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2019届河北省唐山市第一中学高三下学期冲刺(四)理科综合生物试卷(解析版)
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唐山一中2019届高三冲刺卷(四)
理科综合能力测试
1.下列有关生命系统中方向性的描述,合理的是
A. 受到刺激时,兴奋在反射弧中的传递是双向的
B. 发生渗透吸水时,水分子的扩散是单向的
C. 蛋白质合成时,遗传信息的传递是单向的
D. 生物进化时,变异和自然选择都是定向的
【答案】C
【解析】
【分析】
1、兴奋在神经纤维上可以双向传导,但在神经元之间只能单向传递。
2、基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个过程,在这两个过程中遗传信息的传递是单向的。
3、现代生物进化理论的主要内容:种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。变异是不定向的,但是在自然选择的存在下,大多数为不利变异会被淘汰,留下的是少数对生存有利的变异。于是进化就是朝着适应环境的方向进行。
【详解】A、由于兴奋在神经元之间只能单向传递,而反射弧至少由两个神经元组成,因此兴奋在反射弧中的传递只能是单向的,A错误;
B、细胞发生渗透吸水时,水分子的扩散是双向的,只是扩散进细胞的水分子数目多于扩散出细胞的水分子数,B错误;
C、细胞中分泌蛋白合成时,遗传信息的传递是单向的,即DNA→mRNA →蛋白质,C正确;
D、自然选择是定向的,但变异是不定向的,D错误。
【点睛】本题综合考查神经冲动的产生及传导、渗透原理、遗传信息的转录和翻译及现代生物进化理论的主要内容,要求考生识记神经冲动的产生及传导过程,明确兴奋在反射弧上的传递只能是单向的;掌握渗透原理;识记遗传信息的转录和翻译过程;识记现代生物进化理论的主要内容。
2.日前,我国科学家发现了一种全新的孟德尔显性遗传病及糖基化疾病——卵子死亡,表现为某些患者卵子取出体外放置一段时间或受精后一段时间,出现退化凋亡的现象。疾病的致病基因为细胞连接蛋白家族成员PANX1存在突变,突变通过影响蛋白糖基化、激活通道、加速ATP释放,致表现型出现。这是目前发现的PANX家族成员异常的首个离子通道疾病。下列有关说法错误的是
A. 该疾病发病过程中基因对性状的控制方式与囊性纤维病类似
B. 推测细胞能量供应异常是卵子死亡的直接原因之一
C. 科学家研究的患者家系中,PANX1基因存在不同的突变,体现了基因突变的随机性
D. 该疾病致病基因的发现,为女性不孕及试管婴儿反复失败提供了新的诊断和治疗思路
【答案】C
【解析】
【分析】
1、基因对生物性状的控制途径是:①基因通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状,②基因控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
2、基因突变的主要特点:
普遍性:生物界中普遍存在
随机性:生物个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生
低频性:突变频率很低
不定向性:可以产生一个以上的等位基因
多害少利性:一般是有害的少数是有利的
【详解】A、该疾病发病过程中基因对性状的控制方式与囊性纤维病类似,都属于基因间接控制生物的性状,A正确;
B、推测细胞能量供应异常是卵子死亡的直接原因之一,B正确;
C、PANX1基因存在不同的突变,体现了基因突变的不定向性,C错误;
D、该疾病致病基因的发现,为女性不孕及试管婴儿反复失败提供了新的诊断和治疗思路,D正确。
【点睛】解答此题的关键是学生要认真阅读题干并从中提炼有效信息并加以分析可准确作答。
3.下列关于生物学实验的叙述,正确的是
①将完整细胞放入离心管中,利用不同的离心速度就能将各种细胞器分离开
②培育无子番茄和无子西瓜都需要生长素的促进作用
③赫尔希和蔡斯选取T2噬菌体作为实验材料的原因之一是其分裂速度较快
④膜成分和结构的初步阐明是先提出假设,后通过观察和实验进一步验证和完善的过程
⑤鉴定蛋白质时,可用适当稀释的斐林试剂乙液替换双缩脲试剂B液
⑥分离绿叶中色素实验时,如发现色素带颜色过浅,应再多画几次滤液细线
⑦调查蒲公英种群密度时,如发现样方内数量太少,应更换地点重新取样
A. ①②③④ B. ②④⑤ C. ⑤⑥⑦ D. ①③④⑥
【答案】B
【解析】
【分析】
1、差速离心法:由于各种细胞器的质量不同,用高速离心机在不同的转速下进行离心,利用不同的离心速度所产生的不同离心力,就能将各种细胞器分离开。
2、在“绿叶中色素的提取与分离”实验中得到的色素带颜色较浅,分析其原因可能是:①加入的丙酮太多,色素的比例小,则色素带颜色较淡;
②使用放置数天的波菜叶,使部分色素被破坏,叶中所含色素少;
③层析时,层析液没过滤液细线,使色素溶解在层析液中,色素带颜色较淡;
④研磨时没有加入CaCO3,使部分色素被破坏;
⑤研磨时没有加入SiO2,导致研磨不充分,色素没有充分提取;
⑥取的叶片的叶脉过多,叶肉细胞过少,绿叶中所含色素少;
⑦在画滤液细线时,等滤液干燥后再重复两到三次,画滤液细线次数太少,会使滤纸上的色素量少,也会导致滤纸条上色素带颜色较浅;
3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。选择T2噬菌体作为实验材料的优势是其结构简单(由蛋白质和DNA组成),侵染细菌时只有DNA进入细菌,能将DNA和蛋白质彻底分开。
4、样方法:
①、在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计算每个样方内个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群密度的估算值。
②、常用取样方法:五点取样法、等距离取样法。
【详解】①将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其它物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,用高速离心机在不同的转速下进行离心.利用不同的离心速度所产生的不同离心力.就能将各种细胞器分离开,①错误。
②无籽番茄原理是应用生长素能促进果实发育的生理作用。②正确。
③选择T2噬菌体作为实验材料的优势是其结构简单(由蛋白质和DNA组成),侵染细菌时只有DNA进入细菌,能将DNA和蛋白质彻底分开。③错误
④科学探究主要包括观察和提出问题、形成假设、检验求证、得出和解释结论、交流与应用五个步骤。④正确。
⑤鉴定蛋白质时,可用适当稀释的斐林试剂乙液替换双缩脲试剂B液。⑤正确。
⑥由分析可知,分离绿叶中色素实验时,色素带颜色过浅,是由很多原因造成的。⑥错误。
⑦有分析可知调查蒲公英种群密度时,如发现样方内数量太少,不能更换地点重新取样。⑦错误。
故B正确,ACD错误。
【点睛】本题主要是对各实验的考查,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
4.受体是一类能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子,分为细胞内受体和细胞表面受体.细胞表面受体转导的胞外信号可引发快反应和慢反应,如下图所示.下列相关叙述错误的是
A. 细胞内受体识别和选择性结合的配体可能为脂溶性的信号分子
B. 胰岛B细胞接受高浓度的血糖刺激,可通过慢反应过程使胰岛素的分泌量增加
C. 快反应过程中功能被改变的蛋白质,其氨基酸的排列顺序可能未发生改变
D. 慢反应过程可通过诱导反义基因的表达,合成相应的互补RNA,使相关基因的转录过程受到抑制
【答案】D
【解析】
【分析】
由图可知,胞外信号分子可以通过快反应改变蛋白质的功能改变细胞行为;也可以通过慢反应,改变蛋白质的合成,改变细胞行为。
【详解】细胞内受体识别和选择性结合的配体可能为脂溶性的信号分子,因为脂溶性分子可以进入细胞内,A正确;胰岛B细胞接受高浓度的血糖刺激,可通过慢反应过程使胰岛素的分泌量增加,来降低血糖,B正确;快反应过程中功能被改变的蛋白质,改变的可能是空间结构,其氨基酸的排列顺序可能未发生改变,C正确;慢反应过程可通过诱导反义基因的表达,合成相应的互补RNA,使相关基因的翻译过程受到抑制,D错误。故选D。
5.下图表示运动神经元和抑制性神经元共同支配肌肉收缩,防止肌肉过度兴奋的过程。破伤风毒素是破伤风杆菌产生的一种神经蛋白毒素,可以抑制感染者的抑制性神经递质的释放。下列有关分析错误的是
A. 刺激图中b处,在c、d两处能检测到电位变化
B. 刺激图中a处,会引起运动神经元的膜电位表现为外正内负
C. 图示过程中体现了神经活动具有负反馈调节作用
