四川省眉山市仁寿县第一中学南校区2024-2025学年高三上学期10月月考生物试卷(Word版附解析)
展开(本试卷满分100分,答题时间75分钟)
注意事项:
1. 答题前,考生务必将自己的考号、班级、姓名填写在答题卡密封线内,严禁在密封线外标记、书写体现个人身份的信息。
2. 超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3. 考试结束后,将答题卡收回。
一、单项选择题(本题共25小题,每小题2分,共50分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 下列关于细胞组成成分和结构的叙述,正确的是( )
A. 叶绿素、血红素、核苷酸、ATP和磷脂中都含有N元素
B. 多糖、蛋白质、核酸、脂肪等生物大分子都以碳链为基本骨架
C. 蓝细菌和水绵都生产者,都能进行光合作用,都含有叶绿体
D. 核糖体的形成都与核仁有关,核仁还与某种RNA的合成有关
【答案】A
【解析】
【分析】含有C、H、O、N、P的化合物:ATP、DNA、RNA、磷脂、NADPH等,生物膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂,因此生物膜的组成成分也含有C、H、O、N、P等。多糖、核酸、蛋白质等生物大分子以碳链为骨架。
【详解】A、叶绿素、血红素、核苷酸、ATP和磷脂中都含有N元素,A正确;
B、脂肪不是生物大分子,多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都以碳链为基本骨架,B错误;
C、蓝细菌是原核生物,没有叶绿体,C错误;
D、原核细胞没有核仁,但有核糖体,因此,核糖体的形成不都与核仁有关,D错误。
故选A。
2. 入秋以来,全国多地进入肺炎高发期,引起肺炎的病原体有细菌和支原体等原核生物。已知溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用,下列相关叙述正确的是( )
A. 细菌和支原体有核糖体,合成肽链时均有三种RNA参与
B. 细菌没有细胞核,可以以无丝分裂的方式进行细胞增殖
C. 支原体细胞中的脱氧核糖核酸和蛋白质结合形成染色质
D. 溶菌酶和抗生素联合使用,可增强支原体肺炎的治疗效果
【答案】A
【解析】
【分析】原核生物不具有染色体,不具有众多细胞器,只具有核糖体这一种细胞器,支原体作为原核生物不具有细胞壁。
【详解】A、细菌和支原体都属于原核生物,有核糖体,合成肽链时均有三种RNA(tRNA、mRNA、rRNA)参与,A正确;
B、细菌没有细胞核,不能以无丝分裂方式(真核生物的分裂方式之一)进行增殖,B错误;
C、支原体原核生物,没有染色质,C错误;
D、溶菌酶作用于细菌的细胞壁,支原体没有细胞壁,而抗生素可以干扰细菌的产生,而支原体不属于细菌,所以二者联合使用不能增强支原体肺炎的治疗效果,D错误。
故选A。
3. 构成细胞的有机化合物及其组成元素如下图,其中①③④代表单体,⑤⑥⑦代表生物大分子。下列有关叙述正确的是( )
A. 若⑥是构成染色体的重要成分,则⑥初步水解产物是4种③
B. 若②⑦都是动物的储能物质,与⑦相比,等质量的②氧含量更高,彻底氧化分解产能更多
C. 若②能促进人肠道对钙和磷的吸收,则水可作为②的溶剂
D. 若⑤具有催化作用,则高温变性后的⑤不会与双缩脲试剂发生紫色反应
【答案】A
【解析】
【分析】蛋白质的元素组成主要为C、H、O、N;糖类、脂肪的元素组成为C、H、O;核酸的元素组成为C、H、O、N、P。图示分析:①是氨基酸,⑤是蛋白质,③是核苷酸,⑥是核酸,④是单糖,⑦可能是多糖。
【详解】A、③的元素组成为C、H、O、N、P,故③是核苷酸,⑥是核酸,若⑥是构成染色体的重要成分,则⑥是DNA,其初步水解产物是4种核苷酸(腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸),A正确;
B、若②⑦都是动物的储能物质,则②是脂肪、⑦是糖原,与⑦相比,等质量的②氢含量更高,彻底氧化分解产能更多,B错误;
C、若②能促进人肠道对钙和磷的吸收,则②是维生素D,维生素D不易溶于水,C错误;
D、①的元素组成为C、H、O、N,则①是氨基酸,⑤是蛋白质,若⑤蛋白质具有催化作用,高温变性后肽键不会被破坏,故⑤会与双缩脲试剂发生紫色反应,D错误。
故选A。
4. 角蛋白是头发的主要成分,由2条肽链组成。烫发中,发型的形成与头发角蛋白中二硫键的断裂与再生相关。下列说法错误的是( )
A. 氨基酸中的S元素只存在于 R基,烫发过程改变了角蛋白的空间结构
B. ③卷发剂处理后的角蛋白至少有2个氨基和羧基
C. 卷发处理过程中氨基酸序列发生了改变,使头发变形
D. 卷发过程中角蛋白的相对分子质量发生改变
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析:由图可知,卷发剂处理头发时,可以使蛋白质中的二硫键断开,再用物理力处理时,可以重新形成二硫键。
【详解】A、氨基酸中分子组成是C2H4O2N-R,氨基酸中的S元素只存在于 R基,烫发过程改变了角蛋白的空间结构,A正确;
B、蛋白质至少含有的氨基或羧基数=肽链数,③卷发剂处理后的角蛋白含有2条肽链,故至少有2个氨基和羧基,B正确;
C、卷发剂处理头发后,连接角蛋白两条肽链间的二硫键断裂,未改变其氨基酸序列,C错误;
D、如图所示,烫发过程中,角蛋白中所含二硫键会减少,所以角蛋白的相对分子质量发生改变,D正确。
故选C。
5. 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。
6. 探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验,探究蔗糖溶液,清水处理外表皮后,外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】1、质壁分离与复原的原理:成熟的植物细胞构成渗透系统,可发生渗透作用。
2、质壁分离的原因分析:外因:外界溶液浓度>细胞液浓度;内因:原生质层相当于一层半透膜,细胞壁的伸缩性小于原生质层。
【详解】AB、用30%蔗糖处理之后,细胞失水,原生质体和液泡的体积都会减小,细胞液浓度上升;用清水处理之后,细胞吸水,原生质体和液泡体积会扩大,细胞液浓度下降,AB错误。
CD、随着所用蔗糖浓度上升,当蔗糖浓度超过细胞液浓度之后,细胞就会开始失水,原生质体和液泡的体积下降,细胞液浓度上升,故C正确,D错误。
故选C。
【点睛】外界溶液浓度高,细胞失水,细胞体积减小,细胞液浓度增大。
7. 20世纪60年代以后使用酶替代盐酸催化淀粉水解生产葡萄糖。如图表示在不同pH条件下唾液淀粉酶对淀粉水解作用的实验结果。有关叙述正确的是( )
A. 根据实验结果可推测出淀粉酶的最适pH为7
B. 图中pH为3和9的两组条件下酶活性相同
