【高考真题】山东省2024年普通高中生物学业水平等级考试
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2024·山东)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致H2O2含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶BAK1被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是( )
A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2的分解
D.油菜素内酯可使BAK1缺失的被感染细胞内H2O2含量降低
2.(2024·山东)心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞,随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低,生成NADH的速率减小,引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是( )
A.细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量
B.转运ITA时,载体蛋白L的构象会发生改变
C.该巨噬细胞清除死亡细胞后,有氧呼吸产生CO2的速率增大
D.被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解
3.(2024·山东)某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成,并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下,蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合,引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性,导致蛋白P空间结构改变,使其不被受体识别。下列说法正确的是( )
A.蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网
B.蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性
C.提取蛋白P过程中为保持其生物活性,所用缓冲体系应为碱性
D.病原菌侵染使蛋白P不被受体识别,不能体现受体识别的专一性
4.(2024·山东)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是( )
A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大
B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离
D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快,有利于外层细胞的光合作用
5.(2024·山东)制备荧光标记的DNA探针时,需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)的反应管①~④中,分别加入如表所示的适量单链DNA.已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则,且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有( )
反应管 加入的单链DNA
① 5'-GCCGATCTTTATA-3'3'-GACCGGCTAGAAA-5'
② 5'-AGAGCCAATTGGC-3'
③ 5'-ATTTCCCGATCCG-3'3'-AGGGCTAGGCATA-5'
④ 5'-TTCACTGGCCAGT-3'
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
6.(2024·山东)某二倍体生物通过无性繁殖获得二倍体子代的机制有3种:①配子中染色体复制1次;②减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂;③减数分裂Ⅰ细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞。某个体的1号染色体所含全部基因如图所示,其中A1、A2为显性基因,a1、a2为隐性基因。该个体通过无性繁殖获得了某个二倍体子代,该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。已知发育为该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组。不考虑突变,获得该子代的所有可能机制为( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
7.(2024·山东)乙型肝炎病毒(HBV)的结构模式图如图所示。HBV与肝细胞吸附结合后,脱去含有表面抗原的包膜,进入肝细胞后再脱去由核心抗原组成的衣壳,大量增殖形成新的HBV,释放后再感染其他肝细胞。下列说法正确的是( )
A.树突状细胞识别HBV后只发挥其吞噬功能
B.辅助性T细胞识别并裂解被HBV感染的肝细胞
C.根据表面抗原可制备预防乙型肝炎的乙肝疫苗
D.核心抗原诱导机体产生特异性抗体的过程属于细胞免疫
8.(2024·山东)如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X、Y染色体同源区段和突变,下列推断错误的是( )
A.该致病基因不位于Y染色体上
B.若Ⅱ-1不携带该致病基因,则Ⅱ-2一定为杂合子
C.若Ⅲ-5正常,则Ⅱ-2一定患病
D.若Ⅱ-2正常,则据Ⅲ-2是否患病可确定该病遗传方式
9.(2024·山东)机体存在血浆K+浓度调节机制,K+浓度升高可直接刺激胰岛素的分泌,从而促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常。肾脏排钾功能障碍时,血浆K+浓度异常升高,导致自身胰岛素分泌量最大时依然无法使血浆K+浓度恢复正常,此时胞内摄入K+的量小于胞外K+的增加量,引起高钾血症。已知胞内K+浓度总是高于胞外,下列说法错误的是( )
A.高钾血症患者神经细胞静息状态下膜内外电位差增大
B.胰岛B细胞受损可导致血浆K+浓度升高
C.高钾血症患者的心肌细胞对刺激的敏感性改变
D.用胰岛素治疗高钾血症,需同时注射葡萄糖
10.(2024·山东)拟南芥的基因S与种子萌发有关。对野生型和基因S过表达株系的种子分别进行不同处理,处理方式及种子萌发率(%)如表所示,其中MS为基本培养基,WT为野生型,OX为基因S过表达株系,PAC为赤霉素合成抑制剂。下列说法错误的是( )
MS MS+脱落酸 MS+PAC MS+PAC+赤霉素
培养时间 WT OX WT OX WT OX WT OX
24小时 0 80 0 36 0 0 0 0
36小时 31 90 5 72 3 3 18 18
A.MS组是为了排除内源脱落酸和赤霉素的影响
B.基因S通过增加赤霉素的活性促进种子萌发
C.基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制
D.脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗
11.(2024·山东)棉蚜是个体微小、肉眼可见的害虫。与不抗棉蚜棉花品种相比,抗棉蚜棉花品种体内某种次生代谢物的含量高,该次生代谢物对棉蚜有一定的毒害作用。下列说法错误的是( )
A.统计棉田不同害虫物种的相对数量时可用目测估计法
B.棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强度与棉蚜种群的密度有关
C.提高棉花体内该次生代谢物的含量用于防治棉蚜属于化学防治
D.若用该次生代谢物防治棉蚜,需评估其对棉蚜天敌的影响
12.(2024·山东)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6g/m2和30g/m2,据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出,下列说法错误的是( )
A.能量不能由第二营养级流向第一营养级
B.根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量
D.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
13.(2024·山东)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法正确的是( )
A.整个提取过程中可以不使用离心机
B.研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后,应充分摇匀再倒入烧杯中
C.鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变
D.仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰
14.(2024·山东)在发酵过程中,多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体,菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是( )
A.相同菌体密度下,菌球体越大柠檬酸产生速率越慢
B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量
C.发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长
D.发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品
15.(2024·山东)酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z、trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞,而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上,生长情况如图。据图分析,3种酶在该合成途径中的作用顺序为( )
A.X→Y→Z B.Z→Y→X C.Y→X→Z D.Z→X→Y
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16.(2024·山东)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中,乙醇脱氢酶催化生成乙醇,与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是( )
A.p点为种皮被突破的时间点
B.Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸
C.Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
D.q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
17.(2024·山东)果蝇的直翅、弯翅受Ⅳ号常染色体上的等位基因A、a控制。现有甲、乙2只都只含7条染色体的直翅雄果蝇,产生原因都是Ⅳ号常染色体中的1条移接到某条非同源染色体末端,且移接的Ⅳ号常染色体着丝粒丢失。为探究Ⅳ号常染色体移接情况,进行了如表所示的杂交实验。已知甲、乙在减数分裂时,未移接的Ⅳ号常染色体随机移向一极;配子和个体的存活力都正常。不考虑其他突变和染色体互换,下列推断正确的是( )
实验①:甲×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=7∶1,且雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1
实验②:乙×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=3∶1,且直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1∶1
A.①中亲本雌果蝇的基因型一定为Aa
B.②中亲本雌果蝇的基因型一定为aa
C.甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
D.乙中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
18.(2024·山东)种群增长率等于出生率减死亡率。不同物种的甲、乙种群在一段时间内的增长率与种群密度的关系如图所示。已知随时间推移种群密度逐渐增加,a为种群延续所需的最小种群数量所对应的种群密度;甲、乙中有一个种群个体间存在共同抵御天敌等种内互助。下列说法正确的是( )
A.乙种群存在种内互助
B.由a至c,乙种群单位时间内增加的个体数逐渐增多
C.由a至c,乙种群的数量增长曲线呈“S”形
D.a至b阶段,甲种群的年龄结构为衰退型
19.(2024·山东)瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配。当抓捏面部皮肤时,会引起瞳孔开大肌收缩,导致瞳孔扩张,该反射称为瞳孔皮肤反射,其反射通路如图所示,其中网状脊髓束是位于脑干和脊髓中的神经纤维束。下列说法错误的是( )
面部皮肤感受器→传入神经①→脑干→网状脊髓束→脊髓(胸段)→传出神经②→瞳孔开大肌
A.该反射属于非条件反射
B.传入神经①属于脑神经
C.传出神经②属于躯体运动神经
D.若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,该反射不能完成
20.(2024·山东)下列关于植物愈伤组织的说法正确的是( )
A.用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B.融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D.通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21.(2024·山东)从开花至籽粒成熟,小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比,某突变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量低。研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性,而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示,开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示,其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂,KT为细胞分裂素类植物生长调节剂,气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标 植株 14天 21天 28天
胞间CO2浓度(μmolCO2mol-1) 野生型 140 151 270
突变体 110 140 205
气孔导度(molH2Om-2s-1) 野生型 125 95 41
突变体 140 112 78
(1)光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应利用的物质有 。结合细胞分裂素的作用,据图分析,与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 。
(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析,与野生型相比,开花14天后突变体的光饱和点 (填“高”或“低”),理由是 。
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析,突变体籽粒淀粉含量低的原因是 。
22.(2024·山东)某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因,且每种性状只由1对等位基因控制,其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d;叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状,且只要有1对隐性纯合基因,叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性,进行了如表所示的杂交实验。另外,拟用乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株的叶片为材料,通过PCR检测每株个体中控制这2种性状的所有等位基因,以辅助确定这些基因在染色体上的相对位置关系。预期对被检测群体中所有个体按PCR产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则归类后,该群体电泳图谱只有类型Ⅰ或类型Ⅱ,如图所示,其中条带③和④分别代表基因a和d。已知各基因的PCR产物通过电泳均可区分,各相对性状呈完全显隐性关系,不考虑突变和染色体互换。
组别 亲本杂交组合 F1的表型及比例。
甲 紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒 紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒=1∶1∶1∶1
