为bbZW(白卵壳),雄蚕的基因型为bbZBZ(黑卵壳)。再将黑壳卵雄蚕(bbZBZ)与白壳卵雌蚕(bbZW)杂交,子代为bbZBZ、bbZZ、bbZBW、bbZW,其后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别,故不能满足生产需求。
【分析】1、自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关的遗传方式就称为伴性遗传
3、家蚕的性别决定方式是 ZW 型,雌蚕的性染色体组成是ZW,雄蚕的性染色体组成是ZZ。
19.【答案】(1)信息分子
(2)抑制种子萌发,降低种子的萌发率
(3)敏感性
(4)ERF能促进脱落酸合成酶基因的转录,促进脱落酸合成酶的合成,使种子中脱落酸含量增多,抑制种子的萌发,降低了种子的萌发率;而ERF缺失突变体种子中缺少ERF,合成脱落酸合成酶减少,种子中脱落酸含量减少,种子的萌发率增大
(5)
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】(1)光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节,故光和植物激素等作为信息分子调控种子萌发的过程。
(2)由图1实验结果分析,ERF缺失突变体组的种子萌发率高于野生型,ERF过表达突变体组的种子萌发率低于野生型,且phyA缺失突变体组的种子萌发率最低,由结果可以推测,phyA激活的条件下ERF蛋白能够抑制种子的萌发,降低种子的萌发率。
(3)由图2实验结果分析,ERF过表达突变体组拟南芥的种子在较低浓度的外源ABA条件下,种子的萌发率就逐渐降低;在0.3μMABA时,ERF过表达突变体组组拟南芥的种子的萌发率为0,而ERF缺失突变体组拟南芥的种子的萌发率接近于100%,由结果可以推测,ERF提高了拟南芥种子对外源ABA的敏感性。
(4)由图3实验结果分析,ERF缺失突变体种子中ABA2的mRNA含量低于野生型,说明ERF(一种胞内蛋白)能促进脱落酸合成酶基因的转录,从而促进脱落酸合成酶的合成,使种子中脱落酸含量增多,从而抑制拟南芥种子的萌发,而ERF缺失突变体种子中缺少ERF,合成脱落酸合成酶减少,种子中脱落酸含量减少,种子的萌发率增大。
(5)由实验结果可知,phyA激活的条件下ERF蛋白能够抑制种子的萌发,ERF能促进ABA的合成,抑制种子的萌发;添加外源ABA后,野生型拟南芥植株中ERF mRNA的含量显著高于对照组,说明ABA能促进ERF的合成。综合上述实验结果,光、植物激素调控种子萌发的调控机制模式图如下: 。
【分析】1、光作为能源驱动植物进行光合作用,光合作用既为植物自身生长发育,也为其他生物的生长发育提供能量和物。光还作为信号在植物体中被光敏色素(一种蛋白)捕捉,进而调控植物的生长发育。
2、脱落酸:在根冠、萎蔫的叶片中合成,能抑制细胞的分裂,促进气孔的关闭,促进叶、果实的衰老和脱落,维持种子的休眠。
3、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要核糖核苷酸作为原料
20.【答案】(1)生产者、消费者、分解者;生产者
(2)下降;引种多种水生植物
(3)有机物被微生物分解消耗了大量的氧气
(4)浮水植物a、沉水植物c
(5)①适量投放可取食或破坏大肠杆菌的生物到湿地水体中②可增加出水口前的缓流区面积、降低流速、增加水生植物密度
【知识点】生态系统的结构
【解析】【解答】(1)生态系统的组成包括非生物部分和生物部分,人工湿地生态系统的主要生物类群包括生产者、消费者、分解者。其中所有芦苇是同种生物个体的总和,构成一个种群。由图可知,满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物能通过光合作用合成有机物,将光能转变为化学能,属于生产者。
(2)封闭出水口一段时间后再测出水口的水质,可以反应植物的净化效果。由第一个表格可以看出,除了大肠杆菌数目外,N、P、有机物的含量都在下降,说明植物能吸收水中的N、P等无机盐,净化水质。引起这种变化主要原因与研究人员引种多种水生植物的措施有关。
(3)BOD值表示污水中生物体在代谢中分解有机物消耗的氧气量,该值越高,表明有机物的含量越高,污染越严重。污水流经人工实验湿地后BOD值下降,表明水体中的有机物被微生物分解消耗了大量的氧气。
(4)由第二个表格可以看出,三种水生植物相比,浮水植物a吸收N的能力最强,沉水植物c吸收P的能力最强,所以投放a、c两种植物可以达到降低该湿地中N、P的最佳效果。
(5)虽然引入水生植物后总氮、总磷、有机物的值都在下降,但是大肠杆菌的数目却在上升,因此需要控制大肠杆菌的数目。为保持该湿地现有的净化能力并使水质进一步达到国家排放标准,可以采取①适量投放可取食或破坏大肠杆菌的生物,如草履虫、噬菌体等到湿地水体中;②可增加出水口前的缓流区面积、降低流速、增加水生植物密度等。
【分析】生态系统组成成分: ①生产者:合成有机物,储存能量;为消费者提供食物和栖息场所。 ②消费者:加快物质循环,帮助植物传粉和传播种子。③分解者:将有机物分解成无机物,供生产者重新利用。④非生物的物质和能量:光、水、空气、无机盐等。
21.【答案】(1)逆转录;限制酶
(2)构建基因表达载体;吸附宿主细胞,并注入核酸(DNA)
(3)新冠病毒;棘突蛋白;细胞核
(4)抗原-抗体杂交(抗原-抗体特异性结合)
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)以RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录,需要逆转录酶,制备重组腺病毒,相当于基因工程中构建基因表达载体的步骤,需要限制酶的参与。
(2)基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。以病毒做为基因工程的载体,可以利用病毒具有的吸附宿主细胞,并注入核酸的特点,将目的基因导入受体细胞。
(3)从新冠疫苗的制备流程分析,传统灭活病毒疫苗的风险在于生产疫苗必须先大规模培养新冠病毒,大规模培养新冠病毒很容易感染人类。
重组腺病毒疫苗则明显降低了该风险,其引起机体产生免疫反应的有效物质是新冠病毒外壳上的棘突蛋白,棘突蛋白合成受DNA控制,DNA主要分布在细胞核。
(4)无论哪种技术路线生产的疫苗,要确认其是否引起机体产生对新冠病毒的免疫反应,常用抗原-抗体杂交方法进行检测。
【分析】基因工程的操作程序:
(1)目的基因的筛选与获取:利用PCR获取和扩增目的基因:①变性:当温度上升到90°C以上时。双链DNA解聚为单链。②复性:当温度下降到50°C左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。③延伸:72°C左右时,耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
(2)基因表达载体的构建: 基因表达载体的组成有目的基因、复制原点、启动子、终止子和标记基因。
(3)将目的基因导入受体细胞——感受态细胞法:适用于微生物。Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子。
(4)目的基因的检测与鉴定:①分子水平:DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体DNA是否插入目的基因,也可检测目的基因是否转录出mRNA。抗原抗体杂交法检测目的基因是否表达出蛋白质。②个体生物学水平鉴定。
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湖南省邵阳市二中2022-2023学年高三上学期入学考试生物试题
