【精品解析】【高考真题】江西省2026年高考真题生物学试卷

资源下载
  1. 二一教育资源

【精品解析】【高考真题】江西省2026年高考真题生物学试卷

资源简介

【高考真题】江西省2026年高考真题生物学试卷
1.海洋是生命的摇篮。深海热泉周围存在一类具有细胞结构、能够独立生存的特殊微生物,它们既不属于真核生物,也不属于典型的原核生物。下列关于该类生物的推测,合理的是
A.依赖叶绿体进行光合作用
B.无机盐离子通过自由扩散进出细胞
C.胞内酶的最适温度比常见生物体的高
D.具有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核等结构
2.蛋白酶E被广泛用作洗涤剂的生产原料,但洗涤剂中的物质S能将E的第n位甲硫氨酸氧化,降低其活性。研究人员将上述甲硫氨酸替换为丝氨酸,提高了E对S的耐受性。下列叙述错误的是
A.第n位甲硫氨酸的氧化会影响E的空间结构,从而影响酶的活性
B.将第n位的甲硫氨酸替换为丝氨酸可通过基因工程实现
C.判断E的改造效果,需用S 处理一段时间后测定酶活性
D.甲硫氨酸的替换在提高E对S耐受性的同时,降低了E的专一性
3.某病毒RNA(可作为翻译模板)在翻译延伸阶段出现“程序性-1核糖体移码”现象(以下简称“移码”)。因RNA自身形成的特殊结构,核糖体会以一定的频率在特定位点向 RNA的5’端移动一个碱基。下列推测合理的是
A.“移码”中核糖体移动的原因是基因发生了突变
B.“移码”的发生使RNA的长度增加了1个核苷酸
C.“移码”产生的多肽链比未“移码”编码的更长
D.有无“移码”产生的两种多肽链N端氨基酸残基相同
4.相传明代诗人通过“天生一只又一只,三四五六七八只”巧数《百鸟归巢图》中的百鸟,现今科学家们在某自然保护区通过AI辅助的声纹监测法进行鸟种识别及其种群数量监测(鸟的声纹在个体和鸟种之间均存在差异)。结合上述材料,下列叙述错误的是
A.诗中体现的数量调查法可准确计算某些种群的密度
B.科学家们采用的方法能高效估测某些种群的密度
C.调查期内该保护区不同声纹的鸟不能组成一个群落
D.不同声纹的鸟越多说明该保护区鸟的丰富度越高
5.为探究从冰冻多年的组织细胞中“复活”基因组的可能性,研究人员将-20℃冷冻后的实验小鼠解冻,检测发现细胞均死亡,细胞膜受损;提取不同组织细胞的细胞核,分别注入去核卵母细胞进行克隆,结果如表。下列叙述合理的是
细胞核来源 激活的重构胚数量(个) 发育至桑葚胚的比例(%) 成功构建核移植胚胎干细胞系 (ntES) 的比例 (%)
脑 109 39.4 10.1
胰腺 85 15.3 1.2
心脏 82 6.1 0
A.利用差速离心法可从解冻组织匀浆液中获得细胞核
B.细胞核注入去核卵母细胞后还需采用电融合法将两者融合
C.利用心脏来源的细胞核未能成功构建ntES,说明其没有全能性
D.利用胰腺细胞的核成功构建ntES的比例比脑低,说明此分化程度更高
6.“神奇”动物海蛞蝓能选择性保留所摄食藻类中的叶绿体,并用一层膜包裹形成宿主衍生细胞器“盗食体”。“盗食体”内的叶绿体可合成部分光合蛋白,在一段时间内保持光合能力;“盗食体”可利用转运蛋白维持内部环境相对稳定。下列关于“盗食体”内叶绿体的推测,合理的是(  )
A.编码光合色素蛋白的基因来自海蛞蝓细胞核
B.需要海蛞蝓细胞为其提供原料进行光合作用
C.叶绿体外膜与海蛞蝓细胞膜的蛋白结构相同
D.能够通过分裂实现增殖以维持光合作用能力
7. B-1a是具有自我更新能力的B淋巴细胞亚群,无需特定抗原刺激即可持续分泌天然抗体IgM,偶尔也受特定抗原刺激产生抗体IgG,是维持机体内环境稳态的重要免疫屏障。下列叙述正确的是
A.B-1a细胞产生天然抗体IgM的过程属于非特异性免疫
B.B-la细胞是一种记忆细胞,在免疫调节中发挥重要作用
C.B-1a细胞分化成浆细胞产生 IgG 无需辅助性T细胞的参与
D.一定年龄后机体免疫功能开始衰退是因为B-1a细胞数量减少
8.为研究某植物S对大豆植食性害虫H及H的捕食性天敌的影响,研究人员调查了T1(单种大豆)和T2(混种大豆和植物S)模式下,大豆植株上H及H的天敌数量随时间变化情况(如图)。下列推测合理的是
A.S可“吸引”天敌来控制H的数量
B.H在该农田生态系统属于次级消费者
C.40~100天,T1 模式下H的数量变化主要受食物限制
D.110~130天,T2模式下H的数量变化主要受天敌影响
9.某种丝虫成虫可长期寄生在人体下半身较大的淋巴管或淋巴结,造成机械刺激,产生蛋白类分泌物进入血液循环。某感染者出现了发热、下肢组织水肿症状。下列关于该感染者的描述,错误的是(  )
A.寄生部位淋巴管管腔变窄甚至被阻塞,淋巴液回流受阻
B.炎症部位毛细血管通透性增大,组织液生成增加
C.局部组织液中蛋白质滞留,血浆渗透压明显下降
D.肾脏会加强水、盐重吸收,血浆量不会发生明显下降
10.植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统,研究人员按图示流程制备抗蛋白F的抗体。下列叙述错误的是
A.制备杂交瘤细胞需将免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B.利用F 免疫的小鼠能制备出多种抗F的单克隆抗体
C.单克隆抗体阳性克隆培养液中通常需要添加血清
D.可用 PCR检测植物叶片中是否含有抗F的抗体
11.甲状腺上皮细胞膜上存在促甲状腺激素受体(TSHR)。某些因素会导致 TSHR 成为自身抗原,刺激机体产生TSAb和TBAb 两种抗体,影响甲状腺激素(TH)的分泌(如图)。据图分析,下列叙述正确的是
A.TSAb 可替代 TSH 调节TH 的分泌量
B.TSAb和TSH 促进TH分泌的功能具有协同效应
C.TSAb会导致正常机体的TRH 和 TSH分泌量减少
D.TBAb 和 TSH 都能与 TSHR 结合, 减少 TH的分泌量
12.成年人乳糖酶基因的表达量明显低于婴幼儿时期。部分成年人调控乳糖酶基因表达的序列发生突变,可阻止其表达量显著下降,是他们能保持乳糖耐受的重要原因。研究人员对4个地区成年人乳糖耐受及相关情况做了调查 (如表)。据表分析,下列推测合理的是
地区 畜牧业情况 乳糖耐受个体的比例 乳糖耐受个体的高频率突变位点 变异来源
甲 发达 高 位点1 独立起源
乙 发达 高 位点 2 独立起源
丙 发达 高 位点 1 由基因流动引入
丁 不发达 低 位点3 独立起源
A.甲地区乳糖耐受的成年人中不会出现位点3的突变
B.乙地区成年人乳糖耐受和畜牧业发展发生了协同进化
C.丙地区成年人乳糖耐受比例高是因为与乙地区广泛通婚
D.丁地区乳糖耐受基因型的比例会在选择压力驱动下增加
13.锌是植物生长发育的必需元素,缺锌会影响色氨酸(合成IAA 的原料)和叶绿素等细胞组分的合成。研究人员分别测定了某植物幼苗在正常供锌(对照)和缺锌条件下培养40天后的相关指标(如表)。下列关于缺锌组的分析,合理的是
组别 叶绿素含量 净光合速率 气孔导度 胞间CO2浓度 IAA 含量
对照组 3.1 12.5 416.9 329.8 72.6
缺锌组 1.5 9.6 247.2 363.6 34.7
A.净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降
B.叶绿素含量下降的直接原因是净光合速率下降
C.胞间CO2浓度升高的直接原因是光合作用减弱
D.IAA 含量下降的直接原因是合成原料供应不足
14.研究人员按图示流程制备T基因编码的耐高温 DNA 聚合酶T。下列关于该流程的叙述,错误的是
A.需在72℃条件下培养基因工程菌
B.添加高浓度的诱导物可获得高产量的T
C.可根据电泳结果初步评价T 的纯度
D.可根据 PCR 产物的多少计算T 的活性
15.为研究草方格的治沙效果,研究人员调查了草方格不同年度的相关指标(如表)。下列推测合理的是
时间 (年) 土壤中粒径较小组分含量 (%) A(草本) B(草本) C(灌木)
株数 盖度(%) 株数 盖度 (%) 株数 盖度 (%)
0 5.6 — — — — — —
1 6.0 — — 4.3 8.7 — —
2 7.2 23.3 1.3 7.7 11.5 — —
5 9.1 420.0 24.4 — — 1.3 12.1
10 10.2 — — — — 2.7 59.8
注:“一”表示未调查到数据, “盖度”在题中可代表优势度
A.1年到2年间草方格内未发生群落演替
B.2年到5年间A 与B的生态位发生了重叠
C.5年到10年间群落结构的变化说明群落在衰退
D.相较往年,10年的草方格内土壤保水性最高
16.某植物的二倍体植株 F(母本)与异源四倍体植株M(父本)的杂交后代中出现了四倍体植株 Z1、Z2和Z3。为探究F在减数分裂中染色体分离的异常情况,研究人员在与染色体着丝粒紧密连锁的复等位基因b两侧设计引物,PCR 后电泳,结果如图(不考虑减数分裂中交换引起的重组)。已知M的基因型为 减数分裂正常。据图分析,下列关于F形成雌配子的叙述,合理的是
A.若子代为Z1,则减Ⅰ同源染色体不分离,减Ⅱ姐妹染色单体正常分离
B.若子代为Z2,则减Ⅰ同源染色体不分离,减Ⅱ姐妹染色单体也不分离
C.若子代为Z3,则减Ⅰ同源染色体正常分离,减Ⅱ姐妹染色单体不分离
D.若减Ⅰ和减Ⅱ过程均正常,则子代基因型的电泳条带与Z2相同
17.为探究A 基因对水稻种子萌发的影响,研究人员以野生型水稻(WT)和A 基因过表达株系(A-OE)的种子为材料开展实验,结果如图。回答下列问题:
(1)本实验设计需要保持温度、水分和空气等环境因素相同且适宜,以   为自变量,比较种子的萌发速率。
(2)据图分析,A基因能   (选填“提高”或“降低”)水稻种子萌发的速率:与WT 相比,萌发中的A-OE 种子内赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)浓度的比值更   。
(3)进一步研究发现,激素合成或降解相关基因B和C的表达水平均受A基因的调控,单一B或C基因表达水平的变化对种子萌发速率的影响不如B和C共同调控的效果显著。结合下表预测C基因的功能。
基因 与WT相比,萌发中的A-OE种子内相关基因表达水平 功能
B 上升 参与GA 合成
C 下降    
(4)为验证上述预测,研究人员拟采用基因敲除技术在A-OE株系中验证C基因的功能。依据表中信息,完善实验方案:
①实验分组
对照组:A-OE 株系的种子:
实验组:   。
②检测指标:相同且适宜的条件下,萌发中的种子内对应激素的含量。
③预期结果与结论:   。
18.磷循环“始”于岩石的风化,“终”于海洋的沉积(不考虑磷的气体形式,如图),在维持生态平衡中发挥着重要作用。
回答下列问题:
(1)磷在生物群落和无机环境之间循环的主要形式是   。
(2)与碳循环相比,磷循环的不同之处有   (选填序号①易沉积:②周期长:③全球性),导致磷资源易匮乏,自然条件下,磷更易成为   (选填“水体”或“陆地”)生态系统初级生产力的重要限制因素。
(3)人类活动会对磷循环产生影响。施用磷肥可使作物增产,但过量使用会加速磷资源匮乏。从磷循环“始”与“终”的角度分析,过量施肥加速磷资源匮乏的原因是   。另外,过量的磷进入水体易引起水体富营养化,削弱了生态系统的   稳定性,在   反馈的作用下,最终导致水华或赤潮的爆发。
(4)为探究秸秆还田对农田及土壤中磷流失的影响,研究人员设置了2组田间实验(为期3年),结果如表。据表推测,秸秆还田的作用有   (简要写出3点即可)。
处理方式 总径流量 土壤中磷含量 径流中磷总流失量 农作物总产量
常规施肥 10500 580 250 9.18
秸秆还田+常规施肥 8095 670 232 10.29
19.检测食品中维生素. 的含量具有重要意义。微生物法是一种检测 含量的常用方法,其基本原理是测试菌的生长依赖 培 养的生物量与培养基提供的 量成对应关系,流程如图(培养物OD值是一种能反映菌体浓度的测量指标,与菌体浓度正相关)。
回答下列问题:
(1)图中液体培养基(b)与(c)   (选填“相同”或“不相同”)。
(2)制备测试菌液的“洗涤”和“重悬”操作需使用   溶液,以防止杂菌污染、保证菌体活性。
(3)在“检测食品中的 含量”过程中需设计空白(阴性)对照实验,其培养管内包括   [选填序号①液体培养基(c);②测试菌液;③一定浓度的 ④待测样品液;⑤用于提取 的溶液];同时还需设计“不接种测试菌液”的培养管作为另一组对照实验,具体目的是   。
(4)实验中需每隔一段时间检测培养物 OD 值。当OD 值   时才能用于计算食品中 浓度,原因是   。
20.睡眠在调节生长激素(GH)分泌中起重要作用。研究发现,“睡眠一觉醒”状态影响下丘脑中W神经元、J神经元和D神经元(均有内分泌功能)对GH分泌的调控,分泌的GH又能通过影响K神经元的兴奋性改变“睡眠一觉醒”状态(图A)。为探究具体机制,研究人员以小鼠为研究对象,开展了相关实验。回答下列问题:
(1)据图A分析,通过W神经元对GH分泌的调节方式为   调节。
(2)为探究J神经元在“睡眠一觉醒”状态下对GH分泌调控的差异,研究人员分别在无刺激和M刺激(可激活J神经元)下,检测了睡眠和觉醒状态下的血液GH浓度(图B,其中a、b、c、d代表浓度值)。据图分析,激活 J 神经元提高了睡眠对 GH分泌的促进作用,判断依据是   (选填序号①d-b>c-a;②d-c>b-a;③d+b>c+a; ④a+d>b+c) 。
(3)为了解W神经元在GH分泌调节中的作用,研究人员采用某刺激激活W神经元,发现GH的分泌量下降。结合图A分析,W神经元释放的是   神经递质(根据突触后效应填写);W神经元调节GH分泌的过程是   。
(4)已知K神经元上有GH受体(GHR,可介导GH激活K神经元)。为进一步探究K神经元在睡眠调控GH分泌中的作用,研究人员构建了K神经元的GHR低表达小鼠模型,设置了两组实验(如表),检测了小鼠睡眠状态和觉醒状态的时长百分比(图C)。结合图A分析,GH通过K 神经元对GH分泌的调控机制为   反馈调节,选填5个序号并排序连成一条调控通路:   (①小鼠睡眠;②小鼠觉醒:③K神经元兴奋:④K 神经元兴奋性下降:⑤J神经元兴奋,D神经元兴奋性下降;⑥J神经元兴奋性下降,D神经元兴奋;⑦较高水平的GH;⑧较低水平的GH)。
组别 处理
对照组 注射一定量的GH
注射等量的CSF(GH的对照)
低表达组 注射等量的GH
注射等量的CSF(GH的对照)
21.“细胞质雄性不育”指雄蕊无法产生有功能的花粉,但雌蕊正常,其不育/可育基因型以“(S)/(N)”表示,遵循“母系遗传”(后代的线粒体几乎全部来自卵细胞),某种雌雄同株植物线粒体U基因导致细胞质雄性不育,该性状可被核基因恢复。
回答下列问题:
(1)研究表明,U基因编码的蛋白质可在线粒体内膜上形成跨膜通道,造成H+等小分子物质泄漏,会妨碍细胞的   呼吸,最终影响育性。
(2)不育植株(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)和可育植株(Ⅳ、V)均为纯合,其中Ⅰ的基因型为(S) aabb。据表初步推测植株Ⅱ基因型为   。
