2024年上海市浦东新区高三上学期期末高考一模生物试卷含详解
展开本试卷满分 100 分。考试时间为 60 分钟。
请将所有答案写在答题纸上,否则不给分。
一、蜜蜂与生态环境(21分)
1. 蜜蜂是农作物最理想的授粉者,在农业生态系统中发挥了重要的作用(如图)。自然界约有16万种农作物靠昆虫传粉,其中依靠蜜蜂传粉的占85%。
(1)图表示的生态系统中,所有生物共同构成了 。
A. 生境B. 种群C. 群落D. 生态系统
(2)图中属于该生态系统中信息传递的过程是__________,属于该生态系统中物质循环的过程是________。(填图中编号)
(3)据图分析下列相关叙述正确的是 。
A. 蚜虫与蚂蚁的种间关系是捕食
B. 蚂蚁和蜜蜂的种间关系是竞争
C. 瓢虫在食物链中属于初级消费者
D. 蜜蜂和沙枣的种间关系属于正相互作用
(4)农民常给沙枣打药治蚜虫,可有人建议可以在种植沙枣区域大量养殖蜜蜂来防治蚜虫,据图对该建议的合理性进行评价:_________________________________。
蜜蜂是唯一原地过冬的授粉昆虫, 但有时由于某些因素导致过冬时,蜂巢中的几亿只蜜蜂都消失了, 称为“蜜蜂蜂群崩溃症候群”。捕食者、 栖息地破坏、 杀虫剂的使用等因素都会影响蜜蜂的种群数量。
(5)蜜蜂通常在春季繁殖, 则冬季期间影响蜜蜂种群密度的最主要因素是_____。(编号选填)
①出生率②死亡率③迁入率④迁出率⑤性别比例⑥年龄结构
(6)下图是该生态系统中部分食物网,假设营养级间的能量传递效率为10%,且胡蜂的食物由50%植物、10%蜜蜂和40%蝗虫构成。如果胡蜂每日需要能量 100kJ,则至少需要植物提供______kJ的能量。
(7)蜜蜂越冬时,会围成一团, 工蜂包裹在蜂王的外围, 以维持蜂巢的正常温度。近年来研究表明: 杀虫剂会影响蜜蜂正常的生理功能。 图中a图是外界环境-11℃时测定的蜂巢内部温度图,图中 b图是使用杀虫剂处理蜂群不同时间后每只蜜蜂CO₂产生量。请根据图示推测“蜜蜂蜂群崩溃症候群”现象出现的原因。_________________。
二、社交挫败应激症(22分)
2. 将实验小鼠放入攻击性极强小鼠的领地,被多次攻击后,实验小鼠会出现“社交挫败应激(SDS)”。科学家发现 SDS 会引起小鼠脑部 VTA 区某些神经元活性显著增强,PVN区与LH区也会产生变化,肾上腺皮质激素水平(表征SDS程度的指标)会显著升高,抑制T淋巴细胞活化, 图1是上述过程示意图。
(1)据图1分析, 小鼠体内参与SDS 调节的系统有 。
A. 神经系统B. 内分泌系统C. 消化系统D. 免疫系统
(2) 小鼠出现 SDS 现象, 激活 VTA 区释放 GABA(神经递质)的神经元,使突触后神经元受抑制。图2是该突触传递的过程。据图2分析,下列叙述正确的是 。
A. 通过主动运输释放GABA
B. GABA被转运进入突触后神经元
C. 突触后膜Na⁺内流
D. 突触后膜不发生电位反转
(3)结合已有知识分析与GABA 定向运输、分泌有关的细胞结构有 。
A. 细胞骨架B. 线粒体C. 高尔基体D. 中心体
(4)小鼠出现 SDS 后,推测激素a的含量变化可能符合__________(编号选填)。
(5)图1中调控小鼠体内肾上腺皮质激素释放量的相关激素有__________。上述激素之间相互作用以实现调节,请推测这样的调节方式的意义在于__________。
A. 有利于激素信号的逐级放大
B. 有利于对靶细胞的精准调节
C. 有利于内环境中激素含量的稳定
D. 有利于不断增加对靶细胞的调节强度
(6)下列关于 SDS 小鼠免疫功能的推测正确的是 。
A. 肾上腺皮质激素可以作为信号分子调节细胞免疫
B. 肾上腺皮质激素可以为T淋巴细胞的代谢提供能量
C. 相比对照组,SDS 小鼠的免疫系统的功能增强
D. 相比对照组,SDS 小鼠更容易发生感染和肿瘤
睡眠主要分为浅睡眠和深睡眠。科学家发现,SDS 会改变小鼠睡眠,并对社交压力产生影响, 结果如图。
(7)据上图分析 SDS对睡眠的影响为________________________________________。据图判断,睡眠会__________(加剧/缓解)小鼠的 SDS 症状。综合上述信息,在下列示意图中构建 SDS 小鼠脑部 VTA、PVN和LH三个区域的调节关系__________________(用“→”和“+”、“一”表示)
三、海南椰子(19分)
3. 约 4000年前,马来群岛的人们开始种植椰树。研究发现,椰子在海中漂浮 100 多天仍能保持活性状态,且能在海水中发芽,漂流距离达到4800 多公里。如图是椰子的结构示意图。果皮由大量低密度纤维构成:椰肉为固体胚乳、椰子水为液体胚乳,均含有丰富的营养物质。
(1)海南岛和马来群岛隔海相望。“漂流学说”认为海南岛的椰子最早是从马来群岛漂流来的。下列事实可支持该学说的有__________________。(编号选填)
