2024届江西省南昌市高三下学期二模生物试卷(原卷版+解析版)
展开一、选择题:本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的4个选项中,只有1项符合题目要求,答对得2分,答错得0分。
1. 细胞具有统一性。下列关于细胞统一性的叙述,错误的是( )
A. 各种细胞的边界都以磷脂双分子层作为基本支架
B. 真核细胞和原核细胞都具有核糖体
C. 各种细胞都是通过光合作用和呼吸作用来产生ATP
D. 真核细胞和原核细胞都是通过分裂的方式来增加数量
【答案】C
【解析】
【分析】原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核(没有核膜、核仁和染色体);原核生物没有复杂的细胞器,只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸(DNA和RNA)和蛋白质等物质。
【详解】A、各种细胞的边界都是细胞膜,细胞膜的基本支架都是磷脂双分子层,A正确;
B、真核细胞和原核细胞都具有核糖体,都在核糖体上合成蛋白质,B正确;
C、各种细胞都可以通过呼吸作用来产生ATP,但不一定所有细胞都能进行光合作用,C错误;
D、真核细胞(有丝分裂、减数分裂、无丝分裂)和原核细胞(二分裂)都是通过分裂的方式来增加数量,D正确。
故选C。
2. 在生命系统中,动态平衡的现象随处可见。下列相关叙述中,正确的是( )
A. 在光合作用时,叶绿体内的C3和C5会相互转化并处于动态平衡,这个反应在黑暗中也能持续不断进行下去,所以叫暗反应阶段
B. 细胞中的ATP和ADP时刻不停地相互转化并处于动态平衡,这是一个可逆的化学反应,保证了细胞的能量供应
C. 内环境的成分、各项理化性质都处于动态平衡的相对稳定状态,其主要调节机制是“神经—体液—免疫”调节网络
D. 各种元素都能在生物群落和无机环境中较快地循环往复运动,从而保证了生物体和无机环境中各种元素的含量长期处于相对稳定的状态
【答案】C
【解析】
【分析】ATP是腺苷三磷酸,ADP是腺苷二磷酸,它们之间的可以相互转化,但是不是可逆反应,因为能量不可逆,条件不同。
【详解】A、在光合作用时,叶绿体内的C3和C5会相互转化并处于动态平衡,但这个反应在黑暗中不能持续不断进行下去,A错误;
B、细胞中的ATP和ADP时刻不停地相互转化并处于动态平衡,但不是可逆反应,因为能量不可逆,条件不同,B错误;
C、内环境的成分、各项理化性质都处于动态平衡的相对稳定状态,其主要调节机制是“神经—体液—免疫”调节网络,C正确;
D、各种元素都能在生物群落和无机环境中较快地循环往复运动,但是物质循环是在全球范围进行的,不能保证生物体和无机环境中各种元素的含量长期处于相对稳定的状态,D错误。
故选C
3. 遗传物质的发现是一个艰难而曲折的过程,经过许多科学家的不断接力,最终证明了DNA是主要的遗传物质。下列相关叙述,正确的是( )
A. 将加热致死的S型菌和R型活菌混合注入小鼠,小鼠死亡,这表明死亡的S型菌能将R型菌转化为S型菌
B. 用蛋白质被35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,后代噬菌体中没有检测到放射性,这表明蛋白质不是T2噬菌体的遗传物质
C. 用DNA被32P标记T2噬菌体去侵染大肠杆菌,离心后沉淀放射性强而上清液几乎没有放射性,这表明DNA是T2噬菌体的遗传物质
D. 将提纯出来的烟草花叶病毒的RNA喷洒在烟草叶子上,烟草出现花叶症状,这表明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
【答案】B
【解析】
【分析】肺炎双球菌转化实验:包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明S型菌中存在某种转化因子,能将S型菌转化为R型菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中,艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开,单独的、直接的观察它们各自的作用.另外还增加了一组对照实验,即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养。
【详解】A、R型菌无毒,S型菌有毒,将加热致死的S型菌和R型活菌混合注入小鼠,小鼠死亡,这表明死亡的S型菌存在转化因子,A错误;
B、用蛋白质被35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,后代噬菌体中没有检测到放射性,说明蛋白质没有进入大肠杆菌,表明蛋白质不是T2噬菌体的遗传物质,B正确;
C、用DNA被32P标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,离心后沉淀放射性强而上清液几乎没有放射性,这表明DNA进入了大肠杆菌,若检测到沉淀中有新的噬菌体,则能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质,C错误;