杂交方式 F1表型比例 表型比例
♀Ⅰ×♂Ⅳ 全为可育 可育: 不育=9: 7
♀Ⅱ×♂Ⅳ 全为可育 (植株Ⅵ) 可育: 不育=3: 1
(3)分别以U基因cDNA的5’和3’端序列杂交检测植株Ⅰ~Ⅴ的线粒体mRNA(假设细胞内核糖核酸外切酶活性受到完全抑制),结果如图甲;以U蛋白的特异性抗体检测植株Ⅰ~Ⅴ的线粒体蛋白质,结果如图乙。已知植株Ⅲ的A基因为显性纯合,可推测A蛋白在U基因   发挥作用(选填序号①复制后转录前;②转录后翻译前;③翻译后加工前;④加工后运输前)。
注:图甲为 mRNA检测结果,图乙为蛋白质检测结果: 表示检测到少量 mRNA 或蛋白质
(4)结合表和图分析,植株Ⅳ的基因型为   。已知以植株Ⅴ为父本,不能恢复其与Ⅱ杂交所结种子的育性,但可恢复其与Ⅲ杂交所结种子的育性,可推测以植株V为父本,植株Ⅵ(题表中)为母本杂交,后代的基因型及比例为   。
(5)综合上述,对B基因的功能推测合理的有   (选填序号①完全清除U基因的mRNA;②完全清除U蛋白;③封闭一定量的U蛋白所形成的通道;④一定程度上修补线粒体内膜泄露造成的损伤)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、该类生物生存于没有光照的深海热泉区域,且题干明确说明它既不属于真核生物也不属于典型原核生物,同时深海热泉生态系统的生产者依靠化能合成作用合成有机物,并不依赖光合作用,因此该生物不可能依赖叶绿体进行光合作用,A错误;
B、无机盐离子跨膜运输通常需要借助载体蛋白完成,无法通过自由扩散的方式进出细胞,B错误;
C、海底热泉附近的环境温度极高,部分该区域的生物细胞能在110℃以上的高温中生活,因此这类生物的胞内酶需要适配高温环境,其最适温度会比常见生物体的酶更高,C正确;
D、题干明确说明该生物不属于真核生物,因此不具备成形的细胞核这一真核生物的标志性结构,D错误。
故答案为:C。
【分析】(1)叶绿体是进行光合作用的细胞器,仅存在于植物、藻类等真核生物细胞中,无光环境下生物无法依靠叶绿体完成光合作用。
(2)自由扩散的物质运输方式仅适用于小分子、脂溶性、不带电荷的物质;带电离子跨膜运输需要载体蛋白协助,不能进行自由扩散。
(3)酶的最适温度与生物长期生存的环境温度相适应,高温环境生存的生物,其体内酶的最适温度更高。
(4)成形的细胞核是区分真核生物与原核生物的关键特征,无成形细胞核的生物不属于真核生物。
2.【答案】D
【知识点】蛋白质分子的化学结构和空间结构;酶的特性;基因工程的应用
【解析】【解答】A、酶的功能依赖于其特定的空间结构,第n位甲硫氨酸被氧化后,会改变酶的局部结构,进而破坏酶的空间构象,最终影响酶的催化活性,A正确;
B、对蛋白质特定位置的氨基酸进行定点替换,定点替换是基因工程(蛋白质工程)的常用手段,通过改造编码蛋白酶 E 的基因序列,再表达即可实现氨基酸替换,B正确;
C、该改造的目标是提高蛋白酶E对物质S的耐受性,因此验证改造效果时,需要用S处理改造后的酶一段时间,再测定剩余的酶活性,和未改造的对照组进行对比,才能确认改造是否达到预期,C正确;
D、本次改造仅将第n位的甲硫氨酸替换为丝氨酸,该位点并非酶的催化活性中心区域,改造的目的只是消除S对酶的抑制作用,并不会改变酶对底物的专一识别特性,不会降低E的专一性,D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)酶的活性与自身空间结构密切相关,氨基酸发生化学修饰会改变蛋白质局部空间构象,进而降低酶催化活性。
(2)蛋白质工程属于基因工程的延伸,通过定向改造目的基因的碱基序列,可实现蛋白质中特定氨基酸的定点替换。
(3)对照实验的设计需贴合实验自变量,本实验自变量为是否改造氨基酸、是否加入物质 S,因变量为酶活性,需经 S 处理后检测酶活性才能对比耐受性差异。
(4)酶的专一性由酶与底物结合区域的空间结构决定,仅改变非底物结合位点的单个氨基酸,不会改变酶识别底物的能力。
3.【答案】D
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、该“移码”现象是翻译延伸阶段核糖体的特殊移动行为,病毒的RNA序列本身并没有发生改变,不存在基因层面的突变,因此核糖体移动并非由基因突变导致,A错误;
B、“移码”只是核糖体在RNA上的滑动位置发生了改变,作为翻译模板的RNA分子自身的核苷酸数量不会发生变化,RNA的长度不会因此增加,B错误;
C、核糖体向RNA的5’端移动一个碱基后,后续的密码子阅读框架完全改变,移码后很可能提前遇到终止密码子,最终合成的多肽链大概率比未移码编码的更短,C错误;
D、移码”发生在翻译的延伸阶段,在移码现象出现之前,核糖体已经完成了N端部分氨基酸的编码合成,因此有无移码产生的两种多肽链,其N端的氨基酸残基序列是完全相同的,D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)基因突变指核酸分子中碱基对的增添、缺失或替换,造成基因碱基序列永久性改变,翻译过程中核糖体移位不改变核酸序列,不属于突变。
(2)mRNA 的长度由转录产物决定,翻译阶段核糖体的移动不会改变 mRNA 自身核苷酸数量与长度。
(3)密码子由连续 3 个相邻碱基组成,核糖体阅读框架偏移后,后续读取的密码子全部改变,极易提前出现终止密码,使肽链缩短。
(4)翻译从 mRNA 的 5' 端向 3' 端进行,多肽链合成先出现 N 端,后出现 C 端;若移码发生在延伸阶段,移码位点前翻译出的氨基酸序列不会改变。
4.【答案】A
【知识点】种群的特征;估算种群密度的方法;群落的概念及组成
【解析】【解答】A、诗中逐个数清鸟类的方法属于逐一计数法,这种方法仅适用于分布范围小、个体数量少的生物,无法直接对应“种群密度”的计算——种群密度是单位面积或单位体积内的种群个体数,诗中的计数仅统计了个体总数量,没有结合调查区域的面积/体积进行换算,且该方法也无法适配大多数分布范围广、个体数量多的种群,不能实现“准确计算某些种群的密度”,A错误;
B、科学家采用的AI辅助声纹监测法,属于不需要直接捕捉、观察个体的新型种群数量调查方法,针对鸟类这类活动能力强、活动范围大的生物,可以高效估测其种群密度,这类非损伤的监测方法已经被应用于长臂猿、鸟类等类群的野外种群监测工作中,B错误;
C、群落是相同时间聚集在一定地域中的所有生物种群的集合,仅统计该保护区内不同声纹的鸟类,没有包含区域内的植物、其他动物、微生物等所有生物,因此这些鸟类无法组成一个完整的群落,C错误;
D、物种丰富度指的是群落中物种数目的多少,不同声纹的鸟对应不同的鸟类物种,不同声纹的鸟数量越多,说明该保护区内鸟类的物种数目越多,鸟类的丰富度越高,D正确。
故答案为:A。
【分析】(1)种群密度的定义为单位面积或单位体积中的种群个体数量,计算种群密度必须确定调查空间范围。
(2)调查动物种群密度有多种手段,声纹监测、红外相机、标志重捕法等都可用于估测种群数量与密度,自动化辅助手段能提升调查效率。
(3)生物群落包含一定自然区域内全部的动物、植物、微生物,仅单一类群生物无法构成完整群落。
(4)物种丰富度的衡量标准是区域内物种的种类数量,区分不同物种可依靠物种特有的形态、声音、基因等特征。
5.【答案】A
【知识点】动物细胞核移植技术;动物体细胞克隆;细胞融合的方法;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、差速离心法是通过逐步提高离心转速,分离不同质量、大小的细胞组分的方法,细胞核的质量远大于细胞质中的其他细胞器,因此可以通过差速离心法从解冻后的组织匀浆液中分离获得细胞核,A正确;
B、体细胞核移植的常规操作里,既可以通过显微注射直接将体细胞核注入去核卵母细胞完成核的转移,也可以将供体细胞与去核卵母细胞放在一起,通过电融合法、钙离子激活法、乙醇激活法等多种方式诱导两者融合,电融合法只是重组细胞激活的可选方法之一,并非核移植后融合的必需步骤,B错误;
C、本次实验中心脏来源的细胞核未能成功构建ntES,仅说明该实验条件下,心脏细胞核重编程的效率极低,无法完成后续的胚胎干细胞系构建,不能直接证明心脏的体细胞核完全不具备发育的全能性,C错误;
D、不同组织的细胞核重编程效率存在差异,胰腺来源的细胞核构建ntES的比例低于脑,是多种因素共同作用的结果,不能直接推导得出胰腺细胞的分化程度比脑细胞更高的结论,D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)差速离心法是分离细胞器、细胞核等细胞组分的常用方法,原理是不同结构沉降系数不同,通过逐步提高离心速度依次分离各类结构。
(2)体细胞核移植的显微注射操作可直接把供体细胞核送入去核卵母细胞,电融合技术常用来促使完整供体细胞与卵母细胞融合,二者操作场景不同。
(3)动物体细胞核具有全套遗传物质,理论上具备发育全能性;若体外实验无法完成后续发育,仅说明全能性难以表达,不等于完全丧失全能性。
(4)细胞分化程度、冷冻损伤、细胞核完整性、卵母细胞质环境等多种因素,都会影响核移植后胚胎发育以及干细胞系构建成功率,不能单一数据直接判定分化程度高低。
6.【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义;叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、根据相关资料可知,绿叶海蜗牛仅从藻类食物中获取叶绿体,自身原本不具备编码光合相关蛋白的核基因,仅部分特殊个体通过横向基因转移获得了相关基因,并非所有海蛞蝓的细胞核都携带编码光合色素蛋白的基因,A错误;
B、“ 盗食体”内的叶绿体仅能合成部分光合蛋白,且光合作用的进行需要水、CO2、各类酶的合成原料等多种物质的参与,这些物质需要由海蛞蝓的细胞提供,才能支撑其在一段时间内维持光合能力,B正确;
C、“ 盗食体”是海蛞蝓用自身的膜包裹藻类来源的叶绿体形成的特殊结构,其包裹的膜和原本的叶绿体膜融合后形成的外膜,功能与组成和海蛞蝓细胞膜存在明显差异,二者的蛋白结构不可能完全相同,C错误;
D、该类被海蛞蝓包裹形成“盗食体”的叶绿体,丢失了部分增殖相关的遗传物质,且脱离了藻类细胞的原生环境,无法自主完成分裂增殖,仅能在一段时间内保留光合能力,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)叶绿体属于半自主性细胞器,自身仅携带部分基因,完整的光合相关遗传信息主要存在于原藻类细胞核中,动物宿主细胞核不含藻类叶绿体特有蛋白的编码基因。
(2)光合作用的物质原料、能量载体原料需要细胞整体供给,叶绿体不能独立获取外界无机、有机小分子物质。
(3)生物膜的功能由膜蛋白决定,不同来源、不同功能的生物膜,膜上蛋白质的种类和结构存在差异。
(4)叶绿体正常分裂增殖依赖细胞核基因与叶绿体基因共同调控,缺少对应的细胞核遗传物质,叶绿体无法完成分裂。
7.【答案】A
【知识点】非特异性免疫;细胞免疫;体液免疫
【解析】【解答】A、B-1a细胞无需特定抗原刺激即可持续分泌天然抗体IgM,该过程不针对某一类特定抗原发挥作用,属于非特异性免疫的范畴,A正确;
B、记忆B细胞是在抗原刺激后产生,需要依赖特定抗原的识别触发后续免疫应答的细胞,而B-1a细胞无需特定抗原刺激就能分泌抗体,不符合记忆细胞的特征,B错误;
C、正常情况下,B淋巴细胞受特定抗原刺激分化产生抗体的过程,多数需要辅助性T细胞分泌的细胞因子提供信号支持,B-1a细胞受特定抗原刺激产生IgG的过程也不例外,C错误;
D、机体免疫功能衰退是多因素共同作用的结果,包括T细胞功能下降、免疫器官萎缩、多种免疫细胞的功能与数量异常等,并非仅由B-1a细胞数量减少单一因素导致,D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)非特异性免疫不针对特定抗原,生来具备,反应快速;特异性免疫需要特定抗原诱导,具有专一性和记忆性。
(2)记忆 B 细胞由普通 B 细胞受抗原、辅助性 T 细胞刺激后增殖分化而来,无抗原刺激时不会持续大量分泌抗体。
(3)B 细胞活化增殖分化产生 IgG 类浆细胞的经典途径,依赖辅助性 T 细胞表面分子接触与细胞因子的调控。
(4)衰老导致免疫衰退涉及胸腺萎缩、造血干细胞活性下降、各类淋巴细胞增殖分化能力减弱等多种因素,由多种细胞、器官共同变化引起。
8.【答案】A
【知识点】种间关系;生态系统的结构;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、根据图可知,混种大豆和植物S的T2模式下,H的天敌数量更多,同时H的种群数量得到了更有效的控制,符合生物防治中利用捕食性天敌制约害虫种群密度的原理,说明植物S可以通过吸引H的天敌,实现对H数量的调控,A正确;
B、H是大豆植食性害虫,以作为生产者的大豆为食,属于初级消费者,而非次级消费者,B错误;
C、40~100天,T1模式下H的数量先上升后下降,结合生态系统中捕食者与被捕食者的数量制约关系,该变化主要是受天敌种群数量影响,C错误;
D、110~130天,大豆植物生长周期临近末期,植株衰败,T2模式下H的种群数量处于极低水平,该阶段H的数量变化并非主要受天敌影响,而是主要受食物限制,D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)间作伴生植物可通过释放挥发性物质吸引害虫天敌,提高天敌种群密度,依靠种间捕食关系降低植食害虫数量,属于生物防治手段。
(2)生态系统营养级划分:生产者为第一营养级;直接取食生产者的植食动物是初级消费者(第二营养级);捕食植食动物的肉食动物为次级消费者(第三营养级)。
(3)种群数量波动受食物、天敌、气候、生长周期等多种因素共同调控,天敌数量稀少时,害虫种群不会被天敌明显抑制。
(4)植物进入生长后期,植株枯萎、营养物质减少,植食昆虫及其天敌都会因食物短缺出现种群数量同步下降。
9.【答案】C
【知识点】内环境的组成;内环境的理化特性
【解析】【解答】A、该丝虫成虫寄生在人体淋巴管或淋巴结内,会造成机械刺激,导致寄生部位淋巴管管腔变窄甚至被阻塞,淋巴液回流受阻,组织液无法顺利通过淋巴循环回归血液循环,这是引发下肢组织水肿的重要原因之一,A正确;
B、感染者出现发热、炎症反应时,炎症部位的毛细血管通透性会增大,血浆中的部分物质更容易透过毛细血管壁进入组织间隙,使得组织液生成增加,进一步加重组织水肿,B正确;
C、丝虫寄生造成淋巴管阻塞后,局部组织液中的蛋白质无法随淋巴回流进入血浆,会在组织液中滞留,使组织液渗透压升高。但该过程仅涉及局部的蛋白质滞留,并不会造成全身血浆中的蛋白质含量大幅下降,血浆渗透压不会出现明显下降,C错误;
D、感染者出现组织水肿后,机体可通过神经-体液调节促使肾脏加强水、盐的重吸收,维持循环血量的相对稳定,血浆量不会发生明显下降,D正确。
故答案为:C。
