【精品解析】山东聊城市2026年普通高中学业水平等级考试模拟卷 生物试题(二)

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山东聊城市2026年普通高中学业水平等级考试模拟卷 生物试题(二)
1.下列生命活动中通常不会直接涉及核酸分子的是(  )
A.核糖体上肽链的合成
B.溶酶体降解受损的线粒体
C.内质网对分泌蛋白的加工与运输
D.肺炎链球菌由R型转化为S型
【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合;肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、核糖体由rRNA和蛋白质组成,翻译过程需要mRNA作模板、tRNA转运氨基酸,该过程直接用到多种核酸,A不符合题意;
B、线粒体含有DNA与RNA,溶酶体降解受损线粒体时会分解线粒体中的核酸,过程直接涉及核酸,B不符合题意;
C、内质网对分泌蛋白进行折叠、糖基化等加工以及囊泡运输,该过程只涉及蛋白质、磷脂等物质,没有核酸直接参与,C符合题意;
D、R型菌转化为S型菌依靠S型菌的DNA进入R型细胞实现基因重组,DNA属于核酸,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)核酸包含DNA和RNA,翻译过程需要mRNA、tRNA、rRNA三类RNA共同参与。
(2)线粒体属于半自主性细胞器,自身携带环状DNA以及转录产生的RNA。
(3)内质网参与分泌蛋白的加工和转运,该生理过程不发生DNA复制、转录、翻译等需要核酸参与的反应。
(4)肺炎链球菌的转化实验原理是外源DNA进入受体细胞,实现遗传物质的转移。
2.如图为心肌细胞膜上离子运输相关示意图,其中Na+-K+泵消耗ATP转运Na+、K+,Ca2+通道蛋白允许Ca2+跨膜运输,NCX为钠钙交换体,Ca2+泵消耗ATP转运Ca2+。下列叙述错误的是(  )
A.Na+-K+泵的功能对NCX介导的离子运输有利
B.Ca2+泵功能障碍会导致细胞内Ca2+浓度降低
C.NCX将Ca2+运出细胞的方式为主动运输
D.Ca2+通道蛋白功能异常可能导致心肌收缩减弱
【答案】B
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、Na+-K+泵水解ATP将Na+运出细胞、K+运进细胞,维持细胞膜外侧高Na+的浓度梯度,Na+顺浓度内流产生的势能为NCX转运Ca2+出细胞提供能量,因此Na+-K+泵的功能对NCX介导的离子运输有利,A正确;
B、Ca2+泵消耗ATP将细胞内的Ca2+主动转运到细胞外,Ca2+泵功能障碍时,细胞内Ca2+无法正常外运,会引起细胞内Ca2+浓度升高,B错误;
C、NCX依靠Na+顺浓度梯度进入细胞释放的势能,逆浓度梯度将Ca2+运出细胞,Ca2+逆浓度跨膜属于主动运输,C正确;
D、Ca2+通道蛋白介导Ca2+顺浓度内流进入心肌细胞,胞内Ca2+是心肌收缩的关键因素,通道蛋白功能异常会造成Ca2+内流减少,进而可能导致心肌收缩减弱,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)主动运输可以逆浓度梯度转运物质,能量来源分为ATP直接水解供能、借助其他离子顺浓度跨膜的电化学势能供能两类。
(2)通道蛋白介导的离子跨膜运输属于协助扩散,物质顺浓度梯度运输,不需要消耗ATP。
3.图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,图2为相同胰脂肪酶溶液在不同条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的实验结果。下列叙述错误的是(  )
A.图1中竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位,从而影响酶促反应速率
B.图2中奥利司他、山茶叶提取物分别为非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂
C.底物浓度相对值大于10时,改变pH不能提高含有山茶叶提取物的酶促反应速率
D.非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温对酶活性影响的机理相同
【答案】B
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、从图1可知,竞争性抑制剂与底物争夺酶分子上的同一活性结合部位,阻碍底物与酶正常结合,进而降低酶促反应速率,A正确;
B、竞争性抑制剂作用下,增大底物浓度可以减弱抑制作用,最终最大酶促反应速率与对照组一致;非竞争性抑制剂改变酶空间结构,酶的最大反应速率低于对照组。图2中奥利司他处理组最大反应速率接近对照组,属于竞争性抑制剂,山茶叶提取物处理组最大反应速率显著偏低,属于非竞争性抑制剂,选项中两种抑制剂类型颠倒,B错误;
C、底物浓度相对值大于10时,山茶叶提取物已经改变酶的空间结构,酶的最大催化能力固定,此时改变pH无法提升该组酶促反应速率,C正确;
D、非竞争性抑制剂通过改变酶的空间结构抑制酶活性,高温同样会破坏酶的空间结构,二者降低酶活性的作用机理一致,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)竞争性抑制剂和底物结构相似,竞争酶的活性位点,提高底物浓度能够缓解抑制效应,酶促反应的Vmax(最大反应速率)不变。
(2)非竞争性抑制剂结合在酶的非活性位点,破坏酶的空间结构,酶的Vmax下降,提升底物浓度不能消除抑制作用。
(3)高温可不可逆破坏酶的空间结构,使酶永久丧失催化活性,低温只抑制酶活性,不破坏酶的空间结构。
(4)酶促反应速率受底物浓度、pH、温度、抑制剂等条件调控,酶空间结构被破坏后,无法通过改变底物浓度恢复原有催化能力。
4.癌细胞表面大量表达的SLC7A11转运蛋白将谷氨酸转运到胞外的同时可将胱氨酸转运到胞内,胱氨酸被NADPH还原为半胱氨酸。葡萄糖饥饿条件下,SLC7A11基因过度表达的细胞内NADPH不足,胱氨酸及其他二硫化物会异常积累,引发二硫化物应激,致使细胞骨架蛋白二硫键形成异常从而诱发细胞程序性死亡。下列叙述错误的是(  )
A.葡萄糖浓度较高时,癌细胞内半胱氨酸的浓度较高
B.二硫化物应激导致细胞骨架蛋白肽链之间异常连接而使其功能改变
C.上述细胞死亡是一种细胞凋亡,受到环境因素和基因的共同调控
D.开发促进癌细胞NADPH合成的药物可作为治疗癌症的新思路
【答案】D
【知识点】细胞的凋亡;癌症的预防与治疗
【解析】【解答】A、葡萄糖浓度较高时细胞不会出现葡萄糖饥饿现象,细胞能够产生充足的NADPH,经SLC7A11转运进入胞内的胱氨酸可以被NADPH正常还原生成半胱氨酸,因此癌细胞内半胱氨酸的浓度较高,A正确;
B、二硫键参与维持细胞骨架蛋白的空间结构,二硫化物应激会造成细胞骨架蛋白二硫键形成异常,肽链之间出现非正常的二硫键连接,蛋白质空间结构被破坏,最终导致蛋白质功能改变,B正确;
C、题干描述的细胞程序性死亡属于细胞凋亡,细胞凋亡的根本调控因素是细胞内的遗传基因,葡萄糖含量等外界环境条件可以诱导或抑制凋亡的发生,因此该过程受环境因素和基因的共同调控,C正确;
D、促进癌细胞NADPH合成,胱氨酸可顺利还原为半胱氨酸,细胞不会发生二硫化物异常积累以及后续的程序性死亡,有利于癌细胞存活,不符合癌症治疗的目的,不能作为治疗癌症的新思路,D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)NADPH具有还原性,可在细胞代谢中充当还原剂,参与多种有机物的还原反应。
(2)二硫键是维持蛋白质空间结构的重要化学键,空间结构发生改变后,蛋白质的生理功能通常会随之改变。
(3)细胞凋亡是由遗传物质调控的程序性细胞死亡,外界环境中的营养、理化条件等可以影响细胞凋亡的进程。
(4)诱导癌细胞发生凋亡是癌症药物研发的重要方向之一,通过干扰癌细胞代谢促使其凋亡可实现抗癌效果。
5.水稻的育性由一对等位基因M、m控制,含M基因的水稻植株可产生雌、雄配子。普通水稻的基因型为MM,基因型为mm的水稻仅能产生雌配子,表现为雄性不育。雄性不育水稻与普通水稻间行种植可用于培育杂交种。科研人员构建了三个基因紧密连锁的“F-M-R”DNA片段(F为花粉致死基因,M可使雄性不育个体恢复育性,R为红色荧光蛋白基因,可用光电筛选机筛选出带有红色荧光的种子),并将一个“F-M-R”片段转接到雄性不育水稻的一条m基因的非同源染色体上,培育出转FMR水稻。下列叙述错误的是(  )
A.转FMR水稻的雄配子一半不可育
B.转FMR水稻自交,无红色荧光的种子雄性不育
C.F、M、R基因不会逃逸到杂交种中造成基因污染
D.杂交育种时应将雄性不育稻与普通稻杂交,从普通稻上收获杂交种
【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;杂交育种
【解析】【解答】A、转FMR水稻原有基因型为mm,一条非同源染色体上插入F-M-R片段,减数分裂形成雄配子时,可产生两种雄配子,其中携带F-M-R片段的雄配子含有花粉致死基因F,该类雄配子致死不能参与受精,不携带F-M-R片段的雄配子正常可育,两种雄配子占比各一半,因此雄配子一半不可育,A正确;
B、转FMR水稻的含F基因雄配子全部致死,仅能产生不含F-M-R片段的可育雄配子,雌配子可分为携带F-M-R片段和不携带F-M-R片段两种,比例为1∶1,自交后不携带R基因(无红色荧光)的个体不含F-M-R片段,基因型为mm,表现为雄性不育,B正确;
C、F、M、R三个基因紧密连锁在同一片段上,携带该片段的雄配子因F基因作用发生致死,无法通过花粉受精将相关基因传递给其他植株,因此三个基因不会随花粉进入杂交种造成基因污染,C正确;
D、基因型mm的雄性不育水稻只能产生雌配子,杂交过程中作为母本,普通水稻作为父本提供花粉,杂交形成的种子结在雄性不育母本植株上,普通水稻植株自身自花授粉,其上收获的是普通水稻自交种子,无法从普通稻上收获杂交种,D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)雄性不育的植物无法产生可育雄性配子,只能依靠外来花粉完成受精,在杂交实验中适宜作为母本。
(2)花粉致死基因会导致含有该基因的雄配子丧失受精能力,阻断相关基因借助雄配子向子代扩散。
(3)位于同一条染色体上紧密连锁的基因,减数分裂过程中一般随同一条染色体共同分配到配子中。
(4)杂交后代种子附着在母本植株的果实中,父本植株自身自交结实得到亲本基因型的种子。
6.控制色觉的基因位于X染色体上,正常色觉基因(B)对色弱基因(B-)、色盲基因(b)为显性,色弱基因对色盲基因为显性,图1为某家族系谱图,图2为同种限制酶处理第Ⅱ代成员色觉基因的结果,序号①~⑤表示电泳条带。下列叙述错误的是(  )
A.基因B、基因B-和基因b存在限制酶的酶切位点数分别是0、1、2
B.经酶处理后色弱基因条带为②③,色盲基因条带为②④⑤
C.Ⅱ-3与正常人结婚,子代表现为色弱的概率是1/4
D.不考虑其他变异的情况下,与色觉有关的基因型有9种
【答案】C
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;伴性遗传;遗传系谱图
【解析】【解答】A、正常基因B电泳只有①一条条带,说明该基因没有被限制酶切割,酶切位点数为0;色弱基因B-酶切后形成②、③两个条带,存在1个酶切位点;色盲基因b酶切后形成②、④、⑤三个条带,存在2个酶切位点,因此基因B、B-、b的酶切位点数依次为0、1、2,A正确;
B、Ⅱ-2为色弱男性,基因型XB-Y,对应电泳条带②③,说明色弱基因酶切产物是②③;Ⅱ-4为色盲男性,基因型XbY,对应电泳条带②④⑤,说明色盲基因酶切产物是②④⑤,B正确;
C、Ⅰ-1基因型为XB-Xb,Ⅰ-2基因型为X Y,结合电泳结果可知Ⅱ-3基因型是XBXb,其与正常男性X Y婚配,子代基因型为XBXB、XBXb、XBY、XbY,子代不含色弱基因B-,不会出现色弱个体,子代表现为色弱的概率为0,C错误;
D、该性状由X染色体上的复等位基因B、B-、b控制,雌性基因型有XBXB、XBXB-、XBXb、XB-XB-、XB-Xb、XbXb共6种,雄性基因型有XBY、XB-Y、XbY共3种,总计9种基因型,D正确。
故答案为:C。
【分析】(1)限制酶可在特定的脱氧核苷酸序列处切割DNA分子,DNA片段被切割后的条带数目等于酶切位点数加1。
(2)复等位基因是指在同源染色体的相同位点上,存在三个或三个以上控制同一性状的等位基因。
(3)伴X染色体遗传中,雄性个体的X染色体来自母亲,Y染色体来自父亲;雌性个体两条X染色体分别来自父方和母方。
(4)显隐性等级不同的复等位基因,显性程度越高,对应的性状越不容易表现出患病特征。
7.体育锻炼能加速血液循环、调节情绪、提高认知能力。在长时间运动过程中,机体的生命活动会作出相应的调节。下列叙述错误的是(  )
A.运动过程中运动者的尿素、乳酸、血红蛋白等内环境指标会发生改变
B.机体代谢加快,消耗的有机物增多,肝糖原的水解加快
C.运动过程中,交感神经兴奋使心跳加快、支气管扩张
D.适度运动可增加突触数目进而提高认知能力
【答案】A
【知识点】内环境的组成;神经系统的基本结构;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、内环境由血浆、组织液和淋巴液等细胞外液组成,血红蛋白位于红细胞内部,属于细胞内的物质,不属于内环境成分,因此血红蛋白不能作为内环境检测指标,A错误;
B、长时间运动细胞呼吸增强,葡萄糖大量消耗,血糖存在下降趋势,机体通过调节加快肝糖原水解生成葡萄糖,以此维持血糖浓度相对稳定,B正确;
C、运动时机体需氧量上升,交感神经兴奋,引起心跳加快、支气管扩张,加快气体交换与血液循环,满足运动所需氧气供应,C正确;
D、适度体育锻炼能够促进神经元形成新的突触连接,突触数量增多有利于神经信号传递,从而提升大脑的认知能力,D正确。
故答案为:A。
【分析】(1)内环境指体内细胞生活的细胞外液,细胞内的各类物质不属于内环境的组成成分。
(2)血糖含量偏低时,机体可促进肝糖原分解补充血糖,肌糖原不能直接水解补充血糖。
(3)交感神经兴奋时可以引发心跳加速、气管扩张、血管收缩等生理变化,适应机体高代谢活动。
(4)突触是神经元之间信息传递的结构,突触数量增加可以提升神经系统信息传递效率,改善认知水平。
8.研究表明环境温度对睡眠质量有较大影响。除被褥的厚薄等因素外,睡姿对体温的保持也有积极作用。下列叙述正确的是(  )
A.下丘脑既有对温度变化传导的功能,又具有体温调节的功能
B.正常人体产热和散热的平衡会因睡姿的不同而发生改变
C.寒冷环境下睡眠时,对寒冷刺激敏感的神经元的兴奋性降低
D.“蜷缩型”和“伸展型”睡姿分别有利于增加产热、增加散热
【答案】A
【知识点】体温平衡调节
【解析】【解答】A、下丘脑存在体温调节中枢,能够整合冷热信号并调控机体产热与散热过程,同时下丘脑可以把温度感受器传来的神经冲动传导至大脑皮层产生冷热感觉,因此下丘脑兼具温度信号传导和体温调节的功能,A正确;
B、健康人体依靠神经-体液调节维持体温相对恒定,无论睡姿如何变化,机体的产热量与散热量始终处于动态平衡状态,平衡不会被打破,B错误;
C、寒冷环境中,低温刺激冷觉感受器,使相关敏感神经元的细胞膜离子通透性发生变化,神经元兴奋性升高,进而产生兴奋沿传入神经传导,C错误;
D、蜷缩型睡姿可以减小身体与空气接触的表面积,目的是减少机体热量散失,不能提升产热速率,伸展型睡姿增大体表面积,利于加快散热,D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)体温调节中枢位于下丘脑,大脑皮层是产生冷觉、热觉等感觉的中枢,下丘脑可向大脑皮层传导温度相关的神经兴奋。
(2)正常人体体温恒定的本质是产热速率和散热速率动态相等,外界轻微影响只会同步改变产热和散热,不会破坏二者平衡。
(3)适宜的刺激会提高感受器相关神经元的兴奋性,寒冷刺激能够激活冷觉感受器使其兴奋。
(4)机体改变身体表面积只影响散热效率,无法直接改变细胞代谢速率来调节产热多少。
9.近年来,人工智能技术正在迅速改变我们的学习方式。某同学复习植物生命活动调节时,想利用人工智能大模型检索,自主学习一些学科问题。他检索的问题中不科学的是(  )
A.为什么摘除棉花的顶芽,使其多开花多结果与生长素作用的特点有关
B.为什么阴雨天导致传粉受影响时可通过喷洒生长素类似物防止油菜减产
C.为什么决定植物器官生长发育的是不同激素的相对含量
D.为什么冬小麦需要经过春化作用才能开花