①海南岛与马来群岛相距约 2000 公里 ②椰子果皮含大量低密度纤维③我国古代与马来群岛的商贸往来频繁 ④海南岛和马来群岛同属于热带季风气候⑤椰肉和椰子水含有丰富的营养物质
(2)如图表示细胞各种生理过程。椰子的胚在萌发过程中涉及的有_______。(填图中编号)
(3)胚在萌发过程中,细胞所需的能量来自于__________。(编号选填)
①C₆H₁₂O₆(葡萄糖)→C₃H₄O₃(丙酮酸) ②C₃H₄O₃(丙酮酸)→CO₂ ③H++O2→H2O ④H2O→H++O2 ⑤CO₂+五碳糖→三碳化合物
(4)种植在海边的椰树根系会向远海一侧斜向下生长,如图所示。请解释根系会斜向下生长的原因。________________(用下列编号排序)
①细胞分裂素在盐离子浓度高的一侧积累
②近海侧比远海侧盐离子浓度高
③细胞分裂素促进近海侧分生区细胞分裂
④高浓度生长素抑制近地心侧细胞的生长
⑤近地心侧会积累更高浓度的生长素
⑥重力会影响生长素的分布
海南岛的年平均气温在22.5-25.6摄氏度,水量充沛,非常适合椰树的生长。但当遇到低温年时, 岛上椰子的产量会有明显的下降。 为研究低温对椰子产量影响的机制,研究人员选取海南种植面较大的四个品种椰树: 高种椰(T)、黄矮椰(Y)、红矮椰(R)、香水椰(A), 开展了相关实验。
(5) 光化学猝灭系数(qP)可以表示叶绿素吸收的光用于激发出高能电子的比例。下列过程中,受到椰树qP 影响的是 。
A. 捕获的光能B. 叶绿素含量
C. 合成高能化合物的速度D. 生成糖类物质的速度
(6)如表是四种椰树在四种温度下测得的 qP 值。
注:*表示该组别与对照组具有显著性差异
据表推测,气温在5℃~10℃下,表中四个品种中减产率最高的可能是 。
A. 高种椰B. 红矮椰C. 黄矮椰D. 香水椰
(7)棕榈和椰树同属于棕榈科,但是棕榈有更好的抗寒性。有同学提出“取棕榈中的相关基因导入椰树愈伤组织, 以获得“在低温下高产量的椰树新品种”的想法。下列棕榈的基因中可作为备选基因的有________________。(编号选填)
①RuBPCase基因(表达产物能催化CO₂的固定)
②Shell基因(其表达结果会导致厚壳、无壳或薄壳)
③PsaB基因(其产物与电子传递有关)
四、性别决定(18分)
4. 自然界中,存在着多种性别决定的方式。半滑舌鳎是我国沿海地区养殖率较高的经济鱼种,雄鱼染色体组成为 ZZ,雌鱼为ZW。但是,幼鱼在28℃时,ZW鱼发育为表型雄性,称为伪雄鱼 (用Z*W 表示)。如图是半滑舍鳎性别决定和体形模式图。
(1)性别二态指第二性征为基础非生殖系统特征差异,比如:体重积累、生长形态等。下列相关推测正确的是 。
A. 半滑舌鳎鱼具有性别二态性
B. 伪雄鱼比雌鱼具有更高的经济价值
C. 雌鱼有更大的体型有利于增加产卵量
D. 性别二态现象是生物进化的结果
(2)已知伪雄鱼可以产生雄性配子,子代 Z*W 在 22℃下生长依然发育为伪雄鱼,且Z 或Z*染色体是鱼类生存所必需的。请预测在 22℃下饲养的Z*W和ZW鱼杂交后中表现型为雌鱼的比例 。
A. 1/4B. 1/3C. 1/2D. 2/3
研究表明:gsdf基因在半滑舌鳎性别分化过程中起到重要作用,不同性别表现的半滑舌鳎性腺中 gsdf基因的甲基化图谱, 如图甲所示。
(3)相比雌鱼,雄鱼与伪雄鱼 gsdf 基因启动子区域甲基化水平___________(高/低/大致相同)。
(4)据图甲分析,关于半滑舌鳎性别分化的机制,相关叙述正确的是
A. 甲基化使 DNA 所含的遗传信息发生改变
B. DNA 甲基化使半滑舌鳎性状发生改变
C. gsdf基因的甲基化程度不能遗传给后代
D. gsdf 基因表达产物有利于发育成雄鱼
(5)据图甲分析,半滑舌鳎gsdf基因的表达调控发生在图乙中的过程_________(填图中编号)。
(6)据上述信息和所学知识,从分子层面提出提高半滑舌鳎鱼养殖产量的建议。_____________________________________________________________。
(7)XY 和 ZW型是最常见的性别决定方式,科学家将以半滑舌鳎为代表的鲽形目鱼类(身体扁平,双眼偏转至头颅同侧)与其他生物的 DNA 构建了进化关系树,可判断生物间的亲缘关系如下图。据图分析,下列叙述正确的是 。
A. 利用 DNA 判断生物进化关系属于进化的细胞学证据
B. 半滑舌鳎和鸟类亲缘关系较远,但来源于共同的祖先
C. 由鲽形目鱼类形态特征可推测其可能为水体底栖生物
D. 有些生物的性别不一定通过性染色体来决定
(8)综合以上材料可知生物体性别决定的影响因素有__________。(编号选填)
①性染色体 ②基因 ③环境因素
五、生物工程(20分)
5. 癌细胞周围的内环境(微环境)特征与正常组织有很多不同。研究发现癌细胞快速增殖会加速氧气的消耗, 同时导致血管异常化, 减少正常组织氧气的供应。
(1)相对于正常细胞,癌细胞内发生变化可能有 。
A. 无氧呼吸增强B. 细胞周期变长
C. 糖酵解速度加快D. 葡萄糖摄入加快
