河南省省2025届高三下学期青桐鸣联模拟预测生物试卷(解析版)
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这是一份河南省省2025届高三下学期青桐鸣联模拟预测生物试卷(解析版),共20页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
1. 近期科学家在国际空间站(ISS)的密闭舱室中,意外发现了一种新型细菌,这种被称为“ISS肠杆菌”的发现揭示了微生物在极端条件下的适应和进化机制。下列叙述正确的是( )
A. ISS肠杆菌能在极端环境生存依赖于其生物膜系统
B ISS肠杆菌可能发生基因突变或染色体变异
C. ISS肠杆菌可在自身核糖体上合成特殊蛋白质
D. 线粒体能为极端环境下生活的ISS肠杆菌供能
【答案】C
【分析】原核细胞与真核细胞的区别在于原核细胞没有以核膜为界限的细胞核。
【详解】A、原核细胞只有细胞膜,没有复杂的生物膜系统,A错误;
B、ISS肠杆菌为原核生物,没有染色体,不会发生染色体变异,B错误;
C、ISS肠杆菌有核糖体,可在自身核糖体上合成特殊蛋白质,C正确;
D、ISS肠杆菌为原核生物,没有线粒体,D错误。
故选C。
2. 2025年国家卫生健康委呼吁启动为期三年的“体重管理年”活动,控制体重的关键就是减脂。下列有关细胞中脂肪的叙述错误的是( )
A. 苏丹Ⅲ染液可以将细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色
B. 运动时,脂肪大量转化为糖类后再进行供能
C. 和糖类相比,脂肪的氢含量高,而氧含量低
D. 除供能外,脂肪还有缓冲、减压和保温等作用
【答案】B
【分析】脂质包括脂肪、磷脂、固醇;脂肪是主要的储能物质;磷脂参与形成细胞膜;固醇又可以分为胆固醇、性激素、维生素D,其中胆固醇可以参与细胞膜的形成,同时参与血液中脂质的运输。
【详解】A、苏丹Ⅲ染液可以将细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色,A正确;
B、脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类,B错误;
C、和糖类相比,脂肪的氢含量高,而氧含量低,C正确;
D、脂肪除了具有储能和供能的作用外,还具有缓冲、减压和保温等作用,D正确。
故选B。
3. 内质网可以储存大量的Ca2+,是细胞内最大的钙库,内质网中Ca2+浓度异常会影响其正常功能。下列有关内质网的叙述错误的是( )
A. 内质网向细胞质基质释放Ca2+的方式为协助扩散
B. 内质网中Ca2+浓度异常会影响胰岛素的加工
C. 不同细胞中内质网承担的主要功能可能存在差异
D. 经内质网加工的蛋白质都有完整的生物学功能
【答案】D
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体;主动运输从低浓度到高浓度,需要载体,需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。
【详解】A、内质网中Ca2+浓度高于细胞质基质,因此内质网向细胞质基质释放Ca2+的方式为协助扩散,A正确;
B、胰岛素属于分泌蛋白,其加工过程需要内质网参与,内质网中Ca2+浓度异常会影响胰岛素的加工,B正确;
C、不同细胞中内质网承担的主要功能可能存在差异,如在肝细胞中内质网与分泌蛋白的合成有关,在性腺细胞中与脂质合成有关,C正确;
D、经内质网加工的蛋白质可能还需要经过高尔基体进一步加工和包装,才可能具有完整的生物学功能,D错误。
故选D。
4. 酚类物质主要存在于液泡中,酚酶主要存储在细胞质中。在有氧条件下,酚酶可催化酚类物质形成具有高度反应活性的褐色物质,从而引起果实褐变。下列叙述正确的是( )
A. 酚酶能为果实的褐变过程提供活化能
B. 液泡膜被破坏可能会加速果实的褐变过程
C. 为了抑制酚酶的作用,应将果实储存在无氧环境中
D. 酚酶催化褐色物质形成后会立刻被灭活
【答案】B
【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度或pH前,随着温度或pH的升高,酶活性增强;到达最适温度或pH时,酶活性最强;超过最适温度或pH后,随着温度或pH的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
【详解】A、酶的作用是降低化学反应的活化能,而不是提供活化能,A错误;
B、液泡膜被破坏,酚类物质释放,可能会加速果实的褐变过程,B正确;
C、在无氧环境中,细胞会进行无氧呼吸,不利于果实的储存,果实应储存在低温、低氧环境,C错误;
D、酶在催化反应前后性质和数量不变,不会立刻被灭活,D错误。
故选B。
5. 如图表示显微镜下观察到的水稻(2n=24)减数分裂过程不同时期的细胞分裂图。下列叙述正确的是( )
