江苏省无锡市四校2023-2024学年高三下学期期初学期调研生物学试题(原卷版+解析版)

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名称 江苏省无锡市四校2023-2024学年高三下学期期初学期调研生物学试题(原卷版+解析版)
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文件大小 1.9MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-03-04 16:09:43

文档简介

无锡市四校2023-2024学年高三下学期期初学期调研
生物
考生注意:
1.本试卷共分两部分,客观题和主观题。
2.客观题请用2B铅笔填涂在答题卡上,主观题用黑色的水笔书写在答题卷上。
一、单项选择题(本题包括14小题,每题2分,共28分。每题只有一个选项最符合题意。)
1. 下列有关细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A. 细胞分裂增加细胞种类
B. 人体红细胞衰老时,细胞核体积增大
C. 分化后的细胞失去全能性
D. 激活的细胞毒性T细胞使靶细胞裂解死亡属于细胞凋亡
2. 下图中a、b、c分别是三种生物细胞的结构模式图。下列相关叙述不正确的是( )
A. 三种细胞最主要的差别在于有无核膜为界的细胞核
B. a细胞有细胞壁,其主要成分是纤维素和果胶
C. 三种细胞中共同具有的细胞器只有核糖体
D. a、b细胞内的线粒体使细胞内的膜结构连接成一套复杂的膜系统
3. 泰乐菌素(TYL)是一种抗生素,研究人员从土壤中筛选获得一株泰乐菌素高效降解菌株TYL-T1.下列有关TYL-T1胞内酶的叙述错误的是(  )
A. 酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能
B. pH过低会对TYL-T1胞内酶的活性产生严重的抑制作用
C. Co2+能提高TYL-T1胞内酶活性,原因可能是其改变了酶的构象
D. 与微生物相比,利用酶处理环境污染物可克服营养物质、温度等条件的限制
4. 我国天然林保护工程等国家重点生态工程不仅在生态恢复、生物多样性保护等方面发挥着重要作用,还显著增加了生态系统的固碳能力。下列相关叙述正确的是(  )
A. 天然林的抵抗力稳定性强,全球气候变化对其影响不大
B. 减少化石燃料大量使用可消除温室效应的形成
C. 碳循环中无机碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落
D. 天然林保护是实现碳中和的重要措施,主要体现了生物多样性的直接价值
5. 为探究不同时期干旱胁迫下喷施植物生长调节剂对甘薯产量的影响,明确喷施外源植物生长调节剂的最佳时期。在人工控水条件下研究了移栽后 20d(前期)、60d(中期)和100d(后期)干旱胁迫下喷施 6-BA、NAA和ABA(脱落酸)对甘薯产量的影响,结果如下图。据图分析,下列说法错误的是( )
A. 据图可知,不同时期干旱胁迫下,喷洒三种植物生长调节剂均能提高甘薯产量
B. 内源激素 ABA 主要由根冠和萎蔫的叶片合成,有促进气孔关闭的作用
C. 不同时期干旱胁迫下,喷施 NAA均能提高甘薯产量,其中后期喷施增幅最大
D. 同一时期干旱胁迫下,喷施不同外源植物生长调节剂均能提高甘薯产量,其中6-BA效果最佳
6. 某些消化道肿瘤细胞中含有一些翻译功能的环状RNA(circRNA),它们的核苷酸数目不是3的整倍数,也不含终止密码子,核糖体可在circRNA上“不中断”的进行循环翻译,需要时通过一定的机制及时终止。相关叙述错误的是( )
A. circRNA上的每个密码子都能结合相应的tRNA
B. circRNA中的每个碱基都参与构成密码子
C. 同一circRNA可以翻译出很多种蛋白质
D. circRNA可以作为某些肿瘤检测的标记物
7. 为加速我国北方冬春季秸秆原位还田的腐化过程,研究人员以冻牛粪为材料筛选出耐低温(10℃)的纤维素降解菌。已知刚果红染料能与培养基中的纤维素形成红色复合物,下列相关叙述中正确的是( )
A. 初筛菌种前,要利用固体培养基在37℃条件下扩大培养目标菌种
B. 应选择菌落直径与周围透明圈直径比值大的菌落进行纯化
C. 用于筛选的培养基是加入刚果红染料的牛肉膏蛋白胨培养基
D. 选用冻牛粪为材料与其富含纤维素及含耐低温微生物有关
8. 精原细胞中发生臂内倒位(如图)将导致染色体桥和断片的形成,已知有缺失或重复的染色单体产生的配子不育。下列说法不正确的是( )
A. 臂内倒位发生于减数第一次分裂前期的同源染色体非姐妹染色单体间
B. 断片由于不含着丝点,分裂末期将游离于主核之外
C. 染色体桥断裂后只能形成一条正常染色体
D. 发生该现象的精原细胞产生的配子将有一半以上不可育
9. 下列有关生物学实验操作的叙述,正确的是( )
A. 取黑藻幼嫩小叶制作临时装片,先用低倍镜观察叶绿体结构和分布,再用高倍镜观察细胞质的流动
B. 取洋葱鳞片叶内表皮制作临时装片,先用低倍镜观察原生质层的组成,再用高倍镜观察细胞的质壁分离
C. 取大蒜根尖2~3mm经解离,漂洗和染色后制片,先用低倍镜找到分生区,再用高倍镜观察分裂期细胞内染色体形态和分布
D. 先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,再在盖玻片边缘滴加1mL,培养液,立即在低倍镜下找到计数室,再换高倍镜进行计数
10. 水稻是我国重要的粮食作物。水稻航天育种是指利用返回式卫星或宇宙飞船将水稻种子带到太空,利用外太空的微重力、高辐射、高真空、弱磁场和太阳粒子等诱导种子发生可遗传的变异,经选育获得新品种的方法。2022年12月,携带有水稻种子的神舟十四号安全返航。下列相关叙述错误的是( )
A. 太空环境有助于大幅提高水稻种子发生基因重组的频率
B. 同一批次进入太空的不同水稻种子可产生不同的突变性状
C. 太空返回的水稻种子部分细胞中染色体的结构可能已经改变
D. 航天育种能创造出地面其他育种方法难以获得的罕见新基因资源
11. 细胞毒素类药物能有效杀伤肿瘤细胞,但也会对健康细胞造成伤害,科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合制成抗体药物偶联物(ADC),ADC又被称作“生物导弹”,通常由抗体、接头和药物三部分组成,如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 杂交瘤细胞释放单克隆抗体,体现了细胞膜具有一定的流动性
B. 接头的结构不稳定会导致药物分子脱落,造成正常细胞被破坏
C. ADC中的抗体能特异性识别并杀伤肿瘤细胞
D. 利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病
12. 下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述,正确的是( )
A. 应提前一天用解离液充分浸泡洋葱根尖,以确保细胞分离充分
B. 取新生茎尖上2~3 cm处的细胞,就能观察到有丝分裂各时期
C. 统计视野中各时期的细胞数目,可精确计算细胞周期时长
D. 滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散和观察
13. 在植物组织培养的初期,由于细胞不能进行光合作用,需要在培养基中添加蔗糖作为能源物质,而不利用葡萄糖作为能源物质。下列相关推测不合理的是( )
A. 蔗糖作为碳源与葡萄糖相比,可在一定程度上减少微生物的污染
B. 培养基中相同质量分数的蔗糖形成的渗透压要高于葡萄糖,防止细胞脱水
C. 植物细胞吸收蔗糖的速率较低,有利于培养基渗透压较长时间保持稳定
D. 植物细胞的细胞壁可能存在蔗糖酶,能够催化蔗糖水解以便于被吸收
14. 生态位宽度指的是种群在群落中所利用的各种不同资源的总和,是反映种群利用资源能力的重要指标。相关叙述错误的是( )
A. 可从时间、空间、营养等维度来研究生态位宽度
B. 某种群生态位越宽,其种内竞争就越强
C. 鱼类生态位宽度值会受到季节变化、自身生态习性、增殖放流等的影响
D. 群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,有利于充分利用环境资源
二、多项选择题(本题包括4小题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。)
15. 天使综合征(简称AS)是与15号染色体上的UBE3A和SNRPN基因有关的表观遗传现象,某AS患儿从父亲获得的UBE3A基因DNA序列正常,但邻近的SNRPN基因产生了一段RNA(UBE3A—ATS),干扰了父源UBE3A基因合成蛋白质,下列分析正确的是(  )
A. SNRPN基因与UBE3A基因的部分碱基序列相同
B. 反义RNA会抑制UBE3A mRNA的翻译
C 双链RNA会被细胞内聚合酶识别后降解
D. 开发可抑制SNRPN基因表达药物可治疗AS
