高三生物学考试
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4、本试卷主要考试内容:人教版必修1、2.选择性必修1、2、3。
一、单项选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 科研人员将人工合成的丝蛋白基因导入蚕卵中,蚕卵孵化后吐出的丝中就含有人工合成的丝蛋白。与天然的蚕丝相比,含该丝蛋白的蚕丝更加轻薄,韧性更强。下列有关叙述正确的是( )
A. 该丝蛋白与天然的蚕丝蛋白含有的氨基酸种类可能不同
B. 丝蛋白基因指导丝蛋白合成时需要解旋酶、RNA聚合酶等参与
C. 加入双缩脲试剂,可判断该丝蛋白是否发生水解
D. 组成该丝蛋白氨基酸主要通过脱水缩合形成氢键相连
2. 人体约1/5~1/3的I-被吸收后分布于甲状腺。甲状腺滤泡上皮细胞内的I-浓度是血浆中I-浓度的30倍,甲状腺滤泡上皮细胞能通过钠—碘同向转运体(NIS)同时吸收I-和Na+。据此分析,I-和Na+通过NIS进入甲状腺滤泡上皮细胞的方式分别是( )
A. 自由扩散、协助扩散 B. 主动运输、协助扩散
C. 主动运输、自由扩散 D. 协助扩散、自由扩散
3. ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。下列生理过程中能生成ATP的是( )
A. NADH与氧结合生成水 B. 洋葱表皮细胞吸收水
C. 丙酮酸转化成乳酸 D. C3还原并转化为糖类
4. 某种植物的4号染色体上的 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,已知前者能合成植酸,后者不具有合成植酸的功能。将一个 A 基因导入基因型为A3- A25-的植株的6号染色体,构成基因型为A3- A25-A的植株。 不考虑子代植株细胞中 DNA 的复制,该植株自交子代中含有A25- A25-的个体所占比例是( )
A. 1/3 B. 1/5 C. 2/5 D. 3/8
5. 研究人员发现了一种与心脏组织相关的新基因,该基因在人类、大猩猩、黑猩猩细胞中存在一定的差异,但都有相对稳定的碱基序列,表明了不同种生物在进化上的联系。下列有关说法错误的是( )
A. 该发现为不同种生物进化提供了分子水平上的证据
B. 该基因在不同生物之间的差异大小可体现亲缘关系的远近
C. 该基因产生差异的主要原因是基因重组
D. 该基因发生的变异为生物的进化提供了原材料
6. 鱼类在人工饲养条件下产卵率较低,将同种鱼的某部位研碎后注入鱼体内,能提高产卵率,该过程利用的部位和激素种类分别是( )
A. 下丘脑和生长激素 B. 肾上腺和肾上腺皮质激素
C. 垂体和促性腺激素 D. 甲状腺和甲状腺激素
7. 活化的肺部先天免疫细胞(ILC2)分泌的细胞因子 IL-4能参与B细胞的激活,进而引发过敏性哮喘,部分过程如图所示,其中IL-33是呼吸道上皮细胞分泌的细胞因子。下列分析正确的是( )
A. 机体初次接触过敏原时引发的过敏性哮喘反应较弱
B. 图中B细胞的活化还需要过敏原和辅助性 T细胞的参与
C. 图中上皮细胞、ILC2 和B细胞都属于免疫细胞
D. 促进IL-33 和IL-4 的分泌,可减缓过敏性哮喘的发生
8. 某小组研究了弱光条件下独脚金内酯类似物(GR24)对番茄幼苗生长的影响,结果(均值)如表所示。根据表中数据不能得出的结论是( )
叶绿素a含量/(mg g-1) 叶绿素b含量/(mg g-1) 单株干重/g 单株分枝数/个
弱光+水 1.42 0.61 1.11 1.83
弱光+GR24 1.98 0.98 1.30 1.54
A. GR24处理使幼苗叶绿素a含量/叶绿素b含量的值下降
B. GR24处理使番茄幼苗的净光合速率增大
C. GR24与细胞分裂素均能促进侧枝数增加
D. GR24处理提高了番茄幼苗对弱光的利用能力
9. 下列有关种群密度调查方法的说法,正确的是( )
A. 样方法只能用于调查植物的种群密度,不能用于调查动物的种群密度
B. 用样方法调查蒲公英种群密度时,对压在边界线上的个体需要全部计数
C. 用抽样检测法对培养液中的酵母菌进行计数时,先滴培养液,再盖盖玻片
D. 用标记重捕法调查田鼠的种群密度时,部分标记物脱落,调查结果可能偏大
10. 入侵植物水葫芦曾经在我国多地泛滥成灾。研究人员对某水域在水葫芦入侵前后的群落特征进行了研究,结果如表所示。下列对该水域群落的分析,不合理的是( )
调查时段 物种数 主要植物类型 优势种
入侵前 I 100 沉水植物、浮水植物、挺水植物 龙须眼子菜等多种
入侵后 Ⅱ 22 浮水植物、挺水植物 水葫芦、水葱
Ⅲ 10 浮水植物 水葫芦
A. Ⅰ时段,该水域群落具有明显的垂直结构
B. Ⅱ时段,沉水植物消失与水葫芦入侵后导致光照减少有关
C. Ⅲ时段调查水葱种群密度时,取样面积应比Ⅱ时段的小
D. 在Ⅲ时段对水葫芦进行有效治理,群落物种数和植物类型会增加
11. 某地区发展生态果园的模式如图所示。下列分析错误的是( )
A. 去除害虫可缩短食物链,减少能量的损耗
B. 图中的生产者有果树、杂草和食用菌
C. 碳在图中生物间主要以含碳有机物的形式流动
D. 该生态果园遵循生态工程中的循环、整体等原理
12. 人们在酿造果醋时,往往要先酿造果酒,其原因不包括( )
A. 果酒发酵液能抑制杂菌的生长,有利于提高果醋的产率
B. 醋酸菌能以果酒中的乙醇为底物来产生乙酸
C. 果酒有利于溶解水果中的风味物质并保留在果醋中
D. 酿制果酒和果醋时的最适发酵温度接近,均为30~35℃
13. “DNA粗提取与鉴定”实验需要对材料进行选择、处理。为了提取出DNA相对含量较高的白色丝状物,下列对实验材料的选择和处理,正确的是( )
A. 以猪成熟红细胞为实验材料时,可在滤液中加入适量的木瓜蛋白酶
B. 以菜花为实验材料时,在研磨过程中可加入适量纤维素酶
C. 以植物叶片为实验材料时,一般使用体积分数为50%的预冷酒精提取DNA
D. 以香蕉为实验材料时,将研磨液在4℃的冰箱中放置几分钟后,取沉淀物进行离心
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 茶树作为我国重要的经济作物之一,在引种和种植的过程中,需要考虑种植地区的最低极限温度及持续时间。某研究小组监测了-5℃条件下,2个茶树品种叶片内SOD(超氧化物歧化酶,可清除逆境胁迫下产生的超氧自由基)活性的变化情况,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A. 低温时产生超氧自由基,会损伤细胞的生物膜系统
B. 处理2天SOD活性降低的原因是低温破坏了酶的空间结构
C. 处理2~8天SOD活性上升说明两种茶树均有一定的低温适应能力
D. 推测舒茶早品种比乌牛早品种更适合在低温环境下种植
15. 先天性色素失禁症是X染色体上的Nemo基因失常所致,是一种显性遗传病。若个体细胞中只含有Nemo基因,则会导致个体病情严重,在胎儿期就会死亡,而杂合子症状较轻,因此患者通常为女性。某女性杂合子与正常男性婚配,所生儿子(性染色体组成为XXY)为该病患者,下列分析正确的是( )
A. 该儿子患病的原因可能是初级卵母细胞在减数分裂1后期,两条X染色体未分开
B. 该儿子患病的原因可能是初级精母细胞在减数分裂1后期,X染色体和Y染色体未分开
C. 该儿子患病的原因可能是初级卵母细胞在四分体时期,两条X染色体片段互换
D. 该夫妇计划生育第二个孩子,正常情况下,生育正常女儿的概率为1/4
16. 中间神经元是一种特殊的神经细胞,能够调节神经细胞对传入信号的反应敏感度,从而抑制突触后神经元过度兴奋。SLK是存在于中间神经元中的一种酶,决定了中间神经元的调节程度。研究表明,癫痫发作就是由大面积神经细胞过度兴奋引起的,一些癫痫患者的神经细胞中的SLK比正常人的少。下列有关叙述正确的是( )
A. 条件反射和非条件反射都需要中间神经元参与
B. SLK是中间神经元分泌的一种抑制性神经递质
C. 中间神经元释放的神经递质可能降低了突触后膜对Na+的通透性
