2024届山东省泰安市高三下学期4月二模考试生物试题(原卷版+解析版)
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生物试题
本试卷共12页。试卷满分为100分,答题时间为90分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、学号、学校、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。
2.每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,不能答在试卷上。
3.考试结束后,监考人员将本试卷和答题卡一并收回。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列关于生物学实验的叙述,错误的是( )
A. 观察到质壁分离时细胞不一定正在失水
B. 高倍显微镜下可观察到叶绿体的形态、结构和分布
C. 性状分离比的模拟实验中,两个小桶内彩球的总数可以不同
D. 用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌无氧呼吸产生的酒精,应先耗尽培养液中的葡萄糖
【答案】B
【解析】
【分析】1、由于雄性配子的数量多于雌配子的数量,所以性状分离模拟实验中代表雌、雄生殖器官的2个小桶中彩球总数可以不同;
2、酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基,也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基,因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化;
3、当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,液泡逐渐缩小,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,即发生了质壁分离,浓度差越大细胞失水也多,质壁分离现象越明显。
【详解】A、观察到质壁分离状态的细胞可能继续失水,也可能发生质壁分离复原而吸水,A正确;
B、叶绿体的内部结构属于亚显微结构,在光学显微镜下观察不到,电子显微镜下才能看到细胞器的结构,B错误;
C、由于雄性配子的数量多于雌配子的数量,所以性状分离模拟实验中代表雌、雄生殖器官的2个小桶中彩球总数可以不同,C正确;
D、酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化,所以用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌无氧呼吸产生的酒精,应先耗尽培养液中的葡萄糖,D正确。
故选B。
2. 心脏衰竭(HF)是一个重要的全球公共卫生问题,空军医科大学研究发现了SLC40A1(铁转运蛋白)基因参与心肌铁水平调节的机制,Steap4(铁氧化还原酶)与SLC40A1相互作用,促进SLC40A1介导的Fe2+从心肌细胞外排(如图)。据图分析正确的是( )
A. 图中Fe2+外排时转运蛋白的空间结构发生变化
B. 铁是维持细胞和生物体正常生命活动的大量元素
C. 线粒体可直接将葡萄糖彻底氧化分解供能
D. 提高心肌细胞中Steap4的活性有助于治疗心脏衰竭
【答案】A
【解析】
【分析】有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
【详解】A、图中Fe2+外排时是逆浓度梯度进行的,为主动运输过程,需要转运蛋白,且转运过程中转运蛋白的空间结构会发生变化,A正确;
B、铁在细胞中含量少,属于微量元素,具有维持细胞和生物体正常生命活动的作用,B错误;
C、线粒体不能直接将葡萄糖彻底氧化分解供能,葡萄糖需要首先在细胞质基质中分解成丙酮酸,而后丙酮酸可进入到线粒体中被彻底氧化分解,C错误;
D、提高心肌细胞中Steap4的活性会促进Fe2+的产生和外排,因而不利于治疗心脏衰竭,因为图中显示心脏衰竭是由于铁缺乏引起的,D错误。
故选A。
3. 高尔基体是有“极性”的,构成高尔基体的膜囊有顺面、中间和反面三部分。顺面接受来自内质网的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面参与溶酶体酶(具有M6P标记)等蛋白质的分类和包装。图示发生在高尔基体反面的3条分选途径。下列说法错误的是( )
A. 组成型分泌可能有利于物质的跨膜运输
B. 可调节性分泌离不开细胞间的信息交流
C. M6P受体数量减少会抑制衰老细胞器的分解
D. 顺面接受来自内质网的物质时需要膜上大量转运蛋白的参与
【答案】D
【解析】
【分析】1、高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,在动植物细胞中的功能不完全同,在动物细胞中与细胞分泌物的形成有关,在植物细胞中与细胞壁的形成有关;
2、分泌蛋白在核糖体上合成之后,在内质网上初步加工,然后转移至高尔基体做进一步加工、分类和包装,经细胞膜排出。整个过程主要由线粒体功能。
【详解】A、高尔基体通过组成型分泌的蛋白质与细胞膜结合,形成膜蛋白,有些膜蛋白具有物质运输的作用,所以组成型分泌可能有利于物质的跨膜运输,A正确;
B、可调节性分泌需要信号分子与细胞膜上的受体蛋白结合,经过一系列信号传导进行调控,所以可调节性分泌离不开细胞间的信息交流,B正确;
C、高尔基体反面参与溶酶体酶(具有M6P标记)等蛋白质的分类和包装,所以溶酶体酶的包装和分选涉及到M6P受体,M6P受体减少会影响溶酶体酶的形成,衰老的细胞器是通过溶酶体中的水解酶分解的,所以M6P受体减少会抑制衰老细胞器的分解,C正确;
D、高尔基体顺面接受内质网合成的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面参与溶酶体酶(具有M6P标记)等蛋白质的分类和包装,两区膜的功能不同,含有的蛋白质种类、数量不相同,有些蛋白质只在高尔基体的顺面,有些蛋白质只在高尔基体的反面,所以顺面接受来自内质网的物质时不一定需要膜上转运蛋白的参与,D错误。
故选D。
4. 雌猫在胚胎发育早期,胚胎细胞中的1条X染色体会随机失活,只有1条X染色体保留活性,相关的分子机制如图所示。下列说法错误的是( )
A. 转录时基因Xist和Tsix共用同一条模板链
B. X染色体失活是发生在Xist基因转录后
C. 保留活性的X染色体上Xist基因与Tsix基因均能表达
D. 该机制的研究有望应用于21三体综合征的治疗
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:X染色体失活中心的Xist基因转录出XistRNA后,XistRNA包裹X染色体并吸引失活因子的集聚,从而导致X染色体失活。
【详解】A、Xist基因和Tsix基分别为互补链上的基因,两基因的模板链不同,A错误;
B、分析题图可知,X染色体失活是发生在失活中心的Xist基因转录出XistRNA后,B正确;
