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必刷卷02——【高考三轮冲刺】2023年高考生物考前20天冲刺必刷卷(广东专用)(原卷版+解析版)
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2023年高考生物考前信息必刷卷02
广东专用
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
2023年广东省高考生物学部分整体难度适中,试卷整体能较好地反映学生的能力水平。选择题侧重考查学生基础知识理解能力、信息提取及分析能力,非选择题侧重核心知识的综合应用,解决实际的生产和生活问题。
预计2023年高考广东高考生物学部分相较2021、2022年会基本保持稳定,选择题以12+4(12道2分题和4道4分题)的形式呈现,选择题部分2021、2022年均考查了生物科学史和传统文化,2023年极有可能延续,如本卷第1题(传统文化),第6题(生物科学史);非选择题以5道大题的形式,但不会出现选做题,每本书出一道大题的概率较高,选择性必修三的部分既有选择题又有非选择题,依然会是非选择题的第一选择,与发酵工程深度融合考查对学生的要求会更高:如本卷21题。
2023年广东地区试题情境生动。以情境为设问载体,有利于考查学生在解决情境中问题的能力。每一道试题均设置了合理的情境,情境生动,叙述明了。试题紧密结合经济社会发展、科学技术进步、生产生活实际创设情境,把课标要求学习的基础知识与具体真实世界联系起来,考查学生在解决实际问题过程中的必备知识、学科能力和学科素养。
今年是广东使用新教材新高考的首届高考,因此,新教材中的修改部分内容预计会成为命题专家的候选情境,如本卷第2题的生态足迹,第4题的表观遗传,第5题的共同由来学说,第6题动物激素的发现科学史
第I卷
一、单项选择题:本卷共16题,其中第1-12题每小题2分,第13-16题每小题4分,共40分。在每题列出的四个选项中,只有一项最符合题意。
1.农谚有云:“有收无收在于水,收多收少在于肥。“水和无机盐在农作物的生长发育过程中发挥着重要的作用。下列关于水和无机盐的叙述,错误的是( )
A.农作物从外界吸收的磷酸盐可用于细胞内合成DNA和RNA
B.农作物中的无机盐离子必须溶解在水中才能行使生物学功能
C.由于氢键的存在,水具有较高的比热容,有利于维持生命系统的稳定性
D.活性蛋白失去结合水后会改变空间结构,重新得到结合水后不能恢复其活性
【答案】B
【分析】无机盐主要以离子的形式存在,其生理作用有:
(1)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分,如Mg2+是叶绿素的必要成分。
(2)维持细胞的生命活动,如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。
(3)维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】A、DNA和RNA的元素组成均为C、H、O、N、P,含有磷元素,故农作物从外界吸收的磷酸盐可用于细胞内合成DNA和RNA,A正确;
B、无机盐离子具有多种作用,如无机盐可参与构成细胞结构,不一定溶解在水中才能行使生物学功能,B错误;
C、由于水分子的极性,一个水分子的氧端靠近另一水分子的氢端时,它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力,这种弱的引力称为氢键;氢键的存在,使水有较高的比热容,使水的温度不易发生改变,有利于维持生命系统的稳定,C正确;
D、蛋白质失活后,其活性不能恢复,D正确。
故选B。
2.生态足迹是指要维持个人或地区、国家中所有人的生存及容纳人类所排放的废物所需要的土地和水域面积。下列有关说法错误的是( )
A.建立生态农业的目的就是扩大人类的生态足迹和加大对资源的利用
B.生态足迹的值越大,人类对生态和环境的影响越大
C.提高能量利用率、调整能量流动关系等可有效减小生态足迹
D.生态足迹是判断某一国家或地区目前的可持续发展状态的重要指标
【答案】A
【分析】生态足迹就是能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生产力的地域空间,即要维持一个人、地区、国家的生存所需要的或者指能够容纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积。
【详解】A、生态农业是按照生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和现代管理手段,以及传统农业的有效经验建立起来的,能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业,建立生态农业的目的是为了实现对能量的多级利用,大大提高能量的利用率,A错误;
B、生态足迹越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响越大,B正确;
C、健康环保的方式,如提高能量利用率、调整能量流动关系等可有效减小生态足迹,C正确;
D、生态足迹是一种可操作的定量方法。通过生态足迹需求与自然生态系统的承载力进行比较即可以定量判断某一国家或地区目前可持续发展的状态,以便对未来人类生存和社会经济发展作出科学规划和建议,故可以用来判断某一国家或地区目前的可持续发展状态的重要指标,D正确。
故选A。
3.丝瓜果肉中邻苯二酚等酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的催化下形成褐色物质,褐色物质在410nm可见光下有较高的吸光值(OD值),且褐色物质越多,OD值越高。已知底物分子在温度升高时所具有的能量提高,PPO的最适pH为5.5。科学家用丝瓜果肉的PPO粗提液、邻苯二酚、必需的仪器等探究温度对PPO活性的影响,结果如下图。下列说法错误的是( )
