【精品解析】江苏省苏州市2025-2026学年高三上学期期初阳光调研生物试卷

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名称 【精品解析】江苏省苏州市2025-2026学年高三上学期期初阳光调研生物试卷
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资源类型 试卷
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科目 生物学
更新时间 2025-12-11 15:34:21

文档简介

江苏省苏州市2025-2026学年高三上学期期初阳光调研生物试卷
1.(2025高三上·苏州开学考)小麦种子萌发过程中,在淀粉酶的作用下,淀粉、麦芽糖等物质的含量会发生变化,下列叙述错误的是(  )
A.淀粉酶、淀粉、麦芽糖的组成元素都含有C、H、O
B.淀粉酶、淀粉、麦芽糖中,淀粉酶彻底水解产物种类最多
C.淀粉和麦芽糖都是植物细胞内的主要储能物质
D.萌发后期淀粉和麦芽糖的含量都会下降
2.(2025高三上·苏州开学考)在土壤盐化中,耐盐植物可通过图中机制减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力。下列叙述错误的是(  )
A.图中Na+进入细胞的方式与H+进入细胞的方式相同
B.Na+、Ca2+可分别与转运蛋白A、B特异性结合后进入细胞
C.转运蛋白C可以同时运输Na+和H+仍体现了载体蛋白的特异性
D.适度多施钙肥能促进转运蛋白C将Na+排出细胞,降低细胞内Na+浓度
3.(2025高三上·苏州开学考)关于“研究土壤中动物类群的丰富度”实验,下列叙述正确的是(  )
A.收集土样的塑料袋上需注明地点和时间,采集的小动物可以放入无水乙醇溶液中
B.研究土壤中小动物类群的丰富度时,采用标记重捕法
C.土壤和花盆壁之间要留有一定空隙,目的是便于使小动物进入花盆
D.目测估计法适用于体型小且数量极多的土壤动物
4.(2025高三上·苏州开学考)兰花是多年生草本植物,与梅、竹、菊并称“四君子”。下图为兰花的植物组织培养流程,①~④表示相应过程。下列叙述正确的是(  )
A.过程①是获取离体幼嫩枝条,用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒
B.过程②发生了细胞的脱分化、有丝分裂和减数分裂
C.过程③诱导生芽培养基与诱导生根培养基相比,前者中细胞分裂素所占的比例更高
D.过程④是将培育形成的试管苗直接移栽入土
5.(2025高三上·苏州开学考)某同学利用传统发酵技术制作杨梅果酒和果醋。下列叙述正确的是(  )
A.要对杨梅汁进行高压蒸汽灭菌后再接种酵母菌
B.在杨梅果酒和果醋制作过程中发酵液pH都会下降
C.果酒发酵过程须每隔12h打开瓶盖,防止瓶中压力过大
D.破碎杨梅后,可用胰蛋白酶和果胶酶处理,提高出汁率
6.(2025高三上·苏州开学考)某岛屿上分布一种特有的爬行动物,以多种候鸟为食,候鸟主要栖息在灌丛和稀树草地。图示该爬行动物在不同生境下不同年龄的占比,下列叙述正确的是(  )
A.该爬行动物占据第三营养级
B.该爬行动物种群数量在稀树草地中最大
C.影响候鸟种群密度的直接因素是出生率和死亡率
D.研究候鸟生态位通常还要研究它的食物以及与其他物种的关系等
7.(2025高三上·苏州开学考)据调查,野生郊狼数量不断锐减、濒临灭绝。科学家利用家犬,进行种间体细胞核移植技术以增加野生郊狼数量。下列叙述正确的是(  )
A.细胞核移植技术的主要原理是利用了动物细胞核具有全能性
B.为防止受体家犬发生免疫排斥反应,胚胎移植前需要进行免疫检查
C.供体郊狼、供体家犬和受体家犬都需要进行同期发情处理
D.与胚胎细胞核移植相比,体细胞核移植难度相对较小
8.(2025高三上·苏州开学考)某学习小组进行酶相关实验。实验分组如下表,所有试管在37℃环境下静置30分钟后,加还原糖检测试剂水浴加热,观察结果。
试剂 试管1 试管2 试管3 试管4 试管5 试管6  
1 %淀粉溶液 4mL 4mL 4mL        
蒸馏水     1 ml 4mL 4mL 5 ml  
淀粉酶溶液 1 ml     1 ml   -  
唾液 - 1 ml - - 1 ml -  
下列叙述错误的是(  )
A.若3号试管出现弱阳性反应,则可能是淀粉溶液受污染
B.若4号试管出现阳性反应,则1号试管的阳性结果不能采信
C.若3~6号试管皆不出现阳性反应,则1、2号试管结果能证明酶具有专一性
D.若3~6号试管皆不出现阳性反应,则1、2号试管中阳性反应程度可能不同
9.(2025高三上·苏州开学考)图1、图2是以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料进行染色体核型分析的两个典型图像。下列叙述正确的是(  )
A.图1、图2所用材料分别是芹菜根尖和花粉母细胞
B.提高根尖细胞有丝分裂后期的细胞比例,便于染色体的观察和计数
C.图1和图2细胞中都会发生基因突变、基因重组和染色体变异
D.实验中可用低渗溶液适当处理,染色体更好地分散以便观察
10.(2025高三上·苏州开学考)下图表示人体心血管活动的部分反射调节过程。下列叙述错误的是(  )
A.调节心血管活动的基本神经中枢位于脑干
B.心肌和骨骼肌的收缩和舒张由交感神经和副交感神经共同调节
C.血压调节过程中,感受器产生的兴奋在神经元上以电信号的形式向前传导
D.当血压突然升高时,机体可通过图示调节使血压恢复正常,此过程中交感神经的活动减弱
11.(2025高三上·苏州开学考)L-谷氨酰胺(氨基酸)可通过谷氨酸棒状杆菌生产。谷氨酸棒状杆菌(生长的最适pH为7.0)可通过一系列代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述正确的是(  )
A.可用血细胞计数板检测谷氨酸棒状杆菌密度
B.谷氨酸棒状杆菌可接种在斜面培养基上,并在室温下临时保存
C.提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量
D.在发酵初期控制pH为7.0,后期调pH为酸性,有利于提高L-谷氨酰胺产量
12.(2025高三上·苏州开学考)下列关于人体内环境与稳态的叙述正确的是(  )
A.低钠会引起神经、肌肉兴奋性降低,甚至引发肌无力
B.体内失水过多时,垂体分泌的抗利尿激素增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收
C.摄入食物过咸时,大脑皮层渗透压感受器受到刺激,同时产生渴觉,属于非条件反射
D.血浆Na+浓度升高时,肾上腺髓质通过分级调节分泌的醛固酮减少,肾小管对Na+的重吸收减少
13.(2025高三上·苏州开学考)科研人员最新解析了肺炎克雷伯菌的DRT2系统抵御T5噬菌体侵染的机制,噬菌体侵染时,肺炎克雷伯菌以一特定RNA片段为重复单元,逆转录串联重复DNA,再指导合成多个串联重复肽段的蛋白Neo抑制细菌生长,如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.抑制细菌生长影响了噬菌体从细菌中获取相应的氨基酸、DNA、能量等
B.逆转录、转录过程都有氢键和磷酸二酯键的形成与断裂
C.串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
D.串联重复的双链DNA转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
14.(2025高三上·苏州开学考)某二倍体动物的部分基因在染色体上的分布情况如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.该生物的基因型为AaBBDd或AaBbDd
B.减数分裂前,光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体
C.图中细胞最终分裂产生的生殖细胞为ABD、ABD、aBd、abd
D.图中细胞等位基因的分离发生在减数分裂I后期
15.(2025高三上·苏州开学考)以RNA干扰技术为原理,研制的新型农药dsRNA(双链)进入害虫细胞后,经过一系列蛋白质的作用引发RNA干扰,导致与害虫生长的相关基因被“沉默”,直至死亡。用于防治马铃薯甲虫的dsRNA农药制备与使用的部分技术路线如图所示。下列叙述正确的是(  )
注:T7是质粒上允许双向转录的特殊启动子
A.重组质粒上只需其中一个T7启动子转录就可得到dsRNA
B.dsRNA可以通过降解mRNA来实现害虫相关基因的“沉默”
C.马铃薯甲虫不会对该dsRNA农药产生抗性
D.dsRNA农药不会对其他害虫产生毒害作用
16.(2025高三上·苏州开学考)近年来,随沿海地区的不断开发,大量重金属随污水进入海中。重金属空间分布上呈块状分布,主要分布于近岸海域。其中Cd和Hg的含量虽较低,但潜在生态风险指数较高,是造成该区域污染的主要因素。下列叙述正确的有(  )
A.从近岸海域到深海域,海洋动物类群逐渐丰富,体现了群落的垂直结构
B.由于半封闭内海海水交换能力较弱,重金属污染基本在区域内进行循环
C.Cd和Hg等重金属易于富集在有机质中,低含量但可沿食物链逐级富集
D.港口航运、海上养殖等人类活动可能是影响近岸海域重金属块状分布的重要因素
17.(2025高三上·苏州开学考)油菜为异源四倍体,容易被线虫侵染而减产,萝卜具有抗线虫基因。科研人员以油菜和萝卜为亲本培育稳定遗传的抗线虫油菜。图中A、C、R表示3个不同的染色体组,分别含有10、9、9条染色体。下列叙述正确的有(  )
A.过程1与过程2属于多倍体育种,原理是染色体变异
B.油菜可育,所以白菜和甘蓝之间不存在生殖隔离
C.杂交后代1减数第一次分裂前期形成23个四分体
D.杂交后代2植株中抗线虫病个体的出现可能是获得了含抗线虫基因的萝卜染色体
18.(2025高三上·苏州开学考)研究发现,强光下脱落酸(ABA)对清除叶绿体中的H2O2和缓解光抑制起重要作用,主要机理如图。下列叙述错误的有(  )
A.脱落酸(ABA)进入细胞核促进APX2基因的表达
B.据图可推测PP2C的作用是抑制SnRK2的活化,从而影响APX2基因的表达
C.APX2通过自由扩散进入叶绿体,参与清除叶绿体中的H2O2,对缓解光抑制起重要作用
D.质膜上运输ABA的转运蛋白和细胞内ABA受体蛋白不同,是基因选择性表达的结果
19.(2025高三上·苏州开学考)下表为几种限制酶的识别序列及其切割位点。下列叙述正确的有(  )
限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名 识别序列和切割位点
BamHI 5'-G↓GATCC-3' Sau3AI 5'-↓GATC-3'
AluI 5'-AG↓CT-3' SmaI 5'-CCC↓GGG-3'
HindⅡ 5'-GTY↓RAC-3'
注:Y为C或T,R为A或G。
A.HindⅡ能识别GTTAAC序列,也能识别GTCGAC序列
B.AluI和SmaI切割后的序列可通过T4 DNA连接酶相连
C.BamHI和Sau3AI两种限制酶可识别相同的序列但切割后形成不同的黏性末端
D.AluI和Sau3AI破坏的都是识别序列中心轴线处的磷酸二酯键,因而形成平末端
20.(2025高三上·苏州开学考)肝癌是一种常见的恶性肿瘤。HULC基因转录产生的IncRNA-HULC,可引起肝细胞的癌变,图示部分调控过程。请据图回答下列问题:
(1)在   (填细胞结构)中,DNA缠绕在组蛋白上形成   。由于   的阻碍,导致基因的转录和翻译在时空上的分隔。
(2)基因转录时,   酶结合到DNA的   区段驱动基因的转录,若两者无法结合则可能是后者发生了   。
(3)由于长链非编码RNA(IncRNA)具有多段不同序列,可同时与多种   结合,因此被称为miRNA海绵。据图可知,IncRNA导致细胞癌变的机制是   。
(4)据图分析,患者体内IncRNA-HULC含量明显增加的原因是   。
(5)根据本研究成果,提出一种治疗肝癌的可能途径   。
21.(2025高三上·苏州开学考)PSI、PSII、ATP合酶等是植物叶绿体类囊体膜上与光合作用密切相关的一系列蛋白质复合体,相关电子传递途径如图1所示,请回答相关问题:
(1)当植物NADP+缺乏时,会激活图中的环式电子传递,电子会在PSI和细胞色素b6f间进行环式电子传递,仅产生ATP不产生NADPH。那叶绿体中   (填“能”、“不能”)产生氧气。
(2)正常情况下,光合电子传递链的最终电子受体是   。而在低氧环境中,叶绿体内氢化酶活性提高,部分电子(e-)流向参与生成氢气的代谢过程,导致   的生成量减少,   的还原量减少,生成的有机物减少,导致植物生长不良。
(3)PSII作用中心的色素分子P680是一种特殊的叶绿素a(分子结构式如图2,其中①为亲水端,②为疏水端,二者可与磷脂分子相连)。在酸性条件下,叶绿素a分子很容易失去镁元素成为脱镁叶绿素(黄褐色)。下列说法正确的有 。
A.①和②的存在有利于叶绿素a在类囊体膜上固定
B.叶绿素a与催化其合成的酶共有元素有C、H、O、N
C.可通过测定叶绿体中色素提取液在蓝紫光下的吸光值(吸光值的大小与有色物质的含量成正比)来计算出叶绿素的含量
D.制作青团子时,加入少量食用碱可保持鲜绿
(4)百草枯(除草剂)会与图1中PQ竞争,争夺水光解后的e-,可阻止电子传递至细胞色素b6f复合体,抑制H+的运输。经一系列反应生成各种活性氧,大量活性氧攻击生物膜使细胞死亡。从电子传递角度分析使用百草枯后叶绿体ATP含量的可能变化并说明原因   。为了保证其除草效果,应选择的天气状况是   (填“晴天”或“阴天”)。而另一类除草醚等通过干扰细胞呼吸而达到除草的目的,其作用的细胞器是   。
22.(2025高三上·苏州开学考)肠微生物——肠——脑轴(MGBA)是肠道与中枢神经系统之间的双向调节通路,中枢神经系统能通过信号传导影响肠道菌群的分布,肠道菌群可以通过菌体自身或其代谢产物对人脑产生影响,部分机制如图1所示。回答相关问题:
(1)人脑主要通过由传出神经组成的   系统向肠道菌群发送信号,再由中枢向肠道发出相应的指令,使肠道蠕动发生改变,该过程属于   (填“神经”、“体液”、“神经-体液”)调节。
(2)肠道菌群失调后,可通过MGBA通路作用于大脑,使下丘脑分泌的   激素水平升高,通过下丘脑、垂体和肾上腺之间存在的   调节,放大了激素调节效应,有利于精准调控。从图中可以看出糖皮质激素即能   ;又能抑制   (填细胞II名称)分泌细胞因子,从而减少浆细胞产生的抗体量。
(3)我国科学家研究发现,自闭症模型小鼠(ASD模型鼠)肠道中罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)数量显著降低,且外源补充该菌可改善其社交障碍。进一步机制研究表明,罗伊氏乳杆菌通过调节肠道菌群代谢产物短链脂肪酸(SCFAs)的比例,并依赖迷走神经途径发挥改善作用。图2显示了正常鼠与ASD模型鼠肠道SCFAs中乙酸、丙酸、丁酸的含量。
正常小鼠与ASD模型小鼠肠道菌群SCFAs含量对比
①分析图2数据,ASD模型鼠肠道中丙酸含量较正常鼠   ,而乙酸含量较正常鼠   。已知丙酸可通过血脑屏障进入大脑,抑制神经元活性;乙酸则可刺激肠道内分泌细胞产生5-HT(5-羟色胺,一种神经递质,在神经系统的信息传递和情绪调节中发挥着关键作用),进而激活迷走神经信号。据此推测,ASD模型鼠社交障碍的可能机制是   。
②为进一步验证“乙酸→5-HT→迷走神经”通路在罗伊氏乳杆菌改善行为中的作用,研究人员在给ASD模型鼠灌胃罗伊氏乳杆菌的同时,腹腔注射一种可特异性阻断肠道5-HT受体的抑制剂。下列关于该实验的叙述正确的有   。
A.该实验的自变量是5-HT受体是否被阻断
B.抑制剂的使用会直接影响罗伊氏乳杆菌在肠道的生长、繁殖能力
C.预期该组小鼠肠道内乙酸含量仍会上升,但5-HT信号传导受阻
D.该实验应设置单独注射5-HT受体抑制剂组作为对照
23.(2025高三上·苏州开学考)湖水中蓝细菌的过度繁殖易引起水华。目前,有效控制蓝细菌繁殖的途径有:一种是蓝细菌爆发后的防治,另一种是湖底休眠蓝细菌复苏的抑制。
(1)浮床植物根系吸收N、P等元素可以合成   等生物大分子。根系还可吸附大量反硝化细菌(可将水体中的硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气,同时消耗大量的有机碳),进而降低水体中氮的含量,该细菌属于生态系统组分中的   。
(2)湖底沉积物释放的N、P也有助于蓝细菌爆发。某团队为探究底泥覆盖物对休眠蓝细菌复苏的影响,进行以下实验:
实验步骤 简单操作过程及其目的
取材并分组 采集原位水样及湖底沉积物,随机均分为四组;对原位水样进行过滤的目的是①   
设置对照组与实验组 设置控N(沸石覆盖于沉积物)、控P(润土覆盖于沉积物)及N、P双控(沸石和润土覆盖于沉积物)3个实验组。对照组的处理是②   
进行实验处理 向每组实验中加入经过滤的原位水,并使用锡箔纸将装置中的沉积物部分包裹,目的是③   ,然后在相同且适宜条件下培养120天
测定相关实验指标 每隔6天取上覆水,分别测定浮游植物的相对生物量和叶绿素a的浓度
上述实验结果见图1、图2所示,据图回答问题:
(i)据图2分析,可通过人工引入   的方式抑制蓝细菌,原因是该浮游植物可降低蓝细菌在   (至少写出两点)等方面的种间竞争力,进而有效抑制蓝细菌。
(ii)据实验结果分析,   处理是抑制休眠蓝细菌复苏的有效方案,原因有   。
(3)生态浮床是一种常见的氮磷削减技术,需有效选择生物组分并进行合理布局,涉及生态工程中的   原理。浮床植物的组合可综合考虑其净化和景观效果,体现了生物多样性的   价值。
24.(2025高三上·苏州开学考)果蝇的眼色有红眼、紫眼、白眼三种表型,受两对等位基因A/a和B/b控制,已知A/a基因在常染色体上,B/b基因不在XY染色体同源区段。为研究果蝇眼色的遗传方式,研究人员利用白眼和紫眼两种纯合果蝇品系作为亲本进行了杂交实验,F1个体随机交配产生F2,结果见下表。回答下列问题:
杂交组合 P F1 F2
正交 白眼♀×紫眼♂ 红眼♀、红眼♂ 红眼♀:红眼♂:紫眼♂:白眼♀:白眼♂=6:3:3:2:2
反交 紫眼♀×白眼♂ 红眼♀、紫眼♂ ?