【答案】B
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性;生长素类似物在农业生产中的应用;环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、棉花顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽,抑制侧芽生长,体现生长素两重性,摘除顶芽解除顶端优势,侧芽正常发育,利于多开花结果,问题科学,A正确;
B、油菜收获的是种子,种子依赖受精作用形成,阴雨传粉不良无法受精,喷施生长素类似物只能发育出无子果实,不能形成种子,无法避免减产,该问题不科学,B错误;
C、植物多种激素相互作用,各类激素的相对含量变化调控器官的生长、分化与发育,问题科学,C正确;
D、冬小麦开花需要经历低温诱导的春化作用,缺少低温处理难以正常开花,问题科学,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)生长素具有两重性,低浓度促进生长,高浓度抑制生长,顶端优势是生长素两重性的典型实例。
(2)生长素及类似物可以促进子房发育成果实,但不能促进卵细胞受精形成种子。
(3)植物的生长发育过程由多种植物激素相互协调、共同调节,激素间的相对比例会影响器官分化方向。
(4)春化作用是部分植物需要经历持续低温环境才能诱导花芽分化、正常开花的生理现象。
10.研究人员使用样线法(通过沿预设样线行走,统计样线两侧一定范围内的目标生物)和样点法(以样点为中心,记录周围一定半径内的目标生物,通过多点取样估算)对某湿地公园的鸟类进行了为期一年的调查,结果如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.图1所列各种生境条件下,乔木林中鸟类的生态位重叠度较低
B.由图2可知,不同季节鸟类的物种组成发生了改变,但公园生物群落可能并未发生演替
C.样线法和样点法可用于调查不易标记的某水鸟的种群密度
D.使用样线法时行进速度要稳定,使用样点法时不同样点停留时间要一致
【答案】A
【知识点】估算种群密度的方法;群落的演替;当地自然群落中若干种生物的生态位;群落的概念及组成
【解析】【解答】A、图1显示乔木生境的鸟类物种数最多,多种鸟类共同利用乔木空间、食物等资源,物种多会导致物种间资源利用重合度大,生态位重叠度较高,A错误;
B、不同季节鸟类物种组成变化主要是鸟类季节性迁徙造成的群落时间结构改变,群落演替是群落优势种、物种组成发生定向的长期更替,仅季节性鸟类变动不会引发群落演替,B正确;
C、水鸟活动能力强、难以捕捉标记,样线法、样点法不用标记个体,依靠定点、定路线统计数量,能够估算该类水鸟的种群密度,C正确;
D、样线法行进速度稳定、样点法各样点停留时间一致,能够避免人为操作差异带来的统计误差,保证调查结果科学可比,D正确。
故答案为:A。
【分析】(1)生态位重叠度和同一生境中物种丰富度相关,同一环境内物种数目越多,不同物种在食物、栖息空间等资源的利用上重合概率越高,生态位重叠程度越高。
(2)群落的季节性属于群落时间结构的表现,由气候、生物迁徙等季节性因素引起,群落演替是随着时间推移群落发生的定向、不可逆的优势群落更替过程。
(3)标记重捕法适用于易捕捉、可标记的活动型动物,样线法和样点法可用于难以标记、活动范围大的野生动物种群密度调查。
(4)野外生态学调查需要控制无关变量一致,统一操作规范以减小实验误差,提升调查数据的可靠性。
11.Finn循环指数(FCI)是指生态系统中物质再循环流量与总流量的比值。FCI数值的大小与生态系统的稳定性的高低呈正相关。生物富集可以影响生态系统的FCI。下列叙述正确的是(  )
A.食物网中营养级越低,该营养级生物个体的数量越多、体型越大
B.分解者的分解作用越强,生态系统中的FCI一般越低
C.发生生物富集的有害物质因为在生物体内积累,其循环没有全球性
D.生物富集可通过影响物质再循环流量来降低生态系统的FCI
【答案】D
【知识点】生态系统的结构;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、食物链营养级越低,营养级整体含有的总能量越多,但个体数量不一定更多,存在数量金字塔倒置的情况,同时生物体型大小和营养级高低没有必然的对应规律,A错误;
B、分解者的分解作用越强,更多有机物被分解为无机物返还无机环境,生态系统物质再循环流量增大,FCI数值一般越高,B错误;
C、能够发生生物富集的有害物质可依托水循环、大气环流、生物迁徙在生物圈大范围扩散,对应的物质循环过程具有全球性,C错误;
D、生物富集的有毒物质难以被生物体分解和排出,滞留在生物体内,阻碍生物群落与无机环境之间的物质循环,造成物质再循环流量下降,最终降低生态系统的FCI,D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)能量金字塔通常正置,营养级越低总同化能量越多,而数量金字塔可倒置,生物个体的体型、数目不会随营养级降低呈现固定变化规律。
(2)生物圈范围内的水循环、大气运动可以携带难降解污染物跨区域迁移,因此可生物富集的有害物质的循环具有全球性。难以降解的有害物质沿食物链不断富集,会滞留在各级生物体内,阻碍元素从生物体回归无机环境,抑制生态系统的物质再循环。
12.勤劳的中国人民在漫长的历史进程中,学会了在利用环境资源的同时,建立与自然的和谐共处。下列叙述错误的是(  )
A.“食不毁器,荫不折枝”说明保护森林的过程应禁止砍伐,减少人类干扰
B.在国家公园中引入外来物种,有可能导致生物多样性下降
C.与食用牛肉相比,吃蔬菜会缩小生态足迹,有利于实现低碳生活
D.利用昆虫信息素诱捕雄性昆虫,可降低出生率进而降低害虫种群密度
【答案】A
【知识点】生态系统中的信息传递;人口增长对生态环境的影响;生物多样性的保护措施
【解析】【解答】A、保护森林需要合理采伐,遵循可持续发展原则,采伐量小于林木生长量即可,不能一刀切禁止砍伐,“食不毁器,荫不折枝”倡导适度利用自然资源,并非完全禁止人类干扰,A错误;
B、外来物种进入国家公园后,缺少原产地天敌,容易大量增殖,挤占本土生物的食物、栖息空间,造成本土物种减少,使区域生物多样性下降,B正确;
C、能量在食物链逐级递减,牛肉来自第二营养级及以上的动物,蔬菜是生产者(第一营养级),同等能量需求下,食用蔬菜消耗的土地、水源等资源更少,生态足迹更小,利于低碳环保,C正确;
D、信息素诱杀雄性个体,破坏害虫种群性别比例,雌雄交配概率下降,种群出生率降低,最终使害虫种群密度下降,属于生物防治手段,D正确。
故答案为:A。
【分析】(1)可持续利用自然资源要求合理开发利用,开发速率不能超过资源再生速率,完全禁止采伐不利于森林生态系统正常更新。
(2)盲目引入外来物种容易引发生物入侵,生物入侵是造成生物多样性锐减的重要人为因素之一。
(3)生态足迹可以衡量人类维持自身生存所需占用的生态资源面积,食物链越长,获取等量能量消耗的资源越多,生态足迹越大。
(4)改变种群的性别比例能够影响种群出生率,进而调控种群数量,利用化学信息防治害虫属于无污染的生物防治。
13.“筛选”是分离和培养生物新类型常用的手段,下列有关技术筛选成功率较低的是(  )
A.以尿素为唯一氮源从土壤中筛选能够分解尿素的微生物
B.用不含有机氮源的培养基筛选土壤中能够固氮的微生物
C.从云南腾冲热泉的极端环境中筛选耐热的微生物
D.在培养基中加入较高浓度的氯化钠筛选耐盐的细菌突变体
【答案】B
【知识点】尿素分解菌的分离与计数;其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】A、配制以尿素作为唯一氮源的选择培养基,无法分解尿素的微生物不能获取氮元素而不能生长,只有尿素分解菌能够正常增殖,筛选成功率高,A不符合题意;
B、培养基只除去有机氮源但仍含有无机氮源时,非固氮微生物可利用无机氮源生长,无法淘汰杂菌,不能有效筛选固氮微生物,筛选成功率低,B符合题意;
C、热泉长期处于高温极端环境,原生微生物大多演化出耐热的生理特征,从该环境取样筛选耐热微生物成功率高,C不符合题意;
D、培养基添加高浓度氯化钠后,不耐盐的普通细菌因渗透压失衡难以存活,仅耐盐突变细菌可以生长,筛选成功率高,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)选择培养基依靠改变培养基的营养组成或理化环境,抑制非目标微生物生长,选择性促进所需微生物生长。
(2)自生固氮微生物能够利用空气中的氮气合成含氮有机物,筛选该类微生物的培养基需要不添加任何氮源。
(3)长期生活在极端温度、高盐等特殊环境中的野生微生物,普遍拥有适应对应极端条件的性状,是筛选抗性菌种的优质材料。
(4)过高浓度的无机盐会造成普通细菌细胞失水死亡,只有发生基因突变获得耐盐性状的菌株才可在高盐培养基生存。
14.大多数的宫颈癌都与一种叫作人乳头瘤病毒(HPV)的感染有关。为降低宫颈癌治疗的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC)。下图是ADC作用的示意图。下列叙述错误的是(  )
A.制备单克隆抗体利用了动物细胞克隆化培养和动物细胞融合技术
B.ADC进入癌细胞的过程与细胞膜间的信息交流有关
C.宫颈癌的单克隆抗体既具有导航作用,也具有免疫功能
D.宫颈癌细胞吞噬ADC后,药物在溶酶体的作用下释放
【答案】B
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、制备单克隆抗体时,需要将已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行动物细胞融合得到杂交瘤细胞,再通过动物细胞克隆化培养筛选、扩增杂交瘤细胞,A正确;
B、ADC是抗体与药物的偶联物,不具备细胞结构与细胞膜,ADC的抗体和癌细胞膜上抗原识别结合,不存在细胞膜之间的信息交流,B错误;
C、单克隆抗体能特异性识别宫颈癌细胞,引导药物定向作用于癌细胞,起到导航作用,同时抗体属于免疫活性物质,具备相应免疫功能,C正确;
D、宫颈癌细胞通过胞吞摄入ADC形成囊泡,囊泡和溶酶体融合,溶酶体内水解酶分解ADC,促使药物释放,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)单克隆抗体制备依托动物细胞融合技术获得杂交瘤细胞,再借助动物细胞培养技术实现杂交瘤细胞的克隆增殖。
(2)细胞膜间的信息交流发生在两个完整细胞之间,依赖细胞膜上的受体与信号分子相互识别。
(3)单克隆抗体特异性识别抗原的特性可用于靶向给药,同时抗体可参与体液免疫过程,发挥免疫作用。
(4)溶酶体含有多种酸性水解酶,能够降解胞吞进入细胞的大分子物质与复合物。
15.为了在实验室条件下更加快速高效提取真菌DNA,某团队研究出了一种利用NaOH裂解细胞并快速提取DNA的方法,主要操作步骤如下图。下列叙述错误的是(  )
A.将真菌经液氮冷冻后进行研磨,可使真菌菌体更易破碎
B.利用NaOH溶液提取DNA,可省去低温下冷藏静置和用冷却酒精析出DNA等步骤
C.NaOH溶液提取DNA的时间不宜过长且不能剧烈振荡,以免造成DNA损伤断裂
D.缓冲液除了中和碱性物质之外,还具有维持DNA酶活性、促进微生物生长等功能
【答案】D
【知识点】DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、液氮低温冷冻使细胞内水分结成冰晶,撑破细胞结构,研磨时菌体更容易破碎,利于胞内DNA释放,A正确;
B、常规DNA粗提取需要低温静置、冷酒精析出DNA,本方法用NaOH裂解细胞后直接离心取上清获得含DNA溶液,省去低温静置与冷酒精析出DNA的相关步骤,B正确;
C、强碱长时间作用、剧烈振荡都会破坏DNA的磷酸二酯键,造成DNA断裂损伤,因此NaOH处理时间不宜过长,同时避免剧烈振荡,C正确;
D、缓冲液可中和过量NaOH、稳定溶液pH,实验中需要抑制DNA酶活性防止DNA被水解,缓冲液不能维持DNA酶活性,且提取DNA的缓冲液无促进微生物生长的作用,D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)液氮的低温环境能使细胞中水结冰形成冰晶,破坏细胞膜和细胞壁,辅助研磨破碎细胞,是核酸提取常用预处理手段。
(2)DNA在冷酒精中溶解度低,传统提取依靠冷酒精析出DNA,NaOH裂解法直接离心收集含DNA上清液,可省略该沉淀步骤。
(3)DNA的磷酸二酯键易受强碱、机械振荡等因素破坏,操作条件不当会导致DNA片段断裂。
(4)DNA酶会催化DNA水解,核酸提取过程需要通过控制pH等条件抑制DNA酶活性,避免目标DNA降解。
16.可立氏循环是指剧烈运动中,当肌肉细胞有氧呼吸NADH的产生速率超过其消耗速率时,丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下转变为乳酸,同时使NAD+再生,生成的乳酸通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列叙述错误的是(  )
A.可立氏循环相当于无氧呼吸的第二阶段
B.发生可立氏循环时,肌细胞消耗O2的速率小于释放CO2的速率
C.丙酮酸在细胞质基质内生成乳酸的过程中产生NAD+和少量ATP
D.可立氏循环不能直接为肌肉细胞提供ATP以满足剧烈运动时的能量需求
【答案】A,B,C
【知识点】无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、无氧呼吸第二阶段仅为细胞质基质中丙酮酸转化为乳酸,而可立氏循环除肌肉生成乳酸外,还包含乳酸运输至肝脏、经葡萄糖异生合成葡萄糖等一系列过程,范围远大于无氧呼吸第二阶段,A错误;
B、肌细胞有氧呼吸时O2消耗速率等于CO2释放速率,乳酸型无氧呼吸既不消耗氧气也不产生二氧化碳,综合整体肌细胞耗氧速率等于CO2释放速率,B错误;
C、丙酮酸生成乳酸的反应只实现NAD+的再生,该阶段没有ATP生成,无氧呼吸的ATP只在第一阶段糖酵解过程产生,C错误;
D、可立氏循环中乳酸转化为葡萄糖需要消耗能量,整个循环无法直接合成ATP供给肌肉细胞生命活动,D正确。
故答案为:ABC。
【分析】(1)人体骨骼肌无氧呼吸分为两个阶段,第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸并产生少量ATP、NADH,第二阶段丙酮酸还原为乳酸,只再生NAD+,不生成ATP。
(2)以葡萄糖为底物的有氧呼吸,氧气消耗量和二氧化碳生成量相等;产乳酸的无氧呼吸无气体消耗与生成。
(3)葡萄糖异生途径是乳酸合成葡萄糖的过程,该生理过程需要消耗ATP,不能释放能量。
(4)可立氏循环跨越肌肉细胞和肝细胞,涉及物质跨器官转运和多步生化反应,和单一细胞内的无氧呼吸阶段不能等同。
17.某研究团队选取两种纯合小麦品系进行杂交以研究相关性状的遗传特性,结果如图所示。不考虑突变和互换。下列叙述错误的是(  )
A.高秆与矮秆、多穗与单穗两对相对性状各受一对等位基因控制
B.控制叶色与穗数这两对相对性状的基因在遗传上不遵循自由组合定律
C.不考虑其他性状,F2正常叶植株中矮秆纯合子所占的比例为1/3
D.不考虑其他性状,F2中单穗水稻自交,F3中纯合个体所占比例为2/7
【答案】A,D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因连锁和互换定律;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、高矮秆与叶色的性状分离比合计为矮秆正常叶∶高秆缺绿叶=12∶4=3∶1,受一对等位基因控制;多穗∶单穗=(6+3)∶(6+1)=9∶7,是9∶3∶3∶1的变式,说明穗数由两对等位基因控制,并非各受一对等位基因控制,A错误;
B、叶色(连带株高)性状分离比3∶1、穗数性状分离比9∶7,若两对基因遵循自由组合,F2性状分离比应为(3∶1)×(9∶7)=27∶21∶9∶7,和题干6∶6∶3∶1不符,因此控制叶色与穗数的基因不遵循自由组合定律,B正确;
C、矮秆正常叶为显性、高秆缺绿叶为隐性,F2矮秆正常叶∶高秆缺绿叶=3∶1,F1为杂合子,F2正常叶(矮秆)基因型中纯合∶杂合=1∶2,故矮秆纯合子占1/3,C正确;
D、穗数由D/d、E/e两对基因控制,F2单穗共7份,基因型及占比:DDee(1/7)、Ddee(2/7)、ddEE(1/7)、ddEe(2/7)、ddee(1/7);分别自交计算纯合子:1/7×1+2/7×1/2+1/7×1+2/7×1/2+1/7×1=5/7,不是2/7,D错误。
故答案为:AD。
