【精品解析】2025届江苏省扬州市高三下学期考前调研测试生物试题

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2025届江苏省扬州市高三下学期考前调研测试生物试题
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。
1.下列有关有机化合物的说法,正确的是(  )
A.糖类都是由C、H、O三种元素构成的
B.脂肪由甘油和脂肪酸构成,是细胞内主要供能物质
C.蛋白质与双缩脲试剂在水浴条件下发生紫色反应
D.脱氧核糖核酸彻底水解可形成六种小分子物质
【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验;核酸的基本组成单位;糖类的种类及其分布和功能;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、常见的糖类一般由C、H、O三种元素组成,但几丁质作为糖类的一种,其分子中还含有N元素,因此并非所有糖类都只含C、H、O,A错误;
B、脂肪是由甘油和脂肪酸组成的酯类化合物,在细胞中主要作为长期储存能量的物质,而非主要供能物质(主要供能物质通常是糖类);B错误;
C、蛋白质与双缩脲试剂反应生成紫色络合物,该反应在常温条件下即可进行,无需加热或水浴处理,C错误;
D、脱氧核糖核酸(DNA)彻底水解后,可分解为其基本组成单位:磷酸、脱氧核糖以及四种含氮碱基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶),共六种小分子物质,D正确。
故答案为:D
【分析】1、糖类是主要的能源物质,一般由C、H、O三种元素构成。
2、脂肪由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形成的酯,即三酰甘油。脂肪是细胞内良好的储能物质。
3、蛋白质的基本组成单位是氨基酸,用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要加热。
4、DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,1个脱氧核苷酸由1分子磷酸、1分子含氮碱基、1分子脱氧核糖组成,碱基分为A、T、G、C四种。
2.高尔基体形成的囊泡可以通过持续型分泌和调节型分泌两种途径将物质分泌到细胞外,具体过程如图所示。下列分析错误的是(  )
A.图中囊泡的定向运输与细胞骨架有关
B.信号分子与膜受体的结合体现了细胞膜的信息交流功能
C.图中膜蛋白和膜脂的合成都需要内质网和线粒体参与
D.胰岛素的分泌过程属于持续型分泌途径
【答案】D
【知识点】细胞膜的功能;其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合;细胞骨架
【解析】【解答】A、细胞骨架参与细胞内物质运输与囊泡移动,囊泡能够定向运输至特定部位,离不开细胞骨架的支撑和导向作用,A正确;
B、信号分子与细胞膜上的特异性受体相结合,能够引发细胞内一系列反应,这一过程正是细胞膜实现信息交流功能的重要体现,B正确;
C、膜蛋白的合成场所是内质网上的核糖体,膜脂的合成也主要在内质网中进行,同时这两类物质的合成都需要线粒体提供能量,C正确;
D、胰岛素的分泌受血糖浓度等信号调控,只有在接收到相应刺激后才释放,属于调节型分泌途径,D错误。
故答案为:D
【分析】1、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
2、分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行初加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程需要线粒体提供能量。
3.丙酮酸激酶(PK)可参与下图所示的生化反应。丙酮酸激酶缺乏症(PKD)是一种罕见的隐性遗传病,表现为红细胞中缺乏PK引起Na+积累,造成溶血。以下推测错误的是(  )
A.PK既参与有氧呼吸,也参与无氧呼吸
B.丙酮酸转化为乳酸过程中可为红细胞提供少量ATP
C.Na+积累过多会导致红细胞渗透吸水甚至涨破
D.PKD 的发生体现了基因通过控制酶的合成来控制性状
【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】A、有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段相同,均为葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,该过程需要丙酮酸激酶(PK)的参与,因此PK既在有氧呼吸中起作用,也在无氧呼吸中起作用,A正确;
B、丙酮酸转化为乳酸属于无氧呼吸的第二阶段,该阶段并不伴随ATP的合成,因此不能为红细胞提供能量,B错误;
C、当红细胞内Na+过量积累时,细胞内渗透压升高,会吸引水分进入细胞,导致红细胞因吸水过多而涨破,C正确;
D、PKD的病因是红细胞中缺乏丙酮酸激酶,而该酶的合成受基因控制,这体现了基因通过控制酶的合成来间接控制生物性状,D正确。
故答案为:B
【分析】1、人体成熟的红细胞中缺乏线粒体,不能通过有氧呼吸合成ATP,但是可以通过无氧呼吸合成ATP。
2、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。3、无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量,生成少量的ATP。
4.将羽衣甘蓝的叶片色素提取液在滤纸上进行点样,先后置于层析液和蒸馏水中进行层析,过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是(  )
A.色素5在层析液中的溶解度最小
B.蒸馏水分离时点样点应浸没在蒸馏水中
C.色素1、2、3、4均可吸收蓝紫光
D.缺镁会影响色素3和4的含量
【答案】B
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、在层析液中进行分离时,色素5未能随层析液移动而出现在滤纸条上,说明它在层析液中的溶解度最低,几乎不溶解,因此停留在原点附近,A正确;
B、用蒸馏水进行层析时,应将滤纸条(或滤纸)的下端边缘浸入蒸馏水中,点样点必须位于蒸馏水液面之上,不能直接接触水,否则色素会溶解到水中而无法正常分离,B错误;
C、根据色素1~4在层析液中的不同迁移率,可推断它们分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,这四种色素都能吸收蓝紫光,C正确;
D、镁是叶绿素分子的核心组成元素,而色素3和4分别对应叶绿素a和叶绿素b,因此缺镁会直接影响这两种色素的合成,使其含量下降,D正确。
故答案为:B
【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以,可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。由于色素存在于细胞内,需要先破碎细胞才能释放出色素。绿叶中的色素不只有一种,它们都能溶解在层析液中,但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。这样,绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
2、题图分析:由图示结果可知,1号色素离色素点样点最远,1号扩散得最快,在层析液中溶解度最大。旋转90度后再用蒸馏水进行分离,出现色素带5,说明色素带5的色素是水溶性色素。色素带1、2、3、4都不扩散,说明1、2、3、4难溶于蒸馏水。
5.α-淀粉酶以随机的方式从淀粉分子内部水解淀粉,β-淀粉酶则从淀粉末端以两个单糖为单位进行水解。下列叙述正确的是(  )
A.α-淀粉酶不具有专一性,β-淀粉酶具有专一性
B.两种酶催化淀粉水解后的产物中都有麦芽糖
C.两种酶在高温条件下均会因肽键断裂而失活
D.两种酶均可用于探究pH对酶活性的影响
【答案】B
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、所有酶都具有专一性,这是酶的共性。α-淀粉酶专门催化淀粉分子内部糖苷键的水解,β-淀粉酶则专门从淀粉的非还原末端以两个葡萄糖为单位进行水解,两者均表现出严格的专一性,A错误;
B、β-淀粉酶每次从末端切下一个麦芽糖单位,其主要产物就是麦芽糖;α-淀粉酶虽然随机切割内部糖苷键,初始产物多为糊精等短链片段,但随着反应进行,这些片段可进一步被水解生成麦芽糖。因此两种酶的水解产物中均含有麦芽糖,B正确;
C、高温使酶失活的主要原因是破坏了酶的空间结构(变性),而非肽键断裂。肽键的断裂需要蛋白酶或强酸强碱等条件,单纯加热不会使肽键大量水解,C错误;
D、淀粉在强酸或强碱性条件下,即使没有酶的作用也会发生非酶促水解,这会对酶活性的测定造成干扰,因此淀粉酶不适用于以淀粉为底物来探究pH对酶活性的影响,D错误。
故答案为:B
【分析】1、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和。
2、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度 (pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH) 时,酶活性最强,超过最适温度 (pH)后,随着温度(pH) 的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
3、探究pH对酶活性的影响时,不宜采用淀粉酶催化淀粉分解的反应,因为用作鉴定的碘液会和NaOH发生化学反应,使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大较少,而且在酸性条件下淀粉会水解,从而影响实验的观察效果。
6.外显率是指某一基因型个体在特定环境中表现出相应表型的百分率。基因型为aa的果蝇外显率为80%,其余表现为非间断脉翅。特定环境中两只非间断脉翅果蝇杂交,F1的表型为非间断脉翅:间断脉翅=4:1,F1随机交配得F2。下列叙述正确的是(  )
A.亲本的基因型组合可能为Aa×aa或Aa×Aa
B.与F1相比,F2中间断脉翅的比例会下降
C.F2非间断脉翅中纯合子占3/8
D.测交实验无法判定非间断脉翅果蝇的基因型
【答案】C
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、如果亲本组合为 Aa × aa,则子代中 aa 基因型的概率为 1/2。由于 aa 个体只有 80% 表现出间断脉翅,其余仍为非间断脉翅,因此子代中间断脉翅的实际比例为 1/2 × 80% = 2/5。但题干中 F1 间断脉翅的比例为 1/5,两者不符,故该组合不成立, A 错误;
B、根据 F1 中间断脉翅占 1/5,可推知该比例来自 80% × 1/4,从而判断亲本均为 Aa。F1基因型比例为 AA : Aa : aa = 1 : 2 : 1,产生的配子中 A 和 a 各占 1/2。F1 随机交配得到的 F2 基因型比例仍为 1 : 2 : 1,aa 占 1/4,间断脉翅比例为 80% × 1/4 = 1/5,与 F1 相同,并未下降, B 错误;
C、F2 中各种基因型及其表型情况为:AA(占 1/4)全为非间断脉翅;Aa(占 1/2)全为非间断脉翅;aa(占 1/4)中只有 20% 表现为非间断脉翅(即 1/4 × 20% = 1/20)。因此非间断脉翅个体总比例为 1/4 + 1/2 + 1/20 = 4/5,其中纯合子(AA + 表现为非间断脉翅的 aa)占 (1/4 + 1/20) ÷ (4/5) = (6/20) ÷ (4/5) = 3/8,C 正确;
D、通过测交可以区分非间断脉翅果蝇的基因型:若为 AA,测交后代全为 Aa,全部为非间断脉翅;
若为 Aa,测交后代 Aa 与 aa 各占 1/2,其中 aa 有 80% 为间断脉翅,故间断脉翅占 1/2 × 80% = 2/5,非间断脉翅占 3/5;若为 aa,测交后代全为 aa,间断脉翅占 80%,非间断脉翅占 20%。
三种情况下的表型比例明显不同,因此可以判定基因型,D 错误;
故答案为:C
【分析】根据题意可知,基因型为aa的果蝇外显率为80%,其余表现为非间断脉翅。因此非间断脉翅的个体基因型可能为AA、Aa和aa。
7.表观遗传现象广泛存在于生物体中,下列叙述错误的是(  )
A.微小RNA(miRNA)与mRNA的结合属于表观遗传中转录后水平的调控
B.表观遗传能使生物体在碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变
C.柳穿鱼Lcyc基因甲基化导致基因突变抑制了基因的转录过程
D.吸烟会使人体细胞内DNA甲基化水平升高,对染色体上的组蛋白也会产生影响
【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、微小RNA(miRNA)通过与mRNA互补结合,影响翻译过程,从而调控基因表达,这属于表观遗传在转录后水平上的调控方式,A正确;
B、表观遗传的核心特征是在DNA碱基序列不发生改变的前提下,基因表达及生物性状却出现可遗传的变化,B正确;
C、柳穿鱼Lcyc基因发生甲基化修饰后,其转录过程受到抑制,这种变化属于表观遗传调控,并不改变基因的核苷酸序列,因此不属于基因突变,C错误;
D、不良生活习惯会引发表观遗传修饰的改变,例如吸烟可导致人体细胞内DNA甲基化水平上升,同时也可能影响染色体上组蛋白的修饰状态,D正确。
故答案为:C
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。甲基化会抑制基因的表达,从而影响生物的性状。基因的甲基化是可以遗传给下一代的。
8.我国学者测定了鲟科的线粒体基因组,将其分为尖吻鲟类、大西洋鲟类和太平洋鲟类三个类群。下列叙述正确的是(  )
A.研究鲟类胚胎的形成和发育过程,为生物进化提供比较解剖学证据
B.某一水域中鲟类种群基因会发生定向改变
C.鲟类稳定的形态结构能更好地适应不断变化的环境
D.不同鲟类线粒体基因组的差异是协同进化的结果
【答案】D
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;生物具有共同的祖先;自然选择与适应
【解析】【解答】A、通过观察鲟类胚胎的发育过程所获得的证据属于胚胎学证据,而非比较解剖学证据。比较解剖学证据主要来源于对成体或不同物种之间解剖结构的比较分析,A错误;
B、基因频率的改变在自然选择作用下是定向的,但种群基因本身的突变是随机不定向的,B错误;
C、生物稳定的形态结构往往是长期适应相对稳定环境的结果;一旦环境发生较大变化,原来的稳定结构反而可能成为不适应因素,并非一定能更好地适应变化,C错误;
D、不同类群鲟鱼在线粒体基因组上的差异,是在进化过程中逐渐积累的,这种分化可能是由协同进化(包括生物与环境的相互作用、不同物种之间的相互影响等)所驱动,D正确。
故答案为:D
【分析】1、协同进化: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。
2、适应是自然选择的结果。
3、突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新物种。
4、进化的实质:种群基因频率的改变。
9.图1是a、b、c三个神经元构成的结构,其中神经元a对神经元b构成突触前抑制,图2甲、乙、丙3条曲线为不同刺激时引起神经元c的电位变化。下列叙述正确的是(  )
A.左图中有“轴突——树突型”和“轴突——胞体型”两种突触类型
B.b的突触小体内部含有a神经元释放的神经递质的受体
C.乙曲线可表示只刺激a时b神经元的电位变化
D.丙曲线表明a神经元使b神经元释放的神经递质减少
【答案】D
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、根据图1中突触的连接方式来看,神经元a与b之间的突触,其突触后膜位于b的轴突末梢(突触小体)上,因此属于“轴突-轴突型”突触;而神经元b与c之间的突触,其突触后膜位于c的胞体上,属于“轴突-胞体型”突触。两者并不包含“轴突-树突型”,A错误;
B、神经递质受体通常位于突触后膜的外表面,以便与释放到突触间隙中的递质结合。a神经元释放的递质作用于b的突触小体膜,因此受体应位于b突触小体膜的外侧,而不是内部,B错误;
C、根据题目信息”神经元a对神经元b构成突触前抑制“,说明神经元a释放的是抑制性神经递质,作用于神经元b时会引起氯离子内流而增大静息电位的绝对值,与图2中曲线乙图示情况不符,C错误;
D、比较图2中的结果:只刺激b时,c产生较强的电位变化;而同时刺激a和b时,c的电位变化明显减弱。说明a的兴奋抑制了b释放递质,使b对c的兴奋作用下降,D正确。
故答案为:D
【分析】突触是两个神经元相互建立联系的结构,分析题图,单独刺激b时,c能形成动作电位,说明b释放的是兴奋性神经递质;根据题目信息可知,神经元a对神经元b构成突触前抑制,只刺激a时,c没有任何变化,说明a没有使b释放神经递质;同时刺激a、b,结果c产生了电位变化,但是与只刺激b相比减弱了,说明刺激a抑制了b向c传递兴奋,进而推断a神经元释放的是抑制性神经递质。
10.下列关于人体内环境稳态的叙述,错误的是(  )
A.血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关
B.下丘脑分泌的醛固酮可促进肾脏保钾排钠
C.抗利尿激素分泌增多可促进肾脏的重吸收,尿量减少
D.血浆的相对稳定与神经一体液一免疫调节网络有关
【答案】B
【知识点】内环境的理化特性;稳态的调节机制;水盐平衡调节
【解析】【解答】A、血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关 ,A正确;
B、醛固酮是由肾上腺皮质分泌的激素,其主要作用是促进肾脏对Na+的重吸收和对K+的排出,即“保钠排钾”,而不是“保钾排钠”,B错误;
C、当抗利尿激素分泌增加时,它能增强肾小管和集合管对水分的重吸收能力,从而使排出的尿液量减少,以维持体内水平衡,C正确;
D、人体内环境稳态的维持依赖于神经调节、体液调节和免疫调节三大系统的协同作用,三者共同构成一个复杂的调节网络,D正确。
故答案为:B