一、单选题
1.(2022高三上·邵阳开学考)“奥密克戎”是迄今为止侵染能力最强的新冠病毒的变异毒株。能被新冠病毒及其变异毒株侵染的人体细胞都具有一个共性,即细胞膜上有一种跨膜蛋白--血管紧张素转化酶2(ACE2)。新冠病毒能利用其表面的S蛋白识别靶细胞上的ACE2蛋白,然后侵入这些细胞。下列有关叙述错误的是( )
A.“奥密克戎”侵染能力强,但不能在添加血浆的培养基上繁殖
B.高温能使S蛋白失活,该蛋白失活后依然能与双缩脲试剂发生反应
C.能被“奥密克戎”侵染的众多细胞内ACE2基因都已表达
D.“奥密克戎”等病原体侵染的细胞裂解死亡不是基因控制的
【答案】D
【知识点】蛋白质变性的主要因素;检测蛋白质的实验;细胞的凋亡;病毒
【解析】【解答】A、“奥密克戎”是新冠病毒的变异毒株,不能在细胞外繁殖,A正确;
B、高温能破坏S蛋白的空间结构,使其失活,失活蛋白中肽键没有断裂,依然能与双缩脲试剂发生反应,B正确;
C、能被“奥密克戎”侵染的众多细胞上含有ACE2蛋白, 由此说明这些细胞内ACE2基因都已表达,C正确;
D、细胞毒性T细胞与“奥密克戎”等病原体侵染的细胞接触,诱导它们裂解死亡,该类型的细胞死亡属于细胞凋亡,而细胞凋亡是受基因控制的,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、病毒没有细胞结构,不能独立生活,必须寄生在细胞中进行生活。
2、肽键结构在碱性溶液中能与Cu2+结合生成紫色络合物,因此肽键能与双缩脲试剂发生紫色反应。
3、细胞凋亡:由基因决定的细胞自动结束生命的过程。该过程受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。如正常发育过程中细胞的程序性死亡,细胞的自然更新,被病原体感染的细胞的清除。细胞凋亡保证了多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰。
2.(2022高三上·邵阳开学考)为筛选高效抑制苹果树腐烂病菌生长的芽孢杆菌,取直径为3mm的果树腐烂病菌菌落转移至A处,B处接种芽孢杆菌(图1)。培养若干天,实验组与对照组的结果如图2所示。下列抑菌率的计算公式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】根据题干信息分析,图1中应该取直径为3mm的果树腐烂病菌菌落移置于A处,B处接种芽孢杆菌。培养若干天,测量并计算抑菌率,图2显示实验组果树腐烂病菌的菌落直径d,对照组果树腐烂病菌的菌落直径为D,又因为一开始接种的苹果腐烂病菌的直径为3mm,则抑菌率(%)=(D d)/(D 3)×100%。
故答案为:B。
【分析】 菌落是指由一个微生物细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度,形成肉眼可见的子细胞群落。菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等,每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征。
3.(2022高三上·邵阳开学考)端粒是存在于染色体两端的一段特殊序列的DNA.端粒学说认为随细胞不断分裂,线性染色体的末端不断缩短,当缩短至染色体的临界长度时,细胞将失去活性而衰老死亡。研究发现,端粒缩短与DNA复制方式有关,不易分裂的上皮细胞、软骨细胞端粒酶的活性很低,而分裂旺盛的癌细胞、造血干细胞端粒酶的活性较高。如图为人体细胞内DNA复制部分过程示意图,相关叙述错误的是( )
A.由图可知A物质是DNA聚合酶,该过程可体现出DNA分子复制时边解旋边复制的特点
B.引物是具有3′端和5′端的单链结构且被切除时并不影响DNA分子的结构
C.最后一个冈崎片段的引物切除后无法修复,可能是由于缺少引物,也可能是缺少5′端上游的序列
D.可通过提高端粒酶活性或数量等方法延缓细胞衰老
【答案】A
【知识点】细胞衰老的原因探究;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、由图可知A物质是解旋酶,A错误;
B、由图可知引物是具有3′端和5′端的单链结构,在DNA聚合酶的作用下,可将游离的脱氧核苷酸逐个加到引物的3’端延伸DNA子链。引物被切除后的“空白”区域可通过新链合成修复,不影响DNA分子的结构,B正确;
C、DNA分子的复制是从5’端到3’端复制,因而一条DNA分子的子链在复制时是不连续的。必须借助引物的参与,并且游离的脱氧核苷酸要连接在DNA片段的3’端,所以最后冈崎片段的引物切除后无法修复,可能是由于缺少引物,也可能是缺少5’端上游的序列。C正确;
D、端粒酶可以修复DNA复制过程中的“空白”区域,理论上可以通过提高端粒酶活性或数量来增加DNA复制的次数,延缓细胞衰老。D正确。
故答案为:A。
【分析】1、DNA复制:
(1)时间:在细胞分裂前的间期,随染色体的复制完成。
(2)场所:主要是细胞核,线粒体、叶绿体中也存在。
(3)过程:在细胞提供的能量驱动下,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。然后,DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子链。随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链也在不断延伸。同时,每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
2、 端粒学说:每次细胞分裂后端粒DNA序列会缩短一截,多次分裂后端粒内侧的正常基因的DNA序列受损,导致细胞活动渐趋异常。
4.(2022高三上·邵阳开学考)西北农林科技大学对某甜瓜品种进行“低温锻炼对冷胁迫下幼苗超氧化物歧化酶(SOD,该酶能减缓植株的衰老)活性与叶绿素含量的影响”实验。设置了如下三组实验:T1(昼夜15~10℃),T2(昼夜10~5℃)和CK(昼夜25~15℃)。低温锻炼十天后,将三组幼苗同时进行低温胁迫处理,测定各项生化指标,结果如下。下列相关分析不正确的是( )
A.低温锻炼不能防止甜瓜幼苗在冷胁迫下叶绿素的分解
B.在冷胁迫下,经低温锻炼的处理组SOD活性逐渐下降,但仍高于未经低温锻炼的CK组
C.幼苗经过低温锻炼后使清除自由基的机制起作用,增强其对冷胁迫环境下的适应能力
D.未锻炼的CK组冷胁迫后SOD活性降低是由于其空间结构发生了改变
【答案】D
【知识点】酶的相关综合;叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】A、在低温胁迫下,T1和T2组甜瓜幼苗细胞中叶绿素含量均低于CK组,说明低温锻炼不能防止甜瓜幼苗在冷胁迫下叶绿素的分解,A正确;
B、据左图可知,在冷胁迫下,经低温锻炼的处理组SOD活性逐渐下降,但仍高于未经低温锻炼的CK组,B正确;
C、由题干可知,SOD能减缓植株的衰老,幼苗经过低温锻炼后,SOD活性提高,故低温锻炼可使清除自由基的机制起作用,增强其对冷胁迫环境下的适应能力,C正确;
D、低温会使酶的活性降低,但空间结构不改变,故未锻炼的CK组冷胁迫后SOD活性降低,不是其空间结构发生改变导致的,D错误。
故答案为:D。
【分析】 分析图示,从曲线图表示的意义可知,无论是胁迫前还是胁迫后,锻炼过的甜瓜幼苗的SOD活性均比未锻炼的要高。
5.(2022高三上·邵阳开学考)操作顺序的先后是实验成败的关键,下列操作先后顺序正确的是( )
A.测定酶活力时,将酶与底物混合后加入缓冲液,一段时间后检测产物的量
B.观察根尖细胞的有丝分裂时,先低倍镜找到分生区细胞,再在高倍镜下找到中期细胞,然后再找其他时期的细胞
C.对培养液中酵母菌进行计数时,先将菌液滴入计数室,再盖上盖玻片并吸取多余的菌液