16. 下图为以苹果皮为材料分离纯化用于果醋制作的菌种,已知所用培养基为“米曲汁乙醇碳酸钙培养基”——米曲汁1000mL、CaCO310g、95%乙醇30mL(灭菌后加入),在该培养基上,醋酸菌菌落周围会形成透明圈。下列有关说法错误的是( )
A. 图中器具、培养基都可用干热灭菌法灭菌
B. ②中的纯培养物来自苹果皮上的野生型酵母菌
C. ①扩大培养基中的菌种浓度约为8.1×109个/mL
D. 分离、计数培养基需要用平板划线法至少制备3个
17. 小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞,制备流程如图。下列叙述正确的是( )
A. 用胰蛋白酶将细胞间的蛋白质消化后可获得分散的胚胎干细胞
B. 胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
C. 细胞a和细胞b内的核基因不同,所以全能性高低不同
D. 为获得更多的囊胚,可给小鼠注射雄性激素以促进雄鼠产生更多的精子
18. 某人对某一湖泊进行了生态系统营养级和能量流动情况的调查,调查结果如表所示,其中①、②、③、④分别表示不同的营养级,⑤为分解者。GP表示生物同化作用所固定的能量,NP表示生物体储存的能量(NP=GP-R),R表示生物呼吸消耗的能量。下列叙述中正确的是( )
项目 GP NP R
① 15.91 2.81 13.10
② 871.27 369.69 501.58
③ 0.88 0.34 0.54
④ 141.20 62.07 79.13
⑤ 211.85 19.26 192.59
A. 该生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③
B. 能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率约为5.5%
C. 若本生态系统维持现在的能量输入、输出水平,则有机物的总量会减少
D. ④营养级GP的去向中,未被利用的能量有一部分残留在该营养级的粪便中
三、非选择题(本题包括5小题,共60分。除特别说明外,每空1分。)
19. 棉花是重要的经济作物,叶片光合产物的形成及输出是影响棉花品质的重要因素。棉花叶片光合作过程如图1所示。图1中酶a为暗反应的关键酶,酶b为催化光合产物向淀粉或蔗糖转化的关键酶,字母A-G代表物质。
(1)在光照充足的环境中,图1中物质B的去路有__________________。
(2)图1中酶a催化暗反应中的__________________________过程。F形成三碳糖时需要的能源物质D有__________________。
(3)研究表明,高温胁迫(40℃以上)会降低酶a的活性。据此推测,在高温胁迫下,短时间内物质___(填字母)含量会上升。
(4)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具有10个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖占叶片干重的百分比,结果如图2。
①光合产物的积累会影响光合作用的速率,图2两条曲线中代表叶片CO2固定速率的曲线是______,本实验中对照组植株CO2固定速率相对值是__________________。
②已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少,输出量________,进而在叶片中积累。
③综合上述结果可推测,棉花去棉铃后会对光合作用有__________________作用。
(5)有些棉花在特定环境中气孔会出现周期性的开合现象,被称为“气孔振荡”。研究发现,气孔振荡周期中的开合与炎热夏季正午气孔开合机理一致,推测气孔振荡是棉花植株在__________________(填“干旱”、“寒冷”或“潮湿”)环境中经过长期进化而产生的适应性机制,“气孔振荡”的具体意义是____________。
20. 立体农业是利用群落的空间结构原理,为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式:水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼,中层主要是以沉水植物为食的草鱼,底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如图1,图1中的英文字母表示能量(单位:KJ)。r对策和K对策是种群适应环境的两种形式:r对策生物通常个体小,寿命短、生殖力强但存活率低,亲代对后代缺乏保护;K对策生物则与之相反。科研人员对水体中两种生物种群数量进行调查,图2中曲线表示两种生物当年种群数量(Nt)和一年后种群数量(Nt+1)之间的关系;虚线表示Nt+1=Nt。
(1)该生态系统的结构包括生态系统的组成成分和_____。据图可知,流入该生态系统的能量值为_____。
(2)沉水植物和浮游植物的分布体现了群落的_____结构,水生植物的分布决定了鱼类的分布,其原因_____。
(3)图中字母c、f、g表示_____,植物到植食性鱼类的能量传递效率可表示为_____。
(4)鱼塘的人工管理十分重要,由于管理不足导致一条生活在鱼塘中的杂食鱼类(18Kg)死亡。假如这条鱼的食物有1/3来自植物,1/2来自植食性鱼类,1/6来自以植食性鱼类为食的小型肉食鱼类,按能量流动最大效率计算,该条鱼生长过程中最少需要_____Kg植物。
(5)沉水植物的“绿色”为草鱼提供了采食的信息。这表明了信息传递在生态系统中的作用是_____。
(6)当种群数量较少时,_____对策生物的数量会在短时间内快速增长。当种群数量高于S点时,种群的年龄结构为_____。K对策生物S点和X点的增长率均为_____。
21. 针灸是我国传承千年、特有的治疗疾病的手段。我国科研工作者发表在《自然》杂志首次通过小鼠模型,阐明了针灸治疗疾病的神经生物学机制:I、低强度电针刺小鼠后肢的“足三里(ST36)”穴位,可激活迷走神经—肾上腺轴,发挥抗炎作用;II、LPS是一种细菌毒素,当其进入动物血液后,会刺激肠巨噬细胞释放TNF-α(肿瘤坏死因子)、IL-6(白细胞介素6)等炎症因子,引起炎症反应。具体过程如图1所示,请结合有关知识回答下列问题:
(1)从免疫学的角度分析,LPS相当于____________(填①“抗原”/②“抗体”),巨噬细胞属于____________(填①“免疫细胞”②“淋巴细胞”)。
(2)针灸或低强度电针刺激足三里穴位都能引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素、肾上腺素增加,该过程属于( )
A. 神经调节 B. 体液调节 C. 神经—体液调节 D. 激素调节
(3)迷走神经是从脑干发出的参与调节内脏活动的神经,其属于____________(①中枢/②外周)神经系统。低强度电针刺激激活迷走神经—肾上腺抗炎通路起到抗炎作用,是通过Prokr2神经元进行传导的,据图1写出该调节过程涉及的途径:________________________。
(4)已知细胞外Ca2+对Na+存在“膜屏障作用”,即钙离子在膜上形成屏障,使钠离子内流减少。请结合图1分析,临床上患者血钙含量偏高,针灸抗炎疗效甚微的原因是_______________。
(5)图2中甲、乙分别为利用细针和粗针进行针灸治疗时,针刺部位附近神经末梢的电位变化。细针治疗_______________(填①“引起”②“未引起”)动作电位,判断依据是_______________。乙图曲线上升到b点过程中,Na+通道打开导致Na+大量内流,此时K+通道_______________(填①全部关闭/②全部开放/③部分开放)。
(6)研究人员利用同等强度的电针刺激位于小鼠腹部的天枢穴,并没有引起相同的抗炎反应,原因是_____________________________________________,这也为针灸抗炎需要刺激特定穴位才有效提供了解释。
22. 特异性重组的Cre/loxP敲除系统是首先利用同源重组将基因组上的靶基因替换为两端带有重组位点loxP的kanR基因,然后由重组酶Cre识别loxP位点并发生重组反应,去除基因组上的kanR基因,进一步利用质粒的温敏特性将其消除,从而实现靶基因的敲除。下图是研究人员利用Cre/loxP敲除系统敲除谷氨酸棒状杆菌argR基因(精氨酸代谢的调控因子),获得高产精氨酸菌株的过程,其中kanR是卡那霉素抗性基因,cat是氯霉素抗性基因,HindⅢ、BanHⅠ是限制酶。请据图回答下列问题:
(1)①过程的原料是_____,所需的酶是_____。
(2)下列引物1、引物2用于扩增argR基因上游序列,引物3、引物4用于扩增argR基因下游序列,下划线序列是相关限制酶识别序列,则HindⅢ、BamHⅠ的识别序列分别是_____、_____。
引物1:5'-GTCGACGGTATCGATAAGCTTAGGACTCAAACTTATGACTTCACAACCA-3'