A. 细胞甲正在发生非同源染色体的自由组合
B. 细胞乙中不含姐妹染色单体,但有同源染色体
C. 细胞乙形成的子细胞会进入下一个细胞周期
D. 细胞甲的染色体数与体细胞的染色体数相同
【答案】D
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体(交叉)互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期、中期:染色体形态固定、数目清晰;②后期:着丝粒(着丝点)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;③末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、分析图示,细胞甲表示减数分裂Ⅱ后期,细胞乙表示减数分裂Ⅱ末期,非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期,A错误;
B、细胞乙为减数分裂Ⅱ末期,该时期不含姐妹染色单体,也不含同源染色体,B错误;
C、细胞乙形成的精细胞没有细胞周期,C错误;
D、细胞甲发生了着丝粒的分裂,因此细胞甲的染色体数与体细胞的染色体数相等,D正确。
故选D。
6. 亨廷顿舞蹈症(HD)是一种神经退行性单基因遗传病,其致病基因(HTT)上存在CAG重复序列异常扩增的现象,正常基因中CAG重复次数在9~35次之间,HD患者的基因中CAG重复次数可达到36次及以上。由于CAG重复扩增导致突变的HTT蛋白的氨基酸序列异常延长,在细胞内聚集形成有毒性的聚集体,损伤神经细胞。下列叙述错误的是( )
A. 可通过基因检测筛查胎儿是否存在该致病基因
B. 可用电泳法判断CAG序列重复次数是否增多
C. CAG重复次数增多会导致染色体结构变异
D. CAG重复次数增加不改变DNA中嘌呤的比例
【答案】C
【分析】遗传病的监测和预防:
(1)产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率;
(2)遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
【详解】A、由于HD是一种单基因遗传病,因此可通过基因检测来筛查胎儿是否存在该致病基因,A正确;
B、由于正常基因和突变基因中CAG重复次数不同,导致基因长度不同,可用电泳法判断CAG序列重复次数是否增多,B正确;
C、CAG重复次数增多属于基因突变,不会导致染色体结构变异,C错误;
D、CAG重复次数增加,是碱基对的增添,不改变DNA中嘌呤的比例,因为双链DNA中嘌呤数等于嘧啶数,D正确。
故选C。
7. 抑制性T细胞可分泌细胞因子,从而抑制辅助性T细胞和细胞毒性T细胞的活性。若抑制性T细胞活性增强,可能导致机体( )
A. 无法对抗原信息进行呈递
B. B淋巴细胞增殖分化受抑制
C. 免疫系统彻底丧失防御功能
D. 更容易罹患自身免疫性疾病
【答案】B
【分析】免疫系统三大功能是免疫防御(针对外来抗原性异物,如各种病原体)、免疫自稳(清除衰老或损伤的细胞)和免疫监视(识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生)。
【详解】A、抑制性T细胞可分泌细胞因子抑制辅助性T细胞和细胞毒性T细胞的活性,抗原呈递过程不需要T细胞的参与,机体仍然能够对抗原信息进行呈递,A错误;
B、辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号,辅助性T细胞还会分泌细胞因子促进B细胞的增殖分化,因此当抑制性T细胞活性增强,辅助性T细胞活性受抑制,B淋巴细胞增殖分化受抑制,B正确;
C、由于T细胞参与的是人体的第三道防线,人体仍然具有正常的第一、二道防线,因此免疫系统不会彻底丧失防御功能,C错误;
D、自身免疫性疾病是由于免疫系统无法分辨“自己”和“非己”成分导致的,抑制性T细胞活性增强,免疫反应减弱,所以不容易罹患自身免疫性疾病,D错误。
故选B。
8. PHOR1蛋白是和植物生长发育相关的重要蛋白质,赤霉素通过诱导PHOR1蛋白快速迁移到细胞核中发挥调控作用,抑制PHOR1蛋白的合成会导致植株内源赤霉素含量升高。下列叙述错误的是( )
A. PHOR1缺失突变体对内源赤霉素的敏感程度降低
B. 和野生型植株相比,PHOR1缺失突变体的株高更高
C. PHOR1可能通过影响细胞核内基因的转录发挥调控作用
D. 细胞内PHOR1蛋白含量减少可能会影响种子的萌发
【答案】B
【分析】脱落酸合成部位为 根冠、萎蔫的叶片,主要分布 将要脱落的器官和组织中 ,主要作用为抑制细胞分裂和促进叶和果实的衰老和脱落。
【详解】A、根据题意可知,赤霉素通过诱导PHOR1蛋白快速迁移到细胞核中发挥调控作用,而PHOR1缺失会导致赤霉素无法发挥正常的调控作用,因此会导致植株对内源赤霉素的敏感程度降低,A正确;
