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2022扬州中学高二下学期期中考试生物含解析
展开江苏省扬州中学2021-2022学年度第二学期期中试题
高二生物(选修)
一、单项选择题
1. 某苹果园中生活着多种昆虫,其中有卷叶蛾、蚜虫、蚧虫等害虫,有草蛉、螳螂等害虫的天敌。在果树下面种草,天敌昆虫的数量和种类都大大增加。下列说法正确的是( )
A. 卷叶蛾、蚜虫、蚧虫等害虫是次级消费者
B. 卷叶蛾→螳螂→黄雀是一条食物链,螳螂是第二营养级
C. 应该把草蛉、螳螂等害虫彻底消灭
D. 种草后,此生态系统的营养结构更复杂
【答案】D
【解析】
【分析】生态系统的营养结构,是指生态系统各组分之间建立起来的营养供求关系;当从食物对象的角度研究营养结构时,生态系统的营养结构实质上是由生物食物链所形成的食物网构成。
【详解】A、卷叶蛾、蚜虫、蚧虫是以植物为食,为初级消费者,A错误;
B、卷叶蛾→螳螂→黄雀不是一条食物链,捕食食物链的起点必须是生产者,B错误;
C、不能把草蛉、螳螂等害虫彻底消灭,因为草蛉、螳螂的存在增加生态系统的物种数目,有利于生态系统的稳定性,C错误;
D、种草后,生产者种类更多,以此为食的动物也会增多,此生态系统的营养结构更复杂,D正确。
故选D。
2. 生态系统种类繁多、每个生态系统都有其特定的结构和功能,下列有关生态系统结构的叙述,正确的是( )
A. 生态系统的组成成分包括生产者、消费者和分解者
B. 每种生物在生态系统中所处的营养级是固定的
C. 处于同一营养级的生物一定属于同一个物种
D. 食物链和食物网反映的是各生物之间的营养关系
【答案】D
【解析】
【分析】生态系统中的成分有:①非生物的物质和能量:空气、水、矿物质、阳光、热能;②生产者:属自养生物(主要是绿色植物);是生态系统的主要成分;③消费者:属异养生物(各种动物);分类:初级消费者、次级消费者、三级消费者;④分解者:属异养生物(细菌、真菌等营腐生生活的微生物),其作用为:分解动植物遗体、排出物和残落物中的有机物为无机物归还到无机环境。
【详解】A、生态系统的组成成分是指非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,A错误;
B、生态系统中,部分消费者所处的营养级不是固定不变的,B错误;
C、处于同一营养级的生物不一定是同种生物,因此不一定属于同一个物种,C错误;
D、食物链和食物网是生态系统的营养结构,反映的是各生物之间的营养关系,D正确。
故选D。
3. 为更好地建设雄安新区,科研人员调查了白洋淀水域生态系统各组成成分中,难降解的有机氯杀虫剂DDT的浓度,得到如表所示的检测结果。下列相关叙述错误的是( )
不同成分
水
底泥
水生植物
浮游动物
底栖动物
鲫鱼
乌鳢
DDT浓度(μg·kg-1)
0.1
0.7
63
21.0
37.9
19.4
124.4
注:鲫鱼主要以植物为食,乌鳢为肉食鱼。
A. 营养级越高的生物体内DDT浓度越高
B. DDT在生物群落和非生物环境间循环往复
C. DDT几乎污染了白洋淀生态系统的所有成分
D. 水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢
【答案】B
【解析】
【分析】生态系统的结构包括组成成分和营养结构,组成成分主要包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者,营养结构是指食物链和食物网。生物富集作用是指生物将环境中低浓度的化学物质,通过食物链的转运和蓄积达到高浓度的能力。
【详解】A、由于有生物富集现象,食物链中营养级越高的生物,体内富集的DDT越多,A正确;
B、DDT属于在生物体中难降解的有机氯农药,也很难排出体外,因此其会随着营养级的增加,在生物体内不断的富集,不会在生物群落和无机环境间循环往复,B错误;
C、根据表格数据可知,该生态系统的不同成分中都含有一定浓度的DDT,说明DDT几乎污染了白洋淀生态系统所有成分,C正确;
D、鲫鱼主要以植物为食,乌鳢为肉食鱼,根据能量的单向传递、逐级递减的特点可知,水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢,D正确。
故选B。
4. 2021年10月,以“生态文明:共建地球生命共同体”为主题的联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会在云南昆明举办。下列关于生物多样性的叙述错误的是( )
A. 生物多样性的间接价值大于它的直接价值·
B. 动物栖息地的碎片化有利于维持和发展生物多样性
C. 构建以国家公园为主体的自然保护地体系是对生物多样性最有效的保护
D. 生物多样性是协同进化的结果,生物多样性有利于维持生态平衡
【答案】B
【解析】
【分析】1、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
2、生物多样性的价值有潜在价值(目前人类尚不清楚)、间接价值(对生态系统起到重要调节功能)和直接价值(对人类有实用意义和非实用意义)。
3、保护生物多样性就是在生态系统、物种和基因三个水平上采取保护战略和保护措施,主要有:就地保护,即建立自然保护区,就地保护是保护物种多样性最为有效的措施;易地保护如建立动物园、植物园;利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护,如建立精子库、种子库等。制定必要的法规,对生物多样性造成重大损失的活动进行打击和制止。
4、生物多样性是生物与环境、生物与生物之间协同进化的结果。
【详解】A、生物多样性的间接价值是指对生态系统起到重要调节功能,直接价值是指对人类有食用、药用和工业原料等实用意义;间接价值是在无形中体现出来的,比如调节气候,涵养水源,提供氧气吸收二氧化碳等,从对自然界的作用来看,生物多样性的间接价值大于它的直接价值,A正确;
B、栖息地破碎化造成小种群,会减小个体间交配繁殖的机会,导致物种有灭绝可能,使生物多样性减小,B错误;
C、构建以国家公园为主体的自然保护地体系属于就地保护,是对生物多样性最有效的保护,C正确;
D、生物多样性是生物及其环境、以及不同的生物之间经过漫长的共同进化形成的,也就是生物多样性是生物协同进化的结果,由于生物多样性的存在,可以提高生态系统的抵抗力稳定性,从而有利于维持生态平衡,D正确。
故选B。
5. “无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就之一,通过积极种植能够固氮的豆科植物,人畜粪便、农田秸秆和废弃的农产品等采用堆肥和沤肥等多种方式,把它们转化为有机肥料,实现了农田有机垃圾的零废弃、无污染。下列说法正确的是( )
A. “无废弃物农业”改变了农田生态系统中能量的流动方向
B. 堆肥和沤肥主要体现了生态系统中分解者的作用,提高了有机物含量
C. 有机肥料含有的有机物可直接被农作物吸收利用,提高了能量利用率
D. “无废弃农业”遵循了生态工程的循环原理,能减少环境污染
【答案】D
【解析】
【分析】生态工程是人类学习自然生态系统"智慧"的结晶,是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的应用学科。生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
