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.佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内某种元素缺乏有关。该元素还可以()
A.参与构成叶绿素B.用于诱导原生质体融合
C.辅助血红蛋白携氧D.参与构成甲状腺激素
【答案】B
【分析】必修一第22页:哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+,如果Ca2+的含量太低,动物会出现抽搐等症状
A.错误。必修一第22页“思考·讨论”:Mg构成叶绿素
B.正确。选择性必修三第37页:人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类...高Ca2+--高PH融合法
C.错误。必修一第22页“思考·讨论”:Fe构成血红素
D.错误。I构成甲状腺激素。人教版高中教材未找到原话(如有找到请评论区告知)
2.某樱桃品种由北方引种到南方后,栽培于平地和同一地区高山的相比,花芽小且产量较低。研究人员分析了花芽的激素含量,结果如下表。下列叙述错误的是()
栽培地点 | 海拔(m) | 年均温度(℃) | 激素含量(ng·g-1) | 每100个花芽的质量(g) |
细胞分裂素 | 赤霉素 | 脱落酸 | 生长素 |
平地 | 10 | 18.7 | 17.2 | 4.1 | 102.8 | 43.1 | 6.6 |
高山 | 1058 | 13.4 | 20.9 | 4.9 | 95.9 | 41.9 | 7.3 |
A.樱桃花芽的发育受多种植物激素的共同调控
B.平地和高山的樱桃花芽激素含量受温度影响
C.樱桃花芽发育中赤霉素和脱落酸的作用相反
D.生长素与细胞分裂素比值高有利于花芽膨大
【答案】D
【分析】
A.正确。由表得知,花芽发育需要细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、生长素等。
B.正确。平地(10m)和高山(1058m)区别主要是温度等因素,因此,樱桃花芽激素含量受温度影响
C.正确。选择性必修一第97页:由图5-9可知,脱落酸和赤霉素的作用相反
D.错误。平地:生长素:细胞分裂素=43.1:17.2=2.5 花芽质量:6.6
高山:生长素:细胞分裂素=41.9:20.9=2.0 花芽质量:7.3
由此可知,比值高不利于花芽膨大
3.我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸,流程如下图。下列叙述错误的是()
A. 淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源
B. 扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种
C.培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同
D.通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累
【答案】C
【分析】
A.正确。选择性必修三第10页:虽然各种培养基的配方不同。但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)...;必修一第23页:糖类是重要的能源物质(新版已改为“重要”)
B.正确。选择性必修三第22页:由图1-9可知,接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以,在发酵前还需要对菌种进行扩大培养
C.错误。选择性必修三第11页“资料卡”和第12页“探究·实践”:培养基-湿热灭菌;发酵罐-湿热灭菌;空气-发酵工程常用介质过滤(无菌过滤网)
D.正确。由题干信息可知,黑曲霉呼吸方式为有氧呼吸,因此,通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累
4.细胞衰老表现为细胞形态、结构和功能的改变。下列叙述错误的是()
A.细胞持续分裂过程中端粒缩短可引起细胞衰老
B.皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中有新蛋白合成
C.哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老
D.衰老小肠上皮细胞的膜通透性改变,物质吸收效率降低
【答案】C
【分析】
A.正确。必修一第124页:细胞衰老的原因...端粒学说,端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截
B.正确。细胞分裂和分化会有新的蛋白质产生
