第20周(试题卷)
(范围:选择性必修1、2、3)
时间:40分钟 总分:50分
单项选择题(每小题2分,共14分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.科研人员对高原鼠兔的被捕食风险进行了相关实验(注:警戒距离是指当高原鼠兔有警戒行为时与捕食者之间的距离,与个体被捕食风险呈负相关),结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.高原鼠兔种群密度越大,植物生长越旺盛,被捕食风险越高
B.直接决定高原鼠兔种群密度的因素包括出生率和死亡率、迁入率和迁出率
C.植被能为高原鼠兔的生存提供食物和栖息空间
D.该实验的自变量是高原鼠兔的种群密度和植被群落高度
2.卵胞浆内单精子显微注射技术(ICSI)是通过显微操作技术将单个精子注射到卵母细胞的胞浆内,使精卵结合受精,并将受精卵体外培养形成早期胚胎移植入母体子宫内的一种较为精细、尖端的辅助生殖技术,以其高效性被广泛应用于生产、科研和医学的诸多领域。下列有关该技术的叙述,错误的是( )
A.该技术所使用的卵母细胞需要培养到MⅡ期
B.该技术主要解决了一些异常精子不能突破透明带这一屏障的问题
C.体外培养的条件包括营养充足、温度和pH及气体环境适宜
D.该技术中,用原肠胚移植成功的概率高于囊胚或桑葚胚
3.为了推进乡村振兴,某地积极推广“温室鱼菜共生种养殖模式”,其主要结构和原理如图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A.设计该系统时遵循循环、协调等生态工程基本原理
B.蓄水池适当光照可增加水中藻类数量,既能降低水中无机盐浓度,又能为鱼类提供丰富食物
C.适当增加养殖鱼的种类,丰富群落的垂直结构,有利于空间和营养等资源的充分利用
D.栽培基质和砾石层中的微生物有利于分解鱼粪,为果蔬生长提供物质和能量
4.流行性脑脊髓膜炎简称流脑,属于呼吸道传染病,是由脑膜炎双球菌感染引起的化脓性脑膜炎。儿童是主要感染对象,部分青少年亦可感染发病,该病可通过接种流脑疫苗来进行预防。下列说法正确的是( )
A.接种的流脑疫苗可以直接杀死脑膜炎双球菌
B.对脑膜炎双球菌的免疫过程只包括体液免疫和细胞免疫
C.如果人体内存留的脑膜炎双球菌抗体攻击人体中正常细胞导致患病,这类疾病属于自身免疫病
D.呼吸道黏膜分泌的能杀灭脑膜炎双球菌的溶菌酶属于第二道防线
5.野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长,氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸,只能在完全培养基上生长,下图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图,①②③④代表培养基,a、b、c表示操作步骤,d、e为菌落。下列叙述不正确的是( )
A.图中①②④为基本培养基,③为完全培养基
B.a操作的目的是提高突变率,增加突变株的数量
C.b的正确操作是用涂布器把菌液均匀地涂布在②表面
D.经c过程原位影印及培养后,可从④中挑取d菌落进行纯化培养
6.重叠延伸PCR技术是采用具有互补末端的引物,使PCR产物形成重叠链,从而在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸,获得想要的目的基因。某科研团队运用重叠延伸PCR技术在水蛭素基因的特定位点引入特定突变,以实现基因的定点突变,原理如图。下列说法错误的是( )
A.过程②需要含Mg2+的缓冲液、DNA模板、引物、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶等
B.若引物1、引物2组成的反应系统和引物3、引物4组成的反应系统中均进行一次DNA分子的复制后,一共会产生2种DNA分子
C.经过程④获得的杂交DNA有2种,其中只有一种可以经过程⑤获得目的基因
D.过程⑤使用耐高温的DNA聚合酶延伸,不需要引物
7.研究表明,嘌呤能神经元对平滑肌的作用是通过PDGFRα+细胞介导的,而平滑肌细胞和PDGFRα+细胞之间通过缝隙连接(直接传递电信号进行信息传递),PDGFRα+细胞上有P2Y1受体和SK3通道,嘌呤能神经元兴奋后,可通过一系列反应,引起平滑肌细胞K+外流形成静息电位,调节方式如图所示。下列分析错误的是( )
A.嘌呤能神经元可通过胞吐的方式释放ATP
B.图中神经递质在突触间的移动及与P2Y1受体的结合无需线粒体供能
C.兴奋在缝隙连接处的传递速度比在突触处的传递速度快
D.嘌呤能神经元兴奋后可使平滑肌细胞发生收缩反应
不定项选择题(每小题4分,共12分。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
8.某小型生态系统的能量流动过程如图所示[单位为103 kJ/(m2·a)],A、B、C、D代表不同的生物成分。下列叙述正确的是( )
A.由A、B、C、D构成的食物网是能量流动、物质循环的主要渠道
B.B→D的能量传递效率约为18.7%
