2022年全国各地高考真题分类练(共10份打包含解析)

文档属性

名称 2022年全国各地高考真题分类练(共10份打包含解析)
格式 zip
文件大小 3.5MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-05-29 23:10:48

文档简介

一、单选题
1.(2022·辽宁·统考高考真题)下列关于硝化细菌的叙述,错误的是( )
A.可以发生基因突变 B.在核糖体合成蛋白质
C.可以进行有丝分裂 D.能以CO2作为碳源
【答案】C
【分析】1、硝化细菌是原核生物,原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核(没有核膜、核仁和染色体);原核生物只能进行二分裂生殖。
2、原核细胞只有核糖体一种细胞器,但部分原核细胞也能进行光合作用和有氧呼吸,如蓝细菌。原核生物含有细胞膜、细胞质结构,含有核酸和蛋白质等物质。
【详解】A、硝化细菌的遗传物质是DNA,可发生基因突变,A正确;
B、原核细胞只有核糖体一种细胞器,蛋白质在核糖体合成,B正确;
C、原核生物不能进行有丝分裂,进行二分裂,C错误;
D、硝化细菌可进行化能合成作用,是自养型生物,能以CO2作为碳源,D正确。
故选C。
2.(2022·海南·统考高考真题)脊髓灰质炎病毒已被科学家人工合成。该人工合成病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎,但其毒性比天然病毒小得多。下列有关叙述正确的是( )
A.该人工合成病毒的结构和功能与天然病毒的完全相同
B.该人工合成病毒和原核细胞都有细胞膜,无细胞核
C.该人工合成病毒和真核细胞都能进行细胞呼吸
D.该人工合成病毒、大肠杆菌和酵母菌都含有遗传物质
【答案】D
【分析】病毒不具有细胞结构,结构简单,一般只有蛋白质和核酸,不能进行细胞呼吸,只能在宿主细胞中增殖。
【详解】A、人工合成的脊髓灰质炎病毒的毒性比天然病毒小得多,据此可推测二者在结构和功能上存在差异,A错误;
BC、病毒不具有细胞结构,不能进行细胞呼吸,只能在宿主细胞中增殖,BC错误;
D、人工合成病毒、大肠杆菌和酵母菌都含有遗传物质,D正确。
故选D。
3.(2022·重庆·统考高考真题)在一定条件下,斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀,去除沉淀后的溶液蓝色变浅,测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是( )
样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564
葡萄糖含量(mg/mL) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
A.斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀
B.吸光值与样本的葡萄糖含量有关,与斐林试剂的用量无关
C.若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量大于0.4mg/mL
D.在一定范围内葡萄糖含量越高,反应液去除沉淀后蓝色越浅
【答案】D
【分析】斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。斐林试剂是由甲液(质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液)和乙液(质量浓度为0.05g/mL硫酸铜溶液)组成,使用时要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中,生成的砖红色沉淀是氧化亚铜。
【详解】A、斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,会产生砖红色沉淀,A错误;
B、吸光值与溶液的浓度有关,故与样本的葡萄糖含量和斐林试剂的均用量有关,B错误;
C、由表格内容可知,葡萄糖含量越高,吸光值越小,若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量小于0.4mg/mL,即葡萄糖含量在0.3mg/mL~0.4mg/mL,C错误;
D、在一定范围内葡萄糖含量越高,生成的砖红色沉淀(氧化亚铜)越多,反应液去除沉淀后的溶液中游离的Cu2+越少,则蓝色越浅,D正确。
故选D。
4.(2022·重庆·统考高考真题)合理均衡的膳食对维持人体正常生理活动有重要意义。据下表分析,叙述错误的是( )
项目 食物(100g) 能量(kj) 蛋白质(g) 脂肪(g) 糖类(g)
① 880 6.2 1.2 44.2
② 1580 13.2 37.0 2.4
③ 700 29.3 3.4 1.2
A.含主要能源物质最多的是②
B.需控制体重的人应减少摄入①和②
C.青少年应均衡摄入①、②和③
D.蛋白质、脂肪和糖类都可供能
【答案】A
【分析】1、蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功能也多样:①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分,如肌肉蛋白;②有的蛋白质具有催化功能,如大多数酶的本质是蛋白质;③有的蛋白质具有运输功能,如载体蛋白和血红蛋白;④有的蛋白质具有信息传递,能够调节机体的生命活动,如胰岛素;⑤有的蛋白质具有免疫功能,如抗体。
2、糖类分为单糖、二糖和多糖,葡萄糖、核糖、脱氧核糖等不能水解的糖称为单糖,由2个单糖脱水缩合形成的糖称为二糖,多糖有淀粉、纤维素和糖原,糖原是动物细胞的储能物质,淀粉是植物细胞的储能物质,纤维素是植物细胞壁的成分。
3、脂肪是最常见的脂质,是细胞内良好的储能物质,还是一种良好的绝热体,起保温作用,分布在内脏周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用,可以保护内脏器官。
【详解】A、人体主要能源物质是糖类,表中主要能源物质最多的是①,A错误;
B、食物①和②中分别富含糖类和脂肪,所以需控制体重的人应减少摄入①和②,B正确;
C、食物①、②和③中分别富含糖类、脂肪和蛋白质,所以青少年应均衡摄入①、②和③有利于身体的发育,C正确;
D、蛋白质、脂肪和糖类都属于储存能量的有机物,因而都可供能,D正确。
故选A。
5.(2022·江苏·统考高考真题)下列物质的鉴定实验中所用试剂与现象对应关系错误的是( )
A.还原糖-斐林试剂-砖红色 B.DNA-台盼蓝染液-蓝色
C.脂肪-苏丹Ⅲ染液-橘黄色 D.淀粉-碘液-蓝色
【答案】B
【分析】生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定,呈橘黄色(或红色)。(4)淀粉遇碘液变蓝。(5)线粒体可被活性染料健那绿染成蓝绿色。(6)在酸性条件下,酒精与重铬酸钾呈灰绿色。(7)DNA可以用二苯胺试剂鉴定,呈蓝色。(8)染色体可以被碱性染料染成深色。(9)台盼蓝染液用于鉴别细胞死活,死细胞被染成蓝色。
【详解】A、还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀,A正确;
B、在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺呈蓝色,B错误;
C、苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色,苏丹Ⅳ将脂肪染成红色,C正确;
D、淀粉遇碘变蓝,D正确。
故选B。
6.(2022·湖北·统考高考真题)水是生命的源泉,节约用水是每个人应尽的责任,下列有关水在生命活动中作用的叙述,错误的是(  )
A.水是酶促反应的环境 B.参与血液中缓冲体系的形成
C.可作为维生素D等物质的溶剂 D.可作为反应物参与生物氧化过程
【答案】C
【分析】细胞内的水的存在形式是自由水和结合水,结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水是良好的溶剂,是许多化学反应的介质,自由水还参与许多化学反应,自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用;自由水与结合水不是一成不变的,可以相互转化,自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,抗逆性越低,反之亦然。
【详解】A、自由水是化学反应的介质,故水是酶促反应的环境,A正确;
B、血液中的缓冲对是由离子组成的,离子溶解在水中才能形成缓冲体系,B正确;
C、维生素D属于脂质,脂质通常都不溶于水,C错误;
D、自由水能参与化学反应,故水可作为反应物参与生物氧化过程,D正确。
故选C。
7.(2022·浙江·高考真题)生物体中的有机物具有重要作用。下列叙述正确的是( )
A.油脂对植物细胞起保护作用 B.鸟类的羽毛主要由角蛋白组成
C.糖原是马铃薯重要的贮能物质 D.纤维素是细胞膜的重要组成成分
【答案】B
【分析】组成细胞的糖类和脂质:
化合物 分 类 元素组成 主要生理功能
糖类 单糖 二糖 多糖 C、H、O ①供能(淀粉、糖原、葡萄糖等) ②组成核酸(核糖、脱氧核糖) ③细胞识别(糖蛋白) ④组成细胞壁(纤维素)
脂质 脂肪 磷脂(类脂) 固醇 C、H、O C、H、O、N、P C、H、O ①供能(贮备能源) ②组成生物膜 ③调节生殖和代谢(性激素、VD) ④保护和保温
【详解】A、油脂是植物细胞良好的储能物质,植物蜡对植物细胞起保护作用,A错误;
B、鸟类的羽毛主要成分是蛋白质,主要由角蛋白组成,B正确;
C、糖原是动物细胞特有的多糖,淀粉是马铃薯重要的贮能物质,C错误;
D、纤维素是构成植物细胞壁的主要成分,细胞膜的组成成分主要是磷脂和蛋白质,D错误。
故选B。
8.(2022·浙江·统考高考真题)植物体内果糖与X物质形成蔗糖的过程如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.X与果糖的分子式都是C6H12O6
B.X是植物体内的主要贮能物质
C.X是植物体内重要的单糖
D.X是纤维素的结构单元
【答案】B
【分析】蔗糖是由一分子果糖和一分子葡萄糖脱去一分子水形成的二糖。
【详解】A、X应为葡萄糖,葡萄糖和果糖都是六碳糖,分子式均为C6H12O6,A正确;
B、X应为葡萄糖,是生物体内重要的能源物质,植物体的主要储能物质为淀粉和脂肪,B错误;
C、X是葡萄糖,是生物体内重要的能源物质,C正确;
D、X是葡萄糖,是构成淀粉、纤维素等多糖的基本单位,D正确。
故选B。
试卷第6页,共6页
试卷第5页,共6页一、单选题
1.(2022·重庆·统考高考真题)以蚕豆根尖为实验材料,在光学显微镜下不能观察到的是( )
A.中心体 B.染色体 C.细胞核 D.细胞壁
【答案】A
【分析】光学显微镜下可以观察到的结构有叶绿体、线粒体、液泡、染色体和细胞壁,光学显微镜下观察到的结构属于显微结构;光学显微镜下不能够观察到核糖体、细胞膜、中心体、叶绿体和线粒体的内部结构等,需要借助于电子显微镜,电子显微镜下观察到的结构属于亚显微结构。
【详解】A、中心体无色且体积小,光学显微镜下无法观察,需要借助于电子显微镜观察,且蚕豆是高等植物,其根尖细胞中无中心体,A符合题意;
B、用光学显微镜观察染色体时,利用碱性染料着色,便能够进行观察,B不符合题意;
C、细胞核体积较大,在显微镜下很容易找到,C不符合题意;
D、细胞壁位于细胞的最外面,具有保护、支持细胞的功能,在显微镜下很容易找到,D不符合题意。
故选A。
2.(2022·江苏·统考高考真题)下列各组元素中,大量参与组成线粒体内膜的是( )
A.O、P、N B.C、N、Si C.S、P、Ca D.N、P、Na
【答案】A
【分析】线粒体内膜属于生物膜,其主要成分是磷脂和蛋白质,蛋白质是由C、H、O、N等元素组成,磷脂的组成元素为C、H、O、N、P。
【详解】线粒体内膜属于生物膜,生物膜主要由磷脂和蛋白质组成,蛋白质是由C、H、O、N等元素组成,磷脂的组成元素为C、H、O、N、P,二者均不含Si、Ca、Na,A正确,BCD错误。
故选A。
3.(2022·河北·统考高考真题)关于细胞膜的叙述,错误的是(  )
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
【答案】C
【分析】细胞膜的组成成分:主要是蛋白质和脂质,其次还有少量糖类,脂质中主要是磷脂,动物细胞膜中的脂质还有胆固醇;细胞膜的功能复杂程度与细胞膜的蛋白质的种类和数量有关,功能越复杂,膜蛋白的种类和数量越多。
【详解】A、在分泌蛋白的合成和分泌过程中,高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中,此过程细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流,A正确;
B、载体蛋白具有专一性,所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输,B正确;
C、膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、不均匀的,或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子层,C错误;
D、细胞膜上多种蛋白质与糖类结合,形成糖蛋白。糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系,参与细胞间的信息交流,D正确。
故选C。
4.(2022·海南·统考高考真题)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明,Cofilin-1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质,介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常。下列有关叙述错误的是( )
A.肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核
B.编码Cofilin-1的基因不表达可导致细胞核变形
C.Cofilin-1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力
D.Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力
【答案】A
【分析】肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
【详解】A 、核孔具有选择透过性,肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核,肌动蛋白进入细胞核需要 Cofilin -1的介导,A错误;
B、编码Cofilin-1的基因不表达,Cofilin-1缺失,可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常,B正确;
C、Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白不能进入细胞核,从而引起细胞核变形,可能会导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力,C正确;
D、Cofilin-1缺失会导致染色质功能异常,染色质上含有控制细胞代谢的基因,从而影响细胞核控制细胞代谢的能力,D正确。
故选A。
5.(2022·浙江·高考真题)下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是( )
A.核被膜为单层膜,有利于核内环境的相对稳定
B.核被膜上有核孔复合体,可调控核内外的物质交换
C.核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关
D.染色质由RNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体
【答案】B
【分析】细胞核包括核膜(将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(主要成分是DNA和蛋白质)、核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)、核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)。
【详解】A、核被膜为双层膜,能将核内物质与细胞质分开,有利于核内物质的相对稳定,A错误;
B、核被膜上有核孔,核孔处有核孔复合体,具有选择性,可调控核质之间频繁的物质交换,B正确;
C、核仁主要与rRNA的合成有关,C错误;
D、染色质主要由DNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体,D错误。
故选B。
6.(2022·湖南·高考真题)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一,其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是(  )
A.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中
B.皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收
C.胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关
D.胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高
【答案】C
【分析】蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子,氨基酸结构特点是至少含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸通过脱水缩合反应形成蛋白质,氨基酸脱水缩合反应时,一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基反应脱去一分子水。
【详解】A、蛋白质的氮元素主要存在于肽键中,A错误;
B、胶原蛋白为生物大分子物质,涂抹于皮肤表面不能被直接吸收,B错误;
C、内质网是蛋白质的合成、加工场所和运输通道,高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,胶原蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关,C正确;
D、由题胶原蛋白非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高,而人体需要从食物中获取必需氨基酸,非必需氨基酸自身可以合成,衡量蛋白质营养价值的高低主要取决于所含必需氨基酸的种类、数量及组成比例,因此并不能说明胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高,D错误。
故选C。
7.(2022·广东·高考真题)将正常线粒体各部分分离,结果见图。含有线粒体DNA的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【分析】①指线粒体内膜和外膜的间隙,②指线粒体内膜,③指线粒体基质,④指线粒体外膜。
【详解】线粒体DNA分布于线粒体基质,故将正常线粒体各部分分离后,线粒体DNA应该位于线粒体基质③中,C正确。
故选C。
8.(2022·广东·高考真题)酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程,某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外,还可能检测到分泌蛋白的场所是( )
A.线粒体、囊泡 B.内质网、细胞外
C.线粒体、细胞质基质 D.内质网、囊泡
【答案】D
【分析】分泌蛋白在核糖体上合成,然后肽链进入内质网进行肽链初加工,再以囊泡的形式转移到高尔基体,进行进一步的加工、分类和包装。
【详解】AC、线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量,分泌蛋白不会进入线粒体,AC错误;
B、根据题意,分泌蛋白在高尔基体中积累,不会分泌到细胞外,B错误;
D、内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体,内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白,D正确。
故选D。
9.(2022·浙江·高考真题)动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.光面内质网是合成该酶的场所 B.核糖体能形成包裹该酶的小泡
C.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用 D.该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现
【答案】C
【分析】各种细胞器的结构、功能
细胞器 分布 形态结构 功 能
线粒体 动植物细胞 双层膜结构 有氧呼吸的主要场所; 细胞的“动力车间”
叶绿体 植物叶肉细胞 双层膜结构 植物细胞进行光合作用的场所;植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
内质网 动植物细胞 单层膜形成的网状结构 细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”
高尔 基体 动植物细胞 单层膜构成的囊状结构 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动物细胞高尔基体与分泌有关;植物则参与细胞壁形成)
核糖体 动植物细胞 无膜结构,有的附着在内质网上,有的游离在细胞质中 合成蛋白质的场所; “生产蛋白质的机器”
溶酶体 主要分布在动物细胞中 单层膜形成的泡状结构 “消化车间”;内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌
液泡 成熟植物细胞 单层膜形成的泡状结构;内含细胞液(有机酸、糖类、无机盐、色素和蛋白质等) 调节植物细胞内的环境,充盈的液泡使植物细胞保持坚挺
中心体 动物或某些低等植物细胞 无膜结构;由两个互相垂直的中心粒及其周围物质组成 与细胞的有丝分裂有关
【详解】A、光面内质网是脂质合成的场所,消化酶是分泌蛋白,合成场所是粗面内质网(附着在粗面内质网上的核糖体),A错误;
B、核糖体无膜结构,不能形成小泡包裹该酶,B错误;
C、高尔基体能对蛋白质进行加工、分类、包装、发送,具有分拣和转运消化酶等分泌蛋白的作用,C正确;
D、该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现,D错误。
故选C。
10.(2022·浙江·统考高考真题)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是( )
A.基部成熟叶片是最佳观察材料 B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心
C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D.不同条件下叶绿体的位置不变
【答案】C
【分析】观察叶绿体
(1)制片:在洁净的载玻片中央滴一滴清水,用镊子取一片藓类的小叶或取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,放入水滴中,盖上盖玻片。
(2)低倍镜观察:在低倍镜下找到叶片细胞,然后换用高倍镜。
(3)高倍镜观察:调清晰物像,仔细观察叶片细胞内叶绿体的形态和分布情况。
【详解】A、黑藻基部成熟叶片含有的叶绿体多,不易观察叶绿体的形态,应选用黑藻的幼嫩的小叶,A错误;
B、叶绿体呈扁平的椭球形或球形,围绕液泡沿细胞边缘分布,B错误;
C、观察到的叶绿体呈扁平的椭球形或球形,C正确;
D、叶绿体的形态和分布可随光照强度和方向的改变而改变,D错误。
故选C。
试卷第6页,共7页
试卷第7页,共7页一、单选题
1.(2022·重庆·统考高考真题)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解,可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37℃、不同pH下的相对活性,结果见如表。下列叙述最合理的是( )
pH酶相对活性 3 5 7 9 11
M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6
L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1
A.在37℃时,两种酶的最适pH均为3
B.在37℃长时间放置后,两种酶的活性不变
C.从37℃上升至95℃,两种酶在pH为5时仍有较高活性
D.在37℃、pH为3~11时,M更适于制作肉类嫩化剂
【答案】D
【分析】分析表格数据:表中表示两种酶在37°C、不同pH下的相对活性。根据表中数据可知,M的适宜pH为5~9,而L的适宜pH为5左右;在37°C、pH为3~11时,M比L的相对活性高。
【详解】A、根据表格数据可知,在37°C时,M的适宜pH为5~9,而L的适宜pH为5左右,A错误;
B、酶适宜在低温条件下保存,在37°C长时间放置后,两种酶的活性会发生改变,B错误;
C、酶发挥作用需要适宜的温度,高温会导致酶变性失活,因此从37°C上升至95°C,两种酶在pH为5时都已经失活,C错误;
D、在37°C、pH为3~11时,M比L的相对活性高,因此M更适于制作肉类嫩化剂,D正确。
故选D。
2.(2022·广东·高考真题)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是( )
组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%)
① 9 + 90 38
② 9 + 70 88
③ 9 - 70 0
④ 7 + 70 58
⑤ 5 + 40 30
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度70℃,最适pH9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
【答案】C
【分析】分析表格信息可知,降解率越高说明酶活性越高,故②组酶的活性最高,此时pH为9,需要添加CaCl2,温度为70℃。
【详解】A、分析②③组可知,没有添加CaCl2,降解率为0,说明该酶的催化活性依赖于CaCl2,A正确;
B、分析①②变量可知,pH均为9,都添加了CaCl2,温度分别为90℃、70℃,故自变量为温度,B正确;
C、②组酶的活性最高,此时pH为9,温度为70℃,但由于温度梯度、pH梯度较大,不能说明最适温度为70℃,最适pH为9,C错误;
D、该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验,D正确。
故选C。
3.(2022·湖南·高考真题)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋白酶失活,如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染
【答案】B
【分析】碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污物,都会在碱性蛋白酶的作用下,结构松弛、膨胀解体,起到去污的效果。
【详解】A、由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知,碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活,A正确;
B、由图可知,加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠,部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态,因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的 ,B错误;
C、碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,而且加热也能使碱性蛋白酶失活,会降低碱性蛋白酶的洗涤剂去污效果,添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果,C正确;
D、酶具有高效性,碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸,具有很强的分解蛋白质的能力,可有效地清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍,添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染,D正确。
故选B。
4.(2022·浙江·高考真题)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述,正确的是( )
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成,导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,是因为酶的作用具高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用,酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会加快淀粉的水解速率
【答案】B
【分析】大部分酶是蛋白质,少部分酶的本质是RNA,蛋白质的基本单位是氨基酸,RNA的基本单位是核糖核苷酸。
【详解】A、 低温可以抑制酶的活性,不会改变淀粉酶的氨基酸组成,也不会导致酶变性失活,A错误;
B、 酶具有高效性,故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,B正确;
C、 酶活性的发挥需要适宜条件,在一定pH范围内,随着pH升高,酶活性升高,超过最适pH后,随pH增加,酶活性降低甚至失活,C错误;
D、 淀粉酶的本质是蛋白质,若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会将淀粉酶水解,则淀粉的水解速率会变慢,D错误。
故选B。
5.(2022·全国·统考高考真题)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。
实验组 ① ② ③ ④ ⑤
底物 + + + + +
RNA组分 + + - + -
蛋白质组分 + - + - +
低浓度Mg2+ + + + - -
高浓度Mg2+ - - - + +
产物 + - - + -
根据实验结果可以得出的结论是(  )A.酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C.在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性
D.在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性
【答案】C
【分析】分析:由表格数据可知,该实验的自变量是酶的组分、Mg2+的浓度,因变量是有没有产物生成,底物为无关变量。第①组为正常组作为空白对照,其余组均为实验组。
【详解】A、第①组中,酶P在低浓度Mg2+条件,有产物生成,说明酶P在该条件下具有催化活性,A错误;
BD、 第③组和第⑤组对照,无关变量是底物和蛋白质组分,自变量是Mg2+浓度,无论是高浓度Mg2+条件下还是低浓度Mg2+条件下,两组均没有产物生成,说明蛋白质组分无催化活性,BD错误;
C、第②组和第④组对照,无关变量是底物和RNA组分,自变量是Mg2+浓度,第④组在高浓度Mg2+条件下有产物生成,第②组在低浓度Mg2+条件下,没有产物生成,说明在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性,C正确。
故选C。
6.(2022·浙江·统考高考真题)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述,正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
【答案】D
【分析】ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。ATP分子的结构 式可以简写成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键,ATP分子中大量的能量就储存在特殊的化学键中。ATP可以水解,这实际上是指ATP分子中特殊的化学键水解。
【详解】A、1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成,A错误;
B、ATP分子的结构式可以简写成A—P~P~P,磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键,B错误;
C、ATP在水解酶的作用下水解,在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP,C错误;
D、吸能反应一般与ATP的分解相联系,放能反应一般与ATP的合成相联系,故吸能反应和放能反应之间的纽带就是ATP,D正确。
故选D。
二、综合题
7.(2022·北京·统考高考真题)芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因,科学家以酸性磷酸酶(P酶)为指标,筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。
(1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过______________作用分泌到细胞膜外。
(2)用化学诱变剂处理,在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株(sec1)。无磷酸盐培养液可促进酵母P酶的分泌,分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中,对sec1和野生型的胞外P酶检测结果如下图。据图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶随时间而增加。转入37℃后,sec1胞外P酶呈现________的趋势,表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种温度敏感型突变株。
(3)37℃培养1h后电镜观察发现,与野生型相比,sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型Sec1基因的功能是促进______________的融合。
(4)由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后,sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是_____________。
(5)现已得到许多温度敏感型的蛋白分泌突变株。若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可作为鉴定指标的是:突变体______________。
A.蛋白分泌受阻,在细胞内积累
B.与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变
C.细胞分裂停止,逐渐死亡
【答案】(1)胞吐
(2)先上升后下降
(3)分泌泡与细胞膜
(4)积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外
(5)B
【分析】1、大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐。分泌蛋白是大分子物质,分泌到细胞膜外的方式是胞吐。
2、分析题图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶活性随时间增加而增强,转入37℃后,sec1胞外P酶从18U.mg-1上升至20U.mg-1,再下降至10U.mg-1。
【详解】(1)大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐,分泌蛋白属于大分子,分泌蛋白一般通过胞吐作用分泌到细胞膜外。
(2)据图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶活性随时间增加而增强,转入37℃后,sec1胞外P酶从18U.mg-1上升至20U.mg-1,再下降至10U.mg-1,呈现先上升后下降的趋势。
(3)分泌泡最终由囊泡经细胞膜分泌到细胞外,但在37℃培养1h后sec1中的分泌泡却在细胞质中大量积累,突变株(sec1)在37℃的情况下,分泌泡与细胞膜不能融合,故由此推测Sec1基因的功能是促进分泌泡与细胞膜的融合。
(4)37℃培养1h后sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累,sec1是一种温度敏感型突变株,由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后,此时不能形成新的蛋白质,但sec1胞外P酶却重新增加,最合理解释是积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外。
(5)若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可检测突变体中与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量是否发生改变,哪一阶段与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变,即影响蛋白分泌的哪一阶段,B正确。
故选B。
试卷第6页,共8页
试卷第7页,共7页一、单选题
1.(2022·重庆·统考高考真题)从如图中选取装置,用于探究酵母菌细胞呼吸方式,正确的组合是( )
酵母菌培养液① 酵母菌培养液② 澄清的石灰水③ 酵母菌培养液④
酵母菌培养液⑤ 酵母菌培养液⑥ 澄清的石灰水⑦ 质量分数为10%的NaOH溶液⑧
注:箭头表示气流方向A.⑤→⑧→⑦和⑥→③ B.⑧→①→③和②→③
C.⑤→⑧→③和④→⑦ D.⑧→⑤→③和⑥→⑦
【答案】B
【分析】酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型。
(1)在有氧条件下,反应式如下:能量;
(2)在无氧条件下,反应式如下:能量。
【详解】酵母菌属于异养兼性厌氧型生物,既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时,先用NaOH去除空气中的CO2,再将空气通入酵母菌培养液,最后连接澄清石灰水检测CO2的浓度,通气体的管子要注意应该长进短出,装置组合是⑧→①→③;无氧呼吸装置是直接将酵母菌培养液与澄清石灰水相连,装酵母菌溶液的瓶子不能太满,以免溢出,装置组合是②→③,B正确,ACD错误。
故选B。
2.(2022·江苏·统考高考真题)下列关于细胞代谢的叙述正确的是( )
A.光照下,叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B.供氧不足时,酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C.蓝细菌没有线粒体,只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D.供氧充足时,真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
【答案】B
【分析】1、有氧呼吸的过程:第一阶段在细胞质基质进行,1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,同时脱下4个[H],释放出少量的能量;第二阶段在线粒体基质进行,2分子丙酮酸和6水分子中的氢全部脱下,共脱下20个[H],丙酮酸被氧化分解成二氧化碳,释放出少量的能量;第三阶段在线粒体内膜进行,前两阶段脱下的共24个[H]与6个O2结合成水,释放大量的能量。
2、无氧呼吸在细胞质基质进行,1分子的葡萄糖分解成2分子的乙醇、2分子的二氧化碳并释放出少量的能量,或1分子的葡萄糖分解成2分子的乳酸并释放出少量的能量。
【详解】A、光照下,叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸,光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化,有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解,A错误;
