二、情境载体
一、选择题
1.(2024·安徽阜阳模拟)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种载体蛋白,由 305 个氨基酸组成。科学家将P 分子中第158 位的丝氨酸替换成亮氨酸,第240位的谷氨酰胺替换成苯丙氨酸,从而得到了新的蛋白质,将其命名为P1,P1不但保留P 的功能,而且还具有了酶的催化活性。下列说法正确的是( )
A.P1 蛋白与P 蛋白相比,可以提高相关化学反应的活化能
B.P1蛋白与P蛋白一样,分子或离子通过时不需要与之结合
C.P1蛋白与P 蛋白相比,肽键数目相等但是必需氨基酸含量降低
D.P蛋白改造成 P1 蛋白可用基因定点突变技术来进行碱基的替换
2.(2024·山西晋中模拟)植物细胞中的蛋白质会解离为R-(带负电的蛋白质)和H+两种离子,H+被细胞膜上的H+泵(具ATP水解酶活性)逆浓度梯度泵出细胞,使细胞呈现内负外正的电位差,成为细胞积累阳离子的主要动力。由于R-(不能扩散到细胞外)的吸引,溶液中阳离子借助膜上的转运蛋白进入细胞内,最终膜两侧离子浓度不相等,但达到了离子扩散速度相等的平衡,称为杜南平衡。下列叙述正确的是( )
A.蛋白质解离出的H+被膜上H+泵泵出细胞的方式为协助扩散
B.通过杜南平衡在细胞内积累某阳离子时会消耗细胞代谢产生的能量
C.将H+泵出细胞外的过程中,需要ATP提供磷酸基团将H+泵磷酸化
D.当细胞达到杜南平衡状态时,细胞膜内外不再发生水分子的交换
3.(2024·湖北二模)近年来研究发现,胞吞作用能参与细胞信号转导,其激活信号转导的最典型例子就是Notch信号通路。例如,果蝇正常发育的神经系统(信号细胞)可以通过该机制抑制上皮细胞(靶细胞)分化形成神经细胞,其过程如下图所示:当信号细胞膜上的DSL与靶细胞膜上的受体Notch结合后,会使Notch的S2位点被切割。进而Notch受体被靶细胞内吞形成内体,然后激活Y-分泌酶并在S3位点切割,最终产生的有活性的NICD调控基因表达。下列叙述错误的是( )
A.信号细胞内含DSL的内体可能来自高尔基体,也可能来自信号细胞的胞吞作用
B.Y-分泌酶基因缺陷的果蝇会因缺乏神经细胞引起神经细胞瘤
C.突触结构中细胞间信息交流的方式与该机制中细胞间信息交流的方式不同
D.大分子物质通过胞吞和胞吐作用进出细胞的过程离不开细胞膜上的蛋白质的参与
4.(2024·江苏徐州模拟)在哺乳动物XX个体中,一条X染色体失活,形成巴氏小体(XY个体中没有巴氏小体),如图所示。有关叙述错误的是( )
A.来自父本和母本的X染色体都有可能失活形成巴氏小体
B.通过巴氏小体检查可以确定胎儿性别和查出性染色体异常的患者
C.红绿色盲基因携带者的所有视网膜细胞都是正常的
D.巴氏小体的形成能使X染色体上的基因在雌雄个体中有近乎相等的有效剂量的遗传效应
5.有丝分裂整个过程都受到严格的调控,存在诸多检验机制来保证有丝分裂的正常进行。如图表示Mad2检验机制,在分裂中期时,若某染色体着丝粒只与细胞一极的纺锤丝相连,则该染色体上的 Mad2 蛋白检测到异常后会阻止细胞进入分裂后期; 若染色体着丝粒被细胞两极的纺锤丝相连且排列在赤道板上,则Mad2蛋白会消失,细胞正常进入分裂后期; 若采用微针对异常连接的染色体施加正常情况下的纺锤丝拉力,则细胞也可以进入分裂后期。下列叙述错误的是( )
A.正常情况下,每条染色体上都不存在Mad2 蛋白,细胞才可以进入分裂后期
B.推测 Mad2 蛋白的作用是检测染色体着丝粒是否被纺锤丝正确连接
C.若 Mad2 蛋白功能异常,即使纺锤丝未正确连接染色体,细胞也会进入分裂后期
D.癌细胞即使染色体连接、排列异常仍可以分裂,可能是Mad2检验机制失效
6.(2024·重庆九龙坡模拟)动物细胞在分裂间期,每条染色体完成复制后由黏连蛋白 SGO1连接两条姐妹染色单体,在细胞分裂的中、后期转换时,由APC/C复合物介导黏连蛋白 SGO1降解,使两条姐妹染色单体在后期得以分开,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.抑制APC/C 复合物的活性,细胞将停留在中期
B.激活APC/C 复合物的活性可以促进分离酶抑制蛋白的降解
C.黏连蛋白 SGO1 在细胞分裂间期由核糖体合成,通过核孔进入细胞核
D.黏连蛋白 SGO1异常产生染色体数目变异与秋水仙素作用机理相同
7.(2024·黑龙江大庆模拟)果蝇的长翅(A)与残翅(a)、黑身(B)与黄身(b)为两对相对性状,且位于一对常染色体上。一只基因型为AaBb的雌果蝇在减数分裂过程中有20%的初级卵母细胞发生图示行为,雄果蝇则不会发生此行为,但基因型为ab的雄配子半数不育。上述基因型为AaBb的雌雄个体相互交配,后代出现了一定数量的残翅黄身个体,理论上子代中残翅黄身个体占比为( )
A.15% B.20%
C.25% D.30%
8.(2024·重庆渝中三模)科学家在研究细胞中的DNA复制时发现了两个事实,事实1:DNA复制时一条模板链是5'→3'走向,其互补链在5'→3'方向上连续合成,称为前导链;另一条模板链是5'→3'走向,其互补链也是沿5'→3'方向合成,但在复制过程中会形成许多不连续的小片段,最后许多不连续的小片段在DNA连接酶的作用下连成一条完整的DNA单链,称为后随链。事实2:原核生物和真核生物线粒体DNA复制时只有一个复制起点,真核生物核DNA复制时会出现多个复制起点。基于上述事实,不能推出的结论是( )
A.原核生物DNA复制时后随链各小片段之间可在DNA连接酶作用下通过氢键相连
B.真核生物核DNA复制时DNA聚合酶只能催化DNA单链由5'→3'方向延伸
C.真核生物核DNA复制时前导链也需DNA连接酶作用才能形成一条完整的DNA单链
D.真核生物线粒体DNA与原核生物DNA的复制特点相似,二者可能有共同的起源
9.(2024·山东烟台三模)DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链,另一条叫作有义链。下图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是( )
A.不同基因可能同时复制,但不能同时转录
B.根据启动子和终止子的相对位置可判断哪条链作为反义链
C.DNA分子的一条链对不同基因来说,有的是有义链,有的是反义链
D.基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3'端到5'端进行的
10.(2024·山东泰安模拟预测)New Phytologist杂志发表了我国科学家有关大豆对盐胁迫响应的分子调控机制,过程如图所示。研究发现,miR160a可通过切割GmARF16基因转录的mRNA使大豆具有耐盐性。下列叙述错误的是( )
A.大豆的不耐盐与耐盐这对性状受多对基因共同决定
B.若GmMYC2基因启动子甲基化程度增加可提高耐盐性
C.脯氨酸含量增加可降低根部细胞渗透压引起耐盐性增强
D.miR160a通过碱基互补配对原则识别mRNA并断裂磷酸二酯键
11.(2024·江西模拟预测)实验发现,老鼠受到脚下电击时会表现出恐惧和不安。通过脚下电击+苯乙酮气味(类似水果味)可建立老鼠对苯乙酮气味的恐惧反射,且他们刚出生的子代也表现出对苯乙酮气味的恐惧反射。进一步研究发现,此类老鼠鼻子内有负责感知苯乙酮气味的受体,该受体基因(Olfr151基因)的启动子位置甲基化水平较低,导致该基因高表达,从而对该种气体形成高敏感性与恐惧的条件反射。下列相关分析错误的是( )
A.Olfr151基因启动子的高水平甲基化修饰会抑制该基因的表达
B.亲代Olfr151基因的甲基化修饰通过遗传影响后代表型
C.环境因素影响引起的基因甲基化修饰也可遗传给子代
D.Olfr151基因的甲基化修饰使启动子的碱基序列发生了改变
12.(2024·河北张家口模拟预测)神经胶质细胞终身具有分裂能力,当大脑或脊髓发生损伤时,主要依靠神经胶质细胞的增殖来填充组织缺损。某研究团队构建了神经胶质细胞—神经元的体外共培养体系,发现在加入缓激肽后,神经胶质细胞内的钙离子浓度升高,进而诱发谷氨酸释放。释放的谷氨酸通过与神经元表面的谷氨酸受体结合,能引发神经元内钙离子浓度的升高,从而促进神经递质的释放。下列叙述错误的是( )
A.组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞两大类
B.神经胶质细胞是神经系统结构与功能的基本单位,其数量远多于神经元
C.在体外培养条件下,神经胶质细胞能通过释放谷氨酸参与神经系统的信号传导
D.若能实现体外诱导神经胶质细胞分化为神经元,可为神经退行性疾病的治疗提供希望
13.(2024·湖北襄阳三模)有些人吃苦药时,会在药里加糖,但仍然感觉很苦。下图是哺乳动物感知味觉、调节摄食相关机制的过程,下列相关叙述错误的是( )
注:GCbt区为苦觉皮层区,CeA区为甜觉皮层区;“+”表示促进,“-”表示抑制。
A.产生苦味和甜味这两种感觉的中枢在脑干
B.苦药里加糖,仍然感觉很苦,是因为GCbt区会抑制脑干甜味中枢
C.猫科动物因为缺失了甜味化合物的受体编码基因,所以品尝不出甜味