B、抑制PHOR1蛋白合成会使赤霉素含量升高,虽然赤霉素能促进植株长高,但缺失突变体中内源赤霉素无法正常发挥调控作用,所以和野生型植株相比,PHOR1缺失突变体的株高应该更矮,B错误;
C、赤霉素通过诱导PHOR1蛋白快速迁移到细胞核中发挥调控作用,推测其可能通过影响细胞核内基因的转录发挥调控作用,C正确;
D、细胞内PHOR1蛋白含量减少会影响赤霉素的调控,而赤霉素与种子萌发有关,所以可能会影响种子的萌发,D正确。
故选B。
9. 草地贪夜蛾是一种具有极高适应性、快速繁殖能力和超强迁徙能力的生物,是“世界十大害虫”之一。下列叙述正确的是( )
A. 因生态环境适宜、缺乏天敌,草地贪夜蛾数量始终呈现“J”形增长
B. 利用标记重捕法调查虫卵密度能对其种群数量进行预测
C. 人工施用性引诱剂能改变种群正常的性别比例,从而降低出生率
D. 大量引入外来天敌捕食草地贪夜蛾是对其防治的有效策略
【答案】C
【分析】种群是指一定空间内同种生物个体的总和。种群的很多特征是个体特征的统计值,如出生率与死亡率、性别比率、年龄结构等,还有一些特征是种群所特有的,如密度、分布型和数量动态等。在资源无限,空间无限和不受其他生物制约的理想条件下,种群就会呈指数增长。
【详解】A、一段时间内因生态环境适宜、缺乏天敌,草地贪夜蛾数量会呈现“J”形增长,但由于空间等资源有限,最终种群数量达到相对稳定状态,A错误;
B、调查虫卵密度应采用样方法,B错误;
C、人工施用性引诱剂,可干扰害虫正常交配,改变种群正常的性别比例,进而降低种群的出生率,C正确;
D、大量引入外来天敌,可能会导致外来物种入侵,破坏当地生态平衡,不是防治草地贪夜蛾有效策略,D错误。
故选C。
10. 森林—草原交错带是地处森林带和草原带之间的过渡区,属于大尺度类型的生物群区生态交错带,以森林和草原两种植被共存为特色,具有较高的生物多样性。下列叙述错误的是( )
A. 森林群落和草原群落间最显著的区别是群落的物种组成不同
B. 交错带分布在不同位置的草原和森林构成了群落的垂直结构
C. 交错带复杂的食物链和食物网结构使其具有较高的抵抗力稳定性
D. 交错带构成独特景观可用于休闲旅游,体现了生物多样性的直接价值
【答案】B
【分析】生物的多样性包括生物种类的多样性、基因的多样性和生态系统的多样性三个层次。
不同植物由于对阳光的利用不同出现垂直结构,为动物的生存创造了空间和食物条件。
【详解】A、群落的物种组成是区别不同群落的重要特征,森林群落和草原群落间最显著的区别是群落的物种组成不同,A正确;
B、交错带分布在不同位置的草原和森林,是由于地形等因素的影响,属于群落的水平结构,不属于群落的垂直结构,B错误;
C、根据题意分析,交错带生物多样性高,食物链和食物网复杂,因此具有较高的抵抗力稳定性,C正确;
D、交错带构成独特景观可用于休闲旅游,能直接为人类带来经济价值,体现了生物多样性的直接价值,D正确。
故选B。
11. 下列有关微生物的纯化、分离和培养实验的叙述错误的是( )
A. 一般可用干热灭菌法对培养皿、金属用具等灭菌
B. 平板划线法分离微生物时要在酒精灯火焰附近划线
C. 利用稀释涂布平板法统计的活菌数往往比实际偏多
D. 获取纯培养物的过程中,应根据微生物的种类调整培养基的pH
【答案】C
【分析】微生物常见的接种方法:
(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、一般可用干热灭菌法对培养皿、金属用具等耐高温、需要保持干燥的物品进行灭菌,A正确;
B、平板划线法分离微生物时要在酒精灯火焰附近划线,以防止杂菌污染,B正确;
C、利用稀释涂布平板法统计的活菌数往往比实际偏少,因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,C错误;
D、因为不同的微生物所需的最适pH条件不同,因此在获取纯培养物的过程中,应根据微生物的种类调整培养基的pH,D正确。
故选C。
12. 红豆杉是一种珍稀植物,其体内含有的紫杉醇是一种高效的抗癌药物,但红豆杉生长缓慢,紫杉醇含量极低。科学家尝试将红豆杉细胞与其他植物细胞进行原生质体融合,进而获得具有较高紫杉醇合成能力的杂种细胞。下列叙述正确的是( )
A. 用于融合的植物细胞应具有生长快的特点
B. 只能选择亲缘关系近的植物细胞进行杂交
C. 杂种细胞培养基上应添加适量动物血浆
D. 通常用灭活的病毒促进原生质体的融合
【答案】A
【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体.植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
植物体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、由于红豆杉生长缓慢,将其细胞与其他植物细胞进行体细胞杂交,目的是获得生长快且具有较高紫杉醇合成能力的杂种细胞,所以用于体细胞杂交的植物细胞应具有生长快的特点,A正确;