C.若利用A凋落的枝叶种植茶树菇,不能提高对光能的利用率
D.C分解有机物获取能量,同时也为A提供无机盐和CO2
9.如图为人体激素作用于靶细胞的机理示意图,下列说法正确的是( )
A.激素A可能是胰岛素,可直接进入细胞内起作用
B.激素B不直接进入细胞就能起作用
C.某个靶细胞可能同时存在上述两种作用机理,受两种激素的调节
D.由题图可知,激素只是作为一种信号分子,启动和调节相应的生理过程
10.油菜素内酯是一种植物激素,为研究其作用机理,科研人员用油菜素内酯的类似物24-eBL进行了相关研究:将含有放射性标记的生长素的固体培养基(在将要凝固时),滴在用24-eBL处理过的拟南芥幼根切段上(在图1箭头所示的位置),一段时间后取方框内的部分进行检测,结果如图2,下列叙述错误的是( )
A.24-eBL往往由植物的某一部位产生运输到另一部位起作用
B.实验结果表明,24-eBL在植物体内既存在极性运输又存在非极性运输
C.实验结果表明24-eBL对生长素在根尖的极性运输比非极性运输的促进作用强
D.以上实验可以得出“24-eBL是通过影响生长素的运输来促进幼根生长”的结论
三、非选择题(共24分)
11.(12分)感知外界环境中潜在的危险信息,快速躲避天敌并作出最适宜的防御反应是动物生存所需具备的重要能力。为探究本能恐惧内在的大脑运作机制,研究人员开展了如图实验。
(1)将小鼠置于如图1的装置中,用黑色圆盘在小鼠的上视野产生阴影,模拟小鼠被上空中的天敌捕食的场景,阴影刺激了小鼠视网膜,引起视神经细胞产生神经冲动传至末梢,释放____________作用于突触后膜上的受体,最终诱发小鼠产生逃跑至遮蔽物中的防御行为。
(2)研究人员利用相关技术记录脑内腹侧被盖区(VTA)GABA能神经元的激活程度,结果如图2所示。发现_______________________________________________________________,并且___________________________________,推测阴影刺激通过激活VTA区GABA能神经元进而诱发小鼠逃跑行为。
(3)研究人员将光敏感的通道蛋白特异性表达在某一特定类型的神经元中,并通过特定波长的光刺激来调控神经元活动。当蓝光刺激光敏蛋白C时,会导致Na+内流使所在神经元兴奋,当黄光刺激光敏蛋白N时,会导致Cl-内流使所在神经元______________,应用此技术设计实验进一步证实了VTA区GABA能神经元激活是诱发小鼠逃跑行为的必要条件。请用简洁的文字将实验组的实验方案及相应结果补充完整。
分组 实验动物 实验条件 实验结果
实验组一 ①______________________________________________________________________ 黄光、②___________________________________________________ ③_________________________________________________________
实验组二 VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠 蓝光、④___________________________________________________ ⑤________________________________________________________________________
(4)科学家发现,突触小体在未产生动作电位的情况下,其突触后膜也能用微电极记录到随机产生的、幅度相近的微小电位,请推测突触后膜出现这种电位变化的可能原因:____________________________________________________________________________________________。
12.(12分)已知镰状细胞贫血是一种单基因遗传病,患者的血红蛋白分子β肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替,导致功能异常;而人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主,接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。回答下列问题:
(1)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中,可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作__________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程,理由是该操作______________________________________________。