D. 机体感染破伤风杆菌后,可能会出现肌肉收缩时间延长的现象
【答案】B
【解析】
【分析】
神经调节基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧,反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器组成,效应器是传出神经末梢和他所支配的肌肉或腺体,兴奋在反射弧上的传导方向是感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。
当神经纤维静息时,神经纤维膜两侧的电位表现为内负外正,该电位的形成与钾离子的外流有关。当神经纤维的某一部位受到刺激产生兴奋时,神经纤维膜对钠离子通透性增加,Na+内流,使得刺激点处膜两侧的电位表现为内正外负。
【详解】A、由题图可知,效应器是运动神经末梢及其支配的肌肉;由题图可知,题图中兴奋传递是a→b→c→d,d兴奋抑制脊髓前角运动神经元兴奋,因此刺激b处,兴奋可以传至c、d,所以在c、d处检测到膜电位变化,A正确。
B、由题图可知,刺激a,会引起运动神经元的膜电位表现为外负内正,B错误。
C、由题图可知,刺激a,使b兴奋,肌肉反应,细胞接受运动神经元轴突侧枝的支配,通过c、d抑制脊髓运动神经元,这种调节方式属于负反馈调节,C正确。
D、已知破伤风毒素是破伤风杆菌产生的一种神经蛋白毒素,其可以抑制感染者的抑制性神经递质的释放。机体感染破伤风杆菌后,会出现肌肉持续性收缩(或肌肉痉挛)症状,D正确。
【点睛】本题旨在考查学生理解神经调节的方式和结构基础,兴奋的产生和传导途径等知识要点,把握知识的内在联系,形成知识网络,并应用相关知识结合题干信息进行推理、解答问题。
6.2019年初,中科院生物化学与细胞生物学研究所陈剑锋研究组的最新研究成果对发烧在机体清除病原体感染中的主要作用及其机制做出了全新阐述。研究发现当机体温度达到高热(38.5℃)及以上水平时,热刺激会促使免疫细胞中的热休克蛋白90表达并转移到细胞膜上,该蛋白质与alpha4整合素结合后会加速免疫细胞“运动”到感染部位发挥作用。该发现让人们对发热的作用及退热药的使用有了新的认识。下列说法错误的是
A. 热休克蛋白90与alpha4整合素结合并使免疫细胞做出应答,体现了细胞膜的信息交流功能
B. 退热药可能是作用于下丘脑体温调节中枢,从而发挥作用
C. 该研究提示我们,在病人身体条件许可的情况下,可以让病人体温维持在38.5℃以上一段时间,然后再吃退烧药
D. 机体清除外来病原体体现了免疫系统的监控和清除功能
【答案】D
【解析】
【分析】
细胞间信息交流方式一般分为三种:细胞间直接接触(如精卵结合)、化学物质的传递(如激素的调节)和高等植物细胞的胞间连丝。
人体中枢神经系统各部分的作用:
①大脑皮层:调节机体活动的最高级中枢;
②小脑:维持身体平衡的中枢;
③下丘脑:调节体温、水分和血糖平衡等;
④脑干:维持呼吸等;
⑤脊髓:调节躯体运动的低级中枢。
人体的免疫系统的功能主要有防卫、监控和清除等。防卫是指机体抵抗病原微生物感染的能力。监控和清除是指机体清除体内衰老、死亡或损伤的自身癌变细胞的能力。
【详解】A、热刺激会促使免疫细胞中热休克蛋白90表达并转移到细胞膜上,该蛋白质与alpha4整合素结合后会加速免疫细胞“运动”到感染部位发挥作用。热休克蛋白90与alpha4整合素结合并使免疫细胞做出应答,体现了细胞膜的信息交流功能,A正确。
B、下丘脑调节体温、水分和血糖平衡等,因此退热药可能是作用于下丘脑体温调节中枢,从而发挥作用,B正确。
C、由题干信息可知,在病人身体条件许可的情况下,可以让病人体温维持在38.5℃以上一段时间,然后再吃退烧,C正确。
D、免疫系统的监控和清除是指机体清除体内衰老、死亡或损伤的自身癌变细胞的能力, D错误。
【点睛】本题考查免疫系统功能的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,分析题干提炼有效信息是解题关键。
7.某生物兴趣小组为探究“酶的特性和影响因素”进行了如下实验(注:“+”表示有加入,“-”表示没有加入)。请依据下述实验设计,回答下列问题:
试管编号
1号
2号
3号
4号
5号
2mLH2O2溶液
+
+
+
+
+
2滴蒸馏水
+
-
-
-
-
2滴FeCl3溶液
-
+
-
-
-
2滴新鲜肝脏研磨液
-
-
+
+
+
质量分数为5%盐酸
-
-
-
+
-
质量分数为5%的NaOH溶液
-
-
-
-
+
观察气泡多少和产生速率
(1)在制备新鲜肝脏研磨液时,加入SiO2的目的是_______________________以破坏肝脏细胞,释放出H2O2酶。
(2)实验中1号与3号试管对比是为了验证________________,2号与3号试管对比是为了验证__________。若要研究pH对酶活性的影响,则应选用_____________号试管进行对比。
(3)在探究温度对酶活性的影响时,可选用淀粉和小麦种子中的α-淀粉酶作为实验材料。
①该实验宜选用萌发的小麦种子提取α-淀粉酶的主要理由是____________。
②小麦种子发芽时,胚产生的赤霉素诱导α-淀粉酶的合成,其主要机理是_________。由此说明,植物的生长发育过程在根本上是____________________________的结果。
③该实验中可以在反应后滴加_________直接观察显色的深浅来检测实验结果。实验结果表明:55℃和75℃条件下,α-淀粉酶具有相同的活性,从酶的特性分析其原因是_______________________。
【答案】 (1). 有助于充分研磨 (2). 酶具有催化作用 (3). 酶具有高效性 (4). 3、4、5 (5). 小麦种子在萌发时会产生大量的α-淀粉酶 (6). 赤霉素能诱导α-淀粉酶基因的表达(或转录和翻译) (7). 基因组在一定时间和空间上的程序性表达 (8). 碘液 (9). 在最适温度前后,酶可能有相同的催化效率
【解析】
【分析】
酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
特性:1、酶具有高效性 2、酶具有专一性3、酶的作用条件比较温和。酶的活性受温度和PH值的影响,过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。
【详解】(1)在制备新鲜肝脏研磨液时,加入SiO2的目的是有助于充分研磨以破坏肝脏细胞,释放出H2O2酶。
(2)3号试管加入的新鲜肝脏研磨液中含有H2O2酶,因此实验中1号与3号试管对比是为了验证酶具有催化作用,2号与3号试管对比是为了验证酶具有高效性。4、5号试管分别加入了质量分数为5%的盐酸、质量分数为5%的NaOH溶液,因此若要研究pH对酶活性的影响,则应选用3、4、5号试管进行对比。
(3)在探究温度对酶活性的影响时,可选用淀粉和小麦种子中的α-淀粉酶作为实验材料。
①小麦种子中含淀粉丰富,萌发时形成大量淀粉酶,所以在该实验宜选用萌发的小麦种子提取α-淀粉酶。
②小麦种子发芽时,胚产生的赤霉素诱导α-淀粉酶的合成,其主要机理是赤霉素能诱导α-淀粉酶基因的表达(或转录和翻译)。由此说明,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的程序性表达的结果。
③用碘液显色方法来判定α-淀粉酶的活性,该实验中可以在反应后滴加碘液直接观察显色的深浅来检测实验结果。实验结果表明:55℃和75℃条件下,α-淀粉酶具有相同的活性,从酶的特性分析其原因是在最适温度前后,酶可能有相同的催化效率。
【点睛】本题综合考查酶的特性和影响酶活性因素的相关知识,意在考查学生理解所学知识的要点、分析图表和综合运用所学知识分析问题可准确作答。
8.心肌细胞不能增殖,ARC基因在心肌细胞中特异性表达,抑制其细胞凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA加工过程中会产生许多小RNA,如miR-223(链状),HRCR(环状)。HRCR可以吸附miR-223等,以达到清除它们的目的(如下图)。当心肌细胞缺血、缺氧时,某些基因过度表达会产生过多的miR-223,导致心肌细胞凋亡,最终引起心力衰竭。请回答:
(1)过程①的原料是________,催化该过程的酶是________。过程②的场所是________。
(2)若某HRCR中含有n个碱基,则其中有________个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附,这是因为其碱基数目少,特异性________,更容易与HRCR结合。与ARC基因相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是________。
(3)缺血、缺氧时,某些基因过度表达产生过多的miR-223,会导致过程②因________的缺失而受阻,最终导致心力衰竭。