【分析】1、渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关 。
2、神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
3、下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,减少了尿量的排出,保留了体内的水分,使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。
4、肾上腺皮质分泌醛固酮,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。

11.种群密度和植被群落结构决定个体被捕食的风险,研究者调查了某种北方高原鼠兔被捕食的风险,结果如下图。以下叙述正确的是(  )
A.调查北方高原鼠兔的生态位只需调查其食物和天敌
B.用标记重捕法调查鼠兔种群密度时,天敌的捕食不会造成误差
C.一定范围内高原鼠兔种群密度降低会使个体被捕食的风险下降
D.一定范围内植被越高,高原鼠兔个体被捕食的风险越高
【答案】D
【知识点】估算种群密度的方法;种间关系;当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、生态位反映的是一个物种在群落中的地位和作用,不仅包括其食物来源和天敌种类,还涉及栖息空间、活动范围、与其他物种的相互作用等多个维度。因此仅调查食物和天敌是不够全面的,A错误;
B、采用标记重捕法估算种群密度时,如果天敌捕食了部分带标记的个体,会导致重捕样本中标记个体所占比例下降,从而使计算出的种群数量偏大,引入系统误差,B错误;
C、根据左图显示,在一定的种群密度范围内,密度越低,鼠兔的警戒距离越短;而警戒距离越短,往往意味着被捕食风险越高。因此种群密度降低反而会使个体被捕食风险上升,C错误;
D、从右图可以看出,在一定范围内,植被越高,鼠兔的警戒距离越短;警戒距离与被捕食风险呈负相关,因此植被越高,鼠兔被捕食的风险也越高,D正确。
故答案为:D
【分析】1、该实验以警戒距离为观察指标,研究高原鼠兔的被捕食风险,自变量为鼠兔种群密度和植被群落高度。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。
2、研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
12.脂质纳米颗粒(LNP)技术能使mRNA疫苗不易被降解而发挥更高效的作用,作用机理如下图所示,下列叙述错误的是(  )
A.该细胞为辅助性T细胞,可摄取、处理、呈递抗原
B.对mRNA进行核苷碱基修饰可提高病毒蛋白质的表达量以增强免疫效果
C.⑥过程释放的病毒蛋白质可作为激活B细胞的第一信号
D.TLR可识别LNP中的病毒mRNA使其被降解
【答案】A
【知识点】体液免疫;免疫学的应用
【解析】【解答】A、图中细胞能够摄取、处理并呈递抗原,说明其属于抗原呈递细胞,包括巨噬细胞、树突状细胞或B细胞等,而辅助性T细胞不具备摄取和呈递抗原的能力。因此该细胞并非辅助性T细胞,A错误;
B、对mRNA进行核苷碱基修饰可以增强其稳定性,避免被细胞内的核酸酶快速降解,从而提高目标病毒蛋白质的翻译效率。更多的病毒蛋白作为抗原,能够诱导更强、更持久的特异性免疫应答,B正确;
C、图中⑥过程释放出的病毒蛋白质作为抗原,能够直接与B细胞表面的受体结合,为B细胞的激活提供了第一信号(抗原刺激信号),C正确;
D、根据图示,TLR能够识别被脂质纳米颗粒(LNP)包裹的病毒mRNA,并启动降解机制将其清除,从而阻止mRNA进入细胞质进行翻译,D正确。
故答案为:A
【分析】1、B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都能摄取和加工处理抗原,并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞,因此,这些细胞称为抗原呈递细胞。
2、体液免疫的过程是:一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号;一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取;抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞;辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子;B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞。细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程;浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
13.适量食用柿子醋可促进消化、调节代谢。民间制作方法为“柿洗净、切块、脱涩,与糖分层入缸,覆纱防尘,静置数月得醋”。 下列叙述错误的是(  )
A.“脱涩”可通过与成熟的苹果、梨共置密闭环境实现
B.缸内加糖可为微生物发酵提供碳源和能源,利于其快速繁殖
C.参与发酵的主要是好氧型微生物,其呼吸作用的主要场所是线粒体
D.柿子醋的保健功效源于发酵活性成分及柿子本身的营养物质
【答案】C
【知识点】其他植物激素的种类和作用;果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、将柿子与成熟的苹果或梨一起密封存放,成熟水果释放的乙烯气体能够催熟柿子并帮助其脱涩,A正确;
B、向缸内添加糖分,可以为参与发酵的微生物提供充足的碳源和能量,有利于它们快速生长繁殖,从而促进发酵进程,B正确;
C、柿子醋发酵过程中起主要作用的是醋酸菌,醋酸菌属于原核生物,细胞中没有线粒体,其有氧呼吸相关的酶位于细胞质膜和细胞质中,因此呼吸作用的主要场所不是线粒体,C错误;
D、柿子醋之所以具有促进消化、调节代谢等保健功能,一方面得益于发酵过程中产生的醋酸、有机酸及益生菌代谢产物等活性成分,另一方面也来源于柿子本身含有的维生素、矿物质和多酚类等营养物质,D正确。
故答案为:C
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌,醋酸菌是好氧细菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成乙酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸。
14.关于“DNA粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验,下列说法正确的是(  )
A.DNA粗提取时加入冷酒精出现白色丝状物后可以用离心法收集
B.PCR缓冲液中需保持较高浓度的Mg2+,以确保DNA聚合酶最佳活性
C.将白色丝状物加入二苯胺试剂,沸水浴待冷却后观察颜色变化
D.DNA电泳指示剂需要加入到稍冷却的琼脂糖溶液中
【答案】A
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、DNA不溶于冷酒精,蛋白质等杂质能溶于酒精,加入冷酒精后DNA会析出形成白色丝状物,离心法可快速分离收集DNA,A符合题意;
B、PCR缓冲液中需适宜浓度的Mg2+,其作用是激活DNA聚合酶并稳定引物与模板结合,浓度过高会导致非特异性扩增增加,B不符合题意;
C、二苯胺鉴定DNA的操作中,需先将白色丝状物溶解在2mol/L NaCl溶液中,再加入二苯胺试剂进行沸水浴,直接加入丝状物会因DNA未溶解无法充分反应,C不符合题意;
D、DNA电泳指示剂需在加样时与DNA样品混合后加入凝胶加样孔,用于指示电泳进度,若加入冷却的琼脂糖溶液中,会随凝胶凝固分散,无法发挥指示作用,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】DNA粗提取的关键原理是DNA不溶于冷酒精但溶于2mol/L NaCl溶液,蛋白质等杂质则相反,利用这一特性可实现DNA与杂质的初步分离。PCR技术中,缓冲液的成分需严格控制,Mg2+的浓度会影响DNA聚合酶的活性和引物结合的特异性,适宜浓度是反应顺利进行的关键。二苯胺鉴定DNA的过程中,DNA需先溶解在特定浓度的NaCl溶液中,才能与二苯胺在沸水浴条件下发生显色反应。DNA电泳时,指示剂的作用是追踪DNA的迁移轨迹,其使用方式需配合加样步骤,确保指示效果。
15.科研人员利用种间体细胞核移植技术培育小郊狼的流程如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.图中②是透明带,细胞①的染色体数目与初级卵母细胞相同
B.通常将供体细胞注入去核卵母细胞后,通过电融合法使两细胞融合
C.可用电刺激、乙醇等激活③,使其完成细胞分裂和发育进程
D.去核卵母细胞细胞质内含有丰富的重编程因子和营养物质
【答案】A
【知识点】动物细胞核移植技术;动物体细胞克隆;细胞融合的方法
【解析】【解答】A、图中②所指的结构是透明带,而细胞①是第一极体。第一极体是由初级卵母细胞经过减数第一次分裂产生的,其染色体数目是初级卵母细胞的一半,并与次级卵母细胞相同。因此①的染色体数目并不与初级卵母细胞相同,A错误;
B、在体细胞核移植操作中,通常将供体细胞注入去核的卵母细胞后,采用电融合法促使二者的细胞膜融合,使供体细胞核进入卵母细胞质中,B正确;
C、融合后形成的重构胚(图中③)需要被激活才能启动细胞分裂和后续发育,常用的激活方法包括电刺激、Ca2+载体、乙醇或蛋白酶合成抑制剂等,C正确;
D、卵母细胞的细胞质中含有丰富的重编程因子(能够帮助供体细胞核恢复全能性)以及供早期胚胎发育所需的营养物质,因此常被选作核移植的受体细胞,D正确。
故答案为:A
【分析】1、动物细胞核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。
2、用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,原理是动物细胞核的全能性。
3、动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
4、卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。卵母细胞体积大,便于操作。卵母细胞内卵黄多,营养物质丰富。
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
16.图中甲、乙分别表示酵母菌在营养充足或缺乏的状态下,细胞凋亡和自噬的信号调控途径。下列分析错误的是(  )
A.营养充足时Akt会促进营养物质进入细胞用于代谢
B.营养缺乏时mTor对细胞自噬的抑制被解除,导致细胞凋亡
C.细胞自噬会分解自身结构,对其生存不利
D.细胞自噬与凋亡均受外界条件影响,不受基因的控制
【答案】B,C,D
【知识点】细胞的凋亡;细胞自噬
【解析】【解答】A、在营养充足的条件下,生长因子与相应受体结合后,会激活 Akt 信号通路。Akt 能够抑制细胞凋亡,同时促进细胞对营养物质的摄取和利用,以满足代谢需求,A 正确;
B、当营养缺乏时,mTor 的活性受到抑制,从而解除其对细胞自噬的负向调控,细胞启动自噬过程以分解自身成分,为生存提供能量和物质。此过程并不直接导致细胞凋亡,B 错误;
C、细胞自噬在营养缺乏时会分解部分自身结构,但这是一种应激保护机制,通过回收降解产物维持基本生命活动,对细胞在逆境中的生存有利,C 错误;
D、无论是细胞自噬还是细胞凋亡,都受到细胞内基因的精细调控,同时也受到外界环境条件(如营养状况、生长因子信号等)的调节,D 错误。
故答案为:BCD
【分析】1、题图分析,图甲中当营养物质充足时,生长因子与特异性受体结合,激活Akt来抑制凋亡,激活的该酶一方面可促进营养物质进入细胞,并且进一步促进代谢底物进入线粒体产生大量ATP,另一方面可激活mTor,从而抑制细胞自噬的发生。图乙中,当环境中营养物质缺乏时,mTor失活,细胞会启动细胞自噬过程,为细胞生命活动提供能量。
2、由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种程序性死亡。
3、通俗地说,细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用;这就是细胞自噬。
17.某基因型为AaXBY的细胞减数分裂时,A、a所在的同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生对等互换或不对等互换,下列说法正确的是(  )
A.对等交换后相应染色单体上的基因种类及碱基排列顺序可能会发生改变
B.不对等互换产生的配子受精后,后代个体中可出现染色体片段缺失或重复
C.同源染色体的姐妹染色单体之间的互换可实现基因重组
D.互换过程涉及磷酸二酯键的断裂与形成
【答案】A,B,D
【知识点】基因重组及其意义
【解析】【解答】A、对等互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,交换的片段包含 A 和 a 等位基因,因此互换后相应染色单体上的基因种类会发生变化,同时由于 DNA 序列在连接处重新组合,碱基的排列顺序也可能随之改变,A 正确;
B、不对等互换是指交换的片段长度不相等,导致一条染色单体上出现片段缺失,另一条则出现片段重复。这样的配子受精后,子代个体中可能检测到染色体结构变异中的缺失或重复类型, B 正确;
C、减数分裂中能够实现基因重组的互换,特指发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,姐妹染色单体之间的序列通常是相同的,互换不会产生新的基因组合,C 错误;
D、互换过程的实质是 DNA 链的断裂与再连接,断裂和重新形成的是连接核苷酸之间的磷酸二酯键,因此该过程必然涉及磷酸二酯键的断裂与形成,D 正确。
故答案为:ABD
【分析】1、可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。
2、基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变,进而产生新基因。
3、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合,包括两种类型:①自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。②互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非姐妹染色单体的互换而发生重组。
4、此外,某些细菌(如肺炎链球菌转化实验)和在人为作用(基因工程)下也能产生基因重组。
5、染色体变异包括染色体结构变异(重复、缺失、易位、倒位)和染色体数目变异。
18.某研究小组为了探究乙烯在盐胁迫下对棉花根生长的调节作用,进行了相关实验,结果如图,下列叙述错误的是(  )
A.该实验自变量为NaCl和AVG的浓度,因变量为棉花根长
B.实验结果显示在盐胁迫下乙烯对棉花根的生长有促进作用
C.实验结果显示AVG能缓解盐胁迫对根的抑制作用
D.棉花根尖生长只受乙烯的影响
【答案】A,B,D
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、本实验的自变量包括 NaCl 的浓度梯度(对照、50、100、150 mmol/L)以及是否添加 AVG(即有无抑制乙烯合成);因变量是通过测量得到的棉花根长。该表述中将自变量描述为“NaCl 和 AVG 的浓度”不够准确,因为 AVG 是“有或无”的处理而非浓度梯度, A 错误;
B、比较相同 NaCl 浓度下,不加 AVG(有乙烯)与加 AVG(抑制乙烯合成)两组:有乙烯时根长更短,说明在盐胁迫下乙烯反而抑制了根的生长,而不是促进, B 错误;
C、在相同盐浓度下,添加 AVG 的处理组根长均明显大于未加 AVG 的 NaCl 单独处理组,说明抑制乙烯合成后,盐胁迫对根生长的抑制作用得到缓解,C 正确;
D、植物根尖的生长受到多种激素的协同或拮抗调控,包括生长素、细胞分裂素、赤霉素、乙烯等,并非仅由乙烯决定, D 错误。
故答案为:ABD
【分析】根据图示信息可知,该实验的自变量是NaCl的浓度、有无乙烯合成抑制剂AVG,因变量是棉花根长。在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化;同时,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物地生长发育和对环境的适应。
19.红豆杉组织中存在能合成紫杉醇的内生微生物。为实现紫杉醇的工厂化生产,研究人员进行了以下实验。下列叙述正确的是(  )
A.红豆杉组织块、培养基需经高压蒸汽灭菌
B.内生微生物合成的紫杉醇属于次生代谢物
C.培养基①和②的接种方法都可以分离和计数菌种
D.反应器①中加入酶制剂进行预处理的主要作用是破碎细胞
【答案】B,D
【知识点】微生物的分离和培养;灭菌技术;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、红豆杉组织块作为活体材料,不能采用高压蒸汽灭菌(否则细胞会死亡),一般需要进行表面消毒处理;而培养基则必须经过高压蒸汽灭菌以达到无菌状态,A 错误;
B、次生代谢物是指生物体内并非生长发育所必需、通常在特定时期或条件下合成的代谢产物,紫杉醇作为内生微生物合成的一类活性物质,属于典型的次生代谢物, B 正确;
C、培养基①采用稀释涂布平板法接种,该方法可用于分离菌落并进行计数;培养基②采用的是平板划线法,此法主要用于纯化菌种,不适用于计数,C 错误;
D、根据实验流程推测,反应器①中加入酶制剂的预处理步骤,其目的是破坏细胞壁或细胞膜,使细胞破碎,从而释放胞内的紫杉醇, D 正确。
故答案为:BD
【分析】1、消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包芽孢和孢子)的手段,常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法。
2、灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物(包括芽孢和孢子),常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