D.吃苦药产生苦觉的过程不属于非条件反射
14.(2024·辽宁沈阳三模)抑郁症患者的突触间隙中常出现5-羟色胺(5-HT)水平偏低的情况,常用的抗抑郁药氟西汀(化学成分:氟氧苯丙胺)和MAO抑制剂可通过调节5-羟色胺水平来改善抑郁的症状。两种药物的作用机理如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.5-HT与突触后膜上的受体结合后使电信号转变为化学信号
B.氟西汀可通过抑制突触前膜释放5-HT起到抗抑郁作用
C.MAO抑制剂可通过抑制5-HT的分解起到抗抑郁作用
D.5-HT被突触前膜回收和进入突触间隙的方式分别是胞吞和胞吐
15.(2024·湖南衡阳模拟)在含有5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将兔(2n=44)一个精原细胞置于含BrdU的培养液中,先进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂,取减数分裂Ⅰ后期的细胞(甲)和减数分裂Ⅱ后期的细胞(乙)进行染色并观察。不考虑基因突变和交换,下列推测正确的是( )
A.甲细胞中有44条染色体,共22种形态
B.甲细胞中有22对同源染色体,1/4的脱氧核苷酸链被BrdU标记
C.乙细胞中有2条Y染色体,全部DNA分子被BrdU标记
D.乙细胞中有2个染色体组,22条染色体发出明亮荧光
16.(2024·湖南衡阳模拟)M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体,其DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示,其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述错误的是( )
A.SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链,利于DNA复制
B.过程④新合成DNA子链时不需要引物
C.过程⑥得到的单链环状DNA是过程②~⑤中新合成的DNA
D.M13噬菌体DNA的碱基中嘌呤数和嘧啶数不一定相等
17.(2024·山东泰安模拟)双抗体夹心法是医学上常用的检测抗原含量的方法,流程如图所示。其中固相抗体是经由固相载体连接后的单克隆抗体,酶标抗体是一种具酶活性的抗体,二者可与抗原的不同部位特异性结合。下列有关分析错误的是( )
A.固相抗体的使用量应明显多于待测抗原的数量
B.酶标抗体作用是与待测抗原结合并催化其分解
C.制备相应单克隆抗体时需要使用动物细胞培养技术
D.若不洗去游离的酶标抗体会导致测量结果偏高
18.(2024·辽宁沈阳模拟)豌豆萎蔫病毒(BBWV)对多种植物均具有侵染性。被BBWV侵染的植物往往出现花叶、矮化、萎蔫直至枯死等严重症状,影响生长。科研人员成功制备了抗BBWV的单克隆抗体,大致步骤如下:①将BBWV注入小鼠腹腔内,并分别于第3周和第6周进行第二次和第三次注射,然后取出小鼠脾脏;②诱导细胞的融合,并于HAT选择培养基中培养;③克隆化培养及抗体检测。下列叙述错误的是( )
A.步骤①多次注射是为了让小鼠产生更多抗BBWV的抗体
B.步骤①取小鼠脾脏,是因为脾脏中含有多种B淋巴细胞
C.只有融合的杂交瘤细胞才能在HAT选择培养基中生长
D.步骤②诱导融合时,可选用PEG融合法或灭活病毒诱导法等
二、非选择题
19.(2024·天津模拟预测)强光照条件下,植物细胞可以通过“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”(如图1)实现叶绿体和线粒体中物质和能量的转移,并可以通过信号传递调节植物的生理活动以适应环境变化。回答下列问题:
(1)研究表明,缺磷会抑制光合作用,一方面缺磷会影响 (结构)的形成,导致光反应速率降低,另一方面缺磷会抑制 运出叶绿体,从而导致暗反应速率降低。
(2)当光照过强时,“苹果酸/草酰乙酸穿梭”可有效地将光反应产生的 中含有的还原能输出叶绿体,再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的 中含有的还原能,最终在 (场所)转化为ATP中的化学能。
(3)当光照过强时,植物细胞释放到胞外的ATP(eATP)可通过受体介导的方式,调节植物生理活动。为探究eATP对光合速率的影响,科研人员用去离子水配制了适宜浓度eATP的溶液处理豌豆叶片,结果如图2所示。
①AMP-PCP作为一种eATP抑制剂,能有效抑制eATP对细胞的调节作用,但却不改变细胞外的eATP浓度,推测其可能的作用是 。
②该实验自变量为 。
③该实验对照组的处理方式为
,并在相同的条件下培养。
根据实验结果,推测eATP调节植物光合速率的机制:
。
20.(2024·江苏苏州三模)玉米是世界上最重要的粮食作物之一,南美洲和北美洲的土著人培育出了具有各种不同颜色的玉米籽粒的品种——黄色、白色、紫色等,并且赋予每种颜色不同的审美和宗教价值。例如,一些部落认为有斑点的玉米籽粒是力量和活力的象征。玉米籽粒的颜色如褐色、斑点等的遗传是不稳定的。
(1)种子中的胚乳是由两个极核与一个精子极核形成的。玉米籽粒的颜色与胚乳最外层糊粉层的颜色有关。极核的形成过程如下:
基因型为AAbb的玉米花粉给基因型为aaBb的雌穗授粉,所得到籽粒胚乳的基因型有 种。
(2)玉米的第9号染色体上有两对与糊粉层颜色有关的等位基因,CI对C呈显性、Bz对bz呈显性,其中Bz促进糊粉层发育为紫色,bzbz纯合子则促进糊粉层发育为褐色,但CI抑制糊粉层颜色的发生,糊粉层表现为无色。麦克林托克选择CCbzbz的母本与CICIBzBz的父本进行杂交,得到F1。
①理论上F1籽粒的颜色为 色。
②实际的杂交结果中,大部分籽粒的确如此,但同时还发现有一些籽粒在此颜色的背景上出现了褐色斑点。麦克林托克猜想这些杂合体中,在胚乳发育的某个时期CI基因连同 一起发生了丢失,导致有些细胞群能够制造褐色色素。如果在胚乳发育早期就发生了丢失,褐色色斑的面积会 (填“较大”或“较小”)。
③麦克林托克提出了关于有关基因丢失机制的解释:9号染色体还有一个重要的基因Ds,它是染色体发生断裂的位点,断裂后的CI所在染色体片段丢失的原因是 。
综上所述,CCbzbz(不含Ds)的母本与CICIBzBzDsDs的父本杂交所得F1中,发育为褐色细胞群的基因型为 ,在此过程中细胞发生了 变异。
(3)麦克林托克随后又发现单独的Ds并不能直接诱导染色体断裂,而是需要另一个因子的帮助,即Ac。Ac位于另一条染色体上,只有在Ac存在的前提条件下,Ds才能发生断裂。更深入的研究发生,Ds不仅能诱导染色体断裂,而且能够从染色体的一个位置上切离,转移到另一个位置上。
①Ds从染色体的一个位置转移到另一个位置上,涉及 键的水解与重建。
②基因型为 精子与极核结合形成基因型为CCCBzbzbzDs的胚乳,其糊粉层发育为全褐色,可能的原因是 。
(4)麦克林托克用Ac/Ds双因子系统(转座元件)解释了玉米9号染色体的遗传不稳定性。在玉米中转座元件是普遍存在的,转座元件从一个位置移动到另一个位置时,它们会造成染色体结构变异或引起 ,因此这些元件有着非常重要的遗传意义。
21.(2024·河北秦皇岛三模)黑腹果蝇性别决定方式为XX、XXY(雌性),XY、XYY(雄性),XO(雄性不育),XXX、YO和YY均致死。XXY的个体在减数分裂时,X与X联会的概率为84%,X与Y联会的概率为16%,两条联会的染色体分离时,另外一条染色体随机分配。已知灰身(A)对黑身(a)为显性,长翅(B)对残翅(b)为显性,两对基因位于常染色体上。红眼(D)对白眼(d)为显性,基因位于X染色体上,甲、乙为两只基因型相同的灰身长翅个体,组别2、3中个体的染色体组成均正常。杂交实验结果如下:
组别 亲本组合 F1表型及比例
1 ♀白眼(XXY)×♂红眼(XY)
2 ♂甲×♀黑身残翅 灰身残翅∶黑身长翅=1∶1
3 ♀乙×♂黑身残翅 灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶4∶4∶1
(1)组别1的白眼个体,在减数分裂时,Xd和Xd染色体的分离发生在 (时期),产生的配子类型及比例为 。
(2)由组别2可知,控制体色和翅型的基因不遵循基因的自由组合定律,从配子的角度分析原因是 。
(3)组别3中,乙个体发生交换的初级卵母细胞所占比例为 。
(4)外显率是指某一基因型个体显示预期表型的比例。由于修饰基因的存在,或者由于外界因素的影响,使某基因的预期性状没有表现出来而低于正常比例,他们的后代同样会有相同的比例不能表现出来。果蝇的野生型(E)对间断翅脉(e)为显性,基因位于常染色体上。基因型为Ee的个体自由交配,后代中间断翅脉比例为22.5%。请从后代中选择合适的亲本,进行杂交实验,验证该比例是由于外显率降低导致的。不考虑其他变异和致死。
实验步骤:从后代中选择 自由交配。
实验结果:若后代中表型及比例为 ,则为外显率降低导致的。
8 / 8第三部分 素养进阶篇