D. 促进中间神经元中SLK的合成,可缓解癫痫的发作
17. 在某河流生态系统中,因环境变化,甲、乙两种鱼的种群数量比随时间发生变化的情况如图所示。不考虑迁入、迁出,下列分析正确的是( )
A. 0~t2,甲、乙两种鱼可能存在种间竞争关系
B. 0~t1,乙种群的出生率可能小于死亡率
C. 0~t2,甲的种群数量变化呈“S”形增长
D. t1 时刻后,甲、乙两种群的增长趋势可能不相同
18. 小胶质细胞参与一系列神经退行性疾病的发生过程,包括阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿舞蹈症、肌萎缩侧索硬化等。科研人员制备了抗小胶质细胞表面标志蛋白 CD22的单克隆抗体,具体方法如图所示。下列对抗CD22单克隆抗体的制备的分析,不合理的是( )
A. 步骤①和步骤⑤向小鼠注射的都是CD22
B. 步骤②所用的 SP2/0细胞具有无限增殖的特点
C. 吸取③中的上清液到④的培养孔中后须加入 CD22 进行检测
D. 步骤⑥提取的抗CD22 抗体,可抑制神经退行性疾病的发生
三、非选择题:本题共5小题,共59分。
19. 土壤盐渍化导致全球耕地面积不断减少,极大程度限制了作物产量和品质的提高。我国农学家选育两种大豆新品种,以国际公认的耐盐品种和敏盐品种作为对照材料,检测各项指标,结果如表所示。据表分析,回答下列问题:
品种 敏盐品种 耐盐品种 新品种1 新品种2
SPAD相对值/% 82.07 115.94 107.31 68.69
气孔相对导度/% 11.11 57.14 50.00 2000
胞间CO2相对浓度/% 163.37 95.27 97.03 90.92
相对植株干重/% 45.61 90.32 96.42 65.67
相对根长/% 74.66 87.31 99.87 70.04
注:SPAD相对值为叶绿素的相对含量,上述相对值均为150mmol·L-1NaCl溶液胁迫处理的结果。
(1)在盐胁迫条件下,耐盐品种与敏盐品种表现出不同的光合速率。
①耐盐品种比敏盐品种光反应速率更高,原因___________。
②耐盐品种比敏盐品种的暗反应速率更__________,判断依据是__________。
(2)对比表中数据可知,新品种1与__________品种的生理特性更接近,新品种2与__________品种的生理特性更接近。(填“耐盐”或“敏盐”)
(3)为获得高产的大豆,由表中的__________(填指标名称)可判断出四个品种中最适合在盐碱地中种植的是__________。
20. 湿地生态系统生物多样性丰富,吸引了很多鸟类来此觅食和栖息。某地含有多种湿地生态系统,由于积水含量的变化,该地的不同湿地生态系统出现不同程度的退化。某研究小组对多个湿地生态系统的生物多样性进行了调查,结果如表所示。回答下列问题:
湿地类型 典型湿地 季节性湿地 中度退化湿地 严重退化湿地
湿地特征 常年积水 季节性积水 无积水 完全干涸,鼠害严重
生物多样性指数 2.7 2.4 2.1 1.5
鸟类丰富度 25 17 12 9
注:生物多样性指数反映生物多样性水平。
(1)该地的湿地记录有维管植物1227 种,鱼类87 种、两栖类8种、爬行类4 种、鸟类 121种、哺乳类14种,这主要体现了生物多样性的______________________。
(2)湿地生态系统中的积水减少会导致鸟类丰富度____________,原因可能是____________。
(3)季节性湿地会出现季节性积水,要认识该地群落,首先要分析该地生物群落的_____。
(4)严重退化湿地完全干涸,鼠害严重,抵抗力稳定性明显低于其他湿地,这是由于严重退化湿地的__________。
(5)湿地的退化与生态足迹密切相关,生态足迹的值过大,会对湿地环境造成破坏。为了对退化的湿地进行全力保护,可采取的措施有________(答出2 点)。
21. 光照的昼夜节律性对机体代谢具有重要调节作用。量公共卫生调查数据显示,夜间过多光源暴露可显著增加糖尿病等代谢性疾病的患病风险。我国学者首次揭示了夜间光照影响血糖代谢的机制,如图所示。回答下列问题:
(1)图中过程的调节方式是__________。调节过程中涉及的结构属于外周神经系统的是__________。
(2)长期熬夜可增加患糖代谢相关疾病的风险。据图分析,其原因可能是__________,从而增加患糖代谢相关疾病的风险。
(3)为了验证上述调节机制,科研人员以生长状况相同的健康小鼠为材料进行了如下实验:
①将生长状况相同的健康小鼠分为甲、乙两组,分别于夜间__________后,立即口服等量葡萄糖。
②将甲组小鼠置于黑暗条件下,对乙组小鼠__________,30min以后,每隔一段时间,分别检测两组小鼠的血糖含量变化。
③若实验结果是__________,则可验证上述调节机制。
22. 选育早熟高产新品种一直是水稻遗传育种研究的主攻方向之一。“高产不早熟、早熟不高产”即所谓“优而不早、早而不优”的现象是杂交稻品种培育过程中遇到的重大难题。科研人员在众多的野生水稻品系中发现了野生品系A,其抽穗期较普通的野生品系提前13~19天,其产量较普通的野生品系提高了30.1%~41.6%,科研人员对此展开了研究,回答下列问题:
(1)实现水稻收获的前提条件是要有一定的有机物积累量。一般情况下,生长周期短,积累的有机物量__________(填“多”或“少”),因此,水稻高产一般需要较长的生长周期。
(2)光合作用基因(OsRBCS3,与光合效率有关)、氮素吸收转运基因(OsNRT1.1B、OsNRT2.4和OsNR2)以及开花途径基因(OsFTL1,与花期早晚有关)是水稻的早熟高产相关基因。
①科研人员计划通过PCR等技术对早熟高产相关基因进行分子水平的检测,PCR技术依据的原理是__________。
②检测结果发现,野生品系A的早熟高产相关基因与普通野生品系的并无差别。科研人员进一步检测了早熟高产相关基因表达产物的相对含量,结果如图所示。综合题中,材料和图示信息,从代谢角度分析,早熟高产品系所具有的特点是__________。
(3)进一步研究发现,野生品系A的早熟高产相关基因的转录因子(一类具有特定结构的蛋白质)表达量与普通野生品系相比明显增加,这些转录因子能促进以上基因的表达。这些转录因子都受OsDREB1C基因的调控。科研人员检测了OsDREB1C基因的序列,结果显示,与普通野生品系的OsDREB1C基因相比,野生品系A的OsDREB1C基因启动子的甲基化水平明显降低,其余部分完全相同。
①野生品系A的OsDREB1C基因__________(填“是”或“不是”)由普通野生品系的基因突变而来的,理由是__________。
②根据以上信息推测,野生品系A早熟高产的原因可能是__________。
(4)科研人员为了将野生品系A中的OsDREB1C基因整合到常规栽培稻中,选择野生品系A与常规栽培稻杂交,获得F1。为保证培育出来的早熟高产栽培稻除OsDREB1C基因来自野生品系A外,其余的基因尽可能来自常规栽培稻,可将Fi中的早熟高产个体与__________(填“常规栽培稻”或“野生品系A")杂交,重复多代后可获得相应的早熟高产栽培稻。
23. 猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)是通过猪细胞膜上的受体CD163 进行感染的。为实时监控受体CD163的表达和转运过程,科研人员将红色荧光蛋白 RFP 基因与CD163 基因拼接在一起,如图1所示,使其表达为一条多肽。 图2 表示用PCR 扩增后的CD163 基因的部分碱基序列。回答下列问题:
(1)为了完整的扩增CD163 基因序列,科研人员设计了一对碱基序列相等的引物,其中一个引物序列为 另一个引物序列为________。在PCR 扩增过程中引物与两条单链DNA结合时的温度一般要控制在________℃左右。
(2)为了扩增后的 CD163 基因能够与 RFP 基因拼接在一起,科研人员从图3的三种限制酶中选择了两种,然后对CD163 基因进行切割,切割结果如图3 所示。科研人员选择的限制酶是________,判断的依据是_______。