D、将提纯出来的烟草花叶病毒的RNA喷洒在烟草叶子上,烟草出现花叶症状,再从患病的叶片中分离到烟草花叶病毒,还应补充蛋白质组作为对照,才能表明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,D错误。
故选B。
4. 人乳头瘤病毒(HPV)能将其DNA整合到人基因组中,可导致包括宫颈癌在内的15种癌症,占所有癌症病例数的5.5%,在女性中占比更是高达8.5%。我国已经在多地试点免费接种HPV疫苗。下列叙述正确的是( )
A. HPV疫苗可以和人体内的浆细胞结合,刺激浆细胞产生针对HPV的抗体
B. HPV的DNA可插入到原癌基因中,导致原癌基因无法表达,进而引发癌变
C. HPV自身基因组表达出来的蛋白质,可能会干扰宿主的细胞周期,进而引发癌变
D. HPV自身基因组表达出来的蛋白质,可能会抑制宿主细胞端粒的修复,进而引发癌变
【答案】C
【解析】
【分析】原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖。
【详解】A、浆细胞不能识别抗原,无法与HPV疫苗结合,A错误;
B、原癌基因突变或过量表达可导致相应蛋白质活性过强,可能引起细胞癌变,若HPV的DNA可插入到原癌基因中导致原癌基因无法表达,则可能不会引发癌变,B错误;
C、HPV自身基因组表达出来的蛋白质,可能会干扰宿主的细胞周期导致细胞无限增殖,进而引发癌变,C正确;
D、HPV自身基因组表达出来的蛋白质,可能会促进宿主细胞端粒的修复,进而引发癌变,D错误。
故选C。
5. 1939年,Hdgkin和Huxley在进行关于细胞导电性的研究时,把细电极插入枪乌贼的巨轴突细胞中,在示波器上记录到了人类历史上第一个动作电位图像。下列关于神经电位变化的叙述,正确的是( )
A. ①②两个阶段,分别是由Na+内流和K+外流导致的
B. ③阶段,K+、Na+通过主动运输的方式进出细胞来恢复静息状态下的离子浓度
C. 如果增加细胞外K+的浓度,将记录到更强的动作电位
D. 在无Na+的溶液中进行这个实验,无法记录到动作电位
【答案】D
【解析】
【分析】静息时,神经纤维的膜电位为外正内负,受刺激产生兴奋时,膜电位转变为外负内正。静息电位主要是由钾离子大量外流造成的,动作电位主要是由于钠离子大量内流造成的。
【详解】A、①为静息电位,是由K+的外流导致的,②为动作电位的形成,是Na+内流导致的,A错误;
B、③阶段为静息电位的恢复,是K+外流导致的,运输方式为协助扩散,B错误;
C、如果增加细胞外K+的浓度,影响的是静息电位,膜内外钾离子浓度差减小,静息电位绝对值减小,C错误;
D、动作电位是细胞外Na+大量内流导致的,在无Na+的溶液中进行这个实验,无法记录到动作电位,D正确。
故选D。
6. 感染病原体后,适当提高体温可以提高免疫系统的活性并抑制病原体的繁殖,感染病原体后体温变化的一般过程如图,下列叙述错误的是( )
A. I阶段,甲状腺激素等物质分泌量上升,导致产热量增加
B. Ⅱ阶段,人体的产热量大于正常状态而散热量小于正常状态
C. III阶段,出汗增多,皮肤表面血管扩张,导致散热量增加
D. 体温调节的神经中枢位于下丘脑
【答案】B
【解析】
【分析】体温上升期,机体产热增加,散热减少,产热大于散热,高温持续期,机体产热等于散热,体温下降期,机体产热减少,散热增加,产热小于散热。
【详解】A、I阶段,甲状腺激素等物质分泌量上升,甲状腺激素促进代谢产热,因此体温升高,A正确;
B、患者体温处于高温持续期,此时体温恒定,机体产热等于散热,B错误;
C、III阶段,汗腺分泌增加,皮肤表面血管扩张,机体散热增加,体温下降,C正确;
D、下丘脑是体温调节中枢,D正确。
故选B。
7. 除了植物激素以外,环境因素对植物的生长发育也有重要的调节作用。下列相关叙述,错误的是( )
A. 莴苣种子需要有光才能萌发,是光照对莴苣基因型进行了长期自然选择的结果
B. 需要光照才能萌发的种子,其个头一般较小,含有的营养物质也很少
C. 光能调节植物的生长发育,依赖于光敏色素等能接收光信号的分子
D. 温度也能影响植物的生长发育,秋冬季细胞分裂慢、体积小,形成年轮上深色的部位
【答案】A
【解析】
【分析】植物激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。
【详解】A、莴苣种子需要有光才能萌发,是光照对莴苣表型进行了长期自然选择的结果,A错误;
B、需要光照才能萌发的种子,其个头一般较小,含有的营养物质也很少,B正确;
C、光能调节植物的生长发育,依赖于光敏色素等能接收光信号的分子,C正确;
D、度也能影响植物的生长发育,秋冬季细胞分裂慢、体积小,形成年轮上深色的部位,春夏季细胞分裂快,体积大,形成年轮上浅色的部分,D正确。
故选A。
8. 很多诗词中,都涉及到了生态学知识下列叙述错误的是( )
A. “鹰击长空,鱼翔浅底”体现了群落的垂直结构
B. “稻花香里说丰年,听取蛙声一片”,可以用单位时间听到蛙叫声的次数来估算蛙的种群密度