B、供氧不足时,酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸,将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳 ,B正确;
C、蓝细菌属于原核生物,没有线粒体,但进行有氧呼吸,C错误;
D、供氧充足时,真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP ,D错误。
故选B。
3.(2022·江苏·统考高考真题)下列有关实验方法的描述合理的是( )
A.将一定量胡萝卜切碎,加适量水、石英砂,充分研磨,过滤,获取胡萝卜素提取液
B.适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片,可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象
C.检测样品中的蛋白质时,须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应
D.用溴麝香草酚蓝水溶液检测发酵液中酒精含量的多少,可判断酵母菌的呼吸方式
【答案】B
【分析】1、叶肉细胞中的叶绿体,呈绿色、扁平的椭球形或球形,散布于细胞质中,可以在高倍显微镜下观察它的形态;
2、探究酵母菌细胞呼吸方式中,产生的二氧化碳可以用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水检测,酒精可以用酸性的重铬酸钾溶液检测(由橙红色变成灰绿色)。
【详解】A、提取胡萝卜素的实验流程:胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素,A错误;
B、黑藻叶片含有叶绿体,呈绿色,所以适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片可以先在显微镜下观察叶绿体的运动情况,观察细胞质的流动,同时黑藻叶片是成熟的植物细胞,可以发生质壁分离,以叶绿体为观察指标,B正确;
C、检测样品中的蛋白质时,双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应,不需要加热,C错误;
D、酵母菌呼吸产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,不能用来检测酒精含量,D错误。
故选B。
4.(2022·河北·统考高考真题)关于呼吸作用的叙述,正确的是(  )
A.酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体
B.种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C.有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D.通气培养的酵母菌液过滤后,滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
【答案】B
【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、能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳,酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳,A错误;
B、种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解,可为新器官的发育提供原料和能量,B正确;
C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜,C错误;
D、酸性的重铬酸钾可用于检测酒精,两者反应呈灰绿色,而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸,不产生酒精,故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色,D错误。
故选B。
5.(2022·北京·统考高考真题)在北京冬奥会的感召下,一队初学者进行了3个月高山滑雪集训,成绩显著提高,而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度,结果如下图。与集训前相比,滑雪过程中受训者在单位时间内(  )
A.消耗的ATP不变
B.无氧呼吸增强
C.所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多
D.骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多
【答案】B
【分析】人体无氧呼吸的产物是乳酸。消耗等量的葡萄糖,有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸。
【详解】A、滑雪过程中,受训者耗能增多,故消耗的ATP增多,A错误;
B、人体无氧呼吸的产物是乳酸,分体题图可知,与集训前相比,集训后受训者血浆中乳酸浓度增加,由此可知,与集训前相比,滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强,B正确;
C、分体题图可知,与集训前相比,集训后受训者血浆中乳酸浓度增加,由此可知,与集训前相比,滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强,故所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多,C错误;
D、消耗等量的葡萄糖,有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸,而滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强,故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少,D错误。
故选B。
6.(2022·海南·统考高考真题)种子萌发过程中,储藏的淀粉、蛋白质等物质在酶的催化下生成简单有机物,为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列有关叙述错误的是( )
A.种子的萌发受水分、温度和氧气等因素的影响
B.种子萌发过程中呼吸作用增强,储藏的有机物的量减少
C.干燥条件下种子不萌发,主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活
D.种子子叶切片用苏丹Ⅲ染色后,显微镜下观察到橘黄色颗粒,说明该种子含有脂肪
【答案】C
【分析】种子萌发是指种子从吸水开始的一系列有序的生理过程和形态发生过程,在此过程中细胞代谢逐渐增强。种子萌发除了种子本身要具有健全的发芽力以及解除休眠期以外,也需要一定的环境条件,主要是充足的水分、适宜的温度和足够的氧气。一般种子萌发和光线关系不大,无论在黑暗或光照条件下都能正常进行,但有少数植物的种子,需要在有光的条件下,才能萌发良好。
【详解】A、种子的萌发需要一定的环境条件,如水分、温度和氧气等因素,A正确;
B、种子萌发过程中,自由水含量增加,呼吸作用增强,消耗储藏的淀粉、蛋白质等物质,生成简单有机物增多,导致储藏的有机物的量减少,B正确;
C、干燥条件下种子不萌发,主要是因为种子中缺水,特别是缺少自由水,导致细胞代谢强度非常弱,细胞呼吸产生的能量非常少,不能满足与种子萌发有关的生命活动对能量的需求,C错误;
D、脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,种子子叶切片用苏丹Ⅲ染色后,显微镜下观察到橘黄色颗粒,说明该种子含有脂肪,D正确。
故选C。
7.(2022·山东·高考真题)植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应,产生NADPH、CO2和多种中间产物,该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A.磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B.与有氧呼吸相比,葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C.正常生理条件下,利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D.受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
【答案】C
【分析】有氧呼吸是葡萄糖等有机物彻底氧化分解并释放能量的过程。由题干信息可知,磷酸戊糖途径可以将葡萄糖转化成其他中间产物,这些中间产物可以作为原料进一步生成其他化合物。
【详解】A、根据题意,磷酸戊糖途径产生的NADPH是为其他物质的合成提供原料,而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH,能与O2反应产生水,A正确;
B、有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程,而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物,中间产物还进一步生成了其他有机物,所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少,B正确;
C、正常生理条件下,只有10%~25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径,其余的葡萄糖会参与其他代谢反应,例如有氧呼吸,所以用14C标记葡萄糖,除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物,还会追踪到参与其他代谢反应的产物,C错误;
D、受伤组织修复即是植物组织的再生过程,细胞需要增殖,所以需要核苷酸和氨基酸等原料,而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等,D正确。
故选C。
8.(2022·广东·高考真题)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%TTC溶液中,30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是( )
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
【答案】B
【分析】种子不能进行光合作用,[H]应是通过有氧呼吸第一、二阶段产生。有氧呼吸强度受温度、氧气浓度影响。
【详解】A、大豆种子充分吸水胀大,此时未形成叶绿体,不能进行光合作用,该反应不需要在光下进行,A错误;
B、细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H],TTF可在细胞质基质中生成,B正确;
C、保温时间较长时,较多的TTC进入活细胞,生成较多的红色TTF,C错误;
D、相同时间内,种胚出现的红色越深,说明种胚代谢越旺盛,据此可判断种子活力的高低,D错误。
故选B。
9.(2022·浙江·高考真题)下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B.制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
【答案】B
【分析】1、 需氧呼吸过程分为三个阶段,第一阶段是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H],发生在细胞质基质中;需氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H],发生在线粒体基质中;需氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水,发生在线粒体内膜上。
2、厌氧呼吸的第一阶段与需氧呼吸的第一阶段相同,都是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H],发生在细胞质基质中;第二阶段是丙酮酸和[H]反应产生二氧化碳和酒精或者是乳酸,发生在细胞质基质中。
【详解】A、 剧烈运动时人体可以进行厌氧呼吸,厌氧呼吸的产物是乳酸,故人体剧烈运动时会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸,A正确;
B、 制作酸奶利用的是乳酸菌厌氧发酵的原理,乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸,无二氧化碳产生,B错误;
C、 梨果肉细胞厌氧呼吸第一阶段能产生少量能量,该部分能量大部分以热能的形式散失了,少部分可用于合成ATP,C正确;
D、 酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件产生乙醇的原理,故发酵过程中通入氧气会导致其厌氧呼吸受抑制而影响乙醇的生成量,D正确。
故选B。
10.(2022·北京·统考高考真题)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出(  )
A.低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高
B.在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C.CO2浓度为200μL·L-1时,温度对光合速率影响小
D.10℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
【答案】D
【分析】由题图分析可得:
(1)图中所展现有两个影响光合速率的因素:一个是CO2的浓度,另一个是温度。
(2)当温度相同时,光合速率会随着CO2的浓度升高而增大;当CO2的浓度相同时,光合速率会随着温度的升高而增大,达到最适温度时,光合速率达到最高值,后随着温度的继续升高而减小。
(3)当CO2浓度为200μL·L-1时,最适温度为25℃左右;当CO2浓度为370μL·L-1时,最适温度为30℃;当CO2浓度为1000μL·L-1时,最适温度接近40℃。
【详解】A、分析题图可知,当CO2浓度一定时,光合速率会随着温度的升高而增大,达到最适温度时,光合速率达到最高值,后随着温度的继续升高而减小,A正确;
B、分析题图可知,当CO2浓度为200μL·L-1时,最适温度为25℃左右;当CO2浓度为370μL·L-1时,最适温度为30℃;当CO2浓度为1000μL·L-1时,最适温度接近40℃,可以表明在一定范围内,CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高,B正确;
C、分析题图可知,当CO2浓度为200μL·L-1时,光合速率随温度的升高而改变程度不大,光合速率在温度的升高下,持续在数值为10处波动,而CO2浓度为其他数值时,光合速率随着温度的升高变化程度较大,曲线有较大的变化趋势,所以表明CO2浓度为200μL·L-1时,温度对光合速率影响小,C正确;
D、分析题图可知,10℃条件下,CO2浓度为200μL·L-1至370μL·L-1时,光合速率有显著提高,而370μL·L-1至1000μL·L-1时,光合速率无明显的提高趋势,而且370μL·L-1时与1000μL·L-1时,两者光合速率数值接近同一数值,所以不能表明10℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高,D错误。
故选D。
11.(2022·海南·统考高考真题)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响,将四组等量菠菜叶圆片排气后,分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中,从烧杯底部给予适宜光照,记录叶圆片上浮所需时长,结果如图。下列有关叙述正确的是( )
A.本实验中,温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C.四组实验中,0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D.若在4℃条件下进行本实验,则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
【答案】B
【分析】不同浓度的NaHCO3溶液可表示不同的CO2浓度,随着NaHCO3溶液浓度的增加,叶圆片浮起需要的时间缩短,说明光合速率增加。
【详解】A、本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响,自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度),温度和光照为无关变量,A错误;
B、当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时,叶圆片上浮,叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率,B正确;
C、四组实验中,0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长,光合速率最小,C错误;
D、若在4℃条件下进行本实验,由于低温会使酶的活性降低,净光合速率可能降低,故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长,D错误。
故选B。
12.(2022·全国·统考高考真题)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定。关于这一实验现象,下列解释合理的是(  )
A.初期光合速率逐渐升高,之后光合速率等于呼吸速率
B.初期光合速率和呼吸速率均降低,之后呼吸速率保持稳定
C.初期呼吸速率大于光合速率,之后呼吸速率等于光合速率
D.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率
【答案】D
【分析】光合作用会吸收密闭容器中的CO2,而呼吸作用会释放CO2,在温度和光照均适宜且恒定的情况下,两者速率主要受容器中CO2和O2的变化影响。
【详解】A、初期容器内CO2含量较大,光合作用强于呼吸作用,植物吸收CO2释放O2,使密闭容器内的CO2含量下降,O2含量上升,A错误;
B、根据分析由于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下,容器内的CO2含量下降,所以说明植物光合速率大于呼吸速率,但由于CO2含量逐渐降低,从而使植物光合速率逐渐降低,直到光合作用与呼吸作用相等,容器中气体趋于稳定,B错误;
CD、初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率,C错误,D正确。
故选D。
【点睛】
二、多选题
13.(2022·山东·高考真题)在有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是( )
A.4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B.与25℃时相比,4℃时有氧呼吸产热多
C.与25℃时相比,4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,生成的ATP减少
【答案】BCD
【分析】NDP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶,即NDP可抑制ATP的合成。
【详解】A、与25℃相比,4℃耗氧量增加,根据题意,电子经线粒体内膜最终传递给氧气,说明电子传递未受阻,A错误;
BC、与25℃相比,短时间低温4℃处理,ATP合成量较少,耗氧量较多,说明4℃时有氧呼吸释放的能量较多的用于产热,消耗的葡萄糖量多, BC正确;
D、DNP使H+不经ATP合酶返回基质中,会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,导致ATP合成减少, D正确。
故选BCD。
14.(2022·江苏·统考高考真题)下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有( )
A.三羧酸循环是代谢网络的中心,可产生大量的[H]和CO2并消耗O2
B.生物通过代谢中间物,将物质的分解代谢与合成代谢相互联系
C.乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位
D.物质氧化时释放的能量都储存于ATP
【答案】BC
【分析】本题考查了三大营养物质代谢的相互转化及细胞呼吸的相关知识。由题图可知三羧酸循环是三大营养素(糖类、脂质、氨基酸)的最终代谢通路,又是糖类、脂质、氨基酸代谢联系的枢纽。三羧酸循环是需氧生物体内普遍存在的代谢途径,原核生物中分布于细胞质,真核生物中分布在线粒体。因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的有机酸,例如柠檬酸,所以叫做三羧酸循环,又称为柠檬酸循环。
【详解】A、题图分析可知三羧酸循环是代谢网络的中心,可产生大量的[H]和CO2,但不消耗O2,呼吸链会消耗,A错误;
B、题图分析可知代谢中间物(例:丙酮酸、乙酰CoA等),将物质的分解代谢与合成代谢相互联系,B正确;
C、题图分析可知丙酮酸、乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂质、核酸的代谢相互联系在一起,具有重要地位,C正确;
D、物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中,一部分以热能的形式散失,D错误。
故选BC。
15.(2022·湖南·高考真题)在夏季晴朗无云的白天,10时左右某植物光合作用强度达到峰值,12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是(  )
A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少
B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量
C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低
D.光反应产物积累,产生反馈抑制,叶片转化光能的能力下降
【答案】AD
【分析】影响光合作用的因素:1、光照强度:光照会影响光反应,从而影响光合作用,因此,当光照强度低于光饱和点时,光合速率随光照强度的增加而增加,但达到光饱和点后,光合作用不再随光照强度增加而增加;2、CO2浓度:CO2是光合作用暗反应的原料,当CO2浓度增加至1%时,光合速率会随CO2浓度的增高而增高;3、温度:温度对光合作用的影响主要是影响酶的活性,或午休现象;4、矿质元素:在一定范围内,增大必须矿质元素的供应,以提高光合作用速率;5、水分:水是光合作用的原料,缺水既可直接影响光合作用,植物缺水时又会导致气孔关闭,影响CO2的吸收,使光合作用减弱。
【详解】A、夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少,暗反应减慢,光合作用强度明显减弱,A正确;
B、夏季中午气温过高,导致光合酶活性降低,呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶),光合作用强度减弱,但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度,即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量,B错误;
C、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上,C错误;
D、夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少,暗反应减慢,导致光反应产物积累,产生反馈抑制,使叶片转化光能的能力下降,光合作用强度明显减弱,D正确。
故选AD。
三、综合题
16.(2022·全国·统考高考真题)农业生产中,农作物生长所需的氮素可以的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
(1)由图可判断进入根细胞的运输方式是主动运输,判断的依据是______。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收速率不再增加,推测其原因是______。
(3)作物甲和作物乙各自在最大吸收速率时,作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙,判断依据是______。
(4)据图可知,在农业生产中,为促进农作物对的吸收利用,可以采取的措施是______。
【答案】(1)主动运输需要呼吸作用提供能量,O2浓度小于a点,根细胞对的吸收速率与O2浓度呈正相关
(2)主动运输需要载体蛋白,此时载体蛋白数量达到饱和
(3)甲的最大吸收速率大于乙,甲需要能量多,消耗O2多
(4)定期松土
【分析】根据物质运输的方向以及运输过程中是否需要能量,将物质跨膜运输分为被动运输和主动运输,其中主动运输为逆浓度方向运输,需要载体蛋白和能量的供应。曲线图分析,当氧气浓度小于a时,影响根细胞吸收NO3-的因素是能量,当氧气浓度大于a时,影响根细胞吸收NO3-的因素是载体蛋白的数量。
【详解】(1)主动运输是低浓度向高浓度运输,需要能量的供应、需要载体蛋白协助,由图可知,当氧气浓度小于a点时,随着O2浓度的增加,根细胞对NO3- 的吸收速率也增加,说明根细胞吸收NO3-需要能量的供应,为主动运输。
(2)主动运输需要能量和载体蛋白,呼吸作用可以为主动运输提供能量,O2浓度大于a时作物乙吸收NO3-的速率不再增加,能量不再是限制因素,此时影响根细胞吸收NO3-速率的因素是载体蛋白的数量,此时载体蛋白数量达到饱和。
(3)曲线图分析,当甲和乙根细胞均达到最大的NO3-的吸收速率时,甲的NO3-最大吸收速率大于乙,说明甲需要能量多,消耗O2多,甲根部细胞的呼吸速率大于作物乙。
(4)在农业生产中,为了促进根细胞对矿质元素的吸收,需要定期松土,增加土壤中的含氧量,促进根细胞的有氧呼吸,为主动运输吸收矿质元素提供能量。
17.(2022·湖北·统考高考真题)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) 实验组的净光合速率均明显小于对照组 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
【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。
【详解】(1)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。
(2)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。
(3)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。
(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,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.(2022·广东·高考真题)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a),测定相关指标(图b),探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题:
(1)结果显示,与A组相比,C组叶片叶绿素含量________________,原因可能是________________。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异,并结合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会积累更多的________________,因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:
实验材料:选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法:按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以________________为对照,并保证除________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是________________。
【答案】(1) 高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素
(2)糖类等有机物
(3) 光照条件 A组、C组 遮光程度 探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少
【分析】分析题图a可知,A组未遮阴,B组植株一半遮阴(50%遮阴),C株全遮阴(100%遮阴)。
【详解】(1)分析题图b结果可知,培养10天后,A组叶绿素含量为4.2,C组叶绿素含量为4.7,原因可能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素,以尽可能地吸收光能。
(2)比较图b中B1叶绿素含量为 5.3,B2组的叶绿素含量为3.9,A组叶绿素含量为4.2;B1净光合速率为20.5,B2组的净光合速率为7.0,A组净光合速率为11.8,可推测B组的玉米植株总叶绿素含量为(5.3+3.9)÷2=4.6,净光合速率为(20.5+7.0)/2=13.75,两项数据B组均高于A组,推测B组可能会积累更多的糖类等有机物,因而生长更快。
(3)分析题意可知,该实验目的是探究B组条件下是否提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度,因变量为作物产量,可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等,无关变量应保持相同且适宜,故实验设计如下:实验材料:选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法:按图a所示条件,分为A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以A组、C组为对照,并保证除遮光条件外其他环境条件一致,收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论:如果B组遮光条件下能提高作物产量,则下一步需要探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。
19.(2022·全国·高考真题)根据光合作用中CO2的固定方式不同,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。
(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的,光反应阶段的产物是____________(答出3点即可)。
(2)正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是____________(答出1点即可)。
(3)干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析,可能的原因是______________。
【答案】(1)O2、[H]和ATP
(2)自身呼吸消耗或建造植物体结构
(3)C4植物的CO2补偿点低于C3植物,C4植物能够利用较低浓度的CO2
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段:(1)光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成;(2)光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物是指绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。
【详解】(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜上,光反应发生的物质变化包括水的光解以及ATP的形成,因此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、[H]和ATP。
(2)叶片光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗,其余部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。故正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。
(3)C4植物的CO2固定途径有C4和C3途径,其主要的CO2固定酶是PEPC,Rubisco;而C3植物只有C3途径,其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱会导致气孔开度减小,CO2吸收减少;由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物,则C4植物能够利用较低浓度的CO2,因此光合作用受影响较小的植物是C4植物,C4植物比C3植物生长得好。
20.(2022·山东·高考真题)强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。
分组 处理
甲 清水
乙 BR
丙 BR+L
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时,随层析,液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是______。
(2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加,可能的原因有______、______(答出2种原因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是______。
(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光抑制______(填“增强”或“减弱”);乙组与丙组相比,说明BR可能通过______发挥作用。
【答案】(1)蓝紫
(2) 五碳化合物供应不足
CO2供应不足 强光照射后短时间内,光反应速率增强,水光解产生的氧气速率增强
(3) 减弱 促进光反应关键蛋白的合成
【分析】该实验探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制,自变量是对幼苗不同的处理,因变量为光合作用强度,由曲线可知,BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成来减弱光抑制现象。
【详解】(1)苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素,其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大,故色素分离时,随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素,主要吸收蓝紫光。
(2)影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量,温度等;其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等。强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,可能的原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足;氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内,光反应速率增强,水光解产生的氧气速率增强。
(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光合作用强度较高,说明加入BR后光抑制减弱;乙组用BR处理,丙组用BR和试剂L处理,与乙组相比,丙组光合作用强度较低,由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成,说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用的。
21.(2022·浙江·统考高考真题)不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料,研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图1,其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下,用不同单色光处理(30s/次),实验结果如图2,图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理,“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题:
(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素,常用____________方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能、可用于碳反应中____________的还原。
(2)据分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,其原因是____________。气孔主要由保卫细胞构成、保卫细胞吸收水分气孔开放、反之关闭,由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用可被____________光逆转。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞____________,细胞吸水,气孔开放。
(3)生产上选用__________LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境,用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的____________或____________、合理的光照次序照射,利于次生代谢产物的合成。
【答案】(1) 层析 3-磷酸甘油酸
(2) 光合速率大,消耗的二氧化碳多 蓝 溶质浓度升高
(3) 不同颜色 光强度 光照时间
【分析】分析图1:蓝光光照比红光光照下光合速率大、气孔导度大、胞间CO2浓度低。
分析图2 :表示该高等植物叶片在持续红光照射条件下,用不同单色光处理对气孔导度的影响:蓝光刺激可引起的气孔开放程度增大,绿光刺激不影响气孔开放程度,先蓝光后绿光处理也基本不影响气孔开放程度,先蓝光再绿光后蓝光处理气孔开放程度增大的最多。由此可知绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用又可被蓝光逆转。
(1)各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢,所以常用纸层析法分离光合色素。光合色素吸收的光能通过光反应过程转化为ATP和NADPH中的化学能,用于碳反应中3-磷酸甘油酸的还原,将能量转移到有机物中。
(2)据图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,其原因是蓝光照射下尽管气孔导度大,但光合速率大,消耗的二氧化碳多。分析图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用又可被蓝光逆转,并且先蓝光再绿光后蓝光处理的效果比只用蓝光刺激更明显。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞溶质浓度升高,细胞吸水膨胀,内侧膨胀的多,气孔侧内陷,气孔开放。
(3)生产上选用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜可获得不同光质环境,用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的光强度或光照时间、合理的光照次序照射,利于提高光合速率,利于次生代谢产物的合成。