(2)推测与正常细胞微环境相比,癌细胞所处的微环境具有 的特征。
A. O₂含量高B. O₂含量低C. pH 较高D. pH 较低
肿瘤患者体内T 细胞产生的 IFN-γ(抗癌因子)会减少, 科学家尝试用“细菌疗法”以提高患者体内 IFN-γ的含量来治疗癌症,如图所示,其中 ri 是复制起点,AMP是氨苄青霉素抗性基因,EcRI等是限制酶的酶切位点。已知Clts基因表达Clts蛋白能抑制启动子PR、P₁,在大于42℃时 Clts蛋白失活。用超声诱导可产生短暂热效应,提高温度。
(3)根据题意判断,可作为“细菌疗法”中基因工程改造的细菌代谢类型为_____(厌氧/需氧)。
(4)该基因工程所需的目的基因为_________。
(5)现通过 PCR 来扩增目的基因,下图中能起到扩增作用的引物是 。
A. 引物1B. 引物2C. 引物3D. 引物4
(6) 下列关于重组温控质粒的说法正确的是 。
A. 多种限制性内切酶酶切位点有利于目的基因与质粒拼接
B. PR和PL双启动子的作用可能是保证目的基因的正常表达
C. 能在氨苄青霉素培养基中生长的是含有重组质粒的工程菌
D. 30℃条件下产生 Clts蛋白可以阻碍目的基因的表达
某研究小组为研究“细菌疗法”的治疗效果,按照下图的流程进行实验, 实验分组和实验结果见下表。
(7)根据上述实验方案, 能否证明“超声能诱导工程菌表达 IFN-γ, 抑制乳腺癌细胞生长”, 请说明理由。_______________________________________________________。
(8)联系已学知识和上述信息,分析采用“细菌疗法”治疗癌症的优点 。
A. 实现肿瘤的靶向治疗
B. 根据需要无创调控 IFN-γ的量
C. 工程菌在体内不被破坏,持久发挥效应
D. 对正常细胞伤害小
浦东新区2023 学年度第一学期期末教学质量检测
高三生物学试卷
一、蜜蜂与生态环境(21分)
1. 蜜蜂是农作物最理想的授粉者,在农业生态系统中发挥了重要的作用(如图)。自然界约有16万种农作物靠昆虫传粉,其中依靠蜜蜂传粉的占85%。
(1)图表示的生态系统中,所有生物共同构成了 。
A. 生境B. 种群C. 群落D. 生态系统
(2)图中属于该生态系统中信息传递的过程是__________,属于该生态系统中物质循环的过程是________。(填图中编号)
(3)据图分析下列相关叙述正确的是 。
A. 蚜虫与蚂蚁的种间关系是捕食
B. 蚂蚁和蜜蜂的种间关系是竞争
C. 瓢虫在食物链中属于初级消费者
D. 蜜蜂和沙枣的种间关系属于正相互作用
(4)农民常给沙枣打药治蚜虫,可有人建议可以在种植沙枣的区域大量养殖蜜蜂来防治蚜虫,据图对该建议的合理性进行评价:_________________________________。
蜜蜂是唯一原地过冬的授粉昆虫, 但有时由于某些因素导致过冬时,蜂巢中的几亿只蜜蜂都消失了, 称为“蜜蜂蜂群崩溃症候群”。捕食者、 栖息地破坏、 杀虫剂的使用等因素都会影响蜜蜂的种群数量。
(5)蜜蜂通常在春季繁殖, 则冬季期间影响蜜蜂种群密度的最主要因素是_____。(编号选填)
①出生率②死亡率③迁入率④迁出率⑤性别比例⑥年龄结构
(6)下图是该生态系统中部分食物网,假设营养级间的能量传递效率为10%,且胡蜂的食物由50%植物、10%蜜蜂和40%蝗虫构成。如果胡蜂每日需要能量 100kJ,则至少需要植物提供______kJ的能量。
(7)蜜蜂越冬时,会围成一团, 工蜂包裹在蜂王的外围, 以维持蜂巢的正常温度。近年来研究表明: 杀虫剂会影响蜜蜂正常的生理功能。 图中a图是外界环境-11℃时测定的蜂巢内部温度图,图中 b图是使用杀虫剂处理蜂群不同时间后每只蜜蜂CO₂产生量。请根据图示推测“蜜蜂蜂群崩溃症候群”现象出现的原因。_________________。
【答案】(1)C (2) ①. ①② ②. ③④⑤⑥ (3)BD
(4)大量养殖蜜蜂,可减少蚂蚁的数量,减轻对瓢虫捕食的抑制作用,从而减少蚜虫的数量,这种天然的防治蚜虫的方法对环境友好,不会对非靶标生物造成危害,而且可以有效地控制蚜虫的数量
(5)②③④ (6)5500
(7)使用杀虫剂后每只蜜蜂CO2产生量下降,说明其呼吸作用减弱,释放热量减少,导致蜜蜂核心区及幼蜂聚集处温度下降
【分析】1、一个物种得以生存必须要在一定空间内拥有一定数量的个 体。这种分布在一定空间内同种生物个体的总和,称为种群;种群密度是种群最基本的数量特征,种群的特征还有年龄结构、出生率、死亡率、迁入率、迁出率、性别比例等。
2、在一定时间内,生活在一定区域的各个生物种群相互 联系、相互影响而形成的有规律的集合体,称为生物群落,简称为群落。
3、生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递。
4、生态系统中的信息既有来自生物的,也有来自无机环境的,信息种类繁多,信息量庞大。依据信息的性质和产 生方式,生态系统中的信息可以分为物理信息、化学信息 和行为信息。生态系统中各种信息的作用不是 孤立的,而是相互制约、互为因果关系的。