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是____________________________。
【答案】 (1). 核糖核苷酸 (2). RNA聚合酶 (3). 核糖体 (4). n (5). 弱 (6). AU (7). 模板 (8). HRCR与miR-223碱基互补配对,导致ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡
【解析】
【分析】
根据题意和图示分析可知:图中①表示转录形成mRNA、②表示翻译过程,其中mRNA可与miR-223结合形成核酸杂交分子1, miR-223可与HRCR结合形成核酸杂交分子2。明确知识点,梳理相关的基础知识,分析题图,结合问题的具体提示综合作答。
【详解】(1)过程①形成mRNA,称为转录,催化该过程的酶是RNA聚合酶,原料是核糖核苷酸,过程②表示翻译,翻译过程的场所是核糖体。
(2)HRCR为单链环状RNA分子,其中所含磷酸二酯键数目与氢键数目相同,因此若某HRCR中含有n个碱基,则其中有n个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附,这是因为其碱基数目少,特异性弱,更容易与HRCR结合。与ARC基因(碱基配对方式为A-T、C-G)相比,核酸杂交分子1 (碱基配对方式为A-U、T-A、C-G )中所有的碱基对是A-U。
(3)缺血、缺氧时,某些基因过度表达产生过多的miR-223, miR-223与mRNA结合形成核酸杂交分子1,导致过程②因模板的缺失而受阻,最终导致心力衰竭。
(4)科研人员认为, HRCR有望成为减缓心力衰遇的新药物,其依据是HRCR与miR-223碱基互补配对,导致ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡。
【点睛】本题结合图解,考查遗传信息的转录和翻译,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识,能正确分析题图,再结合图中信息准确答题。
9.下图为某家族的遗传系谱图,已知甲病(基因用A、a表示)与乙病(基因用B、b表示)的有关基因位于相同染色体上,且7号没有携带乙病的致病基因,10号个体同时患有甲病和乙病。请回答下列问题:
(1)上述两种病的相关基因位于__________染色体上(“常”、“X”、“X和Y”)。
(2)10号个体的基因型为___________,出现该基因型的原因是_________________________,与含Y染色体的精子形成受精卵,发育为10号个体。若3号和4号生出与10号表现型相同孩子的概率为5%,则他们生出与8号表现型相同孩子的概率为__________。
(3)若11号个体与一表现型正常的男性结婚,并已怀孕,需通过___________(产前检查手段)确定胎儿是否健康。
(4)若9号个体是乙病携带者,与表现型正常的男性婚配后,生育了一个只患乙病的女儿,假设上述情况是一对基因异常导致的,从可遗传变异来源的角度讲,该女儿可能的患病原因包括B所在的X染色体缺失、________________或________________,最简便的初步诊断方法是_______________。
【答案】 (1). X (2). XAbY (3). 4号个体在减数分裂过程中发生交叉互换,产生基因型为XAb的卵细胞 (4). 20% (5). 基因诊断 (6). 含B的X染色体片段缺失 (7). 基因突变 (8). 镜检
【解析】
【分析】
分析系谱图:3号和4号都患甲病,但他们有不患甲病的儿子,说明甲病为伴X染色体显性遗传病;6号和7号都不患乙病,但他们有一个患乙病的儿子,说明乙病为隐性遗传病,又Ⅱ-7没有携带乙病的致病基因,则乙病为伴X染色体隐性遗传病。已知甲病(A-a)致病基因与乙病(B-b)致病基因位于同一条染色体上,则甲病、乙病为伴X染色体遗传病。
产前诊断是胎儿出生前,医生用专门的检测手段,如采用羊水检查、胎儿镜检查、B超检查、孕妇血细胞检查及基因诊断等方法,确定胎儿是否患有某种遗传疾病或先天性疾病。
【详解】(1)由以上分析可知,上述两种病的相关基因位于X染色体上。
(2)10号个体同时患两种病,X染色体上同时携带这两种致病基因,Y染色体上没有致病基因,其基因型为XAbY;出现该基因型的原因是4号个体在减数分裂过程中发生交叉互换,产生基因型为XAb的卵细胞,与含Y染色体的精子形成受精卵,发育为10号个体。
根据系造图分析,5号个体正常,基因型为XaBY ,2号患乙病不患甲病,基因型为XabY,4号思甲病不患乙病,则可推出4号基因型为XABXab,8号患乙病不患甲病,基因型为XabY,10号患甲乙两种病,基因型为XAbY ,3号患甲病不患乙病,则3号基因型为XABY ,3号和4号婚配,XABXab×XABY生了10号基因型为XAbY,说明发生了交叉互换; 3号和4号生出与10号表现型相同孩子的概率为5%,XABY产生全含Y的精细胞的概率为50%, 则XABXab产生全含XAb的卵细胞的概率为10% ,因此XABXab同时产生XaB细胞的既率也为10%,故母本XABXab产生的卵细胞分别为10%XaB ,10%XAb, 40%XAB,40%Xab ,父本产生的精细胞分别为50%XAB、50%Y ;8号为患乙病不患甲病男性,要生出与8号表现型相同的孩子,需要Xab的卵细胞和Y的精细胞结合,概率为40%×50%=20%。
(3)据分析可知若11号个体与一表现型正常男性结婚,并已怀孕,要想检测胎儿是否健康需通过基因诊断(产前检查手段)来确定。
(4)若9号个体是乙病携带者,与表现型正常的男性婚配后,生育了一个只患乙病的女儿,假设上述情况是一对基因异常导致的,从可遗传变异来源的角度讲,该女儿可能的患病原因包括B所在的X染色体缺失、含B的X染色体片段缺失或基因突变,最简便的初步诊断方法是镜检。
【点睛】本题结合系谱图,考查人类遗传病和伴性遗传的相关知识,要求考生识记几种常见人类遗传病的特点,解答本题关键是根据系谱图准确判断两种遗传病的遗传方式及相应个体的基因型。
10.回答下列生态学相关问题问题:
(1)图为某生态系统的碳循环部分示意图,若乙表示化石燃料,图中还缺少一个重要的过程,请用文字和箭头形式书写出来________。因二氧化碳等温室气体的大量排放,形成温室效应,导致气温升高,为缓解温室效应可采取的措施有_______________________________(答出两条即可)。
(2)下图为人工创建的一个简易生态农场的模式图。请据图回答:
①农田中经常发生虫害,若调查该农田某种害虫虫卵的密度应采用的方法是______________。从能量流动角度分析,田间除草和杀虫的目的是__________________。
②经调查,该农田中的某种植物第一年的种群数量为N0,而且每繁殖一代种群数量比原来增加1.6倍,则在此条件下繁殖2次以后,该植物的种群数量为________。
③实际种植中,通常将蘑菇房与蔬菜大棚相通,可提高农作物产量。从光合作用角度分析,其原因是________________________________。
④该生态系统的营养结构由________条食物链(捕食链)构成。
⑤经调查,农作物和鸡的部分能量值(单位:105KJ)如下表。
净同化量
呼吸消耗量
流向分解者
未利用
农作物
110
75
21
58
鸡
7
10
1
3
据上表分析可知,农作物固定的太阳能为_________,人从该系统中获取的能量是__________。
【答案】 (1). 甲→戊 (2). 减少化石燃料燃烧,提高能效,开发新能源,保护植被,植树造林 (3). 样方法 (4). 调整生态系统的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 (5). 6.76N0 (6). 蘑菇分解有机物,提高环境中C02浓度,从而提高光合作用强度 (7). 2 (8). 1.85×107KJ (9). 1.7×106KJ
【解析】
【分析】
本题主要考查生态系统的构成、碳循环、种群密度调查、能量流动等相关知识,分析生态系统的碳循环部分示意图,若乙表示化石燃料,则甲表示大气中的二氧化碳,戊表示生产者,丁是消费者,丙是分解者。
造成温室效应的气体有二氧化碳、臭氧、甲烷等气体,主要气体是二氧化碳,由于化石燃料的大量使用产生大量的二氧化碳,所以防止温室效应的方法有:减少使用化石燃料,开发新能源,植树造林等,由于植物的光合作用能吸收二氧化碳,所以可以通过植树造林减少二氧化碳的量。
样方法:
①、在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计算每个样方内个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群密度的估算值。
