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河北省邢台市名校联盟2022-2023学年高三下学期1月开学质量检测考试生物试题
一、单选题
1.(2023高三下·邢台开学)关于细胞膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜上蛋白质的种类和数量会随着细胞代谢状态的变化而改变
B.细胞膜外侧的糖被具有保护或进行细胞间信息交流的作用
C.细胞膜上的脂质包括磷脂和胆固醇,其中磷脂分子呈双层排布
D.细胞膜上的载体蛋白和通道蛋白都能进行逆浓度梯度的物质运输
2.(2023高三下·邢台开学)关于细胞器的结构及功能的叙述,错误的是( )
A.细胞质基质中的H+能以主动运输方式进入溶酶体内
B.线粒体内的核糖体,可为其合成部分蛋白质
C.溶酶体具单层膜,可分解蛋白质、多糖等生物大分子
D.星射线或纺锤丝的收缩可导致染色体上着丝粒分裂
3.(2023高三下·邢台开学)关于呼吸作用的叙述,正确的是( )
A.酵母菌细胞内产生NADH的场所只有细胞质基质
B.马铃薯块茎进行无氧呼吸时的产物是乳酸和CO2
C.低温、低氧和适宜湿度的条件可用于存储水果和蔬菜
D.骨骼肌细胞呼吸释放的能量其中的大部分存储在ATP中
4.(2023高三下·邢台开学)关于物质提取、分离或鉴定的叙述,错误的是( )
A.用无水乙醇提取叶绿体中的多种光合作用色素后,可再用纸层析法将其分离
B.将人的红细胞放在低渗环境中使其破裂,洗掉内容物后即可获得较纯净的细胞膜
C.使用差速离心法可将破碎细胞内质量不同的多种细胞器进行分离
D.用双缩脲试剂和斐林试剂可以分别检测食物中的蛋白质和蔗糖的有无
5.(2023高三下·邢台开学)摩尔根将控制白眼的基因定位在X染色体上后,用F1中的红眼雌蝇(X+XW,X+代表红眼基因,XW代表白眼基因)与亲代中的白眼雄蝇进行回交,开展后续实验。下列叙述正确的是( )
A.回交实验的后代中红眼雌蝇∶白眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇比例为3∶1∶3∶1
B.若用回交获得的白眼雌蝇与红眼雄蝇交配,则后代中雌蝇都为白眼,雄蝇都为红眼
C.若用回交获得的红眼雌蝇和红眼雄蝇交配,则所有后代都是红眼,且都能稳定遗传
D.若用回交获得的雌蝇和雄蝇进行自由交配,则其后代中红眼与白眼的比例为7∶9
6.(2023高三下·邢台开学)关于噬菌体侵染实验的叙述,正确的是( )
A.可将大肠杆菌接种在含有35S和32P的培养基上,培养一段时间后再接种噬菌体进行标记
B.在35S标记的实验组中,沉淀物中的放射性会大于上清液,且子代噬菌体均无放射性
C.在32P标记的实验组中,改变混合培养和搅拌离心的时长后,不会影响试管中放射性物质的分布
D.在32P标记的实验组中,只有部分子代噬菌体具有放射性,该结果可证明DNA是噬菌体的遗传物质
7.(2023高三下·邢台开学)利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术,改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”,使其“变性”。我国科研人员将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞后(类似受精作用),最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.甲基化会关闭基因的活性,对某些基因进行去甲基化处理后该基因可正常表达
B.“极体”注入“修饰后的次级卵母细胞”后,可通过电融合法使两细胞融合
C.“孤雌小鼠”的染色体条数与代孕母鼠相同,且所有“孤雌小鼠”一定都为雌性
D.“孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与,其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
8.(2023高三下·邢台开学)肠促胰素引起的胰岛素分泌能力约占全部胰岛素分泌量的50%~70%。胰高糖素样肽-1(GLP-1)是一种主要由肠道L细胞在高糖刺激下所产生的多肽类激素。研究发现GLP-1只有在高血糖时发挥作用,它能刺激胰岛素分泌,抑制胰高糖素分泌。还能作用于大脑的食欲调节中枢,抑制食欲,减少摄食并抑制胃排空,增加饱食感,减少胃酸分泌,减少营养物质在肠道的吸收。下列叙述错误的是( )
A.除肠促胰素外,胰岛素的分泌还受下丘脑发出的神经支配和血糖浓度的调节
B.口服或注射一定量的高浓度葡萄糖溶液,均可促进肠道L细胞分泌GLP-1
C.和直接注射胰岛素相比,GLP-1类药物能有效防止患者使用后出现低血糖症状
D.GLP-1类药物具有微量、高效性,可用于2型糖尿病合并肥胖患者的治疗
9.(2023高三下·邢台开学)嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(CAR-T)是将能识别某种肿瘤抗原的嵌合抗原受体(CAR)的基因,通过基因工程手段转入到患者的T细胞内。患者的T细胞被“重编码”后,可在体外培养条件下生成大量特异性识别相应肿瘤抗原的CAR-T细胞。下列叙述错误的是( )
A.CAR-T是一种免疫细胞疗法,其原理是利用病人自身的免疫细胞来清除特定肿瘤细胞
B.慢病毒载体需将外源性的CAR基因整合到T细胞的染色体上,才能实现该基因的持久性表达
C.CAR-T利用了抗原―受体特异性结合的特点,使T细胞能更精确地清除特定种类肿瘤细胞
D.甲、乙患者体内存在相同的肿瘤细胞时,可将用治疗甲患者的CAR-T细胞输入乙患者体内进行治疗
10.(2023高三下·邢台开学)某大型天然湖泊中生活着鲈鱼和短吻鳄(可捕食鲈鱼)。为提高鲈鱼产量当地居民大量捕杀湖中的短吻鳄,但之后几年鲈鱼的产量却持续下降。下列对此现象的分析,错误的是( )
A.湖泊中短吻鳄所捕食的另一物种也以鲈鱼为食,短吻鳄减少后该物种对鲈鱼的捕食量持续增加
B.大量捕杀短吻鳄前该湖泊中鲈鱼种群已经衰退,可繁殖年龄段的个体数量过少导致出生率降低
C.由于湖泊水质、气候条件发生持续变化造成了鲈鱼食物短缺,使其种群生存和繁殖更加困难
D.使用孔目较小的渔网进行捕捞会导致湖泊中鲈鱼种群性别比例失衡,使种群出生率持续下降
11.(2023高三下·邢台开学)醪糟甘甜芳醇的味道能刺激消化腺分泌消化液,增进食欲。在其发酵过程中起主要作用的是甜酒曲(发酵菌剂)中的好氧霉菌、酵母菌和乳酸菌。制作过程为:500克糯米浸泡→蒸熟自然凉至40℃→加入甜酒曲→放入消毒无油的容器→在压实的糯米中间挖坑→密封容器,32℃下发酵48h后制成醪糟。下列相关叙述错误的是( )
A.拌入甜酒曲之前将熟糯米冷却,是为防止温度过高导致甜酒曲中的菌种死亡
B.霉菌产生的淀粉酶可将淀粉分解为葡萄糖等,乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸
C.在糯米中间挖坑能在容器内多存储一些空气,让酵母菌先进行有氧呼吸快速增殖
D.将发酵温度从32℃提高到40℃后,可明显缩短发酵时长,更快获得醪糟
12.(2023高三下·邢台开学)微生物需要从外界吸收营养物质来维持正常的生长和繁殖。下列相关叙述正确的是( )
A.自养型微生物的培养基中不需要添加碳源和氮源物质
B.牛肉膏和蛋白胨只能为微生物提供有机氮源和无机盐
C.培养乳酸杆菌时常需要在培养基中加入特定的维生素
D.在含纤维素的培养基中加入刚果红可促进其被水解利用
13.(2023高三下·邢台开学)纸片扩散法是药敏试验中一种常用的方法。取少量大肠杆菌的培养液,均匀涂在培养皿内的培养基上,再放上4片含有链霉素(抗生素的一种)的圆形滤纸,然后在无菌适宜条件培养12~16h,滤纸片周围出现抑制大肠杆菌生长的环圈(简称抑菌圈,见下图)。下列相关叙述错误的是( )
A.图1中的培养基需冷却至50℃左右时再倒平板,该操作需要在酒精灯旁完成
B.图2中所示培养基的放置方式,能防止水分过快蒸发和冷凝水珠冲散菌落
C.图3培养皿上大肠杆菌的接种方式为涂布平板法,Ⅳ号纸片上抗生素浓度最高
D.图3所示的抑菌圈内出现大肠杆菌菌落的原因是链霉素使其发生了基因突变
二、多选题
14.(2023高三下·邢台开学)近日我国科研团队宣布,使用一种无转基因、快速和可控的方法可将人类多能干细胞(PSC)转化成为8细胞阶段全能性胚胎样细胞(8CLC,相当于受精卵发育3天状态的全能干细胞)。在该转化过程中一种名为DPPA3的关键因子,能诱导PSC细胞的DNA去甲基化。下列叙述正确的是( )
A.PSC转化为8CLC的过程发生了逆分化,其本质为细胞内基因的选择性表达
B.8CLC的全能性高于PSC,对其体外培养时可诱导分化为造血干细胞
C.DNA去甲基化能在不改变碱基序列的情况下影响基因的表达,属于可遗传变异
D.有丝分裂分裂后期的8CLC中,着丝粒分裂,细胞中含有8个染色体组
15.(2023高三下·邢台开学)某家系既有甲遗传病相关(基因用A和a表示)患者也有乙遗传病相关(基因用B和b表示)患者,已知两病的相关基因都不位于X和Y的同源区段上。利用两种基因探针对各成员的乙病基因(B和b)进行核酸分子杂交,杂交结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
检测结果 Ⅰ-1 Ⅰ-2 Ⅰ-3 Ⅰ-4 Ⅱ-1 Ⅱ-2 Ⅱ-3 Ⅱ-4 Ⅱ-5
基因探针1 + - + + - + - + +
基因探针2 + + + + + + + + +
(注:+代表有相关基因,-代表没有相关基因)
A.甲病为常染色体隐性遗传病,Ⅱ-3和Ⅱ-4均不携带甲病致病基因
B.乙病可能为X染色体显性遗传病或伴Y染色体遗传病
C.基因探针1用于检测B基因,基因探针2用于检测b基因
D.Ⅱ-3与Ⅱ-4的后代中同时患甲、乙两种病的概率为1/18
16.(2023高三下·邢台开学)科研人员对某种哺乳动物在不同环境温度下体温、皮肤温度(图1),以及代谢率(即产热速率,图2)进行测量和统计。下列叙述正确的是( )
A.环境温度由10℃升至20℃时,该动物的实际测定代谢速率明显上升可能与其活动量增加有关
B.环境温度由20℃降至10℃时,该动物下丘脑中的冷觉感受器兴奋可引起外周血管收缩,皮肤血流量减少
C.环境温度下降到0℃以下时,该动物的甲状腺激素和肾上腺素分泌量增加从而导致产热速率增加
D.环境温度上升到40℃以上时,该动物可通过大量出汗增加散热,同时体内抗利尿激素分泌量减少
17.(2023高三下·邢台开学)人类DNA中存在一些由短序列(2-6个碱基对)首尾相连、多次重复串联而成的高度重复的序列(VNTR)。将该种序列制成各种VNTR序列探针后,再同人体细胞核内DNA的酶切片段杂交,便可形成指纹图谱(制作过程如下图所示)。下列叙述正确的是( )
A.DNA的PCR过程中需要使用5种dNTP和热稳定性DNA聚合酶
B.使用多种VNTR序列探针制成的指纹图谱可提高检测的特异性
C.同一家庭中的双胞胎兄妹,两人的DNA指纹图谱应完全相同
D.电泳时DNA片段迁移的速率主要与片段的分子量大小有关
18.(2023高三下·邢台开学)“稻田养鱼”利用浅水环境,既种植水稻又养殖鲤鱼、卿鱼等杂食性鱼类。鱼类以稻田中的孑孓、螺类或杂草为食,当稻田养鱼较多时,可人工补充投喂一些饲料。下列相关叙述错误的是( )
处理 水稻产量(kg/hm) 土壤有机质(%) 化肥使用量(%) 农药使用量(%)
稻田养鱼 4023 2.72 55.6% 32.6%
普通稻田 3474 2.56 100% 100%
A.流入该生态系统的能量全部来自太阳能,鲤鱼、卿鱼属于第二或第三营养级
B.水田中鱼类的粪便被微生物分解后能为水稻的生长提供所需的全部无机盐
C.水田中鱼类的游动可增加其中的溶解氧含量,促进水稻根部的呼吸作用
D.与传统稻田相比,该生态系统的抵抗力稳定性增强,能量传递效率更高
三、综合题
19.(2023高三下·邢台开学)下图表示玉米(C4植物)的光合作用和光呼吸过程,由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成。Rubisco酶是一个双功能酶,在有光且CO2浓度高时进行光合作用;在有光且O2浓度高时,进行光呼吸。
(1)图中玉米光合作用的光反应阶段发生在 (填位置),其CO2固定发生在 (填位置)。
(2)在光合作用中Rubisco酶的作用是: 。在不同气体浓度条件下(CO2与O2浓度的比值不同时),Rubisco酶催化的代谢方向不同可说明: (从反应物和酶的活性位点角度分析)。
(3)晴朗的夏季中午,同一环境条件下小麦(C3植物)和玉米(C4植物)相比,光呼吸更弱的是 ,其原因是: 。
(4)科研人员用碳-14标记的CO2供应该植物进行光合作用一段时间,使碳-14标记出现在植物体内的C5、C3和(CH2O)等化合物中。然后在 (填“有光”或“无光”)条件下,测定其呼吸作用产生14CO2的速率。再在 (填“有光”或“无光”),不含 (填“氧气”或“二氧化碳”)的条件下测定一次植物产生14CO2的速率。根据两次测量的差即可估算出植物的“光呼吸”速率。