(1)该果蝇次级精母细胞中含有   条X染色体。
(2)某同学分析实验结果得出两个结论。结论1:控制果蝇眼色的两对等位基因(A/a和B/b)的遗传遵循基因的   定律。结论2:控制果蝇眼色的基因(B/b)位于   染色体上。
(3)正交实验F2中白眼雌果蝇的基因型是   。反交实验中,F2的红眼:紫眼:白眼=   。若让正交实验F2中红眼雌雄果蝇全部个体混合,让其自由交配,理论上后代中紫眼雄果蝇所占比例是   。
(4)对正交实验F1雌果蝇进行诱变育种,得到一只X染色体上隐性纯合致死的突变果蝇。则该突变个体可能的基因型有   (突变基因用D或d表示),该果蝇与纯合紫眼雄果蝇杂交后,后代雌果蝇:雄果蝇=   。
(5)科研人员发现基因D/d发生某种突变对蛋白质结构影响的机制如图2所示(注:终止密码子为UAA、UAG、UGA)。
图中基因突变的原因是DNA分子中发生碱基的   ,导致蛋白质功能改变的原因是   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;蛋白质的元素组成
【解析】【解答】A、淀粉酶的化学本质是蛋白质,组成元素含C、H、O、N;淀粉和麦芽糖属于糖类,组成元素为C、H、O,三者均含有C、H、O,A符合题意;
B、淀粉酶彻底水解的产物是多种氨基酸(构成蛋白质的氨基酸约21种),淀粉和麦芽糖彻底水解的产物均为葡萄糖(仅1种),因此淀粉酶的水解产物种类最多,B符合题意;
C、淀粉是植物细胞内的主要储能物质,而麦芽糖是淀粉水解的中间产物,主要作用是为细胞代谢提供能量,并非主要储能物质,C不符合题意;
D、小麦种子萌发后期,淀粉在淀粉酶的作用下持续分解,含量下降;同时麦芽糖会进一步被水解为葡萄糖,为种子萌发提供能量,其含量也会下降,D符合题意。
故答案为:C。
【分析】蛋白质与糖类的组成元素存在差异(蛋白质含N),水解产物也不同(氨基酸 vs 葡萄糖);淀粉作为储能物质,在萌发时逐步分解为麦芽糖、葡萄糖供能,麦芽糖作为中间产物不会大量储存,因此并非储能物质。
2.【答案】B
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、图中Na+通过转运蛋白A进入细胞,H+通过转运蛋白进入细胞,二者均不需要消耗能量,顺浓度梯度运输,方式均为协助扩散,A不符合题意;
B、转运蛋白A、B属于通道蛋白,通道蛋白介导的物质运输中,物质不需要与通道蛋白特异性结合,仅顺浓度梯度通过通道即可,B符合题意;
C、转运蛋白C虽可同时运输Na+和H+,但不能运输其他无关离子,仍对特定物质具有选择性,体现了载体蛋白的特异性,C不符合题意;
D、适度多施钙肥会增加胞外Ca2+浓度,一方面抑制Na+通过转运蛋白A内流,另一方面促进Ca2+通过转运蛋白B进入细胞,而Ca2+能促进转运蛋白C将细胞内的Na+排出,从而降低细胞内Na+浓度,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】协助扩散的特点是顺浓度梯度运输、需要转运蛋白协助且不消耗能量;转运蛋白的类型及功能差异,通道蛋白在物质运输时不与被运输物质特异性结合,载体蛋白可与被运输物质结合且具有特异性,即使能运输多种物质也仅对特定物质有转运作用。
3.【答案】D
【知识点】估算种群密度的方法;土壤中动物类群丰富度的研究
【解析】【解答】A、收集土样的塑料袋需注明地点和时间以保证实验科学性,但采集的小动物应放入体积分数70%的酒精溶液中(固定标本、防止腐烂),无水乙醇浓度过高会导致小动物脱水变形,影响观察,A不符合题意;
B、标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物种群密度,土壤中小动物体型小、活动能力强但范围有限,需采用取样器取样法,结合记名计算法或目测估计法统计丰富度,B不符合题意;
C、土壤和花盆壁之间留空隙的目的是保证土壤通气,为小动物提供适宜的生存环境,而非便于小动物进入花盆,C不符合题意;
D、目测估计法是按预先设定的数量等级(如“多、较多、少”等)估算个体数量,操作简便,适用于体型小、数量极多且难以逐一计数的土壤动物(如跳虫、螨类),D符合题意。
故答案为:D。
【分析】本题核心是掌握“研究土壤中动物类群的丰富度”实验的关键操作和方法原理:
(1)70%酒精溶液是土壤小动物的标准保存液,无水乙醇因脱水作用不适用于该实验;
(2)取样器取样法是土壤小动物丰富度调查的专用方法,标记重捕法仅适用于种群密度调查(而非丰富度);
(3)土壤与花盆壁留空隙的核心是保证通气,满足小动物的呼吸需求;
(4)目测估计法的适用场景是“数量极多、难以计数”,记名计算法适用于“个体较大、数量较少”的动物。解题需明确实验方法与适用对象的对应关系,避免混淆“种群密度调查”与“丰富度调查”的方法差异。
4.【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、过程①为获取离体组织(如幼嫩枝条),消毒流程需分步进行:先用体积分数70%的酒精消毒,无菌水冲洗后,再用次氯酸钠溶液处理,最后用无菌水冲洗,不能直接用酒精和次氯酸钠混合液消毒(会影响消毒效果并损伤组织),A不符合题意;
B、过程②为脱分化,是离体组织形成愈伤组织的过程,细胞通过有丝分裂增殖,不存在减数分裂(减数分裂仅发生在有性生殖的配子形成过程中),B不符合题意;
C、植物组织培养中,培养基中细胞分裂素和生长素的比例决定分化方向:细胞分裂素比例高时诱导生芽,生长素比例高时诱导生根,因此过程③的生芽培养基中细胞分裂素所占比例更高,C符合题意;
D、过程④的试管苗需先移栽到消过毒的蛭石、珍珠岩等过渡基质中(炼苗),适应外界环境后再移栽入土,直接移栽易因环境差异导致死亡,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】需遵循“酒精→次氯酸钠→无菌水冲洗”的分步流程,避免混合消毒试剂。脱分化形成愈伤组织时,细胞仅进行有丝分裂,减数分裂不参与植物组织培养的无性繁殖过程。细胞分裂素与生长素的比例调控芽和根的分化,这是组织培养中调控分化的核心机制。需经过炼苗步骤,让试管苗适应外界湿度、光照等环境,提高移栽成活率。
5.【答案】B
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、传统发酵制作杨梅果酒时,依赖杨梅汁中天然存在的酵母菌,高压蒸汽灭菌会杀死所有微生物(包括酵母菌),破坏发酵所需的微生物环境,且传统发酵可通过缺氧、酸性条件抑制杂菌生长,无需灭菌,A不符合题意;
B、果酒发酵阶段,酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,二氧化碳溶于发酵液形成碳酸,导致发酵液pH下降;果醋发酵阶段,醋酸菌将乙醇转化为醋酸,醋酸进一步降低发酵液pH,因此两个过程中发酵液pH均会下降,B符合题意;
C、果酒发酵过程中,酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳会使瓶内压力增大,需每隔12h拧松瓶盖释放二氧化碳,若直接打开瓶盖,会导致空气中的杂菌进入发酵液,造成污染,破坏发酵环境,C不符合题意;
D、杨梅的细胞壁主要由果胶和纤维素构成,要提高出汁率,需用果胶酶和纤维素酶分解细胞壁中的果胶和纤维素;胰蛋白酶的作用是分解动物细胞间质的蛋白质,不适用于分解植物细胞壁,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】传统果酒制作依赖原料中的天然酵母菌,无需灭菌处理,这是与工业发酵的重要区别;发酵液pH的变化与微生物代谢产物直接相关,酵母菌产生的二氧化碳和醋酸菌产生的醋酸均会降低pH;排气操作需注意避免杂菌污染,拧松瓶盖而非打开是关键细节;酶的选择需结合底物特点,植物细胞壁的分解依赖果胶酶和纤维素酶,而胰蛋白酶针对动物细胞。
6.【答案】D
【知识点】种群的特征;当地自然群落中若干种生物的生态位;生态系统的结构
【解析】【解答】A、该爬行动物以候鸟为食,但候鸟的食性未明确(可能为植食性、杂食性等),因此无法确定该爬行动物仅占据第三营养级,可能处于更高营养级,A不符合题意;
B、图示仅展示了该爬行动物在不同生境下的年龄占比(如幼体、成体的比例分布),未提供各生境中种群的具体个体数量数据,年龄结构无法直接反映种群数量大小,B不符合题意;
C、影响种群密度的直接因素包括出生率、死亡率、迁入率和迁出率。候鸟具有迁徙习性,迁入率和迁出率对其种群密度的影响显著,不能仅强调出生率和死亡率,C不符合题意;
D、生态位是物种在群落中的地位和作用,包括栖息地、食物来源、与其他物种的关系(如捕食、竞争、共生等)。题干中已提及候鸟的栖息地(灌丛和稀树草地)及天敌(该爬行动物),因此研究候鸟生态位还需补充其食物种类以及与其他物种的相互关系等内容,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】营养级的确定需结合食物链上下游生物的食性,仅知晓捕食关系无法准确定位;年龄结构是种群的数量特征之一,但其功能是预测种群数量变化趋势,而非直接反映当前种群数量;候鸟的迁徙特性决定了迁入率和迁出率是影响其种群密度的重要直接因素;生态位的研究需全面涵盖物种的生存需求及与环境、其他物种的关联。
7.【答案】A
【知识点】动物细胞的全能性及应用;动物体细胞克隆;胚胎移植
【解析】【解答】A、细胞核移植技术的核心原理是动物细胞核具有全能性,即供体细胞核包含该物种发育成完整个体所需的全套遗传信息,能够在去核卵母细胞的细胞质中重新启动发育程序,指导重组细胞发育为完整的郊狼个体,A符合题意;
B、胚胎移植中,受体家犬的子宫对移植的胚胎几乎不发生免疫排斥反应,这是胚胎移植成功的关键生理基础,因此胚胎移植前无需进行免疫检查,B不符合题意;
C、同期发情处理的目的是使受体家犬的子宫环境处于适合胚胎着床的状态,仅需对受体家犬进行该处理;供体郊狼(提供体细胞核)和供体家犬(提供去核卵母细胞)无需同期发情处理,C不符合题意;
D、与胚胎细胞核移植相比,体细胞核移植的难度更大。因为体细胞的分化程度高,细胞核的全能性被高度抑制,而胚胎细胞分化程度低,全能性更易表达,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】细胞核全能性是核移植技术的理论依据,受体对胚胎的免疫耐受性是胚胎移植无需免疫检查的关键;同期发情处理的对象仅为受体,目的是保障胚胎着床环境;体细胞与胚胎细胞的分化程度差异,导致体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植。
8.【答案】C
【知识点】酶的特性
【解析】【解答】A、3号试管的试剂组合为淀粉溶液+蒸馏水,理论上无酶催化,淀粉不会水解产生还原糖,若出现弱阳性反应,可能是淀粉溶液本身受还原糖污染,A符合题意;
B、4号试管的试剂组合为蒸馏水+淀粉酶溶液,无底物淀粉,若出现阳性反应,说明淀粉酶溶液或实验器具可能被还原糖污染,会干扰1号试管(淀粉+淀粉酶)的结果,因此1号试管的阳性结果不能采信,B符合题意;
C、酶的专一性实验需设置“相同酶+不同底物”或“不同酶+相同底物”的对照。1号试管(淀粉+淀粉酶)和2号试管(淀粉+唾液,唾液中含淀粉酶)的酶本质相同(均为淀粉酶)、底物相同(均为淀粉),无法验证酶的专一性,C不符合题意;
D、若3~6号试管均无阳性反应,说明实验无无关变量干扰(如污染)。1号试管的淀粉酶和2号试管的唾液淀粉酶,可能因浓度、纯度不同导致催化效率有差异,进而使淀粉水解产生的还原糖量不同,阳性反应程度(砖红色深浅)可能不同,D符合题意。
故答案为:C。
【分析】3号(淀粉+蒸馏水)和4号(蒸馏水+淀粉酶)为空白对照,用于排除试剂污染等无关变量;1号和2号的酶均为淀粉酶,底物均为淀粉,变量仅为酶的来源,无法验证专一性(需不同酶或不同底物)。空白对照的结果直接影响实验组的可信度,若空白对照出现阳性反应,说明实验存在污染,实验组结果无效;若空白对照无异常,实验组的反应程度可能受酶浓度、纯度等因素影响而不同。
9.【答案】D
【知识点】观察细胞的有丝分裂;观察细胞的减数分裂实验
【解析】【解答】A、图1中细胞存在同源染色体联会形成四分体的现象,这是减数分裂特有的特征,因此所用材料应为花粉母细胞;图2中细胞无同源染色体联会,染色体形态稳定、数目清晰,属于有丝分裂时期的细胞,所用材料应为根尖细胞,A不符合题意;
B、有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰,是观察和计数染色体的最佳时期,而非后期,提高中期细胞比例更便于实验操作,B不符合题意;
C、基因突变和染色体变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中,但基因重组仅发生在减数分裂(如图1花粉母细胞的减数分裂),有丝分裂(如图2根尖细胞)中不会发生基因重组,C不符合题意;
D、实验中用低渗溶液处理细胞,可使细胞吸水膨胀,细胞膜破裂,染色体摆脱细胞质的束缚,更好地分散开来,便于显微镜下观察和计数,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据同源染色体联会现象判断细胞分裂类型,进而确定实验材料;明确有丝分裂中期是染色体观察的最佳时期,理解基因重组的发生范围;低渗溶液处理的目的是促进染色体分散,这是核型分析实验的关键操作。
10.【答案】B
【知识点】反射的过程;神经冲动的产生和传导;神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、人体调节心血管活动的基本神经中枢位于脑干,该中枢可调控心率、血压等核心心血管功能,A不符合题意;
B、交感神经和副交感神经属于自主神经系统,主要支配内脏器官,心肌作为内脏肌肉,受这两种神经的双重调节;而骨骼肌的收缩和舒张主要受躯体运动神经调控,并非由交感神经和副交感神经共同调节,B符合题意;
C、血压调节中,感受器受到刺激后产生的兴奋,在神经元上以电信号(神经冲动)的形式沿神经纤维向前传导,在突触处才会转换为化学信号,C不符合题意;
D、当血压突然升高时,机体通过压力感受性反射进行调节:压力感受器兴奋,经传入神经将信号传至脑干中枢,进而抑制交感神经活动、增强副交感神经活动,使心率减慢、血管舒张,最终血压恢复正常,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】脑干作为基本心血管中枢,调控核心功能;自主神经系统(交感+副交感神经)主要支配内脏,而骨骼肌受躯体运动神经支配,这是区分神经调节对象的关键;兴奋在神经元上以电信号传导,突触处发生信号转换;血压升高时的调节属于负反馈,通过抑制交感神经、增强副交感神经活动实现稳态恢复。
11.【答案】D
【知识点】发酵工程的应用
【解析】【解答】A、谷氨酸棒状杆菌是细菌,血细胞计数板主要用于计数真核细胞,细菌计数更适合用细菌计数板或稀释涂布平板法,A不符合题意;
B、斜面培养基临时保存菌种需在4℃低温环境,室温保存会导致菌种快速繁殖、代谢紊乱或污染,无法维持菌种活性,B不符合题意;
C、谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的功能是促进L-谷氨酸合成,题干目标产物是L-谷氨酰胺,二者活性过高会导致L-谷氨酸积累,可能抑制谷氨酰胺合成酶活性,不利于L-谷氨酰胺生成,C不符合题意;
D、谷氨酸棒状杆菌生长最适pH为7.0,发酵初期控制pH为7.0,利于菌体生长和L-谷氨酸合成,后期调至酸性,可激活谷氨酰胺合成酶活性,促进L-谷氨酸向L-谷氨酰胺转化,提高目标产物产量,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】菌种计数需匹配细胞类型,细菌与真核细胞计数工具不同。菌种临时保存需满足低温条件,保障菌种活性稳定。酶的功能需结合产物合成路径,中间产物合成相关酶活性过高会影响目标产物转化。pH作为发酵关键条件,需根据代谢阶段调整,初期适配菌体生长和中间产物合成,后期适配目标产物转化需求。
12.【答案】A
【知识点】反射的过程;神经、体液调节在维持稳态中的作用;水盐平衡调节;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、钠离子参与神经冲动的产生和传导,低钠会导致细胞外液Na+浓度下降,动作电位形成受阻,神经、肌肉兴奋性降低,严重时可引发肌无力,A符合题意;
B、抗利尿激素由下丘脑合成、神经垂体释放,体内失水过多时,下丘脑渗透压感受器被激活,触发抗利尿激素释放增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,B不符合题意;
C、渗透压感受器位于下丘脑,而非大脑皮层。渴觉的产生仅涉及感受器、传入神经和神经中枢,未经过传出神经和效应器,不属于反射,C不符合题意;
D、醛固酮由肾上腺皮质分泌,其分泌受肾素-血管紧张素系统调节,不存在分级调节。血浆Na+浓度升高时,醛固酮分泌减少,肾小管对Na+的重吸收减少,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】钠离子是神经冲动传导的关键离子,浓度异常直接影响神经肌肉兴奋性。抗利尿激素的合成与释放存在器官分工,下丘脑合成、垂体释放。渗透压感受器的位置在丘脑,反射的完成需完整反射弧,渴觉产生不满足反射条件。醛固酮的分泌器官是肾上腺皮质,调节机制为肾素-血管紧张素系统,与分级调节无关。
13.【答案】C
【知识点】中心法则及其发展;基因的表达综合
【解析】【解答】A、噬菌体为病毒,寄生时利用细菌的原料(氨基酸、核苷酸)、能量合成自身物质,不会从细菌获取DNA,A不符合题意;
B、逆转录以RNA为模板合成DNA,转录以DNA一条链为模板合成RNA,两者均有碱基互补配对(氢键形成)和核酸链合成(磷酸二酯键形成),但均无磷酸二酯键的断裂,B不符合题意;
C、串联重复DNA指导合成多个串联重复肽段的蛋白Neo,若单个重复单元转录的mRNA含终止密码子,翻译会提前终止,无法形成串联重复肽段,故单个重复单元的mRNA无终止密码子,C符合题意;
D、肺炎克雷伯菌为原核生物,转录与翻译同时进行,mRNA在转录过程中即可与核糖体结合启动翻译,无需等待转录完成,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】噬菌体寄生依赖细菌的原料和能量,不获取细菌DNA。逆转录和转录的化学键变化集中在氢键形成和磷酸二酯键形成,无磷酸二酯键断裂。串联重复肽段的合成要求单个mRNA重复单元无终止密码子,避免翻译提前终止。原核生物的转录与翻译不存在时间上的先后顺序,同步进行。