②、这种方法适用于植物种群密度,昆虫卵的密度的取样调查,主要用于移动能力较低,种群密度均匀的种群。
理想状况下种群的数量增长是J型增长曲线,公式是Nt=N0λt
【详解】(1)据分析可知,题中某生态系统的碳循环部分示意图中,若乙表示化石燃料,则甲表示大气中的二氧化碳,戊表示生产者,丁是消费者,丙是分解者,因此图中还缺少一个重要的过程,就是缺少了甲→戊。因二氧化碳等温室气体的大量排放,形成温室效应,导致气温升高,为缓解温室效应可采取的措施有减少化石燃料燃烧,提高能效,开发新能源,保护植被,植树造林。
(2)①一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵等种群密度的调查方式常用的是样方法,从能量流动角度分析,田间除草和杀虫的目的是调整生态系统的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
②理想状况下种群的数量增长是J型增长曲线,公式是Nt=N0λt ,其中Nt是t年后种群数量,N0为种群的起始数量,t为时间,λ是该种群数量是一年前种群数量的倍数,所以农田中的某种植物第一年的种群数量为N0,如果在理想状况下,每年的增长率λ保持不变,且λ=1.6,则繁殖2次以后,该植物的种群数量为N0(1+1.6)2=6.76 N0。
③蘑菇分解有机物,提高环境中C02浓度,进而提高光合作用强度,因此在实际种植中,通常将蘑菇房与蔬菜大棚相通,提高农作物产量。
④该生态系统的营养结构由2条食物链构成,即农作物→人和农作物→鸡→人。
⑤据上表分析可知,农作物固定的太阳能为(110+75)×105KJ=1.85×107KJ,人从该系统中获取的能量是〔110-21-58-(7+10)+(7-1-3)〕×105KJ=1.7×106KJ。
【点睛】本题考查生态系统和生态农业的相关知识,意在考查学生的识图能力和判断能力,理论联系实际,综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力,从题目所给的图形中获取有效信息是解题关键。
11.请回答泡菜制作、亚硝酸盐含量的测定、果汁的制作及血红蛋白的提取和分离等的相关问题:
(1)泡菜腌制过程中若温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,容易造成___________________________。(答出两点)
(2)在测定亚硝酸盐含量的步骤中,样品处理液的制备需要用到氢氧化铝乳液,其作用是__________________。
(3)果胶酶包括___________、果胶分解酶和果胶酯酶等,能够分解果胶,瓦解____,使榨取果汁变得更容易,而果胶分解成可溶性的________________,使浑浊的果汁变的澄清。
(4)在血红蛋白的提取和分离实验中,洗涤好的红细胞需先后加入_______________,使红细胞破裂,释放血红蛋白。分离血红蛋白溶液时,离心后自上而下第三层的红色透明液体是____________________。
【答案】 (1). 细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加 (2). 进一步吸附泡菜汁中色素、杂质,使泡菜汁透明澄清,以便进行后续的显色反应 (3). 多聚半乳糖醛酸酶 (4). 植物的细胞壁及胞间层 (5). 半乳糖醛酸 (6). 蒸馏水和甲苯 (7). 血红蛋白溶液(或“血红蛋白的水溶液”)
【解析】
【分析】
1、泡菜的制作原理:泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。测定亚硝酸盐含量的原理:在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测对比,可以大致估算出亚硝酸盐的含量。
2、果胶酶的作用:能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也是果汁变得澄清。 成分:由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。
3、血红蛋白的提取和分离一般分为:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定四步。
【详解】(1)利用乳酸菌制作泡菜的过程中温度过高,食盐用量不足10%,腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加,一般在腌制10天后,亚硝酸盐的含量开始下降。
(2)在测定亚硝酸盐含量的步骤中,样品处理液的制备需要用到氢氧化铝乳液,其作用是进一步吸附泡菜汁中色素、杂质,使泡菜汁透明澄清,以便进行后续的显色反应.
(3)果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等,果胶酶的作用是分解果胶将分解成可溶性的半乳糖醛酸,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,使浑浊的果汁变的澄清。
(4) 在血红蛋白的提取和分离实验中蒸馏水和甲苯的作用是涨破红细胞,使血红蛋白释放。分离血红蛋白溶液时,离心后自上而下第三层的红色透明液体是血红蛋白溶液(或“血红蛋白的水溶液”)
【点睛】本题主要是对泡菜制作、亚硝酸盐含量的测定、果汁的制作及血红蛋白的提取和分离等实验的考查,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
12.现代生物工程技术推动了畜牧业和生态工程的发展,回答下列相关问题:
(1)试管牛培育过程中,体外受精之前通常采用__________________法对采集的良种公牛精子进行获能处理,即将精子放入________________________中,诱导精子获能。精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在_________________完成的。
(2)哺乳动物的受精过程主要包括______________________,进入卵细胞膜,_________________。
(3)利用细胞核移植技术繁育良种牛的过程需要进行胚胎移植,移植前需要对供体和受体牛进行_______处理,受体对外来胚胎基本不发生_______________,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)依据生态工程的___________原理,黄河三角洲自然保护区的建立需考虑提高农民经济收入,使保护环境和经济发展相互协调
【答案】 (1). 化学诱导 (2). 一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液 (3). 出生前(或胎儿时期) (4). 精子穿越放射冠和透明带 (5). 原核形成和融合 (6). 同期发情 (7). 免疫排斥反应 (8). 整体性
【解析】
【分析】
试管牛技术,包括体外受精,早期胚胎培养,胚胎移植等。体外受精包括精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养和体外受精。胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理;②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存;④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
核移植技术,包括细胞核移植,早期胚胎培养,胚胎移植等技术。胚胎移植时,受体动物和供体动物必须同时注射激素,使他们同期发情处理,具有相同的生理状态。
受精阶段主要包括:精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,原核形成和配子结合
【详解】(1)试管牛培育过程中,体外受精之前通常采用化学诱导法对采集良种公牛精子进行获能处理,即将精子放入一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,诱导精子获能。精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前(或胎儿时期)完成的,而精子是在初情期之后。
(2)受精阶段主要包括:精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,原核形成和融合。
(3)据分析可知胚胎移植前需要对供体和受体牛进行同期发情处理,受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)建立黄河三角洲自然保护区需考虑提高农民经济收入,依据生态工程的整体性原理,使保护环境和经济发展相互协调。