C、保留活性的X染色体上Xist基因与Tsix基因均能表达,Tsix基因转录得到的TsixRNA可以与Xist基因转录出的XistRNA结合,可以抑制XistRNA包裹X染色体,阻止XistRNA发挥作用,使表达该基因的染色体保持活性,C正确;
D、可以通过促进21号多出的一条染色体上失活中心的关键基因的转录,转录出的RNA对21号多出的染色体进行包裹并吸引失活因子聚集,从而使得多出的那条染色体失活,21号两条染色体正常发挥作用的方法,因此该机制的研究有望应用于21三体综合征的治疗,D正确。
故选A。
5. 杂交水稻的无融合生殖指的是不发生雌、雄配子的细胞核融合而产生种子的一种无性繁殖方式。无融合生殖过程主要由两个基因控制:含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,减数第二次分裂正常,导致雌配子染色体数目加倍;含基因P的植株产生的雌配子不经过受精作用直接发育成个体。雄配子的发育不受基因A、P的影响。下列说法错误的是( )
A. 基因型为AaPp的水稻自交,子代基因型与亲代相同
B. 基因型为Aapp的水稻自交,子代基因型为Aaapp
C. 利用无融合生殖技术可以获得母本单倍体植株
D. 利用无融合生殖技术可以保持作物的杂种优势
【答案】B
【解析】
【分析】题意分析,雄配子的发育不受基因A、P的影响,而基因A、P影响雌配子的形成,从而可以使子代保持母本基因型。
【详解】A、基因型为AaPp的水稻自交,含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍,形成AaPp的配子,含基因P的植株产生的雌配子不能进行受精作用,直接发育成个体,因此,子代基因型仍为AaPp,A正确;
B、基因型为Aapp的水稻自交,含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍,形成Aapp的雌配子,作父本时产生的雄配子是Ap和ap,受精作用后产生的子代子代基因型为AAappp和Aaappp,B错误;
C、如基因型为aaPP的母本,可产生aP的配子,aP可直接发育成个体,因此利用无融合生殖技术可以获得母本的单倍体植株,C正确;
D、如果基因型为AaPp的个体具有优良性状,其自交后代的基因型不变,利用无融合生殖技术可以保持作物的杂种优势,D正确。
故选B。
6. 转座子是染色体上一段能够自主复制和移位的DNA序列。复制型转座子的 DNA 通过转录RNA 来合成相应DNA片段,然后插入新位点。非复制型转座子直接将自身DNA从原来位置切除并插入新的位点。澳洲野生稻在过去近300万年内,3种独立的转座子增加了约4×108个碱基对,总量约占整个基因组的60%以上。下列叙述,错误的是( )
A. 复制型转座子转座过程需要逆转录酶、DNA 连接酶等参与
B. 澳洲野生稻的基因组大小的变化主要是复制型转座子引起的
C. 转座子可能会造成基因和染色体的改变,给基因组造成潜在危害
D. 转座子可能造成基因组不稳定,降低遗传多样性,不利于生物进化
【答案】D
【解析】
【分析】1、转座子是一段能移位的DNA序列,所以会引发基因突变,属于可遗传变异可以为生物进化提供原材料;
2、物种形成的3个环节:突变和基因重组为生物进化提供原材料;自然选择使种群的基因频率定向改变;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、复制型转座子转座过程是转座子的DNA通过转录RNA来合成相应DNA片段,故需要用到逆转录酶、DNA聚合酶等的参与,A正确;
B、澳洲野生稻在过去近300万年内,3种独立的转座子增加了约4×108个碱基对,总量约占整个基因组的60%以上,故可以说澳洲野生稻基因组的大小变化主要是由复制型转座子引起的,B正确;
C、转座子是一段能移位DNA序列,可能会引发基因和染色体的改变,给基因组造成潜在危害,C正确;
D、转座子可能造成基因组不稳定,降低遗传的稳定性,不利于生物进化,而不是降低遗传的多样性,D错误。
故选D。
7. “三高”指高血压、高血糖、高血脂,是成年人常见的代谢综合征,临床上还经常伴有高尿酸血症,吃得太多、运动太少,一般是它们发生的共同基础。交感神经的过度激活、免疫炎症反应及其相互促进作用是形成高血压的重要机制,而升高的血压反过来也会加重后二者,形成三者相互促进的恶性循环,从而造成靶器官损伤。下列说法正确的是( )
A. 胰岛素分泌不足是形成糖尿病的根本原因
B. 交感神经是传出神经,兴奋时可使心跳加快,血管、支气管收缩
C. 减少糖类、脂质摄入就不会患代谢综合征
D. 免疫炎症反应会升高血压,高血压可能触发免疫功能异常,导致自身免疫疾病
【答案】D
【解析】
【分析】糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损,或两者兼有引起。长期存在的高血糖,导致各种组织,特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍。
【详解】A、胰岛素直接或间接不足会形成糖尿病,但不是根本原因,A错误;
B、交感神经的主要功能是使心跳加快,皮肤及内脏血管收缩,冠状动脉扩张,血压上升,支气管舒张,B错误;
C、代谢综合征的一般原因是吃的太多,运动太少,减少糖类、脂质摄入只是减少了部分物质来源,不一定不患代谢综合征,C错误;
D、自身免疫疾病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害的疾病,免疫炎症反应会升高血压,使机体受损,说明高血压属于自身免疫病,D正确。
故选D。
8. 海兔神经系统的研究为神经生物学的发展做出了重大贡献。轻触海兔的喷水管,其鳃就会收缩,这一反射称为缩鳃反射。若连续重复此种轻触刺激,海兔的缩鳃反射将逐渐减弱甚至消失,这种现象称为习惯化。再给予海兔喷水管一个强刺激,可以去除习惯化。图甲表示海兔缩鳃反射习惯化的神经环路示意图,图乙表示习惯化前后轴突末梢变化模型。下列说法正确的是( )
A. 当神经纤维某处处于外负内正的状态时,K+通道不可能处于开放状态
B. 刺激a点,b点能检测到膜电位变化,则说明兴奋传递只能是单向的
C. 习惯化后再给予喷水管强刺激,可能使神经末梢释放的物质增加
D. 若提高突触后膜产生动作电位的“阈值”,则可能消除习惯化
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析:由图甲可知,此反射弧包含了感觉神经元、中间神经元和运动神经元三种神经元,效应器指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等,即效应器是传出神经末梢及其所支配的鳃;由图乙可知,习惯化后Ca2+进入神经细胞减少,导致神经递质释放量减少。
【详解】A、当恢复静息电位时,刚开始神经纤维也处于外负内正的状态,K+通道是打开的,A错误;
B、要证明单向传递,还需要设计刺激b、检测a的膜电位变化的对照实验,只刺激a点,b点能检测到膜电位变化,不可以说明兴奋传递是单向的,B错误;
C、从图乙可以看出习惯化是神经递质释放减少导致的,习惯化后再给予海兔以喷水管强刺激,可以去除习惯化,可能使神经末梢释放的物质增加,C正确;
D、由题意可知“习惯化”是因为连续重复弱刺激(轻触刺激),缩鳃反射将逐渐减弱甚至消失而引起的,如果能降低此突触后膜产生动作电位的“阈值”,就会发生正常兴奋,则可能消除“习惯化”现象,D错误。