C.错误。必修一第125页:血液中的红细胞快速地更新,可以保障集体所需氧气的供应。但是机体中众多细胞及组织的衰老,就会引起人的衰老。因此,适度更新细胞利于机体代谢,并非机体衰老
D.正确。必修一第123页:图6-8细胞衰老特征示意图
5.对下列关于中学生物学实验的描述错误的是()
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②观察植物细胞的质壁分离现象
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质的流动
⑥DNA的粗提取与鉴定
A.①⑥通过观察颜色判断实验结果 B.③⑥均须进行离心操作
C.②④均可使用洋葱作为实验材料 D.②⑤实验过程均须保持细胞活性
【答案】B
【分析】
A.正确。①必修一第18页“探究·实践”和81页“探究·实践”:用斐林试剂检测其水解产物;⑥选择性必修三第74页“探究·实践”:二苯胺试剂检测DNA
B.错误。③选择性必修二第11页“探究·实践”:计数之前,试管震荡几次,而非离心;⑥选择性必修三第74页“探究·实践”:1500r/min离心或4℃静置
C.正确。②必修一第64页“探究·实践”:实验材料为洋葱;④必修一第116页“探究·实践”:实验材料为洋葱
D.正确。②必修一第64页“探究·实践”:活细胞才会发生质壁分离及复原;⑤必修一第50页“探究·实践”:观察叶绿体和细胞质的流动需要活细胞
6.临床上常用能量合剂给患者提供能量,改善细胞功能,提高治疗效果。某能量合剂的配方如下表,其中辅酶A参与糖和脂肪等有机物的氧化分解。下列叙述错误的是()
成分 | ATP | 辅酶A | 10%KCl | 5%NaHCO3 |
用量 | 60mg | 100U | 10mL | 50mL |
用法 | 溶于500mL5%葡萄糖溶液后,静脉滴注 |
A.K+经协助扩散内流以维持神经细胞静息电位
B.补充辅酶A可增强细胞呼吸促进ATP生成
C.HCO3-/H2CO3在维持血浆pH稳定中起重要作用
D.合剂中的无机盐离子参与细胞外液渗透压的维持
【答案】A
【分析】
A.错误。选择性必修一第28页:静息时,膜主要对K+有通透性,造成K+外流
B.正确。必修一第94页:细胞呼吸定义。辅酶A参与糖和脂肪等有机物的氧化分解,因此,补充辅酶A可增强细胞呼吸促进ATP生成
C.正确。选择性必修一第5页:血浆的PH之所以能够保持稳定,与其中含有的HCO3-、H2CO3等物质有关
D.正确。选择性必修一第5页:细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-
7.科研人员通过对绵羊受精卵进行基因编辑和胚胎移植等操作,获得了羊毛长度显著长于对照组的优良品系。下列叙述错误的是( )
A.为获取足够的卵子,需对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理
B.为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致,需进行同期发情处理
C.受精卵发育至桑葚胚阶段,细胞数量和胚胎总体积均增加
D.对照组绵羊的选择需考虑年龄、性别等无关变量的影响
【答案】C
【分析】
A.正确。选择性必修三第62页:超数排卵是指应用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子
B.正确。选择性必修三第61页:由图2-23牛胚胎移植示意图,进行同期发情处理
C.错误。选择性必修三第58页:胚胎发育早期,有一段时间是在透明带内进行分裂,细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,这种受精卵的早期分裂称为卵裂。当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密细胞团,形似桑葚时,称为桑葚胚
D.正确。年龄、性别会影响羊毛长度,因此,需考虑这些无关变量的影响
8.丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是()
A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加
B.丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变
C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率
D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高
【答案】D
【分析】必修一第92页和93页:有氧呼吸的三个阶段;第94页:无氧呼吸的两个阶段