自生:这种由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。 要维持系统的自生,就需要创造有益于生物组分的生长发育,繁殖以及他们形成互利共存关系的条件。
循环:循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化。既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。通过系统设计实现不断的循环,使前一环节产生的废物,尽可能的被后一个环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生。协调:在进行生态工程建设时,生物与环境、生物与生物的协调与适应,也是需要考虑的问题。
整体:几乎每个生态工程都是具有多组分、复杂结构及综合功能的系统,这样的复杂系统建设必须以整体观为指导,自然生态系统可以为生态工程提供重要的参考。自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。遵循整体原理,首先要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。
【详解】A、“无废弃物农业”通过积极种植能够固氮的豆科作物,以及收集一切可能的有机物质,采用堆肥和沤肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,施用到农田中,该过程中并没有调整农田生态系统中能量的流动方向,农田中的能量流动依然从生产者固定太阳能开始,随后沿着食物链进行单向流动,A错误;
B、堆肥和沤肥主要体现了生态系统中分解者的作用,通过分解者的作用之后,堆肥和沤肥总的有机物含量减少,无机物含量增加,B错误;
C、有机肥料含有的有机物不能直接被农作物吸收利用,只有经过微生物的作用将有机物分解成无机物后才能被植物吸收利用,C错误;
D、“无废弃农业”遵循了生态工程的循环原理,实现了农田有机垃圾的零废弃、无污染,D正确。
故选D。
6. 某科研小组用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌,在含有碳酸钙的固体培养基上挑选透明圈菌落作为菌种进行纯化。下列有关说法不正确的是( )
A. 分离纯化乳酸菌时需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释
B. 出现透明圈菌落的原因是乳酸菌产生的乳酸溶解培养基中的碳酸钙
C. 乳酸菌在-20℃长期保存,需要在菌液中加入一定量的碳酸钙
D. 培养基中加入碳酸钙有利于对菌种的识别和分离
【答案】C
【解析】
【分析】涂布平板法:将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在,再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。以菌落的数目来计算原活菌的数目。
【详解】A、涂布平板法计数需要先用无菌水进行稀释,因此分离纯化乳酸菌时需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释,A正确;
B、碳酸钙使得培养基不透明,乳酸菌可以产生乳酸,乳酸能与碳酸钙反应,溶解培养基中的碳酸钙,使菌落周围出现透明圈,B正确;
C、乳酸菌在-20℃长期保存,需要在菌液中加入一定量的甘油,不能加碳酸钙保存,C错误;
D、培养基中加入碳酸钙有利于对菌种的识别和分离,出现透明圈的即为乳酸菌,D正确。
故选C。
7. 晚清时期女名医曾懿在《中馈录》中记录的四川泡菜的做法如下:泡盐菜法,定要覆水坛。此坛有一外沿如暖帽式,四周内可盛水;坛口上覆一盖,浸于水中,使空气不得入内,则所泡之菜不得坏矣。泡菜之水,用花椒和盐煮沸,加烧酒少许。凡各种蔬菜均宜,尤以豇豆、青红椒为美,且可经久。下列相关叙述错误的是( )
A. 泡菜之水需要煮沸,目的是去除氧气和杀菌
B. 加烧酒少许不仅可以调节风味,能抑制杂菌繁殖
C. 覆水坛外沿四周内盛水的目的是抑制酵母菌的有氧呼吸
D. 制作泡菜时要选无裂纹、无砂眼、盖子吻合好的坛子
【答案】C
【解析】
【分析】泡菜的制作:①菌种:乳酸菌。②发酵原理:在无氧条件下,将葡萄糖分解成乳酸。③腌制条件:控制腌制的时间、温度和食盐的用量,防止杂菌污染,严格密封。
【详解】A、将水煮沸,可以杀菌和除去水中的氧气,A正确;
B、在制作泡菜过程中,加入烧酒可以调节风味和抑制杂菌繁殖,B正确;
C、乳酸菌是厌氧型微生物,所以覆水坛外沿四周内盛水的目的是为乳酸菌提供无氧的环境,促进进行乳酸发酵,C错误;
D、制作泡菜时要选用火候好、无裂纹、无砂眼、盖子吻合好的泡菜坛子,D正确。
故选C。
8. 垃圾分类是对垃圾收集处置传统方式的改革,是对垃圾进行有效处置的一种科学管理方法。去掉可回收的、不易降解的物质,可以减少垃圾数量达60%以上,从而减少污染。处理生活垃圾的有效方法之一是用微生物对其进行降解,下图表示筛选高效降解淀粉菌种的过程。相关叙述正确的是( )
A. 乳制品厂废水中含有大量淀粉,该废水是分离高效降解淀粉菌种的首选样品
B. 该实验中菌液接种到培养基上所用的接种工具只能选择火焰灼烧过的接种环
C. 稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中活菌的数目
D. 由于菌种对碘的分解能力不同,所以菌落①与菌落②产生透明圈的大小不同
【答案】C
【解析】
【分析】微生物常用的接种方法:平板划线法和稀释涂布平板法,平板划线法的接种工具是接种环,稀释涂布平板法的接种工具是涂布器。稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中活菌的数目。淀粉遇碘液变蓝,在含淀粉的培养基中滴加碘液,淀粉分解菌菌落周围的淀粉被分解,会出现透明圈。
【详解】A、乳制品不会含有大量的淀粉,所以乳制品厂废水并不是分离高效降解淀粉菌种的首选样品,A错误;
B、该实验中菌液接种到培养基上所用的方法应为稀释涂布平板法,接种工具为涂布器,B错误;
C、稀释涂布平板法是微生物常用的接种方法,除可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中活菌的数目,C正确;
D、菌落①与菌落②产生透明圈的大小不同是因为菌种对淀粉的分解能力不同,D错误。
故选C。
9. 下图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法错误的是( )
A. 上述培育过程中包含有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程
B. 愈伤组织的代谢类型是异养需氧型
C. 诱导愈伤组织形成幼苗,需要通过平衡生长调节剂的配比进行调控
D. 植物体细胞杂交技术体现了细胞膜的结构特点,实现了远缘杂交育种
【答案】A
【解析】
【分析】1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术;
2、植物组织培养:在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
【详解】A、上述培育过程中不包含减数分裂过程(无形成配子阶段),A错误;
B、愈伤组织不含叶绿体,不能进行光合作用制造有机物,因此其代谢类型是异养需氧型,B正确;