一、立德树人
1.B 无氧呼吸中葡萄糖是不彻底氧化分解的,葡萄糖中的大部分能量仍储存在乳酸中,A正确;据图可知,通过节奏跑训练,跑步者能够提高无氧阈所对应的运动强度,B错误;无氧呼吸释放能量少,有氧呼吸是彻底的氧化分解,释放能量多,图中LT2代表无氧阈,运动强度继续增大,无氧和有氧呼吸共同供能,C正确;人体细胞只有有氧呼吸产生CO2,因此人体消耗的O2量等于产生的CO2量,D正确。
2.B 施加有机肥被土壤微生物分解,释放CO2,间接为植物补充CO2,进而增加有机物积累,A错误;植物的光合午休是因为气温过高,蒸腾作用过强,导致气孔关闭,CO2吸收量减少,补充水分可减弱植物的光合午休进而增加有机物积累,B正确;霜降前的降温如果过早,会导致稻谷等农作物收成不好,而霜降后的降温则对农作物有利,C错误; 如果土壤中的水分过多,会减少土壤中的氧气含量,从而限制了有氧呼吸的进行,导致植物缺氧,最终可能降低种子的萌发率和幼苗的生长速度,D错误。
3.A 人在剧烈运动时所需的能量主要来自有氧呼吸,无氧呼吸产生乳酸提供的能量作为补充,A错误;乳酸被彻底氧化产生能量的过程首先生成丙酮酸,丙酮酸参与的及后续的有氧呼吸过程中有[H]的产生和消耗,B正确;乳酸在肝脏细胞中转化产生的物质可以作为肝脏细胞代谢的原料,C正确;乳酸在肝脏细胞中发生多条途径的转化,有多种物质生成,因此无法用14C标记的方法追踪糖异生途径各种产物的生成过程,D正确。
4.C 据图观察可知,“人造叶绿体”膜内侧是油,外侧是水,因此“人造叶绿体”外膜是由一层磷脂分子组成,A正确;类囊体薄膜是光合作用光反应的场所,在类囊体薄膜发生了水的光解和ATP的合成,B正确;通过叶绿体的类囊体薄膜,能将NADP+、ADP和Pi转化为NADPH、ATP,CETCH循环需要NADPH、ATP、CO2等作为直接原料,相当于光合作用暗反应阶段,C错误;CO2被C5固定形成C3,因此CETCH途径中固定CO2的物质与叶绿体中的C5相同,不断地被消耗和合成,D正确。
5.C 该合成过程利用光能将CO2合成人造淀粉,与植物光合作用的本质相同,都是将光能转变为有机物中的化学能,A正确;①利用电能将水分解为H2和O2,模拟光反应将水在光下分解为О2和NADPH,并将ADP和Pi合成ATP的过程,②③过程模拟二氧化碳的固定,B正确;由于人工合成淀粉时没有呼吸消耗,因此若固定的CO2量相等,人工合成淀粉的量大于植物光合作用积累的有机物量,C错误;当干旱发生时,植物气孔会出现不同程度的关闭,导致二氧化碳供应不足,进而使得植物体光合速率下降,而人造淀粉合成过程不会出现类似过程,因此相比于植物光合作用合成有机物影响较小,D正确。
6.B smac与IAPs反应能促进细胞凋亡,蛋白质合成受基因控制,且与环境有关,A错误;IAPs与细胞凋亡酶结合而达到抑制细胞凋亡的目的,而IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,可能促进癌细胞凋亡,B正确;smac是一种线粒体促凋亡蛋白,从线粒体释放的方式是胞吐,不需要载体蛋白的协助,C错误;IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,所以该物质的合成也受基因的控制,需要酶的催化,也需要消耗能量,D错误。
7.C 根据题意和图示分析可知,ADP转化为ATP时,Δφ降低,即线粒体膜电势降低,A正确;根据题意可知,细胞内高水平的ROS能使线粒体膜去极化,而ADP转化为ATP时,Δφ降低,即线粒体膜电势降低,因此加入ADP有利于降低线粒体内ROS水平,B正确;细胞内产生ROS的主要场所是线粒体,C错误;根据题意可知,细胞内高水平的ROS能使线粒体膜去极化,加剧氧化应激甚至激活线粒体凋亡途径,因此线粒体内高水平的ROS存在正反馈调控形式,D正确。
8.A 根据自由基学说可知,自由基的产生可令细胞衰老,而age-1突变型可影响衰老,提高平均寿命,故age-1突变型可能通过减少自由基的产生来减缓衰老,A正确;由题“age-1突变型有较强的抗氧化酶活性”可知,age-1基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物的性状,B错误;在生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,在这些反应中也容易产生自由基,C错误;衰老细胞中黑色素合成减少,所以老年人头发变白,老年人的皮肤上会长出“老年斑”主要与衰老细胞中的脂褐素积累有关,D错误。
9.C 酶具有专一性,未经修饰的mRNA易被环境中的RNA酶降解,A正确;分析题意可知,尿苷通过碱基异构化反应衍生出假尿苷(φ),据此推测假尿苷(φ)能与tRNA中的A(腺苷)配对,翻译出相关的蛋白质,B正确;mRNA合成后进行加工修饰通常是在细胞核内进行的,C错误;在翻译过程中,mRNA(作为翻译的模板)、tRNA(转运氨基酸)、rRNA(参与构成核糖体)均参与发挥作用,D正确。
10.A 蒸粮的目的是利用高温破坏淀粉结构,使微生物更容易水解利用淀粉,同时可利用高温对材料进行灭菌,A错误;酒曲中含有大量微生物,加入酒曲前需要将原料冷却,避免高温杀死酒曲中的菌种,B正确;酿酒发酵前期,酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,因此原料装坛后应先在无菌环境下敞开一段时间(提供氧气),发酵后期应密封处理,利用酵母菌无氧呼吸产生酒精,C正确;酵母菌的发酵产物会对白酒的品种和口感产生不同的影响,不同的酿酒酵母对发酵温度、时间有不同的要求,故发酵温度和发酵的时间随白酒品种和口味要求的不同而有所差异,D正确。
11.B 肝癌细胞膜糖蛋白减少,细胞间的黏着性下降,因而易分散转移,但这不是肝癌细胞容易发生免疫逃逸的原因,A错误;题意显示,肿瘤相关M1巨噬细胞与肿瘤相关成纤维细胞相互作用能够诱导彼此的招募和激活,并通过JAK-STAT信号通路使PD-L1等免疫逃逸标志物高表达,最终促进肝癌细胞免疫逃逸,据此可推测肿瘤相关M1巨噬细胞与肿瘤相关成纤维细胞对肝癌细胞免疫逃逸具有协同作用,B正确;通过JAK-STAT信号通路使PD-L1等免疫逃逸标志物高表达,最终促进肝癌细胞免疫逃逸,据此可推测JAK-STAT信号通路的效应促进了免疫逃逸,进而降低了机体的免疫监视功能,C错误;可以使用PD-L1或PD-1抗体有效阻断免疫逃逸的发生,从而抑制肝癌细胞发展,D错误。
12.A Ig均由两条相同的轻链和两条相同的重链通过链间二硫键连接而成,Ig类型的多样性与构成Ig的氨基酸的种类、数目、排列顺序有关,而肽链的条数均为4条,A错误;与血型有关的天然抗体为IgM型,不需要抗原刺激,B正确;母亲的IgG可以穿过胎盘屏障进入胎儿体内,可提高新生儿抗感染能力,C正确;结合题干“当外来抗原引起免疫反应时,免疫系统能产生针对该抗原的另一类型的抗体IgG”,由于A型血的红细胞上有A抗原,输入至O型血人体内时相当于外界抗原,会引起O型血人体免疫反应,从而产生抗A抗原的IgG,D正确。
13.D 可用样方法来调查果树蚜虫的种群密度,A错误;“以虫治虫”属于生物防治,可减少对环境的污染,这是生物防治的典型,B错误;“以草肥田”实现了物质的循环利用,而生态系统的能量流动是单向的,不能循环利用,C错误;该生态农业模式给当地带来了良好的经济效益和生态效益,体现了生态工程的整体原理,D正确。
14.C 建立自然保护区属于就地保护,A 错误;生物群落应包含动植物和微生物等所有生物,长江江豚、各种鱼类、浮游动植物不能构成长江生物群落,B 错误;与标记重捕法相比,无人机拍照技术的优点是避免伤害长江江豚,对长江江豚的影响更小,调查结果更准确等,C正确;食物链必须以生产者开头,在该食物网中有“浮游植物→浮游动物→鲤鱼→长江江豚”这条食物链,还有“浮游植物→鲤鱼→长江江豚”这条食物链,所以长江江豚处于第三、第四营养级,D 错误。
15.B 酵母菌属于真核、兼性厌氧型生物,醋酸菌属于原核、需氧型生物,A错误;酿酒发酵初期通入氧气可促进酵母菌进行有氧呼吸,有利于酵母菌大量增殖,B正确;在利用葡萄汁制作葡萄酒的过程中,发酵液中的二氧化碳越来越多,二氧化碳溶于水呈酸性,故发酵液的pH变化是先减小后稳定,C错误;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成乙酸,当缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸,D错误。
16.C 锄田可以将农田中的杂草去除,减少杂草对水分的吸收,A正确;锄田可以疏松土壤,切断土壤中的毛细管,减少土壤中水分的流失,从而为作物提供充足的水分,B正确;使用温度较低和含氧量较高的井水进行灌溉,可以降低地温,防止无氧呼吸,有利于保护作物,C错误;锄田可以提高土壤的通气性,井水富含氧气,均能促进植物根部细胞的有氧呼吸,为根部细胞主动运输吸收无机盐提供能量,D 正确。