B、植物体细胞杂交技术可以克服远缘杂交不亲和的障碍,并非只能选择亲缘关系近的植物细胞进行杂交,B错误;
C、动物细胞培养的培养基才需要添加动物血浆等天然成分,C错误;
D、诱导植物细胞原生质体融合常用的方法有物理法(离心法、电融合法等)和化学法(聚乙二醇融合法等),D错误。
故选A。
13. 2025年2月,中国科学院动物研究所的研究团队成功克隆出濒危动物长江江豚,该成果为长江江豚的保护和恢复提供了新的思路和方法,该项技术不涉及( )
A. 细胞核移植B. 体外受精
C. 动物细胞培养D. 胚胎移植
【答案】B
【分析】动物核移植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为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物。
【详解】克隆技术的过程包括细胞核移植,将供体细胞注入到去核的卵母细胞中;需要进行动物细胞培养,培养重构胚使其分裂、分化;最后将胚胎移植到代孕母体子宫内发育;体外受精属于有性生殖,而克隆属于无性繁殖,不涉及体外受精,B正确,ACD错误。
故选B。
14. 甲和乙为两种单基因遗传病,相关基因分别用A/a和B/b表示,图1表示某家系中有关这两种遗传病的遗传系谱图,图2表示该家系部分成员有关乙病基因的电泳检测结果(其中一条电泳带表示正常基因,另外一条电泳带表示致病基因)。下列叙述错误的是( )
A. 乙病的遗传方式是伴X染色体隐性遗传
B. 若对Ⅱ-5有关乙病基因进行电泳检测会出现条带①和条带②
C. 若Ⅲ-1为乙病患者,则其致病基因来自Ⅰ-4
D. Ⅱ-2和Ⅱ-3生育同时患两种病的孩子的概率是1/18
【答案】D
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病)。(2)多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病。(3)染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征)。
【详解】A、根据图示分析,I-1和Ⅰ-2生育的后代患甲病,且为女性,因此甲病为常染色体隐性遗传病,Ⅰ-4患乙病,且电泳只存在一个条带,因此为纯合子,若该病为显性遗传病,则后代全部患病,与事实不符,因此该病为隐性遗传病,若为常染色体隐性遗传病,则Ⅰ-3应为杂合子存在两条电泳带,与检测结果不符,因此乙病为伴X染色体的隐性遗传病,A正确;
B、Ⅱ-5的基因型为XBXb,其电泳检测结果含有两条电泳条带,B正确;
C、若Ⅲ-1为乙病患者,则该患者的性别为男性,其致病基因来自Ⅱ-3,Ⅱ-3的隐性致病基因必然来自Ⅰ-4,C正确;
D、Ⅱ-2的基因型为1/3AAXBY,2/3AaXBY,Ⅱ-3的基因型为1/3AAXBXb,2/3AaXBXb,后代患甲病的概率是2/3×2/3×1/4=1/9,患乙病的概率是1/4,因此Ⅱ-2和Ⅱ-3生育两病兼患孩子的概率是1/36,D错误。
故选D。
15. 洞穴鱼长期生活在少光甚至无光的环境中。研究发现与表层鱼相比,洞穴鱼与眼部发育有关的基因发生高度甲基化修饰,影响了其眼部发育而形成盲眼。下列叙述错误的是( )
A. 该实例说明表观遗传也能为生物的进化提供原材料
B. 基因的甲基化修饰能遗传给后代
C. 基因发生甲基化修饰过程中其遗传信息会发生改变
D. 洞穴鱼形成盲眼是环境对生物性状定向选择的结果
【答案】C
【分析】表观遗传:(1)概念: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。
(2)特点:①可遗传:基因表达和表型可以遗传给后代。②不变性:基因的碱基序列保持不变。③可逆性:DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化,即被修饰的DNA可能发生去甲基化。
(3)理解表观遗传应注意的三个问题:①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。②表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。③表观遗传一般是影响到基因的转录过程,进而影响蛋白质的合成。
(4)机制:DNA的甲基化;组蛋白的甲基化和乙酰化等。
【详解】A、表观遗传引起的变异可以为生物的进化提供原材料,A正确;
B、基因的甲基化修饰属于表观遗传,这种修饰可以遗传给后代,B正确;
C、基因发生甲基化修饰过程中,基因的碱基序列不变,遗传信息不会发生改变,C错误;
D、洞穴鱼长期生活在少光或无光环境中,形成盲眼是环境对生物性状定向选择的结果,D正确。
故选C