【小问1详解】
在一定时间内,生活在一定区域的各个生物种群相互联系、相互影响而形成的有规律的集合体,称为生物群落,简称为群落。图表示的生态系统中,所有生物共同构成了群落。
【小问2详解】
生态系统中的信息既有来自生物的,也有来自无机环境的,信息种类繁多,信息量庞大。依据信息的性质和产 生方式,生态系统中的信息可以分为物理信息、化学信息和行为信息;图中属于该生态系统中信息传递的过程是①②。生态系统的能量来源于太阳,物质则由地球供应。C、 H、O、N、P 等与生命活动相关的元素及水,在不同层次的 生态系统乃至整个生物圈内,沿着特定的途径从无机环境 到生物群落,再从生物群落回归无机环境,不断循环往复 的过程,称为物质循环;图中属于该生态系统中物质循环的过程是③④⑤⑥。
【小问3详解】
A、瓢虫捕食蚜虫以获取食物维持生存,瓢虫和蚜虫之间是捕食关系,蚂蚁常守在蚜虫旁边,来获得蚜虫产生的“蚜蜜”做食物,并防止瓢虫捕食蚜虫,因此蚂蚁与蚜虫的种间关系是共生,A错误;
B、题图可知,蚂蚁和蜜蜂均采食蚜虫分泌的蚜蜜,两者之间存在竞争,B正确;
C、瓢虫捕食蚜虫,蚜虫采食沙枣,可见瓢虫在食物链中属于次级消费者,C错误;
D、常见种间关系可以分为负相互作用和正相互作用,正相互作用则双方至 少有一方受益,而且另一方没有受损,例如共生,据图可知,蜜蜂和沙枣的种间关系属于正相互作用,D正确;
故选BD。
【小问4详解】
蚂蚁和蜜蜂的种间关系是竞争,大量养殖蜜蜂,可减少蚂蚁的数量,减轻对瓢虫捕食的抑制作用,从而减少蚜虫的数量,这种天然的防治蚜虫的方法对环境友好,不会对非靶标生物造成危害,而且可以有效地控制蚜虫的数量。
【小问5详解】
出生率和死亡率、迁入率和迁出率是影响种群密度的直接因素,故蜜蜂通常在春季繁殖, 则冬季期间影响蜜蜂种群密度的最主要因素是②死亡率③迁入率④迁出率。
【小问6详解】
根据题意可知,胡蜂每日需要能量 100kJ,其中50kJ直接从植物获取,而能量传递效率为10%,则植物需要500kJ;其中40kJ从蜜蜂获取,依据能量传递效率为10%,则蜜蜂的能量需要400kJ,而植物需要4000kJ;其中10kJ直接从蝗虫获取,依据能量传递效率为10%,则蝗虫的能量需要100kJ,而植物需要1000kJ,故至少需要植物提供的能量为500+4000+1000=5500kJ。
【小问7详解】
分析题图可知,与对照相比,使用杀虫剂后每只蜜蜂CO2产生量下降,说明其呼吸作用减弱,释放出来的能量减少,导致蜜蜂核心区及幼蜂聚集处温度下降,从而造成“蜜蜂蜂群崩溃症候群”现象。
二、社交挫败应激症(22分)
2. 将实验小鼠放入攻击性极强小鼠的领地,被多次攻击后,实验小鼠会出现“社交挫败应激(SDS)”。科学家发现 SDS 会引起小鼠脑部 VTA 区某些神经元活性显著增强,PVN区与LH区也会产生变化,肾上腺皮质激素水平(表征SDS程度的指标)会显著升高,抑制T淋巴细胞活化, 图1是上述过程示意图。
(1)据图1分析, 小鼠体内参与SDS 调节的系统有 。
A. 神经系统B. 内分泌系统C. 消化系统D. 免疫系统
(2) 小鼠出现 SDS 现象, 激活 VTA 区释放 GABA(神经递质)的神经元,使突触后神经元受抑制。图2是该突触传递的过程。据图2分析,下列叙述正确的是 。
A. 通过主动运输释放GABA
B. GABA被转运进入突触后神经元
C. 突触后膜Na⁺内流
D. 突触后膜不发生电位反转
(3)结合已有知识分析与GABA 定向运输、分泌有关的细胞结构有 。
A. 细胞骨架B. 线粒体C. 高尔基体D. 中心体
(4)小鼠出现 SDS 后,推测激素a的含量变化可能符合__________(编号选填)。
(5)图1中调控小鼠体内肾上腺皮质激素释放量的相关激素有__________。上述激素之间相互作用以实现调节,请推测这样的调节方式的意义在于__________。
A. 有利于激素信号的逐级放大
B. 有利于对靶细胞的精准调节
C. 有利于内环境中激素含量稳定
D. 有利于不断增加对靶细胞的调节强度
(6)下列关于 SDS 小鼠免疫功能推测正确的是 。
A. 肾上腺皮质激素可以作为信号分子调节细胞免疫
B. 肾上腺皮质激素可以为T淋巴细胞的代谢提供能量
C. 相比对照组,SDS 小鼠免疫系统的功能增强
D. 相比对照组,SDS 小鼠更容易发生感染和肿瘤
睡眠主要分为浅睡眠和深睡眠。科学家发现,SDS 会改变小鼠睡眠,并对社交压力产生影响, 结果如图。
(7)据上图分析 SDS对睡眠的影响为________________________________________。据图判断,睡眠会__________(加剧/缓解)小鼠的 SDS 症状。综合上述信息,在下列示意图中构建 SDS 小鼠脑部 VTA、PVN和LH三个区域的调节关系__________________(用“→”和“+”、“一”表示)