17.D ①表示细胞呼吸的第一阶段,能产生少量的ATP,③表示无氧呼吸的第二阶段,不产生ATP,A错误;癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP的现象,称为“瓦堡效应”,癌细胞消耗的葡萄糖越多,释放的能量也越多,B错误;过程③产生的NAD+是过程①形成NADH的原料,对①过程具有促进作用,C错误;②表示丙酮酸彻底氧化分解形成CO2和水,表示有氧呼吸第二、三阶段,有氧呼吸第三阶段要消耗前两个阶段产生的NADH,因此过程②会消耗①过程产生的NADH,D正确。
18.B 生态足迹,是指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积;生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越多,人类对生态和环境的影响越大,A正确;建立生态农业的目的是实现对能量的多级利用,大大提高能量的利用率,缩小人类的生态足迹,B错误;植树造林时在人工林中增加植物种类,增加了生态系统的组成成分,提高了生态系统的自我调节能力,遵循了生态工程的自生原理,C正确;“桑基鱼塘”是运用“无废弃物农业”创造的生态农业模式,实现了物质的循环利用和能量的多级利用,D正确。
19.B 对照组为导入空载体的人表皮癌细胞A431细胞株,目的是排除导入A431细胞株的重组载体中载体本身对实验结果的影响,A正确;G2为DNA合成后期,由图2可知,PDCD5是通过阻断G2进入M来抑制细胞增殖,G2已经不再进行DNA复制,B错误;实验验证了PDCD5在肿瘤生长过程中是通过改变p53基因的表达量发挥其作用,由图3可知,PDCD5能促进细胞凋亡,而p53蛋白能够促进细胞凋亡的发生,故实验组A431细胞中p53蛋白的量比对照组要高,C正确;PDCD5会使某些蛋白质的基因表达水平明显提高,但由于PDCD5促进细胞凋亡的作用,多数基因的表达水平会由于细胞逐渐凋亡而降低,D正确。
20.C 图1两个精子进入一个卵细胞,是异常受精过程,发生在卵细胞的减数分裂Ⅱ中期,A正确;阻止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵黄膜封闭作用,该卵子与2个精子受精,表明透明带和卵细胞膜未能完全阻止多精入卵,B正确;若图4细胞A包含父系和母系染色体组各1个,则细胞C应该包含父系和母系染色体组各1个或包含2个父系染色体组,C错误;该姐弟来源于母亲的染色体是相同的,来源于父亲的染色体由两个不同的精子提供,可能不同,D正确。
21.(1)感受器 不属于 (2)负电位变为正电位 加重 (3)感觉神经元产生电位变化 痛觉形成 提高 含有TRPV1的野生型炎症模型小鼠对高热刺激的缩爪时间短于TRPV1基因敲除炎症模型小鼠
解析:(1)皮肤或肌肉中的感受器可以感受针刺或药物注射后的兴奋并进行传导;反射的完成需要经过完整的反射弧,兴奋沿传入神经传到大脑皮层产生痛觉,该过程没有经过完整的反射弧,不属于反射。(2)动作电位产生时,钠离子通道开放,钠离子内流,兴奋处的膜内电位由负电位变为正电位;分析题意可知,痛觉的产生与TRPV1的离子通道开放有关,而热刺激也可开启TRPV1的离子通道,因此吃辣椒时喝热饮会加重痛觉。(3)实验一中:TRPV1基因敲除小鼠,感觉神经元电位变化程度较低,没有痛觉;野生型小鼠感觉神经元电位变化程度较高,痛觉明显,实验一说明TRPV1与电位产生和痛觉的产生有关。实验二说明TRPV1会提高炎症模型小鼠对高热刺激的痛觉敏感性,理由是含有TRPV1的野生型炎症模型小鼠对高热刺激的缩爪时间短于TRPV1基因敲除炎症模型小鼠。
22.(1)神经 效应器 (2)单 神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜 (3)应急(激) 交感 刺激源消除后AD分泌恢复正常,同时AD起作用后会失活 (4)抗原 免疫细胞 (5)抑制TNF-α合成(释放) 增加N受体的数量(活性)
解析:(1)低强度电针刺激“足三里”穴位引起肾上腺分泌肾上腺素增多,经历了完整的反射弧,肾上腺是效应器中传出神经末梢支配的腺体,该过程为反射,属于神经调节。(2)由于神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此兴奋在突触处只能单向传递,由于兴奋在反射弧中单向传递,因此兴奋在体内的神经纤维上也是单向传导的。(3)人在恐惧、严重焦虑、剧痛、失血等紧急情况下,肾上腺素分泌增多,人表现为警觉性提高、反应灵敏、呼吸频率加快、心跳加速等特征。因此肾上腺素(AD)还可参与机体的应激反应。交感神经兴奋时,机体处于兴奋状态,因此该反应能调动交感神经促进机体大量分泌AD,使机体处于反应机敏、高度警觉的状态。由于刺激源消除后AD分泌恢复正常,同时AD起作用后会失活,因此通常这种反应随着刺激源的消除可自动消除。(4)细菌脂多糖(LPS)是一种细菌毒素,进入机体能引起机体产生免疫反应,因此从免疫学的角度分析,LPS相当于抗原。免疫细胞包括淋巴细胞和巨噬细胞等,因此巨噬细胞属于免疫细胞。(5)丙组腹腔注射LPS+A处理后TNF-α浓度减少,与乙组对比分析可知,可能是A处理抑制TNF-α合成,也可能是A处理抑制TNF-α释放,或者是A处理增加N受体的数量或活性,从而抑制了TNF-α的合成或释放。
23.(1)卵母细胞 减数分裂Ⅱ中 胚胎移植 核移植技术 电融合 能激活重构胚的因子(或能激活细胞核全能性表达的物质) (2)95%空气和5%CO2 定期更换培养液 (3)桑葚胚或囊胚 同期发情 胚胎分割 (4)改变组蛋白的表观遗传来调控基因表达
解析:(1)由图可知:细胞a是母猴a的卵母细胞,在体外需培养至MⅡ期(或减数分裂Ⅱ中期),再进行显微操作去核。操作①是运用胚胎移植技术将重构胚移入受体母猴b的子宫内。核移植技术是克隆猴的关键技术。在核移植过程中,将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带下,通过电融合法使两细胞融合,供体核进入卵母细胞形成重构胚。选用MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞,主要因为它含有能激活重构胚的因子(激活细胞核全能性表达的物质)。(2)体外培养动物细胞时,需要提供气体环境,通常将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体条件下进行培养。为了清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,需要定期更换培养液。(3)将重构胚移植到母猴b的子宫中,此时的重构胚已经发育到桑葚胚或囊胚时期。为了能够给移入的重构胚提供适宜的生理环境,胚胎移植之前,需要对母猴b进行同期发情处理。若要获得遗传性状完全相同的多只猴仔,可对重构胚进行胚胎分割后再移植,这是因为经胚胎分割获得的同卵双胎或多胎具有相同的遗传物质。(4)将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入了重构胚,使其翻译成组蛋白去甲基化酶(Kdm4d),能够降低组蛋白的甲基化水平;用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚,可以通过抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,提高组蛋白的乙酰化水平。可见,研究人员用Kdm4d的mRNA和TSA激活重构胚,这两种物质都是通过改变组蛋白的表观遗传来调控相关基因的表达,提高胚胎的发育率。
24.(1)直接 12 (2)①雄性不育基因位于细胞核中;②雄性不育基因是隐性基因 (3)蓝色∶白色=1∶1 根据种子的颜色即可判断育性
解析:(1)直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等使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,杂交种等水稻品种用于农业生产和科学研究,体现了生物多样性的直接价值;水稻属于二倍体生物,不含性染色体,所以基因组测序需测定其一个染色体组即12条染色体上的DNA分子上的碱基序列。(2)正反交实验可用于判断细胞核或细胞质遗传,且具有相对性状的纯合子杂交,子一代表现出的是显性性状,依据题干信息,光温敏雄性不育系与9种常规雄性可育系进行正反交,所得的F1均为雄性可育,说明了①雄性不育基因位于细胞核中;②雄性不育基因是隐性基因,雄性可育基因为显性基因。(3)分析题意,A基因为雄配子致死基因,所以当基因型为mmADM的个体自交时,可以产生mADM、m的雌配子,而只能产生m的雄配子,雌雄配子随机结合,就可以产生mmADM和mm的基因型,对应的育性表现为雄性可育、雄性不育,由于D基因的表达产物可使种子呈现蓝色,无D基因的种子呈现白色,所以,子代种子的表型及比例为蓝色∶白色≈1∶1,这种改良品系的优点是:可以根据种子的颜色来判断育性。
二、情境载体