3、初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢物不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才进行。
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20.小白菜是我国重要的蔬菜作物,光抑制现象(光照强度超过植物光合作用所能利用的限度,使光合效率下降的现象)严重影响了其光合作用效率,为筛选出更加适应强光环境的小白菜品种,科研人员开展了相关研究。请回答下列问题:
(1)PSI和PSII是叶肉细胞光合作用的两个关键功能单位,如图1所示。
①图1所示结构为   膜,其上的PSI和PSII是由   和蛋白质组成的复合体。ATP合酶由F1(亲水部分)和F0(疏水部分)两个功能结构域组成,其中嵌入膜内的是   。H+通过ATP合酶的运输方式是   。
②在强光下   不足,积累的电子会传递给O2,生成活性氧(ROS),ROS会攻击叶绿素和PSII反应中心,形成光抑制。
(2)科研人员通过LED模拟强光(光照强度为1500μmol·m-2·s-1 ,探究强光对小白菜品种“华王”和“矮脚黄”的影响。
I.实验步骤及结果:
将两品种小白菜幼苗进行强光处理,从起始日开始,每隔5d对小白菜的光合参数及叶绿素荧光参数进行测定。分别记录净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、非光化学淬灭系数(NPQ)、光系统光损伤指标(NO)以及电子传递速率 (ETR),实验结果如表1所示。
表1:强度对小白菜光合参数及叶绿素荧光参数的影响
品种 处理天数 光合参数 叶绿素荧光参数
Pn Ci Tr Gs NPQ NO ETR
华王 0 14.44 390.53 1.28 0.24 0.25 0.10 120
5 33.14 356.55 2.36 0.36 0.50 0.20 130
10 26.84 342.73 1.83 0.23 0.45 0.25 115
15 20.08 344.12 1.57 0.17 0.40 0.30 100
20 17.76 305.39 1.34 0.14 0.35 0.35 90
矮脚黄 0 15.41 358.27 0.66 0.18 0.20 0.15 110
5 32.92 347.62 2.18 0.33 0.60 0.30 100
10 27.55 328.46 1.87 0.25 0.50 0.40 80
15 17.19 320.86 1.62 0.15 0.40 0.50 60
20 14.43 308.20 1.37 0.14 0.30 0.60 50
注:非光化学淬灭系数NPQ可反应植物以热耗散的方式耗散光能的能力;光系统光损伤指标NO越大,说明光系统受损越严重
Ⅱ.分析与讨论
①据表1光合参数分析,强光处理下两品种的Gs均在第5天显著提高,而Ci却显著下降,推测其原因是   。同时第5天   的提高,有助于缓解光热胁迫。
②据表1叶绿素荧光参数分析,两品种在强光初期均可通过提高   耗散过剩光能,在长期强光下种植   品种更具优势,依据是   (至少答两点)。
【答案】(1)(叶绿体)类囊体;光合色素;F0;协助扩散;NADP+
(2)光合作用消耗CO2的增加量大于从外界吸收的CO2的增加量;蒸腾速率(Tr);热耗散能力;华王;与矮脚黄相比,华王的ETR高;NO低;NPQ高或(与矮脚黄相比,华王的热耗散能力强,光损伤小,电子传递速率高)
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;影响光合作用的环境因素;被动运输
【解析】【解答】(1)①图1所示结构为叶绿体的类囊体膜,其上分布的PSI和PSII是由光合色素与蛋白质共同组成的复合体。ATP合酶由亲水的F1部分和疏水的F0部分组成,其中嵌入膜内的是疏水的F0部分。H+通过ATP合酶的运输不消耗ATP,但需要借助通道蛋白,因此属于协助扩散。②在强光条件下,NADP+供应不足,导致光反应中积累的电子无法被正常接受,这些电子会传递给O2,生成活性氧(ROS)。ROS具有较强的氧化性,会攻击叶绿素分子和PSII反应中心,从而引发光抑制现象。
(2)①从表1的光合参数可以看出,强光处理第5天时,两个品种的气孔导度(Gs)均明显升高,但胞间CO2浓度(Ci)却显著下降。推测其原因是:此时光合作用对CO2的消耗量大于气孔从外界吸收的CO2增加量,导致胞内CO2浓度降低。同时,第5天蒸腾速率(Tr)的提高,有助于通过蒸腾散热缓解强光带来的热胁迫。②根据叶绿素荧光参数分析,两个品种在强光处理初期都能通过提高非光化学淬灭系数(NPQ)来增强热耗散能力,从而消耗过剩的光能。在长期强光条件下,品种“华王”更具优势,判断依据包括:与“矮脚黄”相比,“华王”的电子传递速率(ETR)更高、光系统损伤指标(NO)更低、热耗散能力(NPQ)更高,说明其光系统受损较轻且能量利用效率更优。
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。
2、光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收光能、传递光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP。
3、暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下被还原,进而合成有机物。4、影响光合作用速率的主要外界因素包括温度、二氧化碳浓度和光照强度等。
(1)①PSI和PSII能吸收光能,说明其上含有光合色素,参与光合作用的光反应阶段,所以图1所示结构为(叶绿体)类囊体薄膜,PSI和PSII是由光合色素和蛋白质组成的复合体。膜的基本支架为磷脂双分子层,磷脂分子由亲水头部和疏水尾部组成,ATP合酶由F1(亲水部分)和F0(疏水部分)两个功能结构域组成,其中嵌入膜内的是F0(疏水部分)。H+通过ATP合酶的运输方式不需要消耗能量,但需要借助转运蛋白,属于协助扩散。
②光反应阶段水光解为氧气、和H+,同时产生的电子经传递,可用于NADP+和H+结合形成NADPH。在强光下NADP+不足,积累的电子会传递给O2,生成活性氧(ROS),ROS会攻击叶绿素和PSII反应中心,形成光抑制。
(2)①据表1光合参数分析,强光处理下两品种的Gs(气孔导度)均在第5天显著提高,而Ci(胞间CO2浓度)却显著下降,推测其原因是光合作用消耗CO2的增加量大于从外界吸收的CO2的增加量,从而导致Ci显著下降。同时第5天蒸腾速率(Tr)的提高,有助于缓解光热胁迫。
②NPQ可反应植物以热耗散的方式耗散光能的能力,据表1叶绿素荧光参数分析,两品种在强光初期均可通过提高热耗散能力耗散过剩光能。光系统光损伤指标NO越大,说明光系统受损越严重,在长期强光下种植华王品种更具优势,依据是与矮脚黄相比,华王的ETR高;NO低;NPQ高或(与矮脚黄相比,华王的热耗散能力强,光损伤小,电子传递速率高)。
21.近年来控制体重成为人们的热门话题之一,请回答下列问题:
(1)生活节律紊乱会引起瘦素(一种激素)分泌增加,长此以往容易形成瘦素抵抗,无法抑制食欲导致体重增加。瘦素对食欲的调节过程如图1所示。
①瘦素分泌过多会抑制脂肪细胞分泌瘦素,此过程属于   调节。许多肥胖者血液中瘦素水平较高,推测其形成瘦素抵抗的原因是   。图示调节过程说明食欲的控制属于   调节方式,脂肪细胞分泌瘦素抑制食欲的过程   (填“属于”或“不属于”)非条件反射。
②节律紊乱可能诱发肥胖,节律中枢位于   。当肝脏的生物钟被打乱时,肝迷走神经向大脑传递错误的节律信号,诱导大脑在非活动时段产生食欲。从功能上看,肝迷走神经属于   神经,减弱其作用有利于控制体重。
(2)肥胖性肌萎缩是指长时间能量过剩和代谢紊乱导致肌肉量减少或功能性下降的现象。为了研究运动对肥胖性肌萎缩的影响,研究人员进行了相关实验(A酶可促进肌细胞中蛋白质的降解),实验结果如图2所示。
由实验结果可知,H组比C组更容易产生肥胖性肌萎缩的原因可能是   ;运动对肥胖性肌萎缩的影响是   。
(3)青春期的启动由下丘脑——垂体—性腺轴(HPG轴)驱动,促性腺激素释放激素(GnRH)释放后激活HPG轴。若垂体上的GnRH受体受损,可导致   发育不良。机体摄入能量过少,HPG轴被抑制。青少年过度节食,会导致青春期   (填“提前”或“推迟”)。
【答案】(1)负反馈;靶细胞上瘦素受体减少(或受损),或对瘦素敏感性下降;神经调节、体液调节;不属于;下丘脑;传入
(2)H组A酶表达量比C组高,肌细胞中蛋白质降解量增加;运动能缓解肥胖性肌萎缩;CM对照组)
(3)性腺;推迟
【知识点】神经、体液调节在维持稳态中的作用;激素调节的特点;神经系统的基本结构;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)①瘦素分泌增多时会反过来抑制脂肪细胞继续分泌瘦素,从而避免激素水平过高,这种调节方式属于负反馈调节。许多肥胖者血液中瘦素水平较高却仍然食欲旺盛,推测其原因是靶细胞上的瘦素受体数量减少或功能受损,导致对瘦素的敏感性下降。图示调节过程表明,食欲的控制既受神经系统影响,也受激素(瘦素)调节,因此属于神经-体液调节。脂肪细胞分泌瘦素抑制食欲的过程不涉及完整的反射弧,因此不属于非条件反射。②生物节律的调节中枢位于下丘脑。当肝脏的生物钟紊乱时,肝迷走神经向大脑传递错误的节律信号,使大脑在非活动时段产生食欲。从功能上看,肝迷走神经将兴奋由外周传向中枢,属于传入神经,减弱其信号传递有助于控制体重。
(2)实验结果显示,H组(肥胖组)A酶的表达量高于C组(正常对照组),A酶可促进肌细胞中蛋白质的降解,因此H组肌细胞蛋白质分解更多,更容易发生肥胖性肌萎缩。运动干预后,无论是C组还是H组,A酶表达量均有所下降,说明运动能够减少肌细胞中蛋白质的降解,从而缓解肥胖性肌萎缩的发生。
(3)青春期的启动依赖于下丘脑-垂体-性腺轴(HPG轴)。促性腺激素释放激素(GnRH)作用于垂体,促进促性腺激素分泌,进而作用于性腺。若垂体上的GnRH受体受损,促性腺激素分泌减少,会导致性腺发育不良。当机体摄入能量过少时,HPG轴受到抑制。青少年过度节食会导致能量摄入不足,从而使青春期启动推迟。
【分析】1、瘦素是蛋白质类激素,蛋白质在核糖体上合成,以胞吐的形式释放到细胞外发挥作用。题图分析,当脂肪细胞合成瘦素过多时,可通过负反馈调节进行调控瘦素在一定水平保持相对稳定,瘦素可通过神经-体液调节抑制食欲。
2、在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫作反馈调节。反馈调节是生命活动中非常普遍的调节机制,它对于机体维持稳态具有重要意义。反馈包括两种类型:正反馈、负反馈。负反馈:反馈控制抑制原来系统的活动。绝大多数激素的分泌、体温调节等都是负反馈调节。
(1)①瘦素分泌过多会抑制脂肪细胞分泌瘦素,这样可以避免瘦素分泌过多,此过程属于负反馈调节。许多肥胖者血液中瘦素水平较高,但没有起到抑制食欲的作用,推测其形成瘦素抵抗的原因是靶细胞上瘦素受体减少(或受损),或对瘦素敏感性下降,因而无法起到控制食欲的作用。图示调节过程说明食欲的控制受到神经和体液调节的共同调控,即该调控方式为神经调节、体液调节,脂肪细胞分泌瘦素抑制食欲的过程“不属于”非条件反射,因为食欲是一种感觉,感觉的形成没有经过完整的反射弧。
②节律紊乱可能诱发肥胖,节律中枢位于下丘脑。当肝脏的生物钟被打乱时,肝迷走神经向大脑传递错误的节律信号,诱导大脑在非活动时段产生食欲。从功能上看,肝迷走神经将兴奋传递到大脑,大脑属于神经中枢,因而肝迷走神经属于传入神经,减弱其作用有利于降低食欲控制体重。
(2)本实验的目的是研究运动对肥胖性肌萎缩的影响,本实验的自变量为是否运动,因变量为肥胖性肌萎缩的状况,相关指标为A酶的活性,A酶活性越高,蛋白质降解速度越快,肥胖性肌萎缩越严重,由图可知,H组比C组A酶表达量高,因而肌细胞蛋白质降解更多,因而H组更容易产生肥胖性肌萎缩;结合图中数据可知,运动不仅能降低C组,而且也能降低H组A酶的表达量,因而能减少肌细胞中蛋白质的降解,据此可推测,运动能缓解肥胖性肌萎缩的发生。
(3)青春期的启动由下丘脑——垂体—性腺轴(HPG轴)驱动,促性腺激素释放激素(GnRH)释放后激活HPG轴。若垂体上的GnRH受体受损,可导致促性腺激素分泌减少,因而会导致性腺发育不良推迟。
22.长江禁渔实施以来,极度濒危的江豚数量止跌回升。长江某段流域的江豚数量信息如图1所示,回答下列问题:
(1)江豚调查常采用无人机拍照法,与标记重捕法相比,该技术的优点是   。十年禁渔属于保护生物多样性的   措施。保护江豚是为了保护生物多样性中的   多样性。
(2)长江某段部分生物类群及食物关系如图2所示,江豚在食物网中的最低营养级是   ,其同化的能量除了一部分流向分解者外,其他的去向是   。水下人为噪声会干扰江豚捕食,体现了信息传递在生态系统中具有   的功能。
(3)科研人员调查不同岸线植物群落组成和江豚对不同岸线类型的偏好(用观测频数表示),结果如图3。
由图可知,   是江豚偏好的栖息地类型,原因是   。在实施长江自然岸线的保护和恢复过程中,同时也要考虑正常的人类活动和航运通行等因素,体现了生态工程遵循   原理。
【答案】(1)对江豚干扰少,不会对江豚造成伤害;就地保护;遗传、物种
(2)第三营养级;通过呼吸作用散失;维持生命活动的正常进行;调节种间关系,维持生态系统的平衡与稳定
(3)自然岸线;自然岸线植物种类丰富,为鱼类提供食物和栖息场所,江豚的食物来源丰富;整体
【知识点】生物的多样性;估算种群密度的方法;生态工程依据的生态学原理;生态系统的能量流动;生物多样性的保护措施
【解析】【解答】(1)与传统的标记重捕法相比,无人机拍照法不需要捕捉或接触江豚,因此对江豚的干扰小,不会对其造成伤害。十年禁渔是在江豚原有栖息地内实施的保护措施,属于就地保护(最有效的生物多样性保护方式)。保护江豚这一物种本身,以及其所携带的独特基因,是为了维护遗传多样性和物种多样性。
(2)在图2的食物网中,江豚可以通过“浮游植物→鲤鱼→江豚”这条食物链占据第三营养级,这是它在食物网中的最低营养级。江豚同化的能量,除了一部分随遗体、残骸等流向分解者外,其余部分主要通过呼吸作用以热能形式散失。水下人为噪声干扰江豚捕食,说明信息传递能够影响生物的生命活动(维持正常生命活动),同时也能够调节不同物种之间的相互关系,从而维持生态系统的平衡与稳定。
(3)由图3可知,江豚在自然岸线的观测频数明显高于期望频数,说明自然岸线是江豚偏好的栖息地类型。这是因为自然岸线上植物种类丰富,能够为鱼类提供充足的食物和栖息场所,从而为江豚提供丰富的食物来源。在恢复和保护长江自然岸线的过程中,既要考虑生态保护,也要兼顾正常的人类活动和航运通行需求,这体现了生态工程建设中的整体原理。【分析】1、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法,其中样方法适用于调查植物或活动能力弱、活动范围小的动物,而标记重捕法适用于调查活动能力强,活动范围大的动物。
2、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
3、保护生物多样性的措施有:一是就地保护,大多是建自然保护区,比如卧龙大熊猫自然保护区等;二是易地保护,大多转移到动物园或植物园,比如将水杉种子带到南京的中山陵植物园种植等;三是开展生物多样性保护的科学研究,建立种子库、精子库和利用生物技术进行基因保护等;另外要多开展生物多样性保护方面的宣传和教育,制定生物多样性保护的法律和政策。
4、信息传递在生态系统中的作用:生命活动的正常进行,离不开信息的作用;生物种群的繁衍,离不开信息的传递;调节生物种间关系,以维持生态系统的平衡与稳定。
5、几乎每个生态工程都是具有多组分、复杂结构及综合功能的系统,这样的复杂系统建设必须以整体观为指导。遵循整体原理,首先要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构。其次,进行生态工程建设时,更要考虑经济和社会等系统的影响力。
(1)与标记重捕法相比,通过无人机拍照法调查其种群数量对江豚干扰少,不会对江豚造成伤害(对江豚干扰少,影响小)。保护生物多样性的最有效措施是就地保护。长江流域十年禁渔计划属于对生物多样性的就地保护。保护江豚可以保护该物种及其含有的基因,所以是为了保护生物多样性中的遗传、物种多样性。
(2)长江某段部分生物类群及食物关系如图2所示,江豚在食物链浮游植物→鲤鱼→长江江豚中营养级最低,是第三营养级,由于长江江豚属于最高营养级,故其同化的能量除了一部分流向分解者外,其他的去向是通过呼吸作用散失。水下人为噪声会干扰江豚捕食,体现了信息传递在生态系统中具有维持生命活动的正常进行,同时调节种间关系,维持生态系统的平衡与稳定的功能。
(3)由图可知,在自然岸线,植物种类丰富,为鱼类提供食物和栖息场所,江豚的食物来源丰富,故江豚的观测频数显著高于期望频数,自然岸线是长江江豚偏好的栖息地类型。在实施长江自然岸线的保护和恢复过程中,同时也要考虑正常的人类活动和航运通行等因素,体现了生态工程遵循整体原理。
23.喹诺酮类抗菌药作为广谱抗生素,细菌对其耐药性逐渐增强。基因测序表明耐药大肠杆菌(E. coli)中编码回旋酶的gyrA基因普遍发生突变。为进一步确认大肠杆菌gyrA基因特定位点的突变与喹诺酮类药物耐药性的因果关系,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对大肠杆菌标准株进行定点突变,并对耐药的临床株进行反向突变。部分研究流程及机理如图1、图2所示。据图回答问题:
(1)研究表明,临床分离的耐药菌大多发生gyrA基因第248位碱基C突变为T或259位碱基G突变为T,该变异可能导致回旋酶第   位氨基酸发生改变。
(2)利用CRISPR/Cas9 基因编辑系统完成定点突变,研究人员设计了下表序列用于:①对标准株gyrA基因第248位碱基突变;②对标准株gyrA基因第259位碱基突变。
编号 序列 用途
g1 插入crRNA 区域的寡核苷酸序列(显示双链) 5 -CCATCCCCATGGTGACTCGG-3 3'-GG TAGGG TACCACTGAGCC-5 ' ①
g2 5 -TGG TGACTCGGCGGTTTATG-3 3 -ACCACTGAGCCGCCAAATAC-5 ②
A 供应DNA序列(仅显示单链) 5 -ACCATCCCCATGGTGACTCGGCGGTTTACACGATCGTCCGTATGG CGCAGCCATTC-3 ?
