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【高考真题】2023年新高考生物真题试卷(天津卷)
一、单选题
1.(2023·天津)衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶,则其需要从宿主细胞体内摄取的物质是( )
A.葡萄糖 B.糖原 C.淀粉 D.ATP
【答案】D
【知识点】ATP的作用与意义;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】细胞呼吸为细胞生命活动提供能量,因衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶,所以不能进行细胞呼吸,不能为自身生命活动提供能量,需要从宿主细胞中摄取。ATP是直接的能源物质,因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP,ABC错误,D正确。
故答案为: D。
【分析】细胞呼吸为细胞生命活动提供能量,细胞呼吸产生的能量绝大多数以热能形式散失,少数储存在ATP中。ATP是直接的能源物质,ATP水解为生命活动提供能量。
2.(2023·天津)CD4是辅助性T细胞(CD4+)上的一种膜蛋白,CD8是细胞毒性T细胞(CD8+)上的一种膜蛋白,下列过程不能发生的是( )
A.CD4+参与体液免疫 B.CD4+参与细胞免疫
C.CD8+参与体液免疫 D.CD8+参与细胞免疫
【答案】C
【知识点】细胞免疫;体液免疫
【解析】【解答】AB、CD4+是辅助性T细胞上的一种膜蛋白,体液免疫中辅助性T细胞要分泌淋巴因子作用于B细胞,促进B细胞增殖、分化产生浆细胞和记忆细胞,细胞免疫中辅助性T细胞能活化毒性T细胞,所以CD4+参与体液免疫和细胞免疫,A、B不符合题意;
C、D、CD8+是细胞毒性T细胞上的一种膜蛋白,细胞毒性T细胞只参与细胞免疫,不参与体液免疫,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞分泌的细胞因子能加速细胞毒性T细胞形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞。
3.(2023·天津)人口老龄化将对种群密度产生影响,下列数量特征与此无关的是( )
A.出生率 B.死亡率 C.年龄结构 D.性别比例
【答案】D
【知识点】种群的特征
【解析】【解答】AB、人口老龄化,即老年人口越来越多,这样会导致出生率降低,死亡率升高,A、B不符合题意;
C、老龄化会导致人口的年龄结构成为衰退型,使种群密度未来可能降低,C不符合题意;
D、人口老龄化主要是影响种群的年龄结构,一般不会影响性别比例,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成(年龄结构)和性别比例。其中种群密度是最基本的数量特征,出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群密度的大小,性别比例直接影响种群的出生率,年龄组成(年龄结构)预测种群密度变化。
4.(2023·天津)在肌神经细胞发育过程中,肌肉细胞需要释放一种蛋白质,其进入肌神经细胞后,促进其发育以及与肌肉细胞的联系;如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡。下列说法错误的是( )
A.这种蛋白质是一种神经递质
B.肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触
C.凋亡是细胞自主控制的一种程序性死亡
D.蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡
【答案】A
【知识点】细胞的凋亡;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、结合题干信息可知,该蛋白质是由肌细胞合成并分泌的,而神经递质是由神经元合成并分泌的,所以该种蛋白质不是神经递质,A错误;
B、由神经末梢及其支配的肌肉构成的效应器处存在肌神经细胞与肌肉细胞之间形成的突触,B正确;
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,是细胞自主控制的一种程序性死亡,C正确;
D、结合题干信息可知,如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡,所以使用蛋白合成抑制剂会抑制该种蛋白质的合成,进而会促进肌神经细胞凋亡,D正确。
故答案为:A。
【分析】细胞死亡包括凋亡和坏死等方式,其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种程序性死亡。在成熟的生物体中,细胞的自然更新,某些被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
5.(2023·天津)下列生物实验探究中运用的原理,前后不一致的是( )
A.建立物理模型研究DNA结构- 研究减数分裂染色体变化
B.运用同位素标记法研究卡尔文循环- 研究酵母菌呼吸方式
C.运用减法原理研究遗传物质- 研究抗生素对细菌选择作用
D.孟德尔用假说演绎法验证分离定律- 摩尔根研究伴性遗传
【答案】B
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式;肺炎链球菌转化实验;基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、研究DNA结构会建立DNA双螺旋的物理模型,研究减数分裂染色体变化会利用橡皮泥制作染色体的物理模型来分析,A正确;
B、研究卡尔文循环要利用同位素14C标记CO2,但探究酵母菌呼吸方式没有用同位素标记法,B错误;
C、研究遗传物质中艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中要用对应的酶设法去除相应物质,观察其作用,运用了减法原理,研究抗生素对细菌的选择作用时,也可以运用减法原理通过去除抗生素进行观察,C正确;
D、孟德尔验证分离定律和摩尔根研究伴性遗传都运用了假说演绎法,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)构建模型:模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助具体的实物或其它形象化的手段,有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多,包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的 DNA 双螺旋结构模型就是物理模型。
(2)用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32p、3H、35S 等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如 15N、18O 等。
6.(2023·天津)癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低,原因不可能是( )
A.该酶基因突变
B.该酶基因启动子甲基化
C.该酶中一个氨基酸发生变化
D.该酶在翻译过程中肽链加工方式变化
【答案】B
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因;酶的本质及其探索历程;基因突变的特点及意义;表观遗传
【解析】【解答】A、基因突变后可能导致蛋白质结构发生改变,进而导致蛋白质功能发生改变,表现为酶活性降低,A正确;
B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用于启动基因的转录,若该酶基因启动子甲基化,可能导致该基因的转录过程无法进行,不能合成该种酶,B错误;
C、若该酶中一个氨基酸发生变化,会导致该酶结构发生改变,从而导致功能改变,酶活性降低,C正确;
D、该酶在翻译过程中肽链加工方式变化,可能导致该酶的空间结构变化从而导致其功能改变,酶活性降低,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)蛋白质的结构决定功能,蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式等有关。