【分析】(1)性状分离比9∶7、9∶3∶4等均为9∶3∶3∶1的变式,代表该性状受两对等位基因控制,遵循基因自由组合定律。
(2)两对性状若独立遵循自由组合,后代性状分离比为两对性状分离比的乘积,偏离该比例则说明相关基因连锁,不遵循自由组合。
(3)一对等位基因杂合子自交,后代显性个体中纯合子占1/3、杂合子占2/3。
(4)不同基因型个体自交时,纯合子自交后代全为纯合,单杂合子自交后代纯合子占1/2,可据此分步计算后代纯合比例。
18.免疫耐受是免疫系统避免攻击自身组织的关键平衡机制,其中中枢免疫耐受是在胸腺、骨髓等中枢免疫器官中,通过清除自身反应性细胞建立;外周免疫耐受是在外周组织中,由调节性T细胞通过抑制过度活跃的免疫反应维持,避免免疫细胞攻击自身组织,Foxp3基因是调控调节性T细胞发育和功能的关键基因。下列叙述错误的是(  )
A.调节性T细胞能直接产生抗体参与体液免疫
B.Foxp3基因发生突变可能导致调节性T细胞功能缺陷,进而引发自身免疫病
C.调节性T细胞可诱导自身反应性细胞凋亡,在中枢免疫器官中建立免疫耐受
D.该研究成果仅能用于治疗自身免疫病,无法为癌症治疗提供新思路
【答案】A,C,D
【知识点】免疫功能异常;体液免疫
【解析】【解答】A、浆细胞是唯一可以合成并分泌抗体的免疫细胞,调节性T细胞主要作用是抑制过度的免疫反应,不能产生抗体,A错误;
B、Foxp3基因调控调节性T细胞的发育与功能,基因突变后调节性T细胞功能异常,无法有效抑制异常免疫,免疫系统容易攻击自身组织,诱发自身免疫病,B正确;
C、中枢免疫耐受依靠中枢免疫器官清除自身反应性细胞建立,调节性T细胞参与外周免疫耐受的维持,不参与中枢免疫耐受的构建,C错误;
D、抑制调节性T细胞功能可以解除对效应免疫细胞的抑制,增强机体对癌细胞的免疫杀伤能力,相关研究可以为癌症治疗提供思路,D错误。
故答案为:ACD。
【分析】(1)体液免疫中,B细胞增殖分化形成浆细胞,浆细胞专一合成抗体,各类T细胞均不能产生抗体。
(2)自身免疫病的成因是免疫功能紊乱,免疫系统错误攻击自身正常组织细胞,调节性T细胞可防止该异常情况发生。
19.在农业生产中,有害生物的防治目标是降低有害生物密度到某个指定水平,有关研究成果如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.该坐标曲线会随有害生物密度及作物生命周期的变化而变化
B.若有害生物种群密度过低时对其进行防治,则其经济价值不大
C.两条曲线间差距最大时的有害生物密度代表着最佳有害生物防治对策
D.若彻底消灭有害生物物种,则对生物多样性直接价值的影响大于间接价值
【答案】D
【知识点】种群的数量变动及其原因;生物多样性的价值
【解析】【解答】A、有害生物的种群密度随自身发育、环境条件发生动态变化,作物在不同生命周期的经济价值存在差异,因此图示两条曲线会随有害生物密度和作物生命周期的变化而改变,A正确;
B、有害生物种群密度越低,把种群压制到该密度需要投入的防治成本越高,作物价值与防治成本的收益差偏小,在有害生物密度过低时进行防治,投入大于收益,经济价值不大,B正确;
C、两条曲线间距最大时,作物价值与防治成本的差值达到最大,农业经济效益最高,该密度对应的处理方式为最佳有害生物防治对策,C正确;
D、生物多样性的间接价值是生态调节功能,其价值通常显著高于食用、药用等直接价值,彻底消灭有害生物会破坏农田生态系统结构,对间接价值造成的影响更大,D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)农田中作物的经济价值随生长发育阶段改变,有害生物种群密度受种群自身增长规律、环境因素影响不断变化,对应的成本和价值曲线随之改变。
(2)有害生物防治成本与有害生物密度呈负相关,害虫密度越低,农药、人工等防治投入越多,经济效益随之下降。
(3)农业防治的经济效益等于作物产出价值减去防治投入成本,二者差值最大的密度是生产上最优的害虫防控水平。
(4)生物多样性的间接价值主要体现在生态系统的自我调节、物质循环等生态功能,普遍大于直接利用带来的直接经济价值。
20.有多种方法可以获得早期胚胎并移植给受体获得后代。下列叙述错误的是(  )
A.体细胞核移植技术获得的重构胚可用Ca2+激活,使其完成分裂和发育
B.体外受精技术获得的早期胚胎细胞中,含有来自父母各一半的DNA
C.人工授精前需要对供体和受体雌性动物均进行超数排卵处理
D.胚胎移植前不需要对早期胚胎和受体进行配型
【答案】A,B,C
【知识点】胚胎移植;体外受精;胚胎的体外培养;胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、重构胚的激活常用电脉冲或者钙离子载体处理,单纯Ca2+不能直接激活重构胚完成分裂发育,A错误;
B、体外受精得到的早期胚胎,细胞核DNA一半来自父方、一半来自母方,但细胞质DNA几乎全部来源于母方卵细胞,胚胎总DNA并非父母各占一半,B错误;
C、人工授精只需对供体母畜超数排卵获取大量卵子,受体雌性只需要同期发情处理,不用超数排卵,C错误;
D、受体子宫对移入的外来胚胎几乎不发生免疫排斥,胚胎移植前无需胚胎与受体配型,D正确。
故答案为:ABC。
【分析】(1)体细胞核移植形成的重构胚需要物理或化学激活处理,钙离子载体可诱发钙离子内流实现激活,游离钙离子无法直接激活。
(2)受精卵的核DNA由雌雄配子平均提供,线粒体等细胞质遗传物质几乎全部由卵细胞提供,因此整体DNA亲本占比不等。
(3)胚胎工程中,供体雌性超数排卵获得卵母细胞,受体雌性同期发情使生理状态和供体一致,便于胚胎着床,不需要超数排卵。
(4)胚胎移植的生理基础包含受体对移入胚胎基本无免疫排斥,因此不用组织配型。
21.为探究土壤盐渍化对作物光合作用的影响,研究人员用一系列不同浓度的NaCl溶液处理玉米幼苗,测得玉米幼苗中无机盐和可溶性糖的相对浓度变化如图1所示;用150mmol·L-1NaCl溶液处理玉米幼苗30天,并分别在第5、10、15、20、25、30天时,测得玉米幼苗胞间CO2相对浓度及光合色素相对含量变化如图2所示。回答下列问题。
(1)由图1可知,随着NaCl浓度的升高,玉米幼苗细胞中无机盐和可溶性糖的含量均增加,推测可能的原因是   。由图2可知,第15天后玉米幼苗胞间CO2浓度不断增大,推测可能的原因是   。
(2)玉米幼苗中,光合色素位于   上。某实验小组用纸层析法分离玉米幼苗中的光合色素,结果如图3所示。若色素③④的条带宽度变窄,则可能的原因是   (从实验试剂角度分析)。
(3)若玉米种植地块氮肥贫瘠,从生态学角度提出合理的解决措施   。研究发现,高盐胁迫会诱导植物激素如ABA的含量增加,来抵抗高盐胁迫,据此提出一条农业生产上应对土壤盐渍化的措施   。
【答案】(1)无机盐和可溶性糖含量的增加使细胞内液泡(细胞液)的渗透压增大,有利于细胞吸水,保证了高盐浓度条件下水分的正常供应;随着盐(NaCl)处理时间的延长,光合色素含量下降,光反应速率下降,从而导致暗反应速率下降,消耗的CO2减少
(2)类囊体薄膜;提取光合色素时未添加CaCO3,导致叶绿素被破坏
(3)在该地块种植豆科植物,利用其根部根瘤菌的固氮作用增加土壤中无机氮的含量(或施用固氮菌微生物肥料,利用这些微生物的固氮作用增加土壤中氮肥的含量);外施一定浓度的ABA
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;影响光合作用的环境因素;其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】(1)土壤NaCl浓度升高后,外界土壤溶液渗透压变大,植物细胞容易发生渗透失水,玉米幼苗主动吸收无机盐、在细胞内积累可溶性糖,能够提高细胞液的渗透压,减小细胞液与外界环境的渗透压差,帮助细胞在高盐环境下正常吸水,是植物应对盐胁迫的适应性变化。图2中15天之后,随盐处理天数增加,光合色素含量持续下降,色素捕获和转化光能的能力下降,光反应产生的ATP、NADPH减少,暗反应速率随之降低,暗反应消耗的胞间CO2变少,CO2无法及时被固定利用而在胞间积累,因此胞间CO2相对浓度不断上升。
(2)玉米的光合色素附着在叶绿体的类囊体薄膜上,类囊体薄膜也是光反应进行的场所。纸层析实验里③为叶绿素a、④为叶绿素b,研磨提取色素时,碳酸钙可以中和细胞液内的有机酸,避免叶绿素被酸性物质破坏;若提取试剂中缺少CaCO3,叶绿素被分解损耗,色素含量下降,层析后③④对应的色素条带宽度就会变窄。
(3)豆科植物和根瘤菌互利共生,根瘤菌可将空气中的氮气固定为土壤可利用的含氮化合物,在缺氮农田间作或轮作豆科植物,能依靠生物固氮提升土壤氮含量,也可施加固氮菌肥料补充土壤氮源。ABA可以增强植物的耐盐能力,因此在盐渍化农田中,可以向农作物喷施适宜浓度的外源脱落酸,缓解高盐对作物的胁迫伤害。
【分析】(1)渗透作用发生的条件是半透膜和浓度差,外界溶液渗透压高于细胞液时细胞失水,植物通过积累可溶性有机物、无机盐提升细胞液渗透压,降低失水速率,是植物耐盐的生理调节方式。
(2)光合作用光反应依赖光合色素吸收光能,光合色素含量降低会使光反应速率下降,光反应为暗反应提供的ATP和NADPH不足,暗反应固定CO2的速率下降,胞间二氧化碳消耗量减少、含量升高。
(3)叶绿体中光合色素分布在类囊体薄膜上;光合色素提取实验中,碳酸钙作用是防止叶绿素被有机酸破坏,二氧化硅使研磨更充分,无水乙醇作为有机溶剂溶解提取色素。
(4)生物固氮是固氮微生物将大气中的N2转化为含氮无机物的过程,豆科植物与根瘤菌为互利共生关系,可利用该原理改良缺氮土壤。
(5)脱落酸属于植物抗逆激素,能够提高植物对盐胁迫、干旱等逆境的抵抗能力,农业生产可外源施用适宜浓度的脱落酸改善盐渍地作物生长状况。
(1)由图1可知,随着NaCl浓度的升高,玉米幼苗细胞中无机盐和可溶性糖的含量均增加,推测可能的原因是无机盐和可溶性糖含量的增加使细胞内液泡(细胞液)的渗透压增大,有利于细胞吸水,保证了高盐浓度条件下水分的正常供应。由图2可知,第 15 天后玉米幼苗胞间CO2浓度不断增大,推测可能的原因是随着盐(NaCl)处理时间的延长,光合色素含量下降,光反应速率下降,从而导致暗反应速率下降,消耗的CO2减少。
(2)玉米幼苗中,光合色素位于类囊体薄膜上。扩散速度最快且呈橙黄色的是色素①胡萝卜素;若色素③叶绿素a、④叶绿素b的条带宽度变窄,则可能的原因是提取光合色素时未添加CaCO3,导致叶绿素被破坏。
(3)若玉米种植地块氮肥贫瘠,从生态学角度提出合理的解决措施在该地块种植豆科植物,利用其根部根瘤菌的固氮作用增加土壤中无机氮的含量(或施用固氮菌微生物肥料,利用这些微生物的固氮作用增加土壤中氮肥的含量)。研究发现,高盐胁迫会诱导植物激素如ABA的含量增加,来抵抗高盐胁迫,因此应对土壤盐渍化的措施为外施一定浓度的ABA。
22.油菜是雌雄同株的植物,其花色(黄色/白色)由等位基因A/a控制,含油量(高含油/低含油)由等位基因B/b控制,a和b基因均由其等位基因发生碱基缺失突变形成,且其中一对等位基因存在DNA甲基化介导的基因组印记现象(亲代来源不同的等位基因中,仅来自父本或母本的一方被甲基化修饰而沉默,另一方不被修饰而正常表达)。为探究这两对相对性状的遗传机制,育种团队开展如下杂交实验:
组别 P F1
实验一 ♀甲(黄花高含油)×♂乙(黄花低含油) 黄花高含油∶白花高含油=3∶1
实验二 ♂甲(黄花高含油)×♀乙(黄花低含油) 黄花低含油∶白花低含油=3∶1
回答下列问题:
(1)基于上述实验结果判断,花色性状中显性性状为   ,理由是   ;   (填“能”或“不能”)确定含油量性状的显隐性。
(2)科研人员提取实验一中亲本及F1基因组DNA,用特异性引物PCR扩增A/a、B/b基因,扩增产物经琼脂糖凝胶电泳分离后的条带结果如图所示。
①条带2和条带3分别表示基因   ;亲本甲的基因型为   。
②基因组印记主要包括父本印记(父源等位基因被修饰沉默,仅母源等位基因表达)和母本印记(母源等位基因被修饰沉默,仅父源等位基因表达)两种类型。A/a基因和B/b基因中,存在基因组印记现象的是   基因,该基因的印记类型为   。
③已知子一代在形成生殖细胞时会清除源自亲代的基因组印记,依自身性别重建新印记。为研究A/a和B/b两对等位基因的遗传是否遵循自由组合定律,选择F1-②个体单株隔离种植,若观察到子代表型及比例为   ,则说明A/a和B/b的遗传遵循自由组合定律;若观察到子代表型及比例为   ,则说明A/a和B/b的遗传不遵循自由组合定律(未出现的表型比例用数字“0”表示)。
【答案】(1)黄色;F1中黄花∶白花=3∶1;不能
(2)A、a;AaBB;B/b;父本印记;黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=3∶3∶1∶1;黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=2∶1∶0∶1或1∶2∶1∶0
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;表观遗传;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】(1) 两组正反交实验的F1花色均出现黄花∶白花=3∶1的性状分离比,符合显性杂合子自交的分离规律,因此黄色是显性性状。含油量相关性状在两次正反交里,子代表现型全部和母本保持一致,该性状受基因组印记调控,来自亲本一方的等位基因被甲基化修饰后不能表达,无法依靠后代表现型直接区分基因的显隐性,因此不能确定含油量性状的显隐性。
(2) ①a基因由A基因碱基缺失突变形成,碱基缺失使基因片段更短,电泳时迁移速度更快,电泳图谱中亲本甲与乙共有的条带2、3对应A、a基因;结合杂交性状分离比例,控制花色的亲本基因型均为Aa,含油量性状中甲为BB、乙为bb,综上亲本甲基因型为AaBB。
②A/a控制的花色性状正反交分离比例完全相同,不受亲本来源影响,而B/b控制的含油量性状正反交结果差异显著,由此确定存在基因组印记的是B/b基因。实验一母本提供B基因、父本提供b基因,子代Bb全部表现高含油,母源B正常表达;实验二父本提供B基因、母本提供b基因,子代Bb全部表现低含油,父源B被甲基化沉默无法表达,该印记类型属于父本印记。
③F1-②基因型为AaBb,若两对基因遵循自由组合定律,Aa自交后黄花∶白花=3∶1;B/b受父本印记影响,植株自交时母本产生的B、b均可正常表达,父本携带的B基因沉默仅b可发挥作用,子代高含油∶低含油=1∶1,两组比例相乘得到黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=3∶3∶1∶1。若两对基因连锁不遵循自由组合定律,当A与B连锁、a与b连锁时,子代性状比例为2∶1∶0∶1;当A与b连锁、a与B连锁时,子代性状比例为1∶2∶1∶0。
【分析】(1)一对等位基因的杂合子自交,后代性状分离比为3∶1,占比为3的性状为显性性状。
(2)基因组印记属于表观遗传,DNA甲基化不会改变基因的碱基排列顺序,但能够抑制基因的转录过程,造成同源等位基因因亲本来源不同出现表达差异。
(3)核酸电泳时,DNA片段碱基数目越少、分子量越小,在凝胶中的迁移速率越快,条带位置越靠近迁移方向末端。
(4)非同源染色体上的非等位基因遵循基因自由组合定律,位于同一对同源染色体上的非等位基因发生连锁,不遵循自由组合定律。
(5)父本印记的特点是来自父方的等位基因发生甲基化修饰后沉默失活,只有母方来源的等位基因可以正常表达;母本印记与之相反。
(6)两对独立遗传性状的后代表现型比例,可以由两对性状各自的分离比例相乘得到;连锁遗传的个体仅能产生两种基因型的配子,自交后性状分离比例与自由组合存在明显区别。
(1)实验一和实验二为正反交实验,F1中黄花∶白花 = 3∶1,说明黄花对白花为显性。实验一中黄花高含油与黄花低含油杂交,子代均为高含油;实验二中黄花高含油与黄花低含油杂交,子代均为低含油,由于两组实验结果不同,且受基因组印记现象影响,仅从实验结果上不能判断是来自父本还是母本的基因被甲基化修饰沉默,所以不能确定含油量性状的显隐性。
(2)①DNA甲基化是在不改变基因碱基序列的情况下,对基因表达进行调控的一种表观遗传现象,所以DNA甲基化不改变基因的碱基序列。根据实验一和实验二的杂交结果以及电泳图谱,实验一♀甲(黄花高含油)×♂乙(黄花低含油),F1中黄花高含油:白花高含油=3:1,说明花色由A/a基因控制,且亲本甲和乙关于花色的基因型均为Aa;实验一F1均为高含油,亲本甲关于含油量的基因型为BB,乙的基因型为bb,所以亲本甲的基因型为AaBB。结合电泳结果分析,亲本甲和乙的电泳结果相同的条带是2和3,两者相同的基因是A和a,且a和b基因均由其等位基因发生碱基缺失突变形成,a电泳速度快,距离加样孔远,因此条带2和条带3分别表示基因A、a。
