【精品解析】【高考真题】黑龙江省2026年高考生物试卷

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【高考真题】黑龙江省2026年高考生物试卷
1.与根瘤菌共生的豆科植物,几乎完全依赖土壤才能获得的元素是
A.碳 B.磷 C.氧 D.氮
【答案】B
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、植物通过光合作用固定空气中的二氧化碳获取碳元素,不依赖土壤,A 不符合题意;
B、豆科植物自身不能固氮,但磷元素只能从土壤无机盐中吸收,且无其他外源获取途径,几乎完全依赖土壤获得,B 符合题意;
C、植物根系、叶片均可从空气、水中获取氧,并非只依靠土壤,C 不符合题意;
D、豆科植物与根瘤菌共生,根瘤菌可将大气中的氮气固定为含氮化合物供给植物,不需要完全依靠土壤获取氮,D 不符合题意。
故答案为:B。
【分析】豆科植物和根瘤菌是典型的互利共生关系:豆科植物向根瘤菌提供生活所需的物质和能量(有机养料),而根瘤菌能固定空气中游离的氮,将空气中的氮气转变为含氮养料,改善豆科植物的氮素营养,供植物利用。
2.对作物植株上某种虫的种群密度进行估算,下列方法最有效的是
A.标记重捕法 B.目测估计法
C.黑光灯诱捕法 D.样方法
【答案】D
【知识点】估算种群密度的方法
【解析】【解答】A、标记重捕法适用于活动能力强、活动范围大的动物,作物植株上的虫活动范围小,不适合该方法,A不符合题意;
B、目测估计法是统计物种丰富度的方法,不是估算种群密度的方法,B不符合题意;
C、黑光灯诱捕法适用于趋光性昆虫,无法适用于所有作物植株上的虫,不具备通用性,C不符合题意;
D、样方法适用于植物和活动能力弱、活动范围小的动物,作物植株上的昆虫活动能力弱、活动范围局限在植株上,适合用样方法估算种群密度,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】样方法的适用对象:植物,以及蚜虫、跳蝻等活动能力弱、活动范围小的小型动物,通过随机取样、计数取平均值估算种群密度。
3.某单基因遗传病由位于 X 染色体上的隐性基因控制。不考虑突变,下列关于表型正常夫妇所生子女的叙述,一定正确的是
A.女孩均正常 B.男孩均正常
C.女孩均为携带者 D.男孩和女孩均正常
【答案】A
【知识点】伴性遗传;人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】该遗传病为伴X染色体隐性遗传病,设致病基因为a,正常基因为A。表型正常夫妇的基因型存在两种情况:丈夫基因型只能是XAY(男性只要X染色体携带致病基因就会患病,表型正常则无致病基因);妻子基因型有两种可能:XAXA(完全正常,不携带致病基因)或XAXa(表型正常,致病基因携带者)。
A、丈夫只能提供XA给女儿,女儿必然获得一条含正常显性基因的X染色体,因此女孩一定不会患病,全部正常,A符合题意;
B、若妻子是携带者XAXa,则有50%概率传给儿子Xa,儿子基因型为XaY,会患病,因此男孩不一定全部正常,B不符合题意;
C、若妻子基因型为XAXA,则女儿只能得到XA,基因型为XAXA,不是携带者,C不符合题意;
D、当妻子为携带者时,儿子有概率患病,并非男女全部正常,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)伴X隐性遗传的男性发病特点:男性只有一条X染色体,只要X染色体携带隐性致病基因就会表现患病,表型正常男性的X染色体一定不含致病基因。
(2)伴X隐性遗传的女性发病特点:女性有两条X染色体,必须两条染色体均携带致病基因才会患病,仅一条携带致病基因时表型正常,为携带者。
(3)人类子代性别染色体传递规律:父亲只能将X染色体传给女儿、Y染色体传给儿子;母亲可随机将两条X染色体之一传给子女。
4.下列关于人体中体液调节的叙述,正确的是
A.内环境中的各种激素均由内分泌腺分泌
B.甲状腺激素的分泌存在分级调节和反馈调节
C.体液调节即通过激素对生命活动进行调节
D.激素可通过血液定向运输到靶器官、靶细胞
【答案】B
【知识点】激素调节的特点;激素与内分泌系统;激素分泌的分级调节;其他体液成分参与的稳态调节
【解析】【解答】A、激素并非只由内分泌腺分泌,部分内分泌细胞(如小肠黏膜分泌促胰液素的细胞)不属于腺体,也能分泌激素,因此内环境激素不全都来自内分泌腺,A不符合题意;
B、下丘脑分泌TRH作用于垂体,促使垂体分泌TSH,TSH促进甲状腺分泌甲状腺激素,属于分级调节;甲状腺激素含量升高时会反过来抑制下丘脑、垂体分泌相关激素,属于负反馈调节,甲状腺激素分泌同时存在分级调节与反馈调节,B符合题意;
C、体液调节的调节物质除激素外,还包括CO2、组织胺等其他化学物质,并非仅依靠激素调节生命活动,C不符合题意;
D、激素随血液全身弥散运输,并非定向运输,只因为只有靶细胞、靶器官存在特异性受体,激素才只作用于对应部位,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)分泌激素的结构分为内分泌腺和散在的内分泌细胞,二者都可产生激素并释放到内环境。
(2)甲状腺激素、性激素等动物激素分泌普遍存在下丘脑-垂体-靶腺分级调节,同时存在负反馈调节维持激素含量稳定。
(3)体液调节的定义是激素、其他化学物质通过体液传送的方式对生命活动进行调节,激素调节只是体液调节的主要部分。
(4)激素运输特点:体液运输无定向性,随血液循环到达全身各处;作用具有特异性,仅识别并结合带有对应受体的靶细胞、靶器官。
5.下列关于菊花愈伤组织诱导及培养的叙述,正确的是
A.诱导愈伤组织形成及后期培养,全程需光照
B.为防止植物激素高温失活,培养基可不灭菌
C.用幼嫩的茎段作外植体能诱导形成愈伤组织
D.生长素与细胞分裂素的比例不影响愈伤组织细胞分化方向
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用;植物组织培养的影响因素
【解析】【解答】A、诱导愈伤组织脱分化阶段不需要光照,光照会诱导分化产生叶绿体,不利于愈伤组织形成,再分化阶段才需要光照,因此并非全程光照,A不符合题意;
B、培养基若不灭菌会滋生大量杂菌污染外植体,植物激素高温易失活可采用高压蒸汽灭菌后待培养基冷却再加入激素,不能省略灭菌步骤,B不符合题意;
C、幼嫩茎段细胞分化程度低、全能性高,适宜作为外植体,在适宜培养基条件下可以脱分化诱导形成愈伤组织,C符合题意;
D、生长素和细胞分裂素的配比会调控愈伤组织分化方向,生长素比例高利于生根,细胞分裂素比例高利于生芽,比例适中促进愈伤组织增殖,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)植物组织培养脱分化过程避光培养,避免分化形成光合结构;再分化阶段给予适宜光照,保证幼苗光合作用。
(2)植物组织培养全程无菌操作,培养基必须灭菌,激素不耐高温则采用低温添加法,灭菌步骤不可省略。
(3)分化程度低、分裂能力强的幼嫩组织、器官适合作为外植体,更容易脱分化形成愈伤组织。
(4)生长素与细胞分裂素的相对含量是调控愈伤组织增殖、根芽分化的关键因素,不同比例对应不同分化方向。
(5)愈伤组织是外植体脱分化形成的薄壁细胞团,具有全能性,可经再分化形成完整植株。
6.山水林田湖草沙是生命共同体,各组分在生态系统中扮演着不同的角色,彼此紧密联系、相互依存。下列叙述错误的是
A.林、草等绿色植物为生态系统的生产者,是生态系统的基石
B.沙化治理能增加植被覆盖,固定更多的,减缓全球变暖
C.各组分相互依存,形成共同体,有利于维持生态系统的平衡稳定
D.保护生命共同体是为了更好地实现其调节生态系统功能的直接价值
【答案】D
【知识点】生态系统的稳定性;生物多样性的价值
【解析】【解答】A、林、草绿色植物可通过光合作用制造有机物,属于生产者,生产者是生态系统的基石,A符合题意;
B、沙化治理提升植被覆盖率,植物光合作用吸收固定更多二氧化碳,降低大气CO2浓度,缓解温室效应、减缓全球变暖,B符合题意;
C、山水林田湖草沙各组分相互联系、彼此制约,生物与环境形成统一整体,能增强生态系统自我调节能力,维持生态平衡稳定,C符合题意;
D、调节生态系统功能属于生态功能,体现的是生物多样性的间接价值,并非直接价值,D不符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)生产者可利用无机物合成有机物,为生态系统提供物质和能量来源,是生态系统存在的基础。
(2)大气中二氧化碳浓度升高会引发温室效应,植被可固定二氧化碳,降低温室效应带来的影响。
(3)生态系统组分越丰富、联系越紧密,营养结构越复杂,自我调节能力越强,抵抗力稳定性越高。
(4)生物多样性直接价值包含食用、药用、观赏、工业原料、科研等;间接价值指涵养水源、固碳、调节气候等生态调节功能;潜在价值是目前未发现的利用价值。
7.秸秆覆盖还田、免耕播种等黑土地保护技术使土壤有机碳含量增加,土壤生物多样性也高于传统耕作,作物产量增加。下列叙述错误的是
A.该技术为分解者提供了更多的有机物来源
B.秸秆中部分有机碳分解后,以无机碳的形式流向非生物环境
C.该技术使秸秆中的能量经微生物更多地流向农作物
D.该技术兼顾经济效益与生态保护,符合整体原理
【答案】C
【知识点】生态工程依据的生态学原理;生态系统的能量流动;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、秸秆覆盖还田会向土壤输入大量秸秆有机物,可为土壤中的分解者提供更多有机物营养来源,A符合题意;
B、秸秆里的有机碳被分解者呼吸分解,生成二氧化碳,二氧化碳属于无机碳,释放到大气这类非生物环境中,B符合题意;
C、生态系统中能量流动是单向的,秸秆中的能量被微生物分解后,大部分以热能散失,剩余存于微生物体内,不能重新流向农作物,农作物只能利用光能固定碳,无法直接利用秸秆有机物中的能量,C不符合题意;
D、该技术提升作物产量带来经济效益,同时提升土壤有机碳、土壤生物多样性实现生态保护,兼顾自然、经济、社会整体效益,符合生态工程的整体原理,D符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)分解者可将动植物残体中的有机物分解,获取自身生命活动所需物质与能量,秸秆还田能提升土壤有机物总量,促进分解者生存繁殖。
(2)碳循环中,生物群落的有机碳通过生物的细胞呼吸,转化为二氧化碳(无机碳)回归无机环境。
(3)生态系统能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,生产者只能固定太阳能,不能直接利用动植物残体有机物中的化学能。
(4)生态工程整体原理要求兼顾生态效益、经济效益与社会效益,统筹自然系统、经济系统、社会系统。
8.成纤维细胞经适当剂量 X 射线处理后进入衰老状态,细胞内自由基水平上升,衰老相关 β- 半乳糖苷酶活性升高,染色质形成致密团块。下列叙述错误的是
A.高剂量 X 射线可引起细胞坏死
B.清除过量的自由基有助于延缓细胞衰老进程
C.β- 半乳糖苷酶活性升高表明细胞代谢活动增强
D.染色质收缩是形成染色质致密团块的重要原因
【答案】C
【知识点】细胞凋亡与细胞坏死的区别;细胞衰老的原因探究
【解析】【解答】A、适当剂量X射线诱导细胞衰老,高剂量X射线会严重损伤细胞结构与DNA,引发细胞坏死,A符合题意;
B、自由基会攻击DNA、蛋白质、生物膜等结构,加速细胞衰老,清除过量自由基能够减缓损伤,延缓细胞衰老,B符合题意;
C、衰老相关β-半乳糖苷酶是细胞衰老的标志性酶,其活性升高仅代表细胞进入衰老状态,衰老细胞整体代谢速率是减弱的,不能说明细胞代谢活动增强,C不符合题意;
D、细胞衰老时染色质发生收缩、固缩,形成致密团块,染色质收缩是该现象的重要成因,D符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)射线剂量不同对细胞的损伤效果不同,低/适当剂量诱发细胞衰老,过高剂量造成细胞严重损伤,引发细胞坏死。
(2)细胞衰老的自由基学说认为,细胞代谢产生的自由基会破坏细胞内多种分子结构,加速细胞衰老,减少自由基可延缓衰老。
(3)细胞衰老的细胞核特征:染色质收缩、染色加深,染色质高度固缩形成致密团块。细胞衰老整体代谢水平下降,多种与生长、增殖相关酶活性降低,仅少数衰老特异性酶表达上升。
9.植物细胞膜上存在钙泵和钙离子通道两种转运蛋白。钙泵又称酶,能够催化细胞膜内侧的 ATP 水解释放能量,驱动细胞内的泵出细胞。下列叙述错误的是
A.需与钙离子通道蛋白结合才能进入细胞
B.泵出细胞的运输速率存在最大值
C.抑制细胞的呼吸作用会影响钙泵的功能
D.钙泵在发挥作用过程中,空间结构会发生变化
【答案】A
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、通道蛋白只容许与自身通道直径、形状相适配的分子或离子通过,转运时不需要与被转运的钙离子结合,载体蛋白才需要与被转运物质结合,A不符合题意;
B、钙泵属于载体蛋白,细胞膜上载体蛋白数量有限,因此钙离子泵出细胞的运输速率存在饱和最大值,B符合题意;
C、钙泵转运钙离子需要ATP水解供能,细胞呼吸是ATP的主要来源,抑制细胞呼吸会减少ATP生成,进而影响钙泵功能,C符合题意;
D、钙泵本质是载体蛋白,载体蛋白在转运物质的过程中自身空间结构会发生可逆性改变,D符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)通道蛋白和载体蛋白均属于膜转运蛋白,通道蛋白转运物质时不与底物结合,载体蛋白转运时需要与底物结合并改变自身空间结构。
(2)钙离子经通道蛋白顺浓度梯度进入细胞属于协助扩散,经钙泵逆浓度梯度运出细胞属于主动运输。
10.蛙类长时间潜水导致内环境 pH 下降,从而激活细胞膜上的受体 GPR4。热带爪蟾 GPR4 基因发生了突变,使该受体在更低 pH 下才能激活,进而使得该物种能够充分利用既有生理基础,实现长时潜水。下列叙述正确的是
A.热带爪蟾正常潜水过程中内环境 pH 下降引其内环境稳态失调
B.GPR4 基因突变前后,内环境的 pH 稳态均受到缓冲物质的调节
C.GPR4 基因突变是热带爪蟾为适应长时间潜水而定向产生的
D.热带爪蟾的受体 GPR4 属于内环境的成分
【答案】B
【知识点】稳态的生理意义;内环境的组成;内环境的理化特性;稳态的调节机制;变异是自然选择的原材料
【解析】【解答】A、热带爪蟾突变后的GPR4受体仅在更低pH下激活,该变化是适应长时潜水的有利变异,内环境pH下降后机体可通过调节维持稳态,不会出现稳态失调,A不符合题意;
B、动物内环境中存在缓冲物质,可中和酸性、碱性物质,无论GPR4基因是否突变,pH稳态都会依靠缓冲物质进行调节,B符合题意;
C、基因突变具有不定向性,环境只能对已经存在的变异进行选择,不能诱导生物定向产生适应环境的突变,C不符合题意;