C、诱导愈伤组织分化成幼苗,需要通过平衡生长调节剂(生长素和细胞分裂素)的配比进行调控,C正确。
D、植物体细胞杂交技术体现了植物细胞膜的结构特点,即细胞膜具有一定的流动性,实现了远缘杂交育种,D正确;
故选A。
10. 下列有关植物细胞工程的应用的叙述,错误的是( )
A. 微型繁殖技术不仅能实现种苗的大量繁殖,还能保持优良品种的遗传特性
B. 利用茎尖进行作物脱毒的原因是茎尖的病毒极少,甚至无病毒
C. 利用射线、化学物质等诱变因素处理愈伤组织并进一步培养,可获得突变体
D. 利用植物细胞培养获得的细胞产物都是植物基本的生命活动所必需的物质
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养技术:(1)过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体) →愈伤组织→胚状体→植株(新植体)。(2)原理:植物细胞的全能性。(3)条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等) ;②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。(4)植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖,作物脱毒、人工种子等)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、微型繁殖技术是一种无性繁殖技术,不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性,A正确;
B、植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗,B正确;
C、愈伤组织的细胞分裂旺盛,易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变,从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,C正确;
D、在植物细胞培养过程中,植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢产物,D错误。
故选D。
11. CD47是一种跨膜糖蛋白,它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6~5倍,导致吞噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。科学家推测,抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,为此他们按照如下流程进行了实验。下列叙述错误的是( )
A. 多次进行步骤①的目的是获得更多已免疫的B淋巴细胞
B. 经两次筛选可得到既能大量增殖又能产生抗CD47抗体的细胞
C. 实验组中巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系需放入CO2培养箱
D. 对照组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于实验组可验证上述推测
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备:
(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠体内获得相应的B淋巴细胞。
(2)获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。
(3)克隆化培养和抗体检测。
(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【详解】A、步骤①是向免疫小鼠体内注射特定的抗原,多次进行步骤①的目的是获得更多已免疫的B淋巴细胞,A正确;
B、第一次筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选出能产生专一抗体的杂交瘤细胞,故经两次筛选可得到既能大量增殖又能产生抗CD47抗体的细胞,B正确;
C、CO2可维持pH的稳定,实验组中巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系需放入CO2培养箱,C正确;
D、根据单一变量原则可知,应设置不加单克隆抗体的巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系为对照,抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,没有抗体抑制,CD47对巨噬细胞有抑制作用,对照组中吞噬细胞的吞噬指数显著低于实验组可验证上述推测,D错误。
故选D
12. 阿霉素是一种抗肿瘤药物,在杀伤肿瘤细胞的同时还会对机体其他细胞造成伤害,将阿霉素与能特异性识别肿瘤抗原的抗体利用接头连接制成抗体——药物偶联物(ADC)。下列有关叙述错误的是( )
A. 阿霉素有副作用,正常情况下不能大量、长期使用
B. ADC中的特异性抗体是杀死肿瘤细胞的有效成分
C. 接头既要保持稳定,又不能影响抗体与阿霉素的功能
D. 利用同位素标记的特异性抗体,可用于定位诊断肿瘤
【答案】B
【解析】
【分析】分析题干信息可知:阿霉素是一种抗肿瘤抗生素,没有特异性,在杀伤肿瘤细胞的同时还会对机体其它细胞造成伤害,即具有较大的副作用。为了解决这一问题,可将阿霉素与能特异性识别肿瘤抗原的抗体结合制成抗体–药物偶联物(ADC)。
【详解】A、阿霉素在杀伤肿瘤细胞的同时还会对机体其它细胞造成伤害,说明阿霉素有副作用,正常情况下不能大量、长期使用,A正确;
B、特异性抗体能和肿瘤抗原结合形成复合物,但是不能杀死肿瘤细胞,B错误;
C、接头既要保持稳定,避免阿霉素从抗体中脱落,同时也不能影响抗体与阿霉素功能,C正确;
D、抗体和抗原的结合具有特异性,故利用同位素标记的特异性抗体在特定组织中的成像技术,可定位诊断肿瘤,D正确。
故选B。
13. 为研究治疗性克隆技术能否用于帕金森综合征的治疗,科研人员利用人帕金森综合征模型鼠进行如图实验,下列相关叙述错误的是( )
A. 过程①得到细胞,其线粒体DNA来自供卵母体
B. 过程②重组细胞培养依次经历了桑椹胚、原肠胚和囊胚时期
C. 过程③的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达
D. 过程④对受体小鼠无需注射免疫抑制剂以抑制其细胞免疫功能
【答案】B
【解析】
【分析】动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑椹胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高) ,聚集在胚胎端个体较大的细胞称为内细胞团, 将来发育成胎儿的各种组织,中间的空腔称为囊胚腔。
(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。
【详解】A、过程①为核移植,该过程得到的细胞,其线粒体DNA来自供卵母体,A正确;
B、过程②重组细胞培养依次经历了卵裂、桑椹胚、囊胚和原肠胚时期,B错误;
C、过程③的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达,使之分化形成神经元,C正确;