乙 锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒 全部为光滑叶黄粒
(1)据表分析,由同一对等位基因控制的2种性状是 ,判断依据是 。
(2)据表分析,甲组F1随机交配,若子代中高茎植株占比为 ,则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
(3)图中条带②代表的基因是 ;乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为 。若电泳图谱为类型Ⅰ,则被检测群体在F2中占比为 。
(4)若电泳图谱为类型Ⅱ,只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系,需辅以对F2进行调查。已知调查时正值F2的花期,调查思路: ;预期调查结果并得出结论: 。(要求:仅根据表型预期调查结果,并简要描述结论)
23.(2024·山东)由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。
(1)图中所示的调节过程中,迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有 。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为 。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成。肝细胞合成功能发生障碍时,组织液的量 (填“增加”或“减少”)。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,以达到治疗效果,从水盐调节角度分析,该治疗方法使组织液的量恢复正常的机制为 。
(3)为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,据图设计以下实验,已知注射各试剂所用溶剂对实验检测指标无影响。
实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射 (填序号)。①ACh抑制剂②CCK抗体③ACh抑制剂+CCK抗体
检测指标:检测两组小鼠的 。
实验结果及结论:若检测指标无差异,则下丘脑所在通路不受影响。
24.(2024·山东)研究群落时,不仅要调查群落的物种丰富度,还要比较不同群落的物种组成。β多样性是指某特定时间点,沿某一环境因素梯度,不同群落间物种组成的变化。它可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示。
(1)群落甲中冷杉的数量很多,据此 (填“能”或“不能”)判断冷杉在该群落中是否占据优势。群落甲中冷杉在不同地段的种群密度不同,这体现了群落空间结构中的 。从协同进化的角度分析,冷杉在群落甲中能占据相对稳定生态位的原因是 。
(2)群落甲、乙的物种丰富度分别为70和80,两群落之间的β多样性为0.4,则两群落的共有物种数为 (填数字)。
(3)根据β多样性可以科学合理规划自然保护区以维系物种多样性。群落丙、丁的物种丰富度分别为56和98,若两群落之间的β多样性高,则应该在群落 (填“丙”“丁”“戊”“丙和丁”)建立自然保护区,理由是 。
25.(2024·山东)研究发现基因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L,可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制酶BsaI切点处插入大豆基因L的向导DNA序列,将载体导入大豆细胞后,其转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因L部分序列及相关结果等如图所示。
(1)用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目标基因L时,所用的引物越短,引物特异性越 (填“高”或“低”)。限制酶在切开DNA双链时,形成的单链突出末端为黏性末端,若用BsaI酶切大豆基因组DNA,理论上可产生的黏性末端最多有 种。载体信息如图甲所示,经BsaI酶切后,载体上保留的黏性末端序列应为5'- -3'和5'- -3'。
(2)重组载体通过农杆菌导入大豆细胞,使用抗生素 筛选到具有该抗生素抗性的植株①∶④。为了鉴定基因编辑是否成功,以上述抗性植株的DNA为模板,通过PCR扩增目标基因L,部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示,PCR产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可判断选用的限制酶是 ,其中纯合的突变植株是 (填序号)。
(3)实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株,该植株具有抗生素抗性,检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入。用抗生素筛选这个植株的自交子代,其中突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例为 ,筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、由题意”植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白“可知,环核苷酸可结合细胞膜上的Ca2+通道蛋白;分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,故Ca2+不需要与通道蛋白结合,A不符合题意;
B、维持细胞Ca2+浓度的内低外高,需要将Ca2+泵出细胞,是逆浓度梯度的,属于主动运输,这一过程需消耗能量,B符合题意;
C、细胞内Ca2+浓度升高,可调控相关基因表达,导致H2O2含量升高,但作为信号分子,不能直接参与生化反应,故不能直接抑制H2O2的分解,C不符合题意;
D、BAK1被油菜素内酯活化后关闭Ca2+通道蛋白,若BAK1缺失,就无法关闭Ca2+通道蛋白,细胞内 Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,会导致H2O2含量升高,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)物质跨膜运输方式比较:自由扩散是物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧运转,不需要消耗能量,不需要载体蛋白协助。协助扩散不需要消耗能量,是在细胞膜上的特殊蛋白的“帮助”下,顺着浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运。主动运输是沿逆化学浓度梯度差的运输方式,要借助于细胞膜上的一种特异性的传递蛋白质分子作为载体,还必须消耗细胞代谢所产生的能量。
(2)转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
2.【答案】C
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程为胞吞作用,该过程需要呼吸作用供能,故细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量,A不符合题意;
B、载体蛋白参与主动运输或协助扩散,需要与被运输的物质结合,发生自身构象的改变,故转运ITA时,载体蛋白L的构象会发生改变,B不符合题意;
C、由题干“心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞,随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低,生成NADH的速率减小”可知,巨噬细胞清除死亡细胞后,有氧呼吸减弱,产生CO2的速率降低,C符合题意;
D、溶酶体可分解衰老、损伤的细胞器、吞噬并杀死侵入细胞的病菌、病毒等,故被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解,为机体的其他代谢提供营养物质,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输,它们均需要消耗能量,并且能够体现细胞膜的流动性。
(2)载体蛋白参与主动运输或协助扩散,需要与被运输的物质结合,发生自身构象的改变;而通道蛋白参与协助扩散,不需要与被运输物质结合,自身不发生构象改变。
(3)由题意可知,心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞,随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低,生成NADH的速率减小,说明有氧呼吸减弱。
3.【答案】B
【知识点】细胞膜的结构特点;细胞器之间的协调配合;酶的特性
【解析】【解答】A、核糖体无膜结构,不产生囊泡,故蛋白P前体不能通过囊泡从核糖体向内质网转移,A不符合题意;
B、 蛋白P由其前体加工修饰后形成,并通过胞吐被排出细胞。胞吐作用依赖细胞膜的流动性,故蛋白P排出细胞依赖细胞膜的流动性,B符合题意;
C、由题干“病原菌侵染使胞外环境成为碱性,导致蛋白P空间结构改变,使其不被受体识别”可知,所用缓冲体系不能为碱性;“在胞外酸性环境下,蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合”,故所用缓冲体系应为为酸性,C不符合题意;
D、病原菌侵染使蛋白P不被受体识别,即受体结构改变后不能被识别,能体现受体识别的专一性,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→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,整个过程还需要线粒体提供能量。
(2)大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输,它们均需要消耗能量,并且能够体现细胞膜的流动性。
(3)由题意可知,碱性会导致蛋白P空间结构改变,提取蛋白P过程中为保持其生物活性,所用缓冲体系应为酸性。
4.【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素;质壁分离和复原;渗透作用
【解析】【解答】A、细胞失水过程中,水从细胞液流出,使细胞液水分减少,细胞液浓度增大,A不符合题意;
B、干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,则外层细胞的细胞液单糖多,且外层细胞还能进行光合作用合成单糖,故外层细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高,B符合题意;
C、失水条件下,由于原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性,故出现质壁分离。依题意,内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大,故质壁分离的现象不如外层细胞明显,失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离,C不符合题意;
D、干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,有利于外层细胞将光合产物转移到内部薄壁细胞,可促进外层细胞的光合作用,故有利于外层细胞的光合作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间,将细胞质挤成一薄层,所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质层有选择透过性,相当于一层半透膜,植物细胞也能通过原生质发生吸水或失水现象。
(2)质壁分离的条件:具有大液泡;具有细胞壁。质壁分离产生的内因:原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性;质壁分离产生的外因:外界溶液浓度>细胞液浓度。
5.【答案】D
【知识点】碱基互补配对原则;PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】子链的延伸方向为5'→3',由题意可知,形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则,且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。 即要能得到带有荧光标记的DNA探针,扩增后所得DNA两端应带有A,且两端距离大于9个碱基。反应管①~④中分别加入适量单链DNA,①中两条单链DNA分子之间具有互补的序列,双链DNA区之外的3'端无模板,因此无法进行DNA合成,不能得到带有荧光标记的DNA探针;②中单链DNA分子内具有自身互补的序列,由于在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区,故一条单链DNA分子不发生自身环化,但两条链可以形成双链DNA区,由于DNA合成的链中不含碱基A,不能得到带有荧光标记的DNA探针;③中两条单链DNA分子之间具有互补的序列,且双链DNA区之外的3'端有模板和碱基T,因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针;④中单链DNA分子内具有自身互补的序列,一条单链DNA分子不发生自身环化,两条链可以形成双链DNA区,且双链DNA区之外的3'端有模板和碱基T,因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针。综上分析,能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有③④。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)PCR原理:目的基因DNA受热变性后解为单链,引物与单链相应互补序列结合;然后以单链DNA为模板,在DNA聚合酶作用下进行延伸,即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端,如此重复循环多次。由于延伸后得到的产物又可以作为下一个循环的模板,因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍,即呈指数形式扩增。PCR反应过程是:变性→复性→延伸。结果:上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多,DNA分子就以2的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
(2)子链的延伸方向为5'→3',由题意可知,在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区,要能得到带有荧光标记的DNA探针,需要能根据所提供的模板进行扩增,且扩增子链含有A。
6.【答案】C
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;基因重组及其意义
【解析】【解答】分析题图:某个体的1号染色体所含全部基因由4个,其中A1、A2为显性基因,a1、a2为隐性基因,分别位于两条染色体上,即两条染色体上的基因不同;且由题意可知,该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。①若该细胞为配子中染色体复制1次获得的,则所得的两条染色体上的基因应该两两相同,与题图不符,该子代不可能由机制①获得;②由题意可知,该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组,如果交叉互换部分恰巧包括A1、A2、a1、a2这两对等位基因,则减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂,可形成图示细胞,该子代可能由机制②获得;③减数分裂Ⅰ细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞,可能就是交叉互换了两条染色体进入该细胞,可形成图示细胞,该子代可能由机制③获得。综上分析,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1) 由亲本产生的有性生殖细胞,经过两性生殖细胞(例如精子和卵细胞)的结合,成为受精卵,再由受精卵发育成为新的个体的生殖方式,叫做有性生殖;无性生殖指的是不经过两性生殖细胞结合,由母体直接产生新个体的生殖方式。
(2)减数分裂过程:①减数分裂前间期:染色体的复制;②减数第一次分裂:前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;末期:细胞质分裂。③减数第二次分裂:前期:染色体散乱分布;中期:染色体形态固定、数目清晰;后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
(3)由题意可知,该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组,若交叉互换部分恰巧包括A1、A2、a1、a2这两对等位基因,则形成图示细胞,可能发生题干所述②③这两种情况。
7.【答案】C
【知识点】细胞免疫;体液免疫;免疫学的应用
【解析】【解答】A、树突状细胞属于抗原呈递细胞,树突状细胞识别HBV后,能够摄取、处理加工抗原,并将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞,即树突状细胞识别HBV后不仅发挥其吞噬功能,还能将抗原呈递给T细胞,A不符合题意;