②实验一和实验二为正反交实验,子代关于含油量的表现型不同,说明含油量性状的遗传与亲本的性别有关,因此存在基因组印记现象的是B/b基因。实验一的母本为高含油(BB),父本为低含油(bb),子代均为高含油(Bb),说明母源等位基因正常表达,实验二中父本为高含油,子代均为低含油,说明父源基因B带有遗传印记,在子代中不表达,即该基因的印记类型为父本印记。
③已知子一代在形成生殖细胞时会清除源自亲代的基因组印记,依自身性别重建新印记。为研究A/a和B/b是否遵循自由组合定律,选择F1—②个体单株隔离种植,根据电泳结果可知,其基因型为AaBb,若相关基因遵循基因自由组合定律,且B基因带有父源标记,则子代表现为(黄花∶白花 = 3∶1)×(高含油∶低含油= 1∶1):黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=3∶3∶1∶1;若相关基因不遵循基因自由组合定律,则该个体的基因型中可能是A和B、a和b连锁,也可能是A和b、a和B连锁,若为前者(母本产生两种配子AB和ab,父本产生两种配子,由于B基因不表达,相当于是Ab和ab),则可观察到某一株子代表型及比例为黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=2∶1∶0∶1,若为后者(母本产生两种配子Ab和aB,父本产生两种配子,由于B基因不表达,相当于是Ab和ab),则可观察到某一植株子代的表型及比例为黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=1∶2∶1∶0。
23.应激反应是动物在面对威胁时作出的本能反应,表现之一为血糖快速上升。经典理论认为,该反应由下丘脑—垂体—肾上腺轴(HPA)或者自主神经—肾上腺轴(SAM)来完成,但通过这两条应激响应途径升高血糖在时间上有明显延迟。近年研究发现,下丘脑—交感神经—肝脏轴(HSL)在早期应激血糖(应激后到3min内的血糖变化)的产生中十分关键。回答下列问题:
(1)HPA轴是人体重要的分级调节系统,由下丘脑产生并启动HPA轴连锁反应的关键激素为   ,通过SAM轴升高血糖比通过HPA轴升高血糖速度   ,原因是   。
(2)为了探究HSL轴通路和传统的HPA轴通路对应激血糖产生及生物体应激反应的影响,某实验小组设计了如下实验:
步骤一:选取生理状态相似且健康的雄性小鼠若干只,禁食12h后均分成A、B、C三组。
步骤二:A组小鼠进行假手术处理,B组阻断垂体与肾上腺的通路,C组切断交感神经与   的通路。
步骤三:对三组小鼠施加相同且适宜强度的足部电击,测定三组小鼠受刺激后的血糖水平,得到了三组小鼠刺激后反应时间与血糖浓度关系的图像。
此实验设计运用了   (填“加法”或“减法”)原理。A、B、C三组实验分别对应图中曲线   ;丙组小鼠早期应激血糖上升显著快于乙组的原因是   。
【答案】(1)促肾上腺皮质激素释放激素;快;SAM轴引起肾上腺素的分泌只有神经调节,速度快
(2)肝脏;减法;甲、丙、乙;HSL轴激活导致肝糖原分解,其发挥作用的速度比HPA轴快
【知识点】血糖平衡调节;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1) HPA轴为下丘脑、垂体、肾上腺构成的分级调节通路,下丘脑合成并分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于垂体,启动后续垂体、肾上腺的激素分泌连锁反应。SAM轴依靠自主神经直接支配肾上腺髓质分泌肾上腺素,整个调节过程仅为神经调节,信号沿反射弧传导速度快;HPA轴属于神经-体液分级调节,需要经过下丘脑、垂体、肾上腺三级激素合成与体液运输,调控环节更多,耗时更长,因此SAM轴升高血糖的速度更快。
(2) ①HSL轴为下丘脑—交感神经—肝脏轴,因此C组需要切断交感神经与肝脏之间的通路。
②实验通过阻断相关生理通路、移除某一调节途径来探究通路功能,人为消除自变量的作用,运用了实验设计的减法原理。
③A组假手术,HSL轴和HPA轴两条通路均完好,应激后血糖上升幅度最大、速率最快,对应曲线甲;B组阻断垂体与肾上腺的通路,HPA轴被阻断但HSL轴正常,早期可依靠HSL升血糖,对应曲线丙;C组切断交感神经和肝脏的连接,HSL轴被阻断,仅剩余起效缓慢的HPA轴,早期血糖上升最慢,对应曲线乙,即A、B、C依次对应甲、丙、乙。
④丙组小鼠的HSL轴完整,应激早期交感神经快速调控肝脏分解肝糖原,短时间内提升血糖;乙组HSL轴被切断,只能依靠起效迟缓的HPA轴调节血糖,因此丙组早期应激血糖上升速度显著快于乙组。
【分析】(1)下丘脑-垂体-靶腺分级调节属于体液调节的典型形式,调节过程需要多级激素依次分泌并通过体液运输发挥作用,反应速度偏慢。
(2)神经调节依靠反射弧完成信号传递,电信号和神经递质的传递耗时短,生理反应起效迅速;体液调节依赖激素随血液循环运输至靶器官,反应出现的时间滞后。
(3)肾上腺髓质受交感神经直接支配,交感神经兴奋可快速诱导肾上腺素分泌,肾上腺素能促进肝糖原分解、非糖物质转化,快速升高血糖;肾上腺皮质激素的分泌受下丘脑-垂体分级调控,升血糖起效较慢。
(4)实验减法原理指人为去除受试对象的某种结构或生理通路,排除该变量的生理作用,以此研究该结构或通路的生理功能;加法原理是额外添加某一处理因素。
(5)肝细胞内的肝糖原是机体快速升血糖的主要储能物质,交感神经可直接作用于肝细胞促进肝糖原水解,是应激早期血糖快速升高的关键生理途径。
(1)HPA轴是分级调节系统,下丘脑产生促肾上腺皮质激素释放激素启动该轴连锁反应。通过SAM轴升高血糖比通过HPA轴升高血糖速度要快,因为SAM轴引起的肾上腺素的分泌只有神经调节,而HPA轴经过神经-体液调节。
(2)根据题干信息可知,C组切断了交感神经与肝脏的通路,因为HSL轴(下丘脑-交感神经-肝脏轴)是早期应激血糖升高的关键通路。此实验设计除去相关因素,研究单一因素对实验结果的影响,运用了减法原理。A组小鼠进行假手术处理,未阻断任何通路,血糖升高最快,对应曲线甲,B组阻断垂体与肾上腺的通路,阻断了HPA轴,C组切断了交感神经与肝脏的通路,阻断了HSL轴,已知HSL在早期应激血糖的产生中十分关键,因此C组早期血糖升高变慢,对应曲线乙,那么B组对应曲线丙,即A、B、C三组实验分别对应图中曲线甲、丙、乙。丙组(B组)小鼠的HSL轴正常,HPA轴被阻断,小鼠早期应激血糖上升显著快于乙组(C组),其原因可能是HSL轴激活导致肝糖原分解,其发挥作用的速度比HPA轴快。
24.生态学是研究生物与环境相互关系的科学,其实质就是协调生物与环境或个体与整体间的辩证关系。回答下列问题:
(1)种群密度是种群最基本的数量特征,种群密度是指   。研究群落,除了调查物种数,还要统计物种在群落中的相对数量,统计某区域数量有限的乔木的种类及数量可采用   法。
(2)生物在生存斗争中获得的生存对策,称为生态对策。环境变化会推动植物生态对策的发展,其中影响植物选择压力的两个最重要的因素是干扰水平和胁迫强度。如图将植物的潜在生境分为①~④四种类型。沙漠生境属于图中的类型   (填数字);成体间竞争能力最大的植物群落主要生存在类型   (填数字)区域。研究发现,生境①比生境③中物种多样性高,据此分析,我国部分地区实行封山育林、退耕还湖的依据是   。
(3)在理想状态下,物种所能栖息的理论最大空间,称为基础生态位。物种实际占有的生态位空间叫作实际生态位。群落的种间关系影响实际生态位,种间竞争和互利共生对实际生态位大小影响的区别是   。重度山火会导致森林生态系统退化,通过禁止砍伐和狩猎进行封山育林,是理想的森林恢复措施。调查发现,封山育林区的种子传播速度更快,原因是   。在进行森林生态系统的修复过程中,应采用渐进式恢复模式,利用适应能力强的先锋物种改善条件,为顶级树种创造适宜环境,并充分发挥生态系统的自我修复能力,这体现了生态工程建设的   原理(答出两点)。
【答案】(1)种群在单位面积或单位体积中的个体数;记名计算
(2)②;①;减少对生境的干扰水平可以增加物种多样性
(3)种间竞争会降低实际生态位,而互利共生会扩大实际生态位;封山育林区的动物得到了保护,有利于种子的传播;自生、协调
【知识点】估算种群密度的方法;当地自然群落中若干种生物的生态位;生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】(1) 种群密度是种群最基本的数量特征,其定义为种群在单位面积或单位体积中的个体数。统计群落中物种的种类及数量时,若调查区域内乔木个体较大、数量有限,可采用记名计算法,该方法需要逐一记录调查区域内的所有物种及其个体数量,能准确反映物种的种类和数量。
(2) 沙漠生境的特点是胁迫强度大(如水分匮乏、资源贫瘠,环境恶劣),但生境干扰水平低,结合图示中横轴(胁迫强度)和纵轴(生境干扰水平)的分布,沙漠生境属于类型②。成体间竞争能力最大的植物群落,通常生存在资源丰富、环境条件优越的区域,这类生境的胁迫强度低且干扰水平也低,对应图中的类型①区域。生境①的干扰水平低于生境③,且物种多样性更高,说明减少对生境的干扰水平可以增加物种多样性,因此我国部分地区实行封山育林、退耕还湖,通过减少人为干扰,提高生境的稳定性,增加物种多样性,提升生态系统的稳定性。
(3) 基础生态位是物种理论上能占据的最大空间,而实际生态位会受种间关系影响:种间竞争中,物种会被竞争对手排挤,无法利用所有资源,因此实际生态位会缩小;互利共生中,物种可依赖共生伙伴获得更多资源,拓展生存空间,因此实际生态位会扩大。封山育林区禁止砍伐和狩猎,保护了林区内的动物,动物可通过取食、携带等方式帮助植物传播种子,因此种子传播速度更快。森林生态系统修复中,利用先锋物种改善环境,为顶级树种创造条件,并发挥生态系统自我修复能力,体现了生态工程的自生原理(依靠生物组分的自组织、自我调节能力维持系统功能)和协调原理(生物与环境、生物与生物间的协调与平衡)。
【分析】(1)种群密度是种群最基本的数量特征,定义为种群在单位面积或单位体积中的个体数;群落物种丰富度的统计方法包括记名计算法和目测估计法,记名计算法适用于个体较大、种群数量有限的群落。
(2)生境的胁迫强度和干扰水平会影响植物的生态对策与群落物种多样性,低干扰、低胁迫的生境中物种间竞争更激烈,减少人为干扰水平可提高物种多样性。
(3)种间关系会影响物种的实际生态位,种间竞争会缩小物种的实际生态位,互利共生会扩大物种的实际生态位;动物可帮助植物传播种子,保护动物有利于提升种子传播效率。
(4)生态工程的基本原理包括自生原理、协调原理等,自生原理强调生物组分的自组织与自我调节能力,协调原理强调生物与环境、生物与生物间的协调平衡。
(1)种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数,这是种群最基本的数量特征。对于某区域数量有限的乔木,由于其范围和个体数量有限,统计种类及数量可采用记名计算法。
(2)沙漠环境干旱、胁迫强度大且干扰水平低,结合图像可知属于类型②。成体间竞争能力最大的植物群落,其生存环境干扰水平低、胁迫强度小,对应类型①区域。生境①比生境③中物种多样性高,我国部分地区实行封山育林、退耕还湖的依据是减少对生境的干扰水平可以增加物种多样性,进而提高生态系统的稳定性。
(3)群落的种间关系影响实际生态位,种间竞争和互利共生对实际生态位大小影响的区别是种间竞争会使物种的实际生态位缩小(被竞争对手排挤,只能占据部分资源),而互利共生会使物种的实际生态位扩大(依赖共生伙伴获得更多资源,拓展生存空间)。封山育林区的种子传播速度更快,原因是封山育林区的动物得到了保护,有利于种子的传播。在进行森林生态系统的修复过程中,应采用渐进式恢复模式,利用适应能力强的先锋物种改善条件,为顶级树种创造适宜环境,并充分发挥生态系统的自我修复能力,这体现了生态工程建设的自生、协调原理。
25.图1为Ti质粒的部分结构示意图,LB与RB为T-DNA左边界序列和右边界序列,tms与tmr为激素基因,Ori为复制原点,Tetr为四环素抗性基因,Vir基因编码产物能激活T-DNA片段转移,Pro为启动子。图2中①~⑥为部分限制酶及其识别序列和切割位点。研究人员分别利用结构如图1的Ti质粒A、去除了图1中tms与tmr的Ti质粒B、去除了图1中LB或RB的Ti质粒C进行了相关实验。回答下列问题:
(1)在农杆菌侵染植物的过程中,农杆菌会产生酶甲,其可将T-DNA的一条核苷酸链切割下来,该单链进入植物细胞后形成双链,则酶甲识别与切割的序列应为T-DNA中的   。该片段上的基因在被转化植物体内   (填“能”或“不能”)实现稳定遗传,理由是   。
(2)在利用质粒B构建基因表达载体时,需在目的基因的首尾两端添加两种限制酶的识别序列,目的是   ,在目的基因尾端最宜添加的序列是   。
(3)将质粒A、质粒B、质粒C导入不含质粒的农杆菌中,导入质粒的农杆菌与植物外植体分别共培养后,若实验结果为   ,则说明LB与RB是T-DNA进入植物细胞不可缺少的结构,而tms与tmr则不是。为获得胚状体或试管苗,研究人员用携带了质粒B的农杆菌侵染植物,而不用携带质粒A的农杆菌,原因最可能是   。
【答案】(1)LB与RB;能;Ti质粒的T-DNA片段被转移并整合到受体细胞的染色体DNA上
(2)防止质粒与目的基因的自身环化或反向连接;5'-CCCGGG-3'(或Xma Ⅰ或Sma Ⅰ所识别的序列)
(3)含质粒A、质粒B的农杆菌侵染植物时均出现转化、含质粒C的农杆菌侵染植物时不出现转化;T-DNA中的tms与tmr在植物细胞中表达,产生的激素会影响愈伤组织的形成及分化
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)想要完整切下T-DNA单链,限制酶需要识别并切割T-DNA两端的LB与RB序列。Ti质粒上的T-DNA片段进入植物宿主细胞后,能够整合到植物细胞的染色体DNA上,染色体DNA随细胞分裂进行复制,插入的外源基因会跟随染色体传递给子代细胞,因此该片段上的基因在转化植株体内可以稳定遗传。
(2)选用两种不同的限制性核酸内切酶分别切割载体和目的基因,可使质粒与目的基因的两端形成两种不一样的末端,既能避免质粒自身环化、目的基因自身环化,还可以防止目的基因反向连接到质粒载体上。质粒B的T-DNA区域可用XmaⅠ和SmaⅠ的酶切位点,二者识别的碱基序列均为5'-CCCGGG-3',因此目的基因尾端最适宜添加该序列。
(3)质粒A保留LB、RB、tms与tmr,质粒B保留LB、RB但删除tms与tmr,质粒C缺失LB或者RB;若LB、RB是T-DNA转移的必需结构,tms和tmr不影响T-DNA转移,则含质粒A、B的农杆菌均可完成植物细胞转化,含质粒C的农杆菌无法实现转化。tms与tmr是调控植物内源激素合成的基因,质粒A的T-DNA携带这两个基因,整合进植物基因组后会在植物细胞内表达,异常合成植物激素,打乱愈伤组织脱分化和再分化所需的激素比例,阻碍胚状体与试管苗的正常发育;质粒B去除了tms、tmr,不会异常合成激素,利于植物组织培养获得再生植株。
【分析】(1)农杆菌Ti质粒的T-DNA依靠两侧LB、RB边界序列完成剪切与转移,T-DNA的关键遗传特点是可整合到植物细胞的染色体DNA上,整合在染色体上的外源DNA会随染色体的复制与细胞分裂稳定遗传给后代。
(2)基因工程载体构建时,双酶切利用两种限制酶产生不同末端,从末端结构层面杜绝载体自身环化、目的基因自身环化和反向连接;部分限制酶识别相同核苷酸序列但切割位点不同,可配套用于载体和目的基因的连接构建。
(1)LB、RB是T-DNA的左右边界序列,要切割下完整的T-DNA单链,酶甲需要识别切割LB和RB。农杆菌转化法中,T-DNA最终会整合到植物细胞的染色体DNA上,随染色体DNA复制同步传递给子代,因此片段上的基因可以稳定遗传。
(2)使用两种不同限制酶切割,可使目的基因和质粒两端产生不同的黏性末端,从而避免目的基因或质粒自身环化,同时保证目的基因按照正确方向插入。结合图1,酶切位点需要选在LB和RB之间,LB和RB之间存在③④⑤三种酶切位点,但③存在两处,选③会导致tms和tmr被切除,故选④⑤切割质粒,而这两种酶识别序列相同但酶切位点不同,故在目的基因尾端最宜添加的序列是5'-CCCGGG-3'(或Xma Ⅰ或Sma Ⅰ所识别的序列)。
(3)若LB、RB是T-DNA转移必需,tms、tmr不是,则结果为:保留LB、RB的质粒A和质粒B都可以完成转化,缺失LB/RB的质粒C不能完成转化。tms、tmr是激素基因,质粒A保留这两个基因,导入植物后会导致植物细胞激素含量异常,细胞分化紊乱,无法正常发育为胚状体或试管苗,因此选择去除了tms和tmr的质粒B。