D、该过程属于自体移植,不会发生免疫排斥反应,因此过程④对受体小鼠无需注射免疫抑制剂以抑制其细胞免疫功能,D正确。
故选B。
14. 如图是PCR扩增的过程示意图,其中叙述正确的是( )
A. 在用PCR技术扩增DNA时,DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似
B. A过程需要解旋酶的参与
C. Taq DNA聚合酶是在B过程发挥作用的
D. 该过程需要一对特异性的引物,要求一对引物的序列是互补的
【答案】A
【解析】
【分析】PCR技术:
1.概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2.原理:DNA复制。
3.前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
4.条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)
5.过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【详解】A、PCR技术扩增DNA的原料是DNA复制,因此在该过程中DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似,A正确;
B、A过程在高温条件下完成,不需要解旋酶的参与,B错误;
C、Taq DNA聚合酶能催化DNA子链的延伸,在过程C中发挥作用,C错误;
D、该过程需要一对特异性的引物,这一对引物的序列不能是互补的,否则会 因为碱基互补配对无法发挥作为引物的作用,D错误。
故选A。
二、多项选择题
15. 如图为某生态系统中流经第二营养级的能量示意图,其中a表示该营养级食物的摄入量,f表示流向第三营养级的能量。下列叙述正确( )
A. 图中b表示第二营养级同化的能量
B. 图中e表示生物体内储存的有机物中的能量
C. 图中d蕴含的能量均未被第二营养级同化
D. 畜牧业中,与放养相比,圈养可提高图中c/b的值
【答案】AD
【解析】
【分析】分析题图:图示表示能量流经某生态系统第二营养级的示意图,其中a表示该营养级摄入的能量;b表示该营养级同化的能量;c表示用于生长、发育和繁殖的能量;d表示分解者利用的能量;e表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量;f表示流向下一营养级的能量。
【详解】A、根据分析,b表示第二营养级同化的能量,A正确;
B、e表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量,B错误;
C、d表示分解者利用的能量,有一部分能量(粪便中能量)未被该营养级生物同化,第二营养级流入分解者的(遗体、残骸中的能量)是被第二营养级同化的能量,C错误;
D、图中a表示该营养级摄入的能量,b表示该营养级同化的能量,c表示用于生长、发育和繁殖的能量,所以圈养与放养相比,c值增大,可提高c/b的比值,D正确。
故选AD。
16. 有科学家指出:“没有物质,什么都不存在;没有能量,什么都不会发生;没有信息,任何事物都没有意义”。下列关于生态系统中物质循环和能量流动和和信息传递的叙述,错误的是( )
A. 生态系统中的信息只能来源于同种或异种的生物
B. 碳元素从无机环境进入生物群落的途径只有光合作用
C. 从物质循环的角度来看,生物圈是一个自给自足的系统
D. 植物生长素对植物生长的调节属于信息传递中的化学信息
【答案】ABD
【解析】
【分析】
生态系统的信息传递:1、概念:信息一般是指日常生活中,可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。2、种类:(1)物理信息:生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,如蜘蛛网的振动频率。(2)化学信息:生物在生命活动中,产生了一些可以传递信息的化学物质,如植物的生物碱、有机酸、动物的性外激素等。(3)行为信息:动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能够传递某种信息,如孔雀开屏。
【详解】A、生态系统中的信息可以来源于生物,也可以来源于无机环境,A错误;
B、碳元素从无机环境进入生物群落不仅可以通过光合作用,还可以通过某些细菌的化能合成作用,B错误;
C、物质在整个生态系统往复循环,所以从物质循环的角度看,生物圈是一个自给自足的系统,C正确;
D、植物生长素对植物生长的调节为体内调节,不属于生态系统中的信息传递,D错误。
故选ABD。
17. 营养缺陷型菌株是野生型菌株经过人工诱变或自发突变失去合成某种生长因子的能力,只能在补充了相应的生长因子的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。某研究小组对酵母菌用紫外线照射后将其接种到甲培养皿的培养基上,一段时间后将甲培养皿的菌落影印接种(不改变菌落位置)到乙、丙两培养皿的培养基中,进一步培养得到如下图所示结果。下列分析正确的是( )
A. 接种到甲培养皿采用的是稀释涂布平板法
B. 甲、丙两培养皿中的培养基是基本培养基
C. 甲培养皿中菌落数有可能比接种的酵母菌数少
D. 乙中生长的酵母菌都不属于营养缺陷型菌株
【答案】ACD
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:
(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种、划线,在恒温箱里培养.在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。
(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、由甲平板观察可知,平板中菌落分布均匀,采用的是稀释涂布平板法,A正确;
B、由题图信息分析可知,甲、丙培养基菌落数目多,含有野生型酵母菌菌株和某种营养缺陷型酵母菌菌株,而乙培养皿菌株是某种营养缺陷型酵母菌菌株,据此推测,乙培养皿的培养基是基本培养基,甲和丙是补充了相应的生长因子的培养基,B错误;
C、由于基因突变具有不定向性,因此接种到甲培养皿的酵母菌可能还有其他营养缺陷型,且有些菌落不一定由一个酵母菌形成,故甲培养皿中菌落数有可能比接种的酵母菌数少,C正确;
D、由题图信息分析可知,乙培养皿的培养基是基本培养基,故该培养皿中能够形成的菌落是野生型菌株,不属于营养缺陷型菌株,D正确。
故选ACD。
18. 切除修复是DNA自我修复的最常见的方式,具体机制如下图。下列有关说法正确的是( )
A. 修复过程遵循碱基互补配对原则
B. 酶1的作用是断开碱基之间的氢键
C. 酶2和酶3分别是DNA连接酶和DNA聚合酶
D. 若不修复结构缺陷,图中DNA复制2次后约一半DNA有结构缺陷
【答案】AD
【解析】
【分析】由图可知,DNA分子受损,结构缺陷的碱基序列在酶1的作用下,将缺陷碱基序列切除,然后在酶2、酶3的作用下按照碱基互补配对原则进行修复,其中酶1是限制酶,酶2和酶3分别是DNA聚合酶和DNA连接酶。
【详解】A、新合成的DNA片断与原DNA片断要依赖碱基互补配对原则形成双链DNA,A正确;
B、酶1的作用是识别和切除DNA损伤部位,作用的化学键是磷酸二酯键,B错误;