B 5 -AATCGGTAAATACCATCCCCATGG TGACTTGGCGGTTTATGACACGATCGTCCGTATGG-3 ?
表中g1、g2序列需根据   设计,大量获取这些序列最可能的途径是   。重组后的pCRISPR质粒进行电转化时,应选用含有   质粒的菌株制备感受态细胞。在导入三种质粒的大肠杆菌内,向导RNA和Cas9蛋白复合体的作用是   。表中供体DNA序列A和B的用途依次是   (填“①”或“②”)。
(3)科研人员根据纸片扩散法对五种菌株进行药敏实验,过程如下:在培养基表面均匀涂布菌液,用无菌镊子取3种喹诺酮类药物(环丙沙星、恩诺沙星、萘啶酸)的药敏纸片贴在琼脂平板表面,此过程的注意点有   。将药敏平板置于37℃恒温培养箱培养18h后,用电子游标卡尺测量   。实验结果如下(其中L和Y分别为标准株gyrA基因248和259位碱基突变形成的突变株):
菌株 抑菌圈大小(直径:mm)
环丙沙星 恩诺沙星 萘啶酸
标准株 30.05 30.78 24.37
L 22.73 24.43 6
Y 23.81 25.07 6
临床株 17.50 17.14 6
反向突变株 25.91 24.89 14.57
分析实验数据可以得出的实验结论有   。
①gyrA基因第248位碱基和第259位碱基突变与喹诺酮耐药性有关
②突变株对萘啶酸的耐药性最强,对环丙沙星和恩诺沙星的耐药性相差不显著
③反向突变株可以进一步验证碱基突变与喹诺酮耐药性之间的相关性
④gyrA基因不同的突变株的产生说明基因突变具有随机性
【答案】(1)83或87
(2)gyrA基因(突变位点附近序列);人工化学合成;pKD46和pCas9;识别并切割gyrA基因特定位点(定点切割);②、①
(3)贴药敏纸片时注意相互间距离要适中均匀、粘贴后纸片不可移动、注意防止镊子的交叉使用;抑菌圈直径(大小);①②③
【知识点】基因突变的特点及意义;PCR技术的基本操作和应用;遗传信息的翻译;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)临床分离的耐药菌中,gyrA 基因第 248 位碱基由 C 突变为 T,或第 259 位碱基由 G 突变为 T。由于每个氨基酸由 3 个碱基编码,248 ÷ 3 ≈ 82.67,对应第 83 位氨基酸;259 ÷ 3 ≈ 86.33,对应第 87 位氨基酸。因此该突变可能导致回旋酶的第 83 位或第 87 位氨基酸发生改变。
(2)表中的 g1、g2 序列需根据 gyrA 基因上目标突变位点及其两侧的序列进行设计。由于这些序列较短且需要精确合成,最常用的获取途径是人工化学合成。进行电转化时,为将 CRISPR/Cas9 系统导入菌株,需预先含有 pKD46 和 pCas9 两种质粒的感受态细胞。导入三种质粒后,向导 RNA 与 Cas9 蛋白结合形成的复合体能够识别并切割 gyrA 基因上的特定序列,实现定点切割。供体 DNA 序列 A 和 B 的用途分别为:A 用于第 259 位突变(对应②),B 用于第 248 位突变(对应①)。
(3)药敏实验中粘贴药敏纸片时需注意:纸片之间的间距应适中且均匀,贴好后不可移动位置,使用镊子时避免交叉污染(不同药物或不同菌株之间应更换或消毒)。培养 18 小时后,需要用电子游标卡尺准确测量抑菌圈直径。根据实验结果可得出以下结论:① gyrA 基因第 248 位或第 259 位碱基突变会导致抑菌圈变小,说明这两个位点的突变与喹诺酮耐药性相关;② 突变株(L、Y)及临床株对萘啶酸的抑菌圈均仅为 6 mm,表明对萘啶酸的耐药性最强,而对环丙沙星和恩诺沙星的耐药性差异不明显;③ 反向突变株的抑菌圈明显恢复,进一步验证了上述位点突变与耐药性之间的因果关系;④ 不同位点突变株的出现说明基因突变具有不定向性,而非随机性(原选项④表述为“随机性”不准确,因此不选)。故答案为: ①②③
【分析】1、mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。2、基因突变特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性。随机性:可发生在生物个体发育的任何时期和任何部位,可以发生在不同的DNA分子以及DNA分子的任何部位。不定向性:一个基因可以发生不同的突变,产生一个以上的等位基因。
(1)研究表明,临床分离的耐药菌大多发生gyrA基因第248位碱基C突变为T或259位碱基G突变为T,该变异可能导致回旋酶第248÷3>82,259÷3>86,因此发生改变的是第83或=87位氨基酸。
(2)表中g1、g2序列需根据gyrA基因的目标突变位点的邻近序列设计,大量获取这些序列可通过人工化学合成方法获得。重组后的pCRISPR质粒进行电转化时,为了将cas9基因导入,需要pCas9质粒,同时需要pKD46上的相关基因编码Red蛋白,因此应选用含有pKD46和pCas9质粒的菌株制备感受态细胞。在导入三种质粒的大肠杆菌内,向导RNA和Cas9蛋白复合体的作用是识别并切割gyrA基因特定位点,实现定点切割。表中供体DNA序列A和B的用途依次是B用于248位突变,A用于259位突变,即A和B分别对应②、①。
(3)科研人员根据纸片扩散法对五种菌株进行药敏实验,过程如下:在培养基表面均匀涂布菌液,用无菌镊子取3种喹诺酮类药物(环丙沙星、恩诺沙星、萘啶酸)的药敏纸片贴在琼脂平板表面,该操作的注意事项有:贴药敏纸片时注意相互间距离要适中均匀、粘贴后纸片不可移动、注意防止镊子的交叉使用,这些操作的目的都是为了使获得的数据可靠。将药敏平板置于37℃恒温培养箱培养18h后,用电子游标卡尺测量抑菌圈直径(大小),进而可以观察到相应菌液的抑菌效果。实验结果如下表:
①gyrA基因第248位碱基和第259位碱基突变与喹诺酮耐药性有关,因为实验结果表现为抑菌圈变小,①正确;
②根据抑菌圈的大小可以推测,突变株和临床株的抑菌圈均为6,说明它们对萘啶酸的耐药性最强,对环丙沙星和恩诺沙星的耐药性相差不显著,②正确;
③反向突变株抑菌圈恢复,因而可以进一步验证碱基突变与喹诺酮耐药性之间的相关性,③正确;
④gyrA基因不同的突变株的产生说明基因突变具有不定向性,④错误。
故选①②③。
24.水稻(2n=24)为雌雄同株植物,叶片有绿色和紫色两种表型,由两对等位基因G/g、M/m共同控制,g基因纯合时能合成紫色色素,M基因控制紫色色素的表现,紫色色素在叶片中不表现时叶片为绿色;且含其中某基因的花粉不育。D/d分别控制水稻的单粒和复粒。三对基因独立遗传。现用四个纯合的水稻品种甲、乙、丙、丁进行了如下两组杂交实验(不考虑突变)。
(1)水稻的一个染色体组有   条染色体,对其进行基因组测序,应测   条染色体的DNA序列。
(2)实验一F2出现该性状分离比是由于含   基因的花粉不育。亲本甲和乙的基因型分别是   、   。
(3)实验一F2中绿叶有   种基因型,其中基因型为GgMm的比例为   。
(4)选择基因型为ggMmDd的植株自交,后代中紫叶半复粒比例为   。
(5)若实验一F1均为绿叶半复粒,则选择F2中绿叶半复粒植株自由交配,后代紫叶复粒比例为   。
【答案】(1)12;12
(2)M;ggMM;GGmm
(3)5;2/7
(4)1/4
(5)1/144
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用;染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体
【解析】【解答】(1)水稻为二倍体,体细胞染色体数为 2n = 24,因此一个染色体组包含 12 条染色体。由于水稻为雌雄同株,无性染色体,对其进行基因组测序时,只需测定一个染色体组中的 12 条染色体即可代表全基因组序列。
(2)根据题意:g 基因纯合时合成紫色色素,M 基因控制该色素的表现,无 M 时色素不表现(叶片为绿色)。故表现型与基因型对应关系为:ggM_ 为紫叶,其余(G_M_、G_mm、ggmm)均为绿叶。实验一中,甲(紫叶)与乙(绿叶)杂交,F1 全为绿叶,说明乙不含 g 或 M 被掩盖。F2 中紫叶:绿叶 = 1:7,理论应为 3:13,说明存在花粉不育。结合配子分析,含 M 基因的花粉不育可解释该比例:母本产生四种雌配子(GM:Gm:gM:gm = 1:1:1:1),父本仅产生可育雄配子 Gm 和 gm(比例 1:1),最终紫叶(ggM_)比例为 1/4(雌 gM)× 1/2(雄 gm) = 1/8,符合 1:7。因此不育花粉类型为含 M 基因的花粉。亲本甲(紫叶)为 ggMM,亲本乙(绿叶)为 GGmm。
(3)根据(2)中的配子组合,列出棋盘可得 F2 绿叶个体的基因型包括:GGMm、GgMm、GGmm、Ggmm、ggmm,共 5 种。其中 GgMm 在绿叶中所占比例为 2/7。
雌配子 雄配子 GM gM Gm gm
Gm GGMm GgMm GGmm Ggmm
gm GgMm ggMm Ggmm ggmm
(4)实验二中,单粒与复粒杂交 F1 为半复粒,F2 比例为 1:2:1,说明该性状为不完全显性,Dd 为半复粒。基因型 ggMmDd 自交时,注意含 M 的雄配子不育。母本产生四种雌配子(gMD、gMd、gmD、gmd 各占 1/4),父本仅产生两种可育雄配子(gmD、gmd 各占 1/2)。后代中紫叶半复粒(ggM_Dd)需同时满足:gg(必来自双方)、M_(需母本提供 M,父本只能提供 m)、Dd(母本 D 与父本 d 或母本 d 与父本 D),计算得比例为 1/4。
(5)若实验一 F1 为绿叶半复粒(GgMmDd),且已知含 M 花粉不育。在 F2 中选取绿叶半复粒植株自由交配,三对基因独立分析:叶色:绿叶中 GG:Gg = 1:2,产生配子 G 概率 2/3、g 概率 1/3,后代 gg = (1/3)2 = 1/9。色素表现:雌配子 M:m = 1:3,雄配子仅 m 可育(m 概率 1),后代 M_ = 雌配子 M 概率 = 1/4。粒型:半复粒全为 Dd,自由交配后代 dd = 1/4。三者相乘:紫叶复粒(ggM_dd)比例 = 1/9 × 1/4 × 1/4 = 1/144。
【分析】基因的自由组合定律的实质是:杂合子在减数分裂形成配子的过程中,位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(1)水稻是二倍体生物,体细胞有24条染色体,所以一个染色体组有12条染色体,水稻是雌雄同株的植物,不含性染色体,所以测定水稻基因组需要测定12条染色体的DNA序列。
(2)g基因纯合时能合成紫色色素,M基因控制紫色色素的表现,紫色色素在叶片中不表现时叶片为绿色,所以G_M_、G_mm、ggmm为绿色,ggM_为紫色,甲的基因型为ggMM,甲和乙杂交子代全为绿色,说明乙的基因不可能是gg,只能是GG,结合F2中紫叶比例为1/8=1/2×1/4,两对基因都会发生性状分离,所以F1是双杂合子,因此亲本基因型是ggMM和GGmm,F1基因是GgMm,自交理论上紫叶∶绿叶=3∶13,但出现了1∶7的比例,ggM_的个体少了两份,绿叶的少了6份,说明含G的花粉不可能致死,若为含G的花粉不育,子代紫叶的份数不会减少,若含g的花粉不育,则子代不会出现紫叶个体,若含m的花粉不育,则子代紫叶个体只能减少一份,与题意不符,因此很可能是含M基因的花粉不育,母本产生配子为GM:Gm:gM:gm=1∶1∶1∶1,父本产生的配子为Gm:gm=1∶1,子代中ggM_的比例符合题意中的1/4×1/2=1/8。
(3)根据(2)的分析,用棋盘法表示杂交结果:
雌配子 雄配子 GM gM Gm gm
Gm GGMm GgMm GGmm Ggmm
gm GgMm ggMm Ggmm ggmm
绿叶中有GGMm、GgMm、GGmm、Ggmm、ggmm共5种基因型。根据棋盘可知其中基因型为GgMm的比例为2/7。
(4)实验二中,单粒丙和复粒丁杂交,F1全为半复粒,F2中单粒∶半复粒∶复粒=1∶2∶1,说明这是不完全显性遗传,Dd为半复粒,已知三对基因独立遗传,遵循自由组合定律,选择基因型为ggMmDd的植株自交,由于含M的雄配子不育,所以母本可以产生gMD∶gMd:gmD:gmd=1∶1∶1∶1,父本产生的配子gmD:gmd=1∶1。后代中紫叶半复粒(ggM_Dd)比例为1/4×1/2×2=1/4。
(5)若实验一F1均为绿叶半复粒,即基因型为GgMmDd,由于含M的花粉不育,因此子二代绿叶中GG∶Gg=1∶2,Mm∶mm=1∶1,半复粒植株基因型为Dd,选择F2中绿叶半复粒植株自由交配,三对基因可独立分析,产生的含G的配子∶含g的配子=2∶1,后代gg占1/3×1/3=1/9,产生的含M的雌配子∶含m的雌配子=1∶3,雄配子中只有含m的花粉可育,因此后代M_的比例为1/4,后代中产生的dd的植株为1/4,故F2中绿叶半复粒植株自由交配,后代紫叶复粒(ggM_dd)的比例为1/9×1/4×1/4=1/144。
1 / 12025届江苏省扬州市高三下学期考前调研测试生物试题
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。
1.下列有关有机化合物的说法,正确的是(  )
A.糖类都是由C、H、O三种元素构成的
B.脂肪由甘油和脂肪酸构成,是细胞内主要供能物质
C.蛋白质与双缩脲试剂在水浴条件下发生紫色反应
D.脱氧核糖核酸彻底水解可形成六种小分子物质
2.高尔基体形成的囊泡可以通过持续型分泌和调节型分泌两种途径将物质分泌到细胞外,具体过程如图所示。下列分析错误的是(  )
A.图中囊泡的定向运输与细胞骨架有关
B.信号分子与膜受体的结合体现了细胞膜的信息交流功能
C.图中膜蛋白和膜脂的合成都需要内质网和线粒体参与
D.胰岛素的分泌过程属于持续型分泌途径
3.丙酮酸激酶(PK)可参与下图所示的生化反应。丙酮酸激酶缺乏症(PKD)是一种罕见的隐性遗传病,表现为红细胞中缺乏PK引起Na+积累,造成溶血。以下推测错误的是(  )