14.【答案】A
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因重组及其意义
【解析】【解答】A、图中细胞的染色体上存在基因A/a、B/b、D/d,其中a基因所在染色体的姐妹染色单体上出现等位基因B、b,可能是基因突变导致(原基因型为AaBBDd,复制后一条染色单体突变为b),也可能是原基因型为AaBbDd,因此该生物的基因型为AaBBDd或AaBbDd,A符合题意;
B、减数分裂间期DNA复制形成染色单体,但此时染色质未螺旋化,光学显微镜下不可见;直到减数分裂前期,染色质高度螺旋化形成染色体,染色单体才随染色体在显微镜下显现,B不符合题意;
C、图中细胞减数分裂时,同源染色体的非姐妹染色单体可能发生交换,若为精原细胞,最终产生的精子类型为ABD、aBd、ABd、aBD等(取决于交换情况);若为卵原细胞,最终只产生1个卵细胞,类型为上述一种,不会同时产生4种生殖细胞,C不符合题意;
D、等位基因A/a、D/d的分离发生在减数分裂Ⅰ后期(同源染色体分离),但由于a基因所在染色体的姐妹染色单体上出现B/b(基因突变导致),减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离时,B与b也会发生分离,因此等位基因的分离不仅发生在减数分裂Ⅰ后期,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】基因型判断需结合姐妹染色单体上的等位基因来源(基因突变),考虑两种可能的原始基因型。染色单体的可见性与染色质螺旋化程度相关,间期不可见、前期可见。生殖细胞类型取决于细胞类型(精原细胞/卵原细胞)和交叉互换情况,卵原细胞仅产生1个卵细胞。等位基因分离的时期需兼顾同源染色体分离(减Ⅰ后期)和姐妹染色单体分离(减Ⅱ后期,因基因突变)。
15.【答案】B
【知识点】基因频率的概念与变化;基因工程的应用;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、dsRNA是双链结构,需以DNA两条链分别作为模板转录产生互补的两条RNA链,再形成双链。T7是双向转录启动子,需两个方向的启动子分别启动两条链的转录,仅一个启动子无法合成dsRNA,A不符合题意;
B、RNA干扰的核心机制是dsRNA进入细胞后,会特异性结合目标mRNA并引发其降解,导致相关基因无法表达(“沉默”),从而抑制害虫生长,B符合题意;
C、马铃薯甲虫种群中存在基因变异,部分个体可能因基因突变导致目标基因序列改变,使dsRNA无法与其mRNA结合,这些个体在农药选择压力下存活并繁殖,最终可能导致种群产生抗性,C不符合题意;
D、dsRNA的作用具有序列特异性,若其他害虫体内也存在与该dsRNA互补的同源基因,dsRNA可能会与其mRNA结合,引发基因沉默,对其他害虫产生毒害作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】dsRNA的合成依赖双向启动子驱动DNA两条链转录,形成互补双链。RNA干扰通过降解目标mRNA实现基因沉默,是该农药的核心作用机制。生物变异的普遍性导致害虫可能产生抗性,dsRNA的序列特异性决定其对其他生物的影响取决于是否存在同源基因。
16.【答案】C,D
【知识点】群落的结构;全球性生态环境问题;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、从近岸海域到深海域的动物类群差异,是不同水平空间上的群落分布差异,体现的是群落的水平结构,而非垂直结构(垂直结构指同一空间内不同垂直分层的生物分布差异),A不符合题意;
B、半封闭内海海水交换能力较弱,但重金属污染并非仅在区域内循环,会通过洋流、生物迁徙、大气沉降等方式参与生物圈的物质循环,只是循环速度较慢,B不符合题意;
C、Cd和Hg等重金属化学性质稳定,不易分解,易与有机质结合,且具有生物富集性,即使初始含量低,也能沿食物链从低营养级向高营养级逐级积累,浓度不断升高,C符合题意;
D、题干明确重金属主要分布于近岸海域,且与沿海地区开发相关,港口航运(船舶排污)、海上养殖(饲料投放、养殖废水排放)等人类活动会导致重金属在近岸局部区域集中,是其块状分布的重要影响因素,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】群落水平结构与垂直结构的区分关键在于空间分布维度,水平结构涉及不同水平区域的差异。重金属的循环具有全球性,不会局限于局部区域。重金属的理化特性决定其易富集于有机质且沿食物链积累,低含量仍可能造成高生态风险。人类活动是近岸海域重金属污染及块状分布的主要驱动因素,与沿海开发活动直接相关。
17.【答案】A,D
【知识点】染色体数目的变异;物种的概念与形成;多倍体育种
【解析】【解答】A、过程1为白菜(AA)与甘蓝(CC)杂交获得异源二倍体AC,再经秋水仙素处理诱导染色体加倍形成油菜(AACC);过程2为油菜(AACC)与萝卜(RR)杂交获得异源三倍体ACR,再经染色体加倍形成AACCRR。两过程均通过杂交结合染色体数目加倍实现育种,属于多倍体育种,核心原理是染色体变异,A符合题意;
B、油菜(AACC)可育,但白菜(AA)与甘蓝(CC)的杂交后代AC为异源二倍体,无同源染色体,减数分裂时无法联会形成四分体,不能产生可育配子,表现为不育,说明白菜和甘蓝之间存在生殖隔离,B不符合题意;
C、杂交后代1的染色体组为AACCR(A:10条染色体,C:9条染色体,R:9条染色体),减数第一次分裂前期,同源染色体联会形成四分体,仅A组内部10对同源染色体、C组内部9对同源染色体可联会,共形成10+9=19个四分体,R组无同源染色体,无法形成四分体,C不符合题意;
D、萝卜(RR)具有抗线虫基因,杂交后代2由油菜(AACC)与杂交后代1(AACCR)杂交获得,可能通过染色体附加(获得萝卜的R组染色体)或染色体片段转移,获得含抗线虫基因的染色体片段,从而表现出抗线虫病性状,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】多倍体育种的核心是杂交结合染色体数目加倍,原理为染色体变异。生殖隔离的判断关键是杂交后代是否可育,异源二倍体因无同源染色体通常不育,体现生殖隔离。四分体形成依赖同源染色体联会,需根据染色体组组成计算可联会的同源染色体对数。抗线虫性状的出现与萝卜的抗线虫基因相关,通过染色体转移或附加实现基因导入。
18.【答案】A,C,D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合;其他植物激素的种类和作用;基因的表达综合
【解析】【解答】A、由图可知,ABA与细胞质基质中的受体结合,通过信号传递促进细胞核内APX2基因表达,ABA并未进入细胞核,A符合题意;
B、强光下ABA作用使PP2C与SnRK2分离,SnRK2活化后促进APX2基因表达,推测PP2C正常状态下结合SnRK2并抑制其活化,进而影响APX2基因表达,B不符合题意;
C、APX2是蛋白质,蛋白质进入叶绿体需通过叶绿体膜上的转运蛋白协助,属于主动运输或协助扩散,而非自由扩散,C符合题意;
D、质膜上的ABA转运蛋白和细胞内的ABA受体蛋白,是由不同基因控制合成的,并非基因选择性表达的结果,基因选择性表达是指同一基因在不同细胞或时期的表达差异,D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】ABA的作用路径是胞外结合受体启动信号传导,无需进入细胞核。信号通路中PP2C通过抑制SnRK2活化调控下游基因表达。蛋白质的跨膜运输依赖转运蛋白,排除自由扩散方式。不同功能蛋白的差异源于基因本身不同,与选择性表达无关。
19.【答案】A,B
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、HindⅡ的识别序列为5'-GTY↓RAC-3'(Y为C或T,R为A或G)。当Y=T、R=A时,识别序列为GTTAAC;当Y=C、R=G时,识别序列为GTCGAC,因此HindⅡ能识别这两种序列,A符合题意;
B、AluI切割后形成平末端(5'-AG↓CT-3'切割后为-AG和-CT),SmaI切割后也形成平末端(5'-CCC↓GGG-3'切割后为-CCC和-GGG)。T4 DNA连接酶可连接平末端和黏性末端,因此二者切割后的序列可通过T4 DNA连接酶相连,B符合题意;
C、BamHI的识别序列是5'-G↓GATCC-3'(6个碱基对),Sau3AI的识别序列是5'-↓GATC-3'(4个碱基对),二者识别序列不同,但切割后均产生-GATC-黏性末端,C不符合题意;
D、AluI的切割位点在识别序列中心轴线处(AG↓CT),形成平末端;Sau3AI的切割位点不在中心轴线处(↓GATC),形成黏性末端(-GATC和-CTAG),D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】限制酶的识别序列具有特异性,HindⅡ的识别序列因Y和R的碱基替换存在多种可能。平末端的连接可通过T4 DNA连接酶实现,黏性末端与平末端的形成取决于切割位点是否在识别序列中心轴线处。不同限制酶可能识别不同长度的序列,但可产生相同黏性末端;也可能识别序列不同,切割后末端类型不同。
20.【答案】(1)细胞核;染色质(染色体);核膜
(2)RNA聚合(酶);启动子;甲基化或基因突变
(3)miRNA;IncRNA与抑癌基因的mRNA结合,抑制抑癌基因表达,引起细胞癌变。
(4)IncRNA-HULC与miR-372结合,减弱了miR-372对蛋白激酶A基因表达的抑制,提高了细胞中蛋白激酶A的含量,促进HULC基因转录产生IncRNA-HULC
(5)研发提高miR-372转录水平的药物,或降低IncRNA-HULC转录水平的药物
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;表观遗传;基因的表达综合
【解析】【解答】(1)真核细胞中DNA的主要存在场所是细胞核,DNA与组蛋白结合形成染色质(细胞分裂期会高度螺旋化形成染色体),这是遗传物质的主要载体。转录过程发生在细胞核内,而翻译过程在细胞质中的核糖体上进行,核膜作为细胞核与细胞质的边界,将两个过程在空间上分隔开,同时也导致二者在时间上出现先后顺序,即转录先发生,翻译后发生。
(2)基因转录的启动需要RNA聚合酶的参与,该酶会特异性结合到DNA上的启动子区段,从而驱动转录过程的开始。如果RNA聚合酶与启动子无法结合,可能是启动子区域发生了甲基化(属于表观遗传修饰,会影响基因表达的启动),也可能是启动子序列发生了基因突变,导致酶的结合位点改变,进而阻碍转录。
(3)由图示调控过程可知,长链非编码RNA(IncRNA)具有多段不同的核苷酸序列,这一结构特点使其能够同时与多种微小RNA(miRNA)结合,因此被称为“miRNA海绵”。抑癌基因的功能是抑制细胞异常增殖,而IncRNA会与抑癌基因转录产生的mRNA结合,阻止该mRNA作为模板进行翻译,导致抑癌基因无法表达出相应的功能蛋白,最终引起肝细胞癌变。
(4)图示中存在一条正反馈调节通路导致IncRNA-HULC含量增加:IncRNA-HULC首先与miR-372结合,使得miR-372无法发挥对蛋白激酶A基因的抑制作用;蛋白激酶A基因表达增强,细胞中蛋白激酶A的含量提高;该蛋白又会反过来促进HULC基因的转录,产生更多的IncRNA-HULC,形成循环放大效应,最终导致患者体内IncRNA-HULC含量明显升高。
(5)结合题干中的调控机制,治疗肝癌的核心思路是阻断癌变相关的调控通路。可通过研发药物提高miR-372的转录水平,让其更多地抑制蛋白激酶A基因和IncRNA-HULC的表达;也可设计靶向药物降解IncRNA-HULC,解除其对抑癌基因的抑制作用;还能通过抑制蛋白激酶A的活性,阻断正反馈循环,从而抑制肝细胞的异常增殖,达到治疗肝癌的目的。
【分析】基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成,包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板,按照密码子和氨基酸之间的对应关系,在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(1)真核细胞有成形的细胞核,在细胞核内,DNA缠绕在组蛋白上形成染色质(染色体);转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,通常在细胞核内进行,翻译是在细胞质中的核糖体上形成的,故由于核膜的阻碍,导致基因的转录和翻译在时空上的分隔。
(2)启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程中需要RNA聚合酶的参与,基因转录时RNA聚合酶结合到DNA的启动子区段驱动基因的转录,若两者无法结合则可能是启动子发生了甲基化(表观遗传的一种)或基因突变(DNA分子中发生碱基对的增添、替换或缺失等)。
(3)分析图示可知,图示中IncRNA-HULC与miRNA结合,阻止miRNA降解靶mRNA(如PRKACB),从而激活促癌信号通路,由于长链非编码RNA(IncRNA)具有多段不同序列,可同时与多种miRNA结合,因此被称为miRNA海绵;mRNA是翻译的模板,据图可知,IncRNA与抑癌基因的mRNA结合,抑制抑癌基因表达,引起细胞癌变。
(4)据图分析,患者体内IncRNA-HULC含量明显增加的原因是:IncRNA-HULC与miR-372结合,减弱了miR-372对蛋白激酶A基因表达的抑制,提高了细胞中蛋白激酶A的含量,促进HULC基因转录产生IncRNA-HULC。
(5)结合上述过程可知,患者体内miR-372转录水平降低,IncRNA-HULC转录水平升高,故可通过研发提高miR-372转录水平的药物,或降低IncRNA-HULC转录水平的药物治疗肝癌。
21.【答案】(1)不能
(2)NADP+;NADPH;C3
(3)A;B;D
(4)下降,百草枯阻止电子传递抑制了H+的运输,使膜内外H+的浓度差减小,ATP的合成量减少;晴天;线粒体
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;光合作用的过程和意义;叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】(1)氧气的产生源于光反应中水的光解,而水的光解与NADPH的生成密切相关。当NADP+缺乏时,环式电子传递仅产生ATP但不生成NADPH,水的光解无法正常进行,因此叶绿体中不能产生氧气。
(2)正常光合电子传递链中,电子最终会传递给NADP+,使其被还原为NADPH,故最终电子受体是NADP+。低氧环境下,氢化酶活性提高,部分电子流向氢气生成过程,导致参与NADPH合成的电子减少,NADPH生成量下降。暗反应中C3的还原需要NADPH提供还原剂和能量,NADPH不足会直接导致C3还原量减少,有机物合成受阻,植物生长不良。
(3)A、类囊体膜的基本支架是磷脂双分子层,磷脂分子头部亲水、尾部疏水。叶绿素a的①为亲水端,可与磷脂头部结合,②为疏水端,能嵌入磷脂尾部的疏水区,这种结构特点有利于叶绿素a稳定固定在类囊体膜上,A符合题意;
B、叶绿素a的元素组成包括C、H、O、N、Mg,催化其合成的酶本质为蛋白质(核心元素C、H、O、N)或RNA(C、H、O、N、P),二者共有的元素是C、H、O、N,B符合题意;
C、叶绿体中的类胡萝卜素也能吸收蓝紫光,若仅测定蓝紫光下的吸光值,会受到类胡萝卜素的干扰,无法准确计算叶绿素的含量,应选择叶绿素特有的吸收峰(红光区)进行测定,C不符合题意;
D、叶绿素在酸性条件下易失去镁元素变成黄褐色的脱镁叶绿素,制作青团子时加入少量食用碱,可中和环境中的酸性物质,抑制脱镁反应,维持叶绿素的鲜绿色,D符合题意。
故答案为:ABD。
(4)ATP的合成依赖类囊体膜内外的H+浓度差,H+的运输与电子传递过程相关。百草枯与PQ竞争水光解后的电子,阻止电子传递至细胞色素b6f复合体,导致H+运输受阻,膜内外H+浓度差减小,ATP合酶无法高效合成ATP,因此叶绿体中ATP含量下降。百草枯的作用依赖光反应产生的电子,晴天光照充足,光反应旺盛,电子生成多,除草效果更显著,故应选择晴天使用。细胞呼吸的主要场所是线粒体,除草醚通过干扰细胞呼吸发挥作用,因此其作用的细胞器是线粒体。
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气;NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应(卡尔文循环),最终将二氧化碳合成为糖分子,并将能量储存到糖分子中。
(1)据图可知,图中氧气的产生需要NADPH的参与,故仅产生ATP不产生NADPH,则叶绿体中不能产生氧气。
(2)正常情况下,光合电子传递链的最终电子受体是NADP+,产物是NADPH;暗反应过程中,C3的还原需要NADPH和ATP的参与,在低氧环境中,叶绿体内氢化酶活性提高,部分电子(e-)流向参与生成氢气的代谢过程,导致NADPH的生成量减少,C3的还原量减少,生成的有机物减少,导致植物生长不良。
(3)A、类囊体膜由磷脂双分子层构成,具有亲水头部(外侧)和疏水尾部(内侧)。叶绿素a的①(亲水端)可与磷脂分子的亲水部分结合,②(疏水端)则嵌入疏水区,从而稳定固定在膜上,A正确;
B、叶绿素a的分子结构含C、H、O、N、Mg,酶的本质是蛋白质(基本元素为C、H、O、N)或RNA(含C、H、O、N、P),两者的共有元素为C、H、O、N,B正确;
C、叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光,故不能通过测定叶绿体中色素提取液在蓝紫光下的吸光值(吸光值的大小与有色物质的含量成正比)来计算出叶绿素的含量,C错误;
D、叶绿素在酸性条件下易脱镁(变为黄褐色脱镁叶绿素),食用碱(如Na2CO3)可中和酸性环境,抑制脱镁反应,维持叶绿素结构稳定,D正确。
