河南省豫南九校2025届高三5月联考 (恢复)生物试卷(解析版)
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这是一份河南省豫南九校2025届高三5月联考 (恢复)生物试卷(解析版),共20页。试卷主要包含了选择题等内容,欢迎下载使用。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 生物膜系统可为细胞提供一个相对稳定的内部环境,在细胞的生命活动中作用极为重要。下列有关叙述错误的是( )
A. 大肠杆菌和哺乳类成熟的红细胞都不具有生物膜系统的原因相似
B. 线粒体和叶绿体都有增加膜面积的独特方式,为合成ATP的酶提供了附着位点
C. 核膜控制细胞核内外物质的交换运输、信息的传递,具有选择透过性
D. 细胞膜的内表面分布着糖被,与细胞表面的识别、细胞间信息的传递功能密切相关
【答案】D
【分析】(1)生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜组成,生物膜系统在组成成分和结构上相似,在结构和功能上联系,生物膜系统使细胞内的各种生物膜既各司其职,又相互协作,共同完成细胞的生理功能。
(2)在细胞中,各种生物膜在结构和功能上构成的紧密联系的统一整体,形成的结构体系,叫做生物膜系统。其重要的作用有,细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境,同时在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起着决定作用。第二、细胞的许多重要的化学反应都在生物膜上进行。第三,细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个的小区室,保证了细胞的生命活动高效、有序进行。
【详解】A、大肠杆菌是原核生物,没有细胞器膜和核膜,所以不具有生物膜系统 。 哺乳类成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器,也不具备生物膜系统,二者不具有生物膜系统的原因都是缺乏构成生物膜系统的膜结构(原核生物无复杂膜结构,红细胞无细胞核和细胞器膜 ),A正确;
B、线粒体通过内膜向内折叠形成嵴来增大膜面积,叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒增大膜面积。 线粒体(有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜,第二阶段在线粒体基质 )、叶绿体(光反应在类囊体膜 )中都有合成 ATP 的过程,膜面积增大为合成ATP的酶提供了附着位点,B正确;
C、核膜上有核孔等结构,控制细胞核内外物质的交换运输(如RNA等物质通过核孔出核,某些小分子物质通过核膜进出)、信息的传递(如核孔可实现核质间信息交流),具有选择透过性,C正确;
D、细胞膜的外表面分布着糖被(糖蛋白等),与细胞表面的识别、细胞间信息的传递功能密切相关,而不是内表面,D错误。
故选D。
2. 蛋白质是生命活动的主要承担者,核酸是遗传信息的携带者。下列有关叙述正确的是( )
A. 蛋白质和DNA都可承担催化化学反应的功能,都是生命活动的产物
B. 蛋白质和核酸都是生物大分子,都以碳链为骨架
C. 蛋白质和RNA的组成元素都含有碳、氢、氧、氮,都可能含磷
D. 蛋白质和DNA分子各自独特的空间结构是形成其多样性的原因
【答案】B
【分析】在构成细胞的化合物中,多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子,生物大分子是由许多单体连接成的多聚体,每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。
【详解】A、大多数的酶是蛋白质,少数是RNA,故蛋白质和RNA都可承担催化化学反应的功能,但DNA不可承担催化化学反应的功能,A错误;
B、蛋白质和核酸(DNA和RNA)都是生物大分子,蛋白质的基本单位是氨基酸,核酸的基本单位是核苷酸,它们都是以碳链为骨架的有机分子,B正确;
C、蛋白质和RNA的组成元素都含有碳、氢、氧、氮,蛋白质可能含磷,但RNA一定含有磷,C错误;
D、蛋白质的多样性主要由氨基酸的种类、数量、排列顺序以及空间结构决定,DNA的多样性主要由碱基的排列顺序决定,DNA的空间结构(双螺旋)是相对固定的,不具有多样性,D错误。
故选B。
3. 免疫调节机制在机体维持内环境稳定过程中发挥重要作用,不仅决定免疫应答的发生,也决定了反应的强弱。如图为机体识别和排除抗原性异物的基本过程示意图,①~⑤为细胞种类,A~H为免疫应答的不同过程,I表示物质。下列叙述错误的是( )
A. ①是骨髓造血干细胞,可增殖分化为不同免疫细胞
B. 通常情况下,一种I物质只能与一种抗原特异性结合
C. ②细胞表面的特定分子发生变化并与③细胞结合,是激活③细胞的第一个信号
D. ④细胞可识别靶细胞膜表面的某些分子发生的变化
【答案】C