B、辅助性T细胞识别并激活被HBV感染的肝细胞,使其被细胞毒性T细胞裂解,B不符合题意;
C、由疫苗通常是用灭活或减毒的病原体制成的生物制品。由题干信息可知,HBV与肝细胞吸附结合后,脱去含有表面抗原的包膜,因此根据表面抗原可制备预防乙型肝炎的乙肝疫苗,C符合题意;
D、核心抗原诱导机体产生特异性抗体的过程属于体液免疫,不属于细胞免疫,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)细胞免疫过程:①被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号.②细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这一过程。③新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。④靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合;或被其他细胞吞噬掉。
(2)体液免疫的过程为,当病原体侵入机体时,一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号。一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞。辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子。在细胞因子的作用下,B细胞接受两个信号的刺激后,增殖、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞。随后浆细胞产生并分泌抗体。在多数情况下,抗体与病原体结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化。记忆细胞可以在抗原消失后存活,当再接触这种抗原时,能迅速增殖分化,分化后快速产生大量抗体。
8.【答案】D
【知识点】人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】A、Y染色体上的致病基因只传男不传女;由于该家系中有女患者,所以该致病基因不位于Y染色体上,A不符合题意;
B、若Ⅱ-1不携带该致病基因,而Ⅲ-3患病,其患病基因只能来自Ⅱ-2个体,可推出该病的遗传方式可能是常染色体显性遗传、伴X显性遗传和伴X隐性遗传;无论是哪种遗传方式,Ⅰ-1不患病,不携带致病基因,给Ⅱ-2个体传的都是正常基因,而Ⅲ-3患病可推出Ⅱ-2一定含有致病基因,即Ⅱ-2一定是杂合子,B不符合题意;
C、若Ⅲ-5正常,而Ⅱ-3和Ⅱ-4患病,有中生无为显性,则该病为常染色体显性遗传病,由于Ⅱ-1正常,而Ⅲ-3患病,其患病基因只能来自Ⅱ-2,可推出Ⅱ-2一定患病,C不符合题意;
D、若Ⅱ-2正常,根据Ⅱ-1正常和Ⅲ-3患病,该病为隐性遗传病;若Ⅲ-2患病,则可推出该病为常染色体隐性遗传病,若Ⅲ-2正常,则无法判断致病基因是位于常染色体上还是位干X染色体上,即不能确定该病具体的遗传方式,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】判断遗传方式的口诀为:无中生有为隐性,隐性遗传看女患,父子无病在常染;有中生无为显性,显性遗传看男患,母女无病在常染。
9.【答案】A
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导;血糖平衡调节
【解析】【解答】AC、据题意可知:“正常情况下,胞内K+浓度总是高于胞外”;K+外流(导致膜外阳离子多),产生外正内负的膜电位,该电位叫静息电位。高钾血症患者血浆K+浓度异常升高,细胞外的钾离子浓度大于正常个体,因此患者神经细胞静息状态下膜内外电位差减小,导致患者心肌细胞的静息电位绝对值减小,更容易产生兴奋,因此对刺激的敏感性发生改变,A符合题意,C不符合题意;
BD、胰岛B细胞受损导致胰岛素分泌减少,由题干“胰岛素的分泌,从而促进细胞摄入K+“可知,胰岛B细胞受损患者由于胰岛素分泌减少,可导致血浆K+浓度升高。胰岛素能促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常,故可通过注射胰岛素的方式治疗高钾血症;由于胰岛素能降低血糖,因此用胰岛素治疗时,为防止出现胰岛素增加导致的低血糖,需同时注射葡萄糖,BD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)神经纤维静息状态时,主要表现K+外流(导致膜外阳离子多),产生外正内负的膜电位,该电位叫静息电位。兴奋时,主要表现Na+内流(导致膜内阳离子多),产生一次内正外负的膜电位变化,该电位叫动作电位。
(2)胰岛素能促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常,故可通过注射胰岛素的方式治疗高钾血症;由于胰岛素能降低血糖,因此用胰岛素治疗时,为防止出现胰岛素增加导致的低血糖,需同时注射葡萄糖。
10.【答案】B
【知识点】其他植物激素的种类和作用;植物激素间的相互关系
【解析】【解答】A、拟南芥植株会产生内源脱落酸和赤霉素,MS为基本培养基,故MS组可以排除内源脱落酸和赤霉素的影响,A不符合题意;
B、分析图表可知,与MS组相比,MS+PAC组种子萌发率明显降低, PAC为赤霉素合成抑制剂,说明基因S通过促进赤霉素的合成来促进种子萌发,而不是增加赤霉素的活性,B符合题意;
C、分析图表可知,与MS组相比,MS+脱落酸组种子萌发率明显降低,且WT降低更明显,这说明脱落酸能抑制拟南芥种子的萌发,且基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制,C不符合题意;
D、与MS组相比,MS+PAC组种子萌发率明显降低,这说明赤霉素能促进拟南芥种子的萌发;与MS组相比,MS+脱落酸组种子萌发率明显降低,这说明脱落酸能抑制拟南芥种子的萌发,因此脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)植物激素指的是在植物体内一定部位合成,从产生部位运输到作用部位,并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量有机物。植物生长调节剂:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
(2)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。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;促进叶和果实的衰老、脱落。
11.【答案】C
【知识点】种群的数量变动及其原因;土壤中动物类群丰富度的研究;植物病虫害的防治原理和技术
12.【答案】D
【知识点】生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、能量流动的特点是单向流动、逐级递减,故能量只能由第一营养级流向第二营养级,不能由第二营养级流向第一营养级,A不符合题意;
B、由于生物富集作用,不被吸收的金属在生物体内的浓度沿食物链不断升高,故根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低,B不符合题意;
C、流入分解者的能量包括生产者的残枝败叶、消费者遗体、残骸、粪便等所含有的能量,这些有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量,C不符合题意;
D、能量流动的特点是单向流动、逐级递减,在该稳定的生态系统中,第一营养级固定的能量一定大于第二营养级同化的能量,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
(2)生物富集作用,是生物体从周围环境中吸收、蓄积某种元素或难分解化合物,使生物有机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象,其浓度随着食物链不断升高。
13.【答案】A
【知识点】DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、在DNA的粗提取与鉴定实验中,可将获得的研磨液用纱布过滤后,在4℃的冰箱中放置几分钟,再取上清液;也可以直接将研磨液用离心机进行离心后取上清液,故整个提取过程可以不使用离心机,A符合题意;
B、DNA在上清液中,研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后,应取上清液倒入烧杯中,不应再充分摇匀,B不符合题意;
C、鉴定过程中的沸水浴加热可能使DNA双螺旋结构发生改变,C不符合题意;
D、该实验中,为排除二苯胺加热后可能变蓝对实验结果的干扰,设置加二苯胺不加DNA一个对照组即可,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的; ②DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
14.【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、由题意可知:”黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧“,在相同菌体密度下,菌球体越大,越不利于菌体与氧气接触,导致柠檬酸产生速率越慢,A不符合题意;
B、由题意可知:”菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制“,发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸的产量,B不符合题意;
C、大部分细菌适合在中性或弱碱性环境中生存;发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必须的酶失活,可抑制大部分细菌的生长,C不符合题意;
D、发酵工程中,产品若是微生物细胞,在发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥;产品若是微生物代谢物,则根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施。柠檬酸属于代谢物,不能采用过滤所得固体物质进行干燥而获得其制品。D符合题意。
故答案为:D。
【分析】发酵工程:利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品;主要为微生物细胞本身或者其代谢产物。分离、提纯产物:产品若是微生物细胞,在发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥;产品若是微生物代谢物,则根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施。
15.【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养;培养基对微生物的选择作用
【解析】【解答】trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。即trpX、trpY和trpZ分别缺乏酶X、酶Y和酶Z,故无法正常合成色氨酸,需要从外界获得色氨酸,突变体菌株就可以生长,色氨酸合成途径的中间产物积累后可排出胞外,进入培养基后,通过扩散,从而给其他突变型提供代谢原料,帮助其长出明显的菌落。由图可知,trpY突变体处菌落数最少,而trpZ突变体处菌落数最多,可知trpZ突变体可利用其他色氨酸突变体分泌的色氨酸合成途径的中间产物,完成自身色氨酸的合成,那么酶Z在色氨酸合成途径中,应该是最靠前的,其他的突变体已完成了酶Z催化的过程,分泌中间产物供trpZ(含有酶X、酶Y)继续合成色氨酸,依此推理,3种酶在该合成途径中的作用顺序为Z→X→Y。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由图可知,trpZ突变体处菌落数>trpX突变体处菌落数>trpY突变体处菌落数。
16.【答案】A,B,D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】A、由图可知,P点之后乙醇脱氢酶活性开始下降,子叶耗氧量急剧增加,说明此时无氧呼吸减弱,有氧呼吸增强,该点为种皮被突破的时间点,使氧气能更多进入,A符合题意;
B、Ⅱ阶段子叶耗氧量下降,原因是种皮限制O2进入种子,种子不断消耗导致其内O2浓度降低,有氧呼吸被限制,使得子叶耗氧速率降低,B符合题意;
C、Ⅲ阶段种皮已经被突破,种子有氧呼吸增强,乙醇脱氢酶活性下降,无氧呼吸减弱,无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐减小,C不符合题意;
D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同,根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知,此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】(1)有氧呼吸总反应方程式:C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+大量能量
可分为3个阶段:第一阶段:在细胞质基质中,不需要氧,葡萄糖反应生成2丙酮酸和[H]、少量能量;第二阶段:在线粒体基质中,不需要氧,丙酮酸和水反应生成CO2和[H]、少量能量;第三阶段:在线粒体内膜上,需要氧,[H]和氧气反应生成水,同时产生大量能量。
(2)无氧呼吸无氧呼吸的总反应方程式:
C6H12O6+酶→2C3H6O3(乳酸)+少量能量
C6H12O6+酶→2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
可分为两个阶段:第一阶段:在细胞质基质中,葡萄糖在酶的催化下反应生成2丙酮酸和少量[H]、少量能量;第二阶段:在细胞质基质中,2丙酮酸在催化下反应生成2C2H5OH(酒精)和2CO2;或2丙酮酸在酶的催化下反应生成2C3H6O3(乳酸)。
(3)NADH产生于糖酵解和细胞呼吸作用中的柠檬酸循环。参与细胞的氧化还原过程。在呼吸链中NADP + H+ 2e= NADPH 用来实现电子传递。NADH含有的能量可用于合成ATP。
(4)在种皮被突破前,种子主要进行无氧呼吸,种皮被突破后,种子吸收氧气量增加,有氧呼吸加强,无氧呼吸减弱。
17.【答案】A,C
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;基因的分离规律的实质及应用;伴性遗传;染色体结构的变异
【解析】【解答】AC、实验①:甲×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=7∶1,且雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1, 可知直翅为显性,翅形的遗传与性别相关联,可推测A基因在X染色体上,由题干信息“含7条染色体的直翅雄果蝇,产生原因都是Ⅳ号常染色体中的1条移接到某条非同源染色体末端”可知, 甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端。甲果蝇表型为直翅,且A基因移接至X染色体上,其基因型可表示为O_XAY(O表示该染色体缺少相应基因,_表示染色体上未知的基因),正常雌果蝇的基因型可表示为__XX。则甲与正常雌果蝇杂交可表示为O_XAYx__XX。两对染色体独立遗传,若单独考虑性染色体的遗传,甲与正常雌果蝇杂交可表示XAYxXX,所得子代为1XAX:1XY;若单独考虑常染色体,甲与正常雌果蝇杂交可表示为O_x__,所得子代为1O_: 1O_:1__:1__;又知雄果蝇群体中的直翅:弯翅=3:1,结合性染色体遗传的雄性子代基因型XY可推断,单独考虑的常染色体杂交O_x__所得的子代1O_:1O_中,一定至少有一个是OA,即雌果蝇中一定含A基因。而其余的1O_:1__:1__,一定有一个基因型为Oa或aa,两种情况中都一定有a来自雌性果蝇,所以与甲杂交的亲本雌果蝇的基因型一定为Aa。综合以上分析,①中亲本雌果蝇的基因型一定为Aa,甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端,AC符合题意;
BD、假设乙的基因型为Aa,其中一个A基因位于的染色体片段移接到另一条非同源染色体上,且该染色体也是常染色体,则其基因型可表示为AOaO,再设与乙杂交的雌性果蝇的基因型为AaOO。乙x正常雌果蝇杂交时,乙所产生的配子种类及比例为:1Aa: 1AO:1aO:1OO,正常雌果蝇产生的配子种类及比例为:1AO: 1aO。则所得子代基因型及比例可表示为:1AAaO: 1AAOO:AaOO: 1AOOO:1AaaO:1AaOO: 1aaOO: 1aOOO,由上可推断子代的表型及比例为直翅:弯翅=3:1。与翅型相关两对染色体都为常染色体,直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1:1。假设与实验结果相符,假设成立。故②中亲本雌果蝇的基因型可以是Aa,乙中含基因A的1条染色体可以移接到常染色体末端,BD不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】(1)基因的分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
(2)基因的自由组合定律的实质: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)决定性状的基因位于性染色体上,在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