D.PCR技术扩增DNA时,一轮循环的温度按95℃→72℃→55℃的顺序逐步降低
【答案】B
【知识点】观察细胞的有丝分裂;探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化;酶活力测定的一般原理和方法;PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、测定酶活力时,应在酶与底物混合前加入缓冲液调整好pH,A错误;
B、中期细胞中染色体形态稳定、数目清晰,便于观察,因此在观察根尖细胞分裂时,先在高倍镜下找到中期细胞,再找其他时期的细胞,B正确;
C、对酵母菌进行计数时,先将盖玻片盖在计数室上,再将菌液滴于盖玻片边缘,使其自行渗入,C错误;
D、PCR技术扩增DNA的过程为变性(95℃)→复性(55℃)→延伸(72℃),D错误。
故答案为:B。
【分析】1、在低倍镜下观察清楚物像后,把要放大观察的物像移至视野中央。转动转换器,换成高倍物镜。转动反光镜使视野明亮,用细准焦螺旋调焦并观察。
2、PCR扩增过程:
(1)变性:当温度上升到90°C以上时。双链DNA解聚为单链。
(2)复性:当温度下降到50°C左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
(3)延伸:72°C左右时,耐高温的DNA聚合酶活性高,可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
6.(2022高三上·邵阳开学考)cAMP(环化-磷酸腺苷)是由ATP脱去两个磷酸基后环化而成的一种细胞内的信号分子,其结构组成如图1所示。人在饥饿时,肾上腺髓质分泌肾上腺素可参与血糖调节,使血糖浓度升高,调节机理及部分过程如图2所示。下列相关叙述正确的是( )
A.图1中,A所示物质是腺嘌呤,B处化学键是磷酸二酯键,每个cAMP分子含1个高能磷酸键
B.正常情况下,肾上腺素、cAMP、葡萄糖均可存在于人体内环境中
C.图2中,肾上腺髓质分泌肾上腺素的调节方式是神经调节,发生图示生理过程时,血管C、
D.E三处的血糖浓度大小关系最可能为D<C<ED.当血糖含量升高后,信号分子X发挥作用,它最可能是胰高血糖素
【答案】C
【知识点】ATP的相关综合;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、结合分析可知,cAMP(环化一磷酸腺苷)是由ATP脱去两个磷酸基后环化而成的一种细胞内的信号分子,所以A是腺嘌呤,不含高能磷酸键,B处是磷酸基团和自身五碳糖上的羟基连接而成,不是磷酸二酯键,A错误;
B、结合题意可知,cAMP是一种细胞内的信号分子,不属于内环境的成分,B错误;
C、结合图2分析可知,下丘脑通过传出神经元直接作用于肾上腺髓质,使其分泌肾上腺素,该过程为神经调节;肾上腺素可以促进血糖浓度升高,图示中肝脏细胞中的肝糖原分解,使血糖升高,因此E最高,而C、D都还未经过肝脏,因此都比E小,且C到D的过程中血糖也在被其它细胞消耗,因此血糖浓度:E>C>D,C正确;
D、进餐后,由于消化吸收,血液中葡萄糖增多,X分泌增多,抑制肝糖原分解,同时促进血糖进入组织细胞,使血糖下降,其最可能是胰岛素,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、cAMP(环化一磷酸腺苷)是由ATP脱去两个磷酸基后环化而成的一种细胞内的信号分子,分析图1可知,A为腺嘌呤,与一分子核糖和一分子磷酸连在一起。分析图2可知,下丘脑通过神经支配肾上腺髓质使其分泌肾上腺素,通过血液运输后,肾上腺素作用于靴细胞膜上的受体,引起把胞内的代谢变化。
2、参与血糖调节的主要激素: (1)胰岛素:一方面促进血糖进人组织细胞进行氧化分解,进人肝、肌肉并合成糖原,进人脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面抑制肝糖原分解和非糖物质转变成葡萄糖,从而使血糖浓度降低。 (2)胰高血糖素:主要作用于肝,促进肝糖原分解和非糖物质转变成糖,从而使血糖浓度回升到正常水平。
7.(2022高三上·邵阳开学考)玉米条纹病毒的遗传物质是单链环状DNA分子。下图为该病毒DNA在玉米细胞内的复制过程。相关叙述正确的是( )
A.复制时A与U、G与C进行配对
B.复制时以四种脱氧核糖核苷酸为原料
C.形成子代DNA时亲本DNA边解旋边复制
D.新合成的互补链是子代病毒的遗传物质
【答案】B
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、DNA复制时,根据碱基互补配对原则,A和T配对,C和G配对,A错误;
B、DNA复制时,以四种脱氧核糖核苷酸为原料,B正确;
C、以正链为模板合成双链DNA分子时,因为是单链不需要解旋,C错误;
D、新合成的互补链与亲本碱基序列不同,不是子代病毒的遗传物质,D错误。
故答案为:B。
【分析】DNA复制:
(1)时间:在细胞分裂前的间期,随染色体的复制完成。
(2)场所:主要是细胞核,线粒体、叶绿体中也存在。
(3)过程:在细胞提供的能量驱动下,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。然后,DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子链。随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链也在不断延伸。同时,每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
8.(2022高三上·邵阳开学考)科研人员利用虎皮鹦鹉进行研究:是否聪明能干的雄鸟更能吸引异性。每组包括1只雌鸟、2只雄鸟,共同完成以下流程。
初选 雌鸟在优选区停留时间较长一侧的雄鸟称作雌鸟的“青睐者”,另一只称作“落选者”。
训练 ①将雌鸟带离训练区。对“落选者”进行为期一周的开箱取食训练。 ②一周后,雌鸟观察“落选者”和“青睐者”雄鸟取食过程。
再选 将3只虎皮鹦鹉再次移入初选装置,雌鸟在“落选者”一侧优选区停留时间显著高于“青睐者”。
下列相关描述不正确的是( )
A.在初选时应将两只雄性鹦鹉的位置每天更换一次,且“青睐者”不进行训练
B.“落选者”雄鸟经过培训后能够打开箱子取出食物,这属于非条件反射
C.再选实验并不能排除雌性鹦鹉因被食物本身吸引而导致“青睐者”落选
D.雌性虎皮鹦鹉选择聪明能干的雄鸟是长期自然选择、定向进化的结果
【答案】B
【知识点】反射的过程;自然选择与适应
【解析】【解答】A、分析题意可知,雌鸟在优选区停留时间较长一侧的雄鸟称作雌鸟的“青睐者”,另一只称作“落选者”,故在实验过程中将两只雄性鹦鹉的位置每天更换一次的原因是排除位置原因对雌鸟选择的影响,且为保证单一变量,“青睐者”不进行训练,A正确;
B、“落选者”雄鸟进行技能培训后,可以打开箱子取出食物,这是经后天学习行为获得的,属于条件反射,B错误;
C、“落选者”经过“再选”后重获青睐也可能是因为雌鸟看中了它得到的食物,即再选实验并不能排除雌性鹦鹉因被食物本身吸引而导致“青睐者”落选,C正确;
D、雌性虎皮鹦鹉选择聪明能干的雄鸟利于子代更好的适应环境并存活下来,是长期自然选择、定向进化的结果,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、反射的类型:
反射类型 形成 特点 意义 实例
非条件反射 通过遗传获得,与生俱来 不经过大脑皮层;先天性;终生性;数量有限射 使机体初步适应环境 眨眼反射、缩手、膝跳反射、排尿反射
条件反射 在生活过程中通过学习和训练而 经过大脑皮层;后天性;可以建立,也能消退;数量可以不断增加 使机体适应复杂多变的生存环境 “望梅止渴”、画饼充饥”等