故选ABD。
(4)分析题意可知,百草枯阻止电子传递抑制了H+的运输,使膜内外H+的浓度差减小,ATP的合成量减少,故从电子传递角度分析使用百草枯后叶绿体ATP含量会下降;由于除草剂的使用需要光照条件下水的光解反应,故应选择的天气状况是晴天;线粒体是有氧呼吸的主要场所,而另一类除草醚等通过干扰细胞呼吸而达到除草的目的,其作用的细胞器是线粒体。
22.【答案】(1)自主神经;神经
(2)促肾上腺皮质激素释放;分级;保护黏膜,调节肠道菌群;辅助性T细胞
(3)升高;降低;丙酸含量增加,抑制神经元功能,同时乙酸不足导致5-HT产生减少,迷走神经激活不足;AC
【知识点】神经冲动的产生和传导;神经系统的基本结构;体液免疫;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)人体中调节内脏器官(如肠道)活动的传出神经构成自主神经系统,人脑通过该系统向肠道菌群发送信号,进而指令肠道蠕动改变。整个过程仅通过神经传导实现,无体液调节参与,因此属于神经调节。
(2)下丘脑、垂体和肾上腺之间存在分级调节机制,下丘脑首先分泌促肾上腺皮质激素释放激素,作用于垂体促进其分泌相关激素,进而调控肾上腺分泌糖皮质激素,该调节方式可放大激素效应。从机制来看,糖皮质激素一方面能保护黏膜并调节肠道菌群,另一方面可抑制辅助性T细胞分泌细胞因子,而细胞因子是促进B细胞分化为浆细胞产生抗体的关键,从而减少抗体生成。
(3)①对比图2数据可知,ASD模型鼠肠道中丙酸含量较正常鼠升高,乙酸含量较正常鼠降低。已知丙酸可进入大脑抑制神经元活性,乙酸能刺激肠道内分泌细胞产生5-HT并激活迷走神经,因此ASD模型鼠社交障碍的可能机制是:丙酸含量增加抑制神经元功能,同时乙酸不足导致5-HT产生减少,迷走神经激活不足,进而影响大脑的信息传递和情绪调节。
②A、实验的自变量是5-HT受体是否被阻断,一组为灌胃罗伊氏乳杆菌+注射5-HT受体抑制剂(阻断组),另一组为灌胃罗伊氏乳杆菌+注射生理盐水(未阻断组),仅受体阻断情况不同,符合自变量定义,A符合题意;
B、抑制剂的作用是特异性阻断肠道5-HT受体,不直接影响罗伊氏乳杆菌的生长繁殖,乳杆菌的生存依赖肠道环境,与受体阻断无关,B不符合题意;
C、罗伊氏乳杆菌可调节SCFAs比例,使乙酸含量上升,而抑制剂仅阻断5-HT受体,不影响乙酸生成,因此肠道内乙酸含量仍会上升,但5-HT无法与受体结合,信号传导受阻,C符合题意;
D、实验目的是验证“乙酸→5-HT→迷走神经”通路在罗伊氏乳杆菌改善行为中的作用,核心对照应为“灌胃乳杆菌+有无抑制剂”,无需设置单独注射抑制剂组,单独注射组无法体现通路与乳杆菌的关联,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】神经系统方面,涉及自主神经系统的功能,自主神经系统作为传出神经的一部分,专门负责调节内脏器官的活动,使人脑能够间接调控肠道菌群和肠道蠕动,体现了神经系统对内脏功能的调控作用。激素调节方面,下丘脑 - 垂体 - 肾上腺轴的分级调节是内分泌系统中重要的调节方式,通过多级激素的分泌传递,能够放大激素的调节效应,使机体对内外环境的变化做出更精准的反应,糖皮质激素在此过程中既参与肠道黏膜保护和菌群调节,又介入免疫调节,体现了激素功能的多样性。免疫调节部分,辅助性 T 细胞作为免疫细胞的重要组成,其分泌的细胞因子对 B 细胞分化为浆细胞并产生抗体具有关键促进作用,糖皮质激素对辅助性 T 细胞的抑制,揭示了神经 - 体液 - 免疫三大系统之间的相互联系。肠道菌群与神经调节的关联中,短链脂肪酸作为肠道菌群的代谢产物,能够通过不同途径影响大脑功能,丙酸抑制神经元活性、乙酸促进神经递质产生,体现了肠道菌群通过代谢产物参与机体稳态调节的机制。实验设计部分,自变量的确定和对照原则的应用是核心,通过明确自变量、控制无关变量,能够确保实验结果的科学性和可靠性,帮助验证特定信号通路在生理过程中的作用。
(1)人体神经系统中,负责调节内脏器官(如肠道)活动的传出神经组成自主神经系统(包括交感神经和副交感神经)。肠道蠕动属于内脏器官的运动,其调节依赖自主神经系统传递中枢(人脑)的信号。调节方式的判断关键在于分析参与调节的系统:题干明确 “人脑通过传出神经组成的自主神经系统向肠道菌群发送信号,再由中枢发出指令改变肠道蠕动”,整个过程仅依赖神经传导(电信号和化学信号在神经纤维上的传递)。
(2)题干提及 “下丘脑、垂体和肾上腺之间存在的调节”,这是典型的下丘脑 - 垂体 - 肾上腺(HPA)轴分级调节:下丘脑首先分泌促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),作用于垂体,促使垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),ACTH 再作用于肾上腺,促进糖皮质激素分泌。题干配图明确标注糖皮质激素的作用之一是 “保护黏膜,调节肠道菌群”。免疫调节中,辅助性 T 细胞是分泌 “细胞因子” 的核心细胞,细胞因子可促进 B 细胞增殖分化为浆细胞(产生抗体)。
(3)①题干明确两个关键信息:丙酸可通过血脑屏障抑制神经元活性;乙酸可刺激肠道内分泌细胞产生 5-HT(神经递质,调节情绪和信息传递),进而激活迷走神经。 ASD模型鼠存在 “社交障碍”(与神经系统功能异常相关),推测其病理机制为:丙酸含量升高(抑制神经元活性,影响大脑正常功能),同时乙酸含量降低(导致 5-HT 产生不足,迷走神经无法有效激活,影响神经信号传递)。 综上,ASD模型鼠社交障碍的可能机制为:丙酸含量增加,抑制神经元功能,同时乙酸不足导致 5-HT 产生减少,迷走神经激活不足(需同时体现两种物质的异常及对应的功能障碍)。
②A、该实验的自变量是5-HT受体是否被阻断。实验分组为:一组 “灌胃罗伊氏乳杆菌 + 注射 5-HT 受体抑制剂”(阻断受体),另一组 “灌胃罗伊氏乳杆菌 + 注射生理盐水”(不阻断受体),两组唯一差异是 “5-HT受体是否被阻断”,符合 “自变量” 的定义(实验中人为改变的变量),A正确;
B、抑制剂的使用会直接影响罗伊氏乳杆菌在肠道的生长、繁殖能力,抑制剂的作用是 “特异性阻断肠道 5-HT 受体”(作用于肠道细胞的受体),而罗伊氏乳杆菌的生长繁殖依赖肠道环境(如营养、pH 等),二者无直接关联,抑制剂不会影响乳杆菌的活性,B错误;
C、预期该组小鼠肠道内乙酸含量仍会上升,但5-HT信号传导受阻,罗伊氏乳杆菌的作用是 “调节肠道菌群代谢产物短链脂肪酸(SCFAs)的比例”,会促进乙酸含量上升(与是否使用抑制剂无关);但抑制剂阻断5-HT受体后,即使乙酸刺激产生5-HT,5-HT也无法与受体结合,导致信号传导受阻,C正确;
D、该实验应设置单独注射 5-HT 受体抑制剂组作为对照。实验目的是验证 “乙酸→5-HT→迷走神经” 通路在 “罗伊氏乳杆菌改善行为” 中的作用,核心对照应为 “灌胃乳杆菌 + 无抑制剂” vs “灌胃乳杆菌 + 有抑制剂”,以排除抑制剂本身对行为的影响,可设置 “注射生理盐水” 的对照组,而非 “单独注射抑制剂组”(单独注射组无法体现通路与乳杆菌的关联),D错误。
故选AC。
23.【答案】(1)蛋白质、核酸;分解者
(2)排除水样中原有浮游植物对实验结果的影响;未覆盖任何材料的沉积物;避免沉积物-水界面以下受到光照的影响;硅藻;光照、无机盐、CO2和空间(答到任意2点);氮磷双控;氮磷双控既减少了蓝细菌复苏的数量,又改变了浮游植物的优势种,更有效的抑制蓝细菌引起的水华
(3)自生;直接和间接
【知识点】生态系统的结构;生态工程依据的生态学原理;生态系统的物质循环;生物多样性的价值
【解析】【解答】(1)生物大分子中含有N、P元素的是蛋白质和核酸,蛋白质的基本组成元素包括C、H、O、N,部分还含S等,核酸则由C、H、O、N、P组成,因此浮床植物根系吸收的N、P元素可用于合成这两类生物大分子。反硝化细菌能将水体中的硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气,同时消耗大量有机碳,其营养方式是分解环境中的有机物获取能量和物质,符合生态系统中分解者的功能定位,因此属于分解者。
(2)①实验的目的是探究底泥覆盖物对休眠蓝细菌复苏的影响,实验指标包括浮游植物的相对生物量和叶绿素a浓度。原位水样中可能含有原有浮游植物,这些植物会干扰实验结果,因此对原位水样进行过滤,目的是排除水样中原有浮游植物的影响,保证实验结果仅由实验处理(底泥覆盖物)导致。②对照组的设置需遵循单一变量原则,实验组分别进行控N、控P、N/P双控处理(覆盖相应材料),因此对照组应不进行覆盖处理,即处理为未覆盖任何材料的沉积物,以排除覆盖操作本身对实验的干扰,确保实验变量的唯一性。③蓝细菌的复苏和生长可能受光照影响,使用锡箔纸包裹沉积物部分,可避免沉积物-水界面以下受到光照,排除光照这一无关变量对休眠蓝细菌复苏的影响,保证实验条件的一致性。
(i)据图2可知,氮磷双控处理组中硅藻的相对生物量显著高于其他组,而蓝细菌的生长受到抑制。硅藻作为浮游植物,与蓝细菌之间存在种间竞争关系,会争夺光照、无机盐(N、P等)、CO2和生存空间等资源,从而降低蓝细菌在这些资源获取方面的竞争力,进而抑制蓝细菌的复苏和繁殖,因此可通过人工引入硅藻的方式抑制蓝细菌。
(ii)分析实验结果,氮磷双控处理组中,浮游植物的相对生物量和叶绿素a浓度均处于较低水平,说明蓝细菌复苏的数量减少;同时,该组中硅藻成为优势种,取代了蓝细菌的优势地位,进一步抑制了蓝细菌引起的水华。相比单一控N或控P处理,氮磷双控既从营养供应上限制了蓝细菌的生长,又改变了浮游植物的群落结构,因此是抑制休眠蓝细菌复苏的有效方案。
(3)生态工程的自生原理强调系统内生物组分的自组织、自我优化和自我更新,生态浮床中选择合适的生物组分(如浮床植物、微生物)并进行合理布局,使各组分之间相互配合、协同作用,实现氮磷削减的功能,体现了自生原理。浮床植物的净化功能能够调节生态系统的物质循环,维持生态平衡,属于生物多样性的间接价值;而景观效果满足了人类的观赏需求,属于生物多样性的直接价值,因此该组合体现了生物多样性的直接和间接价值。
【分析】生态系统的分解者是能将有机物分解为无机物的生物,反硝化细菌通过分解有机碳获取能量,符合分解者的定义。实验设计中,过滤水样、设置空白对照、控制无关变量(如光照)都是为了确保实验结果的科学性和准确性,遵循单一变量、对照和无关变量控制原则。种间竞争是生物之间争夺资源和空间的关系,硅藻与蓝细菌的竞争直接影响两者的种群数量,进而影响水华的发生。生态工程的自生原理注重生物组分的合理搭配与协同作用,实现系统的自我调节和功能稳定。生物多样性的直接价值体现在对人类的实用和非实用意义,间接价值则是对生态系统的调节功能,浮床植物的净化和景观功能分别对应这两类价值。
(1)生物大分子中含有N、P元素的是蛋白质(含N等元素)和核酸(含N、P元素),所以浮床植物根系吸收N、P等元素可以合成蛋白质、核酸等生物大分子。反硝化细菌可将水体中的硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气,同时消耗大量的有机碳,也就是能分解有机物,在生态系统中属于分解者。
(2)对原位水样进行过滤,是为了排除水样中原有浮游植物对实验结果的影响,保证实验是在我们所设置的条件下进行,确保实验结果的准确性。对照组是不进行实验变量处理的组,所以对照组的处理是未覆盖任何材料的沉积物,这样才能与其他实验组(控N、控P、N、P双控)形成对照。使用锡箔纸将装置中的沉积物部分包裹,目的是避免沉积物 - 水界面以下受到光照的影响,因为光照可能会影响蓝细菌等生物的生长,排除光照这一无关变量对实验的干扰。
(i)据图 2 分析,可通过人工引入硅藻的方式抑制蓝细菌。硅藻作为浮游植物,可与蓝细菌竞争光照、无机盐、CO2和空间等资源,从而降低蓝细菌在这些方面的种间竞争力,进而有效抑制蓝细菌。
(ii)据实验结果分析,氮磷双控处理是抑制休眠蓝细菌复苏的有效方案。从实验结果看,氮磷双控既减少了蓝细菌复苏的数量,又改变了浮游植物的优势种,能更有效地抑制蓝细菌引起的水华,所以是有效方案。
(3)生态浮床需有效选择生物组分并进行合理布局,涉及生态工程中的自生原理,自生原理强调生物组分的自组织、自我优化等。 浮床植物的组合可综合考虑其净化(这体现了生物多样性的间接价值,间接价值是对生态系统起到重要调节功能的价值)和景观效果(这体现了生物多样性的直接价值,直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值),所以体现了生物多样性的直接和间接价值。
24.【答案】(1)0、1、2
(2)自由组合;X
(3)aaXBXb、aaXBXB;3:3:2;1/9
(4)AaXBDXbd或AaXBdXbD;2:1
(5)替换;mRNA中的终止密码子提前出现,翻译提前终止,导致肽链中氨基酸排序发生改变(肽链变短),蛋白质功能改变
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;基因突变的类型;基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】(1)果蝇性别决定为XY型,雄性体细胞染色体组成为XY。减数第一次分裂后期,同源染色体X和Y分离,分别进入两个次级精母细胞。次级精母细胞在减数第二次分裂前期和中期,染色体数目减半,若含X染色体则为1条,含Y染色体则为0条;减数第二次分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍,若含X染色体则为2条。因此,次级精母细胞中X染色体的数量可能为0、1或2条。
(2)正交实验中F2表型比例为6:3:3:2:2,总和为16,是9:3:3:1的变式,说明两对等位基因独立遗传,遵循基因的自由组合定律。正交(白眼♀×紫眼♂)的F1均为红眼,反交(紫眼♀×白眼♂)的F1雌性为红眼、雄性为紫眼,表型与性别相关联,且题目明确B/b基因不在XY染色体同源区段,因此B/b基因位于X染色体上。
(3)根据正交实验结果,F1基因型为AaX X (雌)和AaX Y(雄),F2中白眼果蝇基因型为aa__,雌果蝇性染色体为X X-,因此白眼雌果蝇的基因型为aaX X 、aaX X 。反交亲本为纯合紫眼雌果蝇(AAX X )和纯合白眼雄果蝇(aaX Y),F1基因型为AaX X (雌)和AaX Y(雄),F2中红眼(A-X -)占3/4×1/2=3/8,紫眼(A-X -)占3/4×1/2=3/8,白眼(aa__)占1/4=2/8,因此红眼:紫眼:白眼=3:3:2。正交F2中红眼雌果蝇基因型为A-X X 、A-X X ,红眼雄果蝇基因型为A-X Y。单独分析A/a基因,雌雄果蝇均为1/3AA、2/3Aa,自由交配后代A-占8/9、aa占1/9;单独分析B/b基因,雌果蝇为1/2X X 、1/2X X ,雄果蝇为X Y,自由交配后代X Y占1/8。因此,后代中紫眼雄果蝇(A-X Y)所占比例为8/9×1/8=1/9。
(4)正交F1雌果蝇基因型为AaX X ,诱变后X染色体上出现隐性纯合致死突变基因(D/d),突变个体基因型需满足X染色体上隐性纯合致死,且原有B/b基因仍存在,因此可能的基因型为AaX X 或AaX X 。该突变雌果蝇与纯合紫眼雄果蝇(AAX Y)杂交,后代雄果蝇基因型为X Y、X Y(或X Y、X Y),其中隐性纯合(X Y或X Y中的隐性纯合类型)致死,存活雄果蝇占1/2;雌果蝇均存活,因此后代雌果蝇:雄果蝇=2:1。
(5)据图可知,基因突变后DNA分子中某碱基对发生改变,即碱基的替换(如T-A替换为A-T)。基因突变导致mRNA中提前出现终止密码子(UAA、UAG、UGA),使翻译过程提前终止,肽链长度变短,氨基酸序列改变,最终导致蛋白质功能改变。
【分析】基因自由组合定律的判断依据是F2表型比例为9:3:3:1的变式,体现了非同源染色体上非等位基因的独立遗传。伴性遗传的关键特征是表型与性别相关联,结合B/b基因不在XY同源区段的条件,可确定其位于X染色体上。减数分裂过程中,次级精母细胞的染色体组成随分裂时期变化,导致X染色体数量出现0、1、2三种可能。基因突变对蛋白质功能的影响通过碱基替换引发终止密码子提前出现,导致翻译提前终止,这体现了基因表达过程中DNA、mRNA与蛋白质之间的对应关系。此外,遗传计算需结合基因型频率、伴性遗传的概率计算方法,综合分析多对等位基因的遗传规律;诱变育种中的隐性纯合致死现象会改变后代的性别比例,需考虑致死基因对遗传结果的影响。
(1)果蝇的性别决定为XY型,雄性为XY,雌性为XX,次级精母细胞是减数第二次分裂的细胞,在减数第一次分裂后期同源染色体分离,则次级精母细胞可能含有0(不含X,含有Y染色体)、1(含有X染色体且处于减数第二分裂前期和中期)、2条X染色体(含有X染色体且处于减数第二次分裂后期)。
(2)正交F2表型比例为6:3:3:2:2(总和为16),是9:3:3:1的变式,说明两对基因独立遗传,遵循自由组合定律;该实验中正交(白眼♀×紫眼♂)与反交(紫眼♀×白眼♂)的F1结果不同(正交F1均为红眼,反交F1雌性为红眼、雄性为紫眼),说明B/b基因的遗传与性别相关,且不在XY同源区段(题目说明),故B/b位于X染色体上。
(3)正交实验F2中红眼:红眼:紫眼:白眼:白眼=6:3:3:2:2,且子一代都是红眼,反交F1雌性为长翅,雄性是小翅,则说明红眼为双显性,即A-XB-表现为红眼,白眼是aa--,F1基因型为AaXBXb,AaXBY,正交实验F2中白眼雌果蝇的基因型是aaXBXb、aaXBXB;分析可知反交亲本基因型为AAXbXb、aaXBY,F1为AaXBXb,AaXbY,则F2的表型及比例是红眼(A-XB-):紫眼(A-XbY、A-XbXb):白眼(aa--)=3:3:2;让正交实验F2中红眼雌雄果蝇全部个体混合,两对基因单独考虑,则雌雄个体都是1/3AA、2/3Aa,雌性有1/2XBXB、1/2XBXb,雄性是XBY,则aa=1/9,A-=8/9,XbY=1/4×1/2=1/8,理论上后代中紫眼雄果蝇(A-XbY)所占比例是8/9A-×1/8XbY=1/9。
(4)正交实验F1雌果蝇基因型是AaXBXb,对正交实验F1雌果蝇进行诱变育种,得到一只X染色体上隐性纯合致死的突变果蝇(突变基因用D或d表示),则该突变个体可能的基因型有AaXBDXbd或AaXBdXbD;该果蝇与纯合紫眼雄果蝇(AAXbY)杂交后,正常情况雌雄比例应为1∶1,由于存在纯合致死现象,则会影响子代的雄性存活率,后代雌果蝇:雄果蝇=2:1。