【点睛】本题考查了不同光质对光作用过程中,气孔导度(气孔的开放程度)、胞间CO2浓度、光合速率的影响,解题关键是知道所学的光作用过程的相关知识,并结合题中的图示信息做出准确判断。
四、非选择题组
22.(2022·辽宁·统考高考真题)浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起,形成大量的“藻席”,造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系,进行如下实验:
Ⅰ.光合色素的提取、分离和含量测定
(1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料,提取、分离色素,发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同,包括叶绿素和___________。在细胞中,这些光合色素分布在___________。
(2)测定三个样品的叶绿素含量,结果见下表。
样品 叶绿素a(mg·g-1) 叶绿素b(mg·g-1)
上层 0.199 0.123
中层 0.228 0.123
下层 0.684 0.453
数据表明,取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高,这是因为___________。
Ⅱ.光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定
(3)研究发现,浒苔细胞质基质中存在酶Y,参与CO2的转运过程,利于对碳的固定。
酶Y粗酶液制备:定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙,制备不同光照强度下样品的粗酶液,流程如图1。
粗酶液制备过程保持低温,目的是防止酶降解和___________。研磨时加入缓冲液的主要作用是___________稳定。离心后的___________为粗酶液。
(4)酶Y活性测定:取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测,结果如图2。
在图2中,不考虑其他因素的影响,浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为___________μmol·m-2·s-1(填具体数字),强光照会___________浒苔乙酶Y的活性。
【答案】(1) 类胡萝卜素 叶绿体的类囊体薄膜##类囊体薄膜
(2)下层阳光少,需要大量叶绿素来捕获少量的阳光,
(3) 酶变性 维持pH值 上清液
(4) 1800 抑制
【分析】绿叶中色素提取的原理:叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂,所以,可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素;
色素分离原理:叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢.根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
【详解】(1)浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同,高等植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b;类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。在细胞中,这些光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。
(2)由于下层阳光少,需要大量叶绿素来捕获少量的阳光,故取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高。
(3)粗酶液制备过程保持低温,目的是防止酶降解和酶变性。缓冲液是一种能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液,故研磨时加入缓冲液的主要作用是维持pH值的稳定。由于含有不溶性的细胞碎片,故离心后的上清液为粗酶液。
(4)分析题图数据,在图2中,不考虑其他因素的影响,浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为1800μmol·m-2·s-1,中午时浒苔乙酶Y活性最低,说明强光照会抑制浒苔乙酶Y的活性。
五、实验题
23.(2022·浙江·高考真题)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5klx光合曲线的斜率
(2) 蔗糖 叶
(3) 下降 A
【分析】实验条件下,植物处于弱光条件,据表分析,植物的叶绿素含量上升、低于5klx光合曲线的斜率增大、光补偿点和饱和点都下降,植物的光合产量都下降。
【详解】(1)从表中数据可以看出,遮阴一段时间后,花生植株的叶绿素含量在升高,提高了对光的吸收能力。光饱和点在下降,说明植株为适应低光照强度条件,可在弱光条件下达到饱和点。光补偿点也在降低,说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降,以保证植物在较低的光强下就能达到净光合大于0的积累效果。
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,在实验范围内随遮阴时间增长,光合速率提高幅度加快,故说明植物对弱光的利用效率变高。
(2)植物的光合产物主要是以有机物(蔗糖)形式储存并提供给各个器官。结合表中数据看出,较长(4小时)遮阴处理下,整株植物的光合产量下降,但叶片的光合产量没有明显下降,从比例上看反而有所上升,说明植株优先将光合产物分配给了叶。
(3)与对照组相比,遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种,则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间,才能获得较高花生产量。
【点睛】本题以遮阴条件下对花生植株的光合速率、光饱和点、补偿点及叶绿素含量等的影响实验为情境,考查了光合作用、呼吸作用、植物体内的物质变化和运输,旨在考查学生的阅读审题能力、实验谈及能力,以及科学思维科学探究的核心素养。
29.(2022·重庆·统考高考真题)科学家发现,光能会被类囊体转化为“某种能量形式”,并用于驱动产生ATP(如图I)。为探寻这种能量形式,他们开展了后续实验。
(1)制备类囊体时,提取液中应含有适宜浓度的蔗糖,以保证其结构完整,原因是________;为避免膜蛋白被降解,提取液应保持________(填“低温”或“常温”)。
(2)在图I实验基础上进行图II实验,发现该实验条件下,也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差,原因是________。
(3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因,对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理,结果如图III所示,悬液的pH在光照处理时升高,原因是________。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的,电子的最终来源物质是________。
(4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体,能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产,需稳定提供的物质有________。生产中发现即使增加光照强度,产量也不再增加,若要增产,可采取的有效措施有________(答两点)。
【答案】(1) 保持类囊体内外的渗透压,避免类囊体破裂 低温
(2)实验II是在光照条件下对类囊体进行培养,无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差
(3) 类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内,造成溶液pH升高 水
(4) NADPH、ATP和CO2 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度
【分析】1、光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成。
2、光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物,三碳化合物在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】(1)制备类囊体时,其提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖,保持类囊体内外的渗透压,避免类囊体破裂,以保证其结构完整。提取液应该保持低温降低蛋白酶的活性,避免膜蛋白被降解。
(2)从图II实验中可知,在光照条件下,将处于pH=4的类囊体转移到pH=8的锥形瓶中,再在遮光的条件下加入ADP和Pi,也产生了ATP,但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差,因为实验II是在光照条件下对类囊体进行培养,无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差。
(3)对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理,悬液的pH在光照处理时升高,推测可能是类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内,造成溶液pH升高。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的,光反应过程中,水的光解伴随着电子的传递,故电子的最终来源是水。
(4)人工叶绿体,能在光下生产目标多碳化合物,若要在黑暗条件下持续生产,则需要提供光反应产生的物质NADPH和ATP,以及暗反应的原料CO2。生产中发现即使增加光照强度,产量也不再增加,说明暗反应已经达到最大速率,增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度增加酶的活性,可有效提高光合效率。
25.(2022·江苏·统考高考真题)图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系(①~⑦表示代谢途径)。Rubisco是光合作用的关键酶之一,CO2和O2竞争与其结合,分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖;C5氧化则产生乙醇酸(C2),C2在过氧化物酶体和线粒体协同下,完成光呼吸碳氧化循环。请都图回各下列问题:
(1)图1中,类囊体膜直接参与的代谢途径有___________(从①~⑦中选填),在红光照射条件下,参与这些途径的主要色素是___________。
(2)在C2循环途径中,乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化,同时生成的___________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
(3)将叶片置于一个密闭小室内,分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化,获得曲线a、b(图Ⅱ)。
①曲线a,0~t1时(没有光照,只进行呼吸作用)段释放的CO2源于细胞呼吸;t1~t2时段,CO2的释放速度有所增加,此阶段的CO2源于___________。
②曲线b,当时间到达t2点后,室内CO2浓度不再改变,其原因是___________。
(4)光呼吸可使光合效率下降20%-50%,科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶,形成了图Ⅲ代谢途径,通过降低了光呼吸,提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的___________价值。
【答案】(1) ①⑥ 叶绿素a和叶绿素b
(2)过氧化氢
(3) 光呼吸 光合作用强度等于呼吸作用
(4)直接价值
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成有机物。
【详解】(1)类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成,即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种,叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色;类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,用红光照射参与反映的主要是叶绿素啊和叶绿素b。
(2)过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O,所以在C2循环途径中,乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化,同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
(3)a曲线t1~t2时段,有光照,所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b曲线有光照后t1~t2时段CO2下降最后达到平衡,说明光呼吸细胞呼吸和光合作用达到了平衡。
(4)图Ⅲ代谢途径,通过降低了光呼吸,提高了植株生物量,直接提升了流入生态系统的能量,是直接价值。
试卷第26页,共28页
试卷第25页,共28页一、单选题
1.(2022·重庆·统考高考真题)某化合物可使淋巴细胞分化为吞噬细胞。实验小组研究了该化合物对淋巴细胞的影响,结果见如表。下列关于实验组的叙述,正确的是( )
分组 细胞特征 核DNA含量增加的细胞比例 吞噬细菌效率
对照组 均呈球形 59.20% 4.61%
实验组 部分呈扁平状,溶酶体增多 9.57% 18.64%
A.细胞的形态变化是遗传物质改变引起的
B.有9.57%的细胞处于细胞分裂期
C.吞噬细菌效率的提高与溶酶体增多有关
D.去除该化合物后扁平状细胞会恢复成球形
【答案】C
【分析】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。细胞分化的实质是基因的选择性表达,即不同细胞基因表达情况不同,如血红蛋白基因只在红细胞中表达。
【详解】A、细胞的形态变化是基因的选择性表达,遗传物质没有发生改变,A错误;
B、由表格信息可知,核DNA含量增加的细胞比例为9.57%,包括G2期、有丝分裂前期、中期、后期,B错误;
C、吞噬细胞中的溶酶体释放消化酶,可分解进入细胞的细菌,因此吞噬细菌效率的提高与吞噬细胞中溶酶体增多有关,C正确;
D、去除该化合物后扁平状细胞不再分裂分化,扁平状细胞不会恢复成球形,D错误。
故选C。
2.(2022·江苏·统考高考真题)下列关于细胞生命历程的叙述正确的是( )
A.胚胎干细胞为未分化细胞,不进行基因选择性表达
B.成人脑神经细胞衰老前后,代谢速率和增殖速率都由快变慢
C.刚出生不久的婴儿体内也会有许多细胞发生凋亡
D.只有癌细胞中能同时发现突变的原癌基因和抑癌基因
【答案】C
【分析】细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞衰老,会引起代谢速率变慢。但是如果一个细胞不再进行细胞增值,但是还没有细胞衰老,那它的增值速率在衰老前后就不会发生变化。
【详解】A、胚胎干细胞为未分化细胞,但是也会进行基因的选择性表达,A错误;
B、细胞衰老,会引起代谢速率变慢。但是如果一个细胞不再进行细胞增值,但是还没有细胞衰老,那它的增殖速率在衰老前后就不会发生变化,B错误;
C、细胞凋亡是生物体正常的生理现象,有利于个体的发育,刚出生不久的婴儿体内也会有许多细胞发生凋亡,C正确;
D、原癌基因和抑癌基因同时发生突变,也不一定会发生细胞癌变,D错误。
故选C。
3.(2022·江苏·统考高考真题)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后,分别制作有丝分裂装片,镜检、观察。下图为二倍体根尖细胞的照片。下列相关叙述错误的是( )
A.两种根尖都要用有分生区的区段进行制片
B.装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞
C.在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞
D.四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等,是②的4倍,③的2倍
【答案】D
【分析】二倍体洋葱染色体数目是2N,四倍体洋葱染色体数目是4N,根尖分生区进行有丝分裂,有丝分裂分为间期、前期、中期、后期、末期。
【详解】A、根尖分生区进行有丝分裂,所以观察有丝分裂两种根尖都要用有分生区的区段进行制片,A正确;
B、多层细胞相互遮挡不容易观察细胞,所以装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞,B正确;
C、低倍镜下,细胞放大倍数小,观察的细胞数目多,高倍镜下放大倍数大,观察细胞数目少,所以在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞,C正确;
D、四倍体中期细胞中的染色体数是4N,图中①处于二倍体根尖细胞有丝分裂后期,染色体数目加倍,染色体数目为4N,②处于二倍体根尖细胞有丝分裂间期,染色体数目为2N,③处于二倍体根尖细胞有丝分裂前期,染色体数目为2N,所以四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等,是②的2倍,③的2倍,D错误。
故选D。
4.(2022·北京·统考高考真题)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
【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2ml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。
5.(2022·山东·高考真题)某种干细胞中,进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白,诱导这些蛋白发生自噬性降解,影响异染色质上的基因的表达,促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是( )
A.细胞核中的APOE可改变细胞核的形态
B.敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老
C.异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解
D.异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用
【答案】C
【分析】1、异染色质是指在细胞周期中具有固缩特性的染色体。
2、细胞自噬是细胞通过溶酶体(如动物)或液泡(如植物、酵母菌)降解自身组分以达到维持细胞内正常生理活动及稳态的一种细胞代谢过程。
【详解】A、由“蛋白APOE可作用于细胞核骨架”可知APOE可改变细胞核的形态,A正确;
B、蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老,所以敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老,B正确;
C、自噬是在溶酶体(如动物)或液泡(如植物、酵母菌)中进行,不在细胞核内,C错误;
D、异染色质蛋白的自噬性降解产物是氨基酸,可被再利用,D正确。
故选C。
6.(2022·湖南·高考真题)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是(  )
A.a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离
B.b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个
C.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低
【答案】B
【分析】据图分析,图示为洋葱根尖细胞的有丝分裂图示,其中a细胞处于有丝分裂后期,b细胞处于有丝分裂中期,据此分析作答。
【详解】A、图示细胞为洋葱根尖细胞的分裂图,有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象,A错误;
B、b细胞着丝点整齐排列在赤道板上,细胞处于有丝分裂中期,且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条),有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同,但核DNA分子加倍,故b细胞含染色体16条,核DNA分子32个,B正确;
C、各期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间成正相关,故已知细胞周期时间,根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间,但应统计多个视野中的比例,图中只有一个视野,无法准确推算,C错误;
D、间期时的S期进行DNA分子复制,若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,细胞停滞在间期,故分裂间期细胞所占比例升高,D错误。
故选B。
7.(2022·广东·高考真题)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是( )
A.根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
【答案】C
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
【详解】A、 根尖解离后需要先漂洗,洗去解离液后再进行染色,A错误;
B、 将已经染色的根尖置于载玻片上,加一滴清水后 ,用镊子将根尖弄碎,盖上盖玻片后再加一个载玻片,需要用拇指轻轻按压载玻片,使细胞分散开,再进行观察,B错误;
C、 在低倍镜下找到分生区细胞(呈正方形,排列紧密)后,再换用高倍镜进行观察,此时为使视野清晰,需要用细准焦螺旋进行调焦,C正确;
D、 分裂中期的染色体着丝点整齐排列在赤道板上,据图可知,图示中期细胞位于左上方,故需要向左上方移动装片将分裂中期的细胞移至视野中央,D错误。
故选C。
8.(2022·浙江·高考真题)下列关于细胞衰老和凋亡的叙述,正确的是(  )
A.细胞凋亡是受基因调控的 B.细胞凋亡仅发生于胚胎发育过程中
C.人体各组织细胞的衰老总是同步的 D.细胞的呼吸速率随细胞衰老而不断增大
【答案】A
【分析】1、衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)有些酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
2、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程,A正确;
B、细胞凋亡贯穿于整个生命历程,B错误;
C、人体生长发育的不同时期均有细胞的衰老,C错误;
D、细胞衰老时呼吸速率减慢,新陈代谢减慢,D错误。
故选A。
9.(2022·浙江·高考真题)用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期,放射性同位素最适合标记在( )
A.胞嘧啶 B.胸腺嘧啶 C.腺嘌呤 D.鸟嘌呤
【答案】B
【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂完成时为止,称为一个细胞周期。细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期包括三个时期:
1.G1期:DNA合前期,主要合成RNA和蛋白质。
2.S期:DNA复制期,主要是遗传物质的复制,该过程需要4种游离的脱氧核苷酸作为原料。
3.G2期:DNA合成后期,有丝分裂的准备期,主要是RNA和蛋白质(包括微管蛋白等)的大量合成。
4.M期:细胞分裂期。
【详解】细胞周期的分裂间期中S期是DNA复制期,主要是遗传物质的复制,该过程需要4种游离的脱氧核苷酸作为原料,与RNA相比,DNA特有的碱基是胸腺嘧啶,故用放射性同位素标记的胸腺嘧啶最适合检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期,B正确。
故选B。
10.(2022·浙江·统考高考真题)在某些因素诱导下,人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的( )
A.分裂与分化 B.分化与癌变 C.癌变与衰老 D.衰老与分裂
【答案】A
【分析】造血干细胞是血细胞(红细胞、白细胞、血小板等)的鼻祖,由造血干细胞定向分化、增殖为不同的血细胞系,并进一步生成血细胞。造血干细胞是高度未分化细胞,具有良好的分化增殖能力。
【详解】在正常情况下,经过细胞分裂产生的新细胞,在遗传物质的作用下,其形态、结构、功能随着细胞的生长出现了差异,就是细胞的分化,在某些因素诱导下,人体造血干细胞能在体外培养成神经细胞和肝细胞。此过程主要涉及细胞的分裂和分化,A正确,BCD错误。
故选A。
11.(2022·浙江·统考高考真题)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
【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程,分为间期和分裂期。间期又分为G1、S、G2期,S期主要完成DNA复制。
【详解】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。
故选D。
12.(2022·重庆·统考高考真题)人卵细胞形成过程如图所示。在辅助生殖时对极体进行遗传筛查,可降低后代患遗传病的概率。一对夫妻因妻子高龄且是血友病a基因携带者(XAXa),需进行遗传筛查。不考虑基因突变,下列推断正确的是( )
A.若第二极体的染色体数目为22,则卵细胞染色体数目一定是24
B.若第一极体的染色体数目为23,则卵细胞染色体数目一定是23
C.若减数分裂正常,且第二极体X染色体有1个a基因,则所生男孩一定患病
D.若减数分裂正常,且第一极体X染色体有2个A基因,则所生男孩一定患病
【答案】D
【分析】减数分裂过程:①细胞分裂前的间期:细胞进行DNA复制;②MI前期:同源染色体联会,形成四分体,形成染色体、纺锤体,核仁核膜消失,同源染色体非姐妹染色单体可能会发生交叉互换;③MI中期:同源染色体着丝粒对称排列在赤道板两侧;④MI后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极;⑤MI末期:细胞一分为二,形成次级精母细胞或形成次级卵母细胞和第一极体;⑥MII前期:次级精母细胞形成纺锤体,染色体散乱排布;⑦MII中期:染色体着丝粒排在赤道板上;⑧MII后期:染色体着丝粒分离,姐妹染色单体移向两极;⑨MII末期:细胞一分为二,次级精母细胞形成精细胞,次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体。
【详解】A、若在初级卵母细胞进行减数第一次分裂后期时,某对同源染色体没有分离,第一极体有24条染色体,次级卵母细胞有22条染色体,则会出现第二极体和卵细胞的染色体数目都为22,A错误;
B、人类的染色体2N=46,若第一极体的染色体数目为23,则次级卵母细胞染色体数目一定是23,如果次级卵母细胞在减数第二次分裂出现姐妹染色单体不分离、移向细胞同一极,则卵细胞染色体数目可能为22或24,B错误;
C、若减数分裂正常,由于之前的交叉互换有可能使同一条染色体上的姐妹染色单体携带等位基因,故第二极体X染色体有1个a基因,卵细胞中也可能是XA基因,则所生男孩可能不患病,C错误;
D、若减数分裂正常,且第一极体X染色体有2个A基因,不考虑基因突变,则次级卵母细胞中有两个a基因,卵细胞中也会携带a基因,则所生男孩一定患病,D正确。
故选D。
13.(2022·北京·统考高考真题)蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)为二倍体,由受精卵发育而来;雄蜂是单倍体,由未受精卵发育而来。由此不能得出(  )
A.雄蜂体细胞中无同源染色体
B.雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半
C.蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合
D.蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同
【答案】B
【分析】题意分析,蜜蜂的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而成的,因而细胞中没有同源染色体,雌蜂是由受精卵发育而成的,其细胞中含有同源染色体,蜜蜂的性别是由染色体sum决定的。
【详解】A、雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育成的,是单倍体,因此雄蜂体细胞中无同源染色体,A正确;
B、雄蜂精子中染色体数目与其体细胞的中染色体数目相同,B错误;
C、蜂王是由受精卵经过分裂、分化产生的,其体细胞中存在同源染色体,在减数分裂过程中会发生非同源染色体自由组合,C正确;
D、蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同,蜜蜂的性别与染色体数目有关,而果蝇的性别决定与性染色体有关,D正确。
故选B。
14.(2022·湖北·统考高考真题)为了分析某21三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙述错误的是(  )
A.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常
B.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常
C.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常
D.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常
【答案】D
【分析】 减数分裂过程:1、细胞分裂前的间期:细胞进行DNA复制;2、减一前期:同源染色体联会,形成四分体,形成染色体、纺锤体,核仁核膜消失,同源染色体非姐妹染色单体可能会发生交叉互换;3、减一中期:同源染色体着丝点(粒)对称排列在赤道板两侧;4、减一后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极;5、减一末期:细胞一分为二,形成次级精母细胞或形成次级卵母细胞和第一极体;6、减二前期:次级精母细胞中染色体再次聚集,再次形成纺锤体;7、减二中期:染色体着丝点排在赤道板上;8、减二后期:染色体着丝点(粒)分离,染色体移向两极;9、减二末期:细胞一分为二,次级精母细胞形成精细胞,次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体。
【详解】A、如果发生交叉互换,卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常,A2、A3所在的染色体可进入同一个卵细胞,A正确;
B、考虑同源染色体交叉互换,卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常,A2、A3所在的染色体可进入同一个卵细胞,B正确;
C、不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常,C正确。
D、不考虑同源染色体交叉互换,患儿含有三个不同的等位基因,不可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常,D错误。
故选D。
15.(2022·山东·高考真题)减数分裂Ⅰ时,若同源染色体异常联会,则异常联会的同源染色体可进入1个或2个子细胞;减数分裂Ⅱ时,若有同源染色体则同源染色体分离而姐妹染色单体不分离,若无同源染色体则姐妹染色单体分离。异常联会不影响配子的存活、受精和其他染色体的行为。基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时,仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。上述精原细胞形成的精子与基因型为Aa的卵原细胞正常减数分裂形成的卵细胞结合形成受精卵。已知A、a位于常染色体上,不考虑其他突变,上述精子和受精卵的基因组成种类最多分别为( )
A.6;9 B.6;12 C.4;7 D.5;9
【答案】A
【分析】正常情况下,同源染色体在减数第一次分裂后期分离,姐妹染色单体在减数第二次分裂后期分离。
【详解】基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时,仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。(1)若A、a所在的染色体片段发生交换,则A、a位于姐妹染色单体上,①异常联会的同源染色体进入1个子细胞,则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a,经减数第二次分裂,同源染色体分离而姐妹染色单体不分离,可形成基因型为Aa和不含A、a的精子;②异常联会的同源染色体进入2个子细胞,则子细胞基因组成为Aa,经减数第二次分裂,可形成基因型为A或a的精子;(2)若A、a所在的染色体片段未发生交换,③异常联会的同源染色体进入1个子细胞,则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a,经减数第二次分裂,同源染色体分离而姐妹染色单体不分离,可形成基因型为AA、aa和不含A、a的精子;④异常联会的同源染色体进入2个子细胞,则子细胞基因组成为AA或aa,经减数第二次分裂,可形成基因型为A或a的精子;综上所述,精子的基因组成包括AA、aa、Aa、A、a和不含A或a,共6种,与基因组成为A或a的卵细胞结合,通过棋盘法可知,受精卵的基因组成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a,共9种。
故选A。
16.(2022·浙江·高考真题)某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中,某时期的细胞如图所示,其中①~④表示染色体,a~h表示染色单体。下列叙述正确的是( )
A.图示细胞为次级卵母细胞,所处时期为前期Ⅱ
B.①与②的分离发生在后期Ⅰ,③与④的分离发生在后期Ⅱ
C.该细胞的染色体数与核DNA分子数均为卵细胞的2倍
D.a和e同时进入一个卵细胞的概率为1/16
【答案】D
【分析】题图分析,图中正在发生同源染色两两配对联会的现象,处于减数第一次分裂的前期,该细胞的名称为初级卵母细胞,据此答题。
【详解】A、根据形成四分体可知,该时期处于前期Ⅰ,为初级卵母细胞,A错误;
B、①与②为同源染色体,③与④为同源染色体,同源染色体的分离均发生在后期Ⅰ,B错误;
C、该细胞的染色体数为4,核DNA分子数为8,减数分裂产生的卵细胞的染色体数为2,核DNA分子数为2,C错误;
D、a和e进入同一个次级卵母细胞的概率为1/2×1/2=1/4,由次级卵母细胞进入同一个卵细胞的概率为1/2×1/2=1/4,因此a和e进入同一个卵细胞的概率为1/4×1/4=1/16,D正确。
故选D。
17.(2022·全国·统考高考真题)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa,若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换,则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是(  )
A.有丝分裂的后期 B.有丝分裂的末期
C.减数第一次分裂 D.减数第二次分裂
【答案】D
【分析】减数分裂过程包括减数第一次分裂和减数第二次分裂;主要特点是减数第一次分裂前期同源染色体联会,可能发生同源染色体非姐妹单体之间的交叉互换,后期同源染色体分开,同时非同源染色体自由组合,实现基因的重组,减数第二次分裂则为姐妹染色单体的分离。
【详解】AB、有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会形成四分体的过程,也不会发生交叉互换,不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的现象,A、B错误;
CD、根据题意,某动物基因型是Aa,经过间期复制,初级性母细胞中有AAaa四个基因,该动物的某细胞在四分体时期发生交叉互换,涉及A和a的交换,交换后两条同源染色体的姐妹染色单体上均分别具有A和a基因,减数第一次分裂时,同源染色体分开,两组Aa彼此分开进入次级性母细胞,至此减数第一次分裂完成,所以不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a的现象;而在减数第二次分裂时,姐妹染色单体分离,导致其上的等位基因A和a分开进入两个子细胞,C错误,D正确。
故选D。
18.(2022·浙江·统考高考真题)在“减数分裂模型的制作研究”活动中,先制作4个蓝色(2个5cm、2个8cm)和4个红色(2个5cm,2个8cm)的橡皮泥条,再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程,下列叙述错误的是( )
A.将2个5cm蓝色橡皮泥条扎在一起,模拟1个已经复制的染色体
B.将4个8cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排,模拟1对同源染色体的配对
C.模拟减数分裂后期I时,细胞同极的橡皮泥条颜色要不同
D.模拟减数分裂后期II时,细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同
【答案】C
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、一条染色体上的两条染色单体是经过复制而来,大小一样,故将2个5cm蓝色橡皮泥条扎在一起,模拟1个已经复制的染色体,A正确;
B、同源染色体一般大小相同,一条来自母方,一条来自父方(用不同颜色表示),故将4个8cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排,模拟1对同源染色体的配对,B正确;
C、减数分裂后期I时,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,细胞同极的橡皮泥条颜色可能相同,可能不同,C错误;
D、减数分裂后期II时,染色体着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,均分到细胞两级,故模拟减数分裂后期II时,细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同,D正确。
故选C。
二、多选题
19.(2022·辽宁·统考高考真题)Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,最终以Fe2+形式进入细胞质基质,相关过程如图所示。细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化,导致细胞发生铁依赖的程序性死亡,称为铁死亡。下列叙述正确的是( )
注:早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式
A.铁死亡和细胞自噬都受基因调控
B.运铁蛋白结合与释放Fe3+的环境pH不同
C.细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低
D.运铁蛋白携带Fe3+进入细胞不需要消耗能量
【答案】ABC
【分析】运铁蛋白与铁离子结合后成为铁结合运铁蛋白,该蛋白 与细胞膜上的运铁蛋白受体结合并引起细胞膜内陷,最终运送铁离子进入细胞,该过程表明细胞膜具有识别功能,也说明细胞膜在结构上具有流动性,A正确。