【分析】体液免疫:病原体侵入机体后,一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取,这为激活B细胞提供了第一个信号,抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这为激活B细胞提供了第二个信号,辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子,B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞,细胞因子促进B细胞的分裂、分化过程,浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合,抗体与病原体结合可以抑制病原体增殖或对人体细胞的黏附。
【详解】A、 观察可知,①细胞能分化出在胸腺中发育的细胞以及其他细胞,骨髓造血干细胞可增殖分化为不同免疫细胞,包括在胸腺中发育成的 T 细胞等,A 正确;
B、图中 I 为抗体,抗体具有特异性,通常情况下,一种抗体只能与一种抗原特异性结合,B 正确;
C、从图中分析,③为 B 细胞,激活 B 细胞的第一个信号是抗原与 B 细胞接触,而不是②细胞(辅助性 T 细胞)表面的特定分子发生变化并与③细胞结合,C 错误;
D、 ④为细胞毒性 T 细胞,细胞毒性 T 细胞可识别靶细胞膜表面的某些分子发生的变化,从而识别并裂解靶细胞,D 正确。
故选C。
4. 旅鼠繁殖力非常强,在非繁殖季节时雌雄比例约为3∶1,但在早春时比例约为1∶1。在大发生年份(一种自然现象,一旦发生其强度和影响程度远超常年)会集成大群外迁,沿途蚕食掉一切作物,最终可能因食物、传染性疾病、天敌、气候等因素以及种群内部的衰老而几乎全部死亡;正常年景(指自然现象的发生频率、强度或影响都处于常年平均水平的年份)下保持相对稳定。下列叙述错误的是( )
A. 大发生年份旅鼠种群密度下降,主要因素是迁出率大于迁入率,死亡率大于出生率
B. 食物、天敌都属于密度制约因素,气候、传染性疾病属于非密度制约因素
C. 旅鼠繁殖能力强,种群数量能快速增长与其可变的性别比例密切相关
D. 利用旅鼠天敌使其数量保持稳定的措施属于生物防治
【答案】B
【分析】种群的特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例。其中,种群密度是种群最基本的数量特征;出生率和死亡率对种群数量起着决定性作用;年龄结构可以预测一个种群数量发展的变化趋势。
【详解】A、大发生年份旅鼠种群密度下降,主要因素是迁出率大于迁入率,死亡率大于出生率,A正确;
B、食物、天敌、传染性疾病对种群的影响与种群密度有关,都属于密度制约因素,气候种群的影响与种群密度无关,属于非密度制约因素,B错误;
C、旅鼠繁殖能力强,种群数量能快速增长与性别比例密切相关,C正确;
D、利用旅鼠天敌使其数量保持稳定的措施属于生物防治,D正确。
故选B。
5. 许多科学家在遗传因子的发现和研究中进行了不断的探索和努力,下列叙述错误的是( )
A. 孟德尔通过分析豌豆杂交实验的结果,提出遗传因子概念并发现了分离定律和自由组合定律
B. 萨顿通过观察某种蝗虫精子和卵细胞的形成过程,提出遗传因子由染色体携带从亲代传递给子代的假说
C. 摩尔根通过研究果蝇白眼遗传与性别关系的实验,运用模型构建法找到了基因在染色体上的实验证据
D. 摩尔根和他的学生们发明了测定基因在染色体上相对位置的方法,得出了基因在染色体上呈线性排列的结论
【答案】C
【分析】(1)孟德尔发现遗传定律用了假说-演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验)→得出结论。
(2)摩尔根运用假说-演绎法证明基因在染色体上。
【详解】A、孟德尔利用豌豆杂交实验,通过统计学分析,提出了“遗传因子”(现代称为基因)的概念,并总结出分离定律和自由组合定律,A正确;
B、萨顿观察蝗虫减数分裂过程中染色体的行为,发现染色体与遗传因子的行为相似,提出了“遗传因子位于染色体上”的假说,B正确;
C、摩尔根通过果蝇白眼遗传实验,发现了基因在染色体上的实验证据,但该实验主要运用的是假说-演绎法(提出假说→设计实验→验证假说),而非“模型构建法”,C错误;
D、摩尔根和他的学生们发明了基因定位方法,并证明了基因在染色体上呈线性排列,D正确。
故选C。
6. 近日一女子误服少量干燥剂,3小时内喝了10升水,喝完不久,就出现头痛恶心、肌肉酸痛无力、组织水肿等症状,送医诊断为急性水中毒。下列叙述错误的是( )
A. 发生水中毒是机体水盐平衡遭到破坏的表现
B. 水中毒患者的抗利尿激素释放量较正常人多
C. 补充NaCl可提高细胞外液渗透压,减轻水中毒症状
D. 水中毒症状的出现说明人体维持内环境稳态的能力是有限的
【答案】B
【分析】内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,其实质是健康人的内环境每一种成分和理化性质处于动态平衡中。