20.(2023高三下·邢台开学)水稻育种工作者发现一种苗期耐盐突变体M。用野生型亲本B和耐盐突变体M杂交产生F1,F1苗期在盐胁迫下都表现为枯萎死亡,与野生亲本B性状一致。根据资料及所学内容回答下列问题:
(1)水稻的抗盐性状为 (填“显性”或“隐性”)性状。
(2)SNP是指由单个核苷酸的变异引起的DNA序列多态性,该种差异可被基因测序技术检测。为确定抗盐基因的位置(位于Ⅱ或Ⅲ染色体上),科研人员用SNP1m、SNP2m、SNP1B、SNP2B四种SNP标记(四种标记的碱基序列不同)对突变体M和野生型亲本B的两对非同源染色体(Ⅱ号和Ⅲ号染色体)进行分子标记(标记结果如下图所示)。实验步骤如下:
①将突变体M和野生型B进行杂交获得多株F1。将F1自交所结的种子播种于有盐胁迫环境中,获得耐盐的多株F2幼苗。
②检测这些耐盐的F2幼苗的SNP1和SNP2标记情况,若全部个体的SNP1检测结果为 ,SNP2检测结果为 ,则证明抗盐基因在Ⅱ号染色体上。
③若F2中全部耐盐个体的SNP1检测结果为大多数为SNP1m,有少量为SNP1B,SNP2检测结果为SNP2m∶SNP2B=1∶1,则说明 。
(3)同源染色体的交叉互换属于可遗传变异中的 类型。若Ⅱ和Ⅲ染色体上的染色单体之间发生片段交换,该变异属于可遗传变异中的 类型。
21.(2023高三下·邢台开学)“谷氨酸毒性学说”是解释渐冻症发病机理的一种重要学说。请结合资料回答下列问题:
(1)科学家发现在培养大鼠皮层神经元的培养液中加入100μmol的谷氨酸,5min后神经元肿胀破裂﹔若给大鼠脑内海马区注射一定量的谷氨酸,注射部位神经元也发生肿胀破裂。推测两组实验中神经元肿胀破裂的直接原因是: 。
(2)进一步研究发现在神经元细胞膜上(突触前膜和突触后膜)存在较多的谷氨酸离子型受体(NMDA)。当谷氨酸与NMDA受体结合可引起Na+的内流,并导致神经元细胞膜上的Ca2+通道打开。致病机理如下图所示:
①谷氨酸属于 (填“兴奋”或“抑制”)性递质。NMDA受体的化学本质是 。
②Ca2+中内流后会引起突触小体 ,该递质可继续作用于突触前膜或突触后膜,引起更多Ca2+内流,并最终导致神经元肿胀坏死。
(3)根据“谷氨酸毒性学说”的内容分析,研究人员可从哪些方面开发药物来抑制谷氨酸毒性引起的神经元肿胀坏死。 (答出思路即可,至少答出两条)。
22.(2023高三下·邢台开学)塞罕坝地区的生态环境曾经受到过严重破坏,近几十年经过造林人的努力,该地森林覆盖率逐渐升高。2017年塞罕坝林场建设者们因此获得了联合国环保署的最高荣誉“地球卫士奖”。回答下列问题:
(1)塞罕坝地区曾退化为荒原沙丘,这说明了生态系统的 能力有限。塞罕坝地区从森林变为荒原再变为森林的过程,属于 (填“初生”或“次生”)演替。该过程证明人类活动可改变演替的 。塞罕坝地区的防护林所起到的防风固沙、涵养水源的作用,体现出生物多样性的 价值。
(2)资料显示塞罕坝人造林中针叶林比例高达92.9%,而针阔叶混交林仅占7.1%。若对集中连片的华北落叶松过熟林进行选择性砍伐(采伐树龄较大个体),并砍伐处补种2种以上的其他树种。该方法会导致华北落叶松种群数量特征中 发生变化,并能提高该生态系统的 稳定性。
(3)据调查塞罕坝地区的森林中还生活着39种鸟类,不同鸟类间可通过在 等方面形成差异,从而避免生态位过度重叠。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物 ,是群落中物种之间及生物与环境之间 的结果。
23.(2023高三下·邢台开学)小麦赤霉病是全球性小麦病害,严重影响小麦产量和品质。利用植物细胞工程技术可加快抗赤霉病小麦的育种进程。请根据所学内容和材料信息回答下列问题:
(1)植物细胞工程是以植物的 为理论基础,以 为技术支持,在细胞和亚细胞水平对植物进行遗传操作,从而实现对植物的改良和利用。
(2)为了加快抗病基因型的纯合速度,可采用玉米授粉诱导小麦加倍单倍体法。抗病小麦(6n=42)与玉米(2n=20)杂交后,在杂交后的最初3次细胞分裂过程中,来自玉米花粉的染色体会被逐渐排除掉,最终仅剩下来自母本小麦的染色体,形成了小麦单倍体胚。该单倍体胚经培养形成幼苗后,再进行染色体加倍。
①杂交后最初3次细胞分裂的过程中,细胞发生了 变异。
②小麦单倍体胚中含 个染色体组,可用 (物质名称)对单倍体幼苗进行染色体加倍处理,处理后的抗病小麦含有 条染色体。
(3)将(2)中获得的植物种子进行“幼胚离体培养”,其大致流程是:用无菌水冲洗3~5次麦粒,在无菌条件下剥出麦粒的幼胚。将幼胚尖端向下接种在MS培养基上,放入25℃培养室中培养,接种4天后置于2~4℃低温条件下“春化”15天,然后移栽至盆钵中生长。
①接种小麦幼胚的MS培养基上应添加 等物质,幼胚培养初始阶段培养室内 (填“需要”或“不需要”)给予光照。
②与传统的用小麦种子在土壤中种植育种相比,育种工作中采用“幼胚离体培养技术”的优势是: 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的功能;被动运输
【解析】【解答】A、细胞的代谢活动会随生理状态发生变化,细胞膜上的蛋白质的种类和数量也会随之发生改变,A正确;
B、细胞膜表面的糖被具有保护、润滑、识别和进行细胞间信息交流的作用,分布在细胞膜的外侧,B正确;
C、细胞膜上的脂质包括磷脂和胆固醇,其中磷脂分子呈双层排布,胆固醇一般存在于动物细胞的细胞膜,C正确;
D、通道蛋白以协助扩散的方式运输物质,不能逆浓度梯度进行运输,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、细胞膜成分主要是脂质和蛋白质,也有少量的糖类存在,组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富;磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架;蛋白质是生命活动的承担者,则细胞膜的功能取决于细胞膜上的蛋白质种类和数量,蛋白质种类和数量含量越多,功能越复杂。
2、细胞膜的功能:将细胞与外界环境分开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
3、细胞间信息交流方式一般分为三种:细胞间直接接触(如精卵结合)、化学物质的传递(如激素的调节)和高等植物细胞的胞间连丝。
2.【答案】D
【知识点】其它细胞器及分离方法;有丝分裂的过程、变化规律及其意义;主动运输
【解析】【解答】A、溶酶体内有多种酸性水解酶,其中的H+较多,细胞质基质中的H+能以主动运输,消耗ATP的方式逆浓度梯度进入溶酶体内,A正确;
B、线粒体是半自主性细胞器,其内部含有核糖体,可以合成部分线粒体内的蛋白质,B正确;
C、溶酶体具单层膜,可分解蛋白质、多糖等生物大分子或衰老细胞器,是细胞的消化车间,C正确;
D、星射线或纺锤丝的收缩可导致染色体移动,但着丝粒的断裂与之无关,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、溶酶体内含有多种水解酶,膜上有许多糖,防止本身的膜被水解;作用:能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
2、线粒体:真核细胞主要细胞器(动植物都有),机能旺盛的含量多。呈粒状、棒状,具有双膜结构,内膜向内突起形成“峭”,内膜和基质中有与有氧呼吸有关的酶,是有氧呼吸第二、三阶段的场所,生命体95%的能量来自线粒体,又叫动力工厂。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。
3.【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、酵母菌是真核细胞,具有线粒体,产生NADH的场所包括细胞质基质和线粒体基质,A错误﹔
B、马铃薯块茎进行无氧呼吸时的产物为乳酸,不产生二氧化碳,B错误﹔
C、低温(抑制呼吸作用相关酶的活性)、低氧(抑制细胞的有氧呼吸)和适宜湿度的条件可用于存储水果和蔬菜,C正确;
D、呼吸作用释放的能量大部分以热能形式散失,小部分储存在ATP中,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、有氧呼吸全过程:
(1)第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。
(2)第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。
(3)第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程:
(1)第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。
(2)第二阶段:在细胞质基质中,丙酮酸分解为二氧化碳和酒精或乳酸。
4.【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验;检测还原糖的实验;细胞膜的制备方法;其它细胞器及分离方法;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素易溶于有机溶剂,用无水乙醇提取叶绿体中的多种光合作用色素后,可用纸层析法(依据不同色素的溶解度不同)将多种色素进行分离,A正确;
B、成熟红细胞的细胞核消失,没有膜结构的细胞器,将人的红细胞放在低渗环境中使其破裂,洗掉内容物后即可获得较纯净的细胞膜,B正确;
C、由于各种细胞器的密度不同,故可使用差速离心法可将破碎细胞内质量不同的多种细胞器进行分离,C正确;
D、蔗糖是非还原糖,斐林试剂可用于检测还原糖,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、选哺乳动物成熟的红细胞提取纯净的细胞膜有如下几方面的优点:动物细胞没有细胞壁,不但省去了去除细胞壁的麻烦,而且无细胞壁的支持、保护,细胞易吸水涨破;哺乳动物和人成熟的红细胞,没有细胞核和具膜结构的细胞器,易用离心分离法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜;同时红细胞数量大,材料易得。
2、色素可以溶解在无水乙醇中,故可以用无水乙醇提取色素;四种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液扩散速度快,反之较慢,进而可以把四种色素分离开来,故可以用层析液分离色素。
5.【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;伴性遗传
【解析】【解答】A、F1红眼雌蝇的基因型是X+XW,能产生两种卵细胞,一种是X+(红眼基因),一种是XW(白眼基因),白眼雄蝇的基因型是XWY,产生两种精子,一种是XW(白眼基因),一种是Y,回交的后代为X+XW、X+Y、XWXW、XWY,比例为1:1:1:1,A错误;
B、回交产生的白眼雌蝇(XWXW)与红眼雄蝇(X+Y)交配,其后代雌性都为X+XW性状为红眼,雄性都为XWY性状为白眼,B错误;
C、回交产生的红眼雌蝇(X+XW)和红眼雄蝇(X+Y)交配,后代为X+X+、X+Y、X+XW、XWY,既有红眼也有白眼,既有纯合子也有杂合子,C错误;
D、回交获得的雌蝇和雄蝇为X+XW、X+Y、XWXW、XWY,且比例为l:1:1:1,则全部雌蝇产生1/4X+和3/4XW的雌配子,全部雄蝇产生1/4X+、1/4XW和1/2Y的雄配子,让其进行自由交配,通过棋盘法可得出后代中红眼与白眼的比例为7:9,D正确。
故答案为:D。
【分析】分离定律的实质是杂合体内等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离,进入两个不同的配子,独立的随配子遗传给后代。
6.【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、不能用35S和32P标记同一T2噬菌体,因为放射性检测时只能检测到是否具有放射性,不能确定是何种元素的放射性,应将大肠杆菌接种在分别含有35S和32P的不同培养基上,经一段时间后,再接种噬菌体进行标记,A错误;
B、因为35S标记的是蛋白质外壳,在噬菌体侵染细菌过程中只有DNA侵入细菌内,搅拌离心后蛋白质外壳主要分布在上清液,所以上清液中的放射性会大于沉淀物,B错误;
C、在32P标记的实验组中,若混合培养时间过短,少量的被32P标记的噬菌体的DNA没有进入细菌,上清液中会含有少量放射性;若混合培养时间过长,32P标记的噬菌体在细菌体内完成增殖,细菌裂解,释放出子代噬菌体,离心后子代噬菌体分布于上清液中,上清液中有少量放射性;所以改变混合培养和搅拌离心的时长后,会影响试管中放射性物质的分布,C错误;
D、在32P标记的实验组中,细菌裂解,释放出子代噬菌体,检测子代噬菌体放射性,可以检测到32P标记的DNA,但却检测不到35S标记的蛋白质,由此表明子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的,即DNA是噬菌体的遗传物质,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