1.D P1蛋白与P蛋白相比,具有了酶的催化活性,酶的作用机理是降低化学反应的活化能,A错误;P蛋白是一种载体蛋白,P1蛋白与P蛋白一样,分子或离子通过时需要与之结合,B错误;P1蛋白与P蛋白相比,氨基酸的数目不变,肽键数目相等,但是必需氨基酸含量不一定降低,C错误;P蛋白改造成P1蛋白可用基因定点突变技术来进行碱基的替换,D正确。
2.C 蛋白质解离出的H+被膜上H+泵泵出细胞外需要ATP水解提供能量,所以运输方式为主动运输,A错误;由于R-(不能扩散到细胞外)的吸引,溶液中阳离子借助膜上的转运蛋白进入细胞内,最终膜两侧离子浓度不相等,但达到了离子扩散速度相等的平衡,此过程消耗离子电势差产生的能量,B错误;在主动运输过程中,ATP可提供一个磷酸基团将转运蛋白磷酸化,所以将H+泵出细胞外的过程中,需要ATP提供磷酸基团将H+泵磷酸化,C正确;水分可以自由通过细胞膜,所以当细胞达到杜南平衡状态时,细胞膜内、外还会发生水分子的交换,D错误。
3.B 信号细胞内带有DSL的内体由囊泡包裹,可能来源于高尔基体,也可能来源于信号细胞的胞吞,A正确;由题意可知,Y-分泌酶基因缺陷的果蝇,因无法合成Y-分泌酶,解除了对上皮细胞(靶细胞)分化形成神经细胞的抑制,最终使得神经细胞过多而引起神经系统发育异常,B错误;由题干“当信号细胞膜上的DSL与靶细胞膜上的受体Notch结合后”可知,该机制中细胞间的信息交流是通过细胞间的直接接触,而突触结构中细胞间的信息交流是通过神经细胞(突触前膜)分泌神经递质作用于靶细胞(突触后膜),C正确;胞吞和胞吐的过程中,大分子物质需要先与细胞膜上蛋白质分子结合,通过细胞膜的流动性实现物质进或出细胞,D正确。
4.C 依据题干信息,在哺乳动物XX个体中,一条X染色体失活,形成巴氏小体(XY个体中没有巴氏小体),结合图示信息,可知来自父本和母本的X染色体都有可能失活形成巴氏小体,A正确;XY个体中没有巴氏小体,XX个体中有巴氏小体,所以通过巴氏小体检查可以确定胎儿性别和查出性染色体异常的患者,B正确;红绿色盲基因携带者(即杂合子)的视网膜细胞中,有一部分细胞会失活携带正常基因的X染色体,使携带红绿色盲基因的X染色体上的红绿色盲基因得以表达,因此并不是所有视网膜细胞都是正常的,C错误;巴氏小体的形成使得雌性个体中只有一条X染色体是活跃的,从而使X染色体上的基因在雌雄个体中有近乎相等的有效剂量的遗传效应,D正确。
5.B 从题中信息来看,Mad2蛋白要消失,细胞才能正常进入分裂后期,因此每条染色体上都不存在Mad2蛋白,细胞才能进入分裂后期,A正确; 纺锤丝异常连接,但只要给予正常拉力,还是能进入分裂后期,表明Mad2蛋白的作用不是检测染色体着丝粒是否被纺锤丝正确连接,而是检测拉力大小,B错误;若Mad2蛋白功能异常,则失去检验机制,因此即使纺锤丝未正确连接染色体,细胞也会进入分裂后期,C正确; 染色体上的 Mad2 蛋白检测到异常后会阻止细胞进入分裂后期,癌细胞即使染色体连接、排列异常,仍可以分裂,可能是Mad2检验机制失效,D正确。
6.D 抑制APC/C 复合物的活性,黏连蛋白 SGO1不会被切割,细胞并不会进入后期,细胞将停留在中期,A正确;APC/C复合物介导黏连蛋白SGO1降解,因此激活APC/C 复合物的活性可以促进分离酶抑制蛋白的降解,B正确;黏连蛋白SGO1在细胞分裂间期由核糖体合成,蛋白质属于大分子,可以通过核孔进入细胞核,C正确;从题图中信息分析可知,黏连蛋白SGO1异常将导致着丝粒分裂异常,使染色体分配异常出现染色体数目变异。秋水仙素是抑制纺锤体形成导致染色体无法移向细胞两极,使染色体数目加倍,因此,黏连蛋白SGO1与秋水仙素作用机理不同,D错误。
7.A 由题可知,一只基因型为AaBb的雌果蝇在减数分裂过程中有20%的初级卵母细胞发生了(交叉)互换,因此该雌果蝇可产生的卵细胞除AB和ab外,还产生了Ab和aB两种重组类型的卵细胞,假设有100个初级卵母细胞,有20%的初级卵母细胞发生了(交叉)互换,由于每个初级卵母细胞减数分裂只产生一个卵细胞,因此100×20%=20个初级卵母细胞,减数分裂可产生20个卵细胞(4种基因型的卵细胞数目相等,即AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1),故每种类型的卵细胞数为5个,剩余的80%初级卵母细胞减数分裂时未发生互换,产生的80个卵细胞是两种数量相等的卵细胞,即AB=ab=40,即所有初级卵母细胞减数分裂产生的卵细胞基因型和比例为:AB∶Ab∶aB∶ab=9∶1∶1∶9,基因型为ab的卵细胞占9/20,基因型为AaBb的雄果蝇在减数分裂时,不发生(交叉)互换,只能产生AB和ab两种类型的精子,基因型为ab的雄配子中一半不育,故可育的雄配子中基因型为ab的精子占1/3,AB占2/3,因此基因型为AaBb的雌雄个体杂交,后代出现残翅黄身(aabb)个体占比为9/20×1/3=15%,A正确。
8.A 原核生物DNA复制时后随链各小片段之间可在DNA连接酶作用下形成磷酸二酯键,从而将其连接起来,A符合题意;无论前导链还是后随链,其合成过程中都只能由5'→3'方向延伸,说明DNA复制时DNA聚合酶只能催化DNA单链由5'→3'方向延伸,B不符合题意;真核生物核DNA复制时多个复制起点会形成多个前导链片段,这些片段也需要DNA连接酶作用才能形成一条完整的DNA单链,C不符合题意;真核生物线粒体DNA与原核生物DNA复制的特点相似,都只有一个复制起点,表明二者可能有共同的起源,D不符合题意。
9.A 不同的基因位置不同,可能同时复制,也可能同时转录,A错误;启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合的位点,驱动基因转录,因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链,B正确;由图可知,不同基因的有义链和反义链不同,因此DNA分子的一条链对不同基因来说,有的是有义链,有的是反义链,C正确;基因的转录是沿着模板的3'端到5'端进行的,翻译是沿着模板的5'端到3'端进行的,D正确。
10.C 大豆的不耐盐与耐盐受GmARF16基因、GmMYC2基因等多对基因共同决定,A正确;若GmMYC2基因启动子甲基化程度增加,会抑制bHLH转录因子的产生,故脯氨酸合成增加,大豆耐盐性增加,B正确;脯氨酸含量增加可增大根部细胞渗透压,如果外部环境含盐量一定程度的增加,细胞依然可以吸收水分,故大豆耐盐性增强,C错误;miR160a可通过切割GmARF16基因转录的mRNA使大豆具有耐盐性,故miR160a通过碱基互补配对原则识别mRNA并断裂磷酸二酯键,D正确。
11.D 由题干信息可知,Olfr151基因启动子位置的甲基化水平较低,导致该基因高表达,说明该基因甲基化会抑制其表达,A正确;建立对苯乙酮气味的恐惧反射的老鼠刚出生的子代也表现出苯乙酮气味的恐惧反射,说明Olfr151基因的甲基化修饰通过遗传影响后代表型,B正确;Olfr151基因的甲基化是建立条件反射过程中相关刺激引起的,且能遗传给子代,说明环境因素影响下引起的基因甲基化修饰也可遗传给子代,C正确;Olfr151基因的甲基化修饰是表观遗传的一种,表观遗传不改变启动子的碱基序列,D错误。
12.B 组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞两大类,A正确;神经元是一种高度特化的细胞,是神经系统的基本结构和功能单位之一,它具有感受刺激和传导兴奋的功能,神经胶质细胞广泛分布于神经元之间,其数量比神经元多,大约是神经元数量的10~50倍,具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能,B错误;根据题意可知“某研究团队构建了神经胶质细胞—神经元的体外共培养体系,发现在加入缓激肽后,神经胶质细胞内的钙离子浓度升高,进而诱发谷氨酸释放,释放的谷氨酸通过与神经元表面的谷氨酸受体结合,能引发神经元内钙离子浓度的升高,从而促进神经递质的释放”,说明在体外培养条件下,神经胶质细胞能通过释放谷氨酸参与神经系统的信号传导,C正确;若能实现体外诱导神经胶质细胞分化为神经元,可使诱导形成的神经元代替病变死亡的神经细胞,从而为神经退行性疾病的治疗提供希望,D正确。
13.A 大脑皮层是所有感觉的产生部位,产生苦味和甜味这两种感觉的中枢在大脑皮层,A错误;苦药里加糖,在GCbt区产生苦的感觉,从图中可知,会正反馈作用于脑干中苦味神经元,感觉更苦,同时抑制脑干中甜味神经元,故苦药里加糖,仍然感觉很苦,B正确;感觉的产生需要相关物质与受体结合,猫科动物因为缺失了甜味化合物的受体编码基因,无法合成相关受体,所以品尝不出甜味,C正确;反射的完成需要经过完整的反射弧,甜味和苦味分子引起大脑皮层产生相应感觉的过程没有传出神经和效应器的参与,故不属于反射,D正确。
14.C 5-羟色胺(5-HT)是一种神经递质,由突触前膜释放后,与突触后膜上的特异性受体结合后,使突触后膜的电位发生变化,发生了化学信号转变为电信号,A错误;由图可知,氟西汀通过抑制5-HT转运体的功能,提高突触间隙中5-HT的含量,从而改善抑郁症状,B错误;由图可知,MAO抑制剂通过抑制5-HT的分解保证突触间隙中5-HT的含量,从而使突触后膜持续兴奋,达到治疗抑郁症的效果,C正确;5-HT被突触前膜回收的方式依赖于转运体,不是胞吞,而5-HT进入突触间隙的方式是通过突触前膜的胞吐作用,D错误。