16. 智能胰岛素(IA)由胰岛素和葡萄糖转运蛋白(GLUT)抑制剂两部分组成,如图1所示,与普通胰岛素相比,注射IA能避免出现低血糖症状。实验小组为了探究其机制,将足量的带荧光标记的IA和带荧光标记的普通胰岛素,分别加入盛有等量红细胞膜(只有GLUT,没有胰岛素受体)悬液的a组和b组试管中,室温处理30分钟,然后向a试管中加入不同浓度的葡萄糖,b试管不做处理,检测细胞膜上的荧光强度,其中a试管的结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
A. 该实验中未加入葡萄糖时,a和b两只试管的荧光都主要分布在细胞膜上
B. 实验结果表明,IA和葡萄糖都能与细胞膜上GLUT结合,且具有竞争性
C. 血糖浓度较低时,IA与细胞膜上的GLUT结合以抑制细胞摄取葡萄糖的速率
D. 血糖浓度较高时,IA与细胞膜上的胰岛素受体结合发挥其降血糖作用
【答案】A
【分析】血糖平衡调节:由胰岛A细胞分泌胰高血糖素,促进血糖来源,提高血糖浓度;由胰岛B细胞分泌胰岛素,促进血糖去路,减少血糖来源,以降低血糖浓度,两者激素间是相抗衡的关系。
【详解】A、a试管中加入的是带荧光标记的IA(含葡萄糖转运蛋白抑制剂),b试管中加入的是带荧光标记的普通胰岛素,红细胞膜上没有胰岛素受体,所以未加入葡萄糖时,a试管的荧光主要分布在细胞膜上,b试管的荧光不会分布在细胞膜上,A错误;
B、由实验结果可知,加入葡萄糖后,随着葡萄糖浓度升高,a试管细胞膜上荧光强度降低,说明IA和葡萄糖都能与细胞膜上GLUT结合,且具有竞争性,B正确;
C、血糖浓度较低时,IA与细胞膜上的GLUT结合,抑制细胞摄取葡萄糖,C正确;
D、根据结果可知,血糖浓度较高时,IA与细胞膜上的胰岛素受体结合,从而使IA中的胰岛素发挥降血糖作用,D正确。
故选A。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 玉米是全球重要的粮食作物,其生长受环境因素影响显著。研究表明,大气中CO2浓度和温度的变化会对玉米的光合性能及水分利用效率(用光合速率/蒸腾速率的比值表示)产生影响。某科研团队利用大型人工气候室进行了相关实验,探究CO2浓度和温度对玉米净光合速率、气孔导度和水分利用效率的影响,实验结果如图所示。回答下列问题:
(1)玉米的光合作用过程中,位于叶绿体中______上的叶绿素主要吸收______光,通过光反应产生的______将参与暗反应的______过程。
(2)植物的净光合速率很大程度上取决于位于______中的Rubisc(核酮糖-1,5—二磷酸羧化酶,参与催化CO2固定反应)的活性。据实验结果分析,在正常CO2浓度条件下,与T25/19℃相比,T37/31℃高温状态下玉米净光合速率______(填“上升”或“下降”)。
(3)根据实验结果可知,CO2浓度升高能______(填“缓解”或“加剧”)温度升高对玉米水分利用效率的不利影响,试说出其机制:______。
(4)由于全球气候变暖,对植物的生长发育产生深远影响。结合题中信息,试从应对气候变化、保障玉米产量的角度,提出1条农田管理的合理措施:_______。
【答案】(1)①. 类囊体薄膜(或“基粒”)②. 红光和蓝紫 ③. NADPH和ATP ④. C3的还原
(2)①. 叶绿体基质 ②. 下降
(3)①. 缓解 ②. 高温环境下,增加CO2浓度能提高净光合速率,同时降低气孔导度,从而减少蒸腾作用散失的水分量,最终提高水分利用效率,缓解温度升高对叶片水分利用效率不利的影响
(4)高温季节,通过增施有机肥的方式提高农田中CO2浓度
【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。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用,使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光,而只是依赖于NADPH和ATP的提供,故称为暗反应阶段。
【解析】(1)玉米光合作用过程中,光反应阶段在叶绿体中的类囊体薄膜上进行,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,进行水的光解产生NADPH和ATP,NADPH和ATP用于暗反应中C3的还原过程。
(2)Rubisc参与催化CO2固定反应,CO2固定属于暗反应阶段,场所在叶绿体基质。根据实验结果分析,在正常CO2浓度条件下,与T25/19℃相比,T37/31℃高温状态下玉米净光合速率下降。
(3)分析图表数据,在温度升高时,水分利用效率呈下降趋势,而当CO2浓度升高后,在相同温度条件下,水分利用效率的数值比CO2浓度低时要高,所以CO2浓度升高能缓解温度升高对叶片水分利用效率的不利影响,其机制是高温环境下,增加CO2浓度能提高净光合速率,同时降低气孔导度,从而减少蒸腾作用散失的水分量,最终提高水分利用效率,缓解温度升高对玉米水分利用效率的不利影响。