【详解】AB、水中毒是机体水的摄入量超过了排水量,以致于水分在体内潴留,打破了水盐平衡,引起血浆渗透压下降,机体会减少抗利尿激素的释放,A正确,B错误;
C、由于过多的水会稀释人体内的钠离子浓度,在医学上又称为稀释性低血钠,所以补充氯化钠可提高细胞外液渗透压,减轻水中毒症状,C正确;
D、水中毒患者的机体自身调节能力有限,从而使内环境稳态遭到破坏,D正确。
故选B。
7. 盗猎者为了获取象牙猎杀长牙的大象,进而导致它们种群的象牙基因频率发生了改变。近几十年来,新生非洲象中没有象牙的大象比例比之前增加了十几倍。下列相关叙述正确的是( )
A. 大象不长牙的根本原因是基因定向突变
B. 象牙基因频率发生改变意味着产生了新的物种
C. 盗猎发生时,有牙是不利性状,留下后代的机会少,其基因频率下降
D. 盗猎环境中大象种群不会发生进化
【答案】C
【分析】现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、基因突变是不定向的,A错误;
B、象牙基因频率发生改变意味着发生了进化,B错误;
C、盗猎发生时,有牙是不利性状,会被猎杀,因此留下后代的机会少,其基因频率下降,C正确;
D、盗猎环境中象牙基因频率发生改变意味着发生了进化,D错误。
故选C。
8. 科学家在研究秀丽隐杆线虫时发现lin-4基因并不编码蛋白质,而是生成一种小RNA分子——micrRNA,与特定的lin-14基因的mRNA结合,抑制其翻译,从而调控该基因的表达。下列叙述错误的是( )
A. 形成micrRNA和mRNA时都需要RNA聚合酶的参与
B. micrRNA的碱基都可以与mRNA的碱基形成氢键
C. 游离的氨基酸不能以micrRNA为模板合成蛋白质
D. lin-14基因顺利表达过程中至少有三种RNA的参与
【答案】B
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以DNA分子的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下消耗能量,合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、micrRNA和mRNA最初都是以DNA为模板转录而来,转录过程需要RNA聚合酶,A正确;
B、据图可知,micrRNA通常通过部分碱基互补配对与mRNA结合(不完全匹配),并非所有碱基都能形成氢键,B错误;
C、分析题意可知,micrRNA是由lin-4基因形成的,而lin-4基因并不编码蛋白质,故游离的氨基酸不能以micrRNA为模板合成蛋白质,C正确;
D、基因表达需要mRNA(模板)、tRNA(转运氨基酸)、rRNA(核糖体组分),共3种RNA,D正确。
故选 B。
9. 甲状腺功能减退(简称“甲减”)是由于各种原因导致甲状腺激素产生不足或甲状腺激素的作用减弱,从而引起的全身性低代谢综合征。患者常出现畏寒、乏力、情绪抑郁、反应迟钝等症状。左甲状腺素(L-T4)是一种人工合成增补剂,长期服用也安全可靠。下列叙述错误的是( )
A. 患者出现畏寒、乏力体现了甲状腺激素具有提高有机物代谢速率的作用
B. 甲状腺发生病变其他器官正常的患者,其体内TSH和TRH含量增多
C. 甲状腺激素受体不敏感导致的甲减患者可长期服用L-T4进行治疗
D. 经常熬夜、焦虑、压力大等可导致内分泌失调,增加甲减风险
【答案】C
【分析】(1)甲状腺的分级调节:如果外界条件寒冷或者甲状腺激素含量低等情况下,下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素,这种激素作用于垂体后,使垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺,使甲状腺分泌甲状腺激素分泌增多;
(2)甲状腺激素的反馈调节:当甲状腺激素增多后,反过来又会抑制下丘脑和垂体的激素分泌,使得机体得到甲状腺激素的调节,同时又保证甲状腺激素分泌不致过多。
【详解】A、甲状腺激素可以提高有机物代谢速率,“甲减”患者缺乏甲状腺激素,所以表现畏寒、乏力,A正确;
B、甲状腺激素反馈抑制下丘脑分泌TRH和垂体分泌TSH,甲状腺发生病变其他器官正常的患者,甲状腺激素对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,导致其体内TSH和TRH含量增多,B正确;
C、左甲状腺素(L-T4)是人工合成的甲状腺激素类似物,用于补充激素不足的甲减患者,但甲状腺激素受体不敏感导致的甲减患者,L-T4不能发挥作用,C错误;
D、经常熬夜、焦虑、压力大等因素可能扰乱下丘脑-垂体-甲状腺轴的内分泌平衡,导致激素分泌失调(如影响TSH释放),从而增加甲减风险,D正确。
故选C。
10. 电镜下显示线粒体外膜与内质网之间距离保持在约10~25纳米,两者间存在一个特殊区域,特定的膜蛋白MFN1和MFN2可跨越内质网和线粒体间的空隙,此特殊区域称为“MAMs”膜接触位点。MAMs介导两个细胞器间的通讯并参与蛋白质和代谢物的交换,破坏MAMs可导致线粒体钙离子过载和细胞凋亡。下列叙述错误的是( )