C. “野火烧不尽,春风吹又生”体现了生态系统具有恢复力稳定性
D. “落红不是无情物,化作春泥更护花”体现了生态系统中物质和能量的循环利用
【答案】D
【解析】
【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,组成成分又包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者,营养结构就是指食物链和食物网。生产者主要指绿色植物和化能合成作用的生物,消费者主要指动物,分解者指营腐生生活的微生物和动物。
2、生态系统具有一定的自我调节能力,自我调节能力的基础是负反馈调节,生态系统的自我调节能力是有一定限度的。
3、能量流动特点为单向,逐级递减。生态系统中,能量流动只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向后面的各个营养级,因此是单向不可逆转的。
【详解】A、“鹰击长空,鱼翔浅底”是群落在垂直层门上的分层现象,体现了群落的垂直结构,A正确;
B、“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”,利用估算法可以计算种群密度,可以用单位时间听到蛙叫声的次数来估算蛙的种群密度,B正确;
C、“野火烧不尽,春风吹又生”是草原在被破坏之后重新恢复,体现了草原生态系统具有恢复力稳定性,C正确;
D、能量流动特点为单向,逐级递减,能量无法循环利用,D错误。
故选D。
9. 生产效率指生物用于生长发育繁殖的能量占其同化量的百分比。下列相关分析,正确的是( )
A. 不同生物的生产效率一般在10%-20%之间浮动
B. 若牛的生产效率为X,则牛吃一斤饲料,大约能长X斤牛肉
C. 放养家畜的生产效率一般高于圈养家备
D. 变温动物的生产效率一般高于恒温动物
【答案】D
【解析】
【分析】能量流动的过程:
1、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,而流入到各级消费者的总能量是指各级消费者所同化的能量,排出的粪便中的能量不计入排便生物所同化的能量中。
2、能量的传递:(1)传递的渠道:食物链和食物网。(2)传递的形式:以有机物的形式传递。可以认为,一个营养级所同化的能量=呼吸散失的能量+被下一营养级同化的能量十分解者释放的能量。但对于最高营养级的情况有所不同,它所同化的能量=呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量。
3、能量的转化:光能→生物体有机物中的化学能→热能。
4、能量的散失:热能是能量流动的最终归宿。(热能不能重复利用,所以能量流动是单向的,不循环的。)
【详解】A、生产效率指生物用于生长发育繁殖的能量占其同化量的百分比,而能量传递效率(相邻营养级同化量之比)一般在10%-20%之间浮动,A错误;
B、则牛吃一斤饲料,一斤为摄入量,同化量等于摄入量减去粪便量,若牛的生产效率为X,则牛吃一斤饲料,大约能长少于X斤牛肉,B错误;
C、放养家畜的生产效率一般低于圈养家备,因为放养的家畜因运动损耗的能量更多,故呼吸作用更强,更少的用于生长繁育繁殖,C错误;
D、变温动物呼吸速率随着温度改变而改变,恒温动物更需要依靠呼吸作用释放的热量维持体温相对稳定,而同化量等于呼吸作用散失的热能与生长发育繁殖的能量之和,故变温动物的生产效率一般高于恒温动物,D正确。
故选D。
10. 江西有很多传统发酵技术制作出的美食,比如南酸枣果醋、贵溪捺菜、李渡烧酒、吉安霉鱼等都是名动一方的特产。下列关于发酵技术的叙述,正确的是( )
A. 醋酸菌最适生长温度在30℃~35℃,八月份南酸枣开始收获,正是酿南酸枣果醋的好时候
B. 贵溪捺菜是将芥菜揉搓晾晒后配以佐料密封存储约60天后制成的,其酸味主要源于醋酸
C. 李渡烧酒以大米和高粱为原料,经发酵蒸馏等步骤制成,其制作全过程应严格隔绝空气,保证无氧
D. 已知霉鱼的制作工艺和腐乳相同,可推测其中起主要作用的是曲霉菌
【答案】A
【解析】
【分析】醋酸菌为异养好氧菌,其呼吸产物为醋酸,在进行醋酸的生成时,适宜温度为30℃~35℃。
【详解】A、醋酸菌为异养好氧菌,醋酸菌最适生长温度在30℃~35℃,八月份南酸枣开始收获,正是酿南酸枣果醋的好时候,A正确;
B、醋酸菌为好氧菌,需要提供氧气,不可密封存储,B错误;
C、制酒需要用到的菌种为酵母菌,为兼性厌氧菌,前期需提供氧气,使其大量繁殖,后期隔绝空气使其无氧呼吸产生酒精,C错误;
D、已知霉鱼的制作工艺和腐乳相同,可推测其中起主要作用的是毛霉菌,D错误。
故选A。
11. 某生物兴趣小组将从葡萄皮上成功分离来的野生酵母菌分别接种于3个盛有等量同种液体培养基的锥形瓶中,并放置在摇床上培养,摇床转速分别为210r/min、230r/min和250r/min,培养时间与酵母菌种群密度的关系如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 如果用血细胞计数板调查酵母菌的种群密度,可以使用台盼蓝染色,只统计蓝色酵母菌的数量