A.PPO在35℃和40℃时降低的活化能相同
B.测定PPO的最适温度需要在30~40℃范围内设置温度梯度
C.应先使用缓冲液分别配制PPO提取液和邻苯二酚溶液,然后再混合
D.丝瓜果肉PPO粗提液可以在0℃和pH为5.5的条件下保存
【答案】A
【分析】分析柱形图:本实验目的是探究温度对PPO活性的影响,故本实验的自变量是温度,因变量是酶活性,观测指标为褐色物质在410nm可见光下有较高的吸光值(OD值);其中8组实验在温度为35℃时,OD值最高。
【详解】A、PPO在温度为35℃和40℃时酶活性不同,因此,降低的活化能也不同,A错误;
B、由于35℃时OD值最高,所以应在30~40℃间设置温度梯度实验以更精确测定PPO的最适温度,B正确;
C、邻苯二酚和PPO粗提液混合前应先分别在相应的温度下保温,然后再将其混合,C正确;
D、0℃PPO的活性较弱,可以将丝瓜果肉PPO粗提液可以在0℃和pH为5.5的条件下保存,D正确。
故选A。
4.蜜蜂的蜂群由蜂王、雄蜂和工蜂组成,其中蜂王和工蜂(2n=32)是由受精卵发育而来的,雄蜂(n=16)是由未受精卵发育而来的,幼虫以蜂王浆为食发育成蜂王,以花粉和花蜜为食发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团,如下图所示,敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。下列叙述错误的是( )
A.被甲基化的DNA片段中碱基序列未变,导致的生物性状改变不可遗传
B.蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否甲基化有关
C.DNA甲基化影响转录的机制可能是干扰了RNA聚合酶对起始密码子的识别
D.雄蜂是单倍体,不能进行减数分裂产生精子,因此高度不育
【答案】B
【分析】表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【详解】A、被甲基化的DNA片段中碱基序列未变,但会影响转录进而影响基因表达,因而导致的生物性状改变,且这种改变可以遗传,A错误;
B、根据题意可知,蜂王浆抑制DNMT3基因表达DNMT3蛋白,从而抑制DNA某些区域添加甲基基团,使该基因正常表达,则蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王,B正确;
C、DNA甲基化影响转录的机制可能是干扰了RNA聚合酶对启动子的识别,C错误;
D、雄蜂是单倍体,可通过假减数分裂过程产生精子,因而可育,D错误。
故选B
5.考古学家从岩土沉积物中提取古生物遗骸DNA或蛋白质分子并和现代生物的分子信息库进行比对,作为研究生物进化的细胞和分子水平上的证据。下列叙述错误的是( )
A.两种生物的DNA单链形成的杂合双链区的部位越多,说明亲缘关系越近
B.细胞和分子水平上的证据是研究生物进化最直接、最重要的证据
C.比较细胞色素C氨基酸序列的差异作为证据是因为进化过程中其分子结构相对稳定
D.细胞色素C氨基酸序列相同的两个生物个体不一定是同一个物种
【答案】B
【分析】细胞色素C是细胞中普遍含有的一种蛋白质,不同物种之间的亲缘关系越近,其细胞色素C的结构越相似,反之差异越大。虽然朝着不同的方向进化,但是细胞色素C的很多氨基酸序列的进化是非常保守的,因此可以根据不同生物细胞色素C的氨基酸序列推测这些生物的亲缘关系。
【详解】A、形成杂合双链区的部位越多,DNA碱基序列的一致性越高,说明在生物进化过程中,DNA碱基序列发生的变化越小,因此亲缘关系越近,A正确;
B、化石是研究生物进化最直接、最重要的证据,B错误;
C、细胞素色C是细胞中普遍含有的一种蛋白质,不同物种之间的亲缘关系越近,其细胞色素C的结构越相似,反之差异越大。虽然朝着不同的方向进化,但是细胞色素C的很多氨基酸序列的进化是非常保守的,因此可以根据不同生物细胞色素C的氨基酸序列推测这些生物的亲缘关系,C正确;
D、由于细胞色素C的很多氨基酸序列的进化是非常保守的,进化过程中其分子结构相对稳定,即使两个生物个体细胞色素C氨基酸序列相同也不能证明这两个生物体一定是同一个物种,D正确。
故选B。
6.科学家通过设计巧妙的实验来研究各种激素的功能。下列说法错误的是( )
A.斯他林和贝利斯将稀盐酸注射到狗的静脉中,发现稀盐酸能促进胰腺分泌胰液
B.班廷将只剩胰岛的胰腺做成提取液注入摘除胰腺而患糖尿病的狗体内,使其血糖下降
C.阻断动物垂体与下丘脑间的血液联系,导致其生殖器萎缩,该实验利用了“减法原理”
D.公鸡睾丸的摘除和重新移植实验不能证明是雄性激素睾酮影响了公鸡的雄性特征
【答案】A
【分析】促胰液素是人们发现的第一种激素,是由小肠黏膜产生的,进入血液,由血液传送到胰腺,使胰腺分泌胰液;在发现过程中,沃泰默实验分为三组,两组为对照组,一组对照是排除盐酸对胰腺作用的影响,另一组是想验证胰液分泌是由神经作用的结果,所以该组将神经切除;斯他林和贝丽斯能成功的一个重要原因是具有大胆质疑、探索和创新的精神。
【详解】A、斯他林和贝利斯在发现促胰液素的实验过程中,是将狗的小肠黏膜和稀盐酸在体外研磨,然后将提取液注射到同一条狗的静脉中,A错误;
B、班廷将实验狗的胰腺摘除,不久出现糖尿病症状,血糖升高,后将只剩胰岛的胰腺做成提取液注入同一条狗(患糖尿病)体内,其血糖下降,B正确;
C、实验中人为去除某种影响因素,属于减法原理,该研究的变量阻断垂体与下丘脑之间的血液联系,运用了“减法原理”,C正确;
D、公鸡睾丸的摘除和重新移植实验只能证明睾丸影响了公鸡的雄性特征,并不能证明是雄性激素睾酮的作用,D正确。
故选A。