【分析】(1)淋巴循环可以回收组织液中的蛋白质,淋巴管阻塞时淋巴回流受阻,组织液蛋白堆积,组织液渗透压上升,引发组织水肿。
(2)炎症、过敏、损伤等因素会增大毛细血管通透性,血浆蛋白外渗,增加组织液生成量。
(3)血浆渗透压主要由血浆中的蛋白质、无机盐维持,少量蛋白进入组织液不会造成血浆渗透压显著降低。
(4)体内水盐平衡调节依靠肾脏重吸收作用、抗利尿激素、醛固酮共同调控,循环血量减少时,肾脏保水保盐能力增强,维持血浆总量稳定。
10.【答案】D
【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、制备能稳定分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,核心操作就是将经特定抗原免疫后的小鼠B淋巴细胞,和具备体外无限增殖能力的骨髓瘤细胞进行融合,以此兼顾B淋巴细胞的抗体分泌能力和骨髓瘤细胞的无限增殖特性,A不符合题意;
B、绝大部分抗原带有多个不同的抗原决定簇,用蛋白F免疫小鼠后,会同时刺激小鼠体内多个不同的B淋巴细胞克隆活化,因此最终能制备出多种针对蛋白F不同抗原决定簇的单克隆抗体,B不符合题意;
C、动物细胞体外培养的培养液中,通常需要添加血清等天然成分,为细胞提供生长所需的未知营养因子、激素等物质,保障杂交瘤细胞的正常增殖和抗体分泌,C不符合题意;
D、PCR技术的作用是扩增检测核酸(DNA/RNA)片段,无法直接检测蛋白质类的抗体。想要检测植物叶片中是否含有抗F的抗体,需要使用抗原-抗体特异性结合的相关技术(如ELISA等),D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)单克隆抗体制备流程:抗原免疫小鼠获取 B 淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞,经筛选、克隆化培养获得能分泌特异性抗体的阳性杂交瘤细胞。
(2)一种抗原分子可具备多个不同抗原决定簇,刺激机体产生多种特异性 B 淋巴细胞,对应多种单克隆抗体。
(3)动物细胞完全培养基需要添加血清,血清提供激素、微量元素、生长因子等细胞自身无法合成的物质。
(4)PCR 的检测对象是核酸(DNA 或 RNA);抗原 — 抗体杂交技术的检测对象是蛋白质,二者检测目标与原理不同。
11.【答案】C
【知识点】激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、TSAb可以结合甲状腺上皮细胞膜上的促甲状腺激素受体,起到类似TSH的作用促进甲状腺激素分泌,但它并不能完全替代TSH完成所有相关调节功能,A不符合题意;
B、TSAb和TSH都可以作用于TSHR促进TH分泌,但二者的作用机制、调节逻辑并不完全一致,且题干未体现二者共同作用时的协同效应相关依据,B不符合题意;
C、TSAb持续促进甲状腺分泌甲状腺激素,会导致血液中甲状腺激素含量高于正常水平,通过甲状腺激素分泌的负反馈调节机制,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,导致正常机体的TRH(促甲状腺激素释放激素)和TSH(促甲状腺激素)分泌量减少,C符合题意;
D、TBAb能与TSHR结合,但它的作用是阻断TSH和受体结合,从而减少TH的分泌量;而TSH与TSHR结合的作用是促进TH的分泌,二者功能并不相同,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)下丘脑分泌 TRH 作用于垂体,促使垂体分泌 TSH,TSH 作用于甲状腺促进 TH 合成与分泌,TH 含量升高会反过来负反馈抑制下丘脑和垂体分泌相关激素。
(2)自身抗体 TSAb、TBAb 均可与甲状腺细胞膜上 TSHR 结合,TSAb 结合后促进甲状腺分泌 TH,TBAb 结合后抑制甲状腺分泌 TH。
(3)协同效应指两种同类调节物质作用于同一靶器官,产生相同效果且作用相互增强,激素与自身抗体不属于同类调节分子,不存在协同效应。
(4)激素 TSH 与抑制型抗体 TBAb 竞争同一受体,二者结合受体后对甲状腺激素分泌的调控效果完全相反。
12.【答案】B
【知识点】基因突变的特点及意义;基因频率的概念与变化;自然选择与适应;变异是自然选择的原材料
【解析】【解答】A、甲地区乳糖耐受的高频率突变位点是位点1,但这并不代表该地区乳糖耐受的成年人中完全不会出现位点3的突变,只是该突变在当地的出现频率极低,A不符合题意;
B、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。乙地区畜牧业发达,长期的乳糖摄入选择压力让当地人群中乳糖耐受的相关突变被筛选保留,乳糖耐受性状的普及和畜牧业的发展相互影响、共同演化,二者发生了协同进化,B符合题意;
C、丙地区乳糖耐受的高频率突变位点是位点1,变异来源为基因流动引入,而乙地区的高频率突变位点是位点2,二者的突变位点并不一致,说明丙地区的乳糖耐受基因并非来自乙地区的基因交流,因此“与乙地区广泛通婚”的推测不成立,C不符合题意;
D、丁地区畜牧业不发达,乳糖耐受相关性状不存在明显的选择优势,缺乏对应的选择压力,因此乳糖耐受基因型的比例不会在选择压力驱动下增加,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)同一突变位点为某地区高频位点,仅说明该突变在当地人群出现概率高,不能判定该地区完全不存在其他突变位点。
(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,人类和人类驯养的畜牧动物之间可发生协同进化。
(3)基因流动指不同种群间个体迁移、通婚带来的基因交流,基因流动引入的突变位点会和提供该突变的种群高频位点保持一致。
(4)自然选择压力的形成依赖环境资源带来的生存繁殖差异,若环境中没有大量乳糖,乳糖耐受个体无选择优势,相关基因型频率不会提升。
13.【答案】C,D
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;影响光合作用的环境因素;光合作用综合
【解析】【解答】A、缺锌组气孔导度下降的同时胞间CO2浓度反而升高,说明净光合速率下降并非由气孔导度下降导致的CO2供应不足直接引起,其直接原因更可能是叶绿素含量降低等非气孔因素限制了光合过程,A不符合题意;
B、叶绿素是植物进行光合作用的重要物质基础,叶绿素含量下降会导致光反应速率降低,进而引起净光合速率下降,该选项颠倒了二者的因果关系,B不符合题意;
C、光合作用的碳反应环节会消耗胞间的CO2,当光合作用整体减弱时,植物对胞间CO2的固定利用速率降低,CO2在细胞间隙中积累,最终直接导致胞间CO2浓度升高,C符合题意;
D、题干明确说明锌是植物生长发育的必需元素,缺锌会影响色氨酸的合成,而色氨酸是合成IAA(生长素)的原料,因此缺锌组IAA含量下降的直接原因是合成IAA的原料色氨酸供应不足,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】(1)气孔导度下降会降低胞间 CO2浓度,若气孔导度降低但胞间 CO2浓度上升,说明光合速率下降的限制因素不是气孔因素,而是叶肉细胞光合能力不足。
(2)叶绿素能吸收、传递和转化光能,叶绿素含量降低会直接制约光反应,进而降低整体净光合速率。
(3)胞间 CO2浓度由 CO2进入速率与光合作用固定消耗速率共同决定,光合消耗 CO2减少时,胞间 CO2会积累升高。
(4)生长素 IAA 以色氨酸为原料合成,缺乏合成原料会直接导致 IAA 合成量下降。
14.【答案】A,B
【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】A、72℃是耐高温DNA聚合酶发挥催化作用的最适延伸温度,并非培养基因工程菌的温度。普通的基因工程表达宿主(如大肠杆菌)无法在72℃的高温条件下正常生长繁殖,A符合题意;
B、诱导物的添加浓度并非越高越好,过高浓度的诱导物可能会对工程菌产生毒性、影响菌体正常生长,反而无法获得高产量的T蛋白,B符合题意;
C、在完成蛋白分离纯化后,可通过凝胶电泳观察条带的单一程度,初步评价目标蛋白T的纯度,该叙述符合相关实验原理,C不符合题意;
D、在相同的PCR反应体系与反应条件下,耐高温DNA聚合酶T的活性越高,催化合成新DNA链的效率就越高,最终扩增得到的PCR产物总量也会相应越多。因此可以通过定量检测PCR产物的多少,来对应计算出耐高温DNA聚合酶T的催化活性,D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】(1)大肠杆菌的最适培养温度为 37℃,耐高温 DNA 聚合酶仅在 PCR 反应高温阶段发挥作用,不代表工程菌培养需要高温。
(2)诱导物存在适宜浓度区间,浓度过高会抑制宿主菌正常代谢、生长,降低目的蛋白表达量。
(3)蛋白质电泳能够分离杂蛋白与目标蛋白,通过条带数量、亮度可直观初步判断蛋白质纯度。
(4)在相同的PCR反应体系、循环参数等条件下,耐高温DNA聚合酶的活性越高,催化脱氧核苷酸连接到引物3'端、合成新DNA链的效率就越高,最终扩增得到的PCR产物总量也会相应越多。
15.【答案】B,D
【知识点】群落的结构;群落的演替;当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、群落演替是随着时间推移,一个群落被另一个群落替代的过程。1年到2年间,草方格内原本仅存在草本B,后续草本A开始出现并占据一定优势,群落的物种组成发生了明显改变,说明该阶段发生了群落演替,A不符合题意;
B、生态位是指物种在群落中的地位、作用,包括占用资源的情况以及和其他物种的种间关系等。2年到5年间,草本A和草本B同时存在于群落中,二者都属于草本植物,会竞争光照、土壤水分、养分等共同资源,说明它们的生态位发生了重叠。后续草本B从群落中消失,也侧面印证了二者生态位重叠后引发种间竞争,最终优势度更高的草本A占据了主导地位,B符合题意;
C、5年到10年间,群落中的草本植物逐渐被灌木C取代,灌木的盖度大幅提升至59.8%,群落的物种组成向更复杂、结构更稳定的方向发展,属于群落的正常演替推进,并非群落衰退,C不符合题意;
D、从表格数据可以看出,随着草方格布设年限增加,土壤中粒径较小组分的含量持续上升,10年时该指标达到10.2%。土壤中细颗粒组分占比越高,通常土壤的孔隙结构越合理,保水能力也越强;同时随着植被发育程度提升,植被的水土保持作用也进一步增强,因此10年的草方格内土壤保水性相较往年最高,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】(1)群落演替是随着时间推移,一个群落被另一个群落代替的过程,判断依据是群落内物种组成、优势生物、群落结构发生改变。
(2)生态位重叠指两种生物利用相同或相似的生存资源、生存空间,同类型草本植物会争夺光照、土壤养分、水分,生态位重叠程度高。
(3)群落正向演替一般表现为从草本向灌木、乔木阶段发展,群落垂直分层、物种丰富度提升,不属于衰退;群落衰退表现为物种减少、优势植被消失、环境恶化。
(4)土壤细小颗粒占比越高,土壤黏粒多,孔隙储水能力更强,土壤保水性能更好。
16.【答案】A,C
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、二倍体母本F的减数第一次分裂如果发生同源染色体不分离(b1b1b2b2),会直接产生含有2条同源染色体的异常雌配子,后续减数第二次分裂姐妹染色单体正常分离,最终形成的雌配子会携带2套该位点的等位基因(b1b2)。该雌配子和异源四倍体父本M产生的正常雄配子(含2套染色体b3b4)结合后,得到的四倍体子代Z1的条带类型与该异常配子的基因组成匹配(b1b1b3b4),A符合题意;
B、如果母本F的减数第一次分裂同源染色体不分离(b1b1b2b2),同时减数第二次分裂姐妹染色单体也不分离(b1b1b2b2),最终形成的雌配子的染色体组成会出现额外的重复,(b1b1b2b2b3b4)和Z2对应的基因条带组成不匹配(b2b3b4),B不符合题意;
C、若母本F减数第一次分裂同源染色体正常分离(b1b1或b2b2),减数第二次分裂时姐妹染色单体不分离,会在原本单套染色体的次级性母细胞中,产生染色体数目异常的雌配子(b1b1或b2b2),该配子的基因组成(b1b1b3b4或b2b2b3b4)和Z3的条带类型对应(b1b3b4),C符合题意;
D、如果母本F的减数第一次分裂和减数第二次分裂过程均正常,产生的雌配子仅含有1套该位点的等位基因(b1或b2),和父本M的正常雄配子(b3b4)结合后(b1b3b4或b2b3b4),子代的基因条带类型和Z2(b2b3b4)不一定相同,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】(1)复等位基因与着丝粒紧密连锁、无交换,一条染色体只携带一种等位基因;同源染色体携带不同等位基因,姐妹染色单体携带相同等位基因。
(2)减数第一次分裂的核心行为是同源染色体分离,若不分离,配子会同时获得一对同源染色体,同时拥有两种等位基因。
(3)减数第二次分裂的核心行为是姐妹染色单体分离,若不分离,配子会获得两条携带相同等位基因的染色单体,仅表现一种等位条带。
(4)减数分裂完全正常时,雌配子只含母本同源染色体中的任意一条,只能携带一种母本条带。
17.【答案】(1)A基因的有无(或A基因的表达水平)
(2)提高;高
(3)参与ABA合成
(4)敲除C基因的A-OE株种子;预期结果:与对照组相比,实验组种子内ABA含量降低,GA含量基本不变;实验结论:C基因通过参与ABA合成来调控水稻种子的萌发速率
【知识点】其他植物激素的种类和作用;植物激素间的相互关系;环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】(1)根据题文可知,本实验探究A基因对水稻种子萌发的影响,则自变量为有无A基因(或A基因的表达水平)。
(2)根据题图可知,A-OE(A 基因过表达株系)比WT(野生型水稻)的萌发天数少,在萌发初期的相同时间上,A-OE比WT发芽率高,可见A基因能提高水稻种子萌发的速率。由于赤霉素可促进种子萌发,脱落酸会维持种子休眠、抑制萌发,A-OE株系萌发速率更快,说明其体内赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)浓度的比值更高。
(3)根据(2)分析可知,A-OE株系体内赤霉素(GA)高,脱落酸(ABA)浓度低。已知B基因表达上升且功能为参与GA合成,A-OE株系中C基因表达水平下降,则可推测出C基因的功能为参与ABA合成。
(4)根据题文可知,采用基因敲除技术在A-OE株系中验证C基因的功能,即可以获得敲除C基因的A-OE株系的种子,A-OE 株系的种子与敲除C基因的A-OE株系的种子可以形成有无C基因的对照实验。因此完善后的实验方案如下:
① 实验分组
对照组:A-OE 株系的种子;
实验组:敲除C基因的A-OE株系的种子。
③ 预期结果与结论:
预期结果:与对照组相比,实验组种子内ABA含量降低,GA含量基本不变;
实验结论:C基因通过参与ABA合成来调控水稻种子的萌发速率。
【分析】(1) 对照实验遵循单一变量原则,自变量为人为改变的实验条件,无关变量全程保持相同且适宜,避免无关变量干扰实验结果。
(2) 赤霉素具有打破种子休眠、促进种子萌发的作用;脱落酸具有维持种子休眠、抑制萌发的作用,种子萌发速度由 GA 与 ABA 的相对比例决定。
(3) 基因过表达会提升对应基因的转录水平,基因表达量变化会改变下游激素合成相关通路,进而改变激素含量,调控植物生理过程。
(4) 基因敲除实验采用同一遗传背景的材料,仅单一目标基因存在差异,可直接判断该基因的生理功能;通过检测下游产物(激素)含量变化验证基因功能。
18.【答案】(1)磷酸盐
(2)①②;水体
(3)磷肥来源于矿产资源,人类大量开采,会导致矿物态磷加速进入生物群落,有机物最终从生物群落进入水体形成磷酸盐,大量磷酸盐易沉积进入海洋形成沉积物,这些沉积物很难再回到陆地被利用,会加速磷资源匮乏;抵抗力;正
(4)可以增加土壤可利用的磷含量,降低径流中的磷流失量,秸秆还田刺激了土壤微生物活性,提高了磷酸酶活性,提高了磷酸酶活性,促进了有机磷向无机磷的转化,使磷更快被作物吸收利用,提高了作物产量
【知识点】生态系统的稳定性;生态系统的物质循环
【解析】【解答】(1)磷在生物群落和无机环境之间循环的主要形式是磷酸盐。磷属于沉积型循环物质,主要通过岩石风化转化为可被生物利用的磷酸盐,在生物群落与无机环境之间完成循环过程。
(2)与碳循环相比,磷循环的不同之处有①易沉积、②周期长。磷属于沉积型循环物质,没有气体形态,主要通过岩石风化和沉积物分解进入生态系统,相较于气体型的碳循环更易发生沉积(水体中溶解的磷酸盐易沉积为海洋沉积物)、循环周期更长(题图中显示按万年计),而碳循环和磷循环都具备全球性特征 。自然条件下,磷更易成为水体生态系统初级生产力的重要限制因素,因为陆地生态系统中的磷可通过风化等过程持续补充,而水体中的磷最终易沉积到海底难以被生物重复利用,更容易出现磷供给不足的情况。
(3)磷循环“始”:磷肥来源于矿产资源(矿物态磷),人类大量开采,会导致矿物态磷加速进入生物群落。从磷循环“终”:有机物最终从生物群落进入水体形成磷酸盐,大量磷酸盐易沉积进入海洋形成沉积物,这些沉积物很难再回到陆地被生物利用,进而会加速磷资源匮乏。 过量的磷进入水体易引起水体富营养化,削弱了生态系统的抵抗力稳定性,生态系统的抵抗力稳定性与自身结构复杂程度、抗干扰能力相关,富营养化会破坏原有生态结构,降低其抵抗外界干扰维持稳态的能力。在正反馈的作用下,污染引发的藻类死亡、水质恶化会不断加剧最初的变化,形成恶性循环,最终导致水华或赤潮的爆发。
(4) 结合表格数据可推测秸秆还田的作用有:
总经流量:常规施肥>秸秆还田+常规施肥;径流中磷总流失量:常规施肥>秸秆还田+常规施肥。可见秸秆还田能减少农田总径流量,降低磷随径流流失的总量,减轻水体富营养化的风险;
土壤中磷含量:常规施肥<秸秆还田+常规施肥。可见秸秆还田能提升土壤中的磷含量,增加土壤可利用磷的储备,促进磷在农田生态系统内的循环利用;
农作物总产量:常规施肥<秸秆还田+常规施肥。可见秸秆还田能提高农作物总产量,实现磷资源的高效利用,同时减少磷资源的无效损耗。
【分析】(1) 物质循环中,元素进出生物群落的形式由生物可吸收利用的无机形式决定,植物只能吸收离子态无机盐。
(2) 碳循环存在大气气体库,循环速率快;磷不存在气相,沉积作用强,地质循环周期漫长,二者均属于生物圈层面的全球性物质循环。
(3) 限制因素指环境中含量不足、制约生产者光合作用与有机物积累的营养元素。
(4) 人类开采矿产会加快地质库磷向生物群落流动,而海洋沉积使磷长期脱离可利用循环,造成陆地磷损耗。
(5) 生态系统抵抗力稳定性与营养结构复杂程度正相关,生物多样性降低会减弱抵抗力稳定性。
(6) 正反馈调节会加剧系统偏离稳态,负反馈调节抑制偏离、维持稳态。
(7) 秸秆还田可改良土壤结构,减少地表径流,促进土壤微生物分解有机磷,提升土壤有效磷含量,减少养分流失,提高农作物产量。
19.【答案】(1)不相同
(2)无菌等渗
(3)①②⑤;检测培养基和培养过程是否被杂菌污染,排除杂菌污染对OD值检测结果的干扰
(4)稳定;VB12是测试菌生长的限制因子,只有当菌体生长达到稳定期,菌体浓度不再改变,OD值才能稳定,OD值才与VB12浓度形成稳定对应关系,保证计算结果准确
【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;其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】(1)培养基(b)用于制备测试菌液,满足测试菌的增殖需求,一定含有适量的;培养基(c)为不含待测的基础限定培养基,仅能维持测试菌的基础生长,后续通过梯度添加维生素标准品或待测样品中的维生素,建立维生素含量与测试菌生物量的对应关系,适配检测实验的需求。因此图中液体培养基(b)与(c) 不相同,二者的成分存在差异。
(2)制备测试菌液的“洗涤”和“重悬”操作需使用无菌等渗溶液。该溶液经过无菌处理可避免引入杂菌污染实验体系,同时等渗环境能够维持测试菌细胞的正常形态与渗透压平衡,防止菌体因吸水涨破或失水失活,保证菌体活性。
(3)空白对照实验遵循单一变量原则,仅缺失待测目标物质,其余实验条件完全一致,用于排除溶剂、培养基等无关变量的干扰。因此空白(阴性)对照实验应不额外添加标准或待测样品中的,用于排除提取溶剂本身对测试菌生长的干扰,故培养管内包含①基础限定液体培养基(c)、②测试菌液、⑤用于提取的溶液,该组。空白对照设置不接种菌体的组别,可检验培养基灭菌是否彻底、培养环境有无杂菌污染,消除杂菌增殖带来的实验误差。因此“不接种测试菌液”的对照培养管的具体目的是检测培养基和培养过程是否被杂菌污染,排除杂菌增殖带来的OD值升高对最终检测结果的干扰,保证OD值的变化仅由测试菌的生长引起。
(4)当OD值稳定时才能用于计算食品中维生素的浓度,原因是待测维生素是测试菌生长的限制因子,在培养前期测试菌处于对数生长期,菌体浓度仍在持续上升,OD值处于动态变化中;只有当菌体生长进入稳定期后,菌体浓度不再发生明显改变,OD值保持稳定,此时OD值才能与培养基内的维生素含量形成稳定的对应关系,以此为依据计算得到的食品维生素浓度结果才具备准确性。
【分析】(1) 微生物扩大培养培养基与营养缺陷型检测培养基功能不同,成分存在差异,营养缺陷型检测培养基会去除目标生长因子,仅依靠外源添加梯度浓度目标物质控制菌体生长量。
(2) 微生物菌体洗涤、重悬操作需无菌操作,等渗缓冲液或无菌生理盐水可维持细胞渗透压,避免细胞损伤死亡。
(3) 微生物生长曲线分为调整期、对数期、稳定期、衰亡期,稳定期菌体总量保持不变,OD 值恒定,可用于定量检测限制性营养物质浓度。标准曲线定量检测的前提是检测信号与待测物质浓度形成稳定线性对应关系,只有菌体生长达到最大限度,信号值才不再随时间变化,满足定量计算要求。
20.【答案】(1)神经-体液
(2)②
(3)抑制性;激活W神经元后,W释放抑制性神经递质,抑制J神经元的兴奋性,使J神经元分泌的促进GH分泌的物质减少,最终导致垂体GH分泌量下降
(4)负;⑦③②⑥⑧
【知识点】神经冲动的产生和传导;神经、体液调节在维持稳态中的作用;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)根据图A可知,W神经元产生神经递质作用于J神经,使J神经产生分泌物(神经调节),该分泌物促进GH分泌(体液调节),可见该过程先通过神经信号发挥作用,后续通过调控相关分泌物最终影响GH的分泌,该调节方式为神经-体液调节。
(2)a表示无刺激觉醒状态下的GH浓度,b表示无刺激睡眠状态下的GH浓度,c表示M刺激觉醒状态下的GH浓度,d表示M刺激睡眠状态下的GH浓度。结论是激活J神经元提高了睡眠对GH分泌的促进作用。b-a表示无刺激条件下睡眠相比觉醒对GH分泌的促进幅度,d-c表示激活J神经元后睡眠相比觉醒对GH分泌的促进幅度。②d-c>b-a则能说明激活J神经元后,睡眠对GH分泌的促进作用得到了显著提升。
(3)根据突触后效应的不同,神经递质可以分为兴奋性神经递质和抑制性神经递质两类。W神经元产生神经递质组用于J神经元,J神经元的分泌物促进GH分泌,当激活W神经元后GH的分泌量下降,说明W神经元释放的是抑制性神经递质,激活W神经元后,W释放抑制性神经递质,抑制J神经元的兴奋性,使J神经元分泌的促进GH分泌的物质减少,最终导致垂体分泌的GH含量下降。
(4)根据图C可知,无论是对照组还是低表达组,注射CSF后都是睡眠时间>觉醒时间。在对照组中,注射GH后,睡眠时间<觉醒时间;在低表达组中,注射GH后。与注射CSF差别不大,睡眠时间>觉醒时间,这是因为K神经元上有GH受体处于低表达状态,无法正常识别GH。可见当大量GH存在时,刺激脑干中的K神经元更加兴奋,导致觉醒时间变长,睡眠时间变短。根据图B可知,睡眠能促进CH浓度升高,因此当睡眠时间变短,GH分泌减少,进而导致K神经元兴奋下降,可见GH含量升高后,会通过K神经元的通路最终降低GH分泌量,该调节结果反过来抑制最初信号的产生,属于负反馈调节对应的调控通路排序为较高水平的GH(⑦)结合K神经元上的受体,介导K神经元兴奋(③),进而促使小鼠觉醒(②),觉醒状态下会引发J神经元兴奋性下降、D神经元兴奋(⑥),最终使垂体分泌的GH降低至较低水平(⑧),通过该负反馈通路避免体内GH浓度过高,维持激素含量的相对稳定。
【分析】(1) 神经 - 体液调节的判定标准:调节过程既有神经元释放神经递质参与的神经调节过程,又有激素、细胞分泌物等体液分子经体液运输发挥作用的体液调节过程。
(2) 柱状图差值比较实验效应时,需分别计算同一条件下睡眠与觉醒的浓度差值,对比有无刺激两组差值大小,差值更大代表刺激增强了该生理效应。
(3) 抑制性神经递质作用于突触后神经元,会降低突触后膜电位,抑制突触后神经元产生兴奋;兴奋性递质则提升突触后神经元兴奋程度。
(4) 反馈调节分为正反馈和负反馈,负反馈调节的特点是调节产物积累后反过来抑制该产物的生成,维持系统稳态;正反馈会持续放大原有变化。
(5) 神经内分泌调节通路遵循信号逐级传递逻辑,激素作用于对应靶神经元改变其兴奋性,神经元状态改变会切换睡眠 / 觉醒生理状态,睡眠觉醒状态又会改变下丘脑相关神经元的兴奋水平,进而调控垂体激素分泌。
21.【答案】(1)有氧
(2)(S)aaBB或(S)AAbb
(3)②
(4)(S)AABB;(S)AaBB:(S)aaBB=1:1
(5)③④
【知识点】无氧呼吸的过程和意义;基因的自由组合规律的实质及应用;基因型和表现型的关系;基因连锁和互换定律;基因的表达综合
【解析】【解答】(1)线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的反应场所,U基因编码的蛋白在此处形成跨膜通道造成H+等小分子泄漏,会直接妨碍细胞的有氧呼吸过程,破坏有氧呼吸的质子梯度,影响ATP合成,最终导致植株育性异常。
(2)亲本:♀Ⅰ(S)×♂ Ⅳ→子一代:(S)可育→子二代:可育:不育=9:7,符合9:3:3:1的变式,且A-B-表现为可育,A-bb、aaB-、aabb表现为不育;子一代的基因型为(S)AaBb,由于可育植株(Ⅳ、V)均为纯合,其中Ⅰ的基因型为(S)aabb,故♂ Ⅳ的基因型为AABB。
亲本:♀Ⅱ×♂ Ⅳ→子一代:可育→子二代:可育:不育=3:1,已知♂ Ⅳ的基因型为AABB,且子二代比例为3:1,表明只有一对等位基因控制性状发生性状分离,故初步推测植株Ⅱ基因型为(S)aaBB或(S)AAbb。
(3)根据(2)分析可知,就算存在U基因,A-B-的基因型下,植株也表现为可育。 Ⅲ为纯合不可育植株,且Ⅲ的A基因为显性纯合,故Ⅲ的基因型为AAbb。Ⅰ的基因型为(S)aabb,且含有U基因;Ⅳ的基因型为AABB。结合甲图可知,2.0kb对应的U基因转录的mRNA,1.4kb和0.6kb泳带与A基因有关;Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ有2.0kb泳带,故Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都有U基因。根据乙图可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 都含有U蛋白,Ⅴ不含有U蛋白。基因表达顺序:DNA→转录→mRNA→翻译→蛋白质。根据甲图可知,Ⅱ没有A基因,U基因转录的mRNA全部都是完整的;Ⅲ有A基因,U基因转录的mRNA不都是全部完整的,存在不完整的mRNA,可见A基因存在的情况下,还有完整的mRNA,则A基因一定作用于转录后。A基因不会影响U蛋白的出现,说明A基因不作用于翻译,加工方面,但会将mRNA变得不完整,则A蛋白在U基因②转录后翻译前发挥作用,U基因转录后部分会被A基因影响。
(4)根据甲、乙图可知,Ⅳ有U基因,也有U蛋白,则说明Ⅳ是细胞质雄性不育(S)。结合(2)分析可知,植株Ⅳ的基因型为(S)AABB。根据甲、乙图可知,Ⅱ有U基因,也有U蛋白,没有A基因,结合(2)分析可知,植株Ⅱ的基因型为(S)aaBB。 以植株Ⅴ为父本,不能恢复其与Ⅱ(S)aaBB杂交所结种子的育性,则说明Ⅴ不含有A基因;以植株Ⅴ为父本,可恢复其与Ⅲ(S)AAbb杂交所结种子的育性,则说Ⅴ含有B基因。 V为纯合可育植株,则基因型为(N)aaBB。亲本:♀Ⅱ(S)aaBB×♂ Ⅳ(S)AABB→子一代:可育 Ⅵ (S)AaBB。
♂V (N)aaBB×♀Ⅵ (S)AaBB:
分析(N)/ (S),后代的线粒体几乎全部来自卵细胞,故子代都是(S);
分析A/a:aa×Aa→Aa:aa=1:1;
分析B/b:BB×BB→BB。
可见,♂V (N)aaBB×♀Ⅵ (S)AaBB→(S)AaBB:(S)aaBB=1:1。
(5)根据甲、乙图可知,A基因只能破坏部分U基因转录后的RNA;Ⅳ含有B基因,但没有破坏所有U基因转录后的RNA,也没有影响翻译成U蛋白的过程,也没有影响U蛋白质加工,可见对B基因的功能推测合理的有③封闭一定量的U蛋白所形成的通道;④一定程度上修补线粒体内膜泄露造成的损伤。
【分析】(1) 有氧呼吸第三阶段场所线粒体内膜,依靠质子梯度驱动 ATP 合成,内膜完整性、质子梯度是有氧呼吸产能关键。
(2) 细胞质雄性不育遵循母系遗传,细胞质基因型由母本决定;核内显性恢复基因存在显性互补效应,双显性基因型可恢复育性,其余基因型保持不育。
(3) 核酸杂交检测 mRNA 反映基因转录水平,抗原 - 抗体杂交检测蛋白反映翻译水平;转录产物存在但蛋白缺失,说明调控发生在转录后翻译前。
(4) 两对独立遗传核基因遵循自由组合定律,纯合亲本杂交获得双杂合子,双杂合自交后代 9∶7 为显性互补分离比。
