【精品解析】广东省华附、省实、广雅、深中2024-2025学年高二下学期四校期末联考生物试题

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广东省华附、省实、广雅、深中2024-2025学年高二下学期四校期末联考生物试题
一、选择题:共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.在北方冬季阴天光照不足时,往往打开温室的天窗,其主要目的是(  )
A.补充光照,提高光合速率
B.补充CO2,促进光合作用
C.降低室内温度,抑制植物的呼吸作用
D.提高室内温度,促进植物的光合作用
【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、在阴天条件下,光照强度本身已经偏低,打开天窗并不能明显增加光照强度,且此时光合作用主要受限于光反应,因此该选项不是主要目的,A错误;
B、温室长时间封闭会导致内部二氧化碳被植物光合作用大量消耗,浓度下降。打开天窗可以引入外界空气,补充二氧化碳,从而缓解暗反应对光合作用的限制,B正确;
C、冬季外界气温较低,打开天窗会使温室内温度下降,进而抑制呼吸作用。但呼吸作用为植物提供能量,过度抑制不利于植物正常生长,因此这不是主要目的,C错误;
D、打开天窗会引入冷空气,导致温室内温度降低,D错误。
故答案为:B
【分析】在封闭温室中,植物进行光合作用会持续消耗CO2,导致室内CO2浓度下降,成为暗反应的限制因素。打开天窗可以引入外界空气,补充CO2,提高CO2浓度,从而促进暗反应,提高净光合速率,这是冬季阴天打开天窗的主要目的。
2.“旱极而蝗”反映了环境对病虫害的影响。下列分析错误的是(  )
A.可用样方法统计蝗虫幼虫的种群密度,以预测未来蝗灾发生的可能性
B.降水量是影响蝗虫种群数量变化的密度制约因素
C.不同年份气候条件的差异使得蝗虫种群的K值也会不同
D.修筑堤坝、控制水位等环境改造措施,可有效预防蝗灾
【答案】B
【知识点】种群的数量变动及其原因;估算种群密度的方法;种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、蝗虫的幼虫(跳蝻)活动能力较弱、活动范围较小,因此可以采用样方法对其种群密度进行调查,据此可预测蝗灾可能发生的程度,A正确;
B、降水量对蝗虫种群数量的影响与种群密度无关,因此属于非密度制约因素,B错误;
C、环境容纳量(K值)会随环境条件的改变而发生变化,不同年份气候条件的差异会导致蝗虫种群的K值出现波动,C正确;
D、通过修筑堤坝、调控水位等措施,可以改变蝗虫的产卵环境和繁殖条件,减少其适宜繁殖的场所,从而有效预防蝗灾的发生,D正确。
故答案为:B
【分析】1、密度制约因素:其作用强度随种群密度变化而变化,如食物、天敌、传染病等。非密度制约因素:其作用强度与种群密度无关,如气候(降水、温度)、自然灾害等。
2、环境容纳量(K值)是指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量。K值不是固定不变的,而是随环境条件(如气候、食物、栖息地质量等)的变化而变化。
3.当森林生态系统中虎、豹等顶级捕食者密度增加时,一些物种通过改变活动规律或活动区域来回避顶级捕食者;一些物种则借此机会增加与其他物种的相互作用。下列相关叙述正确的是(  )
A.顶级捕食者仅通过直接捕食的方式改变物种的分布
B.顶级捕食者都处于同一营养级
C.顶级捕食者的营养级高,获得的能量多
D.顶级捕食者的存在有助于提升整个森林生态系统的平衡与稳定
【答案】D
【知识点】种间关系;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、顶级捕食者对物种分布的影响不仅限于直接捕食,还可以通过间接方式改变物种的分布,例如通过威慑、竞争等作用促使其他物种主动调整其活动区域或活动时间,A错误;
B、不同的顶级捕食者在食物网中可能处于不同的营养级,例如在某些生态系统中,狼可能处于第三营养级,而鹰可能处于第四营养级,因此并非所有顶级捕食者都处于同一营养级,B错误;
C、生态系统中能量流动遵循逐级递减的规律,营养级越高,所获得的能量越少,因此顶级捕食者虽然营养级高,但实际获得的能量反而较少,C错误;
D、根据题干信息,顶级捕食者的存在会促使一些物种改变活动规律以回避捕食者,同时另一些物种则可能因此增加与其他物种的相互作用,这种复杂的生态关系有助于维持森林生态系统的平衡与稳定,D正确。
故答案为:D
【分析】1、营养级是指生物在食物链中所处的位置。在复杂的食物网中,不同的顶级捕食者可能处于不同的营养级,取决于它们所占据的食物链长度。
2、能量沿食物链传递时,每一营养级只能获得上一营养级能量的10%~20%。因此,营养级越高,能量损失越多,实际获得的能量越少。
3、顶级捕食者通过直接捕食和间接影响(如诱导行为回避、改变种间竞争格局),可以控制植食动物数量、缓解某些物种的过度竞争、促进物种共存,从而提高生态系统的生物多样性和稳定性。
4.干扰可造成群落偶尔出现物种空缺的断层斑块。有的断层可能被周围群落的任何一个物种侵入和占有,哪一种成功入侵取决于随机因素,这称为断层抽彩式竞争。也有的断层被一些扩散能力强的先锋种入侵,由于它们的活动,改变了环境条件,促进了中期种入侵,最后被顶极种所替代,这种断层的恢复方式称为微演替。以下说法错误的是(  )
A.火灾、动物挖掘等可引起草地群落出现断层斑块
B.断层恢复体现了生态系统的恢复力稳定性
C.群落断层进行的微演替属于次生演替
D.断层抽彩式竞争会造成优势种垄断
【答案】D
【知识点】群落的演替;生态系统的稳定性
【解析】【解答】A、火灾、动物挖掘等自然或生物干扰会破坏原有植被,在草地群落中形成局部的断层斑块,A正确;
B、恢复力稳定性是指生态系统在受到干扰后恢复到原有状态的能力,断层斑块的恢复过程正是这一稳定性的体现,B正确;
C、微演替发生在原有土壤条件基本保留、种子库或繁殖体尚存的断层斑块中,因此属于次生演替,C正确;
D、抽彩式竞争的特点是物种入侵具有随机性,不同斑块可能被不同物种占据,这有助于避免某一物种长期垄断资源,而不是造成优势种垄断,D错误。
故答案为:D
【分析】1、火灾、动物挖掘、风倒、雷击等自然或生物干扰,会破坏原有植被,造成局部植物个体死亡,从而在群落中形成大小不等的断层斑块(空缺斑块)。这是群落动态中常见的现象。
2、恢复力稳定性是指生态系统在受到干扰后,恢复到原来状态的能力。
3、次生演替是指在原有植被虽已破坏,但土壤条件基本保留,甚至仍保留有植物种子、根系或其他繁殖体的地段上发生的演替。
4、抽彩式竞争是指断层斑块被周围任一物种随机侵入并占有的过程,哪个物种成功取决于随机因素(如谁先到达、繁殖体多少等),而不是由物种的竞争能力决定。这种机制不利于某一物种长期垄断资源,反而会促进不同斑块被不同物种占据,增加群落的物种多样性和空间异质性。因此,抽彩式竞争不会造成优势种垄断。
5.下丘脑-垂体-甲状腺轴(HPT轴)及双酚A(BPA)作用位点如图。BPA能抑制甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达,也能促进皮质醇分泌,抑制睾酮分泌。下列叙述错误的是(  )
A.TH分泌过程中,过程①②③属于分级调节,④⑤属于反馈调节
B.TH需经体液运输到达靶细胞,与受体结合后经信号转导发挥作用
C.BPA进入人体后,可导致TSH受体增多,血液中TH含量降低
D.除HPT轴外,BPA还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能
【答案】C
【知识点】激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、根据图示,甲状腺激素(TH)的分泌过程中,过程①②③属于分级调节,这种调节方式能够放大激素的调节效应,形成多级反馈,有利于实现精细调控并维持机体稳态;过程④⑤属于反馈调节,通过负反馈机制维持TH含量的相对稳定,A正确;B、甲状腺激素(TH)作为激素,通过体液运输到达靶细胞,与特异性受体结合后,经过信号转导途径发挥其生理作用,B正确;
C、双酚A(BPA)能够抑制甲状腺细胞上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达,因此BPA进入人体后,TSH受体数量会减少,从而导致甲状腺对TSH的响应减弱,血液中TH含量降低,C错误;
D、BPA除了影响HPT轴外,还能促进皮质醇分泌(影响下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴)并抑制睾酮分泌(影响下丘脑-垂体-性腺轴),说明它可以直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能,D正确。
故答案为:C
【分析】1、下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素,进而促进代谢增加产热,这属于分级调节。当甲状腺激素含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这叫做负反馈调节。
2、甲状腺激素(TH)分泌后进入血液,通过体液运输到达全身靶组织。TH可进入细胞核,与核内特异性受体结合,形成激素-受体复合物,进而调控靶基因的转录和表达,该过程涉及信号转导。
6.肠道受到刺激后,肠内分泌细胞分泌5-HT使迷走神经兴奋进而引发呕吐反射。而女性怀孕时的孕吐是由激素GDF15作用于脑干引发的呕吐反射。未怀孕时,女性会合成少量GDF15,怀孕后,胎儿会额外产生GDF15。有部分女性未怀孕时血液中GDF15长期保持在较高水平,她们怀孕后就极少发生孕吐。下列有关分析正确的是(  )
A.5-HT与迷走神经元细胞膜上受体结合,导致膜内电位由正转为负
B.胎儿产生的GDF15会被定向运送至孕妇的脑干区域
C.肠道刺激引发呕吐属于非条件反射,GDF15引起孕吐属于体液调节
D.低GDF15水平女性怀孕前治疗性地提高其GDF15水平,或可预防孕吐
【答案】D
【知识点】反射的过程;细胞膜内外在各种状态下的电位情况;激素调节的特点
【解析】【解答】A、5-HT与迷走神经元细胞膜上的受体结合后,会引起钠离子内流,使膜内电位从负电位转变为正电位,A错误;
B、胎儿产生的GDF15作为激素,是通过体液运输的,并非沿特定路径定向输送到孕妇的脑干,而是随血液循环分布至全身各处,B错误;
C、肠道刺激直接引发呕吐反射,属于非条件反射,由神经调节完成;而GDF15引起孕吐是激素通过血液运输作用于脑干,属于体液调节,但孕吐最终通过反射实现,因此将GDF15作用简单归为“体液调节”忽略了其诱发反射的过程,表述不准确,C错误;
D、未怀孕时血液中GDF15长期较高的女性,怀孕后极少发生孕吐,说明较高的GDF15基础水平可能降低了其对呕吐中枢的刺激敏感性。因此,可通过在怀孕前适当提高低GDF15水平女性的GDF15浓度,来预防或减轻孕吐,D正确。
故答案为:D
【分析】1、静息状态下,神经元膜内电位为负(约-70mV),膜外为正。
2、由内分泌器官或细胞分泌的化学物质—激素进行调节的方式,就是激素调节。激素调节的特点:通过体液进行运输;作用于靶器官、靶细胞;作为信使传递信息;微量和高效。
7.《齐民要术》记载:“世人云:米过酒甜,此乃不解法候。酒冷沸止,米有不消者,便是曲势尽。”下列有关叙述不正确的是(  )
A.“曲”含多种微生物,产酒时微生物主要进行无氧呼吸
B.“米过酒甜”是因为米中糖类物质过量,发酵停止时仍未被完全消耗
C.“酒冷沸止”是指微生物的代谢产热和释放CO2逐渐停止
D.“曲势尽”的原因可能是米酒中pH升高
【答案】D
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、“曲”中通常含有曲霉、酵母菌等多种微生物,在产酒阶段,主要是酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,A正确;
B、“米过酒甜”指的是发酵结束后米酒中仍带有甜味,这是因为米中的淀粉没有被完全分解为葡萄糖,或者残留的糖分没有被酵母菌完全转化为酒精,导致糖分剩余,B正确;
C、“酒冷沸止”描述了发酵停止时的现象:微生物代谢产热减少导致温度下降(酒冷),同时二氧化碳释放停止(沸止),C正确;
D、“曲势尽”是指发酵能力耗尽,常见原因是酒精浓度过高抑制了酵母菌的活性,或者发酵过程中产生的酸性物质(如CO2溶于水形成碳酸、有机酸等)导致pH下降,D错误。
故答案为:D
【分析】1、利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。
2、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。
8.稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目,下列相关叙述错误的是(  )
