2022-2023学年河北省保定市高三9月月考生物试题含解析
展开一、单选题
1.糖枫是一种落叶乔木,糖枫细胞中所含的大量淀粉会在冬天转换为蔗糖,树干流出的汁液可制成砂糖。下列说法正确的是( )
A.利用斐林试剂与蔗糖反应产生砖红色沉淀
B.糖枫叶片所含淀粉中的碳元素来源于二氧化碳
C.糖枫叶片所含淀粉的基本组成单位是蔗糖
D.淀粉和蔗糖彻底水解后的产物是葡萄糖
【答案】B
【分析】斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,产生砖红色沉淀。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。
【详解】A、蔗糖不是还原糖,不能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀,A错误;
B、光合作用过程中可将CO2和水合成有机物,并释放氧气,因此糖枫叶片所含淀粉中的碳元素来源于二氧化碳,B正确;
C、淀粉的基本组成单位是葡萄糖,C错误;
D、蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖形成的,水解产物为葡萄糖和果糖,D错误。
故选B。
2.骨骼肌细胞又称骨骼肌纤维,根据收缩速度的快慢可分为快肌和慢肌两种。人的快肌含少量线粒体,适合剧烈运动、进行无氧呼吸。据此分析,下列不是快肌细胞内葡萄糖氧化分解产物的是( )
A.酒精B.乳酸C.CO2D.H2O
【答案】A
【分析】人体内有氧呼吸的产物是水和二氧化碳,无氧呼吸的产物是乳酸。
【详解】由题意可知,快肌细胞内可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,葡萄糖被分解后得产物有水、二氧化碳和乳酸,人体细胞无氧呼吸不能产生酒精,A错误,BCD正确。
故选A。
3.在弱光照条件下,植物细胞的C3和C5相对含量维持平衡,若改变某种环境因素,C3和C5的相对含量发生如图所示的变化。下列分析正确的是( )
A.a为C5,改变条件为提高光照强度
B.b为C5,改变条件为提高CO2浓度
C.a为C3,改变条件为提高光照强度
D.b为C3,改变条件为提高CO2浓度
【答案】C
【分析】影响光合作用的环境因素:
1、温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大;当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强;当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强;当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强;当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【详解】AC、若增加光照强度,光反应产生的NADPH和ATP增多,被还原的C3增多,生成的C5增多,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的含量将减少,C5的含量将增加,即a为C3,A错误;C正确;
BD、增加CO2浓度,CO2被C5固定形成的C3增加,则消耗的C5增加,短时间内C3的还原速率不变,故C5的含量将减少,C3的含量将增加,故b不是C5,由于1CO2+1C5→2C3,所以达到平衡时,C3的含量大于C5含量,即a为C3,BD错误。
故选C。
4.生物体从细胞到系统,在能量转换过程中维持其ATP含量相对稳定的现象称为ATP稳态。下列有关叙述错误的是( )
A.剧烈运动时,人体的ATP稳态难以维持
B.ATP稳态通过ATP的水解与ATP的合成完成
C.ATP稳态是维持细胞代谢正常进行的必要条件
D.有氧呼吸和无氧呼吸是维持ATP稳态的重要途径
【答案】A
【分析】ATP的结构式可简写成A-P~P~P,式中A代表腺苷,T代表3个,P代表磷酸基团,~代表特殊化学键,通常断裂和合成原理腺苷的特殊化学键键。一个ATP分子中含有一个腺苷、3个磷酸基团、2个特殊化学键键。ATP的一个特殊化学键键水解,形成ADP(二磷酸腺苷),两个特殊化学键键水解,形成AMP(一磷酸腺苷)。
【详解】A、剧烈运动时,正常机体也能维持ATP稳态,A错误;
B、ATP稳态通过ATP的水解与ATP的合成完成,即通过ATP和ADP的相互转化实现,B正确;
C、ATP作为细胞中的能量货币,ATP稳态是维持细胞代谢正常进行的必要条件,从而保证了细胞中的能量供应,C正确;
D、有氧呼吸和无氧呼吸过程中有ATP的产生,因而是人体维持ATP稳态的重要途径,D正确。
故选A。
5.植物细胞吸收土壤中的H2PO4-主要通过细胞膜上的磷转运体进行,其转运机理如图所示。研究发现,植物在低磷胁迫条件下,磷转运体基因会受到低磷胁迫的诱导而快速表达。下列叙述错误的是( )
A.H+和H2PO4-的转运方向相同
B.H2PO4-进入细胞的方式为主动运输