15.D 由题可知兔的体细胞染色体数目为44条,则减数分裂Ⅰ后期,染色体数目不变,仍为22对同源染色体,即44条,由于性染色体形态不同,所以共有23种形态,A错误;可知经过一次有丝分裂后有一半的脱氧核苷酸链被标记,而减数分裂也是在含BrdU的培养液中培养的,则在减数分裂Ⅰ后期,共有3/4的脱氧核苷酸链被标记,B错误;乙细胞是减数分裂Ⅱ的次级精母细胞,经过了着丝粒的分裂,有两个染色体组,可能具有两条Y染色体或者两条X染色体。由于是在含BrdU的培养液中培养的,根据DNA的半保留复制可知,一半的染色体为全标记,一半的染色体为半标记,即有22条染色体发出明亮荧光,C错误,D正确。
16.C SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链,利于DNA复制,A正确;过程④新合成DNA子链时可从切口产生的3'末端直接延伸,不需要引物,B正确;从图中可知,过程⑥得到的单链环状DNA仍然是原模板DNA分子,C错误;M13噬菌体DNA是单链DNA,嘌呤碱基不一定等于嘧啶碱基,D正确。
17.B 固相载体连接后的单克隆抗体,具有特异性,故其使用种类(量)应明显多于待测抗原的数量才能识别并结合更多的抗原,A正确;由图可知,酶标抗体可与抗原特异性结合,并催化指示底物分解,B错误;制备相应单克隆抗体时需要使用动物细胞培养技术,C正确;若不洗去游离的酶标抗体,酶标抗体持续催化底物分解,会导致测量结果偏高,D正确。
18.A 步骤①多次注射是为了让小鼠产生更多抗BBWV抗体的B淋巴细胞,A错误;步骤①取小鼠脾脏,是因为脾脏中含有多种B淋巴细胞,因为脾脏属于淋巴器官,B正确;只有融合的杂交瘤细胞才能在HAT选择培养基中生长,从而将杂交瘤细胞筛选出来,C正确;步骤②诱导融合时,可选用PEG融合法或灭活病毒诱导法等,这两种方法均可诱导动物细胞融合,其中灭活病毒诱导法是诱导动物细胞融合特有的方法,D正确。
19.(1)类囊体(薄)膜 丙糖磷酸 (2)NADPH NADH 线粒体内膜 (3)①AMP-PCP阻止eATP与受体结合,使eATP不能发挥信息调节作用 ②eATP的有无、豌豆幼苗的种类 ③用等量的去离子水处理普通豌豆的叶片 eATP通过调节NADPH氧化酶基因的表达,促进活性氧(ROS)的合成来促进气孔的开放,从而提高光合速率
解析:(1)磷可参与生物膜的形成,因此缺磷会影响类囊体(薄)膜的形成,导致光反应速率降低;图示一分子丙糖磷酸运输到叶绿体外的同时需要一分子磷运进叶绿体,因此缺磷会抑制丙糖磷酸运出叶绿体,从而导致暗反应速率降低。(2)由图可知,强光条件下,草酰乙酸/苹果酸穿梭能将NADPH中的H+运出叶绿体,与NAD+结合生成NADH,该过程将光反应产生的NADPH中含有的还原能输出叶绿体,再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的NADH中含有的还原能,最终在线粒体内膜用于ATP的合成。(3)①AMP-PCP作为一种eATP抑制剂,能有效抑制eATP对细胞的调节作用,但却不改变细胞外的eATP浓度,说明AMP-PCP不影响eATP的产生和释放,但会抑制eATP对细胞的调节作用,故推测AMP-PCP可阻止eATP与受体结合,使eATP不能发挥信息调节作用。②根据图示可知,该实验自变量为eATP的有无和豌豆幼苗的种类,因变量为胞间CO2浓度、气孔导度和净光合速率。③该实验中实验组的处理方法是用去离子水配制了适宜浓度eATP的溶液,并用其处理豌豆的叶片,根据实验设计的单一变量原则和等量原则可知,对照组的处理方式为用等量的去离子水处理普通豌豆的叶片,并在相同的条件下培养。活性氧(ROS)能促进植物叶肉细胞气孔的开放,NADPH氧化酶是ROS产生的关键酶,据图可知,eATP可通过调节气孔导度来调节植物光合速率,而活性氧(ROS)也能促进植物叶肉细胞气孔的开放,活性氧(ROS)的合成需要NADPH氧化酶的催化,当NADPH氧化酶缺失,则活性氧(ROS)无法合成,植物叶肉细胞气孔的开放无法增加,科研人员用eATP处理NADPH氧化酶基因缺失突变体,发现净光合速率与对照组基本一致。综合分析可知: eATP通过调节NADPH氧化酶基因的表达,促进活性氧(ROS)的合成,进而促进植物叶肉细胞气孔的开放,提升了叶肉细胞的气孔导度,进而实现了对光合速率的提高。
20.(1)2 (2)①无 ②Bz基因 较大 ③CI与Bz基因所在片段无着丝粒,有丝分裂过程中无纺锤丝牵引移向细胞两极 CCbzbzDs 染色体结构 (3)①磷酸二酯 ②CBzDs 胚乳刚开始发育时,细胞中含有Ac,Ac帮助Ds诱导染色体断裂,导致细胞中Bz基因丢失 (4)基因突变
解析:(1)胚乳由两个极核与一个精子极核形成,基因型为aaBb的雌穗经减数分裂可产生aB、ab的大孢子,再经三次有丝分裂可产生基因型为aB、ab的极核,由图可知,参与形成胚乳细胞的两个极核是经同一个大孢子经三次有丝分裂形成的极核,这两个极核的基因型是相同的,用基因型为AAbb的花粉给基因型为aaBb的雌穗授粉,参与融合的两个极核与一个精子基因型可能是(aB+aB+Ab)或(ab+ab+Ab),可以得到基因型为AaaBBb、Aaabbb两种基因型的胚乳细胞。(2)①CCbzbz的母本产生基因型为Cbz的极核,CICIBzBz的父本产生基因型为CIBz的精子极核,子代胚乳基因型为CICCBzbzbz,细胞中存在CI基因,会抑制糊粉层颜色的发生,因此F1籽粒颜色理论上为无色。②一些籽粒在无色的背景上出现了褐色斑点,说明没有了CI基因的抑制作用,也没有了Bz基因对bz基因的显性作用,而表现出了bz基因指导的褐色,根据题意,应是胚乳发育的某个时期CI基因连同Bz基因一起发生了丢失;胚乳组织由受精极核经有丝分裂细胞分化发育而成,CI和Bz基因丢失的越早,胚乳组织中就有更多的细胞不含这两类基因而表现为褐色,因此,如果在胚乳发育早期就发生了丢失,褐色色斑的面积会较大。③在细胞分裂过程中,着丝粒分裂后,由纺锤丝牵引着着丝粒向细胞两极移动,根据题图可知,染色体在基因Ds处断裂后,CI和Bz基因所在片段没有着丝粒,导致该片段因没有纺锤丝牵引而容易丢失;CCbzbz的母本将产生基因型为Cbz的极核,CICIBzBzDsDs的父本将产生CIBzDs的精子极核,二者杂交后代胚乳细胞中基因型为CICCBzbzbzDs,该基因型理论上表现为无色,但某些细胞实际上表现为褐色,说明这些细胞中在Ds位点发生了染色体断裂且CI、Bz基因所在片段丢失了,细胞中基因型为CCbzbzDs,过程中发生了染色体结构变异。(3)①Ds从染色体上的一个位置转移到另一个位置,涉及到DNA分子的断裂与重新连接,因此过程中涉及到磷酸二酯键的水解与断裂。②基因型CCCBzbzbzDs的胚乳细胞中,因参与形成胚乳细胞的两个极核基因型是相同的,所以参与形成胚乳细胞的两个极核基因型应为CCbzbz,则形成该胚乳细胞的精子极核基因型应为CBzDs,基因型CCCBzbzbzDs的胚乳细胞理论上应表现为Bz决定的紫色,但其糊粉层全表现为褐色,说明经有丝分裂而成的所有细胞中均无Bz基因表达产物,根据题意,Ds发生断裂需要Ac因子的帮助,所有可能原因是在胚胎发育初期,细胞中因存在Ac因子,在Ac因子的帮助下,Ds发生断裂,导致Bz基因所在片段丢失,经有丝分裂产生的子代细胞中均无Bz基因而全表现为褐色。(4)转座元件从一个位置移动到另一个位置时,插入另一个位置的位点是随机的,当转座子插入某个基因中时往往导致该基因的碱基序列改变,即引起基因突变。
21.(1)减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期 Xd∶XdY∶XdXd∶Y=23∶23∶2∶2 (2)乙的基因型为AaBb,产生了两种比例相等的配子,说明体色和翅型的基因连锁且位于一对同源染色体上 (3)2/5 (4)间断翅脉(ee)果蝇 间断翅脉∶野生型=9∶1