(5) 恢复基因不直接降解不育基因 mRNA 或蛋白,而是通过中和不育蛋白的毒性、修复受损结构恢复细胞正常生理功能。
1 / 1【高考真题】江西省2026年高考真题生物学试卷
1.海洋是生命的摇篮。深海热泉周围存在一类具有细胞结构、能够独立生存的特殊微生物,它们既不属于真核生物,也不属于典型的原核生物。下列关于该类生物的推测,合理的是
A.依赖叶绿体进行光合作用
B.无机盐离子通过自由扩散进出细胞
C.胞内酶的最适温度比常见生物体的高
D.具有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核等结构
【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、该类生物生存于没有光照的深海热泉区域,且题干明确说明它既不属于真核生物也不属于典型原核生物,同时深海热泉生态系统的生产者依靠化能合成作用合成有机物,并不依赖光合作用,因此该生物不可能依赖叶绿体进行光合作用,A错误;
B、无机盐离子跨膜运输通常需要借助载体蛋白完成,无法通过自由扩散的方式进出细胞,B错误;
C、海底热泉附近的环境温度极高,部分该区域的生物细胞能在110℃以上的高温中生活,因此这类生物的胞内酶需要适配高温环境,其最适温度会比常见生物体的酶更高,C正确;
D、题干明确说明该生物不属于真核生物,因此不具备成形的细胞核这一真核生物的标志性结构,D错误。
故答案为:C。
【分析】(1)叶绿体是进行光合作用的细胞器,仅存在于植物、藻类等真核生物细胞中,无光环境下生物无法依靠叶绿体完成光合作用。
(2)自由扩散的物质运输方式仅适用于小分子、脂溶性、不带电荷的物质;带电离子跨膜运输需要载体蛋白协助,不能进行自由扩散。
(3)酶的最适温度与生物长期生存的环境温度相适应,高温环境生存的生物,其体内酶的最适温度更高。
(4)成形的细胞核是区分真核生物与原核生物的关键特征,无成形细胞核的生物不属于真核生物。
2.蛋白酶E被广泛用作洗涤剂的生产原料,但洗涤剂中的物质S能将E的第n位甲硫氨酸氧化,降低其活性。研究人员将上述甲硫氨酸替换为丝氨酸,提高了E对S的耐受性。下列叙述错误的是
A.第n位甲硫氨酸的氧化会影响E的空间结构,从而影响酶的活性
B.将第n位的甲硫氨酸替换为丝氨酸可通过基因工程实现
C.判断E的改造效果,需用S 处理一段时间后测定酶活性
D.甲硫氨酸的替换在提高E对S耐受性的同时,降低了E的专一性
【答案】D
【知识点】蛋白质分子的化学结构和空间结构;酶的特性;基因工程的应用
【解析】【解答】A、酶的功能依赖于其特定的空间结构,第n位甲硫氨酸被氧化后,会改变酶的局部结构,进而破坏酶的空间构象,最终影响酶的催化活性,A正确;
B、对蛋白质特定位置的氨基酸进行定点替换,定点替换是基因工程(蛋白质工程)的常用手段,通过改造编码蛋白酶 E 的基因序列,再表达即可实现氨基酸替换,B正确;
C、该改造的目标是提高蛋白酶E对物质S的耐受性,因此验证改造效果时,需要用S处理改造后的酶一段时间,再测定剩余的酶活性,和未改造的对照组进行对比,才能确认改造是否达到预期,C正确;
D、本次改造仅将第n位的甲硫氨酸替换为丝氨酸,该位点并非酶的催化活性中心区域,改造的目的只是消除S对酶的抑制作用,并不会改变酶对底物的专一识别特性,不会降低E的专一性,D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)酶的活性与自身空间结构密切相关,氨基酸发生化学修饰会改变蛋白质局部空间构象,进而降低酶催化活性。
(2)蛋白质工程属于基因工程的延伸,通过定向改造目的基因的碱基序列,可实现蛋白质中特定氨基酸的定点替换。
(3)对照实验的设计需贴合实验自变量,本实验自变量为是否改造氨基酸、是否加入物质 S,因变量为酶活性,需经 S 处理后检测酶活性才能对比耐受性差异。
(4)酶的专一性由酶与底物结合区域的空间结构决定,仅改变非底物结合位点的单个氨基酸,不会改变酶识别底物的能力。
3.某病毒RNA(可作为翻译模板)在翻译延伸阶段出现“程序性-1核糖体移码”现象(以下简称“移码”)。因RNA自身形成的特殊结构,核糖体会以一定的频率在特定位点向 RNA的5’端移动一个碱基。下列推测合理的是
A.“移码”中核糖体移动的原因是基因发生了突变
B.“移码”的发生使RNA的长度增加了1个核苷酸
C.“移码”产生的多肽链比未“移码”编码的更长
D.有无“移码”产生的两种多肽链N端氨基酸残基相同
【答案】D
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、该“移码”现象是翻译延伸阶段核糖体的特殊移动行为,病毒的RNA序列本身并没有发生改变,不存在基因层面的突变,因此核糖体移动并非由基因突变导致,A错误;
B、“移码”只是核糖体在RNA上的滑动位置发生了改变,作为翻译模板的RNA分子自身的核苷酸数量不会发生变化,RNA的长度不会因此增加,B错误;
C、核糖体向RNA的5’端移动一个碱基后,后续的密码子阅读框架完全改变,移码后很可能提前遇到终止密码子,最终合成的多肽链大概率比未移码编码的更短,C错误;
D、移码”发生在翻译的延伸阶段,在移码现象出现之前,核糖体已经完成了N端部分氨基酸的编码合成,因此有无移码产生的两种多肽链,其N端的氨基酸残基序列是完全相同的,D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)基因突变指核酸分子中碱基对的增添、缺失或替换,造成基因碱基序列永久性改变,翻译过程中核糖体移位不改变核酸序列,不属于突变。
(2)mRNA 的长度由转录产物决定,翻译阶段核糖体的移动不会改变 mRNA 自身核苷酸数量与长度。
(3)密码子由连续 3 个相邻碱基组成,核糖体阅读框架偏移后,后续读取的密码子全部改变,极易提前出现终止密码,使肽链缩短。
(4)翻译从 mRNA 的 5' 端向 3' 端进行,多肽链合成先出现 N 端,后出现 C 端;若移码发生在延伸阶段,移码位点前翻译出的氨基酸序列不会改变。
4.相传明代诗人通过“天生一只又一只,三四五六七八只”巧数《百鸟归巢图》中的百鸟,现今科学家们在某自然保护区通过AI辅助的声纹监测法进行鸟种识别及其种群数量监测(鸟的声纹在个体和鸟种之间均存在差异)。结合上述材料,下列叙述错误的是
A.诗中体现的数量调查法可准确计算某些种群的密度
B.科学家们采用的方法能高效估测某些种群的密度
C.调查期内该保护区不同声纹的鸟不能组成一个群落
D.不同声纹的鸟越多说明该保护区鸟的丰富度越高
【答案】A
【知识点】种群的特征;估算种群密度的方法;群落的概念及组成
【解析】【解答】A、诗中逐个数清鸟类的方法属于逐一计数法,这种方法仅适用于分布范围小、个体数量少的生物,无法直接对应“种群密度”的计算——种群密度是单位面积或单位体积内的种群个体数,诗中的计数仅统计了个体总数量,没有结合调查区域的面积/体积进行换算,且该方法也无法适配大多数分布范围广、个体数量多的种群,不能实现“准确计算某些种群的密度”,A错误;
B、科学家采用的AI辅助声纹监测法,属于不需要直接捕捉、观察个体的新型种群数量调查方法,针对鸟类这类活动能力强、活动范围大的生物,可以高效估测其种群密度,这类非损伤的监测方法已经被应用于长臂猿、鸟类等类群的野外种群监测工作中,B错误;
C、群落是相同时间聚集在一定地域中的所有生物种群的集合,仅统计该保护区内不同声纹的鸟类,没有包含区域内的植物、其他动物、微生物等所有生物,因此这些鸟类无法组成一个完整的群落,C错误;
D、物种丰富度指的是群落中物种数目的多少,不同声纹的鸟对应不同的鸟类物种,不同声纹的鸟数量越多,说明该保护区内鸟类的物种数目越多,鸟类的丰富度越高,D正确。
故答案为:A。
【分析】(1)种群密度的定义为单位面积或单位体积中的种群个体数量,计算种群密度必须确定调查空间范围。
(2)调查动物种群密度有多种手段,声纹监测、红外相机、标志重捕法等都可用于估测种群数量与密度,自动化辅助手段能提升调查效率。
(3)生物群落包含一定自然区域内全部的动物、植物、微生物,仅单一类群生物无法构成完整群落。
(4)物种丰富度的衡量标准是区域内物种的种类数量,区分不同物种可依靠物种特有的形态、声音、基因等特征。
5.为探究从冰冻多年的组织细胞中“复活”基因组的可能性,研究人员将-20℃冷冻后的实验小鼠解冻,检测发现细胞均死亡,细胞膜受损;提取不同组织细胞的细胞核,分别注入去核卵母细胞进行克隆,结果如表。下列叙述合理的是
细胞核来源 激活的重构胚数量(个) 发育至桑葚胚的比例(%) 成功构建核移植胚胎干细胞系 (ntES) 的比例 (%)
脑 109 39.4 10.1
胰腺 85 15.3 1.2
心脏 82 6.1 0
A.利用差速离心法可从解冻组织匀浆液中获得细胞核
B.细胞核注入去核卵母细胞后还需采用电融合法将两者融合
C.利用心脏来源的细胞核未能成功构建ntES,说明其没有全能性
D.利用胰腺细胞的核成功构建ntES的比例比脑低,说明此分化程度更高
【答案】A
【知识点】动物细胞核移植技术;动物体细胞克隆;细胞融合的方法;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、差速离心法是通过逐步提高离心转速,分离不同质量、大小的细胞组分的方法,细胞核的质量远大于细胞质中的其他细胞器,因此可以通过差速离心法从解冻后的组织匀浆液中分离获得细胞核,A正确;
B、体细胞核移植的常规操作里,既可以通过显微注射直接将体细胞核注入去核卵母细胞完成核的转移,也可以将供体细胞与去核卵母细胞放在一起,通过电融合法、钙离子激活法、乙醇激活法等多种方式诱导两者融合,电融合法只是重组细胞激活的可选方法之一,并非核移植后融合的必需步骤,B错误;
C、本次实验中心脏来源的细胞核未能成功构建ntES,仅说明该实验条件下,心脏细胞核重编程的效率极低,无法完成后续的胚胎干细胞系构建,不能直接证明心脏的体细胞核完全不具备发育的全能性,C错误;
D、不同组织的细胞核重编程效率存在差异,胰腺来源的细胞核构建ntES的比例低于脑,是多种因素共同作用的结果,不能直接推导得出胰腺细胞的分化程度比脑细胞更高的结论,D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)差速离心法是分离细胞器、细胞核等细胞组分的常用方法,原理是不同结构沉降系数不同,通过逐步提高离心速度依次分离各类结构。
(2)体细胞核移植的显微注射操作可直接把供体细胞核送入去核卵母细胞,电融合技术常用来促使完整供体细胞与卵母细胞融合,二者操作场景不同。
(3)动物体细胞核具有全套遗传物质,理论上具备发育全能性;若体外实验无法完成后续发育,仅说明全能性难以表达,不等于完全丧失全能性。
(4)细胞分化程度、冷冻损伤、细胞核完整性、卵母细胞质环境等多种因素,都会影响核移植后胚胎发育以及干细胞系构建成功率,不能单一数据直接判定分化程度高低。
6.“神奇”动物海蛞蝓能选择性保留所摄食藻类中的叶绿体,并用一层膜包裹形成宿主衍生细胞器“盗食体”。“盗食体”内的叶绿体可合成部分光合蛋白,在一段时间内保持光合能力;“盗食体”可利用转运蛋白维持内部环境相对稳定。下列关于“盗食体”内叶绿体的推测,合理的是(  )
A.编码光合色素蛋白的基因来自海蛞蝓细胞核
B.需要海蛞蝓细胞为其提供原料进行光合作用
C.叶绿体外膜与海蛞蝓细胞膜的蛋白结构相同
D.能够通过分裂实现增殖以维持光合作用能力
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义;叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、根据相关资料可知,绿叶海蜗牛仅从藻类食物中获取叶绿体,自身原本不具备编码光合相关蛋白的核基因,仅部分特殊个体通过横向基因转移获得了相关基因,并非所有海蛞蝓的细胞核都携带编码光合色素蛋白的基因,A错误;
B、“ 盗食体”内的叶绿体仅能合成部分光合蛋白,且光合作用的进行需要水、CO2、各类酶的合成原料等多种物质的参与,这些物质需要由海蛞蝓的细胞提供,才能支撑其在一段时间内维持光合能力,B正确;
C、“ 盗食体”是海蛞蝓用自身的膜包裹藻类来源的叶绿体形成的特殊结构,其包裹的膜和原本的叶绿体膜融合后形成的外膜,功能与组成和海蛞蝓细胞膜存在明显差异,二者的蛋白结构不可能完全相同,C错误;
D、该类被海蛞蝓包裹形成“盗食体”的叶绿体,丢失了部分增殖相关的遗传物质,且脱离了藻类细胞的原生环境,无法自主完成分裂增殖,仅能在一段时间内保留光合能力,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)叶绿体属于半自主性细胞器,自身仅携带部分基因,完整的光合相关遗传信息主要存在于原藻类细胞核中,动物宿主细胞核不含藻类叶绿体特有蛋白的编码基因。
(2)光合作用的物质原料、能量载体原料需要细胞整体供给,叶绿体不能独立获取外界无机、有机小分子物质。
(3)生物膜的功能由膜蛋白决定,不同来源、不同功能的生物膜,膜上蛋白质的种类和结构存在差异。
(4)叶绿体正常分裂增殖依赖细胞核基因与叶绿体基因共同调控,缺少对应的细胞核遗传物质,叶绿体无法完成分裂。
7. B-1a是具有自我更新能力的B淋巴细胞亚群,无需特定抗原刺激即可持续分泌天然抗体IgM,偶尔也受特定抗原刺激产生抗体IgG,是维持机体内环境稳态的重要免疫屏障。下列叙述正确的是
A.B-1a细胞产生天然抗体IgM的过程属于非特异性免疫
B.B-la细胞是一种记忆细胞,在免疫调节中发挥重要作用
C.B-1a细胞分化成浆细胞产生 IgG 无需辅助性T细胞的参与
D.一定年龄后机体免疫功能开始衰退是因为B-1a细胞数量减少
【答案】A
【知识点】非特异性免疫;细胞免疫;体液免疫
【解析】【解答】A、B-1a细胞无需特定抗原刺激即可持续分泌天然抗体IgM,该过程不针对某一类特定抗原发挥作用,属于非特异性免疫的范畴,A正确;
B、记忆B细胞是在抗原刺激后产生,需要依赖特定抗原的识别触发后续免疫应答的细胞,而B-1a细胞无需特定抗原刺激就能分泌抗体,不符合记忆细胞的特征,B错误;
C、正常情况下,B淋巴细胞受特定抗原刺激分化产生抗体的过程,多数需要辅助性T细胞分泌的细胞因子提供信号支持,B-1a细胞受特定抗原刺激产生IgG的过程也不例外,C错误;
D、机体免疫功能衰退是多因素共同作用的结果,包括T细胞功能下降、免疫器官萎缩、多种免疫细胞的功能与数量异常等,并非仅由B-1a细胞数量减少单一因素导致,D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)非特异性免疫不针对特定抗原,生来具备,反应快速;特异性免疫需要特定抗原诱导,具有专一性和记忆性。
(2)记忆 B 细胞由普通 B 细胞受抗原、辅助性 T 细胞刺激后增殖分化而来,无抗原刺激时不会持续大量分泌抗体。
(3)B 细胞活化增殖分化产生 IgG 类浆细胞的经典途径,依赖辅助性 T 细胞表面分子接触与细胞因子的调控。
(4)衰老导致免疫衰退涉及胸腺萎缩、造血干细胞活性下降、各类淋巴细胞增殖分化能力减弱等多种因素,由多种细胞、器官共同变化引起。