故选C。
9. 乙肝病毒(HBV)携带者肝脏中的T细胞表面存在高表达抑制性受体(TIGIT分子),其与肝脏等细胞表面的某信号分子结合后,会抑制T细胞活性,使肝脏处于免疫耐受状态,以减少损伤产生。为研究TIGIT分子在HBV免疫耐受维持中所起的作用,科研人员进行了相关实验研究,实验结果如图乙所示(血清中ALT含量可作为肝细胞损伤程度的指标)。下列说法正确的是( )
A. 图甲给小鼠多次注射TIGIT是为了获得较多的记忆细胞
B. 图甲中③过程需要添加抗生素,其目的是防止病毒污染
C. 图乙结果可说明第3组小鼠的肝脏处于免疫耐受状态
D. 图乙显示TIGIT单抗可有效避免乙肝模型鼠的肝细胞损伤
【答案】C
【解析】
【分析】分析题干信息,TIGIT分子与肝脏等细胞表面的某信号分子结合后,会抑制T细胞活性,使肝脏处于免疫耐受状态,而抗TIGIT的单克隆抗体阻断TIGIT抑制通路,抗TIGIT的单克隆抗体能够与TIGIT特异性结合使TIGIT无法与肝脏细胞表面信号分子结合,从而阻断TIGIT对T细胞活性的抑制。
【详解】A、给小鼠多次注射TIGIT是为了获得较多的B淋巴细胞,A错误;
B、添加抗生素,其目的是防止细菌污染,抗生素不能抑制病毒的增殖,B错误;
C、由题干可知,乙肝病毒为了保护宿主细胞肝细胞不被细胞毒性T细胞裂解,就会通过一系列过程使肝脏处于免疫耐受状态,C正确;
D、由图乙可知血清中ALT含量越高,肝细胞损伤程度越高,使用TIGIT单抗会增强乙肝模型鼠的肝细胞损伤,D错误。
故选C。
10. 生态学家调查了北极某地鳕鱼的年龄结构,并将该数据用于预测在不同捕鱼强度、使用不同孔径渔网时所得到的鳕鱼捕获量,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A. 使用不同孔径的渔网能够改变鳕鱼的出生率
B. 当捕捞强度为45%时,有利于种群的可持续发展
C. 不同时刻捕获量的大小能反映出鳕鱼密度的相对大小
D. 提高长期捕获量宜采用较低的捕鱼强度和较大孔径渔网
【答案】B
【解析】
【分析】从图中看出捕捞强度在26%可以持续捕获更多的鱼,而如果捕捞强度在45%,会使捕捞量逐渐降低,而使用160mm孔径的渔网可以捕获更多的鱼。
【详解】A、使用不同孔径的渔网收获的鱼的大小不同,从而改变种群的年龄组成,进而改变鳕鱼的出生率,A正确;
B、据图分析,持久保持捕捞强度45%会导致鳕鱼的种群数量不断减小,甚至消失,B错误;
C、不同时刻捕获量的大小能反映出鳕鱼密度的相对大小,捕获量越大,说明种群密度越大,C正确;
D、从图中看出采用较低的捕鱼强度(26%)和较大孔径渔网(160mm)有利于提高长期捕获量,D正确。
故选B。
【点睛】本题以曲线图为载体,考查种群密度调查方法和年龄结构的相关知识,学生需要分析图形,获取其中信息,在结合选项进行解答。
11. 辛普森多样性指数描述的是从一个群落中连续两次抽样所得到的个体属于不同物种的概率,下图是在甲、乙、丙三个不同群落中的8块样地上取样的结果。下列说法正确的是( )
A. 辛普森多样性指数越高,物种丰富度越高
B. 乙群落比丙群落的物种多样性要高
C. 选择样地时要注意多选择个体数目多的样地
D. 与乙、丙相比,甲群落所在生态系统的恢复力稳定性更高
【答案】A
【解析】
【分析】样方法的注意点:①随机取样;②样方大小适中;③样方数量不易太少;④一般选易辨别的双子叶植物(叶脉一般网状);⑤常用五点取样法和等距取样法。
【详解】A、辛普森多样性指数描述的是从一个群落中连续两次抽样所得到的个体属于不同物种的概率,辛普森多样性指数越高,两次抽样所得到的个体属于不同物种的概率越高,因此,辛普森多样性指数越高,物种丰富度越高,A正确;
B、由图可知,乙群落的辛普森多样性小于丙群落的辛普森多样性,因此乙群落比丙群落的物种多样性要低,B错误;
C、使用样方法来调查物种数量时,要保证随机取样,C错误;
D、与乙、丙相比,甲群落的物种丰富度更高,甲所在生态系统的抵抗力稳定性更高,D错误。
故选A。
12. 为研究河流中石块上微生物群落的演替,将灭菌后的裸石置于河流中,统计裸石上不同时间新增物种数目(图1)、自养类群和异养类群的个体数量(图2,A和H分别代表自养和异养类群的优势种),自养类群可为异养类群提供有机碳。下列说法正确的是( )
A. 演替过程中优势种H的环境容纳量上升
B. 该裸石上发生了次生演替,120天后生物数量不再发生改变
C. 120天后,该裸石上群落的结构和周围类似石块上群落的结构完全相同
D. 演替达到稳定后,上述两种类群的能量金字塔是倒金字塔形
【答案】A
【解析】
【分析】随时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫做演替。演替的种类有初生演替和次生演替两种。初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】A、演替过程中优势种H所占的比例在上升,说明优势种H的环境容纳量上升,A正确;
B、据图1可知,演替的前120天,曲线一直在下降,说明生长在裸石上的新增物种数在减少,但物种总数还是增加的,120天后演替达到相对稳定的阶段,群落内的物种组成和生物数量还会发生改变,B错误;
C、120天后,该裸石上群落结构和周围类似石块上群落的结构类似,但不完全相同,C错误;
D、由于能量流动是逐级递减的,所以演替达到稳定后,上述两种类群的能量金字塔是正金字塔形,D错误。
故选A。
13. 我国科技工作者发明“二步发酵法”生产维生素C的工艺是世界首创。第一步发酵用醋酸杆菌合成分泌维生素C前体,第二步发酵用氧化葡萄糖酸杆菌(“小菌”)和假单胞杆菌(“大菌”)混合菌种作为伴生菌,能促进产酸菌生长和产酸。如图为二步发酵法的生产流程。下列说法正确的是( )
A. 可以利用平板划线法纯化混菌发酵法所需的目的菌
B. 单独筛选高效的产酸菌和伴生菌即可用于混菌发酵
C. 伴生菌与产酸菌二者互利共生,不存在种间竞争
D. 生产过程采用混菌发酵法不需要严格的无菌操作
【答案】A
【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、在进行平板划线法时,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落 ,故可以利用平板划线法纯化混菌发酵法所需的目的菌,A正确;
B、产酸菌和伴生菌应共同进行筛选,才能获得最佳的生产维生素C的菌种,单独筛选出的高效的产酸菌和伴生菌不一定适配,B错误;
C、伴生菌与产酸菌会共同竞争空间等资源,二者存在种间竞争,C错误;
D、采用混菌发酵法时,需要进行严格的无菌操作,D错误。
故选A。
14. 将单克隆抗体与前体药物的专一性活化酶偶联(简称抗体导向酶偶联)是特异性治疗肿瘤并减少对正常细胞伤害的最新研究方向。碱性磷酸酶是抗肿瘤药物多柔比星前体的专一性活化酶,医学研究中利用抗体导向酶偶联机理将碱性磷酸酶与单克隆抗体制成“生物导弹”,通过活化多柔比星使其对肿瘤细胞的DNA造成损伤,进而抑制以DNA为模板进行的生理活动,达到治疗肿瘤的目的。下列说法错误的是( )
A. 为获得单克隆抗体应首先给小鼠注射肿瘤细胞表面抗原,得到能产生特定抗体的B细胞
B. 制备单克隆抗体的过程中至少要经过两次筛选,其原理和目的均不同