D、GPR4是细胞膜上的受体蛋白,位于细胞膜结构上,不属于细胞外液构成的内环境成分,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)内环境稳态包含pH、温度、渗透压等理化性质相对稳定,缓冲物质是维持pH稳定的基础,轻微pH变化可通过缓冲对调节,不会直接造成稳态失衡。
(2)基因突变的特点包括不定向、随机、低频,环境不会主动诱导生物产生定向有利突变,自然选择筛选有利突变个体。
11.人端粒酶催化亚基 (hTERT) 能维持端粒 DNA 序列长度。间充质干细胞分为两组并进行贴壁培养:a 组导入空载体;b 组导入 hTERT 基因并持续表达。下列叙述错误的是
A.细胞培养过程中,培养液需要定期更换
B.传代培养时,可用纤维素酶处理使贴壁细胞分离
C.a 组细胞端粒 DNA 序列会随分裂次数增加而逐渐缩短
D.与 a 组细胞相比,b 组细胞可分裂的次数会明显增加
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养时,定期更换培养液可以清除代谢废物,防止代谢废物积累对细胞自身造成危害,同时补充细胞所需营养物质,A符合题意;
B、动物细胞无细胞壁,传代培养分散贴壁细胞使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶,纤维素酶用于分解植物细胞壁,不能处理动物细胞,B不符合题意;
C、a组仅导入空载体,不表达hTERT,缺少端粒酶催化亚基,细胞每次分裂后端粒DNA都会缩短,分裂次数越多缩短越明显,C符合题意;
D、b组持续表达hTERT,端粒酶可维持端粒长度,细胞不会因端粒过短停止分裂,相比a组细胞分裂次数显著增多,D符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)动物细胞贴壁培养过程中细胞代谢会产生有害物质,定期更换培养液是细胞体外培养的常规操作。
(2)酶具有专一性,纤维素酶分解纤维素,只适用于植物细胞;胰蛋白酶、胶原蛋白酶分解细胞间蛋白质,用于动物细胞解离。
(3)正常体细胞缺少有活性的端粒酶,细胞每完成一次有丝分裂,端粒DNA就会缩短一段,端粒缩短到临界长度细胞分裂停止。
12.玉米中有一种突变体,种子直接在植株的果穗上发芽,已知该性状是由于脱落酸合成受抑或脱落酸受体功能异常导致。为确定该性状出现的原因,以下实验设计及结果分析合理的是
组别 实验设计 实验结果 结果分析
① 测定突变体和野生型玉米种子中的脱落酸含量 突变体脱落酸含量与野生型一致 突变体脱落酸受体功能正常
② 突变体脱落酸含量低于野生型 突变体脱落酸受体功能异常
③ 给突变体玉米果穗施加适宜浓度的脱落酸溶液 果穗上种子不发芽 突变体脱落酸受体功能正常
④ 果穗上种子发芽 突变体脱落酸合成受抑制
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、①突变体脱落酸含量和野生型一致,说明突变体自身能正常合成脱落酸,发芽原因只能是受体功能异常,分析写“受体功能正常”错误,A不符合题意;
B、②突变体脱落酸含量低于野生型,说明自身脱落酸合成不足,发芽原因是脱落酸合成受抑制,分析写“受体功能异常”错误,B不符合题意;
C、③外源施加脱落酸后种子不再发芽,说明外源脱落酸能发挥抑制发芽的作用,突变体细胞内的受体可以识别脱落酸,即受体功能正常,C符合题意;
D、④施加外源脱落酸种子依旧发芽,说明脱落酸无法发挥作用,原因是受体功能异常,并非合成受抑制,分析错误,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)脱落酸的生理功能之一是抑制种子萌发,玉米种子在果穗上提前发芽,有两种可能性:自身脱落酸合成不足、脱落酸受体失去正常功能。
(2)检测内源脱落酸含量只能判断合成是否受阻;外源补充脱落酸的实验可判断受体是否正常。
(3)若内源脱落酸含量正常,异常性状由受体异常导致;若内源脱落酸含量偏低,异常性状由合成受抑制导致。
(4)外源施加脱落酸后种子萌发被抑制,证明受体可以结合脱落酸并传递信号,受体功能无缺陷;施加后依旧萌发,说明受体无法响应脱落酸信号,受体功能异常。
13.为模拟胚胎发育过程中子宫的力学环境,科学家设计了水凝胶材料,小鼠胚在其内部生长。如下图,下列叙述正确的是
A.囊胚置于水凝胶之前,已经历了桑葚胚阶段
B.胚胎培养时,物质分子由培养基至胚胎单向转移
C.水凝胶基质硬度越大,越有利于胚胎生长
D.囊胚孵化后,与水凝胶接触的部位由滋养层变为透明带
【答案】A
【知识点】动物胚胎发育的过程
【解析】【解答】A、小鼠早期胚胎发育顺序为受精卵→卵裂期→桑葚胚→囊胚,囊胚发育阶段出现在桑葚胚之后,因此囊胚放入水凝胶前已经经历桑葚胚阶段,A符合题意;
B、胚胎细胞和培养基之间物质双向交换,胚胎代谢废物会排到培养基,营养物质从培养基进入胚胎,并非单向转移,B不符合题意;
C、水凝胶用于模拟子宫适宜力学环境,硬度过大会产生过大机械压力,损伤胚胎细胞,不利于胚胎正常生长,并非硬度越大越好,C不符合题意;
D、透明带包裹在囊胚外侧,囊胚孵化就是透明带破裂消失,孵化后不存在透明带,接触水凝胶的是滋养层细胞,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)哺乳动物早期胚胎发育阶段顺序:受精卵经过多次卵裂形成桑葚胚,桑葚胚细胞继续分裂分化,内部出现囊胚腔发育为囊胚。滋养层是囊胚外层细胞,将来发育为胎膜和胎盘,内细胞团将来发育为胎儿本体。
(2)细胞与外界培养液之间可进行物质双向交换,细胞吸收营养物质,同时排出代谢产生的废物。
(3)透明带是包裹早期胚胎的外层结构,囊胚进一步发育会发生孵化,透明带破裂脱落,孵化后胚胎外层为滋养层细胞。
14.鲸类祖先从陆地进入海洋后,分化出深潜水鲸类 (如抹香鲸) 和浅潜水鲸类 (如灰鲸) 等物种。下列叙述错误的是
A.抹香鲸深潜能力涉及多器官、系统的协调活动,受多基因控制
B.鲸类生态位的分化是物种之间及生物与环境之间协同进化的结果
C.鲸类深潜能力相关的基因频率在自然选择的作用下发生定向改变
D.抹香鲸和灰鲸在潜水相关基因上的差异,是判断它们为不同物种的依据
【答案】D
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;物种的概念与形成;当地自然群落中若干种生物的生态位;自然选择与适应
【解析】【解答】A、抹香鲸深潜需要呼吸、循环、肌肉等多器官系统配合,该复杂性状由多对等位基因共同调控,A符合题意;
B、鲸类祖先进入海洋后,不同类群占据深浅不同的水域生态位,是生物与生物、生物与无机环境长期协同进化的结果,B符合题意;
C、自然选择能定向筛选有利变异,使种群内深潜相关有利基因的基因频率定向升高,C符合题意;
D、区分两个物种的核心依据是二者间存在生殖隔离,潜水相关基因的序列差异仅体现种群遗传分化,不能作为划分物种的标准,D不符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)生物复杂的生理、行为性状大多属于多基因遗传性状,受多个基因调控,同时依赖多个器官、系统协调配合完成。
(2)协同进化指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,会推动生物产生生态位分化。
(3)自然选择决定生物进化的方向,进化的实质是种群基因频率发生定向改变。
(4)现代生物进化理论中,物种划分的根本判定标准是是否存在生殖隔离,基因序列差异只能反映亲缘远近,不能区分物种。
(5)种群间基因序列差异是长期突变、基因重组、自然选择积累的结果,仅为物种分化的中间特征,而非物种判定依据。
15.从二倍体和四倍体西瓜植株中随机选取一株,观察其花药中的细胞。细胞分裂示意图如下 (仅显示部分染色体)。不考虑突变,四倍体减数分裂仅考虑同源染色体两两配对、彼此分离。下列叙述正确的是
A.该细胞不可能处于有丝分裂后期
B.该细胞不可能处于减数第二次分裂后期
C.图示区域可能含有 6 个染色体组
D.①和②染色体上的遗传信息可能不同
【答案】D
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点;减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化
【解析】【解答】A、若是四倍体西瓜花药壁细胞进行有丝分裂后期,细胞内会同时存在同源染色体、着丝粒分裂,形态与题图一致,因此该细胞有可能是有丝分裂后期,A不符合题意;
B、若为四倍体生物减数第二次分裂后期,细胞中可存在多套染色体,着丝粒分裂,形态与题图相符,存在该可能性,B不符合题意;
C、二倍体有丝分裂后期最多4个染色体组,四倍体有丝分裂后期最多8个染色体组;减数第二次分裂后期最多4个染色体组,图示区域不可能出现6个染色体组,C不符合题意;
D、①和②为移向两极的染色体,若该细胞来自四倍体,同源染色体之间存在等位基因,或亲本存在杂合位点,则二者携带的遗传信息可能不同,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)花药中包含两种细胞:花粉母细胞(进行减数分裂)、花药壁体细胞(进行有丝分裂)。
(2)有丝分裂后期特征:着丝粒分裂,同源染色体完整存在,染色体组加倍;二倍体有丝分裂后期4个染色体组,四倍体有丝分裂后期8个染色体组。
(3)减数第二次分裂后期无同源染色体,着丝粒分裂,二倍体、四倍体减二后期最多均为4个染色体组。
(4)同源染色体上可存在等位基因,复制后的姐妹染色单体分开形成的染色体,若亲本为杂合子,两条染色体携带的遗传信息存在差异。
(5)四倍体减数分裂时同源染色体两两配对分离,减数分裂过程仍会存在等位基因分离现象。
16.玉米籽粒形成过程中,磷酸烯醇式丙酮酸激酶 2 (PEPCK2) 催化的反应如下图。下列叙述正确的是
A.过程 ①在线粒体基质中进行
B.PEPCK2 不能为草酰乙酸转化为 PEP 提供能量
C.PEPCK2 不能催化其他来源的草酰乙酸转化为 PEP
D.PEPCK2 活性提高可促进籽粒中淀粉与蛋白质的积累
【答案】B,D
【知识点】酶的相关综合;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、过程①是将PEP转化为丙酮酸,丙酮酸和水在线粒体基质(有氧呼吸第二阶段的场所)中会被彻底分解成二氧化碳和[H],与过程①存在矛盾,A不符合题意;
B、PEPCK2属于生物酶,酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能,酶本身无法为化学反应提供能量,该反应的能量由ATP水解供给,B符合题意;
C、酶的专一性只识别底物的化学分子结构,与底物的合成来源无关,只要底物为草酰乙酸,PEPCK2就可催化其发生反应,C不符合题意;
D、PEPCK2 活性提高可提高籽粒中淀粉与蛋白质的生成速度,进而促进两种物质积累,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】(1)光合作用暗反应阶段发生在叶绿体基质,有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质,二者场所互不相同。
(2)酶仅能降低化学反应的活化能,不能为化学反应提供能量,细胞内化学反应的能量通常由ATP水解提供。
(3)酶的专一性指一种酶只能催化一种或一类底物发生反应,专一性针对底物分子结构,不区分底物的生成途径。
(4)细胞代谢中同一中间产物可分流进入多条代谢途径,不同代谢途径之间会存在底物竞争关系。
17.环境中缺乏时,三角褐指藻可以利用与其共生的细菌代谢产生的进行光合作用,维持生长。下图为藻、菌的培养结果,培养条件为有光照、无、葡萄糖为唯一碳源。下列叙述正确的是
A.共培养体系中,三角褐指藻数量的增加会引起细菌数量下降
B.共培养体系中,随培养时间推移,藻、菌各自的种内竞争加剧
C.单培养时,是限制三角褐指藻种群数增长的非生物因素
D.与单培养相比,共培养时三角褐指藻种群的环境容纳量更大
【答案】B,C,D
【知识点】种群的数量变动及其原因;种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、从曲线可见,共培养的细菌和共培养的三角褐指藻数量均随培养时间延长持续上升,藻数量增加并未引起细菌数量下降,A不符合题意;
B、随培养时间推移,共培养细菌、共培养三角褐指藻种群密度不断增大,种群内个体争夺空间、营养等资源,二者各自的种内竞争会不断加剧,B符合题意;
C、题干说明培养条件无CO2,且三角褐指藻自身无法利用葡萄糖作为碳源,单培养时缺少可利用的碳源CO2,CO2属于非生物物质,是限制其种群增长的非生物因素,C符合题意;
D、单培养三角褐指藻细胞密度始终维持在极低水平,共培养三角褐指藻细胞密度持续大幅上升,说明共培养条件下该藻能利用细菌产生的CO2生长,可承载的最大种群数量(环境容纳量)远大于单培养组,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】(1)种内竞争是指同一物种的个体之间争夺食物、空间等资源而发生的斗争,种群密度越大,种内竞争强度越高。
(2)环境容纳量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。
(3)影响种群数量变化的因素分为生物因素和非生物因素,二氧化碳、温度、光照、营养物质等属于非生物因素。
(4)互利共生是两种生物共同生活在一起,相互依存、彼此有利,一方可为另一方提供其生存所需的物质条件。
(5)光合作用的原料包含二氧化碳,多数光合藻类不能直接利用葡萄糖等有机物作为光合作用碳源。
18.某奶酒以牛奶为主要原料,经生物发酵酿制而成。为提高发酵效率,需筛选具有乳糖利用率高、乙醇产量高等特性的酵母菌菌株。下列叙述正确的是
A.选择培养基应以葡萄糖为唯一碳源
B.选择培养基中可加抗生素抑制细菌生长
C.制备固体培养基需先高压蒸汽灭菌再倒平板
D.接种后的平板应在 37℃恒温培养
【答案】B,C
【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;培养基的制备
【解析】【解答】A、实验要筛选乳糖利用率高的酵母菌,选择培养基需以乳糖为唯一碳源,不能用葡萄糖,无法筛选目标菌株,A不符合题意;
B、抗生素能抑制细菌的生长繁殖,但酵母菌属于真菌,抗生素对其无抑制作用,培养基添加抗生素可排除杂菌细菌干扰,B符合题意;
C、制备固体培养基时,先配制培养基并高压蒸汽灭菌,待培养基冷却至适宜温度后再倒平板,防止高温杀死菌种,C符合题意;
D、酿酒酵母发酵产酒精时,发酵温度一般控制在18 ~ 30 ℃,37℃是人体细菌培养常用温度,该温度不利于酵母菌生长,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】(1)筛选特定碳源利用菌株时,需将该目标碳源设置为培养基唯一碳源,不能添加其他可利用糖类。