【详解】A、铁死亡是一种铁依赖性的,区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型的细胞程序性死亡方式,受基因调控,A正确;
B、从图中运铁蛋白与铁离子的结合及分离,可以看出环境溶液pH为5.0时,运铁蛋白与铁离子分离,环境溶液pH为7.0时,运铁蛋白与其受体分离,随后与铁离子结合成铁结合运铁蛋白,B正确;
C、细胞器和细胞膜结构的改变和功能障碍是脂质过氧化的最明显后果,包括膜流动性降低,C正确;
D、铁离子进入细胞的方式为胞吞,并非主动运输,运铁蛋白运出细胞的过程为胞吐,胞吞与胞吐过程都需要消耗细胞代谢释放的能量,即需要ATP水解并提供能量,D错误。
故选ABC。
20.(2022·河北·统考高考真题)骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞(一种成肌干细胞)被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合,使肌肉增粗或修复损伤。下列叙述正确的是(  )
A.卫星细胞具有自我更新和分化的能力
B.肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因不存在于其他类型的细胞中
C.激活的卫星细胞中,多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备
D.适当进行抗阻性有氧运动,有助于塑造健美体型
【答案】ACD
【分析】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。
【详解】A、由题干信息“卫星细胞被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合”可知,卫星细胞具有自我更新和分化的能力,A正确;
B、因为同一个体的所有细胞最初均来源于受精卵,所以遗传物质相同,肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因也存在于其他类型的细胞中,只是没有在其他类型细胞中表达,B错误;
C、卫星细胞被激活后会进行增殖、分化,所以激活的卫星细胞中,多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备,如核糖体会合成蛋白质等,C正确;
D、根据题干信息可知,适当进行抗阻性有氧运动,骨骼肌受牵拉,可以激活卫星细胞,最后达到使肌肉增粗的作用,有助于塑造健美体型,D正确。
故选ACD。
3.(2022·辽宁·统考高考真题)二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合,常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是( )
冻存剂 指标 合成培养基+DMSO 合成培养基+DMSO+血清
G1期细胞数百分比(%) 65.78 79.85
活细胞数百分比(%) 15.29 41.33
注:细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期A.冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病
B.G1期细胞数百分比上升,导致更多干细胞直接进入分裂期
C.血清中的天然成分影响G1期,增加干细胞复苏后的活细胞数百分比
D.DMSO的作用是使干细胞中自由水转化为结合水
【答案】B
【分析】细细胞冻存及复苏的基本原则是慢冻快融,实验证明这样可以最大限度的保存细胞活力。目前细胞冻存多采用甘油或二甲基亚矾作保护剂,这两种物质能提高细胞膜对水的通透性,加上缓慢冷冻可使细胞内的水分渗出细胞外,减少细胞内冰晶的形成,从而减少由于冰晶形成造成的细胞损伤。复苏细胞应采用快速融化的方法,这样可以保证细胞外结晶在很短的时间内即融化,避免由于缓慢融化使水分渗入细胞内形成胞内再结晶对细胞造成损伤。
【详解】A、冻存复苏后的干细胞可以经诱导分裂分化形成多种组织器官,用于治疗人类某些疾病,A正确;
B、G1期细胞数百分比上升,说明细胞进入分裂间期,但不会导致干细胞直接进入分裂期,还需经过S和G2期,B错误;
C、分析表格可知,血清中的天然成分影响G1期(该期细胞数百分比增大),能增加干细胞复苏后的活细胞数百分比,C正确;
D、二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合,可以使干细胞中自由水转化为结合水,D正确。
故选B。
试卷第2页,共16页
试卷第1页,共16页一、单选题
1.(2022·浙江·高考真题)番茄的紫茎对绿茎为完全显性。欲判断一株紫茎番茄是否为纯合子,下列方法不可行的是( )
A.让该紫茎番茄自交 B.与绿茎番茄杂交 C.与纯合紫茎番茄杂交 D.与杂合紫茎番茄杂交
【答案】C
【分析】常用的鉴别方法:(1)鉴别一只动物是否为纯合子,可用测交法;(2)鉴别一棵植物是否为纯合子,可用测交法和自交法,其中自交法最简便;(3)鉴别一对相对性状的显性和隐性,可用杂交法和自交法(只能用于植物);(4)提高优良品种的纯度,常用自交法;(5)检验杂种F1的基因型采用测交法。设相关基因型为A、a,据此分析作答。
【详解】A、 紫茎为显性,令其自交,若为纯合子,则子代全为紫茎,若为杂合子,子代发生性状分离,会出现绿茎, A不符合题意;
B、 可通过与绿茎纯合子(aa)杂交来鉴定,如果后代都是紫茎,则是纯合子;如果后代有紫茎也有绿茎,则是杂合子,B不符合题意;
C、 与紫茎纯合子(AA)杂交后代都是紫茎,故不能通过与紫茎纯合子杂交进行鉴定,C符合题意;
D、 能通过与紫茎杂合子杂交(Aa)来鉴定,如果后代都是紫茎,则是纯合子;如果后代有紫茎也有绿茎,则是杂合子,D不符合题意。
故选C。
2.(2022·全国·高考真题)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是( )
A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数相等
【答案】B
【分析】分析题意可知:A、a和B、b基因位于非同源染色体上,独立遗传,遵循自由组合定律。
【详解】A、分析题意可知,两对等位基因独立遗传,故含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传,所以Bb自交,子一代中红花植株B_:白花植株bb=3:1,A正确;
B、基因型为AaBb的亲本产生的雌配子种类和比例为AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1,由于含a的花粉50%可育,故雄配子种类及比例为AB:Ab:aB:ab=2:2:1:1,所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/4×1/6=1/24,B错误;
C、由于含a的花粉50%可育,50%不可育,故亲本产生的可育雄配子是A+1/2a,不育雄配子为1/2a,由于Aa个体产生的A:a=1:1,故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子的三倍,C正确;
D、两对等位基因独立遗传,所以Bb自交,亲本产生的含B的雄配子数和含b的雄配子数相等,D正确。
故选B。
3.(2022·浙江·统考高考真题)孟德尔杂交试验成功的重要因素之一是选择了严格自花受粉的豌豆作为材料。自然条件下豌豆大多数是纯合子,主要原因是( )
A.杂合子豌豆的繁殖能力低 B.豌豆的基因突变具有可逆性
C.豌豆的性状大多数是隐性性状 D.豌豆连续自交,杂合子比例逐渐减小
【答案】D
【分析】连续自交可以提高纯合子的纯合度。
【详解】孟德尔杂交试验选择了严格自花授粉的豌豆作为材料,而连续自交可以提高纯合子的纯合度,因此,自然条件下豌豆经过连续数代严格自花授粉后,大多数都是纯合子,D正确。
故选D。
【点睛】本题考查基因分离定律的实质,要求考生识记基因分离定律的实质及应用,掌握杂合子连续自交后代的情况,再结合所学的知识准确答题。
4.(2022·江苏·统考高考真题)摩尔根和他的学生用果蝇实验证明了基因在染色体上。下列相关叙述与事实不符的是( )
A.白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼,推测白眼对红眼为隐性
B.F1互交后代中雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,推测红、白眼基因在X染色体上
C.F1雌蝇与白眼雄蝇回交,后代雌雄个体中红白眼都各半,结果符合预期
D.白眼雌蝇与红眼雄蝇的杂交后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,显微观察证明为基因突变所致
【答案】D
【分析】摩尔根从培养的一群野生红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇,他将此白眼雄果蝇与红眼雌果蝇杂交,F1全部表现为红眼,再让F1红眼果蝇雌雄交配,F2性别比为1:1;白眼只限于雄性中出现,占F2总数的1/4,用实验证明了基因在染色体上,且果蝇的眼色遗传为伴性遗传;若用A和a表示控制红眼和白眼的基因,则亲本白眼雄蝇(XaY)与红眼雌蝇(XAXA)杂交,F1全部为红眼果蝇(XAXa、XAY),雌、雄比例为1:1;F1中红眼果蝇(XAXa、XAY)自由交配,F2代(XAXA、XAXa、XAY、XaY)中白眼性状只在雄果蝇中出现,雌果蝇眼色全为红色。
【详解】A、白眼雄蝇(XaY)与红眼雌蝇(XAXA)杂交,F1全部为红眼果蝇(XAXa、XAY),雌、雄比例为1:1,推测白眼对红眼为隐性,A正确;
B、F1中红眼果蝇相互交配,F2代出现性状分离,雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,雌雄表型不同,推测红、白眼基因在X染色体上,B正确;
C、F1中雌蝇(XAXa)与白眼雄蝇(XaY)杂交,后代出现四种基因型(XAXa:XaXa:XAY:XaY=1:1:1:1),白眼果蝇中雌、雄比例1:1,后代雌雄个体中红白眼都各半,结果符合预期,C正确;
D、白眼雌蝇(XaXa)与红眼雄蝇(XAY)杂交,后代雄蝇(XaY)全部为白眼,雌蝇全为红眼(XAXa),若后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,可能是基因突变所致,但不能用显微观察证明,D错误。
故选D。
5.(2022·河北·统考高考真题)研究者在培养野生型红眼果蝇时,发现一只眼色突变为奶油色的雄蝇。为研究该眼色遗传规律,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,结果如下图。下列叙述错误的是(  )
A.奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制
B.F2红眼雌蝇的基因型共有6种
C.F1红眼雌蝇和F2伊红眼雄蝇杂交,得到伊红眼雌蝇的概率为5/24
D.F2雌蝇分别与F2的三种眼色雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇
【答案】D
【分析】分析题意,果蝇的野生型表现为红眼,奶油色为突变雄蝇,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,子一代全为红眼,说明红眼为显性性状,子一代之间相互交配,子二代雌雄个体间存在性状差异,说明控制该性状的基因与性别相关联;且子二代比例为8:4:3:1,和为16,说明眼色至少受两对独立遗传的基因控制。
【详解】A、分析题意,子一代红眼果蝇相互交配,子二代的比例为8:4:3:1,是9:3:3:1的变形,说明奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制,A正确;
B、根据F1互交所得F2中红眼雌:红眼雄:伊红眼雄:奶油眼雄=8:4:3∶1可知,眼色的遗传与性别相关联,若果蝇眼色受两对基因控制,则一对基因位于常染色体上,另一对基因位于X染色体上。设相关基因为A/ a 、 B/b,根据F2的性状分离比可知, F1红眼雌、雄果蝇的基因型分别为AaXBXb、AaXBY,而F2中红眼雌蝇占8/16 ,红眼雄蝇占4/16,伊红眼雄蝇占3/16 ,奶油眼雄蝇占1/16,可知F2中红眼雌蝇的基因型为A_XBX﹣、aaXBX-,红眼雄蝇的基因型为A_XBY 、aaXBY,伊红眼雄蝇的基因型为A_XbY ,奶油眼雄蝇的基因型为aaXbY,则F1红眼雌蝇的基因型共有2×2+2=6种,B正确;
C、F1红眼雌蝇( AaXB Xb)与F2伊红眼雄蝇(1/3AAXbY 、2/3AaXbY)杂交,得到伊红眼雌蝇(A_XbXb)的概率为1/3 × 1/4 +2/3 × 3/4 ×1/4 = 5/24,C正确;
D、若F2雌蝇的基因型为AAXBXB,则其与F2的三种眼色雄蝇杂交都不能得到奶油眼雌蝇,D错误。
故选D。
6.(2022·海南·统考高考真题)假性肥大性肌营养不良是伴X隐性遗传病,该病某家族的遗传系谱如图。下列有关叙述正确的是( )
A.Ⅱ-1的母亲不一定是患者 B.Ⅱ-3为携带者的概率是1/2
C.Ⅲ-2的致病基因来自Ⅰ-1 D.Ⅲ-3和正常男性婚配生下的子女一定不患病
【答案】A
【分析】假性肥大性肌营养不良是伴X隐性遗传病,女性患病,其儿子必为患者。
【详解】A、假性肥大性肌营养不良是伴X隐性遗传病,女性患者的两条X染色体一条来自父亲,一条来自母亲,Ⅱ-1的母亲一定携带致病基因,但不一定是患者,A正确;
B、由于Ⅱ-3的父亲为患者,致病基因一定会传递给Ⅱ-3,所以Ⅱ-3一定为携带者,B错误;
C、Ⅲ-2的致病基因来自Ⅱ-3,Ⅱ-3的致病基因来自其父亲Ⅰ-2,C错误;
D、Ⅱ-3一定为携带者,设致病基因为a,则Ⅲ-3基因型为1/2XAXA、1/2XAXa,和正常男性XAY婚配生下的子女患病概率为1/2×1/4=1/8,即可能患病,D错误。
故选A。
7.(2022·湖北·统考高考真题)如图为某单基因遗传病的家系图。据图分析,下列叙述错误的是(  )
A.该遗传病可能存在多种遗传方式
B.若Ⅰ-2为纯合子,则Ⅲ-3是杂合子
C.若Ⅲ-2为纯合子,可推测Ⅱ-5为杂合子
D.若Ⅱ-2和Ⅱ-3再生一个孩子,其患病的概率为1/2
【答案】C
【分析】 基因分离定律:在杂合子细胞中,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。
【详解】A、可能为常染色体隐性遗传病或常染色体显性遗传病,A正确;
B、若Ⅰ-2为纯合子,则为常染色体显性遗传病,则Ⅲ-3是杂合子,B正确;
C、若Ⅲ-2为纯合子,则为常染色体隐性遗传病,无法推测Ⅱ-5为杂合子,C错误;
D、假设该病由Aa基因控制,若为常染色体显性遗传病,Ⅱ-2为aa,Ⅱ-3为Aa,再生一个孩子,其患病的概率为1/2;若为常染色体隐性遗传病,Ⅱ-2为Aa和Ⅱ-3aa,再生一个孩子,其患病的概率为1/2,D正确。
故选C。
8.(2022·山东·高考真题)家蝇Y染色体由于某种影响断成两段,含s基因的小片段移接到常染色体获得XY'个体,不含s基因的大片段丢失。含s基因的家蝇发育为雄性,只含一条X染色体的雌蝇胚胎致死,其他均可存活且繁殖力相同。M、m是控制家蝇体色的基因,灰色基因M对黑色基因m为完全显性。如图所示的两亲本杂交获得F1,从F1开始逐代随机交配获得Fn。不考虑交换和其他突变,关于F1至Fn,下列说法错误的是( )
A.所有个体均可由体色判断性别 B.各代均无基因型为MM的个体
C.雄性个体中XY'所占比例逐代降低 D.雌性个体所占比例逐代降低
【答案】D
【分析】含s基因的家蝇发育为雄性,据图可知,s基因位于M基因所在的常染色体上,常染色体与性染色体之间的遗传遵循自由组合定律。
【详解】A、含有M的个体同时含有s基因,即雄性个体均表现为灰色,雌性个体不会含有M,只含有m,故表现为黑色,因此所有个体均可由体色判断性别,A正确;
B、含有Ms基因的个体表现为雄性,基因型为MsMs的个体需要亲本均含有Ms基因,而两个雄性个体不能杂交,B正确;
C、亲本雌性个体产生的配子为mX,雄性亲本产生的配子为XMs、Ms0、Xm、m0,子一代中只含一条X染色体的雌蝇胚胎致死,雄性个体为1/3XXY’(XXMsm)、1/3XY’(XMsm),雌蝇个体为1/3XXmm,把性染色体和常染色体分开考虑,只考虑性染色体,子一代雄性个体产生的配子种类及比例为3/4X、1/40,雌性个体产生的配子含有X,子二代中3/4XX、1/4X0;只考虑常染色体,子二代中1/2Msm、1/2mm,1/8mmX0致死,XXmm表现为雌性,所占比例为3/7,雄性个体3/7XXY’(XXMsm)、1/7XY’(XMsm),即雄性个体中XY'所占比例由1/2降到1/4,逐代降低,雌性个体所占比例由1/3变为3/7,逐代升高,C正确,D错误。
故选D。
9.(2022·浙江·高考真题)图为甲乙两种单基因遗传病的遗传家系图,甲病由等位基因A/a控制,乙病由等位基因本B/b控制,其中一种病为伴性遗传,Ⅱ5不携带致病基因。甲病在人群中的发病率为1/625。不考虑基因突变和染色体畸变。下列叙述正确的是( )
A.人群中乙病患者男性多于女性
B.Ⅰ1的体细胞中基因A最多时为4个
C.Ⅲ6带有来自Ⅰ2的甲病致病基因的概率为1/6
D.若Ⅲ1与正常男性婚配,理论上生育一个只患甲病女孩的概率为1/208
【答案】C
【分析】系谱图分析,甲病分析,Ⅰ1和Ⅰ2不患甲病,但生出了患甲病的女儿,则甲病为常染色体隐性遗传,其中一种病为伴性遗传病,根据Ⅱ4患乙病,但所生的儿子有正常,则乙病为伴X染色体显性遗传。
【详解】A、由分析可知,乙病为伴X染色体显性遗传病,人群中乙病患者女性多于男性,A错误;
B、Ⅰ1患乙病,不患甲病,其基因型为AaXBY,有丝分裂后期,其体细胞中基因A最多为2个,B错误;
C、对于甲病而言,Ⅱ4的基因型是1/3AA或2/3Aa,其产生a配子的概率为1/3,Ⅱ4的a基因来自Ⅰ2的概率是1/2,则Ⅲ6带有来自Ⅰ2的甲病致病基因的概率为1/6,C正确;
D、Ⅲ1的基因型是1/2AaXBXB或1/2AaXBXb,正常男性的基因型是A_XbY,只考虑乙病,正常女孩的概率为1/4×1/2=1/8;只考虑甲病,正常男性对于甲病而言基因型是Aa,甲病在人群中的发病率为1/625,即aa=1/625,则a=1/25,正常人群中Aa的概率为1/13,则只患甲病女孩的概率为1/13×1/4×1/8=1/416,D错误。
故选C。
10.(2022·全国·统考高考真题)依据鸡的某些遗传性状可以在早期区分雌雄,提高养鸡场的经济效益。已知鸡的羽毛性状芦花和非芦花受1对等位基因控制。芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡。下列分析及推断错误的是(  )
A.正交亲本中雌鸡为芦花鸡,雄鸡为非芦花鸡
B.正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合体
C.反交子代芦花鸡相互交配,所产雌鸡均为芦花鸡
D.仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别
【答案】C
【分析】根据题意可知,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡,说明控制鸡羽毛性状芦花和非芦花的基因位于Z染色体上,且芦花为显性。设基因A/a控制芦花非芦花。
【详解】A、设基因A/a控制芦花和非芦花性状,根据题意可知,正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花雌鸡),子代为ZAZa、ZaW,且芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交为ZAZA×ZaW,子代为ZAZa、ZAW,且全为芦花鸡,A正确;
B、正交子代中芦花雄鸡为ZAZa(杂合子),反交子代中芦花雄鸡为ZAZa(杂合子),B正确;
C、反交子代芦花鸡相互交配,即ZAZa×ZAW,所产雌鸡ZAW、ZaW(非芦花),C错误;
D、正交子代为ZAZa(芦花雄鸡)、ZaW(非芦花雌鸡),D正确。
故选C。
11.(2022·浙江·统考高考真题)果蝇(2n=8)杂交实验中,F2某一雄果蝇体细胞中有4条染色体来自F1雄果蝇,这4条染色体全部来自亲本(P)雄果蝇的概率是( )
A.1/16 B.1/8 C.1/4 D.1/2
【答案】B
【分析】果蝇为XY型性别决定,雄果蝇的Y染色体来自父本,X染色体来自母本,每对常染色体均为一条来自父方一条来自母方。
【详解】已知F2某一雄果蝇体细胞中有4条染色体来自F1雄果蝇,而F1雄果蝇的这4条染色体中的Y染色体来自亲本的雄性,另外三条常染色体均来自亲本雄果蝇的概率为1/2×1/2×1/2=1/8,即B正确,ACD错误。
故选B。
二、多选题
12.(2022·山东·高考真题)某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制,其中基因A控制紫色,a无控制色素合成的功能。基因B控制红色,b控制蓝色。基因I不影响上述2对基因的功能,但i纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙,它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变,根据表中杂交结果,下列推断正确的是( )
杂交组合 F1表型 F2表型及比例
甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4
乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色=9∶3∶4
A.让只含隐性基因的植株与F2测交,可确定F2中各植株控制花色性状的基因型
B.让表中所有F2的紫红色植株都自交一代,白花植株在全体子代中的比例为1/6
C.若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则该植株可能的基因型最多有9种
D.若甲与丙杂交所得F1自交,则F2表型比例为9紫红色∶3靛蓝色∶3红色∶1蓝色
【答案】BC
【分析】题意分析,基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花,基因型为aaB_I_表现为红色,_ _ _ _ii表现为白色。杂交组合一中F2的性状分离比为紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4,为9∶3∶3∶1的变式,说明相关的两对等位基因的遗传符合基因自由组合定律,同理根据乙、丙杂交结果,也说明相关的等位基因的遗传符合基因自由组合定律。根据F2中性状表现确定亲本甲、乙和丙的基因型依次为AAbbII、AABBii,aaBBII。
【详解】A、当植株是白花时候,其基因型为_ _ _ _ii,与只含隐性基因的植株与F2测交仍然是白花,无法鉴别它的具体的基因型,A错误;
B、甲×乙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AABbIi:AABBIi:AABbII:AABBII=4:2:2:1。乙×丙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AaBBIi:AABBIi:AaBBII:AABBII=4:2:2:1。其中II:Ii=1:2所以白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4=1/6,B正确;
C、若某植株自交子代中白花植株占比为1/4,则亲本为(_ _ _ _Ii),则该植株可能的基因型最多有9种(3×3),C正确;
D、由于题中不能说明相关基因A/a和B/b是否在同一对同源染色体上,则可分为两种情况,第一种情况,当三对等位基因分别位于三对同源染色体上,甲与丙杂交所得F1的基因型为AaBbII,其自交的子二代的表现型比为紫红色(A_B_II):靛蓝色花(A_bbII):红色(aaB_II):蓝色(aabblI)=9:3:3:1;第二种情况,当A/a和B/b两对等位基因位于一对染色体上时,子二代的表现型比为紫红色(A aBbII):靛蓝色花(AAbbII):红色(aaBBII)=2:1:1,D错误。
故选BC。
13.(2022·湖南·高考真题)果蝇的红眼对白眼为显性,为伴X遗传,灰身与黑身、长翅与截翅各由一对基因控制,显隐性关系及其位于常染色体或X染色体上未知。纯合红眼黑身长翅雌果蝇与白眼灰身截翅雄果蝇杂交,F1相互杂交,F2中体色与翅型的表现型及比例为灰身长翅:灰身截翅:黑身长翅:黑身截翅=9∶3∶3∶1。F2表现型中不可能出现(  )
A.黑身全为雄性 B.截翅全为雄性 C.长翅全为雌性 D.截翅全为白眼
【答案】AC
【分析】假设控制红眼和白眼的基因用W、w表示,控制黑身和灰身的基因用A、a表示,控制长翅和截翅的基因用B、b表示,已知F2中灰身:黑身=3:1,长翅:截翅=3:1,可知灰身、长翅为显性性状,控制体色与翅型的基因遵循自由组合定律。
【详解】A、若控制黑身a的基因位于 X染色体上,只考虑体色,亲本基因型可写为XaXa、XAY,子二代可以出现XAXa、XaXa、XAY 、XaY,灰身:黑身=1:1,与题干不符;若控制黑身a的基因位于 常染色体上,后代表型与性别无关,故不会出现 黑身全为雄性,A符合题意;
B、若控制截翅的基因b位于X染色体上,只考虑翅型,亲本基因型可写为XBXB、XbY,子二代可以出现XBXB、XBXb、XBY 、XbY,即截翅全为雄性,B不符合题意;
C、若控制长翅的基因B位于X染色体上,只考虑翅型,亲本基因型可写为XBXB、XbY,子二代可以出现XBXB、XBXb、XBY 、XbY,即长翅有雌性也有雄性,C符合题意;
D、若控制截翅的基因b位于X染色体上,考虑翅型和眼色,亲本基因型可写为XBWXBW、XbwY,子二代可以出现XBWXBW、XBWXbw、XBWY 、XbwY,即截翅全为白眼,D不符合题意。
故选AC。
三、综合题
14.(2022·湖北·统考高考真题)“端稳中国碗,装满中国粮”,为了育好中国种,科研人员在杂交育种与基因工程育种等领域开展了大量的研究。二倍体作物M的品系甲有抗虫、高产等多种优良性状,但甜度不高。为了改良品系甲,增加其甜度,育种工作者做了如下实验;
【实验一】遗传特性及杂交育种的研究
在种质资源库中选取乙、丙两个高甜度的品系,用三个纯合品系进行杂交实验,结果如下表。
杂交组合 F1表现型 F2表现型
甲×乙 不甜 1/4甜、3/4不甜
甲×丙 甜 3/4甜,1/4不甜
乙×丙 甜 13/16甜、3/16不甜
【实验二】甜度相关基因的筛选
通过对甲、乙、丙三个品系转录的mRNA分析,发现基因S与作物M的甜度相关。
【实验三】转S基因新品系的培育
提取品系乙的mRNA,通过基因重组技术,以Ti质粒为表达载体,以品系甲的叶片外植体为受体,培有出转S基因的新品系。
根据研究组的实验研究,回答下列问题:
(1)假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,则乙、丙杂交的F2中表现为甜的植株基因型有_____种。品系乙基因型为_______。若用乙×丙中F2不甜的植株进行自交,F3中甜∶不甜比例为_____。
(2)下图中,能解释(1)中杂交实验结果的代谢途径有___________。
(3)如图是S基因的cDNA和载体的限制性内切核酸酶(限制性核酸内切酶)酶谱。为了成功构建重组表达载体,确保目的基因插入载体中方向正确,最好选用_____________酶切割S基因的cDNA和载体。
(4)用农杆菌侵染品系甲叶片外植体,其目的是________。
(5)除了题中所示的杂交育种和基因工程育种外,能获得高甜度品系,同时保持甲的其他优良性状的育种方法还有___________(答出2点即可)。
【答案】(1) 7 aabb 1∶5
(2)①③
(3)XbaⅠ、HindⅡ
(4)通过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞
(5)单倍体育种、诱变育种
【分析】农杆菌转化法:取Ti质粒和目的基因构建基因表达载体、将基因表达载体转入农杆菌、将农杆菌导入植物细胞、将植物细胞培育为新性状植株。
杂交育种:杂交→自交→选优;诱变育种:物理或化学方法处理生物,诱导突变;单倍体育种:花药离体培养、秋水仙素加倍;多倍体育种:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗;基因工程育种:将一种生物的基因转移到另一种生物体内。
【详解】(1)甲为纯合不甜品系,基因型为AAbb,根据实验一结果可推得乙基因型为aabb,丙基因型为AABB,乙、丙杂交的F2基因型有3×3=9种,假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,F2中表现为甜的植株基因型有7种。若用乙×丙中F2不甜的植株进行自交,F3中不甜比例=1/3+2/3×3/4=5/6,F3中甜∶不甜比例为1∶5。
(2)不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,只有A导致不甜,当A与B同时存在时,表现为甜,故选①③。
(3)为了成功构建重组表达载体,不破坏载体关键结构和目的基因,确保目的基因插入载体中方向正确,最好选用XbaⅠ、HindⅡ酶切割S基因的cDNA和载体。
(4)用农杆菌侵染品系甲叶片外植体,可以通过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞。
(5)除了题中所示的杂交育种和基因工程育种外,能获得高甜度品系,同时保持甲的其他优良性状的育种方法还有单倍体育种、诱变育种。
15.(2022·全国·高考真题)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序,叶腋长雌花序),但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。
(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种,需进行人工传粉,具体做法是_____________。
(2)乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株;F1自交,F2中雌株所占比例为_____________,F2中雄株的基因型是_____________;在F2的雌株中,与丙基因型相同的植株所占比例是_____________。
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状,可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性,则实验结果是_____________;若非糯是显性,则实验结果是_____________。
【答案】(1)对母本甲的雌花花序进行套袋,待雌蕊成熟时,采集丁的成熟花粉,撒在甲的雌蕊柱头上,再套上纸袋。
(2) 1/4 bbTT、bbTt 1/4
(3) 糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒 非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
【分析】雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株、甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株),可推断出甲的基因型为BBTT,乙、丙基因型可能为BBtt或bbtt,丁的基因型为bbTT。
【详解】(1)杂交育种的原理是基因重组,若甲为母本,丁为父本杂交,因为甲为雌雄同株异花植物,所以在花粉未成熟时需对甲植株雌花花序套袋隔离,等丁的花粉成熟后再通过人工授粉把丁的花粉传到甲的雌蕊柱头后,再套袋隔离。
(2)根据分析及题干信息“乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株”,可知乙基因型为BBtt,丁的基因型为bbTT,F1基因型为BbTt,F1自交F2基因型及比例为9B_T_(雌雄同株):3B_tt(雌株):3bbT_(雄株):1bbtt(雌株),故F2中雌株所占比例为1/4,雄株的基因型为bbTT、bbTt,雌株中与丙基因型相同的比例为1/4。
(3)假设糯和非糯这对相对性状受A/a基因控制,因为两种玉米均为雌雄同株植物,间行种植时,既有自交又有杂交。若糯性为显性,基因型为AA,非糯基因型为aa,则糯性植株无论自交还是杂交,糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株杂交子代为糯性籽粒,自交子代为非糯籽粒,所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理,非糯为显性时,非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。
16.(2022·海南·统考高考真题)家蚕是二倍体生物(2n=56),雌、雄个体性染色体组成分别是ZW、ZZ。某研究所在野生家蚕资源调查中发现了一些隐性纯合突变体。这些突变体的表型、基因及基因所在染色体见表。回答下列问题。
突变体表型 基因 基因所在染色体
第二隐性灰卵 a 12号
第二多星纹 b 12号
抗浓核病 d 15号
幼蚕巧克力色 e Z
(1)幼蚕巧克力色的控制基因位于性染色体上,该性状的遗传总是和性别相关联,这种现象称为___________________。
(2)表中所列的基因,不能与b基因进行自由组合的是___________________。
(3)正常情况下,雌家蚕的1个染色体组含有___________________条染色体,雌家蚕处于减数分裂Ⅱ后期的细胞含有___________________条W染色体。
(4)幼蚕不抗浓核病(D)对抗浓核病(d)为显性,黑色(E)对巧克力色(e)为显性。为鉴定一只不抗浓核病黑色雄性幼蚕的基因型,某同学将其饲养至成虫后,与若干只基因型为ddZeW的雌蚕成虫交配,产生的F1幼蚕全部为黑色,且不抗浓核病与抗浓核病个体的比例为1∶1,则该雄性幼蚕的基因型是____________。
(5)家蚕的成虫称为家蚕蛾,已知家蚕蛾有鳞毛和无鳞毛这对相对性状受一对等位基因控制。现有纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体若干只,设计实验探究控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上还是Z染色体上(不考虑Z、W同源区段),并判断有鳞毛和无鳞毛的显隐性。要求简要写出实验思路、预期结果及结论。
【答案】(1)伴性遗传
(2)a
(3) 28 0或2
(4)DdZEZE
(5)实验思路:让纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体进行正反交实验,得到F1,观察并统计F1个体的表现型及比例。预期结果及结论:若正反结果只出现一种性状,则表现出来的性状为显性性状,且控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上;若正反交结果不同,则控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于Z染色体上,且F1中雄性个体表现出的性状为显性性状。
【分析】1、位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
2、性别决定是指雌雄异体的生物决定性别的方式。性别决定的方式常见的有XY型和ZW型两种。
【详解】(1)位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
(2)a与b基因都位于12号染色体上,位于同一对染色体上的基因不能发生自由组合。
(3)家蚕是二倍体生物(2n=56),正常情况下,雌家蚕的1个染色体组含有28条染色体,减数分裂Ⅱ后期的细胞中染色体着丝粒分裂,含有W染色体的条数为0或2。
(4)该只不抗浓核病黑色雄性幼蚕与若干只基因型为ddZeW的雌蚕成虫交配,产生的F1幼蚕全部为黑色,说明该雄性关于该性状的基因型为ZEZE。且F1中不抗浓核病与抗浓核病个体的比例为1∶1,说明该雄性关于该性状的基因型为Dd,综上分析雄性幼蚕的基因型是DdZEZE。
(5)需要通过实验来探究控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上还是Z染色体上(不考虑Z、W同源区段),但由于不知道显隐关系,可以利用正反交实验来探究。
实验思路:让纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体进行正反交实验,得到F1,观察并统计F1个体的表现型及比例(假设相关基因为A和a)。
预期结果及结论:若控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上,正反交分别为AA×aa、aa×AA,其子一代基因型都为Aa,只出现一种性状,且子一代表现出来的性状为显性性状;若有鳞毛和无鳞毛的基因是位于Z染色体上,正反交分别为ZAZA×ZaW(后代雌雄全为显性性状)、ZaZa×ZAW(后代雄全为显性性状,雌性全为隐性性状),则正反交结果不同,且F1中雄性个体表现出的性状为显性性状。
17.(2022·浙江·统考高考真题)果蝇的正常眼和星眼受等位基因A、a控制,正常翅和小翅受等位基因B、b控制其中1对基因位于常染色体上。为进一步研究遗传机制,以纯合个体为材料进行了杂交实验,各组合重复多次,结果如下表。
杂交组合 P F1
♀ ♂ ♀ ♂
甲 星眼正常翅 正常眼小翅 星眼正常翅 星眼正常翅
乙 正常眼小翅 星眼正常翅 星眼正常翅 星眼小翅
丙 正常眼小翅 正常眼正常翅 正常眼正常翅 正常眼小翅
回答下列问题:
(1)综合考虑A、a和B、b两对基因,它们的遗传符合孟德尔遗传定律中的__________。组合甲中母本的基因型为__________。果蝇的发育过程包括受精卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。杂交实验中,为避免影响实验结果的统计,在子代处于蛹期时将亲本__________。
(2)若组合乙F1的雌雄个体随机交配获得F2,则F2中星眼小翅雌果蝇占____________。果蝇的性染色体数目异常可影响性别,如XYY或XO为雄性,XXY为雌性。若发现组合甲F1中有1只非整倍体星眼小翅雄果蝇,原因是母本产生了不含__________的配子。
(3)若有一个由星眼正常翅雌、雄果蝇和正常眼小翅雌、雄果蝇组成的群体,群体中个体均为纯合子。该群体中的雌雄果蝇为亲本,随机交配产生F1,F1中正常眼小翅雌果蝇占21/200、星眼小翅雄果蝇占49/200,则可推知亲本雄果蝇中星眼正常翅占__________。
(4)写出以组合丙F1的雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图解。____________。
【答案】(1) 自由组合定律 AAXBXB 移除
(2) 3/16 X染色体
(3)7/10
(4)
【分析】分析题意可知,甲、乙组中星眼与正常眼杂交,子代全为星眼,说明星眼为显性,且性别与形状无关,A、a基因位于常染色体上;甲组中雌性正常翅与雄性小翅杂交,子代全为正常翅,乙组中雌性小翅与雄性正常翅杂交,子代中雌性为正常翅,雄性为小翅,说明该性状与性别相关联,位于X染色体上,且正常翅为显性。
(1)
结合分析可知,A、a位于常染色体,而B、b位于X染色体,两对基因分别位于两对同源染色体,它们的遗传遵循自由组合定律;组合甲中母本为星眼正常翅,均为显性性状,且为纯合子,故基因型为AAXBXB;杂交实验中,为避免影响实验结果的统计,在子代处于蛹期时将亲本移除。
(2)
组合乙为♀正常眼小翅(aaXbXb)×♂星眼正常翅(AAXBY),F1基因型为AaXBXb、AaXbY,F1的雌雄个体随机交配获得F2,则F2中星眼(A-)小翅雌果蝇(XbXb)占3/4×1/4=3/16;组合甲基因型为AAXBXB、aaXbY,F1基因型应为AaXBXb、AaXBY,若发现组合甲F1中有1只非整倍体星眼小翅雄果蝇,则该个体基因型可能为AaXbO。原因是母本产生了不含X染色体的配子。
(3)
设亲本星眼正常翅雄果蝇在亲本雄果蝇中占比为m,则正常眼小翅雄果蝇在雄果蝇中占比为(1-m)。同理设亲本雌果蝇中正常眼小翅在雌果蝇中占比为n,则星眼正常翅雌果蝇占比为(1-n)。由题意可知,子代正常眼小翅雌果蝇占21/200,即为aaXbXb,1/2×aaXbXb×aaXbY=1/2(1-m)n=21/200,星眼小翅雄果蝇占49/200,即为AaXbY=1/2×AAXBY×aaXbXb=1/2mn=49/200。可算出n=7/10,1-m=3/10,则m=7/10,即亲本星眼正常翅雄果蝇在亲本雄果蝇中占比为7/10。
(4)
组合丙的双亲基因型为aaXbXb×aaXBY,F1基因型为aaXBXb、aaXbY,F1的雌雄果蝇为亲本杂交的遗传图解为:

【点睛】本题考查学生理解基因分离定律和自由组合定律的实质和使用条件,学会根据子代表现型比例推测亲本基因型及性状偏离比出现的原因,并能结合题意分析作答。
20.(2022·北京·统考高考真题)番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程,导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制,科学家进行了相关研究。