C.若土壤中的pH升高,则植物吸收磷的速率会增大
D.磷转运体基因的表达有利于植物在低磷胁迫下吸收磷
【答案】C
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要转运蛋白,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体蛋白和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
【详解】A、结合图示可知,H+和H2PO4-的转运方向相同,都是从膜外转运至膜内,A正确;
B、H2PO4-进入细胞是逆浓度梯度进行的,该过程消耗氢离子的梯度势能,其转运方式为主动运输,B正确;
C、若土壤中的pH升高,则意味着土壤中氢离子浓度减少,氢离子内外浓度差减小,为磷酸转运体消耗的能量减少,则植物吸收磷的速率会减少,C错误;
D、植物在低磷胁迫条件下,磷转运体基因会受到低磷胁迫的诱导而快速表达,据此可推测磷转运体基因的表达有利于植物在低磷胁迫下吸收磷,D正确。
故选C。
6.用溴麝香草酚蓝法可以测定种子的生活力:将含有溴麝香草酚蓝的琼脂溶液倒入培养皿,冷却后制成琼脂平板;将吸足水的种子整齐地埋于琼脂中,置于适宜温度下培养,有生活力的种子能吸收O2、放出CO2,引起pH变化,导致种子附近的琼脂中溴麝香草酚蓝发生颜色变化。下列叙述正确的是( )
A.O2充足时,有生活力的种子放出的CO2来自线粒体基质
B.为促进种子萌发,配制琼脂溶液时还需加入适量葡萄糖
C.种子吸水后,细胞中自由水增多,代谢加快,抗逆性增强
D.若种子周围的琼脂呈现蓝色,则可判定该种子具有活性
【答案】A
【分析】凡有生活力的种子能不断地进行呼吸作用,吸收空气中的O2,同时放出CO2,CO2溶于水生成H2CO3,H2CO3不稳定解离成H+和HCO3-。由于H2CO3不断解离,就使周围介质酸度逐步增加。它的变色范围为pH6.0-7.6之间,它在酸性介质中呈黄色,在碱性介质中呈蓝色,中间经过绿色
【详解】A、O2充足时,有生活力的种子只进行有氧呼吸,放出的CO2来自线粒体基质,A正确;
B、种子萌发时可利用细胞内的有机物进行氧化分解,配制琼脂溶液时无需加入葡萄糖,B错误;
C、种子吸水后,细胞中自由水增多,代谢加快,抗逆性减弱,C错误;
D、若种子周围的琼脂呈现黄色,说明种子进行了有氧呼吸释放CO2,则可判定该种子具有活性,D错误。
故选A。
7.研究发现,异染色质蛋白3(CBX3蛋白)能够沉默抑癌基因。p53蛋白表达的上升使纺锤体的分裂速度加快,可进一步加剧肿瘤细胞的周期调控紊乱。在直肠癌细胞中,CBX3蛋白可以促进p53蛋白的表达。下列叙述错误的是( )
A.细胞癌变可能导致细胞中CBX3蛋白含量增加
B.p53蛋白的表达会导致肿瘤细胞的细胞周期延长
C.抑制CBX3蛋白的表达,可能有助于抑制肿瘤细胞的生长和增殖
D.抑制p53蛋白的表达,可能缓解CBX3蛋白对抑癌基因的沉默效应
【答案】B
【分析】细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。癌细胞的主要特征:无限增殖;细胞形态结构发生显著改变;细胞表面发生变化,细胞膜上的糖蛋白等减少,细胞间的黏着性降低,细胞易扩散转移。
【详解】A、异染色质蛋白3(CBX3蛋白)能够沉默抑癌基因,进而诱发癌变,据此可推测,细胞癌变可能导致细胞中CBX3蛋白含量增加,A正确;
B、p53蛋白表达的上升使纺锤体的分裂速度加快,进而可导致肿瘤细胞的细胞周期变短,B错误;
C、抑制CBX3蛋白的表达,则抑癌基因会正常表达,进而可能有助于抑制肿瘤细胞的生长和增殖,C正确;
D、p53蛋白表达的上升使纺锤体的分裂速度加快,若抑制p53蛋白的表达,则对癌症的发生有抑制作用,说明对抑癌基因的正常表达有缓解作用,又知CBX3蛋白能够沉默抑癌基因,因此,抑制p53蛋白的表达能缓解CBX3蛋白对抑癌基因的沉默效应,D正确。
故选B。
8.孟德尔利用豌豆进行的两对相对性状的遗传实验中,F2出现9:3:3:1的性状分离比的非必要条件是( )
A.雌雄配子数量相等
B.不存在配子致死现象
C.F1产生四种比例相同的配子
D.两对等位基因位于非同源染色体上
【答案】A
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子时,位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体的非等位基因进行自由组合。
【详解】A、雌雄配子的数目不相等,一般来说,雄配子数目多于雌配子,这不是F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比必要条件,A符合题意;
B、F2中不存在配子致死现象,是F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比必要条件,B不符合题意;