C. pH为13的试管调到pH为7后继续反应,淀粉含量将明显下降
D. 实验结果表明过酸、过碱都会使酶活性明显降低
【答案】D
【解析】
【分析】酶的特性:高效性、专一性、作用条件较温和(高温、过酸、过碱,都会使酶的结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活)。
【详解】A、分析柱形图可知,淀粉酶的最适pH在7左右,并不是最适pH为7,A错误;
B、分析柱形图可知,pH为3条件下和pH为9条件下淀粉剩余量基本相等,而由于淀粉在酸性条件下易分解,因此pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件,B错误;
C、pH为13的试管调到pH为7后继续反应,由于酶已经失活,则淀粉含量将不会明显下降,C错误;
D、由实验结果可知,过酸、过碱都会使酶活性明显降低,D正确。
故选D。
8. 图甲为细胞膜的亚显微结构模式图,图乙为来自图甲的分子结构模式图,下列对图示描述错误的是( )
A. 图甲中的①、②、③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境
B. 细胞内图乙分子存在于所有细胞的膜结构中,A部为亲水端
C. 图甲中①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递
D. 细胞膜的功能特性只与④有关,蛋白质种类和含量越多,膜功能越复杂
【答案】D
【解析】
【分析】图甲为细胞膜的亚显微结构模式图,①是糖类,②和④都是蛋白质,③是磷脂双分子层。图乙为磷脂分子的结构模式图,A为亲水性头部,B是疏水性的尾部。
【详解】A、图甲中的①是糖类,②是蛋白质,③是磷脂双分子层,①、②、③共同构成的细胞膜,为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境,A正确;
B、图乙为磷脂分子,细胞内磷脂分子存在于所有细胞的膜结构中,A部为亲水端,B正确;
C、图甲中的①是糖类,②是蛋白质,由①②组成的糖蛋白可作为气味分子的受体并完成信息的传递,C正确;
D、细胞膜的功能特性是选择透过性,与④所示的蛋白质分子和磷脂分子有关,其中蛋白质种类和含量越多,膜功能越复杂,D错误。
故选D。
9. 研究表明,植物根系的细胞膜上广泛存在Shaker钾离子通道和HKT钾离子转运体。Shaker钾离子通道顺K+浓度梯度转运K+进入根细胞,而HKT钾离子转运体则借助细胞外高H+浓度梯度提供的能量,同向转运K+和H+进入根细胞。下列分析正确的是( )
A. 植物根系细胞跨膜运输K+的方式包括协助扩散和主动运输
B. 氧气供应是否充足会影响Shaker钾离子通道转运K+的速率
C. Shaker钾离子通道转运K+,使根细胞内的K+浓度高于细胞外
D. HKT钾离子转运体既可转运K+也可转运H+,二者转运原理相同
【答案】A
【解析】
【分析】由题干可知,Shaker钾离子通道顺K+浓度梯度转运K+进入根细胞,为协助扩散,HKT钾离子转运体则借助细胞外高H+浓度梯度提供的能量,同向转运K+和H+进入根细胞,分别为主动运输和协助扩散。
【详解】A、由题意可知,Shaker钾离子通道顺K+浓度梯度转运K+进入根细胞,HKT钾离子转运体借助细胞外高H+浓度梯度提供的能量,逆K+浓度梯度同向转运K+和H+进入根细胞,两者都需要转运蛋白的协助,顺浓度梯度转运K+的方式为协助扩散,逆浓度梯度转运K+的方式为主动运输,A正确;
B、Shaker钾离子通道顺K+浓度梯度转运K+进入根细胞,顺浓度梯度转运K+的方式为协助扩散,不需要能量,不受氧气供应的影响,B错误;
C、Shaker钾离子通道顺浓度梯度转运K+,不能使根细胞内的K+浓度高于细胞外,C错误;
D、HKT钾离子转运体既可转运K+也可转运H+,前者是主动运输,后者是协助扩散,D错误。
故选A。
10. 下图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。下列说法正确的是( )
A. ab段为有氧呼吸,bc段为有氧呼吸和无氧呼吸,cd段为无氧呼吸
B. 一般以糖为供能物时,肌肉细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量
C. bd段无氧呼吸时,有机物中的能量大部分以热能形式散失
D. 若运动强度长时间超过c,乳酸大量积累导致血浆 pH显著下降
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:图示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系,其中ac段,氧气消耗速率逐渐升高,而血液中的乳酸含量保持相对稳定;cd段氧气消耗速率不变,但血液中的乳酸含量逐渐升高。
【详解】A、ab段氧气消耗率逐渐增加,血液中乳酸水平低且保持相对稳定,说明以有氧呼吸为主,bc段乳酸水平逐渐增加,说明无氧呼吸逐渐加强,cd段氧气消耗率较高,血液中乳酸水平升高,说明该阶段在进行有氧呼吸的同时,无氧呼吸的强度不断加大,A错误;
B、人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,有氧呼吸过程中氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等,因此不论何时,肌肉细胞CO2的产生量都等于O2消耗量,B正确;
C、无氧呼吸过程有机物氧化分解不彻底,释放的能量少,大部分能量存留在不彻底的氧化产物乳酸中,C错误;
D、如果运动强度长期超过c,血液中乳酸水平过高,但由于缓冲物质的存在,不会导致内环境pH持续下降,D错误。
故选B。
11. 水淹时,玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径,延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是( )
A. 正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B. 检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C. 转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D. 转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
【答案】B
【解析】
【分析】无氧呼吸全过程:(1)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。(2)第二阶段:在细胞质基质中,丙酮酸分解为二氧化碳和酒精或乳酸。