(1)果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色,F1自交所得F2果皮颜色及比例为_______。
(2)野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体,甲(基因A突变为a)果肉黄色,乙(基因B突变为b)果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验,结果如下图1。据此,写出F2中黄色的基因型:_______。
(3)深入研究发现,成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色,当番茄红素量较少时,果肉呈黄色,而前体物质2积累会使果肉呈橙色,如下图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶,但H在果实中的表达量低。根据上述代谢途径,aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是_______。
(4)有一果实不能成熟的变异株M,果肉颜色与甲相同,但A并未突变,而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达,敲除野生型中的C基因,其表型与M相同。进一步研究发现M中C基因的序列未发生改变,但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与C基因甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据,合理的方案包括_______,并检测C的甲基化水平及表型。
①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M
②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因
③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M
④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型
【答案】(1)黄色∶无色=3∶1
(2)aaBB、aaBb
(3)基因A突变为a,但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H,持续生成前体物质2;基因B突变为b,前体物质2无法转变为番茄红素
(4)①②④
【分析】1、基因分离定律的实质是: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,独立的随配子遗传给后代。
2、基因的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。
3、甲、乙为两种单基因纯合突变体,甲(基因A突变为a)果肉黄色,乙(基因B突变为b)果肉橙色。由图1可知,F2比值约为为9:3:4,F1基因型为AaBb,红色基因型为A_B_,黄色为aaB_,橙色为A_bb、aabb,甲乙基因型分别为aaBB、AAbb。
【详解】(1)果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色,说明黄色是显性性状,F1为杂合子,则F1自交所得F2果皮颜色及比例为黄色∶无色=3∶1。
(2)由图可知,F2比值约为为9:3:4,说明F1基因型为AaBb,则F2中黄色的基因型aaBB、aaBb。
(3)由题意和图2可知,成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色,当番茄红素量较少时,果肉呈黄色,而前体物质2积累会使果肉呈橙色,则存在A或H,不在B基因时,果肉呈橙色。因此,aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是基因A突变为a,但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H,持续生成前体物质2;基因B突变为b,前体物质2无法转变为番茄红素。
(4)C基因表达的产物可以调控A的表达,变异株M中C基因的序列未发生改变,但其甲基化程度一直很高,欲检测C的甲基化水平及表型,可以将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M,使得C去甲基化,并检测C的甲基化水平及表型;或者敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因,检测野生型植株C的甲基化水平及表型,与突变植株进行比较;也可以将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型,检测野生型C的甲基化水平及表型。而将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M无法得到果实成熟与C基因甲基化水平改变有关,故选①②④。
21.(2022·全国·统考高考真题)某种植物的花色有白、红和紫三种,花的颜色由花瓣中色素决定,色素的合成途径是:白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制,酶2的合成由基因B控制,基因A和基因B位于非同源染色体上、回答下列问题。
(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交,子代植株表现型及其比例为______;子代中红花植株的基因型是______;子代白花植株中纯合体占的比例为______。
(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲,若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型,请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。
【答案】(1) 白色:红色:紫色=2:3:3 AAbb、Aabb 1/2
(2)选用的亲本基因型为:AAbb;预期的实验结果及结论:若子代花色全为红花,则待测白花纯合体基因型为aabb;若子代花色全为紫花,则待测白花纯合体基因型为aaBB
【分析】根据题意,Aa和Bb两对基因遵循自由组合定律,A_B_表现为紫花,A_bb表现为红花,aa_ _表现为白花。
【详解】(1)紫花植株(AaBb)与红花杂合体(Aabb)杂交,子代可产生6种基因型及比例为AABb(紫花):AaBb(紫花):aaBb(白花):AAbb(红花):Aabb(红花):aabb(白花)=1:2:1:1:2:1。故子代植株表现型及比例为白色:红色:紫色=2:3:3;子代中红花植株的基因型有2种:AAbb、Aabb;子代白花植株中纯合体(aabb)占的比例为1/2。
(2)白花纯合体的基因型有aaBB和aabb两种。要检测白花纯合体植株甲的基因型,可选用AAbb植株与之杂交,若基因型为aaBB则实验结果为:aaBB×AAbb→AaBb(全为紫花);若基因型为aabb则实验结果为:aabb×AAbb→Aabb(全为红花)。这样就可以根据子代的表现型将白花纯合体的基因型推出。
【点睛】该题考查基因的自由组合定律的应用,通过分析题意,理解表现型与基因型之间的关系可以正确作答。
试卷第20页,共20页
试卷第1页,共20页1.(2022·重庆·统考高考真题)下列发现中,以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是( )
A.遗传因子控制性状 B.基因在染色体上
C.DNA是遗传物质 D.DNA半保留复制
【答案】D
【分析】1、DNA分子复制的特点:半保留复制;边解旋边复制。
2、DNA分子复制的场所:细胞核、线粒体和叶绿体。
3、DNA分子复制的过程:①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开。②合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。4、DNA分子复制的时间:有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。
【详解】A、孟德尔利用假说-演绎法提出了生物的性状是由遗传因子控制的,总结出了分离定律,并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础,A错误;
B、萨顿根据基因与染色体的平行关系,运用类比推理法得出基因位于染色体上的推论,并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础,B错误;
C、艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家,设法将DNA和蛋白质分开,单独、直接地研究它们的作用,证明了DNA是遗传物质,并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础,C错误;
D、沃森和克里克成功构建DNA双螺旋结构模型,并进一步提出了DNA半保留复制的假说, DNA半保留复制,以DNA双螺旋结构模型为理论基础,D正确。
故选D。
2.(2022·河北·统考高考真题)关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是(  )
A.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
B.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同
C.肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体浸染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
D.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
【答案】A
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说-演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验)→得出结论。
2、肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
3、T2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。
【详解】A、摩尔根通过假说—演绎法利用果蝇杂交遗传实验证明了基因位于染色体上,A错误;
B、孟德尔描述的“遗传因子”实质是基因,基因是有遗传效应的DNA片段,格里菲思提出的“转化因子”是DNA,两者化学本质相同,B正确;
C、肺炎双球菌体外转化实验利用酶解法去掉DNA或者DNA蛋白质,噬菌体浸染细菌实验利用同位素标记法区分DNA和蛋白质,两者均采用了能区分DNA和蛋白质的技术,C正确;
D、DNA两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对,且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则,使DNA分子具有稳定的直径,D正确。
故选A。
3.(2022·海南·统考高考真题)某团队从下表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是( )
T2噬菌体 大肠杆菌
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 未标记
A.①和④ B.②和③ C.②和④ D.④和③
【答案】C
【分析】T2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。该实验证明DNA是遗传物质。
【详解】噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌,蛋白质外壳没有进入,为了区分DNA和蛋白质,可用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,说明亲代噬菌体的DNA被32P标记,根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中,说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记,即C正确,ABD错误。
故选C。
4.(2022·海南·统考高考真题)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了如下实验(图2):
下列有关叙述正确的是( )
A.第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式一定是半保留复制
B.第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,说明DNA复制方式一定是全保留复制
C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,说明DNA复制方式一定是分散复制
D.若DNA复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带
【答案】D
【分析】DNA的复制是半保留复制,即以亲代DNA分子的每条链为模板,合成相应的子链,子链与对应的母链形成新的DNA分子,这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子,且每个子代DNA分子都含有一条母链。将DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N培养基中培养,因合成DNA的原料中含14N,所以新合成的DNA链均含14N。根据半保留复制的特点,第一代的DNA分子应一条链含15N,一条链含14N。
【详解】ABC、第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,则可以排除全保留复制,但不能肯定是半保留复制或分散复制,继续做子代ⅡDNA密度鉴定,若子代Ⅱ可以分出一条中密度带和一条轻密度带,则可以排除分散复制,同时肯定是半保留复制,ABC错误;
D、若DNA复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,形成的子代DNA只有两条链均为14N,或一条链含有14N一条链含有15N两种类型,因此细菌DNA离心后试管中只会出现1条中带和1条轻带,D正确。
故选D。
5.(2022·浙江·高考真题)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型,已准备了足够的相关材料,下列叙述正确的是( )
A.在制作脱氧核苷酸时,需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B.制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C.制成的模型中,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D.制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
【答案】C
【分析】DNA的双螺旋结构:①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;③两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、在制作脱氧核苷酸时,需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基,A错误;
B、鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接,B错误;
C、DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则,即A=T、C=G,故在制作的模型中A+C=G+T,C正确;
D、DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧,D错误。
故选C。
6.(2022·湖南·高考真题)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生(  )
A.新的噬菌体DNA合成
B.新的噬菌体蛋白质外壳合成
C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
【答案】C
【分析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是蛋白质构成的,头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后,在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量增殖。
【详解】A、T2噬菌体侵染大肠杆菌后,其DNA会在大肠杆菌体内复制,合成新的噬菌体DNA,A正确;
B、T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,只有DNA进入大肠杆菌,T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳,B正确;
C、噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA,C错误;
D、T2噬菌体的DNA进入细菌,以噬菌体的DNA为模板,利用大肠杆菌提供的原料合成噬菌体的DNA,然后通过转录,合成mRNA与核糖体结合,通过翻译合成噬菌体的蛋白质外壳,因此侵染过程中会发生合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合,D正确。
故选C。
7.(2022·广东·高考真题)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是( )
A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
【答案】D
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验) →得出结论。
2、 萨顿运用类比推理的方法提出基因在染色体的假说,摩尔根运用假说演绎法证明基因在染色体上。
3、赫尔希和蔡斯进行了T2噬菌体侵染细菌的实验,实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→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,证明了DNA是遗传物质。
4、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构。
【详解】A、孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表现型及比例,发现了遗传规律,A正确;
B、摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联,证明了基因在染色体上,B正确;
C、赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质,通过对比两组实验结果,证明了DNA是遗传物质,C正确;
D、沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构,D错误。
故选D。
8.(2022·广东·高考真题)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图),该线性分子两端能够相连的主要原因是( )
A.单链序列脱氧核苷酸数量相等
B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C.单链序列的碱基能够互补配对
D.自连环化后两条单链方向相同
【答案】C
【分析】双链DNA的两条单链方向相反,脱氧核糖与磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架,两条单链之间的碱基互补配对。
【详解】AB、单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接,不能决定该线性DNA分子两端能够相连,AB错误;
C、据图可知,单链序列的碱基能够互补配对,决定该线性DNA分子两端能够相连,C正确;
D、DNA的两条链是反向的,因此自连环化后两条单链方向相反,D错误。
故选C。
9.(2022·浙江·高考真题)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌 B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】C
【分析】1、噬菌体的结构:蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P)。2、噬菌体的繁殖过程: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。
【详解】A、实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质,A错误;
B、实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离,B错误;
C、大肠杆菌的质量大于噬菌体,离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌,C正确;
D、该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
故选C。
10.(2022·重庆·统考高考真题)研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达,能影响另一基因inr的表达(如图),导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是( )
WT:野生型果蝇幼虫
lintRi:降低lint基因表达后的幼虫
A.lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用
B.提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大
C.降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大
D.果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果
【答案】A
【分析】野生型果蝇幼虫inr的相对表达量较低,降低了lint基因表达后的果蝇幼虫,inr基因的相对表达量提高,说明lint基因能抑制int基因的表达;又当int表达量增加时,果蝇体型变小,可知lint基因表达量增加果蝇体型较大。
【详解】A、对比野生型果蝇幼虫的inr的表达量可知,降低lint基因表达后,幼虫体内的inr基因的表达量显著上升,说明lint基因的表达对inr基因的表达有抑制作用,A错误;
BC、根据题干信息可知,inr的表达量增加后“导致果蝇体型变小”,可推测提高幼虫lint基因表达,inr的表达量下降,进而可能使果蝇体型变大,B正确,C正确;
D、由以上分析可知,果蝇体型大小与lint基因和inr基因都有关,说明果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果,D正确。
故选A。
11.(2022·辽宁·统考高考真题)水通道蛋白(AQP)是一类细胞膜通道蛋白。检测人睡液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量,发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化,而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是( )
A.人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同
B.AQP蛋白与水分子可逆结合,转运水进出细胞不需要消耗ATP
C.检测结果表明,只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成
D.正常组织与水肿组织的水转运速率不同,与AQP蛋白的数量有关
【答案】D
【分析】转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白。通道蛋白参与的只是被动运输(易化扩散),在运输过程中并不与被运输的分子或离子相结合,也不会移动,并且是从高浓度向低浓度运输,所以运输时不消耗能量。载体蛋白参与的有主动转运和易化扩散,在运输过程中与相应的分子特异性结合(具有类似于酶和底物结合的饱和效应),自身的构型会发生变化,并且会移动。通道蛋白转运速率与物质浓度成比例,且比载体蛋白介导的转运速度更快。
【详解】A、AQP基因有3种,AQP蛋白应该也有3种,故人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列不相同,A错误;
B、AQP蛋白一类细胞膜水通道蛋白,故不能与水分子结合,B错误;
C、根据信息:AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化,而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍,可知AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异,但不能说明只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成,C错误;
D、AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异,故形成的AQP蛋白的数量有差异,导致正常组织与水肿组织的水转运速率不同,D正确。
故选D。
12.(2022·河北·统考高考真题)关于中心法则相关酶的叙述,错误的是(  )
A.RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键
B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C.在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
【答案】C
【分析】中心法则包括DNA分子的复制、转录和翻译等过程,此外还包括RNA的复制和逆转录过程。
【详解】A、RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程,逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程,两个过程中均遵循碱基互补配对原则,且存在DNA-RNA之间的氢键形成,A正确;
B、DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质,蛋白质是由核酸控制合成的,其合成场所是核糖体,B正确;
C、以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程,该过程不需要解旋酶,C错误;
D、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,从而起催化作用,在适宜条件下,酶在体内外均可发挥作用,如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到耐高温的DNA聚合酶,D正确。
故选C。
13.(2022·浙江·高考真题)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向,其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是( )
A.催化该过程的酶为RNA聚合酶 B.a链上任意3个碱基组成一个密码子
C.b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连 D.该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
【答案】C
【分析】分析题图,该过程以RNA为模板合成DNA单链,为逆转录过程。
【详解】A、图示为逆转录过程,催化该过程的酶为逆转录酶,A错误;
B、a(RNA)链上能决定一个氨基酸的3个相邻碱基,组成一个密码子,B错误;
C、b为单链DNA,相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接,C正确;
D、该过程为逆转录,遗传信息从RNA向DNA传递,D错误。
故选C。
14.(2022·广东·高考真题)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助mRNA转移。与野生型相比,推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中,有更多mRNA分布于( )
A.细胞核 B.细胞质 C.高尔基体 D.细胞膜
【答案】A
【分析】在细胞核中,以DNA的一条链为模板,转录得到的mRNA会从核孔出去,与细胞质的核糖体结合,继续进行翻译过程。
【详解】分析题意,野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的,mRNA是转录的产物,翻译的模板,故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外,因此该蛋白功能缺失的突变型细胞,不能协助mRNA转移,mRNA会聚集在细胞核中,A正确。
故选A。
15.(2022·湖南·高考真题)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是(  )
A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
B.细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
【答案】D
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录的条件:模板(DNA的一条链)、原料(核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量;翻译过程的条件:模板(mRNA)、原料(氨基酸)、酶、tRNA和能量。
【详解】A、一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,以提高翻译效率,A正确;
B、细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子,与rRNA分子结合,二者组装成核糖体,B正确;
C、当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上,导致蛋白质合成停止,核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C正确;
D、大肠杆菌为原核生物,没有核膜,转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合,开始翻译过程,D错误。
故选D。
16.(2022·全国·高考真题)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现,经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述,错误的是( )
A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
【答案】C
【分析】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、有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质,第二、三阶段在线粒体,三个阶段均可产生ATP,故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体都可产生ATP,A正确;
B、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,该阶段氧气和[H]反应生成水,该过程需要酶的催化,B正确;
C、丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段,场所是线粒体基质,该过程需要水的参与,不需要氧气的参与,C错误;
D、线粒体是半自主性细胞器,其中含有少量DNA,可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成,D正确。
故选C。
二、多选题
17.(2022·辽宁·统考高考真题)视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中,在DNA甲基转移酶催化下,部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5'-甲基胞嘧啶,使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高,可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述正确的是( )
A.线粒体DNA甲基化水平升高,可抑制相关基因的表达
B.高血糖环境中,线粒体DNA在复制时也遵循碱基互补配对原则
C.高血糖环境引起的甲基化修饰改变了患者线粒体DNA碱基序列
D.糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传
【答案】ABD
【分析】1、表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多,已知的有DNA甲基化,基因组印记,母体效应,基因沉默,核仁显性,休眠转座子激活和RNA编辑等。
2、基因的碱基序列不变,但表达水平发生可遗传变化,这种现象称为表观遗传。
【详解】A、线粒体DNA甲基化水平升高,可抑制相关基因的表达,可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常,A正确;
B、线粒体DNA也是双螺旋结构,在复制时也遵循碱基互补配对原则,B正确;
C、基化修饰并不改变患者线粒体DNA碱基序列,C错误;
D、女性糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传,D正确。
故选ABD。
三、综合题
18.(2022·重庆·统考高考真题)科学家用基因编辑技术由野生型番茄(HH)获得突变体番茄(hh),发现突变体中DML2基因的表达发生改变,进而影响乙烯合成相关基因ACS2等的表达及果实中乙烯含量(如图I、II),导致番茄果实成熟期改变。请回答以下问题:
(1)图I中,基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C(虚线框所示)后突变产生,致使h蛋白比H蛋白少93个氨基酸,其原因是________。基因h转录形成的mRNA上第49个密码子为________。另有研究发现,基因H发生另一突变后,其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变,但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变,原因是________。
(2)图II中,t1~t2时段,突变体番茄中DML2基因转录的mRNA相对量低于野生型,推测在该时间段,H蛋白对DML2基因的作用是________。突变体番茄果实成熟期改变的可能机制为:H突变为h后,由于DML2基因的作用,果实中ACS2基因________,导致果实成熟期________(填“提前”或“延迟”)。
(3)番茄果肉红色(R)对黄色(r)为显性。现用基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交,获得果肉为红色、成熟期为突变体性状的纯合体番茄,请写出杂交选育过程(用基因型表示)。
【答案】(1) 翻译的过程中提前遇见终止密码子 GCC 密码子具有简并性
(2) 促进DML2基因的转录过程 促进DML2基因的转录过程 延迟
(3)将RrHH×Rrhh的番茄杂交,获得基因型为RRHh、RrHh、rrHh的F1代,然后让红果(RRHh、RrHh)分别自交,基因型RRHh自交,获得RRhh得到RRH_,从中选出RRhh,红果且成熟期晚的就是RRhh。
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子;转录过程由RNA聚合酶催化,以DNA为模板,产物为RNA,RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】(1)由图I可知:基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生,插入一个C后导致基因h后的碱基排列顺序发生改变,即终止密码子的位置提前,导致翻译过程提前终止,所以致使h蛋白比H蛋白少93个氨基酸;密码子是由位于mRNA上的3个相邻的碱基决定的,基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生,插入一个C后就变成了147位的碱基,所以基因h转录形成的mRNA上第49个密码子为GCC;由于密码子具有简并性,当基因H发生另一突变后,其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变,但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变。
(2)由图II可知:t1~t2时段,野生型番茄(HH)中有H蛋白,促进DML2基因转录的mRNA相对量高,突变体(hh)番茄中没有H蛋白,DML2基因转录的mRNA相对量低,说明H蛋白促进DML2基因的转录过程;H突变为h后,突变体(hh)ACS2基因中mRNA相对量下降,所以推测由于DML2基因的作用,导致果实中ACS2基因的含量下降,导致果实成熟期延迟。
(3)现用基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交,获得果肉为红色、成熟期为突变体性状的纯合体番茄,可将RrHH×Rrhh的番茄杂交,获得基因型为RRHh、RrHh、rrHh的F1代,让RRHh、RrHh分别自交,基因型RRHh自交,获得RRHh得到RRH_,从中选出RRhh,红果且成熟期晚的就是RRhh。
19.(2022·河北·统考高考真题)某品种茶树叶片呈现阶段性白化:绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构)。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题:
(1)从叶片中分离叶绿体可采用________法。
(2)经检测,白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低,其原因是________(写出两点即可)。
(3)白化过程中气孔导度下降,既能够满足光合作用对CO2的需求,又有助于减少________。
(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于________中的基因编码,通过特定的机制完成跨膜运输:其余蛋白质由存在于________中的基因编码。
【答案】(1)差速离心
(2)叶绿体内部结构解体;光合色素减少
(3)水分的散失
(4) 细胞核 叶绿体
【分析】1、分离各种细胞器的方法是差速离心法。
2、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
(1)
叶绿体属于细胞器,根据不同细胞器的密度不同,可用差速离心法从叶片中分离叶绿体。
(2)
光合作用的光反应过程可产生NADPH和ATP,该过程需要叶绿体类囊体薄膜上叶绿素的参与,据题意可知,白化期叶绿体内部结构解体,叶绿体类囊体薄膜减少,且白化过程中叶绿素等光合色素减少,光反应减慢,故白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低。
(3)
白化过程中气孔导度下降,既能够满足光合作用对CO2的需求,又有助于减少水分的散失,利于植物的生存。 
(4)
叶绿体属于半自主性细胞器,其中蛋白质的合成主要受到细胞核基因的编码,合成后经特定机制完成跨膜运输;其余蛋白质由存在于细胞质中(叶绿体)的基因编码。
试卷第16页,共16页
试卷第1页,共16页一、单选题