18.【答案】A,C
【知识点】种群的特征;种群的数量变动及其原因;种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、由题意可知,甲、乙中有一个种群个体间存在共同抵御天敌等种内互助。a为种群延续所需的最小种群数量所对应的种群密度,由a至c,甲种群的种群增长率一直在减小,说明不存在种内互助;乙种群的种群增长率先增大后减小,说明其存在种内互助,避免种群灭绝,A符合题意;
BC、由a至c,乙种群种群增长率先增大后减小直至0,增长率变为0时,种群数量达到最大,故乙种群数量增长曲线呈“S”形;乙种群的种群增长率先增大后逐渐下降为0,说明种群单位时间内增加的个体数目先增大后减小,B不符合题意,C符合题意;
D、a至b阶段,甲种群增长率虽然一直在减小,但都大于0,即出生率大于死亡率,其年龄结构为增长型,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】(1) 种群是指同一时间生活在一定自然区域内,同种生物的所有个体。
(2)种群特征包括种群的数量特征(种群密度)、年龄结构、性别比例、迁入率和迁出率、出生率和死亡率、空间特征等。
(3)种群年龄结构,是指种群中各年龄期个体数在种群中所占的比例。种群的年龄组成分为以下几种类型:增长型:年轻个体多,将来个体数越来越多;稳定型:各年龄期个体数目比例适中,个体数在一定时间内会保持稳定;衰退型:年轻个体少,个体数将会越来越少。分析一个种群的年龄结构可以间接判定出该种群的发展趋势。
(4)由图可知,横坐标是种群密度,纵坐标是种群增长率,随种群密度增加,甲种群增长率逐渐下降,乙种群增长率先增大后逐渐下降。
19.【答案】C
【知识点】反射弧各部分组成及功能;反射的过程;神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、由题干“瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配”可知,该反射不是靠人类意志控制的,属于非条件反射,A不符合题意;
B、与脑相连的神经为脑神经,含有传入神经和传出神经,脑神经主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动,故传入神经①属于脑神经,B不符合题意;
C、躯体运动神经受意识支配,而瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,受自主神经系统支配,故传出神经②不属于躯体运动神经,属于内脏运动神经,C符合题意;
D、反射需要完整的反射弧,若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,则该反射活动不完整,该反射不能完成,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干;外周神经系统包括脊神经、脑神经、自主神经;自主神经系统包括交感神经和副交感神经。交感神经和副交感神经是调节人体内脏功能的神经装置,所以也叫内脏神经系统,因为其功能不完全受人类的意识支配,所以又叫自主神经系统,也可称为植物性神经系统。
(2)神经系统是由脑、脊髓和它们发出的神经组成的,脑和脊髓是神经系统的中枢部分,叫中枢神经系统,主管接收、分析、综合体内外环境传来的信息;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,叫周围神经系统,其中脑神经共12对,主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动;脊神经共31对,主要分布在躯干、四肢,负责管理躯干、四肢的感觉和运动。此外,脑神经和脊神经中都有支配内脏器官的神经。
20.【答案】B,D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体,A不符合题意;
B、融合的原生质体需再生出细胞壁,才能进行脱分化形成愈伤组织,B符合题意;
C、体细胞杂交获得的杂种植株细胞中只含有一个融合后的细胞核,具有来自亲本的染色体,C不符合题意;
D、通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物的组织培养,没有经过减数分裂和两性生殖细胞的结合,属于无性繁殖,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】(1)植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
(2)植物体细胞杂交过程:将植物细胞A与植物细胞B用纤维素酶和果胶酶处理,得到不含细胞壁的原生质体A和原生质体B,运用物理方法或化学方法诱导融合,形成杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。
(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
21.【答案】(1)ATP、NADPH;突变体细胞分裂素合成更多,而细胞分裂素能促进叶绿素的合成
(2)高;开花14天后突变体气孔导度大于野生型,但胞间CO2浓度小于野生型,且突变体的呼吸代谢不受影响,因此突变体的光合作用强度更大,需要的光照强度更大
(3)叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型,因此突变体内可向外运输到籽粒的蔗糖少于野生型
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)光反应在类囊体上进行,能将水分解为NADPH和氧气,并且将光能转化为活跃的ATP中的化学能,光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C3的还原,故可供暗反应利用的物质有ATP和NADPH;与野生型相比,开花后突变体细胞分裂素合成更多,而细胞分裂素能促进叶绿素的合成,故开花后突变体叶片变黄的速度慢。
(2)据表格可知, 开花14天后突变体气孔导度大于野生型,但胞间CO2浓度小于野生型,且突变体的呼吸代谢不受影响,因此突变体的光合作用强度更大,需要的光照强度更大,故光饱和点较高。
(3)据题意可知,叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型,因此突变体内可向外运输到籽粒的蔗糖少于野生型,导致突变体籽粒淀粉含量低。
【分析】(1)光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段:光反应进行水的光解和ATP的合成, 水的光解产生NADPH与氧气,发生在叶绿体的类囊体薄膜上;暗反应在叶绿体基质中,C5结合CO2生成两分子C3,C3吸收能量并结合第一阶段中水生成的还原氢,生成糖类和C5。
(2)光合作用的影响因素是光照强度、二氧化碳浓度和温度等。
(3) 细胞分裂素是一类促进细胞分裂、诱导芽的形成并促进其生长的植物激素;主要分布于进行细胞分裂的部位,如茎尖、根尖、未成熟的种子、萌发的种子、生长着的果实内部。
22.【答案】(1)花色和籽粒颜色;甲组子代中紫花的籽粒全是黄粒,红花的籽粒全是绿粒且颜色性状和茎秆高度可以自由组合
(2)9/16
(3)A;aaBBDD或AAbbDD;1/4
(4)统计F2所有个体的表现型和比例;若锯齿叶红花:锯齿叶紫花:光滑形紫花=1:2:2,则三对基因位于一对同源染色体上;若光滑形紫花:光滑形红花:锯齿形紫花:锯齿形红花=6:3:6:1,则A/a、D/d位于一对同源染色体上,B/b位于另一对染色体上。
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)根据表格中甲组的杂交子代中,紫花的籽粒全是黄粒,红花的籽粒全是绿粒,且颜色性状和茎秆高度可以自由组合,结合题干信息“花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因"可知,花色和籽粒颜色是由一对等位基因控制的2种性状。
(2)根据乙组:锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒,F1全部为光滑叶黄粒,说明黄粒是显性性状,用D表示,设茎高的相关基因为E/e。2对等位基因为独立遗传时,若高茎为显性,则甲组亲本的基因型组合为:Eedd xeeDd,若高茎为隐性性状,则甲组亲本的基因型组合为EeDdxeedd,两种情况下,F1基因型为EeDd、Eedd、eeDd、eedd,产生的配子分别为ED、Ed、eD、ed,比例为1:3:3:9,若高茎为显性,则高茎即E____占比为1-(3/16+9/16)=7/16,若高茎为隐性,则高茎ee__占比为(3/16+9/16)2=9/16;若并非独立遗传,若高茎为隐性性状,则甲组亲本的基因型组合为EeDdxeedd,F1只能存在两种表型,不符合题目信息,则高茎为显性,甲组亲本的基因型组合为:Eedd xeeDd,F1基因型为EeDd、Eedd、 eeDd、eedd,产生的配子分别为Ed、eD、ed,比例为1:1:2,此时高茎E___占比为1-(1/4+1/2)2=7/16。即高茎植株占比为7/16时,无法确定2对等位基因独立遗传,只有子代中高茎植株占比为9/16时,才能说明两对等位基因独立遗传。
(3)由题图可知,类型Ⅰ中有三种基因型,且有的个体没有a;类型Ⅱ中只有一种基因型,且均不含a。根据乙组亲本和子代的表现型可知,亲本中关于叶边缘的基因型组合为aaBB和AAbb,关于籽粒颜色的基因型组合为DD和dd,亲本的基因型组合可能为aaBBDD x AAbbdd或aaBBdd x AAbbDD,F1的基因型为AaBbDd。乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株电泳结果若为类型Ⅰ,则该群体有三种基因型,若为类型Ⅱ,则只有一种基因型。若D/d、A/a和B/b位于三对同源染色体上,则电泳结果应该有9种基因型,与电泳结果不符;由于表型为锯齿叶绿粒,故类型Ⅰ中不含a基因的必然含有b基因,因此可以推断①为b,则②为A,在电泳图谱类型Ⅰ中,F2的锯齿叶绿粒植株的基因型有三种:AAbbdd、Aabbdd、aabbdd,电泳图谱类型Ⅱ中对应基因型应为AAbbdd;若电泳图谱为类型Ⅰ,则d基因纯合一定存在b基因纯合,因此推断b和d之间连锁, F1中基因的位置为BD//bd和A//a,此情况下亲本组合为aaBBDD x AAbbdd,若为类型Ⅱ,则F2只具有一种基因型,应为AAbbdd,杂交组合aaBBdd x AAbbDD情况下,任意两个基因连锁或三个基因连锁都无法只产生基因型AAbbdd,表型为锯齿叶绿粒的子代,故亲本锯齿叶黄粒只能为aaBBDD;子代中锯齿叶绿粒植株__bbdd占1/4。
(4)若电泳图为类型Ⅱ,则F2中锯齿叶绿粒应为AAbbdd,故F1可能为Abd//aBD或Ad//aD和B//b,要确定三对基因的位置关系,可以统计F2所有个体的表现型和比例,若锯齿叶红花:锯齿叶紫花:光滑形紫花=1:2:2,则三对基因位于一对同源染色体上;若光滑形紫花:光滑形红花:锯齿形紫花:锯齿形红花=6:3:6:1,则A/a、D/d位于一对同源染色体上,B/b位于另一对染色体上。
【分析】(1)根据乙组杂交后代全是黄粒可知,黄粒是显性性状,对应的基因型为D-。根据题干信息可知,光滑形对应的基因型为A-B-,锯齿形对应的基因型为A-bb、aaB-、aabb。
(2)根据甲组的子代中,紫花全是黄粒,红花全是绿粒可知,花色和籽粒颜色受一对等位基因控制。设茎高的相关基因为E/e,根据子代中,四种表现型的比例为1:1:1:1可知,亲本的基因型组合为:EeDdxeedd或EeddxeeDd。
(3)根据电泳图谱,类型I中有三种基因型,且有的个体没有a;类型Ⅱ中只有一种基因型,且均不含a。
23.【答案】(1)迷走神经递质受体;外负内正
(2)增加;药物A竞争性结合醛固酮受体,抑制醛固酮的作用,减少肾小管和集合管对钠离子的重吸收,促进钠离子的排泄,从而增加尿量,使组织液的量恢复正常
(3)②;胆汁释放量
【知识点】反射的过程;细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导;水盐平衡调节
【解析】【解答】(1)据图可知,迷走神经分泌乙酰胆碱对肝细胞分泌胆汁进行神经调节,乙酰胆碱属于信号分子,需要与肝细胞膜上的乙酰胆碱受体结合才能发挥作用,说明肝细胞表面有迷走神经递质受体。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为外负内正。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成,肝细胞合成功能发生障碍时,血浆中的蛋白质减少,血浆渗透压降低,水分大量渗透到组织液,组织液的量增加,导致组织水肿。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,其作用机制是药物A竞争性结合醛固酮受体,抑制醛固酮的作用,减少肾小管和集合管对钠离子的重吸收,促进钠离子的排泄,从而增加尿量,使组织液的量恢复正常。
(3)分析题图,小肠Ⅰ细胞通过分泌CCK促进胆囊平滑肌收缩,进而释放胆汁,或者通过分泌的CCK直接促进肝细胞分泌胆汁,即小肠Ⅰ细胞所在通路相关的物质是CCK,为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,自变量是是否注射CCK,因变量是胆囊释放胆汁的量。所以实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射②CCK抗体。检测指标:两组小鼠的胆汁释放量。
【分析】(1)神经细胞处于静息状态时,膜对K+的通透性强,造成K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内,从而表现为膜外正电位、膜内负电位的静息电位。当神经纤维膜上某点受到刺激而发生兴奋时,膜对离子的通透性改变,导致Na+大量内流,使膜内阳离子浓度高于膜外,电位改变表现为膜外负电位、膜内正电位的动作电位。
(2)由图可知,食物通过促进下丘脑相关通路,增加Ach的释放,同时通过小肠Ⅰ细胞通路,增加CCK的释放,二者均可作用与肝细胞分泌胆汁,后者汉能促进胆囊平滑肌收缩,进一步促进胆囊胆汁的释放。
24.【答案】(1)不能;水平结构;冷杉与其他物种在长期的自然选择过程中,相互适应、相互依存,形成了相对稳定的生态关系
(2)50
(3)丙和丁;在群落丙和丁建立自然保护区,可以保护更多的物种,维系物种多样性
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;土壤中动物类群丰富度的研究;当地自然群落中若干种生物的生态位;群落的概念及组成;生物多样性的保护措施
25.【答案】(1)低;256;GTTT;AAAC
(2)卡那霉素;Sac Ⅰ;④
(3)1/4
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;PCR技术的基本操作和应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】(1)引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸,用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸。由此可知,在利用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目的基因L时,所用的引物越短,可能的结合位点越多,则引物的特异性就越低。根据题意可知,限制酶在切开DNA双链时,形成的单链突出末端为黏性末端,由图可知,若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA,产生的黏性末端有4个碱基,并且可以是任意碱基,因此理论上可以产生的黏性末端有44=256种。根据图甲所示的载体信息,经BsaⅠ酶切后,切口两侧各有一个黏性末端,根据BsaⅠ酶识别的序列及酶切位点可知,载体上保留的黏性末端序列应为5'-GTTT-3'和5'-AAAC-3'。
(2)根据图示信息可知,重组载体通过农杆菌导入大豆细胞当中的片段包含了卡那霉素抗性基因,因此可以通过使用卡那霉素筛选到具有该抗生素抗性的植株。根据图甲可知,目标基因L的目标序列跟突变序列之间只有在Sac Ⅰ酶切位点上存在差异,BamHⅠ和EcoRⅠ这两个酶切位点完全相同,根据图丙所展示的电泳结果及题意可知,要以上述抗性植株的DNA为模板,通过PCR扩增目标基因L,并对PCR产物完全酶切后进行电泳从而判断植株含有的是目标序列还是突变序列,因此只能选用限制酶Sac Ⅰ,限制酶Sac Ⅰ在突变序列存在酶切位点,但是目标序列没有,因此经过该酶酶切后突变序列的电泳条带会出现两条,目标序列是一条带,根据图丙结果可知,只有④为纯合突变的植株。
(3)根据题意可知:“实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株,该植株具有抗生素抗性,检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入”。 根据图示可知,抗生素抗性基因在T-DNA片段上,因此如果用抗生素来筛选该植株进行自交,可知其配子中含有抗生素抗性基因的比例为1/2,不含T-DNA(对抗生素敏感)的配子比例为1/2,因此突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例应该为1/2x1/2=1/4,筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。
【分析】(1)基因工程的基本操作程序包括: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和目的基因的检测与鉴定。
(2)PCR是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术,利用PCR可以快速的获取和扩增目的基因。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。