7.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,从而抑制巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用。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,相关实验流程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.提前给小鼠注射CD47进行免疫,以便小鼠产生浆细胞和骨髓瘤细胞
B.步骤②可以用PEG促融,杂交瘤细胞的传代培养需要无菌和CO2培养箱
C.②③过程两次筛选的方法不同,但都能得到具有大量增殖能力的杂交瘤细胞
D.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
【答案】A
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、提前向免疫动物注射抗原CD47的目的是使免疫动物小鼠产生大量的浆细胞,小鼠的骨髓瘤细胞是从患骨髓瘤的小鼠体内获取,A错误;
B、步骤②表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞结合,可以用PEG、物理方法和灭活的病毒促融,杂交瘤细胞的传代培养需要无菌和CO2培养箱,B正确;
C、②③过程两次筛选的方法不同,②选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞),③筛选出能够产生特异性抗体的细胞群,两者能得到具有大量增殖能力的杂交瘤细胞,C正确;
D、上述推测为抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,对照组为不加单克隆抗体的巨噬细胞+肿瘤细胞的共培养体系,对照组现象应该是吞噬细胞的吞噬指数显著低于实验组,D正确。
故选A。
8.临床研究发现,肿瘤细胞中葡萄糖的能量利用率低,靠大量摄取葡萄糖获得能量满足自身生长繁殖的需要。根皮素是一种葡萄糖转运蛋白的抑制剂,主要存在于苹果、梨等多汁水果的果皮及根皮,具有抗肿瘤的能力。下列有关叙述不正确的是( )
A.细胞癌变是一种累积效应,是细胞中多个原癌基因和抑癌基因发生基因突变的结果
B.将肿瘤细胞放入氧气充足的条件下培养,发现癌细胞依然不能高效产能,说明肿瘤细胞不能高效产能的原因不是缺氧导致的
C.肿瘤细胞会选择性地抑制线粒体膜上丙酮酸载体的活性或使其部分载体缺失,可推断肿瘤细胞进行的呼吸方式主要是无氧呼吸
D.根皮素可以限制肿瘤细胞摄入葡萄糖,导致细胞产能减少从而抑制肿瘤细胞生长,对正常细胞没有影响
【答案】D
【分析】1、有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行,将葡萄糖分解为丙酮酸和[H];第二阶段在线粒体基质中进行,丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H];第三阶段在线粒体内膜上进行,[H]与氧气结合生成水。
2、无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同;无氧呼吸的第二阶段,在细胞质基质,丙酮酸在不同酶的催化下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化成乳酸。
【详解】A、细胞癌变是由于机体内的原癌基因和抑癌基因发生突变造成的,细胞癌变是一种累积效应,A正确;
B、分析题意可知,给肿瘤细胞提供较为充足的氧气环境,即在氧气充足条件下培养,发现癌细胞依然不能高效产能,说明氧气对于肿瘤细胞不能高效产能无影响,即肿瘤细胞不能高效产能的原因不是缺氧导致的,B正确;
C、线粒体是有氧呼吸第二、第三阶段的发生场所,抑制线粒体膜上丙酮酸载体的活性或使其部分载体缺失,会抑制有氧呼吸的第二阶段和第三阶段,据此推断,肿瘤细胞无法进行有氧呼吸,所以主要的呼吸方式是无氧呼吸,C正确;
D、结合题意可知,根皮素是一种葡萄糖转运蛋白的抑制剂,根皮素能通过抑制葡萄糖转运蛋白,抑制肿瘤细胞获取葡萄糖,肿瘤细胞会因为缺少营养物质而被抑制生长繁殖,发挥抗肿瘤的作用,D错误。
故选D。
9.孤独症(ASD)患者常伴有中枢神经系统白质发育异常,患者前额叶皮层中GABA能中间神经元数量较正常人多,该类神经元释放GABA作用于邻近细胞,促进C1-向细胞内扩散,导致患者出现语言交流障碍、情绪低落等症状。下列说法正确的是( )
A.人体的中枢神经系统由大脑与脊髓共同组成
B.GABA能中间神经元向突触后神经元传递兴奋性信号
C.与正常人相比,ASD患者GABA能中间神经元细胞膜对Cl-的通透性增大
D.治疗孤独症可通过干扰GABA与受体的结合来进行
【答案】D
【分析】神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干;外周神经系统包括脊神经、脑神经、自主神经,自主神经系统包括交感神经和副交感神经。
【详解】A、中枢神经系统包括脑和脊髓,脑包括大脑、小脑和脑干等,A错误;
B、GABA能中间神经元释放GABA作用于邻近细胞,促进C1-向细胞内扩散,由此可知,GABA能中间神经元向突触后神经元传递抑制性信号,B错误;
C、GABA能中间神经元释放GABA作用于邻近细胞,促进C1-向细胞内扩散,由此可知,与正常人相比,ASD患者GABA能中间神经元的邻近细胞的细胞膜对Cl-的通透性增大,C错误;
D、治疗孤独症可通过干扰GABA与受体的结合,则GABA不能作用于邻近细胞,不会促进C1-向细胞内扩散,D正确。
故选D。
10.当M基因的启动子序列发生碱基对的增添、缺失或替换时,下列有关叙述正确的是( )
A.mRNA的碱基序列发生变化 B.M蛋白的数量可能减少或增加