(5)据图分析,图中突变后的L对应位置碱基从TTA变为TAA,只有一个碱基不同,发生了碱基对的替换;密码子是mRNA上编码氨基酸的三个相邻碱基,图示mRNA中的终止密码子提前出现,翻译提前终止,导致肽链中氨基酸排序发生改变(肽链变短),蛋白质功能改变。
1 / 1江苏省苏州市2025-2026学年高三上学期期初阳光调研生物试卷
1.(2025高三上·苏州开学考)小麦种子萌发过程中,在淀粉酶的作用下,淀粉、麦芽糖等物质的含量会发生变化,下列叙述错误的是(  )
A.淀粉酶、淀粉、麦芽糖的组成元素都含有C、H、O
B.淀粉酶、淀粉、麦芽糖中,淀粉酶彻底水解产物种类最多
C.淀粉和麦芽糖都是植物细胞内的主要储能物质
D.萌发后期淀粉和麦芽糖的含量都会下降
【答案】C
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;蛋白质的元素组成
【解析】【解答】A、淀粉酶的化学本质是蛋白质,组成元素含C、H、O、N;淀粉和麦芽糖属于糖类,组成元素为C、H、O,三者均含有C、H、O,A符合题意;
B、淀粉酶彻底水解的产物是多种氨基酸(构成蛋白质的氨基酸约21种),淀粉和麦芽糖彻底水解的产物均为葡萄糖(仅1种),因此淀粉酶的水解产物种类最多,B符合题意;
C、淀粉是植物细胞内的主要储能物质,而麦芽糖是淀粉水解的中间产物,主要作用是为细胞代谢提供能量,并非主要储能物质,C不符合题意;
D、小麦种子萌发后期,淀粉在淀粉酶的作用下持续分解,含量下降;同时麦芽糖会进一步被水解为葡萄糖,为种子萌发提供能量,其含量也会下降,D符合题意。
故答案为:C。
【分析】蛋白质与糖类的组成元素存在差异(蛋白质含N),水解产物也不同(氨基酸 vs 葡萄糖);淀粉作为储能物质,在萌发时逐步分解为麦芽糖、葡萄糖供能,麦芽糖作为中间产物不会大量储存,因此并非储能物质。
2.(2025高三上·苏州开学考)在土壤盐化中,耐盐植物可通过图中机制减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力。下列叙述错误的是(  )
A.图中Na+进入细胞的方式与H+进入细胞的方式相同
B.Na+、Ca2+可分别与转运蛋白A、B特异性结合后进入细胞
C.转运蛋白C可以同时运输Na+和H+仍体现了载体蛋白的特异性
D.适度多施钙肥能促进转运蛋白C将Na+排出细胞,降低细胞内Na+浓度
【答案】B
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、图中Na+通过转运蛋白A进入细胞,H+通过转运蛋白进入细胞,二者均不需要消耗能量,顺浓度梯度运输,方式均为协助扩散,A不符合题意;
B、转运蛋白A、B属于通道蛋白,通道蛋白介导的物质运输中,物质不需要与通道蛋白特异性结合,仅顺浓度梯度通过通道即可,B符合题意;
C、转运蛋白C虽可同时运输Na+和H+,但不能运输其他无关离子,仍对特定物质具有选择性,体现了载体蛋白的特异性,C不符合题意;
D、适度多施钙肥会增加胞外Ca2+浓度,一方面抑制Na+通过转运蛋白A内流,另一方面促进Ca2+通过转运蛋白B进入细胞,而Ca2+能促进转运蛋白C将细胞内的Na+排出,从而降低细胞内Na+浓度,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】协助扩散的特点是顺浓度梯度运输、需要转运蛋白协助且不消耗能量;转运蛋白的类型及功能差异,通道蛋白在物质运输时不与被运输物质特异性结合,载体蛋白可与被运输物质结合且具有特异性,即使能运输多种物质也仅对特定物质有转运作用。
3.(2025高三上·苏州开学考)关于“研究土壤中动物类群的丰富度”实验,下列叙述正确的是(  )
A.收集土样的塑料袋上需注明地点和时间,采集的小动物可以放入无水乙醇溶液中
B.研究土壤中小动物类群的丰富度时,采用标记重捕法
C.土壤和花盆壁之间要留有一定空隙,目的是便于使小动物进入花盆
D.目测估计法适用于体型小且数量极多的土壤动物
【答案】D
【知识点】估算种群密度的方法;土壤中动物类群丰富度的研究
【解析】【解答】A、收集土样的塑料袋需注明地点和时间以保证实验科学性,但采集的小动物应放入体积分数70%的酒精溶液中(固定标本、防止腐烂),无水乙醇浓度过高会导致小动物脱水变形,影响观察,A不符合题意;
B、标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物种群密度,土壤中小动物体型小、活动能力强但范围有限,需采用取样器取样法,结合记名计算法或目测估计法统计丰富度,B不符合题意;
C、土壤和花盆壁之间留空隙的目的是保证土壤通气,为小动物提供适宜的生存环境,而非便于小动物进入花盆,C不符合题意;
D、目测估计法是按预先设定的数量等级(如“多、较多、少”等)估算个体数量,操作简便,适用于体型小、数量极多且难以逐一计数的土壤动物(如跳虫、螨类),D符合题意。
故答案为:D。
【分析】本题核心是掌握“研究土壤中动物类群的丰富度”实验的关键操作和方法原理:
(1)70%酒精溶液是土壤小动物的标准保存液,无水乙醇因脱水作用不适用于该实验;
(2)取样器取样法是土壤小动物丰富度调查的专用方法,标记重捕法仅适用于种群密度调查(而非丰富度);
(3)土壤与花盆壁留空隙的核心是保证通气,满足小动物的呼吸需求;
(4)目测估计法的适用场景是“数量极多、难以计数”,记名计算法适用于“个体较大、数量较少”的动物。解题需明确实验方法与适用对象的对应关系,避免混淆“种群密度调查”与“丰富度调查”的方法差异。
4.(2025高三上·苏州开学考)兰花是多年生草本植物,与梅、竹、菊并称“四君子”。下图为兰花的植物组织培养流程,①~④表示相应过程。下列叙述正确的是(  )
A.过程①是获取离体幼嫩枝条,用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒
B.过程②发生了细胞的脱分化、有丝分裂和减数分裂
C.过程③诱导生芽培养基与诱导生根培养基相比,前者中细胞分裂素所占的比例更高
D.过程④是将培育形成的试管苗直接移栽入土
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、过程①为获取离体组织(如幼嫩枝条),消毒流程需分步进行:先用体积分数70%的酒精消毒,无菌水冲洗后,再用次氯酸钠溶液处理,最后用无菌水冲洗,不能直接用酒精和次氯酸钠混合液消毒(会影响消毒效果并损伤组织),A不符合题意;
B、过程②为脱分化,是离体组织形成愈伤组织的过程,细胞通过有丝分裂增殖,不存在减数分裂(减数分裂仅发生在有性生殖的配子形成过程中),B不符合题意;
C、植物组织培养中,培养基中细胞分裂素和生长素的比例决定分化方向:细胞分裂素比例高时诱导生芽,生长素比例高时诱导生根,因此过程③的生芽培养基中细胞分裂素所占比例更高,C符合题意;
D、过程④的试管苗需先移栽到消过毒的蛭石、珍珠岩等过渡基质中(炼苗),适应外界环境后再移栽入土,直接移栽易因环境差异导致死亡,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】需遵循“酒精→次氯酸钠→无菌水冲洗”的分步流程,避免混合消毒试剂。脱分化形成愈伤组织时,细胞仅进行有丝分裂,减数分裂不参与植物组织培养的无性繁殖过程。细胞分裂素与生长素的比例调控芽和根的分化,这是组织培养中调控分化的核心机制。需经过炼苗步骤,让试管苗适应外界湿度、光照等环境,提高移栽成活率。
5.(2025高三上·苏州开学考)某同学利用传统发酵技术制作杨梅果酒和果醋。下列叙述正确的是(  )
A.要对杨梅汁进行高压蒸汽灭菌后再接种酵母菌
B.在杨梅果酒和果醋制作过程中发酵液pH都会下降
C.果酒发酵过程须每隔12h打开瓶盖,防止瓶中压力过大
D.破碎杨梅后,可用胰蛋白酶和果胶酶处理,提高出汁率
【答案】B
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、传统发酵制作杨梅果酒时,依赖杨梅汁中天然存在的酵母菌,高压蒸汽灭菌会杀死所有微生物(包括酵母菌),破坏发酵所需的微生物环境,且传统发酵可通过缺氧、酸性条件抑制杂菌生长,无需灭菌,A不符合题意;
B、果酒发酵阶段,酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,二氧化碳溶于发酵液形成碳酸,导致发酵液pH下降;果醋发酵阶段,醋酸菌将乙醇转化为醋酸,醋酸进一步降低发酵液pH,因此两个过程中发酵液pH均会下降,B符合题意;
C、果酒发酵过程中,酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳会使瓶内压力增大,需每隔12h拧松瓶盖释放二氧化碳,若直接打开瓶盖,会导致空气中的杂菌进入发酵液,造成污染,破坏发酵环境,C不符合题意;
D、杨梅的细胞壁主要由果胶和纤维素构成,要提高出汁率,需用果胶酶和纤维素酶分解细胞壁中的果胶和纤维素;胰蛋白酶的作用是分解动物细胞间质的蛋白质,不适用于分解植物细胞壁,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】传统果酒制作依赖原料中的天然酵母菌,无需灭菌处理,这是与工业发酵的重要区别;发酵液pH的变化与微生物代谢产物直接相关,酵母菌产生的二氧化碳和醋酸菌产生的醋酸均会降低pH;排气操作需注意避免杂菌污染,拧松瓶盖而非打开是关键细节;酶的选择需结合底物特点,植物细胞壁的分解依赖果胶酶和纤维素酶,而胰蛋白酶针对动物细胞。
6.(2025高三上·苏州开学考)某岛屿上分布一种特有的爬行动物,以多种候鸟为食,候鸟主要栖息在灌丛和稀树草地。图示该爬行动物在不同生境下不同年龄的占比,下列叙述正确的是(  )
A.该爬行动物占据第三营养级
B.该爬行动物种群数量在稀树草地中最大
C.影响候鸟种群密度的直接因素是出生率和死亡率
D.研究候鸟生态位通常还要研究它的食物以及与其他物种的关系等
【答案】D
【知识点】种群的特征;当地自然群落中若干种生物的生态位;生态系统的结构
【解析】【解答】A、该爬行动物以候鸟为食,但候鸟的食性未明确(可能为植食性、杂食性等),因此无法确定该爬行动物仅占据第三营养级,可能处于更高营养级,A不符合题意;
B、图示仅展示了该爬行动物在不同生境下的年龄占比(如幼体、成体的比例分布),未提供各生境中种群的具体个体数量数据,年龄结构无法直接反映种群数量大小,B不符合题意;
C、影响种群密度的直接因素包括出生率、死亡率、迁入率和迁出率。候鸟具有迁徙习性,迁入率和迁出率对其种群密度的影响显著,不能仅强调出生率和死亡率,C不符合题意;
D、生态位是物种在群落中的地位和作用,包括栖息地、食物来源、与其他物种的关系(如捕食、竞争、共生等)。题干中已提及候鸟的栖息地(灌丛和稀树草地)及天敌(该爬行动物),因此研究候鸟生态位还需补充其食物种类以及与其他物种的相互关系等内容,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】营养级的确定需结合食物链上下游生物的食性,仅知晓捕食关系无法准确定位;年龄结构是种群的数量特征之一,但其功能是预测种群数量变化趋势,而非直接反映当前种群数量;候鸟的迁徙特性决定了迁入率和迁出率是影响其种群密度的重要直接因素;生态位的研究需全面涵盖物种的生存需求及与环境、其他物种的关联。
7.(2025高三上·苏州开学考)据调查,野生郊狼数量不断锐减、濒临灭绝。科学家利用家犬,进行种间体细胞核移植技术以增加野生郊狼数量。下列叙述正确的是(  )
A.细胞核移植技术的主要原理是利用了动物细胞核具有全能性
B.为防止受体家犬发生免疫排斥反应,胚胎移植前需要进行免疫检查
C.供体郊狼、供体家犬和受体家犬都需要进行同期发情处理
D.与胚胎细胞核移植相比,体细胞核移植难度相对较小
【答案】A
【知识点】动物细胞的全能性及应用;动物体细胞克隆;胚胎移植
【解析】【解答】A、细胞核移植技术的核心原理是动物细胞核具有全能性,即供体细胞核包含该物种发育成完整个体所需的全套遗传信息,能够在去核卵母细胞的细胞质中重新启动发育程序,指导重组细胞发育为完整的郊狼个体,A符合题意;
B、胚胎移植中,受体家犬的子宫对移植的胚胎几乎不发生免疫排斥反应,这是胚胎移植成功的关键生理基础,因此胚胎移植前无需进行免疫检查,B不符合题意;
C、同期发情处理的目的是使受体家犬的子宫环境处于适合胚胎着床的状态,仅需对受体家犬进行该处理;供体郊狼(提供体细胞核)和供体家犬(提供去核卵母细胞)无需同期发情处理,C不符合题意;
D、与胚胎细胞核移植相比,体细胞核移植的难度更大。因为体细胞的分化程度高,细胞核的全能性被高度抑制,而胚胎细胞分化程度低,全能性更易表达,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】细胞核全能性是核移植技术的理论依据,受体对胚胎的免疫耐受性是胚胎移植无需免疫检查的关键;同期发情处理的对象仅为受体,目的是保障胚胎着床环境;体细胞与胚胎细胞的分化程度差异,导致体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植。
8.(2025高三上·苏州开学考)某学习小组进行酶相关实验。实验分组如下表,所有试管在37℃环境下静置30分钟后,加还原糖检测试剂水浴加热,观察结果。
试剂 试管1 试管2 试管3 试管4 试管5 试管6  
1 %淀粉溶液 4mL 4mL 4mL        
蒸馏水     1 ml 4mL 4mL 5 ml  
淀粉酶溶液 1 ml     1 ml   -  
唾液 - 1 ml - - 1 ml -  
下列叙述错误的是(  )
A.若3号试管出现弱阳性反应,则可能是淀粉溶液受污染
B.若4号试管出现阳性反应,则1号试管的阳性结果不能采信
C.若3~6号试管皆不出现阳性反应,则1、2号试管结果能证明酶具有专一性
D.若3~6号试管皆不出现阳性反应,则1、2号试管中阳性反应程度可能不同
【答案】C
【知识点】酶的特性
【解析】【解答】A、3号试管的试剂组合为淀粉溶液+蒸馏水,理论上无酶催化,淀粉不会水解产生还原糖,若出现弱阳性反应,可能是淀粉溶液本身受还原糖污染,A符合题意;
B、4号试管的试剂组合为蒸馏水+淀粉酶溶液,无底物淀粉,若出现阳性反应,说明淀粉酶溶液或实验器具可能被还原糖污染,会干扰1号试管(淀粉+淀粉酶)的结果,因此1号试管的阳性结果不能采信,B符合题意;
C、酶的专一性实验需设置“相同酶+不同底物”或“不同酶+相同底物”的对照。1号试管(淀粉+淀粉酶)和2号试管(淀粉+唾液,唾液中含淀粉酶)的酶本质相同(均为淀粉酶)、底物相同(均为淀粉),无法验证酶的专一性,C不符合题意;
D、若3~6号试管均无阳性反应,说明实验无无关变量干扰(如污染)。1号试管的淀粉酶和2号试管的唾液淀粉酶,可能因浓度、纯度不同导致催化效率有差异,进而使淀粉水解产生的还原糖量不同,阳性反应程度(砖红色深浅)可能不同,D符合题意。
故答案为:C。
【分析】3号(淀粉+蒸馏水)和4号(蒸馏水+淀粉酶)为空白对照,用于排除试剂污染等无关变量;1号和2号的酶均为淀粉酶,底物均为淀粉,变量仅为酶的来源,无法验证专一性(需不同酶或不同底物)。空白对照的结果直接影响实验组的可信度,若空白对照出现阳性反应,说明实验存在污染,实验组结果无效;若空白对照无异常,实验组的反应程度可能受酶浓度、纯度等因素影响而不同。
9.(2025高三上·苏州开学考)图1、图2是以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料进行染色体核型分析的两个典型图像。下列叙述正确的是(  )
A.图1、图2所用材料分别是芹菜根尖和花粉母细胞
B.提高根尖细胞有丝分裂后期的细胞比例,便于染色体的观察和计数
C.图1和图2细胞中都会发生基因突变、基因重组和染色体变异
D.实验中可用低渗溶液适当处理,染色体更好地分散以便观察
【答案】D
【知识点】观察细胞的有丝分裂;观察细胞的减数分裂实验
【解析】【解答】A、图1中细胞存在同源染色体联会形成四分体的现象,这是减数分裂特有的特征,因此所用材料应为花粉母细胞;图2中细胞无同源染色体联会,染色体形态稳定、数目清晰,属于有丝分裂时期的细胞,所用材料应为根尖细胞,A不符合题意;
B、有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰,是观察和计数染色体的最佳时期,而非后期,提高中期细胞比例更便于实验操作,B不符合题意;
C、基因突变和染色体变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中,但基因重组仅发生在减数分裂(如图1花粉母细胞的减数分裂),有丝分裂(如图2根尖细胞)中不会发生基因重组,C不符合题意;
D、实验中用低渗溶液处理细胞,可使细胞吸水膨胀,细胞膜破裂,染色体摆脱细胞质的束缚,更好地分散开来,便于显微镜下观察和计数,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据同源染色体联会现象判断细胞分裂类型,进而确定实验材料;明确有丝分裂中期是染色体观察的最佳时期,理解基因重组的发生范围;低渗溶液处理的目的是促进染色体分散,这是核型分析实验的关键操作。
10.(2025高三上·苏州开学考)下图表示人体心血管活动的部分反射调节过程。下列叙述错误的是(  )
A.调节心血管活动的基本神经中枢位于脑干
B.心肌和骨骼肌的收缩和舒张由交感神经和副交感神经共同调节
C.血压调节过程中,感受器产生的兴奋在神经元上以电信号的形式向前传导
D.当血压突然升高时,机体可通过图示调节使血压恢复正常,此过程中交感神经的活动减弱
【答案】B
【知识点】反射的过程;神经冲动的产生和传导;神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、人体调节心血管活动的基本神经中枢位于脑干,该中枢可调控心率、血压等核心心血管功能,A不符合题意;
B、交感神经和副交感神经属于自主神经系统,主要支配内脏器官,心肌作为内脏肌肉,受这两种神经的双重调节;而骨骼肌的收缩和舒张主要受躯体运动神经调控,并非由交感神经和副交感神经共同调节,B符合题意;
C、血压调节中,感受器受到刺激后产生的兴奋,在神经元上以电信号(神经冲动)的形式沿神经纤维向前传导,在突触处才会转换为化学信号,C不符合题意;