C、F1产生四种比例相等的配子是F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比必要条件,C不符合题意;
D、控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上,是F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比必要条件,D不符合题意。
故选A。
9.结核杆菌是引起人类结核病的病原菌,该菌可侵染全身各器官,但以引起肺结核最多见。下列有关结核杆菌和人体的遗传物质的叙述,错误的是( )
A.人体的遗传物质复制时是边解旋边复制的
B.结核杆菌的遗传物质复制所需能量主要来自其线粒体
C.两种生物的遗传物质复制时都需要使用解旋酶
D.两种生物的遗传物质复制时的场所是不同的
【答案】B
【分析】DNA的复制:
条件:a、模板:亲代DNA的两条母链;b、原料:四种脱氧核苷酸为;c、能量:(ATP);d、一系列的酶。缺少其中任何一种,DNA复制都无法进行。
过程: a、解旋:首先DNA分子利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条扭成螺旋的双链解开,这个过程称为解旋;b、合成子链:然后,以解开的每段链(母链)为模板,以周围环境中的脱氧核苷酸为原料,在有关酶的作用下,按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链。
【详解】A、人体的遗传物质是DNA,DNA复制方式是半保留复制,表现为边解旋边复制,A正确;
B、结核杆菌的遗传物质是DNA,其在所需能量不是由线粒体提供的,因为结核杆菌的细胞结构中没有线粒体,B错误;
C、DNA复制时需要解旋酶,而两种生物的遗传物质都是DNA,复制时都需要使用解旋酶,C正确;
D、结核杆菌和人体的遗传物质在复制时的场所是不同的,前者是在细胞质中,后者是在细胞核中,D正确。
故选B。
10.赫尔希和蔡斯用35S标记蛋白质,用32P标记DNA,研究T2噬菌体遗传信息的传递。两位科学家的部分研究过程如图所示。下列关于该实验的叙述,合理的是( )
A.侵染大肠杆菌前先用含32P和35S的普通培养基直接培养T2噬菌体
B.该实验可以证明DNA是主要的遗传物质,而蛋白质不是遗传物质
C.35S标记T2噬菌体的实验组离心后,放射性主要集中在沉淀物中
D.32P标记T2噬菌体的实验组培养时间过长,会导致上清液的放射性增强
【答案】D
【分析】赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的过程中,利用了同位素标记法,用32P和35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质。噬菌体在细菌内繁殖的过程为:吸附→注入→合成→组装→释放。
【详解】A、噬菌体为病毒,没有细胞结构,不能独立代谢,因此不能用普通培养基直接培养,A错误;
B、该实验可证明DNA是噬菌体的遗传物质,不能说明DNA是主要的遗传物质,蛋白质未进入大肠杆菌,不能证明蛋白质不是遗传物质,B错误;
C、由于亲代噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌,因此35S标记T2噬菌体的实验组离心后,放射性主要集中在上清液中,C错误;
D、32P标记T2噬菌体的实验组培养时间过长,会导致大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放,因此上清液的放射性增强,D正确。
故选D。
11.miRNAs是一类非编码RNA,在机体的血液中发挥着重要的调控作用。生活在南极冰冻海域中的南极冰鱼体内百余个参与造血的miRNAs显著表达,但其血液中缺乏血红蛋白和功能性红细胞。下列叙述错误的是( )
A.miRNAs由DNA的一条链转录而来
B.南极冰鱼的红细胞运输氧的能力可能较弱
C.若促进某些miRNAs的表达,则有利于血红蛋白的合成
D.miRNAs在造血过程中的调控作用可能是通过抑制mRNA的翻译来实现的
【答案】C
【分析】RNA分子的组成:RNA由核糖核苷酸经磷酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和碱基构成。细胞中的RNA主要有三种:
(1)mRNA:信使RNA;功能:蛋白质合成的直接模板;
(2)tRNA:转运RNA;功能:mRNA上碱基序列(即遗传密码子)的识别者和氨基酸的转运者;
(3)rRNA:核糖体RNA;功能:核糖体的组成成分,蛋白质的合成场所。
【详解】A、miRNAs是一类非编码RNA,目前认为RNA的合成是通过转录合成的,因此,miRNAs由DNA的一条链转录而来,A正确;
B、南极冰鱼的血液中缺乏血红蛋白和功能性红细胞,据此可推测,南极冰鱼的红细胞运输氧的能力可能较弱,B正确;
C、题中显示,南极冰鱼体内百余个参与造血的miRNAs显著表达,进而表现为血液中缺乏血红蛋白和功能性红细胞,据此可推推测,若促进某些miRNAs的表达,则不利于血红蛋白的合成,C错误;