1.(2022·重庆·统考高考真题)半乳糖血症是F基因突变导致的常染色体隐性遗传病。研究发现F基因有两个突变位点I和II,任一位点突变或两个位点都突变均可导致F突变成致病基因。如表是人群中F基因突变位点的5种类型。下列叙述正确的是( )
类型突变位点 ① ② ③ ④ ⑤
I +/+ +/- +/+ +/- -/-
Ⅱ +/+ +/- +/- +/+ +/+
注:“+”表示未突变,“-”表示突变,“/”左侧位点位于父方染色体,右侧位点位于母方染色体A.若①和③类型的男女婚配,则后代患病的概率是1/2
B.若②和④类型的男女婚配,则后代患病的概率是1/4
C.若②和⑤类型的男女婚配,则后代患病的概率是1/4
D.若①和⑤类型的男女婚配,则后代患病的概率是1/2
【答案】B
【分析】根据题意,“F基因突变导致的常染色体隐性遗传病”,“任一位点突变或两个位点都突变均可导致F突变成致病基因”,用F/f表示相关基因,只要有一个突变位点,就能出现f基因,故①②③④的基因型分别是FF、Ff、Ff、Ff,⑤由于父方和母方的染色体都在I位点突变,所以基因型是ff。
【详解】A、若①和③类型的男女婚配,①基因型是FF,③的基因型是Ff,则后代患病的概率是0,A错误;
B、若②和④类型的男女婚配,②的基因型是Ff,④的基因型是Ff,则后代患病(基因型为ff)的概率是1/4,B正确;
C、若②和⑤类型的男女婚配,②的基因型是Ff,⑤的基因型为ff,则后代患病(基因型为ff)的概率是1/2,C错误;
D、若①和⑤类型的男女婚配,①基因型是FF,⑤的基因型为ff,则后代患病的概率是0,D错误。
故选:B。
2.(2022·辽宁·统考高考真题)某伴X染色体隐性遗传病的系谱图如下,基因检测发现致病基因d有两种突变形式,记作dA与dB。Ⅱ1还患有先天性睾丸发育不全综合征(性染色体组成为XXY)。不考虑新的基因突变和染色体变异,下列分析正确的是( )
A.Ⅱ1性染色体异常,是因为Ⅰ1减数分裂Ⅱ时X染色体与Y染色体不分离
B.Ⅱ2与正常女性婚配,所生子女患有该伴X染色体隐性遗传病的概率是1/2
C.Ⅱ3与正常男性婚配,所生儿子患有该伴X染色体隐性遗传病
D.Ⅱ4与正常男性婚配,所生子女不患该伴X染色体隐性遗传病
【答案】C
【分析】由题意分析可知,该病为伴X染色体隐性遗传病,其致病基因d有两种突变形式,记作dA与dB,则患病女性基因型为XdAXdA、XdAXdB、XdBXdB,患病男性基因型为XdAY、XdBY。
【详解】A、由题意可知,Ⅱ1患有先天性睾丸发育不全综合征(性染色体组成为XXY),且其是伴X染色体隐性遗传病的患者,结合系谱图可知,其基因型为XdAXdBY,结合系谱图分析可知,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB(D为正常基因),不考虑新的基因突变和染色体变异,Ⅱ1性染色体异常,是因为Ⅰ1减数分裂Ⅰ时同源染色体X与Y不分离,形成了XdAY的精子,与基因型为XdB的卵细胞形成了基因型为XdAXdBY的受精卵导致的,A错误;
B、由A项分析可知,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB,则Ⅱ2的基因型为XdBY,正常女性的基因型可能是XDXD、XDXdA、XDXdB,故Ⅱ2与正常女性(基因型不确定)婚配,所生子女患有该伴X染色体隐性遗传病的概率不确定,B错误;
C、由A项分析可知,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB,则Ⅱ3的基因型为XdAXdB,与正常男性XDY婚配,所生儿子基因型为XdAY或XdBY,均为该伴X染色体隐性遗传病患者,C正确;
D、由A项分析可知,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB,则Ⅱ4的基因型为XDXdA,与正常男性XDY婚配,则所生子女中可能有基因型为XdAY的该伴X染色体隐性遗传病的男性患者,D错误。
故选C。
3.(2022·北京·统考高考真题)控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体。白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,子代中雌蝇为红眼,雄蝇为白眼,但偶尔出现极少数例外子代。子代的性染色体组成如下图。下列判断错误的是(  )
A.果蝇红眼对白眼为显性
B.亲代白眼雌蝇产生2种类型的配子
C.具有Y染色体的果蝇不一定发育成雄性
D.例外子代的出现源于母本减数分裂异常
【答案】B
【分析】1、位于性染色体上的基因,其在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫伴性遗传。
2、摩尔根运用“假说—演绎法”,通过果蝇杂交实验证明了萨顿假说。
【详解】A、白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,子代中雌蝇为红眼,雄蝇为白眼,可判断果蝇红眼对白眼为显性,A正确;
B、白眼为隐性,因此正常情况下亲代白眼雌蝇只能产生1种类型的配子,B错误;
C、由图可知,XXY的个体为雌性,具有Y染色体的果蝇不一定发育成雄性,C正确;
D、例外子代的出现是源于母本减数分裂异常,出现了不含X染色体的卵细胞或含有两条X染色体的卵细胞,D正确。
故选B。
4.(2022·湖北·统考高考真题)BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明,随着红系祖细胞分化为成熟红细胞,BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果,下列叙述错误的是(  )
A.红系祖细胞可以无限增殖分化为成熟红细胞
B.BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖
C.该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路
D.红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关
【答案】A
【分析】分析题意可知,RMI1基因的表达产物能使红系祖细胞分化为成熟红细胞,RMI1基因大量表达,红系祖细胞能大量增殖分化为成熟红细胞。
【详解】A、红系祖细胞能分化为成熟红细胞,但不具有无限增殖的能力,A错误;
B、BMI1基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍,推测BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖和分化,B正确;
C、若使BMI1基因过量表达,则可在短时间内获得大量成熟红细胞,可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路,C正确;
D、当红系祖细胞分化为成熟红细胞后,BMI1基因表达量迅速下降,若使该基因过量表达,则成熟红细胞的数量快速增加,可见红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关,D正确。
故选A。
5.(2022·山东·高考真题)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
【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。
6.(2022·山东·高考真题)野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘,研究影响其叶片形状的基因时,发现了6个不同的隐性突变,每个隐性突变只涉及1个基因。这些突变都能使拟南芥的叶片表现为锯齿状边缘。利用上述突变培育成6个不同纯合突变体①~⑥,每个突变体只有1种隐性突变。不考虑其他突变,根据表中的杂交实验结果,下列推断错误的是( )
杂交组合 子代叶片边缘
①×② 光滑形
①×③ 锯齿状
①×④ 锯齿状
①×⑤ 光滑形
②×⑥ 锯齿状
A.②和③杂交,子代叶片边缘为光滑形 B.③和④杂交,子代叶片边缘为锯齿状
C.②和⑤杂交,子代叶片边缘为光滑形 D.④和⑥杂交,子代叶片边缘为光滑形
【答案】C
【分析】6个不同的突变体均为隐性纯合,可能是同一基因突变形成的,也可能是不同基因突变形成的。
【详解】AB、①×③、①×④的子代叶片边缘全为锯齿状,说明①与③④应是同一基因突变而来,因此②和③杂交,子代叶片边缘为光滑形,③和④杂交,子代叶片边缘为锯齿状,AB正确;
C、①×②、①×⑤的子代叶片边缘为全为光滑形,说明①与②、①与⑤是分别由不同基因发生隐性突变导致,但②与⑤可能是同一基因突变形成的,也可能是不同基因突变形成的;若为前者,则②和⑤杂交,子代叶片边缘为锯齿状,若为后者,子代叶片边缘为光滑形,C错误;
D、①与②是由不同基因发生隐性突变导致,①与④应是同一基因突变而来,②×⑥的子代叶片边缘为全为锯齿状,说明②⑥是同一基因突变形成的,则④与⑥是不同基因突变形成的,④和⑥杂交,子代叶片边缘为光滑形,D正确。
故选C。
7.(2022·湖南·高考真题)关于癌症,下列叙述错误的是(  )
A.成纤维细胞癌变后变成球形,其结构和功能会发生相应改变
B.癌症发生的频率不是很高,大多数癌症的发生是多个基因突变的累积效应
C.正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞,原因是抑癌基因突变成原癌基因
D.乐观向上的心态、良好的生活习惯,可降低癌症发生的可能性
【答案】C
【分析】癌细胞的主要特征:(1)无限增殖;(2)形态结构发生显著改变;(3)细胞表面发生变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,易转移。
【详解】A、细胞癌变结构和功能会发生相应改变,如成纤维细胞癌变后变成球形,A正确;
B、癌变发生的原因是基因突变,基因突变在自然条件下具有低频性,故癌症发生的频率不是很高,且癌症的发生并不是单一基因突变的结果,而是多个相关基因突变的累积效应,B正确;
C、人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因,其中原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变所致,C错误;
D、开朗乐观的心理状态会影响神经系统和内分泌系统的调节功能,良好的生活习惯如远离辐射等,能降低癌症发生的可能性,D正确。
故选C。
8.(2022·湖南·高考真题)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛:黑眼白化:红眼黑毛:红眼白化=1:1:1:1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】染色体结构变异包括4种类型:缺失、重复、易位和倒位。分析选项可知,A属于缺失、B属于重复、C属于易位,D属于倒位。
【详解】分析题意可知:大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上,两对等位基因为连锁关系,正常情况下,测交结果只能出现两种表现型,但题干中某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛:黑眼白化:红眼黑毛:红眼白化=1:1:1:1,类似于基因自由组合定律的结果,推测该个体可产生四种数目相等的配子,且控制两对性状的基因遵循自由组合定律,即两对等位基因被易位到两条非同源染色体上,C正确。
故选C。
9.(2022·广东·高考真题)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能,科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc+Ras,基因均大量表达),发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述正确的是( )
A.原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖
B.三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力
C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质
D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应
【答案】D
【分析】人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因:原癌基因和抑癌基因。致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
【详解】A、原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,A错误;
B、肿瘤细胞可无限增殖,B错误;
C、原癌基因的正常表达对于细胞正常的生长和分裂是必须的,原癌基因Myc和Ras在人体细胞内编码功能正常的蛋白质,C错误;
D、据图分析,同时转入Myc和Ras的小鼠中,肿瘤小鼠比例大于只转入Myc或Ras的小鼠,说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应,D正确。
故选D。
10.(2022·浙江·高考真题)猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种变异属于( )
A.倒位 B.缺失 C.重复 D.易位
【答案】B
【分析】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。
【详解】由题干描述可知,猫叫综合征是因为染色体缺失了部分片段导致,属于染色体结构变异中的缺失,B正确。
故选B。
11.(2022·广东·高考真题)遗传病监测和预防对提高我国人口素质有重要意义。一对表现型正常的夫妇,生育了一个表现型正常的女儿和一个患镰刀型细胞贫血症的儿子(致病基因位于11号染色体上,由单对碱基突变引起)。为了解后代的发病风险,该家庭成员自愿进行了相应的基因检测(如图)。下列叙述错误的是( )
A.女儿和父母基因检测结果相同的概率是2/3
B.若父母生育第三胎,此孩携带该致病基因的概率是3/4
C.女儿将该致病基因传递给下一代的概率是1/2
D.该家庭的基因检测信息应受到保护,避免基因歧视
【答案】C
【分析】分析题意可知:一对表现正常的夫妇,生育了一个患镰刀型细胞贫血症的儿子,且致病基因位于常染色体11号上,故该病受常染色体隐性致病基因控制。
【详解】A、该病受常染色体隐性致病基因控制,假设相关基因用A、a表示。分析题图可知,父母的基因型为杂合子Aa,女儿的基因型可能为显性纯合子AA或杂合子Aa,为杂合子的概率是2/3,A正确;
B、若父母生育第三胎,此孩子携带致病基因的基因型为杂合子Aa或隐性纯合子aa,概率为1/4+2/4=3/4,B正确;
C、女儿的基因型为1/3AA、2/3 Aa,将该基因传递给下一代的概率是1/3,C错误;
D、该家庭的基因检测信息属于隐私,应受到保护,D正确。
故选C。
12.(2022·浙江·统考高考真题)各类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险如图。下列叙述正确的是( )
A.染色体病在胎儿期高发可导致婴儿存活率下降
B.青春期发病风险低更容易使致病基因在人群中保留
C.图示表明,早期胎儿不含多基因遗传病的致病基因
D.图示表明,显性遗传病在幼年期高发,隐性遗传病在成年期高发
【答案】B
【分析】分析题图曲线:染色体异常遗传病在胎儿期发病率较高,在出生后发病率显著降低;多基因遗传病从胎儿期到出生后发病率逐渐升高,出生到青春期逐渐降低,在由青春期到成年发病率显著增加;单基因遗传病在出生后发病率迅速达到高峰,随着年龄的增长逐渐降低,青春期后略有回升。
【详解】A、染色体病在胎儿期高发可导致胎儿的出生率降低,出生的婴儿中患染色体病的概率大大降低,保证了婴儿的存活率,A错误;
B、青春期发病风险低,使其更容易遗传给后代,因此更容易使致病基因在人群中保留,B正确;
C、图示表明,早期胎儿多基因遗传病的发病率较低,从胎儿期到出生后发病率逐渐升高,因此部分早期胎儿应含多基因遗传病的致病基因,C错误;
D、图示只是研究了染色体病、单基因遗传病和多基因遗传病,没有研究显性遗传病和隐性遗传病,D错误。
故选B。
二、多选题
13.(2022·江苏·统考高考真题)科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验,杂种经多代自花传粉选育,后代育性达到了亲本相当的水平。下图中L、M、N表示3个不同的染色体组。下列相关叙述正确的有( )
A.两亲本和F1都为多倍体
B.F1减数第一次分裂中期形成13个四分体
C.F1减数第二次分裂后产生的配子类型为LM和MN
D.F1两个M染色体组能稳定遗传给后代
【答案】AD
【分析】由受精卵发育而来的个体,体内含有几个染色体组,就是几倍体。由配子发育而来的个体,不管有几个染色体组,均属于单倍体。
四分体形成于减数第一次分裂前期同源染色体联会。
【详解】A、由题意可知,L、M、N表示3个不同的染色体组,故两亲本和F1都含有四个染色体组,且由受精卵发育而来,为四多倍体,A正确;
B、四分体形成于减数第一次分裂前期同源染色体联会,B错误;
C、由图中选育产生的后代基因型推知,F1可能产生M、LM、LN、MN、LMN等配子,C错误;
D、根据C选项配子类型的分析,已经图中选育产生的后代可知,后代一定会获得两个M染色体,D正确。
故选AD。
14.(2022·河北·统考高考真题)囊性纤维病是由CFTR蛋白异常导致的常染色体隐性遗传病,其中约70%患者发生的是CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失。研究者设计了两种杂交探针(能和特异的核酸序列杂交的DNA片段):探针1和2分别能与Phe508正常和Phe508缺失的CFTR基因结合。利用两种探针对三个家系各成员的基因组进行分子杂交,结果如下图。下列叙述正确的是(  )
A.利用这两种探针能对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断
B.乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失
C.丙家系Ⅱ-1携带两个DNA序列相同的CFTR基因
D.如果丙家系Ⅱ-2表型正常,用这两种探针检测出两条带的概率为1/3
【答案】BD
【分析】遗传病的监测和预防:产前诊断、遗传咨询、禁止近亲婚配、提倡适龄生育。
【详解】A、约70%患者发生的是CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失,存在其他基因变异导致得病,所以不能利用这两种探针对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断,A错误;
B、从乙家系成员的分子杂交结果可知,各个体内都只含能与探针1结合的Phe508正常的CFTR基因,所以乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失,B正确;
C、丙家系的Ⅱ-1体内所含基因能与探针1和2结合,说明携带两个DNA序列不同的CFTR基因,一个是Phe508正常的CFTR基因,另一个是Phe508缺失的CFTR基因,C错误;
D、假设A/a为相关基因,丙家系的患病原因不仅是因为CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失,根据其父亲基因型为Aa,母亲基因型为Aa',Ⅱ-2可能的基因型为AA∶Aa∶Aa'=1∶1∶1,用这两种探针检测出两条带(基因型为Aa)的概率为1/3,D正确。
故选BD。
三、综合题
15.(2022·辽宁·统考高考真题)某雌雄同株二倍体观赏花卉的抗软腐病与易感软腐病(以下简称“抗病”与“易感病”)由基因R/r控制,花瓣的斑点与非斑点由基因Y/y控制。为研究这两对相对性状的遗传特点,进行系列杂交实验,结果见下表。
组别 亲本杂交组合 F1表型及数量
抗病非斑点 抗病斑点 易感病非斑点 易感病斑点
1 抗病非斑点×易感病非斑点 710 240 0 0
2 抗病非斑点×易感病斑点 132 129 127 140
3 抗病斑点×易感病非斑点 72 87 90 77
4 抗病非斑点×易感病斑点 183 0 172 0
(1)上表杂交组合中,第1组亲本的基因型是___________,第4组的结果能验证这两对相对性状中___________的遗传符合分离定律,能验证这两对相对性状的遗传符合自由组合定律的一组实验是第___________组。
(2)将第2组F1中的抗病非斑点植株与第3组F1中的易感病非斑点植株杂交,后代中抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为___________。
(3)用秋水仙素处理该花卉,获得了四倍体植株。秋水仙素的作用机理是___________。现有一基因型为YYyy的四倍体植株,若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离(不考虑其他变异),则产生的配子类型及比例分别为___________,其自交后代共有___________种基因型。
(4)用X射线对该花卉A基因的显性纯合子进行诱变,当A基因突变为隐性基因后,四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更___________。
【答案】(1) RRYy、rrYy 抗病与易感病 2
(2)3:3:1:1
(3) 能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍 YY:Yy:yy=1:4:1 5
(4)低
【分析】已知抗软腐病与易感软腐病(以下简称“抗病”与“易感病”)由基因R/r控制,花瓣的斑点与非斑点由基因Y/y控制,分析杂交实验结果:
1组:抗病非斑点×易感病非斑点→抗病非斑点:抗病斑点:易感病非斑点:易感病斑点=3:1:0:0;
2组:抗病非斑点×易感病斑点→抗病非斑点:抗病斑点:易感病非斑点:易感病斑点=1:1:1:1;
3组:抗病斑点×易感病非斑点→抗病非斑点:抗病斑点:易感病非斑点:易感病斑点=1:1:1:1;
4组:抗病非斑点×易感病斑点→抗病非斑点:抗病斑点:易感病非斑点:易感病斑点=1:0:1:0;
由1组结果可知:抗病对易感病为显性;非斑点对斑点为显性。
(1)
分析1组结果:后代全抗病,且非斑点:斑点=3:1,可知抗病对易感病为显性;非斑点对斑点为显性,故第1组的亲本基因型为 RRYy(抗病非斑点)、rrYy(易感病非斑点)。第4组的结果:抗病非斑点:易感病非斑点=1:1;能验证这两对相对性状中“抗病”与“易感病”的遗传符合分离定律,能验证这两对相对性状的遗传符合自由组合定律的一组实验是第2组,测交实验。
(2)
第2组RrYy×rryy杂交,F1中的抗病非斑点植株基因型为RrYy,第3组Rryy×rrYy杂交,F1中的易感病非斑点植株基因型为rrYy,两者杂交RrYy×rrYy,后代中Rr:rr=1:1,Y-:yy=3:1,故抗病非斑点、易感病非斑点、抗病斑点、易感病斑点的比例为3:3:1:1。
(3)
当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。所以用秋水仙素处理该花卉,可以获得四倍体植株。现有一基因型为YYyy的四倍体植株,若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离,不考虑其他变异,则产生的配子类型及比例分别为YY:Yy:yy=1:4:1,其自交后代共有YYYY、YYYy、YYyy、Yyyy、yyyy,共5种基因型。
(4)
用X射线对该花卉A基因的显性纯合子,基因型为AAAA,进行诱变,当A基因突变为隐性基因a后,由于四倍体的A基因更多,则四倍体中隐性性状的出现频率较二倍体更低。
16.(2022·河北·统考高考真题)蓝粒小麦是小麦(2n=42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,研究人员设计了如下图所示的杂交实验。回答下列问题:
(1)亲本不育小麦的基因型是________,F1中可育株和不育株的比例是________。
(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是________。
(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成________个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离,来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配,最终能产生________种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是________。
(4)F3蓝粒不育株体细胞中有________条染色体,属于染色体变异中的________变异。
(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现:
①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1。说明:________;
②蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1。说明________。符合育种要求的是________(填“①”或“②”)。
【答案】(1) TtHH 1:1
(2)获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株,诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上,以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦
(3) 20 4 1/16
(4) 43 数目
(5) F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上 F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上 ②
【分析】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。
【详解】(1)分析题意,亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上,所以其基因型为TtHH,亲本小麦( hh )的基因型为tthh,故F1中可育株( TtHh):不育株( ttHh) = 1: 1。
(2)F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh,其中T基因和E基因分别来自小麦的和长穗偃麦关键金草的4号染色体,而h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上,从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。
(3)分析题意,蓝粒小麦的染色体条数是42,而F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦,一条来自长穗偃麦草,其余染色体(42-1-1=40)均来自小麦,为同源染色体,故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体;不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配,仅考虑T/t、E基因,若两条4号染色体移向一极,则同时产生基因型为TE和О(两基因均没有)的两种配子,若两条4号染色体移向两极,则产生基因型为T和E的两种配子,则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子;F3中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4,产生h配子的概率是1/4,则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4=1/16。
(4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类,可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体,且小麦染色体组成为2n =42,故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体,多了一条4号染色体,属于染色体数目变异。
(5)F3中的蓝粒不育株基因型为TEtHh 和TEthh,含 hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞,与小麦( ttHH )杂交,F4中的蓝粒不育株基因型为TEtHh,其中T基因和E基因连锁,位于同一条染色体上,t基因位于另一条染色体上,与小麦( ttHH)杂交,后代表现型及比例为蓝粒不育:非蓝粒可育=1∶1,即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上;而F3中关于h的基因型为Hh 的个体与小麦( ttHH)杂交产生的F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体,分别携带T基因、E基因及t基因,与小麦( ttHH)杂交,母本在减数第一次分裂前期联会时,携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会,携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极,产生的配子基因型及比例为T:TE: t: tE= 1:1:1∶1,与小麦( ttHH)杂交,子代表现型及比例为蓝粒可育:蓝粒不育:非蓝粒可育:非蓝粒不育=1:1:1∶1,即F4蓝粒不育植株体细胞中的T基因和E基因位于不同染色体上;本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,故②符合育种要求。
17.(2022·浙江·高考真题)某种昆虫野生型为黑体圆翅,现有3个纯合突变品系,分别为黑体锯翅、灰体圆翅和黄体圆翅。其中体色由复等位基因A1/A2/A3控制,翅形由等位基因B/b控制。为研究突变及其遗传机理,用纯合突变品系和野生型进行了基因测序与杂交实验。回答下列问题:
(1)基因测序结果表明,3个突变品系与野生型相比,均只有1个基因位点发生了突变,并且与野生型对应的基因相比,基因长度相等。因此,其基因突变最可能是由基因中碱基对发生___________导致。
(2)研究体色遗传机制的杂交实验,结果如表1所示:
表1
杂交组合 P F1 F2
♀ ♂ ♀ ♂ ♀ ♂
Ⅰ 黑体 黄体 黄体 黄体 3黄体:1黑体 3黄体:1黑体
Ⅱ 灰体 黑体 灰体 灰体 3灰体:1黑体 3灰体:1黑体
Ⅲ 灰体 黄体 灰体 灰体 3灰体:1黄体 3灰体:1黄体
注:表中亲代所有个体均为圆翅纯合子。
根据实验结果推测,控制体色的基因A1(黑体)、A2(灰体)和A3(黄体)的显隐性关系为___________(显性对隐性用“>”表示),体色基因的遗传遵循___________定律。
(3)研究体色与翅形遗传关系的杂交实验,结果如表2所示:
表2
杂交组合 P F1 F2
♀ ♂ ♀ ♂ ♀ ♂
Ⅳ 灰体圆翅 黑体锯翅 灰体圆翅 灰体圆翅 6灰体圆翅:2黑体圆翅 3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅
Ⅴ 黑体锯翅 灰体圆翅 灰体圆翅 灰体锯翅 3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅 3灰体圆翅:1黑体圆翅:3灰体锯翅:1黑体锯翅
根据实验结果推测,锯翅性状的遗传方式是___________,判断的依据是___________。
(4)若选择杂交Ⅲ的F2中所有灰体圆翅雄虫和杂交Ⅴ的F2中所有灰体圆翅雌虫随机交配,理论上子代表现型有___________种,其中所占比例为2/9的表现型有哪几种?___________。
(5)用遗传图解表示黑体锯翅雌虫与杂交Ⅲ的F1中灰体圆翅雄虫的杂交过程。
【答案】(1)替换
(2) A2>A3>A1 分离
(3) 伴X染色体隐性遗传 杂交V的母本为锯翅,父本为圆翅,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅
(4) 6 灰体圆翅雄虫和灰体锯翅雄虫
(5)
【分析】根据题干信息可知,控制体色的A1/ A2/ A3是复等位基因,符合基因的分离定律,并且由表1的F1和F2雌雄个体表现型一致,可知控制体色的基因位于常染色体上。只看翅型,从表2的组合V,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅,性状与性别相关联,可知控制翅型的基因位于X染色体上,所以控制体色和控制翅型的基因符合基因的自由组合定律。
(1)
由题干信息可知,突变的基因 “与野生型对应的基因相比长度相等”,基因突变有碱基的增添、缺失和替换三种类型,突变后基因长度相等,可判定是碱基的替换导致。
(2)
由杂交组合Ⅰ的F1可知,黄体(A3)对黑体(A1)为显性;由杂交组合Ⅱ可知,灰体(A2)对黑体(A1)为显性,由杂交组合Ⅲ可知,灰体(A2)对黄体(A3)为显性,所以三者的显隐性关系为黄体对黑体为显性,灰体对黄体对黑体为显性,即A2>A3>A1,由题意可知三个体色基因为复等位基因,根据等位基因概念“位于同源染色体上控制相对性状的基因”可知,体色基因遵循基因分离定律。
(3)
分析杂交组合V,母本为锯翅,父本为圆翅,F1的雌虫全为圆翅,雄虫全为锯翅,性状与性别相关联,可知控制锯翅的基因是隐性基因,并且在X染色体上,所以锯翅性状的遗传方式是伴X染色体隐性遗传。
(4)
表1中亲代所有个体均为圆翅纯合子,杂交组合Ⅲ的亲本为灰体(基因型A2A2)和黄体(基因型A3A3),F1的灰体基因型为A2A3,雌雄个体相互交配,子代基因型是A2A2(灰体):A2A3(灰体):A3A3(黄体)=1:2:1,所以杂交组合Ⅲ中F2的灰体圆翅雄虫基因型为1/3 A2A2XBY和2/3 A2A3XBY;杂交组合Ⅴ中,只看体色这对相对性状,因为F1只有一种表现型,故亲本为A1A1 A2A2,F1基因型为A1A2,雌雄个体相互交配,F2基因型为A1A1(黑体):A1A2(灰体):A2A2(灰体)=1:2:1;只看杂交组合Ⅴ中关于翅型的性状,亲本为XbXbXBY,F1基因型为XBXb,XbY,F1雌雄个体相互交配,F2的圆翅雌虫的基因型为XBXb,所以杂交组合Ⅴ的F2的灰体圆翅雌虫基因型为1/3 A2A2XBXb,2/3 A1A2 XBXb。控制体色和翅型的基因分别位于常染色体和X染色体,符合自由组合定律,可先按分离定律分别计算,再相乘,所以杂交组合Ⅲ中F2的灰体圆翅雄虫和杂交组合Ⅴ的F2的灰体圆翅雌虫随机交配,只看体色,A2A2、A2A3和A2A2、 A1A2随机交配,雄配子是1/3A3、2/3A2,雌配子是1/3A1、2/3A2,子代基因型为4/9 A2A2(灰体)、2/9 A2A3(灰体)、2/9 A1A2(灰体)、1/9 A1A3(黄体),可以出现灰体(占8/9)和黄体(占1/9)2种体色;只看翅型,XBY与XBXb杂交,子代基因型为1/4XBXB、1/4XBXb、1/4XBY、1/4XbY,雌性只有圆翅1种表现型,雄性有圆翅和锯翅2种表现型,所以子代的表现型共有2×3=6种。根据前面所计算的子代表现型,2/9=8/9(灰体)×1/4(圆翅雄虫或锯翅雄虫),故所占比例为2/9的表现型有灰体圆翅雄虫和灰体锯翅雄虫。
(5)
黑体锯翅雌虫的基因型为A1A1XbXb,由(4)解析可知,杂交组合Ⅲ的F1灰体雄虫基因型为A2A3,所以灰体圆翅雄虫的基因型为A2A3XBY,二者杂交的遗传图解如下:
6.(2022·湖北·统考高考真题)某植物的2种黄叶突变体表现型相似,测定各类植株叶片的光合色素含量(单位:μg·g-1),结果如表。下列有关叙述正确的是(  )
植林类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素
野生型 1235 519 419 4.19
突变体1 512 75 370 1.59
突变体2 115 20 379 0.36
A.两种突变体的出现增加了物种多样性
B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强
C.两种突变体的光合色素含量差异,是由不同基因的突变所致
D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色
【答案】D
【分析】1、光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素,其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2、叶绿体中的色素都能溶解于丙酮、无水乙醇等有机溶剂中,所以用丙酮或无水乙醇提取叶绿体中的色素;色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上扩散速度不同,即溶解度越大,随着层析液扩散的速度越快。
【详解】A、两种突变体之间并无生殖隔离,仍属同一物种,只能体现遗传多样性,A错误;
B、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,突变体2的叶绿素a和叶绿素b的含量比突变体1少,故突变体2比突变体1吸收红光的能力弱,B错误;
C、两种突变体的光合色素含量差异,可能是同一个基因突变方向不同导致的,C错误;
D、野生型的叶绿素与胡萝卜素的比值为4.19,叶绿素含量较高,叶片呈绿色,叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降,叶绿素含量少,不能掩盖 类胡萝卜素的颜色,此时叶片呈黄色,D正确。
故选D。
11.(2022·广东·高考真题)《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
【分析】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。
【详解】(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。
试卷第20页,共21页
试卷第1页,共21页一、单选题
1.(2022·重庆·统考高考真题)人的扣手行为属于常染色体遗传,右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述正确的是( )
A.该群体中两个左型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率为3/50
B.该群体中两个右型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率为25/324
C.该群体下一代AA基因型频率为0.16,aa基因型频率为0.64
D.该群体下一代A基因频率为0.4,a基因频率为0.6
【答案】B
【分析】根据AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64,分别是4/25、1/5、16/25,可知人群中A的基因频率=0.16+0.20×1/2=13/50,则a的基因频率=1-13/50=37/50。
【详解】A、该群体中两个左型扣手的人(基因型均为aa)婚配,后代左型扣手的概率为1,A错误;
B、根据AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64,分别是4/25、1/5、16/25,可知人群中A的基因频率=0.16+0.20×1/2=13/50,则a的基因频率=1-13/50=37/50,该群体中两个右型扣手的人婚配,人群中右型扣手的杂合子所占概率为1/5÷(4/25+1/5)=5/9 ,二者后代左型扣手(基因型为aa)的概率为5/9×5/9×1/4=25/324 ,B正确;
C、由B选项分析可知,人群中A的基因频率=13/50 ,a的基因频率37/50 ,根据遗传平衡定律,下一代AA基因型频率为(13/50)2=169/2500=0.0676 ,aa基因型频率为(37/50)2=0.5476 ,C错误;
D、根据遗传平衡定律,每一代的基因频率都不变,下一代A基因频率为(0.16+0.20×1/2)=0.26 ,a的基因频率为1-0.26=0.74 ,D错误。
故选B。
2.(2022·辽宁·统考高考真题)下列关于生物进化和生物多样性的叙述,错误的是( )
A.通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种,增加了水稻的遗传多样性
B.人类与黑猩猩基因组序列高度相似,说明人类从黑猩猩进化而来
C.新物种的形成意味着生物类型和适应方式的增多
D.生物之间既相互依存又相互制约,生物多样性是协同进化的结果
【答案】B
【分析】1、生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