8.为研究某植物S对大豆植食性害虫H及H的捕食性天敌的影响,研究人员调查了T1(单种大豆)和T2(混种大豆和植物S)模式下,大豆植株上H及H的天敌数量随时间变化情况(如图)。下列推测合理的是
A.S可“吸引”天敌来控制H的数量
B.H在该农田生态系统属于次级消费者
C.40~100天,T1 模式下H的数量变化主要受食物限制
D.110~130天,T2模式下H的数量变化主要受天敌影响
【答案】A
【知识点】种间关系;生态系统的结构;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、根据图可知,混种大豆和植物S的T2模式下,H的天敌数量更多,同时H的种群数量得到了更有效的控制,符合生物防治中利用捕食性天敌制约害虫种群密度的原理,说明植物S可以通过吸引H的天敌,实现对H数量的调控,A正确;
B、H是大豆植食性害虫,以作为生产者的大豆为食,属于初级消费者,而非次级消费者,B错误;
C、40~100天,T1模式下H的数量先上升后下降,结合生态系统中捕食者与被捕食者的数量制约关系,该变化主要是受天敌种群数量影响,C错误;
D、110~130天,大豆植物生长周期临近末期,植株衰败,T2模式下H的种群数量处于极低水平,该阶段H的数量变化并非主要受天敌影响,而是主要受食物限制,D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)间作伴生植物可通过释放挥发性物质吸引害虫天敌,提高天敌种群密度,依靠种间捕食关系降低植食害虫数量,属于生物防治手段。
(2)生态系统营养级划分:生产者为第一营养级;直接取食生产者的植食动物是初级消费者(第二营养级);捕食植食动物的肉食动物为次级消费者(第三营养级)。
(3)种群数量波动受食物、天敌、气候、生长周期等多种因素共同调控,天敌数量稀少时,害虫种群不会被天敌明显抑制。
(4)植物进入生长后期,植株枯萎、营养物质减少,植食昆虫及其天敌都会因食物短缺出现种群数量同步下降。
9.某种丝虫成虫可长期寄生在人体下半身较大的淋巴管或淋巴结,造成机械刺激,产生蛋白类分泌物进入血液循环。某感染者出现了发热、下肢组织水肿症状。下列关于该感染者的描述,错误的是(  )
A.寄生部位淋巴管管腔变窄甚至被阻塞,淋巴液回流受阻
B.炎症部位毛细血管通透性增大,组织液生成增加
C.局部组织液中蛋白质滞留,血浆渗透压明显下降
D.肾脏会加强水、盐重吸收,血浆量不会发生明显下降
【答案】C
【知识点】内环境的组成;内环境的理化特性
【解析】【解答】A、该丝虫成虫寄生在人体淋巴管或淋巴结内,会造成机械刺激,导致寄生部位淋巴管管腔变窄甚至被阻塞,淋巴液回流受阻,组织液无法顺利通过淋巴循环回归血液循环,这是引发下肢组织水肿的重要原因之一,A正确;
B、感染者出现发热、炎症反应时,炎症部位的毛细血管通透性会增大,血浆中的部分物质更容易透过毛细血管壁进入组织间隙,使得组织液生成增加,进一步加重组织水肿,B正确;
C、丝虫寄生造成淋巴管阻塞后,局部组织液中的蛋白质无法随淋巴回流进入血浆,会在组织液中滞留,使组织液渗透压升高。但该过程仅涉及局部的蛋白质滞留,并不会造成全身血浆中的蛋白质含量大幅下降,血浆渗透压不会出现明显下降,C错误;
D、感染者出现组织水肿后,机体可通过神经-体液调节促使肾脏加强水、盐的重吸收,维持循环血量的相对稳定,血浆量不会发生明显下降,D正确。
故答案为:C。
【分析】(1)淋巴循环可以回收组织液中的蛋白质,淋巴管阻塞时淋巴回流受阻,组织液蛋白堆积,组织液渗透压上升,引发组织水肿。
(2)炎症、过敏、损伤等因素会增大毛细血管通透性,血浆蛋白外渗,增加组织液生成量。
(3)血浆渗透压主要由血浆中的蛋白质、无机盐维持,少量蛋白进入组织液不会造成血浆渗透压显著降低。
(4)体内水盐平衡调节依靠肾脏重吸收作用、抗利尿激素、醛固酮共同调控,循环血量减少时,肾脏保水保盐能力增强,维持血浆总量稳定。
10.植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统,研究人员按图示流程制备抗蛋白F的抗体。下列叙述错误的是
A.制备杂交瘤细胞需将免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B.利用F 免疫的小鼠能制备出多种抗F的单克隆抗体
C.单克隆抗体阳性克隆培养液中通常需要添加血清
D.可用 PCR检测植物叶片中是否含有抗F的抗体
【答案】D
【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、制备能稳定分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,核心操作就是将经特定抗原免疫后的小鼠B淋巴细胞,和具备体外无限增殖能力的骨髓瘤细胞进行融合,以此兼顾B淋巴细胞的抗体分泌能力和骨髓瘤细胞的无限增殖特性,A不符合题意;
B、绝大部分抗原带有多个不同的抗原决定簇,用蛋白F免疫小鼠后,会同时刺激小鼠体内多个不同的B淋巴细胞克隆活化,因此最终能制备出多种针对蛋白F不同抗原决定簇的单克隆抗体,B不符合题意;
C、动物细胞体外培养的培养液中,通常需要添加血清等天然成分,为细胞提供生长所需的未知营养因子、激素等物质,保障杂交瘤细胞的正常增殖和抗体分泌,C不符合题意;
D、PCR技术的作用是扩增检测核酸(DNA/RNA)片段,无法直接检测蛋白质类的抗体。想要检测植物叶片中是否含有抗F的抗体,需要使用抗原-抗体特异性结合的相关技术(如ELISA等),D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)单克隆抗体制备流程:抗原免疫小鼠获取 B 淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞,经筛选、克隆化培养获得能分泌特异性抗体的阳性杂交瘤细胞。
(2)一种抗原分子可具备多个不同抗原决定簇,刺激机体产生多种特异性 B 淋巴细胞,对应多种单克隆抗体。
(3)动物细胞完全培养基需要添加血清,血清提供激素、微量元素、生长因子等细胞自身无法合成的物质。
(4)PCR 的检测对象是核酸(DNA 或 RNA);抗原 — 抗体杂交技术的检测对象是蛋白质,二者检测目标与原理不同。
11.甲状腺上皮细胞膜上存在促甲状腺激素受体(TSHR)。某些因素会导致 TSHR 成为自身抗原,刺激机体产生TSAb和TBAb 两种抗体,影响甲状腺激素(TH)的分泌(如图)。据图分析,下列叙述正确的是
A.TSAb 可替代 TSH 调节TH 的分泌量
B.TSAb和TSH 促进TH分泌的功能具有协同效应
C.TSAb会导致正常机体的TRH 和 TSH分泌量减少
D.TBAb 和 TSH 都能与 TSHR 结合, 减少 TH的分泌量
【答案】C
【知识点】激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、TSAb可以结合甲状腺上皮细胞膜上的促甲状腺激素受体,起到类似TSH的作用促进甲状腺激素分泌,但它并不能完全替代TSH完成所有相关调节功能,A不符合题意;
B、TSAb和TSH都可以作用于TSHR促进TH分泌,但二者的作用机制、调节逻辑并不完全一致,且题干未体现二者共同作用时的协同效应相关依据,B不符合题意;
C、TSAb持续促进甲状腺分泌甲状腺激素,会导致血液中甲状腺激素含量高于正常水平,通过甲状腺激素分泌的负反馈调节机制,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,导致正常机体的TRH(促甲状腺激素释放激素)和TSH(促甲状腺激素)分泌量减少,C符合题意;
D、TBAb能与TSHR结合,但它的作用是阻断TSH和受体结合,从而减少TH的分泌量;而TSH与TSHR结合的作用是促进TH的分泌,二者功能并不相同,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)下丘脑分泌 TRH 作用于垂体,促使垂体分泌 TSH,TSH 作用于甲状腺促进 TH 合成与分泌,TH 含量升高会反过来负反馈抑制下丘脑和垂体分泌相关激素。
(2)自身抗体 TSAb、TBAb 均可与甲状腺细胞膜上 TSHR 结合,TSAb 结合后促进甲状腺分泌 TH,TBAb 结合后抑制甲状腺分泌 TH。
(3)协同效应指两种同类调节物质作用于同一靶器官,产生相同效果且作用相互增强,激素与自身抗体不属于同类调节分子,不存在协同效应。
(4)激素 TSH 与抑制型抗体 TBAb 竞争同一受体,二者结合受体后对甲状腺激素分泌的调控效果完全相反。
12.成年人乳糖酶基因的表达量明显低于婴幼儿时期。部分成年人调控乳糖酶基因表达的序列发生突变,可阻止其表达量显著下降,是他们能保持乳糖耐受的重要原因。研究人员对4个地区成年人乳糖耐受及相关情况做了调查 (如表)。据表分析,下列推测合理的是
地区 畜牧业情况 乳糖耐受个体的比例 乳糖耐受个体的高频率突变位点 变异来源
甲 发达 高 位点1 独立起源
乙 发达 高 位点 2 独立起源
丙 发达 高 位点 1 由基因流动引入
丁 不发达 低 位点3 独立起源
A.甲地区乳糖耐受的成年人中不会出现位点3的突变
B.乙地区成年人乳糖耐受和畜牧业发展发生了协同进化
C.丙地区成年人乳糖耐受比例高是因为与乙地区广泛通婚
D.丁地区乳糖耐受基因型的比例会在选择压力驱动下增加
【答案】B
【知识点】基因突变的特点及意义;基因频率的概念与变化;自然选择与适应;变异是自然选择的原材料
【解析】【解答】A、甲地区乳糖耐受的高频率突变位点是位点1,但这并不代表该地区乳糖耐受的成年人中完全不会出现位点3的突变,只是该突变在当地的出现频率极低,A不符合题意;
B、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。乙地区畜牧业发达,长期的乳糖摄入选择压力让当地人群中乳糖耐受的相关突变被筛选保留,乳糖耐受性状的普及和畜牧业的发展相互影响、共同演化,二者发生了协同进化,B符合题意;
C、丙地区乳糖耐受的高频率突变位点是位点1,变异来源为基因流动引入,而乙地区的高频率突变位点是位点2,二者的突变位点并不一致,说明丙地区的乳糖耐受基因并非来自乙地区的基因交流,因此“与乙地区广泛通婚”的推测不成立,C不符合题意;
D、丁地区畜牧业不发达,乳糖耐受相关性状不存在明显的选择优势,缺乏对应的选择压力,因此乳糖耐受基因型的比例不会在选择压力驱动下增加,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)同一突变位点为某地区高频位点,仅说明该突变在当地人群出现概率高,不能判定该地区完全不存在其他突变位点。
(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,人类和人类驯养的畜牧动物之间可发生协同进化。
(3)基因流动指不同种群间个体迁移、通婚带来的基因交流,基因流动引入的突变位点会和提供该突变的种群高频位点保持一致。
(4)自然选择压力的形成依赖环境资源带来的生存繁殖差异,若环境中没有大量乳糖,乳糖耐受个体无选择优势,相关基因型频率不会提升。
13.锌是植物生长发育的必需元素,缺锌会影响色氨酸(合成IAA 的原料)和叶绿素等细胞组分的合成。研究人员分别测定了某植物幼苗在正常供锌(对照)和缺锌条件下培养40天后的相关指标(如表)。下列关于缺锌组的分析,合理的是
组别 叶绿素含量 净光合速率 气孔导度 胞间CO2浓度 IAA 含量
对照组 3.1 12.5 416.9 329.8 72.6
缺锌组 1.5 9.6 247.2 363.6 34.7
A.净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降
B.叶绿素含量下降的直接原因是净光合速率下降
C.胞间CO2浓度升高的直接原因是光合作用减弱
D.IAA 含量下降的直接原因是合成原料供应不足
【答案】C,D
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;影响光合作用的环境因素;光合作用综合
【解析】【解答】A、缺锌组气孔导度下降的同时胞间CO2浓度反而升高,说明净光合速率下降并非由气孔导度下降导致的CO2供应不足直接引起,其直接原因更可能是叶绿素含量降低等非气孔因素限制了光合过程,A不符合题意;
B、叶绿素是植物进行光合作用的重要物质基础,叶绿素含量下降会导致光反应速率降低,进而引起净光合速率下降,该选项颠倒了二者的因果关系,B不符合题意;
C、光合作用的碳反应环节会消耗胞间的CO2,当光合作用整体减弱时,植物对胞间CO2的固定利用速率降低,CO2在细胞间隙中积累,最终直接导致胞间CO2浓度升高,C符合题意;
D、题干明确说明锌是植物生长发育的必需元素,缺锌会影响色氨酸的合成,而色氨酸是合成IAA(生长素)的原料,因此缺锌组IAA含量下降的直接原因是合成IAA的原料色氨酸供应不足,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】(1)气孔导度下降会降低胞间 CO2浓度,若气孔导度降低但胞间 CO2浓度上升,说明光合速率下降的限制因素不是气孔因素,而是叶肉细胞光合能力不足。
(2)叶绿素能吸收、传递和转化光能,叶绿素含量降低会直接制约光反应,进而降低整体净光合速率。
(3)胞间 CO2浓度由 CO2进入速率与光合作用固定消耗速率共同决定,光合消耗 CO2减少时,胞间 CO2会积累升高。
(4)生长素 IAA 以色氨酸为原料合成,缺乏合成原料会直接导致 IAA 合成量下降。
14.研究人员按图示流程制备T基因编码的耐高温 DNA 聚合酶T。下列关于该流程的叙述,错误的是
A.需在72℃条件下培养基因工程菌
B.添加高浓度的诱导物可获得高产量的T
C.可根据电泳结果初步评价T 的纯度
D.可根据 PCR 产物的多少计算T 的活性
【答案】A,B
【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】A、72℃是耐高温DNA聚合酶发挥催化作用的最适延伸温度,并非培养基因工程菌的温度。普通的基因工程表达宿主(如大肠杆菌)无法在72℃的高温条件下正常生长繁殖,A符合题意;
B、诱导物的添加浓度并非越高越好,过高浓度的诱导物可能会对工程菌产生毒性、影响菌体正常生长,反而无法获得高产量的T蛋白,B符合题意;
C、在完成蛋白分离纯化后,可通过凝胶电泳观察条带的单一程度,初步评价目标蛋白T的纯度,该叙述符合相关实验原理,C不符合题意;
D、在相同的PCR反应体系与反应条件下,耐高温DNA聚合酶T的活性越高,催化合成新DNA链的效率就越高,最终扩增得到的PCR产物总量也会相应越多。因此可以通过定量检测PCR产物的多少,来对应计算出耐高温DNA聚合酶T的催化活性,D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】(1)大肠杆菌的最适培养温度为 37℃,耐高温 DNA 聚合酶仅在 PCR 反应高温阶段发挥作用,不代表工程菌培养需要高温。