3、噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验的结论:DNA是遗传物质。
7.【答案】D
【知识点】动物细胞核移植技术;动物体细胞克隆;表观遗传
【解析】【解答】A、分析题意可知,DNA甲基化能关闭某些基因的活性,去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达,A正确;
B、可通过电融合法使两个细胞发生融合,故“极体”注入“修饰后的次级卵母细胞”后,可通过电融合法使两细胞融合,B正确;
C、“孤雌小鼠”是由“极体”注入“修饰后的次级卵母细胞”后,融合细胞进行分裂、分化和发育形成的,故其体内含有两个生殖细胞的染色体,其数量与正常受精作用产生的小鼠一致;小鼠的性别决定机制为XY型,又由于“极体”和“修饰后的次级卵母细胞”中都只有X染色体,没有Y染色体,所以所有的“孤雌小鼠”都为雌性,C正确;
D、“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵细胞和另一个卵子的极体)结合后发育形成,同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组,或发生基因突变,将导致两个生殖细胞结合后的“孤雌小鼠”其基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、分析图示,从卵泡中取出卵母细胞,再将经过甲基化处理的卵母细胞进行早期胚胎培养、胚胎移植等获得孤雌小鼠。
2、表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
8.【答案】B
【知识点】激素与内分泌系统;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、胰岛素的分泌可受下丘脑发出的神经支配(下丘脑通过传出神经作用于胰岛B细胞)和血糖浓度(升高)的直接调节,A正确;
B、分析题意可知,注射高浓度葡萄糖时,肠道L细胞无法感受相应高糖刺激,故不能产生胰高糖素样肽-1(GLP-1),B错误﹔
C、根据题意可知GLP-1只有在高血糖时发挥作用,血糖浓度低时,不会刺激胰岛素的分泌,故不会形成低血糖症状,C正确;
D、GLP-1类药物属于激素类药物,具有微量高效性,由于它能作用食欲调节中枢抑制食欲,同时能减少营养物质的吸收,故可以治疗2型糖尿病合并肥胖的患者,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
2、人体血糖的三个来源:食物、肝糖原的分解、非糖物质的转化;三个去处:氧化分解、合成肝糖原、肌糖原、转化成脂肪蛋白质等。
3、糖尿病:胰岛B细胞受损,胰岛素分泌太少;缺乏胰岛素的降血糖作用,使血糖过高,超过肾糖阈。表现:高血糖、多食、多尿、多饮、身体消瘦。
9.【答案】D
【知识点】基因工程的应用;体液免疫
【解析】【解答】A、由题意可知,CAR-T是将能识别某种肿瘤抗原的嵌合抗原受体(CAR)的基因,通过基因工程手段转入到患者的T细胞内,使其表达后更容易识别特定种类的肿瘤细胞,本质上讲还是用自身的免疫细胞来清除肿瘤细胞,A正确;
B、导入的基因整合到宿主细胞的染色体上后,可进行稳定的转录从而表达,即慢病毒载体需将外源性的CAR基因整合到T细胞的染色体上,才能实现该基因的持久性表达,B正确;
C、抗原与相应受体有特异性结合的特点,能使CAR-T细胞更迅速准确的与特定种类的肿瘤细胞发生结合,C正确;
D、不同患者自生的T细胞表面的组织相容性抗原不同,不能将甲的CAR-T细胞输入乙患者体内,因为这样会导致甲的CAR-T细胞被乙的免疫系统攻击,D错误。
故答案为:D。
【分析】在人体所有细胞膜的表面,都有多种不同的蛋白质,其中包括作为分子标签来起作用的一组蛋白质。它们就像身份标签,能被自身的免疫细胞所识别。人体所有细胞膜的表面都有一组蛋白质——组织相容性抗原,也叫人类白细胞抗原(HLA或MHC),作为分子标签。
10.【答案】D
【知识点】种群的特征;种群的数量变动及其原因
【解析】【解答】A、若短吻鳄所捕食的另一种物种也主要以鲈鱼为食,则在短吻鳄绝迹之后,该物种会因缺乏天敌,数量大量增加从而大量捕食鲈鱼,造成鲈鱼的种群数量下降,A正确;
B、若大量捕杀短吻鳄前鲈鱼种群数量已经衰退,则短时间内,会由于繁殖期的个体数量少,出生率降低,而出现种群数量持续下降的趋势,B正确;
C、若湖泊水质、气候的变化造成了鲈鱼食物短缺,则环境条件不利于其生存和繁殖,会导致鲈鱼的种群数量持续下降,C正确;
D、使用孔且过小的渔网捕捞会影响鲈鱼种群的年龄结构(年龄组成)(主要是成年个体数量减少),使种群的未来的出生率下降,但不会影响其性别比例(因为捕捞时捕捞网无法对鲈鱼性别进行选择),D错误。
故答案为:D。
【分析】1、种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁出率和迁入率、年龄组成和性别比例,其中出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定了种群密度的大小。
2、捕食,狭义指某种动物捕捉另一种动物而杀食之,广义是指某种生物吃另一种生物,如草食动物吃草;同种个体间的互食、食虫植物吃动物等也都包括在内。捕食时被食者的种群变化有很大的影响。
11.【答案】D
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、拌入甜酒曲之前将熟糯米冷却,是为防止糯米温度过高导致甜酒曲中刚接种的各种菌种死亡,A正确;
B、霉菌产生的淀粉酶可将淀粉分解为葡萄糖等,乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸,B正确;
C、在糯米中间挖坑可多存储一些空气,有利于酵母菌先进行有氧呼吸并增殖,等氧气耗尽后,酵母菌再进行无氧呼吸产生酒精,C正确;
D、醪糟发酵需要适宜的温度(32℃左右),从32℃提高到40℃后微生物的酶活性会受到抑制,发酵时间应会延长,D错误。
故答案为:D。
【分析】酒精发酵是在无氧条件下,微生物(如酵母菌)分解葡萄糖等有机物,产生酒精、二氧化碳等不彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程;在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。
12.【答案】C
【知识点】培养基对微生物的选择作用;培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、自养型微生物可以固定环境中的CO2,可以不添加碳源,但仍然需要添加氮源,A错误;
B、牛肉膏可提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素,蛋白胨主要提供氮源和维生素,B错误;
C、培养乳酸杆菌时常需要在培养基中加入特定的必需氨基酸和某些维生素等生长因子才能获得高密度的细胞培养,C正确;
D、刚果红能与纤维素反应产生红色复合物,通过刚果红染色的方法,可以来鉴别纤维素或纤维素分解菌的分解作用,而不是促进纤维素的分解,D错误。
故答案为:C。
【分析】微生物培养需要用到培养基,根据微生物的不同种类和生活习性来配制特定的培养基。不同微生物对培养基中的pH的要求不同,培养细菌时需要将培养基的pH调至中性或微碱性,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,以满足生长所需。
13.【答案】D
【知识点】基因突变的特点及意义;培养基对微生物的选择作用;培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、对培养液进行灭菌后需冷却再倒平板,倒平板时应在酒精灯前进行,可以尽可能减少培养基污染,A正确;
B、接种后的培养基需要倒置放置,这样可以防止培养基中水分过快蒸发,同时防止冷凝形成的水珠倒流冲散菌落,B正确;
C、图3所示为涂布平板法进行接种,纸片上的抗生素浓度越大,所形成的抑菌圈就越大,故Ⅳ号纸片上的抗生素浓度最高,C正确;
D、Ⅳ的抑菌圈中出现了少数几个菌落说明这几个菌落出现了抗药性,抗药性的获得是由于这些细菌发生了基因突变,抗生素只是将具有抗药性突变的细菌从中筛选出来,D错误。
故答案为:D。
【分析】将大肠杆菌均匀地涂抹在培养基平板上,该实验的目的是探究抗生素对微生物抑制作用,抗生素对微生物抑制作用越大,圆纸片周围的透明圈越大,因此可以通过观察、记录圆纸片周围清晰区的大小比较抑菌效果。
14.【答案】A,B,C
【知识点】细胞分化及其意义;染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体;表观遗传
【解析】【解答】A、分析题意可知,PSC是人类多能干细胞,而8CLC是全能性胚胎样干细胞,PSC转化为8CLC的过程发生了逆分化,分化和逆分化的本质都是细胞内基因的选择性表达,A正确;
B、8CLC相当于受精卵发育3天状态的全能干细胞,诱导其分化可成为造血干细胞,B正确;
C、DNA甲基化不改变基因中的碱基序列,但可控制基因的表达,属于可遗传变异,是表观遗传的一种,C正确;
D、人体细胞正常的染色体组是2个,有丝分裂后期的8CLC中,着丝粒分裂,染色体数目加倍,此时细胞中含有4个染色体组,D错误。
故答案为:ABC。
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质:基因的选择性表达。
2、表观遗传:在基因的碱基序列不改变的情况下,基因表达的过程受到影响,进而导致生物性状发生可遗传变异的现象,主要包括RNA干扰、DNA甲基化、组蛋白修饰等。
15.【答案】A,B
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;伴性遗传
【解析】【解答】A、根据Ⅰ-3、I-4和Ⅱ-5甲病的相关表型可推断,甲病为常染色体隐性遗传病,I-3,Ⅰ-4的基因型均为Aa。同理可知I-1、I-2的基因型也均为Aa,则Ⅱ-3和Ⅱ-4个体都有2/3的可能是甲病致病基因的携带者,A错误﹔
B、若乙病为X染色体显性遗传,则I-2个体必然会患乙病,但系谱图Ⅱ-2个体为正常,由此推断乙病不可能为X染色体显性遗传病。由于I-4个体(男性)只有一条X染色体和Y染色体,但对乙病基因(B和b)的基因探针检测结果为同时含有B、b两个等位基因,所以推测乙病既不是伴Y染色体遗传病也不是伴X染色体遗传病,B错误;
C、若乙病为常染色体显性遗传病,根据基因探针检测结果显示Ⅰ-1同时具有B和b,I-1应表现为患乙病,但Ⅰ-1表现型为正常个体,故此推断乙病不为常染色体显性遗传病。结合B项分析可知,乙病为常染色体隐性遗传病,I-2的基因型为bb,则对应的基因探针2应检测b基因。探针1用于检测B基因,C正确;
D、甲、乙两病都为常染色体隐性遗传病,探针检测结果可确定个体乙病相关的基因型。Ⅱ-3为Aa的概率为2/3,Ⅱ-4为Aa的概率为2/3,后代患甲病的概率为1/9(2/3*2/3*1/4=1/9)。根据探针检测结果Ⅱ-3为bb,Ⅱ-4为Bb,其后代患乙病的概率为1/2。同时患两病的概率为1/18,D正确。
故答案为:AB。
【分析】基因的分离定律的实质是:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
16.【答案】A,C
【知识点】体温平衡调节;水盐平衡调节
【解析】【解答】A、环境温度由10℃升至20℃时,哺乳动物的活动量增加(觅食或运动增多)可导致肌肉的呼吸作用增强,伴随呼吸作用的产热量增加会导致代谢率提高,A正确;
B、当环境温度从20℃降至10℃时,如图1所示皮肤温度下降较快,该现象是由皮肤中的冷觉感受器兴奋,信号传递到下丘脑的体温调节中枢后引起外周血管收缩,导致皮肤血流量减少,B错误;
C、寒冷时甲状腺激素和肾上腺素分泌量增加可使肝及其他组织细胞的代谢活动增强,增加产热,C正确;
D、炎热时,汗液分泌增多可增加散热,水分散失较多时抗利尿激素分泌量会增加,使尿量减少,D错误。
故答案为:AC。
【分析】体温调节:
(1)体温调节中枢:下丘脑。
(2)机理:产热和散热达到动态平衡。
(3)寒冷环境下:①增加产热的途径:骨骼肌战栗、甲状腺激素和肾上腺素分泌增加;②减少散热的途径:立毛肌收缩、皮肤血管收缩等。
(4)炎热环境下:主要通过增加散热来维持体温相对稳定,增加散热的途径主要有汗液分泌增加、皮肤血管舒张。
17.【答案】B,D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、DNA的PCR过程中会需要热稳定的DNA聚合酶催化反应进行,同时需要使用dATP、dTTP、dCTP、dGTP四种原料,A错误;
B、因为不同人的某一种的VNTR片段结果可能相同,所以使用多种VNTR序列进行比较可以提高DNA指纹图谱的特异性,B正确;