A.PK既参与有氧呼吸,也参与无氧呼吸
B.丙酮酸转化为乳酸过程中可为红细胞提供少量ATP
C.Na+积累过多会导致红细胞渗透吸水甚至涨破
D.PKD 的发生体现了基因通过控制酶的合成来控制性状
4.将羽衣甘蓝的叶片色素提取液在滤纸上进行点样,先后置于层析液和蒸馏水中进行层析,过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是(  )
A.色素5在层析液中的溶解度最小
B.蒸馏水分离时点样点应浸没在蒸馏水中
C.色素1、2、3、4均可吸收蓝紫光
D.缺镁会影响色素3和4的含量
5.α-淀粉酶以随机的方式从淀粉分子内部水解淀粉,β-淀粉酶则从淀粉末端以两个单糖为单位进行水解。下列叙述正确的是(  )
A.α-淀粉酶不具有专一性,β-淀粉酶具有专一性
B.两种酶催化淀粉水解后的产物中都有麦芽糖
C.两种酶在高温条件下均会因肽键断裂而失活
D.两种酶均可用于探究pH对酶活性的影响
6.外显率是指某一基因型个体在特定环境中表现出相应表型的百分率。基因型为aa的果蝇外显率为80%,其余表现为非间断脉翅。特定环境中两只非间断脉翅果蝇杂交,F1的表型为非间断脉翅:间断脉翅=4:1,F1随机交配得F2。下列叙述正确的是(  )
A.亲本的基因型组合可能为Aa×aa或Aa×Aa
B.与F1相比,F2中间断脉翅的比例会下降
C.F2非间断脉翅中纯合子占3/8
D.测交实验无法判定非间断脉翅果蝇的基因型
7.表观遗传现象广泛存在于生物体中,下列叙述错误的是(  )
A.微小RNA(miRNA)与mRNA的结合属于表观遗传中转录后水平的调控
B.表观遗传能使生物体在碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变
C.柳穿鱼Lcyc基因甲基化导致基因突变抑制了基因的转录过程
D.吸烟会使人体细胞内DNA甲基化水平升高,对染色体上的组蛋白也会产生影响
8.我国学者测定了鲟科的线粒体基因组,将其分为尖吻鲟类、大西洋鲟类和太平洋鲟类三个类群。下列叙述正确的是(  )
A.研究鲟类胚胎的形成和发育过程,为生物进化提供比较解剖学证据
B.某一水域中鲟类种群基因会发生定向改变
C.鲟类稳定的形态结构能更好地适应不断变化的环境
D.不同鲟类线粒体基因组的差异是协同进化的结果
9.图1是a、b、c三个神经元构成的结构,其中神经元a对神经元b构成突触前抑制,图2甲、乙、丙3条曲线为不同刺激时引起神经元c的电位变化。下列叙述正确的是(  )
A.左图中有“轴突——树突型”和“轴突——胞体型”两种突触类型
B.b的突触小体内部含有a神经元释放的神经递质的受体
C.乙曲线可表示只刺激a时b神经元的电位变化
D.丙曲线表明a神经元使b神经元释放的神经递质减少
10.下列关于人体内环境稳态的叙述,错误的是(  )
A.血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关
B.下丘脑分泌的醛固酮可促进肾脏保钾排钠
C.抗利尿激素分泌增多可促进肾脏的重吸收,尿量减少
D.血浆的相对稳定与神经一体液一免疫调节网络有关
11.种群密度和植被群落结构决定个体被捕食的风险,研究者调查了某种北方高原鼠兔被捕食的风险,结果如下图。以下叙述正确的是(  )
A.调查北方高原鼠兔的生态位只需调查其食物和天敌
B.用标记重捕法调查鼠兔种群密度时,天敌的捕食不会造成误差
C.一定范围内高原鼠兔种群密度降低会使个体被捕食的风险下降
D.一定范围内植被越高,高原鼠兔个体被捕食的风险越高
12.脂质纳米颗粒(LNP)技术能使mRNA疫苗不易被降解而发挥更高效的作用,作用机理如下图所示,下列叙述错误的是(  )
A.该细胞为辅助性T细胞,可摄取、处理、呈递抗原
B.对mRNA进行核苷碱基修饰可提高病毒蛋白质的表达量以增强免疫效果
C.⑥过程释放的病毒蛋白质可作为激活B细胞的第一信号
D.TLR可识别LNP中的病毒mRNA使其被降解
13.适量食用柿子醋可促进消化、调节代谢。民间制作方法为“柿洗净、切块、脱涩,与糖分层入缸,覆纱防尘,静置数月得醋”。 下列叙述错误的是(  )
A.“脱涩”可通过与成熟的苹果、梨共置密闭环境实现
B.缸内加糖可为微生物发酵提供碳源和能源,利于其快速繁殖
C.参与发酵的主要是好氧型微生物,其呼吸作用的主要场所是线粒体
D.柿子醋的保健功效源于发酵活性成分及柿子本身的营养物质
14.关于“DNA粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验,下列说法正确的是(  )
A.DNA粗提取时加入冷酒精出现白色丝状物后可以用离心法收集
B.PCR缓冲液中需保持较高浓度的Mg2+,以确保DNA聚合酶最佳活性
C.将白色丝状物加入二苯胺试剂,沸水浴待冷却后观察颜色变化
D.DNA电泳指示剂需要加入到稍冷却的琼脂糖溶液中
15.科研人员利用种间体细胞核移植技术培育小郊狼的流程如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.图中②是透明带,细胞①的染色体数目与初级卵母细胞相同
B.通常将供体细胞注入去核卵母细胞后,通过电融合法使两细胞融合
C.可用电刺激、乙醇等激活③,使其完成细胞分裂和发育进程
D.去核卵母细胞细胞质内含有丰富的重编程因子和营养物质
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
16.图中甲、乙分别表示酵母菌在营养充足或缺乏的状态下,细胞凋亡和自噬的信号调控途径。下列分析错误的是(  )
A.营养充足时Akt会促进营养物质进入细胞用于代谢
B.营养缺乏时mTor对细胞自噬的抑制被解除,导致细胞凋亡
C.细胞自噬会分解自身结构,对其生存不利
D.细胞自噬与凋亡均受外界条件影响,不受基因的控制
17.某基因型为AaXBY的细胞减数分裂时,A、a所在的同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生对等互换或不对等互换,下列说法正确的是(  )
A.对等交换后相应染色单体上的基因种类及碱基排列顺序可能会发生改变
B.不对等互换产生的配子受精后,后代个体中可出现染色体片段缺失或重复
C.同源染色体的姐妹染色单体之间的互换可实现基因重组
D.互换过程涉及磷酸二酯键的断裂与形成
18.某研究小组为了探究乙烯在盐胁迫下对棉花根生长的调节作用,进行了相关实验,结果如图,下列叙述错误的是(  )
A.该实验自变量为NaCl和AVG的浓度,因变量为棉花根长
B.实验结果显示在盐胁迫下乙烯对棉花根的生长有促进作用
C.实验结果显示AVG能缓解盐胁迫对根的抑制作用
D.棉花根尖生长只受乙烯的影响
19.红豆杉组织中存在能合成紫杉醇的内生微生物。为实现紫杉醇的工厂化生产,研究人员进行了以下实验。下列叙述正确的是(  )
A.红豆杉组织块、培养基需经高压蒸汽灭菌
B.内生微生物合成的紫杉醇属于次生代谢物
C.培养基①和②的接种方法都可以分离和计数菌种
D.反应器①中加入酶制剂进行预处理的主要作用是破碎细胞
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20.小白菜是我国重要的蔬菜作物,光抑制现象(光照强度超过植物光合作用所能利用的限度,使光合效率下降的现象)严重影响了其光合作用效率,为筛选出更加适应强光环境的小白菜品种,科研人员开展了相关研究。请回答下列问题:
(1)PSI和PSII是叶肉细胞光合作用的两个关键功能单位,如图1所示。
①图1所示结构为   膜,其上的PSI和PSII是由   和蛋白质组成的复合体。ATP合酶由F1(亲水部分)和F0(疏水部分)两个功能结构域组成,其中嵌入膜内的是   。H+通过ATP合酶的运输方式是   。
②在强光下   不足,积累的电子会传递给O2,生成活性氧(ROS),ROS会攻击叶绿素和PSII反应中心,形成光抑制。
(2)科研人员通过LED模拟强光(光照强度为1500μmol·m-2·s-1 ,探究强光对小白菜品种“华王”和“矮脚黄”的影响。
I.实验步骤及结果:
将两品种小白菜幼苗进行强光处理,从起始日开始,每隔5d对小白菜的光合参数及叶绿素荧光参数进行测定。分别记录净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、非光化学淬灭系数(NPQ)、光系统光损伤指标(NO)以及电子传递速率 (ETR),实验结果如表1所示。
表1:强度对小白菜光合参数及叶绿素荧光参数的影响
品种 处理天数 光合参数 叶绿素荧光参数
Pn Ci Tr Gs NPQ NO ETR
华王 0 14.44 390.53 1.28 0.24 0.25 0.10 120
5 33.14 356.55 2.36 0.36 0.50 0.20 130
10 26.84 342.73 1.83 0.23 0.45 0.25 115
15 20.08 344.12 1.57 0.17 0.40 0.30 100
20 17.76 305.39 1.34 0.14 0.35 0.35 90
矮脚黄 0 15.41 358.27 0.66 0.18 0.20 0.15 110
5 32.92 347.62 2.18 0.33 0.60 0.30 100
10 27.55 328.46 1.87 0.25 0.50 0.40 80
15 17.19 320.86 1.62 0.15 0.40 0.50 60
20 14.43 308.20 1.37 0.14 0.30 0.60 50
注:非光化学淬灭系数NPQ可反应植物以热耗散的方式耗散光能的能力;光系统光损伤指标NO越大,说明光系统受损越严重
Ⅱ.分析与讨论
①据表1光合参数分析,强光处理下两品种的Gs均在第5天显著提高,而Ci却显著下降,推测其原因是   。同时第5天   的提高,有助于缓解光热胁迫。
②据表1叶绿素荧光参数分析,两品种在强光初期均可通过提高   耗散过剩光能,在长期强光下种植   品种更具优势,依据是   (至少答两点)。
21.近年来控制体重成为人们的热门话题之一,请回答下列问题:
(1)生活节律紊乱会引起瘦素(一种激素)分泌增加,长此以往容易形成瘦素抵抗,无法抑制食欲导致体重增加。瘦素对食欲的调节过程如图1所示。
①瘦素分泌过多会抑制脂肪细胞分泌瘦素,此过程属于   调节。许多肥胖者血液中瘦素水平较高,推测其形成瘦素抵抗的原因是   。图示调节过程说明食欲的控制属于   调节方式,脂肪细胞分泌瘦素抑制食欲的过程   (填“属于”或“不属于”)非条件反射。
②节律紊乱可能诱发肥胖,节律中枢位于   。当肝脏的生物钟被打乱时,肝迷走神经向大脑传递错误的节律信号,诱导大脑在非活动时段产生食欲。从功能上看,肝迷走神经属于   神经,减弱其作用有利于控制体重。
(2)肥胖性肌萎缩是指长时间能量过剩和代谢紊乱导致肌肉量减少或功能性下降的现象。为了研究运动对肥胖性肌萎缩的影响,研究人员进行了相关实验(A酶可促进肌细胞中蛋白质的降解),实验结果如图2所示。
由实验结果可知,H组比C组更容易产生肥胖性肌萎缩的原因可能是   ;运动对肥胖性肌萎缩的影响是   。
(3)青春期的启动由下丘脑——垂体—性腺轴(HPG轴)驱动,促性腺激素释放激素(GnRH)释放后激活HPG轴。若垂体上的GnRH受体受损,可导致   发育不良。机体摄入能量过少,HPG轴被抑制。青少年过度节食,会导致青春期   (填“提前”或“推迟”)。
22.长江禁渔实施以来,极度濒危的江豚数量止跌回升。长江某段流域的江豚数量信息如图1所示,回答下列问题:
(1)江豚调查常采用无人机拍照法,与标记重捕法相比,该技术的优点是   。十年禁渔属于保护生物多样性的   措施。保护江豚是为了保护生物多样性中的   多样性。
(2)长江某段部分生物类群及食物关系如图2所示,江豚在食物网中的最低营养级是   ,其同化的能量除了一部分流向分解者外,其他的去向是   。水下人为噪声会干扰江豚捕食,体现了信息传递在生态系统中具有   的功能。
(3)科研人员调查不同岸线植物群落组成和江豚对不同岸线类型的偏好(用观测频数表示),结果如图3。
由图可知,   是江豚偏好的栖息地类型,原因是   。在实施长江自然岸线的保护和恢复过程中,同时也要考虑正常的人类活动和航运通行等因素,体现了生态工程遵循   原理。
23.喹诺酮类抗菌药作为广谱抗生素,细菌对其耐药性逐渐增强。基因测序表明耐药大肠杆菌(E. coli)中编码回旋酶的gyrA基因普遍发生突变。为进一步确认大肠杆菌gyrA基因特定位点的突变与喹诺酮类药物耐药性的因果关系,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对大肠杆菌标准株进行定点突变,并对耐药的临床株进行反向突变。部分研究流程及机理如图1、图2所示。据图回答问题:
(1)研究表明,临床分离的耐药菌大多发生gyrA基因第248位碱基C突变为T或259位碱基G突变为T,该变异可能导致回旋酶第   位氨基酸发生改变。
(2)利用CRISPR/Cas9 基因编辑系统完成定点突变,研究人员设计了下表序列用于:①对标准株gyrA基因第248位碱基突变;②对标准株gyrA基因第259位碱基突变。
编号 序列 用途
g1 插入crRNA 区域的寡核苷酸序列(显示双链) 5 -CCATCCCCATGGTGACTCGG-3 3'-GG TAGGG TACCACTGAGCC-5 ' ①
g2 5 -TGG TGACTCGGCGGTTTATG-3 3 -ACCACTGAGCCGCCAAATAC-5 ②
A 供应DNA序列(仅显示单链) 5 -ACCATCCCCATGGTGACTCGGCGGTTTACACGATCGTCCGTATGG CGCAGCCATTC-3 ?
B 5 -AATCGGTAAATACCATCCCCATGG TGACTTGGCGGTTTATGACACGATCGTCCGTATGG-3 ?