(2)癌细胞是细胞基因突变产生的,易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三类:物理因素,化学因素和生物因素;基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。癌细胞的特征:能够无限增殖;形态结构发生显著改变;细胞表面发生变化,细胞膜的糖蛋白等物质减少。
7.(2023·天津)根据下图,正确的是( )
A.子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.过程1需要MII期去核卵母细胞
C.过程2可以大幅改良动物性状
D.过程2为过程3提供了量产方式,过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
【答案】D
【知识点】基因工程的应用;动物细胞核移植技术;胚胎移植
【解析】【解答】A、胚胎移植过程中,受体动物只是为移植的胚提供良好的发育环境,与子代遗传性状基本没有影响,A错误;
B、过程1是培育试管动物,要进行体外受精过程,而体外受精选用的卵母细胞不需要去核,B错误;
C、过程2是培育克隆动物,要进行动物细胞核移植,属于无性繁殖,不能大幅改良动物性状,C错误;
D、过程2通过克隆可以短时间内培育多个保持亲本优良性状的个体,为过程3提供了量产方式;过程3转基因技术可以改造生物的性状,为过程1、2提供了改良性状的方式,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个胚胎最终发育为动物。
2、移植胚胎的来源及生殖方式:
(1)核移植→ 无性繁殖
(2)体外受精 有性生殖
(3)体内受精→收集胚胎→移植→有性生殖
(4)基因工程→转入目的基因的受精卵 胚胎移植→转基因动物→有性生殖
8.(2023·天津)如图甲乙丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像,有关说法正确的是( )
A.甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ中期
B.乙中染色体组是丙中两倍
C.乙中同源染色体对数是丙中两倍
D.乙、丙都是从垂直于赤道板方向观察的
【答案】B
【知识点】精子的形成过程;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化
【解析】【解答】A、甲图像中无同源染色体,无染色单体,为减数分裂Ⅱ末期,A错误;
B、乙含有2个染色体组,丙含有一个染色体组,乙中染色体组数目是丙的二倍,B正确;
C、丙为减数分裂Ⅱ中期,无同源染色体,C错误;
D、乙图像明显倾斜不是从垂直于赤道板方向观察的,D错误。
故答案为:B。
【分析】甲为减数分裂Ⅱ末期,乙为减数分裂Ⅰ前期,丙为减数分裂Ⅱ中期。
9.(2023·天津)下图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程的图,关于此图说法错误的是( )
A.HCO3-经主动运输进入细胞质基质
B.HCO3-通过通道蛋白进入叶绿体基质
C.光反应生成的H+促进了HCO3-进入类囊体
D.光反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、结合题图可知,HCO3-进入细胞质基质需要膜上的蛋白质协助,同时需要线粒体产生的ATP提供能量,由此推断HCO3-进入细胞质基质的方式是主动运输,A正确;
B、结合题图可知,HCO3-由细胞质基质进入叶绿体基质需要叶绿体膜上的蛋白质协助,同时需要线粒体产生的ATP题供能量,由此推断HCO3-进入细胞质基质的方式是主动运输,而通道蛋白只能参与协助扩散,所以HCO3-进入叶绿体基质不是通过通道蛋白,B错误;
C、结合题图可知,光反应中水的光解产生的H+促进HCO3-进入类囊体中,C正确;
D、结合题图可知,光反应中水的光解会产生物质X,而物质X会进入线粒体,由此确定物质X是O2。O2能够促进线粒体进行有氧呼吸,产生更多的ATP,利于HCO3-进入叶绿体基质,产生CO2,所以说 光反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应,D正确。
故答案为:B。
【分析】光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。(1)光反应阶段:①场所:叶绿体类囊体的薄膜。②过程:叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。③能量变化:光能转变为活跃的化学能。(2)暗反应阶段:①场所:叶绿体基质。②过程:在酶的作用下,二氧化碳与五碳化合物结合,形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下,三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的三碳化合物,经过一系列变化,又形成五碳化合物。③能量变化:活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。
二、选择题组
(2023·天津)在细胞中,细胞器结构、功能的稳定对于维持细胞的稳定十分重要。真核生物细胞中的核糖体分为两部分,在结构上与原核生物核糖体相差较大。真核细胞中的线粒体、叶绿体内含有基因,并可以在其中表达,因此线粒体、叶绿体同样含有核糖体,这类核糖体与原核生物核糖体较为相似。植物细胞前质体可在光照诱导下变为叶绿体。
内质网和高尔基体在细胞分裂前期会破裂成较小的结构,当细胞分裂完成后,重新组装。
经合成加工后,高尔基体会释放含有溶酶体水解酶的囊泡,与前溶酶体融合,产生最适合溶酶体水解酶的酸性环境,构成溶酶体。溶酶体对于清除细胞内衰老、损伤的细胞器至关重要。
10.某种抗生素对细菌核糖体有损伤作用,大量摄入会危害人体,其最有可能危害人类细胞哪个细胞器?( )
A.线粒体 B.内质网
C.细胞质核糖体 D.中心体
11.下列说法或推断,正确的是( )
A.叶绿体基质只能合成有机物,线粒体基质只能分解有机物
B.细胞分裂中期可以观察到线粒体与高尔基体
C.叶绿体和线粒体内基因表达都遵循中心法则
D.植物细胞叶绿体均由前质体产生
12.下列说法或推断,错误的是( )
A.经游离核糖体合成后,溶酶体水解酶囊泡进入前溶酶体,形成溶酶体
B.溶酶体分解衰老、损伤的细胞器的产物,可以被再次利用
C.若溶酶体功能异常,细胞内可能积累异常线粒体
D.溶酶体水解酶进入细胞质基质后活性降低
【答案】10.A
11.C
12.A
【知识点】其它细胞器及分离方法;中心法则及其发展;线粒体的结构和功能;叶绿体的结构和功能
【解析】【分析】(1)一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量:在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。
(2)溶酶体中含有多种水解酶,能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。
10.结合题干信息可知,某种抗生素对细菌核糖体有损伤作用,而真核生物的线粒体、叶绿体同样含有核糖体,这类核糖体与原核生物核糖体较为相似,由此推测抗生素大量摄入会危害人体,其最有可能危害人类细胞线粒体内核糖体,A正确,B、C、D错误。
故答案为:A。
11.A、叶绿体基质中也能分解ATP,线粒体基质中也能合成ATP,A错误;
B、结合题干信息可知,内质网和高尔基体在细胞分裂前期会破裂成较小的结构,所以细胞分裂中期不能观察到高尔基体,B错误;
C、叶绿体和线粒体内含有基因,这些基因也能通过转录和翻译进行表达,进而指导蛋白质合成,所以 叶绿体和线粒体内基因表达都遵循中心法则,C正确;
D、结合题干信息可知,植物细胞前质体可在光照诱导下变为叶绿体,但不能说明植物细胞叶绿体均由前质体产生,D错误。
故答案为:C。
12.A、溶酶体内的蛋白质是由附着在内质网上的核糖体合成的,不是游离的核糖体合成的,A错误;
B、溶酶体分解衰老、损伤的细胞器的产物,其中对细胞有利的物质可以被再次利用,对细胞有害的物质要排出体外,B正确;
C、溶酶体能够分解损伤、异常的细胞器,若溶酶体功能异常,细胞内可能积累异常线粒体,C正确;
D、结合题干信息可知,溶酶体内是酸性环境,溶酶体水解酶进入细胞质基质后,pH会发生改变,进而使水解酶活性降低,D正确。
故答案为:A。
三、综合题
13.(2023·天津)为了保护某种候鸟,科学家建立了生态保护区,其中食物网结构如下:
(1)为了保证资源充分利用,应尽量保证生态系统内生物的 不同。
(2)肉食性鱼类不是候鸟的捕食对象,引入它的意义是: 。
(3)肉食性鱼类位于第 营养级。若投放过早,可能会造成低营养级生物 ,所以应较晚投放。