【详解】A、玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量,为主动运输,逆浓度梯度,液泡中H+浓度高,正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质,A错误;
B 、玉米根部短时间水淹,根部氧气含量少,部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2,检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成,B正确;
C、转换为丙酮酸产酒精途径时,无ATP的产生,C错误;
D、丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同,D错误。
故选B。
12. 图为某植物在不同温度下,测得相关指标的变化曲线。下列叙述错误的是( )
A. 光下叶肉细胞的线粒体基质中有CO2生成,叶绿体基质消耗CO2
B. 给该植物浇灌含18O的H2O,一段时间后可在O2、CO2和糖类中检测到18O
C. 30℃时,该植物固定CO2速率为10mml·cm-2·h-1
D. 40℃条件下,若黑暗和光照时间相等,该植物能正常生长
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析:实线表示吸收二氧化碳速率,为净光合作用速率,虚线为CO₂产生速率,表示呼吸作用速率,40℃时净光合速率等于呼吸速率为5。
【详解】A、光下叶肉细胞会进行光合作用和呼吸作用,光合作用叶绿体基质消耗CO2,呼吸作用线粒体基质中有CO2生成,A正确;
B、给该植物浇灌含18O的H2O,光反应水的光解,生成18O标记的O2,18O标记的H2O参与有氧呼吸第二阶段,可生成C18O2,一段时间后空气中能检测出C18O2,H218O可与丙酮酸在有氧呼吸第二阶段产生C18O2,C18O2参与光合作用暗反应合成(CH218O),B正确;
C、实线表示吸收二氧化碳速率,为净光合作用速率,虚线为CO₂产生速率,表示呼吸作用速率,图甲30℃时,该植物固定CO2的速率为8+2=10mml·cm-2·h-1,C正确;
D、40℃条件下,净光合速率和呼吸速率相等,若白天和黑夜时间相等,则有机物不会积累,植物不能生长,D错误。
故选D。
13. 如图表示胰岛B细胞在较高的血糖浓度下分泌胰岛素的部分调节机制,下列叙述正确的是( )
A. 图中K+进入细胞后除了引起细胞膜电位的变化,膜内电位由负电位变为正电位,还具有促进包含胰岛素的囊泡的形成
B. 葡萄糖通过易化扩散的方式进入胰岛B细胞,氧化分解后产生ATP,此时的ATP不仅可以作为能源物质,还可以作为信息分子
C. 某药物可以关闭K+通道,则该药物可以抑制胰岛素的分泌
D. 胰岛素释放后,会持续使血糖水平降低
【答案】B
【解析】
【分析】当血糖浓度增加时,葡萄糖进入胰岛B细胞,引起细胞内ATP浓度增加,进而导致ATP敏感的钾离子通道关闭,K+外流受阻,进而触发Ca2+大量内流,由此引起胰岛素分泌,胰鸟素通过促进靶细胞摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖减低。
【详解】A、图中K+进入细胞后引起细胞膜电位的变化,膜内电位由负电位变为正电位,Ca2+促进包含胰岛素的囊泡的形成,A错误;
B、当血糖浓度增加时,葡萄糖进入胰岛B细胞,引起细胞内ATP浓度增加,进而导致ATP敏感的钾离子通道关闭,K+外流受阻,故图中ATP既可提供能量,也可作为信号分子使K+通道关闭,B正确;
C、“某药物”来抑制K+通道活性,导致钙离子通道打开,钙离子内流,促进胰岛素的分泌,C错误;
D、激素作用完成以后就失活,所以胰岛素释放后,不能持续使血糖水平降低,D错误。
故选B。
14. 基因Bax和Bcl-2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达,研究其对细胞凋亡的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控
B. TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡
C. TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡
D. 可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症
【答案】D
【解析】
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础,能维持组织细胞数目的相对稳定,是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、细胞衰老和细胞凋亡都是由基因控制的细胞正常的生命活动,都受遗传信息的调控,A正确;
B、据题图可知,siRNA干扰TRPM7基因实验组的TRPM7基因表达量下降,Bax基因表达量增加,细胞凋亡率增加,由此可以得出,TRPM7基因可能通过抑制Bas基因的表达来抑制细胞凋亡,B正确;
C、siRNA干扰TRPM7基因实验组细胞凋亡率高,Bcl-2基因表达量降低,而Bcl-2基因抑制细胞凋亡,故TRPM7基因可能通过促进Bel-2基因的表达来抑制细胞凋亡,C正确;
D、由题图可知,siRNA干扰TRPM7基因实验组,Bax基因表达量增加,Bdl-2基因表达量减少,细胞凋亡率增加,所以可以通过抑制癌细胞中TRPM7基因表达来治疗相关癌症,D错误。
故选D。
15. 某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 食草动物进入早期,其种群数量增长大致呈“J”型曲线
B. 图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量
C. 该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关
D. 过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性
【答案】B
【解析】
【分析】1、分析图形:食草动物与植物属于捕食关系,根据被捕食者(先增加者先减少)、捕食者(后增加者后减少)进行判断:二者的食物链之间的关系为:植物→食草动物。
2、态系统具有一定的自我调节能力,而这种能力受生态系统中生物的种类和数量所限制,生态系统中的组成成分越多,营养结构就越复杂,生态系统的自动调节能力就越强,其抵抗力稳定性就越强,相反的其恢复力稳定性就越弱。
【详解】A、早期食草动物进入草原生态系统,由于空间、资源充足,又不受其他生物的制约,所以食草动物的种群数量的增长大致呈“J”型曲线增长,A正确;
B、环境容纳量是指在相当长一段时间内,环境所能维持的种群最大数量,即该种群在该环境中的稳定平衡密度。而图中a点的纵坐标对应的数量为该食草动物的最大数量,所以环境容纳量应小于a,B错误;