(2)诱导物存在适宜浓度区间,浓度过高会抑制宿主菌正常代谢、生长,降低目的蛋白表达量。
(3)蛋白质电泳能够分离杂蛋白与目标蛋白,通过条带数量、亮度可直观初步判断蛋白质纯度。
(4)在相同的PCR反应体系、循环参数等条件下,耐高温DNA聚合酶的活性越高,催化脱氧核苷酸连接到引物3'端、合成新DNA链的效率就越高,最终扩增得到的PCR产物总量也会相应越多。
15.为研究草方格的治沙效果,研究人员调查了草方格不同年度的相关指标(如表)。下列推测合理的是
时间 (年) 土壤中粒径较小组分含量 (%) A(草本) B(草本) C(灌木)
株数 盖度(%) 株数 盖度 (%) 株数 盖度 (%)
0 5.6 — — — — — —
1 6.0 — — 4.3 8.7 — —
2 7.2 23.3 1.3 7.7 11.5 — —
5 9.1 420.0 24.4 — — 1.3 12.1
10 10.2 — — — — 2.7 59.8
注:“一”表示未调查到数据, “盖度”在题中可代表优势度
A.1年到2年间草方格内未发生群落演替
B.2年到5年间A 与B的生态位发生了重叠
C.5年到10年间群落结构的变化说明群落在衰退
D.相较往年,10年的草方格内土壤保水性最高
【答案】B,D
【知识点】群落的结构;群落的演替;当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、群落演替是随着时间推移,一个群落被另一个群落替代的过程。1年到2年间,草方格内原本仅存在草本B,后续草本A开始出现并占据一定优势,群落的物种组成发生了明显改变,说明该阶段发生了群落演替,A不符合题意;
B、生态位是指物种在群落中的地位、作用,包括占用资源的情况以及和其他物种的种间关系等。2年到5年间,草本A和草本B同时存在于群落中,二者都属于草本植物,会竞争光照、土壤水分、养分等共同资源,说明它们的生态位发生了重叠。后续草本B从群落中消失,也侧面印证了二者生态位重叠后引发种间竞争,最终优势度更高的草本A占据了主导地位,B符合题意;
C、5年到10年间,群落中的草本植物逐渐被灌木C取代,灌木的盖度大幅提升至59.8%,群落的物种组成向更复杂、结构更稳定的方向发展,属于群落的正常演替推进,并非群落衰退,C不符合题意;
D、从表格数据可以看出,随着草方格布设年限增加,土壤中粒径较小组分的含量持续上升,10年时该指标达到10.2%。土壤中细颗粒组分占比越高,通常土壤的孔隙结构越合理,保水能力也越强;同时随着植被发育程度提升,植被的水土保持作用也进一步增强,因此10年的草方格内土壤保水性相较往年最高,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】(1)群落演替是随着时间推移,一个群落被另一个群落代替的过程,判断依据是群落内物种组成、优势生物、群落结构发生改变。
(2)生态位重叠指两种生物利用相同或相似的生存资源、生存空间,同类型草本植物会争夺光照、土壤养分、水分,生态位重叠程度高。
(3)群落正向演替一般表现为从草本向灌木、乔木阶段发展,群落垂直分层、物种丰富度提升,不属于衰退;群落衰退表现为物种减少、优势植被消失、环境恶化。
(4)土壤细小颗粒占比越高,土壤黏粒多,孔隙储水能力更强,土壤保水性能更好。
16.某植物的二倍体植株 F(母本)与异源四倍体植株M(父本)的杂交后代中出现了四倍体植株 Z1、Z2和Z3。为探究F在减数分裂中染色体分离的异常情况,研究人员在与染色体着丝粒紧密连锁的复等位基因b两侧设计引物,PCR 后电泳,结果如图(不考虑减数分裂中交换引起的重组)。已知M的基因型为 减数分裂正常。据图分析,下列关于F形成雌配子的叙述,合理的是
A.若子代为Z1,则减Ⅰ同源染色体不分离,减Ⅱ姐妹染色单体正常分离
B.若子代为Z2,则减Ⅰ同源染色体不分离,减Ⅱ姐妹染色单体也不分离
C.若子代为Z3,则减Ⅰ同源染色体正常分离,减Ⅱ姐妹染色单体不分离
D.若减Ⅰ和减Ⅱ过程均正常,则子代基因型的电泳条带与Z2相同
【答案】A,C
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、二倍体母本F的减数第一次分裂如果发生同源染色体不分离(b1b1b2b2),会直接产生含有2条同源染色体的异常雌配子,后续减数第二次分裂姐妹染色单体正常分离,最终形成的雌配子会携带2套该位点的等位基因(b1b2)。该雌配子和异源四倍体父本M产生的正常雄配子(含2套染色体b3b4)结合后,得到的四倍体子代Z1的条带类型与该异常配子的基因组成匹配(b1b1b3b4),A符合题意;
B、如果母本F的减数第一次分裂同源染色体不分离(b1b1b2b2),同时减数第二次分裂姐妹染色单体也不分离(b1b1b2b2),最终形成的雌配子的染色体组成会出现额外的重复,(b1b1b2b2b3b4)和Z2对应的基因条带组成不匹配(b2b3b4),B不符合题意;
C、若母本F减数第一次分裂同源染色体正常分离(b1b1或b2b2),减数第二次分裂时姐妹染色单体不分离,会在原本单套染色体的次级性母细胞中,产生染色体数目异常的雌配子(b1b1或b2b2),该配子的基因组成(b1b1b3b4或b2b2b3b4)和Z3的条带类型对应(b1b3b4),C符合题意;
D、如果母本F的减数第一次分裂和减数第二次分裂过程均正常,产生的雌配子仅含有1套该位点的等位基因(b1或b2),和父本M的正常雄配子(b3b4)结合后(b1b3b4或b2b3b4),子代的基因条带类型和Z2(b2b3b4)不一定相同,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】(1)复等位基因与着丝粒紧密连锁、无交换,一条染色体只携带一种等位基因;同源染色体携带不同等位基因,姐妹染色单体携带相同等位基因。
(2)减数第一次分裂的核心行为是同源染色体分离,若不分离,配子会同时获得一对同源染色体,同时拥有两种等位基因。
(3)减数第二次分裂的核心行为是姐妹染色单体分离,若不分离,配子会获得两条携带相同等位基因的染色单体,仅表现一种等位条带。
(4)减数分裂完全正常时,雌配子只含母本同源染色体中的任意一条,只能携带一种母本条带。
17.为探究A 基因对水稻种子萌发的影响,研究人员以野生型水稻(WT)和A 基因过表达株系(A-OE)的种子为材料开展实验,结果如图。回答下列问题:
(1)本实验设计需要保持温度、水分和空气等环境因素相同且适宜,以   为自变量,比较种子的萌发速率。
(2)据图分析,A基因能   (选填“提高”或“降低”)水稻种子萌发的速率:与WT 相比,萌发中的A-OE 种子内赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)浓度的比值更   。
(3)进一步研究发现,激素合成或降解相关基因B和C的表达水平均受A基因的调控,单一B或C基因表达水平的变化对种子萌发速率的影响不如B和C共同调控的效果显著。结合下表预测C基因的功能。
基因 与WT相比,萌发中的A-OE种子内相关基因表达水平 功能
B 上升 参与GA 合成
C 下降    
(4)为验证上述预测,研究人员拟采用基因敲除技术在A-OE株系中验证C基因的功能。依据表中信息,完善实验方案:
①实验分组
对照组:A-OE 株系的种子:
实验组:   。
②检测指标:相同且适宜的条件下,萌发中的种子内对应激素的含量。
③预期结果与结论:   。
【答案】(1)A基因的有无(或A基因的表达水平)
(2)提高;高
(3)参与ABA合成
(4)敲除C基因的A-OE株种子;预期结果:与对照组相比,实验组种子内ABA含量降低,GA含量基本不变;实验结论:C基因通过参与ABA合成来调控水稻种子的萌发速率
【知识点】其他植物激素的种类和作用;植物激素间的相互关系;环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】(1)根据题文可知,本实验探究A基因对水稻种子萌发的影响,则自变量为有无A基因(或A基因的表达水平)。
(2)根据题图可知,A-OE(A 基因过表达株系)比WT(野生型水稻)的萌发天数少,在萌发初期的相同时间上,A-OE比WT发芽率高,可见A基因能提高水稻种子萌发的速率。由于赤霉素可促进种子萌发,脱落酸会维持种子休眠、抑制萌发,A-OE株系萌发速率更快,说明其体内赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)浓度的比值更高。
(3)根据(2)分析可知,A-OE株系体内赤霉素(GA)高,脱落酸(ABA)浓度低。已知B基因表达上升且功能为参与GA合成,A-OE株系中C基因表达水平下降,则可推测出C基因的功能为参与ABA合成。
(4)根据题文可知,采用基因敲除技术在A-OE株系中验证C基因的功能,即可以获得敲除C基因的A-OE株系的种子,A-OE 株系的种子与敲除C基因的A-OE株系的种子可以形成有无C基因的对照实验。因此完善后的实验方案如下:
① 实验分组
对照组:A-OE 株系的种子;
实验组:敲除C基因的A-OE株系的种子。
③ 预期结果与结论:
预期结果:与对照组相比,实验组种子内ABA含量降低,GA含量基本不变;
实验结论:C基因通过参与ABA合成来调控水稻种子的萌发速率。
【分析】(1) 对照实验遵循单一变量原则,自变量为人为改变的实验条件,无关变量全程保持相同且适宜,避免无关变量干扰实验结果。
(2) 赤霉素具有打破种子休眠、促进种子萌发的作用;脱落酸具有维持种子休眠、抑制萌发的作用,种子萌发速度由 GA 与 ABA 的相对比例决定。
(3) 基因过表达会提升对应基因的转录水平,基因表达量变化会改变下游激素合成相关通路,进而改变激素含量,调控植物生理过程。
(4) 基因敲除实验采用同一遗传背景的材料,仅单一目标基因存在差异,可直接判断该基因的生理功能;通过检测下游产物(激素)含量变化验证基因功能。
18.磷循环“始”于岩石的风化,“终”于海洋的沉积(不考虑磷的气体形式,如图),在维持生态平衡中发挥着重要作用。
回答下列问题:
(1)磷在生物群落和无机环境之间循环的主要形式是   。
(2)与碳循环相比,磷循环的不同之处有   (选填序号①易沉积:②周期长:③全球性),导致磷资源易匮乏,自然条件下,磷更易成为   (选填“水体”或“陆地”)生态系统初级生产力的重要限制因素。
(3)人类活动会对磷循环产生影响。施用磷肥可使作物增产,但过量使用会加速磷资源匮乏。从磷循环“始”与“终”的角度分析,过量施肥加速磷资源匮乏的原因是   。另外,过量的磷进入水体易引起水体富营养化,削弱了生态系统的   稳定性,在   反馈的作用下,最终导致水华或赤潮的爆发。
(4)为探究秸秆还田对农田及土壤中磷流失的影响,研究人员设置了2组田间实验(为期3年),结果如表。据表推测,秸秆还田的作用有   (简要写出3点即可)。
处理方式 总径流量 土壤中磷含量 径流中磷总流失量 农作物总产量
常规施肥 10500 580 250 9.18
秸秆还田+常规施肥 8095 670 232 10.29
【答案】(1)磷酸盐
(2)①②;水体
(3)磷肥来源于矿产资源,人类大量开采,会导致矿物态磷加速进入生物群落,有机物最终从生物群落进入水体形成磷酸盐,大量磷酸盐易沉积进入海洋形成沉积物,这些沉积物很难再回到陆地被利用,会加速磷资源匮乏;抵抗力;正
(4)可以增加土壤可利用的磷含量,降低径流中的磷流失量,秸秆还田刺激了土壤微生物活性,提高了磷酸酶活性,提高了磷酸酶活性,促进了有机磷向无机磷的转化,使磷更快被作物吸收利用,提高了作物产量
【知识点】生态系统的稳定性;生态系统的物质循环
【解析】【解答】(1)磷在生物群落和无机环境之间循环的主要形式是磷酸盐。磷属于沉积型循环物质,主要通过岩石风化转化为可被生物利用的磷酸盐,在生物群落与无机环境之间完成循环过程。
(2)与碳循环相比,磷循环的不同之处有①易沉积、②周期长。磷属于沉积型循环物质,没有气体形态,主要通过岩石风化和沉积物分解进入生态系统,相较于气体型的碳循环更易发生沉积(水体中溶解的磷酸盐易沉积为海洋沉积物)、循环周期更长(题图中显示按万年计),而碳循环和磷循环都具备全球性特征 。自然条件下,磷更易成为水体生态系统初级生产力的重要限制因素,因为陆地生态系统中的磷可通过风化等过程持续补充,而水体中的磷最终易沉积到海底难以被生物重复利用,更容易出现磷供给不足的情况。
(3)磷循环“始”:磷肥来源于矿产资源(矿物态磷),人类大量开采,会导致矿物态磷加速进入生物群落。从磷循环“终”:有机物最终从生物群落进入水体形成磷酸盐,大量磷酸盐易沉积进入海洋形成沉积物,这些沉积物很难再回到陆地被生物利用,进而会加速磷资源匮乏。 过量的磷进入水体易引起水体富营养化,削弱了生态系统的抵抗力稳定性,生态系统的抵抗力稳定性与自身结构复杂程度、抗干扰能力相关,富营养化会破坏原有生态结构,降低其抵抗外界干扰维持稳态的能力。在正反馈的作用下,污染引发的藻类死亡、水质恶化会不断加剧最初的变化,形成恶性循环,最终导致水华或赤潮的爆发。
(4) 结合表格数据可推测秸秆还田的作用有:
总经流量:常规施肥>秸秆还田+常规施肥;径流中磷总流失量:常规施肥>秸秆还田+常规施肥。可见秸秆还田能减少农田总径流量,降低磷随径流流失的总量,减轻水体富营养化的风险;
土壤中磷含量:常规施肥<秸秆还田+常规施肥。可见秸秆还田能提升土壤中的磷含量,增加土壤可利用磷的储备,促进磷在农田生态系统内的循环利用;
农作物总产量:常规施肥<秸秆还田+常规施肥。可见秸秆还田能提高农作物总产量,实现磷资源的高效利用,同时减少磷资源的无效损耗。
【分析】(1) 物质循环中,元素进出生物群落的形式由生物可吸收利用的无机形式决定,植物只能吸收离子态无机盐。
(2) 碳循环存在大气气体库,循环速率快;磷不存在气相,沉积作用强,地质循环周期漫长,二者均属于生物圈层面的全球性物质循环。
(3) 限制因素指环境中含量不足、制约生产者光合作用与有机物积累的营养元素。
(4) 人类开采矿产会加快地质库磷向生物群落流动,而海洋沉积使磷长期脱离可利用循环,造成陆地磷损耗。
(5) 生态系统抵抗力稳定性与营养结构复杂程度正相关,生物多样性降低会减弱抵抗力稳定性。
(6) 正反馈调节会加剧系统偏离稳态,负反馈调节抑制偏离、维持稳态。
(7) 秸秆还田可改良土壤结构,减少地表径流,促进土壤微生物分解有机磷,提升土壤有效磷含量,减少养分流失,提高农作物产量。
19.检测食品中维生素. 的含量具有重要意义。微生物法是一种检测 含量的常用方法,其基本原理是测试菌的生长依赖 培 养的生物量与培养基提供的 量成对应关系,流程如图(培养物OD值是一种能反映菌体浓度的测量指标,与菌体浓度正相关)。
回答下列问题:
(1)图中液体培养基(b)与(c)   (选填“相同”或“不相同”)。
(2)制备测试菌液的“洗涤”和“重悬”操作需使用   溶液,以防止杂菌污染、保证菌体活性。