B. 如果使用稀释涂布平板法统计酵母菌的种群密度,所得结果往往比实际值偏低
C. 曲线甲、乙、丙分别对应转速为210r/min、230r/min、250r/min的培养条件
D. 如果长时间持续培养下去,甲、乙、丙都将呈“S”型增长,并最终维持在相同的K值
【答案】B
【解析】
【分析】利用显微镜进行直接计数,也是一种常用、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下观察、计数,然后再计算一定体积的样品中微生物的数量,统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。
【详解】A、活细胞的细胞膜具有选择透过性,如果用血细胞计数板调查酵母菌的种群密度,可以使用台盼蓝染色,不统计蓝色酵母菌(死菌)的数量,A错误;
B、如果使用稀释涂布平板法统计酵母菌的种群密度,所得结果往往比实际值偏低,因为两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是1个菌落,B正确;
C、转速越大,提供氧气越多,酵母菌数量越多,故曲线甲、乙、丙分别对应转速为250r/min、230r/min、210r/min的培养条件,C错误;
D、如果长时间持续培养下去,由于空间和食物有限,pH 和代谢废物的积累,甲、乙、丙最终将会下降,不能维持在K值,D错误。
故选B。
12. 间作指在同一田地上于同一生长期内,分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。早在西汉年间,《氾胜之书》中已有关于瓜豆间作的记载,明代以后麦豆间作、棉薯间作等已较为普遍。下列关于间作的说法,正确的是( )
A. 不同高度的农作物进行间作,充分利用了群落的空间结构,提高了对阳光的利用效率
B. 在麦田、瓜地中间作豆类植物,可以提高土壤肥力,体现了种间关系中的“互利共生”
C. 进行间作的两种植物之间,生态位往往高度重叠,形成较为激烈的种间竞争
D. 棉薯进行间作,可以错开农作物的生长周期,增加农田光合作用的总时间
【答案】A
【解析】
【分析】间作是一种种植方式,其核心是在同一块田地上,于同一生长期内分行或分带相间种植两种或两种以上的作物。
【详解】A、不同高度的农作物进行间作,充分利用了群落的垂直结构,提高了对阳光的利用效率,A正确;
B、大豆根瘤中的根瘤菌和大豆为互利共生关系,而麦田、瓜地间作豆类植物能充分利用光能,各作物间不是互利共生关系,B错误;
C、进行间作的两种植物生态位往往重叠程度不高,种间竞争不激烈,C错误;
D、棉薯间作,棉花和薯类株高不同,可提高农田中光能的利用效率,但二者的生长周期基本相同,没有错开,D错误。
故选A。
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的4个选项中,有2项或2项以上符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全得得2分,有选错的得0分。
13. 在一个固定温度下,反应体系中不同能量底物分子的数量呈正态分布,其分布规律如图中钟形实线所示。分子能量达到活化能的底物分子可以发生反应。下列相关叙述,正确的是( )
A. 若反应体系原本没有酶,加入酶之后的活化能可以用①表示
B. 若反应体系原本没有酶,加热之后不同能量底物分子的数量分布可以用③表示
C. 若反应体系原本有酶,加入酶的抑制剂后,活化能可以用②表示
D. 若反应体系原本有酶且处于最适温度,加热之后活化能可以用①表示
【答案】ABC
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。大多数是蛋白质,少数是RNA。
2、酶的作用机理:能够降低化学反应的活化能。
3、酶的特性:高效性、专一性、需要温和的条件。
【详解】A、酶的作用机理是能够降低化学反应的活化能,若反应体系原本没有酶,加入酶之后的活化能下降可以用①表示,A正确;
B、加热可提高底物分子能量,故若反应体系原本没有酶,加热之后不同能量底物分子数量分布可以用③表示,B正确;
C、酶可以降低化学反应的活化能,加入酶的抑制剂后,活化能上升,可用②表示,C正确;
D、若反应体系原本有酶且处于最适温度,加热后,虽然底物的分子能量上升,但酶的高效性对反应显著影响,加热酶的活性下降,活化能上升,D错误;
故选ABC。
14. 囊性纤维化在白种人中发病率约为1/3000,该病患者CFTR基因发生变异,导致CFTR蛋白质不能正常工作,患者汗液中Cl-的含量是正常人的3~5倍。下列相关叙述,正确的是( )
A. 根据患者和正常人汗液中Cl-含量的对比,可分析出CFTR蛋白是一种主动运输Cl-的载体蛋白
B. 敲除小鼠中的CFTR基因,获得CFTR缺失的小鼠,有助于囊性纤维化机制的研究
C. 通过分析离子含量,可以推测囊性纤维化病人的汗液量比正常人要更少
D. 已知CFTR蛋白工作效率较高,可以推测携带一个CFTR变异基因的人仍然可以保持健康
【答案】BD
【解析】