1 / 1【高考真题】山东省2024年普通高中生物学业水平等级考试
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2024·山东)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致H2O2含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶BAK1被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是( )
A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2的分解
D.油菜素内酯可使BAK1缺失的被感染细胞内H2O2含量降低
【答案】B
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、由题意”植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白“可知,环核苷酸可结合细胞膜上的Ca2+通道蛋白;分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,故Ca2+不需要与通道蛋白结合,A不符合题意;
B、维持细胞Ca2+浓度的内低外高,需要将Ca2+泵出细胞,是逆浓度梯度的,属于主动运输,这一过程需消耗能量,B符合题意;
C、细胞内Ca2+浓度升高,可调控相关基因表达,导致H2O2含量升高,但作为信号分子,不能直接参与生化反应,故不能直接抑制H2O2的分解,C不符合题意;
D、BAK1被油菜素内酯活化后关闭Ca2+通道蛋白,若BAK1缺失,就无法关闭Ca2+通道蛋白,细胞内 Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,会导致H2O2含量升高,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)物质跨膜运输方式比较:自由扩散是物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧运转,不需要消耗能量,不需要载体蛋白协助。协助扩散不需要消耗能量,是在细胞膜上的特殊蛋白的“帮助”下,顺着浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运。主动运输是沿逆化学浓度梯度差的运输方式,要借助于细胞膜上的一种特异性的传递蛋白质分子作为载体,还必须消耗细胞代谢所产生的能量。
(2)转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
2.(2024·山东)心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞,随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低,生成NADH的速率减小,引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是( )
A.细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量
B.转运ITA时,载体蛋白L的构象会发生改变
C.该巨噬细胞清除死亡细胞后,有氧呼吸产生CO2的速率增大
D.被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解
【答案】C
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程为胞吞作用,该过程需要呼吸作用供能,故细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量,A不符合题意;
B、载体蛋白参与主动运输或协助扩散,需要与被运输的物质结合,发生自身构象的改变,故转运ITA时,载体蛋白L的构象会发生改变,B不符合题意;
C、由题干“心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞,随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低,生成NADH的速率减小”可知,巨噬细胞清除死亡细胞后,有氧呼吸减弱,产生CO2的速率降低,C符合题意;
D、溶酶体可分解衰老、损伤的细胞器、吞噬并杀死侵入细胞的病菌、病毒等,故被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解,为机体的其他代谢提供营养物质,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输,它们均需要消耗能量,并且能够体现细胞膜的流动性。
(2)载体蛋白参与主动运输或协助扩散,需要与被运输的物质结合,发生自身构象的改变;而通道蛋白参与协助扩散,不需要与被运输物质结合,自身不发生构象改变。
(3)由题意可知,心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞,随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低,生成NADH的速率减小,说明有氧呼吸减弱。
3.(2024·山东)某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成,并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下,蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合,引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性,导致蛋白P空间结构改变,使其不被受体识别。下列说法正确的是( )
A.蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网
B.蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性
C.提取蛋白P过程中为保持其生物活性,所用缓冲体系应为碱性
D.病原菌侵染使蛋白P不被受体识别,不能体现受体识别的专一性
【答案】B
【知识点】细胞膜的结构特点;细胞器之间的协调配合;酶的特性
【解析】【解答】A、核糖体无膜结构,不产生囊泡,故蛋白P前体不能通过囊泡从核糖体向内质网转移,A不符合题意;
B、 蛋白P由其前体加工修饰后形成,并通过胞吐被排出细胞。胞吐作用依赖细胞膜的流动性,故蛋白P排出细胞依赖细胞膜的流动性,B符合题意;
C、由题干“病原菌侵染使胞外环境成为碱性,导致蛋白P空间结构改变,使其不被受体识别”可知,所用缓冲体系不能为碱性;“在胞外酸性环境下,蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合”,故所用缓冲体系应为为酸性,C不符合题意;
D、病原菌侵染使蛋白P不被受体识别,即受体结构改变后不能被识别,能体现受体识别的专一性,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→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,整个过程还需要线粒体提供能量。
(2)大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输,它们均需要消耗能量,并且能够体现细胞膜的流动性。
(3)由题意可知,碱性会导致蛋白P空间结构改变,提取蛋白P过程中为保持其生物活性,所用缓冲体系应为酸性。
4.(2024·山东)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是( )
A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大
B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离
D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快,有利于外层细胞的光合作用
【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素;质壁分离和复原;渗透作用
【解析】【解答】A、细胞失水过程中,水从细胞液流出,使细胞液水分减少,细胞液浓度增大,A不符合题意;
B、干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,则外层细胞的细胞液单糖多,且外层细胞还能进行光合作用合成单糖,故外层细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高,B符合题意;
C、失水条件下,由于原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性,故出现质壁分离。依题意,内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大,故质壁分离的现象不如外层细胞明显,失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离,C不符合题意;
D、干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,有利于外层细胞将光合产物转移到内部薄壁细胞,可促进外层细胞的光合作用,故有利于外层细胞的光合作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间,将细胞质挤成一薄层,所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质层有选择透过性,相当于一层半透膜,植物细胞也能通过原生质发生吸水或失水现象。
(2)质壁分离的条件:具有大液泡;具有细胞壁。质壁分离产生的内因:原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性;质壁分离产生的外因:外界溶液浓度>细胞液浓度。
5.(2024·山东)制备荧光标记的DNA探针时,需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)的反应管①~④中,分别加入如表所示的适量单链DNA.已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则,且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有( )
反应管 加入的单链DNA
① 5'-GCCGATCTTTATA-3'3'-GACCGGCTAGAAA-5'
② 5'-AGAGCCAATTGGC-3'
③ 5'-ATTTCCCGATCCG-3'3'-AGGGCTAGGCATA-5'
④ 5'-TTCACTGGCCAGT-3'
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【答案】D
【知识点】碱基互补配对原则;PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】子链的延伸方向为5'→3',由题意可知,形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则,且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。 即要能得到带有荧光标记的DNA探针,扩增后所得DNA两端应带有A,且两端距离大于9个碱基。反应管①~④中分别加入适量单链DNA,①中两条单链DNA分子之间具有互补的序列,双链DNA区之外的3'端无模板,因此无法进行DNA合成,不能得到带有荧光标记的DNA探针;②中单链DNA分子内具有自身互补的序列,由于在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区,故一条单链DNA分子不发生自身环化,但两条链可以形成双链DNA区,由于DNA合成的链中不含碱基A,不能得到带有荧光标记的DNA探针;③中两条单链DNA分子之间具有互补的序列,且双链DNA区之外的3'端有模板和碱基T,因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针;④中单链DNA分子内具有自身互补的序列,一条单链DNA分子不发生自身环化,两条链可以形成双链DNA区,且双链DNA区之外的3'端有模板和碱基T,因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针。综上分析,能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有③④。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)PCR原理:目的基因DNA受热变性后解为单链,引物与单链相应互补序列结合;然后以单链DNA为模板,在DNA聚合酶作用下进行延伸,即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端,如此重复循环多次。由于延伸后得到的产物又可以作为下一个循环的模板,因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍,即呈指数形式扩增。PCR反应过程是:变性→复性→延伸。结果:上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多,DNA分子就以2的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
(2)子链的延伸方向为5'→3',由题意可知,在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区,要能得到带有荧光标记的DNA探针,需要能根据所提供的模板进行扩增,且扩增子链含有A。
6.(2024·山东)某二倍体生物通过无性繁殖获得二倍体子代的机制有3种:①配子中染色体复制1次;②减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂;③减数分裂Ⅰ细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞。某个体的1号染色体所含全部基因如图所示,其中A1、A2为显性基因,a1、a2为隐性基因。该个体通过无性繁殖获得了某个二倍体子代,该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。已知发育为该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组。不考虑突变,获得该子代的所有可能机制为( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】C
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;基因重组及其意义
【解析】【解答】分析题图:某个体的1号染色体所含全部基因由4个,其中A1、A2为显性基因,a1、a2为隐性基因,分别位于两条染色体上,即两条染色体上的基因不同;且由题意可知,该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。①若该细胞为配子中染色体复制1次获得的,则所得的两条染色体上的基因应该两两相同,与题图不符,该子代不可能由机制①获得;②由题意可知,该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组,如果交叉互换部分恰巧包括A1、A2、a1、a2这两对等位基因,则减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂,可形成图示细胞,该子代可能由机制②获得;③减数分裂Ⅰ细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞,可能就是交叉互换了两条染色体进入该细胞,可形成图示细胞,该子代可能由机制③获得。综上分析,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1) 由亲本产生的有性生殖细胞,经过两性生殖细胞(例如精子和卵细胞)的结合,成为受精卵,再由受精卵发育成为新的个体的生殖方式,叫做有性生殖;无性生殖指的是不经过两性生殖细胞结合,由母体直接产生新个体的生殖方式。
(2)减数分裂过程:①减数分裂前间期:染色体的复制;②减数第一次分裂:前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;末期:细胞质分裂。③减数第二次分裂:前期:染色体散乱分布;中期:染色体形态固定、数目清晰;后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
(3)由题意可知,该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组,若交叉互换部分恰巧包括A1、A2、a1、a2这两对等位基因,则形成图示细胞,可能发生题干所述②③这两种情况。
7.(2024·山东)乙型肝炎病毒(HBV)的结构模式图如图所示。HBV与肝细胞吸附结合后,脱去含有表面抗原的包膜,进入肝细胞后再脱去由核心抗原组成的衣壳,大量增殖形成新的HBV,释放后再感染其他肝细胞。下列说法正确的是( )
A.树突状细胞识别HBV后只发挥其吞噬功能
B.辅助性T细胞识别并裂解被HBV感染的肝细胞
C.根据表面抗原可制备预防乙型肝炎的乙肝疫苗