【答案】(1)ABD (2)D (3)ABC
(4)① (5) ①. 促肾上腺皮质激素释放激素、促肾上腺皮质激素 ②. ABC (6)AD
(7) ①. 浅睡眠和深睡眠时间均增加 ②. 缓解 ③. VTALH,VTAPVN
【分析】肾上腺皮质激素的调节过程:下丘脑→促肾上腺皮质激素释放激素→垂体→促肾上腺皮质激素→肾上腺→肾上腺皮质激素,同时肾上腺皮质激素还能对下丘脑和垂体进行负反馈调节。
【小问1详解】
据图1分析,参与SDS 调节的有 VTA 区某些神经元活性显著增强(神经系统),肾上腺皮质激素水平(表征SDS程度的指标)会显著升高(内分泌系统),抑制T淋巴细胞活化(免疫系统),ABD正确。
故选ABD。
【小问2详解】
A、释放GABA过程为胞吐,A错误;
B、GABA与突触后膜的受体结合起作用,不进入突触后神经元,B错误;
C、突触后神经元受抑制,因此可知不会引起突触后膜Na⁺内流,C错误;
D、突触后神经元受抑制,所以突触后膜不发生电位反转,D正确。
故选D。
【小问3详解】
参与囊泡运输、分泌的结构有细胞骨架(协助运输)、线粒体(提供能量)、高尔基体(产生囊泡),ABC正确。
故选ABC。
【小问4详解】
正常小鼠(对照组)体内激素a(促肾上腺皮质激素释放激素)先升高,当肾上腺皮质激素浓度上升后,抑制促肾上腺皮质激素释放激素使其减少,而SDS小鼠失去负反馈调节功能,体内激素a(促肾上腺皮质激素释放激素)浓度不变,①正确。
故选①。
【小问5详解】
图1中调控小鼠体内肾上腺皮质激素释放量的相关激素有激素a(促肾上腺皮质激素释放激素)、激素b(促肾上腺皮质激素)。上述激素的分解调节,意义是有利于激素信号的逐级放大,对靶细胞的精准调节,内环境中激素含量的稳定,ABC正确;
故选ABC。
【小问6详解】
A、肾上腺皮质激素可以作为信号分子抑制T淋巴细胞活化,从而调节细胞免疫,A正确;
B、肾上腺皮质激素作为信号分子,不能提供能量,B错误;
C、相比对照组,SDS 小鼠抑制T淋巴细胞活化,免疫系统的功能减弱,C错误;
D、相比对照组,SDS 小鼠抑制T淋巴细胞活化,细胞免疫减弱,更容易发生感染和肿瘤,D正确。
故选AD。
【小问7详解】
由图可知SDS组浅睡眠和深睡眠时间均增加。折线图中,DDS睡眠剥夺后,肾上腺皮质激素水平更高,可知睡眠会缓解小鼠的 SDS 症状。 SDS 会引起小鼠脑部 VTA 区某些神经元活性显著增强,而LH区活动也较强(睡眠增多),PVN区受到抑制(促肾上腺皮质激素释放激素)水平不改变。即VTALH,VTAPVN。
三、海南椰子(19分)
3. 约 4000年前,马来群岛的人们开始种植椰树。研究发现,椰子在海中漂浮 100 多天仍能保持活性状态,且能在海水中发芽,漂流距离达到4800 多公里。如图是椰子的结构示意图。果皮由大量低密度纤维构成:椰肉为固体胚乳、椰子水为液体胚乳,均含有丰富的营养物质。
(1)海南岛和马来群岛隔海相望。“漂流学说”认为海南岛的椰子最早是从马来群岛漂流来的。下列事实可支持该学说的有__________________。(编号选填)
①海南岛与马来群岛相距约 2000 公里 ②椰子果皮含大量低密度纤维③我国古代与马来群岛的商贸往来频繁 ④海南岛和马来群岛同属于热带季风气候⑤椰肉和椰子水含有丰富的营养物质
(2)如图表示细胞的各种生理过程。椰子的胚在萌发过程中涉及的有_______。(填图中编号)
(3)胚在萌发过程中,细胞所需的能量来自于__________。(编号选填)
①C₆H₁₂O₆(葡萄糖)→C₃H₄O₃(丙酮酸) ②C₃H₄O₃(丙酮酸)→CO₂ ③H++O2→H2O ④H2O→H++O2 ⑤CO₂+五碳糖→三碳化合物
(4)种植在海边的椰树根系会向远海一侧斜向下生长,如图所示。请解释根系会斜向下生长的原因。________________(用下列编号排序)
①细胞分裂素在盐离子浓度高的一侧积累
②近海侧比远海侧盐离子浓度高
③细胞分裂素促进近海侧分生区细胞分裂
④高浓度生长素抑制近地心侧细胞的生长
⑤近地心侧会积累更高浓度的生长素
⑥重力会影响生长素的分布
海南岛的年平均气温在22.5-25.6摄氏度,水量充沛,非常适合椰树的生长。但当遇到低温年时, 岛上椰子的产量会有明显的下降。 为研究低温对椰子产量影响的机制,研究人员选取海南种植面较大的四个品种椰树: 高种椰(T)、黄矮椰(Y)、红矮椰(R)、香水椰(A), 开展了相关实验。
(5) 光化学猝灭系数(qP)可以表示叶绿素吸收的光用于激发出高能电子的比例。下列过程中,受到椰树qP 影响的是 。
A. 捕获的光能B. 叶绿素含量
C. 合成高能化合物的速度D. 生成糖类物质的速度
(6)如表是四种椰树在四种温度下测得的 qP 值。
注:*表示该组别与对照组具有显著性差异
据表推测,气温在5℃~10℃下,表中四个品种中减产率最高的可能是 。
A. 高种椰B. 红矮椰C. 黄矮椰D. 香水椰