C、从图中可以看出,食草动物过多会导致植物数量的下降,食草动物数量的下降又会导致植物数量的增多,属于典型的负反馈调节, C正确;
D、生态系统有自我调节能力,但有一定的限度,过度放牧使得草原生物的种类和数量减少,降低了草原生态系统的自动调节能力,致使草原退化,D正确。
故选B。
16. 研究表明土壤是生物圈的巨大碳库,储碳(主要指有机碳)量是植被的2~3倍多,是大气的2倍多。在人工造林前,研究人员需对不同区域(植被种类不同)的土壤碳库进行相关研究,结果如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A. 生物圈碳主要以CO2的形式在生产者、消费者和分解者之间循环
B. 维持土壤碳库与大气CO2库平衡主要依靠生态系统中的生产者
C. 从缓解温室效应的角度考虑,适合选择图中柳杉林进行人工造林
D. 采取秸秆还田等措施,农田浅层土壤储存了大量的碳,使碳不能循环
【答案】C
【解析】
【分析】组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。这里所说的生态系统指的是地球上最大的生态系统—生物圈,物质循环具有全球性,因此又叫生物地球化学循环。
【详解】A、碳在无机环境与生物群落之间的循环主要以CO2的形式进行,在生物群落内部主要以含碳有机物的形式传递,故生物圈碳主要以含碳有机物的形式在生产者、消费者和分解者之间循环,A错误;
B、维持土壤碳库与大气CO2库平衡主要依靠生态系统组成成分中的生产者和分解者,前者完成了CO2进入生物群落的过程,后者主要将生物群落中的植物残枝败叶、动植物遗体与动物的排遗物中的有机物分解成无机物归还给无机环境,实现物种循环过程,B错误;
C、温室效应产生的原因是大气中的温室气体如CO2的含量上升,进而导致全球气候变暖的现象,而缓解温室效应的根本措施是设法降低大气中的CO2浓度,因此光合效率高的植物物种是首选,图中柳杉林中有机物最多,说明柳杉固定CO2能力更强,故而选择柳杉进行人工造林,C正确;
D、秸秆还田可以有效地改善土壤的结构,增加土壤有机质和腐殖质含量,提高土壤的肥力和保水性,更有利于碳循环,D错误。
故选C。
17. 下图为科学家在某海洋生态系统调查得到部分食物网和部分营养级的能量流动图示(注:碎屑在生态系统中可视为第一营养级)。以下说法错误的是( )
A. 图中所示食物网由8条食物链组成
B. 图2中含有的生态系统的组成成分只有生产者和消费者
C. 第二营养级到第三营养级的能量传递效率是7.27%
D. 海洋生态系统的生物量金字塔可能出现倒立,但能量金字塔一定是正立的
【答案】B
【解析】
【分析】1、生态系统能量的输入:能量流动的起点是从生产者经光合作用所固定太阳能开始的。生产者所固定的太阳能的总量=流经这个生态系统的总能量。
2、能量流动的特点:单向流动、逐级递减.输入到一个营养级的能量不能百分之百地流入下一营养级,能量在沿食物链流动过程中逐级减少的;传递效率:一个营养级的总能量大约只有 10%~20% 传递到下一个营养级。
【详解】A、食物链的起点是生产者,终点是不被捕食的最高营养级,据图可知,图中的生产者有藻类、浮游植物,含而蟹类处于最高营养级,图中共有8条食物链,A正确;
B、生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,图2中的不只有生产者和消费者,还包括分解者等,B错误;
C、能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值,第二营养级的的同化量为3858+142.9=4000.9,第三营养级的同化量为290.9,第二营养级到第三营养级的能量传递效率为290.9÷4000.9×100%=7.27%,C正确;
D、数量金字塔是各营养级之间的数量关系,海洋生态系统的生物量金字塔可能出现倒立,但能量流动逐级递减,故能量金字塔一定是正立的,D正确。
故选B。
18. 下图为一富营养化的河流生态修复工程的示意图,下列相关叙述正确的是( )
A. 生态工程建设的目的就是对已被破坏的生态系统进行修复、重建,从而提高生态系统的生产力或改善生态环境
B. 河流生态修复工程中有效选择生物组分并合理布设,遵循了生态工程的协调原理
C. 植物浮床具有净化水质和景观美化作用,体现了生物多样性的间接价值
D. 建设植物浮床能在一定程度上控制浮游植物的数量,主要原因是浮床植物能与浮游植物竞争阳光和无机盐等
【答案】D
【解析】
【分析】生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
【详解】A、生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,对人工生态系统进行分析、设计和调控,或对已被破坏的生态环境进行修复、重建,从而提高生态系统的生产力或改善生态环境,A错误;
B、自生是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,因此遵循“自生”原理时,需要注意在生态工程中有效选择生物组分并合理布设,创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件,B错误;
C、植物浮床具有净化水质的作用,体现了间接价值,而景观美化的作用,体现了生物多样性的直接价值,C错误;
D、建设植物浮床能在一定程度上控制浮游植物的数量,主要原因是浮床植物能与浮游植物竞争阳光(影响光合速率)和无机盐等,D正确。
故选D。
19. 镇江香醋是一种通过固态发酵工艺制作的小曲醋,酿造的工业流程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 麸皮、糠在加入时没有经过蒸煮,可能引入杂菌污染,影响酿醋品质
B. 从酒精发酵到醋酸发酵过程,应适当降低温度
C. 酒曲中的菌种与醋酸菌的代谢类型不同
D. 成品醋不易变质是因为pH较低抑制了杂菌生长
【答案】B
【解析】
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理:有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理: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。
【详解】A、麸皮、糠在加入时没有经过蒸煮,可能引入杂菌污染,影响酿醋的品质,而经过蒸煮可通过高温杀灭部分杂菌,A正确;
B、从酒精发酵到醋酸发酵过程,应适当升高温度,B错误;
C、酒曲中的菌种是酵母菌,代谢类型是异养兼性厌氧型;而醋酸菌的代谢类型是异养需氧型,C正确;
D、微生物的生存需要适宜的pH等条件,成品醋不易变质是因为pH较低抑制了杂菌生长,D正确。