A. 线粒体与内质网保持各自细胞器独立结构,使多种化学反应同时进行互不干扰
B. 通过MFN1和MFN2可直接将内质网中的蛋白质运输到线粒体中
C. 线粒体结构异常可能会通过MAMs影响内质网加工蛋白质
D. 膜蛋白MFN1和MFN2由附着在内质网上的核糖体合成后即可发挥作用
【答案】D
【分析】生物膜系统概念:内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。功能:(1)保证内环境的相对稳定,对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用。(2)为多种酶提供附着位点,是许多生物化学反应的场所。(3)分隔细胞器,保证细胞生命活动高效、有序地进行。
【详解】A、细胞中各种细胞器具有特定的结构和功能,线粒体与内质网保持各自独立结构,这使得细胞内多种化学反应能够在不同的场所同时进行且互不干扰,A正确;
B、膜蛋白MFN1和MFN2可跨越内质网和线粒体间的空隙,并介导两个细胞器间的通讯并参与蛋白质和代谢物的交换,因此通过MFN1和MFN2可直接将内质网中的蛋白质运输到线粒体中,B正确;
C、由于 MAMs 介导线粒体和内质网间的通讯,所以线粒体结构异常可能会通过 MAMs 影响内质网加工蛋白质,C正确;
D、膜蛋白MFN1和MFN2是由游离核糖体先在细胞质基质中合成一小段肽链后进入内质网进一步合成和加工而成,并不是直接由附着在内质网上的核糖体合成且即可发挥作用,D错误。
故选D。
11. 植物的生命活动和植物细胞工程都离不开激素和环境因素的共同调节。下列叙述错误的是( )
A. 植株的生长、开花结果等所有生理活动都是在一定温度范围内进行的
B. 使用外源赤霉素使休眠的种子提前萌发,可加快植物繁殖速度
C. 在生长素和细胞分裂素含量相当的培养基中可促进愈伤组织再分化成胚状体
D. 植物细胞工程中通过诱导乙烯的合成,可增强植物的抗逆性,提高植物的生存能力
【答案】C
【分析】赤霉素的生理作用是促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植物增高。此外,它还有促进麦芽糖化,促进营养生长,防止器官脱落和解除种子、块茎休眠促进萌发等作用。
【详解】A、植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行,温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动,从而参与调节植物的生长发育,A正确;
B、赤霉素可以打破种子休眠,促进萌发,从而加快植物繁殖速度,B正确;
C、在生长素和细胞分裂素含量相当的培养基中可促进脱分化形成愈伤组织,C错误;
D、乙烯既能诱导植物产生防御反应(如增强病原菌抗性),也能通过调节通气组织改善根系氧气供应,从而提升耐涝性。此外,乙烯还能增强植物对高温、盐碱、低氧等逆境的耐受性,故植物细胞工程中通过诱导乙烯的合成,可增强植物的抗逆性,提高植物的生存能力,D正确。
故选C。
12. 着丝粒融合是发生于近端着丝粒染色体(着丝粒靠近染色体一端,短臂非常短,不包含基因)的一种异常现象。两条近端着丝粒染色体在着丝粒或其附近断裂后,短臂丢失,长臂融合成为一条染色体。减数分裂时,联会异常的三条染色体其中任意两条随机移向细胞两极。图中1、2表示非同源染色体。下列有关叙述错误的是( )
A. 着丝粒融合的个体,基因数目与正常个体相同
B. 发生着丝粒融合的个体由于联会紊乱,不能产生正常配子
C. 着丝粒融合属于染色体结构变异的易位
D. 发生一次着丝粒融合,染色体数目减少一条
【答案】B
【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】A、两条近端着丝粒染色体在着丝粒或其附近断裂后,短臂丢失,长臂融合成为一条染色体,由于短臂不包含基因,所以基因数目与正常个体相同,A正确;
B、发生着丝粒融合的个体减数分裂时联会异常的三条染色体其中任意两条随机移向细胞两极,可形成染色体组成为1、2的正常配子,B错误;
C、着丝粒融合属于染色体结构变异的易位,C正确;
D、发生一次着丝粒融合,两条染色体融合成一条,染色体数目减少一条,D正确。
故选B。
13. 下列有关细胞呼吸的应用与细胞呼吸的原理匹配错误的是( )
A. 利用乳酸菌酿造酸奶时,尽量密封发酵装置,以提供无氧的环境
B. 农业生产中适当降温,以降低作物的呼吸强度,减少有机物的消耗
C. 皮肤受伤时选用透气纱布包扎,以促进皮肤细胞的有氧呼吸,防止伤口感染
D. 播种油料种子时适当浅播,以保证氧气的供应,利于种子的萌发和生长
【答案】C