(3)在“检测食品中的 含量”过程中需设计空白(阴性)对照实验,其培养管内包括   [选填序号①液体培养基(c);②测试菌液;③一定浓度的 ④待测样品液;⑤用于提取 的溶液];同时还需设计“不接种测试菌液”的培养管作为另一组对照实验,具体目的是   。
(4)实验中需每隔一段时间检测培养物 OD 值。当OD 值   时才能用于计算食品中 浓度,原因是   。
【答案】(1)不相同
(2)无菌等渗
(3)①②⑤;检测培养基和培养过程是否被杂菌污染,排除杂菌污染对OD值检测结果的干扰
(4)稳定;VB12是测试菌生长的限制因子,只有当菌体生长达到稳定期,菌体浓度不再改变,OD值才能稳定,OD值才与VB12浓度形成稳定对应关系,保证计算结果准确
【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;其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】(1)培养基(b)用于制备测试菌液,满足测试菌的增殖需求,一定含有适量的;培养基(c)为不含待测的基础限定培养基,仅能维持测试菌的基础生长,后续通过梯度添加维生素标准品或待测样品中的维生素,建立维生素含量与测试菌生物量的对应关系,适配检测实验的需求。因此图中液体培养基(b)与(c) 不相同,二者的成分存在差异。
(2)制备测试菌液的“洗涤”和“重悬”操作需使用无菌等渗溶液。该溶液经过无菌处理可避免引入杂菌污染实验体系,同时等渗环境能够维持测试菌细胞的正常形态与渗透压平衡,防止菌体因吸水涨破或失水失活,保证菌体活性。
(3)空白对照实验遵循单一变量原则,仅缺失待测目标物质,其余实验条件完全一致,用于排除溶剂、培养基等无关变量的干扰。因此空白(阴性)对照实验应不额外添加标准或待测样品中的,用于排除提取溶剂本身对测试菌生长的干扰,故培养管内包含①基础限定液体培养基(c)、②测试菌液、⑤用于提取的溶液,该组。空白对照设置不接种菌体的组别,可检验培养基灭菌是否彻底、培养环境有无杂菌污染,消除杂菌增殖带来的实验误差。因此“不接种测试菌液”的对照培养管的具体目的是检测培养基和培养过程是否被杂菌污染,排除杂菌增殖带来的OD值升高对最终检测结果的干扰,保证OD值的变化仅由测试菌的生长引起。
(4)当OD值稳定时才能用于计算食品中维生素的浓度,原因是待测维生素是测试菌生长的限制因子,在培养前期测试菌处于对数生长期,菌体浓度仍在持续上升,OD值处于动态变化中;只有当菌体生长进入稳定期后,菌体浓度不再发生明显改变,OD值保持稳定,此时OD值才能与培养基内的维生素含量形成稳定的对应关系,以此为依据计算得到的食品维生素浓度结果才具备准确性。
【分析】(1) 微生物扩大培养培养基与营养缺陷型检测培养基功能不同,成分存在差异,营养缺陷型检测培养基会去除目标生长因子,仅依靠外源添加梯度浓度目标物质控制菌体生长量。
(2) 微生物菌体洗涤、重悬操作需无菌操作,等渗缓冲液或无菌生理盐水可维持细胞渗透压,避免细胞损伤死亡。
(3) 微生物生长曲线分为调整期、对数期、稳定期、衰亡期,稳定期菌体总量保持不变,OD 值恒定,可用于定量检测限制性营养物质浓度。标准曲线定量检测的前提是检测信号与待测物质浓度形成稳定线性对应关系,只有菌体生长达到最大限度,信号值才不再随时间变化,满足定量计算要求。
20.睡眠在调节生长激素(GH)分泌中起重要作用。研究发现,“睡眠一觉醒”状态影响下丘脑中W神经元、J神经元和D神经元(均有内分泌功能)对GH分泌的调控,分泌的GH又能通过影响K神经元的兴奋性改变“睡眠一觉醒”状态(图A)。为探究具体机制,研究人员以小鼠为研究对象,开展了相关实验。回答下列问题:
(1)据图A分析,通过W神经元对GH分泌的调节方式为   调节。
(2)为探究J神经元在“睡眠一觉醒”状态下对GH分泌调控的差异,研究人员分别在无刺激和M刺激(可激活J神经元)下,检测了睡眠和觉醒状态下的血液GH浓度(图B,其中a、b、c、d代表浓度值)。据图分析,激活 J 神经元提高了睡眠对 GH分泌的促进作用,判断依据是   (选填序号①d-b>c-a;②d-c>b-a;③d+b>c+a; ④a+d>b+c) 。
(3)为了解W神经元在GH分泌调节中的作用,研究人员采用某刺激激活W神经元,发现GH的分泌量下降。结合图A分析,W神经元释放的是   神经递质(根据突触后效应填写);W神经元调节GH分泌的过程是   。
(4)已知K神经元上有GH受体(GHR,可介导GH激活K神经元)。为进一步探究K神经元在睡眠调控GH分泌中的作用,研究人员构建了K神经元的GHR低表达小鼠模型,设置了两组实验(如表),检测了小鼠睡眠状态和觉醒状态的时长百分比(图C)。结合图A分析,GH通过K 神经元对GH分泌的调控机制为   反馈调节,选填5个序号并排序连成一条调控通路:   (①小鼠睡眠;②小鼠觉醒:③K神经元兴奋:④K 神经元兴奋性下降:⑤J神经元兴奋,D神经元兴奋性下降;⑥J神经元兴奋性下降,D神经元兴奋;⑦较高水平的GH;⑧较低水平的GH)。
组别 处理
对照组 注射一定量的GH
注射等量的CSF(GH的对照)
低表达组 注射等量的GH
注射等量的CSF(GH的对照)
【答案】(1)神经-体液
(2)②
(3)抑制性;激活W神经元后,W释放抑制性神经递质,抑制J神经元的兴奋性,使J神经元分泌的促进GH分泌的物质减少,最终导致垂体GH分泌量下降
(4)负;⑦③②⑥⑧
【知识点】神经冲动的产生和传导;神经、体液调节在维持稳态中的作用;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)根据图A可知,W神经元产生神经递质作用于J神经,使J神经产生分泌物(神经调节),该分泌物促进GH分泌(体液调节),可见该过程先通过神经信号发挥作用,后续通过调控相关分泌物最终影响GH的分泌,该调节方式为神经-体液调节。
(2)a表示无刺激觉醒状态下的GH浓度,b表示无刺激睡眠状态下的GH浓度,c表示M刺激觉醒状态下的GH浓度,d表示M刺激睡眠状态下的GH浓度。结论是激活J神经元提高了睡眠对GH分泌的促进作用。b-a表示无刺激条件下睡眠相比觉醒对GH分泌的促进幅度,d-c表示激活J神经元后睡眠相比觉醒对GH分泌的促进幅度。②d-c>b-a则能说明激活J神经元后,睡眠对GH分泌的促进作用得到了显著提升。
(3)根据突触后效应的不同,神经递质可以分为兴奋性神经递质和抑制性神经递质两类。W神经元产生神经递质组用于J神经元,J神经元的分泌物促进GH分泌,当激活W神经元后GH的分泌量下降,说明W神经元释放的是抑制性神经递质,激活W神经元后,W释放抑制性神经递质,抑制J神经元的兴奋性,使J神经元分泌的促进GH分泌的物质减少,最终导致垂体分泌的GH含量下降。
(4)根据图C可知,无论是对照组还是低表达组,注射CSF后都是睡眠时间>觉醒时间。在对照组中,注射GH后,睡眠时间<觉醒时间;在低表达组中,注射GH后。与注射CSF差别不大,睡眠时间>觉醒时间,这是因为K神经元上有GH受体处于低表达状态,无法正常识别GH。可见当大量GH存在时,刺激脑干中的K神经元更加兴奋,导致觉醒时间变长,睡眠时间变短。根据图B可知,睡眠能促进CH浓度升高,因此当睡眠时间变短,GH分泌减少,进而导致K神经元兴奋下降,可见GH含量升高后,会通过K神经元的通路最终降低GH分泌量,该调节结果反过来抑制最初信号的产生,属于负反馈调节对应的调控通路排序为较高水平的GH(⑦)结合K神经元上的受体,介导K神经元兴奋(③),进而促使小鼠觉醒(②),觉醒状态下会引发J神经元兴奋性下降、D神经元兴奋(⑥),最终使垂体分泌的GH降低至较低水平(⑧),通过该负反馈通路避免体内GH浓度过高,维持激素含量的相对稳定。
【分析】(1) 神经 - 体液调节的判定标准:调节过程既有神经元释放神经递质参与的神经调节过程,又有激素、细胞分泌物等体液分子经体液运输发挥作用的体液调节过程。
(2) 柱状图差值比较实验效应时,需分别计算同一条件下睡眠与觉醒的浓度差值,对比有无刺激两组差值大小,差值更大代表刺激增强了该生理效应。
(3) 抑制性神经递质作用于突触后神经元,会降低突触后膜电位,抑制突触后神经元产生兴奋;兴奋性递质则提升突触后神经元兴奋程度。
(4) 反馈调节分为正反馈和负反馈,负反馈调节的特点是调节产物积累后反过来抑制该产物的生成,维持系统稳态;正反馈会持续放大原有变化。
(5) 神经内分泌调节通路遵循信号逐级传递逻辑,激素作用于对应靶神经元改变其兴奋性,神经元状态改变会切换睡眠 / 觉醒生理状态,睡眠觉醒状态又会改变下丘脑相关神经元的兴奋水平,进而调控垂体激素分泌。
21.“细胞质雄性不育”指雄蕊无法产生有功能的花粉,但雌蕊正常,其不育/可育基因型以“(S)/(N)”表示,遵循“母系遗传”(后代的线粒体几乎全部来自卵细胞),某种雌雄同株植物线粒体U基因导致细胞质雄性不育,该性状可被核基因恢复。
回答下列问题:
(1)研究表明,U基因编码的蛋白质可在线粒体内膜上形成跨膜通道,造成H+等小分子物质泄漏,会妨碍细胞的   呼吸,最终影响育性。
(2)不育植株(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)和可育植株(Ⅳ、V)均为纯合,其中Ⅰ的基因型为(S) aabb。据表初步推测植株Ⅱ基因型为   。
杂交方式 F1表型比例 表型比例
♀Ⅰ×♂Ⅳ 全为可育 可育: 不育=9: 7
♀Ⅱ×♂Ⅳ 全为可育 (植株Ⅵ) 可育: 不育=3: 1
(3)分别以U基因cDNA的5’和3’端序列杂交检测植株Ⅰ~Ⅴ的线粒体mRNA(假设细胞内核糖核酸外切酶活性受到完全抑制),结果如图甲;以U蛋白的特异性抗体检测植株Ⅰ~Ⅴ的线粒体蛋白质,结果如图乙。已知植株Ⅲ的A基因为显性纯合,可推测A蛋白在U基因   发挥作用(选填序号①复制后转录前;②转录后翻译前;③翻译后加工前;④加工后运输前)。
注:图甲为 mRNA检测结果,图乙为蛋白质检测结果: 表示检测到少量 mRNA 或蛋白质
(4)结合表和图分析,植株Ⅳ的基因型为   。已知以植株Ⅴ为父本,不能恢复其与Ⅱ杂交所结种子的育性,但可恢复其与Ⅲ杂交所结种子的育性,可推测以植株V为父本,植株Ⅵ(题表中)为母本杂交,后代的基因型及比例为   。
(5)综合上述,对B基因的功能推测合理的有   (选填序号①完全清除U基因的mRNA;②完全清除U蛋白;③封闭一定量的U蛋白所形成的通道;④一定程度上修补线粒体内膜泄露造成的损伤)。
【答案】(1)有氧
(2)(S)aaBB或(S)AAbb
(3)②
(4)(S)AABB;(S)AaBB:(S)aaBB=1:1
(5)③④
【知识点】无氧呼吸的过程和意义;基因的自由组合规律的实质及应用;基因型和表现型的关系;基因连锁和互换定律;基因的表达综合
【解析】【解答】(1)线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的反应场所,U基因编码的蛋白在此处形成跨膜通道造成H+等小分子泄漏,会直接妨碍细胞的有氧呼吸过程,破坏有氧呼吸的质子梯度,影响ATP合成,最终导致植株育性异常。
(2)亲本:♀Ⅰ(S)×♂ Ⅳ→子一代:(S)可育→子二代:可育:不育=9:7,符合9:3:3:1的变式,且A-B-表现为可育,A-bb、aaB-、aabb表现为不育;子一代的基因型为(S)AaBb,由于可育植株(Ⅳ、V)均为纯合,其中Ⅰ的基因型为(S)aabb,故♂ Ⅳ的基因型为AABB。
亲本:♀Ⅱ×♂ Ⅳ→子一代:可育→子二代:可育:不育=3:1,已知♂ Ⅳ的基因型为AABB,且子二代比例为3:1,表明只有一对等位基因控制性状发生性状分离,故初步推测植株Ⅱ基因型为(S)aaBB或(S)AAbb。
(3)根据(2)分析可知,就算存在U基因,A-B-的基因型下,植株也表现为可育。 Ⅲ为纯合不可育植株,且Ⅲ的A基因为显性纯合,故Ⅲ的基因型为AAbb。Ⅰ的基因型为(S)aabb,且含有U基因;Ⅳ的基因型为AABB。结合甲图可知,2.0kb对应的U基因转录的mRNA,1.4kb和0.6kb泳带与A基因有关;Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ有2.0kb泳带,故Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都有U基因。根据乙图可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 都含有U蛋白,Ⅴ不含有U蛋白。基因表达顺序:DNA→转录→mRNA→翻译→蛋白质。根据甲图可知,Ⅱ没有A基因,U基因转录的mRNA全部都是完整的;Ⅲ有A基因,U基因转录的mRNA不都是全部完整的,存在不完整的mRNA,可见A基因存在的情况下,还有完整的mRNA,则A基因一定作用于转录后。A基因不会影响U蛋白的出现,说明A基因不作用于翻译,加工方面,但会将mRNA变得不完整,则A蛋白在U基因②转录后翻译前发挥作用,U基因转录后部分会被A基因影响。
(4)根据甲、乙图可知,Ⅳ有U基因,也有U蛋白,则说明Ⅳ是细胞质雄性不育(S)。结合(2)分析可知,植株Ⅳ的基因型为(S)AABB。根据甲、乙图可知,Ⅱ有U基因,也有U蛋白,没有A基因,结合(2)分析可知,植株Ⅱ的基因型为(S)aaBB。 以植株Ⅴ为父本,不能恢复其与Ⅱ(S)aaBB杂交所结种子的育性,则说明Ⅴ不含有A基因;以植株Ⅴ为父本,可恢复其与Ⅲ(S)AAbb杂交所结种子的育性,则说Ⅴ含有B基因。 V为纯合可育植株,则基因型为(N)aaBB。亲本:♀Ⅱ(S)aaBB×♂ Ⅳ(S)AABB→子一代:可育 Ⅵ (S)AaBB。
♂V (N)aaBB×♀Ⅵ (S)AaBB:
分析(N)/ (S),后代的线粒体几乎全部来自卵细胞,故子代都是(S);
分析A/a:aa×Aa→Aa:aa=1:1;
分析B/b:BB×BB→BB。
可见,♂V (N)aaBB×♀Ⅵ (S)AaBB→(S)AaBB:(S)aaBB=1:1。
(5)根据甲、乙图可知,A基因只能破坏部分U基因转录后的RNA;Ⅳ含有B基因,但没有破坏所有U基因转录后的RNA,也没有影响翻译成U蛋白的过程,也没有影响U蛋白质加工,可见对B基因的功能推测合理的有③封闭一定量的U蛋白所形成的通道;④一定程度上修补线粒体内膜泄露造成的损伤。
【分析】(1) 有氧呼吸第三阶段场所线粒体内膜,依靠质子梯度驱动 ATP 合成,内膜完整性、质子梯度是有氧呼吸产能关键。
(2) 细胞质雄性不育遵循母系遗传,细胞质基因型由母本决定;核内显性恢复基因存在显性互补效应,双显性基因型可恢复育性,其余基因型保持不育。
(3) 核酸杂交检测 mRNA 反映基因转录水平,抗原 - 抗体杂交检测蛋白反映翻译水平;转录产物存在但蛋白缺失,说明调控发生在转录后翻译前。
(4) 两对独立遗传核基因遵循自由组合定律,纯合亲本杂交获得双杂合子,双杂合自交后代 9∶7 为显性互补分离比。
(5) 恢复基因不直接降解不育基因 mRNA 或蛋白,而是通过中和不育蛋白的毒性、修复受损结构恢复细胞正常生理功能。
1 / 1

展开更多......

收起↑

资源列表