(2)用基因工程方法制备血红蛋白时,可先提取早期红细胞中的__________,以其作为模板,在________酶的作用下反(逆)转录合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和____________酶的作用下,构建基因表达载体,导入受体菌后进行表达。
(3)如图为“乙肝基因工程疫苗”的生产和使用过程,质粒中lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal,从而使菌落显现出蓝色,若无该基因,菌落则成白色。图中过程①有两种限制酶选择方案,它们分别是____________或____________。
(4)获取目的基因的方法除了图中用酶切的方法从细胞中分离以外,还可以通过____________来获得。据图可知,该目的基因的具体功能是__________________。
(5)为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌,可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入________________,培养一段时间挑选出____________色的菌落进一步培养获得大量目的菌。
第20周(参考答案)
1.A 分析图示可以看出,高原鼠兔种群密度越大,植被高度越低,警戒距离越大,高原鼠兔个体被捕食的风险就越低,A错误;出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群密度的直接因素,B正确;植物能为动物的生存提供食物和栖息环境,C正确;结合实验数据可知,该实验的自变量是高原鼠兔的种群密度和植被群落高度,因变量是警戒距离,D正确。
2.D 该技术实际上是体外受精技术,与精子体外结合的卵母细胞要培养到MⅡ期才有受精的能力,A正确;该技术解决了因精子活力不足,而无法穿过透明带的问题,B正确;动物细胞体外培养需要保证营养充足、温度和pH及气体环境条件适宜等,C正确;原肠胚分化程度高于囊胚和桑葚胚,正常情况下原肠胚时期的胚胎已经和母体形成紧密的联系,不适合再进行胚胎移植,D错误。
3.D 蓄水池适当光照促进池内藻类的生长,可增加水中藻类数量,既能降低水中无机盐浓度,又能为鱼类提供丰富食物,B正确;由于不同鱼种的生活习性有一定差异,适当增加养殖鱼的种类,丰富群落的垂直结构,有利于空间和营养等资源的充分利用,C正确;栽培基质和砾石层中的微生物有利于分解鱼粪,为果蔬生长提供物质,根据能量单向流动的特点可知,其不能为果蔬生长提供能量,D错误。
4.C 接种的流脑疫苗可以刺激机体产生相应的免疫细胞和免疫物质,不能直接杀死脑膜炎双球菌,A错误;对脑膜炎双球菌的免疫过程除了体液免疫和细胞免疫外,还包括非特异性免疫,B错误;自身免疫病是由于免疫系统异常敏感,反应过度,将自身物质当作外来异物进行攻击而引起的疾病,C正确;呼吸道黏膜分泌溶菌酶属于第一道防线,D错误。
5.A 野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长,氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸,只能在完全培养基上生长,根据题干信息和图形分析,图中①②④为完全培养基,③为基本培养基,A错误;紫外线可以提高突变的频率,a操作的目的是提高突变菌株的浓度,B正确;b操作是将菌液滴加到培养基表面,再用涂布器将菌液均匀的涂布在②培养基表面,C正确;从图中可看出,d菌落在基本培养基中无法生长,在完全培养基中可生长,说明d是氨基酸缺陷型菌落,故经c过程影印及培养后,可从④培养基中挑取d菌落进行纯化培养,D正确。
6.B 过程②为PCR反应,需要在添加了Mg2+的缓冲液中才能进行,需要提供模板DNA、分别与两条模板链结合的引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶等,A正确;两个反应系统中各自形成两种DNA分子,但由于引物1和引物4形成两个与原DNA相同的DNA分子,所以含有引物1和4的DNA属于同一种DNA,故总共形成3种DNA分子,B错误;过程④获得的杂交DNA有2种,一种3′端为单链,一种5′端为单链,5′端为单链的杂交DNA为所需DNA,C正确;过程⑤是延伸过程,该过程使用耐高温的DNA聚合酶进行催化,不需要引物,D正确。
7.D 据图可知,嘌呤能神经元释放的神经递质为ATP,释放的方式是胞吐,A正确;神经递质在突触间隙的移动及与受体的结合发生在细胞外,不消耗线粒体产生的ATP,B正确;兴奋在缝隙连接处可直接通过电信号进行传递,其传递速度快于突触处的化学信号传递,C正确;嘌呤能神经元兴奋后,可通过一系列反应,引起平滑肌细胞K+外流形成静息电位,电位仍为外正内负的状态,不会引起平滑肌细胞收缩,平滑肌处于舒张状态,D错误。
8.CD 根据题图分析可知,C为分解者,不参与食物网的构成,A错误;B的同化量为18×103 kJ/(m2·a),传递给D的能量为3×103 kJ/(m2·a),因此B→D的能量传递效率约为3÷18×100%≈16.7%,B错误;茶树菇为异养型生物,不能利用光能,因此若利用A凋落的枝叶种植茶树菇,不能提高对光能的利用率,C正确。