(4)经过合理规划布施,该生态系统加快了 。
【答案】(1)生态位
(2)增加该生态系统中生物种类,增加生态系统的稳定性,同时避免少数几种生物占优势的局面,增加物种多样性。
(3)第三和第四;被过度捕食
(4)物质循环的速度
【知识点】当地自然群落中若干种生物的生态位;生态系统的结构;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)生态位是一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物之间充分利用环境资源,故为了保证资源充分利用,应尽量保证生态系统内生物的生态位的不同。
故填:生态位。
(2)据图可知,候鸟可以捕食草鱼和植食性鱼类,引入肉食性鱼类,可以作为水鸟的食物种类减少与候鸟的竞争。因此引入肉食性鱼类可能是增加该生态系统中生物种类,增加生态系统的稳定性,同时避免少数几种生物占优势的局面,增加物种多样性。
故填:增加该生态系统中生物种类,增加生态系统的稳定性,同时避免少数几种生物占优势的局面,增加物种多样性。
(3)在食物链浮游植物→植食性鱼类→肉食性动物→水鸟、富水植物→浮游动物→滤食性动物→肉食性动物→水鸟两条食物链中,肉食性鱼类分别位于第三和第四营养级。若投放过早,可能会造成低营养级生物被过度捕食,导致生物种类和数量急剧减少,生态系统稳定性降低甚至被破坏,因此应较晚投放。
故填:第三和第四;被过度捕食。
(4)经过合理规划布施,该生态系统的生物之间形成了复杂的捕食与竞争等多重关系,加快了物质循环的速度。
故填:物质循环的速度。
【分析】一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
14.(2023·天津)某种蜂将幼虫生产在某种寄主动物的身体里,研究人员发现幼虫羽化成功率与寄主肠道菌群有关,得到如下表结论
菌种 1 2 3 4 5 6
醋酸杆菌A + - + + + +
芽孢杆菌B + - - + - -
菌C + - - - + -
菌D + - - - - +
注:+代表存在这种菌,-代表不存在这种菌
(1)根据第 列,在有菌A的情况下,菌 会进一步促进提高幼蜂羽化率。
(2)研究人员对幼蜂寄生可能造成的影响进行研究。
(i)研究发现幼蜂会分泌一种物质,类似于人体内胰岛素的作用,则其作用可以是促进 物质转化为脂质。
(ii)研究还发现,幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低,这是通过 的方式使寄主积累脂质。
(iii)研究还需要知道幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响,结合以上实验结果,请设计实验探究:
【答案】(1)1、3、4、5、6;B
(2)糖类;减少脂肪的分解;将生长状况相同的寄主动物随机分为两组,一组让幼蜂寄生,一组不做处理,并分别检测脂质含量;一段时间后,检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化。
【知识点】脂质的种类及其功能;血糖平衡调节
【解析】【解答】(1)由表中信息可知:菌A是醋酸杆菌,表格中第1、 3、 4、 5和6列中均有A存在,第四列与第3列对比,羽化率明显升高,因此在有菌A的情况下,菌B会进一步促进提高幼蜂羽化率。
故填:1、3、4、5、6;B。
(2)(i)幼蜂分泌一种物质类似于人体内胰岛素的作用,由于胰岛素是降血糖的激素,故其作用可以是促进糖类物质转化为脂质。
(ii)幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低,从而减少对脂肪的分解,从而使寄主积累脂质。
(iii)本题意在研究幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响,自变量为是否有幼蜂寄生,因变量为寄主体内脂质合成量。实验设计如下:将生长状况相同的寄主动物随机分为两组,编号AB,A组让幼蜂寄生,B组作为对照不做处理,并分别检测脂质含量;一段时间后,检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化。
故填:将生长状况相同的寄主动物随机分为两组,一组让幼蜂寄生,一组不做处理,并分别检测脂质含量;一段时间后,检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化。
【分析】(1)进行实验设计时要遵循单一变量原则和对照原则。充分分析题意,找出自变量和因变量,控制好无关变量进行实验。
(2)胰岛B细胞分泌的胰岛素,它能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,同时抑制肝糖原分解,抑制非糖物质转化为葡萄糖从而使血糖水平下降。
15.(2023·天津)研究人员探究植物根部生长素运输情况,得到了生长素运输方向示意图(图1)
(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输类型是 。
(2)图2是正常植物和某蛋白N对应基因缺失型的植物根部大小对比及生长素分布对比,据此回答:
(i)N蛋白基因缺失,会导致根部变短,并导致生长素在根部 处(填“表皮”或“中央”)运输受阻。
(ii)如图3,在正常植物细胞中,PIN2蛋白是一种主要分布在植物顶膜的蛋白,推测其功能是将生长素从细胞 运输到细胞 ,根据图3,N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为: 。
(3)根据上述研究,推测N蛋白的作用是: ,从而促进了伸长区细胞伸长。
【答案】(1)极性运输(主动运输)
(2)表皮;顶膜;侧膜和底膜;顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布
(3)促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中
【知识点】生长素的产生、分布和运输情况;生长素的作用及其作用的两重性
【解析】【解答】(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区是从形态学的上端向形态学的下端运输,属于极性运输,运输方式是主动运输。
故填:极性运输(主动运输)。
(2)(i)分析图2,与正常型相比N蛋白缺失型伸长区表皮处几乎无生长素分布,据此可推测生长素在根部表皮处运输受阻。
(ii)由图3可知:正常型个体和N蛋白缺失型个体顶膜的PIN2蛋白含量相同,正常型侧膜和细胞质中无PIN2分布。结合图1,推测其功能是将生长素从细胞顶膜运输至侧膜和底膜;而N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为:顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布,但是相等较少,其中细胞质中含量最少。
故填:表皮;顶膜;侧膜和底膜;顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布。
(3)由图3可知:正常型个体只有顶膜有PIN蛋白分布,而N蛋白缺失型个体则在顶膜、侧膜和细胞质中均有分布,推测N蛋白的作用是:促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中,从而促进了伸长区细胞伸长。
故填:促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中。
【分析】生长素的产生、运输和分布:
(1)产生:生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,由色氨酸经过一系列反应转变而成。
(2)运输:在胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中,生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端,而不能反过来运输,称为极性运输;在成熟组织中生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
(3)分布:生长素在植物体各器官中都有分布,但相对集中分布在生长旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
16.(2023·天津)某植物四号染色体上面的A基因可以指导植酸合成,不能合成植酸的该种植物会死亡。现有A3-和A25-两种分别由A基因缺失3个和25个碱基对产生的基因,已知前者不影响植酸合成,后者效果未知。