C、酶2是将脱氧核苷酸合成新的DNA片段,因此酶2是DNA聚合酶。酶3是将新合成的DNA片段与另一条链连接起来,因此酶3是DNA连接酶,C错误;
D、若不修复结构缺陷,DNA的一条链有结构缺陷,另一条链正常,DNA是半保留复制,以有结构缺陷的那条链合成的DNA分子都有结构缺陷,所占比例为50%,因此图中DNA复制2次后约一半DNA有结构缺陷,D正确;
故选AD。
19. 下列关于制备单克隆抗体与培育番茄—马铃薯共同点的表述,正确的是( )
A. 都可以用电融合法促融
B. 都利用了细胞膜的流动性
C. 都需要用适宜种类的激素处理
D. 培养环境中都需要有适量的CO2
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、单克隆抗体制备过程:骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合→形成杂交瘤细胞→筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞→体外或体内培养杂交瘤细胞→获取单克隆抗体。
2、“番茄-马铃薯”植株的过程,去壁→诱导原生质体融合→杂种细胞再生细胞壁→脱分化→再分化→杂种植株杂种植株的个体发育。
【详解】A、制备单克隆抗体与培育番茄马铃薯都可以用电激的方法促融,A正确;
B、制备单克隆抗体与培育番茄-马铃薯都有细胞膜的融合,都利用了细胞膜的流动性,B正确;
C、制备单克隆抗体不需要激素处理,C错误;
D、动物培养环境需要有适量的二氧化碳,以维持培养液的pH值,培育番茄-马铃薯培养环境中有适量的二氧化碳,以便杂种植株进行光合作用,D正确。
故选ABD。
三、非选择题
20. 早在2005年,习总书记就提出“绿水青山就是金山银山”,建设生态文明是关系人民福祉、关系民族未来的大计。桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡,是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程,2018年,湖州的桑基鱼塘还被列入了全球重要农业文化遗产保护名录,下图1为某地桑基鱼塘的能量流动简图,下图2为桑基鱼塘中碳循环的部分示意图。据下图分析下列问题。
(1)图1中流经该生态系统的能量来源有________,桑树和蚕之间的能量传递效率为_________(保留小数点后1位)。与森林生态系统相比该鱼塘生态系统抵抗力稳定性较________。
(2)图1中将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用,蚕沙中的能量属于第________营养级。生态农业比单一农业经济效益高,从能量流动的角度来看,是因为生态农业________。
(3)图2中的字母D表示大气中的CO2,在许多因素的影响下,使其在夏季的含量________(填“高于”或“低于”)冬季。
(4)图2中CO2被生产者吸收转变成有机物进入生物群落,再被图中A、B的呼吸作用和________以及E的燃烧,转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中,生产者吸收的CO2量________(填“大于”、“等于”或“小于”)整个生物群落排放的CO2量。
【答案】(1) ①. 太阳能、饵料(中的化学能) ②. 13.3% ③. 弱
(2) ①. 一 ②. 实现能量的多级利用,提高能量的利用率
(3)低于 (4) ①. C的分解作用(或分解者的分解作用) ②. 大于
【解析】
【分析】1.生态系统的能量流动是指能量输入、能量传递、能量散失的过程。有单向传递、逐级递减等特点。
2.生态系统的物质循环组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程
3.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行。碳循环具有全球性。碳元素从无机环境进入生物群落主要靠绿色植物的光合作用。碳元素从生物群落进入无机环境的途径主要有动植物的呼吸作用、微生物的分解作用和化石燃料的燃烧。
4.生态系统的结构包括生态系统成分和营养结构(食物链和食物网)。
生态系统中的成分有:①非生物的物质和能量:空气、水、矿物质、阳光、热能 ;②生产者:属自养生物(主要是绿色植物);是生态系统的主要成分;③消费者:属异养生物(各种动物);分类:初级消费者、次级消费者、三级消费者;④分解者:属异养生物(细菌、真菌等营腐生生活的微生物),其作用为:分解动植物遗体、排出物和残落物中的有机物为无机物归还到无机环境。
【小问1详解】
由图可知,该生态系统的能量来源有人工输入和太阳辐射,所以流经该生态系统的能量来源有太阳能、饵料(中的化学能);能量传递效率指的是相邻的高营养级的同化量与低营养级同化量之间的比值,据图可知桑和蚕之间的能量传递效率为蚕的同化量÷桑的同化量,即50100÷377595≈13.3%。物种丰富度越高,生态系统抵抗力稳定性越强,所以与森林生态系统相比该鱼塘生态系统抵抗力稳定性较弱。
【小问2详解】
粪便为蚕未消耗的部分,属于第一营养级;从能量流动的角度来看,该生态系统通过合理的设计实现能量的多级利用,提高了利用率高,所以生态农业比单一农业经济效益高。
【小问3详解】
图中A、B、C、E都指向D,D是大气中二氧化碳,夏季植物光合作用比冬季强,光合作用可以吸收大气中的二氧化碳,所以大气中二氧化碳在夏季的含量低于冬季。
【小问4详解】
CO2被生产者吸收转变成有机物进入生物群落,再被图中A(生产者)、B(消费者)的呼吸作用和C(分解者)的分解作用以及E的燃烧,转变成CO2后再重新循环;若群落正常演替,即生态系统正常生长,则生产者二氧化碳吸收量会大于整个生物群落排放的二氧化碳的量,从而使群落有机物积累。
【点睛】熟知生态系统的结构和功能是解答本题的关键,正确分析图示的信息是解答本题的前提,掌握能量流动的过程和物质循环的过程是解答本题的另一关键。
21. 近年来,巢湖在每年的6~7月份都会不同程度地发生水华现象,科研人员进行了“种植沉水植物对水华水域进行生态修复”的研究。
(1)导致水华现象发生的非生物因素主要有________________________。(答两点)
(2)研究员为探究范草、苦草两种沉水植物抑制浮游藻类的途径,在巢湖的不同区域进行实验,并测定了各区域水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a含量等指标,实验结果如图1图2所示。请根据实验结果回答相关问题。
①图1结果说明菹草和苦草抑制浮游藻类的途径可能是________________________。据图2可知,两种沉水植物可以抑制“水华”的爆发,得出这一结论是因为水样中的叶绿素a含量可以反映____________的多少。
③根据图1和图2分析____________(选填“N”或“P”)对浮游藻类的生长影响更大,依据是____________。
(3)鉴于细菌对于水域生态系统具有反应迅速等特点,科研人员提取不同处理区水体细菌的16s-rDNA(能体现不同菌属之间的差异)进行PCR,电泳结果如下图所示。研究表明种植菹草和苦草可较好的实现生态修复,提高生物多样性,据图3所示实验结果作出合理解释____________。
【答案】(1)水体富营养化、温度较高、光照较强