A.正确。丙酮酸在细胞质基质中转化成乳酸;在线粒体基质中转化为【H】和二氧化碳;MPC功能减弱,丙酮酸进入线粒体受阻,因此,更容易在细胞质基质转化为乳酸,导致乳酸积累
B.正确。由图可知。
C.正确。由图可知,线粒体内外膜间隙低PH,H+浓度高,线粒体基质高PH,H+浓度低;丙酮酸根进入线粒体基质需借助H+浓度差,因此,线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率
D.错误。由图可知,丙酮酸根的转运速率还会受到MPC和H+的影响并不会一直增加
9.专食性绢蝶幼虫以半荷包紫堇叶片为食,成体绢蝶偏好在绿叶型半荷包紫堇植株附近产卵。生长于某冰川地域的半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色,不易被成体绢蝶识别。冰川消融导致裸露岩石增多、分布范围扩大,则该地区( )
A.半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率会逐渐增加
B.半荷包紫堇bHLH35基因突变会引起绢蝶的变异
C.灰叶型半荷包紫堇的出现标志着新物种的形成
D.冰川消融导致绢蝶受到的选择压力减小
【答案】A
【分析】
A.正确。必修二第114页:在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变。题干信息①bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色,不易被成体绢蝶识别;②冰川消融导致裸露岩石增多、分布范围扩大;因此,突变的bHLH35基因更适应环境,频率增加
B.错误。半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色,对绢蝶有选择作用,但无法使绢蝶发生变异
C.错误。必修二第118页:生殖隔离一旦形成...就成了不同的物种。题干信息并无提及出现生殖隔离,因此,无法说明新物种形成
D.错误。题干信息:专食性绢蝶幼虫以半荷包紫堇叶片为食,成体绢蝶偏好在绿叶型半荷包紫堇植株附近产卵。半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色,不易被成体绢蝶识别。因此,bHLH35基因突变不利于绢蝶生存。冰川消融导致绢蝶受到的选择压力增大
10.金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基,造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异,该现象最不可能源于()
A.乙醛脱氢酶基因序列的差异B.编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异
C.乙醛脱氢酶活性的差异D.鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
【答案】A
【分析】
A.必修一第119页:就一个个体来说,各种细胞具有完全相同的遗传信息。因此,各细胞的乙醛脱氢酶基因序列相同
B.必修一第119页:细胞形态、结构和功能却有很大差异的原因:这是细胞中的基因选择性表达的结果,即个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。因此,可以是转录水平有差异导致mRNA量的差异
C.由B可知,可以是翻译水平导致酶活性差异
D.题干信息:乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基,由C可知,酶活性不同,可以导致鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
11.入侵物种线虫甲和本土物种线虫乙常引起松树成片死亡。为探究两者的竞争关系,在相同实验条件下对甲和乙混合培养,部分结果如下表。下列叙述错误的是()
组别 | 甲初始数量(条) | 乙初始数量(条) | 存活物种 |
1 | 9♂+9♀ | 10♂+10♀ | 甲 |
2 | 6♂+6♀ | 10♂+10♀ | 甲 |
3 | 4♂+4♀ | 10♂+10♀ | 甲 |
4 | 3♂+3♀ | 10♂+10♀ | 乙 |
A.相同条件下甲单独培养时的K值比混合培养时大
B.实验中仅存活一种线虫的原因是两者生态位相似
C.设置相同雌雄比是为排除性比对实验结果的干扰
D.结果表明野外释放乙是生物防治甲入侵的有效措施
【答案】D
【分析】
A.正确。选择性必修二第9页:环境容纳量定义。K值大小取决于环境条件。单独培养时,食物和空间均比混合培养时充足,因此,相同条件下甲单独培养时的K值比混合培养时大
B.正确。选择性必修二第27页:生态位定义。因此,若两种生物生态位高度一致,则很难共存。1、2、3、4组最终只存活一种线虫,因此,两者生态位相似