C. 生物导弹综合利用碱性磷酸酶的定向制导作用和单克隆抗体的特异性杀伤能力
D. 多柔比星不只作用于有增殖能力的细胞
【答案】C
【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,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞;
(2)获得杂交瘤细胞。①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的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、单克隆抗体制备过程中,需要给小鼠注射肿瘤细胞表面抗原,刺激小鼠产生体液免疫,才能得到能产生特定抗体的B细胞,A正确;
B、制备单克隆抗体的过程中至少要经过两次原理和目的均不同的筛选过程,第一次筛选杂交瘤细胞,第二次筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,B正确;
C、生物导弹综合利用了单克隆抗体的定向制导作用和碱性磷酸酶的特异性杀伤能力,C错误;
D、根据题干信息“通过活化多柔比星使其对DNA造成损伤,进而抑制以DNA为模板进行的生理活动”,说明多柔比星还可以抑制细胞的转录过程,而不增殖的细胞也具有转录过程,因此多柔比星不只作用于有增殖能力的细胞,D正确。
故选C。
15. 我国科学家经过多年的反复试验,在世界上率先成功完成了非人灵长类动物克隆猴。研究人员将对卵母细胞进行去核操作的时间控制在10s之内,在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里,并创新思路将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体培育流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 与克隆小猴的细胞相比,图示体细胞的组蛋白甲基化水平较高、乙酰化水平较低
B. “去核卵母细胞”是指去除了DNA——蛋白质复合物的处于MII期的卵母细胞
C. 注入Kdm4d的mRNA并进行TSA处理,可能改变了重构胚中某些基因的碱基序列
D. 为得到遗传背景相同的克隆猴,可将早期胚胎随机切割成2份或4份后再进行胚胎移植
【答案】A
【解析】
【分析】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,叫作表观遗传,除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。
【详解】A、图中Kdm4d的mRNA注入重构胚,并进行TSA处理,而Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,可以催化组蛋白脱去甲基化,TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂,可以干扰组蛋白脱去乙酰化,所以与克隆小猴的细胞相比,图示体细胞的组蛋白甲基化水平较高、乙酰化水平较低,A正确;
B、去核卵母细胞”是指去除了纺锤体-染色体复合物的处于MII期的卵母细胞,B错误;
C、Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,其能降低组蛋白的甲基化水平,TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂,可以干扰组蛋白脱去乙酰化,提高组蛋白的乙酰化水平,最终调节相关基因的表达,没有改变重构胚中某些基因的碱基序列,C错误;
D、胚胎移植需注意将内细胞团均等分割,D错误。
故选A。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 为提高苹果果实中的糖含量,研究者利用同位素标记法进行实验,处理及结果如下表。其中M蛋白主要在根表皮细胞表达且定位在细胞膜上。下列说法正确的是( )
A. M蛋白能促进根系从周围环境中吸收葡萄糖
B. 叶片合成的有机物主要是以葡萄糖的形式运输到苹果根系
C. 根系能吸收葡萄糖,减少了叶片光合产物向根系的运输,使更多糖分配到果实
D. 该培养条件下,促进M基因表达能够提高苹果果实中的糖含量
【答案】ACD
【解析】
【分析】由表格数据可知,将苹果根系置于含有13C标记的葡萄糖培养液中,M基因高表达组根系13C含量显著高于野生型和M基因低表达组,再用用13C标记的CO2处理苹果叶片,M基因高表达组根系13C含量占比要显著低于野生型和M基因低表达组,即根系中葡萄糖的来源有两种,一是从周围环境中吸收,二是叶片合成的有机物运输到根系。
【详解】A、将苹果根系置于含有13C标记的葡萄糖培养液中,M基因高表达组根系13C含量显著高于野生型和M基因低表达组,说明M蛋白能促进根系从周围环境中吸收葡萄糖,A正确;
B、叶片合成的有机物主要是以蔗糖的形式通过韧皮部筛管运输到苹果根系,B错误;
C、将苹果根系置于含有13C标记的葡萄糖培养液中,M基因高表达组根系13C含量显著高于野生型和M基因低表达组,再用用13C标记的CO2处理苹果叶片,M基因高表达组根系13C含量占比要显著低于野生型和M基因低表达组,说明根系能吸收葡萄糖,减少了叶片光合产物向根系的运输,使更多糖分配到果实,C正确;
D、该培养条件下,由表格数据可知,促进M基因表达能促进根系能吸收葡萄糖,减少了叶片光合产物向根系的运输,使更多糖分配到果实,提高苹果果实中的糖含量,D正确。
故选ACD。
17. 家蚕的性别决定类型为ZW型,其体色有黄体和透明体(A/a),蚕丝颜色有彩色和白色(B/b),且两对基因均不位于W染色体上,一只黄体蚕丝彩色雌蚕与一只纯合透明体蚕丝白色雄蚕杂交,F1为黄体蚕丝白色和透明体蚕丝白色个体,F1黄体蚕丝白色个体与透明体蚕丝白色个体自由交配,F2中黄体蚕丝白色(♂):透明体蚕丝白色(♂):黄体蚕丝彩色(♀):透明体蚕丝白色(♀)=1:1:1:1。不考虑突变和互换,下列说法正确的是( )
A. 黄体对透明体为显性,A/a基因位于常染色体上
B. 若只考虑蚕丝颜色,则亲本中雄蚕的基因型为ZBZB
C. 若F2个体自由交配,则子代会出现黄体:透明体=9:7
D. 若F2中的黄体雌蚕与透明体雄蚕杂交,则子代均为蚕丝白色
【答案】BD
【解析】
【分析】黄体雌蚕与纯合白体雄蚕杂交,F1均为白蚕,说明白色为显性;F2雌雄个体体色比例不同,其中雄蚕只有白色,说明控制蚕丝颜色的基因位于性染色体(Z染色体)上,且白色:彩色=3:1,即白色对彩色为显性。
【详解】A、黄体蚕丝白色个体与透明体蚕丝白色个体杂交,F2出现4种表现型,若A/a基因位于常染色体上,考虑性别,子代应出现8种表现型,因此A/a基因位于Z染色体上,A错误;
B、若只考虑蚕丝颜色,F2中白色:彩色=3:1,白色对彩色为显性,而雌、雄个体在蚕丝颜色上个体比例不同,其中雄蚕只有白色,说明控制蚕丝颜色颜色的基因位于性染色体(Z染色体)上,亲本中雄蚕的基因型为ZBZB,B正确;
C、只考虑体色,F2个体基因型为1/4ZAZa、1/4ZaZa、1/4ZAW、1/4ZaW,雄配子种类及比例为1/4ZA、3/4Za,雌配子比例为1/4ZA、1/4Za、1/2W,雌雄配子随机结合,透明体比例为3/4×1/4+3/4×1/2=9/16,黄体:透明体=7:9,C错误;