D、miRNAs显著表达导致血液中缺乏血红蛋白,可能是由于miRNAs和控制血红蛋白合成的相关mRNA发生碱基互补配对进而抑制翻译过程来实现的,D正确。
故选C。
12.猴痘病毒是一种双链DNA病毒,其化学组成成分中约有90%是蛋白质。下列有关叙述错误的是( )
A.猴痘病毒的基因是具有遗传效应的DNA片段
B.猴痘病毒的某些蛋白质可作为抗原引起免疫反应
C.猴痘病毒的DNA中,磷酸与核糖交替连接排列在外侧
D.猴痘病毒的DNA中,嘌呤数量和嘧啶数量相等
【答案】C
【分析】DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构;DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G,其中A-T之间有2个氢键,C-G之间有3个氢键)。
【详解】A、猴痘病毒是一种双链DNA病毒,因此猴痘病毒的基因是具有遗传效应的DNA片段,A正确;
B、猴痘病毒的某些蛋白质可作为抗原引起免疫反应,产生抗体和记忆细胞,B正确;
C、猴痘病毒的DNA中,磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧构成基本骨架,C错误;
D、猴痘病毒的DNA为双链DNA,由于A与T配对,G与C配对,因此嘌呤数量和嘧啶数量相等,D正确。
故选C。
13.两种生物基因表达的方式如图所示。下列分析错误的是( )
A.蓝细菌可以进行a方式的基因表达
B.酵母菌可以进行b方式的基因表达
C.a方式中转录和翻译的场所是不同的
D.b方式中多个核糖体合成的肽链相同
【答案】C
【分析】a为边转录边翻译,b过程先是在细胞核内转录,然后在细胞质翻译。
【详解】A、蓝细菌为原核生物,没有细胞核,为边转录边翻译,因此进行a方式的基因表达,A正确;
B、酵母菌为真核生物,先在细胞核内转录形成RNA,然后在细胞质内翻译,进行b方式的基因表达,B正确;
C、a方式中转录和翻译的场所都是细胞质,C错误;
D、图b中由于不同核糖体翻译蛋白质所用的mRNA相同,故b方式中多个核糖体合成的肽链相同,D正确。
故选C。
二、多选题
14.某实验小组为研究外源ATP处理对盐胁迫下油菜幼苗生长的影响,进行了相关实验,经相应处理后,叶片中有关离子含量(单位:μg·g-1)的结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
A.ATP作为生物体中直接的能源物质,参与细胞的物质代谢和能量代谢
B.实验中盐胁迫导致油菜中Na+、Cl-积累与细胞膜对离子的选择透过性有关
C.实验表明,ATP处理缓解了盐胁迫导致的油菜中Ca2+积累,升高了K+含量
D.在遭受盐胁迫过程中植物通过吸收和积累相关无机盐离子来调节细胞渗透压
【答案】ABD
【分析】根据表格数据可知,加入ATP会提高细胞内各种离子的含量,而加入NaCl也会提高细胞内各种离子的含量;同时加入ATP和NaCl,会使细胞内钾离子含量减少。
【详解】A、ATP作为生物体中直接的能源物质,可参与细胞的物质代谢和能量代谢,A正确;
B、细胞通常通过主动运输吸收离子,因此实验中盐胁迫导致油菜中Na+、Cl-积累与细胞膜对离子的选择透过性有关,B正确;
C、将盐处理组、ATP+NaCl处理组分别和CK组比较可知,ATP处理缓解了盐胁迫导致的油菜中Na+积累,升高了K+含量,C错误;
D、将盐处理组与CK组对比可知,盐处理组细胞内的各种离子的含量都增加,说明在遭受盐胁迫过程中植物通过吸收和积累相关无机盐离子来调节细胞渗透压,D正确。
故选ABD。
15.在细胞周期中,染色体的两条姐妹染色单体之间的相同位置上可能发生部分交换(SCE)。为研究被动吸烟对小鼠骨髓细胞SCE率的影响,科研小组将小鼠置于密闭小室内,每日两次香烟烟雾染毒30min,分别在第9、18、27d采集小鼠骨髓细胞,统计SCE率,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.该实验的自变量是染毒时间和是否染毒
B.香烟烟雾会导致小鼠骨髓细胞的SCE率升高
C.SCE不会改变小鼠骨髓细胞中的染色体数目
D.骨髓细胞的减数分裂I前期能观察到SCE
【答案】ABC
【分析】据图可知,与对照组相比,染毒组中SCE率较高,且随着时间延长,染毒组的SCE率逐渐升高。
【详解】A、本实验是研究被动吸烟对小鼠骨髓细胞SCE率的影响,据图可知,该实验的自变量是染毒时间和是否染毒,A正确;
B、与对照组相比,染毒组的SCE率较高,说明香烟烟雾会导致小鼠骨髓细胞的SCE率升高,B正确;
C、本实验的结果显示,香烟烟雾会导致小鼠骨髓细胞的SCE率升高,而SCE是指染色体的两条姐妹染色单体之间的相同位置上可能发生部分交换,该过程没有导致染色体数目变异,C正确;
D、骨髓细胞只能进行有丝分裂,不能进行减数分裂,D错误。
故选ABC。