C.正确。雌雄比会影响结果,因此,需设置相同雌雄比
D.错误。题干信息:入侵物种线虫甲和本土物种线虫乙常引起松树成片死亡。由表中1、2、3、4组实验结果可知,若想让乙抑制甲的生长,则必须使乙数量数倍于甲。但这样结果同样会使松树成片死亡,因此,野外释放乙并非是生物防治甲入侵的有效措施
12.我国自主研发的某单克隆抗体药物能够与特异性细胞因子受体结合,用于治疗季节性过敏性鼻炎,部分过程示意图如下。下列叙述错误的是()
A.抗原呈递细胞和辅助性T细胞都能摄取、加工处理和呈递抗原
B.活化B细胞需要过敏原和辅助性T细胞传递的信号刺激
C.过敏原再次进入机体与肥大细胞表面的抗体IgE结合后引发过敏反应
D.该抗体药物能与特异性细胞因子受体结合,减少抗体IgE的产生
【答案】A
【分析】
A.错误。选择性必修一第68页:B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都能摄取和加工处理抗原、并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞,因此,这些细胞统称为抗原呈递细胞。第72页:图4-6辅助性T细胞接收抗原呈递细胞传递的抗原信息
B.正确。选择性必修一第72页:图4-6,B细胞活化需要两个信号和细胞因子的作用
C.正确。选择性必修一第78页:图4-9和题干图中信息,过敏原再次进入机体与肥大细胞表面的抗体IgE结合后引发过敏反应
D.正确。由图可知,抗体药物抑制细胞因子与细胞因子受体结合。由此可知,抗体药物与特异性细胞因子受体结合,从而抑制细胞因子与受体结合,减少抗体IgE的产生
13.丛枝菌根真菌(AMF)可以帮助植物吸收磷,同时从植物中获取有机物。我国科研人员最近研究发现,小麦CNGC15基因突变后根细胞合成和分泌的黄酮类物质增加,吸引更多的AMF在小麦根部定殖。下列叙述错误的是()
A.该基因突变可以增加生物多样性
B.低磷条件下AMF与小麦互利共生
C.小麦和AMF通过化学信息调节种间关系
D.该基因突变不影响AMF和小麦种群间能量流动
【答案】D
【分析】
A.正确。选择性必修二第90页:生物多样性包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。遗传多样性是指地球上所有生物携带的遗传信息的总和。因此,基因突变可以增加生物多样性
B.正确。选择性必修二第24页:互利共生定义。由题干信息可知,丛枝菌根真菌(AMF)可以帮助植物吸收磷,同时从植物中获取有机物。因此,低磷条件下,AMF与小麦互利共生
C.正确。选择性必修二第69页:在生命活动中,生物还产生一些可以传递信息的化学物质...这就是化学信息。题干信息:小麦CNGC15基因突变后根细胞合成和分泌的黄酮类物质增加,吸引更多的AMF在小麦根部定殖。符合化学信息定义。
D.错误。题干信息:①丛枝菌根真菌(AMF)从植物中获取有机物,即获取能量。②黄酮类物质增加,吸引更多的AMF在小麦根部定殖,即从小麦中获取更多能量。
14.高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累,使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白,以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工,此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是()
A.错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B.合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C.UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D.阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
【答案】C
【分析】
A.错误。必修一第48页:由图3-6可知,高尔基体水解蛋白质的功能。教材外知识:溶酶体可水解错误折叠蛋白质。植物细胞没有,但液泡有类似作用
B.错误。必修一第92页和93页:有氧呼吸场所为细胞质基质和线粒体。因此,合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体和细胞质基质提供
C.正确。必修一第52页:分泌蛋白的合成过程大致是...说明核糖体和内质网。必修二第65页:图4-4和68页:图4-7,说明蛋白质合成需要转录和翻译,即需要细胞核
D.错误。由题干信息可知,UPR有助于恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工。阻碍UPR降低植物对高温胁迫的耐受性