(2) ①. ①菹草和苦草能吸收水中的部分N和P,降低水体的总氮和总磷(或TN、TP) ②. 浮游藻类(单细胞藻类和蓝藻) ③. N ④. 与苦草相比,菹草降低总氮的效果更好,同时水样中叶绿素a含量更低,浮游藻类的数量更少
(3)处理后水体细菌种类增加
【解析】
【分析】1、分析图1:用两种沉水植物处理后,水体中的总氮(TN)、总磷(TP)含量均下降,说明种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷;用菹草处理的水体中总氮(TN)含量下降值比苦草处理的大,说明菹草更能有效降低总氮;而用苦草处理的水体中总磷(TP)含量下降值比菹草处理的大,说明苦草更能有效降低总磷。2、分析图2:用两种沉水植物处理后,水样中叶绿素a含量均明显下降,而水样中叶绿素a含量与单细胞藻类和蓝藻有关,说明水样中单细胞藻类和蓝藻数量明显下降,沉水植物可以抑制“水华”的爆发。
【小问1详解】
引发水华的原因主要是水体富营养化、温度较高、光照较强等,这些非生物因素易导致水生植物繁殖过快,发生水华现象。
【小问2详解】
①用两种沉水植物处理后,水体中的总氮(TN)、总磷(TP)含量均下降,说明种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷。由图2可知,用两种沉水植物处理后,水样中叶绿素a含量均明显下降,而水样中叶绿素a含量与单细胞藻类和蓝藻有关,说明水样中单细胞藻类和蓝藻数量明显下降。
③叶绿素a多代表浮游藻类多,由图二知菹草处理后的叶绿素a更少,说明菹草处理对浮游藻类的生长影响更大,而由图一可知,菹草处理比苦草处理时N降低的更多,所以由此可见N对浮游藻类的生长影响更大。
【小问3详解】
西湖湖泊生态系统中,大部分细菌营腐生生活,细菌属于生态系统中的分解者成分。据图3分析,16s-rDNA能体现不同菌属之间的差异,而菹草和苦草处理区水体细菌的16s-rDNA电泳条带都比无草的对照组多;说明菹草和苦草处理后水体细菌的丰富度均大于无草处理后水体细菌的丰富度,种植菹草和苦草可以较好实现生态修复。
【点睛】本题以巢湖的生态修复工程为背景考查生态系统的稳定性和功能等相关知识,主要以相关治理数据考查考生有效提取信息,进行相关数据分析,用数学方式准确地描述生物学方面的内容,运用所学知识解决生态治理问题的能力。
22. 测定水样是否符合饮用水卫生标准,常用滤膜法测定大肠杆菌的数目。流程如图所示,滤膜法的大致流程:用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红美蓝的培养基(EMB培养基)上培养→统计菌落数目。据图回答问题:
(1)过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶首先需要进行____________处理,保证实验不受其它微生物干扰。与过滤有关的操作都要在__________旁进行。
(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上,这属于微生物培养中的_______________操作。从物理状态角度分析,EMB培养基属于________培养基,制备培养基时需要采用_______________灭菌。
(3)某同学尝试按照上述方法进行测定,无菌操作下将10ml待测水样加入到90ml无菌水中,稀释后的100mL菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124,黑色菌落数平均为34,则推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为_____________个。
(4)该同学进一步思考,利用滤膜法也可能用于测定待测水样中其他微生物的数目。他取了两份水样,一份待测水样来自变酸的果酒,从中检测到两种微生物,它们在结构上的主要区别是___________________。另一份来自某公园的观赏湖,若要通过测量蓝细菌的数目来研究水华,培养基配方中则必需添加_______________(从下列选项中选择)
A.水 B.无机盐 C.碳源 D.氮源
【答案】(1) ① 灭菌(或消毒) ②. 酒精灯火焰
(2) ①. 接种 ②. 固体 ③. 高压蒸汽灭菌(或湿热灭菌法)
(3)3400 (4) ①. 有无核膜为界限的(成形的)细胞核 ②. ABD
【解析】
【分析】1、培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;根据物理性质分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质和氧气的要求。
2、测定水样是否符合饮用水的卫生标准,常用滤膜法测定大肠杆菌的总数。滤膜法的大致流程:用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红美蓝培养基(EMB培养基)上培养→统计菌落数目。
【小问1详解】
过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶首先需要进行灭菌处理,杀灭杂菌,以保证实验不受其它微生物干扰。与过滤有关的操作都要在酒精灯火焰旁进行,这是因为酒精灯火焰旁存在无菌区域,能够减少杂菌污染。
【小问2详解】
将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上,这属于微生物培养中的接种操作。从物理性质角度分析,EMB培养基能够让微生物在培养基上形成菌落,属于固体培养基,制备培养基时需要采用高压蒸汽灭菌法灭菌。
【小问3详解】
某同学尝试按照上述方法进行测定,无菌操作下将10mL待测水样加入到90mL无菌水中,即稀释了10倍,稀释后的100ml菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124,黑色菌落数平均为34,则推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为34÷10×1000=3400个。
【小问4详解】
该同学进一步思考,利用滤膜法也可能用于测定待测水样中其他微生物的数目。他取了两份水样,一份待测水样来自变酸的果酒,从中检测到两种微生物,这两种微生物是酵母菌和醋酸菌,其中酵母菌是真核生物,醋酸菌是原核生物,它们在结构上的主要区别是有无核膜为界限的细胞核。另一份来自某公园的观赏湖,若要通过测量蓝细菌的数目来研究水华,蓝细菌是自养型微生物,能够利用光合作用合成自身所需的有机物,碳源来自空气中的二氧化碳,故培养基配方中则必需添加水、无机盐、氮源,故选ABD。
【点睛】本题以滤膜法测定大肠杆菌为素材,考查微生物分离与培养的相关知识,要求考生识记培养基的组成、种类、作用,以及菌落接种和无菌技术要求等知识,意在考查考生的理解和运用能力。
23. 天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如下图。
(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为酶____________。
(2)在酒精发酵阶段,对通气的要求是_______(填选项: A.先通气,后密闭;B.先密闭,后通气;C.一直通气;D.一直密闭),原因_______________。
(3)在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。工艺如图2:
①发酵过程中,定期取样测定醋酸杆菌密度变化,趋势如图3。据图2、3分析,与颠倒前相比,B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是______,由此推测,影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是______(至少答出两项)。
②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中,发酵缸中T2时期的____层和T3时期的_____层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类、数量均明显减少,主要原因可能是______。
【答案】(1)酶促反应需要适宜的温度条件
(2) ①. A ②. 通气能提高酵母菌的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物
(3) ①. 先快速增长后趋于稳定(或先快速增长后增长减慢) ②. 氧气、营养物质、pH等 ③. B ④. A ⑤. 营养物质消耗等、醋酸过多、pH过低
【解析】
【分析】1.果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件,20℃左右,酒精发酵时,一般将温度控制在18~25℃,在葡萄酒自然发酵过程当中,其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2.醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
3.泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌,代谢类型是异养厌氧型,在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖氧化为乳酸。
【小问1详解】
分析流程图可知,糖化阶段就是淀粉在淀粉酶以及麦芽糖酶的作用下水解产生葡萄糖,由于在最适温度条件下酶的活性最强,因此在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度。
【小问2详解】
酵母菌属于兼性厌氧型微生物,即在有氧呼吸的条件下能够大量繁殖,在无氧呼吸条件下无氧呼吸产生酒精。因此在酒精发酵阶段,发酵罐先通气,后密闭,故选B,通气的目的是提高酵母菌的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。
【小问3详解】
①据图2、3分析,与颠倒前相比,B层醋酸杆菌密度先快速增长后趋于稳定,由此推测,环境因素中的氧气、营养物质、pH会影响醋酸杆菌种群密度的变化。
②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。乳酸发酵是乳酸菌进行的无氧呼吸,因此发酵过程中,发酵缸中T2时期的B层和T3时期的A(或不翻动,或下)层醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗、醋酸过多、pH过低,抑制了乳酸菌的生长。
【点睛】熟知果酒和果醋的制作原理和操作流程是解答本题的关键,掌握酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的代谢类型和生长特点是解答本题的另一关键,正确辨析图示的信息并能合理的利用是解答本题的前提。
24. 红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇,为了培育产生紫杉醇的柴胡,科研人员将红豆杉2n=24与柴胡2n=12进行了不对称体细胞杂交。
(1)科研人员剥离红豆杉种子的胚作为外植体,接种于经过___处理的培养基上,诱导形成愈伤组织,愈伤组织细胞的特点是__________________。
(2)将红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织用_________酶分别处理,各自获得有活力的原生质体。用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体,破坏部分染色体,与未经紫外线照射的柴胡原生质体用化学诱导剂_________诱导融合,得到融合细胞。
(3)诱导融合后,科研人员只统计了7组染色体数目不大于24条的细胞,如下表所示。
材料
融合细胞组号
1
2
3
4
5
6
7
染色体数(条)
9~11
12
12~14
12~16
13
14
24
①科研人员筛选的目标细胞不包括染色体数目大于24条的细胞,因为柴胡细胞染色体数为12条,并且红豆杉细胞___。
②实验时,科研人员判断组号为___的细胞为杂交细胞。
(4)红豆杉和柴胡的_______较远,两种植物细胞的染色体间排斥较为明显,应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择_______的核基因含量较低的杂交细胞进行培养。
【答案】(1) ①. 灭菌 ②. 没有大液泡、没有固定形态、细胞壁薄
(2) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. PEG(或聚乙二醇)
(3) ①. 一个染色体组的染色体数为12 条 ②. 3、4、5、6(或3-6)
(4) ①. 亲缘关系 ②. 红豆杉
【解析】
【分析】植物组织培养技术:
1.植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
2.影响植物组织培养的因素:①培养基配制;②外植体选取;③激素的运用;④消毒;⑤温度、pH、光照。
3.植物组织培养中植物激素使用:物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素;同时使用生长素和细胞分裂素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向;先使用细胞分裂素,后使用生长素,细胞既分裂也分化
【小问1详解】
科研人员剥离红豆杉种子的胚作为外植体,为避免滋生杂菌,对培养基进行灭菌,而后将外植体接种于经过灭菌处理的培养基上,诱导形成愈伤组织,愈伤组织细胞的特点是没有大液泡、没有固定形态、细胞壁薄,具有发育的全能性。
【小问2详解】
植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,为了获得原生质体需要将红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织用纤维素酶和果胶酶分别处理,各自获得有活力的原生质体。用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体,破坏部分染色体,与未经紫外线照射的柴胡原生质体用化学诱导剂PEG(或聚乙二醇)诱导融合,得到融合细胞,该过程依据的原理是细胞膜的流动性。
【小问3详解】
①因为柴胡细胞染色体数为12条,并且红豆杉细胞一个染色体组的染色体数为12 条,因此科研人员筛选的目标细胞不包括染色体数目大于24条的细胞,因为大于24个染色体的细胞中意味着与柴胡细胞发生融合的红豆杉细胞中的染色体数目大于其中的一个染色体组。