C、同卵双胞胎的基因相同,故指纹图谱相同,同一家庭中的异卵双胞胎兄妹基因不同,指纹图谱不相同,C错误;
D、电泳时DNA片段迁移的速率与其分子量大小有关,DNA片段相对分子质量越大在电泳时的迁移速率越慢,D正确。
故答案为:BD。
【分析】1、PCR技术是把某一DNA片段在酶的作用下,在体外合成许多相同片段的一种方法,利用它能快速而特异的扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段,所利用的原理是DNA分子的复制。
2、电泳技术则是在外电场作用下,利用分子携带的净电荷不同,把待测分子的混合物放在一定的介质中进行分离和分析的实验技术。
18.【答案】A,B,D
【知识点】生态系统的稳定性;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、鲤鱼、卿鱼都是杂食性鱼类,可以吃植物,也可以吃小动物,为第二或第三营养级;该生态系统由人工控制,除获取太阳能外还会有人工投喂的饲料为该生态系统提供能量,A错误﹔
B、鱼的粪便被分解者分解为无机物后能为水稻提供多种所需的矿质元素,但在“稻田养鱼”模式下由于有无机盐伴随物质输出,仍需要部分使用化肥补充水稻所需的无机盐,B错误;
C、鱼的游动可增加水中的溶解氧,促进水稻根部的呼吸作用,提高水稻对于无机盐等的吸收能力,C正确;
D、与传统稻田相比,“稻田养鱼”模式下田中的生物多样性增加,使稻田的营养结构更为复杂,抵抗力稳定性增强。“稻田养鱼”模式提高了生态系统的能量利用率,使更多的能量流向对人有益的部分,但没有提高营养级之间的能量传递效率,D错误。
故答案为:ABD。
【分析】1、能量流动的特点是逐级递减、单向流动。
2、流经某生态系统的能量包括生产者固定的太阳能和人工投入的能量。
19.【答案】(1)叶肉细胞的叶绿体类囊体上;叶肉细胞和维管束细胞
(2)催化CO2与C5反应生成C3;Rubisco酶的底物CO2与O2竞争该酶的同一活性位点(或CO2与O2互为该酶的竞争性抑制剂)
(3)玉米;气孔关闭后,玉米(C4植物)可依靠PEP酶固定较多的CO2,使维管束鞘细胞的叶绿体中CO2的浓度较高,有利于光合作用进行,同时抑制光呼吸
(4)无光;有光;二氧化碳
【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】(1)据图可知,图中玉米的光反应阶段发生在叶肉细胞的叶绿体类囊体上,其CO2的固定发生在叶肉细胞和维管束细胞中。
(2)如图所示在光合作用中Rubisco酶的作用是催化CO2与C5反应生成C3;Rubisco酶既能催化О2和C5反应,也能催化CO2与C5反应,说明Rubisco酶上有两种气体分子的结合位点,且结合位点相同;在CO2与O2浓度的比值不同时,两者发生竞争性抑制作用,使得催化的反应向不同方向进行。
(3)晴朗的夏季中午,气温较高,气孔关闭后玉米(C4植物)可依靠PEP酶固定较多的CO2,使维管束鞘细胞的叶绿体中CO2的浓度较高,有利于光合作用进行,同时抑制光呼吸。
(4)测定植物呼吸作用强度时不需要有光照;光合作用和光呼吸都需在有光条件下进行,在有光条件下不提供二氧化碳时,能抑制光合作用同时促进光呼吸的进行,此时植物产生14CO2的速率包括了呼吸作用和光呼吸的速率之和,根据两次测量的差即可估算出植物的“光呼吸”速率。
【分析】光合作用:
(1)光反应阶段:水光解产生[H]和氧气,ADP和Pi结合形成ATP。
(2)暗反应阶段:二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物,三碳化合物在ATP和[H]的作用下,还原成五碳化合物,同时ATP水解成ADP和 Pi。
20.【答案】(1)隐性
(2)均为SNP1m;SNP2m∶SNP2B=1∶1;抗盐基因位于Ⅱ号染色体上,且F1的Ⅱ号染色体在减数分裂时发生了交叉互换
(3)基因重组;染色体(结构)变异
【知识点】基因重组及其意义;染色体结构的变异;基因连锁和互换定律
【解析】【解答】(1)根据题意可知,杂交产生的F1苗期在盐胁迫下都表现为枯萎死亡,与野生亲本B性状一致,可判断不耐盐性状为显性,耐盐性状应为隐性性状。
(2)①分析题意可知,该实验的目的是利用SNP1和SNP2标记对耐盐基因进行定位,以判断抗盐基因(相关基因用A和a表示)在Ⅱ号还是Ⅲ号染色体上,用抗盐突变体M(隐性性状,设为aa)与另一野生型植株B(显性性状,AA)杂交得到的F1(Aa),F1植株自交得到的后代中挑选出其中的耐盐植株(aa),分别检测F2中抗盐植株个体的SNP1和SNP2的具体类型:
②若抗盐基因(a)在Ⅱ号染色体上则抗盐基因(a)会与SNP1m标记连锁,按照基因分离定律,则全部个体的SNP1检测结果应均为SNP1m;由于Ⅲ号染色体上没有耐盐基因(a)淘汰非耐盐个体不会对SNP2的数量造成影响,在耐盐的F2中SNP2标记的类型有SNP2mSNP2m,SNP2mSNP2B,SNP2BSNP2B三种类型,其比例为1:2:1,所有这些个体中SNP2的检测结果为SNP2m和SNP2B的比例约为1:1。
③若抗盐基因(a)位于Ⅱ号染色体上,且F1的Ⅱ号染色体在减数分裂时还发生了交叉互换,则会造成少量抗盐基因(a)与SNP1B标记位于同一条Ⅱ号染色体上,因此对所有抗盐植株个体的SNP1检测结果应表现为大多数为SNP1m,有少量为SNP1B;SNP2的检测结果仍然为SNP2m和SNP2B的比例约为1:1。
(3)同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换(互换)属于基因重组类型;非同源染色体上的片段交换属于染色体结构变异(易位)的类型。
【分析】1、基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合,另外,外源基因的导入也会引起基因重组。
2、染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
3、分离定律的实质是杂合体内等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离,进入两个不同的配子,独立的随配子遗传给后代。
21.【答案】(1)细胞内渗透压过大,细胞过度吸水涨破
(2)兴奋;糖蛋白(蛋白质);与突触前膜融合,释放谷氨酸
(3)开发能与NMDA受体结合的药物,阻止谷氨酸与之结合(或开发能阻断神经元Ca2+通道开放的药物;或开发能调节神经元细胞渗透压的药物)
【知识点】神经冲动的产生和传导;渗透作用
【解析】【解答】(1)动物细胞涨破的直接原因是细胞内渗透压过大,造成细胞过度吸水后,细胞破裂。
(2)①谷氨酸与NMDA受体结合可引起Na+的内流,并导致Ca2+通道打开,使细胞产生动作电位,属于兴奋性神经递质。NMDA受体的化学本质是糖蛋白。
②如图所示:Ca2+内流后会引起突触小体与突触前膜融合,并释放谷氨酸。
(3)由于该病是谷氨酸和NMDA结合,导致Na+的内流,并导致Ca2+通道打开,促进神经递质的释放,所以开发能与NMDA受体结合的药物,阻止谷氨酸与之结合。或阻断神经元的Ca2+通道开放,或能调节神经元细胞渗透压的药物都能在一定程度上缓解谷氨酸毒性引起的神经元肿胀坏死。
【分析】1、兴奋在神经元之间是单向传递的,原因是神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
2、神经纤维未受到刺激时,K+外流,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负,当某一部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正。
22.【答案】(1)自我调节;次生;速度和方向;间接
(2)种群密度和年龄结构;抵抗力
(3)栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系;充分利用环境资源;协同进化
【知识点】群落的演替;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)生态系统具有一定的自我调节能力,但塞罕坝地区曾退化为荒原沙丘,这说明了生态系统的自我调节能力有限;塞罕坝地区从森林变为荒原再变为森林的过程,由于具有土壤和植被条件,故属于次生演替;该过程中人类活动能改变群落的演替方向,说明人类活动可以改变群落演替的速度和方向;生物多样性的间接价值是生态环境方面的价值,防护林所起到的防风固沙、涵养水源的作用体现了生物多样性的间接价值。
(2)砍伐华北落叶松种群中的树龄较大个体,会导致华北落叶松种群密度下降,同时种群的年龄结构也发生变化;在砍伐处补种其他树种,增加了生物的种类,提高了森林生态系统的抵抗力稳定性。
(3) 生态位是指一个物种在生物群落中的地位和作用,表征了物种对各种资源(食物、空间等)的利用以及不同物种之间的关系,不同鸟类的生态位往往有差异,体现在栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系方面存在着差异;不同的生态位有利于不同生物充分利用环境资源;协同进化是指 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,这些生态位的形成是群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。
【分析】1、生物多样性的价值
直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等实用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值;
间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能);
潜在价值:目前人类不清楚的价值。
2、生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,包括所处的空间位置、占用资源的情况以及与其他物种的关系等。
研究内容:①植物:在研究领域内的出现频率、种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。②动物:栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
23.【答案】(1)全能性;植物组织与细胞培养(或植物组织培养)
(2)染色体数量;3;秋水仙素;42
(3)蔗糖、无机盐、琼脂;不需要;可尽快打破种子休眠,加快植株生长发育,可实现在一年内培育多代小麦的育种目标
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用;单倍体育种
【解析】【解答】(1)植物细胞工程是以植物的全能性为理论基础,以植物组织与细胞培养为技术支持,在细胞和亚细胞水平对植物进行遗传操作,从而实现对植物的改良和利用。
(2)①小麦(6n=42)与玉米(2n=20)杂交后,来自玉米花粉的染色体会被逐渐排除掉,这个过程中细胞染色体数目发生了变化,属于染色体数量变异。
②根据题干信息,普通小麦(6n=42)与玉米(2n=20)杂交形成的受精卵发育成幼胚过程中,由于玉米染色体全部丢失,而小麦卵细胞的染色体全部留下,因此幼胚只含有21条染色体,属于单倍体小麦,单倍体胚中含有来自小麦配子的3个染色体组;此时单倍体胚中的染色体条数是3×7=21条,可用秋水仙素对其加倍,处理后的小麦含有42条染色体。
(3)①进行组织培养时,培养基上应添加蔗糖、无机盐、琼脂等物质,制成MS固体培养基;幼胚在培养初期没有合成数量较多的叶绿素,不需要给予光照。
②用种子种植时需要等待其破土萌发,用“幼胚离体培养技术”则不需要等待时间,幼胚在培养基的支持下可以立即生长,故与传统的用小麦种子在土壤中种植育种相比,育种工作中采用“幼胚离体培养技术”的优势是:可尽快打破种子休眠,加快植株生长发育,可实现在一年内培育多代小麦的育种目标。
【分析】植物体细胞杂交技术:
1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、过程:
(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
(3)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。
(4)杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
3、染色体组:细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,携带着制生物生长发育的全部遗传信息。
4、二倍体:由受精卵发育而成,体细胞中含有两个染色体组,包括几乎全部动物和过半数的高等物,如人、果蝇、玉米等。单倍体是由配子发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。如果某个体由本物种的配子不经受精直接发育而成,则不管它有多少染色体组都叫“单倍体“。