C.M蛋白的空间结构发生变化 D.细胞中基因的种类不变
【答案】B
【分析】启动子是位于基因首端的特殊的碱基序列,是RNA聚合酶识别的部位,其功能是驱动基因的转录。
【详解】A、启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因的转录。由于启动子部位不进行转录,故不影响RNA的碱基序列,A错误;
B、当M基因的启动子序列发生碱基对的增添、缺失或替换时,可能会影响基因的表达次数以及是否表达,即影响M蛋白的数量,B正确;
C、启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因的转录。由于启动子部位不进行转录,故不影响蛋白质的空间结构,C错误;
D、启动子属于基因的结构,故该部位发生碱基对的增添、缺失或替换属于基因突变,即产生了新基因,D错误。
11.我国科学家首次揭示了H+通道蛋白和V-ATPase酶共同调节溶酶体酸碱度的机理。V-ATPase酶利用ATP水解产生的能量,将细胞质基质中(pH约为7.2)的H+逆浓度梯度转运进溶酶体内部。通道的运输能力受溶酶体内H+浓度调控。下列说法错误的是( )
A.H+通过通道蛋白运出溶酶体的方式是协助扩散
B.抑制V-ATPase的功能,溶酶体内的pH可能会上升
C.溶酶体膜内pH高于4.6时H+通道蛋白的运输能力升高
D.H+通道蛋白功能缺失会导致溶酶体降解蛋白的能力降低
【答案】C
【分析】协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的转运蛋白的协助,不消耗能量。
【详解】A、分析题图可知,溶酶体的pH约为4.6,H+浓度较高,细胞质基质pH约为7.2,H+浓度较低,故推测H+通过H+通道运出溶酶体的方式是协助扩散,A正确;
B、分析题图可知,H+运入溶酶体需要V-ATPase的协助,抑制V-ATPase的功能,运入溶酶体的H+减少,溶酶体内的pH可能会上升,B正确;
C、溶酶体膜内pH高于4.6时,运入溶酶体的H+减少,说明H+通道蛋白的运输能力升高降低,C错误;
D、H+通道蛋白功能缺失会影响H+运入溶酶体,从而影响溶酶体中的PH,进而影响溶酶体中酶的活性,则会导致溶酶体降解蛋白的能力降低,D正确。
故选C。
12.边缘效应是沿着生态系统边缘产生的有差异的环境条件,将大面积的生态系统切割成小块,增加了边缘栖息地的数量,从而导致边缘效应,如捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃。下列叙述错误的是( )
A.接近公路的森林边缘具有与森林内部不同的非生物因素,如温度、湿度
B.热带森林的边缘温度更高,风更大,森林内部中繁盛的物种可能在森林边缘难以生存
C.捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃,导致边缘某些物种可能更容易受到攻击
D.森林的边缘效应会改变生物的种间关系和食物链中能量的流动方向
【答案】D
【分析】种间关系是指不同物种种群之间的相互作用所形成的关系,两个种群的相互关系可以是间接的,也可以是直接的相互影响,这种影响可能是有害的,也可能是有利的。主要有以下几种,捕食:一种生物以另一种生物作为食物;竞争:即两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等;寄生:一种生物(寄生者)寄居于另一种生物体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活;互利共生:两种生物共同生活在一起, 相互依存,彼此有利。如果彼此分开,则双方或者一方不能独立生存。
【详解】A、边缘效应是沿着生态系统边缘产生的有差异的环境条件,因此接近公路的森林边缘具有与森林内部不同的非生物因素,如温度、湿度,A正确;
B、热带森林的边缘温度更高,风更大,森林内部繁盛的物种可能因为不适应森林边缘的环境而难以生存,B正确;
C、捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃,导致边缘某些物种更容易被天敌即捕食者或寄生虫攻击,C正确;
D、森林的边缘效应可能会改变生物的种间关系,但食物链中能量的流动方向不会被改变,只能从被捕食者到捕食者,D错误。
故选D。
13.为了从土壤中筛选对抗生素有抗性、能高效降解淀粉的微生物,研究人员利用土壤浸出液进行了如图所示操作。下列说法错误的是( )
A.用稀释涂布平板法或平板划线法将土壤浸出液接种在X培养基上
B.菌落①可能是硝化细菌,因不能产生淀粉酶所以无透明圈
C.X培养基中含有淀粉和抗生素的固体培养基,Y培养基是不含琼脂的液体培养基
D.图中降解淀粉最高效的是菌落⑤,可根据菌落特征初步判断微生物类型
【答案】A
【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、根据培养后培养基上形成的菌落分布可知,将含目的菌的土壤浸出液接种在X培养基上采用的是稀释涂布平板法,A错误;
B、菌落①不能降解淀粉,可能是硝化细菌,因不能产生淀粉酶所以无透明圈,B正确;
C、实验目的是筛选对抗生素有抗性、高效降解淀粉的微生物,根据图示中在X培养基上滴加碘液后形成了透明圈,说明X培养基上含有淀粉,菌体分解淀粉的能力强,在其周围形成的透明圈就大,同时为了筛选到对抗生素有抗性的菌体,因此X培养基还应该含有抗生素,Y培养基是将筛选到的目的菌扩大培养,为不含琼脂的液体培养基,C正确;
D、碘液遇淀粉会变蓝,淀粉被分解,蓝色消失,图中⑤的透明圈最大,说明菌体⑤降解淀粉的能力最强,不同菌体形成的菌落特征不同,因此可根据菌落特征初步判断微生物类型,D正确。
故选A。
14.某种群的种群数量与被捕食率、补充率存在一定的因果关系。如图所示,补充率代表没有捕食情况下被捕食者增长率,x、y、z代表不同的种群数量。下列说法正确的是( )