D.核心抗原诱导机体产生特异性抗体的过程属于细胞免疫
【答案】C
【知识点】细胞免疫;体液免疫;免疫学的应用
【解析】【解答】A、树突状细胞属于抗原呈递细胞,树突状细胞识别HBV后,能够摄取、处理加工抗原,并将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞,即树突状细胞识别HBV后不仅发挥其吞噬功能,还能将抗原呈递给T细胞,A不符合题意;
B、辅助性T细胞识别并激活被HBV感染的肝细胞,使其被细胞毒性T细胞裂解,B不符合题意;
C、由疫苗通常是用灭活或减毒的病原体制成的生物制品。由题干信息可知,HBV与肝细胞吸附结合后,脱去含有表面抗原的包膜,因此根据表面抗原可制备预防乙型肝炎的乙肝疫苗,C符合题意;
D、核心抗原诱导机体产生特异性抗体的过程属于体液免疫,不属于细胞免疫,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)细胞免疫过程:①被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号.②细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这一过程。③新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。④靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合;或被其他细胞吞噬掉。
(2)体液免疫的过程为,当病原体侵入机体时,一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号。一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞。辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子。在细胞因子的作用下,B细胞接受两个信号的刺激后,增殖、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞。随后浆细胞产生并分泌抗体。在多数情况下,抗体与病原体结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化。记忆细胞可以在抗原消失后存活,当再接触这种抗原时,能迅速增殖分化,分化后快速产生大量抗体。
8.(2024·山东)如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X、Y染色体同源区段和突变,下列推断错误的是( )
A.该致病基因不位于Y染色体上
B.若Ⅱ-1不携带该致病基因,则Ⅱ-2一定为杂合子
C.若Ⅲ-5正常,则Ⅱ-2一定患病
D.若Ⅱ-2正常,则据Ⅲ-2是否患病可确定该病遗传方式
【答案】D
【知识点】人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】A、Y染色体上的致病基因只传男不传女;由于该家系中有女患者,所以该致病基因不位于Y染色体上,A不符合题意;
B、若Ⅱ-1不携带该致病基因,而Ⅲ-3患病,其患病基因只能来自Ⅱ-2个体,可推出该病的遗传方式可能是常染色体显性遗传、伴X显性遗传和伴X隐性遗传;无论是哪种遗传方式,Ⅰ-1不患病,不携带致病基因,给Ⅱ-2个体传的都是正常基因,而Ⅲ-3患病可推出Ⅱ-2一定含有致病基因,即Ⅱ-2一定是杂合子,B不符合题意;
C、若Ⅲ-5正常,而Ⅱ-3和Ⅱ-4患病,有中生无为显性,则该病为常染色体显性遗传病,由于Ⅱ-1正常,而Ⅲ-3患病,其患病基因只能来自Ⅱ-2,可推出Ⅱ-2一定患病,C不符合题意;
D、若Ⅱ-2正常,根据Ⅱ-1正常和Ⅲ-3患病,该病为隐性遗传病;若Ⅲ-2患病,则可推出该病为常染色体隐性遗传病,若Ⅲ-2正常,则无法判断致病基因是位于常染色体上还是位干X染色体上,即不能确定该病具体的遗传方式,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】判断遗传方式的口诀为:无中生有为隐性,隐性遗传看女患,父子无病在常染;有中生无为显性,显性遗传看男患,母女无病在常染。
9.(2024·山东)机体存在血浆K+浓度调节机制,K+浓度升高可直接刺激胰岛素的分泌,从而促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常。肾脏排钾功能障碍时,血浆K+浓度异常升高,导致自身胰岛素分泌量最大时依然无法使血浆K+浓度恢复正常,此时胞内摄入K+的量小于胞外K+的增加量,引起高钾血症。已知胞内K+浓度总是高于胞外,下列说法错误的是( )
A.高钾血症患者神经细胞静息状态下膜内外电位差增大
B.胰岛B细胞受损可导致血浆K+浓度升高
C.高钾血症患者的心肌细胞对刺激的敏感性改变
D.用胰岛素治疗高钾血症,需同时注射葡萄糖
【答案】A
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导;血糖平衡调节
【解析】【解答】AC、据题意可知:“正常情况下,胞内K+浓度总是高于胞外”;K+外流(导致膜外阳离子多),产生外正内负的膜电位,该电位叫静息电位。高钾血症患者血浆K+浓度异常升高,细胞外的钾离子浓度大于正常个体,因此患者神经细胞静息状态下膜内外电位差减小,导致患者心肌细胞的静息电位绝对值减小,更容易产生兴奋,因此对刺激的敏感性发生改变,A符合题意,C不符合题意;
BD、胰岛B细胞受损导致胰岛素分泌减少,由题干“胰岛素的分泌,从而促进细胞摄入K+“可知,胰岛B细胞受损患者由于胰岛素分泌减少,可导致血浆K+浓度升高。胰岛素能促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常,故可通过注射胰岛素的方式治疗高钾血症;由于胰岛素能降低血糖,因此用胰岛素治疗时,为防止出现胰岛素增加导致的低血糖,需同时注射葡萄糖,BD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)神经纤维静息状态时,主要表现K+外流(导致膜外阳离子多),产生外正内负的膜电位,该电位叫静息电位。兴奋时,主要表现Na+内流(导致膜内阳离子多),产生一次内正外负的膜电位变化,该电位叫动作电位。
(2)胰岛素能促进细胞摄入K+,使血浆K+浓度恢复正常,故可通过注射胰岛素的方式治疗高钾血症;由于胰岛素能降低血糖,因此用胰岛素治疗时,为防止出现胰岛素增加导致的低血糖,需同时注射葡萄糖。
10.(2024·山东)拟南芥的基因S与种子萌发有关。对野生型和基因S过表达株系的种子分别进行不同处理,处理方式及种子萌发率(%)如表所示,其中MS为基本培养基,WT为野生型,OX为基因S过表达株系,PAC为赤霉素合成抑制剂。下列说法错误的是( )
MS MS+脱落酸 MS+PAC MS+PAC+赤霉素
培养时间 WT OX WT OX WT OX WT OX
24小时 0 80 0 36 0 0 0 0
36小时 31 90 5 72 3 3 18 18
A.MS组是为了排除内源脱落酸和赤霉素的影响
B.基因S通过增加赤霉素的活性促进种子萌发
C.基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制
D.脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗
【答案】B
【知识点】其他植物激素的种类和作用;植物激素间的相互关系
【解析】【解答】A、拟南芥植株会产生内源脱落酸和赤霉素,MS为基本培养基,故MS组可以排除内源脱落酸和赤霉素的影响,A不符合题意;
B、分析图表可知,与MS组相比,MS+PAC组种子萌发率明显降低, PAC为赤霉素合成抑制剂,说明基因S通过促进赤霉素的合成来促进种子萌发,而不是增加赤霉素的活性,B符合题意;
C、分析图表可知,与MS组相比,MS+脱落酸组种子萌发率明显降低,且WT降低更明显,这说明脱落酸能抑制拟南芥种子的萌发,且基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制,C不符合题意;
D、与MS组相比,MS+PAC组种子萌发率明显降低,这说明赤霉素能促进拟南芥种子的萌发;与MS组相比,MS+脱落酸组种子萌发率明显降低,这说明脱落酸能抑制拟南芥种子的萌发,因此脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)植物激素指的是在植物体内一定部位合成,从产生部位运输到作用部位,并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量有机物。植物生长调节剂:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
(2)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。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;促进叶和果实的衰老、脱落。
11.(2024·山东)棉蚜是个体微小、肉眼可见的害虫。与不抗棉蚜棉花品种相比,抗棉蚜棉花品种体内某种次生代谢物的含量高,该次生代谢物对棉蚜有一定的毒害作用。下列说法错误的是( )
A.统计棉田不同害虫物种的相对数量时可用目测估计法
B.棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强度与棉蚜种群的密度有关
C.提高棉花体内该次生代谢物的含量用于防治棉蚜属于化学防治
D.若用该次生代谢物防治棉蚜,需评估其对棉蚜天敌的影响
【答案】C
【知识点】种群的数量变动及其原因;土壤中动物类群丰富度的研究;植物病虫害的防治原理和技术
12.(2024·山东)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6g/m2和30g/m2,据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出,下列说法错误的是( )
A.能量不能由第二营养级流向第一营养级
B.根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量
D.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
【答案】D
【知识点】生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、能量流动的特点是单向流动、逐级递减,故能量只能由第一营养级流向第二营养级,不能由第二营养级流向第一营养级,A不符合题意;
B、由于生物富集作用,不被吸收的金属在生物体内的浓度沿食物链不断升高,故根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低,B不符合题意;
C、流入分解者的能量包括生产者的残枝败叶、消费者遗体、残骸、粪便等所含有的能量,这些有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量,C不符合题意;
D、能量流动的特点是单向流动、逐级递减,在该稳定的生态系统中,第一营养级固定的能量一定大于第二营养级同化的能量,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
(2)生物富集作用,是生物体从周围环境中吸收、蓄积某种元素或难分解化合物,使生物有机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象,其浓度随着食物链不断升高。
13.(2024·山东)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法正确的是( )
A.整个提取过程中可以不使用离心机
B.研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后,应充分摇匀再倒入烧杯中
C.鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变
D.仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰
【答案】A
【知识点】DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、在DNA的粗提取与鉴定实验中,可将获得的研磨液用纱布过滤后,在4℃的冰箱中放置几分钟,再取上清液;也可以直接将研磨液用离心机进行离心后取上清液,故整个提取过程可以不使用离心机,A符合题意;
B、DNA在上清液中,研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后,应取上清液倒入烧杯中,不应再充分摇匀,B不符合题意;
C、鉴定过程中的沸水浴加热可能使DNA双螺旋结构发生改变,C不符合题意;
D、该实验中,为排除二苯胺加热后可能变蓝对实验结果的干扰,设置加二苯胺不加DNA一个对照组即可,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的; ②DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
14.(2024·山东)在发酵过程中,多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体,菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是( )
A.相同菌体密度下,菌球体越大柠檬酸产生速率越慢
B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量
C.发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长
D.发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品
【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、由题意可知:”黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧“,在相同菌体密度下,菌球体越大,越不利于菌体与氧气接触,导致柠檬酸产生速率越慢,A不符合题意;
B、由题意可知:”菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制“,发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸的产量,B不符合题意;
C、大部分细菌适合在中性或弱碱性环境中生存;发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必须的酶失活,可抑制大部分细菌的生长,C不符合题意;
D、发酵工程中,产品若是微生物细胞,在发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥;产品若是微生物代谢物,则根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施。柠檬酸属于代谢物,不能采用过滤所得固体物质进行干燥而获得其制品。D符合题意。
故答案为:D。
【分析】发酵工程:利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品;主要为微生物细胞本身或者其代谢产物。分离、提纯产物:产品若是微生物细胞,在发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥;产品若是微生物代谢物,则根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施。
15.(2024·山东)酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z、trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞,而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上,生长情况如图。据图分析,3种酶在该合成途径中的作用顺序为( )
A.X→Y→Z B.Z→Y→X C.Y→X→Z D.Z→X→Y
【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养;培养基对微生物的选择作用
【解析】【解答】trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。即trpX、trpY和trpZ分别缺乏酶X、酶Y和酶Z,故无法正常合成色氨酸,需要从外界获得色氨酸,突变体菌株就可以生长,色氨酸合成途径的中间产物积累后可排出胞外,进入培养基后,通过扩散,从而给其他突变型提供代谢原料,帮助其长出明显的菌落。由图可知,trpY突变体处菌落数最少,而trpZ突变体处菌落数最多,可知trpZ突变体可利用其他色氨酸突变体分泌的色氨酸合成途径的中间产物,完成自身色氨酸的合成,那么酶Z在色氨酸合成途径中,应该是最靠前的,其他的突变体已完成了酶Z催化的过程,分泌中间产物供trpZ(含有酶X、酶Y)继续合成色氨酸,依此推理,3种酶在该合成途径中的作用顺序为Z→X→Y。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由图可知,trpZ突变体处菌落数>trpX突变体处菌落数>trpY突变体处菌落数。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16.(2024·山东)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中,乙醇脱氢酶催化生成乙醇,与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是( )