1 / 1山东聊城市2026年普通高中学业水平等级考试模拟卷 生物试题(二)
1.下列生命活动中通常不会直接涉及核酸分子的是(  )
A.核糖体上肽链的合成
B.溶酶体降解受损的线粒体
C.内质网对分泌蛋白的加工与运输
D.肺炎链球菌由R型转化为S型
2.如图为心肌细胞膜上离子运输相关示意图,其中Na+-K+泵消耗ATP转运Na+、K+,Ca2+通道蛋白允许Ca2+跨膜运输,NCX为钠钙交换体,Ca2+泵消耗ATP转运Ca2+。下列叙述错误的是(  )
A.Na+-K+泵的功能对NCX介导的离子运输有利
B.Ca2+泵功能障碍会导致细胞内Ca2+浓度降低
C.NCX将Ca2+运出细胞的方式为主动运输
D.Ca2+通道蛋白功能异常可能导致心肌收缩减弱
3.图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,图2为相同胰脂肪酶溶液在不同条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的实验结果。下列叙述错误的是(  )
A.图1中竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位,从而影响酶促反应速率
B.图2中奥利司他、山茶叶提取物分别为非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂
C.底物浓度相对值大于10时,改变pH不能提高含有山茶叶提取物的酶促反应速率
D.非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温对酶活性影响的机理相同
4.癌细胞表面大量表达的SLC7A11转运蛋白将谷氨酸转运到胞外的同时可将胱氨酸转运到胞内,胱氨酸被NADPH还原为半胱氨酸。葡萄糖饥饿条件下,SLC7A11基因过度表达的细胞内NADPH不足,胱氨酸及其他二硫化物会异常积累,引发二硫化物应激,致使细胞骨架蛋白二硫键形成异常从而诱发细胞程序性死亡。下列叙述错误的是(  )
A.葡萄糖浓度较高时,癌细胞内半胱氨酸的浓度较高
B.二硫化物应激导致细胞骨架蛋白肽链之间异常连接而使其功能改变
C.上述细胞死亡是一种细胞凋亡,受到环境因素和基因的共同调控
D.开发促进癌细胞NADPH合成的药物可作为治疗癌症的新思路
5.水稻的育性由一对等位基因M、m控制,含M基因的水稻植株可产生雌、雄配子。普通水稻的基因型为MM,基因型为mm的水稻仅能产生雌配子,表现为雄性不育。雄性不育水稻与普通水稻间行种植可用于培育杂交种。科研人员构建了三个基因紧密连锁的“F-M-R”DNA片段(F为花粉致死基因,M可使雄性不育个体恢复育性,R为红色荧光蛋白基因,可用光电筛选机筛选出带有红色荧光的种子),并将一个“F-M-R”片段转接到雄性不育水稻的一条m基因的非同源染色体上,培育出转FMR水稻。下列叙述错误的是(  )
A.转FMR水稻的雄配子一半不可育
B.转FMR水稻自交,无红色荧光的种子雄性不育
C.F、M、R基因不会逃逸到杂交种中造成基因污染
D.杂交育种时应将雄性不育稻与普通稻杂交,从普通稻上收获杂交种
6.控制色觉的基因位于X染色体上,正常色觉基因(B)对色弱基因(B-)、色盲基因(b)为显性,色弱基因对色盲基因为显性,图1为某家族系谱图,图2为同种限制酶处理第Ⅱ代成员色觉基因的结果,序号①~⑤表示电泳条带。下列叙述错误的是(  )
A.基因B、基因B-和基因b存在限制酶的酶切位点数分别是0、1、2
B.经酶处理后色弱基因条带为②③,色盲基因条带为②④⑤
C.Ⅱ-3与正常人结婚,子代表现为色弱的概率是1/4
D.不考虑其他变异的情况下,与色觉有关的基因型有9种
7.体育锻炼能加速血液循环、调节情绪、提高认知能力。在长时间运动过程中,机体的生命活动会作出相应的调节。下列叙述错误的是(  )
A.运动过程中运动者的尿素、乳酸、血红蛋白等内环境指标会发生改变
B.机体代谢加快,消耗的有机物增多,肝糖原的水解加快
C.运动过程中,交感神经兴奋使心跳加快、支气管扩张
D.适度运动可增加突触数目进而提高认知能力
8.研究表明环境温度对睡眠质量有较大影响。除被褥的厚薄等因素外,睡姿对体温的保持也有积极作用。下列叙述正确的是(  )
A.下丘脑既有对温度变化传导的功能,又具有体温调节的功能
B.正常人体产热和散热的平衡会因睡姿的不同而发生改变
C.寒冷环境下睡眠时,对寒冷刺激敏感的神经元的兴奋性降低
D.“蜷缩型”和“伸展型”睡姿分别有利于增加产热、增加散热
9.近年来,人工智能技术正在迅速改变我们的学习方式。某同学复习植物生命活动调节时,想利用人工智能大模型检索,自主学习一些学科问题。他检索的问题中不科学的是(  )
A.为什么摘除棉花的顶芽,使其多开花多结果与生长素作用的特点有关
B.为什么阴雨天导致传粉受影响时可通过喷洒生长素类似物防止油菜减产
C.为什么决定植物器官生长发育的是不同激素的相对含量
D.为什么冬小麦需要经过春化作用才能开花
10.研究人员使用样线法(通过沿预设样线行走,统计样线两侧一定范围内的目标生物)和样点法(以样点为中心,记录周围一定半径内的目标生物,通过多点取样估算)对某湿地公园的鸟类进行了为期一年的调查,结果如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.图1所列各种生境条件下,乔木林中鸟类的生态位重叠度较低
B.由图2可知,不同季节鸟类的物种组成发生了改变,但公园生物群落可能并未发生演替
C.样线法和样点法可用于调查不易标记的某水鸟的种群密度
D.使用样线法时行进速度要稳定,使用样点法时不同样点停留时间要一致
11.Finn循环指数(FCI)是指生态系统中物质再循环流量与总流量的比值。FCI数值的大小与生态系统的稳定性的高低呈正相关。生物富集可以影响生态系统的FCI。下列叙述正确的是(  )
A.食物网中营养级越低,该营养级生物个体的数量越多、体型越大
B.分解者的分解作用越强,生态系统中的FCI一般越低
C.发生生物富集的有害物质因为在生物体内积累,其循环没有全球性
D.生物富集可通过影响物质再循环流量来降低生态系统的FCI
12.勤劳的中国人民在漫长的历史进程中,学会了在利用环境资源的同时,建立与自然的和谐共处。下列叙述错误的是(  )
A.“食不毁器,荫不折枝”说明保护森林的过程应禁止砍伐,减少人类干扰
B.在国家公园中引入外来物种,有可能导致生物多样性下降
C.与食用牛肉相比,吃蔬菜会缩小生态足迹,有利于实现低碳生活
D.利用昆虫信息素诱捕雄性昆虫,可降低出生率进而降低害虫种群密度
13.“筛选”是分离和培养生物新类型常用的手段,下列有关技术筛选成功率较低的是(  )
A.以尿素为唯一氮源从土壤中筛选能够分解尿素的微生物
B.用不含有机氮源的培养基筛选土壤中能够固氮的微生物
C.从云南腾冲热泉的极端环境中筛选耐热的微生物
D.在培养基中加入较高浓度的氯化钠筛选耐盐的细菌突变体
14.大多数的宫颈癌都与一种叫作人乳头瘤病毒(HPV)的感染有关。为降低宫颈癌治疗的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC)。下图是ADC作用的示意图。下列叙述错误的是(  )
A.制备单克隆抗体利用了动物细胞克隆化培养和动物细胞融合技术
B.ADC进入癌细胞的过程与细胞膜间的信息交流有关
C.宫颈癌的单克隆抗体既具有导航作用,也具有免疫功能
D.宫颈癌细胞吞噬ADC后,药物在溶酶体的作用下释放
15.为了在实验室条件下更加快速高效提取真菌DNA,某团队研究出了一种利用NaOH裂解细胞并快速提取DNA的方法,主要操作步骤如下图。下列叙述错误的是(  )
A.将真菌经液氮冷冻后进行研磨,可使真菌菌体更易破碎
B.利用NaOH溶液提取DNA,可省去低温下冷藏静置和用冷却酒精析出DNA等步骤
C.NaOH溶液提取DNA的时间不宜过长且不能剧烈振荡,以免造成DNA损伤断裂
D.缓冲液除了中和碱性物质之外,还具有维持DNA酶活性、促进微生物生长等功能
16.可立氏循环是指剧烈运动中,当肌肉细胞有氧呼吸NADH的产生速率超过其消耗速率时,丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下转变为乳酸,同时使NAD+再生,生成的乳酸通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列叙述错误的是(  )
A.可立氏循环相当于无氧呼吸的第二阶段
B.发生可立氏循环时,肌细胞消耗O2的速率小于释放CO2的速率
C.丙酮酸在细胞质基质内生成乳酸的过程中产生NAD+和少量ATP
D.可立氏循环不能直接为肌肉细胞提供ATP以满足剧烈运动时的能量需求
17.某研究团队选取两种纯合小麦品系进行杂交以研究相关性状的遗传特性,结果如图所示。不考虑突变和互换。下列叙述错误的是(  )
A.高秆与矮秆、多穗与单穗两对相对性状各受一对等位基因控制
B.控制叶色与穗数这两对相对性状的基因在遗传上不遵循自由组合定律
C.不考虑其他性状,F2正常叶植株中矮秆纯合子所占的比例为1/3
D.不考虑其他性状,F2中单穗水稻自交,F3中纯合个体所占比例为2/7
18.免疫耐受是免疫系统避免攻击自身组织的关键平衡机制,其中中枢免疫耐受是在胸腺、骨髓等中枢免疫器官中,通过清除自身反应性细胞建立;外周免疫耐受是在外周组织中,由调节性T细胞通过抑制过度活跃的免疫反应维持,避免免疫细胞攻击自身组织,Foxp3基因是调控调节性T细胞发育和功能的关键基因。下列叙述错误的是(  )
A.调节性T细胞能直接产生抗体参与体液免疫
B.Foxp3基因发生突变可能导致调节性T细胞功能缺陷,进而引发自身免疫病
C.调节性T细胞可诱导自身反应性细胞凋亡,在中枢免疫器官中建立免疫耐受
D.该研究成果仅能用于治疗自身免疫病,无法为癌症治疗提供新思路
19.在农业生产中,有害生物的防治目标是降低有害生物密度到某个指定水平,有关研究成果如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.该坐标曲线会随有害生物密度及作物生命周期的变化而变化
B.若有害生物种群密度过低时对其进行防治,则其经济价值不大
C.两条曲线间差距最大时的有害生物密度代表着最佳有害生物防治对策
D.若彻底消灭有害生物物种,则对生物多样性直接价值的影响大于间接价值
20.有多种方法可以获得早期胚胎并移植给受体获得后代。下列叙述错误的是(  )
A.体细胞核移植技术获得的重构胚可用Ca2+激活,使其完成分裂和发育
B.体外受精技术获得的早期胚胎细胞中,含有来自父母各一半的DNA
C.人工授精前需要对供体和受体雌性动物均进行超数排卵处理
D.胚胎移植前不需要对早期胚胎和受体进行配型
21.为探究土壤盐渍化对作物光合作用的影响,研究人员用一系列不同浓度的NaCl溶液处理玉米幼苗,测得玉米幼苗中无机盐和可溶性糖的相对浓度变化如图1所示;用150mmol·L-1NaCl溶液处理玉米幼苗30天,并分别在第5、10、15、20、25、30天时,测得玉米幼苗胞间CO2相对浓度及光合色素相对含量变化如图2所示。回答下列问题。
(1)由图1可知,随着NaCl浓度的升高,玉米幼苗细胞中无机盐和可溶性糖的含量均增加,推测可能的原因是   。由图2可知,第15天后玉米幼苗胞间CO2浓度不断增大,推测可能的原因是   。
(2)玉米幼苗中,光合色素位于   上。某实验小组用纸层析法分离玉米幼苗中的光合色素,结果如图3所示。若色素③④的条带宽度变窄,则可能的原因是   (从实验试剂角度分析)。
(3)若玉米种植地块氮肥贫瘠,从生态学角度提出合理的解决措施   。研究发现,高盐胁迫会诱导植物激素如ABA的含量增加,来抵抗高盐胁迫,据此提出一条农业生产上应对土壤盐渍化的措施   。
22.油菜是雌雄同株的植物,其花色(黄色/白色)由等位基因A/a控制,含油量(高含油/低含油)由等位基因B/b控制,a和b基因均由其等位基因发生碱基缺失突变形成,且其中一对等位基因存在DNA甲基化介导的基因组印记现象(亲代来源不同的等位基因中,仅来自父本或母本的一方被甲基化修饰而沉默,另一方不被修饰而正常表达)。为探究这两对相对性状的遗传机制,育种团队开展如下杂交实验:
组别 P F1
实验一 ♀甲(黄花高含油)×♂乙(黄花低含油) 黄花高含油∶白花高含油=3∶1
实验二 ♂甲(黄花高含油)×♀乙(黄花低含油) 黄花低含油∶白花低含油=3∶1
回答下列问题:
(1)基于上述实验结果判断,花色性状中显性性状为   ,理由是   ;   (填“能”或“不能”)确定含油量性状的显隐性。
(2)科研人员提取实验一中亲本及F1基因组DNA,用特异性引物PCR扩增A/a、B/b基因,扩增产物经琼脂糖凝胶电泳分离后的条带结果如图所示。
①条带2和条带3分别表示基因   ;亲本甲的基因型为   。
②基因组印记主要包括父本印记(父源等位基因被修饰沉默,仅母源等位基因表达)和母本印记(母源等位基因被修饰沉默,仅父源等位基因表达)两种类型。A/a基因和B/b基因中,存在基因组印记现象的是   基因,该基因的印记类型为   。
③已知子一代在形成生殖细胞时会清除源自亲代的基因组印记,依自身性别重建新印记。为研究A/a和B/b两对等位基因的遗传是否遵循自由组合定律,选择F1-②个体单株隔离种植,若观察到子代表型及比例为   ,则说明A/a和B/b的遗传遵循自由组合定律;若观察到子代表型及比例为   ,则说明A/a和B/b的遗传不遵循自由组合定律(未出现的表型比例用数字“0”表示)。
23.应激反应是动物在面对威胁时作出的本能反应,表现之一为血糖快速上升。经典理论认为,该反应由下丘脑—垂体—肾上腺轴(HPA)或者自主神经—肾上腺轴(SAM)来完成,但通过这两条应激响应途径升高血糖在时间上有明显延迟。近年研究发现,下丘脑—交感神经—肝脏轴(HSL)在早期应激血糖(应激后到3min内的血糖变化)的产生中十分关键。回答下列问题:
(1)HPA轴是人体重要的分级调节系统,由下丘脑产生并启动HPA轴连锁反应的关键激素为   ,通过SAM轴升高血糖比通过HPA轴升高血糖速度   ,原因是   。
(2)为了探究HSL轴通路和传统的HPA轴通路对应激血糖产生及生物体应激反应的影响,某实验小组设计了如下实验:
步骤一:选取生理状态相似且健康的雄性小鼠若干只,禁食12h后均分成A、B、C三组。
步骤二:A组小鼠进行假手术处理,B组阻断垂体与肾上腺的通路,C组切断交感神经与   的通路。
步骤三:对三组小鼠施加相同且适宜强度的足部电击,测定三组小鼠受刺激后的血糖水平,得到了三组小鼠刺激后反应时间与血糖浓度关系的图像。
此实验设计运用了   (填“加法”或“减法”)原理。A、B、C三组实验分别对应图中曲线   ;丙组小鼠早期应激血糖上升显著快于乙组的原因是   。
24.生态学是研究生物与环境相互关系的科学,其实质就是协调生物与环境或个体与整体间的辩证关系。回答下列问题:
(1)种群密度是种群最基本的数量特征,种群密度是指   。研究群落,除了调查物种数,还要统计物种在群落中的相对数量,统计某区域数量有限的乔木的种类及数量可采用   法。
(2)生物在生存斗争中获得的生存对策,称为生态对策。环境变化会推动植物生态对策的发展,其中影响植物选择压力的两个最重要的因素是干扰水平和胁迫强度。如图将植物的潜在生境分为①~④四种类型。沙漠生境属于图中的类型   (填数字);成体间竞争能力最大的植物群落主要生存在类型   (填数字)区域。研究发现,生境①比生境③中物种多样性高,据此分析,我国部分地区实行封山育林、退耕还湖的依据是   。
(3)在理想状态下,物种所能栖息的理论最大空间,称为基础生态位。物种实际占有的生态位空间叫作实际生态位。群落的种间关系影响实际生态位,种间竞争和互利共生对实际生态位大小影响的区别是   。重度山火会导致森林生态系统退化,通过禁止砍伐和狩猎进行封山育林,是理想的森林恢复措施。调查发现,封山育林区的种子传播速度更快,原因是   。在进行森林生态系统的修复过程中,应采用渐进式恢复模式,利用适应能力强的先锋物种改善条件,为顶级树种创造适宜环境,并充分发挥生态系统的自我修复能力,这体现了生态工程建设的   原理(答出两点)。
25.图1为Ti质粒的部分结构示意图,LB与RB为T-DNA左边界序列和右边界序列,tms与tmr为激素基因,Ori为复制原点,Tetr为四环素抗性基因,Vir基因编码产物能激活T-DNA片段转移,Pro为启动子。图2中①~⑥为部分限制酶及其识别序列和切割位点。研究人员分别利用结构如图1的Ti质粒A、去除了图1中tms与tmr的Ti质粒B、去除了图1中LB或RB的Ti质粒C进行了相关实验。回答下列问题:
(1)在农杆菌侵染植物的过程中,农杆菌会产生酶甲,其可将T-DNA的一条核苷酸链切割下来,该单链进入植物细胞后形成双链,则酶甲识别与切割的序列应为T-DNA中的   。该片段上的基因在被转化植物体内   (填“能”或“不能”)实现稳定遗传,理由是   。