(4)全球气候变暖,增施有机肥可促进土壤微生物分解有机物,释放CO2,提高农田中CO2浓度,根据实验结论,这有助于缓解高温对玉米光合作用和水分利用效率的不利影响,从而保障产量。
18. Kp是由Kp神经元分泌的一种神经肽,GnRH神经元是位于下丘脑中能分泌促性腺激素释放激素的神经元,Kp能与GnRH神经上的受体结合发挥调控作用。研究发现Kp神经元1和Kp神经元2都能分泌Kp,两种神经元在雌激素的分泌调节中发挥不同的作用,机体在不同时期可通过Kp神经元调节体内雌激素的含量,具体过程如图1所示。回答下列问题:
(1)A表示的器官为______。处于青春期的女性,在排卵前期,雌激素主要作用于______(填“①”或“②”)过程,其化学成分属于______,能以______的运输方式进出细胞。
(2)卵巢分泌的雌激素对Kp神经元1和Kp神经元2作用效果不同,试提出1条可能的原因:_______。
(3)AMPK是一种能被负能量状态(营养不良)激活的蛋白因子,实验小组为研究AMPK对Kp神经元数量的影响,对青春期雌性大鼠中枢注射外源性AICAR(AMPK受体激动剂),连续输注一周后,检测大鼠Kp神经元数量,结果如图2所示:
根据实验结果可知,AMPK对Kp神经元的发育具有______(填“促进”或“抑制”)作用,长期营养不良会导致青春期______(填“提前”或“延迟”),原因是_______。Kp分泌异常的大鼠______(填“能”或“不能”)通过口服Kp来促进其排卵,原因是______。
【答案】(1)①. 垂体 ②. ② ③. 固醇(或“脂质”)④. 自由扩散
(2)Kp神经元1和Kp神经元2上雌激素受体不同(或“雌激素与Kp神经元1和Kp神经元2结合后激活的细胞内信号通路不同”)
(3)①. 抑制 ②. 延迟 ③. 长期营养不良会激活AMPK,抑制Kp神经元发育,Kp分泌减少,GnRH分泌减少,促性腺激素分泌减少,雌激素分泌减少,从而导致青春期延迟 ④. 不能 ⑤. Kp是一种神经肽,口服会被分解,无法发挥作用
【分析】由题干Kp是神经细胞产生的一类多肽类激素可知,其由核糖体合成,其靶器官由图可知应为GnRH神经细胞,即下丘脑细胞;由器官A产生促性腺激素可知A为垂体。
【解析】(1)GnRH作用于A器官,促使其分泌促性腺激素,所以A表示垂体。青春期排卵前期,雌激素分泌增加,促进GnRH分泌,进而促进促性腺激素分泌,所以雌激素主要作用于②过程,雌激素的化学成分属于固醇,能以自由扩散的运输方式进出细胞。
(2)卵巢分泌的雌激素对Kp神经元1和Kp神经元2作用效果不同,可能是因为Kp神经元1和Kp神经元2上雌激素受体不同,导致雌激素与它们结合后产生不同的生理效应,也可能是雌激素与Kp神经元1和Kp神经元2结合后激活的细胞内信号通路不同。
(3)由实验结果可知,AICAR注射组(激活AMPK)Kp神经元数量少于对照组,说明AMPK对Kp神经元的发育具有抑制作用,长期营养不良会激活AMPK,抑制Kp神经元发育,Kp分泌减少,GnRH分泌减少,促性腺激素分泌减少,雌激素分泌减少,从而导致青春期延迟。Kp是一种神经肽,口服会被分解,无法发挥作用,故Kp分泌异常的大鼠不能通过口服Kp来促进其排卵。
19. 麋鹿为中国特有物种,在清末从中国消失,1985年重新引入中国并圈养或散养在封闭的区域内,至2008年数量已超过2000头。调查小组以石首麋鹿保护区散养麋鹿种群为研究对象,调查了2003~2013年间石首麋鹿的成体和幼体存活率的变化,结果如图所示。回答下列问题:
(1)调查石首麋鹿保护区散养麋鹿种群密度一般采用的方法是______,封闭区域内直接决定麋鹿种群数量的因素有______。
(2)为进一步提高保护区内麋鹿的种群数量,研究人员计划采用人工辅助繁殖再放生到散养保护区的措施,该措施______(填“能”或“不能”)提高散养保护区的环境容纳量,原因是______。
(3)2009年传染病的爆发使麋鹿个体存活率急剧下降,传染病对种群数量的影响属于_______(填“密度制约”或“非密度制约”)因素,传染病爆发导致种群数量下降后,散养麋鹿长期处于负增长状态,试结合调查结果阐述其原因:_______。
(4)石首麋鹿保护区散养麋鹿种群被长期放养于封闭的围栏内,封闭的围栏限制了麋鹿种群的发展。试阐述封闭区散养麋鹿对麋鹿种群数量存在的负面影响:_______(答出2点),针对存在的负面影响提出1点改善对策:_______。
【答案】(1)①. 逐个计数法 ②. 出生率和死亡率
(2)①. 不能 ②. 环境容纳量与环境条件有关,与投放种群的数量无关
(3)①. 密度制约 ②. 传染病爆发使幼体存活率急剧下降,导致其年龄结构为衰退型,从而使散养麋鹿长期处于负增长状态
(4)①. 封闭区域空间有限,食物资源有限,会限制麋鹿种群数量增长;长期封闭导致近亲繁殖,使麋鹿种群的遗传多样性降低,易患疾病,影响种群的生存和发展 ②. 定期将部分麋鹿迁移到其他适宜的区域,扩大其生存空间