【分析】在正常细胞内,Cl-在CFTR蛋白的协助下通过主动运输的方式转运至细胞外,随着Cl-在细胞外的浓度逐渐升高,水分子向膜外扩散的速度加快,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。囊性纤维化病患者的发病原因是因为CFTR蛋白异常关闭,导致水分子向膜外扩散速率减慢,支气管细胞表面的黏液不能被及时稀释,最终导致支气管的黏稠分泌物不断积累、堵塞。
【详解】A、由患者和正常人细胞膜内外的Cl-含量的对比,可分析出CFTR蛋白是一种主动运输Cl-的载体蛋白,根据患者和正常人汗液中Cl-含量的对比,无法分析出CFTR蛋白是一种主动运输Cl-的载体蛋白,A错误;
B、囊性纤维化是CFTR蛋白质不能正常工作引起的,敲除小鼠中的CFTR基因,导致该小鼠的无法翻译出CFTR蛋白,获得CFTR缺失的小鼠,有助于囊性纤维化机制的研究,B正确;
C、患者汗液中Cl-的含量是正常人的3~5倍,Cl-需溶解在水中才能被皮肤带出体外,由此判断囊性纤维化病人的汗液量比正常人要更多,C错误;
D、携带一个CFTR变异基因的人仍能翻译出正常的CFTR蛋白,已知CFTR蛋白工作效率较高,因此推测携带一个CFTR变异基因的人仍然可以保持健康,D正确。
故选BD。
15. 现代生物技术在畜牧业上有重要的应用。在某牧场中,偶然出现了一只异常健壮的公马,为了得到更多这种健壮的马,下列方法中,可行的是( )
A. 将该公马的DNA提取出来,注射入普通马的受精卵中,最后繁殖出更多新个体
B. 收集该公马的精子,用人工授精方式产生后代,挑选后代母马继续人工授精,如此不断回交
C. 将该马的体细胞提取出来,通过动物细胞培养快速培育出更多新个体新个体
D. 将该公马的体细胞核注射到母马的去核卵母细胞,经胚胎培养、胚胎移植等操作后培育出
【答案】BD
【解析】
【分析】核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体;用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,原理是动物细胞核的全能性。
【详解】A、将该公马的DNA提取出来,注射入普通马的受精卵中,最后繁殖出更多新个体,新个体的遗传物质大部分还来自普通马的受精卵,不能得到这种健壮的马,A错误;
B、收集该公马的精子,用人工授精方式产生后代,挑选后代母马继续人工授精,如此不断回交,后代会得到更多这种健壮的马,B正确;
C、动物体细胞的全能性受到限制,因此动物体细胞培养不能得到新个体,C错误;
D、将该公马的体细胞核注射到母马的去核卵母细胞,经胚胎培养、胚胎移植等操作后培育出新个体,属于核移植技术,能得到更多这种健壮的马,D正确。
故选BD。
16. 某种鼠的毛色受A/a和B/b两对等位基因控制,这两对等位基因都是完全显性且具有相互作用,不考虑染色体片段交换和致死等其它特殊遗传现象。现将两种不同的灰毛鼠相互交配,F1代全是黑毛鼠,若让F1中的黑毛鼠相互交配,F2代中,鼠的毛色比例可能是( )
A. 黑:灰=1:1B. 黑:灰=13:3
C. 黑:灰=9:7D. 黑;灰:白=9:6:1
【答案】ACD
【解析】
【分析】自由组合的实质:当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在子一代产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配定律。
【详解】A、若两对基因位于同一条染色体上,由双亲灰鼠基因型为aaBB和AAbb,F1黑鼠基因型为AaBb,F1雌雄个体分别产生Ab和aB两种配子,雌雄配子随机结合,得到AAbb∶AaBb∶aaBB=1∶2∶1,因此子代中黑∶灰=1∶1,A正确;
B、若两对基因位于两对染色体上,13∶3中的3的基因组成为A_bb或aaB_,由于F1是黑鼠,双亲的两种不同灰鼠杂交,因此无法得到该结果,B错误;
C、若两对基因位于两对染色体上,具有A和B两种显性基因时表现为黑,其他基因型表现为灰,双亲的基因型为AABB与aabb,或双亲的基因型为AAbb与aaBB杂交,F2中会有A_B_:A_bb: aaB_: aabb=9∶3∶3∶1,其中的A_B_表现为黑,其他表现为灰,C正确;
D、若两对基因位于两对染色体上,具有A和B两种显性基因时表现为黑,aabb表现为白,其他基因型表现为灰,双亲的基因型为AAbb与 aaBB杂交,F2中会有A_B_:A_bb∶aaB_:aabb=9∶3∶3∶1,因此表现型为黑:灰:白=9∶6∶1,D正确。
故选ACD。
三、非选择题:本题共5小题,每小题12分,共60分。
17. “棉粮争地”是自古以来农业生产上难以解决的矛盾,中国古代用于种植粮食的土地和种植棉桑的土地比例长期保持在100:20到100:30之间。江西省棉花研究所崔爱花等科学家对在棉田中间作其它粮食作物进行了研究,以期提高棉田生产水平,缓解“棉粮争地”矛盾,下图展示了其部分研究成果。回答下列问题:
(1)本实验中叶片净光合速率是以_____________来表示的,在单作状态下,玉米的最大净光合速率_____________(大于/小于)甘薯,同一时刻的胞间CO2浓度_____________(大于/小于)甘薯。查阅相关文献表明,玉米的呼吸速率略小于甘薯。综合以上信息可以推测玉米固定CO2的酶催化效率_____________(高于/低于)甘薯。