表中g1、g2序列需根据   设计,大量获取这些序列最可能的途径是   。重组后的pCRISPR质粒进行电转化时,应选用含有   质粒的菌株制备感受态细胞。在导入三种质粒的大肠杆菌内,向导RNA和Cas9蛋白复合体的作用是   。表中供体DNA序列A和B的用途依次是   (填“①”或“②”)。
(3)科研人员根据纸片扩散法对五种菌株进行药敏实验,过程如下:在培养基表面均匀涂布菌液,用无菌镊子取3种喹诺酮类药物(环丙沙星、恩诺沙星、萘啶酸)的药敏纸片贴在琼脂平板表面,此过程的注意点有   。将药敏平板置于37℃恒温培养箱培养18h后,用电子游标卡尺测量   。实验结果如下(其中L和Y分别为标准株gyrA基因248和259位碱基突变形成的突变株):
菌株 抑菌圈大小(直径:mm)
环丙沙星 恩诺沙星 萘啶酸
标准株 30.05 30.78 24.37
L 22.73 24.43 6
Y 23.81 25.07 6
临床株 17.50 17.14 6
反向突变株 25.91 24.89 14.57
分析实验数据可以得出的实验结论有   。
①gyrA基因第248位碱基和第259位碱基突变与喹诺酮耐药性有关
②突变株对萘啶酸的耐药性最强,对环丙沙星和恩诺沙星的耐药性相差不显著
③反向突变株可以进一步验证碱基突变与喹诺酮耐药性之间的相关性
④gyrA基因不同的突变株的产生说明基因突变具有随机性
24.水稻(2n=24)为雌雄同株植物,叶片有绿色和紫色两种表型,由两对等位基因G/g、M/m共同控制,g基因纯合时能合成紫色色素,M基因控制紫色色素的表现,紫色色素在叶片中不表现时叶片为绿色;且含其中某基因的花粉不育。D/d分别控制水稻的单粒和复粒。三对基因独立遗传。现用四个纯合的水稻品种甲、乙、丙、丁进行了如下两组杂交实验(不考虑突变)。
(1)水稻的一个染色体组有   条染色体,对其进行基因组测序,应测   条染色体的DNA序列。
(2)实验一F2出现该性状分离比是由于含   基因的花粉不育。亲本甲和乙的基因型分别是   、   。
(3)实验一F2中绿叶有   种基因型,其中基因型为GgMm的比例为   。
(4)选择基因型为ggMmDd的植株自交,后代中紫叶半复粒比例为   。
(5)若实验一F1均为绿叶半复粒,则选择F2中绿叶半复粒植株自由交配,后代紫叶复粒比例为   。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验;核酸的基本组成单位;糖类的种类及其分布和功能;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、常见的糖类一般由C、H、O三种元素组成,但几丁质作为糖类的一种,其分子中还含有N元素,因此并非所有糖类都只含C、H、O,A错误;
B、脂肪是由甘油和脂肪酸组成的酯类化合物,在细胞中主要作为长期储存能量的物质,而非主要供能物质(主要供能物质通常是糖类);B错误;
C、蛋白质与双缩脲试剂反应生成紫色络合物,该反应在常温条件下即可进行,无需加热或水浴处理,C错误;
D、脱氧核糖核酸(DNA)彻底水解后,可分解为其基本组成单位:磷酸、脱氧核糖以及四种含氮碱基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶),共六种小分子物质,D正确。
故答案为:D
【分析】1、糖类是主要的能源物质,一般由C、H、O三种元素构成。
2、脂肪由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形成的酯,即三酰甘油。脂肪是细胞内良好的储能物质。
3、蛋白质的基本组成单位是氨基酸,用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要加热。
4、DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,1个脱氧核苷酸由1分子磷酸、1分子含氮碱基、1分子脱氧核糖组成,碱基分为A、T、G、C四种。
2.【答案】D
【知识点】细胞膜的功能;其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合;细胞骨架
【解析】【解答】A、细胞骨架参与细胞内物质运输与囊泡移动,囊泡能够定向运输至特定部位,离不开细胞骨架的支撑和导向作用,A正确;
B、信号分子与细胞膜上的特异性受体相结合,能够引发细胞内一系列反应,这一过程正是细胞膜实现信息交流功能的重要体现,B正确;
C、膜蛋白的合成场所是内质网上的核糖体,膜脂的合成也主要在内质网中进行,同时这两类物质的合成都需要线粒体提供能量,C正确;
D、胰岛素的分泌受血糖浓度等信号调控,只有在接收到相应刺激后才释放,属于调节型分泌途径,D错误。
故答案为:D
【分析】1、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
2、分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行初加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程需要线粒体提供能量。
3.【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】A、有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段相同,均为葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,该过程需要丙酮酸激酶(PK)的参与,因此PK既在有氧呼吸中起作用,也在无氧呼吸中起作用,A正确;
B、丙酮酸转化为乳酸属于无氧呼吸的第二阶段,该阶段并不伴随ATP的合成,因此不能为红细胞提供能量,B错误;
C、当红细胞内Na+过量积累时,细胞内渗透压升高,会吸引水分进入细胞,导致红细胞因吸水过多而涨破,C正确;
D、PKD的病因是红细胞中缺乏丙酮酸激酶,而该酶的合成受基因控制,这体现了基因通过控制酶的合成来间接控制生物性状,D正确。
故答案为:B
【分析】1、人体成熟的红细胞中缺乏线粒体,不能通过有氧呼吸合成ATP,但是可以通过无氧呼吸合成ATP。
2、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。3、无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量,生成少量的ATP。
4.【答案】B
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、在层析液中进行分离时,色素5未能随层析液移动而出现在滤纸条上,说明它在层析液中的溶解度最低,几乎不溶解,因此停留在原点附近,A正确;
B、用蒸馏水进行层析时,应将滤纸条(或滤纸)的下端边缘浸入蒸馏水中,点样点必须位于蒸馏水液面之上,不能直接接触水,否则色素会溶解到水中而无法正常分离,B错误;
C、根据色素1~4在层析液中的不同迁移率,可推断它们分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,这四种色素都能吸收蓝紫光,C正确;
D、镁是叶绿素分子的核心组成元素,而色素3和4分别对应叶绿素a和叶绿素b,因此缺镁会直接影响这两种色素的合成,使其含量下降,D正确。
故答案为:B
【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以,可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。由于色素存在于细胞内,需要先破碎细胞才能释放出色素。绿叶中的色素不只有一种,它们都能溶解在层析液中,但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。这样,绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
2、题图分析:由图示结果可知,1号色素离色素点样点最远,1号扩散得最快,在层析液中溶解度最大。旋转90度后再用蒸馏水进行分离,出现色素带5,说明色素带5的色素是水溶性色素。色素带1、2、3、4都不扩散,说明1、2、3、4难溶于蒸馏水。
5.【答案】B
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、所有酶都具有专一性,这是酶的共性。α-淀粉酶专门催化淀粉分子内部糖苷键的水解,β-淀粉酶则专门从淀粉的非还原末端以两个葡萄糖为单位进行水解,两者均表现出严格的专一性,A错误;
B、β-淀粉酶每次从末端切下一个麦芽糖单位,其主要产物就是麦芽糖;α-淀粉酶虽然随机切割内部糖苷键,初始产物多为糊精等短链片段,但随着反应进行,这些片段可进一步被水解生成麦芽糖。因此两种酶的水解产物中均含有麦芽糖,B正确;
C、高温使酶失活的主要原因是破坏了酶的空间结构(变性),而非肽键断裂。肽键的断裂需要蛋白酶或强酸强碱等条件,单纯加热不会使肽键大量水解,C错误;
D、淀粉在强酸或强碱性条件下,即使没有酶的作用也会发生非酶促水解,这会对酶活性的测定造成干扰,因此淀粉酶不适用于以淀粉为底物来探究pH对酶活性的影响,D错误。
故答案为:B
【分析】1、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和。
2、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度 (pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH) 时,酶活性最强,超过最适温度 (pH)后,随着温度(pH) 的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
3、探究pH对酶活性的影响时,不宜采用淀粉酶催化淀粉分解的反应,因为用作鉴定的碘液会和NaOH发生化学反应,使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大较少,而且在酸性条件下淀粉会水解,从而影响实验的观察效果。
6.【答案】C
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、如果亲本组合为 Aa × aa,则子代中 aa 基因型的概率为 1/2。由于 aa 个体只有 80% 表现出间断脉翅,其余仍为非间断脉翅,因此子代中间断脉翅的实际比例为 1/2 × 80% = 2/5。但题干中 F1 间断脉翅的比例为 1/5,两者不符,故该组合不成立, A 错误;
B、根据 F1 中间断脉翅占 1/5,可推知该比例来自 80% × 1/4,从而判断亲本均为 Aa。F1基因型比例为 AA : Aa : aa = 1 : 2 : 1,产生的配子中 A 和 a 各占 1/2。F1 随机交配得到的 F2 基因型比例仍为 1 : 2 : 1,aa 占 1/4,间断脉翅比例为 80% × 1/4 = 1/5,与 F1 相同,并未下降, B 错误;
C、F2 中各种基因型及其表型情况为:AA(占 1/4)全为非间断脉翅;Aa(占 1/2)全为非间断脉翅;aa(占 1/4)中只有 20% 表现为非间断脉翅(即 1/4 × 20% = 1/20)。因此非间断脉翅个体总比例为 1/4 + 1/2 + 1/20 = 4/5,其中纯合子(AA + 表现为非间断脉翅的 aa)占 (1/4 + 1/20) ÷ (4/5) = (6/20) ÷ (4/5) = 3/8,C 正确;
D、通过测交可以区分非间断脉翅果蝇的基因型:若为 AA,测交后代全为 Aa,全部为非间断脉翅;
若为 Aa,测交后代 Aa 与 aa 各占 1/2,其中 aa 有 80% 为间断脉翅,故间断脉翅占 1/2 × 80% = 2/5,非间断脉翅占 3/5;若为 aa,测交后代全为 aa,间断脉翅占 80%,非间断脉翅占 20%。
三种情况下的表型比例明显不同,因此可以判定基因型,D 错误;
故答案为:C
【分析】根据题意可知,基因型为aa的果蝇外显率为80%,其余表现为非间断脉翅。因此非间断脉翅的个体基因型可能为AA、Aa和aa。
7.【答案】C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、微小RNA(miRNA)通过与mRNA互补结合,影响翻译过程,从而调控基因表达,这属于表观遗传在转录后水平上的调控方式,A正确;
B、表观遗传的核心特征是在DNA碱基序列不发生改变的前提下,基因表达及生物性状却出现可遗传的变化,B正确;
C、柳穿鱼Lcyc基因发生甲基化修饰后,其转录过程受到抑制,这种变化属于表观遗传调控,并不改变基因的核苷酸序列,因此不属于基因突变,C错误;
D、不良生活习惯会引发表观遗传修饰的改变,例如吸烟可导致人体细胞内DNA甲基化水平上升,同时也可能影响染色体上组蛋白的修饰状态,D正确。
故答案为:C
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。甲基化会抑制基因的表达,从而影响生物的性状。基因的甲基化是可以遗传给下一代的。
8.【答案】D
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;生物具有共同的祖先;自然选择与适应
【解析】【解答】A、通过观察鲟类胚胎的发育过程所获得的证据属于胚胎学证据,而非比较解剖学证据。比较解剖学证据主要来源于对成体或不同物种之间解剖结构的比较分析,A错误;
B、基因频率的改变在自然选择作用下是定向的,但种群基因本身的突变是随机不定向的,B错误;
C、生物稳定的形态结构往往是长期适应相对稳定环境的结果;一旦环境发生较大变化,原来的稳定结构反而可能成为不适应因素,并非一定能更好地适应变化,C错误;
D、不同类群鲟鱼在线粒体基因组上的差异,是在进化过程中逐渐积累的,这种分化可能是由协同进化(包括生物与环境的相互作用、不同物种之间的相互影响等)所驱动,D正确。
故答案为:D
【分析】1、协同进化: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。
2、适应是自然选择的结果。
3、突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新物种。
4、进化的实质:种群基因频率的改变。
9.【答案】D
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、根据图1中突触的连接方式来看,神经元a与b之间的突触,其突触后膜位于b的轴突末梢(突触小体)上,因此属于“轴突-轴突型”突触;而神经元b与c之间的突触,其突触后膜位于c的胞体上,属于“轴突-胞体型”突触。两者并不包含“轴突-树突型”,A错误;
B、神经递质受体通常位于突触后膜的外表面,以便与释放到突触间隙中的递质结合。a神经元释放的递质作用于b的突触小体膜,因此受体应位于b突触小体膜的外侧,而不是内部,B错误;
C、根据题目信息”神经元a对神经元b构成突触前抑制“,说明神经元a释放的是抑制性神经递质,作用于神经元b时会引起氯离子内流而增大静息电位的绝对值,与图2中曲线乙图示情况不符,C错误;
D、比较图2中的结果:只刺激b时,c产生较强的电位变化;而同时刺激a和b时,c的电位变化明显减弱。说明a的兴奋抑制了b释放递质,使b对c的兴奋作用下降,D正确。
故答案为:D
【分析】突触是两个神经元相互建立联系的结构,分析题图,单独刺激b时,c能形成动作电位,说明b释放的是兴奋性神经递质;根据题目信息可知,神经元a对神经元b构成突触前抑制,只刺激a时,c没有任何变化,说明a没有使b释放神经递质;同时刺激a、b,结果c产生了电位变化,但是与只刺激b相比减弱了,说明刺激a抑制了b向c传递兴奋,进而推断a神经元释放的是抑制性神经递质。
10.【答案】B
【知识点】内环境的理化特性;稳态的调节机制;水盐平衡调节
【解析】【解答】A、血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关 ,A正确;
B、醛固酮是由肾上腺皮质分泌的激素,其主要作用是促进肾脏对Na+的重吸收和对K+的排出,即“保钠排钾”,而不是“保钾排钠”,B错误;
C、当抗利尿激素分泌增加时,它能增强肾小管和集合管对水分的重吸收能力,从而使排出的尿液量减少,以维持体内水平衡,C正确;
D、人体内环境稳态的维持依赖于神经调节、体液调节和免疫调节三大系统的协同作用,三者共同构成一个复杂的调节网络,D正确。
故答案为:B
【分析】1、渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关 。
2、神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
3、下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,减少了尿量的排出,保留了体内的水分,使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。
4、肾上腺皮质分泌醛固酮,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。

11.【答案】D
【知识点】估算种群密度的方法;种间关系;当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、生态位反映的是一个物种在群落中的地位和作用,不仅包括其食物来源和天敌种类,还涉及栖息空间、活动范围、与其他物种的相互作用等多个维度。因此仅调查食物和天敌是不够全面的,A错误;
B、采用标记重捕法估算种群密度时,如果天敌捕食了部分带标记的个体,会导致重捕样本中标记个体所占比例下降,从而使计算出的种群数量偏大,引入系统误差,B错误;