(2)在利用质粒B构建基因表达载体时,需在目的基因的首尾两端添加两种限制酶的识别序列,目的是   ,在目的基因尾端最宜添加的序列是   。
(3)将质粒A、质粒B、质粒C导入不含质粒的农杆菌中,导入质粒的农杆菌与植物外植体分别共培养后,若实验结果为   ,则说明LB与RB是T-DNA进入植物细胞不可缺少的结构,而tms与tmr则不是。为获得胚状体或试管苗,研究人员用携带了质粒B的农杆菌侵染植物,而不用携带质粒A的农杆菌,原因最可能是   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合;肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、核糖体由rRNA和蛋白质组成,翻译过程需要mRNA作模板、tRNA转运氨基酸,该过程直接用到多种核酸,A不符合题意;
B、线粒体含有DNA与RNA,溶酶体降解受损线粒体时会分解线粒体中的核酸,过程直接涉及核酸,B不符合题意;
C、内质网对分泌蛋白进行折叠、糖基化等加工以及囊泡运输,该过程只涉及蛋白质、磷脂等物质,没有核酸直接参与,C符合题意;
D、R型菌转化为S型菌依靠S型菌的DNA进入R型细胞实现基因重组,DNA属于核酸,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)核酸包含DNA和RNA,翻译过程需要mRNA、tRNA、rRNA三类RNA共同参与。
(2)线粒体属于半自主性细胞器,自身携带环状DNA以及转录产生的RNA。
(3)内质网参与分泌蛋白的加工和转运,该生理过程不发生DNA复制、转录、翻译等需要核酸参与的反应。
(4)肺炎链球菌的转化实验原理是外源DNA进入受体细胞,实现遗传物质的转移。
2.【答案】B
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、Na+-K+泵水解ATP将Na+运出细胞、K+运进细胞,维持细胞膜外侧高Na+的浓度梯度,Na+顺浓度内流产生的势能为NCX转运Ca2+出细胞提供能量,因此Na+-K+泵的功能对NCX介导的离子运输有利,A正确;
B、Ca2+泵消耗ATP将细胞内的Ca2+主动转运到细胞外,Ca2+泵功能障碍时,细胞内Ca2+无法正常外运,会引起细胞内Ca2+浓度升高,B错误;
C、NCX依靠Na+顺浓度梯度进入细胞释放的势能,逆浓度梯度将Ca2+运出细胞,Ca2+逆浓度跨膜属于主动运输,C正确;
D、Ca2+通道蛋白介导Ca2+顺浓度内流进入心肌细胞,胞内Ca2+是心肌收缩的关键因素,通道蛋白功能异常会造成Ca2+内流减少,进而可能导致心肌收缩减弱,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)主动运输可以逆浓度梯度转运物质,能量来源分为ATP直接水解供能、借助其他离子顺浓度跨膜的电化学势能供能两类。
(2)通道蛋白介导的离子跨膜运输属于协助扩散,物质顺浓度梯度运输,不需要消耗ATP。
3.【答案】B
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、从图1可知,竞争性抑制剂与底物争夺酶分子上的同一活性结合部位,阻碍底物与酶正常结合,进而降低酶促反应速率,A正确;
B、竞争性抑制剂作用下,增大底物浓度可以减弱抑制作用,最终最大酶促反应速率与对照组一致;非竞争性抑制剂改变酶空间结构,酶的最大反应速率低于对照组。图2中奥利司他处理组最大反应速率接近对照组,属于竞争性抑制剂,山茶叶提取物处理组最大反应速率显著偏低,属于非竞争性抑制剂,选项中两种抑制剂类型颠倒,B错误;
C、底物浓度相对值大于10时,山茶叶提取物已经改变酶的空间结构,酶的最大催化能力固定,此时改变pH无法提升该组酶促反应速率,C正确;
D、非竞争性抑制剂通过改变酶的空间结构抑制酶活性,高温同样会破坏酶的空间结构,二者降低酶活性的作用机理一致,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)竞争性抑制剂和底物结构相似,竞争酶的活性位点,提高底物浓度能够缓解抑制效应,酶促反应的Vmax(最大反应速率)不变。
(2)非竞争性抑制剂结合在酶的非活性位点,破坏酶的空间结构,酶的Vmax下降,提升底物浓度不能消除抑制作用。
(3)高温可不可逆破坏酶的空间结构,使酶永久丧失催化活性,低温只抑制酶活性,不破坏酶的空间结构。
(4)酶促反应速率受底物浓度、pH、温度、抑制剂等条件调控,酶空间结构被破坏后,无法通过改变底物浓度恢复原有催化能力。
4.【答案】D
【知识点】细胞的凋亡;癌症的预防与治疗
【解析】【解答】A、葡萄糖浓度较高时细胞不会出现葡萄糖饥饿现象,细胞能够产生充足的NADPH,经SLC7A11转运进入胞内的胱氨酸可以被NADPH正常还原生成半胱氨酸,因此癌细胞内半胱氨酸的浓度较高,A正确;
B、二硫键参与维持细胞骨架蛋白的空间结构,二硫化物应激会造成细胞骨架蛋白二硫键形成异常,肽链之间出现非正常的二硫键连接,蛋白质空间结构被破坏,最终导致蛋白质功能改变,B正确;
C、题干描述的细胞程序性死亡属于细胞凋亡,细胞凋亡的根本调控因素是细胞内的遗传基因,葡萄糖含量等外界环境条件可以诱导或抑制凋亡的发生,因此该过程受环境因素和基因的共同调控,C正确;
D、促进癌细胞NADPH合成,胱氨酸可顺利还原为半胱氨酸,细胞不会发生二硫化物异常积累以及后续的程序性死亡,有利于癌细胞存活,不符合癌症治疗的目的,不能作为治疗癌症的新思路,D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)NADPH具有还原性,可在细胞代谢中充当还原剂,参与多种有机物的还原反应。
(2)二硫键是维持蛋白质空间结构的重要化学键,空间结构发生改变后,蛋白质的生理功能通常会随之改变。
(3)细胞凋亡是由遗传物质调控的程序性细胞死亡,外界环境中的营养、理化条件等可以影响细胞凋亡的进程。
(4)诱导癌细胞发生凋亡是癌症药物研发的重要方向之一,通过干扰癌细胞代谢促使其凋亡可实现抗癌效果。
5.【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;杂交育种
【解析】【解答】A、转FMR水稻原有基因型为mm,一条非同源染色体上插入F-M-R片段,减数分裂形成雄配子时,可产生两种雄配子,其中携带F-M-R片段的雄配子含有花粉致死基因F,该类雄配子致死不能参与受精,不携带F-M-R片段的雄配子正常可育,两种雄配子占比各一半,因此雄配子一半不可育,A正确;
B、转FMR水稻的含F基因雄配子全部致死,仅能产生不含F-M-R片段的可育雄配子,雌配子可分为携带F-M-R片段和不携带F-M-R片段两种,比例为1∶1,自交后不携带R基因(无红色荧光)的个体不含F-M-R片段,基因型为mm,表现为雄性不育,B正确;
C、F、M、R三个基因紧密连锁在同一片段上,携带该片段的雄配子因F基因作用发生致死,无法通过花粉受精将相关基因传递给其他植株,因此三个基因不会随花粉进入杂交种造成基因污染,C正确;
D、基因型mm的雄性不育水稻只能产生雌配子,杂交过程中作为母本,普通水稻作为父本提供花粉,杂交形成的种子结在雄性不育母本植株上,普通水稻植株自身自花授粉,其上收获的是普通水稻自交种子,无法从普通稻上收获杂交种,D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)雄性不育的植物无法产生可育雄性配子,只能依靠外来花粉完成受精,在杂交实验中适宜作为母本。
(2)花粉致死基因会导致含有该基因的雄配子丧失受精能力,阻断相关基因借助雄配子向子代扩散。
(3)位于同一条染色体上紧密连锁的基因,减数分裂过程中一般随同一条染色体共同分配到配子中。
(4)杂交后代种子附着在母本植株的果实中,父本植株自身自交结实得到亲本基因型的种子。
6.【答案】C
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;伴性遗传;遗传系谱图
【解析】【解答】A、正常基因B电泳只有①一条条带,说明该基因没有被限制酶切割,酶切位点数为0;色弱基因B-酶切后形成②、③两个条带,存在1个酶切位点;色盲基因b酶切后形成②、④、⑤三个条带,存在2个酶切位点,因此基因B、B-、b的酶切位点数依次为0、1、2,A正确;
B、Ⅱ-2为色弱男性,基因型XB-Y,对应电泳条带②③,说明色弱基因酶切产物是②③;Ⅱ-4为色盲男性,基因型XbY,对应电泳条带②④⑤,说明色盲基因酶切产物是②④⑤,B正确;
C、Ⅰ-1基因型为XB-Xb,Ⅰ-2基因型为X Y,结合电泳结果可知Ⅱ-3基因型是XBXb,其与正常男性X Y婚配,子代基因型为XBXB、XBXb、XBY、XbY,子代不含色弱基因B-,不会出现色弱个体,子代表现为色弱的概率为0,C错误;
D、该性状由X染色体上的复等位基因B、B-、b控制,雌性基因型有XBXB、XBXB-、XBXb、XB-XB-、XB-Xb、XbXb共6种,雄性基因型有XBY、XB-Y、XbY共3种,总计9种基因型,D正确。
故答案为:C。
【分析】(1)限制酶可在特定的脱氧核苷酸序列处切割DNA分子,DNA片段被切割后的条带数目等于酶切位点数加1。
(2)复等位基因是指在同源染色体的相同位点上,存在三个或三个以上控制同一性状的等位基因。
(3)伴X染色体遗传中,雄性个体的X染色体来自母亲,Y染色体来自父亲;雌性个体两条X染色体分别来自父方和母方。
(4)显隐性等级不同的复等位基因,显性程度越高,对应的性状越不容易表现出患病特征。
7.【答案】A
【知识点】内环境的组成;神经系统的基本结构;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、内环境由血浆、组织液和淋巴液等细胞外液组成,血红蛋白位于红细胞内部,属于细胞内的物质,不属于内环境成分,因此血红蛋白不能作为内环境检测指标,A错误;
B、长时间运动细胞呼吸增强,葡萄糖大量消耗,血糖存在下降趋势,机体通过调节加快肝糖原水解生成葡萄糖,以此维持血糖浓度相对稳定,B正确;
C、运动时机体需氧量上升,交感神经兴奋,引起心跳加快、支气管扩张,加快气体交换与血液循环,满足运动所需氧气供应,C正确;
D、适度体育锻炼能够促进神经元形成新的突触连接,突触数量增多有利于神经信号传递,从而提升大脑的认知能力,D正确。
故答案为:A。
【分析】(1)内环境指体内细胞生活的细胞外液,细胞内的各类物质不属于内环境的组成成分。
(2)血糖含量偏低时,机体可促进肝糖原分解补充血糖,肌糖原不能直接水解补充血糖。
(3)交感神经兴奋时可以引发心跳加速、气管扩张、血管收缩等生理变化,适应机体高代谢活动。
(4)突触是神经元之间信息传递的结构,突触数量增加可以提升神经系统信息传递效率,改善认知水平。
8.【答案】A
【知识点】体温平衡调节
【解析】【解答】A、下丘脑存在体温调节中枢,能够整合冷热信号并调控机体产热与散热过程,同时下丘脑可以把温度感受器传来的神经冲动传导至大脑皮层产生冷热感觉,因此下丘脑兼具温度信号传导和体温调节的功能,A正确;
B、健康人体依靠神经-体液调节维持体温相对恒定,无论睡姿如何变化,机体的产热量与散热量始终处于动态平衡状态,平衡不会被打破,B错误;
C、寒冷环境中,低温刺激冷觉感受器,使相关敏感神经元的细胞膜离子通透性发生变化,神经元兴奋性升高,进而产生兴奋沿传入神经传导,C错误;
D、蜷缩型睡姿可以减小身体与空气接触的表面积,目的是减少机体热量散失,不能提升产热速率,伸展型睡姿增大体表面积,利于加快散热,D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)体温调节中枢位于下丘脑,大脑皮层是产生冷觉、热觉等感觉的中枢,下丘脑可向大脑皮层传导温度相关的神经兴奋。
(2)正常人体体温恒定的本质是产热速率和散热速率动态相等,外界轻微影响只会同步改变产热和散热,不会破坏二者平衡。
(3)适宜的刺激会提高感受器相关神经元的兴奋性,寒冷刺激能够激活冷觉感受器使其兴奋。
(4)机体改变身体表面积只影响散热效率,无法直接改变细胞代谢速率来调节产热多少。
9.【答案】B
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性;生长素类似物在农业生产中的应用;环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、棉花顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽,抑制侧芽生长,体现生长素两重性,摘除顶芽解除顶端优势,侧芽正常发育,利于多开花结果,问题科学,A正确;
B、油菜收获的是种子,种子依赖受精作用形成,阴雨传粉不良无法受精,喷施生长素类似物只能发育出无子果实,不能形成种子,无法避免减产,该问题不科学,B错误;
C、植物多种激素相互作用,各类激素的相对含量变化调控器官的生长、分化与发育,问题科学,C正确;
D、冬小麦开花需要经历低温诱导的春化作用,缺少低温处理难以正常开花,问题科学,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)生长素具有两重性,低浓度促进生长,高浓度抑制生长,顶端优势是生长素两重性的典型实例。
(2)生长素及类似物可以促进子房发育成果实,但不能促进卵细胞受精形成种子。
(3)植物的生长发育过程由多种植物激素相互协调、共同调节,激素间的相对比例会影响器官分化方向。
(4)春化作用是部分植物需要经历持续低温环境才能诱导花芽分化、正常开花的生理现象。
10.【答案】A
【知识点】估算种群密度的方法;群落的演替;当地自然群落中若干种生物的生态位;群落的概念及组成
【解析】【解答】A、图1显示乔木生境的鸟类物种数最多,多种鸟类共同利用乔木空间、食物等资源,物种多会导致物种间资源利用重合度大,生态位重叠度较高,A错误;
B、不同季节鸟类物种组成变化主要是鸟类季节性迁徙造成的群落时间结构改变,群落演替是群落优势种、物种组成发生定向的长期更替,仅季节性鸟类变动不会引发群落演替,B正确;
C、水鸟活动能力强、难以捕捉标记,样线法、样点法不用标记个体,依靠定点、定路线统计数量,能够估算该类水鸟的种群密度,C正确;
D、样线法行进速度稳定、样点法各样点停留时间一致,能够避免人为操作差异带来的统计误差,保证调查结果科学可比,D正确。
故答案为:A。
【分析】(1)生态位重叠度和同一生境中物种丰富度相关,同一环境内物种数目越多,不同物种在食物、栖息空间等资源的利用上重合概率越高,生态位重叠程度越高。
(2)群落的季节性属于群落时间结构的表现,由气候、生物迁徙等季节性因素引起,群落演替是随着时间推移群落发生的定向、不可逆的优势群落更替过程。
(3)标记重捕法适用于易捕捉、可标记的活动型动物,样线法和样点法可用于难以标记、活动范围大的野生动物种群密度调查。
(4)野外生态学调查需要控制无关变量一致,统一操作规范以减小实验误差,提升调查数据的可靠性。
11.【答案】D
【知识点】生态系统的结构;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、食物链营养级越低,营养级整体含有的总能量越多,但个体数量不一定更多,存在数量金字塔倒置的情况,同时生物体型大小和营养级高低没有必然的对应规律,A错误;
B、分解者的分解作用越强,更多有机物被分解为无机物返还无机环境,生态系统物质再循环流量增大,FCI数值一般越高,B错误;
C、能够发生生物富集的有害物质可依托水循环、大气环流、生物迁徙在生物圈大范围扩散,对应的物质循环过程具有全球性,C错误;
D、生物富集的有毒物质难以被生物体分解和排出,滞留在生物体内,阻碍生物群落与无机环境之间的物质循环,造成物质再循环流量下降,最终降低生态系统的FCI,D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)能量金字塔通常正置,营养级越低总同化能量越多,而数量金字塔可倒置,生物个体的体型、数目不会随营养级降低呈现固定变化规律。
(2)生物圈范围内的水循环、大气运动可以携带难降解污染物跨区域迁移,因此可生物富集的有害物质的循环具有全球性。难以降解的有害物质沿食物链不断富集,会滞留在各级生物体内,阻碍元素从生物体回归无机环境,抑制生态系统的物质再循环。
12.【答案】A
【知识点】生态系统中的信息传递;人口增长对生态环境的影响;生物多样性的保护措施
【解析】【解答】A、保护森林需要合理采伐,遵循可持续发展原则,采伐量小于林木生长量即可,不能一刀切禁止砍伐,“食不毁器,荫不折枝”倡导适度利用自然资源,并非完全禁止人类干扰,A错误;