15.冰川融水会将溪流沿岸的无机盐和有机物残体等带入湖泊,如图(a)。环境DNA(eDNA)技术通过检测环境样品中特异性基因序列来识别物种,利用该技术分析青藏高原某冰川前缘、溪流到下游湖泊的15个采样点的物种丰富度,如图(b)。下列叙述正确的是()
A.冰川前缘至少有2个营养级,湖泊中至少有4个营养级
B.eDNA结果可同时反映水体及周边陆地生态系统物种多样性
C.从高山流石滩到高寒草甸生物的分布体现了群落的垂直结构
D.蓝细菌等生产者固定的太阳能是输入湖泊生态系统的总能量
【答案】B
【分析】
A.错误。由图可知,冰川前缘有蓝细菌、硅藻和无脊椎动物。蓝细菌和硅藻是生产者,即第一营养级;无脊椎动物可以是分解者或消费者,若生态系统组成成分齐全的话,至少有两个营养级。湖泊有蓝细菌、硅藻、无脊椎动物和脊椎动物,同理,若生态系统组成成分齐全的话,至少有三个营养级。
B.正确。题干信息:环境DNA(eDNA)技术通过检测环境样品中特异性基因序列来识别物种。图(a)信息:冰川融水会将溪流沿岸的无机盐和有机物残体(即陆地上生物的遗体残骸)等带入湖泊。因此,eDNA结果可同时反映水体及周边陆地生态系统物种多样性
C.错误。选择性必修二第26页:水平结构定义。高山流石-高山草甸是水平方向上的不同地段属于水平结构
D.错误。选择性必修二第57页:如果一个生态系统在一段较长时间内没有能量(太阳能或化学能)输入,这个生态系统就会崩溃。因此,由图可知,湖泊生态系统的总能量=蓝细菌等生产者固定的太阳能+有机物残体所含化学能。
16.某常染色体遗传病致病基因为H,在一些个体中可因甲基化而失活(不表达),又会因去甲基化而恢复表达。由于遗传背景的差异,H基因在精子中为甲基化状态,在卵细胞中为去甲基化状态,且都在受精后被子代保留。该病的某系谱图如下,Ⅲ1的基因型为Hh,不考虑其他表观遗传效应和变异的影响,下列分析错误的是()
A.I1和I2均含有甲基化的H基因 B.Ⅱ1为杂合子的概率2/3
C.Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/2 D.Ⅲ1的h基因只能来自父亲
【答案】B
【分析】题干信息:①常染色体遗传病致病基因为H;②H基因在精子中为甲基化状态,在卵细胞中为去甲基化状态,且都在受精后被子代保留
A.Ⅲ1的基因型为Hh,该个体患病,说明H来自母亲,即Ⅱ2;Ⅱ2有H却不患病,说明其H来自父亲,即Ⅰ1。Ⅰ1不患病,Ⅰ1含有甲基化的H基因;Ⅱ1患病,其H基因来自其母亲,即Ⅰ2,Ⅰ2不患病,说明Ⅰ2含有甲基化的H基因,A正确
B.Ⅲ1的基因型为Hh,其H来自Ⅱ2,Ⅱ2不患病,其H基因来自Ⅰ1,Ⅱ1患病,其H基因来自Ⅰ2,Ⅰ1和Ⅰ2均含有H基因且都不患病,基因型必定都为Hh,为了区分来自Ⅰ1和Ⅰ2的H基因,Ⅰ1基因型为H1h,Ⅰ2基因型为H2h,已知Ⅱ1患病,其H基因需要来自母亲,因此Ⅱ1的基因型为H1H2或H2h,杂合子的概率为1/2,B错误
C.已知Ⅱ2基因型为Hh,Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病只受母亲Ⅱ2的影响,因此子代获得H基因就患病,否者就不患病,因此Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/2,C正确
D.Ⅲ1的基因型为Hh,该个体患病,说明H来自Ⅱ2,Ⅲ1的h基因只能来自父亲,D正确
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17.(10分)叶绿体中R酶既能催化CO2固定,也能催化C5与O2反应,CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点;线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸,如图(a)。为探究保卫细胞巾G酶对植物光合作用的影响,研究者以野生型植株W为参照,构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S,实验结果如图(b)。回答下列问题。
(1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的________,产物C3在光反应生成的________参与下合成糖类等有机物。
(2)植物保卫细胞吸水,气孔开度增大。由图(a)(b)可知,相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高,叶片的净光合速率高于植株W,原因是________________。
(3)保持环境中CO2浓度不变,当O2浓度从21%升高到40%时,植株S的净光合速率________(填“增大”或“减小”);相较于植株W,植株S的净光合速率变化幅度________(填“大”“小”或“无法判断”)。