A.为保证结果准确,将稀释后的样品溶液涂布多个平板培养后计数并取其平均值
B.每隔24h统计一次同一平板上的菌落数,取菌落数目稳定时的记录作为结果
C.为防止杂菌污染,涂布器应放入酒精后再取出进行灼烧
D.平板上的菌落数通常多于接种样品的活菌数
【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养;其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】A、采用稀释涂布平板法进行活菌计数时,通常需要对同一稀释度的样品溶液涂布多个平板,培养后统计各平板的菌落数并计算平均值,以提高结果的准确性和可靠性,A正确;
B、在培养过程中,应每隔24小时统计一次同一平板上的菌落数,当菌落数目连续两次统计无显著变化时,取该稳定值作为最终记录,以确保所有菌落均已充分生长,B正确;
C、涂布器在使用前需进行灭菌处理,通常的做法是将其浸入酒精中,然后取出并点燃,使酒精燃烧以达到灭菌目的,从而防止杂菌污染,C正确;
D、在稀释涂布平板法中,理论上一个活菌可形成一个单菌落,但如果多个活菌紧密聚集在一起,可能会共同形成一个菌落,导致统计出的菌落数少于实际接种的活菌数,D错误。
故答案为:D
【分析】1、稀释涂布平板法是微生物计数和纯化的常用实验方法,通过将微生物菌液进行梯度稀释后,涂布到固体培养基表面,培养后形成单菌落,进而实现活菌计数或获得纯培养物。
2、稀释涂布平板法受涂布不均匀、平板间差异等因素影响,单个平板的结果可能存在误差。因此,通常对每个稀释度涂布多个平板(如2~3个),培养后统计各平板的菌落数并计算平均值,以提高结果的准确性和可重复性。
3、微生物在平板上生长需要一定时间,过早计数可能导致部分菌落尚未形成。因此,通常每隔24小时观察并统计菌落数,当连续两次统计的菌落数目基本稳定(不再显著增加)时,说明所有可生长的活菌均已形成可见菌落,此时记录的结果最准确。
9.研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状导入普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是(  )
A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
【答案】C
【知识点】染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体;现代生物进化理论的主要内容;植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、簇毛麦与小麦杂交产生的后代不可育,故二者存在生殖隔离,A正确;
B、植物组织培养需对离体组织进行脱分化和再分化,B正确;
C、杂种植株含有28条染色体为异源多配体,联会紊乱不能产生正常配子,不可育,C错误;
D、杂交植株经染色体加倍后,可正常进行减数分裂产生配子,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、由受精卵发育而来,体细胞中有几个染色体组的个体,叫做几倍体。由受精卵发育而来,体细胞中有三个染色体组的个体,叫三倍体;同源多倍体是指增加的染色体组来自同一物种,一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的。同一物种经过染色体加倍形成的多倍体,称为同源多倍体。异源多倍体是指不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。普通小麦经减数分裂产生配子时染色体数减半,染色体组数也减半。
2、生殖隔离指由于各方面的原因,使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配,或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制。
3、植物组织培养技术运用植物细胞全能性,经过对离题组织进行脱分化、再分化处理,最终得到完整植株。
10.猴的克隆胚胎在发育过程中往往出现基因的异常甲基化修饰以及胎盘发育异常,导致克隆成功率较低。下列分析错误的是(  )
A.体细胞移入去核卵母细胞形成的重构胚发育成克隆猴,体现细胞核的全能性
B.基因的甲基化修饰通过表观遗传影响胚胎细胞分化
C.为提高克隆成功率,可尝试由克隆胚胎的内细胞团与正常受精胚胎的滋养层组成重组胚胎
D.胎盘发育异常是代孕母猴对克隆胚胎的免疫排斥引起的
【答案】D
【知识点】动物体细胞克隆;表观遗传
【解析】【解答】A、将体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中,形成的重构胚能够发育成完整的克隆猴,这说明细胞核中含有发育为完整个体所需的遗传信息,体现了细胞核的全能性,A正确;
B、基因的甲基化修饰是一种表观遗传调控方式,通过影响基因的转录活性(例如抑制转录)来调控胚胎细胞的分化过程,B正确;
C、克隆胚胎的胎盘发育异常通常与滋养层功能缺陷有关。若将克隆胚胎的内细胞团与正常受精胚胎的滋养层结合,组成重组胚胎,有可能改善胎盘发育,从而提高克隆成功率,C正确;
D、克隆胚胎的胎盘由自身的滋养层细胞发育而来,其发育异常主要源于克隆过程中基因表达异常(如甲基化修饰异常),而不是由代孕母猴的免疫排斥反应引起,D错误。
故答案为:D
【分析】1、动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因:动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。
2、细胞核的全能性是指细胞核中含有发育为一个完整个体所需的全部遗传信息。
3、DNA甲基化是一种不改变DNA序列但可调控基因表达的表观遗传修饰。在胚胎发育过程中,甲基化模式的变化会影响关键基因的转录活性,从而调控细胞的分化方向和进程。
4、在哺乳动物胚胎中,内细胞团主要发育为胎儿本身,滋养层主要发育为胎盘等胚外组织。克隆胚胎的胎盘发育异常常与滋养层功能缺陷有关。
11.噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子,部分序列如图。下列有关叙述正确的是(  )
A.D基因包含456个碱基,编码152个氨基酸
B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列,其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3'
C.图中该DNA链为D基因与E基因转录的模板链
D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同
【答案】B
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、D基因编码152个氨基酸,但基因序列中除编码氨基酸的密码子外,还包括一个终止密码子对应的序列,因此D基因应包含152×3 + 3 = 459个碱基,A错误;
B、根据图中信息,E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5'-GTACGC-3'。由于DNA两条链反向平行,其互补链的对应序列应为5'-GCGTAC-3',B正确;
C、图中D基因与E基因的转录起始区域均为5'-ATG-3',但转录产生的mRNA上对应的是5'-CAU-3',该序列并非起始密码子(AUG),因此判断图中的DNA链不是D基因和E基因转录的模板链,C错误;
D、E基因和D基因的编码区存在部分重叠,但由于重叠区域在两基因中对应的阅读框架不同,编码的氨基酸序列也不相同,D错误。
故答案为:B
【分析】1、在基因编码区,每3个碱基编码1个氨基酸,但终止密码子不编码氨基酸。
2、转录时,模板链与mRNA互补,mRNA上的起始密码子为AUG(5'-AUG-3')。图中D和E基因起始区域均为5'-ATG-3'(DNA序列),若该链为模板链,则转录出的mRNA应为3'-UAC-5',即5'-CAU-3',不是AUG,因此不能作为起始密码子。
3、ΦX174的基因组中存在基因重叠现象,即同一段DNA序列被两个基因以不同的阅读框(reading frame)使用。由于阅读框不同,重叠区域编码的氨基酸序列完全不同。
12.质粒K中含有β-半乳糖苷酶基因,将该质粒导入大肠杆菌细胞后,其编码的酶可分解X-gal,产生蓝色物质,进而形成蓝色菌落,如图所示。科研小组以该质粒作为载体,采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是(  )
A.使用氯化钙处理大肠杆菌以提高转化效率
B.如果筛选平板中不含X-gal,白色菌落不可判定为含目的基因的菌株
C.因质粒K中含两个标记基因,筛选平板中白色菌落即为表达目标蛋白的菌株
D.若筛选平板中蓝色菌落偏多,原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌
【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、用氯化钙处理大肠杆菌可以使其处于感受态,从而更容易吸收外源DNA,提高转化效率,A正确;
B、如果筛选平板中不含有X-gal,则即使大肠杆菌表达了β-半乳糖苷酶,也无法通过颜色反应进行判断,因此不能根据菌落是否白色来判定是否含有目的基因,B正确;
C、虽然质粒K携带卡那霉素抗性基因和β-半乳糖苷酶基因两个标记基因,但在筛选平板上出现白色菌落,只能说明β-半乳糖苷酶基因被破坏(可能是目的基因插入所致),并不能直接证明这些菌落能够成功表达目标蛋白,因为表达过程还涉及转录、翻译等多个环节,C错误;
D、如果筛选平板上蓝色菌落偏多,很可能是质粒K经酶切后发生了自身环化,且被导入大肠杆菌。自身环化的质粒保留了完整的β-半乳糖苷酶基因,能够分解X-gal产生蓝色,导致蓝色菌落增多,D正确。
故答案为:C
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样;(4)目的基因的检测与鉴定。
2、氯化钙(CaCl2)处理大肠杆菌可使细胞膜通透性增加,细胞处于“感受态”,易于吸收外源DNA分子,从而显著提高转化效率。
3、蓝白斑筛选依赖于X-gal被β-半乳糖苷酶分解产生蓝色物质。若平板中不含X-gal,则无法通过颜色判断β-半乳糖苷酶基因是否被破坏,因此不能将白色菌落判定为含有目的基因的菌株。
13.运动员听到发令枪声起跑,相关反射调节的部分通路如下图,中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起肌肉收缩。下列叙述错误的是(  )
A.运动员听到发令枪响后起跑属于条件反射,受脑的调控
B.神经元④和⑤能控制②和③,进而精准调控肌肉收缩
C.a结构作为反射弧中的感受器发挥作用
D.若在箭头处切断神经纤维,b结构收缩强度会减弱
【答案】C
【知识点】反射弧各部分组成及功能;神经系统的分级调节
【解析】【解答】A、运动员听到发令枪声后起跑,这一过程需要大脑皮层的参与,属于条件反射,受大脑高级中枢的调控,A正确;
B、图中神经元④和⑤通过控制神经元②和③,实现对肌肉收缩的精细调控,这体现了神经系统对躯体运动的分级调节机制,B正确;
C、根据图中信息,中枢神经元④和⑤的兴奋最终都能引起b结构(效应器)收缩。推测⑤的兴奋通过③直接作用于b;而④的兴奋通过②先作用于a(此时a为效应器),a再通过①将信号传递给③,进而作用于b(此时a又充当感受器)。因此,a结构在不同情况下可分别作为效应器和感受器,C错误;
D、若在图中箭头处切断神经纤维,则a产生的兴奋无法通过①传递给③,进而影响到b的收缩,因此b的收缩强度会减弱,D正确。
故答案为:C
【分析】1、完成反射活动的结构基础是反射弧,包括5部分:感受器(感受刺激,将外界刺激的信息转变为神经的兴奋)、传入神经(将兴奋传入神经中枢)、神经中枢(对兴奋进行分析综合)、传出神经(将兴奋由神经中枢传至效应器)、效应器(对外界刺激作出反应)。2、根据图示,神经元④的兴奋可通过②引起a结构收缩(此时a为效应器);而a收缩后可通过①将信号传递给③,再引起b收缩(此时a又作为感受器,感知自身收缩状态)。因此,a结构在不同的反射通路中可分别作为效应器和感受器。
14.土壤板结会限制乙烯的扩散,导致转录因子E1在植物根部积累,E1促进生长素合成基因的表达,抑制根的伸长。同时,E1还能促进脱落酸的合成,使根皮层细胞径向扩张,导致根增粗。下列说法错误的是(  )
A.乙烯、生长素和脱落酸均可由根部细胞产生
B.E1在植物根部积累导致生长素浓度过高而抑制根的伸长
C.与野生型相比,脱落酸合成缺陷型植株的根部在板结土壤中表现为长且细
D.在板结土壤中,植物根部形态的变化受环境、激素和基因表达的共同调节
【答案】C