D、F2中的黄体雌蚕蚕丝颜色是彩色,基因型为ZbW,透明体雄蚕的蚕丝颜色为白色,基因型为ZBZB,两者杂交之后,子代均为蚕丝白色,D正确。
故选BD。
18. 经常受到接触性刺激的植物常表现为叶色深绿、茎秆粗壮、对病虫害抗性增强、生长发育迟缓等现象,形成了接触性形态。研究发现,拟南芥受到接触性刺激后乙烯和茉莉酸两种激素的含量增加,调节机制如图1。下列说法错误的是( )
A. 形成接触性形态植株时,通过乙烯和茉莉酸两条途径使赤霉素含量稳定在较高水平
B. 茉莉酸由植物体内特定腺体分泌,作用于特定靶器官或靶细胞
C. 农业中常见的稻田养鸭模式有利于水稻形成接触性形态
D. 与相同时期的正常植株相比,接触性形态建成的植株是图2中的甲
【答案】AB
【解析】
【分析】由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,叫作植物激素。植物激素作为信息分子,几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。
【详解】A、赤霉素具有促进细胞伸长,从而引起植株增高的功能,故接触刺激导致植物赤霉素含量相对稳定在较低水平,A错误;
B、茉莉酸是一种植物激素,无特定的腺体产生,B错误;
C、农业中常见的稻田养鸭模式有利于水稻形成接触性形态,叶色深绿、发育迟缓、对病虫害抗性增强、光合作用更强,从而提高了水稻产量,C正确;
D、由题干可知,接触性形态建成的植株茎秆更加粗壮、生长发育延缓,所以和同时期的正常植株比较,高度要矮一些,图2中甲植株更符合,D正确。
故选AB。
19. 科研团队对某丘陵地区不同类型的茶园中蜘蛛的相关指数进行了调查,得到下表数据结果(有机茶园不喷洒除草剂,每年采茶1次;无公害茶园每年喷洒除草剂2次,采茶4次;普通茶园每年喷洒除草剂2次,采茶6次)。2005年后,当地百姓响应“绿水青山就是金山银山”的发展理念,对茶园进行了退茶还林(人工种植红松和灌木)。退茶还林几年后调研绘制了松林植被的碳转移途径示意图[单位:吨/(公顷·年)],如图所示。下列说法正确的是( )
A. 用标记重捕法调查茶园中蜘蛛的种群密度时,所做标记不能影响其正常生命活动
B. 普通茶园中蜘蛛的丰富度指数最低的原因可能是喷洒除草剂和频繁采茶
C. 图中植被碳储量应是10.8吨/(公顷·年),其中的能量属于松林生态系统未利用的能量
D. 若以碳转移量代表能量,则第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为6.7%
【答案】BCD
【解析】
【分析】1、一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度;(1)样方法调查时,取样的关键是做到随机取样,不能掺入主观因素;常用的取样方法有五点取样法和等距取样法;(2)调查乔木的种群密度比调查草本植物种群密度时选用的样方面积大;(3)对样方中位于顶点和边线上的个体计数时,采用取相邻两边和这两边的顶点原则。
2、能量流动是指生态系统能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动的途径是沿着食物链和食物网传递的。能量流动的特点是:单向流动,逐级递减的,相邻两个营养级之间的传递效率通常为10%~20%之间,相邻两个营养级的传递效率=能量传递效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
【详解】A、蜘蛛的活动能力弱,活动范围小,只能用样方法调查其种群密度,A错误;
B、普通茶园中与其他茶园相比,使用除草剂次数和采茶的次数较多,因而普通茶园中杂草的种类 少,进而导致其中茶树害虫种类数也减少,即喷洒除草剂和频繁采茶改变了茶园为蜘蛛提供的食物和栖息环境,不利于蜘蛛的生长繁殖,故蜘蛛的丰富度指数最低,B正确;
C、图1中肉食性动物获得的碳量为0.03+0.006+0.084=0.12吨/(公顷·年),据此推出植食性动物获得的碳量为0.03+0.12+0.6+1.65=2.40吨/(公顷·年),进一步推算出植被碳储量=35.9-12.1-10.6-2.4=10.8吨/(公顷·年),该能量属于松林生态系统未利用的能量,C正确;
D、若以碳转移量代表能量,则该生态系统第一营养级到第二营养级的能量传递效率是2.4÷35.9×100%≈6.7%,D正确。
故选BCD。
20. 稻米胚乳直链淀粉含量高会导致食用品质差。研究发现,水稻蜡质基因(Wx)编码直链淀粉合成酶。若Wx基因中第226位碱基是正常的G,该位点所在内含子能被正常剪接,胚乳中直链淀粉含量最高,基因型记做GG;若该位点突变成T,则不能被正常剪接,胚乳中直链淀粉合成水平会降低,基因型记做TT。为检测Wx基因该位点碱基是G或T,研究人员以待测水稻叶片总DNA为材料,以Wx基因片段设计引物如图所示,对PCR扩增产物经AccⅠ酶切后电泳。已知引物1为5'-GCTTCACTTCTCTGCTTGTG-3',两引物之间无另外的AccⅠ酶的识别位点。下列说法正确的是( )
A. 该实验中需设计的引物2为5'-TTCAACTCTCGTTAAATCAT-3'
B. 若酶切产物只能观察到450bp的DNA条带,则表明该水稻品种为TT型
C. GT杂合型水稻品种酶切电泳结果为3条条带
D. 组成上述两种淀粉合成酶的氨基酸种类不同,数目相同
【答案】C
【解析】
【分析】用PCR扩增DNA片段过程中,脱氧核苷酸只能加在引物3'端,子链延长方向是5'→3',故引物的碱基序列应与每条模板链5'端的一段核苷酸链的碱基序列相同,即应以模板链5'端的一段脱氢核苷酸单链片段作引物。
【详解】A、分析题图可知,引物的延伸方向为5'→3',故图示所给引物1设计区碱基序列所在的DNA链为非模板链,故引物1的碱基序列与非模板链的碱基序列相同,而引物2要以引物2设计区碱基序列所在的DNA链为模板,故引物2的碱基序列应与所给序列碱基互补配对,该实验中需设计的引物2为5'-ATGATTTAACGAGAGTTGAA-3',A错误;
B、PCR产物从71bp开始,到530bp为止,共460bp。若被切为大概150bp、300bp的两段,说明PCR产物可被酶切,则基因型应为GG,若PCR产物不被酶切,电泳后只有一条450bp左右的条带,则基因型为TT,B错误;
C、若Wx基因中第226位碱基是正常的G,该位点所在的内含子能被正常剪接,胚乳中直链淀粉含最高,基因型记做GG;若该位点突变成T,则不能被正常剪接,胚乳中直链淀粉的合成水平会降低,基因型记做TT,故GT杂合型水稻品种的G能被酶切成两段,而T不能被酶切,故酶切电泳结果为3条条带,C正确;
D、组成上述两种淀粉合成酶的氨基酸的数目不同,D错误。
故选C。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 植物每年所固定的碳约占大气中碳总量的1/5,约等于化石燃料燃烧所排碳量的10倍之多。研究人员通过研究植物体内碳的转移途径,进一步提高植物的固碳能力,助力减少大气中的CO2浓度,实现“碳中和、碳达峰”。
(1)光能被叶绿体内类囊体薄膜上的___捕获,将水分解后,由___驱动在叶绿体基质中进行的暗反应,将CO2转化为储存化学能的糖类。