(2)抗生素作用靶点为细菌的细胞壁或核糖体,仅对细菌起抑制作用,对真菌无抑制效果。
(3)微生物固体培养基制作流程:配制培养基→高压蒸汽灭菌→冷却倒平板,高温灭菌后直接倒平板会烫死后续接种的微生物。
(4)不同微生物培养的适宜温度不同,酵母菌最适培养温度低于人体体温,致病菌常采用37℃培养。
19.下图为某种自身免疫病发病过程中,自身抗体参与的免疫反应部分环节示意图。下列叙述正确的是
A.B 细胞通过膜表面受体直接识别受损细胞释放的自身抗原
B.该过程中辅助性 T 细胞表面的特定分子会发生变化并与 B 细胞结合
C.自身抗体能与自身抗原特异性结合,从而限制自身免疫病的发展
D.正常情况下,位于胞内的自身抗原不引发免疫反应
【答案】A,B,D
【知识点】免疫功能异常;体液免疫
【解析】【解答】A、第一张图明确表示自身抗原与B细胞的受体结合,可见某种自身免疫病发病过程中,B细胞通过膜表面受体直接识别受损细胞释放的自身抗原,A符合题意;
B、体液免疫中,辅助性T细胞接受抗原刺激后,细胞膜表面会出现特定分子,该分子可与B细胞表面对应受体结合,激活B细胞,B符合题意;
C、自身抗体与自身抗原结合形成抗原-抗体复合物,募集炎症细胞释放致炎因子,加重组织损伤,会促进自身免疫病发展,不会限制其发展,C不符合题意;
D、正常情况下,细胞受损破裂后,胞内自身抗原释放到内环境,但不会被免疫细胞识别引发免疫反应,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】(1)体液免疫过程中,多数抗原不能直接被B细胞识别,需要抗原呈递细胞处理、呈递给辅助性T细胞,再由辅助性T细胞激活B细胞。
(2)辅助性T细胞活化后,细胞膜表面会表达特定的蛋白质分子,该分子可以与B细胞膜上的受体结合,传递激活信号。
(3)自身免疫病是机体产生抗体攻击自身正常细胞、组织引发的疾病,自身抗体和自身抗原的结合会加剧机体组织损伤,加重病情。
(4)自身抗原若滞留于完整细胞内部,无法接触淋巴细胞等免疫细胞,不会启动免疫应答;当细胞破损,胞内抗原释放到细胞外液后,可诱发免疫反应。
20.水仙花花瓣与副冠(如下图)的颜色与类胡萝卜素的含量有关。上述性状由三对独立遗传的等位基因控制,A 基因控制类胡萝卜素合成,B 基因控制类胡萝卜素降解。D 基因调控类胡萝卜素富集使副冠呈橙红色,a、b 和 d 基因不具有对应功能。现有纯合水仙甲 (花瓣白色、副冠黄色,花后期副冠会褪色) 和纯合水仙乙 (花瓣黄色、副冠红色,花后期副冠不褪色)。将甲和乙杂交后得到,再自交得到。下列叙述正确的是
A.水仙甲花瓣和副冠颜色的差异是由基因 B 表达情况不同导致的
B.甲和乙的基因型分别为 aaBBdd、AAbbDD
C.的表型为花瓣白色、副冠橙红色,花后期副冠褪色
D.中副冠橙红、不褪色植株的占比是 3/16,该性状共有 2 种基因型
【答案】A,C,D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A 基因控制类胡萝卜素合成,说明会导致花呈现橙黄色。B 基因控制类胡萝卜素降解,说明花色会褪色。D 基因调控类胡萝卜素富集使副冠呈橙红色,说明当有A基因和D基因同时存在时,副冠会呈现橙红色。a、b 和 d 基因不具有对应功能,则分别说明花色出现白色,花色不会褪色,以及副冠不会呈现橙红色。
A、只有a基因存在,不会类胡萝卜素存在。甲的副冠存在黄色,说明有类胡萝卜素存在,即有A基因存在,副冠不是红色,则说明没有D基因存在;后期会褪色,说明有B基因存在,因此纯合水仙甲的基因型为AABBdd,可推测水仙甲花瓣和副冠颜色的差异是由基因 B 表达情况不同导致的,A正确;
B、根据A选项分析可知,甲的基因型为AABBdd。乙的花瓣为黄色,则说明有A基因存在;副冠橙红色,说明有D基因存在;副冠不褪色,说明没有B基因存在,因此纯合水仙乙的基因型为AAbbDD,B错误;
C、甲(AABBdd)×乙(AAbbDD)→子一代:AABbDd。根据A选项的分析可知,当AB同时存在时,花瓣呈现白色,但不影响副冠中类胡萝卜素的存在,因此子一代的花瓣为白色。副冠的颜色跟A和D有关,当AD基因同时存在时,副冠呈现红色,因此子一代的副冠为橙红色。B基因控制类胡萝卜素降解,因此子一代的副冠褪色。综上所述,子一代的表型为花瓣白色、副冠橙红色,花后期副冠褪色,C正确;
D、子一代(AABbDd)自交→子二代:9AAB-D-(花瓣白色、副冠橙红色,花后期副冠褪色)、3AAB-dd( 花瓣白色、副冠黄色,花后期副冠褪色 )、3AAbbD-( 花瓣黄色、副冠橙红色,花后期副冠不褪色 )、1AAbbdd( 花瓣黄色、副冠黄色,花后期副冠不褪色 )。可见子二代中,副冠橙红、不褪色植株(AAbbD-)的占比是3/16,该性状的基因型有AAbbDD和AAbbDd两种,D正确。
故答案为:ACD。
【分析】(1)多对等位基因独立遗传遵循基因的自由组合定律,每对基因遵循分离定律,可分开计算性状比例再相乘。
(2)显性基因控制特定功能、隐性基因无对应功能时,可根据表型反向推导纯合亲本的基因型。
(3)基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物性状,不同基因分别调控色素合成、降解、富集,共同决定花色。
21.研究人员以森林中某落叶阔叶树为对象,测定了树冠顶部和底部当年生总枝条的相关指标,结果如表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节内 (通常是春季萌芽到秋季落叶前) 萌发、生长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答下列问题。
  最大净光合速率 叶片呼吸速率 相对碳成本 (%) 比叶面积
树冠顶部 11.9 1.3 15.6 9.8
树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5
注:相对碳成本 =(当年生总枝条的碳量 / 叶片生长期该枝条从环境中吸收的碳量)×100%;比叶面积 = 叶面积 / 叶干重。
(1) 实验中测定最大光合速率时,除使用适宜强度光照外,还应保证   和   等环境因子一致适宜。与测定光合速率不同,测定叶片的呼吸速率必须在   环境条件下。
(2) 已知,光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率。以一定强度的光照射顶部叶片,此时顶部叶片的净光合速率与呼吸速率相等,若用同强度的光照射底部叶片,此时底部叶片的净光合速率应   (填 “>0”、“<0” 或 “=0”)。
(3) 植物生长过程中,总枝条可向其他部位输出有机物,总枝条输出有机物的能力与相对碳成本   (填 “正” 或 “负”) 相关。底部与顶部总枝条的相对碳成本接近,但底部总枝条所处环境光照较弱,在此条件下,据表中数据分析,底部总枝条通过   和   ,使其碳输出量实现最大化。此外,其叶片还可能通过哪些生理或结构变化提高光能捕获效率?   (答出 2 点即可),这些变化的作用是   (从光反应的物质和能量转化角度作答)。
【答案】(1)温度;二氧化碳浓度;黑暗(无光)
(2)>0
(3)负;降低叶片的呼吸速率;增大叶片的比叶面积;增加叶绿素含量;增多类囊体数量(合理即可)
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系;光合作用综合
【解析】【解答】(1)光合作用受温度、光照强度、二氧化碳浓度等环境因素影响,因此实验中测定最大光合速率时,除使用适宜强度光照外,还应保证温度和二氧化碳浓度等环境因子一致适宜。植物叶片在光照下会同时进行光合作用和呼吸作用,无法单独反映呼吸速率,因此测定叶片呼吸速率时必须置于黑暗环境,完全阻断光合作用。
(2)根据表格可知,树冠顶部最大净光合速率是11.9,叶片呼吸速率为1.3,总光合作用为11.9+1.3=13.2;树冠底部最大净光合速率是9.5,叶片呼吸速率为1.1,总光合作用为9.5+1.1=10.6。顶部叶片的净光合速率与呼吸速率相等,说明此时的净光合速率=呼吸速率=1.3,总光合速率为1.3+1.3=2.6。底部叶片的呼吸速率为1.1,此时用相同光照强度照射该部分叶片,则总光合速率也为2.6,则底部叶片的净光合速率=总光合速率-呼吸速率=2.6-1.1=1.5>0。
(3)相对碳成本 =(当年生总枝条的碳量 / 叶片生长期该枝条从环境中吸收的碳量)×100%,简单说,叶片生长期该枝条从环境中吸收的碳量=当年生总枝条的碳量+根、果实等其他植物部位的碳量,也就是说相对碳成本数值越高,枝条光合固定的碳更多留在自身,向外输送给植株其他器官的有机物碳就越少,故植物生长过程中,总枝条可向其他部位输出有机物,总枝条输出有机物的能力与相对碳成本负相关。根据表格可知,树冠顶部叶片的呼吸速率(1.3)大于树冠底部叶片的呼吸速率(1.1),呼吸速率越低,消耗有机物越慢;树冠顶部的比叶面积(9.8)小于于树冠底部的比叶面积(13,5),比叶面积越大,表示在同等叶片干重下,叶片表面积越大,叶片拥有更大的光合面积,能在弱光下捕获更多光能,提升总光合固碳量。可见底部总枝条通过降低叶片的呼吸速率和增大叶片的比叶面 ,使其碳输出量实现最大化。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气,可见叶片还可能通过增加叶绿素含量、增多类囊体数量等变化提高光能捕获效率。
【分析】(1) 影响光合作用的环境因素主要包括光照强度、二氧化碳浓度、温度,光照影响光反应,二氧化碳是暗反应原料,温度通过影响酶活性调控光合与呼吸速率。
(2) 净光合速率 = 总光合速率 - 呼吸速率,净光合速率大于 0 时植物积累有机物,净光合速率小于 0 时植物消耗有机物。
(3) 弱光环境下植物叶片会产生适应性变化,包括叶绿素含量上升、叶片变薄、类囊体薄膜面积增大等,以此提升光能捕获效率。
(4) 呼吸速率的测定需遮光处理,光照条件下光合作用会干扰呼吸速率的检测结果。呼吸作用会消耗植物体内储存的有机物,呼吸速率越低,有机物消耗越少,可向外输出的有机物越多。
(5) 光反应的物质与能量转化过程:光合色素捕获光能,将光能转化为电能,再转化为 ATP、NADPH 中活跃的化学能,ATP 和 NADPH 为暗反应中二氧化碳的固定与还原提供能量和还原剂。
22.伴生植物可有效防控作物害虫。研究人员利用万寿菊防治早稻害虫,调查了早稻种植期内的害虫及其天敌 (节肢动物类) 数量。实验分组结果如下:
(1) 据柱状图分析,种植万寿菊可通过   实现对农田害虫的调控,从而提高农田生态系统的   能力。
(2) 实验中观察到,害虫天敌草蛉主要捕食早稻田内的害虫 (如二化螟、稻飞虱),草蛉还能捕食以万寿菊为食的花蓟马等昆虫。请根据上述给出的营养关系绘制包含早稻、万寿菊、二化螟、稻飞虱、花蓟马和草岭的食物网(请在答题卡指定区域作答)。
(3) 早稻生长的不同时期,二化蟆等害虫数量变化较大。当田中的害虫较少时,害虫天敌会捕食万寿菊上的昆虫作为补充食物,这种补充食物对天敌种群的作用是   ,这种作用在后续早稻田害虫数量增多时的意义是   。
(4)统计分折后,T2、T3和T4对害虫的控制效果基本一致,为了实现长期控害和可持续发展,生产实践中应优先选择   方法。
(5) 为实现更好的防控效果,需结合防控目标和作物持点。下列叙述正确的是( )(多选)。
A.害虫天敌的活动范围能够覆盖农田作物
B.害虫天敌应保持食物生态位的高度重叠
C.避免伴生植物生长时与作物产生竞争
D.伴生植物应易于控制,避免造成物种入侵
【答案】(1)增加天敌数量;自我调节
(2)
(3)维持天敌种群数量;快速控制害虫数量的增长
(4)T2
(5)A;C;D
【知识点】当地自然群落中若干种生物的生态位;生态系统的结构;生态系统的稳定性;植物病虫害的防治原理和技术
【解析】【解答】(1)对比T1(种植早稻)和T2(在早稻田周围种植万寿菊)的天敌和害虫数量可知,T2的天敌数量大于T1的,且T2的害虫数量小于T1的;或对比T3(对早稻喷洒万寿菊提取物)和T4(在早稻田周围种植万寿菊且对早稻喷洒万寿菊提取物)的天敌和害虫数量可知,T4的天敌数量大于T3的,且T4的害虫数量略小于T3的。可见在早稻田周围种植万寿菊会增加早稻田的天敌,从而减少害虫数量,可实现对农田害虫的调控。物种丰富度、营养结构复杂度会直接影响自我调节能力大小,一般情况下,生态系统中生物的种类和数量越多,食物网(营养结构)越复杂,拥有更多生态位来抵消干扰的影响,自我调节能力就越强。在早稻田周围种植万寿菊会增加早稻田的天敌数量,进而提高农田生态系统的自我调节能力。
(2)根据题文可知,食物链有①早稻→二化螟→草蛉;②早稻→稻飞虱→草蛉;③万寿菊→花蓟马→草蛉,则食物网如下:
(3)当田中的害虫较少时,害虫天敌会捕食万寿菊上的昆虫作为补充食物,可为害虫天敌提供稳定的能量与营养供给,让害虫天敌不会因食物短缺出现大量个体死亡、繁殖受阻的情况,以此维持天敌种群数量,保证天敌不会在害虫低谷期大幅减少。当早稻田害虫数量增多时,害虫天敌能够快速大量捕食稻田害虫,有效抑制害虫种群数量快速增长,避免虫害大规模爆发。
(4)T2、T3和T4对害虫的控制效果基本一致,这三组区别是T3、T4都需要万寿菊提取物,而T2不需要万寿菊提取物。万寿菊提取物是要提前获取万寿菊并且对万寿菊进行提取,需要一定的成本,而且雨后会稀释万寿菊提取液,可能会影响天敌数量,需要补充万寿菊提取液等等,可见为了实现长期控害和可持续发展,生产实践中应优先选择T2方法。
(5)A、天敌活动范围覆盖作物,才能及时捕食作物上的害虫,发挥控害作用,A正确;
B、天敌食物生态位高度重叠会加剧天敌内部种间竞争,不利于天敌种群稳定,不利于控害,B错误;
C、伴生植物不能和作物竞争光照、水肥,否则会降低农作物产量,C正确;
D、伴生植物需要易管控,防止其逸生扩散,造成外来物种入侵,破坏本地生态,D正确;
故答案为:ACD。
【分析】(1)农田生物防治可通过种植伴生植物提升天敌种群数量,依靠种间捕食关系降低害虫密度。
(2)生态系统自我调节能力与群落丰富度、营养结构复杂程度正相关,生物种类越多,自我调节能力越强。
(3)食物网由生产者、各级消费者通过捕食关系构建,一种消费者可捕食多种猎物,一种生产者可被多种植食性昆虫取食。
(4)生物防治相比化学类提取物喷施,环境友好、可持续性更强,适合长期农田虫害治理。
(5)伴生植物筛选原则:不与作物竞争资源、能保育害虫天敌、易管控、无入侵风险。
(6)生态位重叠过高会加剧种间竞争,不利于天敌群落稳定,不利于虫害防控。
23.用某肿瘤模型小鼠研究发现,肿瘤通过分泌神经营养因子促进肿瘤周边迷走神经末梢的生长,增强了一条神经通路 (感受器 — 迷走神经 — 脑干 — 交感神经 — 效应器) 的作用,影响肿瘤生长。回答下列问题。
(1) 该神经通路对于肿瘤生长的调节   (填 “属于” 或 “不属于”) 反射。此通路中,作为传入神经的是   神经。将该通路中迷走神经失活获得图1结果,可推知该神经通路   (填 “促进” 或 “抑制”) 肿瘤生长。