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性;其他植物激素的种类和作用;环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、乙烯在植物体的多个部位都能合成,生长素可在根尖等分生组织产生,脱落酸主要在根冠等部位合成,因此三者均可由根部细胞产生,A正确;
B、转录因子E1通过促进生长素合成基因的表达,使根部生长素浓度升高,过高的生长素会抑制根的伸长,B正确;
C、脱落酸合成缺陷型植株无法合成脱落酸,因此根皮层细胞不能发生径向扩张,根部无法增粗。但由于E1仍会促进生长素合成,抑制根的伸长,所以根部应表现为“短而细”,C错误;
D、在板结土壤中,植物根部形态的变化受到土壤板结这一环境因素的触发,通过影响乙烯扩散进而调控E1的表达,再通过生长素和脱落酸等激素发挥作用,体现了环境、激素与基因表达的共同调节,D正确。
故答案为:C
【分析】1、乙烯:植物体各部位(包括根部)均能合成。生长素:主要在幼嫩组织如根尖分生区、顶端分生组织等合成。脱落酸:主要在根冠、衰老叶片等部位合成。
2、在板结土壤中,E1不仅促进生长素合成(抑制根伸长),还促进脱落酸合成,使根皮层细胞径向扩张,根增粗。脱落酸合成缺陷型植株无法合成脱落酸,因此根皮层细胞不能径向扩张,根不增粗(变细);但E1仍会促进生长素合成,抑制根的伸长,因此根短,综合表现为短而细。
15.水溶性含氯有机农药广泛使用,主要对昆虫、浮游动物等无脊椎动物有毒,而对鱼类等脊椎动物相对安全。在稻田中使用含氯有机农药后,天然海湾渔场也检测到了该类农药的存在,且发现渔场中的鱼的年产量受到影响,其中三种鱼的年产量数据如图所示。以下判断正确的是(  )
A.稻田中的农药通过碳循环进入渔场生态系统
B.使用农药后M鱼年产量减少原因是浮游藻类数量下降
C.使用农药后P鱼年产量增加是因为其食性发生了变化
D.要保障渔场鱼的总年产量,可向海湾投放大量浮游藻类
【答案】C
【知识点】种群的数量变动及其原因;生态系统的稳定性;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、稻田中的农药是通过水体流动或径流等途径进入渔场生态系统,不是通过碳循环(碳元素在生物与无机环境之间的循环)传递的,A错误;
B、含氯有机农药主要毒害昆虫、浮游动物等无脊椎动物。M鱼产量下降的原因很可能是其食物来源(如浮游动物或昆虫)因农药而减少,而非直接因浮游藻类数量下降,B错误;
C、使用农药前(1-5年),P鱼产量较低;使用农药后(5-10年),浮游动物、M鱼和O鱼数量下降,而P鱼产量显著上升。这表明P鱼在原有食物减少后转向以浮游藻类和水草等为主要食物,说明其食性可能发生了适应性改变,C正确;
D、向海湾大量投放浮游藻类可能会破坏生态平衡,导致水体富营养化等问题,反而可能不利于渔场鱼类总产量的稳定,D错误。
故答案为:C
【分析】生态系统的物质循环:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程。
16.利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如下图。下列叙述错误的是(  )
A.过程①需要使用限制酶、DNA连接酶
B.过程②是将重组质粒导入噬菌体中启动基因表达
C.过程④利用抗原-抗体的特异性结合筛选目标抗体
D.过程⑤可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产
【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、过程①是构建重组质粒(表达载体),该过程需要先使用限制酶切割质粒和目的基因,再用DNA连接酶将它们连接起来,A正确;
B、过程②是将重组质粒导入宿主细胞(如大肠杆菌或酵母菌),并使其表达出抗体蛋白,从而获得表面展示不同抗体的噬菌体库,而不是将重组质粒导入噬菌体本身,B错误;
C、过程④利用抗原与抗体之间的特异性结合反应,从噬菌体展示库中筛选出能够与目标抗原结合的目标抗体,C正确;
D、过程⑤将筛选得到的目标抗体A基因转入酵母菌中,利用酵母菌作为真核表达系统进行发酵生产,可获得大量抗体,D正确。
故答案为:B
【分析】1、据图分析,①表示构建基因表达载体的过程,②表示将目的基因表达产生表达到噬菌体蛋白质外壳的过程,③表示对噬菌体外壳的蛋白质进行筛选的过程,④表示合成大量噬菌体获得更多抗体的过程。
2、在噬菌体展示技术中,重组质粒通常被导入大肠杆菌(细菌宿主),通过大肠杆菌表达抗体蛋白,并将其展示在噬菌体颗粒的表面(噬菌体作为展示载体)。
二、非选择题:共5小题,共60分。
17.油橄榄是我国重要的多年生油料树种,研究不同“库源比”(果实与叶片数目比)对光合作用及果实产量影响,某研究小组选取花蕾期生长状况相似的枝条,进行了如下处理:A组不做处理,B组摘除1/2的叶片,C组摘除1/2的花蕾。于处理后第7、30、60、90、125天测定枝条叶片的净光速率,第125天时收获果实,称量单果干重及产量。实验数据如下表所示。回答下列问题:
组别 处理后不同天数叶片的净光合速率/μmolCO2·m-2·s-1 产量/g 单果干重/g
7天 30天 60天 90天 125天
A组 9.2 10.8 11.5 11.8 9.8 382 1.0
B组 10.8 13.1 12.6 12.8 6.9 115 0.8
C组 7.3 7.5 9.1 10.1 9.2 256 1.1
(1)在叶片光合作用制造有机物的去向上,一方面可供叶片的生长代谢利用,另一方面还可以   ,使叶绿体内积累的有机物不至于过多而抑制光合速率。
(2)实验处理后,叶片的净光合速率呈现了   的变化趋势。
(3)与A组相比,B组在开花后的7-90天的时间内净光合速率都较高,请对此作出合理的解释:   。
(4)油橄榄植株可利用树皮中韧皮部的筛管对有机物进行调配运输,实验中各组的产量会因其他枝条与本枝条之间的物质运输而造成较大误差,为减少此误差,实验操作中可对各组枝条采取   处理。
(5)若要进一步探究合适的库源比以提高油橄榄产量,则相应的实验思路是   。
【答案】(1)将有机物输出(至其他器官,如果实等)
(2)先增大后减小
(3)B组摘除1/2叶片后,叶片光合作用制造的有机物更大比例的转移至果实
(4)对枝条下端的树皮进行环切处理(破坏筛管)
(5)对花蕾期油橄榄,进行摘叶或摘花蕾处理,设置多组不同的库源比,收获后测果实产量
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】(1)叶片光合作用产生的有机物,除了用于自身生长和代谢消耗外,另一部分会被运输到果实等储存器官,从而避免有机物在叶绿体内过量积累而对光合作用产生抑制。
(2)从表格数据可以看出,各处理组的净光合速率在实验前期(7-60天)逐渐上升,后期(90-125天)出现下降,整体呈先增大后减小的趋势。
(3)B组摘除了1/2叶片,减少了“源”的数量,但果实(“库”)数量不变。剩余叶片制造的光合产物需要更大比例地运输到果实中,减少了产物在叶片中的积累,从而延缓反馈抑制,使净光合速率在较长时间内保持较高水平。
(4)不同枝条之间可能通过韧皮部的筛管进行有机物的横向运输,干扰实验结果的准确性。通过环切树皮(破坏韧皮部),可阻断有机物在不同枝条间的运输,从而减少误差。
(5)要探究合适的库源比,应在花蕾期设置多个不同的库源比梯度,例如通过摘除不同数量的叶片(改变源)或摘除不同数量的花蕾(改变库),待果实成熟后测定产量,比较得出最优比例。【分析】暗反应在叶绿体基质中进行,在特定酶的作用下,二氧化碳与五碳化合物结合,形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下,三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的三碳化合物,经过一系列变化,又形成五碳化合物。本题研究研究不同库源比 (以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,自变量为库源比,即以果实数量与叶片数量比值;因变量为光合作用以及光合产物分配情况。
(1)叶片光合作用制造有机物的去向上,一方面可供叶片的生长代谢利用,另一方面还可以将有机物输出至其他器官,如果实等,使叶绿体内积累的有机物不至于过多而抑制光合速率。
(2)根据实验数据,实验处理后,处理组C组和B组的叶片净光合速率随着处理时间的增加先增大后减小。
(3)与A组相比,B组在开花后的7-90天的时间内净光合速率都较高,原因是B组摘除1/2叶片后,叶片光合作用制造的有机物更大比例的转移至果实,避免了叶片制造的有机物在叶片的积累。
(4)实验中各组的产量会因其他枝条与本枝条之间的物质运输而造成较大误差,为减少此误差,防止各枝条之间物质运输造成的误差,办法为阻止各枝条之间的物质运输,因此实验操作中可对各组枝条采取对枝条下端的树皮进行环切处理(破坏筛管)。
(5)若要进一步探究合适的库源比以提高油橄榄产量,则相应的实验思路是对花蕾期油橄榄,进行摘叶或摘花蕾处理,设置多组不同的库源比,收获后测果实产量。
18.广西防城港西湾红沙环生态海堤入选全球八大海岸带生态减灾协同增效国际案例。
大型底栖动物生物量及多样性指数
  生物量/g·m-2 多样性指数
高潮区 42.04 1.0
中潮区 118.02 1.21
低潮区 62.72 2.44
注:多样性指数越高,区域中的生物种类越多。
(1)生态海堤构建了“红树林﹣堤脚鱼礁﹣亲水步道﹣生态护坡﹣季雨林”五层生物结构(如图),使滩涂、海堤、陆地连接起来成为一个整体,实现了自我维持。这主要体现了生态工程的   原理。从群落的季节性角度考虑,建设生态海堤时还应结合   等变化对海堤的景观外貌和结构的影响来选用和布设植物。
(2)生态海堤建成后,底栖动物生物量和生物多样性指数分别提高了555.16%和12.05%;每公顷新增生物量碳汇18.23吨,体现生物多样性的   价值。调查大型底栖动物的丰富度,需要记录每个样方里大型底栖动物的   。
(3)上表的调查数据显示,底栖动物在红树林主要分布的中潮区的生物量较丰富,从能量流动的角度分析,原因是   ;低潮区的郁闭度低,底栖动物的多样性指数相对更高,原因是   。
【答案】(1)自生;阳光、温度、水位
(2)间接;种类和数量
(3)红树林植物增加流入生态系统的总能量;郁闭度低,到达水底的光能相对较多,保证了底栖植物的生长,为底栖动物提供了相应的食物条件和栖息空间
【知识点】生态工程依据的生态学原理;生态系统的能量流动;生物多样性的价值
【解析】【解答】(1)生态海堤通过“红树林—堤脚鱼礁—亲水步道—生态护坡—季雨林”五层结构,将滩涂、海堤和陆地连成整体,实现系统的自我维持,这主要体现了生态工程的自生原理。群落的季节性变化受阳光、温度、水位等环境因子影响,这些因素会改变海堤的景观外貌和结构,因此在建设时应考虑这些变化来选择和布设植物。
(2)生态海堤建成后,底栖动物的生物量和多样性指数分别显著提升,同时每公顷新增碳汇18.23吨,这属于生物多样性的间接价值(调节气候、固碳等生态功能)。调查大型底栖动物的物种丰富度,需要记录每个样方中底栖动物的种类和数量,以计算多样性指数。
(3)从能量流动的角度分析,中潮区作为红树林的主要分布区,红树林植物能够增加流入生态系统的总能量,为底栖动物提供更充足的食物来源,因此该区域的底栖动物生物量更为丰富。低潮区由于郁闭度较低,到达水底的光照较多,有利于底栖植物的生长,进而为底栖动物提供了更丰富的食物资源和多样的栖息空间,因此底栖动物的多样性指数相对更高。
【分析】1、生态工程所遵循的基本原理为:整体、协调、循环、自生等。①自生:由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。
②循环:循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。
③协调:处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量。
④整体:遵循整体原理,首先要遵从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,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。不仅要考虑自然生态系统的规律,也需要考虑经济和社会等的影响力,考虑社会习惯、法律制度等。
2、群落的季节性:由于阳光、温度和水分等随季节而变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。
3、生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面。
(1)“五层生物结构连成整体,实现自我维持”,由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生,这主要体现了生态工程的自生原理。从群落的季节性角度考虑,建设生态海堤时还应结合阳光、温度、水位等变化对海堤的景观外貌和结构的影响来选用和布设植物。