(4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响,还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果:________________。
【答案】(1)基质ATP和NADPH
(2)植株S中G酶表达量提高加速甘氨酸转化为丝氨酸,①增加胞内二氧化碳浓度;②提高胞内可溶性糖等溶质含量,利于保卫细胞吸水,增加气孔开度,以吸收更多二氧化碳。从而使植株S的暗反应速率更快。
(3)减小 小
(4)实验思路:对照组:野生型植株W为参照;
实验组:构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组;
在相同且适宜条件下培养,测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。
预期结果:植株T净光合速率小于植株W,植株S净光合速率大于植株W
【分析】(1)必修一第103页:图5-14
(2)由图(a)可知,甘氨酸→CO2+丝氨酸,G酶表达量增加,CO2增多;CO2去向有两个:①进入叶绿体;②转化成可溶性糖,是渗透压变大,溪水增多,气孔打开,CO2吸收增多;①②均能使CO2竞争R酶能力提升,增强暗反应。
(3)由图(a)可知,当O2浓度从21%升高到40%时,O2更容易结合R酶,降低经光合作用速率;植株S中G酶表达量高,可使CO2浓度比W组高,降低这种影响。
(4)探究X对生命活动的影响,一般对照组是正常,实验组为缺X
18.(11分)某芸香科植物分泌腔内的萜烯等化合物可抗虫害,纯合栽培品种(X)果实糖分含量高,叶全缘,但没有分泌腔;而野生纯合植株(甲)叶缘齿状,具有发达的分泌腔。我国科研人员发现A基因和B基因与该植物叶缘形状、分泌腔形成有关。对植株甲进行基因敲除后得到植株乙、丙、丁,其表型如下表。回答下列问题。
植株 | 叶缘 | 分泌腔 | | P 野生型(甲)×栽培品种(X) ↓ F1有分泌腔 ↓ F2有分泌腔无分泌腔 3 : 1 |
甲(野生型) | 齿状 | 有 |
乙(敲除A基因) | 全缘 | 无 |
丙(敲除B基因) | 齿状 | 无 |
丁(敲除A基因和B基因) | 全缘 | 无 |
(1)由表分析可知,控制叶缘形状的基因是________,控制分泌腔形成的基因是________。
(2)为探究A基因和B基因之间的调控关系,在植株乙中检测到B基因的表达量显著减少,而植株丙中A基因的表达量无变化,说明________________________。
(3)为探究A基因与B基因在染色体上的位置关系,不考虑突变及其他基因的影响,选择表中的植株进行杂交,可选择的亲本组合是________。F1自交得到F2,若F2的表型及比例为________,则A、B基因位于两对同源染色体上。在此情况下结合图中杂交结果,可推测栽培品种(X)的________(填“A”“B”或“A和B”)基因功能缺陷,可引入相应基因来提高栽培品种的抗虫品质。
【答案】(1)A A和B
(2)A基因促进B基因表达,而B基因不参与调控A基因表达
(3)甲和丁或乙和丙
齿状有分泌腔:齿状无分泌腔:全缘无分泌腔=9:3:4 A
【分析】(1)结合表格分析,野生型甲为齿状,有分泌腔,乙敲除A基因,表现为全缘,说明控制叶缘形状的基因是A;乙(敲除A基因),丙(敲除B基因)均表现为无分泌腔,说明控制分泌腔形成的基因是A和B。
(2)乙敲除A基因,但没有敲除B基因,在植株乙中检测到B基因的表达量显著减少,说明A基因可以促进B基因的表达;丙敲除B基因,但没有敲除A基因,植株丙中A基因的表达量无变化,说明B基因不参与调控A基因的表达。
(3)假定基因敲除后用相应的小写字母表示,甲基因型为AABB,乙为aaBB,丙为AAbb,丁为aabb,要探究A基因与B基因在染色体上的位置关系,即探究两对基因是位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上,我们通常需要获得双杂合子AaBb进行自交,因此可选择的亲本组合是甲和丁或乙和丙,F1AaBb自交得到F2,若A、B基因位于两对同源染色体上,则满足自由组合定律,F2的表型及比例为齿状有分泌腔(A_B_):齿状无分泌腔(A_bb):全缘无分泌腔(aaB_或aabb)=9:3:4。图示中野生型甲(AABB)和栽培品种X(aaBB或aabb)杂交,子一代都有分泌腔,子一代自交,子二代有分泌腔:无分泌腔=3:1,说明栽培品种(X)基因型为aaBB,即A基因功能缺陷,可引入相应基因来提高栽培品种的抗虫品质。
19.(11分)摄食行为受神经—体液调节,长期睡眼眠不足会影响摄食,易导致体重增加,引发肥胖等代谢问题。回答下列问题。