引物2:5-CGCCCTATAGTGAGTCGTATTGGGATTTAAGTTTTCCGGTGTTGACG-3'
引物3:5'-CTTTAGTGAGGGTTAATTGCGCGTTAATCGCTTGTTAATGCAGGCA-3'
引物4:5'-CGCTCTAGAACTAGTGGATCCCAAAGCCTCGTGAGCCTTAATC-3'
(3)②过程(融合PCR)是采用具有互补末端引物,形成具有重叠链的PCR引物,通过PCR引物重叠链的延伸,从而将不同来源的DNA片段连接起来。下列引物5、引物6用于扩增两端含loxP的kanR片段,引物5、引物6可分别与_____、_____(引物1、引物2、引物3、引物4)重叠从而实现不同DNA片段的连接。
引物5:5'-CGTCAACACCGGAAAACTTAAATCCCAATACGACTCACTATAGGGCG-3'
引物6:5-TGCCTGCATTAACAAGCGATTAACGCGCAATTAACCCTCACTAAAG-3'
(4)④过程将质粒3导入_____态谷氨酸棒状杆菌,⑤过程在同源重组的作用下谷氨酸棒状杆菌株的argR基因被替换为_____片段。
(5)⑥过程导入质粒4的目的是_____。
(6)由于质粒4的温敏特性,⑦过程先在37℃条件下培养消除质粒4,然后用影印接种(A、B、C三个培养基中接种菌种的位置相同)培养验证其抗性,其结果如下图,则_____是目的基因被敲除的目的菌株。
23. 青蒿素是最有效的抗疟药物,可以从野生黄花蒿(2N=18,两性花)中提取。黄花蒿野生型(AABBdd)能合成青蒿素(3对基因独立遗传)。通过诱变技术获得3个无法合成青蒿素的稳定遗传突变体(甲、乙、丙),突变体之间相互杂交,F1均不能合成青蒿素。现选择乙、丙杂交的F1(AaBbDd)作为亲本,分别与3个突变体进行杂交,结果如下表(注:“有”表示有青蒿素,“无”表示无青蒿素)。请回答下列问题:
杂交编号 杂交组合 子代表型(株数)
I F1×甲 有(199)、无(602)
II F1×乙 有(101)、无(699)
III F1×丙 无(795)
(1)为建立黄花蒿基因组数据库,科学家需要对_____条染色体的DNA测序。
(2)突变体甲和丙的基因型分别是_____、_____。
(3)用杂交I子代中有青蒿素植株与杂交Ⅱ子代中有青蒿素植株杂交,理论上其后代中有青蒿素植株所占比例为_____。
(4)由于黄花蒿中青蒿素含量普遍较低,科学家利用农杆菌转化法,将含有基因表达调节因子的两个T-DNA插入到野生型黄花蒿叶肉细胞M的染色体上,将细胞M培育成植株N(若干株)。在该调节因子的作用下,青蒿素的产量明显上升,且该调节因子对青蒿素产量的作用具有累加效应。T-DNA插入到野生型黄花蒿叶肉细胞M的染色体上的情况有如图所示的三种情况。
①如果插入的情况是A图所示,N自交得F1,F1各植株青蒿素含量有_____种。
②如果插入的情况是B图所示,N自交得F1,F1各植株青蒿素含量有_____种,比例为_____。
③如果插入的情况是C图所示,在不考虑互换的情况下,N自交得F1,F1各植株青蒿素含量有_____种,比例为_____。无锡市四校2023-2024学年高三下学期期初学期调研
生物
考生注意:
1.本试卷共分两部分,客观题和主观题。
2.客观题请用2B铅笔填涂在答题卡上,主观题用黑色的水笔书写在答题卷上。
一、单项选择题(本题包括14小题,每题2分,共28分。每题只有一个选项最符合题意。)
1. 下列有关细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A. 细胞分裂增加细胞种类
B. 人体红细胞衰老时,细胞核体积增大
C. 分化后的细胞失去全能性
D. 激活的细胞毒性T细胞使靶细胞裂解死亡属于细胞凋亡
【答案】D
【解析】
【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序死亡的过程。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、细胞分裂增加细胞数量,不能增加细胞种类,A错误;
B、哺乳动物成熟红细胞无细胞核,B错误;
C、分化后的细胞全能性低,C错误;
D、细胞毒性T细胞使靶细胞裂解属于基因控制的程序性死亡,属于细胞凋亡,D正确。
故选D。
2. 下图中a、b、c分别是三种生物细胞的结构模式图。下列相关叙述不正确的是( )
A. 三种细胞最主要的差别在于有无核膜为界的细胞核
B. a细胞有细胞壁,其主要成分是纤维素和果胶
C. 三种细胞中共同具有的细胞器只有核糖体
D. a、b细胞内的线粒体使细胞内的膜结构连接成一套复杂的膜系统
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图:图示是三种生物细胞的结构模式图,其中a细胞含有液泡、叶绿体和细胞壁,属于植物细胞;b细胞不含细胞壁,属于动物细胞;c细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,属于原核细胞(细菌细胞)。
【详解】A、ab为真核细胞,c为原核细胞,真核细胞和原核细胞最主要的差别在于有无核膜为界的细胞核,A正确;
B、a是植物细胞,有细胞壁,细胞壁主要成分是纤维素和果胶,B正确;
C、ab为真核细胞,c为原核细胞,真核细胞和原核细胞共有的细胞器是核糖体,C正确;
D、a、b细胞内的内质网使细胞内的膜结构连接成一套复杂的膜系统,D错误。
故选D。
3. 泰乐菌素(TYL)是一种抗生素,研究人员从土壤中筛选获得一株泰乐菌素高效降解菌株TYL-T1.下列有关TYL-T1胞内酶的叙述错误的是(  )
A. 酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能
B. pH过低会对TYL-T1胞内酶的活性产生严重的抑制作用
C. Co2+能提高TYL-T1胞内酶活性,原因可能是其改变了酶的构象
D. 与微生物相比,利用酶处理环境污染物可克服营养物质、温度等条件的限制
【答案】D
【解析】
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值。
【详解】A、酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能,加快反应速率,A正确;
B、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活,所以pH过低会对TYL-T1胞内酶的活性产生严重的抑制作用,B正确;
C、Co2+可能通过改变酶的构象,提高了TYL-T1胞内酶活性,C正确;
D、温度会改变酶的结构,酶的催化需要适宜的温度,所以酶处理污染物也有温度条件的限制,D错误。
故选D。
4. 我国天然林保护工程等国家重点生态工程不仅在生态恢复、生物多样性保护等方面发挥着重要作用,还显著增加了生态系统的固碳能力。下列相关叙述正确的是(  )
A. 天然林的抵抗力稳定性强,全球气候变化对其影响不大
B. 减少化石燃料的大量使用可消除温室效应的形成
C. 碳循环中无机碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落
D. 天然林保护是实现碳中和的重要措施,主要体现了生物多样性的直接价值
【答案】C
【解析】
【分析】抵抗力稳定性:
①含义:生态系统 抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。
②规律:生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自我调节能力就越弱,抵抗力稳定性就越低,反之则越高。
③特点:调节能力有一定限度,超过限度,自我调节能力就遭到破坏。
【详解】A、天然林由于组成成分复杂,群落结构就复杂,抵抗力稳定性就强,但全球气候变化会影响天然林的成长,A错误;
B、减少化石燃料的大量使用可减缓温室效应的形成的过程,但不能消除已经形成的温室效应,B错误;
C、碳循环中无机碳二氧化碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落,C正确;
D、天然林保护是实现碳中和的重要措施,主要体现了生物多样性对生态系统起调节作用的间接价值,D错误。
故选C。
5. 为探究不同时期干旱胁迫下喷施植物生长调节剂对甘薯产量的影响,明确喷施外源植物生长调节剂的最佳时期。在人工控水条件下研究了移栽后 20d(前期)、60d(中期)和100d(后期)干旱胁迫下喷施 6-BA、NAA和ABA(脱落酸)对甘薯产量的影响,结果如下图。据图分析,下列说法错误的是( )
A. 据图可知,不同时期干旱胁迫下,喷洒三种植物生长调节剂均能提高甘薯产量
B. 内源激素 ABA 主要由根冠和萎蔫的叶片合成,有促进气孔关闭的作用
C. 不同时期干旱胁迫下,喷施 NAA均能提高甘薯产量,其中后期喷施增幅最大
D. 同一时期干旱胁迫下,喷施不同外源植物生长调节剂均能提高甘薯产量,其中6-BA效果最佳
【答案】C
【解析】