(3)根据图1分析,为了使拼接后的重组基因能够表达成一条多肽,需要除去 CD163 基因中编码________(填“起始密码子”或“终止密码子”)的序列。
(4)将图1所示表达载体导入猪的细胞,该表达载体转录时以________(填“a”或“b”)链为模板;翻译时,RFP蛋白与CD163蛋白合成的顺序是________。高三生物学考试
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4、本试卷主要考试内容:人教版必修1、2.选择性必修1、2、3。
一、单项选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 科研人员将人工合成的丝蛋白基因导入蚕卵中,蚕卵孵化后吐出的丝中就含有人工合成的丝蛋白。与天然的蚕丝相比,含该丝蛋白的蚕丝更加轻薄,韧性更强。下列有关叙述正确的是( )
A. 该丝蛋白与天然的蚕丝蛋白含有的氨基酸种类可能不同
B. 丝蛋白基因指导丝蛋白合成时需要解旋酶、RNA聚合酶等参与
C. 加入双缩脲试剂,可判断该丝蛋白是否发生水解
D. 组成该丝蛋白的氨基酸主要通过脱水缩合形成氢键相连
【答案】A
【解析】
【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸,其结构通式是,即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
【详解】A、蛋白质结构决定功能,蛋白质结构的多样性表现在氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同,该丝蛋白与天然的蚕丝蛋白功能有所不同,但所组成的氨基酸种类可能相同,A正确;
B、丝蛋白基因指导丝蛋白合成时,在RNA聚合酶的作用下解旋,不需要解旋酶的作用,B错误;
C、蛋白质在蛋白酶的作用下会水解成为短肽,短肽和蛋白质都含肽键,都可以和双缩脲试剂发生紫色反应,故加入双缩脲试剂,不能判断该丝蛋白是否发生水解,C错误;
D、组成该丝蛋白氨基酸主要通过脱水缩合形成肽键相连,D错误。
故选A。
2. 人体约1/5~1/3的I-被吸收后分布于甲状腺。甲状腺滤泡上皮细胞内的I-浓度是血浆中I-浓度的30倍,甲状腺滤泡上皮细胞能通过钠—碘同向转运体(NIS)同时吸收I-和Na+。据此分析,I-和Na+通过NIS进入甲状腺滤泡上皮细胞的方式分别是( )
A. 自由扩散、协助扩散 B. 主动运输、协助扩散
C. 主动运输、自由扩散 D. 协助扩散、自由扩散
【答案】B
【解析】
【分析】小分子物质跨膜运输的方式有被动运输和主动运输:(1)被动运输:①自由扩散:顺梯度运输,不需要载体蛋白和能量,如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。②协助扩散:顺梯度运输,需要载体蛋白,但不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖,动力:浓度差。(2)主动运输:逆梯度运输,既需要载体协助,又需要消耗能量,如细胞吸收K+、Na+、Ca2+、氨基酸等。动力:能量(ATP提供)。
【详解】根据题意可知,甲状腺滤泡上皮细胞内的I-浓度是血浆中I-浓度的30倍,因此I-是逆浓度梯度通过NIS进入甲状腺滤泡上皮细胞的,属于主动运输,据此可推测,Na+通过NIS进入甲状腺滤泡上皮细胞是顺浓度梯度进行的,属于协助扩散,Na+的离子势能为I-的运输提供能量,ACD错误,B正确。
故选B。
3. ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。下列生理过程中能生成ATP的是( )
A. NADH与氧结合生成水 B. 洋葱表皮细胞吸收水
C. 丙酮酸转化成乳酸 D. C3还原并转化为糖类
【答案】A
【解析】
【分析】ATP是生物体的直接能源物质,ATP在细胞内含量并不高,可以和ADP迅速转化形成。人和动物体内产生ATP的生理过程只有呼吸作用,高等植物体内产生ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸,ATP中的能量可用于各种生命活动,可以转变为光能、化学能等,但形成ATP的能量来自呼吸作用释放的能量或植物的光合作用。
【详解】A、NADH与氧结合生成水发生在有氧呼吸的第三阶段,此时有大量ATP生成,A正确;
B、洋葱表皮细胞吸收水的过程既不消耗ATP也不生成ATP,B错误;
C、丙酮酸转化成乳酸发生在无氧呼吸的第二阶段,不生成ATP,C错误;
D、C3还原并转化为糖类是光合作用暗反应阶段的生理过程,此过程会消耗ATP,D错误。
故选A。
4. 某种植物的4号染色体上的 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,已知前者能合成植酸,后者不具有合成植酸的功能。将一个 A 基因导入基因型为A3- A25-的植株的6号染色体,构成基因型为A3- A25-A的植株。 不考虑子代植株细胞中 DNA 的复制,该植株自交子代中含有A25- A25-的个体所占比例是( )
A. 1/3 B. 1/5 C. 2/5 D. 3/8
【答案】B
【解析】
【分析】已知基因A3-和A25-都在4号染色体上,再导入一个A基因至6号染色体上,由于它们位于不同对染色体上,故该植物在减数分裂产生配子时,遵循基因自由组合定律。
【详解】由分析可知,A3-A25-A植物在减数分裂产生配子时,遵循基因自由组合定律,产生配子的基因型为A3-A、A25-A、A3-、A25-,比例各自占1/4;该植物自交后代中基因型为A25- A25-=1/4×1/4=1/16的个体死亡,存活个体占1 1/16=15/16,含有A25- A25-的后代个体基因型有2种,分别是AAA25- A25-=1/4×1/4=1/16,AA25- A25-=1/4×1/4×2=2/16,二者共占3/16,因此该植物自交子代中含有A25- A25-的比例是3/16÷15/16=1/5,B正确。
故选B。
5. 研究人员发现了一种与心脏组织相关的新基因,该基因在人类、大猩猩、黑猩猩细胞中存在一定的差异,但都有相对稳定的碱基序列,表明了不同种生物在进化上的联系。下列有关说法错误的是( )
A. 该发现为不同种生物进化提供了分子水平上的证据
B. 该基因在不同生物之间的差异大小可体现亲缘关系的远近
C. 该基因产生差异的主要原因是基因重组
D. 该基因发生的变异为生物的进化提供了原材料
【答案】C
【解析】
【分析】1.变异分为可遗传变异和不可遗传变异两大类,其中可遗传变异包括基因重组、基因突变和染色体变异;
2.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、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。其中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、该基因在人类、大猩猩、黑猩猩细胞中存在一定的差异,但都有相对稳定的碱基序列,表明了不同种生物在进化上的联系,因此该发现为不同种生物进化提供了分子水平上的证据,A正确;
B、该基因在不同生物之间的差异大小可体现分子水平亲缘关系的远近,B正确;
C、该基因产生差异的主要原因是基因突变,而不是基因重组,C错误;
D、该基因发生的变异是基因突变,为生物的进化提供了原材料,D正确。
故选C。
6. 鱼类在人工饲养条件下产卵率较低,将同种鱼的某部位研碎后注入鱼体内,能提高产卵率,该过程利用的部位和激素种类分别是( )
A. 下丘脑和生长激素 B. 肾上腺和肾上腺皮质激素
C. 垂体和促性腺激素 D. 甲状腺和甲状腺激素
【答案】C
【解析】
【分析】性激素是由性腺分泌;生长激素、促甲状腺激素和促性腺激素都是由垂体分泌,但只有促性腺激素促进性腺生长和分泌性激素,另外促进生殖细胞生成.