【分析】种群数量增长的“J”型曲线:在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下种群数量的增长类型;
种群增长的“S”型曲线:自然界的资源和空间是有限的,当种群密度增大时,种内竞争就会加剧,以该种群为食的捕食者数量也会增加。
【解析】(1)根据题意可知,由于麋鹿的数量少,为濒危物种,因此一般采用逐个计数的方法调查其种群密度,封闭区域内直接影响麋鹿种群数量的因素有出生率和死亡率。
(2)环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,它与环境条件,如食物、空间、天敌的量有关,而与投入该环境的种群数量无关,故采用人工辅助繁殖再放到散养保护区的措施,不能提高散养保护区的环境容纳量。
(3)传染病对种群数量的影响与种群密度有关,属于密度制约因素,从图中可以看出传染病爆发使幼体存活率急剧下降,导致其年龄结构为衰退型,从而降低其出生率,使散养麋鹿长期处于负增长状态。
(4)封闭区域对麋鹿种群数量的负面影响主要体现在空间和食物限制以及遗传方面,空间和食物限制会制约种群数量增长;近亲繁殖会降低遗传多样性,影响种群生存,改善对策可以从扩大空间、增加遗传多样性等角度考虑,如迁移部分麋鹿或引入其他种群的麋鹿。
20. 家蚕是一种排泄尿酸的昆虫,其性别决定方式为ZW型。正常家蚕幼虫体表表皮内含有丰富的尿酸盐结晶成分,使其表皮不会呈现透明状,而油蚕幼虫由于其表皮中含有的尿酸盐成分非常少,全身表皮呈现出完全透明或半透明状。油蚕存在两种单基因突变体,该体表表皮性状由两对等位基因(A/a,B/b)控制,其中柘蚕油蚕(由突变基因a控制)和G油蚕(由突变基因b控制)是两种不同的油蚕突变体,实验小组为了研究两种油蚕的遗传规律,进行了如下的杂交实验。回答下列问题:
(1)根据杂交的实验结果可知,B/b基因位于______(填“常”或“Z”)染色体上,杂交亲本的基因型组合为______。
(2)F2的雄性正常家蚕中纯合子所占的比例为______,雄性油蚕的类型均为______(填“柘蚕油蚕”或“G油蚕”)。
(3)现实验小组又发现了一种新的单基因隐性突变体d油蚕,为探究该突变体的突变基因和柘蚕油蚕的突变基因是否在一对同源染色体上的相同位置,实验小组进行了如下实验(亲本均为纯合子),实验结果如表所示:
根据实验结果可知控制d油蚕的突变基因和a基因在染色体上的______(填“相同”或“不同”)位置,结合实验结果说明理由:_______。组合二中F1的性状表现为_______。
【答案】(1)①. 常 ②. BBZaW×bbZAZA
(2)①. 1/6 ②. G油蚕
(3)①. 不同 ②. 若控制d油蚕的突变基因与a基因在染色体上的相同位置,则组合一中F1的结果全部为油蚕,不会出现正常蚕 ③. 雌性全部为柘蚕油蚕,雄性全部为正常蚕
【分析】自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
【解析】(1)根据题意可知,雌性柘蚕油蚕和雄性G油蚕杂交后代全部为正常蚕,因此两种油蚕都是由隐性基因控制的,由F2雌雄比例不同,可以推测控制家蚕体表表皮性状的基因存在伴性遗传,若B/b在Z染色体上,A/a在常染色体上,杂交亲本的基因型为aaZBW×AAZbZb,F1雄性AaZBZb全部为正常蚕,雌性AaZbW全部为油蚕,与事实不符;若A/a在Z染色体上,B/b在常染色体上,杂交亲本的基因型为BBZaW×bbZAZA,F1雄性BbZAZa、雌性BbZAW均为正常蚕,与事实相符。
(2)根据小问1可知,F1的基因型为BbZAZa和BbZAW,杂交产生的F2中雄性正常家蚕的基因型为B_ZAZ-,其中纯合子所占的比例为,F2雄蚕中油蚕的基因型为bbZAZ-,属于b基因控制的突变体,因此是G油蚕。
(3)根据小问1可知,A/a基因在Z染色体上,假设有关d油蚕的基因用D/d表示,依据组合一,若两者突变基因在染色体上的相同位置,则F1全部为油蚕,不会出现正常蚕,因此两者突变基因在染色体上的不同位置。组合二中杂交亲本的基因型组合为ZaDZaD×ZAdW,杂交后代基因型为ZAdZaD和ZaDW,雄性全部为正常蚕,雌性全部为a基因控制的油蚕,即为柘蚕油蚕。
21. 重叠延伸PCR技术是一种通过核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板,经过多次PCR扩增,从而获得目的基因的方法。科学家解析了水母绿色荧光蛋白的晶体结构,并采用重叠延伸PCR技术引导基因定点突变,将绿色荧光蛋白发光基团正下方的第66位的酪氨酸(UAC)替换为组氨酸(CAC),从而获得了一种新的绿色荧光蛋白的衍生物—蓝色荧光蛋白。图1表示通过重叠延伸PCR技术获得蓝色荧光蛋白基因的过程。回答下列问题:
(1)为了获得蓝色荧光蛋白基因,拟突变位点A—T碱基对应突变为______碱基对,PCR1和PCR2过程应置于______(填“相同”或“不同”)PCR体系中扩增DNA.