B、外来物种进入国家公园后,缺少原产地天敌,容易大量增殖,挤占本土生物的食物、栖息空间,造成本土物种减少,使区域生物多样性下降,B正确;
C、能量在食物链逐级递减,牛肉来自第二营养级及以上的动物,蔬菜是生产者(第一营养级),同等能量需求下,食用蔬菜消耗的土地、水源等资源更少,生态足迹更小,利于低碳环保,C正确;
D、信息素诱杀雄性个体,破坏害虫种群性别比例,雌雄交配概率下降,种群出生率降低,最终使害虫种群密度下降,属于生物防治手段,D正确。
故答案为:A。
【分析】(1)可持续利用自然资源要求合理开发利用,开发速率不能超过资源再生速率,完全禁止采伐不利于森林生态系统正常更新。
(2)盲目引入外来物种容易引发生物入侵,生物入侵是造成生物多样性锐减的重要人为因素之一。
(3)生态足迹可以衡量人类维持自身生存所需占用的生态资源面积,食物链越长,获取等量能量消耗的资源越多,生态足迹越大。
(4)改变种群的性别比例能够影响种群出生率,进而调控种群数量,利用化学信息防治害虫属于无污染的生物防治。
13.【答案】B
【知识点】尿素分解菌的分离与计数;其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】A、配制以尿素作为唯一氮源的选择培养基,无法分解尿素的微生物不能获取氮元素而不能生长,只有尿素分解菌能够正常增殖,筛选成功率高,A不符合题意;
B、培养基只除去有机氮源但仍含有无机氮源时,非固氮微生物可利用无机氮源生长,无法淘汰杂菌,不能有效筛选固氮微生物,筛选成功率低,B符合题意;
C、热泉长期处于高温极端环境,原生微生物大多演化出耐热的生理特征,从该环境取样筛选耐热微生物成功率高,C不符合题意;
D、培养基添加高浓度氯化钠后,不耐盐的普通细菌因渗透压失衡难以存活,仅耐盐突变细菌可以生长,筛选成功率高,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)选择培养基依靠改变培养基的营养组成或理化环境,抑制非目标微生物生长,选择性促进所需微生物生长。
(2)自生固氮微生物能够利用空气中的氮气合成含氮有机物,筛选该类微生物的培养基需要不添加任何氮源。
(3)长期生活在极端温度、高盐等特殊环境中的野生微生物,普遍拥有适应对应极端条件的性状,是筛选抗性菌种的优质材料。
(4)过高浓度的无机盐会造成普通细菌细胞失水死亡,只有发生基因突变获得耐盐性状的菌株才可在高盐培养基生存。
14.【答案】B
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、制备单克隆抗体时,需要将已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行动物细胞融合得到杂交瘤细胞,再通过动物细胞克隆化培养筛选、扩增杂交瘤细胞,A正确;
B、ADC是抗体与药物的偶联物,不具备细胞结构与细胞膜,ADC的抗体和癌细胞膜上抗原识别结合,不存在细胞膜之间的信息交流,B错误;
C、单克隆抗体能特异性识别宫颈癌细胞,引导药物定向作用于癌细胞,起到导航作用,同时抗体属于免疫活性物质,具备相应免疫功能,C正确;
D、宫颈癌细胞通过胞吞摄入ADC形成囊泡,囊泡和溶酶体融合,溶酶体内水解酶分解ADC,促使药物释放,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)单克隆抗体制备依托动物细胞融合技术获得杂交瘤细胞,再借助动物细胞培养技术实现杂交瘤细胞的克隆增殖。
(2)细胞膜间的信息交流发生在两个完整细胞之间,依赖细胞膜上的受体与信号分子相互识别。
(3)单克隆抗体特异性识别抗原的特性可用于靶向给药,同时抗体可参与体液免疫过程,发挥免疫作用。
(4)溶酶体含有多种酸性水解酶,能够降解胞吞进入细胞的大分子物质与复合物。
15.【答案】D
【知识点】DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、液氮低温冷冻使细胞内水分结成冰晶,撑破细胞结构,研磨时菌体更容易破碎,利于胞内DNA释放,A正确;
B、常规DNA粗提取需要低温静置、冷酒精析出DNA,本方法用NaOH裂解细胞后直接离心取上清获得含DNA溶液,省去低温静置与冷酒精析出DNA的相关步骤,B正确;
C、强碱长时间作用、剧烈振荡都会破坏DNA的磷酸二酯键,造成DNA断裂损伤,因此NaOH处理时间不宜过长,同时避免剧烈振荡,C正确;
D、缓冲液可中和过量NaOH、稳定溶液pH,实验中需要抑制DNA酶活性防止DNA被水解,缓冲液不能维持DNA酶活性,且提取DNA的缓冲液无促进微生物生长的作用,D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)液氮的低温环境能使细胞中水结冰形成冰晶,破坏细胞膜和细胞壁,辅助研磨破碎细胞,是核酸提取常用预处理手段。
(2)DNA在冷酒精中溶解度低,传统提取依靠冷酒精析出DNA,NaOH裂解法直接离心收集含DNA上清液,可省略该沉淀步骤。
(3)DNA的磷酸二酯键易受强碱、机械振荡等因素破坏,操作条件不当会导致DNA片段断裂。
(4)DNA酶会催化DNA水解,核酸提取过程需要通过控制pH等条件抑制DNA酶活性,避免目标DNA降解。
16.【答案】A,B,C
【知识点】无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、无氧呼吸第二阶段仅为细胞质基质中丙酮酸转化为乳酸,而可立氏循环除肌肉生成乳酸外,还包含乳酸运输至肝脏、经葡萄糖异生合成葡萄糖等一系列过程,范围远大于无氧呼吸第二阶段,A错误;
B、肌细胞有氧呼吸时O2消耗速率等于CO2释放速率,乳酸型无氧呼吸既不消耗氧气也不产生二氧化碳,综合整体肌细胞耗氧速率等于CO2释放速率,B错误;
C、丙酮酸生成乳酸的反应只实现NAD+的再生,该阶段没有ATP生成,无氧呼吸的ATP只在第一阶段糖酵解过程产生,C错误;
D、可立氏循环中乳酸转化为葡萄糖需要消耗能量,整个循环无法直接合成ATP供给肌肉细胞生命活动,D正确。
故答案为:ABC。
【分析】(1)人体骨骼肌无氧呼吸分为两个阶段,第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸并产生少量ATP、NADH,第二阶段丙酮酸还原为乳酸,只再生NAD+,不生成ATP。
(2)以葡萄糖为底物的有氧呼吸,氧气消耗量和二氧化碳生成量相等;产乳酸的无氧呼吸无气体消耗与生成。
(3)葡萄糖异生途径是乳酸合成葡萄糖的过程,该生理过程需要消耗ATP,不能释放能量。
(4)可立氏循环跨越肌肉细胞和肝细胞,涉及物质跨器官转运和多步生化反应,和单一细胞内的无氧呼吸阶段不能等同。
17.【答案】A,D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因连锁和互换定律;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、高矮秆与叶色的性状分离比合计为矮秆正常叶∶高秆缺绿叶=12∶4=3∶1,受一对等位基因控制;多穗∶单穗=(6+3)∶(6+1)=9∶7,是9∶3∶3∶1的变式,说明穗数由两对等位基因控制,并非各受一对等位基因控制,A错误;
B、叶色(连带株高)性状分离比3∶1、穗数性状分离比9∶7,若两对基因遵循自由组合,F2性状分离比应为(3∶1)×(9∶7)=27∶21∶9∶7,和题干6∶6∶3∶1不符,因此控制叶色与穗数的基因不遵循自由组合定律,B正确;
C、矮秆正常叶为显性、高秆缺绿叶为隐性,F2矮秆正常叶∶高秆缺绿叶=3∶1,F1为杂合子,F2正常叶(矮秆)基因型中纯合∶杂合=1∶2,故矮秆纯合子占1/3,C正确;
D、穗数由D/d、E/e两对基因控制,F2单穗共7份,基因型及占比:DDee(1/7)、Ddee(2/7)、ddEE(1/7)、ddEe(2/7)、ddee(1/7);分别自交计算纯合子:1/7×1+2/7×1/2+1/7×1+2/7×1/2+1/7×1=5/7,不是2/7,D错误。
故答案为:AD。
【分析】(1)性状分离比9∶7、9∶3∶4等均为9∶3∶3∶1的变式,代表该性状受两对等位基因控制,遵循基因自由组合定律。
(2)两对性状若独立遵循自由组合,后代性状分离比为两对性状分离比的乘积,偏离该比例则说明相关基因连锁,不遵循自由组合。
(3)一对等位基因杂合子自交,后代显性个体中纯合子占1/3、杂合子占2/3。
(4)不同基因型个体自交时,纯合子自交后代全为纯合,单杂合子自交后代纯合子占1/2,可据此分步计算后代纯合比例。
18.【答案】A,C,D
【知识点】免疫功能异常;体液免疫
【解析】【解答】A、浆细胞是唯一可以合成并分泌抗体的免疫细胞,调节性T细胞主要作用是抑制过度的免疫反应,不能产生抗体,A错误;
B、Foxp3基因调控调节性T细胞的发育与功能,基因突变后调节性T细胞功能异常,无法有效抑制异常免疫,免疫系统容易攻击自身组织,诱发自身免疫病,B正确;
C、中枢免疫耐受依靠中枢免疫器官清除自身反应性细胞建立,调节性T细胞参与外周免疫耐受的维持,不参与中枢免疫耐受的构建,C错误;
D、抑制调节性T细胞功能可以解除对效应免疫细胞的抑制,增强机体对癌细胞的免疫杀伤能力,相关研究可以为癌症治疗提供思路,D错误。
故答案为:ACD。
【分析】(1)体液免疫中,B细胞增殖分化形成浆细胞,浆细胞专一合成抗体,各类T细胞均不能产生抗体。
(2)自身免疫病的成因是免疫功能紊乱,免疫系统错误攻击自身正常组织细胞,调节性T细胞可防止该异常情况发生。
19.【答案】D
【知识点】种群的数量变动及其原因;生物多样性的价值
【解析】【解答】A、有害生物的种群密度随自身发育、环境条件发生动态变化,作物在不同生命周期的经济价值存在差异,因此图示两条曲线会随有害生物密度和作物生命周期的变化而改变,A正确;
B、有害生物种群密度越低,把种群压制到该密度需要投入的防治成本越高,作物价值与防治成本的收益差偏小,在有害生物密度过低时进行防治,投入大于收益,经济价值不大,B正确;
C、两条曲线间距最大时,作物价值与防治成本的差值达到最大,农业经济效益最高,该密度对应的处理方式为最佳有害生物防治对策,C正确;
D、生物多样性的间接价值是生态调节功能,其价值通常显著高于食用、药用等直接价值,彻底消灭有害生物会破坏农田生态系统结构,对间接价值造成的影响更大,D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)农田中作物的经济价值随生长发育阶段改变,有害生物种群密度受种群自身增长规律、环境因素影响不断变化,对应的成本和价值曲线随之改变。
(2)有害生物防治成本与有害生物密度呈负相关,害虫密度越低,农药、人工等防治投入越多,经济效益随之下降。
(3)农业防治的经济效益等于作物产出价值减去防治投入成本,二者差值最大的密度是生产上最优的害虫防控水平。
(4)生物多样性的间接价值主要体现在生态系统的自我调节、物质循环等生态功能,普遍大于直接利用带来的直接经济价值。
20.【答案】A,B,C
【知识点】胚胎移植;体外受精;胚胎的体外培养;胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、重构胚的激活常用电脉冲或者钙离子载体处理,单纯Ca2+不能直接激活重构胚完成分裂发育,A错误;
B、体外受精得到的早期胚胎,细胞核DNA一半来自父方、一半来自母方,但细胞质DNA几乎全部来源于母方卵细胞,胚胎总DNA并非父母各占一半,B错误;
C、人工授精只需对供体母畜超数排卵获取大量卵子,受体雌性只需要同期发情处理,不用超数排卵,C错误;
D、受体子宫对移入的外来胚胎几乎不发生免疫排斥,胚胎移植前无需胚胎与受体配型,D正确。
故答案为:ABC。
【分析】(1)体细胞核移植形成的重构胚需要物理或化学激活处理,钙离子载体可诱发钙离子内流实现激活,游离钙离子无法直接激活。
(2)受精卵的核DNA由雌雄配子平均提供,线粒体等细胞质遗传物质几乎全部由卵细胞提供,因此整体DNA亲本占比不等。
(3)胚胎工程中,供体雌性超数排卵获得卵母细胞,受体雌性同期发情使生理状态和供体一致,便于胚胎着床,不需要超数排卵。
(4)胚胎移植的生理基础包含受体对移入胚胎基本无免疫排斥,因此不用组织配型。
21.【答案】(1)无机盐和可溶性糖含量的增加使细胞内液泡(细胞液)的渗透压增大,有利于细胞吸水,保证了高盐浓度条件下水分的正常供应;随着盐(NaCl)处理时间的延长,光合色素含量下降,光反应速率下降,从而导致暗反应速率下降,消耗的CO2减少
(2)类囊体薄膜;提取光合色素时未添加CaCO3,导致叶绿素被破坏
(3)在该地块种植豆科植物,利用其根部根瘤菌的固氮作用增加土壤中无机氮的含量(或施用固氮菌微生物肥料,利用这些微生物的固氮作用增加土壤中氮肥的含量);外施一定浓度的ABA
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;影响光合作用的环境因素;其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】(1)土壤NaCl浓度升高后,外界土壤溶液渗透压变大,植物细胞容易发生渗透失水,玉米幼苗主动吸收无机盐、在细胞内积累可溶性糖,能够提高细胞液的渗透压,减小细胞液与外界环境的渗透压差,帮助细胞在高盐环境下正常吸水,是植物应对盐胁迫的适应性变化。图2中15天之后,随盐处理天数增加,光合色素含量持续下降,色素捕获和转化光能的能力下降,光反应产生的ATP、NADPH减少,暗反应速率随之降低,暗反应消耗的胞间CO2变少,CO2无法及时被固定利用而在胞间积累,因此胞间CO2相对浓度不断上升。
(2)玉米的光合色素附着在叶绿体的类囊体薄膜上,类囊体薄膜也是光反应进行的场所。纸层析实验里③为叶绿素a、④为叶绿素b,研磨提取色素时,碳酸钙可以中和细胞液内的有机酸,避免叶绿素被酸性物质破坏;若提取试剂中缺少CaCO3,叶绿素被分解损耗,色素含量下降,层析后③④对应的色素条带宽度就会变窄。
(3)豆科植物和根瘤菌互利共生,根瘤菌可将空气中的氮气固定为土壤可利用的含氮化合物,在缺氮农田间作或轮作豆科植物,能依靠生物固氮提升土壤氮含量,也可施加固氮菌肥料补充土壤氮源。ABA可以增强植物的耐盐能力,因此在盐渍化农田中,可以向农作物喷施适宜浓度的外源脱落酸,缓解高盐对作物的胁迫伤害。
【分析】(1)渗透作用发生的条件是半透膜和浓度差,外界溶液渗透压高于细胞液时细胞失水,植物通过积累可溶性有机物、无机盐提升细胞液渗透压,降低失水速率,是植物耐盐的生理调节方式。
(2)光合作用光反应依赖光合色素吸收光能,光合色素含量降低会使光反应速率下降,光反应为暗反应提供的ATP和NADPH不足,暗反应固定CO2的速率下降,胞间二氧化碳消耗量减少、含量升高。
(3)叶绿体中光合色素分布在类囊体薄膜上;光合色素提取实验中,碳酸钙作用是防止叶绿素被有机酸破坏,二氧化硅使研磨更充分,无水乙醇作为有机溶剂溶解提取色素。
(4)生物固氮是固氮微生物将大气中的N2转化为含氮无机物的过程,豆科植物与根瘤菌为互利共生关系,可利用该原理改良缺氮土壤。
(5)脱落酸属于植物抗逆激素,能够提高植物对盐胁迫、干旱等逆境的抵抗能力,农业生产可外源施用适宜浓度的脱落酸改善盐渍地作物生长状况。
(1)由图1可知,随着NaCl浓度的升高,玉米幼苗细胞中无机盐和可溶性糖的含量均增加,推测可能的原因是无机盐和可溶性糖含量的增加使细胞内液泡(细胞液)的渗透压增大,有利于细胞吸水,保证了高盐浓度条件下水分的正常供应。由图2可知,第 15 天后玉米幼苗胞间CO2浓度不断增大,推测可能的原因是随着盐(NaCl)处理时间的延长,光合色素含量下降,光反应速率下降,从而导致暗反应速率下降,消耗的CO2减少。
(2)玉米幼苗中,光合色素位于类囊体薄膜上。扩散速度最快且呈橙黄色的是色素①胡萝卜素;若色素③叶绿素a、④叶绿素b的条带宽度变窄,则可能的原因是提取光合色素时未添加CaCO3,导致叶绿素被破坏。
(3)若玉米种植地块氮肥贫瘠,从生态学角度提出合理的解决措施在该地块种植豆科植物,利用其根部根瘤菌的固氮作用增加土壤中无机氮的含量(或施用固氮菌微生物肥料,利用这些微生物的固氮作用增加土壤中氮肥的含量)。研究发现,高盐胁迫会诱导植物激素如ABA的含量增加,来抵抗高盐胁迫,因此应对土壤盐渍化的措施为外施一定浓度的ABA。
22.【答案】(1)黄色;F1中黄花∶白花=3∶1;不能
(2)A、a;AaBB;B/b;父本印记;黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=3∶3∶1∶1;黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=2∶1∶0∶1或1∶2∶1∶0