【详解】垂体分泌的促性腺激素能促进性腺的生长和发育,促进性腺合成和分泌性激素,进而促进产卵,C正确,ABD错误。
故选C。
7. 活化的肺部先天免疫细胞(ILC2)分泌的细胞因子 IL-4能参与B细胞的激活,进而引发过敏性哮喘,部分过程如图所示,其中IL-33是呼吸道上皮细胞分泌的细胞因子。下列分析正确的是( )
A. 机体初次接触过敏原时引发的过敏性哮喘反应较弱
B. 图中B细胞的活化还需要过敏原和辅助性 T细胞的参与
C. 图中上皮细胞、ILC2 和B细胞都属于免疫细胞
D. 促进IL-33 和IL-4 的分泌,可减缓过敏性哮喘的发生
【答案】B
【解析】
【分析】过敏反应的原理是:机体第一次接触过敏原时,机体会产生抗体,吸附在某些细胞表面(比如肥大细胞);当机体再次接触到过敏原时,被抗体吸附的细胞与过敏原结合后会释放组胺等物质,进而引起过敏反应。
【详解】A、机体初次接触过敏原时不会引发的过敏性哮喘反应,再次接触过敏原时,出现过敏性哮喘反应,A错误;
B、由图示可知, IL-4等细胞因子可以参与B细胞的激活,除此之外B细胞活化所需的信号还有过敏原结合B细胞产生信号,辅助性T细胞识别过敏原后,细胞表面特定分子发生变化并结合B细胞产生信号,B正确;
C、ILC2 和B细胞都属于免疫细胞,上皮细胞能分泌细胞因子但是不属于免疫细胞,C错误;
D、结合题意,促进IL-33 和IL-4 的分泌,可加重过敏性哮喘的发生,D错误。
故选B。
8. 某小组研究了弱光条件下独脚金内酯类似物(GR24)对番茄幼苗生长的影响,结果(均值)如表所示。根据表中数据不能得出的结论是( )
叶绿素a含量/(mg g-1) 叶绿素b含量/(mg g-1) 单株干重/g 单株分枝数/个
弱光+水 1.42 0.61 1.11 1.83
弱光+GR24 1.98 0.98 1.30 1.54
A. GR24处理使幼苗叶绿素a含量/叶绿素b含量的值下降
B. GR24处理使番茄幼苗的净光合速率增大
C. GR24与细胞分裂素均能促进侧枝数增加
D. GR24处理提高了番茄幼苗对弱光的利用能力
【答案】C
【解析】
【分析】表格数据分析:GR24处理可以使叶绿素a、叶绿素b的含量增加,但叶绿素a/b比值降低,单株干重增加,单株分枝数减少,据此答题即可。
【详解】A、由表可知,用水处理组叶绿素a含量/叶绿素b含量的值约为2.33,GR24处理组叶绿素a含量/叶绿素b含量的值约为2.02,所以根据表中数据能推测GR24处理使幼苗叶绿素a含量/叶绿素b含量的值下降,A错误;
BD、在弱光条件下,GR24处理后叶绿素a和叶绿素b的含量增加,单株干重增加,可推测GR24提高了番茄幼苗对弱光的利用能力,使净光合速率增加,BD错误;
C、GR24处理抑制了幼苗分枝的形成,细胞分裂素的作用是促进侧枝的发育,两者作用效果不同,所以根据表中数据不能推测GR24与细胞分裂素均能促进侧枝数增加,C正确。
故选C。
9. 下列有关种群密度调查方法的说法,正确的是( )
A. 样方法只能用于调查植物的种群密度,不能用于调查动物的种群密度
B. 用样方法调查蒲公英种群密度时,对压在边界线上的个体需要全部计数
C. 用抽样检测法对培养液中的酵母菌进行计数时,先滴培养液,再盖盖玻片
D. 用标记重捕法调查田鼠的种群密度时,部分标记物脱落,调查结果可能偏大
【答案】D
【解析】
【分析】调查种群密度常用样方法和标记重捕法,其中样方法适用于调查植物和活动能力弱、活动范围小的动物,而标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物。
【详解】A、样方法也适用于调查活动范围小的动物的种群密度,如跳蝻,A错误;
B、样方法调查蒲公英种群密度时,对于边界线上的个体应计数相邻两条边及夹角上的个体,若将样方线上的个体都统计在内,会使计算所得数值偏大,B错误;
C、调查培养液中酵母菌的种群数量时,应先盖盖玻片后滴培养液,让培养液自行渗入到计数室,C错误;
D、种群数量=(第一次捕获标记的个体数×第二次捕获的个体数)÷第二次捕获的个体中被标记的个体数,通过公式可知,用标志重捕法调查时,部分被标记个体的标记物脱落,将会导致调查结果较实际值偏大,D正确。
故选D。
10. 入侵植物水葫芦曾经在我国多地泛滥成灾。研究人员对某水域在水葫芦入侵前后的群落特征进行了研究,结果如表所示。下列对该水域群落的分析,不合理的是( )
调查时段 物种数 主要植物类型 优势种
入侵前 I 100 沉水植物、浮水植物、挺水植物 龙须眼子菜等多种
入侵后 Ⅱ 22 浮水植物、挺水植物 水葫芦、水葱
Ⅲ 10 浮水植物 水葫芦
A. Ⅰ时段,该水域群落具有明显的垂直结构
B. Ⅱ时段,沉水植物消失与水葫芦入侵后导致光照减少有关
C. Ⅲ时段调查水葱种群密度时,取样面积应比Ⅱ时段的小
D. Ⅲ时段对水葫芦进行有效治理,群落物种数和植物类型会增加
【答案】C
【解析】
【分析】群落的物种丰富度是指物种数目的多少,物种组成是区分不同群落的重要特征,群落的空间结构有垂直结构和水平结构,垂直结构呈分层现象,充分利用阳光、空间等资源,动物依据植物提供的食物条件和栖息空间也有分层现象。
【详解】A、沉水植物、浮水植物、挺水植物是在垂直方向上有分层现象,属于群落的垂直结构,即Ⅰ时段,该水域群落具有明显的垂直结构,A正确;
B、II时段,沉水植物消失,可能因为水葫芦入侵后争夺光照,沉水植物由于缺乏光照不能进行光合作用而死亡,B正确;
C、 III时段群落中可能仍有水葱,但此时水葫芦已经是优势种,水葱数量减少,故调查其种群密度时,取样面积应比II时段大,C错误;
D、 在III时段对水葫芦进行有效治理,水葫芦数量减少,其他植物能获得更多的光照及无机盐等营养物质,所以群落物种数和植物类型会增加,D正确。
故选C。
11. 某地区发展生态果园的模式如图所示。下列分析错误的是( )
A. 去除害虫可缩短食物链,减少能量的损耗
B. 图中的生产者有果树、杂草和食用菌
C. 碳在图中生物间主要以含碳有机物的形式流动
D. 该生态果园遵循生态工程中的循环、整体等原理
【答案】B
【解析】
【分析】碳在生物群落内部以有机物形式循环,通过食物链、食物网渠道进行传递,碳在无机环境与生物群落之间主要是二氧化碳的形式进行循环。
【详解】A、去除害虫可缩短食物链,鸡鸭直接以生产者为食,减少能量的损耗,A正确;
B、图中果树和杂草为生产者,食用菌为分解者,B错误;
C、碳在图中生物间主要以含碳有机物的形式流动,碳在生物群落和无机环境之间以CO2形式进行循环,C正确;
D、该生态果园遵循生态工程中的循环、整体等原理,如鸡鸭粪便的合理利用促进了生态系统的物质迁移与转化,D正确。
故选B。
12. 人们在酿造果醋时,往往要先酿造果酒,其原因不包括( )
A. 果酒发酵液能抑制杂菌的生长,有利于提高果醋的产率