(7)棕榈和椰树同属于棕榈科,但是棕榈有更好的抗寒性。有同学提出“取棕榈中的相关基因导入椰树愈伤组织, 以获得“在低温下高产量的椰树新品种”的想法。下列棕榈的基因中可作为备选基因的有________________。(编号选填)
①RuBPCase基因(表达产物能催化CO₂的固定)
②Shell基因(其表达结果会导致厚壳、无壳或薄壳)
③PsaB基因(其产物与电子传递有关)
【答案】(1)①②⑤ (2)①②③ (3)①②③
(4)②①③ (5)CD (6)D
(7)①③
【分析】
【小问1详解】
①根据题干“漂流距离达到4800 多公里”,海南岛与马来群岛相距约 2000 公里有漂流的可能性,①正确;
②椰子果皮含大量低密度纤维为其在海洋漂流提供了物质基础,②正确;
③我国古代与马来群岛的商贸往来频繁,可能是由人类活动携带了椰子,不支持漂流学说,③错误;
④海南岛和马来群岛同属于热带季风气候,只是为椰子生长提供环境,但不能推测来源,④错误;
⑤椰肉和椰子水含有丰富的营养物质,为椰子远距离的漂流提供生存的物质条件,⑤正确。
故选①②⑤。
【小问2详解】
图中①是有丝分裂,②是细胞分化,③是细胞衰老,④是减数分裂,椰子的胚在萌发过程中涉及的有①②③。
【小问3详解】
①②③是有氧呼吸的三个阶段,④⑤是光合作用的部分阶段,胚在萌发过程中,细胞所需的能量来自于有氧呼吸,即①②③。
【小问4详解】
②近海侧比远海侧盐离子浓度高,①细胞分裂素在盐离子浓度高的一侧积累,③细胞分裂素促进近海侧分生区细胞分裂,导致根系斜向下生长。
【小问5详解】
A、捕获的光能会影响qP,而不是受qP 影响的,A错误;
B、叶绿素含量会影响qP ,而不是受qP 影响的,B错误;
CD、qP 会影响高能电子的比例,从未影响合成高能化合物(ATP)的速度,进而影响暗反应C3的还原生成糖类物质的速度,CD正确。
故选CD。
【小问6详解】
对比表格数据,25℃时香水椰产量最高,而5℃~10℃下香水椰产量最低,可知其减产率最高,D正确。
故选D。
【小问7详解】
①催化CO₂的固定可以增加暗反应速率,进而增加光合作用速率,提高产量,①正确;
②厚壳、无壳或薄壳对产量和抗寒性影响不大,②错误;
③电子传递与光反应的能量转化有关,可以促进光合作用速率,提高产量,③正确。
故选①③。
四、性别决定(18分)
4. 自然界中,存在着多种性别决定的方式。半滑舌鳎是我国沿海地区养殖率较高的经济鱼种,雄鱼染色体组成为 ZZ,雌鱼为ZW。但是,幼鱼在28℃时,ZW鱼发育为表型雄性,称为伪雄鱼 (用Z*W 表示)。如图是半滑舍鳎性别决定和体形模式图。
(1)性别二态指第二性征为基础的非生殖系统特征差异,比如:体重积累、生长形态等。下列相关推测正确的是 。
A. 半滑舌鳎鱼具有性别二态性
B. 伪雄鱼比雌鱼具有更高经济价值
C. 雌鱼有更大的体型有利于增加产卵量
D. 性别二态现象是生物进化的结果
(2)已知伪雄鱼可以产生雄性配子,子代 Z*W 在 22℃下生长依然发育为伪雄鱼,且Z 或Z*染色体是鱼类生存所必需的。请预测在 22℃下饲养的Z*W和ZW鱼杂交后中表现型为雌鱼的比例 。
A. 1/4B. 1/3C. 1/2D. 2/3
研究表明:gsdf基因在半滑舌鳎性别分化过程中起到重要作用,不同性别表现的半滑舌鳎性腺中 gsdf基因的甲基化图谱, 如图甲所示。
(3)相比雌鱼,雄鱼与伪雄鱼 gsdf 基因启动子区域甲基化水平___________(高/低/大致相同)。
(4)据图甲分析,关于半滑舌鳎性别分化的机制,相关叙述正确的是
A. 甲基化使 DNA 所含的遗传信息发生改变
B. DNA 甲基化使半滑舌鳎性状发生改变
C. gsdf基因的甲基化程度不能遗传给后代
D. gsdf 基因表达产物有利于发育成雄鱼
(5)据图甲分析,半滑舌鳎gsdf基因的表达调控发生在图乙中的过程_________(填图中编号)。
(6)据上述信息和所学知识,从分子层面提出提高半滑舌鳎鱼养殖产量的建议。_____________________________________________________________。
(7)XY 和 ZW型是最常见的性别决定方式,科学家将以半滑舌鳎为代表的鲽形目鱼类(身体扁平,双眼偏转至头颅同侧)与其他生物的 DNA 构建了进化关系树,可判断生物间的亲缘关系如下图。据图分析,下列叙述正确的是 。
A. 利用 DNA 判断生物进化关系属于进化的细胞学证据
B. 半滑舌鳎和鸟类亲缘关系较远,但来源于共同的祖先
C. 由鲽形目鱼类的形态特征可推测其可能为水体底栖生物
D. 有些生物的性别不一定通过性染色体来决定
(8)综合以上材料可知生物体性别决定的影响因素有__________。(编号选填)
①性染色体 ②基因 ③环境因素
【答案】4. ACD 5. B 6. 高 7. B 8. ②
9. 抑制 gsdf 基因启动子区域甲基化,促进gsdf 基因表达 10. BCD 11. ①②③
【分析】表观遗传是指细胞内基因序列没有改变,但发生DNA甲基化、组蛋白修饰等,使基因的表达发生可遗传变化的现象。表型模拟是指由环境条件的改变所引起的表型改变,类似于某基因型改变引起的表型变化的现象。