故选B。
20. 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。滤膜法的大致流程如图所示: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-亚甲蓝琼脂培养基(EMB培养基)上培养→统计菌落数目。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。关于实验的叙述正确的是( )
A. 测定前,滤杯、滤膜、滤瓶、镊子和水样均需进行灭菌处理
B. 若培养后的平板没有长出菌落,则可能是滤膜孔径过小所致
C. 将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上属于接种操作
D. 根据该同学实验数据可推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为340个
【答案】C
【解析】
【分析】分析题意可知,滤膜法是检测水样中大肠杆菌群的方法。将一定量水样注入已灭菌的微孔薄膜的滤器中,经过抽滤,细菌被截留在滤膜上,将滤膜贴于(EMB培养基)上,经培养后计数和鉴定滤膜上生长的大肠杆菌菌落,依据过滤水样体积计算每升或每100毫升水样中的大肠杆菌菌群数。该方法操作简单、快速,主要适用于杂质较少的水样。
【详解】A、测定前,滤杯、滤膜、滤瓶、镊子都要进行灭菌处理,水样不能灭菌,否则无法获得大肠杆菌,A错误;
B、若培养后的平板没有长出菌落,则可能是滤膜孔径过大,菌种不能截留在滤膜上,B错误;
C、由于过滤完后细菌粘附在滤膜上,将滤膜紧贴在EMB培养基上可以将粘附的菌种接种在培养基上,完成大肠杆菌的接种操作,C正确;
D、无菌操作下将90mL无菌水加入到10mL待测水样中,这样就将待测水样稀释了10倍。将稀释后的菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数为124,黑色菌落为34,根据大肠杆菌鉴定的原理可知,其中的黑色菌落为大肠杆菌形成的,因此1升待测水样中的大肠杆菌数目=34×(1000÷10)=3400个,D错误。
故选C。
21. 利用山金柑愈伤组织细胞(2n)和早花柠檬叶肉细胞(2n)进行体细胞杂交可以得到高品质、抗逆性强的杂种植株。如图是7组杂种植株核DNA和线粒体DNA来源鉴定的结果。下列分析正确的是( )
A. 进行原生质体融合有多种手段,如电刺激、离心、振荡、聚乙二醇、病毒等诱导
B. 细胞融合依赖膜的流动性,获得的融合原生质体需放在无菌水中以防杂菌污染
C. 可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选
D. 杂种植株是四倍体,其核基因只来自早花柠檬,线粒体基因只来自山金柑
【答案】C
【解析】
【分析】分析题意,图题是7组杂种植株核DNA和线粒体DNA来源鉴定的结果,观察结果可知,杂种植株核DNA与早花柠檬细胞核DNA完全相同,而杂种植株的线粒体DNA与山金柑细胞的线粒体DNA完全相同,说明杂种植株的核DNA来自于早花柠檬,而线粒体DNA来自于山金柑。
【详解】A、病毒可以诱导动物细胞融合,但不是诱导植物原生质体融合的方法,A错误;
B、若将融合的原生质体置于无菌水中,由于无细胞壁的限制,原生质体可能会吸水涨破,B错误;
C、愈伤组织无色,叶肉细胞因为含有叶绿体为绿色,其中供体细胞特有的结构是叶绿体,可通过观察叶绿体的有无,即有无绿色作为初步筛选杂种细胞的标志,C正确;
D、杂种植株核DNA与早花柠檬细胞核DNA完全相同,而早花柠檬属于二倍体生物,故杂种植株应该是二倍体,D错误。
故选C。
22. 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。下列说法错误的是( )
A. 图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象
B. 对照组应设置为:巨噬细胞+正常细胞共培养体系+单克隆抗体
C. 利用该单克隆抗体可以诊断包括肺癌、结肠癌在内的多种癌症
D. 实验组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于对照组可验证上述推测
【答案】B
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备的流程:
(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、由于杂交瘤细胞即保留了骨髓瘤细胞无限增殖的特点,又有浆细胞产生特异性抗体的作用,所以图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象,A正确;
B、根据单一变量原则可知,对照组的设置应为不加单克隆抗体的巨噬细胞+肿瘤细胞的共培养体系,B错误;
C、结合题意可知,单克隆抗体特异性强、灵敏度高,利用该单克隆抗体可以诊断包括肺癌、结肠癌在内的多种癌症,C正确;
D、实验组中加入了单克隆抗体,抗体与肿瘤细胞表面的CD47发生特异性结合,从而解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,而对照组中没有加入单克隆抗体,不能与肿瘤细胞表面的CD47结合,因而无法解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,因此,实验组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于对照组可验证上述推测,D正确。
故选B。
23. 在体细胞克隆猴培育过程中,为调节相关基因的表达,提高胚胎的发育率和妊娠率,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm3dd的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体流程如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 常用显微操作法去除由核膜包被的卵母细胞的细胞核
B. 灭活的仙台病毒可使细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布,利于融合
C. 组蛋白去甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都有利于重构胚的分裂和发育
D. 胚胎移植前应对代孕母猴进行同期发情处理
【答案】A
【解析】
【分析】灭活病毒诱导法是诱导动物细胞融合特有的方法,灭活病毒诱导细胞融合的原理是:病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合。
【详解】A、常用显微操作法去除卵母细胞的细胞核实质是去除纺锤体-染色体复合物,A错误;