C、根据左图显示,在一定的种群密度范围内,密度越低,鼠兔的警戒距离越短;而警戒距离越短,往往意味着被捕食风险越高。因此种群密度降低反而会使个体被捕食风险上升,C错误;
D、从右图可以看出,在一定范围内,植被越高,鼠兔的警戒距离越短;警戒距离与被捕食风险呈负相关,因此植被越高,鼠兔被捕食的风险也越高,D正确。
故答案为:D
【分析】1、该实验以警戒距离为观察指标,研究高原鼠兔的被捕食风险,自变量为鼠兔种群密度和植被群落高度。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。
2、研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
12.【答案】A
【知识点】体液免疫;免疫学的应用
【解析】【解答】A、图中细胞能够摄取、处理并呈递抗原,说明其属于抗原呈递细胞,包括巨噬细胞、树突状细胞或B细胞等,而辅助性T细胞不具备摄取和呈递抗原的能力。因此该细胞并非辅助性T细胞,A错误;
B、对mRNA进行核苷碱基修饰可以增强其稳定性,避免被细胞内的核酸酶快速降解,从而提高目标病毒蛋白质的翻译效率。更多的病毒蛋白作为抗原,能够诱导更强、更持久的特异性免疫应答,B正确;
C、图中⑥过程释放出的病毒蛋白质作为抗原,能够直接与B细胞表面的受体结合,为B细胞的激活提供了第一信号(抗原刺激信号),C正确;
D、根据图示,TLR能够识别被脂质纳米颗粒(LNP)包裹的病毒mRNA,并启动降解机制将其清除,从而阻止mRNA进入细胞质进行翻译,D正确。
故答案为:A
【分析】1、B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都能摄取和加工处理抗原,并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞,因此,这些细胞称为抗原呈递细胞。
2、体液免疫的过程是:一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号;一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取;抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞;辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子;B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞。细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程;浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
13.【答案】C
【知识点】其他植物激素的种类和作用;果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、将柿子与成熟的苹果或梨一起密封存放,成熟水果释放的乙烯气体能够催熟柿子并帮助其脱涩,A正确;
B、向缸内添加糖分,可以为参与发酵的微生物提供充足的碳源和能量,有利于它们快速生长繁殖,从而促进发酵进程,B正确;
C、柿子醋发酵过程中起主要作用的是醋酸菌,醋酸菌属于原核生物,细胞中没有线粒体,其有氧呼吸相关的酶位于细胞质膜和细胞质中,因此呼吸作用的主要场所不是线粒体,C错误;
D、柿子醋之所以具有促进消化、调节代谢等保健功能,一方面得益于发酵过程中产生的醋酸、有机酸及益生菌代谢产物等活性成分,另一方面也来源于柿子本身含有的维生素、矿物质和多酚类等营养物质,D正确。
故答案为:C
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌,醋酸菌是好氧细菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成乙酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸。
14.【答案】A
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、DNA不溶于冷酒精,蛋白质等杂质能溶于酒精,加入冷酒精后DNA会析出形成白色丝状物,离心法可快速分离收集DNA,A符合题意;
B、PCR缓冲液中需适宜浓度的Mg2+,其作用是激活DNA聚合酶并稳定引物与模板结合,浓度过高会导致非特异性扩增增加,B不符合题意;
C、二苯胺鉴定DNA的操作中,需先将白色丝状物溶解在2mol/L NaCl溶液中,再加入二苯胺试剂进行沸水浴,直接加入丝状物会因DNA未溶解无法充分反应,C不符合题意;
D、DNA电泳指示剂需在加样时与DNA样品混合后加入凝胶加样孔,用于指示电泳进度,若加入冷却的琼脂糖溶液中,会随凝胶凝固分散,无法发挥指示作用,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】DNA粗提取的关键原理是DNA不溶于冷酒精但溶于2mol/L NaCl溶液,蛋白质等杂质则相反,利用这一特性可实现DNA与杂质的初步分离。PCR技术中,缓冲液的成分需严格控制,Mg2+的浓度会影响DNA聚合酶的活性和引物结合的特异性,适宜浓度是反应顺利进行的关键。二苯胺鉴定DNA的过程中,DNA需先溶解在特定浓度的NaCl溶液中,才能与二苯胺在沸水浴条件下发生显色反应。DNA电泳时,指示剂的作用是追踪DNA的迁移轨迹,其使用方式需配合加样步骤,确保指示效果。
15.【答案】A
【知识点】动物细胞核移植技术;动物体细胞克隆;细胞融合的方法
【解析】【解答】A、图中②所指的结构是透明带,而细胞①是第一极体。第一极体是由初级卵母细胞经过减数第一次分裂产生的,其染色体数目是初级卵母细胞的一半,并与次级卵母细胞相同。因此①的染色体数目并不与初级卵母细胞相同,A错误;
B、在体细胞核移植操作中,通常将供体细胞注入去核的卵母细胞后,采用电融合法促使二者的细胞膜融合,使供体细胞核进入卵母细胞质中,B正确;
C、融合后形成的重构胚(图中③)需要被激活才能启动细胞分裂和后续发育,常用的激活方法包括电刺激、Ca2+载体、乙醇或蛋白酶合成抑制剂等,C正确;
D、卵母细胞的细胞质中含有丰富的重编程因子(能够帮助供体细胞核恢复全能性)以及供早期胚胎发育所需的营养物质,因此常被选作核移植的受体细胞,D正确。
故答案为:A
【分析】1、动物细胞核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。
2、用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,原理是动物细胞核的全能性。
3、动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
4、卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。卵母细胞体积大,便于操作。卵母细胞内卵黄多,营养物质丰富。
16.【答案】B,C,D
【知识点】细胞的凋亡;细胞自噬
【解析】【解答】A、在营养充足的条件下,生长因子与相应受体结合后,会激活 Akt 信号通路。Akt 能够抑制细胞凋亡,同时促进细胞对营养物质的摄取和利用,以满足代谢需求,A 正确;
B、当营养缺乏时,mTor 的活性受到抑制,从而解除其对细胞自噬的负向调控,细胞启动自噬过程以分解自身成分,为生存提供能量和物质。此过程并不直接导致细胞凋亡,B 错误;
C、细胞自噬在营养缺乏时会分解部分自身结构,但这是一种应激保护机制,通过回收降解产物维持基本生命活动,对细胞在逆境中的生存有利,C 错误;
D、无论是细胞自噬还是细胞凋亡,都受到细胞内基因的精细调控,同时也受到外界环境条件(如营养状况、生长因子信号等)的调节,D 错误。
故答案为:BCD
【分析】1、题图分析,图甲中当营养物质充足时,生长因子与特异性受体结合,激活Akt来抑制凋亡,激活的该酶一方面可促进营养物质进入细胞,并且进一步促进代谢底物进入线粒体产生大量ATP,另一方面可激活mTor,从而抑制细胞自噬的发生。图乙中,当环境中营养物质缺乏时,mTor失活,细胞会启动细胞自噬过程,为细胞生命活动提供能量。
2、由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种程序性死亡。
3、通俗地说,细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用;这就是细胞自噬。
17.【答案】A,B,D
【知识点】基因重组及其意义
【解析】【解答】A、对等互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,交换的片段包含 A 和 a 等位基因,因此互换后相应染色单体上的基因种类会发生变化,同时由于 DNA 序列在连接处重新组合,碱基的排列顺序也可能随之改变,A 正确;
B、不对等互换是指交换的片段长度不相等,导致一条染色单体上出现片段缺失,另一条则出现片段重复。这样的配子受精后,子代个体中可能检测到染色体结构变异中的缺失或重复类型, B 正确;
C、减数分裂中能够实现基因重组的互换,特指发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,姐妹染色单体之间的序列通常是相同的,互换不会产生新的基因组合,C 错误;
D、互换过程的实质是 DNA 链的断裂与再连接,断裂和重新形成的是连接核苷酸之间的磷酸二酯键,因此该过程必然涉及磷酸二酯键的断裂与形成,D 正确。
故答案为:ABD
【分析】1、可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。
2、基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变,进而产生新基因。
3、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合,包括两种类型:①自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。②互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非姐妹染色单体的互换而发生重组。
4、此外,某些细菌(如肺炎链球菌转化实验)和在人为作用(基因工程)下也能产生基因重组。
5、染色体变异包括染色体结构变异(重复、缺失、易位、倒位)和染色体数目变异。
18.【答案】A,B,D
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、本实验的自变量包括 NaCl 的浓度梯度(对照、50、100、150 mmol/L)以及是否添加 AVG(即有无抑制乙烯合成);因变量是通过测量得到的棉花根长。该表述中将自变量描述为“NaCl 和 AVG 的浓度”不够准确,因为 AVG 是“有或无”的处理而非浓度梯度, A 错误;
B、比较相同 NaCl 浓度下,不加 AVG(有乙烯)与加 AVG(抑制乙烯合成)两组:有乙烯时根长更短,说明在盐胁迫下乙烯反而抑制了根的生长,而不是促进, B 错误;
C、在相同盐浓度下,添加 AVG 的处理组根长均明显大于未加 AVG 的 NaCl 单独处理组,说明抑制乙烯合成后,盐胁迫对根生长的抑制作用得到缓解,C 正确;
D、植物根尖的生长受到多种激素的协同或拮抗调控,包括生长素、细胞分裂素、赤霉素、乙烯等,并非仅由乙烯决定, D 错误。
故答案为:ABD
【分析】根据图示信息可知,该实验的自变量是NaCl的浓度、有无乙烯合成抑制剂AVG,因变量是棉花根长。在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化;同时,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物地生长发育和对环境的适应。
19.【答案】B,D
【知识点】微生物的分离和培养;灭菌技术;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、红豆杉组织块作为活体材料,不能采用高压蒸汽灭菌(否则细胞会死亡),一般需要进行表面消毒处理;而培养基则必须经过高压蒸汽灭菌以达到无菌状态,A 错误;
B、次生代谢物是指生物体内并非生长发育所必需、通常在特定时期或条件下合成的代谢产物,紫杉醇作为内生微生物合成的一类活性物质,属于典型的次生代谢物, B 正确;
C、培养基①采用稀释涂布平板法接种,该方法可用于分离菌落并进行计数;培养基②采用的是平板划线法,此法主要用于纯化菌种,不适用于计数,C 错误;
D、根据实验流程推测,反应器①中加入酶制剂的预处理步骤,其目的是破坏细胞壁或细胞膜,使细胞破碎,从而释放胞内的紫杉醇, D 正确。
故答案为:BD
【分析】1、消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包芽孢和孢子)的手段,常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法。
2、灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物(包括芽孢和孢子),常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
3、初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢物不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才进行。
20.【答案】(1)(叶绿体)类囊体;光合色素;F0;协助扩散;NADP+
(2)光合作用消耗CO2的增加量大于从外界吸收的CO2的增加量;蒸腾速率(Tr);热耗散能力;华王;与矮脚黄相比,华王的ETR高;NO低;NPQ高或(与矮脚黄相比,华王的热耗散能力强,光损伤小,电子传递速率高)
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;影响光合作用的环境因素;被动运输
【解析】【解答】(1)①图1所示结构为叶绿体的类囊体膜,其上分布的PSI和PSII是由光合色素与蛋白质共同组成的复合体。ATP合酶由亲水的F1部分和疏水的F0部分组成,其中嵌入膜内的是疏水的F0部分。H+通过ATP合酶的运输不消耗ATP,但需要借助通道蛋白,因此属于协助扩散。②在强光条件下,NADP+供应不足,导致光反应中积累的电子无法被正常接受,这些电子会传递给O2,生成活性氧(ROS)。ROS具有较强的氧化性,会攻击叶绿素分子和PSII反应中心,从而引发光抑制现象。
(2)①从表1的光合参数可以看出,强光处理第5天时,两个品种的气孔导度(Gs)均明显升高,但胞间CO2浓度(Ci)却显著下降。推测其原因是:此时光合作用对CO2的消耗量大于气孔从外界吸收的CO2增加量,导致胞内CO2浓度降低。同时,第5天蒸腾速率(Tr)的提高,有助于通过蒸腾散热缓解强光带来的热胁迫。②根据叶绿素荧光参数分析,两个品种在强光处理初期都能通过提高非光化学淬灭系数(NPQ)来增强热耗散能力,从而消耗过剩的光能。在长期强光条件下,品种“华王”更具优势,判断依据包括:与“矮脚黄”相比,“华王”的电子传递速率(ETR)更高、光系统损伤指标(NO)更低、热耗散能力(NPQ)更高,说明其光系统受损较轻且能量利用效率更优。
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。
2、光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收光能、传递光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP。
3、暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下被还原,进而合成有机物。4、影响光合作用速率的主要外界因素包括温度、二氧化碳浓度和光照强度等。
(1)①PSI和PSII能吸收光能,说明其上含有光合色素,参与光合作用的光反应阶段,所以图1所示结构为(叶绿体)类囊体薄膜,PSI和PSII是由光合色素和蛋白质组成的复合体。膜的基本支架为磷脂双分子层,磷脂分子由亲水头部和疏水尾部组成,ATP合酶由F1(亲水部分)和F0(疏水部分)两个功能结构域组成,其中嵌入膜内的是F0(疏水部分)。H+通过ATP合酶的运输方式不需要消耗能量,但需要借助转运蛋白,属于协助扩散。
②光反应阶段水光解为氧气、和H+,同时产生的电子经传递,可用于NADP+和H+结合形成NADPH。在强光下NADP+不足,积累的电子会传递给O2,生成活性氧(ROS),ROS会攻击叶绿素和PSII反应中心,形成光抑制。
(2)①据表1光合参数分析,强光处理下两品种的Gs(气孔导度)均在第5天显著提高,而Ci(胞间CO2浓度)却显著下降,推测其原因是光合作用消耗CO2的增加量大于从外界吸收的CO2的增加量,从而导致Ci显著下降。同时第5天蒸腾速率(Tr)的提高,有助于缓解光热胁迫。
②NPQ可反应植物以热耗散的方式耗散光能的能力,据表1叶绿素荧光参数分析,两品种在强光初期均可通过提高热耗散能力耗散过剩光能。光系统光损伤指标NO越大,说明光系统受损越严重,在长期强光下种植华王品种更具优势,依据是与矮脚黄相比,华王的ETR高;NO低;NPQ高或(与矮脚黄相比,华王的热耗散能力强,光损伤小,电子传递速率高)。
21.【答案】(1)负反馈;靶细胞上瘦素受体减少(或受损),或对瘦素敏感性下降;神经调节、体液调节;不属于;下丘脑;传入
(2)H组A酶表达量比C组高,肌细胞中蛋白质降解量增加;运动能缓解肥胖性肌萎缩;CM对照组)
(3)性腺;推迟