(2)推测上述神经通路最终需通过免皮细胞影响肿瘤生长,研究人员在不同小鼠中分别清除T细胞和巨嘧细胞,获得图2结果。
① 抻经失活时:巨带细胞抑制肿瘤生长,依据是⑧组肿榴相对面积显香大于②组肿瘤相对面积:T细胞也抑制了肿炮生长,依据是   ,结合所学知识,巨噬细胞可能发挥   作用活化辅助性T细胞,通过一系列作用最终活化细胞毒性T细胞杀伤肿瘤。
② 神经正常时,巨噬细胞促进肿瘤生长,依据是   。进一步研究发现,交感神经末梢释放去甲肾上腺素,作用于巨噬细胞可调节精氨酸酶 1 基因的表达。精氨酸酶 1 能分解精氨酸,而精氨酸是 T 细胞活化的必需营养物质。综合以上信息,该神经通路影响肿瘤生长的机制为:
A:   
B:   
【答案】(1)属于;迷走;促进
(2)④组肿瘤面积显著大于②组肿瘤相对面积;加工处理抗原并完成抗原提呈;⑤组肿瘤面积小于①组肿瘤相对面积;升高;抑制
【知识点】反射弧各部分组成及功能;免疫系统的结构与功能;体液免疫
【解析】【解答】(1)反射的结构基础是反射弧,反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)五个部分组成,该神经通路是感受器 — 迷走神经 — 脑干 — 交感神经 — 效应器,可见该神经通路对于肿瘤生长的调节属于反射。传入神经负责将感受器产生的兴奋传导至神经中枢,与感受器相连,则此通路中,作为传入神经的是迷走神经。根据图1可知,对照组(反射正常)的肿瘤的相对面积大于迷走神经失活组(反射异常),可见该神经通路促进肿瘤生长。
(2)①对比②(对照组,迷走神经失活)和④(清除T细胞,迷走神经失活)可知,④的肿瘤相对面积高于②,可推测出T细胞抑制肿瘤生长,即T细胞抑制肿瘤生长,依据是④组肿瘤面积显著大于②组肿瘤相对面积。吞噬细胞会摄取、加工处理抗原,并将抗原片段与自身的MHC分子结合,形成抗原-MHC复合体后展示在细胞的膜表面,完成抗原的提呈。之后吞噬细胞会移动到附近淋巴结,将抗原呈递给能够识别该特异性抗原的辅助性T细胞,辅助性T细胞的受体可以与抗原-MHC复合体结合,这是激活辅助性T细胞的第一个信号 。同时吞噬细胞会分泌细胞因子,对辅助性T细胞进行刺激,在双信号的刺激下辅助性T细胞完成活化,活化后辅助性T细胞可进一步分泌白细胞介素-2等细胞因子,参与后续的免疫过程。
②对比①(对照组,迷走神经正常)和⑤(清除巨噬细胞,迷走神经失活)可知,⑤的肿瘤相对面积低于①,可推测出吞噬细胞促进肿瘤生长,即神经正常时,巨噬细胞促进肿瘤生长,依据是⑤组肿瘤面积小于①组肿瘤相对面积。根据图可知,T细胞活化抑制肿瘤细胞;根据题文可知,精氨酸是T细胞活化的必须营养物质,而精氨酸可被精氨酸酶1分解,也就是说精氨酸酶1越多,精氨酸越少,T细胞活化数量越少,抑制肿瘤细胞生长效果越差,同时吞噬细胞促进肿瘤生长,可调节精氨酸酶1基因的表达,故该神经通路影响肿瘤生长的机制中,精氨酸酶1表达量升高(A),巨噬细胞抑制(B)T细胞活化,进而促进肿瘤细胞生长。
【分析】(1) 反射的结构基础是完整反射弧,缺少任意一环、未完成完整信号传导与应答都不属于反射。反射弧中,连接感受器与神经中枢的神经纤维为传入神经。
(2)巨噬细胞属于抗原呈递细胞,具备抗原摄取、加工、呈递功能,能够激活辅助性 T 细胞,启动细胞免疫杀伤肿瘤细胞。细胞毒性 T 细胞可特异性识别并裂解肿瘤细胞,抑制肿瘤增殖。
(3) 神经细胞可释放神经递质作用于免疫细胞,调控免疫细胞基因表达与生理功能,实现神经 - 免疫调节网络共同调控肿瘤生长。
24.我国学者在水稻半矮秆性状改良研究领域中取得了突破性进展。
(1) 已知水稻高秆和半矮秆性状受一对等位基因控制。基因编码有功能的赤霉素 20 - 氧化酶,催化合成赤霉素,控制高秆性状;基因不能产生有功能的酶,控制半矮秆性状。杂交结果说明高秆对半矮秆为显性,从基因型和基因产物功能的角度,对此结论的解释是   。
(2) 半矮秆稻抗倒伏,但高肥下才能高产。为使其在低肥下高产,科学家找到一种名为 “千粒稻” 的高秆水稻,该水稻具有低氮肥下高产的相关基因。为寻找该基因,将千粒稻与半矮秆稻杂交,筛选   性状的半矮秆子代,再与   杂交。重复以上操作,得到一系列只包含一小段千粒稻染色质但低氮肥高产的杂交品系 (C 系)。上述过程是为了尽可能避免   流入 C 系,以缩小筛选范围。
(3) 从 C 系中筛选到一段 DNA 序列,命名为。与半矮秆稻的同源序列只有一个核苷酸差异,均不编码蛋白质。在低氮肥条件下,导致局部染色质成为稳定的环,把基因 “锁” 在其中(下图b),而没有使染色质成环能力。(下图c)
控制低氮肥高产性状的分子水平解释为   。
(4) 基于以上机制欲用基因组编辑技术改造另一种氮肥依赖型半矮秆品种,培育低氮肥高产型纯合子。合理的方案是先编辑该半矮秆稻的   ,筛选得到低氮肥高产型第一代基因组编辑水稻。由于该水稻可能是   ,需再让其进行   ,然后从中筛选获得目标水稻。
【答案】(1)基因SD1和基因sd1为等位基因,基因SD1可编码出赤霉素20-氧化酶,催化合成赤霉素,赤霉素能促进茎伸长,使水稻表现为高杆性状,而基因sd1不能产生有功能的酶,因此使水稻表现为半矮杆性状。杂合子(SD1sd1)中基因SD1可产生足量的赤霉素20-氧化酶,掩盖基因sd1不产生赤霉素20-氧化酶带来的半矮秆表型,因此仅携带一个基因SD1就表现高秆,说明高秆对半矮秆为显性。
(2)低氮肥高产;半矮秆稻;千粒稻除低氮肥下高产的相关染色质的其他染色质(千粒稻无关遗传物质)
(3)qINCA2没有使染色质成环能力,因此在低氮肥条件下,不能把RCN2基因“锁”住,则RCN2能正常进行转录和翻译,进而水稻高产
(4)INCA2;杂合子;自交
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因、蛋白质、环境与性状的关系;杂交育种;基因的表达综合
【解析】【解答】(1)水稻高秆和半矮秆性状受一对等位基因SD1/sd1控制,其中SD1能编码出赤霉素20-氧化酶,该酶能催化合成赤霉素,赤霉素能促进细胞伸长,从而引起植株增高,同时也能促进细胞分裂与分化,可促进茎伸长、叶片扩大,帮助植株快速生长,因此基因SD1控制高杆性状;sd1不能编码出赤霉素20-氧化酶,也不能催化合成赤霉素,因此基因sd1控制半矮秆性状。杂合子的基因型为SD1sd1,SD1能产生足量的赤霉素20-氧化酶,掩盖sd1不产生赤霉素20-氧化酶引起的半矮秆性状,故一个基因SD1就使水稻表现出高杆性状,说明高杆对半矮秆为显性。
(2)根据题文可知,要培养出低氮肥高产半矮秆的杂交品系 (C 系),且C系杂交水稻只包含一小段千粒稻染色质。其中使用的水稻系列有两种,分别是高肥高产的半矮秆稻和低肥高产的高杆“千粒稻”。通过“千粒稻”和半矮秆水稻杂交可以获得具有“千粒稻”的低肥高产的基因的半矮秆水稻,而这具有低肥高产的基因的半矮秆水稻正是所需要的品种。但只要“千粒稻”的低肥高产的相关染色质,其它染色质要都来自半矮秆水稻,因此获得低肥高产的基因的半矮秆水稻与半矮秆水稻连续杂交,避免“千粒稻”的其他染色质流入C系水稻,保证C系水稻的大部分染色质都是半矮秆水稻且具有低肥高产性状。
(3)根据图文可知,在高氮肥环境下,半矮秆水稻中的INCA2不会导致部分染色质成为稳定的环,也不会锁住RCN2,则RCN2能正常的转录和翻译,进而水稻高产;在低氮肥环境下,半矮秆水稻中的INCA2会导致部分染色质成为稳定的环,锁住RCN2,则导致RCN2不能正常的转录和翻译,进而水稻低产;“千粒稻”没有INCA2,有qINCA2,qINCA2没有使染色质成环的能力,因此无论是低氮肥还是高氮肥环境下,都不会锁住RCN2,也不会影响RCN2正常的转录和翻译,进而水稻高产。
(4)根据(3)可知,半矮秆水稻中的INCA2是导致水稻低氮肥低产的原因,qINCA2与INCA2是同源序列,两者只差一个核苷酸,但qINCA2可以使水稻在低氮肥环境下高产,因此编辑半矮秆水稻的INCA2,使INCA2变为qINAC2,将等到低氮肥高产的半矮秆水稻。编辑DNA时,会可能发生一对同源染色体中仅一条被编辑,即INCA2/INCA2变为INCA2/qINAC2的杂合子,因此该杂合水稻自交,后代会发生性状分离,可从中筛选出两条染色体均携带qINAC2的纯合子,即目标水稻。
【分析】(1)完全显性遗传中,显性等位基因可表达功能性蛋白,杂合子显性性状表达;隐性等位基因突变失活,仅隐性纯合表现隐性性状。
(2) 回交育种以优良农艺品种为轮回亲本,通过多次回交导入目标基因,同时清除供体亲本无关遗传背景。
(3)非编码 DNA 序列可通过改变染色质空间构象(染色质环)调控邻近基因的转录水平,进而调控植物代谢与产量性状。基因转录受染色质空间结构调控,染色质环可隔离抑制序列,解除靶基因的转录抑制。
(4)基因组编辑获得的初代突变植株多为杂合,杂合个体自交可分离获得目标纯合突变个体。
25.平沙绿僵菌是一种昆虫病原真菌,通过分生孢子侵染蚊子,对蚊子致死率高,但引诱能力弱。利用萜类长叶烯合成基因 () 改造平沙绿僵菌,增强其引诱力,据此研发 “诱杀一体” 的灭蚊剂。回答下列问题
(1) 为提高基因在平沙绿僵菌中的表达效率,重新设计了长叶烯合成酶编码序列,该序列与天然基因序列存在较大差异,但编码的氨基酸序列不变,获取该目的基因的方法是   。
实验如图,用限制酶切割pPK2质粒,然后与基因连接,用   (填 “” 或 “”) DNA 连接酶可获得更高的连接效率。
经卡那霉素筛选得到的农杆菌中,除含有目的基因的重组质粒外,还可能存在   。为鉴定重组质粒是否正确连接,利用限制酶切割并电泳检测,下列限制酶组合和片段大小,属于正确连接的是(  )和(  )   。
A. 、0.7 kb+6.1 kb
B. Ⅰ、1.1 kb+5.7 kb
C. Ⅲ/ Ⅰ、0.7 kb+6.1 kb
D. Ⅲ/ Ⅰ、1.1 kb+5.7 kb
农杆菌转化后,重组质粒上的 T-DNA 会转移并整合到平沙绿僵菌的   上。
为筛选工程化平沙绿僵菌,用 PCR 技术进行鉴定。基因的转录模板链部分序列为:5’-ATGTCGTTCC AATTGGCTCC-3,下列引物对可用于扩增该片段的是   。
A. 5'-ATGTC -3'、5'-CCTCG -3'
B. 5'-ATGTC -3'、5'-GGAGC -3'
C. 5'-TACAG -3'、5'-CCTCG -3'
D. 5'-TACAG -3'、5'-GGAGC -3'
(2)研究人员比较了等量平沙绿僵菌和工程菌培养物对蚊子的诱杀效果,如下表。
访问次数(次 / 小时) 停留时间(分钟 / 小时) 2 小时感染率(%) LT50(天) 第 7 天死亡率(%)
平沙绿僵菌 0.9 1.1 100 5.84 62.4
工程菌 2.4 5.9 100 4.04 84.3
已知孢子附者盘决定蚊子死亡速度,结合袅中数据解释工程苗培养物使蚊子的LT50显著缩短且第7天死亡率更高的原因是    。
(3) 该工程菌制剂在推广前,需经过严格的   评价,符合标准后方可推广。
【答案】(1)化学人工合成法;T4;空载质粒(载体自我环化形成的非重组质粒);AD;染色体DNA;B
(2)工程苗培养物比天然平沙绿僵菌的引诱能力强,使蚊子访问工程苗培养物比天然平沙绿僵菌的次数更多,停留时间也更长,这些导致蚊子被孢子附着量更多,加快蚊子的死亡速度,提高蚊子的食物率。
(3)生物安全性
【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)题文中提及“重新设计了长叶烯合成酶编码序列,该序列与天然基因序列存在较大差异”,说明该基因与天然基因存在差异,是化学人工合成设计的,则获取该目的基因的方法是化学人工合成法。
限制酶EcoR V切割后形成平末端,E.coli DNA连接酶连接平末端的效率远低于T4 DNA连接酶,因此用限制酶EcoRVq切割pPK2质粒,然后与Tps基因连接,用T4DNA连接酶可获得更高的连接效率。
用同一种限制性内切核酸酶同时切割目的基因和质粒进行连接的操作,除含有目的基因的重组质粒外,还可能存在空载质粒(载体自我环化形成的非重组质粒),这是由于载体被酶切后两个末端的相同,连接时载体的两个末端可以自身连接,重新环化形成不含目的基因的空载质粒。
根据题图可知,pPK2质粒大小为5.0,Tps基因的大小为0.7+1.1。若重组质粒正确连接,转录方向靠近启动子,则顺序为启动子→BamHⅠ→Tps基因(转录方向→EcoRⅠ)→HindⅢ→终止子
AB、使用BamHⅠ和EcoRⅠ进行切割,会获得两个片段,分别是BamHⅠ到EcoRⅠ切割点之间(Tps基因片段,0.7)和EcoRⅠ到BamHⅠ切割点之间(Tps基因片段+质粒,1.1+5.0=6.1),A符合题意,B不符合题意;
CD、使用EcoRⅠ和HindⅢ进行切割,会获得两个片段,分别是EcoRⅠ到HindⅢ切割点之间(Tps基因片段,1.1)和HindⅢ到EcoRⅠ切割点之间(质粒+Tps基因片段,5.0+0.7=5.7),D符合题意,C不符合题意。
故答案为AD。
农杆菌细胞内含有Ti质粒,Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)可以转移到受体细胞,并且整合到该细胞的染色体DNA上,因此农杆菌转化后,重组质粒上的 T-DNA 会转移并整合到平沙绿僵菌的染色体DNA上。
转录模板链为 5’-ATGTCGTTCC AATTGGCTCC-3’,扩增引物一条与模板链 5’端互补配对(正向引物 5’-ATGTC -3’),另一条与模板链 3’端反向互补,模板 3’端序列 AATTGGCTCC 反向互补链为 GGAGCC AATT,即反向引物 5’-GGAGC -3’,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
(2)工程菌表达长叶烯,对蚊子引诱能力更强,蚊子访问次数、停留时间显著提升,孢子附着在蚊子体表的数量更多;孢子附着盘决定致死速度,附着孢子更多使蚊子感染后死亡速度加快(LT50 缩短),更多蚊子被孢子侵染,因此第 7 天累计死亡率更高。
(3)基因工程微生物制剂投放自然环境前,必须开展生物安全风险评价,评估其对本地昆虫、生态系统、人体健康的潜在影响,达标后才能推广使用。
【分析】(1)基因工程是一种DNA操作技术,需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。农杆菌转化法中 T-DNA 可整合至真核受体细胞的染色体 DNA 上,实现目的基因稳定遗传。转基因微生物农药投放前需完成生物安全评估,防范生态风险。
(2)PCR 引物一条与模板链 5’端匹配,另一条与模板 3’端反向互补,两条引物分别结合两条模板链。
(3)微生物引诱能力提升会增加害虫接触病原微生物的概率,提升侵染效率,加快致死速度、提高累计死亡率。
1 / 1【高考真题】黑龙江省2026年高考生物试卷