16.心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达能抑制其凋亡,以维持机体内正常数量的心肌细胞,相关作用机理如图所示。细胞中某些基因转录形成的前体RNA在加工过程中会产生许多非编码RNA,如miR-223。当心肌缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达所产生的miR-223可与基因ARC的mRNA的特定序列结合形成核酸杂交分子。下列分析错误的是( )
A.凋亡抑制因子可能通过抑制相关凋亡基因的表达从而抑制细胞凋亡
B.miR223和基因ARC的mRNA杂交过程与①过程的碱基配对方式相同
C.当心肌缺血、缺氧时,基因miR223过度表达,细胞凋亡数量增多
D.miR-223通过抑制基因ARC的转录从而抑制基因ARC的表达
【答案】BD
【分析】图示①过程为转录,②过程为翻译,翻译形成的凋亡抑制因子可抑制细胞凋亡。
【详解】A、当心肌缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达所产生的miR-223可与基因ARC的mRNA的特定序列结合形成核酸杂交分子,抑制基因ARC的mRNA完成翻译过程,因此凋亡抑制因子可能通过抑制相关凋亡基因的表达从而抑制细胞凋亡,A正确;
B、miR223和基因ARC的mRNA杂交过程中配对方式为A-U、G-C,而①过程为转录,存在T-A的配对方式,B错误;
C、当心肌缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达所产生的miR-223可与基因ARC的mRNA的特定序列结合形成核酸杂交分子,使基因ARC不能翻译形成蛋白质,不能抑制细胞凋亡,细胞凋亡数量增多,C正确;
D、根据C项分析可知,miR-223通过抑制基因ARC的翻译从而抑制基因ARC的表达,D错误。
故选BD。
17.某种小鼠的毛色受到A/a、B/b、G/g三对位于常染色体上且独立遗传的基因的控制,其中黑色个体的基因型是A_B_gg,灰色个体的基因型是A_bbgg,其余基因型的个体表现为淡黄色。下列有关说法正确的是( )
A.该种小鼠毛色的基因型共有27种
B.基因型为AaBbGg的个体进行测交,子代淡黄色个体中纯合子所占比例为0
C.基因型为AaBbGg的个体相互交配,子代中淡黄色个体所占比例为52/64
D.毛色的形成是多个基因共同作用的结果,基因与性状并不是简单的线性关系
【答案】ACD
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、该种小鼠毛色受三对独立遗传的三对等位基因控制,则该群体中的基因型共有33=27种,A正确;
B、基因型为AaBbGg的个体进行测交,则子代的基因型和表现型为1AaBbGg(淡黄色)、1aaBbGg(淡黄色)、1AabbGg(淡黄色)、1AaBbgg(黑色)、1aabbGg(淡黄色)、1aaBbgg(淡黄色)、1Aabbgg(灰色)、1aabbgg(淡黄色),可见,子代淡黄色个体中纯合子所占比例为1/6,B错误;
C、基因型为AaBbGg的个体相互交配,子代中黑色个体A_B_gg的占比为3/4×3/4×1/4=9/64,灰色个体A_bbgg所占的比例为3/4×1/4×1/4=3/64,则淡黄色个体所占比例为1-9/64-3/64=52/64,C正确;
D、题中显示,某种小鼠的毛色受到A/a、B/b、G/g三对位于常染色体上且独立遗传的基因的控制,可见毛色的形成是多个基因共同作用的结果,因此也能说明基因与性状并不是简单的线性关系,D正确。
故选ACD。
18.工业快速发展过程中,废水、废气和废渣的排放导致土壤和水体被重金属污染。当植物受到重金属胁迫后,可通过甲基化改变相关调控机制,将受到的毒害降低,从而有利于植物的生长与繁殖。科研人员对在不含镉和镉含量不同的土壤中正常生长的三种高等植物细胞内的DNA甲基化程度进行了观察和统计,结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.三种植物的DNA甲基化程度都与镉污染程度呈正相关
B.不同植物的细胞中的DNA甲基化均不会改变基因的碱基序列
C.DNA甲基化能调控相关基因的表达而使生物的性状发生改变
D.DNA甲基化可能是植物在不良环境中的一种自我保护机制
【答案】BCD
【分析】题图分析,图示为科研人员对在不含镉和镉含量不同的土壤中正常生长的三种高等植物细胞内的DNA甲基化程度的观察和统计情况,根据实验结果可知,镉对不同植物甲基化程度的影响是不同的。
【详解】A、萝卜的DNA甲基化程度与镉污染程度呈正相关,而三叶草却表现为负相关,水稻没有表现出明显的正相关,A错误;
B、DNA甲基化程度会影响基因的表达情况,但不会改变基因的碱基序列,B正确;
C、DNA甲基化通过影响基因的转录过程实现了对相关基因表达的调控,进而使生物的性状发生改变,并且这种改变可遗传下去,C正确;
D、DNA甲基化可能是植物在不良环境中的一种自我保护机制,这应该是长期适应环境的结果,D正确。
故选BCD。