解析:(1)根据题干知,XXY的个体在减数分裂时,X与X联会的概率为84%,X与Y联会的概率为16%,两条联会的染色体分离时,另外一条染色体随机分配,则组别1的白眼个体,在减数分裂时,Xd和Xd染色体的分离发生可在减数分裂Ⅰ的后期同源染色体分离时,也可发生在减数分裂Ⅱ的后期姐妹染色体分离时;产生配子时Xd和Xd联会的概率为84%,产生两种配子42%XdY、42%Xd,X与Y联会的概率为16%,产生四种配子4%Xd、4%XdY、4%XdXd、4%Y,合并后四种配子46%Xd、46%XdY、4%XdXd、4%Y,即Xd、XdY、XdXd、Y=23∶23∶2∶2。(2)根据题干知,灰身(A)对黑身(a)为显性,长翅(B)对残翅(b)为显性,两对基因位于常染色体上,且甲、乙为两只基因型相同的灰身长翅个体,组别2中♂甲×♀黑身残翅F1表型及比例为灰身残翅∶黑身长翅=1∶1,知甲基因型为AaBb产生两种类型配子Ab∶aB=1∶1,这说明这两对基因连锁位于一对同源染色体上,所以控制体色和翅型的基因不遵循基因的自由组合定律。(3)组别3中♀乙×♂黑身残翅F1表型及比例为灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶4∶4∶1,知乙基因型为AaBb产生四种类型配子AB∶Ab∶aB∶ab=1∶4∶4∶1,这说明这两对基因之间发生了交换,假设乙个体发生交换的初级卵母细胞所占比例为x,则未交换的初级卵母细胞所占比例为1-x,产生配子时xAaBb→x/4AB、x/4Ab、x/4aB、x/4ab,(1-x)AaBb→(1-x)/2Ab、(1-x)/2aB,合并后AB∶Ab∶aB∶ab=x∶(2-x)∶(2-x)∶x=1∶4∶4∶1,可求出x=2/5。(4)基因型为Ee的个体自由交配,理论上后代中ee比例为25%,据题干信息后代中间断翅脉比例为22.5%,则有2.5%表现为野生型,间断翅脉∶野生型=9∶1,从后代中选择合适的亲本,进行杂交实验,验证该比例是由于外显率降低导致的,可从后代中选择间断翅脉ee果蝇自由交配,其子代都为ee,题干信息由于修饰基因的存在,或者由于外界因素的影响,使某基因的预期性状没有表现出来而低于正常比例,他们的后代同样会有相同的比例不能表现出来,则其子代中表型及比例也为间断翅脉∶野生型=9∶1,则说明为外显率降低导致的。
三、学科素养
1.D 含饱和脂肪酸多的食用油熔点高,相对比较稳定,适合日常油炸和高温爆炒,A正确;从健康角度来看,饱和脂肪酸的摄入不宜过多,B正确;由题意可知,油酸有降低血胆固醇、甘油三酯等作用,因此膳食中适量的油酸能降低因“三高”引起的心血管疾病的发病率,C正确;脂肪酸是一种由C、H、O元素组成的小分子,其碳骨架上的每个碳原子连接的氢原子数目不一定相同,D错误。
2.B 甘油酸-1,3-二磷酸可将高能磷酸基团转给ADP,生成甘油酸-3-磷酸与ATP,该过程是放能反应,A错误;ATP合成和水解中所需的酶不同,能量的来源和去路也不同,因此不是可逆反应,B正确;酶具有高效性是因为与无机催化剂相比,酶降低化学反应的活化能的作用更为显著,C错误;叶绿体中光反应阶段合成的ATP只能用于暗反应阶段,D错误。
3.C GTP会在GTP酶的作用下水解为GDP,伴随着细胞内某些吸能反应的进行,A错误;GTP在细胞中的作用是提供能量,B错误;GTP脱掉两个磷酸基团后为鸟嘌呤核糖核苷酸,可作为合成RNA的原料,C正确;GTP水解为GDP时离G最远的化学键发生断裂,D错误。
4.C 缺Mg会影响叶绿素的合成,进而影响光反应阶段对光能的吸收、传递和转化,A正确;Ⅰ、Ⅱ分别表示光反应和暗反应阶段,a、b表示物质NADPH和ATP,在类囊体薄膜上产生的NADPH和ATP可参与叶绿体基质中的暗反应阶段,B正确;若光照强度减弱,则短时间内 NADPH和 ATP 的生成量减少,C3的还原减弱,导致C3/C5的值变大,C错误;该植物经光合作用可将光能转变成糖类中稳定的化学能,D正确。
5.D 加热是使DNA分子中互补碱基对之间的氢键断裂,使DNA分子双螺旋结构疏散,双链裂解变成单链,进行解链反应,使DNA变性,A错误;A、T碱基对有两个氢键,C、G碱基对有三个氢键,A、T碱基对所占比例越高的DNA,变性时需要的温度越低,即变性曲线中Tm值越低,B 错误;加热至约70 ℃时DNA两条链同时分离, C错误;利用PCR技术检测目的基因时,需要先将DNA变性,使DNA双链打开,D正确。
6.D 流入该生态系统的总能量为生产者的同化量N1和外界有机物的输入(如饲料)N8之和,A正确;生产者用于生长、发育和繁殖的能量包含流向分解者的能量和流向下一个营养级的能量(不考虑未利用的能量),摄入量N2正好包含了流向下一个营养级的能量(记为N下一个营养级)和生产者通过初级消费者的摄入而流向分解者的能量(记为N分解者1),N4为生产者直接流向分解者的能量(记为N分解者2),故生产者用于生长、发育和繁殖的能量应为N下一个营养级+N分解者1+N分解者2=N2+N4,B正确;初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为N2+N8-N7-N5,C正确;第一营养级的同化量为N1,第二营养级的同化量为(N2+N8-N5),但第三营养级来自第一营养级的同化量无法计算,故不能得出第一、二营养级的能量传递效率,D错误。
7.D 化石是古代生物保存在相应地层中的遗体、遗物,是支持“共同由来学说”最直接、最重要的证据,A正确;生物是由简单到复杂、低等到高等、水生到陆生的顺序进化的,结构越简单的生物,其在地球上出现的时间就越早,B正确;爬行类动物出现的时间早于鸟类和哺乳类,推测鸟类和哺乳类的早期祖先都是由爬行类动物进化而来的,C正确;鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类的上肢骨骼结构不同,同种类型动物的骨骼结构相似,如不同哺乳类的上肢都有相似的骨骼结构,D错误。
8.D “进化稳定策略”是指占群体绝大多数的个体选择某种生存策略,少数突变个体无法侵入这个群体,或在自然选择压力下,突变体要么改变原有生存策略而选择绝大多数个体的生存策略,要么在进化过程中消失,“进化稳定策略”有利于种群自身基因长期保存下去,A正确;突变为生物进化提供原材料,根据题意,突变体在自然选择的作用下要么淘汰,要么融入原种群中,故突变个体的出现可能会使整个群体的基因频率发生改变,B正确;少数突变个体的生存策略很难适应环境,在竞争中获胜几率很低,C正确;协同进化是指不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,而“进化稳定策略”发生在同一物种之间,不能称为协同进化,D错误。
9.A 调查青蛙等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法,A正确;农田生态系统的主要成分是农作物,是生产者,不是青蛙,B错误;青蛙是消费者,消费者的存在能够加快生态系统中的物质循环和能量流动,但青蛙捕食害虫不能实现物质循环,C错误;噪声可通过交叉感官干扰影响雌蛙做出配偶选择所用的时长,说明了信息传递会影响种群的繁衍,不能说明生态系统中的信息传递调节了种间关系,D错误。
10.A 要精确调查青头潜鸭的种群密度,可用逐个计数法,因为样方法和标记重捕法计算出的都是估计值,与实际值有偏差,A错误;斑头雁看到自己的食物明显减少,部分斑头雁个体会另觅取食地,体现了生态系统的信息传递功能,B正确;微量的生活污水流入该湿地,通过物理沉降、化学分解和微生物分解等使污染迅速消除,体现了生态系统的抵抗力稳定性,C正确;研究某种动物的生态位需要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等,D正确。
11.C 细胞缺乏氨基酸时,空载的tRNA与核糖体结合后引发ppGpp含量增加,进而提高甲类基因或降低乙类基因的转录水平,以缓解氨基酸缺乏造成的影响,此为负反馈调节,A正确;根据“空载RNA能与核糖体结合”,可说明空载RNA属于tRNA,tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子的碱基之间通过氢键结合,即其在翻译过程中能识别密码子,B正确;当细胞缺乏氨基酸时可利用氨基酸合成酶自我合成氨基酸,因此此时氨基酸合成酶基因应表达增强,属于甲类基因;而此时tRNA已出现空载情况,为了维持tRNA与氨基酸数量上的平衡,应减少tRNA基因的表达,因而tRNA基因属于乙类基因,C错误;转录需要RNA聚合酶与其结合位点识别并结合后才能启动,因此ppGpp可能与RNA聚合酶结合调控甲类基因启动子的开启以促进其转录,D正确。
12.A 白天松果体分泌MT的功能会受到抑制,光照抑制褪黑素分泌的过程属于神经调节,A错误;暗信号刺激,通过神经调节使松果体分泌MT,MT可以改善睡眠,调节人体入睡和觉醒的节律周期,因此,黑暗环境条件更有利于提高机体睡眠质量,B正确;MT还可以提高人体内某些淋巴细胞的数量,长期熬夜学习和工作,MT的分泌量不足,人体内某些淋巴细胞的数量下降,机体免疫功能可能下降,C正确;褪黑素(MT)可以调节人体入睡和觉醒的节律周期,下丘脑与生物节律的控制有关,因此,控制松果体分泌MT的神经中枢可能是下丘脑,D正确。
13.A 极端天气使蝗虫蔓延,因此蝗虫数量的这种波动属于非周期性波动,A正确;4VA能够响应蝗虫种群密度的变化,并随着种群密度增加而增加,说明4VA让蝗虫聚集,然后种群数目增多,又反过来使得4VA增多,再吸引更多的蝗虫,为正反馈调节,B错误;4VA是传递信息的化学物质,属于化学信息,用人工合成4VA群聚蝗虫并将其诱杀,属于生物防治,C错误;用样方法调查种群密度,应该对蝗虫所有个体进行调查,不应只对蝗虫幼虫进行调查,D错误。