【分析】生长素:合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要生理功能:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
赤霉素:合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分。主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用。
细胞分裂素:合成部位:正在进行细胞分裂的幼嫩根尖。主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老。
脱落酸:合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进气孔的关闭;促进叶和果实的衰老、脱落。
【详解】A、从图中三幅图可看出:不同时期干旱胁迫下,喷施 6-BA、NAA和ABA均能提高甘薯产量(与人工控水但是什么都不加的组进行对比),A正确;
B、内源激素 ABA 即脱落酸主要由根冠和萎蔫的叶片合成,有促进气孔关闭的作用,B正确;
C、从题图可以看出,不同时期干旱胁迫下,喷施 NAA均能提高甘薯产量,其中前期喷施增幅最大,C错误;
D、同一时期干旱胁迫下,喷施不同外源植物生长调节剂均能提高甘薯产量,其中无论前、中、后期,喷洒6-BA组产量增幅均最大,故喷洒6-BA效果最佳,D正确。
故选C。
6. 某些消化道肿瘤细胞中含有一些翻译功能的环状RNA(circRNA),它们的核苷酸数目不是3的整倍数,也不含终止密码子,核糖体可在circRNA上“不中断”的进行循环翻译,需要时通过一定的机制及时终止。相关叙述错误的是( )
A. circRNA上的每个密码子都能结合相应的tRNA
B. circRNA中的每个碱基都参与构成密码子
C. 同一circRNA可以翻译出很多种蛋白质
D. circRNA可以作为某些肿瘤检测标记物
【答案】B
【解析】
【分析】基因的表达:
(1)转录:以DNA为模板,通过碱基互补配对原则,在RNA聚合酶的作用下合成mRNA;
(2)翻译:以mRNA为模板,在核糖体的参与和酶的催化作用下,合成多肽链。
【详解】A、circRNA不含终止密码子,所以每个密码子都能结合相应的tRNA,A正确;
B、每3个相邻的碱基构成一个密码子,circRNA的核苷酸数目不是3的整倍数,因此并非每个碱基都参与构成3种密码子,B错误;
C、核糖体可在circRNA上“不中断”的进行循环翻译,需要时通过一定的机制及时终止,终止位置可以不同,所以同一circRNA可以翻译出很多种蛋白质,C正确;
D、肿瘤细胞含有circRNA,据此可以作为某些肿瘤检测的标记物,D正确。
故选B。
7. 为加速我国北方冬春季秸秆原位还田的腐化过程,研究人员以冻牛粪为材料筛选出耐低温(10℃)的纤维素降解菌。已知刚果红染料能与培养基中的纤维素形成红色复合物,下列相关叙述中正确的是( )
A. 初筛菌种前,要利用固体培养基在37℃条件下扩大培养目标菌种
B. 应选择菌落直径与周围透明圈直径比值大的菌落进行纯化
C. 用于筛选的培养基是加入刚果红染料的牛肉膏蛋白胨培养基
D. 选用冻牛粪为材料与其富含纤维素及含耐低温微生物有关
【答案】D
【解析】
【分析】刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红与纤维素形成红色复合物;而当纤维素被纤维素分解菌分解后,复合物就无法形成,培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈。
【详解】A、初筛菌种前,要利用液体培养基在10℃条件下扩大培养目标菌种,A错误;
B、由于刚果红染料与纤维素形成红色复合物,因此出现以因纤维素降解菌为中心的透明圈,菌落直径与透明圈直径比值越小,分解纤维素的能力越强,B错误;
C、用于筛选的培养基以纤维素为唯一的碳源的固体培养基,加入刚果红染料是鉴别作用,C错误;
D、筛选耐低温的纤维素降解菌需要到其所生活的环境中寻找,冻牛粪中富含纤维素,有很多微生物,冻牛粪因温度低,故其内的微生物是耐低温微生物,D正确。
故选D。
8. 精原细胞中发生臂内倒位(如图)将导致染色体桥和断片的形成,已知有缺失或重复的染色单体产生的配子不育。下列说法不正确的是( )
A. 臂内倒位发生于减数第一次分裂前期的同源染色体非姐妹染色单体间
B. 断片由于不含着丝点,分裂末期将游离于主核之外
C 染色体桥断裂后只能形成一条正常染色体
D. 发生该现象的精原细胞产生的配子将有一半以上不可育
【答案】D
【解析】
【分析】染色体变异包括染色体结构变异(重复、缺失、易位和倒位)和染色体数目变异。
【详解】A、据图可知,白色是正常染色体,黑身是发生倒位的染色体,臂内倒位发生于联会时期,即减数第一次分裂前期的同源染色体非姐妹染色单体间发生了倒位,A正确;
B、断片由于不含着丝点,分裂末期不能排列在赤道板上,则将游离于主核之外,B正确;
C、该精原细胞经减数分裂形成4个精子,其中只有一个正常染色体(白色),其余三个均为含异常染色体的精子,C正确;
D、已知有缺失或重复的染色单体产生的配子不育,据C分析可知,形成的4个精子中,有一个正常染色体(白色)可育;还有一个黑色包括所有的染色体片段且不重复,表现可育,所以1/2的精子不育,D错误。
故选D。
9. 下列有关生物学实验操作的叙述,正确的是( )
A. 取黑藻幼嫩小叶制作临时装片,先用低倍镜观察叶绿体的结构和分布,再用高倍镜观察细胞质的流动
B. 取洋葱鳞片叶内表皮制作临时装片,先用低倍镜观察原生质层的组成,再用高倍镜观察细胞的质壁分离
C. 取大蒜根尖2~3mm经解离,漂洗和染色后制片,先用低倍镜找到分生区,再用高倍镜观察分裂期细胞内染色体形态和分布
D. 先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,再在盖玻片边缘滴加1mL,培养液,立即在低倍镜下找到计数室,再换高倍镜进行计数
【答案】C
【解析】
【分析】对一支试管中的培养液中的酵母菌逐个计数是非常困难的,可以采用抽样检测的方法:先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入。多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻,待酵母菌全部沉降到计数室底部,将计数板放在载物台的中央,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。
【详解】A、观察叶绿体的结构和分布一级观察细胞质流动都需要用高倍镜,A错误;
B、观察质壁分离及复原的实验在低倍镜下即可,B错误;
C、观察有丝分裂实验,需要用低倍镜找到分生区再用高倍镜观察,染色体的形态和分布可区分细胞所处时期,C正确;
D、先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,多余的培养液用滤纸吸去,待酵母菌全部沉降到计数室底部,再计数,D错误。
故选C。
10. 水稻是我国重要的粮食作物。水稻航天育种是指利用返回式卫星或宇宙飞船将水稻种子带到太空,利用外太空的微重力、高辐射、高真空、弱磁场和太阳粒子等诱导种子发生可遗传的变异,经选育获得新品种的方法。2022年12月,携带有水稻种子的神舟十四号安全返航。下列相关叙述错误的是( )
A. 太空环境有助于大幅提高水稻种子发生基因重组的频率
B. 同一批次进入太空的不同水稻种子可产生不同的突变性状
C. 太空返回的水稻种子部分细胞中染色体的结构可能已经改变
D. 航天育种能创造出地面其他育种方法难以获得的罕见新基因资源
【答案】A
【解析】
【分析】诱变育种的原理:基因突变。方法:用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙脂等)来处理生物,使其在细胞分裂间期DNA复制时发生差错,从而引起基因突变,举例:太空育种、青霉素高产菌株的获得。
【详解】A、太空环境紫外线强、辐射高、微重力,变异的频率较高,可大幅提高水稻种子发生基因突变的频率,种子萌发进行的是有丝分裂,而基因重组发生在减数分裂过程中,A错误;
B、基因突变具有不定向性,同一批次进入太空的不同水稻种子可产生不同的突变性状,B正确;
C、太空返回的水稻种子部分细胞中染色体断裂后,在微重力下重新结合,可能会发生染色体结构变异,C正确;
D、航天育种的原理是基因突变,基因突变是不定向的,可能会出现一些意想不到的变异,从而获得罕见的新基因资源,D正确。
故选A。
11. 细胞毒素类药物能有效杀伤肿瘤细胞,但也会对健康细胞造成伤害,科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合制成抗体药物偶联物(ADC),ADC又被称作“生物导弹”,通常由抗体、接头和药物三部分组成,如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 杂交瘤细胞释放单克隆抗体,体现了细胞膜具有一定的流动性