2、自然选择决定生物进化的方向。
9.(2022高三上·邵阳开学考)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示
下列叙述正确的是( )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、步骤①中、酶处理时间要足够长,以使底物完全水解,A错误;
B、步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,应相同,否则会影响实验结果,B错误;
C、步骤④中,液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化,C错误;
D、S型细菌有荚膜,菌落光滑,R型细菌无荚膜,菌落粗糙。步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态,判断是否出现S型细菌,D正确。
故答案为:D。
【分析】 艾弗里实验将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中,结果发现:只有加入DNA,R型细菌才能够转化为S型细菌,并且DNA的纯度越高,转化就越有效;如果用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA,就不能使R型细菌发生转化。说明转化因子是DNA。题干中利用酶的专一性,研究“转化因子”的化学本质。
10.(2021高二上·常熟开学考)在一个蜂群中,少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而大多数幼虫以花粉和花蜜为食则发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团(如下图所示)。敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。下列有关叙述错误的是( )
A.胞嘧啶和5′甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对
B.DNA甲基化本质上是一种基因突变,从而导致性状改变
C.蜂王浆可能会使蜂王细胞中DNMT3基因的表达水平下降
D.DNA甲基化可能干扰了RNA聚合酶对DNA相关区域的作用
【答案】B
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系;表观遗传
【解析】【解答】A、从图中可以看出,胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶(添加了甲基的胞嘧啶)在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对,A正确;
B、DNA甲基化并没有改变基因的碱基序列,没有发生基因突变,B错误;
C、敲除DNMT3 基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果,说明蜂王浆可能会使蜂王细胞中DNMT3基因的表达水平下降,C正确;
D、DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合,使得基因的表达有差异,D正确。
故答案为:B。
【分析】DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。所谓DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下,在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位共价键结合一个甲基基团。大量研究表明,DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因表达。
11.(2022高三上·邵阳开学考)某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK),两者可组成多种有活性的CDK-cyclin复合体,细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。细胞周期如图所示,下列叙述错误的是( )
A.同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B.细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控
C.抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D.一个细胞周期中,调控不同阶段的CDK-cyclin复合体会同步发生周期性变化
【答案】D
【知识点】细胞周期
【解析】【解答】A、同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期的持续时间一般不同,A正确;
B、根据题意“细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控”,可知细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控,B正确;
C、由于细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。因此抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使对应阶段的转换受抑制,从而使细胞周期停滞在特定阶段,C正确;
D、由于一个细胞周期中,不同阶段的变化不是同步的,因此调控不同阶段的CDK-cyclin复合体不会同步发生周期性变化,D错误。
故答案为:D。
【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止所经历的全过程,真核生物连续分裂的体细胞才具有细胞周期。一个细胞周期=分裂间期(在前,时间长大约占90%~95%,细胞数目多)+分裂期(在后,时间短占5%~10%,细胞数目少)。
12.(2022高三上·邵阳开学考)某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料,以葡萄糖作为能量来源,在一定条件下,通过控制氧气浓度的变化,得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)、以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线,实验结果如图所示,t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,S1、S2、S3、S4,分别表示图示面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验,实验装备和条件不变,得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述错误的是( )
A.t1时刻,氧气浓度较高,无氧呼吸消失
B.如果改变温度条件,t1会左移或右移,但是S1和S2的值始终相等
C.若S2∶S3=2∶1,S4∶S1=8∶1时,0~t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1
D.若曲线Ⅳ和Ⅲ完全重合,则0~t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、t1时刻,酒精产生速率为0 ,Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,说明酵母菌只进行有氧呼吸,无氧呼吸消失,A正确;