(1)胃肠道管壁感受器接受食物刺激后,产生兴奋,在脑干,脊髓等中枢参与下,胃肠平滑肌收缩,属于________(填“非条件”或“条件”)反射,该过程也受大脑皮层的调控,属于神经系统的________调节。
(2)我国科研人员新发现一种激素R,夜间分泌量高,白天分泌量低,表明激素R分泌具有________性。分别对不同人群、睡眠效率与激素R含量的关系进行分析,结果如图(a),可知________________(答出2点即可)。
(3)利用R基因(控制合成激素R)敲除小鼠开展研究,结果如图(b),该实验的目的是________________。
(4)研究人员针对激素R的受体GRM3开展了相关研究,结果如图(c)。与甲组相比,乙组将小鼠下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3敲除,使突触前膜以________方式释放的神经递质减少,兴奋传递效率降低,小鼠食欲增加;丙组将小鼠胃运动神经元上的GRM3敲除,胃运动神经元释放的________(填“兴奋性”或“抑制性”)递质减少,使胃平滑肌收缩增强。据此推测激素R缓解肥胖的机制是________________。
【答案】(1)非条件分级
(2)昼夜节律(周期) ①体重正常和肥胖人群均存在睡眠效率越高,血液中R激素越多;②睡眠效率在55%以上时,同等睡眠效率下,体重正常人群要比肥胖人群分泌的激素R多;③低效率睡眠,肥胖人群更易产生激素R
(3)探究激素R对人类(摄食行为和)体重的影响
(4)胞吐 抑制性 ①激素R与下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3结合,促进释放神经递质,降低食欲;②激素R与胃运动神经元上的GRM3结合,释放抑制性神经递质,使胃平滑肌收缩减弱。
【分析】(1)选择性必修一第24页:出生后无须训练就具有的反射,叫作非条件反射;第34页:图2-10躯体运动分级调节示意图
(2)题干信息:“一种激素R,夜间分泌量高,白天分泌量低”,因此,激素R分泌具有昼夜节律性。①横纵坐标关系;②两条曲线比较
(3)由图(b)可知,有无基因R(即有无激素R)对体重有影响;题干信息:摄食行为受神经—体液调节,长期睡眼眠不足会影响摄食,易导致体重增加。所以,结论为探究激素R对人类(摄食行为和)体重的影响
(4)选择性必修一第29页:由图2-8可知,神经递质通过胞吐释放到突触间隙。题干信息:使胃平滑肌收缩增强。推知前文减少的应是抑制性神经递质。由(4)题干信息可知,缓解肥胖可通过抑制“食欲”和“胃消化活动”,即①激素R与下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3结合,促进释放神经递质,降低食欲;②激素R与胃运动神经元上的GRM3结合,释放抑制性神经递质,使胃平滑肌收缩减弱。
20.(10分)过度放牧会导致土地退化,禁牧封育是防治荒漠化和开展风沙治理的重要措施。研究人员在黄土高原半干旱区对不同禁牧封育年限的群落开展植物多样性调查,结果如下表。其中,辛普森多样性指数越大表示群落物种多样性水平越高。回答下列问题。
禁牧封育 时长(年) | 物种数(种) | 物种总数(种) | 辛普森多样性指数 |
半灌木 | 多年生草本 | 一年生草本 |
0 | 0 | 11 | 2 | 13 | 0.6 |
3 | 2 | 16 | 4 | 22 | 0.8 |
6 | 2 | 19 | 6 | 27 | 0.9 |
10 | 2 | 21 | 5 | 28 | 0.9 |
15 | 2 | 22 | 2 | 26 | 0.8 |
注:深色方块代表样方的相对位置
(1)开展植物种群密度调查时常用样方法。研究区域的植物分布不均匀,理论上样方设置较合理的是图(a)中的________(填“A”“B”或“C”),其原因是________________________。
(2)本研究结果说明生态系统遭到一定程度的破坏后,经过一段时间,可以恢复到接近原来的状态,这是由于生态系统具有________。
(3)根据表中物种数量变化分析,研究区域禁牧封育后发生的群落演替类型为________,该群落最终演替成为灌草群落。若在该半干旱地区大量种植阔叶乔木,生态系统稳定性会________,其原因是________________。
(4)据表可知,随禁牧封育时间延长,物种多样性的变化趋势是________,该结果说明________________;针对其中出现的问题,结合图(b)所示,对长期禁牧封育的群落恢复提出可行优化建议:________________。
【答案】(1)B 随机取样,覆盖范围广,适合研究区域的植物分布不均匀的特点
(2)恢复力稳定性(自我调节能力)(3)次生演替 降低 阔叶乔木植株高大且生长需要大量水分。在半干旱地区,移植阔叶乔木会因与当地灌木和草本植物竞争水,阳光等环境资源,导致物种多样性减少,营养结构变简单。