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;表观遗传;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】(1) 两组正反交实验的F1花色均出现黄花∶白花=3∶1的性状分离比,符合显性杂合子自交的分离规律,因此黄色是显性性状。含油量相关性状在两次正反交里,子代表现型全部和母本保持一致,该性状受基因组印记调控,来自亲本一方的等位基因被甲基化修饰后不能表达,无法依靠后代表现型直接区分基因的显隐性,因此不能确定含油量性状的显隐性。
(2) ①a基因由A基因碱基缺失突变形成,碱基缺失使基因片段更短,电泳时迁移速度更快,电泳图谱中亲本甲与乙共有的条带2、3对应A、a基因;结合杂交性状分离比例,控制花色的亲本基因型均为Aa,含油量性状中甲为BB、乙为bb,综上亲本甲基因型为AaBB。
②A/a控制的花色性状正反交分离比例完全相同,不受亲本来源影响,而B/b控制的含油量性状正反交结果差异显著,由此确定存在基因组印记的是B/b基因。实验一母本提供B基因、父本提供b基因,子代Bb全部表现高含油,母源B正常表达;实验二父本提供B基因、母本提供b基因,子代Bb全部表现低含油,父源B被甲基化沉默无法表达,该印记类型属于父本印记。
③F1-②基因型为AaBb,若两对基因遵循自由组合定律,Aa自交后黄花∶白花=3∶1;B/b受父本印记影响,植株自交时母本产生的B、b均可正常表达,父本携带的B基因沉默仅b可发挥作用,子代高含油∶低含油=1∶1,两组比例相乘得到黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=3∶3∶1∶1。若两对基因连锁不遵循自由组合定律,当A与B连锁、a与b连锁时,子代性状比例为2∶1∶0∶1;当A与b连锁、a与B连锁时,子代性状比例为1∶2∶1∶0。
【分析】(1)一对等位基因的杂合子自交,后代性状分离比为3∶1,占比为3的性状为显性性状。
(2)基因组印记属于表观遗传,DNA甲基化不会改变基因的碱基排列顺序,但能够抑制基因的转录过程,造成同源等位基因因亲本来源不同出现表达差异。
(3)核酸电泳时,DNA片段碱基数目越少、分子量越小,在凝胶中的迁移速率越快,条带位置越靠近迁移方向末端。
(4)非同源染色体上的非等位基因遵循基因自由组合定律,位于同一对同源染色体上的非等位基因发生连锁,不遵循自由组合定律。
(5)父本印记的特点是来自父方的等位基因发生甲基化修饰后沉默失活,只有母方来源的等位基因可以正常表达;母本印记与之相反。
(6)两对独立遗传性状的后代表现型比例,可以由两对性状各自的分离比例相乘得到;连锁遗传的个体仅能产生两种基因型的配子,自交后性状分离比例与自由组合存在明显区别。
(1)实验一和实验二为正反交实验,F1中黄花∶白花 = 3∶1,说明黄花对白花为显性。实验一中黄花高含油与黄花低含油杂交,子代均为高含油;实验二中黄花高含油与黄花低含油杂交,子代均为低含油,由于两组实验结果不同,且受基因组印记现象影响,仅从实验结果上不能判断是来自父本还是母本的基因被甲基化修饰沉默,所以不能确定含油量性状的显隐性。
(2)①DNA甲基化是在不改变基因碱基序列的情况下,对基因表达进行调控的一种表观遗传现象,所以DNA甲基化不改变基因的碱基序列。根据实验一和实验二的杂交结果以及电泳图谱,实验一♀甲(黄花高含油)×♂乙(黄花低含油),F1中黄花高含油:白花高含油=3:1,说明花色由A/a基因控制,且亲本甲和乙关于花色的基因型均为Aa;实验一F1均为高含油,亲本甲关于含油量的基因型为BB,乙的基因型为bb,所以亲本甲的基因型为AaBB。结合电泳结果分析,亲本甲和乙的电泳结果相同的条带是2和3,两者相同的基因是A和a,且a和b基因均由其等位基因发生碱基缺失突变形成,a电泳速度快,距离加样孔远,因此条带2和条带3分别表示基因A、a。
②实验一和实验二为正反交实验,子代关于含油量的表现型不同,说明含油量性状的遗传与亲本的性别有关,因此存在基因组印记现象的是B/b基因。实验一的母本为高含油(BB),父本为低含油(bb),子代均为高含油(Bb),说明母源等位基因正常表达,实验二中父本为高含油,子代均为低含油,说明父源基因B带有遗传印记,在子代中不表达,即该基因的印记类型为父本印记。
③已知子一代在形成生殖细胞时会清除源自亲代的基因组印记,依自身性别重建新印记。为研究A/a和B/b是否遵循自由组合定律,选择F1—②个体单株隔离种植,根据电泳结果可知,其基因型为AaBb,若相关基因遵循基因自由组合定律,且B基因带有父源标记,则子代表现为(黄花∶白花 = 3∶1)×(高含油∶低含油= 1∶1):黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=3∶3∶1∶1;若相关基因不遵循基因自由组合定律,则该个体的基因型中可能是A和B、a和b连锁,也可能是A和b、a和B连锁,若为前者(母本产生两种配子AB和ab,父本产生两种配子,由于B基因不表达,相当于是Ab和ab),则可观察到某一株子代表型及比例为黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=2∶1∶0∶1,若为后者(母本产生两种配子Ab和aB,父本产生两种配子,由于B基因不表达,相当于是Ab和ab),则可观察到某一植株子代的表型及比例为黄花高含油∶黄花低含油∶白花高含油∶白花低含油=1∶2∶1∶0。
23.【答案】(1)促肾上腺皮质激素释放激素;快;SAM轴引起肾上腺素的分泌只有神经调节,速度快
(2)肝脏;减法;甲、丙、乙;HSL轴激活导致肝糖原分解,其发挥作用的速度比HPA轴快
【知识点】血糖平衡调节;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1) HPA轴为下丘脑、垂体、肾上腺构成的分级调节通路,下丘脑合成并分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于垂体,启动后续垂体、肾上腺的激素分泌连锁反应。SAM轴依靠自主神经直接支配肾上腺髓质分泌肾上腺素,整个调节过程仅为神经调节,信号沿反射弧传导速度快;HPA轴属于神经-体液分级调节,需要经过下丘脑、垂体、肾上腺三级激素合成与体液运输,调控环节更多,耗时更长,因此SAM轴升高血糖的速度更快。
(2) ①HSL轴为下丘脑—交感神经—肝脏轴,因此C组需要切断交感神经与肝脏之间的通路。
②实验通过阻断相关生理通路、移除某一调节途径来探究通路功能,人为消除自变量的作用,运用了实验设计的减法原理。
③A组假手术,HSL轴和HPA轴两条通路均完好,应激后血糖上升幅度最大、速率最快,对应曲线甲;B组阻断垂体与肾上腺的通路,HPA轴被阻断但HSL轴正常,早期可依靠HSL升血糖,对应曲线丙;C组切断交感神经和肝脏的连接,HSL轴被阻断,仅剩余起效缓慢的HPA轴,早期血糖上升最慢,对应曲线乙,即A、B、C依次对应甲、丙、乙。
④丙组小鼠的HSL轴完整,应激早期交感神经快速调控肝脏分解肝糖原,短时间内提升血糖;乙组HSL轴被切断,只能依靠起效迟缓的HPA轴调节血糖,因此丙组早期应激血糖上升速度显著快于乙组。
【分析】(1)下丘脑-垂体-靶腺分级调节属于体液调节的典型形式,调节过程需要多级激素依次分泌并通过体液运输发挥作用,反应速度偏慢。
(2)神经调节依靠反射弧完成信号传递,电信号和神经递质的传递耗时短,生理反应起效迅速;体液调节依赖激素随血液循环运输至靶器官,反应出现的时间滞后。
(3)肾上腺髓质受交感神经直接支配,交感神经兴奋可快速诱导肾上腺素分泌,肾上腺素能促进肝糖原分解、非糖物质转化,快速升高血糖;肾上腺皮质激素的分泌受下丘脑-垂体分级调控,升血糖起效较慢。
(4)实验减法原理指人为去除受试对象的某种结构或生理通路,排除该变量的生理作用,以此研究该结构或通路的生理功能;加法原理是额外添加某一处理因素。
(5)肝细胞内的肝糖原是机体快速升血糖的主要储能物质,交感神经可直接作用于肝细胞促进肝糖原水解,是应激早期血糖快速升高的关键生理途径。
(1)HPA轴是分级调节系统,下丘脑产生促肾上腺皮质激素释放激素启动该轴连锁反应。通过SAM轴升高血糖比通过HPA轴升高血糖速度要快,因为SAM轴引起的肾上腺素的分泌只有神经调节,而HPA轴经过神经-体液调节。
(2)根据题干信息可知,C组切断了交感神经与肝脏的通路,因为HSL轴(下丘脑-交感神经-肝脏轴)是早期应激血糖升高的关键通路。此实验设计除去相关因素,研究单一因素对实验结果的影响,运用了减法原理。A组小鼠进行假手术处理,未阻断任何通路,血糖升高最快,对应曲线甲,B组阻断垂体与肾上腺的通路,阻断了HPA轴,C组切断了交感神经与肝脏的通路,阻断了HSL轴,已知HSL在早期应激血糖的产生中十分关键,因此C组早期血糖升高变慢,对应曲线乙,那么B组对应曲线丙,即A、B、C三组实验分别对应图中曲线甲、丙、乙。丙组(B组)小鼠的HSL轴正常,HPA轴被阻断,小鼠早期应激血糖上升显著快于乙组(C组),其原因可能是HSL轴激活导致肝糖原分解,其发挥作用的速度比HPA轴快。
24.【答案】(1)种群在单位面积或单位体积中的个体数;记名计算
(2)②;①;减少对生境的干扰水平可以增加物种多样性
(3)种间竞争会降低实际生态位,而互利共生会扩大实际生态位;封山育林区的动物得到了保护,有利于种子的传播;自生、协调
【知识点】估算种群密度的方法;当地自然群落中若干种生物的生态位;生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】(1) 种群密度是种群最基本的数量特征,其定义为种群在单位面积或单位体积中的个体数。统计群落中物种的种类及数量时,若调查区域内乔木个体较大、数量有限,可采用记名计算法,该方法需要逐一记录调查区域内的所有物种及其个体数量,能准确反映物种的种类和数量。
(2) 沙漠生境的特点是胁迫强度大(如水分匮乏、资源贫瘠,环境恶劣),但生境干扰水平低,结合图示中横轴(胁迫强度)和纵轴(生境干扰水平)的分布,沙漠生境属于类型②。成体间竞争能力最大的植物群落,通常生存在资源丰富、环境条件优越的区域,这类生境的胁迫强度低且干扰水平也低,对应图中的类型①区域。生境①的干扰水平低于生境③,且物种多样性更高,说明减少对生境的干扰水平可以增加物种多样性,因此我国部分地区实行封山育林、退耕还湖,通过减少人为干扰,提高生境的稳定性,增加物种多样性,提升生态系统的稳定性。
(3) 基础生态位是物种理论上能占据的最大空间,而实际生态位会受种间关系影响:种间竞争中,物种会被竞争对手排挤,无法利用所有资源,因此实际生态位会缩小;互利共生中,物种可依赖共生伙伴获得更多资源,拓展生存空间,因此实际生态位会扩大。封山育林区禁止砍伐和狩猎,保护了林区内的动物,动物可通过取食、携带等方式帮助植物传播种子,因此种子传播速度更快。森林生态系统修复中,利用先锋物种改善环境,为顶级树种创造条件,并发挥生态系统自我修复能力,体现了生态工程的自生原理(依靠生物组分的自组织、自我调节能力维持系统功能)和协调原理(生物与环境、生物与生物间的协调与平衡)。
【分析】(1)种群密度是种群最基本的数量特征,定义为种群在单位面积或单位体积中的个体数;群落物种丰富度的统计方法包括记名计算法和目测估计法,记名计算法适用于个体较大、种群数量有限的群落。
(2)生境的胁迫强度和干扰水平会影响植物的生态对策与群落物种多样性,低干扰、低胁迫的生境中物种间竞争更激烈,减少人为干扰水平可提高物种多样性。
(3)种间关系会影响物种的实际生态位,种间竞争会缩小物种的实际生态位,互利共生会扩大物种的实际生态位;动物可帮助植物传播种子,保护动物有利于提升种子传播效率。
(4)生态工程的基本原理包括自生原理、协调原理等,自生原理强调生物组分的自组织与自我调节能力,协调原理强调生物与环境、生物与生物间的协调平衡。
(1)种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数,这是种群最基本的数量特征。对于某区域数量有限的乔木,由于其范围和个体数量有限,统计种类及数量可采用记名计算法。
(2)沙漠环境干旱、胁迫强度大且干扰水平低,结合图像可知属于类型②。成体间竞争能力最大的植物群落,其生存环境干扰水平低、胁迫强度小,对应类型①区域。生境①比生境③中物种多样性高,我国部分地区实行封山育林、退耕还湖的依据是减少对生境的干扰水平可以增加物种多样性,进而提高生态系统的稳定性。
(3)群落的种间关系影响实际生态位,种间竞争和互利共生对实际生态位大小影响的区别是种间竞争会使物种的实际生态位缩小(被竞争对手排挤,只能占据部分资源),而互利共生会使物种的实际生态位扩大(依赖共生伙伴获得更多资源,拓展生存空间)。封山育林区的种子传播速度更快,原因是封山育林区的动物得到了保护,有利于种子的传播。在进行森林生态系统的修复过程中,应采用渐进式恢复模式,利用适应能力强的先锋物种改善条件,为顶级树种创造适宜环境,并充分发挥生态系统的自我修复能力,这体现了生态工程建设的自生、协调原理。
25.【答案】(1)LB与RB;能;Ti质粒的T-DNA片段被转移并整合到受体细胞的染色体DNA上
(2)防止质粒与目的基因的自身环化或反向连接;5'-CCCGGG-3'(或Xma Ⅰ或Sma Ⅰ所识别的序列)
(3)含质粒A、质粒B的农杆菌侵染植物时均出现转化、含质粒C的农杆菌侵染植物时不出现转化;T-DNA中的tms与tmr在植物细胞中表达,产生的激素会影响愈伤组织的形成及分化
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)想要完整切下T-DNA单链,限制酶需要识别并切割T-DNA两端的LB与RB序列。Ti质粒上的T-DNA片段进入植物宿主细胞后,能够整合到植物细胞的染色体DNA上,染色体DNA随细胞分裂进行复制,插入的外源基因会跟随染色体传递给子代细胞,因此该片段上的基因在转化植株体内可以稳定遗传。
(2)选用两种不同的限制性核酸内切酶分别切割载体和目的基因,可使质粒与目的基因的两端形成两种不一样的末端,既能避免质粒自身环化、目的基因自身环化,还可以防止目的基因反向连接到质粒载体上。质粒B的T-DNA区域可用XmaⅠ和SmaⅠ的酶切位点,二者识别的碱基序列均为5'-CCCGGG-3',因此目的基因尾端最适宜添加该序列。
(3)质粒A保留LB、RB、tms与tmr,质粒B保留LB、RB但删除tms与tmr,质粒C缺失LB或者RB;若LB、RB是T-DNA转移的必需结构,tms和tmr不影响T-DNA转移,则含质粒A、B的农杆菌均可完成植物细胞转化,含质粒C的农杆菌无法实现转化。tms与tmr是调控植物内源激素合成的基因,质粒A的T-DNA携带这两个基因,整合进植物基因组后会在植物细胞内表达,异常合成植物激素,打乱愈伤组织脱分化和再分化所需的激素比例,阻碍胚状体与试管苗的正常发育;质粒B去除了tms、tmr,不会异常合成激素,利于植物组织培养获得再生植株。
【分析】(1)农杆菌Ti质粒的T-DNA依靠两侧LB、RB边界序列完成剪切与转移,T-DNA的关键遗传特点是可整合到植物细胞的染色体DNA上,整合在染色体上的外源DNA会随染色体的复制与细胞分裂稳定遗传给后代。
(2)基因工程载体构建时,双酶切利用两种限制酶产生不同末端,从末端结构层面杜绝载体自身环化、目的基因自身环化和反向连接;部分限制酶识别相同核苷酸序列但切割位点不同,可配套用于载体和目的基因的连接构建。
(1)LB、RB是T-DNA的左右边界序列,要切割下完整的T-DNA单链,酶甲需要识别切割LB和RB。农杆菌转化法中,T-DNA最终会整合到植物细胞的染色体DNA上,随染色体DNA复制同步传递给子代,因此片段上的基因可以稳定遗传。
(2)使用两种不同限制酶切割,可使目的基因和质粒两端产生不同的黏性末端,从而避免目的基因或质粒自身环化,同时保证目的基因按照正确方向插入。结合图1,酶切位点需要选在LB和RB之间,LB和RB之间存在③④⑤三种酶切位点,但③存在两处,选③会导致tms和tmr被切除,故选④⑤切割质粒,而这两种酶识别序列相同但酶切位点不同,故在目的基因尾端最宜添加的序列是5'-CCCGGG-3'(或Xma Ⅰ或Sma Ⅰ所识别的序列)。
(3)若LB、RB是T-DNA转移必需,tms、tmr不是,则结果为:保留LB、RB的质粒A和质粒B都可以完成转化,缺失LB/RB的质粒C不能完成转化。tms、tmr是激素基因,质粒A保留这两个基因,导入植物后会导致植物细胞激素含量异常,细胞分化紊乱,无法正常发育为胚状体或试管苗,因此选择去除了tms和tmr的质粒B。
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