B、如果改变温度条件,酶的活性会升高或降低,t1会左移或右移,0~t1产生的CO2=S1+S2+S3+S4,无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相同,即无氧呼吸产生的CO2=S2+S3,有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量,即有氧呼吸产生的CO2=S2+S4,即S1+S2+S3+S4=S2+S3+S2+S4,即S1和S2的值始终相等,B正确;
C、由上述分析可知,S1=S2,若S2:S3=2:1、S4:S1=8:1时,则S4:S2=8:1,有氧呼吸产生的CO2=S2+S4=9S2,无氧呼吸产生的CO2=S2+S3=1.5S2,有氧呼吸产生的CO2:无氧呼吸产生的的CO2=6:1,有氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生6mol二氧化碳,无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol二氧化碳,因此0~t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2:1,C正确;
D、乳酸菌进行无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol乳酸,酵母菌无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol酒精,若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合,说明酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸且乳酸和酒精的产生速率相等,但酵母菌同时进行有氧呼吸,则0~t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌,D错误。
故答案为:D。
【分析】酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,1mol葡萄糖进行有氧呼吸消耗6mol氧气,产生6mol二氧化碳和12mol水;酵母菌无氧呼吸产物是二氧化碳和酒精,1mol葡萄糖无氧呼吸产生2mol酒精和2mol二氧化碳。
13.(2022高三上·邵阳开学考)研究人员对生理状况相同的水稻的根用不同强度的单侧光照射相同时间后,生长状况如图1所示,黑暗、弱光,强光条件下测得的α分别为0°、17.5°、35.5°。已知光照不会影响生长素的合成,研究人员测定不同处理后根尖向光侧和背光侧的生长素含量,结果如图2.所示。以下分析不正确的是( )
A.由图1结果可知,水稻根具有背光生长的特性
B.与弱光相比,强光对生长素分布的影响程度更大
C.水稻根向光侧生长素含量下降仅与生长素向背光侧运输有关
D.水稻根在单侧光照射后的生长状况可能与生长素对根作用的两重性有关
【答案】C
【知识点】生长素的产生、分布和运输情况;生长素的作用及其作用的两重性
【解析】【解答】A、由题干信息可知,黑暗、弱光,强光条件下测得的α分别为0°、17.5°、35.5°,这一结果体现了根具有背光生长的特性,A正确;
B、根据弯曲角度可知,与弱光相比,强光对生长素分布的影响程度更大,B正确;
C、分析图2可知,黑暗条件下两侧生长素的总量为700ng·g-1,而弱光、强光条件下生长素的总量分别为539.8ng·g-1(138.2+401.6)、506.6ng·g-1(92.2+414.4),推测单侧光可能引起向光侧生长素的分解;弱光、强光条件下背光侧生长素的含量分别为401.6ng·g-1、414.4ng·g-1,均大于黑暗条件下的一侧生长素含量350ng·g-1,故推知单侧光引起了生长素的横向运输,部分生长素由向光侧向背光侧运输;故水稻根向光侧生长素含量下降与两方面有关(单侧光可能引起向光侧生长素的分解、单侧光引起了生长素的横向运输),C错误;
D、由题图分析可知,单侧光照射后,水稻根向光侧生长素含量少,生长快,背光侧生长素含量多,反而生长慢,说明生长素对根作用有两重性,D正确。
故答案为:C。
【分析】生长素:
(1)合成部位:在芽、幼嫩的叶和发育中的种子中合成。
(2)作用:能促进细胞伸长生长、诱导细胞的分化、促进侧根和不定根的生长、影响花、叶、果实的发育。
(3)作用特点:浓度较低时促进生长,浓度过高则抑制生长。
(4)各器官对生长素的敏感程度为根>芽>茎。幼嫩细胞敏感,衰老细胞比较迟钝。
二、多选题
14.(2022高三上·邵阳开学考)CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料,分别进行三种不同实验处理,甲组提供大气CO2浓度(375μmol·mol-1),乙组提供CO2浓度倍增环境(750μmol·mol-1),丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60d,测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应,选择晴天上午测定各组的光合作用速率。下列相关叙述正确的是( )
A.CO2浓度倍增的环境能够提高本实验中作物的光合作用速率
B.突然倍增CO2浓度,暗反应过程中C3化合物含量短时间内会增加
C.丙组的光合作用速率比甲组低的原因可能是固定CO2的酶含量升高
D.CO2浓度倍增实验作物的光合作用速率并未倍增,可能与光反应有关
【答案】A,B,D
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、分析题意可知,甲组提供大气CO2浓度,乙组提供CO2浓度倍增环境,结果显示乙组光合速率较高,故CO2浓度倍增的环境能够提高本实验中作物的光合作用速率,A正确;
B、突然倍增CO2浓度,暗反应过程中二氧化碳的固定加快,C3化合物含量短时间内会增加,B正确;
C、甲组和丙组比较可知,作物长期处于高CO2浓度条件下有可能会使固定CO2的酶的活性降低,或者是数量减少,C错误;
D、光合作用光反应为暗反应提供ATP和[H],当CO2浓度倍增时,光合作用的限制因素,可能是光反应为暗反应提供的ATP和[H]不足,D正确。
故答案为:ABD。
【分析】环境条件改变时光合作用各物质含量的变化:
(1)改变光照条件:光照由强到弱,二氧化碳供应不变,光反应减弱,NADPH、ATP减少,氧气产生量减少,C3还原减弱,二氧化碳固定正常,C3含量上升,C5含量下降,(CH2O)合成量减少。
(2)改变二氧化碳浓度:光照不变,二氧化碳供应减少,暗反应减弱,二氧化碳固定减弱,C3还原正常,C3含量下降,C5含量上升,NADPH、ATP增加,氧气产生量减少,(CH2O)合成量减少。
15.(2022高三上·邵阳开学考)研究者诱导体外培养的骨髓间质干细胞向肝细胞分化,检测诱导培养过程中转录因子4(Oct4)基因和白蛋白(Alb)基因的表达水平,以及Oct4基因启动子甲基化(DNA在相关酶的作用下,将甲基转移到特定的碱基上)水平,结果如图1、2。下列相关叙述正确的是( )
A.骨髓间质干细胞在有丝分裂基础上分化成肝细胞
B.在分化形成肝细胞的过程中Alb基因表达量升高
C.Oct4基因启动子的甲基化水平与其表达量呈负相关
D.结果表明Oct4基因表达产物可促进Alb基因的转录
【答案】A,B,C
【知识点】细胞分化及其意义;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、细胞分裂是分化的基础,据此可知,诱导体外培养的骨髓间质干细胞向肝细胞分化的过程是在有丝分裂基础上分化形成的,A正确;