D、当血压突然升高时,机体通过压力感受性反射进行调节:压力感受器兴奋,经传入神经将信号传至脑干中枢,进而抑制交感神经活动、增强副交感神经活动,使心率减慢、血管舒张,最终血压恢复正常,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】脑干作为基本心血管中枢,调控核心功能;自主神经系统(交感+副交感神经)主要支配内脏,而骨骼肌受躯体运动神经支配,这是区分神经调节对象的关键;兴奋在神经元上以电信号传导,突触处发生信号转换;血压升高时的调节属于负反馈,通过抑制交感神经、增强副交感神经活动实现稳态恢复。
11.(2025高三上·苏州开学考)L-谷氨酰胺(氨基酸)可通过谷氨酸棒状杆菌生产。谷氨酸棒状杆菌(生长的最适pH为7.0)可通过一系列代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述正确的是(  )
A.可用血细胞计数板检测谷氨酸棒状杆菌密度
B.谷氨酸棒状杆菌可接种在斜面培养基上,并在室温下临时保存
C.提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量
D.在发酵初期控制pH为7.0,后期调pH为酸性,有利于提高L-谷氨酰胺产量
【答案】D
【知识点】发酵工程的应用
【解析】【解答】A、谷氨酸棒状杆菌是细菌,血细胞计数板主要用于计数真核细胞,细菌计数更适合用细菌计数板或稀释涂布平板法,A不符合题意;
B、斜面培养基临时保存菌种需在4℃低温环境,室温保存会导致菌种快速繁殖、代谢紊乱或污染,无法维持菌种活性,B不符合题意;
C、谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的功能是促进L-谷氨酸合成,题干目标产物是L-谷氨酰胺,二者活性过高会导致L-谷氨酸积累,可能抑制谷氨酰胺合成酶活性,不利于L-谷氨酰胺生成,C不符合题意;
D、谷氨酸棒状杆菌生长最适pH为7.0,发酵初期控制pH为7.0,利于菌体生长和L-谷氨酸合成,后期调至酸性,可激活谷氨酰胺合成酶活性,促进L-谷氨酸向L-谷氨酰胺转化,提高目标产物产量,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】菌种计数需匹配细胞类型,细菌与真核细胞计数工具不同。菌种临时保存需满足低温条件,保障菌种活性稳定。酶的功能需结合产物合成路径,中间产物合成相关酶活性过高会影响目标产物转化。pH作为发酵关键条件,需根据代谢阶段调整,初期适配菌体生长和中间产物合成,后期适配目标产物转化需求。
12.(2025高三上·苏州开学考)下列关于人体内环境与稳态的叙述正确的是(  )
A.低钠会引起神经、肌肉兴奋性降低,甚至引发肌无力
B.体内失水过多时,垂体分泌的抗利尿激素增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收
C.摄入食物过咸时,大脑皮层渗透压感受器受到刺激,同时产生渴觉,属于非条件反射
D.血浆Na+浓度升高时,肾上腺髓质通过分级调节分泌的醛固酮减少,肾小管对Na+的重吸收减少
【答案】A
【知识点】反射的过程;神经、体液调节在维持稳态中的作用;水盐平衡调节;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、钠离子参与神经冲动的产生和传导,低钠会导致细胞外液Na+浓度下降,动作电位形成受阻,神经、肌肉兴奋性降低,严重时可引发肌无力,A符合题意;
B、抗利尿激素由下丘脑合成、神经垂体释放,体内失水过多时,下丘脑渗透压感受器被激活,触发抗利尿激素释放增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,B不符合题意;
C、渗透压感受器位于下丘脑,而非大脑皮层。渴觉的产生仅涉及感受器、传入神经和神经中枢,未经过传出神经和效应器,不属于反射,C不符合题意;
D、醛固酮由肾上腺皮质分泌,其分泌受肾素-血管紧张素系统调节,不存在分级调节。血浆Na+浓度升高时,醛固酮分泌减少,肾小管对Na+的重吸收减少,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】钠离子是神经冲动传导的关键离子,浓度异常直接影响神经肌肉兴奋性。抗利尿激素的合成与释放存在器官分工,下丘脑合成、垂体释放。渗透压感受器的位置在丘脑,反射的完成需完整反射弧,渴觉产生不满足反射条件。醛固酮的分泌器官是肾上腺皮质,调节机制为肾素-血管紧张素系统,与分级调节无关。
13.(2025高三上·苏州开学考)科研人员最新解析了肺炎克雷伯菌的DRT2系统抵御T5噬菌体侵染的机制,噬菌体侵染时,肺炎克雷伯菌以一特定RNA片段为重复单元,逆转录串联重复DNA,再指导合成多个串联重复肽段的蛋白Neo抑制细菌生长,如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.抑制细菌生长影响了噬菌体从细菌中获取相应的氨基酸、DNA、能量等
B.逆转录、转录过程都有氢键和磷酸二酯键的形成与断裂
C.串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
D.串联重复的双链DNA转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
【答案】C
【知识点】中心法则及其发展;基因的表达综合
【解析】【解答】A、噬菌体为病毒,寄生时利用细菌的原料(氨基酸、核苷酸)、能量合成自身物质,不会从细菌获取DNA,A不符合题意;
B、逆转录以RNA为模板合成DNA,转录以DNA一条链为模板合成RNA,两者均有碱基互补配对(氢键形成)和核酸链合成(磷酸二酯键形成),但均无磷酸二酯键的断裂,B不符合题意;
C、串联重复DNA指导合成多个串联重复肽段的蛋白Neo,若单个重复单元转录的mRNA含终止密码子,翻译会提前终止,无法形成串联重复肽段,故单个重复单元的mRNA无终止密码子,C符合题意;
D、肺炎克雷伯菌为原核生物,转录与翻译同时进行,mRNA在转录过程中即可与核糖体结合启动翻译,无需等待转录完成,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】噬菌体寄生依赖细菌的原料和能量,不获取细菌DNA。逆转录和转录的化学键变化集中在氢键形成和磷酸二酯键形成,无磷酸二酯键断裂。串联重复肽段的合成要求单个mRNA重复单元无终止密码子,避免翻译提前终止。原核生物的转录与翻译不存在时间上的先后顺序,同步进行。
14.(2025高三上·苏州开学考)某二倍体动物的部分基因在染色体上的分布情况如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.该生物的基因型为AaBBDd或AaBbDd
B.减数分裂前,光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体
C.图中细胞最终分裂产生的生殖细胞为ABD、ABD、aBd、abd
D.图中细胞等位基因的分离发生在减数分裂I后期
【答案】A
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因重组及其意义
【解析】【解答】A、图中细胞的染色体上存在基因A/a、B/b、D/d,其中a基因所在染色体的姐妹染色单体上出现等位基因B、b,可能是基因突变导致(原基因型为AaBBDd,复制后一条染色单体突变为b),也可能是原基因型为AaBbDd,因此该生物的基因型为AaBBDd或AaBbDd,A符合题意;
B、减数分裂间期DNA复制形成染色单体,但此时染色质未螺旋化,光学显微镜下不可见;直到减数分裂前期,染色质高度螺旋化形成染色体,染色单体才随染色体在显微镜下显现,B不符合题意;
C、图中细胞减数分裂时,同源染色体的非姐妹染色单体可能发生交换,若为精原细胞,最终产生的精子类型为ABD、aBd、ABd、aBD等(取决于交换情况);若为卵原细胞,最终只产生1个卵细胞,类型为上述一种,不会同时产生4种生殖细胞,C不符合题意;
D、等位基因A/a、D/d的分离发生在减数分裂Ⅰ后期(同源染色体分离),但由于a基因所在染色体的姐妹染色单体上出现B/b(基因突变导致),减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离时,B与b也会发生分离,因此等位基因的分离不仅发生在减数分裂Ⅰ后期,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】基因型判断需结合姐妹染色单体上的等位基因来源(基因突变),考虑两种可能的原始基因型。染色单体的可见性与染色质螺旋化程度相关,间期不可见、前期可见。生殖细胞类型取决于细胞类型(精原细胞/卵原细胞)和交叉互换情况,卵原细胞仅产生1个卵细胞。等位基因分离的时期需兼顾同源染色体分离(减Ⅰ后期)和姐妹染色单体分离(减Ⅱ后期,因基因突变)。
15.(2025高三上·苏州开学考)以RNA干扰技术为原理,研制的新型农药dsRNA(双链)进入害虫细胞后,经过一系列蛋白质的作用引发RNA干扰,导致与害虫生长的相关基因被“沉默”,直至死亡。用于防治马铃薯甲虫的dsRNA农药制备与使用的部分技术路线如图所示。下列叙述正确的是(  )
注:T7是质粒上允许双向转录的特殊启动子
A.重组质粒上只需其中一个T7启动子转录就可得到dsRNA
B.dsRNA可以通过降解mRNA来实现害虫相关基因的“沉默”
C.马铃薯甲虫不会对该dsRNA农药产生抗性
D.dsRNA农药不会对其他害虫产生毒害作用
【答案】B
【知识点】基因频率的概念与变化;基因工程的应用;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、dsRNA是双链结构,需以DNA两条链分别作为模板转录产生互补的两条RNA链,再形成双链。T7是双向转录启动子,需两个方向的启动子分别启动两条链的转录,仅一个启动子无法合成dsRNA,A不符合题意;
B、RNA干扰的核心机制是dsRNA进入细胞后,会特异性结合目标mRNA并引发其降解,导致相关基因无法表达(“沉默”),从而抑制害虫生长,B符合题意;
C、马铃薯甲虫种群中存在基因变异,部分个体可能因基因突变导致目标基因序列改变,使dsRNA无法与其mRNA结合,这些个体在农药选择压力下存活并繁殖,最终可能导致种群产生抗性,C不符合题意;
D、dsRNA的作用具有序列特异性,若其他害虫体内也存在与该dsRNA互补的同源基因,dsRNA可能会与其mRNA结合,引发基因沉默,对其他害虫产生毒害作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】dsRNA的合成依赖双向启动子驱动DNA两条链转录,形成互补双链。RNA干扰通过降解目标mRNA实现基因沉默,是该农药的核心作用机制。生物变异的普遍性导致害虫可能产生抗性,dsRNA的序列特异性决定其对其他生物的影响取决于是否存在同源基因。
16.(2025高三上·苏州开学考)近年来,随沿海地区的不断开发,大量重金属随污水进入海中。重金属空间分布上呈块状分布,主要分布于近岸海域。其中Cd和Hg的含量虽较低,但潜在生态风险指数较高,是造成该区域污染的主要因素。下列叙述正确的有(  )
A.从近岸海域到深海域,海洋动物类群逐渐丰富,体现了群落的垂直结构
B.由于半封闭内海海水交换能力较弱,重金属污染基本在区域内进行循环
C.Cd和Hg等重金属易于富集在有机质中,低含量但可沿食物链逐级富集
D.港口航运、海上养殖等人类活动可能是影响近岸海域重金属块状分布的重要因素
【答案】C,D
【知识点】群落的结构;全球性生态环境问题;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、从近岸海域到深海域的动物类群差异,是不同水平空间上的群落分布差异,体现的是群落的水平结构,而非垂直结构(垂直结构指同一空间内不同垂直分层的生物分布差异),A不符合题意;
B、半封闭内海海水交换能力较弱,但重金属污染并非仅在区域内循环,会通过洋流、生物迁徙、大气沉降等方式参与生物圈的物质循环,只是循环速度较慢,B不符合题意;
C、Cd和Hg等重金属化学性质稳定,不易分解,易与有机质结合,且具有生物富集性,即使初始含量低,也能沿食物链从低营养级向高营养级逐级积累,浓度不断升高,C符合题意;
D、题干明确重金属主要分布于近岸海域,且与沿海地区开发相关,港口航运(船舶排污)、海上养殖(饲料投放、养殖废水排放)等人类活动会导致重金属在近岸局部区域集中,是其块状分布的重要影响因素,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】群落水平结构与垂直结构的区分关键在于空间分布维度,水平结构涉及不同水平区域的差异。重金属的循环具有全球性,不会局限于局部区域。重金属的理化特性决定其易富集于有机质且沿食物链积累,低含量仍可能造成高生态风险。人类活动是近岸海域重金属污染及块状分布的主要驱动因素,与沿海开发活动直接相关。
17.(2025高三上·苏州开学考)油菜为异源四倍体,容易被线虫侵染而减产,萝卜具有抗线虫基因。科研人员以油菜和萝卜为亲本培育稳定遗传的抗线虫油菜。图中A、C、R表示3个不同的染色体组,分别含有10、9、9条染色体。下列叙述正确的有(  )
A.过程1与过程2属于多倍体育种,原理是染色体变异
B.油菜可育,所以白菜和甘蓝之间不存在生殖隔离
C.杂交后代1减数第一次分裂前期形成23个四分体
D.杂交后代2植株中抗线虫病个体的出现可能是获得了含抗线虫基因的萝卜染色体
【答案】A,D
【知识点】染色体数目的变异;物种的概念与形成;多倍体育种
【解析】【解答】A、过程1为白菜(AA)与甘蓝(CC)杂交获得异源二倍体AC,再经秋水仙素处理诱导染色体加倍形成油菜(AACC);过程2为油菜(AACC)与萝卜(RR)杂交获得异源三倍体ACR,再经染色体加倍形成AACCRR。两过程均通过杂交结合染色体数目加倍实现育种,属于多倍体育种,核心原理是染色体变异,A符合题意;
B、油菜(AACC)可育,但白菜(AA)与甘蓝(CC)的杂交后代AC为异源二倍体,无同源染色体,减数分裂时无法联会形成四分体,不能产生可育配子,表现为不育,说明白菜和甘蓝之间存在生殖隔离,B不符合题意;
C、杂交后代1的染色体组为AACCR(A:10条染色体,C:9条染色体,R:9条染色体),减数第一次分裂前期,同源染色体联会形成四分体,仅A组内部10对同源染色体、C组内部9对同源染色体可联会,共形成10+9=19个四分体,R组无同源染色体,无法形成四分体,C不符合题意;
D、萝卜(RR)具有抗线虫基因,杂交后代2由油菜(AACC)与杂交后代1(AACCR)杂交获得,可能通过染色体附加(获得萝卜的R组染色体)或染色体片段转移,获得含抗线虫基因的染色体片段,从而表现出抗线虫病性状,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】多倍体育种的核心是杂交结合染色体数目加倍,原理为染色体变异。生殖隔离的判断关键是杂交后代是否可育,异源二倍体因无同源染色体通常不育,体现生殖隔离。四分体形成依赖同源染色体联会,需根据染色体组组成计算可联会的同源染色体对数。抗线虫性状的出现与萝卜的抗线虫基因相关,通过染色体转移或附加实现基因导入。
18.(2025高三上·苏州开学考)研究发现,强光下脱落酸(ABA)对清除叶绿体中的H2O2和缓解光抑制起重要作用,主要机理如图。下列叙述错误的有(  )
A.脱落酸(ABA)进入细胞核促进APX2基因的表达
B.据图可推测PP2C的作用是抑制SnRK2的活化,从而影响APX2基因的表达
C.APX2通过自由扩散进入叶绿体,参与清除叶绿体中的H2O2,对缓解光抑制起重要作用
D.质膜上运输ABA的转运蛋白和细胞内ABA受体蛋白不同,是基因选择性表达的结果
【答案】A,C,D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合;其他植物激素的种类和作用;基因的表达综合
【解析】【解答】A、由图可知,ABA与细胞质基质中的受体结合,通过信号传递促进细胞核内APX2基因表达,ABA并未进入细胞核,A符合题意;
B、强光下ABA作用使PP2C与SnRK2分离,SnRK2活化后促进APX2基因表达,推测PP2C正常状态下结合SnRK2并抑制其活化,进而影响APX2基因表达,B不符合题意;
C、APX2是蛋白质,蛋白质进入叶绿体需通过叶绿体膜上的转运蛋白协助,属于主动运输或协助扩散,而非自由扩散,C符合题意;
D、质膜上的ABA转运蛋白和细胞内的ABA受体蛋白,是由不同基因控制合成的,并非基因选择性表达的结果,基因选择性表达是指同一基因在不同细胞或时期的表达差异,D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】ABA的作用路径是胞外结合受体启动信号传导,无需进入细胞核。信号通路中PP2C通过抑制SnRK2活化调控下游基因表达。蛋白质的跨膜运输依赖转运蛋白,排除自由扩散方式。不同功能蛋白的差异源于基因本身不同,与选择性表达无关。
19.(2025高三上·苏州开学考)下表为几种限制酶的识别序列及其切割位点。下列叙述正确的有(  )
限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名 识别序列和切割位点
BamHI 5'-G↓GATCC-3' Sau3AI 5'-↓GATC-3'
AluI 5'-AG↓CT-3' SmaI 5'-CCC↓GGG-3'
HindⅡ 5'-GTY↓RAC-3'
注:Y为C或T,R为A或G。
A.HindⅡ能识别GTTAAC序列,也能识别GTCGAC序列
B.AluI和SmaI切割后的序列可通过T4 DNA连接酶相连
C.BamHI和Sau3AI两种限制酶可识别相同的序列但切割后形成不同的黏性末端
D.AluI和Sau3AI破坏的都是识别序列中心轴线处的磷酸二酯键,因而形成平末端
【答案】A,B
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、HindⅡ的识别序列为5'-GTY↓RAC-3'(Y为C或T,R为A或G)。当Y=T、R=A时,识别序列为GTTAAC;当Y=C、R=G时,识别序列为GTCGAC,因此HindⅡ能识别这两种序列,A符合题意;