1.与根瘤菌共生的豆科植物,几乎完全依赖土壤才能获得的元素是
A.碳 B.磷 C.氧 D.氮
2.对作物植株上某种虫的种群密度进行估算,下列方法最有效的是
A.标记重捕法 B.目测估计法
C.黑光灯诱捕法 D.样方法
3.某单基因遗传病由位于 X 染色体上的隐性基因控制。不考虑突变,下列关于表型正常夫妇所生子女的叙述,一定正确的是
A.女孩均正常 B.男孩均正常
C.女孩均为携带者 D.男孩和女孩均正常
4.下列关于人体中体液调节的叙述,正确的是
A.内环境中的各种激素均由内分泌腺分泌
B.甲状腺激素的分泌存在分级调节和反馈调节
C.体液调节即通过激素对生命活动进行调节
D.激素可通过血液定向运输到靶器官、靶细胞
5.下列关于菊花愈伤组织诱导及培养的叙述,正确的是
A.诱导愈伤组织形成及后期培养,全程需光照
B.为防止植物激素高温失活,培养基可不灭菌
C.用幼嫩的茎段作外植体能诱导形成愈伤组织
D.生长素与细胞分裂素的比例不影响愈伤组织细胞分化方向
6.山水林田湖草沙是生命共同体,各组分在生态系统中扮演着不同的角色,彼此紧密联系、相互依存。下列叙述错误的是
A.林、草等绿色植物为生态系统的生产者,是生态系统的基石
B.沙化治理能增加植被覆盖,固定更多的,减缓全球变暖
C.各组分相互依存,形成共同体,有利于维持生态系统的平衡稳定
D.保护生命共同体是为了更好地实现其调节生态系统功能的直接价值
7.秸秆覆盖还田、免耕播种等黑土地保护技术使土壤有机碳含量增加,土壤生物多样性也高于传统耕作,作物产量增加。下列叙述错误的是
A.该技术为分解者提供了更多的有机物来源
B.秸秆中部分有机碳分解后,以无机碳的形式流向非生物环境
C.该技术使秸秆中的能量经微生物更多地流向农作物
D.该技术兼顾经济效益与生态保护,符合整体原理
8.成纤维细胞经适当剂量 X 射线处理后进入衰老状态,细胞内自由基水平上升,衰老相关 β- 半乳糖苷酶活性升高,染色质形成致密团块。下列叙述错误的是
A.高剂量 X 射线可引起细胞坏死
B.清除过量的自由基有助于延缓细胞衰老进程
C.β- 半乳糖苷酶活性升高表明细胞代谢活动增强
D.染色质收缩是形成染色质致密团块的重要原因
9.植物细胞膜上存在钙泵和钙离子通道两种转运蛋白。钙泵又称酶,能够催化细胞膜内侧的 ATP 水解释放能量,驱动细胞内的泵出细胞。下列叙述错误的是
A.需与钙离子通道蛋白结合才能进入细胞
B.泵出细胞的运输速率存在最大值
C.抑制细胞的呼吸作用会影响钙泵的功能
D.钙泵在发挥作用过程中,空间结构会发生变化
10.蛙类长时间潜水导致内环境 pH 下降,从而激活细胞膜上的受体 GPR4。热带爪蟾 GPR4 基因发生了突变,使该受体在更低 pH 下才能激活,进而使得该物种能够充分利用既有生理基础,实现长时潜水。下列叙述正确的是
A.热带爪蟾正常潜水过程中内环境 pH 下降引其内环境稳态失调
B.GPR4 基因突变前后,内环境的 pH 稳态均受到缓冲物质的调节
C.GPR4 基因突变是热带爪蟾为适应长时间潜水而定向产生的
D.热带爪蟾的受体 GPR4 属于内环境的成分
11.人端粒酶催化亚基 (hTERT) 能维持端粒 DNA 序列长度。间充质干细胞分为两组并进行贴壁培养:a 组导入空载体;b 组导入 hTERT 基因并持续表达。下列叙述错误的是
A.细胞培养过程中,培养液需要定期更换
B.传代培养时,可用纤维素酶处理使贴壁细胞分离
C.a 组细胞端粒 DNA 序列会随分裂次数增加而逐渐缩短
D.与 a 组细胞相比,b 组细胞可分裂的次数会明显增加
12.玉米中有一种突变体,种子直接在植株的果穗上发芽,已知该性状是由于脱落酸合成受抑或脱落酸受体功能异常导致。为确定该性状出现的原因,以下实验设计及结果分析合理的是
组别 实验设计 实验结果 结果分析
① 测定突变体和野生型玉米种子中的脱落酸含量 突变体脱落酸含量与野生型一致 突变体脱落酸受体功能正常
② 突变体脱落酸含量低于野生型 突变体脱落酸受体功能异常
③ 给突变体玉米果穗施加适宜浓度的脱落酸溶液 果穗上种子不发芽 突变体脱落酸受体功能正常
④ 果穗上种子发芽 突变体脱落酸合成受抑制
A.① B.② C.③ D.④
13.为模拟胚胎发育过程中子宫的力学环境,科学家设计了水凝胶材料,小鼠胚在其内部生长。如下图,下列叙述正确的是
A.囊胚置于水凝胶之前,已经历了桑葚胚阶段
B.胚胎培养时,物质分子由培养基至胚胎单向转移
C.水凝胶基质硬度越大,越有利于胚胎生长
D.囊胚孵化后,与水凝胶接触的部位由滋养层变为透明带
14.鲸类祖先从陆地进入海洋后,分化出深潜水鲸类 (如抹香鲸) 和浅潜水鲸类 (如灰鲸) 等物种。下列叙述错误的是
A.抹香鲸深潜能力涉及多器官、系统的协调活动,受多基因控制
B.鲸类生态位的分化是物种之间及生物与环境之间协同进化的结果
C.鲸类深潜能力相关的基因频率在自然选择的作用下发生定向改变
D.抹香鲸和灰鲸在潜水相关基因上的差异,是判断它们为不同物种的依据
15.从二倍体和四倍体西瓜植株中随机选取一株,观察其花药中的细胞。细胞分裂示意图如下 (仅显示部分染色体)。不考虑突变,四倍体减数分裂仅考虑同源染色体两两配对、彼此分离。下列叙述正确的是
A.该细胞不可能处于有丝分裂后期
B.该细胞不可能处于减数第二次分裂后期
C.图示区域可能含有 6 个染色体组
D.①和②染色体上的遗传信息可能不同
16.玉米籽粒形成过程中,磷酸烯醇式丙酮酸激酶 2 (PEPCK2) 催化的反应如下图。下列叙述正确的是
A.过程 ①在线粒体基质中进行
B.PEPCK2 不能为草酰乙酸转化为 PEP 提供能量
C.PEPCK2 不能催化其他来源的草酰乙酸转化为 PEP
D.PEPCK2 活性提高可促进籽粒中淀粉与蛋白质的积累
17.环境中缺乏时,三角褐指藻可以利用与其共生的细菌代谢产生的进行光合作用,维持生长。下图为藻、菌的培养结果,培养条件为有光照、无、葡萄糖为唯一碳源。下列叙述正确的是
A.共培养体系中,三角褐指藻数量的增加会引起细菌数量下降
B.共培养体系中,随培养时间推移,藻、菌各自的种内竞争加剧
C.单培养时,是限制三角褐指藻种群数增长的非生物因素
D.与单培养相比,共培养时三角褐指藻种群的环境容纳量更大
18.某奶酒以牛奶为主要原料,经生物发酵酿制而成。为提高发酵效率,需筛选具有乳糖利用率高、乙醇产量高等特性的酵母菌菌株。下列叙述正确的是
A.选择培养基应以葡萄糖为唯一碳源
B.选择培养基中可加抗生素抑制细菌生长
C.制备固体培养基需先高压蒸汽灭菌再倒平板
D.接种后的平板应在 37℃恒温培养
19.下图为某种自身免疫病发病过程中,自身抗体参与的免疫反应部分环节示意图。下列叙述正确的是
A.B 细胞通过膜表面受体直接识别受损细胞释放的自身抗原
B.该过程中辅助性 T 细胞表面的特定分子会发生变化并与 B 细胞结合
C.自身抗体能与自身抗原特异性结合,从而限制自身免疫病的发展
D.正常情况下,位于胞内的自身抗原不引发免疫反应
20.水仙花花瓣与副冠(如下图)的颜色与类胡萝卜素的含量有关。上述性状由三对独立遗传的等位基因控制,A 基因控制类胡萝卜素合成,B 基因控制类胡萝卜素降解。D 基因调控类胡萝卜素富集使副冠呈橙红色,a、b 和 d 基因不具有对应功能。现有纯合水仙甲 (花瓣白色、副冠黄色,花后期副冠会褪色) 和纯合水仙乙 (花瓣黄色、副冠红色,花后期副冠不褪色)。将甲和乙杂交后得到,再自交得到。下列叙述正确的是
A.水仙甲花瓣和副冠颜色的差异是由基因 B 表达情况不同导致的
B.甲和乙的基因型分别为 aaBBdd、AAbbDD
C.的表型为花瓣白色、副冠橙红色,花后期副冠褪色
D.中副冠橙红、不褪色植株的占比是 3/16,该性状共有 2 种基因型
21.研究人员以森林中某落叶阔叶树为对象,测定了树冠顶部和底部当年生总枝条的相关指标,结果如表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节内 (通常是春季萌芽到秋季落叶前) 萌发、生长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答下列问题。
  最大净光合速率 叶片呼吸速率 相对碳成本 (%) 比叶面积
树冠顶部 11.9 1.3 15.6 9.8
树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5
注:相对碳成本 =(当年生总枝条的碳量 / 叶片生长期该枝条从环境中吸收的碳量)×100%;比叶面积 = 叶面积 / 叶干重。
(1) 实验中测定最大光合速率时,除使用适宜强度光照外,还应保证   和   等环境因子一致适宜。与测定光合速率不同,测定叶片的呼吸速率必须在   环境条件下。
(2) 已知,光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率。以一定强度的光照射顶部叶片,此时顶部叶片的净光合速率与呼吸速率相等,若用同强度的光照射底部叶片,此时底部叶片的净光合速率应   (填 “>0”、“<0” 或 “=0”)。
(3) 植物生长过程中,总枝条可向其他部位输出有机物,总枝条输出有机物的能力与相对碳成本   (填 “正” 或 “负”) 相关。底部与顶部总枝条的相对碳成本接近,但底部总枝条所处环境光照较弱,在此条件下,据表中数据分析,底部总枝条通过   和   ,使其碳输出量实现最大化。此外,其叶片还可能通过哪些生理或结构变化提高光能捕获效率?   (答出 2 点即可),这些变化的作用是   (从光反应的物质和能量转化角度作答)。
22.伴生植物可有效防控作物害虫。研究人员利用万寿菊防治早稻害虫,调查了早稻种植期内的害虫及其天敌 (节肢动物类) 数量。实验分组结果如下:
(1) 据柱状图分析,种植万寿菊可通过   实现对农田害虫的调控,从而提高农田生态系统的   能力。
(2) 实验中观察到,害虫天敌草蛉主要捕食早稻田内的害虫 (如二化螟、稻飞虱),草蛉还能捕食以万寿菊为食的花蓟马等昆虫。请根据上述给出的营养关系绘制包含早稻、万寿菊、二化螟、稻飞虱、花蓟马和草岭的食物网(请在答题卡指定区域作答)。
(3) 早稻生长的不同时期,二化蟆等害虫数量变化较大。当田中的害虫较少时,害虫天敌会捕食万寿菊上的昆虫作为补充食物,这种补充食物对天敌种群的作用是   ,这种作用在后续早稻田害虫数量增多时的意义是   。
(4)统计分折后,T2、T3和T4对害虫的控制效果基本一致,为了实现长期控害和可持续发展,生产实践中应优先选择   方法。
(5) 为实现更好的防控效果,需结合防控目标和作物持点。下列叙述正确的是( )(多选)。
A.害虫天敌的活动范围能够覆盖农田作物
B.害虫天敌应保持食物生态位的高度重叠
C.避免伴生植物生长时与作物产生竞争
D.伴生植物应易于控制,避免造成物种入侵
23.用某肿瘤模型小鼠研究发现,肿瘤通过分泌神经营养因子促进肿瘤周边迷走神经末梢的生长,增强了一条神经通路 (感受器 — 迷走神经 — 脑干 — 交感神经 — 效应器) 的作用,影响肿瘤生长。回答下列问题。
(1) 该神经通路对于肿瘤生长的调节   (填 “属于” 或 “不属于”) 反射。此通路中,作为传入神经的是   神经。将该通路中迷走神经失活获得图1结果,可推知该神经通路   (填 “促进” 或 “抑制”) 肿瘤生长。
(2)推测上述神经通路最终需通过免皮细胞影响肿瘤生长,研究人员在不同小鼠中分别清除T细胞和巨嘧细胞,获得图2结果。
① 抻经失活时:巨带细胞抑制肿瘤生长,依据是⑧组肿榴相对面积显香大于②组肿瘤相对面积:T细胞也抑制了肿炮生长,依据是   ,结合所学知识,巨噬细胞可能发挥   作用活化辅助性T细胞,通过一系列作用最终活化细胞毒性T细胞杀伤肿瘤。
② 神经正常时,巨噬细胞促进肿瘤生长,依据是   。进一步研究发现,交感神经末梢释放去甲肾上腺素,作用于巨噬细胞可调节精氨酸酶 1 基因的表达。精氨酸酶 1 能分解精氨酸,而精氨酸是 T 细胞活化的必需营养物质。综合以上信息,该神经通路影响肿瘤生长的机制为:
A:   
B:   
24.我国学者在水稻半矮秆性状改良研究领域中取得了突破性进展。
(1) 已知水稻高秆和半矮秆性状受一对等位基因控制。基因编码有功能的赤霉素 20 - 氧化酶,催化合成赤霉素,控制高秆性状;基因不能产生有功能的酶,控制半矮秆性状。杂交结果说明高秆对半矮秆为显性,从基因型和基因产物功能的角度,对此结论的解释是   。
(2) 半矮秆稻抗倒伏,但高肥下才能高产。为使其在低肥下高产,科学家找到一种名为 “千粒稻” 的高秆水稻,该水稻具有低氮肥下高产的相关基因。为寻找该基因,将千粒稻与半矮秆稻杂交,筛选   性状的半矮秆子代,再与   杂交。重复以上操作,得到一系列只包含一小段千粒稻染色质但低氮肥高产的杂交品系 (C 系)。上述过程是为了尽可能避免   流入 C 系,以缩小筛选范围。
(3) 从 C 系中筛选到一段 DNA 序列,命名为。与半矮秆稻的同源序列只有一个核苷酸差异,均不编码蛋白质。在低氮肥条件下,导致局部染色质成为稳定的环,把基因 “锁” 在其中(下图b),而没有使染色质成环能力。(下图c)
控制低氮肥高产性状的分子水平解释为   。
(4) 基于以上机制欲用基因组编辑技术改造另一种氮肥依赖型半矮秆品种,培育低氮肥高产型纯合子。合理的方案是先编辑该半矮秆稻的   ,筛选得到低氮肥高产型第一代基因组编辑水稻。由于该水稻可能是   ,需再让其进行   ,然后从中筛选获得目标水稻。
25.平沙绿僵菌是一种昆虫病原真菌,通过分生孢子侵染蚊子,对蚊子致死率高,但引诱能力弱。利用萜类长叶烯合成基因 () 改造平沙绿僵菌,增强其引诱力,据此研发 “诱杀一体” 的灭蚊剂。回答下列问题
(1) 为提高基因在平沙绿僵菌中的表达效率,重新设计了长叶烯合成酶编码序列,该序列与天然基因序列存在较大差异,但编码的氨基酸序列不变,获取该目的基因的方法是   。
实验如图,用限制酶切割pPK2质粒,然后与基因连接,用   (填 “” 或 “”) DNA 连接酶可获得更高的连接效率。
经卡那霉素筛选得到的农杆菌中,除含有目的基因的重组质粒外,还可能存在   。为鉴定重组质粒是否正确连接,利用限制酶切割并电泳检测,下列限制酶组合和片段大小,属于正确连接的是(  )和(  )   。
A. 、0.7 kb+6.1 kb
B. Ⅰ、1.1 kb+5.7 kb
C. Ⅲ/ Ⅰ、0.7 kb+6.1 kb
D. Ⅲ/ Ⅰ、1.1 kb+5.7 kb
农杆菌转化后,重组质粒上的 T-DNA 会转移并整合到平沙绿僵菌的   上。
为筛选工程化平沙绿僵菌,用 PCR 技术进行鉴定。基因的转录模板链部分序列为:5’-ATGTCGTTCC AATTGGCTCC-3,下列引物对可用于扩增该片段的是   。
A. 5'-ATGTC -3'、5'-CCTCG -3'
B. 5'-ATGTC -3'、5'-GGAGC -3'
C. 5'-TACAG -3'、5'-CCTCG -3'
D. 5'-TACAG -3'、5'-GGAGC -3'
(2)研究人员比较了等量平沙绿僵菌和工程菌培养物对蚊子的诱杀效果,如下表。