三、综合题
19.蜂蜜中富含维生素、氨基酸、蛋白质、果糖与葡萄糖等营养物质。蜂蜜中淀粉酶的活性是衡量蜂蜜品质的重要指标,淀粉酶活性越高,代表蜂蜜品质越优良。蜂蜜加工过程中,酶活性常常发生变化。科学家以新鲜椴树蜂蜜为实验材料,经过不同温度加工处理后,在相同条件下检测蜂蜜中的淀粉酶活性(淀粉酶活性可以用淀粉酶值表示,即1g蜂蜜中的淀粉酶在一定条件下可催化1%淀粉溶液的毫升数),结果如表所示。回答下列问题:
(1)本实验的自变量为____________,因变量可用_____________表示。
(2)实验中,为了保证各个实验组在预设温度下进行实验,需要将淀粉酶和淀粉放在____________的条件下进行____________处理后再混合。
(3)若在实验过程中,部分淀粉会自行发生水解,则为了减少实验误差,应采取的措施是______________。
(4)为获得优质蜂蜜,请根据上述实验结果,给出一条关于蜂蜜加工的建议:____________。
【答案】(1) 加工时间、加工温度 淀粉酶值
(2) 相同温度 保温
(3)设置一组对照实验,用等量蒸馏水代替蜂蜜溶液,其他实验条件不变,然后计算淀粉自行水解的量
(4)在40~50℃的温度条件下,加工1~2h
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
题意分析,本实验的目的是研究不同温度条件下蜂蜜中淀粉酶的活性变化,本实验的自变量是不同的温度和处理时间,因变量是淀粉酶值的变化,即淀粉酶活性的变化。
(1)
由题中表格可知,本实验的自变量为在不同温度条件下利用淀粉酶进行加工的时间,即实验的自变量是加工时间和加工温度,因变量可用淀粉酶值表示,即代表酶活性的强弱。
(2)
实验中,为了保证各个实验组在预设温度下进行实验,需要将淀粉酶和淀粉放在相同温度的条件下进行保温处理后再混合,这样可以避免在淀粉酶和淀粉混合过程中温度的变化。
(3)
若在实验过程中,部分淀粉会自行发生水解,则为了减少实验误差,则需要设置一组对照实验,用等量蒸馏水代替蜂蜜溶液,其他实验条件不变,然后计算淀粉自行水解的量,通过与实验组的对照确定淀粉酶活性值。
(4)
表中信息显示,在在40~50℃的温度条件下,加工1~2h的情况下,蜂蜜中淀粉酶活性最高,因此,为获得优质蜂蜜,需要在40~50℃的温度条件下,加工1~2h获得优质蜂蜜。
20.叶片中叶绿素含量水平是反映植物生长的重要指标。农作物甲在发育过程中经历苗期→开花坐果期→盛果期→末果期这一过程,科研人员测定了农作物甲不同发育时期叶片中叶绿素含量,结果如图所示。据图分析,回答下列问题:
(1)叶肉细胞中的叶绿素位于_______________上,若要提取叶绿素,则可使用的试剂是_____________。
(2)农作物甲吸收的N可用于光反应中____________(答出2种)等原料的合成,利用这些原料合成的物质在暗反应中的作用是____________。
(3)在盛果期,若要提高农作物甲的叶绿素含量,根据图中氮含量的变化分析,氮肥的施用是否越多越好?______________,依据是_____________。
(4)利用无土化栽培农作物甲时,会在不同发育时期施加不同氮含量的肥料,这样做的优点是_____________。
【答案】(1) (叶绿体)类囊体薄膜 无水乙醇(或95%乙醇和无水碳酸钠)
(2) ADP、NADP+ 提供能量、作为还原剂
(3) 否 随着氮含量增加至360kg·hm-2,叶绿素含量逐渐增加,但超过360kg·hm-2后,叶绿素含量反而下降
(4)满足农作物甲在不同发育时期对氮肥的需求、节约成本
【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段是水光解形成氧气和NADPH的过程,该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中;暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程,三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
题图分析:实验的自变量是农作物甲的不同生育期和土壤含氮量的不同,因变量是叶绿素含量的变化。
(1)
叶肉细胞中的叶绿素位于叶绿体的类囊体薄膜上,由于叶绿素能溶解到有机溶剂无水乙醇中,因此,为了提取叶绿素,则可使用无水乙醇进行提取。
(2)
ADP、NADP+的组成元素中含有N,是光合作用光反应的原料,即农作物甲吸收的N可用于光反应中ADP、NADP+等原料的合成,利用这些原料合成的物质ATP和NADPH可用于暗反应中C3的还原过程,不仅可以提供能量,还可提供还原剂。
(3)
题中显示,随着氮含量增加至360kg·hm-2,叶绿素含量逐渐增加,而后随着土壤含氮量的增加,叶绿素含量反而下降,不利于产量的提高,据此可推测,在实验的在盛果期,若要提高农作物甲的叶绿素含量,则需要施用适量的氮肥,而不是施用越多越好。
(4)