【分析】细胞呼吸原理的应用:(1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。(2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。(3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。(4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。(5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。(6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。(7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。(8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
【详解】A、乳酸菌是厌氧菌,进行无氧呼吸产生乳酸。酿造酸奶时密封发酵装置是为了提供无氧环境,促进乳酸发酵,A正确;
B、适当降温可以降低酶的活性,从而减弱细胞呼吸强度,减少有机物的消耗,有利于作物积累有机物,B正确;
C、皮肤受伤时,选用透气纱布包扎是为了保持伤口干燥,抑制厌氧菌的繁殖,防止感染,而非为了促进皮肤细胞的有氧呼吸,C错误;
D、油料种子含脂肪较多,脂肪氧化分解需要更多氧气。浅播可以保证氧气供应,促进种子萌发和生长,D正确。
故选C。
14. 如图为八段锦练习中伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。下列叙述正确的是( )
A. 兴奋在该反射活动中的传导是双向的
B. 当肌梭受到刺激产生的兴奋传至a处,此处膜外为负电位
C. 抑制性中间神经元释放的神经递质不能引发突触后膜电位变化
D. 传入神经产生的兴奋传递给伸肌运动神经元和抑制性中间神经元的方式不同
【答案】B
【分析】反射弧结构包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分,是反射活动完成的结构基础。
【详解】A、兴奋在反射弧中的传导是单向的,A错误;
B、若肌梭受到刺激产生兴奋传至a处,该部位产生动作电位,膜内电位为正,膜外为负电位,B正确;
C、抑制性中间神经元释放的神经递质作用于突触后膜,引起氯离子内流,使膜内负电位增大,改变了膜电位,C错误;
D、传入神经产生的兴奋传递给伸肌运动神经元和抑制性中间神经元的方式相同,均是通过突触结构,由电信号转化为化学信号再转化为电信号,D错误。
故选B。
15. SLC26A4基因位于7号染色体的长臂31区,其发生基因突变的方式有:点突变(导致编码的蛋白质某位点氨基酸发生替换)、插人或缺失突变(编码出截短或高度异常的蛋白质)、拼接突变(外显子与内含子非正常拼接)等多种方式。大前庭水管综合征(LVAS)是一种内耳结构异常导致听力障碍的遗传性疾病,与SLC26A4基因突变高度相关。如图为某家庭LVAS遗传系谱图,下列相关叙述错误的是( )
A. LVAS为常染色体隐性遗传病
B. SLC26A4基因点突变的原因是DNA序列中单个碱基的替换
C. 三种突变方式都可通过DNA测序进行诊断
D. M个体患该遗传病的概率为1/2
【答案】D
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,进而产生新基因。
【详解】A、根据系谱图可知,Ⅰ3、Ⅰ4双亲正常时后代出现Ⅱ4患者(女性),表明LVAS为常染色体隐性遗传病,A正确;
B、据题干信息可知,点突变导致编码的蛋白质某位点氨基酸发生替换,故SLC26A4基因点突变的原因是DNA序列中单个碱基的替换,B正确;
C、点突变导致编码的蛋白质某位点氨基酸发生替换,是DNA中单个碱基的替换、插入/缺失突变编码出截短或高度异常的蛋白质,是在DNA序列中插入或缺失一个或多个碱基,拼接突变是外显子与内含子非正常拼接,是基因的重排或融合,导致基因序列的重新组合,这三种突变方式都是基因结构的改变,都可通过DNA测序进行诊断,C正确;
D、根据系谱图可知,Ⅰ3、Ⅰ4双亲正常时后代出现Ⅱ4患者,表明LVAS为常染色体隐性遗传病,设该病的致病基因为a,Ⅱ4患者基因型为aa,则Ⅰ3基因型为Aa、Ⅰ4基因型为Aa,故Ⅱ3基因型为1/3AA、2/3Aa,Ⅱ2基因型为aa,则M个体患该遗传病(aa)的概率为2/3×1/2=1/3,D错误。
故选D。
16. CASGEVYTM基因疗法利用CRISPR系统引导RNA定位特定DNA序列并通过Cas9酶进行定点切割,实现对基因的编辑。如图为利用基因疗法治疗镰状细胞病的过程,叙述正确的是( )
A. CRISPR系统引导RNA定位BCL11A基因时碱基互补配对方式是A-U、U-A、C-G、G-C
B. Cas9酶具有核酸内切酶功能,定点切割BCL11A基因时作用部位是磷酸二酯键和氢键
C. 基因编辑胎儿血红蛋白编码基因后,细胞启动DNA修复过程,可能需要DNA连接酶
D. CASGEVYTM基因疗法能高效、精确地对基因进行修改,但需要多次进行才能保证治疗效果
【答案】C
【分析】CRISPR/Cas9系统基因编辑技术是利用该基因表达系统中的引导RNA能识别并结合特定的DNA序列,从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA,最终实现对靶基因序列的编辑。由于其他DNA序列也含有与引导RNA互补配对的序列,造成引导RNA错误结合而出现脱靶现象。