B、灭活的仙台病毒可使细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合,B正确;
C、由题意可知,研究人员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处理了它,即将组蛋白去甲基化和增加乙酰化(二者均属于表观遗传),有利于重构胚的分裂和发育,使其完成细胞分裂和发育进程,C正确;
D、胚胎移植前需对供体和受体母牛注射孕激素进行同期发情处理,保证胚胎移植入相同的生理环境,D正确。
故选A。
24. 为了获得抗蚜虫棉花新品种,研究人员将雪花莲凝集素基因(GNA)和尾穗苋凝集素基因(ACA)与载体(pBI121)结合,然后导入棉花细胞。下列操作与实验目的不符的是( )
A. 用限制酶BsaB I和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因
B. 与只用Kpn I相比,Kpn I和Xh I处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确
C. 将棉花细胞接种在含氨苄青霉素的培养基上可筛选出转基因细胞
D. 用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中
【答案】C
【解析】
【分析】
1、基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
2、基因工程的基本操作程序:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达。
【详解】A、雪花莲凝集素基因(GNA)和尾穗苋凝集素基因(ACA)均有BsaB I酶切位点,所以用限制酶BsaB I和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因,A不符合题意;
B、图中质粒与ACA-GNA上都含有KpnⅠ和XhⅠ的酶切位点,与只用KpnI相比,KpnI和XhⅠ处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确,B不符合题意;
C、由于重组质粒含有卡那霉素的抗性基因,故将棉花细胞接种在含卡那霉素的培养基上可筛选出转基因细胞,C符合题意;
D、根据GNA-ACA融合基因的两端序列设计合适的引物,可以利用PCR技术检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中,D不符合题意。
故选C。
25. 在胚胎移植过程中,很多操作步骤都需要“检查”,以避免后期人力、物力、财力的浪费, 下列相关说法错误的是( )
A. 体外受精的受精卵移入特定培养液中培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力
B. 胚胎移植前,要对胚胎进行检查以确定其是否发育到桑椹胚或囊胚阶段
C. 在胚胎分割时,应取样内细胞团细胞做 DNA 分析,以检查胚胎的性别
D. 胚胎移植入受体母畜的子宫后,还需对受体母畜进行是否妊娠检查
【答案】C
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段); ④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】AB、哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能和受精等几个主要步骤。精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养基中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力,并将其培养至桑椹胚或囊胚进行胚胎移植,所以胚胎移植前,要对胚胎进行检查以确定其是否发育到桑椹胚或囊胚阶段,AB正确;
C、在胚胎移植前,若要对胚胎的性别进行鉴定,应取囊胚的滋养层细胞做DNA分析,C错误;
D、胚胎移植入受体母畜的子宫后,还需对受体母畜进行是否妊娠检查,以保证其为移植的胚胎提供孕育的条件,D正确。
故选C
二、非选择题(共四题,共50分)
26. 水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上,能介导水分子跨膜运输,提高水分子的运输速率。将哺乳动物成熟红细胞放入渗透压较低的溶液中,可使其逐渐吸水涨破,此时光线更容易透过红细胞悬浮液,液体由不透明的红色溶液逐渐变澄清,肉眼即可观察到,这种现象称为溶血,溶血时间与水分进入红细胞的速度有关。下图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中,红细胞体积和初始体积之比的变化曲线,O点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度。
(1)在低渗溶液中,红细胞吸水涨破释放内容物后,剩余的部分称为“血影”,则“血影”的主要组成成分是____________。根据图示可知,猪的红细胞在浓度为_______mml·L-1的NaCl溶液中能保持正常形态。
(2)分析图,将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应NaCl溶液中,一段时间后,乙细胞的吸水能力____________(填“大于”“小于”或“等于”)红细胞甲,原因是____________。
(3)将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中,发现红细胞吸水涨破所需时间少于肝细胞,结合以上信息分析,其原因可能是_________________________________。
(4)有观点认为:低温会使水分通过细胞膜的速率减慢。请以羊血为材料,以溶血现象作为观察实验指标,设计实验验证这一观点。(要求:写出实验思路并预期结果)。__________________。
【答案】(1) ①. 磷脂、蛋白质 ②. 150
(2) ①. 大于 ②. 红细胞乙失水量多,细胞液渗透压升高,细胞吸水能力增强
(3)红细胞细胞膜上存在水通道蛋白,吸水能力更快,肝细胞细胞膜上无水通道蛋白,所以红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞
(4)实验思路:将生理状态相同的哺乳动物成熟红细胞均分为甲、乙两组,甲组处于室温条件,乙组低温处理,然后将两组细胞同时置于等量的蒸馏水中,观察两组红细胞溶血时间。
预期实验结果为:低温组溶血时间变长
【解析】