②实验时,科研人员判断组号为3、4、5、6的细胞为杂交细胞,因为这些细胞中的染色体数目在12~24之间。
【小问4详解】
红豆杉和柴胡的亲缘关系较远,存在 生殖隔离,因此两种植物细胞的染色体间排斥较为明显,应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择红豆杉的核基因含量较低的杂交细胞进行培养,这样可以避免染色体间排斥现象对杂种植株的生长带来不良的影响。
【点睛】考查学生对植物的组织培养技术等考点的理解,掌握植物组织培养技术的应用是解答本题的关键,植物体细胞杂交技术的应用是本题的重要考点。
25. 接种新冠病毒疫苗是建立群体免疫屏障、防止疫情暴发的主要手段。我国已有3个灭活疫苗、1个腺病毒载体疫苗和1个重组亚单位疫苗批准附条件上市或紧急使用。灭活疫苗是使用非洲绿猴肾(Vero)细胞进行病毒培养扩增,经β-丙内酯灭活的病毒,保留抗原成分以诱导机体产生免疫应答,并加用氢氧化铝佐剂以提高免疫原性。回答下面的问题:
(1)非洲绿猴肾(Vero)细胞培养是疫苗研发的主要环节,非洲绿猴肾(Vero)细胞培养时,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制气体条件是____________与5%二氧化碳的混合气体,二氧化碳的主要作用是____________。在使用合成培养基时通常需加_______________。
(2)把新冠病毒毒株接种于 Vero 细胞培养液在适宜条件下培养,在出现有细胞病变时,收获__________(细胞培养液,Vero 细胞)纯化后加入适宜浓度的β-丙内酯灭活,推测β-丙内酯灭活的成分是病毒的___________,疫苗的有效成分是病毒的_____________。
(3)为检测某种灭活疫苗的安全性,某研究所选择了15只生理状况相同的大鼠,随机分为5组。A组每只注射 0.5μg 疫苗;B组每只注射 5μg;C组每只注射 50μg;D组每只注射 5mg;E组进行X操作。第1次免疫后, 第7d 加强免疫,第 21d 攻毒,第 35d 解剖检验。A、B、C、D均出现抗新冠病毒抗体、且均未出现免疫病理反应。
①该实验的自变量是________________,因变量是__________________;对E组的X操作是______________________。
②该实验结果证明______________________________________。
【答案】(1) ①. 95%空气 ②. 维持培养液的pH ③. 血清
(2) ①. 细胞培养液 ②. RNA ③. 蛋白质
(3) ①. 疫苗注射的剂量 ②. 是否出现抗体及有无免疫病理反应 ③. 每只不注射疫苗 ④. 在注射该种灭活疫苗剂量不大于5mg时是安全的,能有效预防新冠病毒传染且无免疫病理反应
【解析】
【分析】1、在动物细胞培养中,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要95%空气与5%二氧化碳的气体条件,该气体条件不仅能满足细胞正常代谢过程中氧气的需求,还能调节培养液的pH。由于动物细胞生活的内环境还有一些成分尚未研究清楚,所以需要加入动物血清以提供一个类似生物体内的环境。
2、分析题意可知,该实验的自变量是疫苗注射的剂量,因变量是是否出现抗体及有无免疫病理反应;对E组的X操作是每只不注射疫苗。该实验结果证明该种灭活疫苗是安全的,能有效预防新冠病毒传染且无免疫病理反应。
【小问1详解】
在动物细胞培养中,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要95%空气与5%二氧化碳的气体条件,其中二氧化碳的作用是调节培养液的pH;由于动物细胞生活的内环境还有一些成分尚未研究清楚,所以需要加入动物血清以提供一个类似生物体内的环境,动物血清作用是为为培养细胞提供必要的营养物质、激素和各种细胞生长增殖必需的微量物质。
【小问2详解】
把新冠病毒毒株接种于 Vero 细胞培养液在适宜条件下培养,在出现有细胞病变时,收获细胞培养液纯化后加入适宜浓度的β-丙内酯灭活,并加用氢氧化铝佐剂以提高免疫原性;病毒主要由RNA和蛋白质组成,其中用作疫苗的是病毒的蛋白质,同时为减少其毒性,需要用β-丙内酯灭活的成分是病毒的RNA。
【小问3详解】
①分析实验目的、分组、操作及结果可知,本实验探究疫苗注射的剂量是否对机体安全,能否有效预防新冠病毒传染且无免疫病理反应,因此该实验的自变量是疫苗注射的剂量,因变量是是否出现抗体及有无免疫病理反应;对E组的X操作是每只不注射疫苗,作为空白对照。
②由于ABCD4组均出现抗新冠病毒抗体、且均未出现免疫病理反应,所以该实验结果证明在注射该种灭活疫苗剂量不大于5mg时是安全的,能有效预防新冠病毒传染且无免疫病理反应。
【点睛】该题考查有关病毒培养和免疫的相关知识点,要求学生在熟练掌握相关知道的基础上,能准确分析题干的信息,再应用相应的知识进行作答。
26. 下图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,请分析回答下列有关问题:
(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ培育优良种牛的本质区别是_____。
(2)过程①技术为_____。
(3)过程②常用_____激素处理,目的是使B牛_____。
(4)自然条件下,A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后,才能与B牛的卵子结合,完成受精作用,这个过程叫_____。卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到_____。
(5)如果体外受精后,在精核与卵核融合之前,用微型吸管吸除精核,再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可发育成小牛。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是_____。
【答案】(1)方法Ⅰ的培育为有性生殖过程,方法Ⅱ的培育为无性生殖过程
(2)动物体细胞核移植技术
(3) ①. 促性腺 ②. 超数排卵
(4) ①. 精子获能 ②. 两个极体
(5)后代是纯合子
【解析】
【分析】分析题图:图示是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法。方法Ⅰ是采用体外受精技术获得试管牛E的过程,因此试管牛E属于有性生殖产物;方法Ⅱ是采用核移植技术获得克隆牛F的过程,因此克隆牛F属于无性生殖产物。
【小问1详解】
方法Ⅰ中试管牛由受精卵发育而来,为有性生殖;方法Ⅱ中克隆牛通过核移植方式培育而来,为无性生殖。
【小问2详解】
图中①过程为体细胞核与去核卵母细胞的融合过程,称为动物体细胞核移植技术。
【小问3详解】
过程②通常用促性腺激素处理,以达到一次性排出多个卵子的目的,即超数排卵。
【小问4详解】
精子必须在母牛的生殖道内获能才能与卵子结合,卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到两个极体。
【小问5详解】
细胞松弛素B处理未受精的卵细胞,可使其染色体加倍,处理后的受精卵发育成的个体类似于植物单倍体育种技术,因此优点是后代是纯合子。
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