【详解】A、CRISPR系统引导RNA要与BCL11A基因中的一条链配对,基因的脱氧核苷酸链无U碱基,故发生的碱基互补配对方式是A-U、T-A、G-C、C-G,A错误;
B、Cas9仅切割磷酸二酯键,不作用于氢键,B错误;
C、基因编辑胎儿血红蛋白编码基因后,DNA双链断裂,细胞会启动修复,此过程需要DNA连接酶重新连接断裂的磷酸二酯键,C正确;
D、CRISPR-Cas9编辑通常单次即可实现目标基因的持久修改(如BCL11A基因编辑后可持续激活胎儿血红蛋白),无需多次治疗,D错误。
故选C。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 运动可以提高体内抗氧化酶的产生,有助于清除自由基,减少氧化损伤。长期规律适量运动能降低体内慢性炎症水平,促进身心健康。回答下列问题。
(1)抗氧化酶清除细胞内产生的自由基,维持相应部位的正常功能,______(填“属于”或“不属于”)机体对内环境成分的调节,原因是_______。
(2)运动使______(填自主神经类型)神经兴奋,致使心跳加快、血液循环速度______,利于免疫细胞到达身体各部位。运动过程中,机体体温略有升高,促进免疫细胞数量______、活性______,进而增强免疫应答功能。
(3)慢性炎症状态下,持续高水平炎症因子会损害免疫系统。推测坚持适量运动能提高慢性炎症患者免疫能力的原因是_______。
【答案】(1)①. 不属于 ②. 自由基是细胞内产生的物质,抗氧化酶清除细胞内的自由基,作用于细胞内的环境,而内环境是细胞外液构成的液体环境
(2)①. 交感神经 ②. 加快 ③. 增加 ④. 增强
(3)坚持适量运动能降低体内慢性炎症水平,减少炎症因子对免疫系统的损害
【分析】(1)免疫系统的功能:防御、自稳和监视。
(2)体温调节的神经中枢位于下丘脑。
(3)内环境稳态的调节机制:神经一体液一免疫调节。
【解析】(1)自由基是细胞内产生的物质,抗氧化酶清除细胞内的自由基,作用于细胞内的环境,而内环境是细胞外液构成的液体环境,所以不属于机体对内环境成分的调节。
(2)运动使交感神经兴奋。交感神经兴奋会致使心跳加快、血液循环速度加快,这样利于免疫细胞到达身体各部位。运动过程中,机体体温略有升高,促进免疫细胞数量增加、活性增强,进而增强免疫应答功能。
(3)因为长期规律适量运动能降低体内慢性炎症水平,而慢性炎症状态下,持续高水平炎症因子会损害免疫系统,所以坚持适量运动能通过降低体内慢性炎症水平,减少炎症因子对免疫系统的损害,从而提高慢性炎症患者免疫能力。
18. 新疆塔克拉玛干沙漠在近期实现了绿色阻沙防护带全面锁边“合龙”,植物种类更加多样,野生动物种群数量增长。工作人员综合采用工程固沙、生物治沙、光伏治沙等技术,固沙阻沙的同时大力发展地方特色沙产业,不仅保障了农业生产稳定性,还显著改善了城镇人居环境。回答下列问题。
(1)调查胡杨在该地区植物中是否占优势,属于______(填“种群”、“群落”或“生态系统”)水平的研究范畴,原因是______。
(2)生物治沙时,常种植豆科植物柠条,柠条根系周围的土壤中生活着不同种类的真菌、细菌、放线菌等。从组成成分角度分析,土壤中的真菌、放线菌属于______,与柠条______(种间关系)的根瘤菌属于______。
(3)锁边“合龙”顺利完成,极大强化了生态屏障功能,体现了生物多样性的______价值。请分析该地区生态环境持续改善后,抵抗力稳定性明显提高的原因是______。
(4)绿色阻沙防护带阻沙同时形成沙产业,改善了人居环境,体现了生态工程建设遵循的______原理,与传统工程相比,生态工程的优点是______。
【答案】(1)①. 群落 ②. 需要从物种间关系和相对优势度角度分析胡杨与其他植物的相互关系及其在群落中的地位
(2)①. 分解者 ②. 互利共生 ③. 消费者
(3)①. 间接 ②. 物种多样性增加,生态系统的营养结构更复杂,自我调节能力增强
(4)①. 整体 ②. 少消耗、多效益、可持续
【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。
【解析】(1)调查某种植物在某一地区的优势地位,需要分析该植物与其他物种的相对数量、分布及重要性,故调查胡杨在该地区植物中是否占优势,属于群落水平的研究范畴,需要从物种间关系和相对优势度角度分析胡杨与其他植物的相互关系及其在群落中的地位。
(2)从组成成分角度分析,土壤中的真菌、放线菌在生态系统中分解有机物,促进养分循环,属于分解者;根瘤菌与柠条形成共生关系,通过固氮作用为植物提供氮源,同时获取有机养分,体现了互利共生,根瘤菌作为异养生物,依赖植物获取能量,属于消费者范畴。
(3)生态屏障功能强化了防风固沙、气候调节等生态系统服务,体现了生物多样性的间接价值。植被恢复后,植物种类多样性提升,为动物提供栖息地,野生动物种群增多,生态系统结构更稳定,抗风沙、干旱等显著增强,故该地区生态环境持续改善后,抵抗力稳定性明显提高的原因是物种多样性增加,生态系统的营养结构更复杂,自我调节能力增强。