(2)“生物量碳汇”是生态系统调节功能(固碳,维持气候),属于间接价值。调查大型底栖动物的丰富度,需要记录每个样方里大型底栖动物的种类和数量。
(3)中潮区生物量丰富(能量流动角度):中潮区是红树林主要分布区,红树林植物增加流入生态系统的总能量,为底栖动物提供的食物能量充足,支撑更高生物量;低潮区底栖动物的多样性指数相对更高:低潮区郁闭度低→光照充足,植物种类多(生境更复杂),为底栖动物提供的栖息空间和食物种类更丰富,故多样性指数高。
19.桔梅奇酵母对由白地霉侵染引起的柑橘酸腐病有生物防治能力。为探究其作用机制,科研团队进行了一系列实验:
I.PDA培养基是培养真菌的常用培养基,主要成分是马铃薯、蔗糖。为观察桔梅奇酵母对白地霉生长的影响,先用液体培养基培养桔梅奇酵母,过滤培养液分离得到不同组分,分别与白地霉混合后接种到PDA培养基平板中央培养,每天测量记录白地霉菌落直径,结果如图1。
(1)PDA培养基中的马铃薯提供了   (请写出两种)等营养物质。
(2)实验中对照组I加入的是   。据实验结果推测:桔梅奇酵母通过   (填“菌体”或“分泌物”)抑制白地霉生长。
Ⅱ.实验I中实验组菌落中央都有一个红色圈,而对照组的菌落则没有。研究者认为该现象提示抑制作用可能与桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)有关,PA能与Fe3+形成稳定红色复合物,使桔梅奇酵母菌落在高Fe3+培养基中呈红色。为验证该推测,用基因编辑技术获得不产PA突变株,按图2所示方法将桔梅奇酵母与白地霉接种到含有不同浓度FeCl3的培养基共培养。5天后观察,野生型桔梅奇酵母菌落带周围形成抑菌圈,且随FeCl3浓度增加,抑菌圈变窄;突变株菌落带周围则不形成抑菌圈。
(3)筛选突变株菌时所用培养基为   ,突变菌株的菌落特征是   。
(4)综合分析实验I和Ⅱ结果,桔梅奇酵母抑制白地霉的作用机制可能是   。
【答案】(1)碳源、氮源、无机盐(写出两种即可)
(2)灭菌液体培养基(未培养过酵母菌的无菌培养基);分泌物
(3)含有高Fe3+的PDA培养基;菌落为白色(不呈红色)
(4)桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)与Fe3+形成稳定复合物,白地霉无法利用这种形式的Fe3+,导致缺铁抑制生长(白地霉生长需要Fe3+,桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)与白地霉竞争Fe3+)
【知识点】微生物的分离和培养;培养基对微生物的选择作用;培养基概述及其分类
【解析】【解答】(1)PDA(马铃薯葡萄糖琼脂)培养基中,马铃薯提供碳源、氮源、无机盐等多种营养物质,蔗糖为补充碳源。马铃薯中的淀粉、蛋白质、矿物质等可支持真菌生长。
(2)对照组I应加入灭菌液体培养基(未培养过酵母菌),以排除培养基本身对白地霉生长的影响。实验结果中,“去细胞酵母菌培养液”仍具有抑制作用(菌落直径较小),而“酵母细胞体”组抑制效果更强。但“去细胞”组仍有抑制,说明活性物质存在于分泌物中,而非依赖菌体直接接触。
(3)筛选培养基为含高浓度Fe3+的PDA,因为PA与Fe3+可形成红色复合物,便于通过颜色区分。野生型菌落因产PA而呈红色;突变株因不产PA,无法形成红色复合物,菌落呈白色(或不显红色)。
(4)桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)能与Fe3+形成稳定红色复合物,从而降低环境中可被白地霉利用的游离Fe3+浓度。白地霉生长需要Fe3+,缺铁会导致其生长受抑制。PA通过与白地霉竞争Fe3+,实现对病原菌的生物防治。
【分析】微生物常见的接种的方法:(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
(1)PDA培养基中的马铃薯提供了碳源、氮源、无机盐等营养物质。
(2)该实验是为了探究桔梅奇酵母对由白地霉侵染引起的柑橘酸腐病的生物防治能力的作用机制,对照组I应加入灭菌液体培养基(未培养过酵母菌的无菌培养基),排除液体培养基的干扰。分析表格可知,去细胞酵母菌培养液组的白地霉菌落直径与对照组接近,均大于酵母细胞体组,据实验结果推测:桔梅奇酵母通过分泌物抑制白地霉生长。
(3)筛选突变株菌时所用培养基为含有高Fe3+的PDA培养基。不产PA突变株无法与Fe3+形成稳定红色复合物,因此突变菌株的菌落特征是菌落为白色(不呈红色)。
(4)桔梅奇酵母抑制白地霉的作用机制可能是桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)与Fe3+形成稳定复合物,白地霉无法利用这种形式的Fe3+,导致缺铁抑制生长(白地霉生长需要Fe3+,桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)与白地霉竞争Fe3+)。
20.肿瘤细胞表达的PD-L1可结合T细胞表面的PD1,使T细胞失去识别和清除肿瘤细胞的能力。抗PD-L1抗体可以阻断肿瘤细胞和T细胞的结合,重新激活患者自身的免疫细胞来杀伤肿瘤。制备抗PD-L1单克隆抗体的流程如下:
(1)实验前应给模型小鼠注射   ,以刺激机体产生相应的B淋巴细胞。与植物体细胞杂交相比,用   诱导融合是动物细胞特有的方法。筛选1得到的杂交瘤细胞的特点是   。
(2)部分长期使用单抗治疗的乳腺癌患者出现了耐药性,这些患者的癌细胞中NAT8L基因表达明显上调。研究者通过实验证明:NAT8L减弱了T细胞对肿瘤生长的抑制作用。实验流程和结果如图2。
请选择材料填入下表完善实验。
实验材料:
a.小鼠乳腺癌细胞
b.敲除NAT8L基因的小鼠乳腺癌细胞
c.人乳腺癌细胞
d.敲除NAT8L基因的人乳腺癌细胞
材料 组别 A鼠移植的细胞 B鼠移植的细胞 B鼠注射的物质/细胞
1 ③    缓冲液
2 从A鼠中分离的T细胞
3 ①   
4 ②   
验中,以无胸腺裸鼠为B鼠的目的是   。
【答案】(1)PD-L1;灭活病毒;既能无限增殖又能分泌抗体
(2)b;a;b;保证杀伤肿瘤的T细胞来源于A鼠(避免自身T细胞杀伤肿瘤细胞)
【知识点】细胞融合的方法;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】(1)要获得抗PD-L1的抗体,需向模型小鼠注射PD-L1作为抗原,刺激机体产生相应的B淋巴细胞。与植物体细胞杂交(常用聚乙二醇或电融合)相比,灭活病毒(如灭活仙台病毒)是动物细胞融合特有的方法。经过HAT培养基筛选得到的杂交瘤细胞,兼具B淋巴细胞的抗体分泌能力和骨髓瘤细胞的无限增殖能力。
(2)本实验的目的是验证NAT8L基因削弱T细胞对肿瘤的抑制作用。因此,实验的自变量是NAT8L基因是否存在。第3组和第4组的A鼠分别移植a(小鼠乳腺癌细胞) 和b(敲除NAT8L基因的小鼠乳腺癌细胞),随后从这两只A鼠体内分离出T细胞。B鼠统一移植b(敲除NAT8L基因的小鼠乳腺癌细胞) 以建立肿瘤模型。向B鼠分别注射缓冲液或来源于不同A鼠的T细胞,以比较不同T细胞对肿瘤的抑制效果。实验中选用无胸腺裸鼠作为B鼠,其目的是保证杀伤肿瘤的T细胞完全来源于A鼠(避免B鼠自身T细胞对肿瘤细胞的杀伤干扰实验结果)。
【分析】1、体液免疫:病原体侵入机体后,一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取,这为激活B细胞提供了第一个信号,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细胞结合这为激活B细胞提供了第二个信号,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。
2、诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
3、杂交瘤细胞特点:既能迅速大量增殖,又能产生抗体。
(1)要获得抗PD-L1抗体,因此实验前应给模型小鼠注射PD-L1作为抗原产生针对其的特异性抗体。与植物体细胞杂交相比,用灭活病毒诱导融合是动物细胞特有的方法。筛选1得到的杂交瘤细胞的特点是既能无限增殖又能分泌抗体。
(2)实验目的是证明NAT8L减弱了T细胞对肿瘤生长的抑制作用,因此NAT8L的有无是自变量,首先给3和4组A鼠移植的是a小鼠乳腺癌和b敲除NAT8L基因的小鼠乳腺癌细胞,再提取两只小鼠的T细胞,以获取正常的和耐药性的T细胞,B鼠移植的细胞为b敲除NAT8L基因的小鼠乳腺癌细胞,以使B鼠患癌症,再向B鼠注射不同的物质例如缓冲液、从A鼠中分离的T细胞,从而检验两种T细胞的抑制癌细胞的效果。实验中,以无胸腺裸鼠为B鼠的目的是保证杀伤肿瘤的T细胞来源于A鼠(避免自身T细胞杀伤肿瘤细胞)。
21.番木瓜极易受环斑病毒(PRSV,单链RNA病毒)侵袭。上世纪番木瓜环斑病在我国暴发,导致番木瓜严重减产。中国科学家以PRSV的RNA复制酶基因(RP)为目的基因,成功培育出 “华农1号”抗病毒番木瓜新品种。构建表达载体的过程及限制酶识别位点如图1。
(1)利用PCR从PRSV基因组中获取RP基因需要用到的酶有   和   ,应选用限制酶   对RP基因和载体进行酶切,用于构建基因表达载体,导入番木瓜愈伤组织中,培养获得转基因番木瓜植株。
(2)为了筛选转化成功的植株,提取1-11号植株的基因组DNA为模板进行PCR,电泳鉴定结果如图2,所用引物应选图1中   组合。取   号待测植株继续做病毒接种检测,结果显示其中1株的自交后代全为抗病,其余植株的自交后代抗感病比例为3:1,根据以上结果分析,原因是   。
(3)病毒自身基因作为番木瓜抗性基因的机理源于一种名为RNAi的基因沉默机制。
如图3所示,转入番木瓜细胞内的RP基因转录出RPmRNA,经RNA复制酶催化形成双链RNA,经剪切加工后的片段(siRNA)与A蛋白质形成RNA诱导沉默复合体(RISC),PRSV侵染番木瓜后,活化的RISC中的单链RNA能识别   并使其降解,进而抑制病毒增殖。
【答案】(1)逆转录酶;耐高温DNA聚合酶;BamH I和Kpn I
(2)1和3;1、7、11;后代不发生性状分离的植株导入了2个RP基因,且插入到1对同源染色体上;发生性状分离的植株只转入了1个RP基因
(3)PRSV的RP基因
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)PRSV为单链RNA病毒,其RP基因需先经逆转录酶合成cDNA,再以cDNA为模板,利用耐高温DNA聚合酶进行PCR扩增。为避免载体和目的基因自身环化并保证定向连接,应使用BamH I和Kpn I两种限制酶进行双酶切,且这两种酶的识别位点应位于载体的启动子与终止子之间。
(2)根据电泳条带大小(650 bp)与RP基因长度(424 bp)的关系,推测所用引物为图1中的引物1和3。电泳结果显示1、7、11号植株为阳性(转化成功)。病毒接种检测发现:有一株自交后代全为抗病(无性状分离),说明该株为纯合转基因株(两个同源染色体相同位置均插入RP基因);其余植株自交后代抗病:感病=3:1,说明为杂合转基因株(仅一条染色体插入RP基因)。
(3)转入的RP基因转录出的mRNA在RNA复制酶作用下形成双链RNA,被Dicer酶切割为siRNA,siRNA与A蛋白结合形成RISC复合物。RISC中的单链RNA通过碱基互补配对特异性识别PRSV的RP基因(病毒RNA)并引导RISC将其切割降解,从而阻断病毒增殖,实现抗病。
【分析】基因工程的基本操作程序主要包括以下四个步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建(核心步骤)、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
(1)PRSV是单链RNA病毒,获取其RP基因需先经逆转录合成cDNA,再通过PCR扩增,PCR需耐高温DNA聚合酶,所以需要用到的酶有逆转录酶和耐高温DNA聚合酶。为避免目的基因和载体自身环化,需用双酶切,结合图1,RP基因和载体均含BamH Ⅰ、Kpn I识别位点,且这两种酶的识别位点位于质粒的启动子和终止子之间,故选用BamH I和Kpn I对RP基因和载体进行酶切,用于构建基因表达载体。
(2)由图2可知,电泳条带的大小为650bp,而目的基因的长度是424bp,说明PCR扩增时选择的是图1中引物1和3。电泳图中1、7、11号出现阳性条带(转化成功),继续做病毒接种检测,结果显示其中1株的自交后代全为抗病,其余植株的自交后代抗感病比例为3:1,原因是自交后代全抗病(纯合子)说明RP基因整合到同源染色体的相同位点(双等位基因均含RP,纯合),后代不发生性状分离的植株导入了2个RP基因,且插入到1对同源染色体上;发生性状分离的植株只转入了1个RP基因。
(3)RNAi中,RPmRNA转录的双链RNA加工为siRNA,RISC的单链RNA因与PRSV的RNA互补,可识别PRSV的RP基因(病毒基因组RNA)并降解,抑制病毒增殖。