B. 接头结构不稳定会导致药物分子脱落,造成正常细胞被破坏
C. ADC中的抗体能特异性识别并杀伤肿瘤细胞
D. 利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病
【答案】C
【解析】
【分析】胞吐体现了细胞膜的结构特性,即细胞膜具有一定的流动性。
【详解】A、单克隆抗体由杂交瘤细胞通过胞吐的方式释放,体现了细胞膜具有一定的流动性,A正确;
B、ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成,如果接头的结构不稳定会导致药物分子脱落,则药物分子失去了靶向性,造成正常细胞被破坏,B正确;
C、单克隆抗体能与抗原特异性结合,这种靶向作用使ADC中的药物对肿瘤细胞具有杀伤能力,不是抗体杀伤肿瘤细胞,C错误;
D、利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。该过程利用抗原-抗体特异性结合原理来实现,D正确。
故选C。
12. 下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述,正确的是( )
A. 应提前一天用解离液充分浸泡洋葱根尖,以确保细胞分离充分
B. 取新生茎尖上2~3 cm处的细胞,就能观察到有丝分裂各时期
C. 统计视野中各时期的细胞数目,可精确计算细胞周期时长
D. 滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散和观察
【答案】D
【解析】
【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、解离时间为3~5min,解离时间不能过长,A错误;
B、取新生茎尖上2~3mm处的细胞,这部分细胞属于分生区细胞,才能观察到有丝分裂各时期,B错误;
C、统计视野中各时期的细胞数目,可估算细胞周期各个时期所占的比例,C错误;
D、滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散,形成单层细胞,更有利于观察,D正确。
故选D。
13. 在植物组织培养的初期,由于细胞不能进行光合作用,需要在培养基中添加蔗糖作为能源物质,而不利用葡萄糖作为能源物质。下列相关推测不合理的是( )
A. 蔗糖作为碳源与葡萄糖相比,可在一定程度上减少微生物的污染
B. 培养基中相同质量分数的蔗糖形成的渗透压要高于葡萄糖,防止细胞脱水
C. 植物细胞吸收蔗糖的速率较低,有利于培养基渗透压较长时间保持稳定
D. 植物细胞的细胞壁可能存在蔗糖酶,能够催化蔗糖水解以便于被吸收
【答案】B
【解析】
【分析】配置相同质量分数的培养基,蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖,若采用葡萄糖作为碳源,易使植物细胞脱水而生长不良。同时,植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率,所以蔗糖形成的渗透压可较长时间地保持相对稳定。
【详解】A、微生物生长所需的碳源一般是葡萄糖,所以蔗糖作为碳源与葡萄糖相比,可在一定程度上减少微生物的污染,A正确;
B、培养基中相同质量分数的蔗糖形成的渗透压低于葡萄糖,B错误;
C、植物细胞吸收蔗糖的速率明显低于吸收葡萄糖的速率,有利于培养基渗透压较长时间保持稳定,C正确;
D、蔗糖为二糖,在蔗糖酶的作用下水解为1分子葡萄糖和1分子果糖,易于被细胞吸收,D正确。
故选B。
14. 生态位宽度指的是种群在群落中所利用的各种不同资源的总和,是反映种群利用资源能力的重要指标。相关叙述错误的是( )
A. 可从时间、空间、营养等维度来研究生态位宽度
B. 某种群的生态位越宽,其种内竞争就越强
C. 鱼类生态位宽度值会受到季节变化、自身生态习性、增殖放流等的影响
D. 群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,有利于充分利用环境资源
【答案】B
【解析】
【分析】生态位宽度指的是种群在群落中所利用的各种不同资源的总和,是反映种群利用资源能力的重要指标。
【详解】A、生态位宽度指的是种群在群落中所利用的各种不同资源的总和,所以可从时间、空间、营养等维度来研究生态位宽度,A正确;
B、某种群的生态位越宽,所利用的资源越丰富,其种内竞争就越弱,B错误;
C、季节变化、自身生态习性、增殖放流会使鱼类生态位值发生变化,C正确;
D、生态位是指一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用,群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,有利于充分利用环境资源,D正确。
故选B。
二、多项选择题(本题包括4小题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。)
15. 天使综合征(简称AS)是与15号染色体上的UBE3A和SNRPN基因有关的表观遗传现象,某AS患儿从父亲获得的UBE3A基因DNA序列正常,但邻近的SNRPN基因产生了一段RNA(UBE3A—ATS),干扰了父源UBE3A基因合成蛋白质,下列分析正确的是(  )
A. SNRPN基因与UBE3A基因的部分碱基序列相同
B. 反义RNA会抑制UBE3A mRNA的翻译
C. 双链RNA会被细胞内聚合酶识别后降解
D. 开发可抑制SNRPN基因表达药物可治疗AS
【答案】ABD
【解析】
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。表观遗传的特点:①DNA的碱基序列不发生改变;②可以遗传给后代;③容易受环境的影响。
【详解】A、由图可知,SNRPN基因转录得到的反义RNA(UBE3A—ATS)能与UBE3A基因转录形成的mRNA部分碱基互补配对,使UBE3A基因的翻译受阻,故SNRPN基因与UBE3A基因的部分碱基序列相同,A正确;
B、反义RNA与UBE3A mRNA进行互补配对,导致UBE3A mRNA不能与核糖体结合进行翻译,B正确;
C、双链RNA会被细胞内核酸水解酶降解,不是聚合酶,C错误;
D、抑制SNRPN基因表达的药物可以减少反义RNA(UBE3A—ATS)形成,则不干扰UBE3A mRNA的翻译,个体可以正常合成相应蛋白质,有利于治疗AS,D正确。
故选ABD。
16. 下图为以苹果皮为材料分离纯化用于果醋制作的菌种,已知所用培养基为“米曲汁乙醇碳酸钙培养基”——米曲汁1000mL、CaCO310g、95%乙醇30mL(灭菌后加入),在该培养基上,醋酸菌菌落周围会形成透明圈。下列有关说法错误的是( )
A. 图中器具、培养基都可用干热灭菌法灭菌
B. ②中的纯培养物来自苹果皮上的野生型酵母菌
C. ①扩大培养基中的菌种浓度约为8.1×109个/mL
D. 分离、计数的培养基需要用平板划线法至少制备3个
【答案】ABD
【解析】
【分析】样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目。在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数为30 300、适于计数的平板。在同一稀释度下,应至少对3个平板进行重复计数,然后求出平均值。
【详解】A、干热灭菌法适合用于器具,培养基可用湿热灭菌法,如高压蒸汽灭菌,A错误;
B、图示过程为以苹果皮为材料分离纯化用于果醋制作的菌种,②中的纯培养物来自苹果皮上的野生型醋酸菌,B错误;
C、根据最后三个培养皿的菌落数为75、80、88,平均数为81,可求出菌种浓度为81÷0.1×107=8.1×109个/ml,故①扩大培养基中的菌种浓度约为8.1×109个/ml,C正确;
D、分离计数的培养基需要用稀释涂布平板法至少制备3个,平板划线法只能纯化不能计数,D错误。
故选ABD。
17. 小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞,制备流程如图。下列叙述正确的是( )
A. 用胰蛋白酶将细胞间的蛋白质消化后可获得分散的胚胎干细胞
B. 胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
C. 细胞a和细胞b内核基因不同,所以全能性高低不同
D. 为获得更多的囊胚,可给小鼠注射雄性激素以促进雄鼠产生更多的精子
【答案】AB
【解析】
【分析】分析题图:图中a为内细胞团细胞,b为滋养层细胞,其中内细胞团细胞具有发育的全能性,属于胚胎干细胞。
【详解】A、胰蛋白酶可以将细胞间的蛋白纤维成分酶解,使细胞分散开,获得单个细胞,A正确;
B、胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养,以维持培养液的酸碱平衡,B正确;
C、图中a为内细胞团细胞,b为滋养层细胞,细胞a和细胞b是由同一个受精卵分裂分化形成的,含有相同的核基因,C错误;