实验结果说明,在农作物甲的生长过程中,在不同时期农作物对氮的需求量不同,因此,在利用无土化栽培农作物甲,需要在不同发育时期施加不同氮含量的肥料,这样做既能满足农作物甲在不同发育时期对氮肥的需求,而且还能节约成本,同时也能避免施用肥料过多对环境造成污染。
21.正常雌性哺乳动物在胚胎发育早期,某细胞中一条X染色体随机高度螺旋化失活形成巴氏小体,该细胞分裂产生的体细胞中这条X染色体也处于失活状态,但可以正常遗传给后代。Lesch-Nyhan综合征是一种严重的代谢疾病,由于患者缺乏HGPRT(由X染色体上的基因编码的一种转移酶),其嘌呤聚集于神经组织和关节中。图1是某Lesch-Nyhan综合征家系图。回答下列问题:
(1)Lesch-Nyhan综合征的形成,说明基因通过____________,进而控制生物体的性状。
(2)巴氏小体在显微镜下_____________(填“能”或“不能”)被观察到。通过进一步检测可知,Ⅲ-6的细胞中的巴氏小体失活情况及Lesch-Nyhan综合征基因分布情况如图2所示,据此分析,控制HGPRT合成的基因为______________性基因,Ⅲ-6患病的原因是_____________。
(3)根据(2)的信息进一步分析,Ⅱ-4的基因型是_____________,其巴氏小体失活情况和Ⅲ-6的是否相同?____________(填“相同”或“不同”)。
【答案】(1)控制酶的合成来控制代谢过程
(2) 能 显 含有A基因的X染色体形成了巴氏小体,细胞中不能正常表达HGPRT
(3) XAXa 不同
【分析】题意分析,Lesch-Nyhan综合征是一种严重的代谢疾病,由于患者缺乏HGPRT而患病,而HGPRT是由X染色体上的基因编码的一种转移酶,由此说明控制该病的基因位于X染色体上。结合遗传系谱图分析Ⅱ-4、Ⅱ-5均正常,却生出了患病的孩子,说明该病为伴X隐性遗传病。
(1)
Lesch-Nyhan综合征的形成是由于缺乏HGPRT(一种转移酶)导致的,说明该基因控制的性状是通过基因控制酶的合成来控制代谢进而控制生物的性状。
(2)
由题意知,某细胞中一条X染色体随机高度螺旋化失活形成巴氏小体,因此巴氏小体在显微镜下能被观察到。根据分析可知,若相关基因用A/a表示,根据后代的情况可推测Ⅱ-4、Ⅱ-5的基因型可表示为XAXa、XAY,Ⅲ-6的基因型为XAXa,其细胞中的巴氏小体失活情况及Lesch-Nyhan综合征基因分布情况如图2所示,由于患者缺乏HGPRT(由X染色体上的基因编码的一种转移酶),即图中显示其中的一条X染色体失活而表现为患病,说明控制HGPRT合成的基因为显性性基因,故Ⅲ-6患病的原因是含有A基因的X染色体形成了巴氏小体,导致细胞中不能正常表达HGPRT而患病。
(3)
由于Ⅲ-8是患者,因此,Ⅱ-4的基因型是XAXa,其表现为正常,说明其中的巴氏小体是由含a基因的X染色体失活形成的,即其与Ⅲ-6的不同。
22.科研人员在野生植物A的细胞中发现某种抗旱基因,并将这种抗旱基因导入了农作物B的细胞中,从而得到甲和乙两种抗旱植株,抗旱基因在染色体上的位置如图所示。通过进一步检测可知,农作物的抗旱能力和导入的抗旱基因数量成正比,且每个抗旱基因对抗旱能力的影响是相同的。回答下列问题:
(1)野生植物A的抗旱基因导入农作物B体内后能够表达,是因为_____________。
(2)甲、乙抗旱植株的抗旱能力是______________(填“相同”或“不同”)的,其中自交后代均能稳定遗传的抗旱植株是_______________(填“甲”或“乙”)植株。
(3)让甲植株自交,其子代会出现____________种表型,其中抗旱能力最强的植株和不具有抗旱能力的植株的比例为_____________。
(4)农作物B的高茎对矮茎为显性,受一对等位基因控制。已知乙植株是高茎杂合体,若要判断控制乙植株株高的基因与导入的抗旱基因是否在一对同源染色体上,能否通过与矮茎不抗旱植株测交的方法来判断?_______________,理由是_____________。
【答案】(1)生物界共用一套遗传密码
(2) 相同 乙
(3) 5 1:1
(4) 不能 乙植株的抗旱基因型是纯合的,无论抗旱基因和控制株高的基因是否在一对同源染色体上,均只能产生两种相同比例的配子,与矮茎不抗旱植株测交的结果相同
【分析】减数分裂时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(1)
因为生物界共用一套遗传密码,同一密码子控制的氨基酸相同,故野生植物A的抗旱基因导入农作物B体内后能够表达。
(2)
由题意“农作物的抗旱能力和导入的抗旱基因数量成正比,且每个抗旱基因对抗旱能力的影响是相同的”,可知甲和乙均含有2个抗旱基因,故甲、乙抗旱植株的抗旱能力是相同的。甲植株的两个抗旱基因分布在两对同源染色体上,每对同源染色体中只有一条染色体上含有抗旱基因,故自交后代含有不能稳定遗传的个体,而乙的两个抗旱基因均位于一对同源染色体上, 可以认为是纯合子,减数分裂只产生一种配子,即含有一个抗旱基因的配子,其自交后代均是含有两个抗旱基因的个体,且这两个抗旱基因均位于一对同源染色体上,均可以认为是纯合子,均能稳定遗传。故其中自交后代均能稳定遗传的抗旱植株是乙植株。