1 / 1广东省华附、省实、广雅、深中2024-2025学年高二下学期四校期末联考生物试题
一、选择题:共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.在北方冬季阴天光照不足时,往往打开温室的天窗,其主要目的是(  )
A.补充光照,提高光合速率
B.补充CO2,促进光合作用
C.降低室内温度,抑制植物的呼吸作用
D.提高室内温度,促进植物的光合作用
2.“旱极而蝗”反映了环境对病虫害的影响。下列分析错误的是(  )
A.可用样方法统计蝗虫幼虫的种群密度,以预测未来蝗灾发生的可能性
B.降水量是影响蝗虫种群数量变化的密度制约因素
C.不同年份气候条件的差异使得蝗虫种群的K值也会不同
D.修筑堤坝、控制水位等环境改造措施,可有效预防蝗灾
3.当森林生态系统中虎、豹等顶级捕食者密度增加时,一些物种通过改变活动规律或活动区域来回避顶级捕食者;一些物种则借此机会增加与其他物种的相互作用。下列相关叙述正确的是(  )
A.顶级捕食者仅通过直接捕食的方式改变物种的分布
B.顶级捕食者都处于同一营养级
C.顶级捕食者的营养级高,获得的能量多
D.顶级捕食者的存在有助于提升整个森林生态系统的平衡与稳定
4.干扰可造成群落偶尔出现物种空缺的断层斑块。有的断层可能被周围群落的任何一个物种侵入和占有,哪一种成功入侵取决于随机因素,这称为断层抽彩式竞争。也有的断层被一些扩散能力强的先锋种入侵,由于它们的活动,改变了环境条件,促进了中期种入侵,最后被顶极种所替代,这种断层的恢复方式称为微演替。以下说法错误的是(  )
A.火灾、动物挖掘等可引起草地群落出现断层斑块
B.断层恢复体现了生态系统的恢复力稳定性
C.群落断层进行的微演替属于次生演替
D.断层抽彩式竞争会造成优势种垄断
5.下丘脑-垂体-甲状腺轴(HPT轴)及双酚A(BPA)作用位点如图。BPA能抑制甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达,也能促进皮质醇分泌,抑制睾酮分泌。下列叙述错误的是(  )
A.TH分泌过程中,过程①②③属于分级调节,④⑤属于反馈调节
B.TH需经体液运输到达靶细胞,与受体结合后经信号转导发挥作用
C.BPA进入人体后,可导致TSH受体增多,血液中TH含量降低
D.除HPT轴外,BPA还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能
6.肠道受到刺激后,肠内分泌细胞分泌5-HT使迷走神经兴奋进而引发呕吐反射。而女性怀孕时的孕吐是由激素GDF15作用于脑干引发的呕吐反射。未怀孕时,女性会合成少量GDF15,怀孕后,胎儿会额外产生GDF15。有部分女性未怀孕时血液中GDF15长期保持在较高水平,她们怀孕后就极少发生孕吐。下列有关分析正确的是(  )
A.5-HT与迷走神经元细胞膜上受体结合,导致膜内电位由正转为负
B.胎儿产生的GDF15会被定向运送至孕妇的脑干区域
C.肠道刺激引发呕吐属于非条件反射,GDF15引起孕吐属于体液调节
D.低GDF15水平女性怀孕前治疗性地提高其GDF15水平,或可预防孕吐
7.《齐民要术》记载:“世人云:米过酒甜,此乃不解法候。酒冷沸止,米有不消者,便是曲势尽。”下列有关叙述不正确的是(  )
A.“曲”含多种微生物,产酒时微生物主要进行无氧呼吸
B.“米过酒甜”是因为米中糖类物质过量,发酵停止时仍未被完全消耗
C.“酒冷沸止”是指微生物的代谢产热和释放CO2逐渐停止
D.“曲势尽”的原因可能是米酒中pH升高
8.稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目,下列相关叙述错误的是(  )
A.为保证结果准确,将稀释后的样品溶液涂布多个平板培养后计数并取其平均值
B.每隔24h统计一次同一平板上的菌落数,取菌落数目稳定时的记录作为结果
C.为防止杂菌污染,涂布器应放入酒精后再取出进行灼烧
D.平板上的菌落数通常多于接种样品的活菌数
9.研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状导入普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是(  )
A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
10.猴的克隆胚胎在发育过程中往往出现基因的异常甲基化修饰以及胎盘发育异常,导致克隆成功率较低。下列分析错误的是(  )
A.体细胞移入去核卵母细胞形成的重构胚发育成克隆猴,体现细胞核的全能性
B.基因的甲基化修饰通过表观遗传影响胚胎细胞分化
C.为提高克隆成功率,可尝试由克隆胚胎的内细胞团与正常受精胚胎的滋养层组成重组胚胎
D.胎盘发育异常是代孕母猴对克隆胚胎的免疫排斥引起的
11.噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子,部分序列如图。下列有关叙述正确的是(  )
A.D基因包含456个碱基,编码152个氨基酸
B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列,其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3'
C.图中该DNA链为D基因与E基因转录的模板链
D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同
12.质粒K中含有β-半乳糖苷酶基因,将该质粒导入大肠杆菌细胞后,其编码的酶可分解X-gal,产生蓝色物质,进而形成蓝色菌落,如图所示。科研小组以该质粒作为载体,采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是(  )
A.使用氯化钙处理大肠杆菌以提高转化效率
B.如果筛选平板中不含X-gal,白色菌落不可判定为含目的基因的菌株
C.因质粒K中含两个标记基因,筛选平板中白色菌落即为表达目标蛋白的菌株
D.若筛选平板中蓝色菌落偏多,原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌
13.运动员听到发令枪声起跑,相关反射调节的部分通路如下图,中枢神经元④和⑤的兴奋均可引起肌肉收缩。下列叙述错误的是(  )
A.运动员听到发令枪响后起跑属于条件反射,受脑的调控
B.神经元④和⑤能控制②和③,进而精准调控肌肉收缩
C.a结构作为反射弧中的感受器发挥作用
D.若在箭头处切断神经纤维,b结构收缩强度会减弱
14.土壤板结会限制乙烯的扩散,导致转录因子E1在植物根部积累,E1促进生长素合成基因的表达,抑制根的伸长。同时,E1还能促进脱落酸的合成,使根皮层细胞径向扩张,导致根增粗。下列说法错误的是(  )
A.乙烯、生长素和脱落酸均可由根部细胞产生
B.E1在植物根部积累导致生长素浓度过高而抑制根的伸长
C.与野生型相比,脱落酸合成缺陷型植株的根部在板结土壤中表现为长且细
D.在板结土壤中,植物根部形态的变化受环境、激素和基因表达的共同调节
15.水溶性含氯有机农药广泛使用,主要对昆虫、浮游动物等无脊椎动物有毒,而对鱼类等脊椎动物相对安全。在稻田中使用含氯有机农药后,天然海湾渔场也检测到了该类农药的存在,且发现渔场中的鱼的年产量受到影响,其中三种鱼的年产量数据如图所示。以下判断正确的是(  )
A.稻田中的农药通过碳循环进入渔场生态系统
B.使用农药后M鱼年产量减少原因是浮游藻类数量下降
C.使用农药后P鱼年产量增加是因为其食性发生了变化
D.要保障渔场鱼的总年产量,可向海湾投放大量浮游藻类
16.利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如下图。下列叙述错误的是(  )
A.过程①需要使用限制酶、DNA连接酶
B.过程②是将重组质粒导入噬菌体中启动基因表达
C.过程④利用抗原-抗体的特异性结合筛选目标抗体
D.过程⑤可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产
二、非选择题:共5小题,共60分。
17.油橄榄是我国重要的多年生油料树种,研究不同“库源比”(果实与叶片数目比)对光合作用及果实产量影响,某研究小组选取花蕾期生长状况相似的枝条,进行了如下处理:A组不做处理,B组摘除1/2的叶片,C组摘除1/2的花蕾。于处理后第7、30、60、90、125天测定枝条叶片的净光速率,第125天时收获果实,称量单果干重及产量。实验数据如下表所示。回答下列问题:
组别 处理后不同天数叶片的净光合速率/μmolCO2·m-2·s-1 产量/g 单果干重/g
7天 30天 60天 90天 125天
A组 9.2 10.8 11.5 11.8 9.8 382 1.0
B组 10.8 13.1 12.6 12.8 6.9 115 0.8
C组 7.3 7.5 9.1 10.1 9.2 256 1.1
(1)在叶片光合作用制造有机物的去向上,一方面可供叶片的生长代谢利用,另一方面还可以   ,使叶绿体内积累的有机物不至于过多而抑制光合速率。
(2)实验处理后,叶片的净光合速率呈现了   的变化趋势。
(3)与A组相比,B组在开花后的7-90天的时间内净光合速率都较高,请对此作出合理的解释:   。
(4)油橄榄植株可利用树皮中韧皮部的筛管对有机物进行调配运输,实验中各组的产量会因其他枝条与本枝条之间的物质运输而造成较大误差,为减少此误差,实验操作中可对各组枝条采取   处理。
(5)若要进一步探究合适的库源比以提高油橄榄产量,则相应的实验思路是   。
18.广西防城港西湾红沙环生态海堤入选全球八大海岸带生态减灾协同增效国际案例。
大型底栖动物生物量及多样性指数
  生物量/g·m-2 多样性指数
高潮区 42.04 1.0
中潮区 118.02 1.21
低潮区 62.72 2.44
注:多样性指数越高,区域中的生物种类越多。
(1)生态海堤构建了“红树林﹣堤脚鱼礁﹣亲水步道﹣生态护坡﹣季雨林”五层生物结构(如图),使滩涂、海堤、陆地连接起来成为一个整体,实现了自我维持。这主要体现了生态工程的   原理。从群落的季节性角度考虑,建设生态海堤时还应结合   等变化对海堤的景观外貌和结构的影响来选用和布设植物。
(2)生态海堤建成后,底栖动物生物量和生物多样性指数分别提高了555.16%和12.05%;每公顷新增生物量碳汇18.23吨,体现生物多样性的   价值。调查大型底栖动物的丰富度,需要记录每个样方里大型底栖动物的   。
(3)上表的调查数据显示,底栖动物在红树林主要分布的中潮区的生物量较丰富,从能量流动的角度分析,原因是   ;低潮区的郁闭度低,底栖动物的多样性指数相对更高,原因是   。
19.桔梅奇酵母对由白地霉侵染引起的柑橘酸腐病有生物防治能力。为探究其作用机制,科研团队进行了一系列实验:
I.PDA培养基是培养真菌的常用培养基,主要成分是马铃薯、蔗糖。为观察桔梅奇酵母对白地霉生长的影响,先用液体培养基培养桔梅奇酵母,过滤培养液分离得到不同组分,分别与白地霉混合后接种到PDA培养基平板中央培养,每天测量记录白地霉菌落直径,结果如图1。
(1)PDA培养基中的马铃薯提供了   (请写出两种)等营养物质。
(2)实验中对照组I加入的是   。据实验结果推测:桔梅奇酵母通过   (填“菌体”或“分泌物”)抑制白地霉生长。
Ⅱ.实验I中实验组菌落中央都有一个红色圈,而对照组的菌落则没有。研究者认为该现象提示抑制作用可能与桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)有关,PA能与Fe3+形成稳定红色复合物,使桔梅奇酵母菌落在高Fe3+培养基中呈红色。为验证该推测,用基因编辑技术获得不产PA突变株,按图2所示方法将桔梅奇酵母与白地霉接种到含有不同浓度FeCl3的培养基共培养。5天后观察,野生型桔梅奇酵母菌落带周围形成抑菌圈,且随FeCl3浓度增加,抑菌圈变窄;突变株菌落带周围则不形成抑菌圈。
(3)筛选突变株菌时所用培养基为   ,突变菌株的菌落特征是   。
(4)综合分析实验I和Ⅱ结果,桔梅奇酵母抑制白地霉的作用机制可能是   。
20.肿瘤细胞表达的PD-L1可结合T细胞表面的PD1,使T细胞失去识别和清除肿瘤细胞的能力。抗PD-L1抗体可以阻断肿瘤细胞和T细胞的结合,重新激活患者自身的免疫细胞来杀伤肿瘤。制备抗PD-L1单克隆抗体的流程如下:
(1)实验前应给模型小鼠注射   ,以刺激机体产生相应的B淋巴细胞。与植物体细胞杂交相比,用   诱导融合是动物细胞特有的方法。筛选1得到的杂交瘤细胞的特点是   。
(2)部分长期使用单抗治疗的乳腺癌患者出现了耐药性,这些患者的癌细胞中NAT8L基因表达明显上调。研究者通过实验证明:NAT8L减弱了T细胞对肿瘤生长的抑制作用。实验流程和结果如图2。
请选择材料填入下表完善实验。
实验材料:
a.小鼠乳腺癌细胞
b.敲除NAT8L基因的小鼠乳腺癌细胞