(1)现有基因型为AA25-的植物,这两个基因是 基因。该植物自交后代进行PCR,正向引物与A25-缺失的碱基配对,反向引物在其下游0.5kb处,PCR后进行电泳,发现植物全部后代PCR产物电泳结果均具有明亮条带,原因是 ,其中明亮条带分为较明亮和较暗两种,其中较明亮条带代表基因型为 的植物,比例为 。
(2)将一个A基因导入基因型为A3-A25-的植物的6号染色体,构成基因型为A3-A25- A的植物、该植物自交子代中含有A25-A25-的比例是 。
(3)在某逆境中,基因型为A3-A3-的植物生存具有优势,现有某基因型为A3-A的植物,若该种植物严格自交,且基因型为A3-A3-的植物每代数量增加10%,补齐下面的表格中,子一代基因频率数据(保留一位小数):
代 亲代 子一代 子二代
A基因频率 50% % 46.9%
A3-基因频率 50% % 53.1%
基因频率改变,是 的结果。
【答案】(1)等位;自交后代中基因型为A25-A25-的个体死亡,基因型为A25-A和AA的个体由于都至少含有一个A基因,因此可以与正向引物和反向引物结合进而完成PCR,获得明亮条带;AA;1/3
(2)1/5
(3)48.8%;51.2%;自然选择
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因频率的概念与变化;PCR技术的基本操作和应用;自然选择与适应
【解析】【解答】(1)因A25-基因是由A基因缺失25个碱基对产生的新基因,即A基因通过基因突变产生A25-基因,这两个基因是等位基因。基因型为AA25-的植物自交后代有AA、AA25-和A25-A25-三种基因型,其比例为1:2:1。进行PCR时,因正向引物与A25-缺失的碱基配对,缺失这25个碱基对的A25-基因无法与正向引物配对从而不能扩增,故只含有A25-基因的个体A25-A25-不具有条带;A基因含有该25个碱基对,能与正向引物和反向引物进行碱基互补配对从而扩增出条带,因此基因型为AA、AA25-的个体均具有条带,且A基因个数越多,扩增产物越多,条带越明亮,因此基因型为AA的个体具有较明亮的条带,基因型为AA25-的个条带较暗。由题意可知,PCR后进行电泳,发现植物全部后代PCR产物电泳结果均具有明亮条带,说明基因型为A25-A25-的个体无法存活,只有基因型为AA和AA25-的个体,其中较明亮条带代表基因型为AA,占子代的比例为1/3。
故填:等位;自交后代中基因型为A25-A25-的个体死亡,基因型为A25-A和AA的个体由于都至少含有一个A基因,因此可以与正向引物和反向引物结合进而完成PCR,获得明亮条带;AA;1/3。
(2)已知基因A3-和A25-都在4号染色体上,导入的A基因存在于6号染色体上,A基因与 A3-和A25- 位于非同源染色体上,遵循基因自由组合定律,产生配子的基因组成为A3-A、A25-A、A3-、A25-,比例为1:1:1:1;该植物自交后代中基因型为A25-A25-的个体占1/4×1/4=1/16,该基因型个体不能存活,因此存活个体占子代的15/16,其中含有A25-A25-的后代个体基因型共有2种,分别是AAA25-A25-和AA25-A25-,所占比例分别为1/16和2/16,二者共占3/16,因此基因型为A3-A25- A的植物自交子代中含有A25-A25-的比例为3/16÷15/16=1/5。
故填:1/5。
(3)基因型为A3-A的植物自交产生子一代的基因型及比例为AA:A3-A:A3-A3-=1:2:1。由题干信息可知,基因型为A3-A3-的植物每代数量增加10%,则子一代中基因型为A3-A3-所占比例为1/4+1/4×10%=11/40,因此子一代中各基因型及其比例为AA:A3-A:A3-A3-=1/4:1/2:11/40=10:20:11,由此可计算出子一代中各基因型频率分别是AA=10/(10+20+11)=10/41,A3-A=20/(10+20+11)=20/41,A3-A3-=11/(10+20+11)=11/41,因此子一代中A基因频率为(10/41+1/2×20/41)×100%=48.8%,A3-基因频率为1-48.8%=51.2%。自然选择决定生物进化的方向,具有有利变异的个体更适应环境被选择下来,而具有不利变异的个体则会被自然选择淘汰,因此决定有利变异的基因频率逐渐增大,因此基因频率的改变是自然选择的结果。
故填:48.8%;51.2%;自然选择。
【分析】(1)基因突变:①基因突变概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因碱基序列的改变。②基因突变的结果:产生新基因。③基因突变的特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少益性。④时期:一般发生在分裂间期。
(2)现代生物进化理论的主要内容:种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
(3)基因自由组合定律是指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。
17.(2023·天津)基因工程:制备新型酵母菌
(1)已知酵母菌不能吸收淀粉,若想使新型酵母菌可以直接利用淀粉发酵,则应导入多步分解淀粉所需的多种酶,推测这些酶生效的场所应该是 (填“细胞内”和“细胞外”)
(2)同源切割是一种代替限制酶、DNA连接酶将目的基因导入基因表达载体的方法。当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时,就可以发生同源切割,将目的基因直接插入。研究人员,运用同源切割的方式,在目的基因两端加上一组同源序列A、B,已知酵母菌体内DNA有许多A-B序列位点可以同源切割插入。构建完成的目的基因结构如图,则应选择图中的引物 对目的基因进行PCR。
(3)已知酵母菌不能合成尿嘧啶,因此尿嘧啶合成基因(UGA)常用作标记基因,又知尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转化为对酵母菌有毒物质。
(i)导入目的基因的酵母菌应在 的培养基上筛选培养。由于需要导入多种酶基因,需要多次筛选,因此在导入一种目的基因后,要切除UGA基因,再重新导大。研究人员在UGA基因序列两端加上酵母菌DNA中不存在的同源C.C'序列,以便对UGA基因进行切除。C.C'的序列方向将影响切割时同源序列的配对方式,进而决定DNA片段在切割后是否可以顺利重连,如图,则应选择方式 进行连接。
(ii)切去UGA基因的酵母菌应在 的培养基上筛选培养。
(4)综上,目的基因、标记基因和同源序列在导入酵母菌的基因表达载体上的排列方式应该如图 。
【答案】(1)细胞外
(2)P1和P6
(3)缺乏尿嘧啶;方式二;含有5-氟乳清酸
(4)图3
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)因为酵母菌不能吸收淀粉,所以导入多步分解淀粉所需的多种酶后这些酶生效的场所应该是在细胞外。
故填:细胞外。
(2)因为当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时,就可以发生同源切割,将目的基因直接插入,所以要保证目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同,需要选择P1和P6这对引物进行PCR。
故填: P1和P6。
(3)(i)因尿嘧啶合成基因(UGA)常用作标记基因,所以将酵母菌放在缺乏尿嘧啶的培养基上培养,如果没有成功导入该基因,则酵母菌体内无尿嘧啶合成,酵母菌不能生存;如果导入成功,则酵母菌能正常生存和繁殖并形成菌落;方式一中C和C'方向相反,无法连接起来,方式二C和C'连接方向相同,切割后形成末端,便于连接。
(ii)由题意可知尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转化为对酵母菌有毒物质,因此在含有5-氟乳清酸的培养基上进行培养,如果对UGA基因进行切除时切割成功,则不含尿嘧啶,酵母菌能生存并形成菌落,如果切割不成功,则会产生对酵母菌有毒物质,不能形成菌落。
故填:缺乏尿嘧啶;方式二;含有5-氟乳清酸。
(4)因UGA基因要插入C和C'之间,目的基因插入A和B之间,所以图3正确。
故填:图3。
【分析】基因工程又叫DNA重组技术,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。其中基因表达载体的构建是核心步骤,基因表达载体要包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点。