(2)有人认为,间作会改变田间微环境,从而改变光合作用中CO2的供应速率,进而导致棉花间作玉米的净光合速率在9:00~12:00间明显大于单作玉米。你觉得这种说法对吗?说出你的判断依据_____________。
(3)净光合速率在中午降低的现象叫做“午休”,直接导致甘薯午休的因素最可能是_____________(光照强度/CO2浓度)。12:00-13:00,甘薯的胞间CO2浓度上升,据图分析其原因是_____________。
【答案】(1) ①. 单位时间单位面积的叶片吸收CO2的量(每秒钟每平方厘米叶片吸收CO2的量) ②. 大于 ③. 小于 ④. 高于
(2)不对,棉花间作玉米的净光合速率大于单作,但胞间CO2浓度却小于单作
(3) ①. 光照强度 ②. 12:00-13:00,甘薯的净光合速率不断下降,叶肉细胞的CO2吸收速率变慢,导致CO2积累在细胞间
【解析】
【分析】光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子(如糖类、脂类、蛋白质等),通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的过程。光合与呼吸的差值可用净光合速率来表示,具体指标可以是单位时间单位叶面积的氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等,图中曲线表示净光合速率。
【小问1详解】
净光合速率是总光合速率与呼吸速率的差值,本实验中是用单位时间单位面积的叶片吸收CO2的量(每秒钟每平方厘米叶片吸收CO2的量)来表示的;在单作状态下,玉米的最大净光合速率为35umL/(cm2.s)左右(12点),甘薯的最大净光合速率为18umL/(cm2.s)左右(11点),因此玉米的最大净光合速率大于甘薯;同一时刻的胞间CO2浓度玉米为160umL/(cm2.s)左右,甘薯为270umL/(cm2.s)左右,因此玉米的小于甘薯;总光合速率等于净光合速率加上呼吸,玉米的最大净光合速率远大于甘薯,呼吸速率略小于甘薯,因此玉米的总光合速率大于甘薯,故暗反应速率大于甘薯,而玉米的胞间CO2浓度小于甘薯,因此推测玉米固定CO2的酶催化效率低于甘薯。
【小问2详解】
棉花间作玉米的净光合速率大于单作,但胞间CO2浓度却小于单作,因此间作没有改变田间微环境,也没有改变光合作用中CO2的供应速率,这种说法不对。
【小问3详解】
光照强度过强,导致温度过高,蒸腾作用旺盛,水分来不及供应,因此植物选择关闭部分气孔,而气孔不仅是水分子的通道,也是CO2的通道,因此CO2供应不足,光合速率下降,出现“午休”现象;12:00-13:00,甘薯的净光合速率不断下降,叶肉细胞的CO2吸收速率变慢,导致CO2积累在细胞间,因此该时间段内甘薯的胞间CO2浓度上升。
18. 虹豆胰蛋白酶抑制剂对鳞翅目昆虫的幼虫有较强杀伤作用。我国科学家在1991年将虹豆胰蛋白酶抑制剂基因(CPTI)插入到烟草细胞的染色体上,最终培育出了多株转基因抗烟青虫烟草。回答下列问题:
(1)要判断CPTI基因是否在烟草中成功表达,需要提取转基因烟草中的蛋白质,进行_____________实验。经过实验检测,科学家获得了16株表达CPTI基因的烟草。实验到此并未结束,要判断这16株烟草是否真正成功达到实验目的,还需进行进一步实验,请简要写出实验思路:_____________。
(2)经过进一步实验,科学家最终筛选出了两株抗虫烟草,分别命名为CT-1、CT-2。将CT-1自交后得到F,F中出现了两种新表型的个体:不抗虫和强抗虫,这种现象叫做_____________。统计发现F中不抗虫:抗虫:强抗虫≈1:2:1,如果让CT-1和不抗虫烟草杂交,后代的表现型及比例应为_____________
(3)将CT-2自交后得到F,F中也产生了不同抗性水平的个体,但是抗性分离的比例较混乱,抗性水平级别较多。试分析CT-1和CT-2的F,抗性分离产生这种差异的原因:_____________。
【答案】(1) ①. 抗原-抗体杂交 ②. 分别用这些烟草的叶片和等量的正常烟草的叶片饲喂烟青虫,一段时间后,比较饲喂后烟青虫的生长状况(死亡率)[或分别在这些烟草和正常烟草上接种等量烟青虫,观察烟草生长状况]。
(2) ①. 性状分离 ②. 不抗虫:抗虫=1:1
(3)CT-1的染色体上只插入了一个CPTI基因(或多个CPTI基因插入在同一条染色体上),而CT-2插入了多个CPTI基因且这些基因分布在多对染色体上
【解析】
【分析】目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
检测目的基因是否翻译成蛋白质,可采用抗原-抗体杂交技术,因此要判断CPTI基因是否在烟草中成功表达,需要提取转基因烟草中的蛋白质,需要进行抗原-抗体杂交实验。科学家获得了16株表达CPTI基因的烟草。要判断这16株烟草具有抗烟青虫的特性,还需要进行个体水平的检测,即分别用这些烟草的叶片和等量的正常烟草的叶片饲喂烟青虫,一段时间后,比较饲喂后烟青虫的生长状况(死亡率)。