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河北省邢台市名校联盟2022-2023学年高三下学期1月开学质量检测考试生物试题
一、单选题
1.(2023高三下·邢台开学)关于细胞膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜上蛋白质的种类和数量会随着细胞代谢状态的变化而改变
B.细胞膜外侧的糖被具有保护或进行细胞间信息交流的作用
C.细胞膜上的脂质包括磷脂和胆固醇,其中磷脂分子呈双层排布
D.细胞膜上的载体蛋白和通道蛋白都能进行逆浓度梯度的物质运输
【答案】D
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的功能;被动运输
【解析】【解答】A、细胞的代谢活动会随生理状态发生变化,细胞膜上的蛋白质的种类和数量也会随之发生改变,A正确;
B、细胞膜表面的糖被具有保护、润滑、识别和进行细胞间信息交流的作用,分布在细胞膜的外侧,B正确;
C、细胞膜上的脂质包括磷脂和胆固醇,其中磷脂分子呈双层排布,胆固醇一般存在于动物细胞的细胞膜,C正确;
D、通道蛋白以协助扩散的方式运输物质,不能逆浓度梯度进行运输,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、细胞膜成分主要是脂质和蛋白质,也有少量的糖类存在,组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富;磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架;蛋白质是生命活动的承担者,则细胞膜的功能取决于细胞膜上的蛋白质种类和数量,蛋白质种类和数量含量越多,功能越复杂。
2、细胞膜的功能:将细胞与外界环境分开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
3、细胞间信息交流方式一般分为三种:细胞间直接接触(如精卵结合)、化学物质的传递(如激素的调节)和高等植物细胞的胞间连丝。
2.(2023高三下·邢台开学)关于细胞器的结构及功能的叙述,错误的是( )
A.细胞质基质中的H+能以主动运输方式进入溶酶体内
B.线粒体内的核糖体,可为其合成部分蛋白质
C.溶酶体具单层膜,可分解蛋白质、多糖等生物大分子
D.星射线或纺锤丝的收缩可导致染色体上着丝粒分裂
【答案】D
【知识点】其它细胞器及分离方法;有丝分裂的过程、变化规律及其意义;主动运输
【解析】【解答】A、溶酶体内有多种酸性水解酶,其中的H+较多,细胞质基质中的H+能以主动运输,消耗ATP的方式逆浓度梯度进入溶酶体内,A正确;
B、线粒体是半自主性细胞器,其内部含有核糖体,可以合成部分线粒体内的蛋白质,B正确;
C、溶酶体具单层膜,可分解蛋白质、多糖等生物大分子或衰老细胞器,是细胞的消化车间,C正确;
D、星射线或纺锤丝的收缩可导致染色体移动,但着丝粒的断裂与之无关,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、溶酶体内含有多种水解酶,膜上有许多糖,防止本身的膜被水解;作用:能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
2、线粒体:真核细胞主要细胞器(动植物都有),机能旺盛的含量多。呈粒状、棒状,具有双膜结构,内膜向内突起形成“峭”,内膜和基质中有与有氧呼吸有关的酶,是有氧呼吸第二、三阶段的场所,生命体95%的能量来自线粒体,又叫动力工厂。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。
3.(2023高三下·邢台开学)关于呼吸作用的叙述,正确的是( )
A.酵母菌细胞内产生NADH的场所只有细胞质基质
B.马铃薯块茎进行无氧呼吸时的产物是乳酸和CO2
C.低温、低氧和适宜湿度的条件可用于存储水果和蔬菜
D.骨骼肌细胞呼吸释放的能量其中的大部分存储在ATP中
【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、酵母菌是真核细胞,具有线粒体,产生NADH的场所包括细胞质基质和线粒体基质,A错误﹔
B、马铃薯块茎进行无氧呼吸时的产物为乳酸,不产生二氧化碳,B错误﹔
C、低温(抑制呼吸作用相关酶的活性)、低氧(抑制细胞的有氧呼吸)和适宜湿度的条件可用于存储水果和蔬菜,C正确;
D、呼吸作用释放的能量大部分以热能形式散失,小部分储存在ATP中,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、有氧呼吸全过程:
(1)第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。
(2)第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。
(3)第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程:
(1)第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。
(2)第二阶段:在细胞质基质中,丙酮酸分解为二氧化碳和酒精或乳酸。
4.(2023高三下·邢台开学)关于物质提取、分离或鉴定的叙述,错误的是( )
A.用无水乙醇提取叶绿体中的多种光合作用色素后,可再用纸层析法将其分离
B.将人的红细胞放在低渗环境中使其破裂,洗掉内容物后即可获得较纯净的细胞膜
C.使用差速离心法可将破碎细胞内质量不同的多种细胞器进行分离
D.用双缩脲试剂和斐林试剂可以分别检测食物中的蛋白质和蔗糖的有无
【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验;检测还原糖的实验;细胞膜的制备方法;其它细胞器及分离方法;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素易溶于有机溶剂,用无水乙醇提取叶绿体中的多种光合作用色素后,可用纸层析法(依据不同色素的溶解度不同)将多种色素进行分离,A正确;
B、成熟红细胞的细胞核消失,没有膜结构的细胞器,将人的红细胞放在低渗环境中使其破裂,洗掉内容物后即可获得较纯净的细胞膜,B正确;
C、由于各种细胞器的密度不同,故可使用差速离心法可将破碎细胞内质量不同的多种细胞器进行分离,C正确;
D、蔗糖是非还原糖,斐林试剂可用于检测还原糖,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、选哺乳动物成熟的红细胞提取纯净的细胞膜有如下几方面的优点:动物细胞没有细胞壁,不但省去了去除细胞壁的麻烦,而且无细胞壁的支持、保护,细胞易吸水涨破;哺乳动物和人成熟的红细胞,没有细胞核和具膜结构的细胞器,易用离心分离法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜;同时红细胞数量大,材料易得。
2、色素可以溶解在无水乙醇中,故可以用无水乙醇提取色素;四种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液扩散速度快,反之较慢,进而可以把四种色素分离开来,故可以用层析液分离色素。
5.(2023高三下·邢台开学)摩尔根将控制白眼的基因定位在X染色体上后,用F1中的红眼雌蝇(X+XW,X+代表红眼基因,XW代表白眼基因)与亲代中的白眼雄蝇进行回交,开展后续实验。下列叙述正确的是( )
A.回交实验的后代中红眼雌蝇∶白眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇比例为3∶1∶3∶1
B.若用回交获得的白眼雌蝇与红眼雄蝇交配,则后代中雌蝇都为白眼,雄蝇都为红眼
C.若用回交获得的红眼雌蝇和红眼雄蝇交配,则所有后代都是红眼,且都能稳定遗传
D.若用回交获得的雌蝇和雄蝇进行自由交配,则其后代中红眼与白眼的比例为7∶9
【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;伴性遗传
【解析】【解答】A、F1红眼雌蝇的基因型是X+XW,能产生两种卵细胞,一种是X+(红眼基因),一种是XW(白眼基因),白眼雄蝇的基因型是XWY,产生两种精子,一种是XW(白眼基因),一种是Y,回交的后代为X+XW、X+Y、XWXW、XWY,比例为1:1:1:1,A错误;
B、回交产生的白眼雌蝇(XWXW)与红眼雄蝇(X+Y)交配,其后代雌性都为X+XW性状为红眼,雄性都为XWY性状为白眼,B错误;
C、回交产生的红眼雌蝇(X+XW)和红眼雄蝇(X+Y)交配,后代为X+X+、X+Y、X+XW、XWY,既有红眼也有白眼,既有纯合子也有杂合子,C错误;
D、回交获得的雌蝇和雄蝇为X+XW、X+Y、XWXW、XWY,且比例为l:1:1:1,则全部雌蝇产生1/4X+和3/4XW的雌配子,全部雄蝇产生1/4X+、1/4XW和1/2Y的雄配子,让其进行自由交配,通过棋盘法可得出后代中红眼与白眼的比例为7:9,D正确。
故答案为:D。
【分析】分离定律的实质是杂合体内等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离,进入两个不同的配子,独立的随配子遗传给后代。
6.(2023高三下·邢台开学)关于噬菌体侵染实验的叙述,正确的是( )
A.可将大肠杆菌接种在含有35S和32P的培养基上,培养一段时间后再接种噬菌体进行标记
B.在35S标记的实验组中,沉淀物中的放射性会大于上清液,且子代噬菌体均无放射性
C.在32P标记的实验组中,改变混合培养和搅拌离心的时长后,不会影响试管中放射性物质的分布
D.在32P标记的实验组中,只有部分子代噬菌体具有放射性,该结果可证明DNA是噬菌体的遗传物质
【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、不能用35S和32P标记同一T2噬菌体,因为放射性检测时只能检测到是否具有放射性,不能确定是何种元素的放射性,应将大肠杆菌接种在分别含有35S和32P的不同培养基上,经一段时间后,再接种噬菌体进行标记,A错误;
B、因为35S标记的是蛋白质外壳,在噬菌体侵染细菌过程中只有DNA侵入细菌内,搅拌离心后蛋白质外壳主要分布在上清液,所以上清液中的放射性会大于沉淀物,B错误;
C、在32P标记的实验组中,若混合培养时间过短,少量的被32P标记的噬菌体的DNA没有进入细菌,上清液中会含有少量放射性;若混合培养时间过长,32P标记的噬菌体在细菌体内完成增殖,细菌裂解,释放出子代噬菌体,离心后子代噬菌体分布于上清液中,上清液中有少量放射性;所以改变混合培养和搅拌离心的时长后,会影响试管中放射性物质的分布,C错误;
D、在32P标记的实验组中,细菌裂解,释放出子代噬菌体,检测子代噬菌体放射性,可以检测到32P标记的DNA,但却检测不到35S标记的蛋白质,由此表明子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的,即DNA是噬菌体的遗传物质,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
3、噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验的结论:DNA是遗传物质。
7.(2023高三下·邢台开学)利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术,改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”,使其“变性”。我国科研人员将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞后(类似受精作用),最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.甲基化会关闭基因的活性,对某些基因进行去甲基化处理后该基因可正常表达
B.“极体”注入“修饰后的次级卵母细胞”后,可通过电融合法使两细胞融合
C.“孤雌小鼠”的染色体条数与代孕母鼠相同,且所有“孤雌小鼠”一定都为雌性
D.“孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与,其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
【答案】D
【知识点】动物细胞核移植技术;动物体细胞克隆;表观遗传
【解析】【解答】A、分析题意可知,DNA甲基化能关闭某些基因的活性,去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达,A正确;
B、可通过电融合法使两个细胞发生融合,故“极体”注入“修饰后的次级卵母细胞”后,可通过电融合法使两细胞融合,B正确;