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【高考真题】2023年新高考生物真题试卷(天津卷)
一、单选题
1.(2023·天津)衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶,则其需要从宿主细胞体内摄取的物质是( )
A.葡萄糖 B.糖原 C.淀粉 D.ATP
2.(2023·天津)CD4是辅助性T细胞(CD4+)上的一种膜蛋白,CD8是细胞毒性T细胞(CD8+)上的一种膜蛋白,下列过程不能发生的是( )
A.CD4+参与体液免疫 B.CD4+参与细胞免疫
C.CD8+参与体液免疫 D.CD8+参与细胞免疫
3.(2023·天津)人口老龄化将对种群密度产生影响,下列数量特征与此无关的是( )
A.出生率 B.死亡率 C.年龄结构 D.性别比例
4.(2023·天津)在肌神经细胞发育过程中,肌肉细胞需要释放一种蛋白质,其进入肌神经细胞后,促进其发育以及与肌肉细胞的联系;如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡。下列说法错误的是( )
A.这种蛋白质是一种神经递质
B.肌神经细胞可以与肌肉细胞形成突触
C.凋亡是细胞自主控制的一种程序性死亡
D.蛋白合成抑制剂可以促进肌神经细胞凋亡
5.(2023·天津)下列生物实验探究中运用的原理,前后不一致的是( )
A.建立物理模型研究DNA结构- 研究减数分裂染色体变化
B.运用同位素标记法研究卡尔文循环- 研究酵母菌呼吸方式
C.运用减法原理研究遗传物质- 研究抗生素对细菌选择作用
D.孟德尔用假说演绎法验证分离定律- 摩尔根研究伴性遗传
6.(2023·天津)癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低,原因不可能是( )
A.该酶基因突变
B.该酶基因启动子甲基化
C.该酶中一个氨基酸发生变化
D.该酶在翻译过程中肽链加工方式变化
7.(2023·天津)根据下图,正确的是( )
A.子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.过程1需要MII期去核卵母细胞
C.过程2可以大幅改良动物性状
D.过程2为过程3提供了量产方式,过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
8.(2023·天津)如图甲乙丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像,有关说法正确的是( )
A.甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ中期
B.乙中染色体组是丙中两倍
C.乙中同源染色体对数是丙中两倍
D.乙、丙都是从垂直于赤道板方向观察的
9.(2023·天津)下图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程的图,关于此图说法错误的是( )
A.HCO3-经主动运输进入细胞质基质
B.HCO3-通过通道蛋白进入叶绿体基质
C.光反应生成的H+促进了HCO3-进入类囊体
D.光反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应
二、选择题组
(2023·天津)在细胞中,细胞器结构、功能的稳定对于维持细胞的稳定十分重要。真核生物细胞中的核糖体分为两部分,在结构上与原核生物核糖体相差较大。真核细胞中的线粒体、叶绿体内含有基因,并可以在其中表达,因此线粒体、叶绿体同样含有核糖体,这类核糖体与原核生物核糖体较为相似。植物细胞前质体可在光照诱导下变为叶绿体。
内质网和高尔基体在细胞分裂前期会破裂成较小的结构,当细胞分裂完成后,重新组装。
经合成加工后,高尔基体会释放含有溶酶体水解酶的囊泡,与前溶酶体融合,产生最适合溶酶体水解酶的酸性环境,构成溶酶体。溶酶体对于清除细胞内衰老、损伤的细胞器至关重要。
10.某种抗生素对细菌核糖体有损伤作用,大量摄入会危害人体,其最有可能危害人类细胞哪个细胞器?( )
A.线粒体 B.内质网
C.细胞质核糖体 D.中心体
11.下列说法或推断,正确的是( )
A.叶绿体基质只能合成有机物,线粒体基质只能分解有机物
B.细胞分裂中期可以观察到线粒体与高尔基体
C.叶绿体和线粒体内基因表达都遵循中心法则
D.植物细胞叶绿体均由前质体产生
12.下列说法或推断,错误的是( )
A.经游离核糖体合成后,溶酶体水解酶囊泡进入前溶酶体,形成溶酶体
B.溶酶体分解衰老、损伤的细胞器的产物,可以被再次利用
C.若溶酶体功能异常,细胞内可能积累异常线粒体
D.溶酶体水解酶进入细胞质基质后活性降低
三、综合题
13.(2023·天津)为了保护某种候鸟,科学家建立了生态保护区,其中食物网结构如下:
(1)为了保证资源充分利用,应尽量保证生态系统内生物的 不同。
(2)肉食性鱼类不是候鸟的捕食对象,引入它的意义是: 。
(3)肉食性鱼类位于第 营养级。若投放过早,可能会造成低营养级生物 ,所以应较晚投放。
(4)经过合理规划布施,该生态系统加快了 。
14.(2023·天津)某种蜂将幼虫生产在某种寄主动物的身体里,研究人员发现幼虫羽化成功率与寄主肠道菌群有关,得到如下表结论
菌种 1 2 3 4 5 6
醋酸杆菌A + - + + + +
芽孢杆菌B + - - + - -
菌C + - - - + -
菌D + - - - - +
注:+代表存在这种菌,-代表不存在这种菌
(1)根据第 列,在有菌A的情况下,菌 会进一步促进提高幼蜂羽化率。
(2)研究人员对幼蜂寄生可能造成的影响进行研究。
(i)研究发现幼蜂会分泌一种物质,类似于人体内胰岛素的作用,则其作用可以是促进 物质转化为脂质。
(ii)研究还发现,幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低,这是通过 的方式使寄主积累脂质。
(iii)研究还需要知道幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响,结合以上实验结果,请设计实验探究:
15.(2023·天津)研究人员探究植物根部生长素运输情况,得到了生长素运输方向示意图(图1)
(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输类型是 。
(2)图2是正常植物和某蛋白N对应基因缺失型的植物根部大小对比及生长素分布对比,据此回答:
(i)N蛋白基因缺失,会导致根部变短,并导致生长素在根部 处(填“表皮”或“中央”)运输受阻。
(ii)如图3,在正常植物细胞中,PIN2蛋白是一种主要分布在植物顶膜的蛋白,推测其功能是将生长素从细胞 运输到细胞 ,根据图3,N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为: 。
(3)根据上述研究,推测N蛋白的作用是: ,从而促进了伸长区细胞伸长。
16.(2023·天津)某植物四号染色体上面的A基因可以指导植酸合成,不能合成植酸的该种植物会死亡。现有A3-和A25-两种分别由A基因缺失3个和25个碱基对产生的基因,已知前者不影响植酸合成,后者效果未知。
(1)现有基因型为AA25-的植物,这两个基因是 基因。该植物自交后代进行PCR,正向引物与A25-缺失的碱基配对,反向引物在其下游0.5kb处,PCR后进行电泳,发现植物全部后代PCR产物电泳结果均具有明亮条带,原因是 ,其中明亮条带分为较明亮和较暗两种,其中较明亮条带代表基因型为 的植物,比例为 。
(2)将一个A基因导入基因型为A3-A25-的植物的6号染色体,构成基因型为A3-A25- A的植物、该植物自交子代中含有A25-A25-的比例是 。
(3)在某逆境中,基因型为A3-A3-的植物生存具有优势,现有某基因型为A3-A的植物,若该种植物严格自交,且基因型为A3-A3-的植物每代数量增加10%,补齐下面的表格中,子一代基因频率数据(保留一位小数):
代 亲代 子一代 子二代
A基因频率 50% % 46.9%
A3-基因频率 50% % 53.1%
基因频率改变,是 的结果。
17.(2023·天津)基因工程:制备新型酵母菌
(1)已知酵母菌不能吸收淀粉,若想使新型酵母菌可以直接利用淀粉发酵,则应导入多步分解淀粉所需的多种酶,推测这些酶生效的场所应该是 (填“细胞内”和“细胞外”)
(2)同源切割是一种代替限制酶、DNA连接酶将目的基因导入基因表达载体的方法。当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时,就可以发生同源切割,将目的基因直接插入。研究人员,运用同源切割的方式,在目的基因两端加上一组同源序列A、B,已知酵母菌体内DNA有许多A-B序列位点可以同源切割插入。构建完成的目的基因结构如图,则应选择图中的引物 对目的基因进行PCR。