【小问2详解】
在杂种后代中出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离,将CT-1自交后得到F,F中出现了两种新表型的个体:不抗虫和强抗虫,这种现象叫做性状分离。假设抗虫和不抗虫这对相对性状用A/a表示,将CT-1自交后得到F,统计发现F中不抗虫:抗虫:强抗虫≈1:2:1,则CT-1的基因型为Aa,不抗虫烟草的基因型为aa,如果让CT-1和不抗虫烟草杂交,后代的基因型及比例应为Aa:aa=1:1,后代的表现型及比例应为抗虫:不抗虫=1:1。
【小问3详解】
将CT-1自交后得到F,F中不抗虫:抗虫:强抗虫≈1:2:1,符合基因的分离定律,即CT-1的染色体上只插入了一个CPTI基因(或多个CPTI基因插入在同一条染色体上)。而将CT-2自交后得到F,F中也产生了不同抗性水平的个体,但是抗性分离的比例较混乱,抗性水平级别较多,这说明CT-2插入了多个CPTI基因且这些基因分布在多对染色体上。
19. 最近,权威科学期刊《Science》将GLP-1类药物评为2023年十大科学突破之首,GLP-1是由小肠和结肠的L细胞分泌的一种多肽类激素,其部分作用机理如下图。回答下列问题:
(1)从GLP-1对胰岛作用来看,它是一种_____________(升/降)血糖的激素,在内环境中,对胰岛有同样调节效果的物质还有_____________。
(2)科学家发现,尽管静脉注射葡萄糖可达到比口服葡萄糖更高的血糖水平,但口服葡萄糖后胰岛素的分泌量大于静脉注射等量葡萄糖后胰岛素的分泌量,据图分析,其原因是:____________。
(3)在临床使用中发现,GLP-1类药物不仅让大量Ⅱ型糖尿病患者和肥胖症患者受益,还可以减少患中风、心衰等心脑血管疾病的风险。目前市场上最常见的GLP-1类药物--利拉鲁肽和司美格鲁肽,都是利用蛋白质工程生产出来的GLP-1的类似物,它们的作用效果比天然GLP-1更持久,原因是它们既能激活GLP-1受体,又_____________。近日,中国科学院上海药物研究所发现了一种小分子的GLP-1受体激动剂,如果把这种小分子开发成药物,在使用上会比利拉鲁肽和司美格鲁肽更有优势,原因是:______________。
【答案】(1) ①. 降 ②. 葡萄糖
(2)口服葡萄糖可以通过升高血糖和刺激肠L细胞产生GLP-1两种途径刺激胰岛B细胞释放胰岛素;而静脉注射葡萄糖只会通过升高血糖来刺激胰岛素分泌。
(3) ①. 作用后不会被立即灭活 ②. 小分子药物可以口服,使用更加方便
【解析】
【分析】图中可以看出,GLP-1可以促进胰岛B细胞分泌胰岛素,抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素,所以可以降血糖
【小问1详解】
从图中可以看出,GLP-1可以促进胰岛B细胞分泌胰岛素,抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素,所以可以降血糖。在内环境中,对胰岛有同样调节效果的物质还有葡萄糖。
【小问2详解】
静脉注射葡萄糖可达到比口服葡萄糖更高的血糖水平,但口服葡萄糖后胰岛素的分泌量大于静脉注射等量葡萄糖后胰岛素的分泌量,是因为口服葡萄糖可以通过升高血糖和刺激肠L细胞产生GLP-1两种途径刺激胰岛B细胞释放胰岛素;而静脉注射葡萄糖只会通过升高血糖来刺激胰岛素分泌。
【小问3详解】
目前市场上最常见的GLP-1类药物--利拉鲁肽和司美格鲁肽,都是利用蛋白质工程生产出来的GLP-1的类似物,原因是它们既能激活GLP-1受体,而且作用后不会立即灭活,所以它们的作用效果比天然GLP-1更持久;开发小分子药物更具有优势,因为小分子物质可以口服,直接被吸收,进而发挥作用。
20. 南方铁杉是中国特有树种,其植株高大,材质坚实,适于作建筑、家具等用材,有一定的经济及科研价值。科学家团队对江西武夷山国家自然保护区内的珍稀濒危植物南方铁杉种群进行了调查,为南方铁杉的保护提供了强有力的科学依据。回答下列问题:
(1)南方铁杉在经济和科研方面的价值,体现了生物多样性的_____________价值。保护生物多样性最有效的方法是_____________保护。
(2)调查南方铁杉的种群数量和年龄结构,适合采用_____________法,而该方法的关键是要做到_____________。
(3)科学家根据南方铁杉的胸径,把南方铁杉分成了12个龄级,根据南方铁杉生长规律,其中1~4龄级为幼龄级,5~8龄级为中龄级,9~12龄级为老龄级,具体年龄结构如下图。可以看出,幼龄南方铁杉明显少于中龄,一段时间过后,当中龄树也逐渐进入生理死亡年龄后,推测种群将表现为_____________(增长/稳定/衰退)状态。
(4)观察南方铁杉种群的空间分布,发现幼龄南方铁杉树的聚集程度很高且多聚集在母树周围,导致这种分布状态的原因是_____________。幼龄南方铁杉虽然聚集程度高,但总数量并不多,主要原因是因为幼龄南方铁杉在林下不具有竞争优势,无法获得充足的空间和光照,根据此原因,请提出一个促进江西武夷山区南方铁杉种群发展的措施:_____________。