C、“孤雌小鼠”是由“极体”注入“修饰后的次级卵母细胞”后,融合细胞进行分裂、分化和发育形成的,故其体内含有两个生殖细胞的染色体,其数量与正常受精作用产生的小鼠一致;小鼠的性别决定机制为XY型,又由于“极体”和“修饰后的次级卵母细胞”中都只有X染色体,没有Y染色体,所以所有的“孤雌小鼠”都为雌性,C正确;
D、“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵细胞和另一个卵子的极体)结合后发育形成,同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组,或发生基因突变,将导致两个生殖细胞结合后的“孤雌小鼠”其基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、分析图示,从卵泡中取出卵母细胞,再将经过甲基化处理的卵母细胞进行早期胚胎培养、胚胎移植等获得孤雌小鼠。
2、表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
8.(2023高三下·邢台开学)肠促胰素引起的胰岛素分泌能力约占全部胰岛素分泌量的50%~70%。胰高糖素样肽-1(GLP-1)是一种主要由肠道L细胞在高糖刺激下所产生的多肽类激素。研究发现GLP-1只有在高血糖时发挥作用,它能刺激胰岛素分泌,抑制胰高糖素分泌。还能作用于大脑的食欲调节中枢,抑制食欲,减少摄食并抑制胃排空,增加饱食感,减少胃酸分泌,减少营养物质在肠道的吸收。下列叙述错误的是( )
A.除肠促胰素外,胰岛素的分泌还受下丘脑发出的神经支配和血糖浓度的调节
B.口服或注射一定量的高浓度葡萄糖溶液,均可促进肠道L细胞分泌GLP-1
C.和直接注射胰岛素相比,GLP-1类药物能有效防止患者使用后出现低血糖症状
D.GLP-1类药物具有微量、高效性,可用于2型糖尿病合并肥胖患者的治疗
【答案】B
【知识点】激素与内分泌系统;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、胰岛素的分泌可受下丘脑发出的神经支配(下丘脑通过传出神经作用于胰岛B细胞)和血糖浓度(升高)的直接调节,A正确;
B、分析题意可知,注射高浓度葡萄糖时,肠道L细胞无法感受相应高糖刺激,故不能产生胰高糖素样肽-1(GLP-1),B错误﹔
C、根据题意可知GLP-1只有在高血糖时发挥作用,血糖浓度低时,不会刺激胰岛素的分泌,故不会形成低血糖症状,C正确;
D、GLP-1类药物属于激素类药物,具有微量高效性,由于它能作用食欲调节中枢抑制食欲,同时能减少营养物质的吸收,故可以治疗2型糖尿病合并肥胖的患者,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
2、人体血糖的三个来源:食物、肝糖原的分解、非糖物质的转化;三个去处:氧化分解、合成肝糖原、肌糖原、转化成脂肪蛋白质等。
3、糖尿病:胰岛B细胞受损,胰岛素分泌太少;缺乏胰岛素的降血糖作用,使血糖过高,超过肾糖阈。表现:高血糖、多食、多尿、多饮、身体消瘦。
9.(2023高三下·邢台开学)嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(CAR-T)是将能识别某种肿瘤抗原的嵌合抗原受体(CAR)的基因,通过基因工程手段转入到患者的T细胞内。患者的T细胞被“重编码”后,可在体外培养条件下生成大量特异性识别相应肿瘤抗原的CAR-T细胞。下列叙述错误的是( )
A.CAR-T是一种免疫细胞疗法,其原理是利用病人自身的免疫细胞来清除特定肿瘤细胞
B.慢病毒载体需将外源性的CAR基因整合到T细胞的染色体上,才能实现该基因的持久性表达
C.CAR-T利用了抗原―受体特异性结合的特点,使T细胞能更精确地清除特定种类肿瘤细胞
D.甲、乙患者体内存在相同的肿瘤细胞时,可将用治疗甲患者的CAR-T细胞输入乙患者体内进行治疗
【答案】D
【知识点】基因工程的应用;体液免疫
【解析】【解答】A、由题意可知,CAR-T是将能识别某种肿瘤抗原的嵌合抗原受体(CAR)的基因,通过基因工程手段转入到患者的T细胞内,使其表达后更容易识别特定种类的肿瘤细胞,本质上讲还是用自身的免疫细胞来清除肿瘤细胞,A正确;
B、导入的基因整合到宿主细胞的染色体上后,可进行稳定的转录从而表达,即慢病毒载体需将外源性的CAR基因整合到T细胞的染色体上,才能实现该基因的持久性表达,B正确;
C、抗原与相应受体有特异性结合的特点,能使CAR-T细胞更迅速准确的与特定种类的肿瘤细胞发生结合,C正确;
D、不同患者自生的T细胞表面的组织相容性抗原不同,不能将甲的CAR-T细胞输入乙患者体内,因为这样会导致甲的CAR-T细胞被乙的免疫系统攻击,D错误。
故答案为:D。
【分析】在人体所有细胞膜的表面,都有多种不同的蛋白质,其中包括作为分子标签来起作用的一组蛋白质。它们就像身份标签,能被自身的免疫细胞所识别。人体所有细胞膜的表面都有一组蛋白质——组织相容性抗原,也叫人类白细胞抗原(HLA或MHC),作为分子标签。
10.(2023高三下·邢台开学)某大型天然湖泊中生活着鲈鱼和短吻鳄(可捕食鲈鱼)。为提高鲈鱼产量当地居民大量捕杀湖中的短吻鳄,但之后几年鲈鱼的产量却持续下降。下列对此现象的分析,错误的是( )
A.湖泊中短吻鳄所捕食的另一物种也以鲈鱼为食,短吻鳄减少后该物种对鲈鱼的捕食量持续增加
B.大量捕杀短吻鳄前该湖泊中鲈鱼种群已经衰退,可繁殖年龄段的个体数量过少导致出生率降低
C.由于湖泊水质、气候条件发生持续变化造成了鲈鱼食物短缺,使其种群生存和繁殖更加困难
D.使用孔目较小的渔网进行捕捞会导致湖泊中鲈鱼种群性别比例失衡,使种群出生率持续下降
【答案】D
【知识点】种群的特征;种群的数量变动及其原因
【解析】【解答】A、若短吻鳄所捕食的另一种物种也主要以鲈鱼为食,则在短吻鳄绝迹之后,该物种会因缺乏天敌,数量大量增加从而大量捕食鲈鱼,造成鲈鱼的种群数量下降,A正确;
B、若大量捕杀短吻鳄前鲈鱼种群数量已经衰退,则短时间内,会由于繁殖期的个体数量少,出生率降低,而出现种群数量持续下降的趋势,B正确;
C、若湖泊水质、气候的变化造成了鲈鱼食物短缺,则环境条件不利于其生存和繁殖,会导致鲈鱼的种群数量持续下降,C正确;
D、使用孔且过小的渔网捕捞会影响鲈鱼种群的年龄结构(年龄组成)(主要是成年个体数量减少),使种群的未来的出生率下降,但不会影响其性别比例(因为捕捞时捕捞网无法对鲈鱼性别进行选择),D错误。
故答案为:D。
【分析】1、种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁出率和迁入率、年龄组成和性别比例,其中出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定了种群密度的大小。
2、捕食,狭义指某种动物捕捉另一种动物而杀食之,广义是指某种生物吃另一种生物,如草食动物吃草;同种个体间的互食、食虫植物吃动物等也都包括在内。捕食时被食者的种群变化有很大的影响。
11.(2023高三下·邢台开学)醪糟甘甜芳醇的味道能刺激消化腺分泌消化液,增进食欲。在其发酵过程中起主要作用的是甜酒曲(发酵菌剂)中的好氧霉菌、酵母菌和乳酸菌。制作过程为:500克糯米浸泡→蒸熟自然凉至40℃→加入甜酒曲→放入消毒无油的容器→在压实的糯米中间挖坑→密封容器,32℃下发酵48h后制成醪糟。下列相关叙述错误的是( )
A.拌入甜酒曲之前将熟糯米冷却,是为防止温度过高导致甜酒曲中的菌种死亡
B.霉菌产生的淀粉酶可将淀粉分解为葡萄糖等,乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸
C.在糯米中间挖坑能在容器内多存储一些空气,让酵母菌先进行有氧呼吸快速增殖
D.将发酵温度从32℃提高到40℃后,可明显缩短发酵时长,更快获得醪糟
【答案】D
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、拌入甜酒曲之前将熟糯米冷却,是为防止糯米温度过高导致甜酒曲中刚接种的各种菌种死亡,A正确;
B、霉菌产生的淀粉酶可将淀粉分解为葡萄糖等,乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸,B正确;
C、在糯米中间挖坑可多存储一些空气,有利于酵母菌先进行有氧呼吸并增殖,等氧气耗尽后,酵母菌再进行无氧呼吸产生酒精,C正确;
D、醪糟发酵需要适宜的温度(32℃左右),从32℃提高到40℃后微生物的酶活性会受到抑制,发酵时间应会延长,D错误。
故答案为:D。
【分析】酒精发酵是在无氧条件下,微生物(如酵母菌)分解葡萄糖等有机物,产生酒精、二氧化碳等不彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程;在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。
12.(2023高三下·邢台开学)微生物需要从外界吸收营养物质来维持正常的生长和繁殖。下列相关叙述正确的是( )
A.自养型微生物的培养基中不需要添加碳源和氮源物质
B.牛肉膏和蛋白胨只能为微生物提供有机氮源和无机盐
C.培养乳酸杆菌时常需要在培养基中加入特定的维生素
D.在含纤维素的培养基中加入刚果红可促进其被水解利用
【答案】C
【知识点】培养基对微生物的选择作用;培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、自养型微生物可以固定环境中的CO2,可以不添加碳源,但仍然需要添加氮源,A错误;
B、牛肉膏可提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素,蛋白胨主要提供氮源和维生素,B错误;
C、培养乳酸杆菌时常需要在培养基中加入特定的必需氨基酸和某些维生素等生长因子才能获得高密度的细胞培养,C正确;
D、刚果红能与纤维素反应产生红色复合物,通过刚果红染色的方法,可以来鉴别纤维素或纤维素分解菌的分解作用,而不是促进纤维素的分解,D错误。
故答案为:C。
【分析】微生物培养需要用到培养基,根据微生物的不同种类和生活习性来配制特定的培养基。不同微生物对培养基中的pH的要求不同,培养细菌时需要将培养基的pH调至中性或微碱性,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,以满足生长所需。
13.(2023高三下·邢台开学)纸片扩散法是药敏试验中一种常用的方法。取少量大肠杆菌的培养液,均匀涂在培养皿内的培养基上,再放上4片含有链霉素(抗生素的一种)的圆形滤纸,然后在无菌适宜条件培养12~16h,滤纸片周围出现抑制大肠杆菌生长的环圈(简称抑菌圈,见下图)。下列相关叙述错误的是( )
A.图1中的培养基需冷却至50℃左右时再倒平板,该操作需要在酒精灯旁完成
B.图2中所示培养基的放置方式,能防止水分过快蒸发和冷凝水珠冲散菌落
C.图3培养皿上大肠杆菌的接种方式为涂布平板法,Ⅳ号纸片上抗生素浓度最高
D.图3所示的抑菌圈内出现大肠杆菌菌落的原因是链霉素使其发生了基因突变
【答案】D
【知识点】基因突变的特点及意义;培养基对微生物的选择作用;培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、对培养液进行灭菌后需冷却再倒平板,倒平板时应在酒精灯前进行,可以尽可能减少培养基污染,A正确;
B、接种后的培养基需要倒置放置,这样可以防止培养基中水分过快蒸发,同时防止冷凝形成的水珠倒流冲散菌落,B正确;
C、图3所示为涂布平板法进行接种,纸片上的抗生素浓度越大,所形成的抑菌圈就越大,故Ⅳ号纸片上的抗生素浓度最高,C正确;
D、Ⅳ的抑菌圈中出现了少数几个菌落说明这几个菌落出现了抗药性,抗药性的获得是由于这些细菌发生了基因突变,抗生素只是将具有抗药性突变的细菌从中筛选出来,D错误。
故答案为:D。
【分析】将大肠杆菌均匀地涂抹在培养基平板上,该实验的目的是探究抗生素对微生物抑制作用,抗生素对微生物抑制作用越大,圆纸片周围的透明圈越大,因此可以通过观察、记录圆纸片周围清晰区的大小比较抑菌效果。
二、多选题
14.(2023高三下·邢台开学)近日我国科研团队宣布,使用一种无转基因、快速和可控的方法可将人类多能干细胞(PSC)转化成为8细胞阶段全能性胚胎样细胞(8CLC,相当于受精卵发育3天状态的全能干细胞)。在该转化过程中一种名为DPPA3的关键因子,能诱导PSC细胞的DNA去甲基化。下列叙述正确的是( )
A.PSC转化为8CLC的过程发生了逆分化,其本质为细胞内基因的选择性表达
B.8CLC的全能性高于PSC,对其体外培养时可诱导分化为造血干细胞
C.DNA去甲基化能在不改变碱基序列的情况下影响基因的表达,属于可遗传变异
D.有丝分裂分裂后期的8CLC中,着丝粒分裂,细胞中含有8个染色体组
【答案】A,B,C
【知识点】细胞分化及其意义;染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体;表观遗传
【解析】【解答】A、分析题意可知,PSC是人类多能干细胞,而8CLC是全能性胚胎样干细胞,PSC转化为8CLC的过程发生了逆分化,分化和逆分化的本质都是细胞内基因的选择性表达,A正确;