(2)绿色植物在光照条件下还能进行光呼吸,具体过程如图所示。R酶具有双重催化功能,在光照、高CO2浓度、低CO2浓度时,催化CO2与C5结合,生成C3,在光照、低CO2浓度、高浓度时,催化O2与C5结合,生成C3和乙醇酸。试从物质、能量及反应条件和场所的角度,分别比较光呼吸与植物细胞有氧呼吸的不同点___。
(3)有些生活在海水中的藻类具有图示的无机碳浓缩过程,能够减弱光呼吸,提高光合作用效率,其原因是:植物通过__方式吸收HCO3-,最终使___。
(4)研究人员通过向水稻叶绿体中引入人工设计合成的一条代谢途径(GOC),能直接在叶绿体中催化乙醇酸转化成CO2,同时抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达,最终提高了水稻的净光合速率。GOC型水稻净光合速率高于野生型水稻的原因包括___。
A. GOC型水稻新增的代谢途径,增加了乙醇酸利用率
B. GOC型水稻新增的代谢途径,直接加速了C3再生C5
C. GOC型水稻新增的代谢途径,减少了叶绿体中CO2损失
D. GOC型水稻内催化乙醇酸转化成CO2的酶活性比R酶活性高
【答案】(1) ①. 光合色素 ②. ATP、NADPH
(2)光呼吸利用O2和C3,有氧呼吸利用葡萄糖和O2;光呼吸消耗ATP,有氧呼吸合成ATP;光呼吸必须在光照条件下进行,有氧呼吸在光照和黑暗条件下都可以进行;光呼吸在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中进行,有氧呼吸在细胞质基质和线粒 体中进行
(3) ①. 主动运输 ②. R酶附近的CO2浓度提高,促进CO2与C5结合,减少O2与C5结合 (4)AC
【解析】
【分析】1、光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成有机物;
2、光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。光呼吸可消除多余的NADPH和ATP,减少细胞受损的可能,有其正面意义。
【小问1详解】
光合作用的光反应阶段场所是叶绿体的类囊体膜上(色素和光反应有关的酶在类囊体膜上),光能被叶绿体内类囊体薄膜上的光合色素捕获,将水分解后,由ATP和NADPH驱动在叶绿体基质中进行的暗反应,将CO2转化为储存化学能的糖类;
【小问2详解】
从图1可以看光呼吸通过消耗光反应产生的过剩NADPH、ATP减少能量积累对叶绿体的伤害。光呼吸在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。过程中氧气被消耗,并且会生成二氧化碳。光呼吸与有氧呼吸区别光呼吸消耗ATP,有氧呼吸产生ATP,光呼吸光下才能发生有氧呼吸黑暗和光照都能发生。相同点是都消耗O2释放CO2;
【小问3详解】
图示可知,HCO3-运输需要消耗ATP,说明HCO3-离子是通过主动运输的;HCO3-离子进入叶绿体后产生CO2,使R酶附近的CO2浓度提高,促进CO2与C5结合,减少O2与C5结合;
【小问4详解】
GOC型水稻新增的代谢途径,能直接在叶绿体中催化乙醇酸转化成CO2,同时抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达,最终提高了水稻的净光合速率,增加了乙醇酸利用率,减少了叶绿体中CO2损失,BD错误、AC正确。
故选AC。
22. 野生型果蝇眼色是暗红色,暗红色源自于棕色素(受A、a基因控制)与朱红色素(受B、b基因控制)的叠加。研究人员发现了一种不能合成棕色素和朱红色素的白眼纯合突变体品系,用突变体、野生型果蝇进行杂交实验,结果如下表。请回答下列问题。
(1)白眼是___染色体上的___(隐性、显性)突变性状。
(2)据表推测组合一子代细胞染色体上两对基因位置关系,请在图上标注出相应位置___。
若让组合三子代随机交配一代(假设组合三子代产生配子时染色体行为同其亲本),后代白眼果蝇的比例为___。
(3)研究人员在进行杂交组合三时还发现两种不同的结果,如下表:
出现结果①的原因可能是雄性亲本甲产生携带___基因的精子不育导致;出现结果②的原因最可能是___。
(4)进一步研究发现,野生型果蝇及白眼纯合突变体品系均为D+基因纯合子,甲果蝇(如图)的一个D+基因突变为D基因,研究人员在甲果蝇的次级精母细胞中均检测到D基因的表达产物G蛋白,该蛋白与特定的 DNA序列r结合,导致精子不育。
①据此判断D+、D基因的显隐性关系为___。根据杂交结果①可推测D基因与A基因在染色体上的位置关系是___。
②进一步用射线照射甲果蝇,得到一只变异的丙果蝇(如图)。将丙果蝇与白眼雌果蝇杂交,所得子代表型及比例为___。
【答案】(1) ①. 常 ②. 隐性
(2) ①. ②. 9/16
(3) ①. a、b ②. 雄性亲本乙在产生配子时同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了互换
(4) ①. D对D+为显性 ②. 在同一条染色体上 ③. 暗红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇=1∶1
【解析】
【分析】由题干可知,暗红眼果蝇的基因型为AABB,白眼果蝇的基因型为aabb,杂交实验一和二为正反交实验,杂交结果相同,全为暗红眼,说明亲本均为纯合子,暗红眼对白眼为显性,且白眼是常染色体上的隐性突变性状,则子代暗红眼果蝇的基因型为AaBb。杂交实验三属于测交实验,子代比例为暗红眼:白眼=1:1,符合分离定律判断这两对等位基因位于一对同源染色体上。
【小问1详解】
杂交实验一和二为正反交实验,杂交结果相同,说明暗红眼对白眼为显性,且白眼是常染色体上的隐性突变性状。
【小问2详解】
杂交组合三中后代表现为暗红眼∶白眼=1∶1,因而可推测亲代相关基因中A和B连锁,a和b连锁,因而可推测,组合一子代细胞染色体上两对基因的位置关系可表示如下: 。则子代杂交组合三的子代基因型为1/2AaBb、1/2aabb, 如果让组合三子代自由交配一代,因为A和B连锁,a和b连锁,所以组合三子代产生的配子为AB:ab=1:3,后代表型及比例为暗红眼:白眼=7:9,因此白眼果蝇的比例为9/16。故答案应为9/16。
【小问3详解】
出现结果①,即子代全为暗红眼,则出现的原因可能是雄性亲本甲(AaBb)产生携带ab基因的精子不育导致;而结果②出现四种表现型,且两多两少,因而可推测,该现象出现的原因最可能是雄性亲本乙在产生配子时同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了互换,进而产生了四种比例的配子,相关配子的基因型和比例为AB∶Ab∶aB∶ab=45∶5∶5∶45。
【小问4详解】
题意显示,研究人员在甲果蝇的次级精母细胞中均检测到D基因的表达产物G蛋白,因此,可判断D⁺、D基因的显隐性关系为D对D+为显性。根据杂交结果①,即后代均表现为暗红眼,说明甲雄蝇产生AB一种可育精子,故子代全为暗红眼,由此推测D基因与A、B基因位于同一条染色体上。