【点睛】本题考查胚胎工程的相关知识,要求考生识记试管牛技术;识记胚胎移植的过程及生理学基础,结合所学的知识准确答题。
理科综合能力测试
1.下列有关生命系统中方向性的描述,合理的是
A. 受到刺激时,兴奋在反射弧中的传递是双向的
B. 发生渗透吸水时,水分子的扩散是单向的
C. 蛋白质合成时,遗传信息的传递是单向的
D. 生物进化时,变异和自然选择都是定向的
【答案】C
【解析】
【分析】
1、兴奋在神经纤维上可以双向传导,但在神经元之间只能单向传递。
2、基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个过程,在这两个过程中遗传信息的传递是单向的。
3、现代生物进化理论的主要内容:种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。变异是不定向的,但是在自然选择的存在下,大多数为不利变异会被淘汰,留下的是少数对生存有利的变异。于是进化就是朝着适应环境的方向进行。
【详解】A、由于兴奋在神经元之间只能单向传递,而反射弧至少由两个神经元组成,因此兴奋在反射弧中的传递只能是单向的,A错误;
B、细胞发生渗透吸水时,水分子的扩散是双向的,只是扩散进细胞的水分子数目多于扩散出细胞的水分子数,B错误;
C、细胞中分泌蛋白合成时,遗传信息的传递是单向的,即DNA→mRNA →蛋白质,C正确;
D、自然选择是定向的,但变异是不定向的,D错误。
【点睛】本题综合考查神经冲动的产生及传导、渗透原理、遗传信息的转录和翻译及现代生物进化理论的主要内容,要求考生识记神经冲动的产生及传导过程,明确兴奋在反射弧上的传递只能是单向的;掌握渗透原理;识记遗传信息的转录和翻译过程;识记现代生物进化理论的主要内容。
2.日前,我国科学家发现了一种全新的孟德尔显性遗传病及糖基化疾病——卵子死亡,表现为某些患者卵子取出体外放置一段时间或受精后一段时间,出现退化凋亡的现象。疾病的致病基因为细胞连接蛋白家族成员PANX1存在突变,突变通过影响蛋白糖基化、激活通道、加速ATP释放,致表现型出现。这是目前发现的PANX家族成员异常的首个离子通道疾病。下列有关说法错误的是
A. 该疾病发病过程中基因对性状的控制方式与囊性纤维病类似
B. 推测细胞能量供应异常是卵子死亡的直接原因之一
C. 科学家研究的患者家系中,PANX1基因存在不同的突变,体现了基因突变的随机性
D. 该疾病致病基因的发现,为女性不孕及试管婴儿反复失败提供了新的诊断和治疗思路
【答案】C
【解析】
【分析】
1、基因对生物性状的控制途径是:①基因通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状,②基因控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
2、基因突变的主要特点:
普遍性:生物界中普遍存在
随机性:生物个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生
低频性:突变频率很低
不定向性:可以产生一个以上的等位基因
多害少利性:一般是有害的少数是有利的
【详解】A、该疾病发病过程中基因对性状的控制方式与囊性纤维病类似,都属于基因间接控制生物的性状,A正确;
B、推测细胞能量供应异常是卵子死亡的直接原因之一,B正确;
C、PANX1基因存在不同的突变,体现了基因突变的不定向性,C错误;
D、该疾病致病基因的发现,为女性不孕及试管婴儿反复失败提供了新的诊断和治疗思路,D正确。
【点睛】解答此题的关键是学生要认真阅读题干并从中提炼有效信息并加以分析可准确作答。
3.下列关于生物学实验的叙述,正确的是
①将完整细胞放入离心管中,利用不同的离心速度就能将各种细胞器分离开
②培育无子番茄和无子西瓜都需要生长素的促进作用
③赫尔希和蔡斯选取T2噬菌体作为实验材料的原因之一是其分裂速度较快
④膜成分和结构的初步阐明是先提出假设,后通过观察和实验进一步验证和完善的过程
⑤鉴定蛋白质时,可用适当稀释的斐林试剂乙液替换双缩脲试剂B液
⑥分离绿叶中色素实验时,如发现色素带颜色过浅,应再多画几次滤液细线
⑦调查蒲公英种群密度时,如发现样方内数量太少,应更换地点重新取样
A. ①②③④ B. ②④⑤ C. ⑤⑥⑦ D. ①③④⑥
【答案】B
【解析】
【分析】
1、差速离心法:由于各种细胞器的质量不同,用高速离心机在不同的转速下进行离心,利用不同的离心速度所产生的不同离心力,就能将各种细胞器分离开。
2、在“绿叶中色素的提取与分离”实验中得到的色素带颜色较浅,分析其原因可能是:①加入的丙酮太多,色素的比例小,则色素带颜色较淡;
②使用放置数天的波菜叶,使部分色素被破坏,叶中所含色素少;
③层析时,层析液没过滤液细线,使色素溶解在层析液中,色素带颜色较淡;
④研磨时没有加入CaCO3,使部分色素被破坏;
⑤研磨时没有加入SiO2,导致研磨不充分,色素没有充分提取;
⑥取的叶片的叶脉过多,叶肉细胞过少,绿叶中所含色素少;
⑦在画滤液细线时,等滤液干燥后再重复两到三次,画滤液细线次数太少,会使滤纸上的色素量少,也会导致滤纸条上色素带颜色较浅;
3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。选择T2噬菌体作为实验材料的优势是其结构简单(由蛋白质和DNA组成),侵染细菌时只有DNA进入细菌,能将DNA和蛋白质彻底分开。
4、样方法:
①、在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计算每个样方内个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群密度的估算值。
②、常用取样方法:五点取样法、等距离取样法。
【详解】①将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其它物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,用高速离心机在不同的转速下进行离心.利用不同的离心速度所产生的不同离心力.就能将各种细胞器分离开,①错误。
②无籽番茄原理是应用生长素能促进果实发育的生理作用。②正确。
③选择T2噬菌体作为实验材料的优势是其结构简单(由蛋白质和DNA组成),侵染细菌时只有DNA进入细菌,能将DNA和蛋白质彻底分开。③错误
④科学探究主要包括观察和提出问题、形成假设、检验求证、得出和解释结论、交流与应用五个步骤。④正确。
⑤鉴定蛋白质时,可用适当稀释的斐林试剂乙液替换双缩脲试剂B液。⑤正确。
⑥由分析可知,分离绿叶中色素实验时,色素带颜色过浅,是由很多原因造成的。⑥错误。
⑦有分析可知调查蒲公英种群密度时,如发现样方内数量太少,不能更换地点重新取样。⑦错误。
故B正确,ACD错误。
【点睛】本题主要是对各实验的考查,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
4.受体是一类能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子,分为细胞内受体和细胞表面受体.细胞表面受体转导的胞外信号可引发快反应和慢反应,如下图所示.下列相关叙述错误的是
A. 细胞内受体识别和选择性结合的配体可能为脂溶性的信号分子
B. 胰岛B细胞接受高浓度的血糖刺激,可通过慢反应过程使胰岛素的分泌量增加
C. 快反应过程中功能被改变的蛋白质,其氨基酸的排列顺序可能未发生改变
D. 慢反应过程可通过诱导反义基因的表达,合成相应的互补RNA,使相关基因的转录过程受到抑制
【答案】D
【解析】
【分析】
由图可知,胞外信号分子可以通过快反应改变蛋白质的功能改变细胞行为;也可以通过慢反应,改变蛋白质的合成,改变细胞行为。
【详解】细胞内受体识别和选择性结合的配体可能为脂溶性的信号分子,因为脂溶性分子可以进入细胞内,A正确;胰岛B细胞接受高浓度的血糖刺激,可通过慢反应过程使胰岛素的分泌量增加,来降低血糖,B正确;快反应过程中功能被改变的蛋白质,改变的可能是空间结构,其氨基酸的排列顺序可能未发生改变,C正确;慢反应过程可通过诱导反义基因的表达,合成相应的互补RNA,使相关基因的翻译过程受到抑制,D错误。故选D。
5.下图表示运动神经元和抑制性神经元共同支配肌肉收缩,防止肌肉过度兴奋的过程。破伤风毒素是破伤风杆菌产生的一种神经蛋白毒素,可以抑制感染者的抑制性神经递质的释放。下列有关分析错误的是
A. 刺激图中b处,在c、d两处能检测到电位变化
B. 刺激图中a处,会引起运动神经元的膜电位表现为外正内负
C. 图示过程中体现了神经活动具有负反馈调节作用
D. 机体感染破伤风杆菌后,可能会出现肌肉收缩时间延长的现象
【答案】B
【解析】
【分析】