B、8CLC相当于受精卵发育3天状态的全能干细胞,诱导其分化可成为造血干细胞,B正确;
C、DNA甲基化不改变基因中的碱基序列,但可控制基因的表达,属于可遗传变异,是表观遗传的一种,C正确;
D、人体细胞正常的染色体组是2个,有丝分裂后期的8CLC中,着丝粒分裂,染色体数目加倍,此时细胞中含有4个染色体组,D错误。
故答案为:ABC。
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质:基因的选择性表达。
2、表观遗传:在基因的碱基序列不改变的情况下,基因表达的过程受到影响,进而导致生物性状发生可遗传变异的现象,主要包括RNA干扰、DNA甲基化、组蛋白修饰等。
15.(2023高三下·邢台开学)某家系既有甲遗传病相关(基因用A和a表示)患者也有乙遗传病相关(基因用B和b表示)患者,已知两病的相关基因都不位于X和Y的同源区段上。利用两种基因探针对各成员的乙病基因(B和b)进行核酸分子杂交,杂交结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
检测结果 Ⅰ-1 Ⅰ-2 Ⅰ-3 Ⅰ-4 Ⅱ-1 Ⅱ-2 Ⅱ-3 Ⅱ-4 Ⅱ-5
基因探针1 + - + + - + - + +
基因探针2 + + + + + + + + +
(注:+代表有相关基因,-代表没有相关基因)
A.甲病为常染色体隐性遗传病,Ⅱ-3和Ⅱ-4均不携带甲病致病基因
B.乙病可能为X染色体显性遗传病或伴Y染色体遗传病
C.基因探针1用于检测B基因,基因探针2用于检测b基因
D.Ⅱ-3与Ⅱ-4的后代中同时患甲、乙两种病的概率为1/18
【答案】A,B
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;伴性遗传
【解析】【解答】A、根据Ⅰ-3、I-4和Ⅱ-5甲病的相关表型可推断,甲病为常染色体隐性遗传病,I-3,Ⅰ-4的基因型均为Aa。同理可知I-1、I-2的基因型也均为Aa,则Ⅱ-3和Ⅱ-4个体都有2/3的可能是甲病致病基因的携带者,A错误﹔
B、若乙病为X染色体显性遗传,则I-2个体必然会患乙病,但系谱图Ⅱ-2个体为正常,由此推断乙病不可能为X染色体显性遗传病。由于I-4个体(男性)只有一条X染色体和Y染色体,但对乙病基因(B和b)的基因探针检测结果为同时含有B、b两个等位基因,所以推测乙病既不是伴Y染色体遗传病也不是伴X染色体遗传病,B错误;
C、若乙病为常染色体显性遗传病,根据基因探针检测结果显示Ⅰ-1同时具有B和b,I-1应表现为患乙病,但Ⅰ-1表现型为正常个体,故此推断乙病不为常染色体显性遗传病。结合B项分析可知,乙病为常染色体隐性遗传病,I-2的基因型为bb,则对应的基因探针2应检测b基因。探针1用于检测B基因,C正确;
D、甲、乙两病都为常染色体隐性遗传病,探针检测结果可确定个体乙病相关的基因型。Ⅱ-3为Aa的概率为2/3,Ⅱ-4为Aa的概率为2/3,后代患甲病的概率为1/9(2/3*2/3*1/4=1/9)。根据探针检测结果Ⅱ-3为bb,Ⅱ-4为Bb,其后代患乙病的概率为1/2。同时患两病的概率为1/18,D正确。
故答案为:AB。
【分析】基因的分离定律的实质是:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
16.(2023高三下·邢台开学)科研人员对某种哺乳动物在不同环境温度下体温、皮肤温度(图1),以及代谢率(即产热速率,图2)进行测量和统计。下列叙述正确的是( )
A.环境温度由10℃升至20℃时,该动物的实际测定代谢速率明显上升可能与其活动量增加有关
B.环境温度由20℃降至10℃时,该动物下丘脑中的冷觉感受器兴奋可引起外周血管收缩,皮肤血流量减少
C.环境温度下降到0℃以下时,该动物的甲状腺激素和肾上腺素分泌量增加从而导致产热速率增加
D.环境温度上升到40℃以上时,该动物可通过大量出汗增加散热,同时体内抗利尿激素分泌量减少
【答案】A,C
【知识点】体温平衡调节;水盐平衡调节
【解析】【解答】A、环境温度由10℃升至20℃时,哺乳动物的活动量增加(觅食或运动增多)可导致肌肉的呼吸作用增强,伴随呼吸作用的产热量增加会导致代谢率提高,A正确;
B、当环境温度从20℃降至10℃时,如图1所示皮肤温度下降较快,该现象是由皮肤中的冷觉感受器兴奋,信号传递到下丘脑的体温调节中枢后引起外周血管收缩,导致皮肤血流量减少,B错误;
C、寒冷时甲状腺激素和肾上腺素分泌量增加可使肝及其他组织细胞的代谢活动增强,增加产热,C正确;
D、炎热时,汗液分泌增多可增加散热,水分散失较多时抗利尿激素分泌量会增加,使尿量减少,D错误。
故答案为:AC。
【分析】体温调节:
(1)体温调节中枢:下丘脑。
(2)机理:产热和散热达到动态平衡。
(3)寒冷环境下:①增加产热的途径:骨骼肌战栗、甲状腺激素和肾上腺素分泌增加;②减少散热的途径:立毛肌收缩、皮肤血管收缩等。
(4)炎热环境下:主要通过增加散热来维持体温相对稳定,增加散热的途径主要有汗液分泌增加、皮肤血管舒张。
17.(2023高三下·邢台开学)人类DNA中存在一些由短序列(2-6个碱基对)首尾相连、多次重复串联而成的高度重复的序列(VNTR)。将该种序列制成各种VNTR序列探针后,再同人体细胞核内DNA的酶切片段杂交,便可形成指纹图谱(制作过程如下图所示)。下列叙述正确的是( )
A.DNA的PCR过程中需要使用5种dNTP和热稳定性DNA聚合酶
B.使用多种VNTR序列探针制成的指纹图谱可提高检测的特异性
C.同一家庭中的双胞胎兄妹,两人的DNA指纹图谱应完全相同
D.电泳时DNA片段迁移的速率主要与片段的分子量大小有关
【答案】B,D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、DNA的PCR过程中会需要热稳定的DNA聚合酶催化反应进行,同时需要使用dATP、dTTP、dCTP、dGTP四种原料,A错误;
B、因为不同人的某一种的VNTR片段结果可能相同,所以使用多种VNTR序列进行比较可以提高DNA指纹图谱的特异性,B正确;
C、同卵双胞胎的基因相同,故指纹图谱相同,同一家庭中的异卵双胞胎兄妹基因不同,指纹图谱不相同,C错误;
D、电泳时DNA片段迁移的速率与其分子量大小有关,DNA片段相对分子质量越大在电泳时的迁移速率越慢,D正确。
故答案为:BD。
【分析】1、PCR技术是把某一DNA片段在酶的作用下,在体外合成许多相同片段的一种方法,利用它能快速而特异的扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段,所利用的原理是DNA分子的复制。
2、电泳技术则是在外电场作用下,利用分子携带的净电荷不同,把待测分子的混合物放在一定的介质中进行分离和分析的实验技术。
18.(2023高三下·邢台开学)“稻田养鱼”利用浅水环境,既种植水稻又养殖鲤鱼、卿鱼等杂食性鱼类。鱼类以稻田中的孑孓、螺类或杂草为食,当稻田养鱼较多时,可人工补充投喂一些饲料。下列相关叙述错误的是( )
处理 水稻产量(kg/hm) 土壤有机质(%) 化肥使用量(%) 农药使用量(%)
稻田养鱼 4023 2.72 55.6% 32.6%
普通稻田 3474 2.56 100% 100%
A.流入该生态系统的能量全部来自太阳能,鲤鱼、卿鱼属于第二或第三营养级
B.水田中鱼类的粪便被微生物分解后能为水稻的生长提供所需的全部无机盐
C.水田中鱼类的游动可增加其中的溶解氧含量,促进水稻根部的呼吸作用
D.与传统稻田相比,该生态系统的抵抗力稳定性增强,能量传递效率更高
【答案】A,B,D
【知识点】生态系统的稳定性;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、鲤鱼、卿鱼都是杂食性鱼类,可以吃植物,也可以吃小动物,为第二或第三营养级;该生态系统由人工控制,除获取太阳能外还会有人工投喂的饲料为该生态系统提供能量,A错误﹔
B、鱼的粪便被分解者分解为无机物后能为水稻提供多种所需的矿质元素,但在“稻田养鱼”模式下由于有无机盐伴随物质输出,仍需要部分使用化肥补充水稻所需的无机盐,B错误;
C、鱼的游动可增加水中的溶解氧,促进水稻根部的呼吸作用,提高水稻对于无机盐等的吸收能力,C正确;
D、与传统稻田相比,“稻田养鱼”模式下田中的生物多样性增加,使稻田的营养结构更为复杂,抵抗力稳定性增强。“稻田养鱼”模式提高了生态系统的能量利用率,使更多的能量流向对人有益的部分,但没有提高营养级之间的能量传递效率,D错误。
故答案为:ABD。
【分析】1、能量流动的特点是逐级递减、单向流动。
2、流经某生态系统的能量包括生产者固定的太阳能和人工投入的能量。
三、综合题
19.(2023高三下·邢台开学)下图表示玉米(C4植物)的光合作用和光呼吸过程,由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成。Rubisco酶是一个双功能酶,在有光且CO2浓度高时进行光合作用;在有光且O2浓度高时,进行光呼吸。
(1)图中玉米光合作用的光反应阶段发生在 (填位置),其CO2固定发生在 (填位置)。
(2)在光合作用中Rubisco酶的作用是: 。在不同气体浓度条件下(CO2与O2浓度的比值不同时),Rubisco酶催化的代谢方向不同可说明: (从反应物和酶的活性位点角度分析)。
(3)晴朗的夏季中午,同一环境条件下小麦(C3植物)和玉米(C4植物)相比,光呼吸更弱的是 ,其原因是: 。
(4)科研人员用碳-14标记的CO2供应该植物进行光合作用一段时间,使碳-14标记出现在植物体内的C5、C3和(CH2O)等化合物中。然后在 (填“有光”或“无光”)条件下,测定其呼吸作用产生14CO2的速率。再在 (填“有光”或“无光”),不含 (填“氧气”或“二氧化碳”)的条件下测定一次植物产生14CO2的速率。根据两次测量的差即可估算出植物的“光呼吸”速率。
【答案】(1)叶肉细胞的叶绿体类囊体上;叶肉细胞和维管束细胞
(2)催化CO2与C5反应生成C3;Rubisco酶的底物CO2与O2竞争该酶的同一活性位点(或CO2与O2互为该酶的竞争性抑制剂)
(3)玉米;气孔关闭后,玉米(C4植物)可依靠PEP酶固定较多的CO2,使维管束鞘细胞的叶绿体中CO2的浓度较高,有利于光合作用进行,同时抑制光呼吸
(4)无光;有光;二氧化碳
【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】(1)据图可知,图中玉米的光反应阶段发生在叶肉细胞的叶绿体类囊体上,其CO2的固定发生在叶肉细胞和维管束细胞中。
(2)如图所示在光合作用中Rubisco酶的作用是催化CO2与C5反应生成C3;Rubisco酶既能催化О2和C5反应,也能催化CO2与C5反应,说明Rubisco酶上有两种气体分子的结合位点,且结合位点相同;在CO2与O2浓度的比值不同时,两者发生竞争性抑制作用,使得催化的反应向不同方向进行。
(3)晴朗的夏季中午,气温较高,气孔关闭后玉米(C4植物)可依靠PEP酶固定较多的CO2,使维管束鞘细胞的叶绿体中CO2的浓度较高,有利于光合作用进行,同时抑制光呼吸。
(4)测定植物呼吸作用强度时不需要有光照;光合作用和光呼吸都需在有光条件下进行,在有光条件下不提供二氧化碳时,能抑制光合作用同时促进光呼吸的进行,此时植物产生14CO2的速率包括了呼吸作用和光呼吸的速率之和,根据两次测量的差即可估算出植物的“光呼吸”速率。
【分析】光合作用:
(1)光反应阶段:水光解产生[H]和氧气,ADP和Pi结合形成ATP。
(2)暗反应阶段:二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物,三碳化合物在ATP和[H]的作用下,还原成五碳化合物,同时ATP水解成ADP和 Pi。
20.(2023高三下·邢台开学)水稻育种工作者发现一种苗期耐盐突变体M。用野生型亲本B和耐盐突变体M杂交产生F1,F1苗期在盐胁迫下都表现为枯萎死亡,与野生亲本B性状一致。根据资料及所学内容回答下列问题:
(1)水稻的抗盐性状为 (填“显性”或“隐性”)性状。
(2)SNP是指由单个核苷酸的变异引起的DNA序列多态性,该种差异可被基因测序技术检测。为确定抗盐基因的位置(位于Ⅱ或Ⅲ染色体上),科研人员用SNP1m、SNP2m、SNP1B、SNP2B四种SNP标记(四种标记的碱基序列不同)对突变体M和野生型亲本B的两对非同源染色体(Ⅱ号和Ⅲ号染色体)进行分子标记(标记结果如下图所示)。实验步骤如下:
①将突变体M和野生型B进行杂交获得多株F1。将F1自交所结的种子播种于有盐胁迫环境中,获得耐盐的多株F2幼苗。
②检测这些耐盐的F2幼苗的SNP1和SNP2标记情况,若全部个体的SNP1检测结果为 ,SNP2检测结果为 ,则证明抗盐基因在Ⅱ号染色体上。
③若F2中全部耐盐个体的SNP1检测结果为大多数为SNP1m,有少量为SNP1B,SNP2检测结果为SNP2m∶SNP2B=1∶1,则说明 。
(3)同源染色体的交叉互换属于可遗传变异中的 类型。若Ⅱ和Ⅲ染色体上的染色单体之间发生片段交换,该变异属于可遗传变异中的 类型。