D、为获得更多的囊胚,采用激素(促性腺激素)注射促进雌鼠产生更多的卵母细胞(超数排卵),D错误。
故选AB。
18. 某人对某一湖泊进行了生态系统营养级和能量流动情况的调查,调查结果如表所示,其中①、②、③、④分别表示不同的营养级,⑤为分解者。GP表示生物同化作用所固定的能量,NP表示生物体储存的能量(NP=GP-R),R表示生物呼吸消耗的能量。下列叙述中正确的是( )
项目 GP NP R
① 15.91 2.81 13.10
② 871.27 369.69 501.58
③ 0.88 0.34 0.54
④ 141.20 62.07 79.13
⑤ 211.85 19.26 192.59
A. 该生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③
B. 能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率约为5.5%
C. 若本生态系统维持现在的能量输入、输出水平,则有机物的总量会减少
D. ④营养级GP的去向中,未被利用的能量有一部分残留在该营养级的粪便中
【答案】AB
【解析】
【分析】能量流动是指生态系统能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动的途径是沿着食物链和食物网传递的。能量流动的特点是:单向流动,逐级递减的,相邻两个营养级之间的传递效率通常为10%~20%之间,相邻两个营养级的能量传递效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。动物的同化量等于摄入量减去粪便中的能量,各级动物的同化量的去向包括呼吸作用的消耗和用于生长、发育与繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量的去向包括流向下一营养级的能量、流向分解者的能量和未被利用的能量。
【详解】A、根据食物链中各营养级同化量逐级递减以及传递效率在10%~20%之间的特点,可判断该生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③,A正确;
B、能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率为0.88÷15.91×100%=5.5% ,B正确;
C、图中生态系统的能量输出为13.10+501.58+0.54+79.13+192.59=786.94<871.27(能量的输入),故若本生态系统维持现在的能量输入、输出水平,则有机物的总量会增多,C错误;
D、④粪便中的能量,属于上一营养级同化的能量,不属于该营养级同化的能量,D错误。
故选AB。
三、非选择题(本题包括5小题,共60分。除特别说明外,每空1分。)
19. 棉花是重要的经济作物,叶片光合产物的形成及输出是影响棉花品质的重要因素。棉花叶片光合作过程如图1所示。图1中酶a为暗反应的关键酶,酶b为催化光合产物向淀粉或蔗糖转化的关键酶,字母A-G代表物质。
(1)在光照充足的环境中,图1中物质B的去路有__________________。
(2)图1中酶a催化暗反应中的__________________________过程。F形成三碳糖时需要的能源物质D有__________________。
(3)研究表明,高温胁迫(40℃以上)会降低酶a的活性。据此推测,在高温胁迫下,短时间内物质___(填字母)含量会上升。
(4)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具有10个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖占叶片干重的百分比,结果如图2。
①光合产物的积累会影响光合作用的速率,图2两条曲线中代表叶片CO2固定速率的曲线是______,本实验中对照组植株CO2固定速率相对值是__________________。
②已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少,输出量________,进而在叶片中积累。
③综合上述结果可推测,棉花去棉铃后会对光合作用有__________________作用。
(5)有些棉花在特定环境中气孔会出现周期性的开合现象,被称为“气孔振荡”。研究发现,气孔振荡周期中的开合与炎热夏季正午气孔开合机理一致,推测气孔振荡是棉花植株在__________________(填“干旱”、“寒冷”或“潮湿”)环境中经过长期进化而产生的适应性机制,“气孔振荡”的具体意义是____________。
【答案】(1)一部分被线粒体吸收用于细胞呼吸,一部分释放到外界
(2) ①. 二氧化碳的固定 ②. ATP和NADPH(腺苷三磷酸和还原型辅酶Ⅱ)
(3)D、E (4) ①. Ⅰ ②. 28 ③. 降低 ④. 抑制
(5) ①. 干旱 ②. “开”能保证CO2的供应,维持较强的光合作用,“闭”能降低蒸腾作用,提高作物抗旱性
【解析】
【分析】1、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固定形成C3,C3还原生成糖类等有机物。
2、分析图形:C为ADP和Pi、D为ATP、E为C5、F为C3、G为CO2。
【小问1详解】
题图分析可知,A为水、B为氧气,在光照充足的环境中,图中物质B(氧气)的去路是一部分被线粒体吸收用于呼吸作用,一部分释放到外界环境中。
【小问2详解】
分析图形:C为ADP和Pi、D为ATP、E为C5、F为C3、G为CO2,图1中酶a催化暗反应中的二氧化碳的固定过程。F形成三碳糖时需要的能源物质D有ATP和NADPH。
【小问3详解】
高温胁迫使气孔开放程度降低,胞间 CO2浓度降低,酶 a相对活性降低,E(C5)的消耗减少,故E短时间含量会上升;同时F(C3)的合成减少,C3的还原减少,因此D(ATP)的消耗减少,D短时间会上升。
【小问4详解】
①Ⅱ曲线应为占叶片干重的百分比,叶片中蔗糖和淀粉的含量增加是由于去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少,输出量降低,进而在叶片中积累。Ⅰ曲线是叶片CO2固定速率,光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低,推测叶片中蔗糖和淀粉等光合产物的积累会抑制光合作用。由Ⅰ曲线可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率不断下降.本实验中不去除棉铃的即为对照组,因此对照组植株的CO2固定速率相对值是28。
②已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少,输出量降低,进而在叶片中积累。
③根据上两题,光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低,而叶片中有机物汇堆积,所以叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。
【小问5详解】
孔振荡周期中的开合与炎热夏季正午气孔开合机理一致,推测气孔振荡是棉花植株在干旱环境中经过长期进化而产生的适应性机制,“气孔振荡”的具体意义是“开”能保证CO2的供应,维持较强的光合作用,“闭”能降低蒸腾作用,提高作物抗旱性。
20. 立体农业是利用群落的空间结构原理,为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式:水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼,中层主要是以沉水植物为食的草鱼,底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如图1,图1中的英文字母表示能量(单位:KJ)。r对策和K对策是种群适应环境的两种形式:r对策生物通常个体小,寿命短、生殖力强但存活率低,亲代对后代缺乏保护;K对策生物则与之相反。科研人员对水体中两种生物种群数量进行调查,图2中曲线表示两种生物当年种群数量(Nt)和一年后种群数量(Nt+1)之间的关系;虚线表示Nt+1=Nt。
(1)该生态系统的结构包括生态系统的组成成分和_____。据图可知,流入该生态系统的能量值为_____。
(2)沉水植物和浮游植物的分布体现了群落的_____结构,水生植物的分布决定了鱼类的分布,其原因_____。
(3)图中字母c、f、g表示_____,植物到植食性鱼类的能量传递效率可表示为_____。
(4)鱼塘的人工管理十分重要,由于管理不足导致一条生活在鱼塘中的杂食鱼类(18Kg)死亡。假如这条鱼的食物有1/3来自植物,1/2来自植食性鱼类,1/6来自以植食性鱼类为食的小型肉食鱼类,按能量流动最大效率计算,该条鱼生长过程中最少需要_____Kg植物。