14.C 苏氨酸脱氢酶的本质为蛋白质,由氨基酸组成,含有氨基和羧基,苏氨酸为氨基酸,至少含有一个氨基和一个羧基,A正确;据图,当异亮氨酸浓度达到一定程度时,会与苏氨酸脱氢酶结合,从而抑制酶促反应的进行,使异亮氨酸浓度不至于太高,此过程为反馈调节,有助于维持异亮氨酸含量的相对稳定,B正确;据图,当异亮氨酸浓度达到一定程度时,会与苏氨酸脱氢酶结合,从而使得苏氨酸不能与苏氨酸脱氢酶结合,则苏氨酸也不能转化为异亮氨酸,即使苏氨酸浓度增大,苏氨酸也不能与苏氨酸脱氢酶结合,所以增加苏氨酸含量不能解除异亮氨酸对苏氨酸脱氢酶的抑制,C错误;蛋白质工程改造了苏氨酸脱氢酶的空间结构之后,可使异亮氨酸不能与苏氨酸脱氢酶结合,即解除了反馈调节,故可通过蛋白质工程改造苏氨酸脱氢酶的结构来提高异亮氨酸的产量,D正确。
15.B 若为酵母菌,在无氧条件下,酵母菌只进行无氧呼吸,不发生阶段C,在阶段B产生热能,没有ATP的合成,A正确;若为酵母菌,在氧气供应不足的条件下,物质[H]不仅与O2结合生成H2O,还有部分[H]与丙酮酸结合,生成酒精,B错误;若为骨骼肌细胞,在无氧条件下,肌肉细胞进行无氧呼吸,产物物质①为乳酸,C正确;若为衣藻细胞,物质①表示CO2,在适宜的光照条件下,物质①的多少表示呼吸速率,D正确。
16.C 下丘脑可以分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体,促进垂体分泌促甲状腺激素作用于甲状腺,引起甲状腺激素分泌增加,这属于分级调节,血液中甲状腺激素增加通过负反馈调节作用于下丘脑和垂体,使下丘脑和垂体的分泌减弱,这属于负反馈调节,A正确;人体血糖、体温维持在相对稳定的范围内,属于负反馈调节;分娩、排便的过程中,反馈信息促进与加强控制部分的活动,属于正反馈调节,B正确;多细胞生物中的单个细胞的生命活动会受其他细胞的调节,也会出现反馈调节,C错误;生态系统具有一定的自我调节能力,负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,生态系统中的组成成分越多,营养结构就越复杂,生态系统的自我调节能力就越大,其抵抗力稳定性就越强,D正确。
17.D CD28是Th识别抗原后的活化所必需的信号分子,以完成Th细胞的增殖和分化,A错误;Th的增殖分化过程是通过两类信号分子来调节的,不存在(负)反馈调节机制,B错误;CD28、CTLA-4和PD-1分子的合成受基因的调控,CD28、CTLA-4和PD-1分子在细胞表面出现时间有差异,是基因选择性表达的结果,C错误;Th在增殖过程中,染色体和核DNA的数目加倍不同步,染色体加倍发生在有丝分裂后期,核DNA加倍发生在间期,D正确。
18.D 营腐生生活的细菌和真菌会分解动植物遗体或动物的排遗物中的有机物来生成无机物,供给植物进行光合作用,进入循环,因此它们是该生态系统的分解者,A错误;该生物是分解者,即使受碳限制时,也不会利用空气中的CO2或土壤中的碳酸盐进行生命活动,B错误;由题干可知,该微生物受氮限制时,会从土壤非凋落物中额外吸收铵离子和硝酸根离子,此时该微生物与植物是种间竞争关系;受碳限制时,其分解作用会增加土壤中的无机氮,从而增强植物对氮的吸收,可推知其与植物是原始合作关系,C错误;植物的光合作用强度会影响碳的输入而影响植物凋落物中碳氮比值,进一步影响该微生物的生命活动,而微生物的生命活动反过来又会对植物吸收氮产生影响,D正确。
19.(1)分解者 ①②③④⑧ ⑧=①+②+③+④ (2)降低 雪豹栖息地内植被大量减少,会导致草食动物减少,雪豹食物来源减少(和栖息地丧失),导致雪豹生存环境所能维持的雪豹种群最大数量降低 (3)71.5 13.5
解析:(1)由题图可知,A为生产者,B为消费者,C为分解者,D为无机环境;①②③为呼吸作用产生CO2,④为化石燃料产生CO2,⑤⑥⑦⑨为含碳有机物的形式流动,⑧为无机环境中的CO2被生产者利用进行光合作用,故碳元素以CO2形式流动的过程有①②③④⑧;“碳中和”是指通过一定措施,抵消CO2排放总量,实现相对“零排放”。用图中的数字序号间的数量关系,构建碳中和数学模型,即⑧=①+②+③+④。(2)由题干可知,近年来人类活动的增多以及气候的变化导致雪豹栖息地内植被大量减少,植被的减少会导致草食动物减少,雪豹食物来源减少(和栖息地丧失),导致雪豹生存环境所能维持的雪豹种群最大数量K值降低。(3)草用于生长、发育和繁殖的能量等于同化量减去呼吸消耗,草用于自身生长、发育和繁殖的能量包括传递给分解者、传递给下一个营养级和未被利用的能量三部分,即(7+19+45.5)×107kJ·a-1=71.5×107kJ·a-1,能量从草到兔的传递效率为19÷(69.5+71.5)×100%≈13.5%。
20.(1)② ③②⑥⑦⑤ (2)① CO2吸收减少 (3)升高 降低 (4)BD
解析:(1)在叶绿体中三碳化合物的还原反应需要光反应提供的ATP和NADPH,故选②;为马铃薯叶片提供C18O2, 块茎中的淀粉会含18O,由图可知,元素18O转移的路径:C18O2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉,故18O转移的路径为③②⑥⑦⑤。(2)光反应的场所是类囊体薄膜,因此叶绿体中淀粉的积累会导致类囊体结构被破坏,进而直接影响光反应。保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔导度,即气孔的开放程度下降,影响二氧化碳的吸收,CO2吸收量下降,进而导致暗反应速率下降,光合速率下降。(3)成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株中SUT1的表达水平降低,筛分子—伴胞复合体的蔗糖转运蛋白乙含量减少,叶肉细胞中蔗糖分子通过结构乙转运出叶肉细胞的量减少,叶肉细胞中蔗糖积累,可溶性糖和淀粉总量上升,抑制光合作用,最终导致块茎产量降低。(4)相比于中日照与短日照,三个不同品种的马铃薯在长日照下匍匐茎都生长异常,具有生长异常的匍匐茎的植株均没有块茎生成,因此推测关于16 h光照下没有生成马铃薯块茎的原因可能有马铃薯匍匐茎是块茎形成的必要条件和长日照不利于有机物向块茎运输。
21.(1)红光 (2)光照强度 最高 HL组细胞外CA活性最高,H+和HC反应生成CO2被小球藻利用,导致培养液中H+浓度下降最快,pH最高 (3)①PGA ATP和NADPH 垂直 ②反应时间
解析:(1)植物叶绿体中含叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素吸收蓝紫光,为排除类胡萝卜素的干扰,因此通过测定色素提取液在红光下的吸光率,可计算小球藻中叶绿素的含量。(2)分析图1的曲线结果发现高光低CO2(HL)、高光高CO2(HH)这两组的小球藻细胞密度明显高于低光低CO2(LL)、低光高CO2(LH)两组,这说明光照强度相较于二氧化碳浓度来说对小球藻的生长影响更大。因为HL组细胞外CA活性最高,H+和HC反应生成CO2被小球藻利用,导致培养液中H+浓度下降最快,pH最高,因此HL组的pH补偿点最高。(3)①据图可知,0.5 s时,只有PGA,因此CO2被固定生成的第一种产物是PGA,ATP和NADPH为该产物最终还原成糖类提供能量。14CO2同化5 s的结果显示,PEPA、PGA和磷酸糖在水平方向上扩散的距离无差异,但在垂直方向上扩散的距离有明显差异,因此它们在垂直方向层析时溶解度差异显著。②本实验是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径。
22.(1)NADP+ (2)磷脂双分子层 主动运输 C3还原 (3)细胞质基质、线粒体和叶绿体 线粒体内膜 有氧呼吸、叶绿体呼吸 (4)变化不明显 NDH复合体介导的循环电子传递或叶绿体呼吸电子传递,可能会提供额外的ATP
解析:(1)由图可知,在光合作用的光反应阶段,PSⅡ反应中心叶绿素P680被光激发,从水中夺去两个电子,通过电子传递体最终传给NADP+,使NADP+和H+结合形成NADPH。(2)类囊体膜属于生物膜,其基本骨架是磷脂双分子层。类囊体膜对质子是高度不通透的,水光解产生H+,使类囊体腔内H+浓度高于基质,膜上的Cytb6f蛋白将H+以主动运输的方式运入腔内,形成膜的去极化状态,进而把光能储存于NADPH和ATP中,用于暗反应中的C3还原过程。(3)图1中,光照下的该细胞既能进行有氧呼吸也能进行光合作用,因此该细胞中形成ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。叶绿体类囊体膜上也存在呼吸电子传递,称为叶绿体呼吸,包括NDH复合体介导的NAD(P)H对PQ的非光化学还原和质体末端氧化酶(PTOX)对PQ进行再氧化的过程,据此可推知:PTOX可能具有类似线粒体内膜中相应酶的作用,夜间该植物消耗氧气的生理活动有有氧呼吸、叶绿体呼吸。(4)ndhCJK是NDH复合体的重要亚基。由题意可知,NDH复合体介导循环电子传递或叶绿体呼吸电子传递。图2可显示:与野生型叶片相比,突变体叶片中的ATP含量在低温弱光下处理6 h后变化不明显,而植物适应胁迫环境需要ATP,由此结合图1推测: NDH复合体介导的循环电子传递或叶绿体呼吸电子传递,可能会提供额外的ATP,以适应低温弱光胁迫下一些耗能的反应,对植物起保护作用。
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