c.人乳腺癌细胞
d.敲除NAT8L基因的人乳腺癌细胞
材料 组别 A鼠移植的细胞 B鼠移植的细胞 B鼠注射的物质/细胞
1 ③    缓冲液
2 从A鼠中分离的T细胞
3 ①   
4 ②   
验中,以无胸腺裸鼠为B鼠的目的是   。
21.番木瓜极易受环斑病毒(PRSV,单链RNA病毒)侵袭。上世纪番木瓜环斑病在我国暴发,导致番木瓜严重减产。中国科学家以PRSV的RNA复制酶基因(RP)为目的基因,成功培育出 “华农1号”抗病毒番木瓜新品种。构建表达载体的过程及限制酶识别位点如图1。
(1)利用PCR从PRSV基因组中获取RP基因需要用到的酶有   和   ,应选用限制酶   对RP基因和载体进行酶切,用于构建基因表达载体,导入番木瓜愈伤组织中,培养获得转基因番木瓜植株。
(2)为了筛选转化成功的植株,提取1-11号植株的基因组DNA为模板进行PCR,电泳鉴定结果如图2,所用引物应选图1中   组合。取   号待测植株继续做病毒接种检测,结果显示其中1株的自交后代全为抗病,其余植株的自交后代抗感病比例为3:1,根据以上结果分析,原因是   。
(3)病毒自身基因作为番木瓜抗性基因的机理源于一种名为RNAi的基因沉默机制。
如图3所示,转入番木瓜细胞内的RP基因转录出RPmRNA,经RNA复制酶催化形成双链RNA,经剪切加工后的片段(siRNA)与A蛋白质形成RNA诱导沉默复合体(RISC),PRSV侵染番木瓜后,活化的RISC中的单链RNA能识别   并使其降解,进而抑制病毒增殖。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、在阴天条件下,光照强度本身已经偏低,打开天窗并不能明显增加光照强度,且此时光合作用主要受限于光反应,因此该选项不是主要目的,A错误;
B、温室长时间封闭会导致内部二氧化碳被植物光合作用大量消耗,浓度下降。打开天窗可以引入外界空气,补充二氧化碳,从而缓解暗反应对光合作用的限制,B正确;
C、冬季外界气温较低,打开天窗会使温室内温度下降,进而抑制呼吸作用。但呼吸作用为植物提供能量,过度抑制不利于植物正常生长,因此这不是主要目的,C错误;
D、打开天窗会引入冷空气,导致温室内温度降低,D错误。
故答案为:B
【分析】在封闭温室中,植物进行光合作用会持续消耗CO2,导致室内CO2浓度下降,成为暗反应的限制因素。打开天窗可以引入外界空气,补充CO2,提高CO2浓度,从而促进暗反应,提高净光合速率,这是冬季阴天打开天窗的主要目的。
2.【答案】B
【知识点】种群的数量变动及其原因;估算种群密度的方法;种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、蝗虫的幼虫(跳蝻)活动能力较弱、活动范围较小,因此可以采用样方法对其种群密度进行调查,据此可预测蝗灾可能发生的程度,A正确;
B、降水量对蝗虫种群数量的影响与种群密度无关,因此属于非密度制约因素,B错误;
C、环境容纳量(K值)会随环境条件的改变而发生变化,不同年份气候条件的差异会导致蝗虫种群的K值出现波动,C正确;
D、通过修筑堤坝、调控水位等措施,可以改变蝗虫的产卵环境和繁殖条件,减少其适宜繁殖的场所,从而有效预防蝗灾的发生,D正确。
故答案为:B
【分析】1、密度制约因素:其作用强度随种群密度变化而变化,如食物、天敌、传染病等。非密度制约因素:其作用强度与种群密度无关,如气候(降水、温度)、自然灾害等。
2、环境容纳量(K值)是指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量。K值不是固定不变的,而是随环境条件(如气候、食物、栖息地质量等)的变化而变化。
3.【答案】D
【知识点】种间关系;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、顶级捕食者对物种分布的影响不仅限于直接捕食,还可以通过间接方式改变物种的分布,例如通过威慑、竞争等作用促使其他物种主动调整其活动区域或活动时间,A错误;
B、不同的顶级捕食者在食物网中可能处于不同的营养级,例如在某些生态系统中,狼可能处于第三营养级,而鹰可能处于第四营养级,因此并非所有顶级捕食者都处于同一营养级,B错误;
C、生态系统中能量流动遵循逐级递减的规律,营养级越高,所获得的能量越少,因此顶级捕食者虽然营养级高,但实际获得的能量反而较少,C错误;
D、根据题干信息,顶级捕食者的存在会促使一些物种改变活动规律以回避捕食者,同时另一些物种则可能因此增加与其他物种的相互作用,这种复杂的生态关系有助于维持森林生态系统的平衡与稳定,D正确。
故答案为:D
【分析】1、营养级是指生物在食物链中所处的位置。在复杂的食物网中,不同的顶级捕食者可能处于不同的营养级,取决于它们所占据的食物链长度。
2、能量沿食物链传递时,每一营养级只能获得上一营养级能量的10%~20%。因此,营养级越高,能量损失越多,实际获得的能量越少。
3、顶级捕食者通过直接捕食和间接影响(如诱导行为回避、改变种间竞争格局),可以控制植食动物数量、缓解某些物种的过度竞争、促进物种共存,从而提高生态系统的生物多样性和稳定性。
4.【答案】D
【知识点】群落的演替;生态系统的稳定性
【解析】【解答】A、火灾、动物挖掘等自然或生物干扰会破坏原有植被,在草地群落中形成局部的断层斑块,A正确;
B、恢复力稳定性是指生态系统在受到干扰后恢复到原有状态的能力,断层斑块的恢复过程正是这一稳定性的体现,B正确;
C、微演替发生在原有土壤条件基本保留、种子库或繁殖体尚存的断层斑块中,因此属于次生演替,C正确;
D、抽彩式竞争的特点是物种入侵具有随机性,不同斑块可能被不同物种占据,这有助于避免某一物种长期垄断资源,而不是造成优势种垄断,D错误。
故答案为:D
【分析】1、火灾、动物挖掘、风倒、雷击等自然或生物干扰,会破坏原有植被,造成局部植物个体死亡,从而在群落中形成大小不等的断层斑块(空缺斑块)。这是群落动态中常见的现象。
2、恢复力稳定性是指生态系统在受到干扰后,恢复到原来状态的能力。
3、次生演替是指在原有植被虽已破坏,但土壤条件基本保留,甚至仍保留有植物种子、根系或其他繁殖体的地段上发生的演替。
4、抽彩式竞争是指断层斑块被周围任一物种随机侵入并占有的过程,哪个物种成功取决于随机因素(如谁先到达、繁殖体多少等),而不是由物种的竞争能力决定。这种机制不利于某一物种长期垄断资源,反而会促进不同斑块被不同物种占据,增加群落的物种多样性和空间异质性。因此,抽彩式竞争不会造成优势种垄断。
5.【答案】C
【知识点】激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、根据图示,甲状腺激素(TH)的分泌过程中,过程①②③属于分级调节,这种调节方式能够放大激素的调节效应,形成多级反馈,有利于实现精细调控并维持机体稳态;过程④⑤属于反馈调节,通过负反馈机制维持TH含量的相对稳定,A正确;B、甲状腺激素(TH)作为激素,通过体液运输到达靶细胞,与特异性受体结合后,经过信号转导途径发挥其生理作用,B正确;
C、双酚A(BPA)能够抑制甲状腺细胞上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达,因此BPA进入人体后,TSH受体数量会减少,从而导致甲状腺对TSH的响应减弱,血液中TH含量降低,C错误;
D、BPA除了影响HPT轴外,还能促进皮质醇分泌(影响下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴)并抑制睾酮分泌(影响下丘脑-垂体-性腺轴),说明它可以直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能,D正确。
故答案为:C
【分析】1、下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素,进而促进代谢增加产热,这属于分级调节。当甲状腺激素含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这叫做负反馈调节。
2、甲状腺激素(TH)分泌后进入血液,通过体液运输到达全身靶组织。TH可进入细胞核,与核内特异性受体结合,形成激素-受体复合物,进而调控靶基因的转录和表达,该过程涉及信号转导。
6.【答案】D
【知识点】反射的过程;细胞膜内外在各种状态下的电位情况;激素调节的特点
【解析】【解答】A、5-HT与迷走神经元细胞膜上的受体结合后,会引起钠离子内流,使膜内电位从负电位转变为正电位,A错误;
B、胎儿产生的GDF15作为激素,是通过体液运输的,并非沿特定路径定向输送到孕妇的脑干,而是随血液循环分布至全身各处,B错误;
C、肠道刺激直接引发呕吐反射,属于非条件反射,由神经调节完成;而GDF15引起孕吐是激素通过血液运输作用于脑干,属于体液调节,但孕吐最终通过反射实现,因此将GDF15作用简单归为“体液调节”忽略了其诱发反射的过程,表述不准确,C错误;
D、未怀孕时血液中GDF15长期较高的女性,怀孕后极少发生孕吐,说明较高的GDF15基础水平可能降低了其对呕吐中枢的刺激敏感性。因此,可通过在怀孕前适当提高低GDF15水平女性的GDF15浓度,来预防或减轻孕吐,D正确。
故答案为:D
【分析】1、静息状态下,神经元膜内电位为负(约-70mV),膜外为正。
2、由内分泌器官或细胞分泌的化学物质—激素进行调节的方式,就是激素调节。激素调节的特点:通过体液进行运输;作用于靶器官、靶细胞;作为信使传递信息;微量和高效。
7.【答案】D
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、“曲”中通常含有曲霉、酵母菌等多种微生物,在产酒阶段,主要是酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,A正确;
B、“米过酒甜”指的是发酵结束后米酒中仍带有甜味,这是因为米中的淀粉没有被完全分解为葡萄糖,或者残留的糖分没有被酵母菌完全转化为酒精,导致糖分剩余,B正确;
C、“酒冷沸止”描述了发酵停止时的现象:微生物代谢产热减少导致温度下降(酒冷),同时二氧化碳释放停止(沸止),C正确;
D、“曲势尽”是指发酵能力耗尽,常见原因是酒精浓度过高抑制了酵母菌的活性,或者发酵过程中产生的酸性物质(如CO2溶于水形成碳酸、有机酸等)导致pH下降,D错误。
故答案为:D
【分析】1、利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。
2、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。
8.【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养;其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】A、采用稀释涂布平板法进行活菌计数时,通常需要对同一稀释度的样品溶液涂布多个平板,培养后统计各平板的菌落数并计算平均值,以提高结果的准确性和可靠性,A正确;
B、在培养过程中,应每隔24小时统计一次同一平板上的菌落数,当菌落数目连续两次统计无显著变化时,取该稳定值作为最终记录,以确保所有菌落均已充分生长,B正确;
C、涂布器在使用前需进行灭菌处理,通常的做法是将其浸入酒精中,然后取出并点燃,使酒精燃烧以达到灭菌目的,从而防止杂菌污染,C正确;
D、在稀释涂布平板法中,理论上一个活菌可形成一个单菌落,但如果多个活菌紧密聚集在一起,可能会共同形成一个菌落,导致统计出的菌落数少于实际接种的活菌数,D错误。
故答案为:D
【分析】1、稀释涂布平板法是微生物计数和纯化的常用实验方法,通过将微生物菌液进行梯度稀释后,涂布到固体培养基表面,培养后形成单菌落,进而实现活菌计数或获得纯培养物。
2、稀释涂布平板法受涂布不均匀、平板间差异等因素影响,单个平板的结果可能存在误差。因此,通常对每个稀释度涂布多个平板(如2~3个),培养后统计各平板的菌落数并计算平均值,以提高结果的准确性和可重复性。
3、微生物在平板上生长需要一定时间,过早计数可能导致部分菌落尚未形成。因此,通常每隔24小时观察并统计菌落数,当连续两次统计的菌落数目基本稳定(不再显著增加)时,说明所有可生长的活菌均已形成可见菌落,此时记录的结果最准确。
9.【答案】C
【知识点】染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体;现代生物进化理论的主要内容;植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、簇毛麦与小麦杂交产生的后代不可育,故二者存在生殖隔离,A正确;
B、植物组织培养需对离体组织进行脱分化和再分化,B正确;
C、杂种植株含有28条染色体为异源多配体,联会紊乱不能产生正常配子,不可育,C错误;