A.p点为种皮被突破的时间点
B.Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸
C.Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
D.q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
【答案】A,B,D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】A、由图可知,P点之后乙醇脱氢酶活性开始下降,子叶耗氧量急剧增加,说明此时无氧呼吸减弱,有氧呼吸增强,该点为种皮被突破的时间点,使氧气能更多进入,A符合题意;
B、Ⅱ阶段子叶耗氧量下降,原因是种皮限制O2进入种子,种子不断消耗导致其内O2浓度降低,有氧呼吸被限制,使得子叶耗氧速率降低,B符合题意;
C、Ⅲ阶段种皮已经被突破,种子有氧呼吸增强,乙醇脱氢酶活性下降,无氧呼吸减弱,无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐减小,C不符合题意;
D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同,根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知,此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】(1)有氧呼吸总反应方程式:C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+大量能量
可分为3个阶段:第一阶段:在细胞质基质中,不需要氧,葡萄糖反应生成2丙酮酸和[H]、少量能量;第二阶段:在线粒体基质中,不需要氧,丙酮酸和水反应生成CO2和[H]、少量能量;第三阶段:在线粒体内膜上,需要氧,[H]和氧气反应生成水,同时产生大量能量。
(2)无氧呼吸无氧呼吸的总反应方程式:
C6H12O6+酶→2C3H6O3(乳酸)+少量能量
C6H12O6+酶→2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
可分为两个阶段:第一阶段:在细胞质基质中,葡萄糖在酶的催化下反应生成2丙酮酸和少量[H]、少量能量;第二阶段:在细胞质基质中,2丙酮酸在催化下反应生成2C2H5OH(酒精)和2CO2;或2丙酮酸在酶的催化下反应生成2C3H6O3(乳酸)。
(3)NADH产生于糖酵解和细胞呼吸作用中的柠檬酸循环。参与细胞的氧化还原过程。在呼吸链中NADP + H+ 2e= NADPH 用来实现电子传递。NADH含有的能量可用于合成ATP。
(4)在种皮被突破前,种子主要进行无氧呼吸,种皮被突破后,种子吸收氧气量增加,有氧呼吸加强,无氧呼吸减弱。
17.(2024·山东)果蝇的直翅、弯翅受Ⅳ号常染色体上的等位基因A、a控制。现有甲、乙2只都只含7条染色体的直翅雄果蝇,产生原因都是Ⅳ号常染色体中的1条移接到某条非同源染色体末端,且移接的Ⅳ号常染色体着丝粒丢失。为探究Ⅳ号常染色体移接情况,进行了如表所示的杂交实验。已知甲、乙在减数分裂时,未移接的Ⅳ号常染色体随机移向一极;配子和个体的存活力都正常。不考虑其他突变和染色体互换,下列推断正确的是( )
实验①:甲×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=7∶1,且雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1
实验②:乙×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=3∶1,且直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1∶1
A.①中亲本雌果蝇的基因型一定为Aa
B.②中亲本雌果蝇的基因型一定为aa
C.甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
D.乙中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
【答案】A,C
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;基因的分离规律的实质及应用;伴性遗传;染色体结构的变异
【解析】【解答】AC、实验①:甲×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=7∶1,且雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1, 可知直翅为显性,翅形的遗传与性别相关联,可推测A基因在X染色体上,由题干信息“含7条染色体的直翅雄果蝇,产生原因都是Ⅳ号常染色体中的1条移接到某条非同源染色体末端”可知, 甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端。甲果蝇表型为直翅,且A基因移接至X染色体上,其基因型可表示为O_XAY(O表示该染色体缺少相应基因,_表示染色体上未知的基因),正常雌果蝇的基因型可表示为__XX。则甲与正常雌果蝇杂交可表示为O_XAYx__XX。两对染色体独立遗传,若单独考虑性染色体的遗传,甲与正常雌果蝇杂交可表示XAYxXX,所得子代为1XAX:1XY;若单独考虑常染色体,甲与正常雌果蝇杂交可表示为O_x__,所得子代为1O_: 1O_:1__:1__;又知雄果蝇群体中的直翅:弯翅=3:1,结合性染色体遗传的雄性子代基因型XY可推断,单独考虑的常染色体杂交O_x__所得的子代1O_:1O_中,一定至少有一个是OA,即雌果蝇中一定含A基因。而其余的1O_:1__:1__,一定有一个基因型为Oa或aa,两种情况中都一定有a来自雌性果蝇,所以与甲杂交的亲本雌果蝇的基因型一定为Aa。综合以上分析,①中亲本雌果蝇的基因型一定为Aa,甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端,AC符合题意;
BD、假设乙的基因型为Aa,其中一个A基因位于的染色体片段移接到另一条非同源染色体上,且该染色体也是常染色体,则其基因型可表示为AOaO,再设与乙杂交的雌性果蝇的基因型为AaOO。乙x正常雌果蝇杂交时,乙所产生的配子种类及比例为:1Aa: 1AO:1aO:1OO,正常雌果蝇产生的配子种类及比例为:1AO: 1aO。则所得子代基因型及比例可表示为:1AAaO: 1AAOO:AaOO: 1AOOO:1AaaO:1AaOO: 1aaOO: 1aOOO,由上可推断子代的表型及比例为直翅:弯翅=3:1。与翅型相关两对染色体都为常染色体,直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1:1。假设与实验结果相符,假设成立。故②中亲本雌果蝇的基因型可以是Aa,乙中含基因A的1条染色体可以移接到常染色体末端,BD不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】(1)基因的分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
(2)基因的自由组合定律的实质: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)决定性状的基因位于性染色体上,在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
18.(2024·山东)种群增长率等于出生率减死亡率。不同物种的甲、乙种群在一段时间内的增长率与种群密度的关系如图所示。已知随时间推移种群密度逐渐增加,a为种群延续所需的最小种群数量所对应的种群密度;甲、乙中有一个种群个体间存在共同抵御天敌等种内互助。下列说法正确的是( )
A.乙种群存在种内互助
B.由a至c,乙种群单位时间内增加的个体数逐渐增多
C.由a至c,乙种群的数量增长曲线呈“S”形
D.a至b阶段,甲种群的年龄结构为衰退型
【答案】A,C
【知识点】种群的特征;种群的数量变动及其原因;种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、由题意可知,甲、乙中有一个种群个体间存在共同抵御天敌等种内互助。a为种群延续所需的最小种群数量所对应的种群密度,由a至c,甲种群的种群增长率一直在减小,说明不存在种内互助;乙种群的种群增长率先增大后减小,说明其存在种内互助,避免种群灭绝,A符合题意;
BC、由a至c,乙种群种群增长率先增大后减小直至0,增长率变为0时,种群数量达到最大,故乙种群数量增长曲线呈“S”形;乙种群的种群增长率先增大后逐渐下降为0,说明种群单位时间内增加的个体数目先增大后减小,B不符合题意,C符合题意;
D、a至b阶段,甲种群增长率虽然一直在减小,但都大于0,即出生率大于死亡率,其年龄结构为增长型,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】(1) 种群是指同一时间生活在一定自然区域内,同种生物的所有个体。
(2)种群特征包括种群的数量特征(种群密度)、年龄结构、性别比例、迁入率和迁出率、出生率和死亡率、空间特征等。
(3)种群年龄结构,是指种群中各年龄期个体数在种群中所占的比例。种群的年龄组成分为以下几种类型:增长型:年轻个体多,将来个体数越来越多;稳定型:各年龄期个体数目比例适中,个体数在一定时间内会保持稳定;衰退型:年轻个体少,个体数将会越来越少。分析一个种群的年龄结构可以间接判定出该种群的发展趋势。
(4)由图可知,横坐标是种群密度,纵坐标是种群增长率,随种群密度增加,甲种群增长率逐渐下降,乙种群增长率先增大后逐渐下降。
19.(2024·山东)瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配。当抓捏面部皮肤时,会引起瞳孔开大肌收缩,导致瞳孔扩张,该反射称为瞳孔皮肤反射,其反射通路如图所示,其中网状脊髓束是位于脑干和脊髓中的神经纤维束。下列说法错误的是( )
面部皮肤感受器→传入神经①→脑干→网状脊髓束→脊髓(胸段)→传出神经②→瞳孔开大肌
A.该反射属于非条件反射
B.传入神经①属于脑神经
C.传出神经②属于躯体运动神经
D.若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,该反射不能完成
【答案】C
【知识点】反射弧各部分组成及功能;反射的过程;神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、由题干“瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,只受自主神经系统支配”可知,该反射不是靠人类意志控制的,属于非条件反射,A不符合题意;
B、与脑相连的神经为脑神经,含有传入神经和传出神经,脑神经主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动,故传入神经①属于脑神经,B不符合题意;
C、躯体运动神经受意识支配,而瞳孔开大肌是分布于眼睛瞳孔周围的肌肉,受自主神经系统支配,故传出神经②不属于躯体运动神经,属于内脏运动神经,C符合题意;
D、反射需要完整的反射弧,若完全阻断脊髓(颈段)中的网状脊髓束,则该反射活动不完整,该反射不能完成,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干;外周神经系统包括脊神经、脑神经、自主神经;自主神经系统包括交感神经和副交感神经。交感神经和副交感神经是调节人体内脏功能的神经装置,所以也叫内脏神经系统,因为其功能不完全受人类的意识支配,所以又叫自主神经系统,也可称为植物性神经系统。
(2)神经系统是由脑、脊髓和它们发出的神经组成的,脑和脊髓是神经系统的中枢部分,叫中枢神经系统,主管接收、分析、综合体内外环境传来的信息;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,叫周围神经系统,其中脑神经共12对,主要分布在头面部,负责管理头面部的感觉和运动;脊神经共31对,主要分布在躯干、四肢,负责管理躯干、四肢的感觉和运动。此外,脑神经和脊神经中都有支配内脏器官的神经。
20.(2024·山东)下列关于植物愈伤组织的说法正确的是( )
A.用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B.融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D.通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
【答案】B,D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体,A不符合题意;
B、融合的原生质体需再生出细胞壁,才能进行脱分化形成愈伤组织,B符合题意;
C、体细胞杂交获得的杂种植株细胞中只含有一个融合后的细胞核,具有来自亲本的染色体,C不符合题意;
D、通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物的组织培养,没有经过减数分裂和两性生殖细胞的结合,属于无性繁殖,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】(1)植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
(2)植物体细胞杂交过程:将植物细胞A与植物细胞B用纤维素酶和果胶酶处理,得到不含细胞壁的原生质体A和原生质体B,运用物理方法或化学方法诱导融合,形成杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。
(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21.(2024·山东)从开花至籽粒成熟,小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比,某突变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量低。研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性,而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示,开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示,其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂,KT为细胞分裂素类植物生长调节剂,气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标 植株 14天 21天 28天
胞间CO2浓度(μmolCO2mol-1) 野生型 140 151 270
突变体 110 140 205
气孔导度(molH2Om-2s-1) 野生型 125 95 41
突变体 140 112 78
(1)光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应利用的物质有 。结合细胞分裂素的作用,据图分析,与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 。
(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析,与野生型相比,开花14天后突变体的光饱和点 (填“高”或“低”),理由是 。
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析,突变体籽粒淀粉含量低的原因是 。
【答案】(1)ATP、NADPH;突变体细胞分裂素合成更多,而细胞分裂素能促进叶绿素的合成
(2)高;开花14天后突变体气孔导度大于野生型,但胞间CO2浓度小于野生型,且突变体的呼吸代谢不受影响,因此突变体的光合作用强度更大,需要的光照强度更大
(3)叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型,因此突变体内可向外运输到籽粒的蔗糖少于野生型
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)光反应在类囊体上进行,能将水分解为NADPH和氧气,并且将光能转化为活跃的ATP中的化学能,光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C3的还原,故可供暗反应利用的物质有ATP和NADPH;与野生型相比,开花后突变体细胞分裂素合成更多,而细胞分裂素能促进叶绿素的合成,故开花后突变体叶片变黄的速度慢。
(2)据表格可知, 开花14天后突变体气孔导度大于野生型,但胞间CO2浓度小于野生型,且突变体的呼吸代谢不受影响,因此突变体的光合作用强度更大,需要的光照强度更大,故光饱和点较高。
(3)据题意可知,叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型,因此突变体内可向外运输到籽粒的蔗糖少于野生型,导致突变体籽粒淀粉含量低。
【分析】(1)光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段:光反应进行水的光解和ATP的合成, 水的光解产生NADPH与氧气,发生在叶绿体的类囊体薄膜上;暗反应在叶绿体基质中,C5结合CO2生成两分子C3,C3吸收能量并结合第一阶段中水生成的还原氢,生成糖类和C5。
(2)光合作用的影响因素是光照强度、二氧化碳浓度和温度等。
(3) 细胞分裂素是一类促进细胞分裂、诱导芽的形成并促进其生长的植物激素;主要分布于进行细胞分裂的部位,如茎尖、根尖、未成熟的种子、萌发的种子、生长着的果实内部。