(3)已知酵母菌不能合成尿嘧啶,因此尿嘧啶合成基因(UGA)常用作标记基因,又知尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转化为对酵母菌有毒物质。
(i)导入目的基因的酵母菌应在 的培养基上筛选培养。由于需要导入多种酶基因,需要多次筛选,因此在导入一种目的基因后,要切除UGA基因,再重新导大。研究人员在UGA基因序列两端加上酵母菌DNA中不存在的同源C.C'序列,以便对UGA基因进行切除。C.C'的序列方向将影响切割时同源序列的配对方式,进而决定DNA片段在切割后是否可以顺利重连,如图,则应选择方式 进行连接。
(ii)切去UGA基因的酵母菌应在 的培养基上筛选培养。
(4)综上,目的基因、标记基因和同源序列在导入酵母菌的基因表达载体上的排列方式应该如图 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】ATP的作用与意义;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】细胞呼吸为细胞生命活动提供能量,因衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶,所以不能进行细胞呼吸,不能为自身生命活动提供能量,需要从宿主细胞中摄取。ATP是直接的能源物质,因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP,ABC错误,D正确。
故答案为: D。
【分析】细胞呼吸为细胞生命活动提供能量,细胞呼吸产生的能量绝大多数以热能形式散失,少数储存在ATP中。ATP是直接的能源物质,ATP水解为生命活动提供能量。
2.【答案】C
【知识点】细胞免疫;体液免疫
【解析】【解答】AB、CD4+是辅助性T细胞上的一种膜蛋白,体液免疫中辅助性T细胞要分泌淋巴因子作用于B细胞,促进B细胞增殖、分化产生浆细胞和记忆细胞,细胞免疫中辅助性T细胞能活化毒性T细胞,所以CD4+参与体液免疫和细胞免疫,A、B不符合题意;
C、D、CD8+是细胞毒性T细胞上的一种膜蛋白,细胞毒性T细胞只参与细胞免疫,不参与体液免疫,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞分泌的细胞因子能加速细胞毒性T细胞形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞。
3.【答案】D
【知识点】种群的特征
【解析】【解答】AB、人口老龄化,即老年人口越来越多,这样会导致出生率降低,死亡率升高,A、B不符合题意;
C、老龄化会导致人口的年龄结构成为衰退型,使种群密度未来可能降低,C不符合题意;
D、人口老龄化主要是影响种群的年龄结构,一般不会影响性别比例,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成(年龄结构)和性别比例。其中种群密度是最基本的数量特征,出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群密度的大小,性别比例直接影响种群的出生率,年龄组成(年龄结构)预测种群密度变化。
4.【答案】A
【知识点】细胞的凋亡;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、结合题干信息可知,该蛋白质是由肌细胞合成并分泌的,而神经递质是由神经元合成并分泌的,所以该种蛋白质不是神经递质,A错误;
B、由神经末梢及其支配的肌肉构成的效应器处存在肌神经细胞与肌肉细胞之间形成的突触,B正确;
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,是细胞自主控制的一种程序性死亡,C正确;
D、结合题干信息可知,如果不能得到这种蛋白质,肌神经细胞会凋亡,所以使用蛋白合成抑制剂会抑制该种蛋白质的合成,进而会促进肌神经细胞凋亡,D正确。
故答案为:A。
【分析】细胞死亡包括凋亡和坏死等方式,其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种程序性死亡。在成熟的生物体中,细胞的自然更新,某些被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
5.【答案】B
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式;肺炎链球菌转化实验;基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、研究DNA结构会建立DNA双螺旋的物理模型,研究减数分裂染色体变化会利用橡皮泥制作染色体的物理模型来分析,A正确;
B、研究卡尔文循环要利用同位素14C标记CO2,但探究酵母菌呼吸方式没有用同位素标记法,B错误;
C、研究遗传物质中艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中要用对应的酶设法去除相应物质,观察其作用,运用了减法原理,研究抗生素对细菌的选择作用时,也可以运用减法原理通过去除抗生素进行观察,C正确;
D、孟德尔验证分离定律和摩尔根研究伴性遗传都运用了假说演绎法,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)构建模型:模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助具体的实物或其它形象化的手段,有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多,包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的 DNA 双螺旋结构模型就是物理模型。
(2)用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32p、3H、35S 等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如 15N、18O 等。
6.【答案】B
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因;酶的本质及其探索历程;基因突变的特点及意义;表观遗传
【解析】【解答】A、基因突变后可能导致蛋白质结构发生改变,进而导致蛋白质功能发生改变,表现为酶活性降低,A正确;
B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用于启动基因的转录,若该酶基因启动子甲基化,可能导致该基因的转录过程无法进行,不能合成该种酶,B错误;
C、若该酶中一个氨基酸发生变化,会导致该酶结构发生改变,从而导致功能改变,酶活性降低,C正确;
D、该酶在翻译过程中肽链加工方式变化,可能导致该酶的空间结构变化从而导致其功能改变,酶活性降低,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)蛋白质的结构决定功能,蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式等有关。
(2)癌细胞是细胞基因突变产生的,易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三类:物理因素,化学因素和生物因素;基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。癌细胞的特征:能够无限增殖;形态结构发生显著改变;细胞表面发生变化,细胞膜的糖蛋白等物质减少。
7.【答案】D
【知识点】基因工程的应用;动物细胞核移植技术;胚胎移植
【解析】【解答】A、胚胎移植过程中,受体动物只是为移植的胚提供良好的发育环境,与子代遗传性状基本没有影响,A错误;
B、过程1是培育试管动物,要进行体外受精过程,而体外受精选用的卵母细胞不需要去核,B错误;
C、过程2是培育克隆动物,要进行动物细胞核移植,属于无性繁殖,不能大幅改良动物性状,C错误;
D、过程2通过克隆可以短时间内培育多个保持亲本优良性状的个体,为过程3提供了量产方式;过程3转基因技术可以改造生物的性状,为过程1、2提供了改良性状的方式,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个胚胎最终发育为动物。
2、移植胚胎的来源及生殖方式:
(1)核移植→ 无性繁殖
(2)体外受精 有性生殖
(3)体内受精→收集胚胎→移植→有性生殖