D、杂交植株经染色体加倍后,可正常进行减数分裂产生配子,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、由受精卵发育而来,体细胞中有几个染色体组的个体,叫做几倍体。由受精卵发育而来,体细胞中有三个染色体组的个体,叫三倍体;同源多倍体是指增加的染色体组来自同一物种,一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的。同一物种经过染色体加倍形成的多倍体,称为同源多倍体。异源多倍体是指不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。普通小麦经减数分裂产生配子时染色体数减半,染色体组数也减半。
2、生殖隔离指由于各方面的原因,使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配,或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制。
3、植物组织培养技术运用植物细胞全能性,经过对离题组织进行脱分化、再分化处理,最终得到完整植株。
10.【答案】D
【知识点】动物体细胞克隆;表观遗传
【解析】【解答】A、将体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中,形成的重构胚能够发育成完整的克隆猴,这说明细胞核中含有发育为完整个体所需的遗传信息,体现了细胞核的全能性,A正确;
B、基因的甲基化修饰是一种表观遗传调控方式,通过影响基因的转录活性(例如抑制转录)来调控胚胎细胞的分化过程,B正确;
C、克隆胚胎的胎盘发育异常通常与滋养层功能缺陷有关。若将克隆胚胎的内细胞团与正常受精胚胎的滋养层结合,组成重组胚胎,有可能改善胎盘发育,从而提高克隆成功率,C正确;
D、克隆胚胎的胎盘由自身的滋养层细胞发育而来,其发育异常主要源于克隆过程中基因表达异常(如甲基化修饰异常),而不是由代孕母猴的免疫排斥反应引起,D错误。
故答案为:D
【分析】1、动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因:动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。
2、细胞核的全能性是指细胞核中含有发育为一个完整个体所需的全部遗传信息。
3、DNA甲基化是一种不改变DNA序列但可调控基因表达的表观遗传修饰。在胚胎发育过程中,甲基化模式的变化会影响关键基因的转录活性,从而调控细胞的分化方向和进程。
4、在哺乳动物胚胎中,内细胞团主要发育为胎儿本身,滋养层主要发育为胎盘等胚外组织。克隆胚胎的胎盘发育异常常与滋养层功能缺陷有关。
11.【答案】B
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、D基因编码152个氨基酸,但基因序列中除编码氨基酸的密码子外,还包括一个终止密码子对应的序列,因此D基因应包含152×3 + 3 = 459个碱基,A错误;
B、根据图中信息,E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5'-GTACGC-3'。由于DNA两条链反向平行,其互补链的对应序列应为5'-GCGTAC-3',B正确;
C、图中D基因与E基因的转录起始区域均为5'-ATG-3',但转录产生的mRNA上对应的是5'-CAU-3',该序列并非起始密码子(AUG),因此判断图中的DNA链不是D基因和E基因转录的模板链,C错误;
D、E基因和D基因的编码区存在部分重叠,但由于重叠区域在两基因中对应的阅读框架不同,编码的氨基酸序列也不相同,D错误。
故答案为:B
【分析】1、在基因编码区,每3个碱基编码1个氨基酸,但终止密码子不编码氨基酸。
2、转录时,模板链与mRNA互补,mRNA上的起始密码子为AUG(5'-AUG-3')。图中D和E基因起始区域均为5'-ATG-3'(DNA序列),若该链为模板链,则转录出的mRNA应为3'-UAC-5',即5'-CAU-3',不是AUG,因此不能作为起始密码子。
3、ΦX174的基因组中存在基因重叠现象,即同一段DNA序列被两个基因以不同的阅读框(reading frame)使用。由于阅读框不同,重叠区域编码的氨基酸序列完全不同。
12.【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、用氯化钙处理大肠杆菌可以使其处于感受态,从而更容易吸收外源DNA,提高转化效率,A正确;
B、如果筛选平板中不含有X-gal,则即使大肠杆菌表达了β-半乳糖苷酶,也无法通过颜色反应进行判断,因此不能根据菌落是否白色来判定是否含有目的基因,B正确;
C、虽然质粒K携带卡那霉素抗性基因和β-半乳糖苷酶基因两个标记基因,但在筛选平板上出现白色菌落,只能说明β-半乳糖苷酶基因被破坏(可能是目的基因插入所致),并不能直接证明这些菌落能够成功表达目标蛋白,因为表达过程还涉及转录、翻译等多个环节,C错误;
D、如果筛选平板上蓝色菌落偏多,很可能是质粒K经酶切后发生了自身环化,且被导入大肠杆菌。自身环化的质粒保留了完整的β-半乳糖苷酶基因,能够分解X-gal产生蓝色,导致蓝色菌落增多,D正确。
故答案为:C
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样;(4)目的基因的检测与鉴定。
2、氯化钙(CaCl2)处理大肠杆菌可使细胞膜通透性增加,细胞处于“感受态”,易于吸收外源DNA分子,从而显著提高转化效率。
3、蓝白斑筛选依赖于X-gal被β-半乳糖苷酶分解产生蓝色物质。若平板中不含X-gal,则无法通过颜色判断β-半乳糖苷酶基因是否被破坏,因此不能将白色菌落判定为含有目的基因的菌株。
13.【答案】C
【知识点】反射弧各部分组成及功能;神经系统的分级调节
【解析】【解答】A、运动员听到发令枪声后起跑,这一过程需要大脑皮层的参与,属于条件反射,受大脑高级中枢的调控,A正确;
B、图中神经元④和⑤通过控制神经元②和③,实现对肌肉收缩的精细调控,这体现了神经系统对躯体运动的分级调节机制,B正确;
C、根据图中信息,中枢神经元④和⑤的兴奋最终都能引起b结构(效应器)收缩。推测⑤的兴奋通过③直接作用于b;而④的兴奋通过②先作用于a(此时a为效应器),a再通过①将信号传递给③,进而作用于b(此时a又充当感受器)。因此,a结构在不同情况下可分别作为效应器和感受器,C错误;
D、若在图中箭头处切断神经纤维,则a产生的兴奋无法通过①传递给③,进而影响到b的收缩,因此b的收缩强度会减弱,D正确。
故答案为:C
【分析】1、完成反射活动的结构基础是反射弧,包括5部分:感受器(感受刺激,将外界刺激的信息转变为神经的兴奋)、传入神经(将兴奋传入神经中枢)、神经中枢(对兴奋进行分析综合)、传出神经(将兴奋由神经中枢传至效应器)、效应器(对外界刺激作出反应)。2、根据图示,神经元④的兴奋可通过②引起a结构收缩(此时a为效应器);而a收缩后可通过①将信号传递给③,再引起b收缩(此时a又作为感受器,感知自身收缩状态)。因此,a结构在不同的反射通路中可分别作为效应器和感受器。
14.【答案】C
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性;其他植物激素的种类和作用;环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、乙烯在植物体的多个部位都能合成,生长素可在根尖等分生组织产生,脱落酸主要在根冠等部位合成,因此三者均可由根部细胞产生,A正确;
B、转录因子E1通过促进生长素合成基因的表达,使根部生长素浓度升高,过高的生长素会抑制根的伸长,B正确;
C、脱落酸合成缺陷型植株无法合成脱落酸,因此根皮层细胞不能发生径向扩张,根部无法增粗。但由于E1仍会促进生长素合成,抑制根的伸长,所以根部应表现为“短而细”,C错误;
D、在板结土壤中,植物根部形态的变化受到土壤板结这一环境因素的触发,通过影响乙烯扩散进而调控E1的表达,再通过生长素和脱落酸等激素发挥作用,体现了环境、激素与基因表达的共同调节,D正确。
故答案为:C
【分析】1、乙烯:植物体各部位(包括根部)均能合成。生长素:主要在幼嫩组织如根尖分生区、顶端分生组织等合成。脱落酸:主要在根冠、衰老叶片等部位合成。
2、在板结土壤中,E1不仅促进生长素合成(抑制根伸长),还促进脱落酸合成,使根皮层细胞径向扩张,根增粗。脱落酸合成缺陷型植株无法合成脱落酸,因此根皮层细胞不能径向扩张,根不增粗(变细);但E1仍会促进生长素合成,抑制根的伸长,因此根短,综合表现为短而细。
15.【答案】C
【知识点】种群的数量变动及其原因;生态系统的稳定性;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、稻田中的农药是通过水体流动或径流等途径进入渔场生态系统,不是通过碳循环(碳元素在生物与无机环境之间的循环)传递的,A错误;
B、含氯有机农药主要毒害昆虫、浮游动物等无脊椎动物。M鱼产量下降的原因很可能是其食物来源(如浮游动物或昆虫)因农药而减少,而非直接因浮游藻类数量下降,B错误;
C、使用农药前(1-5年),P鱼产量较低;使用农药后(5-10年),浮游动物、M鱼和O鱼数量下降,而P鱼产量显著上升。这表明P鱼在原有食物减少后转向以浮游藻类和水草等为主要食物,说明其食性可能发生了适应性改变,C正确;
D、向海湾大量投放浮游藻类可能会破坏生态平衡,导致水体富营养化等问题,反而可能不利于渔场鱼类总产量的稳定,D错误。
故答案为:C
【分析】生态系统的物质循环:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程。
16.【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、过程①是构建重组质粒(表达载体),该过程需要先使用限制酶切割质粒和目的基因,再用DNA连接酶将它们连接起来,A正确;
B、过程②是将重组质粒导入宿主细胞(如大肠杆菌或酵母菌),并使其表达出抗体蛋白,从而获得表面展示不同抗体的噬菌体库,而不是将重组质粒导入噬菌体本身,B错误;
C、过程④利用抗原与抗体之间的特异性结合反应,从噬菌体展示库中筛选出能够与目标抗原结合的目标抗体,C正确;
D、过程⑤将筛选得到的目标抗体A基因转入酵母菌中,利用酵母菌作为真核表达系统进行发酵生产,可获得大量抗体,D正确。
故答案为:B
【分析】1、据图分析,①表示构建基因表达载体的过程,②表示将目的基因表达产生表达到噬菌体蛋白质外壳的过程,③表示对噬菌体外壳的蛋白质进行筛选的过程,④表示合成大量噬菌体获得更多抗体的过程。
2、在噬菌体展示技术中,重组质粒通常被导入大肠杆菌(细菌宿主),通过大肠杆菌表达抗体蛋白,并将其展示在噬菌体颗粒的表面(噬菌体作为展示载体)。
17.【答案】(1)将有机物输出(至其他器官,如果实等)
(2)先增大后减小
(3)B组摘除1/2叶片后,叶片光合作用制造的有机物更大比例的转移至果实
(4)对枝条下端的树皮进行环切处理(破坏筛管)
(5)对花蕾期油橄榄,进行摘叶或摘花蕾处理,设置多组不同的库源比,收获后测果实产量
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】(1)叶片光合作用产生的有机物,除了用于自身生长和代谢消耗外,另一部分会被运输到果实等储存器官,从而避免有机物在叶绿体内过量积累而对光合作用产生抑制。
(2)从表格数据可以看出,各处理组的净光合速率在实验前期(7-60天)逐渐上升,后期(90-125天)出现下降,整体呈先增大后减小的趋势。
(3)B组摘除了1/2叶片,减少了“源”的数量,但果实(“库”)数量不变。剩余叶片制造的光合产物需要更大比例地运输到果实中,减少了产物在叶片中的积累,从而延缓反馈抑制,使净光合速率在较长时间内保持较高水平。
(4)不同枝条之间可能通过韧皮部的筛管进行有机物的横向运输,干扰实验结果的准确性。通过环切树皮(破坏韧皮部),可阻断有机物在不同枝条间的运输,从而减少误差。
(5)要探究合适的库源比,应在花蕾期设置多个不同的库源比梯度,例如通过摘除不同数量的叶片(改变源)或摘除不同数量的花蕾(改变库),待果实成熟后测定产量,比较得出最优比例。【分析】暗反应在叶绿体基质中进行,在特定酶的作用下,二氧化碳与五碳化合物结合,形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下,三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的三碳化合物,经过一系列变化,又形成五碳化合物。本题研究研究不同库源比 (以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,自变量为库源比,即以果实数量与叶片数量比值;因变量为光合作用以及光合产物分配情况。
(1)叶片光合作用制造有机物的去向上,一方面可供叶片的生长代谢利用,另一方面还可以将有机物输出至其他器官,如果实等,使叶绿体内积累的有机物不至于过多而抑制光合速率。