(5)沉水植物的“绿色”为草鱼提供了采食的信息。这表明了信息传递在生态系统中的作用是_____。
(6)当种群数量较少时,_____对策生物的数量会在短时间内快速增长。当种群数量高于S点时,种群的年龄结构为_____。K对策生物S点和X点的增长率均为_____。
【答案】(1) ①. 生态系统的营养结构 ②. a+m+n
(2) ①. 垂直 ②. 植物为鱼类提供食物和栖息环境
(3) ①. 呼吸作用消耗的能量 ②. (b-m)/a×100%
(4)630 (5)调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
(6) ①. r ②. 衰退型 ③. 0##零
【解析】
【分析】分析题图:图中c为植物呼吸消耗的能量,f为植食性鱼类呼吸消耗的能量,g为肉食性鱼类呼吸消耗的能量,d为三个营养级生物流向分解者的能量。
【小问1详解】
生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构;流入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和有机物输入的化学能,包括a+m+n。
【小问2详解】
沉水植物和浮游植物的分布在垂直方向上有明显的分层现象,体现了群落的垂直结构。水生植物为鱼类提供了食物和栖息环境,因此水生植物的分布决定了鱼类的分布。
【小问3详解】
图中字母c、f、g分别表示植物、植食性鱼类和肉食性鱼类呼吸作用消耗的能量。植物到植食性鱼类的能量传递效率为植食性鱼类的同化量÷植物的同化量×100%,植物到植食性鱼类的同化量为b-m,则植物到植食性鱼类的能量传递效率可表示为(b-m)/a×100%。
【小问4详解】
根据题意可知,该只动物生长过程中最少需要的量为:18×1/3÷20%+18×1/2÷20%÷20%+18×1/6÷20%÷20%÷20%=630kg。
【小问5详解】
沉水植物的“绿色”为草鱼提供了采食的信息,说明生态系统的信息传递可以调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定。
【小问6详解】
由图可知,r对策生物通常个体小、寿命短,生殖力强但存活率低,亲代对后代缺乏保护,此类种群“以量取胜”;K对策生物通常个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高。种群数量较少时,r对策生物的数量会在短时间内快速增长。S点表示稳定平衡点,数量高于S点时,可以回落到S点,说明种群年龄结构为衰退型。增长率=(Nt+1-Nt)÷Nt,X点与S点均为Nt+1和Nt的重合点,故X点与S点增长率均为0。
21. 针灸是我国传承千年、特有的治疗疾病的手段。我国科研工作者发表在《自然》杂志首次通过小鼠模型,阐明了针灸治疗疾病的神经生物学机制:I、低强度电针刺小鼠后肢的“足三里(ST36)”穴位,可激活迷走神经—肾上腺轴,发挥抗炎作用;II、LPS是一种细菌毒素,当其进入动物血液后,会刺激肠巨噬细胞释放TNF-α(肿瘤坏死因子)、IL-6(白细胞介素6)等炎症因子,引起炎症反应。具体过程如图1所示,请结合有关知识回答下列问题:
(1)从免疫学的角度分析,LPS相当于____________(填①“抗原”/②“抗体”),巨噬细胞属于____________(填①“免疫细胞”②“淋巴细胞”)。
(2)针灸或低强度电针刺激足三里穴位都能引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素、肾上腺素增加,该过程属于( )
A. 神经调节 B. 体液调节 C. 神经—体液调节 D. 激素调节
(3)迷走神经是从脑干发出的参与调节内脏活动的神经,其属于____________(①中枢/②外周)神经系统。低强度电针刺激激活迷走神经—肾上腺抗炎通路起到抗炎作用,是通过Prokr2神经元进行传导的,据图1写出该调节过程涉及的途径:________________________。
(4)已知细胞外Ca2+对Na+存在“膜屏障作用”,即钙离子在膜上形成屏障,使钠离子内流减少。请结合图1分析,临床上患者血钙含量偏高,针灸抗炎疗效甚微的原因是_______________。
(5)图2中甲、乙分别为利用细针和粗针进行针灸治疗时,针刺部位附近神经末梢的电位变化。细针治疗_______________(填①“引起”②“未引起”)动作电位,判断依据是_______________。乙图曲线上升到b点过程中,Na+通道打开导致Na+大量内流,此时K+通道_______________(填①全部关闭/②全部开放/③部分开放)。
(6)研究人员利用同等强度的电针刺激位于小鼠腹部的天枢穴,并没有引起相同的抗炎反应,原因是_____________________________________________,这也为针灸抗炎需要刺激特定穴位才有效提供了解释。
【答案】(1) ①. ① ②. ① (2)A
(3) ①. ② ②. 足三里→Prokr2神经元→延髓→迷走神经→肾上腺
(4)血钙过高使Nat内流减少,降低了神经细胞兴奋性,导致抗炎功能降低
(5) ①. ② ②. 刺激引起的膜内外电位差没有超过阈值(没有超过阈电位) ③. ③
(6)腹部不存在迷走神经-肾上腺抗炎通路的Prokr2神经元
【解析】
【分析】1、反射弧是反射的基本结构,适宜的刺激和完整的反射弧是发生反射的前提,完整的反射弧应该包括:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。
2、神经纤维未受到刺激时,K+外流,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负,某部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正。由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡中,只能由突触前膜释放作用于突触后膜,使下一个神经元产生兴奋或抑制,因此兴奋在神经元之间的传递只能是单向的。
3、据图可知,低强度电针刺激小鼠后肢穴位足三里(ST36)可以激活迷走神经一肾上腺抗炎通路机理是:在电针刺激“足三里”位置时,会激活一组Prokr2感觉神经元,其延伸出去的突起部分可以将后肢的感觉信息通过脊髓传向大脑的特定区域,通过迷走神经作用到肾上腺,肾上腺细胞分泌的儿茶酚胺类物质(包括去甲肾上腺素和肾上腺素等)具有抗炎作用,导致针灸抗炎。
【小问1详解】
从免疫学的角度分析,LPS是异物,因此相当于①抗原;巨噬细胞属于①免疫细胞,淋巴细胞主要包括T细胞和B细胞。
【小问2详解】
针灸或低强度电针刺激足三里穴位都能引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素、去甲肾上腺素,经历了完整的反射弧,肾上腺是效应器,该过程为反射,属于神经调节,A正确,BCD错误。
故选A。
【小问3详解】
由脑发出的脑神经和由脊髓发出的脊神经是神经系统的周围部分,叫外周神经系统,因此根据“迷走神经是从脑干发出的可参与调节内脏活动的神经”,可知其属于外周神经系统,故选②;低强度电针刺激激活迷走神经—肾上腺抗炎通路起到抗炎作用,是通过Prokr2神经元进行传导的,据图1可知,该调节过程涉及的反射弧是足三里→Prokr2神经元→延髓→迷走神经→肾上腺(分泌肾上腺素、去甲肾上腺素抑制炎症)。
【小问4详解】
据图可知,迷走神经能产生去甲肾上腺素、肾上腺素,去甲肾上腺素和肾上腺素等具有抗炎作用,当某部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正,产生兴奋,血钙过高使Na+内流减少,降低了神经细胞兴奋性,导致迷走神经支配肾上腺细胞分泌抗炎症因子的功能降低,导致针灸抗炎疗效甚微。
【小问5详解】
若外界刺激没有超过阈值(没有超过阈电位),则不会引起动作电位,图2甲中刺激引起的膜内外电位差没有超过阈值(没有超过阈电位),所以细针治疗未引起动作电位,故选②。图2乙中曲线上升到b点过程中Na+通道打开,大量内流,K+通道③部分开放,部分关闭。
【小问6详解】
结合题干“低强度电针刺激小鼠后肢穴位“足三里”可激活一组表达Pokr2蛋白的感觉神经元”可知引发相应反应时刺激的部位为小鼠后肢穴位,而研究人员刺激的是小鼠腹部的天枢穴,若腹部不存在迷走神经肾上腺抗炎通路的Prok2神经元(或腹部不存在足三里对应的感受器),则会出现并没有引起相同的抗炎反应的现象,这也为针灸抗炎需要在特定穴位刺激提供了解释。
22. 特异性重组的Cre/loxP敲除系统是首先利用同源重组将基因组上的靶基因替换为两端带有重组位点loxP的kanR基因,然后由重组酶Cre识别loxP位点并发生重组反应,去除基因组上的kanR基因,进一步利用质粒的温敏特性将其消除,从而实现靶基因的敲除。下图是研究人员利用Cre/loxP敲除系统敲除谷氨酸棒状杆菌argR基因(精氨酸代谢的调控因子),获得高产精氨酸菌株的过程,其中kanR是卡那霉素抗性基因,cat是氯霉素抗性基因,HindⅢ、BanHⅠ是限制酶。请据图回答下列问题:
(1)①过程的原料是_____,所需的酶是_____。
(2)下列引物1、引物2用于扩增argR基因上游序列,引物3、引物4用于扩增argR基因下游序列,下划线序列是相关限制酶识别序列,则HindⅢ、BamHⅠ的识别序列分别是_____、_____。
引物1:5'-GTCGACGGTATCGATAAGCTTAGGACTCAAACTTATGACTTCACAACCA-3'
引物2:5-CGCCCTATAGTGAGTCGTATTGGGATTTAAGTTTTCCGGTGTTGACG-3'
引物3:5'-CTTTAGTGAGGGTTAATTGCGCGTTAATCGCTTGTTAATGCAGGCA-3'
引物4:5'-CGCTCTAGAACTAGTGGATCCCAAAGCCTCGTGAGCCTTAATC-3'
(3)②过程(融合PCR)是采用具有互补末端引物,形成具有重叠链的PCR引物,通过PCR引物重叠链的延伸,从而将不同来源的DNA片段连接起来。下列引物5、引物6用于扩增两端含loxP的kanR片段,引物5、引物6可分别与_____、_____(引物1、引物2、引物3、引物4)重叠从而实现不同DNA片段的连接。
引物5:5'-CGTCAACACCGGAAAACTTAAATCCCAATACGACTCACTATAGGGCG-3'
引物6:5-TGCCTGCATTAACAAGCGATTAACGCGCAATTAACCCTCACTAAAG-3'
(4)④过程将质粒3导入_____态谷氨酸棒状杆菌,⑤过程在同源重组的作用下谷氨酸棒状杆菌株的argR基因被替换为_____片段。
(5)⑥过程导入质粒4的目的是_____。
(6)由于质粒4的温敏特性,⑦过程先在37℃条件下培养消除质粒4,然后用影印接种(A、B、C三个培养基中接种菌种的位置相同)培养验证其抗性,其结果如下图,则_____是目的基因被敲除的目的菌株。
【答案】(1) ①. dNTP ②. Taq酶
(2) ①. AAGCTT ②. GGATCC
(3) ①. 引物2 ②. 引物3
(4) ①. 感受 ②. 两端含有loxP位点的karR
(5)利用重组酶Cre识别loxP位点并发生重组反应,去除基因组上的karR基因
(6)能在A培养基上生长,不能在B、C培养基上生长的菌株
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1) 目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2) 基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、复制原点和标记基因等。(3) 将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。 将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4) 目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目 的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质一抗原-抗体杂交技术。 个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
由图可知,①过程是PCR技术,所需的原料是dNTP,所需的酶是Taq酶。
【小问2详解】
结合质粒2上的限制酶切割位点,HindⅢ切割argR基因上游序列,BmHI切割argR基因下游序列,则它们的识别序列分别是引物1和引物4上的下划线序列AAGCTT和GGATCC。
【小问3详解】
引物5、引物6分别引物2、引物3碱基互补配对因此可以形成重叠链,进而实现不同DNA片段的连接。
【小问4详解】
④过程将质粒3导入感受态谷氨酸棒状杆菌,以便吸收外源DNA分子。据图可知,⑤过程在同源重组的作用下谷氨酸棒状杆菌株的argR基因被替换为两端含有loxP位点的kanR基因片段。
【小问5详解】
由题干信息结合图可知,⑥过程导入质粒4的目的是利用重组酶Cre识别loxP位点并发生重组反应,去除基因组上的kanR基因。
【小问6详解】
目的基因被敲除的目的菌株不含卡那霉素抗性基因和氯霉素抗性基因,因此只能在不含卡那霉素和氯霉素的培养基(A)上生长,不能在含有卡那霉素(B)和含有氯霉素(A)的培养基生长。
【点睛】本题以“利用特异性重组的Cre/loxP敲除系统敲除基因组上的靶基因”为命题情境,考查考生对基因工程等方面基础知识及相关现代生物技术应用的理解,难度较大。
23. 青蒿素是最有效的抗疟药物,可以从野生黄花蒿(2N=18,两性花)中提取。黄花蒿野生型(AABBdd)能合成青蒿素(3对基因独立遗传)。通过诱变技术获得3个无法合成青蒿素的稳定遗传突变体(甲、乙、丙),突变体之间相互杂交,F1均不能合成青蒿素。现选择乙、丙杂交的F1(AaBbDd)作为亲本,分别与3个突变体进行杂交,结果如下表(注:“有”表示有青蒿素,“无”表示无青蒿素)。请回答下列问题:
杂交编号 杂交组合 子代表型(株数)
I F1×甲 有(199)、无(602)
II F1×乙 有(101)、无(699)
III F1×丙 无(795)
(1)为建立黄花蒿基因组数据库,科学家需要对_____条染色体的DNA测序。
(2)突变体甲和丙的基因型分别是_____、_____。
(3)用杂交I子代中有青蒿素植株与杂交Ⅱ子代中有青蒿素植株杂交,理论上其后代中有青蒿素植株所占比例为_____。
(4)由于黄花蒿中青蒿素含量普遍较低,科学家利用农杆菌转化法,将含有基因表达调节因子的两个T-DNA插入到野生型黄花蒿叶肉细胞M的染色体上,将细胞M培育成植株N(若干株)。在该调节因子的作用下,青蒿素的产量明显上升,且该调节因子对青蒿素产量的作用具有累加效应。T-DNA插入到野生型黄花蒿叶肉细胞M的染色体上的情况有如图所示的三种情况。
①如果插入的情况是A图所示,N自交得F1,F1各植株青蒿素含量有_____种。
②如果插入的情况是B图所示,N自交得F1,F1各植株青蒿素含量有_____种,比例为_____。
③如果插入的情况是C图所示,在不考虑互换的情况下,N自交得F1,F1各植株青蒿素含量有_____种,比例为_____。
【答案】(1)9条 (2) ①. aaBBdd或AAbbdd ②. AABBDD
(3)21/32 (4) ①. 1 ②. 5 ③. 1∶4∶6∶4∶1 ④. 3 ⑤. 1∶2∶1
【解析】
【分析】科学家在培育生物新品种时,无论采取杂育种还是诱变育种等方法,都是使原生物物种的遗传物质发生改变,然后经过人工选择,最终培育出对人类有益的新品种。
【小问1详解】
野生黄花蒿没有性染色体,只需DNA测序要检测一个染色体组的染色体DNA序列即可,所以科学家要对9条染色体的DNA测序。
【小问2详解】
F1×丙都带全无,则说明丙发生的是显性突变,则丙的基因型为AABBDD,乙、丙杂交的F1(AaBbDd),则乙的基因型为aabbdd,则F1(AaBbDd)×甲后代有:无=1:3,且三个是不同的无法合成青蒿素的稳定遗传突变体,则甲的基因型为aaBBdd或AAbbdd。
【小问3详解】
由于甲的基因型可能为AAbbdd或aaBBdd,因此杂交ⅠF1(AaBbDd)与甲杂交,子代中有青蒿素植株基因型为AABbdd和AaBbdd,比例为1:1或基因型为AaBBdd和AaBbdd,比例为1:1;由于乙的基因型为aabbdd,因此杂交ⅡF1(AaBbDd)与乙杂交,子代中有青蒿素植株基因型为AaBbdd,故杂交Ⅰ子代中有青蒿素植株(1/2AABbdd和1/2AaBbdd或1/2AaBBdd和1/2AaBbdd,两种情况考虑结果一样)与杂交Ⅱ子代中有青蒿素植株(AaBbdd)相互杂交,后代中有青蒿素(A_B_dd)所占比例为1/2×1×3/4×1+1/2×3/4×3/4×1=21/32。
【小问4详解】
①如果插入的情况是A图所示,即插入的T-DNA位于一对同源染色体上,植株N为纯合子,所以N自交得F1,F1各植株都含有青蒿素,即只有1种。
②如果插入的情况是B图所示,即插入的T-DNA位于两对同源染色体上,分别用A1、A2表示插入的基因则基因型可表示为A1OA2O,该调节因子对青蒿素产量的作用具有累加效应,则N自交得F1,F1中的调节因子的含量及比例为A1A1A2A2:(2A1A1A2O+2A1OA2A2):(4A1OA2O+A1A1OO+OOA2A2):(2A1OOO+2OOA2O):OOOO=1∶4∶6∶4∶1,所以F1各植株青蒿素含量有5种,比例为1∶4∶6∶4∶1。
③如果插入的情况是C图所示,即插入到一条染色体上,相当于杂合子,若用Aa表示,在不考虑互换的情况下,N自交得F1,F1基因型及比例可表示为AA:Aa:aa=1:2:1,该调节因子对青蒿素产量的作用具有累加效应,所以F1各植株青蒿素含量有3种,比例为1∶2∶1。
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