22.(2024·山东)某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因,且每种性状只由1对等位基因控制,其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d;叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状,且只要有1对隐性纯合基因,叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性,进行了如表所示的杂交实验。另外,拟用乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株的叶片为材料,通过PCR检测每株个体中控制这2种性状的所有等位基因,以辅助确定这些基因在染色体上的相对位置关系。预期对被检测群体中所有个体按PCR产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则归类后,该群体电泳图谱只有类型Ⅰ或类型Ⅱ,如图所示,其中条带③和④分别代表基因a和d。已知各基因的PCR产物通过电泳均可区分,各相对性状呈完全显隐性关系,不考虑突变和染色体互换。
组别 亲本杂交组合 F1的表型及比例。
甲 紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒 紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒=1∶1∶1∶1
乙 锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒 全部为光滑叶黄粒
(1)据表分析,由同一对等位基因控制的2种性状是 ,判断依据是 。
(2)据表分析,甲组F1随机交配,若子代中高茎植株占比为 ,则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
(3)图中条带②代表的基因是 ;乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为 。若电泳图谱为类型Ⅰ,则被检测群体在F2中占比为 。
(4)若电泳图谱为类型Ⅱ,只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系,需辅以对F2进行调查。已知调查时正值F2的花期,调查思路: ;预期调查结果并得出结论: 。(要求:仅根据表型预期调查结果,并简要描述结论)
【答案】(1)花色和籽粒颜色;甲组子代中紫花的籽粒全是黄粒,红花的籽粒全是绿粒且颜色性状和茎秆高度可以自由组合
(2)9/16
(3)A;aaBBDD或AAbbDD;1/4
(4)统计F2所有个体的表现型和比例;若锯齿叶红花:锯齿叶紫花:光滑形紫花=1:2:2,则三对基因位于一对同源染色体上;若光滑形紫花:光滑形红花:锯齿形紫花:锯齿形红花=6:3:6:1,则A/a、D/d位于一对同源染色体上,B/b位于另一对染色体上。
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)根据表格中甲组的杂交子代中,紫花的籽粒全是黄粒,红花的籽粒全是绿粒,且颜色性状和茎秆高度可以自由组合,结合题干信息“花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因"可知,花色和籽粒颜色是由一对等位基因控制的2种性状。
(2)根据乙组:锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒,F1全部为光滑叶黄粒,说明黄粒是显性性状,用D表示,设茎高的相关基因为E/e。2对等位基因为独立遗传时,若高茎为显性,则甲组亲本的基因型组合为:Eedd xeeDd,若高茎为隐性性状,则甲组亲本的基因型组合为EeDdxeedd,两种情况下,F1基因型为EeDd、Eedd、eeDd、eedd,产生的配子分别为ED、Ed、eD、ed,比例为1:3:3:9,若高茎为显性,则高茎即E____占比为1-(3/16+9/16)=7/16,若高茎为隐性,则高茎ee__占比为(3/16+9/16)2=9/16;若并非独立遗传,若高茎为隐性性状,则甲组亲本的基因型组合为EeDdxeedd,F1只能存在两种表型,不符合题目信息,则高茎为显性,甲组亲本的基因型组合为:Eedd xeeDd,F1基因型为EeDd、Eedd、 eeDd、eedd,产生的配子分别为Ed、eD、ed,比例为1:1:2,此时高茎E___占比为1-(1/4+1/2)2=7/16。即高茎植株占比为7/16时,无法确定2对等位基因独立遗传,只有子代中高茎植株占比为9/16时,才能说明两对等位基因独立遗传。
(3)由题图可知,类型Ⅰ中有三种基因型,且有的个体没有a;类型Ⅱ中只有一种基因型,且均不含a。根据乙组亲本和子代的表现型可知,亲本中关于叶边缘的基因型组合为aaBB和AAbb,关于籽粒颜色的基因型组合为DD和dd,亲本的基因型组合可能为aaBBDD x AAbbdd或aaBBdd x AAbbDD,F1的基因型为AaBbDd。乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株电泳结果若为类型Ⅰ,则该群体有三种基因型,若为类型Ⅱ,则只有一种基因型。若D/d、A/a和B/b位于三对同源染色体上,则电泳结果应该有9种基因型,与电泳结果不符;由于表型为锯齿叶绿粒,故类型Ⅰ中不含a基因的必然含有b基因,因此可以推断①为b,则②为A,在电泳图谱类型Ⅰ中,F2的锯齿叶绿粒植株的基因型有三种:AAbbdd、Aabbdd、aabbdd,电泳图谱类型Ⅱ中对应基因型应为AAbbdd;若电泳图谱为类型Ⅰ,则d基因纯合一定存在b基因纯合,因此推断b和d之间连锁, F1中基因的位置为BD//bd和A//a,此情况下亲本组合为aaBBDD x AAbbdd,若为类型Ⅱ,则F2只具有一种基因型,应为AAbbdd,杂交组合aaBBdd x AAbbDD情况下,任意两个基因连锁或三个基因连锁都无法只产生基因型AAbbdd,表型为锯齿叶绿粒的子代,故亲本锯齿叶黄粒只能为aaBBDD;子代中锯齿叶绿粒植株__bbdd占1/4。
(4)若电泳图为类型Ⅱ,则F2中锯齿叶绿粒应为AAbbdd,故F1可能为Abd//aBD或Ad//aD和B//b,要确定三对基因的位置关系,可以统计F2所有个体的表现型和比例,若锯齿叶红花:锯齿叶紫花:光滑形紫花=1:2:2,则三对基因位于一对同源染色体上;若光滑形紫花:光滑形红花:锯齿形紫花:锯齿形红花=6:3:6:1,则A/a、D/d位于一对同源染色体上,B/b位于另一对染色体上。
【分析】(1)根据乙组杂交后代全是黄粒可知,黄粒是显性性状,对应的基因型为D-。根据题干信息可知,光滑形对应的基因型为A-B-,锯齿形对应的基因型为A-bb、aaB-、aabb。
(2)根据甲组的子代中,紫花全是黄粒,红花全是绿粒可知,花色和籽粒颜色受一对等位基因控制。设茎高的相关基因为E/e,根据子代中,四种表现型的比例为1:1:1:1可知,亲本的基因型组合为:EeDdxeedd或EeddxeeDd。
(3)根据电泳图谱,类型I中有三种基因型,且有的个体没有a;类型Ⅱ中只有一种基因型,且均不含a。
23.(2024·山东)由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。
(1)图中所示的调节过程中,迷走神经对肝细胞分泌胆汁的调节属于神经调节,说明肝细胞表面有 。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为 。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成。肝细胞合成功能发生障碍时,组织液的量 (填“增加”或“减少”)。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,以达到治疗效果,从水盐调节角度分析,该治疗方法使组织液的量恢复正常的机制为 。
(3)为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,据图设计以下实验,已知注射各试剂所用溶剂对实验检测指标无影响。
实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射 (填序号)。①ACh抑制剂②CCK抗体③ACh抑制剂+CCK抗体
检测指标:检测两组小鼠的 。
实验结果及结论:若检测指标无差异,则下丘脑所在通路不受影响。
【答案】(1)迷走神经递质受体;外负内正
(2)增加;药物A竞争性结合醛固酮受体,抑制醛固酮的作用,减少肾小管和集合管对钠离子的重吸收,促进钠离子的排泄,从而增加尿量,使组织液的量恢复正常
(3)②;胆汁释放量
【知识点】反射的过程;细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导;水盐平衡调节
【解析】【解答】(1)据图可知,迷走神经分泌乙酰胆碱对肝细胞分泌胆汁进行神经调节,乙酰胆碱属于信号分子,需要与肝细胞膜上的乙酰胆碱受体结合才能发挥作用,说明肝细胞表面有迷走神经递质受体。肝细胞受到信号刺激后,发生动作电位,此时膜两侧电位表现为外负内正。
(2)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成,肝细胞合成功能发生障碍时,血浆中的蛋白质减少,血浆渗透压降低,水分大量渗透到组织液,组织液的量增加,导致组织水肿。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量,其作用机制是药物A竞争性结合醛固酮受体,抑制醛固酮的作用,减少肾小管和集合管对钠离子的重吸收,促进钠离子的排泄,从而增加尿量,使组织液的量恢复正常。
(3)分析题图,小肠Ⅰ细胞通过分泌CCK促进胆囊平滑肌收缩,进而释放胆汁,或者通过分泌的CCK直接促进肝细胞分泌胆汁,即小肠Ⅰ细胞所在通路相关的物质是CCK,为研究下丘脑所在通路胆汁释放量是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,自变量是是否注射CCK,因变量是胆囊释放胆汁的量。所以实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射②CCK抗体。检测指标:两组小鼠的胆汁释放量。
【分析】(1)神经细胞处于静息状态时,膜对K+的通透性强,造成K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内,从而表现为膜外正电位、膜内负电位的静息电位。当神经纤维膜上某点受到刺激而发生兴奋时,膜对离子的通透性改变,导致Na+大量内流,使膜内阳离子浓度高于膜外,电位改变表现为膜外负电位、膜内正电位的动作电位。
(2)由图可知,食物通过促进下丘脑相关通路,增加Ach的释放,同时通过小肠Ⅰ细胞通路,增加CCK的释放,二者均可作用与肝细胞分泌胆汁,后者汉能促进胆囊平滑肌收缩,进一步促进胆囊胆汁的释放。
24.(2024·山东)研究群落时,不仅要调查群落的物种丰富度,还要比较不同群落的物种组成。β多样性是指某特定时间点,沿某一环境因素梯度,不同群落间物种组成的变化。它可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示。
(1)群落甲中冷杉的数量很多,据此 (填“能”或“不能”)判断冷杉在该群落中是否占据优势。群落甲中冷杉在不同地段的种群密度不同,这体现了群落空间结构中的 。从协同进化的角度分析,冷杉在群落甲中能占据相对稳定生态位的原因是 。
(2)群落甲、乙的物种丰富度分别为70和80,两群落之间的β多样性为0.4,则两群落的共有物种数为 (填数字)。
(3)根据β多样性可以科学合理规划自然保护区以维系物种多样性。群落丙、丁的物种丰富度分别为56和98,若两群落之间的β多样性高,则应该在群落 (填“丙”“丁”“戊”“丙和丁”)建立自然保护区,理由是 。
【答案】(1)不能;水平结构;冷杉与其他物种在长期的自然选择过程中,相互适应、相互依存,形成了相对稳定的生态关系
(2)50
(3)丙和丁;在群落丙和丁建立自然保护区,可以保护更多的物种,维系物种多样性
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;土壤中动物类群丰富度的研究;当地自然群落中若干种生物的生态位;群落的概念及组成;生物多样性的保护措施
25.(2024·山东)研究发现基因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L,可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制酶BsaI切点处插入大豆基因L的向导DNA序列,将载体导入大豆细胞后,其转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因L部分序列及相关结果等如图所示。
(1)用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目标基因L时,所用的引物越短,引物特异性越 (填“高”或“低”)。限制酶在切开DNA双链时,形成的单链突出末端为黏性末端,若用BsaI酶切大豆基因组DNA,理论上可产生的黏性末端最多有 种。载体信息如图甲所示,经BsaI酶切后,载体上保留的黏性末端序列应为5'- -3'和5'- -3'。
(2)重组载体通过农杆菌导入大豆细胞,使用抗生素 筛选到具有该抗生素抗性的植株①∶④。为了鉴定基因编辑是否成功,以上述抗性植株的DNA为模板,通过PCR扩增目标基因L,部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示,PCR产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可判断选用的限制酶是 ,其中纯合的突变植株是 (填序号)。
(3)实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株,该植株具有抗生素抗性,检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入。用抗生素筛选这个植株的自交子代,其中突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例为 ,筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。
【答案】(1)低;256;GTTT;AAAC
(2)卡那霉素;Sac Ⅰ;④
(3)1/4
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;PCR技术的基本操作和应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】(1)引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸,用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸。由此可知,在利用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目的基因L时,所用的引物越短,可能的结合位点越多,则引物的特异性就越低。根据题意可知,限制酶在切开DNA双链时,形成的单链突出末端为黏性末端,由图可知,若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA,产生的黏性末端有4个碱基,并且可以是任意碱基,因此理论上可以产生的黏性末端有44=256种。根据图甲所示的载体信息,经BsaⅠ酶切后,切口两侧各有一个黏性末端,根据BsaⅠ酶识别的序列及酶切位点可知,载体上保留的黏性末端序列应为5'-GTTT-3'和5'-AAAC-3'。
(2)根据图示信息可知,重组载体通过农杆菌导入大豆细胞当中的片段包含了卡那霉素抗性基因,因此可以通过使用卡那霉素筛选到具有该抗生素抗性的植株。根据图甲可知,目标基因L的目标序列跟突变序列之间只有在Sac Ⅰ酶切位点上存在差异,BamHⅠ和EcoRⅠ这两个酶切位点完全相同,根据图丙所展示的电泳结果及题意可知,要以上述抗性植株的DNA为模板,通过PCR扩增目标基因L,并对PCR产物完全酶切后进行电泳从而判断植株含有的是目标序列还是突变序列,因此只能选用限制酶Sac Ⅰ,限制酶Sac Ⅰ在突变序列存在酶切位点,但是目标序列没有,因此经过该酶酶切后突变序列的电泳条带会出现两条,目标序列是一条带,根据图丙结果可知,只有④为纯合突变的植株。
(3)根据题意可知:“实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株,该植株具有抗生素抗性,检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入”。 根据图示可知,抗生素抗性基因在T-DNA片段上,因此如果用抗生素来筛选该植株进行自交,可知其配子中含有抗生素抗性基因的比例为1/2,不含T-DNA(对抗生素敏感)的配子比例为1/2,因此突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例应该为1/2x1/2=1/4,筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。
【分析】(1)基因工程的基本操作程序包括: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和目的基因的检测与鉴定。
(2)PCR是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术,利用PCR可以快速的获取和扩增目的基因。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。
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