A.若该种群的数量变化曲线呈“S”形,则K/2对应图中的x
B.该种群的数量介于x~y之间时,种群数量会趋向于x
C.该种群的数量介于y~z之间时,种群数量会趋向于y
D.该种群数量超过一定值后被捕食率下降,原因是种内斗争加剧
【答案】B
【分析】题意分析猎物种群数量变化:x点之前补充率大于被捕食率,由于补充率代表没有被捕食的情况下猎物增长率,所以种群数量会增加;x~y点之间被捕食率大于补充率,种群数量会减少;y~z点之间补充率大于被捕食率,种群数量会增加,并在在z点保持稳定。
【详解】A、若该种群的数量变化曲线呈“S”形,z点代表其环境容纳量,则K/2对应的点介于y与z之间,A错误;
B、该种群的数量介于x~y之间时,种群数量会减少,种群数量会趋向于x,B正确;
C、y~z点之间补充率大于被捕食率,种群数量会增加,并在z点保持稳定,C错误;
D、该种群数量超过一定值后被捕食率下降,原因是种群数量增加速度较快,D错误。
故选B。
15.为研究赤霉素和光敏色素(捕获光信号的蛋白质)在水稻幼苗发育中的作用,科研人员将野生型、光敏色素A突变体、光敏色素B突变体的水稻种子播种在含有不同浓度赤霉素合成抑制剂PAC的培养基中,在光照条件下培养8天后测量地上部分和主根的长度,得到如图所示结果。下列对实验结果的分析,错误的是( )
A.三种水稻地上部分的生长均随PAC浓度增加而受到抑制
B.浓度为10-5 mol·L-1和10-4 mol·L-1的PAC对主根生长均为抑制作用
C.适当降低赤霉素含量对三种水稻主根生长均有促进作用
D.光敏色素B捕获光信号异常使赤霉素对主根伸长的抑制减弱
【答案】B
【分析】分析图中曲线,由图1可知,三种水稻地上部分的生长均随PAC浓度增加而受到抑制;由图2可知,适当降低赤霉素含量对三种水稻主根生长均有促进作用。
【详解】A、由图1可知,三种水稻地上部分的生长均随PAC浓度增加而受到抑制,A正确;
B、由图2可知,浓度为10-5 mol·L-1的PAC对主根生长为促进作用,B错误;
C、由图2可知,适当降低赤霉素含量对三种水稻主根生长均有促进作用,C正确;
D、由图2可知,光敏色素B突变体接受光信号异常使赤霉素对主根伸长的抑制减弱,D正确。
故选B。
16.雄蚕食桑少、产丝率比雌蚕高20%左右,但普通蚕(图1)难以通过外形判断其性别,故研究者制作了一套雌蚕和雄蚕的平衡致死系统(图2),利用二者互相交配或者与其他野生型蚕交配,最终实现只养雄蚕。图3表示某特殊蚕的染色体和基因组成。下列说法错误的是( )
A.l1和l2基因相对于野生型基因而言,是隐性基因
B.图2中雄蚕与野生雌蚕交配,后代雌蚕全部死亡
C.图2中雌雄蚕互相交配,其子代雄蚕的染色体组成和基因型与图2中的雄蚕相同
D.如用图3中雌蚕替代图2中雌蚕,不能实现与图2中雌蚕相同的功能
【答案】D
【分析】根据题干和图示分析,平衡致死系统中利用染色体变异选育雄蚕进行生产,当染色体等位基因上都为致死基因或者有致死基因和未改造的W染色体结合均会死亡。
【详解】A、l1和l2基因是致死基因,根据题目分析图二雄蚕基因型个体存在,所以对于野生型基因+而言是隐性基因,A正确;
B、图2中雄蚕与野生雌蚕交配,后代雌蚕基因型为Zl1+W、Z+l2W,致死基因和未改造的W染色体结合死亡,B正确;
C、图2中雌雄蚕互相交配,其子代雄蚕Zl1+Zl1+,染色体上相同位点均为致死基因,个体死亡;Zl1+Z+l2个体的染色体组成和基因型与图2中的雄蚕相同,C正确;
D、图3中雌蚕与图2中雌蚕只是致死基因改变l1变成l2,其染色体其他结构与组成相同,所以能实现与图2中雌蚕相同的功能,D错误。
第II卷
二、非选择题:共 5 题, 共 60分。
17.图1是将玉米的PEPC酶(与的固定有关)基因与PPDK酶(催化初级受体“PEP”的生成)基因导人水稻后,在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响。图2是在光照为1000Lux下测得温度影响光合速率的变化曲线。请据图分析回答下列问题:
(1)转基因成功后,正常情况下,PEPC酶应在水稻叶肉细胞的___________(填细胞结构)处发挥作用。
(2)原种水稻A点以后限制光合作用的主要环境因素为___________(答2点即可),转基因水稻___________(填“是”或“不是”)通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率。图1是在___________℃下测得的结果。
(3)原种水稻中,与的固定有关的酶是Rubisco酶,从固定有关酶的角度分析转双基因水稻比原种水稻光合速率大的原因可能是___________。
(4)为了探究“高光照强度下,转基因水稻光合速率的增加与导入的双基因编码的酶的相关性”,请利用转双基因水稻,PEPC酶的专一抑制剂(简称A)、PPDK酶的专一抑制剂(简称B)等设计实验。完成以下实验思路:取生理状态相同的转双基因水稻若干,均分四组,在高光照强度时,分别进行不处理、___________、___________、___________处理,其余条件相同且适宜,一段时间后,测定四组转双基因水稻的净光合速率。
【答案】(1)叶绿体基质
(2) 温度、浓度 不是 30
(3)PEPC酶比Rubisco酶活性更强,固定的效率更高
(4) 仅用A处理 仅用B处理 A和B共同
【分析】据题可知,玉米的PEPC酶与CO2 的固定有关,PPDK酶催化 CO2 初级受体“PEP”的生成,这两种酶都与光合作用的暗反应有光,并且将这两种基因导入水稻中,在不同光照强度下与不同温度下,比较双转基因水稻与原种水稻的的净光合速率。
【详解】(1)因PEPC酶与CO2 的固定有关,而CO2 的固定是光合作用的暗反应阶段,在叶绿体的基质中进行,所以PEPC酶应在水稻的叶肉细胞的叶绿体基质处发挥作用。