B、AluI切割后形成平末端(5'-AG↓CT-3'切割后为-AG和-CT),SmaI切割后也形成平末端(5'-CCC↓GGG-3'切割后为-CCC和-GGG)。T4 DNA连接酶可连接平末端和黏性末端,因此二者切割后的序列可通过T4 DNA连接酶相连,B符合题意;
C、BamHI的识别序列是5'-G↓GATCC-3'(6个碱基对),Sau3AI的识别序列是5'-↓GATC-3'(4个碱基对),二者识别序列不同,但切割后均产生-GATC-黏性末端,C不符合题意;
D、AluI的切割位点在识别序列中心轴线处(AG↓CT),形成平末端;Sau3AI的切割位点不在中心轴线处(↓GATC),形成黏性末端(-GATC和-CTAG),D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】限制酶的识别序列具有特异性,HindⅡ的识别序列因Y和R的碱基替换存在多种可能。平末端的连接可通过T4 DNA连接酶实现,黏性末端与平末端的形成取决于切割位点是否在识别序列中心轴线处。不同限制酶可能识别不同长度的序列,但可产生相同黏性末端;也可能识别序列不同,切割后末端类型不同。
20.(2025高三上·苏州开学考)肝癌是一种常见的恶性肿瘤。HULC基因转录产生的IncRNA-HULC,可引起肝细胞的癌变,图示部分调控过程。请据图回答下列问题:
(1)在   (填细胞结构)中,DNA缠绕在组蛋白上形成   。由于   的阻碍,导致基因的转录和翻译在时空上的分隔。
(2)基因转录时,   酶结合到DNA的   区段驱动基因的转录,若两者无法结合则可能是后者发生了   。
(3)由于长链非编码RNA(IncRNA)具有多段不同序列,可同时与多种   结合,因此被称为miRNA海绵。据图可知,IncRNA导致细胞癌变的机制是   。
(4)据图分析,患者体内IncRNA-HULC含量明显增加的原因是   。
(5)根据本研究成果,提出一种治疗肝癌的可能途径   。
【答案】(1)细胞核;染色质(染色体);核膜
(2)RNA聚合(酶);启动子;甲基化或基因突变
(3)miRNA;IncRNA与抑癌基因的mRNA结合,抑制抑癌基因表达,引起细胞癌变。
(4)IncRNA-HULC与miR-372结合,减弱了miR-372对蛋白激酶A基因表达的抑制,提高了细胞中蛋白激酶A的含量,促进HULC基因转录产生IncRNA-HULC
(5)研发提高miR-372转录水平的药物,或降低IncRNA-HULC转录水平的药物
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;表观遗传;基因的表达综合
【解析】【解答】(1)真核细胞中DNA的主要存在场所是细胞核,DNA与组蛋白结合形成染色质(细胞分裂期会高度螺旋化形成染色体),这是遗传物质的主要载体。转录过程发生在细胞核内,而翻译过程在细胞质中的核糖体上进行,核膜作为细胞核与细胞质的边界,将两个过程在空间上分隔开,同时也导致二者在时间上出现先后顺序,即转录先发生,翻译后发生。
(2)基因转录的启动需要RNA聚合酶的参与,该酶会特异性结合到DNA上的启动子区段,从而驱动转录过程的开始。如果RNA聚合酶与启动子无法结合,可能是启动子区域发生了甲基化(属于表观遗传修饰,会影响基因表达的启动),也可能是启动子序列发生了基因突变,导致酶的结合位点改变,进而阻碍转录。
(3)由图示调控过程可知,长链非编码RNA(IncRNA)具有多段不同的核苷酸序列,这一结构特点使其能够同时与多种微小RNA(miRNA)结合,因此被称为“miRNA海绵”。抑癌基因的功能是抑制细胞异常增殖,而IncRNA会与抑癌基因转录产生的mRNA结合,阻止该mRNA作为模板进行翻译,导致抑癌基因无法表达出相应的功能蛋白,最终引起肝细胞癌变。
(4)图示中存在一条正反馈调节通路导致IncRNA-HULC含量增加:IncRNA-HULC首先与miR-372结合,使得miR-372无法发挥对蛋白激酶A基因的抑制作用;蛋白激酶A基因表达增强,细胞中蛋白激酶A的含量提高;该蛋白又会反过来促进HULC基因的转录,产生更多的IncRNA-HULC,形成循环放大效应,最终导致患者体内IncRNA-HULC含量明显升高。
(5)结合题干中的调控机制,治疗肝癌的核心思路是阻断癌变相关的调控通路。可通过研发药物提高miR-372的转录水平,让其更多地抑制蛋白激酶A基因和IncRNA-HULC的表达;也可设计靶向药物降解IncRNA-HULC,解除其对抑癌基因的抑制作用;还能通过抑制蛋白激酶A的活性,阻断正反馈循环,从而抑制肝细胞的异常增殖,达到治疗肝癌的目的。
【分析】基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成,包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板,按照密码子和氨基酸之间的对应关系,在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(1)真核细胞有成形的细胞核,在细胞核内,DNA缠绕在组蛋白上形成染色质(染色体);转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,通常在细胞核内进行,翻译是在细胞质中的核糖体上形成的,故由于核膜的阻碍,导致基因的转录和翻译在时空上的分隔。
(2)启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程中需要RNA聚合酶的参与,基因转录时RNA聚合酶结合到DNA的启动子区段驱动基因的转录,若两者无法结合则可能是启动子发生了甲基化(表观遗传的一种)或基因突变(DNA分子中发生碱基对的增添、替换或缺失等)。
(3)分析图示可知,图示中IncRNA-HULC与miRNA结合,阻止miRNA降解靶mRNA(如PRKACB),从而激活促癌信号通路,由于长链非编码RNA(IncRNA)具有多段不同序列,可同时与多种miRNA结合,因此被称为miRNA海绵;mRNA是翻译的模板,据图可知,IncRNA与抑癌基因的mRNA结合,抑制抑癌基因表达,引起细胞癌变。
(4)据图分析,患者体内IncRNA-HULC含量明显增加的原因是:IncRNA-HULC与miR-372结合,减弱了miR-372对蛋白激酶A基因表达的抑制,提高了细胞中蛋白激酶A的含量,促进HULC基因转录产生IncRNA-HULC。
(5)结合上述过程可知,患者体内miR-372转录水平降低,IncRNA-HULC转录水平升高,故可通过研发提高miR-372转录水平的药物,或降低IncRNA-HULC转录水平的药物治疗肝癌。
21.(2025高三上·苏州开学考)PSI、PSII、ATP合酶等是植物叶绿体类囊体膜上与光合作用密切相关的一系列蛋白质复合体,相关电子传递途径如图1所示,请回答相关问题:
(1)当植物NADP+缺乏时,会激活图中的环式电子传递,电子会在PSI和细胞色素b6f间进行环式电子传递,仅产生ATP不产生NADPH。那叶绿体中   (填“能”、“不能”)产生氧气。
(2)正常情况下,光合电子传递链的最终电子受体是   。而在低氧环境中,叶绿体内氢化酶活性提高,部分电子(e-)流向参与生成氢气的代谢过程,导致   的生成量减少,   的还原量减少,生成的有机物减少,导致植物生长不良。
(3)PSII作用中心的色素分子P680是一种特殊的叶绿素a(分子结构式如图2,其中①为亲水端,②为疏水端,二者可与磷脂分子相连)。在酸性条件下,叶绿素a分子很容易失去镁元素成为脱镁叶绿素(黄褐色)。下列说法正确的有 。
A.①和②的存在有利于叶绿素a在类囊体膜上固定
B.叶绿素a与催化其合成的酶共有元素有C、H、O、N
C.可通过测定叶绿体中色素提取液在蓝紫光下的吸光值(吸光值的大小与有色物质的含量成正比)来计算出叶绿素的含量
D.制作青团子时,加入少量食用碱可保持鲜绿
(4)百草枯(除草剂)会与图1中PQ竞争,争夺水光解后的e-,可阻止电子传递至细胞色素b6f复合体,抑制H+的运输。经一系列反应生成各种活性氧,大量活性氧攻击生物膜使细胞死亡。从电子传递角度分析使用百草枯后叶绿体ATP含量的可能变化并说明原因   。为了保证其除草效果,应选择的天气状况是   (填“晴天”或“阴天”)。而另一类除草醚等通过干扰细胞呼吸而达到除草的目的,其作用的细胞器是   。
【答案】(1)不能
(2)NADP+;NADPH;C3
(3)A;B;D
(4)下降,百草枯阻止电子传递抑制了H+的运输,使膜内外H+的浓度差减小,ATP的合成量减少;晴天;线粒体
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;光合作用的过程和意义;叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】(1)氧气的产生源于光反应中水的光解,而水的光解与NADPH的生成密切相关。当NADP+缺乏时,环式电子传递仅产生ATP但不生成NADPH,水的光解无法正常进行,因此叶绿体中不能产生氧气。
(2)正常光合电子传递链中,电子最终会传递给NADP+,使其被还原为NADPH,故最终电子受体是NADP+。低氧环境下,氢化酶活性提高,部分电子流向氢气生成过程,导致参与NADPH合成的电子减少,NADPH生成量下降。暗反应中C3的还原需要NADPH提供还原剂和能量,NADPH不足会直接导致C3还原量减少,有机物合成受阻,植物生长不良。
(3)A、类囊体膜的基本支架是磷脂双分子层,磷脂分子头部亲水、尾部疏水。叶绿素a的①为亲水端,可与磷脂头部结合,②为疏水端,能嵌入磷脂尾部的疏水区,这种结构特点有利于叶绿素a稳定固定在类囊体膜上,A符合题意;
B、叶绿素a的元素组成包括C、H、O、N、Mg,催化其合成的酶本质为蛋白质(核心元素C、H、O、N)或RNA(C、H、O、N、P),二者共有的元素是C、H、O、N,B符合题意;
C、叶绿体中的类胡萝卜素也能吸收蓝紫光,若仅测定蓝紫光下的吸光值,会受到类胡萝卜素的干扰,无法准确计算叶绿素的含量,应选择叶绿素特有的吸收峰(红光区)进行测定,C不符合题意;
D、叶绿素在酸性条件下易失去镁元素变成黄褐色的脱镁叶绿素,制作青团子时加入少量食用碱,可中和环境中的酸性物质,抑制脱镁反应,维持叶绿素的鲜绿色,D符合题意。
故答案为:ABD。
(4)ATP的合成依赖类囊体膜内外的H+浓度差,H+的运输与电子传递过程相关。百草枯与PQ竞争水光解后的电子,阻止电子传递至细胞色素b6f复合体,导致H+运输受阻,膜内外H+浓度差减小,ATP合酶无法高效合成ATP,因此叶绿体中ATP含量下降。百草枯的作用依赖光反应产生的电子,晴天光照充足,光反应旺盛,电子生成多,除草效果更显著,故应选择晴天使用。细胞呼吸的主要场所是线粒体,除草醚通过干扰细胞呼吸发挥作用,因此其作用的细胞器是线粒体。
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气;NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应(卡尔文循环),最终将二氧化碳合成为糖分子,并将能量储存到糖分子中。
(1)据图可知,图中氧气的产生需要NADPH的参与,故仅产生ATP不产生NADPH,则叶绿体中不能产生氧气。
(2)正常情况下,光合电子传递链的最终电子受体是NADP+,产物是NADPH;暗反应过程中,C3的还原需要NADPH和ATP的参与,在低氧环境中,叶绿体内氢化酶活性提高,部分电子(e-)流向参与生成氢气的代谢过程,导致NADPH的生成量减少,C3的还原量减少,生成的有机物减少,导致植物生长不良。
(3)A、类囊体膜由磷脂双分子层构成,具有亲水头部(外侧)和疏水尾部(内侧)。叶绿素a的①(亲水端)可与磷脂分子的亲水部分结合,②(疏水端)则嵌入疏水区,从而稳定固定在膜上,A正确;
B、叶绿素a的分子结构含C、H、O、N、Mg,酶的本质是蛋白质(基本元素为C、H、O、N)或RNA(含C、H、O、N、P),两者的共有元素为C、H、O、N,B正确;
C、叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光,故不能通过测定叶绿体中色素提取液在蓝紫光下的吸光值(吸光值的大小与有色物质的含量成正比)来计算出叶绿素的含量,C错误;
D、叶绿素在酸性条件下易脱镁(变为黄褐色脱镁叶绿素),食用碱(如Na2CO3)可中和酸性环境,抑制脱镁反应,维持叶绿素结构稳定,D正确。
故选ABD。
(4)分析题意可知,百草枯阻止电子传递抑制了H+的运输,使膜内外H+的浓度差减小,ATP的合成量减少,故从电子传递角度分析使用百草枯后叶绿体ATP含量会下降;由于除草剂的使用需要光照条件下水的光解反应,故应选择的天气状况是晴天;线粒体是有氧呼吸的主要场所,而另一类除草醚等通过干扰细胞呼吸而达到除草的目的,其作用的细胞器是线粒体。
22.(2025高三上·苏州开学考)肠微生物——肠——脑轴(MGBA)是肠道与中枢神经系统之间的双向调节通路,中枢神经系统能通过信号传导影响肠道菌群的分布,肠道菌群可以通过菌体自身或其代谢产物对人脑产生影响,部分机制如图1所示。回答相关问题:
(1)人脑主要通过由传出神经组成的   系统向肠道菌群发送信号,再由中枢向肠道发出相应的指令,使肠道蠕动发生改变,该过程属于   (填“神经”、“体液”、“神经-体液”)调节。
(2)肠道菌群失调后,可通过MGBA通路作用于大脑,使下丘脑分泌的   激素水平升高,通过下丘脑、垂体和肾上腺之间存在的   调节,放大了激素调节效应,有利于精准调控。从图中可以看出糖皮质激素即能   ;又能抑制   (填细胞II名称)分泌细胞因子,从而减少浆细胞产生的抗体量。
(3)我国科学家研究发现,自闭症模型小鼠(ASD模型鼠)肠道中罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)数量显著降低,且外源补充该菌可改善其社交障碍。进一步机制研究表明,罗伊氏乳杆菌通过调节肠道菌群代谢产物短链脂肪酸(SCFAs)的比例,并依赖迷走神经途径发挥改善作用。图2显示了正常鼠与ASD模型鼠肠道SCFAs中乙酸、丙酸、丁酸的含量。
正常小鼠与ASD模型小鼠肠道菌群SCFAs含量对比
①分析图2数据,ASD模型鼠肠道中丙酸含量较正常鼠   ,而乙酸含量较正常鼠   。已知丙酸可通过血脑屏障进入大脑,抑制神经元活性;乙酸则可刺激肠道内分泌细胞产生5-HT(5-羟色胺,一种神经递质,在神经系统的信息传递和情绪调节中发挥着关键作用),进而激活迷走神经信号。据此推测,ASD模型鼠社交障碍的可能机制是   。
②为进一步验证“乙酸→5-HT→迷走神经”通路在罗伊氏乳杆菌改善行为中的作用,研究人员在给ASD模型鼠灌胃罗伊氏乳杆菌的同时,腹腔注射一种可特异性阻断肠道5-HT受体的抑制剂。下列关于该实验的叙述正确的有   。
A.该实验的自变量是5-HT受体是否被阻断
B.抑制剂的使用会直接影响罗伊氏乳杆菌在肠道的生长、繁殖能力
C.预期该组小鼠肠道内乙酸含量仍会上升,但5-HT信号传导受阻
D.该实验应设置单独注射5-HT受体抑制剂组作为对照
【答案】(1)自主神经;神经
(2)促肾上腺皮质激素释放;分级;保护黏膜,调节肠道菌群;辅助性T细胞
(3)升高;降低;丙酸含量增加,抑制神经元功能,同时乙酸不足导致5-HT产生减少,迷走神经激活不足;AC
【知识点】神经冲动的产生和传导;神经系统的基本结构;体液免疫;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)人体中调节内脏器官(如肠道)活动的传出神经构成自主神经系统,人脑通过该系统向肠道菌群发送信号,进而指令肠道蠕动改变。整个过程仅通过神经传导实现,无体液调节参与,因此属于神经调节。
(2)下丘脑、垂体和肾上腺之间存在分级调节机制,下丘脑首先分泌促肾上腺皮质激素释放激素,作用于垂体促进其分泌相关激素,进而调控肾上腺分泌糖皮质激素,该调节方式可放大激素效应。从机制来看,糖皮质激素一方面能保护黏膜并调节肠道菌群,另一方面可抑制辅助性T细胞分泌细胞因子,而细胞因子是促进B细胞分化为浆细胞产生抗体的关键,从而减少抗体生成。
(3)①对比图2数据可知,ASD模型鼠肠道中丙酸含量较正常鼠升高,乙酸含量较正常鼠降低。已知丙酸可进入大脑抑制神经元活性,乙酸能刺激肠道内分泌细胞产生5-HT并激活迷走神经,因此ASD模型鼠社交障碍的可能机制是:丙酸含量增加抑制神经元功能,同时乙酸不足导致5-HT产生减少,迷走神经激活不足,进而影响大脑的信息传递和情绪调节。
②A、实验的自变量是5-HT受体是否被阻断,一组为灌胃罗伊氏乳杆菌+注射5-HT受体抑制剂(阻断组),另一组为灌胃罗伊氏乳杆菌+注射生理盐水(未阻断组),仅受体阻断情况不同,符合自变量定义,A符合题意;
B、抑制剂的作用是特异性阻断肠道5-HT受体,不直接影响罗伊氏乳杆菌的生长繁殖,乳杆菌的生存依赖肠道环境,与受体阻断无关,B不符合题意;
C、罗伊氏乳杆菌可调节SCFAs比例,使乙酸含量上升,而抑制剂仅阻断5-HT受体,不影响乙酸生成,因此肠道内乙酸含量仍会上升,但5-HT无法与受体结合,信号传导受阻,C符合题意;
D、实验目的是验证“乙酸→5-HT→迷走神经”通路在罗伊氏乳杆菌改善行为中的作用,核心对照应为“灌胃乳杆菌+有无抑制剂”,无需设置单独注射抑制剂组,单独注射组无法体现通路与乳杆菌的关联,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】神经系统方面,涉及自主神经系统的功能,自主神经系统作为传出神经的一部分,专门负责调节内脏器官的活动,使人脑能够间接调控肠道菌群和肠道蠕动,体现了神经系统对内脏功能的调控作用。激素调节方面,下丘脑 - 垂体 - 肾上腺轴的分级调节是内分泌系统中重要的调节方式,通过多级激素的分泌传递,能够放大激素的调节效应,使机体对内外环境的变化做出更精准的反应,糖皮质激素在此过程中既参与肠道黏膜保护和菌群调节,又介入免疫调节,体现了激素功能的多样性。免疫调节部分,辅助性 T 细胞作为免疫细胞的重要组成,其分泌的细胞因子对 B 细胞分化为浆细胞并产生抗体具有关键促进作用,糖皮质激素对辅助性 T 细胞的抑制,揭示了神经 - 体液 - 免疫三大系统之间的相互联系。肠道菌群与神经调节的关联中,短链脂肪酸作为肠道菌群的代谢产物,能够通过不同途径影响大脑功能,丙酸抑制神经元活性、乙酸促进神经递质产生,体现了肠道菌群通过代谢产物参与机体稳态调节的机制。实验设计部分,自变量的确定和对照原则的应用是核心,通过明确自变量、控制无关变量,能够确保实验结果的科学性和可靠性,帮助验证特定信号通路在生理过程中的作用。