(3)
甲植株减数分裂产生3种配子,含有抗旱基因个数分别是:2个、1个、0个,甲自交后代含有抗旱基因数分别是4个、3个、2个、1个、0个,故子代会出现5种表型,其中抗旱能力最强的植株(含4个抗旱基因)和不具有抗旱能力的植株(含0个抗旱基因)均可视为纯合子,故两者比例为1:1。
(4)
假设控制高茎与矮茎的基因为B/b,抗旱基因为A,乙植株基因型为AABb。若B、b与导入的抗旱基因在一对同源染色体上,则其能产生两种配子AB: Ab=1:1,而矮茎不抗旱植株的基因型是aabb,能产生一种配子ab,雌雄配子随机结合,则后代AaBb:Aabb=1:1,其中AaBb表现为高茎抗旱,Aabb表现为矮茎抗旱,比例是1: 1。如果B/b与导入的抗旱基因不在一对同源染色体上,则乙能产生两种配子AB: Ab=1:1,而矮茎不抗旱植株的基因型是aabb,能产生一种配子ab,雌雄配子随机结合,则后代AaBb:Aabb=1:1。因此,不能通过与矮茎不抗旱植株测交的方法来判断控制乙植株株高的基因与导入的抗旱基因是否在一对同源染色体上,因为植株的抗旱基因型是纯合的,无论抗旱基因和控制株高的基因是否在一对同源染色体上,均只能产生两种相同比例的配子,与矮茎不抗旱植株测交的结果相同。
四、实验题
23.某种感染动物细胞的病毒M主要由核酸和蛋白质组成。为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA,某研究小组展开了相关实验,如表所示。回答下列问题:
(1)该实验运用了____________(填“加法”或“减法”)原理。
(2)C组的处理方式是_____________。
(3)若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组和C组的实验结果分别是_____________。
(4)若鉴定结果表明病毒M是单链RNA病毒,通过自我复制产生遗传物质,则让病毒M的遗传物质进行复制,至少经过____________次复制才能得到病毒M的遗传物质,原因是_____________。
【答案】(1)减法
(2)病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基
(3)不能分离得到病毒M 分离得到大量的病毒M
(4) 2 RNA复制时遵循碱基互补配对原则,单链RNA第1次复制后得到的RNA的碱基序列与亲代RNA的互补,经过第2次复制后得到的RNA的碱基序列与亲代RNA的相同
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其具有专一性,即一种酶只能催化一种或一类化学反应。若病毒的遗传物质是DNA,则会被DNA酶催化水解,若病毒的遗传物质是RNA,则会被RNA酶催化水解。
(1)
该实验的目的是“探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA”,实验的自变量是使用的酶的种类,DNA酶能催化DNA水解,RNA酶能催化RNA水解,所依据的生物学原理是酶具有专一性,实验中通过加入的水解酶使核酸分解,因此,该实验运用的是减法原理。
(2)
根据实验设计的单一变量原则可推测,C组的处理方式是病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基。
(3)
若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组由于DNA被水解,是的分离结果中没有病毒M的出现,而C组中由于RNA水解酶不能将DNA水解掉,因而实验分离的结果中会得到大量的病毒M出现。
(4)
若鉴定结果表明病毒M是单链RNA病毒,通过自我复制产生遗传物质,由于该病毒的遗传物质是单链RNA,则病毒M的遗传物质进行复制,至少经过2次复制才能得到病毒M的遗传物质,这是因为RNA复制时遵循碱基互补配对原则,单链RNA第1次复制后得到的RNA的碱基序列与亲代RNA的互补,经过第2次复制后得到的RNA的碱基序列与亲代RNA的相同。
处理
Ca2+
Na+
K+
Cl-
CK(对照)
47.12
14.95
432.1
18.36
ATP
68.92
15.41
469.4
18.89
NaCl
53.59
36.11
352.7
30.55
ATP+NaCl
55.70
21.10
402.1
56.15
加工温度淀粉酶值
加工时间
40℃
50℃
60℃
70℃
1h
10.9
10.9
8.3
8.3
2h
10.9
10.9
8.3
6.5
3h
8.3
6.5
5.0
5.0
组别
处理方式
实验结果
A
病毒M+活鸡胚培养基
分离得到大量的病毒M
B
病毒M+DNA水解酶+活鸡胚培养基
C
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