【分析】分析图示可知,当NaCl溶液浓度为150mml•L-1时,红细胞体积和初始体积之比为1,说明此NaCl溶液的浓度与红细胞的细胞质浓度相同,红细胞水分进出平衡;当NaCl溶液浓度小于150mml•L-1时,红细胞体积和初始体积之比大于1,红细胞吸水,并在O点时吸水涨破;A点和B点时红细胞体积和初始体积之比小于1,说明细胞失水,且该比值越小,细胞失水越多。
【小问1详解】
在低渗溶液中,红细胞吸水涨破释放内容物后,剩余的部分称为血影,根据红细胞的结构特点可知,“血影”主要是细胞膜,则“血影”的主要成分是蛋白质和磷脂。根据图示可知,猪的红细胞在浓度为150mml•L-1的NaCl溶液中体积不变,能保持正常形态。
【小问2详解】
由曲线可知,将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度的NaCl溶液中,一段时间后,二者的红细胞体积和初始体积之比均小于1,且乙的比值更小,说明红细胞乙的失水量多于红细胞甲,则红细胞乙的细胞内液渗透压较高,因此红细胞乙的吸水能力大于红细胞甲。
【小问3详解】
水分子通过细胞膜的方式有自由扩散和经过水通道蛋白的协助扩散,将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中,发现红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞,结合以上信息分析,其原因可能是红细胞细胞膜上存在水通道蛋白,吸水能力更快,肝细胞细胞膜上无水通道蛋白,所以红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞。
【小问4详解】
该实验的目的是验证低温会使水分通过细胞膜的速率减慢,则实验的自变量是温度,因此实验应该设计甲、乙两组(含有等量的相同生理状态的红细胞),分别在正常温度和低温下进行实验,将两组实验的红细胞同时放入相同的等量低渗溶液中,观察甲、乙两组红细胞溶血所需的时间;由于该实验是验证性实验,而低温会使水分通过细胞膜的速率减慢,因此低温组溶血时间变长,该实验的结果是甲组溶血所需时间小于乙组。
27. 某研究团队发现耐干旱胁迫突出的“夏普蓝”蓝莓中含有Ln1蛋白,通过基因工程将Ln1基因导入烟草以研究Ln1蛋白在植物应对干旱胁迫时的相关功能。下图1标注Ti质粒的结构及限制酶切位点,图2标注了Ln1基因的限制酶切位点。分析回答下列问题:
注:标记基因1为卡那霉素抗性基因,标记基因2为四环素抗性基因
(1)获取目的基因及构建重组表达载体。提取夏普蓝的总DNA,通过PCR技术扩增Ln1基因时应在引物的______(填“5’”或“3’”)端添加_________限制酶的识别序列,在构建基因表达载体时将目的基因插入T-DNA中的目的是________。
(2)利用农杆菌转化烟草细胞及培育转基因植株。将含有基因表达载体的农杆菌和带有伤口的叶圆片共培养一段时间,然后将叶圆片转入添加卡那霉素的培养基上培养,目的是________。培养基中除了糖类、氨基酸、维生素等有机营养成分外,还应添加_______来调控叶圆片细胞脱分化、再分化过程,从而得到转基因烟草植株。
(3)转基因烟草植株耐旱特性鉴定。选取转化成功的转基因烟草叶片,一组置于添加10%PEG的MS培养基中培养,另一组置于未添加PEG的MS培养基中培养。添加10%PEG的作用是______。另取野生型烟草叶片作为对照。
(4)电镜下显示正常培养的烟草细胞叶绿体、线粒体形态结构完整。添加PEG的野生型烟草细胞出现叶绿体基粒片层结构模糊,线粒体变形嵴断裂等现象,而添加PEG的转基因烟草细胞未出现上述现象;检测各组植株叶绿素相对含量,结果如下图3.推测干旱胁迫下Ln1蛋白可能是通过________来维护光合作用的正常进行,从而抵御干旱。
【答案】(1) ①. 5′ ②. BamHI、BglⅡ ③. 能够把目的基因转移到植物细胞的染色体上
(2) ①. 筛选含有目的基因的植物细胞 ②. 生长素、细胞分裂素
(3)模拟干旱环境 (4)减少对叶绿体基粒结构的破坏、维持叶绿素含量
【解析】
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。
(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
设计PCR引物时,需要在引物的5'端加上添加相应的限制酶识别序列,使得目的基因与载体能产生相同的黏性末端进行互补配对。
分析图1可知,该Ti质粒上有SacⅠ、BamHI、BglⅡ三种限制酶的酶切位点,分析图2可知,Ln1基因上有SacⅠ的酶切位点,故不能选SacⅠ限制酶,因此在设计引物时,需要在引物的5'端加上BamHI、BglⅡ限制酶的识别序列。
Ti质粒上的T-DNA可以可以转移到受体细胞中并整合到受体细胞的染色体DNA上。
【小问2详解】
BglⅡ限制酶会破坏标记基因2,故重组质粒上只含有标记基因1(卡那霉素抗性基因),将叶圆片转入添加卡那霉素的培养基上培养,可以用来筛选含有目的基因的植物细胞。植物组织培养过程中,脱分化、再分化的过程受到生长素与细胞分裂素比值的调控。
【小问3详解】
添加10% PEG的作用是模拟干旱环境(提供干旱胁迫环境)。
【小问4详解】
添加PEG的野生型烟草细胞出现叶绿体基粒片层结构模糊,线粒体变形嵴断裂等现象,而添加PEG的转基因烟草细胞未出现上述现象,叶绿素含量:正常组的野生型烟草叶绿素含量高于转基因烟草,PEG处理组的野生型烟草叶绿素含量少于转基因烟草,经PEG处理后野生型烟草叶绿素含量减少,转基因烟草叶绿素含量增加,推测干旱胁迫下Ln1蛋白可能是通过稳定叶绿体基粒片层的结构/减少对叶绿体基粒结构的破坏、维持叶绿素含量(减缓叶绿素含量下降),来维护光合作用的正常进行,从而抵御干旱。
28. 农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量的目的。回答下列问题:
(1)植物叶肉细胞中ATP的生成场所是__________。
(2)农民通常将玉米和大豆按不同的年份进行轮作。玉米对土壤中氮和硅的吸收量较多,而对钙的吸收量较少;豆科植物吸收大量的钙,而吸收硅的数量极少。玉米和大豆的根系吸收元素时,具有差异的直接原因是______________。将玉米和大豆轮作的好处是______(答出一点即可)。
(3)农业生产常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物) 的方法提高农田的光能利用率。下图1为大豆和玉米单独种植时光合速率随时间的变化曲线图,大豆b点出现的原因是_________。若将玉米和大豆合理间作(如图2),则12时大豆的光合速率比单独种植时___________(填“快”或“慢”),主要原因是_______。
(4)下表为在适宜温度条件下,逐渐增加光照强度,测定阳生植物与阴生植物叶片的氧气的释放速率。据表可推测阳生植物为___________,当光照强度为100μml光子m2·s-1时,AB植物的氧气产生速率大小关系为___________(填“A>B”、“A=B”或“A【答案】(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体