B、结合图示可知,在分化形成肝细胞的过程中Alb基因表达量升高,Oct4基因的表达量逐渐下降,B正确;
C、图中显示,在诱导体外培养的骨髓间质干细胞向肝细胞分化的过程中Otc4基因启动子的甲基化水平逐渐升高,而此时其表达量逐渐下降,这说明Oct4基因启动子的甲基化水平与其表达量呈负相关,C正确;
D、根据图示结果可看出Otc4基因表达产物可抑制Alb基因的转录,D错误。
故答案为:ABC。
【分析】1、图1说明在诱导分化过程中,转录因子4(Oct4)基因表达水平下降、白蛋白(Alb)基因的表达水平上升。
2、图2说明在诱导分化过程中Oct4基因启动子甲基化水平上升导致Oct4基因表达水平下降。
16.(2022高三上·邵阳开学考)具有同种食物来源的两种捕食者之间,存在相互捕食对方的现象,称之为集团内双向捕食,如图所示。这种现象对群落中相关物种的种群动态和害虫的生物防治有着很大影响。下列说法正确的是( )
A.通过调查植食性昆虫的性别比例,可以预测其种群数量的变化趋势
B.天敌1和天敌2的种间关系为捕食和竞争,能量在两者之间能双向流动
C.天敌1、天敌2和植食性昆虫之间的信息传递是双向的
D.农业生产中增加捕食者种类能有效抑制害虫数量
【答案】B,C
【知识点】种群的特征;种间关系;生态系统中的信息传递;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、通过调查植食性昆虫的年龄组成,可以预测其种群数量的变化趋势,A错误;
B、据图可知,天敌1和天敌2的种间关系为捕食和竞争,能量在两者之间可通过双向捕食实现双向流动,B正确;
C、据图可知,天敌1、天敌2和植食性昆虫之间由于捕食关系的存在,它们之间的信息传递也表现出双向的,C正确;
D、农业生产中增加捕食者种类不一定能有效抑制害虫数量。如果捕食者种类增加过多,可能会导致捕食者之间的竞争加剧,不利于控制害虫的数量,D错误。
故答案为:BC。
【分析】1、年龄结构在一定程度上能预测种群数量的变化趋势。年龄结构是通过出生率和死亡率间接影响种群密度的。出生率大于死亡率为增长型,出生率小于死亡率为衰退型,出生率约等于死亡率为稳定型。
2、种间关系:
(1)原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。
(2)互利共生:两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。
(3)捕食:一种生物以另一种生物为食。
(4)寄生:一种生从另一种生物的体液、组织或已消化的物质中获取营养并对宿主产生危害。
(5)种间竞争:两种或更多种生物共同利用有限的资源和空间而产生的相互排斥的现象。
三、实验题
17.(2022·浙江)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理 指标
光饱和点(klx) 光补偿点(lx) 低于5klx光合曲线的斜率(mgCO2.dm-2.hr-1.klx-1) 叶绿素含量(mg·dm-2) 单株光合产量(g干重) 单株叶光合产量(g干重) 单株果实光合产量(g干重)
不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:
(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加 ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低 ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中 的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以 形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至 中。
(3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均 。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 (A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时),才能获得较高的花生产量。
【答案】(1)叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率
(2)蔗糖;叶
(3)下降;A
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)分析表格可知,遮光条件下花生叶片中的叶绿素含量升高,则花生可适应弱光环境,是通过增加叶绿素含量提高吸收光的能力;随着遮光时间的增加,光饱和点下降,说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率;随着遮光时间的增加,光补偿点下降,说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化,根据表中低于5klx光合曲线的斜率可以得出,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
故答案为:叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率。
(2)植物光合产物主要以蔗糖的形式提供给器官,由表可知,不同遮光时间下,果实光合产量差距较大,单株叶片的光合产量相差不大,则在较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至叶片中。
故答案为:蔗糖;叶。
(3)分析表格可知,与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均下降。在花生与其他高秆作物进行间种时应尽量减少遮光时间。
故答案为:下降;A。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
3、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法:CO2的固定量,O2的生成量,有机物的生成量;净光合作用的表示方法:CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
四、综合题
18.(2022高三上·邵阳开学考)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培有蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:
(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为 。
(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是 ;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得 只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕,用于留种。
(3)研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与I组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于 染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是 (如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,请简要说明理由 。