2、遗传多样性是指物种内基因和基因型的多样性。遗传多样性的实质是可遗传变异。检测遗传多样性最简单的方法是聚合酶链反应(简称PCR),最可靠的方法是测定不同亚种、不同种群的基因组全序列。
3、物种多样性是指地球上动物、植物和微生物等生物物种的多样化。
【详解】A、通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种,增加了水稻的基因型,即增加了水稻的遗传多样性,A正确;
B、黑猩猩与人类在基因上的相似程度达到96%以上,只能表明人类和黑猩猩的较近的亲缘关系,由于客观环境因素的改变,黑猩猩不能进化成人类,B错误;
C、新物种形成意味着生物能够以新的方式适应环境,为其发展奠定了基础,所以生物类型和适应方式的增多,C正确;
D、生物与生物之间有密切联系,自然界中的动物和其他动物长期生存与发展的过程中,形成了相互依赖,相互制约的关系,生物多样性是协同进化的结果,D正确。
故选B。
3.(2022·北京·统考高考真题)人与黑猩猩是从大约700万年前的共同祖先进化而来,两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,但α链的相同位置上有一个氨基酸不同,据此不能得出(  )
A.这种差异是由基因中碱基替换造成的
B.两者共同祖先的血红蛋白也有α链
C.两者的血红蛋白都能行使正常的生理功能
D.导致差别的变异发生在黑猩猩这一物种形成的过程中
【答案】D
【分析】基因突变指DNA分子中发生碱基对的替换增添、缺失,而引起基因结构的改变。
【详解】A、两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,但α链的相同位置上有一个氨基酸不同,可能是由由基因中碱基替换造成的,A不符合题意;
B、人与黑猩猩是从大约700万年前的共同祖先进化而来,两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,推测两者共同祖先的血红蛋白也有α链,B不符合题意;
C、人与黑猩猩都能正常生存,两者的血红蛋白都能行使正常的生理功能,C不符合题意;
D、两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,但α链的相同位置上有一个氨基酸不同,这属于基因突变,突变可以发生在任何生物的任何生长发育过程,D符合题意。
故选D。
4.(2022·河北·统考高考真题)某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解,消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起,取食内部叶片,不会受到毒害。下列叙述错误的是(  )
A.乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果
B.影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
C.为防止取食含有强毒素的部分,织叶蛾采用卷起叶片再摄食的策略
D.植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是共同进化的结果
【答案】C
【分析】现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、由于基因突变等变异,乌凤蝶中存在对香豆素降解能力强和降解能力弱的个体,香豆素可将降解能力强的个体选择并保存下来,故乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果,A正确;
B、基因突变是不定向的,选择是定向的,B正确;
C、分析题意可知,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强,织叶蛾能将叶片卷起可减少紫外线引起的香豆素含量增加,该行为是香豆素对其进行选择的结果,而非织叶蛾采主动适应环境的结果,C错误;
D、共同进化是指 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,由于任何一个物种都不是单独进化的,因此植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是共同进化的结果,D正确。
故选C。
5.(2022·海南·统考高考真题)匍匐鸡是一种矮型鸡,匍匐性状基因(A)对野生性状基因(a)为显性,这对基因位于常染色体上,且A基因纯合时会导致胚胎死亡。某鸡群中野生型个体占20%,匍匐型个体占80%,随机交配得到F1,F1雌、雄个体随机交配得到F2。下列有关叙述正确的是( )
A.F1中匍匐型个体的比例为12/25 B.与F1相比,F2中A基因频率较高
C.F2中野生型个体的比例为25/49 D.F2中A基因频率为2/9
【答案】D
【分析】匍匐鸡是一种矮型鸡,匍匐性状基因(A)对野生性状基因(a)为显性,这对基因位于常染色体上,且A基因纯合时会导致胚胎死亡。因此种群中只存在Aa和aa两种基因型的个体。
【详解】A、根据题意,A基因纯合时会导致胚胎死亡,因此匍匐型个体Aa占80%,野生型个体aa占20%,则A基因频率=80%×1/2=40%,a=60%,子一代中AA=40%×40%=16%,Aa=2×40%×60%=48%,aa=60%×60%=36%,由于A基因纯合时会导致胚胎死亡,所以子一代中Aa占(48%)÷(48%+36%)=4/7,A错误;
B、由于A基因纯合时会导致胚胎死亡,因此每一代都会使A的基因频率减小,故与F1相比,F2中A基因频率较低,B错误;
C、子一代Aa占4/7,aa占3/7,产生的配子为A=4/7×1/2=2/7,a=5/7,子二代中aa=5/7×5/7=25/49,由于AA=2/7×2/7=4/49致死,因此子二代aa占25/49÷(1-4/49)=5/9,C错误;
D、子二代aa占5/9,Aa占4/9,因此A的基因频率为4/9×1/2=2/9,D正确。
故选D。
7.(2022·湖南·高考真题)稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中,①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的生殖隔离机制,进行了种间交配实验,结果如表所示。下列叙述错误的是(  )
交配(♀×♂) ①×② ②×① ①×③ ③×① ②×③ ③×②
交配率(%) 0 8 16 2 46 18
精子传送率(%) 0 0 0 0 100 100
注:精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比A.实验结果表明近缘物种之间也可进行交配
B.生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关
C.隔离是物种形成的必要条件
D.②和③之间可进行基因交流
【答案】D
【分析】1、物种是指能够在自然状态下相互交配丙产生可育后代的一群生物。
2、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,也不能产生可育后代的现象。
【详解】A、由表格中的交配率的结果可知,表明近缘物种之间也可进行交配,A正确;
B、已知①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠,但从交配率和精子传送率来看,说明生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关,B正确;
C、隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件,C正确;
D、②和③之间②与③的分布区域不重叠,故存在地理隔离;两者属于两个近缘物种,表中②×③交配精子传送率100%,即使交配成功,由于存在生殖隔离,也不能进行基因交流,D错误。
故选D。
8.(2022·浙江·高考真题)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是( )
A.甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
B.生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C.甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D.若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起,也不易发生基因交流
【答案】A
【分析】物种是指能够进行自由交配并产生可与后代的一群个体。
【详解】A、同一物种的全部基因构成一个基因库,甲、乙两种耧斗菜是两个物种,A错误;
B、不同生长环境有利于进行不同的自然选择,从而进化出不同的物种,B正确;
C、自然选择导致物种朝不同的方向进化,甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果,C正确;
D、不同物种之间存在生殖隔离,不能发生基因交流,D正确。
故选A。
9.(2022·广东·高考真题)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定,H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食。如图示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例,下列分析错误的是( )
A.草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B.城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C.与乡村相比,市中心种群中h的基因频率更高
D.基因重组会影响种群中H、D的基因频率
【答案】D
【分析】分析题意可知:H、h和D、d基因决定HCN的产生,基因型为D_H_的个体能产生HCN,有毒,能抵御草食动物的采食。
【详解】A、分析题意可知,草食动物能采食白车轴草,故草食动物是白车轴草种群进化的选择压力,A正确;
B、分析题中曲线可知,从市中心到市郊和乡村,白车轴草种群中产HCN个体比例增加,说明城市化进程会影响白车轴草的进化,B正确;
C、与乡村相比,市中心种群中产HCN个体比例小,即基因型为D_H_的个体所占比例小,d、h基因频率高,C正确;
D、基因重组是控制不同性状的基因的重新组合,基因重组不会影响种群基因频率,D错误。
故选D。
10.(2022·浙江·统考高考真题)峡谷和高山的阻隔都可能导致新物种形成。两个种的羚松鼠分别生活在某大峡谷的两侧,它们的共同祖先生活在大峡谷形成之前;某高山两侧间存在有限的“通道”,陆地蜗牛和很多不能飞行的昆虫可能会在“通道”处形成新物种。下列分析不合理的是( )
A.大峡谷分隔形成的两个羚松鼠种群间难以进行基因交流
B.能轻易飞越大峡谷的鸟类物种一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种
C.高山两侧的陆地蜗牛利用“通道”进行充分的基因交流
D.某些不能飞行的昆虫在“通道”处形成的新种与原物种存在生殖隔离
【答案】C
【分析】现代生物进化理论认为:生物进化的单位是种群,生物进化的实质是种群基因频率的改变,引起生物进化的因素包括突变、自然选择、迁入和迁出、非随机交配、遗传漂变等;可遗传变异为生物进化提供原材料,可遗传变异包括基因突变、染色体变异、基因重组,基因突变和染色体变异统称为突变;自然选择决定生物进化的方向;隔离导致新物种的形成。
【详解】A、大峡谷分隔形成的地理隔离,使两个羚松鼠种群间难以进行基因交流,A正确;
B、能轻易飞越大峡谷的鸟类物种能进行基因交流,一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种,B正确;
C、由题意可知,某高山两侧间存在“通道”是有限的,陆地蜗牛利用“通道”不能进行充分的基因交流,C错误;
D、不同物种之间存在生殖隔离,在“通道”处形成的新物种与原物种存在生殖隔离,D正确。
故选C。
二、综合题
试卷第4页,共7页
试卷第1页,共7页1.(2022·重庆·统考高考真题)某同学登山后出现腿部肌肉酸痛,一段时间后缓解。查阅资料得知,肌细胞生成的乳酸可在肝脏转化为葡萄糖被细胞再利用。下列叙述正确的是( )
A.酸痛是因为乳酸积累导致血浆pH显著下降所致
B.肌细胞生成的乳酸进入肝细胞只需通过组织液
C.乳酸转化为葡萄糖的过程在内环境中进行
D.促进乳酸在体内的运输有利于缓解酸痛
【答案】D
【分析】人在剧烈运动时,细胞代谢旺盛,氧气供应不足导致肌肉细胞无氧呼吸产生乳酸;内环境的理化性质主要包括温度、pH和渗透压:(1)人体细胞外液的温度一般维持在37°C左右;(2)正常人的血浆接近中性,pH为7.35~7.45,血浆的pH之所以能够保持稳定,与它含有的缓冲物质有关;(3)血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。
【详解】A、肌肉酸痛是因机体产生乳酸积累造成的,但由于血浆存在缓冲物质的调节作用,血浆pH下降并不明显,A错误;
B、肌细胞生成的乳酸进入肝细胞需要血液和组织液的运输,B错误;
C、乳酸转化为葡萄糖的过程在肝细胞中进行,C错误;
D、肌细胞生成的乳酸可在肝脏转化为葡萄糖被细胞再利用,该过程促进乳酸在体内的运输,降低内环境中乳酸的含量,有利于缓解酸痛,D正确。
故选D。
2.(2022·辽宁·统考高考真题)为研究中医名方—柴胡疏肝散对功能性消化不良大鼠胃排空(胃内容物进入小肠)的作用,科研人员设置4组实验,测得大鼠胃排空率见下表。下列叙述错误的是( )
组别 状态 胃排空率(%)
正常组 健康大鼠 55.80
模型组 患病大鼠未给药 38.65
柴胡疏肝散组 患病大鼠+柴胡疏肝散 51.12
药物A组 患病大鼠+药物A 49.92
注:药物A为治疗功能性消化不良的常用药物A.与正常组相比,模型组大鼠胃排空率明显降低
B.正常组能对比反映出给药组大鼠恢复胃排空的程度
C.与正常组相比,柴胡疏肝散具有促进胃排空的作用
D.柴胡疏肝散与药物A对患病大鼠促进胃排空的效果相似
【答案】C
【分析】对照是实验所控制的手段之一,目的在于消除无关变量对实验结果的影响,增强实验结果的可信度。
【详解】A、由表可知,正常组胃排空率为55.80%,模型组胃排空率为38.65%,与正常组相比,模型组大鼠胃排空率明显降低,A正确;
B、正常组为对照组,将给药之后的胃排空率和正常组比较,能反映出给药组大鼠恢复胃排空的程度,B正确;
C、由表可知,正常组胃排空率为55.80%,柴胡疏肝散组胃排空率为51.12%,正常组胃排空率更高,所以与正常组相比不能表明柴胡疏肝散具有促进胃排空的作用,C错误;
D、由表可知,柴胡疏肝散组与药物A组的胃排空率相似,且均比模型组胃排空率高,柴胡疏肝散与药物A对患病大鼠促进胃排空的效果相似,D正确。
故选C。
3.(2022·北京·统考高考真题)有氧呼吸会产生少量超氧化物,超氧化物积累会氧化生物分子引发细胞损伤。将生理指标接近的青年志愿者按吸烟与否分为两组,在相同条件下进行体力消耗测试,受试者血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量如下图。基于此结果,下列说法正确的是(  )
A.超氧化物主要在血浆中产生
B.烟草中的尼古丁导致超氧化物含量增加
C.与不吸烟者比,蛋白质能为吸烟者提供更多能量
D.本实验为“吸烟有害健康”提供了证据
【答案】D
【分析】题意分析,本实验的目的是探究吸烟与否对血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量的影响,实验结果显示,吸烟组血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量高于不吸烟者,而超氧化物氧化生物分子生成物量的积累会引发细胞损伤,可见吸烟有害健康。
【详解】A、有氧呼吸会产生少量超氧化物,而有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,可见超氧化物主要在活细胞中产生,A错误;
B、实验结果可说明吸烟可能导致超氧化物含量增加,但不能证明是尼古丁的作用,B错误;
C、蛋白质是生命活动的主要承担者,在细胞中一般不作为能源物质提供能量,C错误;
D、据柱形图可知,吸烟组血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量高于不吸烟者,而超氧化物氧化生物分子生成物量的积累会引发细胞损伤,因此,本实验为“吸烟有害健康”提供了证据,D正确。
故选D。
4.(2022·海南·统考高考真题)缺氧是指组织氧供应减少或不能充分利用氧,导致组织代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程。动脉血氧分压与肺泡通气量(基本通气量为1)之间的关系如图。下列有关叙述错误的是( )
A.动脉血氧分压从60mmHg降至20mmHg的过程中,肺泡通气量快速增加,以增加组织供氧
B.生活在平原的人进入高原时,肺泡通气量快速增加,过度通气可使血液中CO2含量降低
C.缺氧时,人体肌细胞可进行无氧呼吸产生能量
D.缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的H2CO3发生反应,以维持血液pH的稳定
【答案】D
【分析】正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态叫作稳态。稳态不是恒定不变,而是一种动态的平衡,神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
【详解】A、观察图示,动脉血氧分压从60 mmHg 降至20 mmHg 的过程中,肺泡通气量迅速增加,吸入的氧气增多,以增加组织供氧, A 正确;
B、高原上缺乏氧气,生活在平原的人进入高原时,动脉血氧分压会降低.肺泡通气量会快速增加,过度通气排出 CO2 ,使血液中CO2含量降低, B 正确;
C、在缺氧条件下,人体肌细胞可进行无氧呼吸产生乳酸,并释放能量, C 正确;
D、缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的NaHCO3发生反应,以维持血液 pH 的稳定, D 错误。
故选D。
5.(2022·湖北·统考高考真题)人体中血红蛋白构型主要有T型和R型,其中R型与氧的亲和力约是T型的500倍,内、外因素的改变会导致血红蛋白一氧亲和力发生变化,如:血液pH升高,温度下降等因素可促使血红蛋白从T型向R型转变。正常情况下,不同氧分压时血红蛋白氧饱和度变化曲线如下图实线所示(血红蛋白氧饱和度与血红蛋白-氧亲和力呈正相关)。下列叙述正确的是(  )
A.体温升高时,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线2方向偏移
B.在肾脏毛细血管处,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线1方向偏移
C.在肺部毛细血管处,血红蛋白由T型向R型转变,实线向虚线2方向偏移
D.剧烈运动时,骨骼肌毛细血管处血红蛋白由T型向R型转变,有利于肌肉细胞代谢
【答案】A
【分析】R型血红蛋白与氧亲和力更高,血红蛋白氧饱和度与血红蛋白-氧亲和力呈正相关,当血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线2方向偏移;当血红蛋白由T型向R型转变,实线向虚线1方向偏移。
【详解】A、由题意可知,R型血红蛋白与氧亲和力更高,血红蛋白氧饱和度与血红蛋白-氧亲和力呈正相关,温度下降可促使血红蛋白从T型向R型转变,故体温升高时,血红蛋白由R型向T型转变时,实线向虚线2方向偏移,A正确;
B、在肾脏毛细血管处血浆要为肾脏细胞提供氧气,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线2方向偏移,B错误;
C、在肺部毛细血管处需要增加血红蛋白与氧气的亲和力,血红蛋白由T型向R型转变,实线向虚线1方向偏移,C错误;
D、剧烈运动时,骨骼肌细胞氧分压偏低,血红蛋白饱和度偏低,血红蛋白由R型向T型转变,这样便于释放氧气用于肌肉呼吸,D错误。
故选A。
6.(2022·重庆·统考高考真题)如图表示人动脉血压维持相对稳定的一种反射过程。动脉血压正常时,过高过紧的衣领会直接刺激颈动脉窦压力感受器,引起后续的反射过程,使人头晕甚至晕厥,即“衣领综合征”。下列叙述错误的是( )
A.窦神经受损时,颈动脉窦压力感受器仍可产生兴奋
B.动脉血压的波动可通过神经调节快速恢复正常
C.“衣领综合征”是反射启动后引起血压升高所致
D.动脉血压维持相对稳定的过程体现了负反馈调节作用
【答案】C
【分析】1、反射:在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对外界环境变化作出的规律性应答。2、反射弧是反射活动的结构基础,包括5部分:①感受器:感受刺激,将外界刺激的信息转变为神经的兴奋;②传入神经:将兴奋传入神经中枢;③神经中枢:对兴奋进行分析综合;④传出神经:将兴奋由神经中枢传至效应器;⑤效应器:对外界刺激作出反应。
【详解】A、感受器的功能是感受刺激,将外界刺激的信息转变为神经的兴奋,窦神经是传入神经,连接在感受器之后,故窦神经受损时,颈动脉窦压力感受器仍可产生兴奋,A正确;
B、由图可知,动脉血压升高时,可通过反射弧的调节动脉血压下降,最终使动脉血压维持动态平衡,而神经调节具有速度快的特点,B正确;
C、“衣领综合征”是血压升高启动反射,使动脉血压下降所致,C错误;
D、在一个系统中,系统本身工作的效果可以反过来作为信息调节该系统的工作,这种方式叫反馈调节,由图可知,动脉血压维持相对稳定的过程体现了负反馈调节作用,D正确。
故选C。
7.(2022·重庆·统考高考真题)如图为两种细胞代谢过程的示意图。转运到神经元的乳酸过多会导致其损伤。下列叙述错误的是( )
A.抑制MCT可降低神经元损伤
B.Rheb蛋白失活可降低神经元损伤
C.乳酸可作为神经元的能源物质
D.自由基累积可破坏细胞内的生物分子
【答案】B
【分析】分析图形:图中胶质细胞中的葡萄糖分解成丙酮酸后一方面在Rheb蛋白的作用下,促进丙酮酸进入线粒体氧化分解供能,另一方面,丙酮酸转变成乳酸,乳酸经MCT运输进入神经元,进入线粒体分解产生自由基和ATP。
【详解】A、抑制MCT,可减少乳酸进入神经元,减少自由基的产生,降低神经元损伤,A正确;
B、Rheb蛋白能促进丙酮酸进入线粒体氧化分解供能,而Rheb蛋白失活会导致乳酸进入神经元的量更多,产生更多的自由基,使神经元损伤增加,B错误;
C、图中乳酸能进入神经元的线粒体分解,产生ATP,故可作为神经元的能源物质,C正确;
D、自由基可使蛋白质活性降低,自由基可攻击DNA分子导致DNA损伤,故自由基累积可破坏细胞内的生物分子,D正确。
故选B。
8.(2022·辽宁·统考高考真题)选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述,错误的是( )
选项 实验材料 生物学研究
A 小球藻 卡尔文循环
B 肺炎链球菌 DNA半保留复制
C 枪乌贼 动作电位原理
D T2噬菌体 DNA是遗传物质
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
2、T2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。该实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、科学家利用小球藻、运用同位素标记法研究卡尔文循环,A正确;
B、科学家通过培养大肠杆菌,探究DNA半保留复制方式,运用了同位素示踪法和密度梯度离心法,B错误;
C、科学家以枪乌贼离体粗大的神经纤维为实验材料,研究动作电位原理,C正确;
D、赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法分别用35S或32P标记的噬菌体进行噬菌体侵染细菌的实验,证明DNA是遗传物质,D正确。
故选B。
9.(2022·辽宁·统考高考真题)下列关于神经系统结构和功能的叙述,正确的是( )
A.大脑皮层H区病变的人,不能看懂文字
B.手的运动受大脑皮层中央前回下部的调控
C.条件反射的消退不需要大脑皮层的参与
D.紧张、焦虑等可能抑制成人脑中的神经发生
【答案】D
【分析】位于大脑表层的大脑皮层,是整个神经系统中最高级的部位。它能对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。
【详解】A、大脑皮层H区病变的人,听不懂讲话,A错误;
B、刺激大脑皮层中央前回的顶部,可以引起下肢的运动;刺激中央前回的下部,会引起头部器官的运动;刺激中央前回的其他部位,会引起其他相应器官的运动,B错误;
C、条件反射是在大脑皮层的参与下完成的,条件反射是条件刺激与非条件刺激反复多次结合的结果,缺少了条件刺激条件反射会消退,因此条件反射的消退需要大脑皮层的参与,C错误;
D、紧张、焦虑可能会引起突触间隙神经递质的含量减少,所以紧张、焦虑等可能抑制成人脑中的神经发生,D正确。
故选D。
10.(2022·北京·统考高考真题)神经组织局部电镜照片如下图。下列有关突触的结构及神经元间信息传递的叙述,不正确的是(  )
A.神经冲动传导至轴突末梢,可引起1与突触前膜融合
B.1中的神经递质释放后可与突触后膜上的受体结合
C.2所示的细胞器可以为神经元间的信息传递供能
D.2所在的神经元只接受1所在的神经元传来的信息
【答案】D
【分析】兴奋在神经元之间的传递过程:轴突→突触小体→突触小泡→神经递质→突触前膜→突触间隙→突触后膜(与突触后膜受体结合)→另一个神经元产生兴奋或抑制。
题图分析,图中1表示突触小泡,2表示线粒体。
【详解】A、神经冲动传导至轴突末梢,可引起突触小泡1与突触前膜融合,从而通过胞吐的方式将神经递质释放到突触间隙,A正确;
B、1中的神经递质释放后可与突触后膜上的受体发生特异性结合,从而引起下一个神经元兴奋或抑制,B正确;
C、2表示的是线粒体,线粒体是细胞中的动力工厂,其可以为神经元间的信息传递供能,C正确;
D、2所在的神经元可以和周围的多个神经元之间形成联系,因而不只接受1所在的神经元传来的信息,D错误。
故选D。
11.(2022·全国·统考高考真题)运动神经元与骨骼肌之间的兴奋传递过度会引起肌肉痉挛,严重时会危及生命。下列治疗方法中合理的是(  )
A.通过药物加快神经递质经突触前膜释放到突触间隙中
B.通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合
C.通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性
D.通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量
【答案】B
【分析】兴奋在两个神经元之间传递是通过突触进行的,突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成,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,进入突触间隙,作用于突触后膜上的特异性受体,引起下一个神经元兴奋或抑制。
【详解】A、如果通过药物加快神经递质经突触前膜释放到突触间隙中,突触间隙中神经递质浓度增加,与突触后膜上特异性受体结合增多,会导致兴奋过度传递引起肌肉痉挛,达不到治疗目的,A不符合题意;
B、如果通过药物阻止神经递质与突触后膜上特异性受体结合,兴奋传递减弱,会缓解兴奋过度传递引起的肌肉痉挛,可达到治疗目的,B符合题意;
C、如果通过药物抑制突触间隙中可降解神经递质的酶的活性,突触间隙中的神经递质不能有效降解,导致神经递质与突触后膜上的特异性受体持续结合,导致兴奋传递过度引起肌肉痉挛,达不到治疗目的,C不符合题意;
D、如果通过药物增加突触后膜上神经递质特异性受体的数量,突触间隙的神经递质与特异性受体结合增多,会导致兴奋传递过度引起肌肉痉挛,达不到治疗目的,D不符合题意。
故选B。
12.(2022·山东·高考真题)药物甲、乙、丙均可治疗某种疾病,相关作用机制如图所示,突触前膜释放的递质为去甲肾上腺素(NE)。下列说法错误的是( )
A.药物甲的作用导致突触间隙中的NE增多 B.药物乙抑制NE释放过程中的正反馈
C.药物丙抑制突触间隙中NE的回收 D.NE-β受体复合物可改变突触后膜的离子通透性
【答案】B
【分析】去甲肾上腺素(NE)存在于突触小泡,由突触前膜释放到突触间隙,作用于突触后膜的受体,故NE是一种神经递质。由图可知,药物甲抑制去甲肾上腺素的灭活;药物乙抑制去甲肾上腺素与α受体结合;药物丙抑制去甲肾上腺素的回收。
【详解】A、药物甲抑制去甲肾上腺素的灭活,进而导致突触间隙中的NE增多,A正确;
B、由图可知,神经递质可与突触前膜的α受体结合,进而抑制突触小泡释放神经递质,这属于负反馈调节,药物乙抑制NE释放过程中的负反馈,B错误;
C、由图可知,去甲肾上腺素被突触前膜摄取回收,药物丙抑制突触间隙中NE的回收 ,C正确;
D、神经递质NE与突触后膜的β受体特异性结合后,可改变突触后膜的离子通透性,引发突触后膜电位变化,D正确。
故选B。
13.(2022·山东·高考真题)缺血性脑卒中是因脑部血管阻塞而引起的脑部损伤,可发生在脑的不同区域。若缺血性脑卒中患者无其他疾病或损伤,下列说法错误的是( )
A.损伤发生在大脑皮层S区时,患者不能发出声音
B.损伤发生在下丘脑时,患者可能出现生物节律失调
C.损伤导致上肢不能运动时,患者的缩手反射仍可发生
D.损伤发生在大脑时,患者可能会出现排尿不完全
【答案】A
【分析】大脑是高级神经中枢,可以控制低级神经中枢脊髓的生理活动。缩手反射为非条件反射。
【详解】A、S区为运动性语言中枢,损伤后,患者与讲话有关的肌肉和发声器官完全正常,能发出声音,但不能表达用词语表达思想,A错误;
B、下丘脑是生物的节律中枢,损伤发生在下丘脑时,患者可能出现生物节律失调,B正确;
C、损伤导致上肢不能运动时,大脑皮层的躯体运动中枢受到损伤,此时患者的缩手反射仍可发生,因为缩手反射的低级中枢在脊髓,C正确;
D、排尿的高级中枢在大脑皮层,低级中枢在脊髓,损伤发生在大脑时,患者可能会出现排尿不完全,D正确。
故选A。
14.(2022·广东·高考真题)研究多巴胺的合成和释放机制,可为帕金森病(老年人多发性神经系统疾病)的防治提供实验依据,最近研究发现在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控,该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如图)。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B.多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C.从功能角度看,乙膜既是突触前膜也是突触后膜
D.乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
【答案】B
【分析】分析题图可知:甲释放神经递质乙酰胆碱,作用于乙后促进乙释放多巴胺,多巴胺作用于丙。
【详解】A、多巴胺是乙释放的神经递质,与丙上的受体结合后会使其膜发生电位变化,A正确;
B、分析题图可知,多巴胺可在乙与丙之间传递信息,不能在甲和乙之间传递信息,B错误;
C、分析题图可知,乙膜既是乙酰胆碱作用的突触后膜,又是释放多巴胺的突触前膜,C正确;
D、多巴胺的释放受乙酰胆碱的调控,故乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放,D正确。
故选B。
15.(2022·浙江·高考真题)听到上课铃声,同学们立刻走进教室,这一行为与神经调节有关。该过程中,其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述,错误的是( )
A.此刻①处Na+内流,②处K+外流,且两者均不需要消耗能量
B.①处产生的动作电位沿神经纤维传播时,波幅一直稳定不变
C.②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D.若将电表的两个电极分别置于③④处,指针会发生偏转
【答案】A
【分析】神经纤维未受到刺激时,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,其膜电位变为外负内正。在反射弧中,兴奋在神经纤维上的传导是单向的。
【详解】A、根据兴奋传递的方向为③→④,则①处恢复静息电位,为K+外流,②处Na+内流,A错误;
B、动作电位沿神经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离而衰减,B正确;
C、反射弧中,兴奋在神经纤维的传导是单向的,由轴突传导到轴突末梢,即向右传播出去,C正确;
D、将电表的两个电极置于③④处时,由于会存在电位差,指针会发生偏转,D正确。
故选A。
16.(2022·浙江·统考高考真题)膜蛋白的种类和功能复杂多样,下列叙述正确的是( )
A.质膜内、外侧的蛋白质呈对称分布
B.温度变化会影响膜蛋白的运动速度
C.叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶
D.神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的通道蛋白
【答案】B
【分析】1、膜的流动性:膜蛋白和磷脂均可侧向移动;膜蛋白分布的不对称性:蛋白质有的镶嵌在膜的内或外表面,有的嵌入或横跨磷脂双分子层。
2、光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行,暗反应在叶绿体基质中进行。
3、在神经细胞中,静息电位是钾离子外流形成的,动作电位是钠离子内流形成的,这两种流动都属于被动运输中的协助扩散。
【详解】A、蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中,在膜内外两侧分布不对称,A错误;
B、由于蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的,因此生物膜具有一定的流动性,温度可以影响生物膜的流动性,所以温度变化会影响膜蛋白的运动速度,B正确;
C、水的分解是在叶绿体类囊体薄膜上,C错误;
D、神经元质膜上存在与K+ 、Na+主动转运有关的载体蛋白,而通道蛋白参与的是协助扩散的物质跨膜运输方式,D错误。
故选B。
17.(2022·重庆·统考高考真题)双酚A是一种干扰内分泌的环境激素,进入机体后能通过与雌激素相同的方式影响机体功能。下列关于双酚A的叙述,正确的是( )
A.通过体液运输发挥作用
B.进入机体后会引起雌激素的分泌增加
C.不能与雌激素受体结合
D.在体内大量积累后才会改变生理活动
【答案】A
【分析】激素的作用:激素种类多、含量极微,既不组成细胞结构,也不提供能量,只起到调节生命活动的作用。
【详解】A、双酚A是一种环境激素,进入机体后能通过与雌激素相同的方式影响机体功能,说明双酚A也是通过体液运输发挥作用,A正确;
B、由题意“双酚A进入机体后能通过与雌激素相同的方式影响机体功能”可知,双酚A进入机体能通过负反馈调节,抑制下丘脑、垂体分泌促性腺激素释放激素、促性腺激素,进而导致雌激素的分泌减少,B错误;
C、由题意“双酚A进入机体后能通过与雌激素相同的方式影响机体功能”可知,双酚A能与雌激素受体特异性结合,C错误;
D、激素的含量极微,但其作用显著,双酚A通过与雌激素相同的方式影响机体功能,说明双酚A的含量极微,但作用显著,D错误。
故选A。
18.(2022·海南·统考高考真题)机体内血糖浓度受多种激素共同调节。某实验小组探究了三种激素单独或联合作用调节血糖的效应,实验前血糖浓度为5.0mmol/L,血糖浓度随激素处理时间的变化如图。下列有关叙述正确的是( )
A.激素单独作用时,0.5h内升高血糖最快的激素是肾上腺素
B.3h时,三种激素联合作用升高血糖的效应大于各自效应的总和
C.肾上腺素和胰高血糖素对血糖的调节作用表现出相抗衡的关系
D.血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇调节,不受甲状腺激素调节
【答案】B
【分析】由图可知,肾上腺素、胰高血糖素具有升高血糖的生理作用,皮质醇升高血糖的作用不明显,三种激素共同使用升高血糖的作用最明显。
【详解】A、据图分析,激素单独作用时,0.5 h 内升高血糖最快的激素是胰高血糖素, A错误;
B、3h时,三种激素联合作用升高血糖的效应为12.8-5.0=7.8( mmol / L ),三种激素各自效应的总和为(6.9-5.0)+(5.7-5.0)+(5.2-5.0)=2.8( mmol / L ),前者明显大于后者, B正确;
C、肾上腺素和胰高血糖素都能升高血糖,二者在调节血糖方面表现出协同作用, C错误;
D、实验结果可证明血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇调节,但实验结果不能证明血糖浓度不受甲状腺激素调节, D错误。
故选B。
19.(2022·北京·统考高考真题)某患者,54岁,因病切除右侧肾上腺。术后检查发现,患者血浆中肾上腺皮质激素水平仍处于正常范围。对于出现这种现象的原因,错误的解释是(  )
A.切除手术后,对侧肾上腺提高了肾上腺皮质激素的分泌量
B.下丘脑可感受到肾上腺皮质激素水平的变化,发挥调节作用
C.下丘脑可分泌促肾上腺皮质激素,促进肾上腺皮质激素的分泌
D.垂体可接受下丘脑分泌的激素信号,促进肾上腺皮质的分泌功能
【答案】C
【分析】下丘脑能合成并分泌促肾上腺皮质激素释放激素,进而作用于垂体,促进垂体合成并分泌促肾上腺皮质激素,该激素作用于肾上腺皮质促进肾上腺皮质激素的分泌,当肾上腺皮质激素分泌量增加时会反馈抑制下丘脑和垂体的分泌活动,从而不至于使肾上腺皮质激素的含量过高。
【详解】A、题意显示,术后检查发现,患者血浆中肾上腺皮质激素水平仍处于正常范围,据此可推测,切除手术后,对侧肾上腺提高了肾上腺皮质激素的分泌量,A正确;
B、下丘脑可感受到肾上腺皮质激素水平的变化,如当肾上腺皮质激素含量上升时,则下丘脑和垂体的分泌活动被抑制,从而维持了肾上腺皮质激素含量的稳定,B正确;
C、下丘脑可分泌促肾上腺皮质激素释放激素,作用于垂体,促进垂体合成并分泌促肾上腺皮质激素,进而促进肾上腺皮质激素的分泌,C错误;
D、垂体可接受下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素的信号,合成并分泌促肾上腺皮质激素,进而促进肾上腺皮质的分泌,D正确。
故选C。
20.(2022·河北·统考高考真题)关于细胞器的叙述,错误的是(  )
A.受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解
B.线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质
C.生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外
D.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
【答案】D
【分析】1、线粒体是双层膜结构的细胞器,是有氧呼吸的主要场所,细胞的“动力车间”。
2、分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质,再到高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡分泌到细胞外。该过程消耗的能量由线粒体提供。
【详解】A、溶酶体中有水解酶,可以分解衰老、损伤的细胞器,受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解,降解产生的有用物质可被再次利用,A正确;
B、生物膜上的蛋白质可具有物质运输等功能,线粒体的内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质,B正确;
C、生长激素是由垂体分泌的蛋白质类激素,属于分泌蛋白,分泌蛋白在核糖体合成后,需要经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外,C正确;
D、附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体分子组成相同,均主要由RNA和蛋白质组成,D错误。
故选D。
21.(2022·河北·统考高考真题)关于甲状腺激素(TH)及其受体(TR)的叙述,错误的是(  )
A.机体需不断产生TH才能使其含量维持动态平衡
B.TH分泌后通过体液运输,其分泌导管堵塞会导致机体代谢和耗氧下降
C.若下丘脑和垂体中的TR不能识别TH,会导致甲状腺机能亢进
D.缺碘地区的孕妇需要适量补充碘,以降低新生儿呆小症的发病率
【答案】B
【分析】激素是由内分泌腺的腺细胞所分泌的,对人体有特殊的作用。
【详解】A、TH作用后即被灭活,机体需不断产生TH才能使其含量维持动态平衡,A正确;
B、TH分泌后通过体液运输,TH是内分泌腺分泌的,没有导管,B错误;
C、若下丘脑和垂体中的TR不能识别TH,TH的负反馈调节会受影响,下丘脑和垂体会分泌更多相应的激素,从而促进甲状腺分泌更多的TH,导致甲状腺机能亢进,C正确;
D、碘是合成甲状腺激素的原料,甲状腺激素有促进神经系统生长发育的功能,新生儿缺碘容易因为缺乏甲状腺激素而患呆小症,所以缺碘地区的孕妇需要适量补充碘,D正确。
故选B。