(4)基因工程→转入目的基因的受精卵 胚胎移植→转基因动物→有性生殖
8.【答案】B
【知识点】精子的形成过程;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化
【解析】【解答】A、甲图像中无同源染色体,无染色单体,为减数分裂Ⅱ末期,A错误;
B、乙含有2个染色体组,丙含有一个染色体组,乙中染色体组数目是丙的二倍,B正确;
C、丙为减数分裂Ⅱ中期,无同源染色体,C错误;
D、乙图像明显倾斜不是从垂直于赤道板方向观察的,D错误。
故答案为:B。
【分析】甲为减数分裂Ⅱ末期,乙为减数分裂Ⅰ前期,丙为减数分裂Ⅱ中期。
9.【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、结合题图可知,HCO3-进入细胞质基质需要膜上的蛋白质协助,同时需要线粒体产生的ATP提供能量,由此推断HCO3-进入细胞质基质的方式是主动运输,A正确;
B、结合题图可知,HCO3-由细胞质基质进入叶绿体基质需要叶绿体膜上的蛋白质协助,同时需要线粒体产生的ATP题供能量,由此推断HCO3-进入细胞质基质的方式是主动运输,而通道蛋白只能参与协助扩散,所以HCO3-进入叶绿体基质不是通过通道蛋白,B错误;
C、结合题图可知,光反应中水的光解产生的H+促进HCO3-进入类囊体中,C正确;
D、结合题图可知,光反应中水的光解会产生物质X,而物质X会进入线粒体,由此确定物质X是O2。O2能够促进线粒体进行有氧呼吸,产生更多的ATP,利于HCO3-进入叶绿体基质,产生CO2,所以说 光反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应,D正确。
故答案为:B。
【分析】光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。(1)光反应阶段:①场所:叶绿体类囊体的薄膜。②过程:叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。③能量变化:光能转变为活跃的化学能。(2)暗反应阶段:①场所:叶绿体基质。②过程:在酶的作用下,二氧化碳与五碳化合物结合,形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下,三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的三碳化合物,经过一系列变化,又形成五碳化合物。③能量变化:活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。
【答案】10.A
11.C
12.A
【知识点】其它细胞器及分离方法;中心法则及其发展;线粒体的结构和功能;叶绿体的结构和功能
【解析】【分析】(1)一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量:在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。
(2)溶酶体中含有多种水解酶,能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。
10.结合题干信息可知,某种抗生素对细菌核糖体有损伤作用,而真核生物的线粒体、叶绿体同样含有核糖体,这类核糖体与原核生物核糖体较为相似,由此推测抗生素大量摄入会危害人体,其最有可能危害人类细胞线粒体内核糖体,A正确,B、C、D错误。
故答案为:A。
11.A、叶绿体基质中也能分解ATP,线粒体基质中也能合成ATP,A错误;
B、结合题干信息可知,内质网和高尔基体在细胞分裂前期会破裂成较小的结构,所以细胞分裂中期不能观察到高尔基体,B错误;
C、叶绿体和线粒体内含有基因,这些基因也能通过转录和翻译进行表达,进而指导蛋白质合成,所以 叶绿体和线粒体内基因表达都遵循中心法则,C正确;
D、结合题干信息可知,植物细胞前质体可在光照诱导下变为叶绿体,但不能说明植物细胞叶绿体均由前质体产生,D错误。
故答案为:C。
12.A、溶酶体内的蛋白质是由附着在内质网上的核糖体合成的,不是游离的核糖体合成的,A错误;
B、溶酶体分解衰老、损伤的细胞器的产物,其中对细胞有利的物质可以被再次利用,对细胞有害的物质要排出体外,B正确;
C、溶酶体能够分解损伤、异常的细胞器,若溶酶体功能异常,细胞内可能积累异常线粒体,C正确;
D、结合题干信息可知,溶酶体内是酸性环境,溶酶体水解酶进入细胞质基质后,pH会发生改变,进而使水解酶活性降低,D正确。
故答案为:A。
13.【答案】(1)生态位
(2)增加该生态系统中生物种类,增加生态系统的稳定性,同时避免少数几种生物占优势的局面,增加物种多样性。
(3)第三和第四;被过度捕食
(4)物质循环的速度
【知识点】当地自然群落中若干种生物的生态位;生态系统的结构;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)生态位是一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物之间充分利用环境资源,故为了保证资源充分利用,应尽量保证生态系统内生物的生态位的不同。
故填:生态位。
(2)据图可知,候鸟可以捕食草鱼和植食性鱼类,引入肉食性鱼类,可以作为水鸟的食物种类减少与候鸟的竞争。因此引入肉食性鱼类可能是增加该生态系统中生物种类,增加生态系统的稳定性,同时避免少数几种生物占优势的局面,增加物种多样性。
故填:增加该生态系统中生物种类,增加生态系统的稳定性,同时避免少数几种生物占优势的局面,增加物种多样性。
(3)在食物链浮游植物→植食性鱼类→肉食性动物→水鸟、富水植物→浮游动物→滤食性动物→肉食性动物→水鸟两条食物链中,肉食性鱼类分别位于第三和第四营养级。若投放过早,可能会造成低营养级生物被过度捕食,导致生物种类和数量急剧减少,生态系统稳定性降低甚至被破坏,因此应较晚投放。
故填:第三和第四;被过度捕食。
(4)经过合理规划布施,该生态系统的生物之间形成了复杂的捕食与竞争等多重关系,加快了物质循环的速度。
故填:物质循环的速度。
【分析】一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
14.【答案】(1)1、3、4、5、6;B
(2)糖类;减少脂肪的分解;将生长状况相同的寄主动物随机分为两组,一组让幼蜂寄生,一组不做处理,并分别检测脂质含量;一段时间后,检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化。
【知识点】脂质的种类及其功能;血糖平衡调节
【解析】【解答】(1)由表中信息可知:菌A是醋酸杆菌,表格中第1、 3、 4、 5和6列中均有A存在,第四列与第3列对比,羽化率明显升高,因此在有菌A的情况下,菌B会进一步促进提高幼蜂羽化率。
故填:1、3、4、5、6;B。
(2)(i)幼蜂分泌一种物质类似于人体内胰岛素的作用,由于胰岛素是降血糖的激素,故其作用可以是促进糖类物质转化为脂质。
(ii)幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低,从而减少对脂肪的分解,从而使寄主积累脂质。
(iii)本题意在研究幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响,自变量为是否有幼蜂寄生,因变量为寄主体内脂质合成量。实验设计如下:将生长状况相同的寄主动物随机分为两组,编号AB,A组让幼蜂寄生,B组作为对照不做处理,并分别检测脂质含量;一段时间后,检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化。
故填:将生长状况相同的寄主动物随机分为两组,一组让幼蜂寄生,一组不做处理,并分别检测脂质含量;一段时间后,检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化。
【分析】(1)进行实验设计时要遵循单一变量原则和对照原则。充分分析题意,找出自变量和因变量,控制好无关变量进行实验。
(2)胰岛B细胞分泌的胰岛素,它能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,同时抑制肝糖原分解,抑制非糖物质转化为葡萄糖从而使血糖水平下降。
15.【答案】(1)极性运输(主动运输)
(2)表皮;顶膜;侧膜和底膜;顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布
(3)促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中