访问次数(次 / 小时) 停留时间(分钟 / 小时) 2 小时感染率(%) LT50(天) 第 7 天死亡率(%)
平沙绿僵菌 0.9 1.1 100 5.84 62.4
工程菌 2.4 5.9 100 4.04 84.3
已知孢子附者盘决定蚊子死亡速度,结合袅中数据解释工程苗培养物使蚊子的LT50显著缩短且第7天死亡率更高的原因是    。
(3) 该工程菌制剂在推广前,需经过严格的   评价,符合标准后方可推广。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、植物通过光合作用固定空气中的二氧化碳获取碳元素,不依赖土壤,A 不符合题意;
B、豆科植物自身不能固氮,但磷元素只能从土壤无机盐中吸收,且无其他外源获取途径,几乎完全依赖土壤获得,B 符合题意;
C、植物根系、叶片均可从空气、水中获取氧,并非只依靠土壤,C 不符合题意;
D、豆科植物与根瘤菌共生,根瘤菌可将大气中的氮气固定为含氮化合物供给植物,不需要完全依靠土壤获取氮,D 不符合题意。
故答案为:B。
【分析】豆科植物和根瘤菌是典型的互利共生关系:豆科植物向根瘤菌提供生活所需的物质和能量(有机养料),而根瘤菌能固定空气中游离的氮,将空气中的氮气转变为含氮养料,改善豆科植物的氮素营养,供植物利用。
2.【答案】D
【知识点】估算种群密度的方法
【解析】【解答】A、标记重捕法适用于活动能力强、活动范围大的动物,作物植株上的虫活动范围小,不适合该方法,A不符合题意;
B、目测估计法是统计物种丰富度的方法,不是估算种群密度的方法,B不符合题意;
C、黑光灯诱捕法适用于趋光性昆虫,无法适用于所有作物植株上的虫,不具备通用性,C不符合题意;
D、样方法适用于植物和活动能力弱、活动范围小的动物,作物植株上的昆虫活动能力弱、活动范围局限在植株上,适合用样方法估算种群密度,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】样方法的适用对象:植物,以及蚜虫、跳蝻等活动能力弱、活动范围小的小型动物,通过随机取样、计数取平均值估算种群密度。
3.【答案】A
【知识点】伴性遗传;人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】该遗传病为伴X染色体隐性遗传病,设致病基因为a,正常基因为A。表型正常夫妇的基因型存在两种情况:丈夫基因型只能是XAY(男性只要X染色体携带致病基因就会患病,表型正常则无致病基因);妻子基因型有两种可能:XAXA(完全正常,不携带致病基因)或XAXa(表型正常,致病基因携带者)。
A、丈夫只能提供XA给女儿,女儿必然获得一条含正常显性基因的X染色体,因此女孩一定不会患病,全部正常,A符合题意;
B、若妻子是携带者XAXa,则有50%概率传给儿子Xa,儿子基因型为XaY,会患病,因此男孩不一定全部正常,B不符合题意;
C、若妻子基因型为XAXA,则女儿只能得到XA,基因型为XAXA,不是携带者,C不符合题意;
D、当妻子为携带者时,儿子有概率患病,并非男女全部正常,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)伴X隐性遗传的男性发病特点:男性只有一条X染色体,只要X染色体携带隐性致病基因就会表现患病,表型正常男性的X染色体一定不含致病基因。
(2)伴X隐性遗传的女性发病特点:女性有两条X染色体,必须两条染色体均携带致病基因才会患病,仅一条携带致病基因时表型正常,为携带者。
(3)人类子代性别染色体传递规律:父亲只能将X染色体传给女儿、Y染色体传给儿子;母亲可随机将两条X染色体之一传给子女。
4.【答案】B
【知识点】激素调节的特点;激素与内分泌系统;激素分泌的分级调节;其他体液成分参与的稳态调节
【解析】【解答】A、激素并非只由内分泌腺分泌,部分内分泌细胞(如小肠黏膜分泌促胰液素的细胞)不属于腺体,也能分泌激素,因此内环境激素不全都来自内分泌腺,A不符合题意;
B、下丘脑分泌TRH作用于垂体,促使垂体分泌TSH,TSH促进甲状腺分泌甲状腺激素,属于分级调节;甲状腺激素含量升高时会反过来抑制下丘脑、垂体分泌相关激素,属于负反馈调节,甲状腺激素分泌同时存在分级调节与反馈调节,B符合题意;
C、体液调节的调节物质除激素外,还包括CO2、组织胺等其他化学物质,并非仅依靠激素调节生命活动,C不符合题意;
D、激素随血液全身弥散运输,并非定向运输,只因为只有靶细胞、靶器官存在特异性受体,激素才只作用于对应部位,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)分泌激素的结构分为内分泌腺和散在的内分泌细胞,二者都可产生激素并释放到内环境。
(2)甲状腺激素、性激素等动物激素分泌普遍存在下丘脑-垂体-靶腺分级调节,同时存在负反馈调节维持激素含量稳定。
(3)体液调节的定义是激素、其他化学物质通过体液传送的方式对生命活动进行调节,激素调节只是体液调节的主要部分。
(4)激素运输特点:体液运输无定向性,随血液循环到达全身各处;作用具有特异性,仅识别并结合带有对应受体的靶细胞、靶器官。
5.【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用;植物组织培养的影响因素
【解析】【解答】A、诱导愈伤组织脱分化阶段不需要光照,光照会诱导分化产生叶绿体,不利于愈伤组织形成,再分化阶段才需要光照,因此并非全程光照,A不符合题意;
B、培养基若不灭菌会滋生大量杂菌污染外植体,植物激素高温易失活可采用高压蒸汽灭菌后待培养基冷却再加入激素,不能省略灭菌步骤,B不符合题意;
C、幼嫩茎段细胞分化程度低、全能性高,适宜作为外植体,在适宜培养基条件下可以脱分化诱导形成愈伤组织,C符合题意;
D、生长素和细胞分裂素的配比会调控愈伤组织分化方向,生长素比例高利于生根,细胞分裂素比例高利于生芽,比例适中促进愈伤组织增殖,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)植物组织培养脱分化过程避光培养,避免分化形成光合结构;再分化阶段给予适宜光照,保证幼苗光合作用。
(2)植物组织培养全程无菌操作,培养基必须灭菌,激素不耐高温则采用低温添加法,灭菌步骤不可省略。
(3)分化程度低、分裂能力强的幼嫩组织、器官适合作为外植体,更容易脱分化形成愈伤组织。
(4)生长素与细胞分裂素的相对含量是调控愈伤组织增殖、根芽分化的关键因素,不同比例对应不同分化方向。
(5)愈伤组织是外植体脱分化形成的薄壁细胞团,具有全能性,可经再分化形成完整植株。
6.【答案】D
【知识点】生态系统的稳定性;生物多样性的价值
【解析】【解答】A、林、草绿色植物可通过光合作用制造有机物,属于生产者,生产者是生态系统的基石,A符合题意;
B、沙化治理提升植被覆盖率,植物光合作用吸收固定更多二氧化碳,降低大气CO2浓度,缓解温室效应、减缓全球变暖,B符合题意;
C、山水林田湖草沙各组分相互联系、彼此制约,生物与环境形成统一整体,能增强生态系统自我调节能力,维持生态平衡稳定,C符合题意;
D、调节生态系统功能属于生态功能,体现的是生物多样性的间接价值,并非直接价值,D不符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)生产者可利用无机物合成有机物,为生态系统提供物质和能量来源,是生态系统存在的基础。
(2)大气中二氧化碳浓度升高会引发温室效应,植被可固定二氧化碳,降低温室效应带来的影响。
(3)生态系统组分越丰富、联系越紧密,营养结构越复杂,自我调节能力越强,抵抗力稳定性越高。
(4)生物多样性直接价值包含食用、药用、观赏、工业原料、科研等;间接价值指涵养水源、固碳、调节气候等生态调节功能;潜在价值是目前未发现的利用价值。
7.【答案】C
【知识点】生态工程依据的生态学原理;生态系统的能量流动;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、秸秆覆盖还田会向土壤输入大量秸秆有机物,可为土壤中的分解者提供更多有机物营养来源,A符合题意;
B、秸秆里的有机碳被分解者呼吸分解,生成二氧化碳,二氧化碳属于无机碳,释放到大气这类非生物环境中,B符合题意;
C、生态系统中能量流动是单向的,秸秆中的能量被微生物分解后,大部分以热能散失,剩余存于微生物体内,不能重新流向农作物,农作物只能利用光能固定碳,无法直接利用秸秆有机物中的能量,C不符合题意;
D、该技术提升作物产量带来经济效益,同时提升土壤有机碳、土壤生物多样性实现生态保护,兼顾自然、经济、社会整体效益,符合生态工程的整体原理,D符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)分解者可将动植物残体中的有机物分解,获取自身生命活动所需物质与能量,秸秆还田能提升土壤有机物总量,促进分解者生存繁殖。
(2)碳循环中,生物群落的有机碳通过生物的细胞呼吸,转化为二氧化碳(无机碳)回归无机环境。
(3)生态系统能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,生产者只能固定太阳能,不能直接利用动植物残体有机物中的化学能。
(4)生态工程整体原理要求兼顾生态效益、经济效益与社会效益,统筹自然系统、经济系统、社会系统。
8.【答案】C
【知识点】细胞凋亡与细胞坏死的区别;细胞衰老的原因探究
【解析】【解答】A、适当剂量X射线诱导细胞衰老,高剂量X射线会严重损伤细胞结构与DNA,引发细胞坏死,A符合题意;
B、自由基会攻击DNA、蛋白质、生物膜等结构,加速细胞衰老,清除过量自由基能够减缓损伤,延缓细胞衰老,B符合题意;
C、衰老相关β-半乳糖苷酶是细胞衰老的标志性酶,其活性升高仅代表细胞进入衰老状态,衰老细胞整体代谢速率是减弱的,不能说明细胞代谢活动增强,C不符合题意;
D、细胞衰老时染色质发生收缩、固缩,形成致密团块,染色质收缩是该现象的重要成因,D符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)射线剂量不同对细胞的损伤效果不同,低/适当剂量诱发细胞衰老,过高剂量造成细胞严重损伤,引发细胞坏死。
(2)细胞衰老的自由基学说认为,细胞代谢产生的自由基会破坏细胞内多种分子结构,加速细胞衰老,减少自由基可延缓衰老。
(3)细胞衰老的细胞核特征:染色质收缩、染色加深,染色质高度固缩形成致密团块。细胞衰老整体代谢水平下降,多种与生长、增殖相关酶活性降低,仅少数衰老特异性酶表达上升。
9.【答案】A
【知识点】被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、通道蛋白只容许与自身通道直径、形状相适配的分子或离子通过,转运时不需要与被转运的钙离子结合,载体蛋白才需要与被转运物质结合,A不符合题意;
B、钙泵属于载体蛋白,细胞膜上载体蛋白数量有限,因此钙离子泵出细胞的运输速率存在饱和最大值,B符合题意;
C、钙泵转运钙离子需要ATP水解供能,细胞呼吸是ATP的主要来源,抑制细胞呼吸会减少ATP生成,进而影响钙泵功能,C符合题意;
D、钙泵本质是载体蛋白,载体蛋白在转运物质的过程中自身空间结构会发生可逆性改变,D符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)通道蛋白和载体蛋白均属于膜转运蛋白,通道蛋白转运物质时不与底物结合,载体蛋白转运时需要与底物结合并改变自身空间结构。
(2)钙离子经通道蛋白顺浓度梯度进入细胞属于协助扩散,经钙泵逆浓度梯度运出细胞属于主动运输。
10.【答案】B
【知识点】稳态的生理意义;内环境的组成;内环境的理化特性;稳态的调节机制;变异是自然选择的原材料
【解析】【解答】A、热带爪蟾突变后的GPR4受体仅在更低pH下激活,该变化是适应长时潜水的有利变异,内环境pH下降后机体可通过调节维持稳态,不会出现稳态失调,A不符合题意;
B、动物内环境中存在缓冲物质,可中和酸性、碱性物质,无论GPR4基因是否突变,pH稳态都会依靠缓冲物质进行调节,B符合题意;
C、基因突变具有不定向性,环境只能对已经存在的变异进行选择,不能诱导生物定向产生适应环境的突变,C不符合题意;
D、GPR4是细胞膜上的受体蛋白,位于细胞膜结构上,不属于细胞外液构成的内环境成分,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)内环境稳态包含pH、温度、渗透压等理化性质相对稳定,缓冲物质是维持pH稳定的基础,轻微pH变化可通过缓冲对调节,不会直接造成稳态失衡。
(2)基因突变的特点包括不定向、随机、低频,环境不会主动诱导生物产生定向有利突变,自然选择筛选有利突变个体。
11.【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养时,定期更换培养液可以清除代谢废物,防止代谢废物积累对细胞自身造成危害,同时补充细胞所需营养物质,A符合题意;
B、动物细胞无细胞壁,传代培养分散贴壁细胞使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶,纤维素酶用于分解植物细胞壁,不能处理动物细胞,B不符合题意;
C、a组仅导入空载体,不表达hTERT,缺少端粒酶催化亚基,细胞每次分裂后端粒DNA都会缩短,分裂次数越多缩短越明显,C符合题意;
D、b组持续表达hTERT,端粒酶可维持端粒长度,细胞不会因端粒过短停止分裂,相比a组细胞分裂次数显著增多,D符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)动物细胞贴壁培养过程中细胞代谢会产生有害物质,定期更换培养液是细胞体外培养的常规操作。
(2)酶具有专一性,纤维素酶分解纤维素,只适用于植物细胞;胰蛋白酶、胶原蛋白酶分解细胞间蛋白质,用于动物细胞解离。
(3)正常体细胞缺少有活性的端粒酶,细胞每完成一次有丝分裂,端粒DNA就会缩短一段,端粒缩短到临界长度细胞分裂停止。
12.【答案】C
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、①突变体脱落酸含量和野生型一致,说明突变体自身能正常合成脱落酸,发芽原因只能是受体功能异常,分析写“受体功能正常”错误,A不符合题意;
B、②突变体脱落酸含量低于野生型,说明自身脱落酸合成不足,发芽原因是脱落酸合成受抑制,分析写“受体功能异常”错误,B不符合题意;
C、③外源施加脱落酸后种子不再发芽,说明外源脱落酸能发挥抑制发芽的作用,突变体细胞内的受体可以识别脱落酸,即受体功能正常,C符合题意;
D、④施加外源脱落酸种子依旧发芽,说明脱落酸无法发挥作用,原因是受体功能异常,并非合成受抑制,分析错误,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)脱落酸的生理功能之一是抑制种子萌发,玉米种子在果穗上提前发芽,有两种可能性:自身脱落酸合成不足、脱落酸受体失去正常功能。