②进一步用射线照射甲果蝇,得到一只变异的丙果蝇,结合图示可知丙果蝇产生的精子类型为DRX∶DRYr(不育)∶D+X∶D+Yr(不育)=1∶1∶1∶1,因此,将丙果蝇与白眼雌果蝇(aabb)杂交,所得子代表型及比例为暗红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇=1∶1。
23. 研究发现钙离子(Ca2+)对人体有重要作用,能够影响兴奋在神经元之间的传递过程(如图),Ca2+还是调节神经细胞功能的信号,促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)的分泌依赖Ca2+内流,同时,细胞质中cAMP含量升高可提高CRH基因转录活性。
(1)当兴奋传到轴突末梢时,膜上的Ca2+通道开放,Ca2+内流使突触小泡与突触前膜融合,神经递质释放到突触间隙。Ca2+流入轴突末梢的跨膜运输方式为___,释放到突触间隙的神经递质与突触后膜上的特异性受体结合,在突触后膜上发生的信号类型的转换是___。
(2)已知细胞外Ca2+对Na+存在“膜屏障作用”,即Ca2+在膜上形成屏障,使Na+内流减少,据此推测当人体缺钙时,神经细胞更___(填“容易”或“不容易”)产生兴奋,理由是___。
(3)科研人员进一步研究一定浓度的外源CRH对下丘脑神经内分泌细胞的细胞质中Ca2+和cAMP的影响,结果见下表。
据上述信息推测,CRH对下丘脑神经内分泌细胞分泌CRH的调节,属于___(填“正”或“负”)反馈调节。从细胞内这两种信号作用的角度分析,该反馈调节过程是:下丘脑神经内分泌细胞膜上存在___的受体,当此受体识别相应激素后,引发该细胞中___。
(4)某科研小组发现,给小白鼠注射促肾上腺皮质激素(ACTH),会使下丘脑分泌的CRH减少。基于对下丘脑—垂体—靶腺轴的认识,有同学对此现象提出了一种解释:ACTH对下丘脑进行了反馈调节,请设计实验加以验证,简要写出实验思路和预期结果___。
【答案】(1) ①. 协助扩散 ②. 化学信号到电信号
(2) ①. 容易 ②. 缺钙使Ca2+对Na+的“膜屏障作用”降低,Na+更容易内流形成动作电位产生兴奋
(3) ①. 正 ②. CRH ③. cAMP含量升高,促进CRH 基因表达,CRH 合成增多,同时 Ca2+内流增加,促进 CRH 分泌
(4)实验思路:选取生长发育状况相同的健康小白鼠若干,测定血液中CRH的含量,手术破坏小白鼠肾上腺皮质,注射适量ACTH,一段时间后测定血液中CRH的含量,预期结果: 与手术前相比,若小白鼠血液中的CRH含量明显减少,则说明解释正确;若小白鼠血液中的CRH含量无明显变化,则说明解释错误
【解析】
【分析】分级调节是一种分层控制的方式,比如下丘脑能够控制垂体,再由垂体控制相关腺体。反馈调节是一种系统自我调节的方式,指的是系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作。反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,有正反馈和负反馈调节两种方式。
【小问1详解】
Ca2+通过离子通道向膜内运输属于协助扩散,释放到突触间隙的神经递质与突触后膜上的特异性受体结合后,转变为电信号,这样在突触后膜上发生的信号类型的转化是化学信号到电信号。
【小问2详解】
由于Ca2+对Na+有“膜屏障作用”,缺钙使Ca2+对Na+的“膜屏障作用”降低,Na+更容易内流形成动作电位产生兴奋。
【小问3详解】
一定浓度的外源CRH会促进下丘脑神经内分泌细胞内Ca2+和cAMP均升高,据此推测,CRH对下丘脑神经内分泌细胞分泌CRH的调节属于正反馈调节。从细胞内这两种信号作用的角度分析,该反馈调节过程是下丘脑神经内分泌细胞膜上存在CRH的受体,当此受体识别相应激素后,cAMP含量升高,促进CRH 基因表达,CRH 合成增多,同时 Ca2+内流增加,促进 CRH 分泌。
【小问4详解】
基于对下丘脑—垂体—靶腺轴的认识,有同学对此现象提出了一种解释:ACTH通过路径②对下丘脑进行反馈调节,则实验需要破坏肾上腺皮质的影响,故欲验证上述推测,实验思路及预期结果如下:选取生长发育状况相同的健康小白鼠若干,测定血液中CRH的含量,手术破坏小白鼠肾上腺皮质,注射适量ACTH,一段时间后测定血液中CRH的含量,预期结果: 与手术前相比,若小白鼠血液中的CRH含量明显减少,则说明解释正确;若小白鼠血液中的CRH含量无明显变化,则说明解释错误。
24. 2023年世界湿地日的主题为“湿地修复”。修复湿地不仅保护生态环境,也能够改善民生、助力减贫,对人类生存和发展至关重要。
(1)某研究小组借助空中拍照技术调查某湿地地面活动的某种动物种群的数量,主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。与标记重捕法相比,上述调查方法的优势有___(答出2点即可)。已知调查区域总面积为S,样方面积为m,样方内平均个体数为n,则该区域的种群数量可表示为___。
(2)互花米草是外来入侵植物,严重威胁滨海湿地生态系统。“生物替代”是根据群落演替的规律,由本地物种取代外来入侵植物的一种生态防治技术。有人认为,不能用芦苇通过生物替代的方法来治理互花米草。结合下图信息分析,能支持该观点的证据是___。在滨海湿地修复过程中通常选择净化能力强的多种水生植物,使它们形成互利共存关系,这体现了生态工程的___原理。
(3)研究发现,在逆境胁迫下植物会产生大量活性氧导致细胞内的膜结构损伤,超氧化物歧化酶(SOD)等活性氧清除剂能够维持体内活性氧的平衡。为探究互花米草适应滨海湿地的原因,研究人员对生活在不同盐浓度下互花米草叶片和根中的SOD活性进行了检测,结果如图。据图分析,叶片与根部SOD活性随盐浓度的变化不同,根部SOD活性变化是___,试分析互花米草适应滨海湿地环境的可能机制是___。
(4)研究人员利用生态浮床技术(浮于水面上种植植物的床体,植物根系能吸收水体中的污染物质),对某滨海湿地进行了镉、汞污染有效治理。有人提议,浮床中的水生植物可以用于制作家畜饲料,以提高该系统的经济效益,请结合所学知识分析,该提议___(填“可行”或“不可行”),理由是___。
【答案】(1) ①. 对野生动物的不良影响小、调查周期短,操作简便 ②. (S×n)/m
(2) ①. 在接近海洋区域,互花米草分布广泛,而几乎没有芦苇生长,且芦苇的耐盐度低于互花米草 ②. 自生
(3) ①. 先升高后下降 ②. 产生较多的SOD,及时清除细胞内产生过多活性氧
(4) ①. 不可行 ②. 重金属难以被机体代谢出去,会沿食物链富集,对家畜和人的健康产生危害
【解析】
【分析】标记重捕法:在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标记后再放回原来的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例,来估算种群密度。
【小问1详解】
某研究小组借助空中拍照技术调查某湿地地面活动的某种动物的种群数量,主要操作流程是选取样方、空中拍照识别照片中该种动物并计数。标记重捕法需要捕捉动物并进行标记,并且还需要重捕,所以与标记重捕法相比,上述调查方法的优势有对野生动物的不良影响小;调查周期短,操作简便。已知调查区域总面积为S,样方面积为m,样方内平均个体数为n,则种群密度为n/m,该区域的种群数量可表示为S×n/m。