神经调节基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧,反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器组成,效应器是传出神经末梢和他所支配的肌肉或腺体,兴奋在反射弧上的传导方向是感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。
当神经纤维静息时,神经纤维膜两侧的电位表现为内负外正,该电位的形成与钾离子的外流有关。当神经纤维的某一部位受到刺激产生兴奋时,神经纤维膜对钠离子通透性增加,Na+内流,使得刺激点处膜两侧的电位表现为内正外负。
【详解】A、由题图可知,效应器是运动神经末梢及其支配的肌肉;由题图可知,题图中兴奋传递是a→b→c→d,d兴奋抑制脊髓前角运动神经元兴奋,因此刺激b处,兴奋可以传至c、d,所以在c、d处检测到膜电位变化,A正确。
B、由题图可知,刺激a,会引起运动神经元的膜电位表现为外负内正,B错误。
C、由题图可知,刺激a,使b兴奋,肌肉反应,细胞接受运动神经元轴突侧枝的支配,通过c、d抑制脊髓运动神经元,这种调节方式属于负反馈调节,C正确。
D、已知破伤风毒素是破伤风杆菌产生的一种神经蛋白毒素,其可以抑制感染者的抑制性神经递质的释放。机体感染破伤风杆菌后,会出现肌肉持续性收缩(或肌肉痉挛)症状,D正确。
【点睛】本题旨在考查学生理解神经调节的方式和结构基础,兴奋的产生和传导途径等知识要点,把握知识的内在联系,形成知识网络,并应用相关知识结合题干信息进行推理、解答问题。
6.2019年初,中科院生物化学与细胞生物学研究所陈剑锋研究组的最新研究成果对发烧在机体清除病原体感染中的主要作用及其机制做出了全新阐述。研究发现当机体温度达到高热(38.5℃)及以上水平时,热刺激会促使免疫细胞中的热休克蛋白90表达并转移到细胞膜上,该蛋白质与alpha4整合素结合后会加速免疫细胞“运动”到感染部位发挥作用。该发现让人们对发热的作用及退热药的使用有了新的认识。下列说法错误的是
A. 热休克蛋白90与alpha4整合素结合并使免疫细胞做出应答,体现了细胞膜的信息交流功能
B. 退热药可能是作用于下丘脑体温调节中枢,从而发挥作用
C. 该研究提示我们,在病人身体条件许可的情况下,可以让病人体温维持在38.5℃以上一段时间,然后再吃退烧药
D. 机体清除外来病原体体现了免疫系统的监控和清除功能
【答案】D
【解析】
【分析】
细胞间信息交流方式一般分为三种:细胞间直接接触(如精卵结合)、化学物质的传递(如激素的调节)和高等植物细胞的胞间连丝。
人体中枢神经系统各部分的作用:
①大脑皮层:调节机体活动的最高级中枢;
②小脑:维持身体平衡的中枢;
③下丘脑:调节体温、水分和血糖平衡等;
④脑干:维持呼吸等;
⑤脊髓:调节躯体运动的低级中枢。
人体的免疫系统的功能主要有防卫、监控和清除等。防卫是指机体抵抗病原微生物感染的能力。监控和清除是指机体清除体内衰老、死亡或损伤的自身癌变细胞的能力。
【详解】A、热刺激会促使免疫细胞中热休克蛋白90表达并转移到细胞膜上,该蛋白质与alpha4整合素结合后会加速免疫细胞“运动”到感染部位发挥作用。热休克蛋白90与alpha4整合素结合并使免疫细胞做出应答,体现了细胞膜的信息交流功能,A正确。
B、下丘脑调节体温、水分和血糖平衡等,因此退热药可能是作用于下丘脑体温调节中枢,从而发挥作用,B正确。
C、由题干信息可知,在病人身体条件许可的情况下,可以让病人体温维持在38.5℃以上一段时间,然后再吃退烧,C正确。
D、免疫系统的监控和清除是指机体清除体内衰老、死亡或损伤的自身癌变细胞的能力, D错误。
【点睛】本题考查免疫系统功能的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,分析题干提炼有效信息是解题关键。
7.某生物兴趣小组为探究“酶的特性和影响因素”进行了如下实验(注:“+”表示有加入,“-”表示没有加入)。请依据下述实验设计,回答下列问题:
试管编号
1号
2号
3号
4号
5号
2mLH2O2溶液
+
+
+
+
+
2滴蒸馏水
+
-
-
-
-
2滴FeCl3溶液
-
+
-
-
-
2滴新鲜肝脏研磨液
-
-
+
+
+
质量分数为5%盐酸
-
-
-
+
-
质量分数为5%的NaOH溶液
-
-
-
-
+
观察气泡多少和产生速率
(1)在制备新鲜肝脏研磨液时,加入SiO2的目的是_______________________以破坏肝脏细胞,释放出H2O2酶。
(2)实验中1号与3号试管对比是为了验证________________,2号与3号试管对比是为了验证__________。若要研究pH对酶活性的影响,则应选用_____________号试管进行对比。
(3)在探究温度对酶活性的影响时,可选用淀粉和小麦种子中的α-淀粉酶作为实验材料。
①该实验宜选用萌发的小麦种子提取α-淀粉酶的主要理由是____________。
②小麦种子发芽时,胚产生的赤霉素诱导α-淀粉酶的合成,其主要机理是_________。由此说明,植物的生长发育过程在根本上是____________________________的结果。
③该实验中可以在反应后滴加_________直接观察显色的深浅来检测实验结果。实验结果表明:55℃和75℃条件下,α-淀粉酶具有相同的活性,从酶的特性分析其原因是_______________________。
【答案】 (1). 有助于充分研磨 (2). 酶具有催化作用 (3). 酶具有高效性 (4). 3、4、5 (5). 小麦种子在萌发时会产生大量的α-淀粉酶 (6). 赤霉素能诱导α-淀粉酶基因的表达(或转录和翻译) (7). 基因组在一定时间和空间上的程序性表达 (8). 碘液 (9). 在最适温度前后,酶可能有相同的催化效率
【解析】
【分析】
酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
特性:1、酶具有高效性 2、酶具有专一性3、酶的作用条件比较温和。酶的活性受温度和PH值的影响,过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。
【详解】(1)在制备新鲜肝脏研磨液时,加入SiO2的目的是有助于充分研磨以破坏肝脏细胞,释放出H2O2酶。
(2)3号试管加入的新鲜肝脏研磨液中含有H2O2酶,因此实验中1号与3号试管对比是为了验证酶具有催化作用,2号与3号试管对比是为了验证酶具有高效性。4、5号试管分别加入了质量分数为5%的盐酸、质量分数为5%的NaOH溶液,因此若要研究pH对酶活性的影响,则应选用3、4、5号试管进行对比。
(3)在探究温度对酶活性的影响时,可选用淀粉和小麦种子中的α-淀粉酶作为实验材料。
①小麦种子中含淀粉丰富,萌发时形成大量淀粉酶,所以在该实验宜选用萌发的小麦种子提取α-淀粉酶。
②小麦种子发芽时,胚产生的赤霉素诱导α-淀粉酶的合成,其主要机理是赤霉素能诱导α-淀粉酶基因的表达(或转录和翻译)。由此说明,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的程序性表达的结果。
③用碘液显色方法来判定α-淀粉酶的活性,该实验中可以在反应后滴加碘液直接观察显色的深浅来检测实验结果。实验结果表明:55℃和75℃条件下,α-淀粉酶具有相同的活性,从酶的特性分析其原因是在最适温度前后,酶可能有相同的催化效率。
【点睛】本题综合考查酶的特性和影响酶活性因素的相关知识,意在考查学生理解所学知识的要点、分析图表和综合运用所学知识分析问题可准确作答。
8.心肌细胞不能增殖,ARC基因在心肌细胞中特异性表达,抑制其细胞凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA加工过程中会产生许多小RNA,如miR-223(链状),HRCR(环状)。HRCR可以吸附miR-223等,以达到清除它们的目的(如下图)。当心肌细胞缺血、缺氧时,某些基因过度表达会产生过多的miR-223,导致心肌细胞凋亡,最终引起心力衰竭。请回答:
(1)过程①的原料是________,催化该过程的酶是________。过程②的场所是________。
(2)若某HRCR中含有n个碱基,则其中有________个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附,这是因为其碱基数目少,特异性________,更容易与HRCR结合。与ARC基因相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是________。
(3)缺血、缺氧时,某些基因过度表达产生过多的miR-223,会导致过程②因________的缺失而受阻,最终导致心力衰竭。
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是____________________________。