(2) ①. 不同植物根系细胞膜上吸收离子的载体蛋白的种类和数量存在差异 ②. 充分利用土壤中的矿质资源(或改善土壤、防止土壤养分失衡等)
(3) ①. 温度过高,植物未避免蒸腾作用过强失水过多,部分气孔关闭,导致吸收CO2减少,光合速率降低 ②. 快 ③. 玉米和大豆间作,由于玉米植株比大豆植株高,对大豆植株有遮阴的效果,可以降低光合午休的程度)
(4) ①. A ②. A>B
【解析】
【分析】 光合作用的过程及场所:光反应发生在类囊体薄膜中,主要包括水的光解和ATP的合成两个过程;暗反应发生在叶绿体基质中,主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程。
【小问1详解】
产生ATP的反应是光合作用和呼吸作用,植物叶肉细胞中ATP的生成场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。
【小问2详解】
玉米和大豆的根系吸收元素时,具有差异的直接原因是不同植物根系细胞膜上吸收离子的载体的种类和数量存在差异。玉米根系细胞膜上运输氮和硅的载体蛋白较多,而运输钙的载体蛋白较少;豆科植物根系细胞膜上运输钙的载体蛋白较多,而运输硅的载体蛋白数量极少。据此可推知,将玉米和大豆轮作可以充分利用土壤中的矿质资源。
【小问3详解】
据图可知,大豆单独种植时,在中午12:00时,由于光照强度太强,温度过高,植物未避免蒸腾作用过强失水过多,部分气孔关闭,导致吸收CO2减少,光合速率降低,植物会出现光合午休现象,若将玉米和大豆间作,由于玉米植株比大豆植株高,对大豆植株有遮阴的效果,可以降低光合午休的程度,因此12时大豆的光合速率比单独种植大豆时光合作用的速率快。
【小问4详解】
分析表格数据可知:氧气的释放速率表示净光合作用速率,A植物的呼吸作用速率为16µmlO2/(m-2•s-1),B植物的呼吸作用速率为4µmlO2/(m-2•s-1);随光照增强,A植物的净光合速率逐渐增加,直至不变;随光照增强,B植物的净光合速率逐渐增加,当光照强度为250µml光子/(m-2•s-1)时,净光合作用速率达到最大,再增加光照强度,净光合速率反而下降,由此可知,A植物是阳生植物,B植物是阴生植物。当光照强度为100µml光子/(m-2•s-1)时,A、B植物氧气的产生速率的大小关系为A>B。原因是:当光照强度为100µml光子/(m-2•s-1)时,A植物的氧气释放速率(净光合速率)与B植物相等,但A植物的呼吸速率明显大于B植物,因此A植物氧气产生速率(真光合速率)大于B植物。
29. 上世纪70-90年代珠海淇澳岛红树林植被退化,形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据,天然红树林秋茄(乔木)-老鼠簕(灌木)群落仅存32hm2。为保护和恢复红树林植被,科技人员在互花米草侵占的滩涂上成功种植红树植物无瓣海桑,现已营造以无瓣海桑为主的人工红树林600hm2,各林龄群落的相关特征见下表。
回答下列问题:
(1)在红树林植被恢复进程中,由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为_________。恢复的红树林既是海岸的天然防护林,也是多种水鸟栖息和繁殖场所,体现了生物多样性的_________价值。
(2)无瓣海桑能起到快速实现红树林恢复和控制互花米草的双重效果,其使互花米草消退的主要原因是_________。
(3)无瓣海桑是引种自南亚地区的大乔木,生长速度快,5年能大量开花结果,现已适应华南滨海湿地。有学者认为无瓣海桑有可能成为新的外来入侵植物。据表分析,提出你的观点和理由_________。
(4)淇澳岛红树林现为大面积人工种植的无瓣海桑纯林。为进一步提高该生态系统的稳定性,根据生态工程自生原理并考虑不同植物的生态位差异,提出合理的无瓣海桑群落改造建议_________。
【答案】(1) ①. 群落演替(或演替、或次生演替) ②. 间接
(2)无瓣海桑使树冠层郁闭度(或覆盖度)高,使互花米草缺少充足的光照
(3)答案一: 有可能。无瓣海桑的幼苗可以生长,能适应滨海湿地环境(或第3年~第8年,无瓣海桑群落高度由3.2长到11m); 答案二:不可能。林下没有无瓣海桑幼苗更新,无瓣海桑很难在天然红树林中定居;
(4)上层种植无瓣海桑,中层种植秋茄,下层种植老鼠簕,形成多层群落结构(“引种不同高度的红树植物”、“将无瓣海桑与秋茄、老鼠簕混种”)
【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。
【小问1详解】
由题意可知,红树林植被退化形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据,则由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为群落演替(或演替、或次生演替)。恢复的红树林既是海岸的天然防护林,也是多种水鸟栖息和繁殖场所,这是红树林在生态系统方面的调节作用,体现了生物多样性的间接价值。
【小问2详解】
无瓣海桑是速生乔木,种植后由于其生长速度较快,在与互花米草在阳光等的竞争中占据优势,使树冠层郁闭度(或覆盖度)高,使互花米草缺少充足的光照,能有效抑制互花米草的蔓延。
【小问3详解】
根据表格数据可知,随着时间的推移,无瓣海桑群落中植物种类逐渐减少,林下没有无瓣海桑和秋茄更新幼苗,则无瓣海桑的种群数量不再增加,可能会被本地物种所替代,所以不会成为新的入侵植物。(无瓣海桑有可能成为新的入侵植物。无瓣海桑的幼苗可以生长,能适应滨海湿地环境(或第3年~第8年,无瓣海桑群落高度由3.2长到11m))。
【小问4详解】
通过适当控制引进树种规模,扩大本土树种的种植,增加物种,使营养结构变得复杂,可提高生态系统的稳定性,还能防止新的物种的入侵。
光照强度/(μml光子·)
0
10
25
50
100
250
500
600
氧气释放速率(μml氧气·)
A植物
-16
-10
-5
-1
5
15
30
30
B植物
-4
-0.5
1.5
3
5
12
12
10
红树林群落(林龄)
群落高度(m)
植物种类(种)
树冠层郁闭度(%)
林下互花米草密度(株/m2)
林下无瓣海桑更新幼苗密度(株/100m2)
林下秋茄更新幼苗密度(株/100m2)
无瓣海桑群落(3年)
3.2
3
70
30
0
0
无瓣海桑群落(8年)
11.0
3
80
15
10
0
无瓣海桑群落(16年)
12.5
2
90
0
0
0
秋茄-老鼠簕群落(>50年)
5.7
4
90
0
0
19
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