22.(2022·湖北·统考高考真题)奋战在抗击新冠疫情一线的医护人员是最美逆行者。因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,尿量减少。下列关于尿液生成及排放的调节,叙述正确的是(  )
A.抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对NaCl的重吸收
B.医护人员紧张工作后大量饮用清水有利于快速恢复水一盐平衡
C.医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,排尿减少
D.医护人员工作时汗流浃背,抗利尿激素的分泌减少,水的重吸收增加
【答案】C
【分析】抗利尿激素是由下丘脑神经细胞分泌、由垂体释放的。在渗透压降低时,下丘脑分泌抗利尿激素,并由垂体释放抗利尿激素进入血液,促进肾小管、集合管对水分的重吸收。抗利尿激素增多,重吸收能力增强,排尿减少;反之,重吸收能力减弱,排尿增多。
【详解】A、抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收,A错误;
B、医护工作者因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,这个过程丢失了水分和无机盐,故医护人员紧张工作后应适量饮用淡盐水有利于快速恢复水一盐平衡,B错误;
C、排尿反射中枢位于脊髓,排尿反射中枢属于低级中枢,受控于大脑皮层的高级中枢,当医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,使排尿减少,C正确;
D、医护人员工作时汗流浃背,使细胞外液的渗透压增高,抗利尿激素的分泌增多,水的重吸收增加,排尿减少,D错误。
故选C。
23.(2022·湖北·统考高考真题)北京冬奥会期间,越野滑雪运动员身着薄比赛服在零下10℃左右的环境中展开激烈角逐,关于比赛中运动员的生理现象,下列叙述正确的是(  )
A.血糖分解加快,储存的ATP增加,产热大于散热
B.血液中肾上腺素含量升高,甲状腺激素含量下降,血糖分解加快
C.心跳加快,呼吸频率增加,温度感受器对低温不敏感而不觉得寒冷
D.在运动初期骨骼肌细胞主要通过肌糖原分解供能,一定时间后主要通过肝糖原分解供能
【答案】C
【分析】运动员在寒冷条件下剧烈运动时体内发生体温调节等生理过程,运动时需要消耗大量能量,骨骼肌细胞分解肌糖原提供能量,在运动后期需要摄取血糖进行氧化分解以满足机体对能量的需要。
【详解】A、运动期间需要大量能量,血糖分解加快,ATP和ADP的转化速率加快,但储存的ATP基本不变,A错误;
B、血液中肾上腺素含量升高,甲状腺激素含量上升,血糖分解加快,细胞代谢速率加快,B错误;
C、越野滑雪运动员的注意力集中在比赛动作上,温度感受器对低温不敏感而不觉得寒冷,C正确;
D、在运动初期骨骼肌细胞主要通过肌糖原分解供能,一定时间后需要摄取血糖作为能源补充,D错误。
故选C。
24.(2022·浙江·高考真题)大雪纷飞的冬天,室外人员的体温仍能保持相对稳定其体温调节过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.寒冷刺激下,骨骼肌不由自主地舒张以增加产热
B.寒冷刺激下,皮肤血管反射性地收缩以减少散热
C.寒冷环境中,甲状腺激素分泌增加以促进物质分解产热
D.寒冷环境中,体温受神经与体液的共同调节
【答案】A
【分析】寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加),减少散热(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)→体温维持相对恒定。
【详解】A、寒冷刺激下,骨骼肌不自主地收缩以增加产热,A错误;
B、寒冷刺激下,皮肤血管收缩,血流量减少,以减少散热,B正确;
C、寒冷环境中,机体通过分级调节使甲状腺激素分泌增加,以促进新陈代谢增加产热,C正确;
D、据图可知,寒冷环境中既有下丘脑参与的神经调节,也有甲状腺激素参与的体液调节,故体温受神经和体液的共同调节,D正确。
故选A。
25.(2022·湖南·高考真题)情绪活动受中枢神经系统释放神经递质调控,常伴随内分泌活动的变化。此外,学习和记忆也与某些神经递质的释放有关。下列叙述错误的是(  )
A.剧痛、恐惧时,人表现为警觉性下降,反应迟钝
B.边听课边做笔记依赖神经元的活动及神经元之间的联系
C.突触后膜上受体数量的减少常影响神经递质发挥作用
D.情绪激动、焦虑时,肾上腺素水平升高,心率加速
【答案】A
【分析】在神经调节过程中,人在恐惧、严重焦虑、剧痛、失血等紧急情况下,下丘脑兴奋,通过交感神经,其神经末梢会释放神经递质,作用于肾上腺髓质,促使肾上腺髓质细胞分泌肾上腺素。神经递质存在于突触前膜的突触小泡中,由突触前膜释放,进入突触间隙,作用于突触后膜上的特异性受体,引起下一个神经元兴奋或抑制。
【详解】A、人在剧痛、恐惧等紧急情况下,肾上腺素分泌增多,人表现为警觉性提高、反应灵敏、呼吸频率加快、心跳加速等特征,A错误;
B、边听课边做笔记是一系列的反射活动,需要神经元的活动以及神经元之间通过突触传递信息,B正确;
C、突触前膜释放的神经递质与突触后膜上特异性受体结合,引起突触后膜产生兴奋或抑制,突触后膜上受体数量的减少常影响神经递质发挥作用,C正确;
D、情绪激动、焦虑时,引起大脑皮层兴奋,进而促使肾上腺分泌较多的肾上腺素,肾上腺素能够促使人体心跳加快、血压升高、反应灵敏,D正确。
故选A。
26.(2022·浙江·统考高考真题)小鼠甲状腺的内分泌机能受机体内、外环境因素影响,部分调节机理如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.TRH遍布全身血液,并定向作用于腺垂体
B.低于机体生理浓度时的TH对TSH的分泌起促进作用
C.饮食缺碘会影响下丘脑和腺垂体的功能,引起甲状腺组织增生
D.给小鼠注射抗TRH血清后,机体对寒冷环境的适应能力减弱
【答案】B
【分析】下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,促使垂体分泌促甲状腺激素。促甲状腺激素随血液运输到甲状腺,促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。血液中甲状腺激素含量增加到一定程度时,又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使甲状腺激素分泌减少。
【详解】A、下丘脑分泌的TRH随血液运输到全身各处,与腺垂体细胞膜上的受体结合后发挥作用,即定向作用于腺垂体,A正确;
B、机体TH的浓度偏低,则对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,故促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的分泌量会增多,B错误;
C、碘是合成甲状腺激素所必需的,缺碘会导致甲状腺激素合成不足,对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,使TRH和TSH分泌增加,TSH可促进甲状腺发育,引起甲状腺组织增生,C正确;
D、给小鼠注射抗TRH血清后,TRH不能作用于垂体,最终导致甲状腺激素减少,机体产热减少,从而使机体对寒冷环境的适应能力减弱,正确。
故选B。
二、多选题
27.(2022·河北·统考高考真题)交感神经兴奋引起血管收缩,肌细胞的代谢产物具有舒血管效应。运动时交感神经兴奋性增强,肌细胞的代谢产物增多,这种调控机制可使肌肉运动状态时的血流量增加到静息状态时的15~20倍。下列叙述正确的是(  )
A.肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节
B.肌肉处于运动状态时,体液调节对肌肉血流量的影响大于神经调节
C.肌细胞的代谢产物经组织液大部分进入血液,血流量增多利于维持肌细胞直接生活环境的稳定
D.运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,机体抗利尿激素释放减少
【答案】ABC
【分析】神经调节与体液调节的关系:
(1)内分泌腺受中枢神经系统的调节,体液调节可以看做神经调节的一个环节。
(2)激素也可以影响神经系统的发育和功能,两者常常同时调节生命活动。
【详解】A、由“肌细胞的代谢产物具有舒血管效应”可知,肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节,A正确;
B、剧烈运动时交感兴奋的同时肌细胞的代谢产物增多,但最终的结果是血流量增加,也就是神经调节和体液调节共同作用的结果是使血管扩张,而体液调节就是使血管扩张的,所以在这个情境下体液调节对肌肉血流量的影响大于神经调节,B正确;
C、血流量增多利于组织液和血浆的物质交换,利于维持肌细胞直接生活环境的稳定,C正确;
D、运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,引起细胞外液渗透压增高,机体抗利尿激素释放增加,促进肾小管和集合管重吸收水,使细胞外液渗透压下降,D错误。
故选ABC。
28.(2022·山东·高考真题)人体通过多种调节机制保持体温的相对稳定。下列说法正确的是( )
A.寒冷环境下,参与体温调节的传出神经中既有躯体运动神经,也有内脏运动神经
B.寒冷环境下,肾上腺皮质分泌的肾上腺素增加,使代谢活动增强,产热增加
C.炎热环境下,皮肤血管收缩,汗腺分泌增多,从而增加散热
D.炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,可导致内环境pH上升
【答案】AD
【分析】寒冷状态下,冷觉感受器感受寒冷,通过传入神经传到下丘脑体温调节中枢,下丘脑通过传出神经一方面使得血管收缩,血流量减少,汗腺分泌减少或停止来减少散热,另一方面使得骨骼肌战栗,立毛肌收缩以及通过体液调节分泌甲状腺激素,肾上腺素等让代谢加强来增加产热。
【详解】A、寒冷环境下,骨骼肌会收缩使产热增加,参与体温调节的传出神经中有躯体运动神经,同时甲状腺激素、肾上腺素含量会增多,故也有内脏运动神经参与,A正确;
B、肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的一种激素,B错误;
C、炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热,C错误;
D、内环境中含有缓冲物质,能维持pH相对稳定,炎热环境下,内环境pH不会明显上升,但炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,二氧化碳呼出增多,导致碳酸根增多,碳酸钠等弱碱盐增多,可导致内环境pH上升,D正确。
故选AD。
三、综合题
30.(2022·海南·统考高考真题)人体运动需要神经系统对肌群进行精确的调控来实现。肌萎缩侧索硬化(ALS)是一种神经肌肉退行性疾病,患者神经肌肉接头示意图如下。回答下列问题。
(1)轴突末梢中突触小体内的Ach通过____________方式进入突触间隙。
(2)突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合,将兴奋传递到肌细胞,从而引起肌肉____________,这个过程需要____________信号到____________信号的转换。
(3)有机磷杀虫剂(OPI)能抑制AchE活性。OPI中毒者的突触间隙会积累大量的__________,导致副交感神经末梢过度兴奋,使瞳孔_________。
(4)ALS的发生及病情加重与补体C5(一种蛋白质)的激活相关。如图所示,患者体内的C5被激活后裂解为C5a和C5b,两者发挥不同作用。
①C5a与受体C5aR1结合后激活巨噬细胞,后者攻击运动神经元而致其损伤,因此C5a-C5aR1信号通路在ALS的发生及病情加重中发挥重要作用。理论上使用C5a的抗体可延缓ALS的发生及病情加重,理由是__。
②C5b与其他补体在突触后膜上形成膜攻击复合物,引起Ca2+和Na+内流进入肌细胞,导致肌细胞破裂,其原因是____________________________。
【答案】(1)胞吐
(2) 收缩 化学 电
(3) Ach 收缩加剧
(4) C5a的抗体能与C5a发生特异性结合,从而使C5a的抗体不能与受体C5aR1结合,不能激活巨噬细胞,减少对运动神经元的攻击而造成的损伤 Ca2+和Na+内流进入肌细胞,会增加肌细胞内的渗透压,导致肌细胞吸水增强,大量吸水会导致细胞破裂
【分析】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。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
(1)
突触小体内的Ach存在突触小泡内,通过胞吐的方式进入突触间隙。
(2)
Ach为兴奋性递质,突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合,将兴奋传递到肌细胞,从而引起肌肉收缩,这个过程中可将Ach携带的化学信号转化为突触后膜上的电信号。
(3)
AchE能将突触间隙中的Ach分解,若有机磷杀虫剂(OPI)能抑制AchE活性,则导致突触间隙中的Ach分解速率减慢,使突触间隙中会积累大量的Ach,导致副交感神经末梢过度兴奋,使瞳孔收缩加剧。
(4)
①C5a的抗体可与C5a发生特异性结合,使C5a不能与受体C5aR1结合,进而不能激活巨噬细胞,降低对运动神经元的攻击而导致的损伤,因此可延缓ALS的发生及病情加重。
②C5b与其他补体在突触后膜上形成膜攻击复合物,引起Ca2+和Na+内流进入肌细胞,大量离子的进入导致肌细胞渗透压增加,从而吸水破裂。
31.(2022·湖北·统考高考真题)胃酸由胃壁细胞分泌。已知胃液中H+的浓度大约为150mmo1/L,远高于胃壁细胞中H+浓度,胃液中Cl-的浓度是胃壁细胞中的10倍。回答下列问题:
(1)胃壁细胞分泌Cl-的方式是___________。食用较多的陈醋后,胃壁细胞分泌的H+量将___________。
(2)图1是胃蛋白酶的活力随pH变化的曲线。在弥漫性胃黏膜萎缩时,胃壁细胞数量明显减少。此时,胃蛋白酶的活力将___________。
(3)假饲是指让动物进食后,食物从食管接口流出而不能进入胃。常用假饲实验来观察胃液的分泌。假饲动物进食后,用胃痿口相连的引流瓶来收集胃液,如图2所示。科学家观察到假饲动物进食后,引流瓶收集到了较多胃液,且在愉悦环境下给予假饲动物喂食时,动物分泌的胃液量明显增加。根据该实验结果,能够推测出胃液分泌的调节方式是___________。为证实这一推测,下一步实验操作应为_____________,预期实验现象是___________。
【答案】(1) 主动运输 减少
(2)降低
(3) 神经调节 切除通向胃壁细胞的神经 无胃液分泌(收集不到胃液等)
【分析】分析题干可知,H+、Cl-在胃壁细胞中的浓度低于胃液中。分析图1可知,随pH的升高,胃蛋白活力先升高后降低,最后完全失活。
【详解】(1)根据题干信息可知,胃壁细胞分泌C1-是由低浓度到高浓度,方式是主动运输,Cl-在胃壁细胞中的浓度低于胃液中。食用较多的陈醋后,胃液中H+浓度升高,因此为维持胃液中H+浓度的相对稳定,胃壁细服分泌的H+量将减少。
(2)图1是胃蛋白酶的活力随pH变化的曲线。在弥漫性胃黏膜萎缩时,胃壁细胞数量明显减少,导致胃液中H+数量减少,pH升高。此时,胃蛋白酶的活力将降低。
(3)在愉悦环境下给予假饲动物喂食时,动物分泌的胃液量明显增加,说明胃液分泌的调节方式是神经调节,即胃液的分泌受到相关神经元的支配。为证实这一推测,下一步实验操作应为切除通向胃壁细胞的神经,使神经系统无法支配胃液的分泌,预期实验现象是无胃液分泌(收集不到胃液等)。
32.(2022·浙江·统考高考真题)坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速率均有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加;单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象。
欲研究神经的电生理特性,请完善实验思路,分析和预测结果(说明:生物信号采集仪能显示记录电极处的电位变化,仪器使用方法不要求;实验中标本需用任氏液浸润)。
(1)实验思路:
①连接坐骨神经与生物信号采集仪等(简图如下,a、b为坐骨神经上相距较远的两个点)。
②刺激电极依次施加由弱到强的电刺激,显示屏1上出现第一个动作电位时的刺激强度即阈刺激,记为Smin。
③____________,当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时,刺激强度即为最大刺激,记为Smax。
(2)结果预测和分析:
①当刺激强度范围为____________时,坐骨神经中仅有部分神经纤维发生兴奋。
②实验中,每次施加电刺激的几乎同时,在显示屏上都会出现一次快速的电位变化,称为伪迹,其幅值与电刺激强度成正比,不影响动作电位(见图)。伪迹的幅值可以作为___________的量化指标;伪迹与动作电位起点的时间差,可估测施加刺激到记录点神经纤维膜上__________所需的时间。伪迹是电刺激通过________传导到记录电极上而引发的。
③在单根神经纤维上,动作电位不会因传导距离的增加而减小,即具有__________性。而上述实验中a、b处的动作电位有明显差异(如图),原因是不同神经纤维上动作电位的__________不同导致b处电位叠加量减小。
④以坐骨神经和单根神经纤维为材料,分别测得两者的Smin和Smax。将坐标系补充完整,并用柱形图表示两者的Smin和Smax相对值。__________
【答案】(1)在阈刺激的基础上依次施加由弱到强的电刺激
(2) 小于Smax且不小于Smin 电刺激强度 Na+通道开放 任氏液 不衰减 传导速率
【分析】1、神经干是多根神经纤维组成的神经纤维束,神经干细胞的动作电位是多个细胞电变化的代数叠加。而每根神经纤维的兴奋性不同,引起它们兴奋所需的阈强度不同,刺激强度较小时兴奋性高的神经首先被兴奋,随着刺激强度的增大兴奋性较低的神经也逐渐被兴奋,在一定范围内改变刺激强度会改变被兴奋的神经根数,它们叠加到一起的动作电位幅值就会改变。
2、单根神经纤维所产生的动作电位,反映出"全或无"定律,即动作电位不论以何种刺激方式产生,但刺激必须达到一定的阈值方能出现;阈下刺激不能引起任何反应——"无",而阈上刺激则不论强度如何,一律引起同样的最大反应——"全"。
(1)
据题意可知,本实验要研究神经的电生理特性,坐骨神经由多种神经纤维组成,在一定范围内改变刺激强度会改变被兴奋的神经根数,它们叠加到一起的动作电位幅值就会改变,因此在阈刺激的基础上依次施加由弱到强的电刺激,当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时,刺激强度即为最大刺激,记为Smax。
(2)
①是出现第一个动作电位时的刺激强度即阈刺激,当动作电位幅值不再随刺激增强而增大时,刺激强度即为最大刺激,记为Smax,因此当刺激强度范围为小于Smax且不小于Smin时,坐骨神经中仅有部分神经纤维发生兴奋。
②实验中,每次施加电刺激的几乎同时,在显示屏上都会出现一次快速的电位变化,称为伪迹,伪迹的幅值可以作为电刺激强度的量化指标。受到刺激时,神经纤维膜上钠离子的通道开放,会出现动作电位,伪迹与动作电位起点的时间差,可估测施加刺激到记录点神经纤维膜上钠离子通道开放所需的时间。实验中的标本需要任氏液浸润,因此伪迹是电刺激通过任氏液传导到记录电极上而引发的。
③在单根神经纤维上,动作电位不会因传导距离的增加而减小,即具有不衰减性。不同神经纤维的兴奋性和传导速率均有差异,上述实验中a、b处的动作电位有明显差异,原因是不同神经纤维上动作电位的传导速率不同导致b处电位叠加量减小。
④坐骨神经是由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性和传导速率均有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加;单根神经纤维的动作电位存在“全或无”现象。因此坐骨神经的Smin和Smax不同,单根神经纤维的Smin和Smax相同,即:
【点睛】本题考查兴奋传导的实验的相关知识,意在考查学生能从题干中提取有效信息并结合这些信息,运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确结论的能力。
33.(2022·辽宁·统考高考真题)小熊猫是我国二级重点保护野生动物,其主要分布区年气温一般在0~25℃之间。测定小熊猫在不同环境温度下静止时的体温、皮肤温度(图1),以及代谢率(即产热速率,图2)。回答下列问题:
(1)由图1可见,在环境温度0~30℃范围内,小熊猫的体温___________,皮肤温度随环境温度降低而降低,这是在___________调节方式下,平衡产热与散热的结果。皮肤散热的主要方式包括___________(答出两点即可)。
(2)图2中,在环境温度由20℃降至10℃的过程中,小熊猫代谢率下降,其中散热的神经调节路径是:皮肤中的___________受到环境低温刺激产生兴奋,兴奋沿传入神经传递到位于___________的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,使支配血管的___________(填“交感神经”或“副交感神经”)兴奋,引起外周血管收缩,皮肤和四肢血流量减少,以减少散热。
(3)图2中,当环境温度下降到0℃以下时,从激素调节角度分析小熊猫产热剧增的原因是___________。
(4)通常通过检测尿液中类固醇类激素皮质醇的含量,评估动物园圈养小熊猫的福利情况。皮质醇的分泌是由___________轴调节的。使用尿液而不用血液检测皮质醇,是因为血液中的皮质醇可以通过___________进入尿液,而且也能避免取血对小熊猫的伤害。
【答案】(1) 保持恒定 神经-体液 辐射、传导、对流、蒸发
(2) 冷觉感受器 下丘脑 交感神经
(3)寒冷环境中,小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素增多,提高细胞代谢速率,使机体产生更多的热量
(4) 下丘脑-垂体-肾上腺皮质 肾小球的滤过作用
【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。
【详解】(1)由图1可见,在环境温度0~30℃范围内,小熊猫的体温处于32℃~33℃之间,保持恒定,皮肤温度随环境温度降低而降低,这是在神经-体液调节方式下,平衡产热与散热的结果。皮肤散热的主要方式包括辐射、传导、蒸发、对流等。
(2)在环境温度由20℃降至10℃的过程中,小熊猫代谢率下降,其中散热的神经调节路径是感受器--传入神经--神经中枢--传出神经--效应器,即寒冷环境中,皮肤中的冷觉感受器受到环境低温刺激产生兴奋,兴奋沿传入神经传递到位于下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,使支配血管的交感神经兴奋,引起外周血管收缩,皮肤和四肢血流量减少,以减少散热。
(3)分析题意可知,从激素调节角度分析当环境温度下降到0℃以下时,小熊猫产热剧增的原因,所以考虑甲状腺激素和肾上腺素的作用,即寒冷环境中,小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素增多,提高细胞代谢速率,使机体产生更多的热量。
(4)皮质醇是由肾上腺皮质分泌的,受下丘脑和垂体的分级调节,即是由下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴调节的。因为血液中的皮质醇可以通过肾小球的滤过作用进入尿液,故使用尿液而不用血液检测皮质醇,而且也能避免取血对小熊猫的伤害。
34.(2022·湖南·高考真题)当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。回答下列问题:
(1)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式__________________。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体调定点为37℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5℃时,与正常状态相比,调定点____(填“上移”“下移”或“不变”),机体产热_______。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
分组 处理方式 结果
甲 发热家兔模型+生理盐水 发热
乙 发热家兔模型+A溶液 退热
丙 发热家兔模型+M溶液 退热
丁 ①___________________ 发热
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论_____________________。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论_____________________。
【答案】(1)汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张
(2) 上移 增加
(3) 损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液 M与药物A一样也具有解热作用 M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
【分析】 1、 体温的恒定对于人体正常的生命活动至关重要,人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能(尤以骨骼肌和肝脏产热为多),热量的散出主要通过汗液的蒸发、皮肤内毛细血管的散热,其次还有呼气、排尿和排便等。
2、下丘脑是体温调节中枢,人体体温维持相对稳定的原因是产热量和散热量相等。体温过低或过高都会影响物质代谢的正常进行,使细胞、组织或器官发生功能紊乱,破坏内环境稳态,严重时会危及生命。
3、“探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温”要探究两个问题:①探究M是否也具有解热作用;②探究M是否通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
【详解】(1)在炎热的环境中时,皮肤中的热觉感受器受到刺激后,将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的调节,使皮肤中的毛细血管舒张,皮肤血流量增多,同时也使汗液的分泌增多等,从而增加散热。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,此时产热量和散热量相等,生理状态下人体调定点为37℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5℃时,与正常状态相比,调定点上移,但机体产热量和散热量仍然相等,因此,产热量和散热量均增加。
(3)由表格中信息可知,甲组为空白对照,发热家兔模型会出现发热的症状;乙组是加了等量用生理盐水溶解的A溶液,已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温,因此发热家兔模型会退热;丙组是加了等量生理盐水溶解的M溶液,也出现退热现象,说明M与药物A一样也具有解热作用;丁组小鼠出现发热症状,由于要探究M通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,实验需要遵循单一变量原则,与丙组相比,丁组的处理是①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液,损毁了下丘脑体温调节中枢后,M不能起到调控体温的作用。②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论:M与药物A一样也具有解热作用。③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论:M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
35.(2022·全国·统考高考真题)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制,某研究小组进行了下列相关实验。
实验一:将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内,一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。
实验二:给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量,发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。
回答下列问题。
(1)实验一中,家兔甲状腺中检测到碘的放射性,出现这一现象的原因是______。
(2)根据实验二推测,丙组甲状腺激素的合成量______(填“大于”或“小于”)甲组。乙组和丙组甲状腺激素的合成量______(填“相同”或“不相同”),原因是______。
【答案】(1)甲状腺吸收碘合成甲状腺激素
(2) 大于 不相同 乙组注射外源甲状腺激素,使甲状腺激素合成减少,丙组注射促甲状腺激素会促进甲状腺激素的合成
【分析】下丘脑通过释放促甲状腺激素释放激素(TRH),来促进垂体合成和分泌促甲状腺激素(TSH),TSH可以促进甲状腺合成和释放甲状腺激素;当甲状腺激素达到一定浓度后,又会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制两者的活动。
【详解】(1)碘是合成甲状腺激素的原料,将放射性碘溶液注射到兔体内,碘首先进入组织液,后进入血浆或淋巴运输到甲状腺滤泡上皮细胞被吸收,参与甲状腺激素的合成。
(2)甲组注射生理盐水,对甲状腺的活动没有明显的影响,甲状腺激素的合成与释放维持原来的水平;乙组注射外源甲状腺激素,使机体甲状腺激素含量超过正常水平,会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制两者的活动,使机体甲状腺激素合成减少;丙组注射促甲状腺激素,可以促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素,导致甲状腺激素合成增加,故三种情况下,丙组甲状腺激素的合成量大于甲组,乙组和丙组甲状腺激素的合成量不相同。

四、实验题
36.(2022·河北·统考高考真题)皮肤上的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,整合、上传,产生相应感觉。组胺刺激使小鼠产生痒觉,引起抓挠行为。研究发现,小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白参与痒觉信号传递。为探究PTEN蛋白的作用,研究者进行了相关实验。回答下列问题:
(1)机体在________产生痒觉的过程________(填“属于”或“不属于”)反射。兴奋在神经纤维上以________的形式双向传导。兴奋在神经元间单向传递的原因是________。
(2)抓挠引起皮肤上的触觉、痛觉感受器________,有效________痒觉信号的上传,因此痒觉减弱。
(3)用组胺刺激正常小鼠和PTEN基因敲除小鼠的皮肤,结果如下图。据图推测PTEN蛋白的作用是________机体对外源致痒剂的敏感性。已知PTEN基因敲除后,小鼠DRG中的TRPV1蛋白表达显著增加。用组胺刺激PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠,据图中结果推测TRPV1蛋白对痒觉的影响是________。
【答案】(1) 大脑皮层 不属于 电信号(神经冲动) 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
(2) 兴奋 抑制
(3) 减弱 促进痒觉的产生
【分析】1、神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,故兴奋在神经元之间只能单向传递。
2、分析题意,本实验的目的是探究PTEN蛋白的作用,则实验的自变量是PTEN等基因的有无,因变量是小鼠的痒觉,可通过抓挠次数进行分析。
(1)
所有感觉的形成部位均是大脑皮层,故机体在大脑皮层产生痒觉;反射的完成需要经过完整的反射弧,机体产生痒觉没有经过完整的反射弧,不属于反射;兴奋在神经纤维上以电信号(神经冲动)的形式双向传导;由于由于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,故兴奋在神经元之间只能单向传递。
(2)
抓挠行为会引起皮肤上的触觉、痛觉感受器兴奋,有效抑制痒觉信号的上传,因此痒觉减弱。
(3)
分析题意,本实验的自变量是PTEN和TRPV1基因的有无,因变量是30分钟内抓挠次数,据图可知,与正常小鼠相比,PTEN基因敲除小鼠的抓挠次数明显增加,说明PTEN基因缺失会增加小鼠的抓挠次数,即增加小鼠对痒觉的敏感性,据此推测PTEN基因控制合成的PTEN蛋白是减弱机体对外源致痒剂的敏感性,进而抑制小鼠的痒觉;而PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠与正常小鼠差异不大,说明TRPV1基因缺失可减弱PTEN缺失基因的效果,即会抑制小鼠痒觉的产生,即TRPV1基因控制合成的TRPV1蛋白可促进痒觉的产生。
37.(2022·山东·高考真题)迷走神经是与脑干相连的脑神经,对胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动起促进作用,还可通过一系列过程产生抗炎效应,如图所示。
分组 处理 TNF-α浓度
甲 腹腔注射生理盐水 +
乙 腹腔注射LPS ++++
丙 腹腔注射LPS+A处理 ++
注:“+”越多表示浓度越高
(1)迷走神经中促进胃肠蠕动的神经属于______(填“交感神经”或“副交感神经”)。交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是______。
(2)消化液中的盐酸在促进消化方面的作用有______、______、______。(答出3种作用即可)
(3)研究人员对图中抗炎过程进行了相关实验,实验分组及结果见表。通过腹腔注射脂多糖(LPS)可使大鼠出现炎症,检测TNF-α浓度可评估炎症程度。据图分析,若丙组的A处理仅在肠巨噬细胞内起作用,推测A处理的3种可能的作用机制:______;______;______。
【答案】(1) 副交感神经 可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
(2) 为胃蛋白酶提供适宜pH
使食物中的蛋白质变性 使促胰液素分泌增加(或其他合理答案,以上三个空的答案顺序可颠倒)
(3) 抑制TNF-α合成 抑制TNF-α释放 增加N受体数量(或其他合理答案,以上三个空的答案顺序可颠倒)
【分析】外周神经系统包括脑神经和脊神经,它们都含有传入神经(感觉神经)和传出神经(运动神经)。传出神经又可分为支配躯体运动的神经(躯体运动神经)和支配内脏器官的神经(内脏运动神经),其中内脏运动神经的活动不受意识支配,称为 自主神经系统。
【详解】(1)当人处于安静状态时,副交感神经活动占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收;自主神经系统自主神经系统由交感神经和 副交感神经两部分组成。它们的作用通常是相反的,可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
(2)盐酸在促进消化方面可以有以下作用:使蛋白质变性,有利于蛋白酶与之结合;提供胃蛋白酶发挥催化作用的适宜pH;刺激小肠黏膜产生促胰液素,促进胰液分泌,进而促进消化。
(3)结合图示可知,丙组的TNF-α浓度低,炎症程度低于乙组,TNF-α作为一种细胞因子,化学成分是一种蛋白质,仅考虑A在肠巨噬细胞内起作用,可能的原因是抑制TNF-α合成;抑制TNF-α释放;增加N受体数量。
38.(2022·浙江·高考真题)为研究物质X对高血糖症状的缓解作用,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。
实验材料:适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只,药物S(用生理盐水配制),物质X(用生理盐水配制),生理盐水等。(要求与说明:实验中涉及的剂量不作具体要求。小鼠血糖值>11.1mmol/L,定为高血糖模型小鼠。饲养条件适宜)
回答下列问题:
(1)完善实验思路:
①适应性饲养:选取小鼠若干只,随机均分成甲、乙、丙3组。正常饲养数天,每天测量小鼠的血糖,计算平均值。
②药物S处理:
甲组:每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水
乙组:每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S
丙组:___________
连续处理数天,每天测量小鼠的血糖,计算平均值,直至建成高血糖模型小鼠。
③物质X处理:
甲组:___________
乙组:每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水
丙组:___________
连续处理若干天,每天测量小鼠的血糖,计算平均值。
(2)预测实验结果:
设计一张表格,并将实验各阶段的预期实验结果填入表中。
(3)分析与讨论:
已知药物S的给药途径有腹腔注射和灌胃等,药物S的浓度和给药途径都会影响高血糖模型小鼠的建模。若要研究使用药物S快速建成高血糖模型小鼠,则可通过___________,以确定快速建模所需药物S的适宜浓度和给药途径的组合。
【答案】(1) 每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S 每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水 每天每只小鼠灌胃一定量物质X
(2)
组别 实验阶段
适应性饲养 药物S处理 物质X处理
甲组 正常 正常 正常
乙组 正常 逐渐升高至>11.1mmol/L >11.1mmol/L
丙组 正常 逐渐升高至>11.1mmol/L 逐渐下降,但高于正常水平
(3)设置一系列浓度梯度的药物S,每个浓度进行不同的给药途径,比较不同组合建模成功所需的时间
【分析】根据实验的目的、单一变量原则和对照性原则,该实验的自变量为物质X,因变量为血糖值,甲组为空白对照组,乙组为模型对照组、丙组为实验组。
(1)适应性饲养使小鼠适应实验环境,正常饲养小鼠数天,甲乙丙三组的血糖值正常。药物S处理时甲组:每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水,则甲组作为对照组。该实验的目的是研究物质X对高血糖症状的缓解作用,需要药物处理乙组和丙组使小鼠出现高血糖症状,因此药物S处理时乙组和丙组:每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S。在物质X处理时乙组作为对照组,丙组作为实验组,一组给物质X,一组没有物质X,以探究物质X对高血糖症状的缓解作用。物质X处理时,遵循实验单一变量,乙组给药途径是灌胃,则甲组作为空白对照,甲组每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水;乙组:每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水;丙组:每天每只小鼠灌胃一定量物质X。
(2)该实验将小鼠分为甲、乙、丙3组,进行三个阶段实验,即适应性饲养阶段、药物S处理、物质X处理,记录血糖值变化。正常饲养数天,甲乙丙三组的血糖值正常。甲组作为对照组,均是生理盐水处理,因此甲组在药物S处理和物质X处理时所测得的血糖值正常;小鼠血糖值>11.1mmol/L,定为高血糖模型小鼠,药物S处理阶段,乙组小鼠腹腔注射一定量药物S,会使血糖升高,逐渐升高至>11.1mmol/L;物质X处理阶段乙组小鼠灌胃一定量生理盐水,不会缓解高血糖症状,血糖值依然>11.1mmol/L;药物S处理阶段,丙组小鼠腹腔注射一定量药物S,会使血糖升高,逐渐升高至>11.1mmol/L;如果物质X对高血糖症状的缓解作用,则物质X处理阶段丙组小鼠在血糖值逐渐下降,但高于正常水平。实验各阶段的预期实验结果如表所示:实验各阶段的小鼠血糖值变化
组别 实验阶段
适应性饲养 药物S处理 物质X处理
甲组 正常 正常 正常
乙组 正常 逐渐升高至>11.1mmol/L >11.1mmol/L
丙组 正常 逐渐升高至>11.1mmol/L 逐渐下降,但高于正常水平
(3)要使用药物S快速建成高血糖模型小鼠,需要明确建模成功所需的时间快时的药物S浓度,同时也需要确定哪种给药途径建模成功所需的时间快,因此将具体的药物S浓度和给药途径组合起来以确定建模成功所需的时间,可通过设置一系列浓度梯度的药物S,每个浓度进行不同的给药途径,比较不同组合建模成功所需的时间,以确定快速建模所需药物S的适宜浓度和给药途径的组合。
试卷第36页,共36页
试卷第1页,共36页
同课章节目录