【答案】 (1). 核糖核苷酸 (2). RNA聚合酶 (3). 核糖体 (4). n (5). 弱 (6). AU (7). 模板 (8). HRCR与miR-223碱基互补配对,导致ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡
【解析】
【分析】
根据题意和图示分析可知:图中①表示转录形成mRNA、②表示翻译过程,其中mRNA可与miR-223结合形成核酸杂交分子1, miR-223可与HRCR结合形成核酸杂交分子2。明确知识点,梳理相关的基础知识,分析题图,结合问题的具体提示综合作答。
【详解】(1)过程①形成mRNA,称为转录,催化该过程的酶是RNA聚合酶,原料是核糖核苷酸,过程②表示翻译,翻译过程的场所是核糖体。
(2)HRCR为单链环状RNA分子,其中所含磷酸二酯键数目与氢键数目相同,因此若某HRCR中含有n个碱基,则其中有n个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附,这是因为其碱基数目少,特异性弱,更容易与HRCR结合。与ARC基因(碱基配对方式为A-T、C-G)相比,核酸杂交分子1 (碱基配对方式为A-U、T-A、C-G )中所有的碱基对是A-U。
(3)缺血、缺氧时,某些基因过度表达产生过多的miR-223, miR-223与mRNA结合形成核酸杂交分子1,导致过程②因模板的缺失而受阻,最终导致心力衰竭。
(4)科研人员认为, HRCR有望成为减缓心力衰遇的新药物,其依据是HRCR与miR-223碱基互补配对,导致ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡。
【点睛】本题结合图解,考查遗传信息的转录和翻译,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识,能正确分析题图,再结合图中信息准确答题。
9.下图为某家族的遗传系谱图,已知甲病(基因用A、a表示)与乙病(基因用B、b表示)的有关基因位于相同染色体上,且7号没有携带乙病的致病基因,10号个体同时患有甲病和乙病。请回答下列问题:
(1)上述两种病的相关基因位于__________染色体上(“常”、“X”、“X和Y”)。
(2)10号个体的基因型为___________,出现该基因型的原因是_________________________,与含Y染色体的精子形成受精卵,发育为10号个体。若3号和4号生出与10号表现型相同孩子的概率为5%,则他们生出与8号表现型相同孩子的概率为__________。
(3)若11号个体与一表现型正常的男性结婚,并已怀孕,需通过___________(产前检查手段)确定胎儿是否健康。
(4)若9号个体是乙病携带者,与表现型正常的男性婚配后,生育了一个只患乙病的女儿,假设上述情况是一对基因异常导致的,从可遗传变异来源的角度讲,该女儿可能的患病原因包括B所在的X染色体缺失、________________或________________,最简便的初步诊断方法是_______________。
【答案】 (1). X (2). XAbY (3). 4号个体在减数分裂过程中发生交叉互换,产生基因型为XAb的卵细胞 (4). 20% (5). 基因诊断 (6). 含B的X染色体片段缺失 (7). 基因突变 (8). 镜检
【解析】
【分析】
分析系谱图:3号和4号都患甲病,但他们有不患甲病的儿子,说明甲病为伴X染色体显性遗传病;6号和7号都不患乙病,但他们有一个患乙病的儿子,说明乙病为隐性遗传病,又Ⅱ-7没有携带乙病的致病基因,则乙病为伴X染色体隐性遗传病。已知甲病(A-a)致病基因与乙病(B-b)致病基因位于同一条染色体上,则甲病、乙病为伴X染色体遗传病。
产前诊断是胎儿出生前,医生用专门的检测手段,如采用羊水检查、胎儿镜检查、B超检查、孕妇血细胞检查及基因诊断等方法,确定胎儿是否患有某种遗传疾病或先天性疾病。
【详解】(1)由以上分析可知,上述两种病的相关基因位于X染色体上。
(2)10号个体同时患两种病,X染色体上同时携带这两种致病基因,Y染色体上没有致病基因,其基因型为XAbY;出现该基因型的原因是4号个体在减数分裂过程中发生交叉互换,产生基因型为XAb的卵细胞,与含Y染色体的精子形成受精卵,发育为10号个体。
根据系造图分析,5号个体正常,基因型为XaBY ,2号患乙病不患甲病,基因型为XabY,4号思甲病不患乙病,则可推出4号基因型为XABXab,8号患乙病不患甲病,基因型为XabY,10号患甲乙两种病,基因型为XAbY ,3号患甲病不患乙病,则3号基因型为XABY ,3号和4号婚配,XABXab×XABY生了10号基因型为XAbY,说明发生了交叉互换; 3号和4号生出与10号表现型相同孩子的概率为5%,XABY产生全含Y的精细胞的概率为50%, 则XABXab产生全含XAb的卵细胞的概率为10% ,因此XABXab同时产生XaB细胞的既率也为10%,故母本XABXab产生的卵细胞分别为10%XaB ,10%XAb, 40%XAB,40%Xab ,父本产生的精细胞分别为50%XAB、50%Y ;8号为患乙病不患甲病男性,要生出与8号表现型相同的孩子,需要Xab的卵细胞和Y的精细胞结合,概率为40%×50%=20%。
(3)据分析可知若11号个体与一表现型正常男性结婚,并已怀孕,要想检测胎儿是否健康需通过基因诊断(产前检查手段)来确定。
(4)若9号个体是乙病携带者,与表现型正常的男性婚配后,生育了一个只患乙病的女儿,假设上述情况是一对基因异常导致的,从可遗传变异来源的角度讲,该女儿可能的患病原因包括B所在的X染色体缺失、含B的X染色体片段缺失或基因突变,最简便的初步诊断方法是镜检。
【点睛】本题结合系谱图,考查人类遗传病和伴性遗传的相关知识,要求考生识记几种常见人类遗传病的特点,解答本题关键是根据系谱图准确判断两种遗传病的遗传方式及相应个体的基因型。
10.回答下列生态学相关问题问题:
(1)图为某生态系统的碳循环部分示意图,若乙表示化石燃料,图中还缺少一个重要的过程,请用文字和箭头形式书写出来________。因二氧化碳等温室气体的大量排放,形成温室效应,导致气温升高,为缓解温室效应可采取的措施有_______________________________(答出两条即可)。
(2)下图为人工创建的一个简易生态农场的模式图。请据图回答:
①农田中经常发生虫害,若调查该农田某种害虫虫卵的密度应采用的方法是______________。从能量流动角度分析,田间除草和杀虫的目的是__________________。
②经调查,该农田中的某种植物第一年的种群数量为N0,而且每繁殖一代种群数量比原来增加1.6倍,则在此条件下繁殖2次以后,该植物的种群数量为________。
③实际种植中,通常将蘑菇房与蔬菜大棚相通,可提高农作物产量。从光合作用角度分析,其原因是________________________________。
④该生态系统的营养结构由________条食物链(捕食链)构成。
⑤经调查,农作物和鸡的部分能量值(单位:105KJ)如下表。
净同化量
呼吸消耗量
流向分解者
未利用
农作物
110
75
21
58
鸡
7
10
1
3
据上表分析可知,农作物固定的太阳能为_________,人从该系统中获取的能量是__________。
【答案】 (1). 甲→戊 (2). 减少化石燃料燃烧,提高能效,开发新能源,保护植被,植树造林 (3). 样方法 (4). 调整生态系统的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 (5). 6.76N0 (6). 蘑菇分解有机物,提高环境中C02浓度,从而提高光合作用强度 (7). 2 (8). 1.85×107KJ (9). 1.7×106KJ
【解析】
【分析】
本题主要考查生态系统的构成、碳循环、种群密度调查、能量流动等相关知识,分析生态系统的碳循环部分示意图,若乙表示化石燃料,则甲表示大气中的二氧化碳,戊表示生产者,丁是消费者,丙是分解者。
造成温室效应的气体有二氧化碳、臭氧、甲烷等气体,主要气体是二氧化碳,由于化石燃料的大量使用产生大量的二氧化碳,所以防止温室效应的方法有:减少使用化石燃料,开发新能源,植树造林等,由于植物的光合作用能吸收二氧化碳,所以可以通过植树造林减少二氧化碳的量。
样方法:
①、在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计算每个样方内个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群密度的估算值。
②、这种方法适用于植物种群密度,昆虫卵的密度的取样调查,主要用于移动能力较低,种群密度均匀的种群。
理想状况下种群的数量增长是J型增长曲线,公式是Nt=N0λt