【答案】(1)隐性
(2)均为SNP1m;SNP2m∶SNP2B=1∶1;抗盐基因位于Ⅱ号染色体上,且F1的Ⅱ号染色体在减数分裂时发生了交叉互换
(3)基因重组;染色体(结构)变异
【知识点】基因重组及其意义;染色体结构的变异;基因连锁和互换定律
【解析】【解答】(1)根据题意可知,杂交产生的F1苗期在盐胁迫下都表现为枯萎死亡,与野生亲本B性状一致,可判断不耐盐性状为显性,耐盐性状应为隐性性状。
(2)①分析题意可知,该实验的目的是利用SNP1和SNP2标记对耐盐基因进行定位,以判断抗盐基因(相关基因用A和a表示)在Ⅱ号还是Ⅲ号染色体上,用抗盐突变体M(隐性性状,设为aa)与另一野生型植株B(显性性状,AA)杂交得到的F1(Aa),F1植株自交得到的后代中挑选出其中的耐盐植株(aa),分别检测F2中抗盐植株个体的SNP1和SNP2的具体类型:
②若抗盐基因(a)在Ⅱ号染色体上则抗盐基因(a)会与SNP1m标记连锁,按照基因分离定律,则全部个体的SNP1检测结果应均为SNP1m;由于Ⅲ号染色体上没有耐盐基因(a)淘汰非耐盐个体不会对SNP2的数量造成影响,在耐盐的F2中SNP2标记的类型有SNP2mSNP2m,SNP2mSNP2B,SNP2BSNP2B三种类型,其比例为1:2:1,所有这些个体中SNP2的检测结果为SNP2m和SNP2B的比例约为1:1。
③若抗盐基因(a)位于Ⅱ号染色体上,且F1的Ⅱ号染色体在减数分裂时还发生了交叉互换,则会造成少量抗盐基因(a)与SNP1B标记位于同一条Ⅱ号染色体上,因此对所有抗盐植株个体的SNP1检测结果应表现为大多数为SNP1m,有少量为SNP1B;SNP2的检测结果仍然为SNP2m和SNP2B的比例约为1:1。
(3)同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换(互换)属于基因重组类型;非同源染色体上的片段交换属于染色体结构变异(易位)的类型。
【分析】1、基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合,另外,外源基因的导入也会引起基因重组。
2、染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
3、分离定律的实质是杂合体内等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离,进入两个不同的配子,独立的随配子遗传给后代。
21.(2023高三下·邢台开学)“谷氨酸毒性学说”是解释渐冻症发病机理的一种重要学说。请结合资料回答下列问题:
(1)科学家发现在培养大鼠皮层神经元的培养液中加入100μmol的谷氨酸,5min后神经元肿胀破裂﹔若给大鼠脑内海马区注射一定量的谷氨酸,注射部位神经元也发生肿胀破裂。推测两组实验中神经元肿胀破裂的直接原因是: 。
(2)进一步研究发现在神经元细胞膜上(突触前膜和突触后膜)存在较多的谷氨酸离子型受体(NMDA)。当谷氨酸与NMDA受体结合可引起Na+的内流,并导致神经元细胞膜上的Ca2+通道打开。致病机理如下图所示:
①谷氨酸属于 (填“兴奋”或“抑制”)性递质。NMDA受体的化学本质是 。
②Ca2+中内流后会引起突触小体 ,该递质可继续作用于突触前膜或突触后膜,引起更多Ca2+内流,并最终导致神经元肿胀坏死。
(3)根据“谷氨酸毒性学说”的内容分析,研究人员可从哪些方面开发药物来抑制谷氨酸毒性引起的神经元肿胀坏死。 (答出思路即可,至少答出两条)。
【答案】(1)细胞内渗透压过大,细胞过度吸水涨破
(2)兴奋;糖蛋白(蛋白质);与突触前膜融合,释放谷氨酸
(3)开发能与NMDA受体结合的药物,阻止谷氨酸与之结合(或开发能阻断神经元Ca2+通道开放的药物;或开发能调节神经元细胞渗透压的药物)
【知识点】神经冲动的产生和传导;渗透作用
【解析】【解答】(1)动物细胞涨破的直接原因是细胞内渗透压过大,造成细胞过度吸水后,细胞破裂。
(2)①谷氨酸与NMDA受体结合可引起Na+的内流,并导致Ca2+通道打开,使细胞产生动作电位,属于兴奋性神经递质。NMDA受体的化学本质是糖蛋白。
②如图所示:Ca2+内流后会引起突触小体与突触前膜融合,并释放谷氨酸。
(3)由于该病是谷氨酸和NMDA结合,导致Na+的内流,并导致Ca2+通道打开,促进神经递质的释放,所以开发能与NMDA受体结合的药物,阻止谷氨酸与之结合。或阻断神经元的Ca2+通道开放,或能调节神经元细胞渗透压的药物都能在一定程度上缓解谷氨酸毒性引起的神经元肿胀坏死。
【分析】1、兴奋在神经元之间是单向传递的,原因是神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
2、神经纤维未受到刺激时,K+外流,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负,当某一部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正。
22.(2023高三下·邢台开学)塞罕坝地区的生态环境曾经受到过严重破坏,近几十年经过造林人的努力,该地森林覆盖率逐渐升高。2017年塞罕坝林场建设者们因此获得了联合国环保署的最高荣誉“地球卫士奖”。回答下列问题:
(1)塞罕坝地区曾退化为荒原沙丘,这说明了生态系统的 能力有限。塞罕坝地区从森林变为荒原再变为森林的过程,属于 (填“初生”或“次生”)演替。该过程证明人类活动可改变演替的 。塞罕坝地区的防护林所起到的防风固沙、涵养水源的作用,体现出生物多样性的 价值。
(2)资料显示塞罕坝人造林中针叶林比例高达92.9%,而针阔叶混交林仅占7.1%。若对集中连片的华北落叶松过熟林进行选择性砍伐(采伐树龄较大个体),并砍伐处补种2种以上的其他树种。该方法会导致华北落叶松种群数量特征中 发生变化,并能提高该生态系统的 稳定性。
(3)据调查塞罕坝地区的森林中还生活着39种鸟类,不同鸟类间可通过在 等方面形成差异,从而避免生态位过度重叠。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物 ,是群落中物种之间及生物与环境之间 的结果。
【答案】(1)自我调节;次生;速度和方向;间接
(2)种群密度和年龄结构;抵抗力
(3)栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系;充分利用环境资源;协同进化
【知识点】群落的演替;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)生态系统具有一定的自我调节能力,但塞罕坝地区曾退化为荒原沙丘,这说明了生态系统的自我调节能力有限;塞罕坝地区从森林变为荒原再变为森林的过程,由于具有土壤和植被条件,故属于次生演替;该过程中人类活动能改变群落的演替方向,说明人类活动可以改变群落演替的速度和方向;生物多样性的间接价值是生态环境方面的价值,防护林所起到的防风固沙、涵养水源的作用体现了生物多样性的间接价值。
(2)砍伐华北落叶松种群中的树龄较大个体,会导致华北落叶松种群密度下降,同时种群的年龄结构也发生变化;在砍伐处补种其他树种,增加了生物的种类,提高了森林生态系统的抵抗力稳定性。
(3) 生态位是指一个物种在生物群落中的地位和作用,表征了物种对各种资源(食物、空间等)的利用以及不同物种之间的关系,不同鸟类的生态位往往有差异,体现在栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系方面存在着差异;不同的生态位有利于不同生物充分利用环境资源;协同进化是指 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,这些生态位的形成是群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。
【分析】1、生物多样性的价值
直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等实用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值;
间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能);
潜在价值:目前人类不清楚的价值。
2、生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,包括所处的空间位置、占用资源的情况以及与其他物种的关系等。
研究内容:①植物:在研究领域内的出现频率、种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。②动物:栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
23.(2023高三下·邢台开学)小麦赤霉病是全球性小麦病害,严重影响小麦产量和品质。利用植物细胞工程技术可加快抗赤霉病小麦的育种进程。请根据所学内容和材料信息回答下列问题:
(1)植物细胞工程是以植物的 为理论基础,以 为技术支持,在细胞和亚细胞水平对植物进行遗传操作,从而实现对植物的改良和利用。
(2)为了加快抗病基因型的纯合速度,可采用玉米授粉诱导小麦加倍单倍体法。抗病小麦(6n=42)与玉米(2n=20)杂交后,在杂交后的最初3次细胞分裂过程中,来自玉米花粉的染色体会被逐渐排除掉,最终仅剩下来自母本小麦的染色体,形成了小麦单倍体胚。该单倍体胚经培养形成幼苗后,再进行染色体加倍。
①杂交后最初3次细胞分裂的过程中,细胞发生了 变异。
②小麦单倍体胚中含 个染色体组,可用 (物质名称)对单倍体幼苗进行染色体加倍处理,处理后的抗病小麦含有 条染色体。
(3)将(2)中获得的植物种子进行“幼胚离体培养”,其大致流程是:用无菌水冲洗3~5次麦粒,在无菌条件下剥出麦粒的幼胚。将幼胚尖端向下接种在MS培养基上,放入25℃培养室中培养,接种4天后置于2~4℃低温条件下“春化”15天,然后移栽至盆钵中生长。
①接种小麦幼胚的MS培养基上应添加 等物质,幼胚培养初始阶段培养室内 (填“需要”或“不需要”)给予光照。
②与传统的用小麦种子在土壤中种植育种相比,育种工作中采用“幼胚离体培养技术”的优势是: 。
【答案】(1)全能性;植物组织与细胞培养(或植物组织培养)
(2)染色体数量;3;秋水仙素;42
(3)蔗糖、无机盐、琼脂;不需要;可尽快打破种子休眠,加快植株生长发育,可实现在一年内培育多代小麦的育种目标
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用;单倍体育种
【解析】【解答】(1)植物细胞工程是以植物的全能性为理论基础,以植物组织与细胞培养为技术支持,在细胞和亚细胞水平对植物进行遗传操作,从而实现对植物的改良和利用。
(2)①小麦(6n=42)与玉米(2n=20)杂交后,来自玉米花粉的染色体会被逐渐排除掉,这个过程中细胞染色体数目发生了变化,属于染色体数量变异。
②根据题干信息,普通小麦(6n=42)与玉米(2n=20)杂交形成的受精卵发育成幼胚过程中,由于玉米染色体全部丢失,而小麦卵细胞的染色体全部留下,因此幼胚只含有21条染色体,属于单倍体小麦,单倍体胚中含有来自小麦配子的3个染色体组;此时单倍体胚中的染色体条数是3×7=21条,可用秋水仙素对其加倍,处理后的小麦含有42条染色体。
(3)①进行组织培养时,培养基上应添加蔗糖、无机盐、琼脂等物质,制成MS固体培养基;幼胚在培养初期没有合成数量较多的叶绿素,不需要给予光照。
②用种子种植时需要等待其破土萌发,用“幼胚离体培养技术”则不需要等待时间,幼胚在培养基的支持下可以立即生长,故与传统的用小麦种子在土壤中种植育种相比,育种工作中采用“幼胚离体培养技术”的优势是:可尽快打破种子休眠,加快植株生长发育,可实现在一年内培育多代小麦的育种目标。
【分析】植物体细胞杂交技术:
1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、过程:
(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
(3)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。
(4)杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
3、染色体组:细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,携带着制生物生长发育的全部遗传信息。
4、二倍体:由受精卵发育而成,体细胞中含有两个染色体组,包括几乎全部动物和过半数的高等物,如人、果蝇、玉米等。单倍体是由配子发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。如果某个体由本物种的配子不经受精直接发育而成,则不管它有多少染色体组都叫“单倍体“。
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