(2)影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度、CO2 的浓度,原种水稻在A点以后,随着光照强度的增加,光合速率不再变化,说明A点以后限制光合速率的因素不再是光照强度,此时限制光合速率的环境因素应该是温度和CO2 的浓度。通过图2可知,双转基因水稻光合作用的最适温度与原种水稻的最适温度相同,说明转基因水稻不是通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率。据题可知,图2是在光照为1000Lux下测得的,图1中光照强度为1000Lux时,净光合速率为25μmol•m-2•s-1,图2中净光合速率为25μmol•m-2•s-1时对应的温度是30℃。
(3)据题可知,双转基因水稻与原种水稻的差异在于固定CO2 的酶,在相同光照强度或者温度条件下,双转基因水稻的光合速率都大于原种水稻,说明双转基因水稻固定CO2 的效率更高,而PEPC酶比Rubisco酶活性更强。
(4)根据题意可知,要探究“高光照强度下,转基因水稻光合速率的增加与导入的双基因编码的酶的相关性”,并且给出了PEPC酶的专一抑制剂(简称A)、PPDK酶的专一抑制剂(简称B),根据实验设计的一般原则,实验的处理有四种:①不做处理(空白对照)、②单独用A处理、③单独用B处理、④用AB同时处理,处理一段时间以后,然后在相同且适宜培养,一段时间后,测定四组转双基因水稻的净光合速率。
【点睛】本题结合图形考查了影响光合作用的因素,同时也考查了与光合作用有光的探究实验,要把基本知识和给出的曲线图结合起来,应用已有知识准确解答相关问题。
18.土壤中重金属污染会严重影响茶叶的品质。某科研小组对某重金属污染地区的单作茶园生态系统(种植单一品种茶树)进行了调查研究。请回答下列问题:
(1)茶农一般每隔3个月进行一次人工除草。从种间关系分析,人工除草的目的主要是___________。从能量流动的角度分析,人工除草能够___________。
(2)有的茶农在茶树下间种草菇,茶树的落叶可为草菇提供营养,栽培草菇剩下的基质又可被茶树根系吸收利用,这种生产模式体现了生态系统的___________功能。
(3)科研小组选择适宜的大豆进行茶、豆间作,与单作茶园相比,茶园土壤中镉等重金属浓度明显下降,且土壤肥力明显提升,其原因有___________。
(4)为提高生物多样性的___________价值,在茶园的某一区域进一步建立了一个集种植。养殖,采摘和休闲为一体的新型人工生态系统,科研小组对该新型人工生态系统的能量流动进行定量分析,得出相关数据,如下表所示(部分数据未给出,能量单位为J/·a,肉食性动物作为只占据一个营养级研究)。
生物类型
X
传递给分解者的能量
未利用的能量
传递给下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
生产者
50
5.0
95.0
25.0
0
植食性动物
12.7
1.3
12.0
Y
6.0
肉食性动物
6.3
0.5
6.5
2.7
11.0
①流入该生态系统的总能量为___________J/cm2·a。
②分析表中数据及各营养级能量的分配,表中X是指___________,表中的数据Y为___________J/cm2·a。
【答案】(1) 减轻茶树与杂草间的竞争 调整能量流动方向,使能量更多流向茶树
(2)物质循环
(3)大豆吸收了重金属,而根瘤菌固氮增加了土壤肥力
(4) 直接 192×103 呼吸作用消耗的能量 5×103
【分析】研究能量流动,可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量,可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用,还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
【详解】(1)茶树和杂草是种间竞争关系,它们之间会竞争营养物质和光能,所以从种间关系分析,人工除草的目的主要是减轻茶树与杂草间的竞争。从能量流动的角度分析,人工除草能够调整能量流动方向,使能量更多流向茶树;
(2)有的茶农在茶树下间种草菇,茶树的落叶可为草菇提供营养,草菇作为分解者,将腐殖质中的有机物分解为无机物,栽培草菇剩下的基质又可被茶树根系吸收利用,这种生产模式体现了生态系统的物质循功能;
(3)科研小组选择适宜的大豆进行茶、豆间作,与单作茶园相比,茶园土壤中镉等重金属浓度明显下降,且土壤肥力明显提升,说明大豆吸收了重金属,而根瘤菌是固氮菌,增加了土壤肥力;
(4)直接价值是对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科研研究和文学艺术创作等非实用意义的价值,在茶园的某一区域进一步建立了一个集种植,养殖,采摘和休闲为一体的新型人工生态系统,体现了生物多样性的直接价值。
①流入该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能(50+5+95+25)和人为输入的能量(6+10),流入该生态系统的总能量为192×103 J/ cm2⋅ ·a;
②同化量的去向包括呼吸作用消耗的能量,流入下一营养级,流向分解者,未被利用的能量。其中X为呼吸作用消耗的能量;根据能量守恒定律,流入植食性动物的能量为25.0+6.0=12.7+1.3+12+Y,求得Y=5,能量单位为 103 J/ cm2⋅ ·a,即为表中的数据Y为5×103J/cm2·a。