【详解】(1)据分析可知,题中某生态系统的碳循环部分示意图中,若乙表示化石燃料,则甲表示大气中的二氧化碳,戊表示生产者,丁是消费者,丙是分解者,因此图中还缺少一个重要的过程,就是缺少了甲→戊。因二氧化碳等温室气体的大量排放,形成温室效应,导致气温升高,为缓解温室效应可采取的措施有减少化石燃料燃烧,提高能效,开发新能源,保护植被,植树造林。
(2)①一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵等种群密度的调查方式常用的是样方法,从能量流动角度分析,田间除草和杀虫的目的是调整生态系统的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
②理想状况下种群的数量增长是J型增长曲线,公式是Nt=N0λt ,其中Nt是t年后种群数量,N0为种群的起始数量,t为时间,λ是该种群数量是一年前种群数量的倍数,所以农田中的某种植物第一年的种群数量为N0,如果在理想状况下,每年的增长率λ保持不变,且λ=1.6,则繁殖2次以后,该植物的种群数量为N0(1+1.6)2=6.76 N0。
③蘑菇分解有机物,提高环境中C02浓度,进而提高光合作用强度,因此在实际种植中,通常将蘑菇房与蔬菜大棚相通,提高农作物产量。
④该生态系统的营养结构由2条食物链构成,即农作物→人和农作物→鸡→人。
⑤据上表分析可知,农作物固定的太阳能为(110+75)×105KJ=1.85×107KJ,人从该系统中获取的能量是〔110-21-58-(7+10)+(7-1-3)〕×105KJ=1.7×106KJ。
【点睛】本题考查生态系统和生态农业的相关知识,意在考查学生的识图能力和判断能力,理论联系实际,综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力,从题目所给的图形中获取有效信息是解题关键。
11.请回答泡菜制作、亚硝酸盐含量的测定、果汁的制作及血红蛋白的提取和分离等的相关问题:
(1)泡菜腌制过程中若温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,容易造成___________________________。(答出两点)
(2)在测定亚硝酸盐含量的步骤中,样品处理液的制备需要用到氢氧化铝乳液,其作用是__________________。
(3)果胶酶包括___________、果胶分解酶和果胶酯酶等,能够分解果胶,瓦解____,使榨取果汁变得更容易,而果胶分解成可溶性的________________,使浑浊的果汁变的澄清。
(4)在血红蛋白的提取和分离实验中,洗涤好的红细胞需先后加入_______________,使红细胞破裂,释放血红蛋白。分离血红蛋白溶液时,离心后自上而下第三层的红色透明液体是____________________。
【答案】 (1). 细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加 (2). 进一步吸附泡菜汁中色素、杂质,使泡菜汁透明澄清,以便进行后续的显色反应 (3). 多聚半乳糖醛酸酶 (4). 植物的细胞壁及胞间层 (5). 半乳糖醛酸 (6). 蒸馏水和甲苯 (7). 血红蛋白溶液(或“血红蛋白的水溶液”)
【解析】
【分析】
1、泡菜的制作原理:泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。测定亚硝酸盐含量的原理:在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测对比,可以大致估算出亚硝酸盐的含量。
2、果胶酶的作用:能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也是果汁变得澄清。 成分:由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。
3、血红蛋白的提取和分离一般分为:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定四步。
【详解】(1)利用乳酸菌制作泡菜的过程中温度过高,食盐用量不足10%,腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加,一般在腌制10天后,亚硝酸盐的含量开始下降。
(2)在测定亚硝酸盐含量的步骤中,样品处理液的制备需要用到氢氧化铝乳液,其作用是进一步吸附泡菜汁中色素、杂质,使泡菜汁透明澄清,以便进行后续的显色反应.
(3)果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等,果胶酶的作用是分解果胶将分解成可溶性的半乳糖醛酸,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,使浑浊的果汁变的澄清。
(4) 在血红蛋白的提取和分离实验中蒸馏水和甲苯的作用是涨破红细胞,使血红蛋白释放。分离血红蛋白溶液时,离心后自上而下第三层的红色透明液体是血红蛋白溶液(或“血红蛋白的水溶液”)
【点睛】本题主要是对泡菜制作、亚硝酸盐含量的测定、果汁的制作及血红蛋白的提取和分离等实验的考查,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
12.现代生物工程技术推动了畜牧业和生态工程的发展,回答下列相关问题:
(1)试管牛培育过程中,体外受精之前通常采用__________________法对采集的良种公牛精子进行获能处理,即将精子放入________________________中,诱导精子获能。精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在_________________完成的。
(2)哺乳动物的受精过程主要包括______________________,进入卵细胞膜,_________________。
(3)利用细胞核移植技术繁育良种牛的过程需要进行胚胎移植,移植前需要对供体和受体牛进行_______处理,受体对外来胚胎基本不发生_______________,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)依据生态工程的___________原理,黄河三角洲自然保护区的建立需考虑提高农民经济收入,使保护环境和经济发展相互协调
【答案】 (1). 化学诱导 (2). 一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液 (3). 出生前(或胎儿时期) (4). 精子穿越放射冠和透明带 (5). 原核形成和融合 (6). 同期发情 (7). 免疫排斥反应 (8). 整体性
【解析】
【分析】
试管牛技术,包括体外受精,早期胚胎培养,胚胎移植等。体外受精包括精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养和体外受精。胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理;②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存;④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
核移植技术,包括细胞核移植,早期胚胎培养,胚胎移植等技术。胚胎移植时,受体动物和供体动物必须同时注射激素,使他们同期发情处理,具有相同的生理状态。
受精阶段主要包括:精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,原核形成和配子结合
【详解】(1)试管牛培育过程中,体外受精之前通常采用化学诱导法对采集良种公牛精子进行获能处理,即将精子放入一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,诱导精子获能。精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前(或胎儿时期)完成的,而精子是在初情期之后。
(2)受精阶段主要包括:精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,原核形成和融合。
(3)据分析可知胚胎移植前需要对供体和受体牛进行同期发情处理,受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)建立黄河三角洲自然保护区需考虑提高农民经济收入,依据生态工程的整体性原理,使保护环境和经济发展相互协调。
【点睛】本题考查胚胎工程的相关知识,要求考生识记试管牛技术;识记胚胎移植的过程及生理学基础,结合所学的知识准确答题。
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