【小问1详解】
A、性别二态指第二性征为基础的非生殖系统特征差异,幼鱼在28℃时,ZW鱼发育为表型雄性,即出现非生殖系统特征差异的第二性征,说明半滑舌鳎鱼具有性别二态性,A正确;
B、据图可知,半滑舌鳎雌鱼相对于雄鱼具有绝对的生长优势,雌鱼的身长和体重都比伪雄鱼大,说明雌鱼具有更高的经济价值,B错误;
C、一般来说,体型大的雌鱼产卵能力超过多条体型小的雌鱼之和,因此雌鱼有更大的体型有利于增加产卵量,C正确;
D、性别二态现象是长期自然选择的结果,是生物进化的结果,D正确。
故选ACD。
【小问2详解】
根据题意分析可知:伪雄鱼的性染色体为Z*W ,在22℃下生长依然发育为伪雄鱼,说明 ZW是雌性,ZZ是雄性。Z*W 和ZW鱼杂交,在 22℃下饲养,后代的基因型及比例为 ZZ: ZW: Z*W : WW=1: 1: 1: 1,其中WW不能存活,所以后代的表现型及比例为雄性:雌性=2: 1,表现型为雌鱼的比例为1/3,B正确,ACD错误。
故选B。
【小问3详解】
伪雄鱼的性染色体为Z*W,雄鱼的性染色体为ZW,雌鱼的性染色体为ZZ,据图可知,ZZ、亲代Z*W和子代Z*W的在启动子区域竖线相差不大,但比亲代ZZ和子代ZZ的竖线较多,说明相比雌鱼,雄鱼与伪雄鱼 gsdf 基因启动子区域甲基化水平高。
【小问4详解】
A、表观遗传是指细胞内基因序列没有改变,但发生DNA甲基化、组蛋白修饰等,使基因的表达发生可遗传变化的现象,因此甲基化不会使 DNA 所含的遗传信息发生改变,A错误;
B、甲基化会使生物性状发生改变,使半滑舌鳎性状发生改变,B正确;
C、表观遗传是可以遗传的,gsdf基因的甲基化程度能遗传给后代,C错误;
D、据图可知,雄鱼与伪雄鱼 gsdf 基因启动子区域甲基化水平高,影响基因的转录,说明gsdf 基因表达产物不有利于发育成雄鱼,D错误。
故选B。
【小问5详解】
据图甲分析,半滑舌鳎gsdf基因的表达调控是gsdf 基因启动子区域甲基化,影响gsdf 基因转录,图乙中①表示DNA复制,②表示转录,③表示翻译,④表示逆转录,因此半滑舌鳎gsdf基因的表达调控发生在图乙中的过程②。
【小问6详解】
gsdf基因在半滑舌鳎性别分化过程中起到重要作用,gsdf 基因表达产物有利于发育形成雌鱼,因此抑制 gsdf 基因启动子区域甲基化,促进gsdf 基因表达,促进雌鱼的产生,进而提高半滑舌鳎鱼养殖产量。
【小问7详解】
A、利用 DNA 判断生物进化关系属于进化的分子水平的证据,A错误;
B、据图可知,半滑舌鳎和鸟类亲缘关系较远,但来源于共同的祖先,B正确;
C、鲽形目物种体形侧扁,成鱼左右不对称,两眼均位于头部左侧或右侧,由鲽形目鱼类的形态特征可推测其可能为水体底栖生物,C正确;
D、有些生物的性别不一定通过性染色体来决定,比如有些生物是没有性染色体的,D正确。
故选BCD。
【小问8详解】
据题意可知,温度能影响半滑舌鳎鱼性别的分化,gsdf基因在半滑舌鳎性别分化过程中起到重要作用,性染色体也与性别有关,因此生物体性别决定的影响因素有①②③。
五、生物工程(20分)
5. 癌细胞周围的内环境(微环境)特征与正常组织有很多不同。研究发现癌细胞快速增殖会加速氧气的消耗, 同时导致血管异常化, 减少正常组织氧气的供应。
(1)相对于正常细胞,癌细胞内发生变化可能有 。
A. 无氧呼吸增强B. 细胞周期变长
C. 糖酵解速度加快D. 葡萄糖摄入加快
(2)推测与正常细胞微环境相比,癌细胞所处的微环境具有 的特征。
A. O₂含量高B. O₂含量低C. pH 较高D. pH 较低
肿瘤患者体内T 细胞产生的 IFN-γ(抗癌因子)会减少, 科学家尝试用“细菌疗法”以提高患者体内 IFN-γ的含量来治疗癌症,如图所示,其中 ri 是复制起点,AMP是氨苄青霉素抗性基因,EcRI等是限制酶的酶切位点。已知Clts基因表达Clts蛋白能抑制启动子PR、P₁,在大于42℃时 Clts蛋白失活。用超声诱导可产生短暂热效应,提高温度。
(3)根据题意判断,可作为“细菌疗法”中基因工程改造的细菌代谢类型为_____(厌氧/需氧)。
(4)该基因工程所需的目的基因为_________。
(5)现通过 PCR 来扩增目的基因,下图中能起到扩增作用的引物是 。
A. 引物1B. 引物2C. 引物3D. 引物4
(6) 下列关于重组温控质粒的说法正确的是 。
A. 多种限制性内切酶酶切位点有利于目的基因与质粒拼接
B. PR和PL双启动子的作用可能是保证目的基因的正常表达
C. 能在氨苄青霉素培养基中生长的是含有重组质粒的工程菌
D. 30℃条件下产生 Clts蛋白可以阻碍目的基因的表达
某研究小组为研究“细菌疗法”的治疗效果,按照下图的流程进行实验, 实验分组和实验结果见下表。
(7)根据上述实验方案, 能否证明“超声能诱导工程菌表达 IFN-γ, 抑制乳腺癌细胞生长”, 请说明理由。_______________________________________________________。