9.BCD 胰岛素为蛋白质类激素,不能直接进入细胞,A可能为性激素(固醇类),能够直接进入细胞内起作用,A错误;由图可知,激素B与细胞膜受体b结合后,传递相关信息给靶细胞,从而引起细胞内的生化反应,B正确;由图可知,该靶细胞可能存在两种作用机理,受到两种激素的影响,C正确;激素是一种信号分子,其与受体结合后启动和调节相应的生理过程,本身并不参与反应,D正确。
10.ABD 24-eBL是植物激素类似物,是人工合成的,不是植物合成的,A错误;只有生长素具有极性运输,24-eBL是植物激素类似物,不存在极性运输,B错误;图2结果是处理基部后尖端的放射性强度低于处于尖端后基部的放射性强度,这表明:24-eBL对生长素尖端向基部运输的促进作用较强,对基部向尖端运输促进作用较弱,C正确;以上实验还不能得出“24-eBL是通过影响生长素的运输来影响幼根生长”的结论,要想得出此结论还需要进一步设计并进行实验,D错误。
11.【答案】(1)神经递质 (2)阴影刺激组在有阴影刺激时的VTA区GABA能神经元活性始终高于非阴影刺激组(阴影刺激后VTA区GABA能神经元活性迅速上升) 在神经元活性达到峰值时,小鼠发生逃跑行为 (3)受到抑制 ①VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白N的小鼠 ②阴影刺激 ③未见逃跑行为 ④无阴影刺激 ⑤迅速逃跑躲避 (4)单个(少量)突触小泡能随机与突触前膜融合释放神经递质
【解析】(1)阴影刺激小鼠视网膜感受器,引起视神经细胞产生神经冲动,传至神经末梢,释放神经递质作用于突触后膜上的受体,最终诱发小鼠产生逃跑至遮蔽物中的防御行为。(2)对比图2中两曲线可知,阴影刺激组在有阴影刺激时的VTA区GABA能神经元活性始终高于非阴影刺激组,并且在神经元活性达到峰值时,小鼠发生逃跑行为;据此推测,阴影刺激通过激活VTA区GABA能神经元进而诱发小鼠逃跑行为。(3)神经元未受刺激时神经细胞膜表现为内负外正的静息电位。当蓝光刺激光敏蛋白C时,会导致Na+内流使所在神经元兴奋,当黄光刺激光敏蛋白N时,会导致Cl-内流使所在神经元兴奋受到抑制;据表格可知,实验组二是VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠,则实验组一应是VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白N的小鼠。两组处理分别是蓝光刺激、黄光刺激和无阴影刺激、有阴影刺激,最终结果分别为迅速逃跑躲避、未见逃跑行为。(4)突触小体虽然没有受到刺激,但突触后膜依然能检测到微小电位,可能原因在于即使没有受到刺激,单个(少量)突触小泡仍能随机与突触前膜融合释放神经递质。
12.【答案】(1)不属于 没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基因进行修饰) (2)mRNA(或RNA) 逆转录 DNA连接 (3)只用BamHⅠ 同时用EcoRⅠ和BamHⅠ (4)人工合成(或PCR技术扩增) 指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成 (5)青霉素和X-gal 白
【解析】(1)蛋白质工程通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,由于该操作中没有对蛋白质进行改造或合成新的基因,因此不属于蛋白质工程。(2)因为血红蛋白基因只在早期红细胞中表达,所以可从其中提取mRNA,以mRNA为模板,在逆转录酶的作用下反(逆)转录合成cDNA。构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶协助。(3)根据图解可知,含有目的基因的外源DNA和载体上都有限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ和EcoRV的识别序列和切割位点,用EcoRV切割会破坏目的基因,因此图中过程①有两种限制酶选择方案,它们分别是只用BamHⅠ或同时用EcoRⅠ和BamHⅠ。(4)获取目的基因的方法:从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。根据图中④目的基因最终产生乙肝病毒外壳进行接种,说明该目的基因具体功能是指导合成乙肝病毒蛋白质外壳。(5)用限制酶BamHⅠ切割时破坏了lacZ基因,但没有破坏青霉素抗性基因,因此为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌,可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入青霉素和X-gal,根据题干信息“质粒中lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal,从而使菌落显现出蓝色,若无该基因,菌落则成白色”可知,培养一段时间挑选出白色的菌落进一步培养获得大量目的菌。