【答案】(1)协同进化
(2)3/64;50
(3)常;bbZWB;Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子,与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】(1)不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。
(2)由题意可知,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传,即符合自由组合定律,将三对基因均杂合的亲本杂交,可先将三对基因分别按照分离定律计算,再将结果相乘,即F1各对性状中,虎斑个体占3/4,白茧个体占1/4,抗软化病个体占1/4,相乘后F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是3/4×1/4×1/4=3/64。若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,总产卵数为8×400=3200枚,其中虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕占1/4×1/4×1/4=1/64,即3200×1/64=50只。
(3)分析题意和图示方案可知,黑卵壳经射线照射后,携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上且能正常表达,转移情况可分为三种,即携带B基因的染色体片段未转移或转移到常染色体上、转移到Z染色体上或转移到W染色体上。将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交,统计子代的黑卵壳孵化后雌雄家蚕的数目,结合图中的三组结果分析,Ⅰ组黑卵壳家蚕中雌雄比例接近1:1,说明该性状与性别无关,即携带B基因的染色体片段未转移或转移到了常染色体上;Ⅱ组黑卵壳家蚕全为雌性,说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上;Ⅲ组黑卵壳家蚕全为雄性,说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。
①由以上分析可知,Ⅰ组携带B基因的染色体片段未转移或转移到了常染色体上,即所得雌蚕的B基因位于常染色体上。
②由题意可知,如存在基因缺失,亦用b表示。Ⅱ组携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上,亲本雌蚕的基因型为bbZWB,与白卵壳雄蚕bbZZ杂交,子代雌蚕的基因型为bbZWB(黑卵壳),雄蚕的基因型为bbZZ(白卵壳),可以通过卵壳颜色区分子代性别。将子代黑卵壳雌蚕继续杂交,后代类型保持不变,故这种杂交模式可持续应用于生产实践中。
③由题意分析可知,如存在基因缺失,亦用b表示。Ⅲ组携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上,亲本雌蚕的基因型为bbZBW,与白卵壳雄蚕bbZZ杂交,子代雌蚕的基因型为bbZW(白卵壳),雄蚕的基因型为bbZBZ(黑卵壳)。再将黑壳卵雄蚕(bbZBZ)与白壳卵雌蚕(bbZW)杂交,子代为bbZBZ、bbZZ、bbZBW、bbZW,其后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别,故不能满足生产需求。
【分析】1、自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关的遗传方式就称为伴性遗传
3、家蚕的性别决定方式是 ZW 型,雌蚕的性染色体组成是ZW,雄蚕的性染色体组成是ZZ。
19.(2022高三上·邵阳开学考)科研人员利用拟南芥,对植物种子萌发过程光与相关植物激素之间的关系开展了如下研究。
(1)种子萌发是植物生命周期的起始,光和植物激素等作为 调控此过程。
(2)光敏色素A(phyA)接受适合光照后,会转变为激活状态。科研人员利用phyA激活剂分别处理野生型、phyA缺失突变体、ERF(一种胞内蛋白)缺失突变体及ERF过表达突变体的种子,并检测其萌发率,见图1。由结果可以推测,phyA激活的条件下ERF蛋白能够 。
(3)为了进一步探究ERF蛋白影响种子萌发的机制,科研人员用不同浓度的脱落酸(ABA)分别处理上述不同组拟南芥的种子,统计种子萌发率,见图2。结果说明ERF提高了拟南芥种子对外源ABA的 。
(4)进一步检测ERF缺失突变体种子中ABA2(一种脱落酸合成酶)的mRNA含量,结果见图3。结合图3结果、相关信息和基础知识,解释图2中ERF缺失突变体种子萌发率变化的原因 。
(5)又有研究显示,添加外源ABA后,野生型拟南芥植株中ERF mRNA的含量显著高于对照组。综合上述实验结果,完善光、植物激素调控种子萌发的调控机制模式图 (请在答题纸相应位置用文字和“+”或“-”作答,其中“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用。)
【答案】(1)信息分子
(2)抑制种子萌发,降低种子的萌发率
(3)敏感性
(4)ERF能促进脱落酸合成酶基因的转录,促进脱落酸合成酶的合成,使种子中脱落酸含量增多,抑制种子的萌发,降低了种子的萌发率;而ERF缺失突变体种子中缺少ERF,合成脱落酸合成酶减少,种子中脱落酸含量减少,种子的萌发率增大
(5)
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】(1)光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节,故光和植物激素等作为信息分子调控种子萌发的过程。
(2)由图1实验结果分析,ERF缺失突变体组的种子萌发率高于野生型,ERF过表达突变体组的种子萌发率低于野生型,且phyA缺失突变体组的种子萌发率最低,由结果可以推测,phyA激活的条件下ERF蛋白能够抑制种子的萌发,降低种子的萌发率。
(3)由图2实验结果分析,ERF过表达突变体组拟南芥的种子在较低浓度的外源ABA条件下,种子的萌发率就逐渐降低;在0.3μMABA时,ERF过表达突变体组组拟南芥的种子的萌发率为0,而ERF缺失突变体组拟南芥的种子的萌发率接近于100%,由结果可以推测,ERF提高了拟南芥种子对外源ABA的敏感性。
(4)由图3实验结果分析,ERF缺失突变体种子中ABA2的mRNA含量低于野生型,说明ERF(一种胞内蛋白)能促进脱落酸合成酶基因的转录,从而促进脱落酸合成酶的合成,使种子中脱落酸含量增多,从而抑制拟南芥种子的萌发,而ERF缺失突变体种子中缺少ERF,合成脱落酸合成酶减少,种子中脱落酸含量减少,种子的萌发率增大。
(5)由实验结果可知,phyA激活的条件下ERF蛋白能够抑制种子的萌发,ERF能促进ABA的合成,抑制种子的萌发;添加外源ABA后,野生型拟南芥植株中ERF mRNA的含量显著高于对照组,说明ABA能促进ERF的合成。综合上述实验结果,光、植物激素调控种子萌发的调控机制模式图如下: 。
【分析】1、光作为能源驱动植物进行光合作用,光合作用既为植物自身生长发育,也为其他生物的生长发育提供能量和物。光还作为信号在植物体中被光敏色素(一种蛋白)捕捉,进而调控植物的生长发育。
2、脱落酸:在根冠、萎蔫的叶片中合成,能抑制细胞的分裂,促进气孔的关闭,促进叶、果实的衰老和脱落,维持种子的休眠。
3、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要核糖核苷酸作为原料