【答案】(1) ①. 直接 ②. 就地
(2) ①. 样方 ②. 随机取样
(3)衰退 (4) ①. 南方铁杉种子扩散(传播)能力差 ②. 采取清除灌木等方法保证林内南方铁杉幼苗生长具有充足的空间和光照。
【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。
【小问1详解】
直接价值是对人类有食用、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价值,南方铁杉在经济和科研方面的价值,体现了生物多样性的直接价值;保护生物多样性最有效的方法是就地保护,如建立自然保护区。
【小问2详解】
南方铁杉属于植物,调查南方铁杉的种群数量和年龄结构,适合采用样方法,样方法的关键是随机取样。
【小问3详解】
分析题意,1~4龄级为幼龄级,5~8龄级为中龄级,9~12龄级为老龄级,图示幼年个体占比较少,幼龄南方铁杉明显少于中龄,一段时间过后,当中龄树也逐渐进入生理死亡年龄后,推测种群将表现为衰退型。
【小问4详解】
分析题意,幼龄南方铁杉树的聚集程度很高且多聚集在母树周围,导致这种分布状态的原因是南方铁杉种子扩散(传播)能力差,故只能分布在母树周围;可采取清除灌木等方法保证林内南方铁杉幼苗生长具有充足的空间和光照,以保证幼龄南方铁杉获得充足的空间和光照。
21. 谷氨酸脱羧酶在植物生长发育和逆境胁迫中具有重要作用,OsGAD2是水稻中一种能编码谷氨酸脱羧酶的基因。南昌大学科研团队用CRISPR/Cas9技术获得了几个OsGAD2基因敲除的纯合突变体,发现敲除了OsGAD2的突变体水稻在株高、粒长和粒重上都有显著提高。回答下列问题:
(1)科研人员首先将OsGAD2基因编码区的片段和CRISPR/Cas9载体连接,得到重组载体,这个过程需要用到的酶是_____________。导入受体细胞后,载体上的OsGAD2基因片段可以转录出一段引导RNA序列(sgRNA),sgRNA可以和受体细胞中OsGAD2基因的相应位置(靶点)发生_____________,从而引导Cas9蛋白特异性诱导靶点发生碱基随机突变。若突变后的0sGAD2基因表达出的蛋白质比原来更短,可能原因是_____________。突变后OsGAD2基因往往会失去原有功能,所以重组载体也可以叫“OsGAD2基因敲除载体”,该载体的部分结构细节如下图所示。
(2)用农杆菌转化将OsGAD2基因敲除载体导入愈伤组织细胞,将转化后的愈伤组织转接培养基上进行培养。为筛选出含有OsGAD2基因敲除载体的愈伤组织细胞,培养基中需要加入______________________。同时,加入抗生素还可以起到_____________作用。
(3)要检测是否成功诱变,最好选取下图中的引物_____________(填编号),以受体细胞染色体DNA为模板进行PCR,对扩增出的产物进行DNA分子测序。PCR每个循环有3个步骤,其中_____________这个步骤需要将温度降到50℃左右,其目的是_____________
【答案】(1) ①. 限制酶和DNA连接酶 ②. 碱基互补配对 ③. OsGAD2基因编码区发生突变导致mRNA提前出现终止密码(或碱基缺失导致表达出的蛋白质中氨基酸数量减少)
(2) ①. 卡那霉素、潮霉素 ②. 抑制杂菌生长
(3) ①. ②③ ②. 复性 ③. 让引物(通过碱基互补配对)与(两条单链)模板DNA结合
【解析】
【分析】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】
科研人员首先将OsGAD2基因编码区的片段和CRISPR/Cas9载体连接,得到重组载体,这个过程需要用到的酶是限制酶(切割目的基因和载体,催化磷酸二酯键的断裂)和DNA连接酶(连接目的基因和载体,催化磷酸二酯键的形成)。导入受体细胞后,载体上的OsGAD2基因片段可以转录出一段引导RNA序列(sgRNA),sgRNA可以和受体细胞中OsGAD2基因的相应位置(靶点)发生碱基互补配对,从而引导Cas9蛋白特异性诱导靶点发生碱基随机突变。若突变后的0sGAD2基因表达出的蛋白质比原来更短,可能原因是OsGAD2基因编码区发生突变导致mRNA提前出现终止密码(或碱基缺失导致表达出的蛋白质中氨基酸数量减少)。
【小问2详解】
结合重组DNA分子图,为筛选出含有OsGAD2基因敲除载体的愈伤组织细胞,培养基中需要加入卡那霉素、潮霉素进行筛选。同时,加入抗生素还可以起到抑制杂菌生长作用。
【小问3详解】
图中靶点位于②③之间,要检测是否成功诱变,最好选取下图中的引物②③,区间更小更为准确,以受体细胞染色体DNA为模板进行PCR,对扩增出的产物进行DNA分子测序。PCR每个循环有3个步骤,其中复性这个步骤需要将温度降到50℃左右,其目的是让引物(通过碱基互补配对)与(两条单链)模板DNA结合。
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