【知识点】神经、体液调节在维持稳态中的作用;激素调节的特点;神经系统的基本结构;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)①瘦素分泌增多时会反过来抑制脂肪细胞继续分泌瘦素,从而避免激素水平过高,这种调节方式属于负反馈调节。许多肥胖者血液中瘦素水平较高却仍然食欲旺盛,推测其原因是靶细胞上的瘦素受体数量减少或功能受损,导致对瘦素的敏感性下降。图示调节过程表明,食欲的控制既受神经系统影响,也受激素(瘦素)调节,因此属于神经-体液调节。脂肪细胞分泌瘦素抑制食欲的过程不涉及完整的反射弧,因此不属于非条件反射。②生物节律的调节中枢位于下丘脑。当肝脏的生物钟紊乱时,肝迷走神经向大脑传递错误的节律信号,使大脑在非活动时段产生食欲。从功能上看,肝迷走神经将兴奋由外周传向中枢,属于传入神经,减弱其信号传递有助于控制体重。
(2)实验结果显示,H组(肥胖组)A酶的表达量高于C组(正常对照组),A酶可促进肌细胞中蛋白质的降解,因此H组肌细胞蛋白质分解更多,更容易发生肥胖性肌萎缩。运动干预后,无论是C组还是H组,A酶表达量均有所下降,说明运动能够减少肌细胞中蛋白质的降解,从而缓解肥胖性肌萎缩的发生。
(3)青春期的启动依赖于下丘脑-垂体-性腺轴(HPG轴)。促性腺激素释放激素(GnRH)作用于垂体,促进促性腺激素分泌,进而作用于性腺。若垂体上的GnRH受体受损,促性腺激素分泌减少,会导致性腺发育不良。当机体摄入能量过少时,HPG轴受到抑制。青少年过度节食会导致能量摄入不足,从而使青春期启动推迟。
【分析】1、瘦素是蛋白质类激素,蛋白质在核糖体上合成,以胞吐的形式释放到细胞外发挥作用。题图分析,当脂肪细胞合成瘦素过多时,可通过负反馈调节进行调控瘦素在一定水平保持相对稳定,瘦素可通过神经-体液调节抑制食欲。
2、在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫作反馈调节。反馈调节是生命活动中非常普遍的调节机制,它对于机体维持稳态具有重要意义。反馈包括两种类型:正反馈、负反馈。负反馈:反馈控制抑制原来系统的活动。绝大多数激素的分泌、体温调节等都是负反馈调节。
(1)①瘦素分泌过多会抑制脂肪细胞分泌瘦素,这样可以避免瘦素分泌过多,此过程属于负反馈调节。许多肥胖者血液中瘦素水平较高,但没有起到抑制食欲的作用,推测其形成瘦素抵抗的原因是靶细胞上瘦素受体减少(或受损),或对瘦素敏感性下降,因而无法起到控制食欲的作用。图示调节过程说明食欲的控制受到神经和体液调节的共同调控,即该调控方式为神经调节、体液调节,脂肪细胞分泌瘦素抑制食欲的过程“不属于”非条件反射,因为食欲是一种感觉,感觉的形成没有经过完整的反射弧。
②节律紊乱可能诱发肥胖,节律中枢位于下丘脑。当肝脏的生物钟被打乱时,肝迷走神经向大脑传递错误的节律信号,诱导大脑在非活动时段产生食欲。从功能上看,肝迷走神经将兴奋传递到大脑,大脑属于神经中枢,因而肝迷走神经属于传入神经,减弱其作用有利于降低食欲控制体重。
(2)本实验的目的是研究运动对肥胖性肌萎缩的影响,本实验的自变量为是否运动,因变量为肥胖性肌萎缩的状况,相关指标为A酶的活性,A酶活性越高,蛋白质降解速度越快,肥胖性肌萎缩越严重,由图可知,H组比C组A酶表达量高,因而肌细胞蛋白质降解更多,因而H组更容易产生肥胖性肌萎缩;结合图中数据可知,运动不仅能降低C组,而且也能降低H组A酶的表达量,因而能减少肌细胞中蛋白质的降解,据此可推测,运动能缓解肥胖性肌萎缩的发生。
(3)青春期的启动由下丘脑——垂体—性腺轴(HPG轴)驱动,促性腺激素释放激素(GnRH)释放后激活HPG轴。若垂体上的GnRH受体受损,可导致促性腺激素分泌减少,因而会导致性腺发育不良推迟。
22.【答案】(1)对江豚干扰少,不会对江豚造成伤害;就地保护;遗传、物种
(2)第三营养级;通过呼吸作用散失;维持生命活动的正常进行;调节种间关系,维持生态系统的平衡与稳定
(3)自然岸线;自然岸线植物种类丰富,为鱼类提供食物和栖息场所,江豚的食物来源丰富;整体
【知识点】生物的多样性;估算种群密度的方法;生态工程依据的生态学原理;生态系统的能量流动;生物多样性的保护措施
【解析】【解答】(1)与传统的标记重捕法相比,无人机拍照法不需要捕捉或接触江豚,因此对江豚的干扰小,不会对其造成伤害。十年禁渔是在江豚原有栖息地内实施的保护措施,属于就地保护(最有效的生物多样性保护方式)。保护江豚这一物种本身,以及其所携带的独特基因,是为了维护遗传多样性和物种多样性。
(2)在图2的食物网中,江豚可以通过“浮游植物→鲤鱼→江豚”这条食物链占据第三营养级,这是它在食物网中的最低营养级。江豚同化的能量,除了一部分随遗体、残骸等流向分解者外,其余部分主要通过呼吸作用以热能形式散失。水下人为噪声干扰江豚捕食,说明信息传递能够影响生物的生命活动(维持正常生命活动),同时也能够调节不同物种之间的相互关系,从而维持生态系统的平衡与稳定。
(3)由图3可知,江豚在自然岸线的观测频数明显高于期望频数,说明自然岸线是江豚偏好的栖息地类型。这是因为自然岸线上植物种类丰富,能够为鱼类提供充足的食物和栖息场所,从而为江豚提供丰富的食物来源。在恢复和保护长江自然岸线的过程中,既要考虑生态保护,也要兼顾正常的人类活动和航运通行需求,这体现了生态工程建设中的整体原理。【分析】1、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法,其中样方法适用于调查植物或活动能力弱、活动范围小的动物,而标记重捕法适用于调查活动能力强,活动范围大的动物。
2、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
3、保护生物多样性的措施有:一是就地保护,大多是建自然保护区,比如卧龙大熊猫自然保护区等;二是易地保护,大多转移到动物园或植物园,比如将水杉种子带到南京的中山陵植物园种植等;三是开展生物多样性保护的科学研究,建立种子库、精子库和利用生物技术进行基因保护等;另外要多开展生物多样性保护方面的宣传和教育,制定生物多样性保护的法律和政策。
4、信息传递在生态系统中的作用:生命活动的正常进行,离不开信息的作用;生物种群的繁衍,离不开信息的传递;调节生物种间关系,以维持生态系统的平衡与稳定。
5、几乎每个生态工程都是具有多组分、复杂结构及综合功能的系统,这样的复杂系统建设必须以整体观为指导。遵循整体原理,首先要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构。其次,进行生态工程建设时,更要考虑经济和社会等系统的影响力。
(1)与标记重捕法相比,通过无人机拍照法调查其种群数量对江豚干扰少,不会对江豚造成伤害(对江豚干扰少,影响小)。保护生物多样性的最有效措施是就地保护。长江流域十年禁渔计划属于对生物多样性的就地保护。保护江豚可以保护该物种及其含有的基因,所以是为了保护生物多样性中的遗传、物种多样性。
(2)长江某段部分生物类群及食物关系如图2所示,江豚在食物链浮游植物→鲤鱼→长江江豚中营养级最低,是第三营养级,由于长江江豚属于最高营养级,故其同化的能量除了一部分流向分解者外,其他的去向是通过呼吸作用散失。水下人为噪声会干扰江豚捕食,体现了信息传递在生态系统中具有维持生命活动的正常进行,同时调节种间关系,维持生态系统的平衡与稳定的功能。
(3)由图可知,在自然岸线,植物种类丰富,为鱼类提供食物和栖息场所,江豚的食物来源丰富,故江豚的观测频数显著高于期望频数,自然岸线是长江江豚偏好的栖息地类型。在实施长江自然岸线的保护和恢复过程中,同时也要考虑正常的人类活动和航运通行等因素,体现了生态工程遵循整体原理。
23.【答案】(1)83或87
(2)gyrA基因(突变位点附近序列);人工化学合成;pKD46和pCas9;识别并切割gyrA基因特定位点(定点切割);②、①
(3)贴药敏纸片时注意相互间距离要适中均匀、粘贴后纸片不可移动、注意防止镊子的交叉使用;抑菌圈直径(大小);①②③
【知识点】基因突变的特点及意义;PCR技术的基本操作和应用;遗传信息的翻译;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)临床分离的耐药菌中,gyrA 基因第 248 位碱基由 C 突变为 T,或第 259 位碱基由 G 突变为 T。由于每个氨基酸由 3 个碱基编码,248 ÷ 3 ≈ 82.67,对应第 83 位氨基酸;259 ÷ 3 ≈ 86.33,对应第 87 位氨基酸。因此该突变可能导致回旋酶的第 83 位或第 87 位氨基酸发生改变。
(2)表中的 g1、g2 序列需根据 gyrA 基因上目标突变位点及其两侧的序列进行设计。由于这些序列较短且需要精确合成,最常用的获取途径是人工化学合成。进行电转化时,为将 CRISPR/Cas9 系统导入菌株,需预先含有 pKD46 和 pCas9 两种质粒的感受态细胞。导入三种质粒后,向导 RNA 与 Cas9 蛋白结合形成的复合体能够识别并切割 gyrA 基因上的特定序列,实现定点切割。供体 DNA 序列 A 和 B 的用途分别为:A 用于第 259 位突变(对应②),B 用于第 248 位突变(对应①)。
(3)药敏实验中粘贴药敏纸片时需注意:纸片之间的间距应适中且均匀,贴好后不可移动位置,使用镊子时避免交叉污染(不同药物或不同菌株之间应更换或消毒)。培养 18 小时后,需要用电子游标卡尺准确测量抑菌圈直径。根据实验结果可得出以下结论:① gyrA 基因第 248 位或第 259 位碱基突变会导致抑菌圈变小,说明这两个位点的突变与喹诺酮耐药性相关;② 突变株(L、Y)及临床株对萘啶酸的抑菌圈均仅为 6 mm,表明对萘啶酸的耐药性最强,而对环丙沙星和恩诺沙星的耐药性差异不明显;③ 反向突变株的抑菌圈明显恢复,进一步验证了上述位点突变与耐药性之间的因果关系;④ 不同位点突变株的出现说明基因突变具有不定向性,而非随机性(原选项④表述为“随机性”不准确,因此不选)。故答案为: ①②③
【分析】1、mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。2、基因突变特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性。随机性:可发生在生物个体发育的任何时期和任何部位,可以发生在不同的DNA分子以及DNA分子的任何部位。不定向性:一个基因可以发生不同的突变,产生一个以上的等位基因。
(1)研究表明,临床分离的耐药菌大多发生gyrA基因第248位碱基C突变为T或259位碱基G突变为T,该变异可能导致回旋酶第248÷3>82,259÷3>86,因此发生改变的是第83或=87位氨基酸。
(2)表中g1、g2序列需根据gyrA基因的目标突变位点的邻近序列设计,大量获取这些序列可通过人工化学合成方法获得。重组后的pCRISPR质粒进行电转化时,为了将cas9基因导入,需要pCas9质粒,同时需要pKD46上的相关基因编码Red蛋白,因此应选用含有pKD46和pCas9质粒的菌株制备感受态细胞。在导入三种质粒的大肠杆菌内,向导RNA和Cas9蛋白复合体的作用是识别并切割gyrA基因特定位点,实现定点切割。表中供体DNA序列A和B的用途依次是B用于248位突变,A用于259位突变,即A和B分别对应②、①。
(3)科研人员根据纸片扩散法对五种菌株进行药敏实验,过程如下:在培养基表面均匀涂布菌液,用无菌镊子取3种喹诺酮类药物(环丙沙星、恩诺沙星、萘啶酸)的药敏纸片贴在琼脂平板表面,该操作的注意事项有:贴药敏纸片时注意相互间距离要适中均匀、粘贴后纸片不可移动、注意防止镊子的交叉使用,这些操作的目的都是为了使获得的数据可靠。将药敏平板置于37℃恒温培养箱培养18h后,用电子游标卡尺测量抑菌圈直径(大小),进而可以观察到相应菌液的抑菌效果。实验结果如下表:
①gyrA基因第248位碱基和第259位碱基突变与喹诺酮耐药性有关,因为实验结果表现为抑菌圈变小,①正确;
②根据抑菌圈的大小可以推测,突变株和临床株的抑菌圈均为6,说明它们对萘啶酸的耐药性最强,对环丙沙星和恩诺沙星的耐药性相差不显著,②正确;
③反向突变株抑菌圈恢复,因而可以进一步验证碱基突变与喹诺酮耐药性之间的相关性,③正确;
④gyrA基因不同的突变株的产生说明基因突变具有不定向性,④错误。
故选①②③。
24.【答案】(1)12;12
(2)M;ggMM;GGmm
(3)5;2/7
(4)1/4
(5)1/144
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用;染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体
【解析】【解答】(1)水稻为二倍体,体细胞染色体数为 2n = 24,因此一个染色体组包含 12 条染色体。由于水稻为雌雄同株,无性染色体,对其进行基因组测序时,只需测定一个染色体组中的 12 条染色体即可代表全基因组序列。
(2)根据题意:g 基因纯合时合成紫色色素,M 基因控制该色素的表现,无 M 时色素不表现(叶片为绿色)。故表现型与基因型对应关系为:ggM_ 为紫叶,其余(G_M_、G_mm、ggmm)均为绿叶。实验一中,甲(紫叶)与乙(绿叶)杂交,F1 全为绿叶,说明乙不含 g 或 M 被掩盖。F2 中紫叶:绿叶 = 1:7,理论应为 3:13,说明存在花粉不育。结合配子分析,含 M 基因的花粉不育可解释该比例:母本产生四种雌配子(GM:Gm:gM:gm = 1:1:1:1),父本仅产生可育雄配子 Gm 和 gm(比例 1:1),最终紫叶(ggM_)比例为 1/4(雌 gM)× 1/2(雄 gm) = 1/8,符合 1:7。因此不育花粉类型为含 M 基因的花粉。亲本甲(紫叶)为 ggMM,亲本乙(绿叶)为 GGmm。
(3)根据(2)中的配子组合,列出棋盘可得 F2 绿叶个体的基因型包括:GGMm、GgMm、GGmm、Ggmm、ggmm,共 5 种。其中 GgMm 在绿叶中所占比例为 2/7。
雌配子 雄配子 GM gM Gm gm
Gm GGMm GgMm GGmm Ggmm
gm GgMm ggMm Ggmm ggmm
(4)实验二中,单粒与复粒杂交 F1 为半复粒,F2 比例为 1:2:1,说明该性状为不完全显性,Dd 为半复粒。基因型 ggMmDd 自交时,注意含 M 的雄配子不育。母本产生四种雌配子(gMD、gMd、gmD、gmd 各占 1/4),父本仅产生两种可育雄配子(gmD、gmd 各占 1/2)。后代中紫叶半复粒(ggM_Dd)需同时满足:gg(必来自双方)、M_(需母本提供 M,父本只能提供 m)、Dd(母本 D 与父本 d 或母本 d 与父本 D),计算得比例为 1/4。
(5)若实验一 F1 为绿叶半复粒(GgMmDd),且已知含 M 花粉不育。在 F2 中选取绿叶半复粒植株自由交配,三对基因独立分析:叶色:绿叶中 GG:Gg = 1:2,产生配子 G 概率 2/3、g 概率 1/3,后代 gg = (1/3)2 = 1/9。色素表现:雌配子 M:m = 1:3,雄配子仅 m 可育(m 概率 1),后代 M_ = 雌配子 M 概率 = 1/4。粒型:半复粒全为 Dd,自由交配后代 dd = 1/4。三者相乘:紫叶复粒(ggM_dd)比例 = 1/9 × 1/4 × 1/4 = 1/144。
【分析】基因的自由组合定律的实质是:杂合子在减数分裂形成配子的过程中,位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(1)水稻是二倍体生物,体细胞有24条染色体,所以一个染色体组有12条染色体,水稻是雌雄同株的植物,不含性染色体,所以测定水稻基因组需要测定12条染色体的DNA序列。
(2)g基因纯合时能合成紫色色素,M基因控制紫色色素的表现,紫色色素在叶片中不表现时叶片为绿色,所以G_M_、G_mm、ggmm为绿色,ggM_为紫色,甲的基因型为ggMM,甲和乙杂交子代全为绿色,说明乙的基因不可能是gg,只能是GG,结合F2中紫叶比例为1/8=1/2×1/4,两对基因都会发生性状分离,所以F1是双杂合子,因此亲本基因型是ggMM和GGmm,F1基因是GgMm,自交理论上紫叶∶绿叶=3∶13,但出现了1∶7的比例,ggM_的个体少了两份,绿叶的少了6份,说明含G的花粉不可能致死,若为含G的花粉不育,子代紫叶的份数不会减少,若含g的花粉不育,则子代不会出现紫叶个体,若含m的花粉不育,则子代紫叶个体只能减少一份,与题意不符,因此很可能是含M基因的花粉不育,母本产生配子为GM:Gm:gM:gm=1∶1∶1∶1,父本产生的配子为Gm:gm=1∶1,子代中ggM_的比例符合题意中的1/4×1/2=1/8。
(3)根据(2)的分析,用棋盘法表示杂交结果:
雌配子 雄配子 GM gM Gm gm
Gm GGMm GgMm GGmm Ggmm
gm GgMm ggMm Ggmm ggmm
绿叶中有GGMm、GgMm、GGmm、Ggmm、ggmm共5种基因型。根据棋盘可知其中基因型为GgMm的比例为2/7。
(4)实验二中,单粒丙和复粒丁杂交,F1全为半复粒,F2中单粒∶半复粒∶复粒=1∶2∶1,说明这是不完全显性遗传,Dd为半复粒,已知三对基因独立遗传,遵循自由组合定律,选择基因型为ggMmDd的植株自交,由于含M的雄配子不育,所以母本可以产生gMD∶gMd:gmD:gmd=1∶1∶1∶1,父本产生的配子gmD:gmd=1∶1。后代中紫叶半复粒(ggM_Dd)比例为1/4×1/2×2=1/4。
(5)若实验一F1均为绿叶半复粒,即基因型为GgMmDd,由于含M的花粉不育,因此子二代绿叶中GG∶Gg=1∶2,Mm∶mm=1∶1,半复粒植株基因型为Dd,选择F2中绿叶半复粒植株自由交配,三对基因可独立分析,产生的含G的配子∶含g的配子=2∶1,后代gg占1/3×1/3=1/9,产生的含M的雌配子∶含m的雌配子=1∶3,雄配子中只有含m的花粉可育,因此后代M_的比例为1/4,后代中产生的dd的植株为1/4,故F2中绿叶半复粒植株自由交配,后代紫叶复粒(ggM_dd)的比例为1/9×1/4×1/4=1/144。
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