(4)先增加后减少 适宜时间禁牧封育可增加物种多样性,过度禁牧封育不利于物种多样性维持 适度禁牧封育,合理利用牧场资源
【分析】(1)题干信息:研究区域的植物分布不均匀;选择性必修二第5页“探究·实践”:取样的关键是要做到随机取样,不能掺入主观因素。符合要求只有B
(2)选择性必修二第75页:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力,叫作恢复力稳定性。第74页:正是由于生态系统具有自由调节能力,生态系统才能维持相对稳定。
(3)选择性必修二第41页:次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替。阔叶乔木生长需要大量的水且比当地物种(灌木、草本植物等)植株高,会抢夺当地物种的水和阳光等资源,生态系统中原有的物种逐渐减少甚至消失,生物种类减少,营养结构变得单一,因此生态系统的稳定性降低。
(4)由表可知,物种多样性的变化趋势是先升高后降低;由图(b)可知,随着干扰水平的提高,物种多样性先升高后降低,所以,可以进行适度干扰,即适度(定期)放牧,适度(定期)禁牧封育
21.(10分)马铃薯作为重要农作物,提高其冷耐受性可拓展优质马铃薯的种植区域。我国科研人员发现,野生马铃薯中S基因的表达与其冷耐受性调控有关,将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。回答下列问题。
(1)PCR扩增目的基因时,需要模板DNA、引物、________、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。DNA聚合酶在PCR的________步骤中起作用。
(2)图中标识了载体和S基因中限制酶的切割位点。为将S基因正确插入载体,PCR扩增S基因时需在引物的________(填“5'端”或“3'端”)添加限制酶识别序列,结合上表分析,上游引物应添加的碱基序列是5'-________-3',切割载体时应选用的两种限制酶是________。PCR扩增产物和载体分别被限制酶切割后,经纯化和连接,获得含S基因的表达载体并导入农杆菌。
(3)用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时,基因表达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞,将S基因整合到________,抗性基因________可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经________形成芽、根,继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。
【答案】(1)四种脱氧核苷酸延伸
(2)5'端AGATCT BamHⅠ、EcoRⅠ
(3)栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体上2再分化
【分析】(1)选择性必修三第77页:PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行,需提供DNA模板,分别与两条模板链结合的2中引物,4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶;第78页:每次循环一般可以分为变性、复性和延伸三步。
(2)选择性必修三第78页:图3-5,延伸方向是从引物的5'→3',因此,只能在引物的5'端添加限制酶识别序列;结合图表分析,在载体的启动子和终止子之间有BamH I、EcoR I和Xba I的识别序列,而S基因内部含有Xba I、Nde I和BamH I的识别序列,要用BamH I、EcoR I或Xba I切割载体,又不能用Xba I、Nde I或BamH I切割S基因,再根据各种限制酶的识别序列及切割位点,可知,需要用BamH I、EcoR I切割载体,用BamH I的同尾酶Bgl Ⅱ和EcoR I切割S基因,故PCR扩增S基因时需在上游引物添加的碱基序列是5'-AGATCT-3'
(3)选择性必修三第81页“资料卡”:农杆菌细胞内含有Ti质粒,当它侵染植物细胞后,能将Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞,并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。抗性基因2随T-DNA进入植物细胞。选择性必修三第35页“探究·实践”:愈伤组织能重新分化成根等器官,该过程称为再分化。
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