B. 醋酸菌能以果酒中的乙醇为底物来产生乙酸
C. 果酒有利于溶解水果中的风味物质并保留在果醋中
D. 酿制果酒和果醋时的最适发酵温度接近,均为30~35℃
【答案】D
【解析】
【分析】在葡萄酒的自然发酵过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。醋酸菌是好氧菌,最是生长温度为30~35℃。
【详解】A、酒精发酵产生的酒精能抑制杂菌的生长,有利于提高果醋的产率,A正确;
B、缺少糖源时,醋酸能将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸(醋酸),B正确;
C、果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中,增加果醋风味,C正确;
D、酿制果酒和果醋时的最适发酵温度不同,前者为18~30℃,后者为30~35℃,D错误。
故选D。
13. “DNA粗提取与鉴定”实验需要对材料进行选择、处理。为了提取出DNA相对含量较高的白色丝状物,下列对实验材料的选择和处理,正确的是( )
A. 以猪成熟红细胞为实验材料时,可在滤液中加入适量的木瓜蛋白酶
B. 以菜花为实验材料时,在研磨过程中可加入适量的纤维素酶
C. 以植物叶片为实验材料时,一般使用体积分数为50%的预冷酒精提取DNA
D. 以香蕉为实验材料时,将研磨液在4℃的冰箱中放置几分钟后,取沉淀物进行离心
【答案】B
【解析】
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理:
1、DNA的溶解性:DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。
2、DNA的鉴定:在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、猪成熟红细胞无细胞核与细胞器,几乎不含DNA,不能用作该实验的材料,A错误;
B、由于菜花细胞含有细胞壁,可在研磨过程中加入适量的纤维素酶,以缩短研磨时间,避免研磨时间过长,影响DNA的提取量,B正确;
C、以植物的叶片为实验材料时,一般使用体积分数为95%的预冷酒精提取DNA,C错误;
D、以香蕉为实验材料时,将研磨液在4℃的冰箱中放置几分钟后,取上清液进行离心,D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 茶树作为我国重要的经济作物之一,在引种和种植的过程中,需要考虑种植地区的最低极限温度及持续时间。某研究小组监测了-5℃条件下,2个茶树品种叶片内SOD(超氧化物歧化酶,可清除逆境胁迫下产生的超氧自由基)活性的变化情况,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A. 低温时产生超氧自由基,会损伤细胞的生物膜系统
B. 处理2天SOD活性降低的原因是低温破坏了酶的空间结构
C. 处理2~8天SOD活性上升说明两种茶树均有一定的低温适应能力
D. 推测舒茶早品种比乌牛早品种更适合在低温环境下种植
【答案】AC
【解析】
【分析】1、生物膜的主要成分是蛋白质和磷脂,低温时会产生超氧自由基,而自由基会攻击蛋白质分子和磷脂等生物膜的组成成分,会损伤细胞的生物膜系统;
2、酶的活性温度影响,低温会抑制酶的活性,但不会破坏酶的结构。
【详解】A、低温时产生超氧自由基,自由基会攻击蛋白质分子和磷脂等生物膜的组成成分,会损伤细胞的生物膜系统,A正确;
B、处理2天SOD活性降低的原因是低温降低了相关酶的活性,但不会破坏酶的空间结构,B错误;
C、由图可以看出,处理2~8天SOD活性都上升了,说明两种茶树均能适应一定的低温环境,具有对低温环境的适应能力,C正确;
D、乌牛早品种的SOD活性高于舒茶早品种的,可推测乌牛早品种比舒茶早品种更适合在低温环境下种植,D错误。
故选AC。
15. 先天性色素失禁症是X染色体上的Nemo基因失常所致,是一种显性遗传病。若个体细胞中只含有Nemo基因,则会导致个体病情严重,在胎儿期就会死亡,而杂合子症状较轻,因此患者通常为女性。某女性杂合子与正常男性婚配,所生儿子(性染色体组成为XXY)为该病患者,下列分析正确的是( )
A. 该儿子患病的原因可能是初级卵母细胞在减数分裂1后期,两条X染色体未分开
B. 该儿子患病的原因可能是初级精母细胞在减数分裂1后期,X染色体和Y染色体未分开
C. 该儿子患病的原因可能是初级卵母细胞在四分体时期,两条X染色体片段互换
D. 该夫妇计划生育第二个孩子,正常情况下,生育正常女儿的概率为1/4
【答案】ABD
【解析】
【分析】减数分裂染色体复制一次,细胞连续分裂两次,子细胞染色体数目减半。在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体联会,形成四分体;在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离、非同源染色体自由组合。经历减数分裂Ⅰ后,染色体减半。在减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成染色体,移向细胞两极。
【详解】A、假设X染色体上的显性致病基因为N,非致病基因为n,该女性杂合子的基因型为XNXn,该正常男性的基因型为XnY,所生儿子为该病患者,基因型可能为XNXnY。若初级卵母细胞在减数分裂I后期,两条X染色体未分开,则可形成基因型为XNXn的卵细胞,与含Y的精子结合,形成基因型为XNXnY的个体,A正确。
B、若初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期,X染色体和Y染色体未分开,则可形成基因型为XnY的精子,与含XN的卵细胞结合,形成基因型为XNXnY的个体,B正确。
C、初级卵母细胞在四分体时期,两条X染色体片段互换,形成的次级卵母细胞的基因型为XNXn,经减数分裂II形成的卵细胞的基因型为XN、Xn,与含Y的精子结合,不能形成基因型为XNXnY的个体,C错误。
D、某女性杂合子(XNXn)与正常男性(XnY)婚配,生育正常女儿(XnXn)的概率为(1/2)×(1/2)=1/4,D正确。
故选ABD。
16. 中间神经元是一种特殊的神经细胞,能够调节神经细胞对传入信号的反应敏感度,从而抑制突触后神经元过度兴奋。SLK是存在于中间神经元中的一种酶,决定了中间神经元的调节程度。研究表明,癫痫发作就是由大面积神经细胞过度兴奋引起的,一些癫痫患者的神经细胞中的SLK比正常人的少。下列有关叙述正确的是( )
A. 条件反射和非条件反射都需要中间神经元的参与
B. SLK是中间神经元分泌的一种抑制性神经递质