(4)绿色阻沙防护带阻沙同时形成沙产业,改善了人居环境,体现了生态、经济、社会效益的统筹协调,符合生态工程的整体原理。与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
19. 拉布拉多寻回犬的毛色有黑色、棕色、黄色。毛色决定是由相互独立的关键基因MC1R基因(E/e基因)和TYRP1基因(B/b基因)决定。B基因控制黑色,b控制棕色;MC1R基因隐性纯合时(ee)犬只能呈现黄色。毛色遗传时,MLPH基因(D/d)也影响黑色基因的表达,MLPH基因隐性纯合(dd)时,会将黑色稀释为蓝色,棕色稀释为黄色,且在犬幼年时不表达,生长为成年犬的过程中逐渐表达。回答下列问题。
(1)我们______(填“可以”或“不可以”)根据犬外观毛色判断犬的毛色基因型。现有纯种黄色犬(不含B基因)与纯种蓝色犬杂交,F1全为黑色犬,且成年后体色不变,则F1成年雌雄犬交配后代F2幼犬体色表现型及比例是_______。
(2)上位基因指的是一对等位基因受到另一对等位基因的制约,并随着后者不同,前者的表型有所差异。起遮盖作用的基因如果是显性基因,称为显性基因上位;起遮盖作用的基因如果是隐性基因,称为隐性基因上位。在上述毛色基因遗传中存在______基因上位。
(3)现有一只出生不久的雄性黑色犬,只考虑MC1R、TYRP1、MLPH基因情况下,其基因型可能有____种。请设计实验来验证该雄性黑色狗是否为完全杂合子,并写出实验思路、预期实验结果及结论。
实验思路:_______;
实验结果及结论:若_______,则证明该犬的基因型是完全杂合子;否则,其不是完全杂合子。
【答案】(1)①. 不可以 ②. 黑色∶棕色∶黄色=9∶3∶4
(2)隐性 (3)①. 12 ②. 让多只隐性纯合雌性犬(基因型bbeedd)与该雄性黑色犬交配,统计后代幼犬的体色表型及比例 ③. 后代幼犬体色表型比例为黑色∶棕色∶黄色=1∶1∶2
【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。
【解析】(1)据题干信息可知,毛色判断受多个基因影响,MC1R基因(E/e)隐性纯合(ee)时强制只能呈现黄色,遮盖TYRP1基因(B/b)的作用,MLPH基因(D/d)隐性纯合(dd)时,在成年过程中逐渐表达稀释效果(黑色→蓝色,棕色→黄色),但幼年时不表达,导致幼犬与成年犬毛色可能不一致,因此,仅凭外观毛色(尤其幼犬期)无法准确区分基因型,例如黄色幼犬可能由ee(真黄)或bbE_dd(稀释棕未表达)导致;黑色幼犬成年后若dd会变蓝。由于MLPH基因隐性纯合(dd)时,会将黑色稀释为蓝色,棕色稀释为黄色,且在犬幼年时不表达,生长为成年犬的过程中逐渐表达,故纯种黄色犬,不含B基因,其基因型bbeeDD,纯种蓝色犬基因型为BBEEdd,两者杂交,F1全为BbEeDd,幼年黑色且成年不变(因D_不稀释), F1雌雄交配(BbEeDd × BbEeDd),F2幼犬体色基于B/b和E/e基因(因MLPH基因dd在幼年不表达稀释)表型比例:黑色(9B_E_)∶棕色(3bbE_)∶黄色(3B_ee、1bbee)=9∶3∶4。
(2)据题干信息可知,MC1R基因(E/e)的隐性纯合(ee)对TYRP1基因(B/b)起遮盖作用,当ee时无论B/b状态均表现为黄色,故在上述毛色基因遗传中存在隐性基因上位。
(3)现有一只出生不久的雄性黑色犬,只考虑MC1R(E/e)、TYRP1(B/b)、MLPH(D/d)基因情况下,黑色幼犬需B_E_基因型(幼年dd未表达稀释),单独分析各基因的组成情况,TYRP1基因(B/b基因)组成为BB、Bb(2种);MC1R基因(E/e)组成为EE、Ee(2种);MLPH基因(D/d)组成为DD、Dd或dd(3种),综合计算可得出生不久的雄性黑色犬基因型有2×2×3=12种。欲要验证该雄性黑色狗是否为完全杂合子,可选择多只隐性纯合雌性犬(基因型bbeedd)与该雄性黑色狗交配,统计后代幼犬的体色表型及比例。若为完全杂合子,测交后代幼犬表型和基因型及比例(基于B和E基因,因MLPH基因dd在幼年不表达稀释)为黑色(1BbEe):棕色(1bbEe):黄色(1Bbee、1bbee)=1∶1∶2;否则,比例不符(如全黑或黑黄无棕),表明不是完全杂合子。
20. 此图为某种农作物光合作用两个阶段部分过程示意图。图1中P680和P700表示光系统反应中心的色素分子。M为一种生物膜,乙侧H+浓度远高于甲侧。回答下列问题。
(1)图1为光合作用的______阶段,M是_______膜,______(填“属于”或“不属于”)生物膜系统。
(2)图2为______阶段,NADPH的作用是_______;ATP为________过程提供能量。
(3)图1中ATP合成酶的作用是_______;ATP合成时能量的直接来源是______。
(4)该植物的暗反应阶段发生场所是_______。暗反应阶段中C5到C3再到C5的循环可源源不断的进行,因此也称作_______。
(5)农业生产中,提高大棚内CO2浓度可提高该农作物的产量,据图2分析原因是______;据图2若要提高该农产品的甜度,从代谢调节的角度分析可采取_______的思路进行尝试。