(2)根据实验数据,实验处理后,处理组C组和B组的叶片净光合速率随着处理时间的增加先增大后减小。
(3)与A组相比,B组在开花后的7-90天的时间内净光合速率都较高,原因是B组摘除1/2叶片后,叶片光合作用制造的有机物更大比例的转移至果实,避免了叶片制造的有机物在叶片的积累。
(4)实验中各组的产量会因其他枝条与本枝条之间的物质运输而造成较大误差,为减少此误差,防止各枝条之间物质运输造成的误差,办法为阻止各枝条之间的物质运输,因此实验操作中可对各组枝条采取对枝条下端的树皮进行环切处理(破坏筛管)。
(5)若要进一步探究合适的库源比以提高油橄榄产量,则相应的实验思路是对花蕾期油橄榄,进行摘叶或摘花蕾处理,设置多组不同的库源比,收获后测果实产量。
18.【答案】(1)自生;阳光、温度、水位
(2)间接;种类和数量
(3)红树林植物增加流入生态系统的总能量;郁闭度低,到达水底的光能相对较多,保证了底栖植物的生长,为底栖动物提供了相应的食物条件和栖息空间
【知识点】生态工程依据的生态学原理;生态系统的能量流动;生物多样性的价值
【解析】【解答】(1)生态海堤通过“红树林—堤脚鱼礁—亲水步道—生态护坡—季雨林”五层结构,将滩涂、海堤和陆地连成整体,实现系统的自我维持,这主要体现了生态工程的自生原理。群落的季节性变化受阳光、温度、水位等环境因子影响,这些因素会改变海堤的景观外貌和结构,因此在建设时应考虑这些变化来选择和布设植物。
(2)生态海堤建成后,底栖动物的生物量和多样性指数分别显著提升,同时每公顷新增碳汇18.23吨,这属于生物多样性的间接价值(调节气候、固碳等生态功能)。调查大型底栖动物的物种丰富度,需要记录每个样方中底栖动物的种类和数量,以计算多样性指数。
(3)从能量流动的角度分析,中潮区作为红树林的主要分布区,红树林植物能够增加流入生态系统的总能量,为底栖动物提供更充足的食物来源,因此该区域的底栖动物生物量更为丰富。低潮区由于郁闭度较低,到达水底的光照较多,有利于底栖植物的生长,进而为底栖动物提供了更丰富的食物资源和多样的栖息空间,因此底栖动物的多样性指数相对更高。
【分析】1、生态工程所遵循的基本原理为:整体、协调、循环、自生等。①自生:由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。
②循环:循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。
③协调:处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量。
④整体:遵循整体原理,首先要遵从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,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。不仅要考虑自然生态系统的规律,也需要考虑经济和社会等的影响力,考虑社会习惯、法律制度等。
2、群落的季节性:由于阳光、温度和水分等随季节而变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。
3、生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面。
(1)“五层生物结构连成整体,实现自我维持”,由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生,这主要体现了生态工程的自生原理。从群落的季节性角度考虑,建设生态海堤时还应结合阳光、温度、水位等变化对海堤的景观外貌和结构的影响来选用和布设植物。
(2)“生物量碳汇”是生态系统调节功能(固碳,维持气候),属于间接价值。调查大型底栖动物的丰富度,需要记录每个样方里大型底栖动物的种类和数量。
(3)中潮区生物量丰富(能量流动角度):中潮区是红树林主要分布区,红树林植物增加流入生态系统的总能量,为底栖动物提供的食物能量充足,支撑更高生物量;低潮区底栖动物的多样性指数相对更高:低潮区郁闭度低→光照充足,植物种类多(生境更复杂),为底栖动物提供的栖息空间和食物种类更丰富,故多样性指数高。
19.【答案】(1)碳源、氮源、无机盐(写出两种即可)
(2)灭菌液体培养基(未培养过酵母菌的无菌培养基);分泌物
(3)含有高Fe3+的PDA培养基;菌落为白色(不呈红色)
(4)桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)与Fe3+形成稳定复合物,白地霉无法利用这种形式的Fe3+,导致缺铁抑制生长(白地霉生长需要Fe3+,桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)与白地霉竞争Fe3+)
【知识点】微生物的分离和培养;培养基对微生物的选择作用;培养基概述及其分类
【解析】【解答】(1)PDA(马铃薯葡萄糖琼脂)培养基中,马铃薯提供碳源、氮源、无机盐等多种营养物质,蔗糖为补充碳源。马铃薯中的淀粉、蛋白质、矿物质等可支持真菌生长。
(2)对照组I应加入灭菌液体培养基(未培养过酵母菌),以排除培养基本身对白地霉生长的影响。实验结果中,“去细胞酵母菌培养液”仍具有抑制作用(菌落直径较小),而“酵母细胞体”组抑制效果更强。但“去细胞”组仍有抑制,说明活性物质存在于分泌物中,而非依赖菌体直接接触。
(3)筛选培养基为含高浓度Fe3+的PDA,因为PA与Fe3+可形成红色复合物,便于通过颜色区分。野生型菌落因产PA而呈红色;突变株因不产PA,无法形成红色复合物,菌落呈白色(或不显红色)。
(4)桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)能与Fe3+形成稳定红色复合物,从而降低环境中可被白地霉利用的游离Fe3+浓度。白地霉生长需要Fe3+,缺铁会导致其生长受抑制。PA通过与白地霉竞争Fe3+,实现对病原菌的生物防治。
【分析】微生物常见的接种的方法:(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
(1)PDA培养基中的马铃薯提供了碳源、氮源、无机盐等营养物质。
(2)该实验是为了探究桔梅奇酵母对由白地霉侵染引起的柑橘酸腐病的生物防治能力的作用机制,对照组I应加入灭菌液体培养基(未培养过酵母菌的无菌培养基),排除液体培养基的干扰。分析表格可知,去细胞酵母菌培养液组的白地霉菌落直径与对照组接近,均大于酵母细胞体组,据实验结果推测:桔梅奇酵母通过分泌物抑制白地霉生长。
(3)筛选突变株菌时所用培养基为含有高Fe3+的PDA培养基。不产PA突变株无法与Fe3+形成稳定红色复合物,因此突变菌株的菌落特征是菌落为白色(不呈红色)。
(4)桔梅奇酵母抑制白地霉的作用机制可能是桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)与Fe3+形成稳定复合物,白地霉无法利用这种形式的Fe3+,导致缺铁抑制生长(白地霉生长需要Fe3+,桔梅奇酵母产生的普切明酸(PA)与白地霉竞争Fe3+)。
20.【答案】(1)PD-L1;灭活病毒;既能无限增殖又能分泌抗体
(2)b;a;b;保证杀伤肿瘤的T细胞来源于A鼠(避免自身T细胞杀伤肿瘤细胞)
【知识点】细胞融合的方法;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】(1)要获得抗PD-L1的抗体,需向模型小鼠注射PD-L1作为抗原,刺激机体产生相应的B淋巴细胞。与植物体细胞杂交(常用聚乙二醇或电融合)相比,灭活病毒(如灭活仙台病毒)是动物细胞融合特有的方法。经过HAT培养基筛选得到的杂交瘤细胞,兼具B淋巴细胞的抗体分泌能力和骨髓瘤细胞的无限增殖能力。
(2)本实验的目的是验证NAT8L基因削弱T细胞对肿瘤的抑制作用。因此,实验的自变量是NAT8L基因是否存在。第3组和第4组的A鼠分别移植a(小鼠乳腺癌细胞) 和b(敲除NAT8L基因的小鼠乳腺癌细胞),随后从这两只A鼠体内分离出T细胞。B鼠统一移植b(敲除NAT8L基因的小鼠乳腺癌细胞) 以建立肿瘤模型。向B鼠分别注射缓冲液或来源于不同A鼠的T细胞,以比较不同T细胞对肿瘤的抑制效果。实验中选用无胸腺裸鼠作为B鼠,其目的是保证杀伤肿瘤的T细胞完全来源于A鼠(避免B鼠自身T细胞对肿瘤细胞的杀伤干扰实验结果)。
【分析】1、体液免疫:病原体侵入机体后,一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取,这为激活B细胞提供了第一个信号,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细胞结合这为激活B细胞提供了第二个信号,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。
2、诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
3、杂交瘤细胞特点:既能迅速大量增殖,又能产生抗体。
(1)要获得抗PD-L1抗体,因此实验前应给模型小鼠注射PD-L1作为抗原产生针对其的特异性抗体。与植物体细胞杂交相比,用灭活病毒诱导融合是动物细胞特有的方法。筛选1得到的杂交瘤细胞的特点是既能无限增殖又能分泌抗体。
(2)实验目的是证明NAT8L减弱了T细胞对肿瘤生长的抑制作用,因此NAT8L的有无是自变量,首先给3和4组A鼠移植的是a小鼠乳腺癌和b敲除NAT8L基因的小鼠乳腺癌细胞,再提取两只小鼠的T细胞,以获取正常的和耐药性的T细胞,B鼠移植的细胞为b敲除NAT8L基因的小鼠乳腺癌细胞,以使B鼠患癌症,再向B鼠注射不同的物质例如缓冲液、从A鼠中分离的T细胞,从而检验两种T细胞的抑制癌细胞的效果。实验中,以无胸腺裸鼠为B鼠的目的是保证杀伤肿瘤的T细胞来源于A鼠(避免自身T细胞杀伤肿瘤细胞)。
21.【答案】(1)逆转录酶;耐高温DNA聚合酶;BamH I和Kpn I
(2)1和3;1、7、11;后代不发生性状分离的植株导入了2个RP基因,且插入到1对同源染色体上;发生性状分离的植株只转入了1个RP基因
(3)PRSV的RP基因
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)PRSV为单链RNA病毒,其RP基因需先经逆转录酶合成cDNA,再以cDNA为模板,利用耐高温DNA聚合酶进行PCR扩增。为避免载体和目的基因自身环化并保证定向连接,应使用BamH I和Kpn I两种限制酶进行双酶切,且这两种酶的识别位点应位于载体的启动子与终止子之间。
(2)根据电泳条带大小(650 bp)与RP基因长度(424 bp)的关系,推测所用引物为图1中的引物1和3。电泳结果显示1、7、11号植株为阳性(转化成功)。病毒接种检测发现:有一株自交后代全为抗病(无性状分离),说明该株为纯合转基因株(两个同源染色体相同位置均插入RP基因);其余植株自交后代抗病:感病=3:1,说明为杂合转基因株(仅一条染色体插入RP基因)。
(3)转入的RP基因转录出的mRNA在RNA复制酶作用下形成双链RNA,被Dicer酶切割为siRNA,siRNA与A蛋白结合形成RISC复合物。RISC中的单链RNA通过碱基互补配对特异性识别PRSV的RP基因(病毒RNA)并引导RISC将其切割降解,从而阻断病毒增殖,实现抗病。
【分析】基因工程的基本操作程序主要包括以下四个步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建(核心步骤)、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
(1)PRSV是单链RNA病毒,获取其RP基因需先经逆转录合成cDNA,再通过PCR扩增,PCR需耐高温DNA聚合酶,所以需要用到的酶有逆转录酶和耐高温DNA聚合酶。为避免目的基因和载体自身环化,需用双酶切,结合图1,RP基因和载体均含BamH Ⅰ、Kpn I识别位点,且这两种酶的识别位点位于质粒的启动子和终止子之间,故选用BamH I和Kpn I对RP基因和载体进行酶切,用于构建基因表达载体。
(2)由图2可知,电泳条带的大小为650bp,而目的基因的长度是424bp,说明PCR扩增时选择的是图1中引物1和3。电泳图中1、7、11号出现阳性条带(转化成功),继续做病毒接种检测,结果显示其中1株的自交后代全为抗病,其余植株的自交后代抗感病比例为3:1,原因是自交后代全抗病(纯合子)说明RP基因整合到同源染色体的相同位点(双等位基因均含RP,纯合),后代不发生性状分离的植株导入了2个RP基因,且插入到1对同源染色体上;发生性状分离的植株只转入了1个RP基因。
(3)RNAi中,RPmRNA转录的双链RNA加工为siRNA,RISC的单链RNA因与PRSV的RNA互补,可识别PRSV的RP基因(病毒基因组RNA)并降解,抑制病毒增殖。
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