(1)人体神经系统中,负责调节内脏器官(如肠道)活动的传出神经组成自主神经系统(包括交感神经和副交感神经)。肠道蠕动属于内脏器官的运动,其调节依赖自主神经系统传递中枢(人脑)的信号。调节方式的判断关键在于分析参与调节的系统:题干明确 “人脑通过传出神经组成的自主神经系统向肠道菌群发送信号,再由中枢发出指令改变肠道蠕动”,整个过程仅依赖神经传导(电信号和化学信号在神经纤维上的传递)。
(2)题干提及 “下丘脑、垂体和肾上腺之间存在的调节”,这是典型的下丘脑 - 垂体 - 肾上腺(HPA)轴分级调节:下丘脑首先分泌促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),作用于垂体,促使垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),ACTH 再作用于肾上腺,促进糖皮质激素分泌。题干配图明确标注糖皮质激素的作用之一是 “保护黏膜,调节肠道菌群”。免疫调节中,辅助性 T 细胞是分泌 “细胞因子” 的核心细胞,细胞因子可促进 B 细胞增殖分化为浆细胞(产生抗体)。
(3)①题干明确两个关键信息:丙酸可通过血脑屏障抑制神经元活性;乙酸可刺激肠道内分泌细胞产生 5-HT(神经递质,调节情绪和信息传递),进而激活迷走神经。 ASD模型鼠存在 “社交障碍”(与神经系统功能异常相关),推测其病理机制为:丙酸含量升高(抑制神经元活性,影响大脑正常功能),同时乙酸含量降低(导致 5-HT 产生不足,迷走神经无法有效激活,影响神经信号传递)。 综上,ASD模型鼠社交障碍的可能机制为:丙酸含量增加,抑制神经元功能,同时乙酸不足导致 5-HT 产生减少,迷走神经激活不足(需同时体现两种物质的异常及对应的功能障碍)。
②A、该实验的自变量是5-HT受体是否被阻断。实验分组为:一组 “灌胃罗伊氏乳杆菌 + 注射 5-HT 受体抑制剂”(阻断受体),另一组 “灌胃罗伊氏乳杆菌 + 注射生理盐水”(不阻断受体),两组唯一差异是 “5-HT受体是否被阻断”,符合 “自变量” 的定义(实验中人为改变的变量),A正确;
B、抑制剂的使用会直接影响罗伊氏乳杆菌在肠道的生长、繁殖能力,抑制剂的作用是 “特异性阻断肠道 5-HT 受体”(作用于肠道细胞的受体),而罗伊氏乳杆菌的生长繁殖依赖肠道环境(如营养、pH 等),二者无直接关联,抑制剂不会影响乳杆菌的活性,B错误;
C、预期该组小鼠肠道内乙酸含量仍会上升,但5-HT信号传导受阻,罗伊氏乳杆菌的作用是 “调节肠道菌群代谢产物短链脂肪酸(SCFAs)的比例”,会促进乙酸含量上升(与是否使用抑制剂无关);但抑制剂阻断5-HT受体后,即使乙酸刺激产生5-HT,5-HT也无法与受体结合,导致信号传导受阻,C正确;
D、该实验应设置单独注射 5-HT 受体抑制剂组作为对照。实验目的是验证 “乙酸→5-HT→迷走神经” 通路在 “罗伊氏乳杆菌改善行为” 中的作用,核心对照应为 “灌胃乳杆菌 + 无抑制剂” vs “灌胃乳杆菌 + 有抑制剂”,以排除抑制剂本身对行为的影响,可设置 “注射生理盐水” 的对照组,而非 “单独注射抑制剂组”(单独注射组无法体现通路与乳杆菌的关联),D错误。
故选AC。
23.(2025高三上·苏州开学考)湖水中蓝细菌的过度繁殖易引起水华。目前,有效控制蓝细菌繁殖的途径有:一种是蓝细菌爆发后的防治,另一种是湖底休眠蓝细菌复苏的抑制。
(1)浮床植物根系吸收N、P等元素可以合成   等生物大分子。根系还可吸附大量反硝化细菌(可将水体中的硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气,同时消耗大量的有机碳),进而降低水体中氮的含量,该细菌属于生态系统组分中的   。
(2)湖底沉积物释放的N、P也有助于蓝细菌爆发。某团队为探究底泥覆盖物对休眠蓝细菌复苏的影响,进行以下实验:
实验步骤 简单操作过程及其目的
取材并分组 采集原位水样及湖底沉积物,随机均分为四组;对原位水样进行过滤的目的是①   
设置对照组与实验组 设置控N(沸石覆盖于沉积物)、控P(润土覆盖于沉积物)及N、P双控(沸石和润土覆盖于沉积物)3个实验组。对照组的处理是②   
进行实验处理 向每组实验中加入经过滤的原位水,并使用锡箔纸将装置中的沉积物部分包裹,目的是③   ,然后在相同且适宜条件下培养120天
测定相关实验指标 每隔6天取上覆水,分别测定浮游植物的相对生物量和叶绿素a的浓度
上述实验结果见图1、图2所示,据图回答问题:
(i)据图2分析,可通过人工引入   的方式抑制蓝细菌,原因是该浮游植物可降低蓝细菌在   (至少写出两点)等方面的种间竞争力,进而有效抑制蓝细菌。
(ii)据实验结果分析,   处理是抑制休眠蓝细菌复苏的有效方案,原因有   。
(3)生态浮床是一种常见的氮磷削减技术,需有效选择生物组分并进行合理布局,涉及生态工程中的   原理。浮床植物的组合可综合考虑其净化和景观效果,体现了生物多样性的   价值。
【答案】(1)蛋白质、核酸;分解者
(2)排除水样中原有浮游植物对实验结果的影响;未覆盖任何材料的沉积物;避免沉积物-水界面以下受到光照的影响;硅藻;光照、无机盐、CO2和空间(答到任意2点);氮磷双控;氮磷双控既减少了蓝细菌复苏的数量,又改变了浮游植物的优势种,更有效的抑制蓝细菌引起的水华
(3)自生;直接和间接
【知识点】生态系统的结构;生态工程依据的生态学原理;生态系统的物质循环;生物多样性的价值
【解析】【解答】(1)生物大分子中含有N、P元素的是蛋白质和核酸,蛋白质的基本组成元素包括C、H、O、N,部分还含S等,核酸则由C、H、O、N、P组成,因此浮床植物根系吸收的N、P元素可用于合成这两类生物大分子。反硝化细菌能将水体中的硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气,同时消耗大量有机碳,其营养方式是分解环境中的有机物获取能量和物质,符合生态系统中分解者的功能定位,因此属于分解者。
(2)①实验的目的是探究底泥覆盖物对休眠蓝细菌复苏的影响,实验指标包括浮游植物的相对生物量和叶绿素a浓度。原位水样中可能含有原有浮游植物,这些植物会干扰实验结果,因此对原位水样进行过滤,目的是排除水样中原有浮游植物的影响,保证实验结果仅由实验处理(底泥覆盖物)导致。②对照组的设置需遵循单一变量原则,实验组分别进行控N、控P、N/P双控处理(覆盖相应材料),因此对照组应不进行覆盖处理,即处理为未覆盖任何材料的沉积物,以排除覆盖操作本身对实验的干扰,确保实验变量的唯一性。③蓝细菌的复苏和生长可能受光照影响,使用锡箔纸包裹沉积物部分,可避免沉积物-水界面以下受到光照,排除光照这一无关变量对休眠蓝细菌复苏的影响,保证实验条件的一致性。
(i)据图2可知,氮磷双控处理组中硅藻的相对生物量显著高于其他组,而蓝细菌的生长受到抑制。硅藻作为浮游植物,与蓝细菌之间存在种间竞争关系,会争夺光照、无机盐(N、P等)、CO2和生存空间等资源,从而降低蓝细菌在这些资源获取方面的竞争力,进而抑制蓝细菌的复苏和繁殖,因此可通过人工引入硅藻的方式抑制蓝细菌。
(ii)分析实验结果,氮磷双控处理组中,浮游植物的相对生物量和叶绿素a浓度均处于较低水平,说明蓝细菌复苏的数量减少;同时,该组中硅藻成为优势种,取代了蓝细菌的优势地位,进一步抑制了蓝细菌引起的水华。相比单一控N或控P处理,氮磷双控既从营养供应上限制了蓝细菌的生长,又改变了浮游植物的群落结构,因此是抑制休眠蓝细菌复苏的有效方案。
(3)生态工程的自生原理强调系统内生物组分的自组织、自我优化和自我更新,生态浮床中选择合适的生物组分(如浮床植物、微生物)并进行合理布局,使各组分之间相互配合、协同作用,实现氮磷削减的功能,体现了自生原理。浮床植物的净化功能能够调节生态系统的物质循环,维持生态平衡,属于生物多样性的间接价值;而景观效果满足了人类的观赏需求,属于生物多样性的直接价值,因此该组合体现了生物多样性的直接和间接价值。
【分析】生态系统的分解者是能将有机物分解为无机物的生物,反硝化细菌通过分解有机碳获取能量,符合分解者的定义。实验设计中,过滤水样、设置空白对照、控制无关变量(如光照)都是为了确保实验结果的科学性和准确性,遵循单一变量、对照和无关变量控制原则。种间竞争是生物之间争夺资源和空间的关系,硅藻与蓝细菌的竞争直接影响两者的种群数量,进而影响水华的发生。生态工程的自生原理注重生物组分的合理搭配与协同作用,实现系统的自我调节和功能稳定。生物多样性的直接价值体现在对人类的实用和非实用意义,间接价值则是对生态系统的调节功能,浮床植物的净化和景观功能分别对应这两类价值。
(1)生物大分子中含有N、P元素的是蛋白质(含N等元素)和核酸(含N、P元素),所以浮床植物根系吸收N、P等元素可以合成蛋白质、核酸等生物大分子。反硝化细菌可将水体中的硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气,同时消耗大量的有机碳,也就是能分解有机物,在生态系统中属于分解者。
(2)对原位水样进行过滤,是为了排除水样中原有浮游植物对实验结果的影响,保证实验是在我们所设置的条件下进行,确保实验结果的准确性。对照组是不进行实验变量处理的组,所以对照组的处理是未覆盖任何材料的沉积物,这样才能与其他实验组(控N、控P、N、P双控)形成对照。使用锡箔纸将装置中的沉积物部分包裹,目的是避免沉积物 - 水界面以下受到光照的影响,因为光照可能会影响蓝细菌等生物的生长,排除光照这一无关变量对实验的干扰。
(i)据图 2 分析,可通过人工引入硅藻的方式抑制蓝细菌。硅藻作为浮游植物,可与蓝细菌竞争光照、无机盐、CO2和空间等资源,从而降低蓝细菌在这些方面的种间竞争力,进而有效抑制蓝细菌。
(ii)据实验结果分析,氮磷双控处理是抑制休眠蓝细菌复苏的有效方案。从实验结果看,氮磷双控既减少了蓝细菌复苏的数量,又改变了浮游植物的优势种,能更有效地抑制蓝细菌引起的水华,所以是有效方案。
(3)生态浮床需有效选择生物组分并进行合理布局,涉及生态工程中的自生原理,自生原理强调生物组分的自组织、自我优化等。 浮床植物的组合可综合考虑其净化(这体现了生物多样性的间接价值,间接价值是对生态系统起到重要调节功能的价值)和景观效果(这体现了生物多样性的直接价值,直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值),所以体现了生物多样性的直接和间接价值。
24.(2025高三上·苏州开学考)果蝇的眼色有红眼、紫眼、白眼三种表型,受两对等位基因A/a和B/b控制,已知A/a基因在常染色体上,B/b基因不在XY染色体同源区段。为研究果蝇眼色的遗传方式,研究人员利用白眼和紫眼两种纯合果蝇品系作为亲本进行了杂交实验,F1个体随机交配产生F2,结果见下表。回答下列问题:
杂交组合 P F1 F2
正交 白眼♀×紫眼♂ 红眼♀、红眼♂ 红眼♀:红眼♂:紫眼♂:白眼♀:白眼♂=6:3:3:2:2
反交 紫眼♀×白眼♂ 红眼♀、紫眼♂ ?
(1)该果蝇次级精母细胞中含有   条X染色体。
(2)某同学分析实验结果得出两个结论。结论1:控制果蝇眼色的两对等位基因(A/a和B/b)的遗传遵循基因的   定律。结论2:控制果蝇眼色的基因(B/b)位于   染色体上。
(3)正交实验F2中白眼雌果蝇的基因型是   。反交实验中,F2的红眼:紫眼:白眼=   。若让正交实验F2中红眼雌雄果蝇全部个体混合,让其自由交配,理论上后代中紫眼雄果蝇所占比例是   。
(4)对正交实验F1雌果蝇进行诱变育种,得到一只X染色体上隐性纯合致死的突变果蝇。则该突变个体可能的基因型有   (突变基因用D或d表示),该果蝇与纯合紫眼雄果蝇杂交后,后代雌果蝇:雄果蝇=   。
(5)科研人员发现基因D/d发生某种突变对蛋白质结构影响的机制如图2所示(注:终止密码子为UAA、UAG、UGA)。
图中基因突变的原因是DNA分子中发生碱基的   ,导致蛋白质功能改变的原因是   。
【答案】(1)0、1、2
(2)自由组合;X
(3)aaXBXb、aaXBXB;3:3:2;1/9
(4)AaXBDXbd或AaXBdXbD;2:1
(5)替换;mRNA中的终止密码子提前出现,翻译提前终止,导致肽链中氨基酸排序发生改变(肽链变短),蛋白质功能改变
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;基因突变的类型;基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】(1)果蝇性别决定为XY型,雄性体细胞染色体组成为XY。减数第一次分裂后期,同源染色体X和Y分离,分别进入两个次级精母细胞。次级精母细胞在减数第二次分裂前期和中期,染色体数目减半,若含X染色体则为1条,含Y染色体则为0条;减数第二次分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍,若含X染色体则为2条。因此,次级精母细胞中X染色体的数量可能为0、1或2条。
(2)正交实验中F2表型比例为6:3:3:2:2,总和为16,是9:3:3:1的变式,说明两对等位基因独立遗传,遵循基因的自由组合定律。正交(白眼♀×紫眼♂)的F1均为红眼,反交(紫眼♀×白眼♂)的F1雌性为红眼、雄性为紫眼,表型与性别相关联,且题目明确B/b基因不在XY染色体同源区段,因此B/b基因位于X染色体上。
(3)根据正交实验结果,F1基因型为AaX X (雌)和AaX Y(雄),F2中白眼果蝇基因型为aa__,雌果蝇性染色体为X X-,因此白眼雌果蝇的基因型为aaX X 、aaX X 。反交亲本为纯合紫眼雌果蝇(AAX X )和纯合白眼雄果蝇(aaX Y),F1基因型为AaX X (雌)和AaX Y(雄),F2中红眼(A-X -)占3/4×1/2=3/8,紫眼(A-X -)占3/4×1/2=3/8,白眼(aa__)占1/4=2/8,因此红眼:紫眼:白眼=3:3:2。正交F2中红眼雌果蝇基因型为A-X X 、A-X X ,红眼雄果蝇基因型为A-X Y。单独分析A/a基因,雌雄果蝇均为1/3AA、2/3Aa,自由交配后代A-占8/9、aa占1/9;单独分析B/b基因,雌果蝇为1/2X X 、1/2X X ,雄果蝇为X Y,自由交配后代X Y占1/8。因此,后代中紫眼雄果蝇(A-X Y)所占比例为8/9×1/8=1/9。
(4)正交F1雌果蝇基因型为AaX X ,诱变后X染色体上出现隐性纯合致死突变基因(D/d),突变个体基因型需满足X染色体上隐性纯合致死,且原有B/b基因仍存在,因此可能的基因型为AaX X 或AaX X 。该突变雌果蝇与纯合紫眼雄果蝇(AAX Y)杂交,后代雄果蝇基因型为X Y、X Y(或X Y、X Y),其中隐性纯合(X Y或X Y中的隐性纯合类型)致死,存活雄果蝇占1/2;雌果蝇均存活,因此后代雌果蝇:雄果蝇=2:1。
(5)据图可知,基因突变后DNA分子中某碱基对发生改变,即碱基的替换(如T-A替换为A-T)。基因突变导致mRNA中提前出现终止密码子(UAA、UAG、UGA),使翻译过程提前终止,肽链长度变短,氨基酸序列改变,最终导致蛋白质功能改变。
【分析】基因自由组合定律的判断依据是F2表型比例为9:3:3:1的变式,体现了非同源染色体上非等位基因的独立遗传。伴性遗传的关键特征是表型与性别相关联,结合B/b基因不在XY同源区段的条件,可确定其位于X染色体上。减数分裂过程中,次级精母细胞的染色体组成随分裂时期变化,导致X染色体数量出现0、1、2三种可能。基因突变对蛋白质功能的影响通过碱基替换引发终止密码子提前出现,导致翻译提前终止,这体现了基因表达过程中DNA、mRNA与蛋白质之间的对应关系。此外,遗传计算需结合基因型频率、伴性遗传的概率计算方法,综合分析多对等位基因的遗传规律;诱变育种中的隐性纯合致死现象会改变后代的性别比例,需考虑致死基因对遗传结果的影响。
(1)果蝇的性别决定为XY型,雄性为XY,雌性为XX,次级精母细胞是减数第二次分裂的细胞,在减数第一次分裂后期同源染色体分离,则次级精母细胞可能含有0(不含X,含有Y染色体)、1(含有X染色体且处于减数第二分裂前期和中期)、2条X染色体(含有X染色体且处于减数第二次分裂后期)。
(2)正交F2表型比例为6:3:3:2:2(总和为16),是9:3:3:1的变式,说明两对基因独立遗传,遵循自由组合定律;该实验中正交(白眼♀×紫眼♂)与反交(紫眼♀×白眼♂)的F1结果不同(正交F1均为红眼,反交F1雌性为红眼、雄性为紫眼),说明B/b基因的遗传与性别相关,且不在XY同源区段(题目说明),故B/b位于X染色体上。
(3)正交实验F2中红眼:红眼:紫眼:白眼:白眼=6:3:3:2:2,且子一代都是红眼,反交F1雌性为长翅,雄性是小翅,则说明红眼为双显性,即A-XB-表现为红眼,白眼是aa--,F1基因型为AaXBXb,AaXBY,正交实验F2中白眼雌果蝇的基因型是aaXBXb、aaXBXB;分析可知反交亲本基因型为AAXbXb、aaXBY,F1为AaXBXb,AaXbY,则F2的表型及比例是红眼(A-XB-):紫眼(A-XbY、A-XbXb):白眼(aa--)=3:3:2;让正交实验F2中红眼雌雄果蝇全部个体混合,两对基因单独考虑,则雌雄个体都是1/3AA、2/3Aa,雌性有1/2XBXB、1/2XBXb,雄性是XBY,则aa=1/9,A-=8/9,XbY=1/4×1/2=1/8,理论上后代中紫眼雄果蝇(A-XbY)所占比例是8/9A-×1/8XbY=1/9。
(4)正交实验F1雌果蝇基因型是AaXBXb,对正交实验F1雌果蝇进行诱变育种,得到一只X染色体上隐性纯合致死的突变果蝇(突变基因用D或d表示),则该突变个体可能的基因型有AaXBDXbd或AaXBdXbD;该果蝇与纯合紫眼雄果蝇(AAXbY)杂交后,正常情况雌雄比例应为1∶1,由于存在纯合致死现象,则会影响子代的雄性存活率,后代雌果蝇:雄果蝇=2:1。
(5)据图分析,图中突变后的L对应位置碱基从TTA变为TAA,只有一个碱基不同,发生了碱基对的替换;密码子是mRNA上编码氨基酸的三个相邻碱基,图示mRNA中的终止密码子提前出现,翻译提前终止,导致肽链中氨基酸排序发生改变(肽链变短),蛋白质功能改变。
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