【答案】(1)①. 光反应 ②. 类囊体 ③. 属于
(2)①. 暗反应 ②. 为暗反应提供还原剂和能量 ③. C3的还原、RuBP的再生以及淀粉的形成
(3)①. 运输 H+和催化ATP的合成 ②. 膜两侧H+浓度差
(4)①. 叶绿体基质 ②. 卡尔文循环
(5)①. CO2是暗反应的原料,增加其浓度可促进C3的生成,提高光合作用强度 ②. 阻断淀粉合成、增加蔗糖积累、促进TP从叶绿体输出
【分析】图1分析:水光解发生在类囊体腔内,该过程产生的电子经过电子传递链的作用与NADP+、H+结合形成NADPH。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成,在进行H+顺浓度梯度运输的同时催化ATP的合成,H+还能通过PQ运输回到类囊体腔内。
【解析】(1)据题干信息和题图1可知,图1中P680和P700表示光系统反应中心的色素分子,光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,且图1中水光解生成了O2、NADPH、ATP,故该过程为光合作用的光反应阶段,其中M是叶绿体的类囊体膜,属于生物膜系统,因为生物膜系统包括细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。
(2)由图2可知,CO2被C5固定生成C3,C3进一步反应生成淀粉,故图2为光合作用的暗反应阶段,该阶段需要光反应提供NADPH和ATP,NADPH的作用是作为暗反应的还原剂、为暗反应提供能量,ATP为C3的还原和RuBP的再生以及淀粉的形成过程提供能量。
(3)由图1可知,ATP合成酶能够运输 H+,ATP合成酶能合成 ATP,因此ATP合成酶的功能有运输 H+和催化ATP的合成。已知乙侧H+浓度远高于甲侧,H+顺浓度梯度的运输过程中形成了ATP,故合成ATP所需的能量来自膜两侧H+浓度差。
(4)该植物的暗反应阶段发生场所是叶绿体基质。暗反应阶段中C5到C3再到C5的循环可源源不断的进行,因此也称作卡尔文循环。
(5)农业生产中,提高大棚内CO2浓度可提高该农作物的产量,是因为CO2是暗反应的原料,增加浓度可促进C3的生成,提高光合作用强度,故可以增加有机物的产量;若要提高该农产品的甜度,结合图2可知,从代谢调节的角度分析可采取阻断淀粉合成、增加蔗糖积累、促进TP从叶绿体输出。
21. 细菌纤维素(BC)是一种由微生物菌株代谢产生的胞外多糖,被广泛应用于食品、医疗和化工等领域。K.rhaeticus是一种重要的微生物,在工业上主要用于生产细菌纤维素。为了解决微生物来源纺织品染色的难题,研究人员对K.rhaeticus进行了基因工程改造,通过表达重组酪氨酸酶进行黑色素的生物合成,从而获得深黑色的色素,培育出了一种能自着色BC的细菌菌株,流程如图。回答下列问题。
(1)此过程中受体菌是________,目的基因是_______。
(2)构建表达载体过程中使用的工具酶是_______。
(3)目的基因导入时,研究人员一般先用_______处理受体菌,使其处于一种能_______的生理状态。
(4)目的基因成功表达的标志是受体菌________。此种生产黑色纤维素的方法与传统染色工艺相比,优点是________。
【答案】(1)①. K.rhaeticus ②. 重组酪氨酸酶基因
(2)限制酶和DNA连接酶
(3)①. 钙离子 ②. 吸收周围环境中 DNA 分子
(4)①. 能合成重组酪氨酸酶 ②. 解决了微生物来源纺织品染色的难题,且对环境的污染小
【分析】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。
【解析】(1)研究人员对K.rhaeticus进行了基因工程改造,通过表达重组酪氨酸酶进行黑色素的生物合成,因此受体菌为K.rhaeticus;目的基因是生物医学研究和临床应用中具有特定功能或研究价值的基因,该研究中的目的基因为重组酪氨酸酶基因,表达后促进深黑色色素的合成,有助于给自身合成的胞外多糖(BC)染色。
(2)构建表达载体过程中需要将目的基因和载体相连,相连的前提是具有相同的黏性末端或平末端,因此使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶,限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)目的基因导入时,研究人员一般先用钙离子处理受体菌,增大其细胞膜的通透性,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后再将重组的基因表达载体导入其中。
(4)基因表达包括转录和翻译,目的基因成功表达的标志是受体菌能合成重组酪氨酸酶;该方法利用微生物进行自体染色,与使用传统染色剂相比,解决了微生物来源纺织品染色的难题,且对环境的污染小。
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