19.俗话说“苦尽甘来”,但我们都有这样的体验:即便在苦药里加糖,仍会感觉很苦,即“甜不压苦”。研究发现,味细胞(TRC)位于舌面和上颚表皮,可以感受甜味和苦味分子的刺激。味觉皮层中,产生甜味和苦味的区域分别称为CeA和GCbt。下图为甜味和苦味神经通路示意图,昧细胞(TRC)识别信息分子并经信号转换后,传递至匹配的神经节神经元。这些信号再经脑干孤束吻侧核(rNST)中的神经元突触传导,最终抵达味觉皮层。回答下列问题。
(1)味细胞(TRC)通过______识别甜味或苦味分子,在①处信号的转换过程是______。
(2)CeA和GCbt位于______的味觉中枢中,若刺激②处,不能在TRC上检测到电位变化,原因是______。味觉的产生不属于反射活动,原因是______。
(3)若脑干受损,则可能无法感受苦味或甜味,原因是______。病人在吃苦药时,即使药中放糖,嘴里感觉更多的还是苦味,即“甜不压苦”,请据图分析原因:______。(答出两点)。
【答案】(1) 特异性受体##受体 电信号-化学信号-电信号
(2) )大脑皮层 神经递质只由突触前膜释放,作用于突触后膜 不是完整的反射弧参与
(3) 在苦味和甜味的产生过程中,兴奋传递到大脑皮层的过程要经过脑干 )苦味中枢(GCbt)能抑制甜味的产生,但甜味中枢(CeA)不能抑制苦味的产生;并且当有苦味产生时,机体能通过正反馈调节产生更多的苦味
【分析】神经调节的基本方式是反射,完成反射的结构基础是反射弧,反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五个部分构成,图中①是神经末梢和细胞连接处,②是神经纤维。
【详解】(1)味细胞(TRC)通过(特异性)受体识别甜味或苦味分子,神经冲动在①神经纤维和细胞连接处(相当于一个突触),信号传递方式为电信号一化学信号一电信号。
(2)CeA和GCbt是产生甜味和苦味的区域,位于大脑皮层的味觉中枢中,若刺激②处,神经递质只由突触前膜释放,作用于突触后膜,故在TRC上不能检测到电位变化。甜味和苦味分子首先被舌面和上颚表皮上专门的味细胞(TRC)识别,经信号转换后,传递至匹配的神经节神经元,最终传到大脑皮晨产生甜味和苦味的感觉,该过程不叫反射,因为该过程不是完整的反射弧参与(传出神经和效应器没有参与)。
(3)在苦味和甜味的产生过程中,兴奋传递到大脑皮层的过程要经过脑干,若脑干受损,则可能无法产生苦味或甜味。形成甜味和苦味的神经通路是各自独立的,苦味物质的刺激传导到GCbt产生苦味,并正反馈调节放大这种苦味反应,负反馈调节抑制甜味反应。加入甜味物质后,在大脑皮层CeA会产生甜味,但甜味中枢(CeA)不能抑制苦味的产生,故“甜不压苦”。
20.自然界中存在一类称为“单向异交不亲和”的玉米,该性状由G/g控制,其中G决定单向异交不亲和。该性状的遗传机制是“含有G的卵细胞不能与g的花粉结合受精,其余配子间结合方式均正常”。玉米籽粒颜色紫色和黄色为一对相对性状,用A/a表示,两对性状独立遗传。研究人员选择纯种紫粒单向异交不亲和品系与正常纯种黄粒品系进行杂交,F1均为紫粒,F1进行自交获得F2。
(1)玉米的籽粒颜色中隐性性状是_________,F1的基因型是_________。
(2)为了让亲本正常杂交,黄粒品系应作为___________(填“父本”或“母本”),理由是_________。
(3)F1产生的可接受g花粉的卵细胞的基因型及比例是_________,F2中纯种育性正常黄粒的比例是_________。
(4)科研人员利用转基因技术将一个育性恢复基因M导入F1中,发现M能够使籽粒的紫色变浅成为浅紫色;只有将M导入G所在的染色体上才可以使其育性恢复正常。现在利用F1作母本进行测交实验,探究M基因导入的位置。
①若M导入G所在的染色体上,则子代的籽粒颜色及比例为__________。
②若M的导入破坏了A基因序列,则子代的籽粒颜色及比例为__________。
③若M导入G以外的染色体上,且没有破坏A基因序列,则子代的籽粒颜色及比例为_________。
【答案】(1) 黄粒 AaGg
(2) 母本 单向异交不亲和品系做母本时,由于G基因的卵细胞不能接受g基因的花粉,无法产生后代
(3) Ag:ag=1:1 1/12
(4) 紫粒:浅紫粒:黄粒=1:1:2 全为黄粒 浅紫粒:黄粒=1:1或者紫粒:黄粒=1:1或者浅紫粒:紫色:黄粒=1:1:2
【分析】基因自由组合定律的实质是进行有性生殖的生物在产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离的同时,位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,基因自由组合定律同时也遵循基因的分离定律。
【详解】(1)据题意可知,纯种紫粒品系与纯种黄粒品系进行杂交,F1均为紫粒,说明紫粒为显性,黄粒为隐性,F1基因型为Aa,再考虑另外一对相对性状,G决定单向异交不亲和,因此亲代纯种单向异交不亲和品系(GG)与正常纯种品系(gg)进行杂交,F1基因型为Gg,因此F1的基因型是AaGg。
(2)题干中含有G的卵细胞不能与g的花粉结合受精,单向异交不亲和品系做母本时,由于G基因的卵细胞不能接受g基因的花粉,无法产生后代,因此黄粒品系应作为母本。
(3)F1的基因型为AaGg,产生配子及比例为AG:Ag:aG:ag=1:1:1:1,含有G的卵细胞不能与g的花粉结合受精,因此F1产生的可接受g花粉的卵细胞的基因型及比例是Ag:ag=1:1,F2中纯种育性正常黄粒(aagg)的比例是1/4×1/3=1/12。