(2)PCR3过程中应先用______催化形成完整的DNA分子,再以该DNA为模板,并加入______两种引物大量扩增突变基因。
(3)实验小组获得突变基因(300bp片段)并构建出如图2所示的重组质粒,为检测并鉴定受体菌株(A-F)是否成功导入按照正确方向插入突变基因的重组质粒,利用不同的引物进行扩增,结果如图3所示(A和B为利用甲、丙引物扩增结果,C和D为利用甲、乙引物扩增结果,E和F为利用乙、丙引物扩增结果)。根据结果可知,菌株______为确定导入正确重组质粒的菌株,菌株______为可能导入正确重组质粒的菌株。
(4)水中的雌激素类物质(E物质)污染,会引发鱼类雌性化等生态异常现象,并通过食物链对人类健康及整个生态系统构成威胁。斑马鱼体内存在能与E物质特异性结合的受体,E物质—受体复合物能激活正常情况下处于关闭状态的ERE启动子。为了检测水体中是否含有E物质,科研人员常用______法将构建出的含ERE启动子和蓝色荧光蛋白基因的表达载体注入斑马鱼的______中,培养并获得转基因斑马鱼,利用转基因斑马鱼检测水体中是否存在E物质污染的原理是______。
【答案】(1)①. G-C ②. 不同
(2)①. 耐高温的DNA聚合酶(或“Taq DNA聚合酶”)②. 引物1和引物4
(3)①. E ②. A、D
(4)①. 显微注射 ②. 受精卵 ③. 若水体中有E物质,E物质与受体结合形成复合物,激活ERE启动子,使蓝色荧光蛋白基因表达,斑马鱼发蓝色荧光;若水体中没有E物质,ERE启动子关闭,斑马鱼不发蓝色荧光
【分析】基因工程的操作步骤:获取目的基因(基因文库、PCR、人工合成);构建基因表达载体(含标记基因、启动子、终止子、目的基因、复制原点等);把目的基因导入受体细胞(显微注射法、农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法、钙离子处理法);目的基因的检测和鉴定(分子水平和个体水平检测,前者包括DNA分子杂交、分子杂交和抗原抗体杂交;后者如抗虫抗病接种实验)。
【解析】(1)根据题意可知,要将酪氨酸(UAC)替换为组氨酸(CAC),对应DNA上的碱基对A-T应突变为G-C,PCR1和PCR2扩增的是不同片段,需要不同的引物,所以应置于不同的PCR体系中扩增DNA。
(2)PCR3过程中先用耐高温的DNA聚合酶(或“Taq DNA聚合酶”)将重叠部分连接形成完整的DNA分子,再以该DNA为模板,加入引物1、引物4大量扩增突变基因。
(3)若要检测是否成功导入按照正确方向插入蓝色荧光蛋白基因的重组质粒,应当选择乙和丙两种引物进行扩增,若获得长度为350bp的片段,则可以证明已成功导入按照正确方向插入蓝色荧光蛋白基因的重组质粒,若无扩增产物,则可以确定未按照正确方向插入目的基因,因此E为确定导入按照正确方向插入目的基因的质粒;若用甲和丙引物进行扩增,获得450bp片段,则确定插入了目的基因,但是不能确定方向是否正确,因此可能已导入按照正确方向插入目的基因的质粒,若获得150bp的长度,则说明未插入目的基因;用甲和乙进行扩增时,若未获得产物则也可能已导入按照正确方向插入目的基因的质粒。
(4)利用基因工程技术构建能检测水体中是否含有E物质的斑马鱼,科研人员常用显微注射法将构建出的含ERE启动子和蓝色荧光蛋白基因的表达载体注入斑马鱼的受精卵中,培养并获得转基因斑马鱼,当水体中有E物质时,E物质与受体结合形成复合物,激活ERE启动子,使蓝色荧光蛋白基因表达,斑马鱼发蓝色荧光;当水体中没有E物质时,ERE启动子关闭,斑马鱼不发蓝色荧光。雌性
雄性
P
柘蚕油蚕
G油蚕
F1
正常蚕
正常蚕
F2
正常蚕∶油蚕=3∶5
正常蚕∶油蚕=3∶1
P
F1
组合一
♀柘蚕油蚕×♂d油蚕
雌性全部为d油蚕,雄性全部为正常蚕
组合二
♂柘蚕油蚕×♀d油蚕
?
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