【小问2详解】
由图片信息可知,靠近海洋的区域有互花米草分布,而没有芦苇,推测芦苇的耐盐度低于互花米草,不能用芦苇通过生物替代的方法来治理互花米草。“在滨海湿地修复过程中,选择净化能力强的多种水生植物,使它们形成互利共存关系”生物之间通过各种相互作用(特别是种间关系)进行自组织,实现系统结构与功能的协调,形成有序的整体,体现体现的生态学原理是自生。
【小问3详解】
根据图中折线可知,随着盐浓度增加根部的SOD酶活性先升高后下降。由题干“在逆境胁迫下,植物会产生大量活性氧导致细胞内的膜结构损伤,SOD作为活性氧清除剂能够维持体内活性氧的平衡”,结合折线图,推测互花米草适应滨海湿地环境的可能是因为产生较多的SOD,及时清除细胞内产生过多活性氧。
【小问4详解】
由于生态浮床中的水生植物根系吸收水体中镉,重金属难以被机体代谢出去,会沿食物链富集,对家畜和人的健康产生危害,所以不能作为家畜饲料。
25. 为获得转R—GFP融合基因纯合小鼠,科研人员将红色荧光蛋白基因(RFP)插入含Gata3基因的载体中,然后导入小鼠受精卵,获得能正常表达两种蛋白质的杂合子雌、雄小鼠各一只。利用荧光蛋白活体成像系统进行检测,发现两者均为阳性RFP转基因小鼠。相关限制酶识别序列及限制酶识别位点如图甲所示,A、B、C、F、R为不同引物。
(1)在PCR反应溶液中常添加___,其作用是___。在利用PCR扩增RFP编码区序列的过程中,需要设计引物F和R,在两个引物的(填“3'”或“5'”)___端需分别插入___的限制酶识别序列,以使RFP基因能正确插入载体中。用于扩增RFP编码区序列的引物需满足的条件是___。
(2)在RFP基因扩增及重组载体的构建过程中,需要的工具酶有___。
(3)将实验获得的两只雌、雄杂合子小鼠(P)进行杂交获得F1若干,选取1~5五只小鼠,从中提取含Gata3基因的相关DNA片段,设计了引物A和C用于PCR扩增,扩增产物电泳结果如图乙所示,则___小鼠是Gata3—RFP基因纯合子小鼠;若用引物A和B进行PCR扩增,___(填“能”或“不能”)区分RFP转基因阳性小鼠中的杂合子和纯合子,原因是___。
(4)为制备大量单链DNA片段,研究人员常采用不对称PCR技术。其基本原理是采用不等量的一对引物,经若干次循环后,低浓度的引物(限制性引物)被消耗尽,以后的循环只产生高浓度引物(非限制性引物)的延伸产物,结果获得大量单链DNA(ss—DNA)。若反应体系中原有100个模板DNA,最初10个循环后限制性引物耗尽,再进行20个循环,理论上可制备ss—DNA___个(用科学计数法表示),在这30个循环中ss—DNA的产生量主要受___的影响。
【答案】(1) ①. Mg2+ ②. 激活DNA聚合酶的活性 ③. 5' ④. Sal Ⅰ、EcR Ⅰ ⑤. 分别与两条模板链(RFP编码区序列)3'端的碱基序列互补
(2)Taq DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶
(3) ①. 1和5 ②. 不能 ③. 两种阳性小鼠提取的相关DNA片段扩增产物的电泳结果均只有一条条带
(4) ①. 2.048×106 ②. 限制性引物和非限制性引物比例
【解析】
【分析】选择合适的限制酶对目的基因和质粒进行切割的原则:①不能破坏目的基因;②不能破坏所有的抗性基因(至少保留一个);③最好选择两种限制酶分别切割质粒和目的基因,防止目的基因和质粒反向连接,同时要防止目的基因自身环化和质粒的自身环化。
DNA重组技术的基本工具包括 “分子手术刀”--限制酶、“分子缝合针”--DNA连接酶、“分子运输车”--基因进入受体细胞的载体。
【小问1详解】
PCR的全称是聚合酶链式反应,真核细胞和细菌细胞的DNA聚合酶的活性需要Mg2+来激活,所以PCR反应溶液中添加Mg2+,其作用是激活DNA聚合酶的活性。若要对RFP基因进行扩增,需在引物的5’端添加限制酶识别序列,因为引物对应区段也属于调控序列,若在3’端添加限制酶识别序列,会导致限制酶的切割位点位于调控序列内部,进行相应酶切时,调控序列会被破坏。RFP基因的终止子在右侧(即转录方向为从左到右),故插入的调控序列应颠倒进行插入,即设计的时候:R引物末端插入对应下方载体的Xh Ⅰ酶切位点,F引物末端插入对应下方载体的Mun Ⅰ酶切位点,又因为RFP基因中含有的Xh Ⅰ位点,因此不能用Xh Ⅰ酶来切,否则会破坏基因序列。结合题干当中所给的5种限制酶的识别序列,Xh Ⅰ和Sal Ⅰ互为同尾酶;Mun Ⅰ和EcR Ⅰ互为同尾酶(即切割不同的DNA片段但产生相同的黏性末端的一类限制性内切酶)。因此可通过使用同尾酶进行替代,即剪切扩增产物时,F末端添加的序列所对应的限制酶应选择Sal Ⅰ,这样可以与下方载体中Xh Ⅰ的酶切位点结合;同理R末端应选用与Mun Ⅰ同尾的EcR Ⅰ剪切。这样利用产生相同黏性末端的同尾酶对扩增产物和载体进行酶切,可以保证既能得到有效片段,又能使之正确转录。引物是能够与DNA母链特定的碱基序列互补配对的单链核酸片段,由于扩增目的基因时有两条模板链,设计引物时,两种引物要分别与两条模板链3'端的碱基序列互补。
【小问2详解】
在RFP基因的扩增及重组载体的构建过程中,需要限制酶,且载体构建过程中用到DNA扩增技术,所以还需要Taq DNA聚合酶,载体构建完成还需要DNA连接酶将DNA片段连接起来。
【小问3详解】
Gata3-RFP基因为大片段,故结合图乙可知1小鼠是Gata3-RFP基因纯合子小鼠。由图乙可知,RFP转基因阳性小鼠中的杂合子和纯合子两种阳性小鼠提取的相关DNA片段扩增产物的电泳结果均只有一条条带,故用引物A和B进行PCR扩增,不能区分RFP转基因阳性小鼠中的杂合子和纯合子。
【小问4详解】
100个模板DNA,最初10个循环后限制性引物耗尽,再进行20个循环,理论上可制备Ss-DNA:100×20×210=2.048×106。根据题干“经若干次循环后,低浓度的引物(限制性引物)被消耗尽,以后的循环只产生高浓度引物(非限制性引物)的延伸产物”可知,该过程中ss-DNA的产生量主要受限制性引物和非限制性引物比例的影响。设置
苹果根系置于含有13C标记的葡萄糖培养液中
苹果根系置于葡萄糖培养液中,用13C标记的CO₂处理苹果叶片
根系13C含量(mg)
地上13C含量(mg)
根系13C含量占比(%)
地上13C含量占比(%)
野生型
4.7
含量极低
44.24
55.76
M基因高表达
6.2
30.89
69.11
M基因低表达
3.6
46.79
53.21
项目
有机茶园
无公害茶园
普通茶园
个体数
1615
982
601
物种数
57
48
34
丰富度指数
7.72
6.83
5.22
亲本组合
子代表型及比例
一
野生型♀
白眼♂
全为暗红眼
二
野生型♂
白眼♀
全为暗红眼
三
组合二中子代暗红眼♂
白眼♀
暗红眼∶白眼=1∶1
亲本组合
子代表现型及比例
暗红眼(甲)♂×白眼♀
结果①:全为暗红眼
暗红眼(乙)♂×白眼♀
结果②:暗红眼∶棕色眼∶朱红眼∶白眼=45∶5∶5∶45
组别
细胞质中Ca2+浓度(nM)
细胞质中cAMP含量(pml/dish)
对照组
154
0.44
实验组
240
3.26
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