【知识点】生长素的产生、分布和运输情况;生长素的作用及其作用的两重性
【解析】【解答】(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区是从形态学的上端向形态学的下端运输,属于极性运输,运输方式是主动运输。
故填:极性运输(主动运输)。
(2)(i)分析图2,与正常型相比N蛋白缺失型伸长区表皮处几乎无生长素分布,据此可推测生长素在根部表皮处运输受阻。
(ii)由图3可知:正常型个体和N蛋白缺失型个体顶膜的PIN2蛋白含量相同,正常型侧膜和细胞质中无PIN2分布。结合图1,推测其功能是将生长素从细胞顶膜运输至侧膜和底膜;而N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为:顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布,但是相等较少,其中细胞质中含量最少。
故填:表皮;顶膜;侧膜和底膜;顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布。
(3)由图3可知:正常型个体只有顶膜有PIN蛋白分布,而N蛋白缺失型个体则在顶膜、侧膜和细胞质中均有分布,推测N蛋白的作用是:促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中,从而促进了伸长区细胞伸长。
故填:促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中。
【分析】生长素的产生、运输和分布:
(1)产生:生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,由色氨酸经过一系列反应转变而成。
(2)运输:在胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中,生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端,而不能反过来运输,称为极性运输;在成熟组织中生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
(3)分布:生长素在植物体各器官中都有分布,但相对集中分布在生长旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
16.【答案】(1)等位;自交后代中基因型为A25-A25-的个体死亡,基因型为A25-A和AA的个体由于都至少含有一个A基因,因此可以与正向引物和反向引物结合进而完成PCR,获得明亮条带;AA;1/3
(2)1/5
(3)48.8%;51.2%;自然选择
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因频率的概念与变化;PCR技术的基本操作和应用;自然选择与适应
【解析】【解答】(1)因A25-基因是由A基因缺失25个碱基对产生的新基因,即A基因通过基因突变产生A25-基因,这两个基因是等位基因。基因型为AA25-的植物自交后代有AA、AA25-和A25-A25-三种基因型,其比例为1:2:1。进行PCR时,因正向引物与A25-缺失的碱基配对,缺失这25个碱基对的A25-基因无法与正向引物配对从而不能扩增,故只含有A25-基因的个体A25-A25-不具有条带;A基因含有该25个碱基对,能与正向引物和反向引物进行碱基互补配对从而扩增出条带,因此基因型为AA、AA25-的个体均具有条带,且A基因个数越多,扩增产物越多,条带越明亮,因此基因型为AA的个体具有较明亮的条带,基因型为AA25-的个条带较暗。由题意可知,PCR后进行电泳,发现植物全部后代PCR产物电泳结果均具有明亮条带,说明基因型为A25-A25-的个体无法存活,只有基因型为AA和AA25-的个体,其中较明亮条带代表基因型为AA,占子代的比例为1/3。
故填:等位;自交后代中基因型为A25-A25-的个体死亡,基因型为A25-A和AA的个体由于都至少含有一个A基因,因此可以与正向引物和反向引物结合进而完成PCR,获得明亮条带;AA;1/3。
(2)已知基因A3-和A25-都在4号染色体上,导入的A基因存在于6号染色体上,A基因与 A3-和A25- 位于非同源染色体上,遵循基因自由组合定律,产生配子的基因组成为A3-A、A25-A、A3-、A25-,比例为1:1:1:1;该植物自交后代中基因型为A25-A25-的个体占1/4×1/4=1/16,该基因型个体不能存活,因此存活个体占子代的15/16,其中含有A25-A25-的后代个体基因型共有2种,分别是AAA25-A25-和AA25-A25-,所占比例分别为1/16和2/16,二者共占3/16,因此基因型为A3-A25- A的植物自交子代中含有A25-A25-的比例为3/16÷15/16=1/5。
故填:1/5。
(3)基因型为A3-A的植物自交产生子一代的基因型及比例为AA:A3-A:A3-A3-=1:2:1。由题干信息可知,基因型为A3-A3-的植物每代数量增加10%,则子一代中基因型为A3-A3-所占比例为1/4+1/4×10%=11/40,因此子一代中各基因型及其比例为AA:A3-A:A3-A3-=1/4:1/2:11/40=10:20:11,由此可计算出子一代中各基因型频率分别是AA=10/(10+20+11)=10/41,A3-A=20/(10+20+11)=20/41,A3-A3-=11/(10+20+11)=11/41,因此子一代中A基因频率为(10/41+1/2×20/41)×100%=48.8%,A3-基因频率为1-48.8%=51.2%。自然选择决定生物进化的方向,具有有利变异的个体更适应环境被选择下来,而具有不利变异的个体则会被自然选择淘汰,因此决定有利变异的基因频率逐渐增大,因此基因频率的改变是自然选择的结果。
故填:48.8%;51.2%;自然选择。
【分析】(1)基因突变:①基因突变概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因碱基序列的改变。②基因突变的结果:产生新基因。③基因突变的特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少益性。④时期:一般发生在分裂间期。
(2)现代生物进化理论的主要内容:种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
(3)基因自由组合定律是指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。
17.【答案】(1)细胞外
(2)P1和P6
(3)缺乏尿嘧啶;方式二;含有5-氟乳清酸
(4)图3
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)因为酵母菌不能吸收淀粉,所以导入多步分解淀粉所需的多种酶后这些酶生效的场所应该是在细胞外。
故填:细胞外。
(2)因为当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时,就可以发生同源切割,将目的基因直接插入,所以要保证目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同,需要选择P1和P6这对引物进行PCR。
故填: P1和P6。
(3)(i)因尿嘧啶合成基因(UGA)常用作标记基因,所以将酵母菌放在缺乏尿嘧啶的培养基上培养,如果没有成功导入该基因,则酵母菌体内无尿嘧啶合成,酵母菌不能生存;如果导入成功,则酵母菌能正常生存和繁殖并形成菌落;方式一中C和C'方向相反,无法连接起来,方式二C和C'连接方向相同,切割后形成末端,便于连接。
(ii)由题意可知尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转化为对酵母菌有毒物质,因此在含有5-氟乳清酸的培养基上进行培养,如果对UGA基因进行切除时切割成功,则不含尿嘧啶,酵母菌能生存并形成菌落,如果切割不成功,则会产生对酵母菌有毒物质,不能形成菌落。
故填:缺乏尿嘧啶;方式二;含有5-氟乳清酸。
(4)因UGA基因要插入C和C'之间,目的基因插入A和B之间,所以图3正确。
故填:图3。
【分析】基因工程又叫DNA重组技术,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。其中基因表达载体的构建是核心步骤,基因表达载体要包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点。
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