(8)联系已学知识和上述信息,分析采用“细菌疗法”治疗癌症的优点 。
A. 实现肿瘤的靶向治疗
B. 根据需要无创调控 IFN-γ的量
C. 工程菌在体内不被破坏,持久发挥效应
D. 对正常细胞伤害小
【答案】(1)ACD (2)BD (3)厌氧
(4) IFN-γ基因 (5)AD (6)D
(7)超声处理静脉注射工程菌的小鼠后,发现IFN-γ含量较高,肿瘤体积较小 (8)ABD
【分析】癌细胞的特点:癌细胞能够无限增殖;癌细胞的形态结构发生了变化;癌细胞细胞膜表面的糖蛋白减少。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,其中原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
【小问1详解】
ACD、癌细胞的无氧呼吸强度比正常细胞强,即癌细胞糖酵解显著增强,葡萄糖摄入加快,ACD正确;
B、癌细胞在适宜条件下能无限增殖,DNA与蛋白质合成均增强,细胞周期时间缩短,B错误。
故选ACD。
【小问2详解】
癌细胞的特征之一是在适宜条件下能无限增殖,需要消耗大量的葡萄糖,产生大量的代谢产物和CO2,使pH降低;同时癌细胞快速增殖会加速氧气的消耗, 使癌细胞所处的微环境O2含量低,因此癌细胞所处的微环境中O2含量低,pH较低,BD正确,AC错误。
故选BD。
【小问3详解】
癌细胞快速增殖会加速氧气的消耗, 使癌细胞所处的微环境O2含量低,因此用“细菌疗法”以提高患者体内 IFN-γ的含量来治疗癌症,细菌所处环境为低氧环境,因此可作为“细菌疗法”中基因工程改造的细菌代谢类型为厌氧。
【小问4详解】
据题意可知,科学家尝试用“细菌疗法”以提高患者体内 IFN-γ的含量来治疗癌症,因此需要将目的基因IFN-γ基因与质粒连接形成重组质粒。
【小问5详解】
DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸子链,因此要想扩增出目的基因,应该用引物1和4,AD正确,BC错误。
故选AD。
【小问6详解】
A、质粒具有多种限制性核酸内切酶的酶切位点,所以可以作为多种目的基因的运载体,一般用同种限制酶切割目的基因和质粒,可以产生相同的黏性末端,便于连接,A错误;
B、双启动子的作用可能是保证目的基因的高水平表达(高效转录),B错误;
C、据题意可知,插入目的基因不会破坏标记基因(氨苄青霉素抗性基因),因此重组质粒和非重组质粒都能在氨苄青霉素培养基中生长,C错误;
D、Clts基因表达Clts蛋白能抑制启动子PR、P₁,在大于42℃时 Clts蛋白失活,因此30℃条件下产生 Clts蛋白可以阻碍目的基因的表达,D正确。
故选D。
【小问7详解】
据表格中实验方案可知,实验自变量为是否注射含工程菌、是否超声处理,因变量为IFN-γ含量和肿瘤体积大小,与没有静脉注射工程菌、没有超声处理相比,超声处理静脉注射工程菌的小鼠后,发现IFN-γ含量较高,肿瘤体积较小,推测“超声能诱导工程菌表达 IFN-γ, 抑制乳腺癌细胞生长”。
【小问8详解】
AD、细菌在侵染宿主细胞具有专一性,因此采用“细菌疗法”治疗癌症能实现肿瘤的靶向治疗,对正常细胞伤害小,AD正确;
B、题中显示超声处理能诱导工程菌表达 IFN-γ,因此可以根据需要无创调控 IFN-γ的量,B正确;
C、工程菌发挥作用后会被机体免疫系统清除,不能持久发挥效应,C错误。
故选ABD。qP
气温
高种
红矮
黄矮
香水
25℃
0.916±0.015
0.905±0.011
0.925±0.017
0.936±0.011
10℃
0.899±0.025*
0.879±0.015*
0.877±0.021*
0847±0.035*
5℃
0.802±0.021*
0.795±0.017*
0.775±0.011*
0.725±0.011*
1 组
2 组
3 组
实验处理
静脉注射生理盐水,不施加超声处理
静脉注射含工程菌的生理盐水,不施加超声处理
静脉注射含工程菌的生理盐水,并施加超声处理
检测指标
IFN-γ
+
+
+++
肿瘤体积
+++
+
qP
气温
高种
红矮
黄矮
香水
25℃
0.916±0.015
0.905±0.011
0.925±0.017
0.936±0.011
10℃
0.899±0.025*
0.879±0.015*
0.877±0.021*
0.847±0.035*
5℃
0.802±0.021*
0.795±0.017*
0.775±0.011*
0.725±0.011*
1 组
2 组
3 组
实验处理
静脉注射生理盐水,不施加超声处理
静脉注射含工程菌的生理盐水,不施加超声处理
静脉注射含工程菌的生理盐水,并施加超声处理
检测指标
IFN-γ
+
+
+++
肿瘤体积
+++
+
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