C. 中间神经元释放神经递质可能降低了突触后膜对Na+的通透性
D. 促进中间神经元中SLK的合成,可缓解癫痫的发作
【答案】CD
【解析】
【分析】兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的,突触包括突触前膜、突触后膜和突触间隙,突触前膜内的突触小泡含有神经递质,神经递质以胞吐的形式分泌到突触间隙,作用于突触后膜上的受体,引起突触后膜所在神经元兴奋或抑制。
【详解】A、并不是所有的反射都需要中间神经元的参与,比如膝跳反射没有中间神经元的参与,A错误;
B、SLK是中间神经元产生的一种酶,不是神经递质,B错误;
C、根据题意可知,中间神经元能够调节神经细胞对传入信号的反应敏感度,从而抑制突触后神经元过度兴奋,神经元释放的可能是一种抑制性神经递质,能降低突触后膜对Na+的通透性,C正确;
D、癫痫发作是由大面积神经细胞过度兴奋引起的,促进中间神经元中的SLK的合成,可抑制突触后神经元过度兴奋,从而缓解癫痫的发作,D正确。
故选CD。
17. 在某河流生态系统中,因环境变化,甲、乙两种鱼的种群数量比随时间发生变化的情况如图所示。不考虑迁入、迁出,下列分析正确的是( )
A. 0~t2,甲、乙两种鱼可能存在种间竞争关系
B. 0~t1,乙种群的出生率可能小于死亡率
C. 0~t2,甲的种群数量变化呈“S”形增长
D. t1 时刻后,甲、乙两种群的增长趋势可能不相同
【答案】AD
【解析】
【分析】 种间关系:①捕食:一种生物以另外一种为食的现象;②寄生:一种生物从另一种生物的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象;③竞争:两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象;④原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都彼此受益,但分开后,各自也能独立生活;⑤互利共生:两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。
【详解】A、甲种群与乙种群的数量比一开始小于1,该比值逐渐增大到1又逐渐降低到0,说明甲种群数量先增加后降低,最后被淘汰,进而说明甲乙为竞争关系,A正确;
B、0~t1,甲种群与乙种群的数量比逐渐增大到1,说明甲种群竞争力逐渐增大,但甲的种群数量始终小于乙,说明乙种群竞争力更强,乙种群的出生率大于死亡率,B错误;
C、t2时,甲种群数量为0,甲的种群数量变化不会呈“S”形增长,C错误;
D、t1 时刻后,甲种群与乙种群的数量比逐渐减小,甲种群竞争力减弱,直到t2时,甲种群数量为0,据此可知,t1 时刻后,甲、乙两种群的增长趋势可能不相同,D正确。
故选AD。
18. 小胶质细胞参与一系列神经退行性疾病的发生过程,包括阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿舞蹈症、肌萎缩侧索硬化等。科研人员制备了抗小胶质细胞表面标志蛋白 CD22的单克隆抗体,具体方法如图所示。下列对抗CD22单克隆抗体的制备的分析,不合理的是( )
A. 步骤①和步骤⑤向小鼠注射的都是CD22
B. 步骤②所用的 SP2/0细胞具有无限增殖的特点
C. 吸取③中的上清液到④的培养孔中后须加入 CD22 进行检测
D. 步骤⑥提取的抗CD22 抗体,可抑制神经退行性疾病的发生
【答案】A
【解析】
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】A、要获得抗 CD22单克隆抗体,步骤①应该注射 CD22蛋白(CD22抗原),步骤⑤是将分泌抗 CD22抗体的杂交瘤细胞注入小鼠体内培养,以获得大量单克隆抗体,A错误;
B、步骤②所用的 SP2/0细胞是骨髓瘤细胞,特点是能在体外无限增殖,B正确;
C、根据抗原—抗体杂交原理,应该用CD22蛋白检测其中是否含抗 CD22蛋白的抗体,因此,步骤④中需加入CD22蛋白进行专一抗体检测,C正确;
D、步骤⑥提取的抗CD22 抗体,能与抗小胶质细胞表面标志蛋白 CD22特异性结合,可抑制神经退行性疾病的发生,D正确。
故选A。
三、非选择题:本题共5小题,共59分。
19. 土壤盐渍化导致全球耕地面积不断减少,极大程度限制了作物产量和品质的提高。我国农学家选育两种大豆新品种,以国际公认的耐盐品种和敏盐品种作为对照材料,检测各项指标,结果如表所示。据表分析,回答下列问题:
品种 敏盐品种 耐盐品种 新品种1 新品种2
SPAD相对值/% 82.07 115.94 107.31 68.69
气孔相对导度/% 11.11 57.14 50.00 20.00
胞间CO2相对浓度/% 163.37 95.27 97.03 90.92
相对植株干重/% 45.61 90.32 96.42 65.67
相对根长/% 74.66 8731 99.87 70.04
注:SPAD相对值为叶绿素的相对含量,上述相对值均为150mmol·L-1NaCl溶液胁迫处理的结果。
(1)在盐胁迫条件下,耐盐品种与敏盐品种表现出不同的光合速率。
①耐盐品种比敏盐品种光反应速率更高,原因是___________。
②耐盐品种比敏盐品种的暗反应速率更__________,判断依据是__________。
(2)对比表中数据可知,新品种1与__________品种的生理特性更接近,新品种2与__________品种的生理特性更接近。(填“耐盐”或“敏盐”)
(3)为获得高产的大豆,由表中的__________(填指标名称)可判断出四个品种中最适合在盐碱地中种植的是__________。
【答案】(1) ①. 耐盐品种比敏盐品种的叶绿素相对含量更高,能吸收更多的光能 ②. 高 ③. 耐盐品种比敏盐品种的气孔相对导度大,但胞间CO2相对浓度低,说明耐盐品种比敏盐品种的CO2消耗量大
(2) ①. 耐盐 ②. 敏盐
(3) ①. 相对植株干重 ②. 新品种1
【解析】
【分析】光合作用过程:1、光反应阶段(场所:类囊体薄膜):物质变化①水的光解,生成氧气和[H];②利用光能将ADP和Pi结合形成ATP。2、暗反应阶段(场所:叶绿体基质):物质变化①碳的固定:二氧化碳与五碳化合物结合形成三碳化合物;②碳的还原:利用光反应所提供的ATP和[H],将三碳化合物还原成糖类有机物和五碳化合物。
本题主要考查光合作用,考查学生的解决问题能力、实验探究能力和创新能力。在盐胁迫条件下,由SPAD相对值判断,耐盐品种比敏盐品种的光反应速率更高。由气孔相对导度和胞间CO2相对浓度判断,耐盐品种比敏盐品种的暗反应速率更高。新品种1各项指标与耐盐品种相近,属于耐盐品种,新品种2各项指标与敏盐品种相近,属于敏盐品种。根据表中数据判断,相对植株干重最高的为新品种1。故最适合在盐碱地中种植的是新品种1。