(2)检测内源脱落酸含量只能判断合成是否受阻;外源补充脱落酸的实验可判断受体是否正常。
(3)若内源脱落酸含量正常,异常性状由受体异常导致;若内源脱落酸含量偏低,异常性状由合成受抑制导致。
(4)外源施加脱落酸后种子萌发被抑制,证明受体可以结合脱落酸并传递信号,受体功能无缺陷;施加后依旧萌发,说明受体无法响应脱落酸信号,受体功能异常。
13.【答案】A
【知识点】动物胚胎发育的过程
【解析】【解答】A、小鼠早期胚胎发育顺序为受精卵→卵裂期→桑葚胚→囊胚,囊胚发育阶段出现在桑葚胚之后,因此囊胚放入水凝胶前已经经历桑葚胚阶段,A符合题意;
B、胚胎细胞和培养基之间物质双向交换,胚胎代谢废物会排到培养基,营养物质从培养基进入胚胎,并非单向转移,B不符合题意;
C、水凝胶用于模拟子宫适宜力学环境,硬度过大会产生过大机械压力,损伤胚胎细胞,不利于胚胎正常生长,并非硬度越大越好,C不符合题意;
D、透明带包裹在囊胚外侧,囊胚孵化就是透明带破裂消失,孵化后不存在透明带,接触水凝胶的是滋养层细胞,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)哺乳动物早期胚胎发育阶段顺序:受精卵经过多次卵裂形成桑葚胚,桑葚胚细胞继续分裂分化,内部出现囊胚腔发育为囊胚。滋养层是囊胚外层细胞,将来发育为胎膜和胎盘,内细胞团将来发育为胎儿本体。
(2)细胞与外界培养液之间可进行物质双向交换,细胞吸收营养物质,同时排出代谢产生的废物。
(3)透明带是包裹早期胚胎的外层结构,囊胚进一步发育会发生孵化,透明带破裂脱落,孵化后胚胎外层为滋养层细胞。
14.【答案】D
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;物种的概念与形成;当地自然群落中若干种生物的生态位;自然选择与适应
【解析】【解答】A、抹香鲸深潜需要呼吸、循环、肌肉等多器官系统配合,该复杂性状由多对等位基因共同调控,A符合题意;
B、鲸类祖先进入海洋后,不同类群占据深浅不同的水域生态位,是生物与生物、生物与无机环境长期协同进化的结果,B符合题意;
C、自然选择能定向筛选有利变异,使种群内深潜相关有利基因的基因频率定向升高,C符合题意;
D、区分两个物种的核心依据是二者间存在生殖隔离,潜水相关基因的序列差异仅体现种群遗传分化,不能作为划分物种的标准,D不符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)生物复杂的生理、行为性状大多属于多基因遗传性状,受多个基因调控,同时依赖多个器官、系统协调配合完成。
(2)协同进化指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,会推动生物产生生态位分化。
(3)自然选择决定生物进化的方向,进化的实质是种群基因频率发生定向改变。
(4)现代生物进化理论中,物种划分的根本判定标准是是否存在生殖隔离,基因序列差异只能反映亲缘远近,不能区分物种。
(5)种群间基因序列差异是长期突变、基因重组、自然选择积累的结果,仅为物种分化的中间特征,而非物种判定依据。
15.【答案】D
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点;减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化
【解析】【解答】A、若是四倍体西瓜花药壁细胞进行有丝分裂后期,细胞内会同时存在同源染色体、着丝粒分裂,形态与题图一致,因此该细胞有可能是有丝分裂后期,A不符合题意;
B、若为四倍体生物减数第二次分裂后期,细胞中可存在多套染色体,着丝粒分裂,形态与题图相符,存在该可能性,B不符合题意;
C、二倍体有丝分裂后期最多4个染色体组,四倍体有丝分裂后期最多8个染色体组;减数第二次分裂后期最多4个染色体组,图示区域不可能出现6个染色体组,C不符合题意;
D、①和②为移向两极的染色体,若该细胞来自四倍体,同源染色体之间存在等位基因,或亲本存在杂合位点,则二者携带的遗传信息可能不同,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)花药中包含两种细胞:花粉母细胞(进行减数分裂)、花药壁体细胞(进行有丝分裂)。
(2)有丝分裂后期特征:着丝粒分裂,同源染色体完整存在,染色体组加倍;二倍体有丝分裂后期4个染色体组,四倍体有丝分裂后期8个染色体组。
(3)减数第二次分裂后期无同源染色体,着丝粒分裂,二倍体、四倍体减二后期最多均为4个染色体组。
(4)同源染色体上可存在等位基因,复制后的姐妹染色单体分开形成的染色体,若亲本为杂合子,两条染色体携带的遗传信息存在差异。
(5)四倍体减数分裂时同源染色体两两配对分离,减数分裂过程仍会存在等位基因分离现象。
16.【答案】B,D
【知识点】酶的相关综合;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、过程①是将PEP转化为丙酮酸,丙酮酸和水在线粒体基质(有氧呼吸第二阶段的场所)中会被彻底分解成二氧化碳和[H],与过程①存在矛盾,A不符合题意;
B、PEPCK2属于生物酶,酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能,酶本身无法为化学反应提供能量,该反应的能量由ATP水解供给,B符合题意;
C、酶的专一性只识别底物的化学分子结构,与底物的合成来源无关,只要底物为草酰乙酸,PEPCK2就可催化其发生反应,C不符合题意;
D、PEPCK2 活性提高可提高籽粒中淀粉与蛋白质的生成速度,进而促进两种物质积累,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】(1)光合作用暗反应阶段发生在叶绿体基质,有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质,二者场所互不相同。
(2)酶仅能降低化学反应的活化能,不能为化学反应提供能量,细胞内化学反应的能量通常由ATP水解提供。
(3)酶的专一性指一种酶只能催化一种或一类底物发生反应,专一性针对底物分子结构,不区分底物的生成途径。
(4)细胞代谢中同一中间产物可分流进入多条代谢途径,不同代谢途径之间会存在底物竞争关系。
17.【答案】B,C,D
【知识点】种群的数量变动及其原因;种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、从曲线可见,共培养的细菌和共培养的三角褐指藻数量均随培养时间延长持续上升,藻数量增加并未引起细菌数量下降,A不符合题意;
B、随培养时间推移,共培养细菌、共培养三角褐指藻种群密度不断增大,种群内个体争夺空间、营养等资源,二者各自的种内竞争会不断加剧,B符合题意;
C、题干说明培养条件无CO2,且三角褐指藻自身无法利用葡萄糖作为碳源,单培养时缺少可利用的碳源CO2,CO2属于非生物物质,是限制其种群增长的非生物因素,C符合题意;
D、单培养三角褐指藻细胞密度始终维持在极低水平,共培养三角褐指藻细胞密度持续大幅上升,说明共培养条件下该藻能利用细菌产生的CO2生长,可承载的最大种群数量(环境容纳量)远大于单培养组,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】(1)种内竞争是指同一物种的个体之间争夺食物、空间等资源而发生的斗争,种群密度越大,种内竞争强度越高。
(2)环境容纳量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。
(3)影响种群数量变化的因素分为生物因素和非生物因素,二氧化碳、温度、光照、营养物质等属于非生物因素。
(4)互利共生是两种生物共同生活在一起,相互依存、彼此有利,一方可为另一方提供其生存所需的物质条件。
(5)光合作用的原料包含二氧化碳,多数光合藻类不能直接利用葡萄糖等有机物作为光合作用碳源。
18.【答案】B,C
【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;培养基的制备
【解析】【解答】A、实验要筛选乳糖利用率高的酵母菌,选择培养基需以乳糖为唯一碳源,不能用葡萄糖,无法筛选目标菌株,A不符合题意;
B、抗生素能抑制细菌的生长繁殖,但酵母菌属于真菌,抗生素对其无抑制作用,培养基添加抗生素可排除杂菌细菌干扰,B符合题意;
C、制备固体培养基时,先配制培养基并高压蒸汽灭菌,待培养基冷却至适宜温度后再倒平板,防止高温杀死菌种,C符合题意;
D、酿酒酵母发酵产酒精时,发酵温度一般控制在18 ~ 30 ℃,37℃是人体细菌培养常用温度,该温度不利于酵母菌生长,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】(1)筛选特定碳源利用菌株时,需将该目标碳源设置为培养基唯一碳源,不能添加其他可利用糖类。
(2)抗生素作用靶点为细菌的细胞壁或核糖体,仅对细菌起抑制作用,对真菌无抑制效果。
(3)微生物固体培养基制作流程:配制培养基→高压蒸汽灭菌→冷却倒平板,高温灭菌后直接倒平板会烫死后续接种的微生物。
(4)不同微生物培养的适宜温度不同,酵母菌最适培养温度低于人体体温,致病菌常采用37℃培养。
19.【答案】A,B,D
【知识点】免疫功能异常;体液免疫
【解析】【解答】A、第一张图明确表示自身抗原与B细胞的受体结合,可见某种自身免疫病发病过程中,B细胞通过膜表面受体直接识别受损细胞释放的自身抗原,A符合题意;
B、体液免疫中,辅助性T细胞接受抗原刺激后,细胞膜表面会出现特定分子,该分子可与B细胞表面对应受体结合,激活B细胞,B符合题意;
C、自身抗体与自身抗原结合形成抗原-抗体复合物,募集炎症细胞释放致炎因子,加重组织损伤,会促进自身免疫病发展,不会限制其发展,C不符合题意;
D、正常情况下,细胞受损破裂后,胞内自身抗原释放到内环境,但不会被免疫细胞识别引发免疫反应,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】(1)体液免疫过程中,多数抗原不能直接被B细胞识别,需要抗原呈递细胞处理、呈递给辅助性T细胞,再由辅助性T细胞激活B细胞。
(2)辅助性T细胞活化后,细胞膜表面会表达特定的蛋白质分子,该分子可以与B细胞膜上的受体结合,传递激活信号。
(3)自身免疫病是机体产生抗体攻击自身正常细胞、组织引发的疾病,自身抗体和自身抗原的结合会加剧机体组织损伤,加重病情。
(4)自身抗原若滞留于完整细胞内部,无法接触淋巴细胞等免疫细胞,不会启动免疫应答;当细胞破损,胞内抗原释放到细胞外液后,可诱发免疫反应。
20.【答案】A,C,D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A 基因控制类胡萝卜素合成,说明会导致花呈现橙黄色。B 基因控制类胡萝卜素降解,说明花色会褪色。D 基因调控类胡萝卜素富集使副冠呈橙红色,说明当有A基因和D基因同时存在时,副冠会呈现橙红色。a、b 和 d 基因不具有对应功能,则分别说明花色出现白色,花色不会褪色,以及副冠不会呈现橙红色。
A、只有a基因存在,不会类胡萝卜素存在。甲的副冠存在黄色,说明有类胡萝卜素存在,即有A基因存在,副冠不是红色,则说明没有D基因存在;后期会褪色,说明有B基因存在,因此纯合水仙甲的基因型为AABBdd,可推测水仙甲花瓣和副冠颜色的差异是由基因 B 表达情况不同导致的,A正确;
B、根据A选项分析可知,甲的基因型为AABBdd。乙的花瓣为黄色,则说明有A基因存在;副冠橙红色,说明有D基因存在;副冠不褪色,说明没有B基因存在,因此纯合水仙乙的基因型为AAbbDD,B错误;
C、甲(AABBdd)×乙(AAbbDD)→子一代:AABbDd。根据A选项的分析可知,当AB同时存在时,花瓣呈现白色,但不影响副冠中类胡萝卜素的存在,因此子一代的花瓣为白色。副冠的颜色跟A和D有关,当AD基因同时存在时,副冠呈现红色,因此子一代的副冠为橙红色。B基因控制类胡萝卜素降解,因此子一代的副冠褪色。综上所述,子一代的表型为花瓣白色、副冠橙红色,花后期副冠褪色,C正确;
D、子一代(AABbDd)自交→子二代:9AAB-D-(花瓣白色、副冠橙红色,花后期副冠褪色)、3AAB-dd( 花瓣白色、副冠黄色,花后期副冠褪色 )、3AAbbD-( 花瓣黄色、副冠橙红色,花后期副冠不褪色 )、1AAbbdd( 花瓣黄色、副冠黄色,花后期副冠不褪色 )。可见子二代中,副冠橙红、不褪色植株(AAbbD-)的占比是3/16,该性状的基因型有AAbbDD和AAbbDd两种,D正确。
故答案为:ACD。
【分析】(1)多对等位基因独立遗传遵循基因的自由组合定律,每对基因遵循分离定律,可分开计算性状比例再相乘。
(2)显性基因控制特定功能、隐性基因无对应功能时,可根据表型反向推导纯合亲本的基因型。
(3)基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物性状,不同基因分别调控色素合成、降解、富集,共同决定花色。
21.【答案】(1)温度;二氧化碳浓度;黑暗(无光)
(2)>0
(3)负;降低叶片的呼吸速率;增大叶片的比叶面积;增加叶绿素含量;增多类囊体数量(合理即可)
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系;光合作用综合
【解析】【解答】(1)光合作用受温度、光照强度、二氧化碳浓度等环境因素影响,因此实验中测定最大光合速率时,除使用适宜强度光照外,还应保证温度和二氧化碳浓度等环境因子一致适宜。植物叶片在光照下会同时进行光合作用和呼吸作用,无法单独反映呼吸速率,因此测定叶片呼吸速率时必须置于黑暗环境,完全阻断光合作用。
(2)根据表格可知,树冠顶部最大净光合速率是11.9,叶片呼吸速率为1.3,总光合作用为11.9+1.3=13.2;树冠底部最大净光合速率是9.5,叶片呼吸速率为1.1,总光合作用为9.5+1.1=10.6。顶部叶片的净光合速率与呼吸速率相等,说明此时的净光合速率=呼吸速率=1.3,总光合速率为1.3+1.3=2.6。底部叶片的呼吸速率为1.1,此时用相同光照强度照射该部分叶片,则总光合速率也为2.6,则底部叶片的净光合速率=总光合速率-呼吸速率=2.6-1.1=1.5>0。
(3)相对碳成本 =(当年生总枝条的碳量 / 叶片生长期该枝条从环境中吸收的碳量)×100%,简单说,叶片生长期该枝条从环境中吸收的碳量=当年生总枝条的碳量+根、果实等其他植物部位的碳量,也就是说相对碳成本数值越高,枝条光合固定的碳更多留在自身,向外输送给植株其他器官的有机物碳就越少,故植物生长过程中,总枝条可向其他部位输出有机物,总枝条输出有机物的能力与相对碳成本负相关。根据表格可知,树冠顶部叶片的呼吸速率(1.3)大于树冠底部叶片的呼吸速率(1.1),呼吸速率越低,消耗有机物越慢;树冠顶部的比叶面积(9.8)小于于树冠底部的比叶面积(13,5),比叶面积越大,表示在同等叶片干重下,叶片表面积越大,叶片拥有更大的光合面积,能在弱光下捕获更多光能,提升总光合固碳量。可见底部总枝条通过降低叶片的呼吸速率和增大叶片的比叶面 ,使其碳输出量实现最大化。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气,可见叶片还可能通过增加叶绿素含量、增多类囊体数量等变化提高光能捕获效率。