20.(2022高三上·邵阳开学考)某地一条河流常年被生活废水污染。生活废水的水质、水量不均, 有机物、N、P含量高。为因地制宜探索治理河水污染的生态方法,研究人员将污染河水引入一个面积为 33m×20m 的人工实验湿地(见下图)。
在该人工实验湿地中引入满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物,并暂时封闭出水口。一段时间后检测进水口和出水口的水质,结果见下表
参数 入口处半均值 出口处平均值 国家排放标准
总氮(mg /L) 25 9 15
总磷(mg /L) 2.4 0.8 1.0
*BOD (mg/ L) 60 8 20
炎便类大肠杆菌(细菌数目100mL) 1.0X 107 1.9X 105 100一500
*BOD表示污水中生物体在代谢中分解有机物消耗的氧气量,可间接反映出水质中有机物含量
请回答问题:
(1)组成该人工实验湿地的主要生物类群包括 ,其中所有芦苇构成一个种群。从生态系统营养结构分析, 该人工实验湿地中引入满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物属于 。
(2)据表分析,流经人工实验湿地后,污水中氮、磷总量均呈现 趋势。引起这种变化主要原因与研究人员 的措施有关。
(3)污水流经人工实验湿地后,BOD值的变化表明水体中 。
(4)为减少水体中 N、P含量过高给水生生态系统带来的不良影响,环保工作者选择其中 3种植物分别置于试验池中,90天后测定它们吸收 N、P的量,结果见下表。
植物种类 单位水体面积N吸收量(g/m2 ) 单位水体面积P吸收量(g/m2)
浮水植物a 22.30 1.70
浮水植物b 8.51 0.72
沉水植物c 14.61 2.22
结合上表数据,投放 两种植物可以达到降低该湿地中N、P的最佳效果。
(5)为保持该湿地现有的净化能力并使水质进一步达到国家排放标准,请提出还能完善 该治理方案的措施 。
【答案】(1)生产者、消费者、分解者;生产者
(2)下降;引种多种水生植物
(3)有机物被微生物分解消耗了大量的氧气
(4)浮水植物a、沉水植物c
(5)①适量投放可取食或破坏大肠杆菌的生物到湿地水体中②可增加出水口前的缓流区面积、降低流速、增加水生植物密度
【知识点】生态系统的结构
【解析】【解答】(1)生态系统的组成包括非生物部分和生物部分,人工湿地生态系统的主要生物类群包括生产者、消费者、分解者。其中所有芦苇是同种生物个体的总和,构成一个种群。由图可知,满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物能通过光合作用合成有机物,将光能转变为化学能,属于生产者。
(2)封闭出水口一段时间后再测出水口的水质,可以反应植物的净化效果。由第一个表格可以看出,除了大肠杆菌数目外,N、P、有机物的含量都在下降,说明植物能吸收水中的N、P等无机盐,净化水质。引起这种变化主要原因与研究人员引种多种水生植物的措施有关。
(3)BOD值表示污水中生物体在代谢中分解有机物消耗的氧气量,该值越高,表明有机物的含量越高,污染越严重。污水流经人工实验湿地后BOD值下降,表明水体中的有机物被微生物分解消耗了大量的氧气。
(4)由第二个表格可以看出,三种水生植物相比,浮水植物a吸收N的能力最强,沉水植物c吸收P的能力最强,所以投放a、c两种植物可以达到降低该湿地中N、P的最佳效果。
(5)虽然引入水生植物后总氮、总磷、有机物的值都在下降,但是大肠杆菌的数目却在上升,因此需要控制大肠杆菌的数目。为保持该湿地现有的净化能力并使水质进一步达到国家排放标准,可以采取①适量投放可取食或破坏大肠杆菌的生物,如草履虫、噬菌体等到湿地水体中;②可增加出水口前的缓流区面积、降低流速、增加水生植物密度等。
【分析】生态系统组成成分: ①生产者:合成有机物,储存能量;为消费者提供食物和栖息场所。 ②消费者:加快物质循环,帮助植物传粉和传播种子。③分解者:将有机物分解成无机物,供生产者重新利用。④非生物的物质和能量:光、水、空气、无机盐等。
21.(2022高三上·邵阳开学考)目前,全球共有5条新冠病毒疫苗技术路线,我国是全球唯一同时进行5条技术路线研发的国家,先后有26款新冠疫苗进入临床试验。陈薇院士团队与康希诺生物共同开发的重组腺病毒疫苗(以腺病毒Ad5为载体)是首家获批的国产腺病毒载体新冠病毒疫苗。该疫苗的原理流程如下图所示。请回答下列问题:
(1)腺病毒Ad5是双链DNA病毒,在①过程中去除了Ad5复制有关的基因,对人体无害;而新冠病毒为单链RNA病毒,还需要经过体外诱导 过程,才能合成相关DNA,②过程所用的工具酶为 。
(2)③过程是基因工程中的核心步骤,即 。以病毒做为基因工程的载体,其优点之一是可以利用病毒 的特点,将目的基因导入受体细胞。
(3)灭活病毒疫苗技术是传统疫苗制备技术,有120年以上的使用历史,但其对生产的安全性要求更高。从新冠疫苗的制备流程分析,传统灭活病毒疫苗的风险在于生产疫苗必须先大规模培养 。而重组腺病毒疫苗则明显降低了该风险,其引起机体产生免疫反应的有效物质是 ,控制该有效物质合成的是进入到 (填“细胞核”或“细胞质”)中的目的基因。
(4)无论哪种技术路线生产的疫苗,要确认其是否引起机体产生对新冠病毒的免疫反应,常用 方法进行检测。
【答案】(1)逆转录;限制酶
(2)构建基因表达载体;吸附宿主细胞,并注入核酸(DNA)
(3)新冠病毒;棘突蛋白;细胞核
(4)抗原-抗体杂交(抗原-抗体特异性结合)
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)以RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录,需要逆转录酶,制备重组腺病毒,相当于基因工程中构建基因表达载体的步骤,需要限制酶的参与。
(2)基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。以病毒做为基因工程的载体,可以利用病毒具有的吸附宿主细胞,并注入核酸的特点,将目的基因导入受体细胞。
(3)从新冠疫苗的制备流程分析,传统灭活病毒疫苗的风险在于生产疫苗必须先大规模培养新冠病毒,大规模培养新冠病毒很容易感染人类。
重组腺病毒疫苗则明显降低了该风险,其引起机体产生免疫反应的有效物质是新冠病毒外壳上的棘突蛋白,棘突蛋白合成受DNA控制,DNA主要分布在细胞核。
(4)无论哪种技术路线生产的疫苗,要确认其是否引起机体产生对新冠病毒的免疫反应,常用抗原-抗体杂交方法进行检测。
【分析】基因工程的操作程序:
(1)目的基因的筛选与获取:利用PCR获取和扩增目的基因:①变性:当温度上升到90°C以上时。双链DNA解聚为单链。②复性:当温度下降到50°C左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。③延伸:72°C左右时,耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
(2)基因表达载体的构建: 基因表达载体的组成有目的基因、复制原点、启动子、终止子和标记基因。
(3)将目的基因导入受体细胞——感受态细胞法:适用于微生物。Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子。
(4)目的基因的检测与鉴定:①分子水平:DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体DNA是否插入目的基因,也可检测目的基因是否转录出mRNA。抗原抗体杂交法检测目的基因是否表达出蛋白质。②个体生物学水平鉴定。
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