【小问1详解】
在盐胁迫条件下,耐盐品种与敏盐品种表现出不同的光合速率。由表中的数据可以看出,①耐盐品种比敏盐品种光反应速率更高,原因是耐盐品种比敏盐品种的叶绿素相对含量更高,能吸收更多的光能。②耐盐品种比敏盐品种的暗反应速率更高,耐盐品种比敏盐品种的气孔相对导度大,但胞间CO2相对浓度低,说明耐盐品种比敏盐品种的CO2消耗量大。
【小问2详解】
对比表中数据可知,新品种1与耐盐品种的生理特性更接近,新品种2与敏盐品种的生理特性更接近。
【小问3详解】
为获得高产的大豆,由表中的相对植株干重可判断出四个品种中最适合在盐碱地中种植的是新品种1 , 新品种1的相对植株干重最大。 。
20. 湿地生态系统生物多样性丰富,吸引了很多鸟类来此觅食和栖息。某地含有多种湿地生态系统,由于积水含量的变化,该地的不同湿地生态系统出现不同程度的退化。某研究小组对多个湿地生态系统的生物多样性进行了调查,结果如表所示。回答下列问题:
湿地类型 典型湿地 季节性湿地 中度退化湿地 严重退化湿地
湿地特征 常年积水 季节性积水 无积水 完全干涸,鼠害严重
生物多样性指数 2.7 2.4 2.1 1.5
鸟类丰富度 25 17 12 9
注:生物多样性指数反映生物多样性水平。
(1)该地的湿地记录有维管植物1227 种,鱼类87 种、两栖类8种、爬行类4 种、鸟类 121种、哺乳类14种,这主要体现了生物多样性的______________________。
(2)湿地生态系统中的积水减少会导致鸟类丰富度____________,原因可能是____________。
(3)季节性湿地会出现季节性积水,要认识该地群落,首先要分析该地生物群落的_____。
(4)严重退化湿地完全干涸,鼠害严重,抵抗力稳定性明显低于其他湿地,这是由于严重退化湿地的__________。
(5)湿地的退化与生态足迹密切相关,生态足迹的值过大,会对湿地环境造成破坏。为了对退化的湿地进行全力保护,可采取的措施有________(答出2 点)。
【答案】20. 物种多样性
21. ①. 降低 ②. 食物缺乏,导致鸟类大量迁出
22. 物种组成 23. 生物种类少,食物链和食物网简单
24. 湿地周围禁止森林砍伐,种植植被;退耕还林;对退化的湿地基础上建立保护区
【解析】
【分析】分析表格数据可知,随着湿地退化,退化程度越严重,积水越少,并且生物多样性指数和鸟类丰富度都下降,严重退化的湿地的生物多样性指数最低,而且鸟类丰富度也最低。
【小问1详解】
生物多样性内涵:生物物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。该地的湿地记录有维管植物1227 种,鱼类87 种、两栖类8种、爬行类4 种、鸟类 121种、哺乳类14种,这主要体现了生物多样性的物种多样性。
【小问2详解】
由表可知,湿地生态系统中的积水减少,生物多样性指数降低,鸟类丰富度降低,其原因可能是:食物缺乏,导致鸟类大量迁出。
【小问3详解】
要认识一个群落,首先要分析该群落的物种组成,群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。
【小问4详解】
一般而言,生态系统的物种数目越多,丰富度越高,食物链和食物网越复杂,抵抗力稳定性越高,相反,生态系统的物种数目越少,丰富度越低,食物链和食物网越简单,抵抗力稳定性越低,因此严重退化湿地的抵抗力稳定性明显低于其他湿地,这是由于严重退化湿地的生物种类少,食物链和食物网简单。
【小问5详解】
生态足迹的值过大,会对湿地环境造成破坏,应减小生态足迹总量,提高生态承载力总量,为了对退化的湿地进行全力保护,可采取的措施有:湿地周围禁止森林砍伐,种植植被,减少水土流失,缓解水资源不足问题;退耕还林;对退化的湿地基础上建立保护区等。
21. 光照的昼夜节律性对机体代谢具有重要调节作用。量公共卫生调查数据显示,夜间过多光源暴露可显著增加糖尿病等代谢性疾病的患病风险。我国学者首次揭示了夜间光照影响血糖代谢的机制,如图所示。回答下列问题:
(1)图中过程的调节方式是__________。调节过程中涉及的结构属于外周神经系统的是__________。
(2)长期熬夜可增加患糖代谢相关疾病的风险。据图分析,其原因可能是__________,从而增加患糖代谢相关疾病的风险。
(3)为了验证上述调节机制,科研人员以生长状况相同的健康小鼠为材料进行了如下实验:
①将生长状况相同的健康小鼠分为甲、乙两组,分别于夜间__________后,立即口服等量葡萄糖。
②将甲组小鼠置于黑暗条件下,对乙组小鼠__________,30min以后,每隔一段时间,分别检测两组小鼠的血糖含量变化。
③若实验结果是__________,则可验证上述调节机制。
【答案】(1) ①. 神经调节 ②. 视神经和交感神经
(2)长期熬夜时,夜间光照可导致棕色脂肪组织产热减少,使机体对葡萄糖的利用减少
(3) ①. 检测两组小鼠的血糖含量 ②. 进行光照 ③. 乙组小鼠的血糖含量下降的速度比甲组小鼠的慢
【解析】
【分析】光调节葡萄糖代谢的机制:光可通过神经调节的方式影向糖代谢,其信号传导途径是:光→视网膜感光细胞→传入神经→下丘脑→交感神经→棕色脂肪细胞和肾上腺髓质,导致葡萄糖利用减少,导致血糖上升。
【小问1详解】
图中神经调节的信号传导途径是:光→视网膜感光细胞→传入神经→下丘脑→交感神经→棕色脂肪细胞和肾上腺髓质,导致葡萄糖利用减少,导致血糖上升。血糖代谢的调节除了图中所示的神经调节之外,还存在去甲肾上腺素等激素调节,所以血糖代谢的调节方式是神经-体液调节。在此过程中涉及的外周神经系统有视神经和交感神经;
【小问2详解】
光可通过神经调节的方式影响糖代谢,长期熬夜的不良生活方式可导致机体利用葡萄糖减少,导致血糖上升,故可增加患糖代谢相关疾病的风险;
【小问3详解】
上述调节机制表明夜间光照会使棕色脂肪组织产热减少,使机体对葡萄糖的利用减少,从而使血糖升高。为验证该结论,可将生长状况相同的健康小鼠分为甲、乙两组,分别于夜间检测两组小鼠的血糖含量后,立即口服等量葡萄糖。设计实验时需要控制变量,甲组小鼠为对照组,置于黑暗条件下,乙组小鼠为实验组,30min以后每隔一定时间分别检测两组小鼠的血糖含量变化。如果乙组小鼠血糖含量下降的速度比甲组小鼠的慢即可证明题中结论。
22. 选育早熟高产新品种一直是水稻遗传育种研究的主攻方向之一。“高产不早熟、早熟不高产”即所谓“优而不早、早而不优”的现象是杂交稻品种培育过程中遇到的重大难题。科研人员在众多的野生水稻品系中发现了野生品系A,其抽穗期较普通的野生品系提前13~19天,其产量较普通的野生品系提高了30.1%~41.6%,科研人员对此展开了研究,回答下列问题:
(1)实现水稻收获的前提条件是要有一定的有机物积累量。一般情况下,生长周期短,积累的有机物量__________(填“多”或“少”),因此,水稻高产一般需要较长的生长周期。
(2)光合作用基因(OsRBCS3,与光合效率有关)、氮素吸收转运基因(OsNRT1.1B、OsNRT2.4和OsNR2)以及开花途径基因(OsFTL1,与花期早晚有关)是水稻的早熟高产相关基因。
①科研人员计划通过PCR等技术对早熟高产相关基因进行分子水平的检测,PCR技术依据的原理是__________。
②检测结果发现,野生品系A的早熟高产相关基因与普通野生品系的并无差别。科研人员进一步检测了早熟高产相关基因表达产物的相对含量,结果如图所示。综合题中,材料和图示信息,从代谢角度分析,早熟高产品系所具有的特点是__________。
(3)进一步研究发现,野生品系A的早熟高产相关基因的转录因子(一类具有特定结构的蛋白质)表达量与普通野生品系相比明显增加,这些转录因子能促进以上基因的表达。这些转录因子都受OsDREB1C基因的调控。科研人员检测了OsDREB1C基因的序列,结果显示,与普通野生品系的OsDREB1C基因相比,野生品系A的OsDREB1C基因启动子的甲基化水平明显降低,其余部分完全相同。
①野生品系A的OsDREB1C基因__________(填“是”或“不是”)由普通野生品系的基因突变而来的,理由是__________。
②根据以上信息推测,野生品系A早熟高产的原因可能是__________。
(4)科研人员为了将野生品系A中的OsDREB1C基因整合到常规栽培稻中,选择野生品系A与常规栽培稻杂交,获得F1。为保证培育出来的早熟高产栽培稻除OsDREB1C基因来自野生品系A外,其余的基因尽可能来自常规栽培稻,可将Fi中的早熟高产个体与__________(填“常规栽培稻”或“野生品系A")杂交,重复多代后可获得相应的早熟高产栽培稻。
【答案】(1)少 (2) ①. DNA半保留复制 ②. 光合效率高、氮素吸收转运快、花期早
(3) ①. 不是 ②. 甲基化不改变基因的碱基序列,因此野生品系A的OsDREB1C基因的碱基序列与普通野生品系的相同,没有发生基因突变 ③. 野生品系A的OsDREB1C基因的甲基化水平低,表达的转录因子量更多,提高了水稻早熟高产相关基因的表达水平,使水稻在较短的时间内能够积累更多的有机物
(4)常规栽培稻
【解析】
【分析】1.基因表达是指基因指导下的蛋白质合成过程,包括转录和翻译两个过程;
2、题意分析:
⑴早熟高产品系可以在较短的时间内积累较多的有机物;
⑵野生品系A的OsDREB1C基因的序列与普通野生品系的并无差别。
【小问1详解】
生长周期短,光合作用时间减少,通过光合作用积累的有机物量就少;
【小问2详解】
①PCR技术依据的原理是DNA双链复制。
②由题干信息可知,早熟高产品系要在较短的时间内积累较多的有机物,一般具有开花早、光合效率高、氮素吸收转运快等特点。
【小问3详解】
①根据题意可知,野生品系A的OsDREB1C基因的序列与普通野生品系的并无差别,所以不是由普通野生品系OsDREB1C基因突变而来的。
②野生品系A的OsDREB1C基因甲基化水平低,表达的转录因子量更多,提高了光合作用基因、氮素吸收转运基因、开花途径基因的表达水平,使水稻在较短的时间内能够积累更多的有机物,从而早熟高产;
【小问4详解】
科研人员选择野生品系A与常规栽培稻杂交,每次都选出子代中的早熟高产个体与常规栽培稻杂交,重复多代,这样操作可以使培育出来的早熟高产栽培稻除OsDREB1C基因来自野生品系A外,其余的基因尽可能来自常规栽培稻。
23. 猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)是通过猪细胞膜上的受体CD163 进行感染的。为实时监控受体CD163的表达和转运过程,科研人员将红色荧光蛋白 RFP 基因与CD163 基因拼接在一起,如图1所示,使其表达为一条多肽。 图2 表示用PCR 扩增后的CD163 基因的部分碱基序列。回答下列问题:
(1)为了完整的扩增CD163 基因序列,科研人员设计了一对碱基序列相等的引物,其中一个引物序列为 另一个引物序列为________。在PCR 扩增过程中引物与两条单链DNA结合时的温度一般要控制在________℃左右。
(2)为了扩增后的 CD163 基因能够与 RFP 基因拼接在一起,科研人员从图3的三种限制酶中选择了两种,然后对CD163 基因进行切割,切割结果如图3 所示。科研人员选择的限制酶是________,判断的依据是_______。
(3)根据图1分析,为了使拼接后的重组基因能够表达成一条多肽,需要除去 CD163 基因中编码________(填“起始密码子”或“终止密码子”)的序列。
(4)将图1所示表达载体导入猪的细胞,该表达载体转录时以________(填“a”或“b”)链为模板;翻译时,RFP蛋白与CD163蛋白合成的顺序是________。
【答案】(1) ①. 5'-AGCTAGCA-3' ②. 50
(2) ①. Nhe Ⅰ、Cfo Ⅰ ②. 酶切后的序列有Nhe Ⅰ的黏性末端序列GTAGC,有Cfo Ⅰ的黏性末端序列GCG
(3)终止密码子 (4) ①. b ②. 先合成CD163蛋白,再合成RFP蛋白
【解析】
【分析】基因工程操作的步骤: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。获取目的基因的方法有多种,常用PCR特异性地快速扩增目的基因。PCR产物的鉴定方法:一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
【小问1详解】
为了完整的扩增CD163 基因序列,科研人员设计了一对碱基序列相等的引物,其中一个引物序列为 5' TGCGCAGT 3',另一个引物序列为5'-AGCTAGCA-3'。在PCR 扩增过程中引物与两条单链DNA结合时的温度一般要控制在50℃左右。
【小问2详解】
为了扩增后的 CD163 基因能够与 RFP 基因拼接在一起,科研人员从图3的三种限制酶中选择了两种,然后对CD163 基因进行切割,切割结果如图3 所示。科研人员选择的限制酶是Nhe Ⅰ、Cfo Ⅰ,判断的依据是酶切后的序列有Nhe Ⅰ的黏性末端序列GTAGC,有Cfo Ⅰ的黏性末端序列GCG。
【小问3详解】
根据图1分析,为了使拼接后的重组基因能够表达成一条多肽,形成融合蛋白,所以需要除去 CD163 基因中编码终止密码子的序列。
【小问4详解】
将图1所示表达载体导入猪的细胞,该表达载体转录时以b链为模板;翻译时,RFP蛋白与CD163蛋白合成的顺序是先合成CD163蛋白,再合成RFP蛋白。