(4)利用F1(AaGg)作母本进行测交(与aagg)实验,后代AaGg:Aagg:aaGg:aagg=1:1:1:1,若M导入G所在的染色体上,则后代可表示为AaGMg(浅紫粒):Aagg(紫粒):aaGMg(黄粒):aagg(黄粒)=1:1:1:1,即紫粒:浅紫粒:黄粒=1:1:2;若M的导入破坏了A基因序列,则后代可表示为AMagg(黄粒):aagg(黄粒)=1:1,即全是黄粒;若M导入G以外的染色体上,且没有破坏A基因序列,①若M基因导入A所在染色体,但没有破坏A基因序列,则后代可表示为AaggM(浅紫粒):aaggM(黄粒)=1:1,②若M基因导入a所在染色体,则后代可表示为Aagg(紫粒):aaggM(黄粒)=1:1,③若M基因导入g所在染色体,则后代可表示为AaggM(浅紫粒):aaggM(黄粒)=1:1,④若M基因导入A、a、g以外所在染色体,则后代可表示为AaggM(浅紫粒):Aagg(紫粒):aagg(黄粒):aaggM(黄粒)=1:1:1:1,因此子代的籽粒颜色及比例为浅紫粒:黄粒=1:1或者紫粒:黄粒=1:1或者浅紫粒:紫色:黄粒=1:1:2。
21.1965年中国科学家人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素,摘取了人工合成蛋白质的桂冠。此后科学家又提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的两种方法:AB法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种 DNA片段,利用工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素;BCA法是利用胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因,导入工程菌获得胰岛素。这两种方法使用同一种质粒作为载体。回答下列问题。
(1)AB法中人工合成的两种 DNA片段均有多种可能的序列的原因是______(填“AB”、“BCA”或“AB和BCA”)法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
(2)图中是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。为使目的基因与载体正确连接,在设计PCR引物时可添加限制酶______的识别序列。通过上述方法获得人的胰岛素基因后,需要通过PCR技术进行扩增,已知胰岛素基因左端①处的碱基序列为-CCTTTCAGCTCA-,则其中一种引物设计的序列是5′-______-3′。
(3)β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。据此简述筛选工程菌的过程______。
(4)科学家利用蛋白质工程技术,研制出了赖脯胰岛素,与天然胰岛素相比,其皮下注射后易吸收、起效快。写出获取赖脯胰岛素基因的流程:______。
【答案】(1)AB和BCA
(2) XhoⅠ和MunⅠ
- CTCGAGCCTTTCAGCTCA-
(3)经钙离子处理的大肠杆菌与重组质粒混合培养一段时间后,再将大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上筛选出白色的菌落即为工程菌
(4)从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对于的脱氧核苷酸序列
【分析】蛋白质工程的过程:根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因);最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【详解】(1)结合题干BCA法是通过从人体胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因,以及题干“AB法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种 DNA片段”,而在基因的结构中,启动子在非编码区,是不会被转录和翻译的,故AB和BCA法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
(2)根据题图,对于目的基因,SalⅠ和NheⅠ的作用位点在目的基因中间,会破坏目的基因,则在引物设计时不能选择这两种限制酶,那么只能在XhoⅠ和MunⅠ和EcoRⅠ中选择,同时质粒上EcoRⅠ的其中一个作用位点在标记基因上,所以只能选择XhoⅠ和MunⅠ两种限制酶,则需要在设计PCR引物时可添加限制酶XhoⅠ和MunⅠ的识别序列;
已知胰岛素基因左端①处的碱基序列为-CCTTTCAGCTCA-,在设计引物时需要添加限制酶XhoⅠ和MunⅠ的识别序列,根据两种酶在质粒上的位置上可知,XhoⅠ识别序列需要添加在目的基因的左侧,MunⅠ的识别序列需要添加杂目的基因的右侧,其中一种引物设计的序列是胰岛素基因左端①处的碱基序列为-CCTTTCAGCTCA-,由于DNA合成时,新链的延伸方向为5′→3′,即其中一种引物与模板链3′(①处互补的位置)碱基互补配对,所以其中一种引物设计的序列为5′- CTCGAGCCTTTCAGCTCA-3′。
(3)已知:β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。而结合题干题图,目的基因的插入破坏了lacZ基因的结构,使其不能正常表达,无法产生β-半乳糖苷酶,底物X-gal不会被分解,故简述筛选工程菌的过程为:经钙离子处理的大肠杆菌与重组质粒混合培养一段时间后,再将大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上筛选出白色的菌落即为工程菌。
(4)科学家利用蛋白质工程技术,研制出了赖脯胰岛素,与天然胰岛素相比,其皮下注射后易吸收、起效快。写出获取赖脯胰岛素基因的流程:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对于的脱氧核苷酸序列。
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