【分析】(1) 影响光合作用的环境因素主要包括光照强度、二氧化碳浓度、温度,光照影响光反应,二氧化碳是暗反应原料,温度通过影响酶活性调控光合与呼吸速率。
(2) 净光合速率 = 总光合速率 - 呼吸速率,净光合速率大于 0 时植物积累有机物,净光合速率小于 0 时植物消耗有机物。
(3) 弱光环境下植物叶片会产生适应性变化,包括叶绿素含量上升、叶片变薄、类囊体薄膜面积增大等,以此提升光能捕获效率。
(4) 呼吸速率的测定需遮光处理,光照条件下光合作用会干扰呼吸速率的检测结果。呼吸作用会消耗植物体内储存的有机物,呼吸速率越低,有机物消耗越少,可向外输出的有机物越多。
(5) 光反应的物质与能量转化过程:光合色素捕获光能,将光能转化为电能,再转化为 ATP、NADPH 中活跃的化学能,ATP 和 NADPH 为暗反应中二氧化碳的固定与还原提供能量和还原剂。
22.【答案】(1)增加天敌数量;自我调节
(2)
(3)维持天敌种群数量;快速控制害虫数量的增长
(4)T2
(5)A;C;D
【知识点】当地自然群落中若干种生物的生态位;生态系统的结构;生态系统的稳定性;植物病虫害的防治原理和技术
【解析】【解答】(1)对比T1(种植早稻)和T2(在早稻田周围种植万寿菊)的天敌和害虫数量可知,T2的天敌数量大于T1的,且T2的害虫数量小于T1的;或对比T3(对早稻喷洒万寿菊提取物)和T4(在早稻田周围种植万寿菊且对早稻喷洒万寿菊提取物)的天敌和害虫数量可知,T4的天敌数量大于T3的,且T4的害虫数量略小于T3的。可见在早稻田周围种植万寿菊会增加早稻田的天敌,从而减少害虫数量,可实现对农田害虫的调控。物种丰富度、营养结构复杂度会直接影响自我调节能力大小,一般情况下,生态系统中生物的种类和数量越多,食物网(营养结构)越复杂,拥有更多生态位来抵消干扰的影响,自我调节能力就越强。在早稻田周围种植万寿菊会增加早稻田的天敌数量,进而提高农田生态系统的自我调节能力。
(2)根据题文可知,食物链有①早稻→二化螟→草蛉;②早稻→稻飞虱→草蛉;③万寿菊→花蓟马→草蛉,则食物网如下:
(3)当田中的害虫较少时,害虫天敌会捕食万寿菊上的昆虫作为补充食物,可为害虫天敌提供稳定的能量与营养供给,让害虫天敌不会因食物短缺出现大量个体死亡、繁殖受阻的情况,以此维持天敌种群数量,保证天敌不会在害虫低谷期大幅减少。当早稻田害虫数量增多时,害虫天敌能够快速大量捕食稻田害虫,有效抑制害虫种群数量快速增长,避免虫害大规模爆发。
(4)T2、T3和T4对害虫的控制效果基本一致,这三组区别是T3、T4都需要万寿菊提取物,而T2不需要万寿菊提取物。万寿菊提取物是要提前获取万寿菊并且对万寿菊进行提取,需要一定的成本,而且雨后会稀释万寿菊提取液,可能会影响天敌数量,需要补充万寿菊提取液等等,可见为了实现长期控害和可持续发展,生产实践中应优先选择T2方法。
(5)A、天敌活动范围覆盖作物,才能及时捕食作物上的害虫,发挥控害作用,A正确;
B、天敌食物生态位高度重叠会加剧天敌内部种间竞争,不利于天敌种群稳定,不利于控害,B错误;
C、伴生植物不能和作物竞争光照、水肥,否则会降低农作物产量,C正确;
D、伴生植物需要易管控,防止其逸生扩散,造成外来物种入侵,破坏本地生态,D正确;
故答案为:ACD。
【分析】(1)农田生物防治可通过种植伴生植物提升天敌种群数量,依靠种间捕食关系降低害虫密度。
(2)生态系统自我调节能力与群落丰富度、营养结构复杂程度正相关,生物种类越多,自我调节能力越强。
(3)食物网由生产者、各级消费者通过捕食关系构建,一种消费者可捕食多种猎物,一种生产者可被多种植食性昆虫取食。
(4)生物防治相比化学类提取物喷施,环境友好、可持续性更强,适合长期农田虫害治理。
(5)伴生植物筛选原则:不与作物竞争资源、能保育害虫天敌、易管控、无入侵风险。
(6)生态位重叠过高会加剧种间竞争,不利于天敌群落稳定,不利于虫害防控。
23.【答案】(1)属于;迷走;促进
(2)④组肿瘤面积显著大于②组肿瘤相对面积;加工处理抗原并完成抗原提呈;⑤组肿瘤面积小于①组肿瘤相对面积;升高;抑制
【知识点】反射弧各部分组成及功能;免疫系统的结构与功能;体液免疫
【解析】【解答】(1)反射的结构基础是反射弧,反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)五个部分组成,该神经通路是感受器 — 迷走神经 — 脑干 — 交感神经 — 效应器,可见该神经通路对于肿瘤生长的调节属于反射。传入神经负责将感受器产生的兴奋传导至神经中枢,与感受器相连,则此通路中,作为传入神经的是迷走神经。根据图1可知,对照组(反射正常)的肿瘤的相对面积大于迷走神经失活组(反射异常),可见该神经通路促进肿瘤生长。
(2)①对比②(对照组,迷走神经失活)和④(清除T细胞,迷走神经失活)可知,④的肿瘤相对面积高于②,可推测出T细胞抑制肿瘤生长,即T细胞抑制肿瘤生长,依据是④组肿瘤面积显著大于②组肿瘤相对面积。吞噬细胞会摄取、加工处理抗原,并将抗原片段与自身的MHC分子结合,形成抗原-MHC复合体后展示在细胞的膜表面,完成抗原的提呈。之后吞噬细胞会移动到附近淋巴结,将抗原呈递给能够识别该特异性抗原的辅助性T细胞,辅助性T细胞的受体可以与抗原-MHC复合体结合,这是激活辅助性T细胞的第一个信号 。同时吞噬细胞会分泌细胞因子,对辅助性T细胞进行刺激,在双信号的刺激下辅助性T细胞完成活化,活化后辅助性T细胞可进一步分泌白细胞介素-2等细胞因子,参与后续的免疫过程。
②对比①(对照组,迷走神经正常)和⑤(清除巨噬细胞,迷走神经失活)可知,⑤的肿瘤相对面积低于①,可推测出吞噬细胞促进肿瘤生长,即神经正常时,巨噬细胞促进肿瘤生长,依据是⑤组肿瘤面积小于①组肿瘤相对面积。根据图可知,T细胞活化抑制肿瘤细胞;根据题文可知,精氨酸是T细胞活化的必须营养物质,而精氨酸可被精氨酸酶1分解,也就是说精氨酸酶1越多,精氨酸越少,T细胞活化数量越少,抑制肿瘤细胞生长效果越差,同时吞噬细胞促进肿瘤生长,可调节精氨酸酶1基因的表达,故该神经通路影响肿瘤生长的机制中,精氨酸酶1表达量升高(A),巨噬细胞抑制(B)T细胞活化,进而促进肿瘤细胞生长。
【分析】(1) 反射的结构基础是完整反射弧,缺少任意一环、未完成完整信号传导与应答都不属于反射。反射弧中,连接感受器与神经中枢的神经纤维为传入神经。
(2)巨噬细胞属于抗原呈递细胞,具备抗原摄取、加工、呈递功能,能够激活辅助性 T 细胞,启动细胞免疫杀伤肿瘤细胞。细胞毒性 T 细胞可特异性识别并裂解肿瘤细胞,抑制肿瘤增殖。
(3) 神经细胞可释放神经递质作用于免疫细胞,调控免疫细胞基因表达与生理功能,实现神经 - 免疫调节网络共同调控肿瘤生长。
24.【答案】(1)基因SD1和基因sd1为等位基因,基因SD1可编码出赤霉素20-氧化酶,催化合成赤霉素,赤霉素能促进茎伸长,使水稻表现为高杆性状,而基因sd1不能产生有功能的酶,因此使水稻表现为半矮杆性状。杂合子(SD1sd1)中基因SD1可产生足量的赤霉素20-氧化酶,掩盖基因sd1不产生赤霉素20-氧化酶带来的半矮秆表型,因此仅携带一个基因SD1就表现高秆,说明高秆对半矮秆为显性。
(2)低氮肥高产;半矮秆稻;千粒稻除低氮肥下高产的相关染色质的其他染色质(千粒稻无关遗传物质)
(3)qINCA2没有使染色质成环能力,因此在低氮肥条件下,不能把RCN2基因“锁”住,则RCN2能正常进行转录和翻译,进而水稻高产
(4)INCA2;杂合子;自交
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因、蛋白质、环境与性状的关系;杂交育种;基因的表达综合
【解析】【解答】(1)水稻高秆和半矮秆性状受一对等位基因SD1/sd1控制,其中SD1能编码出赤霉素20-氧化酶,该酶能催化合成赤霉素,赤霉素能促进细胞伸长,从而引起植株增高,同时也能促进细胞分裂与分化,可促进茎伸长、叶片扩大,帮助植株快速生长,因此基因SD1控制高杆性状;sd1不能编码出赤霉素20-氧化酶,也不能催化合成赤霉素,因此基因sd1控制半矮秆性状。杂合子的基因型为SD1sd1,SD1能产生足量的赤霉素20-氧化酶,掩盖sd1不产生赤霉素20-氧化酶引起的半矮秆性状,故一个基因SD1就使水稻表现出高杆性状,说明高杆对半矮秆为显性。
(2)根据题文可知,要培养出低氮肥高产半矮秆的杂交品系 (C 系),且C系杂交水稻只包含一小段千粒稻染色质。其中使用的水稻系列有两种,分别是高肥高产的半矮秆稻和低肥高产的高杆“千粒稻”。通过“千粒稻”和半矮秆水稻杂交可以获得具有“千粒稻”的低肥高产的基因的半矮秆水稻,而这具有低肥高产的基因的半矮秆水稻正是所需要的品种。但只要“千粒稻”的低肥高产的相关染色质,其它染色质要都来自半矮秆水稻,因此获得低肥高产的基因的半矮秆水稻与半矮秆水稻连续杂交,避免“千粒稻”的其他染色质流入C系水稻,保证C系水稻的大部分染色质都是半矮秆水稻且具有低肥高产性状。
(3)根据图文可知,在高氮肥环境下,半矮秆水稻中的INCA2不会导致部分染色质成为稳定的环,也不会锁住RCN2,则RCN2能正常的转录和翻译,进而水稻高产;在低氮肥环境下,半矮秆水稻中的INCA2会导致部分染色质成为稳定的环,锁住RCN2,则导致RCN2不能正常的转录和翻译,进而水稻低产;“千粒稻”没有INCA2,有qINCA2,qINCA2没有使染色质成环的能力,因此无论是低氮肥还是高氮肥环境下,都不会锁住RCN2,也不会影响RCN2正常的转录和翻译,进而水稻高产。
(4)根据(3)可知,半矮秆水稻中的INCA2是导致水稻低氮肥低产的原因,qINCA2与INCA2是同源序列,两者只差一个核苷酸,但qINCA2可以使水稻在低氮肥环境下高产,因此编辑半矮秆水稻的INCA2,使INCA2变为qINAC2,将等到低氮肥高产的半矮秆水稻。编辑DNA时,会可能发生一对同源染色体中仅一条被编辑,即INCA2/INCA2变为INCA2/qINAC2的杂合子,因此该杂合水稻自交,后代会发生性状分离,可从中筛选出两条染色体均携带qINAC2的纯合子,即目标水稻。
【分析】(1)完全显性遗传中,显性等位基因可表达功能性蛋白,杂合子显性性状表达;隐性等位基因突变失活,仅隐性纯合表现隐性性状。
(2) 回交育种以优良农艺品种为轮回亲本,通过多次回交导入目标基因,同时清除供体亲本无关遗传背景。
(3)非编码 DNA 序列可通过改变染色质空间构象(染色质环)调控邻近基因的转录水平,进而调控植物代谢与产量性状。基因转录受染色质空间结构调控,染色质环可隔离抑制序列,解除靶基因的转录抑制。
(4)基因组编辑获得的初代突变植株多为杂合,杂合个体自交可分离获得目标纯合突变个体。
25.【答案】(1)化学人工合成法;T4;空载质粒(载体自我环化形成的非重组质粒);AD;染色体DNA;B
(2)工程苗培养物比天然平沙绿僵菌的引诱能力强,使蚊子访问工程苗培养物比天然平沙绿僵菌的次数更多,停留时间也更长,这些导致蚊子被孢子附着量更多,加快蚊子的死亡速度,提高蚊子的食物率。
(3)生物安全性
【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)题文中提及“重新设计了长叶烯合成酶编码序列,该序列与天然基因序列存在较大差异”,说明该基因与天然基因存在差异,是化学人工合成设计的,则获取该目的基因的方法是化学人工合成法。
限制酶EcoR V切割后形成平末端,E.coli DNA连接酶连接平末端的效率远低于T4 DNA连接酶,因此用限制酶EcoRVq切割pPK2质粒,然后与Tps基因连接,用T4DNA连接酶可获得更高的连接效率。
用同一种限制性内切核酸酶同时切割目的基因和质粒进行连接的操作,除含有目的基因的重组质粒外,还可能存在空载质粒(载体自我环化形成的非重组质粒),这是由于载体被酶切后两个末端的相同,连接时载体的两个末端可以自身连接,重新环化形成不含目的基因的空载质粒。
根据题图可知,pPK2质粒大小为5.0,Tps基因的大小为0.7+1.1。若重组质粒正确连接,转录方向靠近启动子,则顺序为启动子→BamHⅠ→Tps基因(转录方向→EcoRⅠ)→HindⅢ→终止子
AB、使用BamHⅠ和EcoRⅠ进行切割,会获得两个片段,分别是BamHⅠ到EcoRⅠ切割点之间(Tps基因片段,0.7)和EcoRⅠ到BamHⅠ切割点之间(Tps基因片段+质粒,1.1+5.0=6.1),A符合题意,B不符合题意;
CD、使用EcoRⅠ和HindⅢ进行切割,会获得两个片段,分别是EcoRⅠ到HindⅢ切割点之间(Tps基因片段,1.1)和HindⅢ到EcoRⅠ切割点之间(质粒+Tps基因片段,5.0+0.7=5.7),D符合题意,C不符合题意。
故答案为AD。
农杆菌细胞内含有Ti质粒,Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)可以转移到受体细胞,并且整合到该细胞的染色体DNA上,因此农杆菌转化后,重组质粒上的 T-DNA 会转移并整合到平沙绿僵菌的染色体DNA上。
转录模板链为 5’-ATGTCGTTCC AATTGGCTCC-3’,扩增引物一条与模板链 5’端互补配对(正向引物 5’-ATGTC -3’),另一条与模板链 3’端反向互补,模板 3’端序列 AATTGGCTCC 反向互补链为 GGAGCC AATT,即反向引物 5’-GGAGC -3’,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
(2)工程菌表达长叶烯,对蚊子引诱能力更强,蚊子访问次数、停留时间显著提升,孢子附着在蚊子体表的数量更多;孢子附着盘决定致死速度,附着孢子更多使蚊子感染后死亡速度加快(LT50 缩短),更多蚊子被孢子侵染,因此第 7 天累计死亡率更高。
(3)基因工程微生物制剂投放自然环境前,必须开展生物安全风险评价,评估其对本地昆虫、生态系统、人体健康的潜在影响,达标后才能推广使用。
【分析】(1)基因工程是一种DNA操作技术,需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。农杆菌转化法中 T-DNA 可整合至真核受体细胞的染色体 DNA 上,实现目的基因稳定遗传。转基因微生物农药投放前需完成生物安全评估,防范生态风险。
(2)PCR 引物一条与模板链 5’端匹配,另一条与模板 3’端反向互补,两条引物分别结合两条模板链。
(3)微生物引诱能力提升会增加害虫接触病原微生物的概率,提升侵染效率,加快致死速度、提高累计死亡率。
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