
1. 生物技術(shù)的安全性和倫理問題是社會關注的熱點。下列敘述錯誤的是( )
A. 我國已申明在任何情況下,不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器
B. 治療性克隆的目的是為了獲得治療所用的克隆細胞,需要在嚴格的監(jiān)管下進行
C. 反對設計試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設計嬰兒
D. 轉(zhuǎn)基因植物進入自然生態(tài)系統(tǒng)都會因具有較強的“選擇優(yōu)勢”而嚴重影響生物多樣性
【答案】B
【解析】
【分析】1、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題:食物安全(滯后效應、過敏源、營養(yǎng)成分改變)、生物安全(對生物多樣性的影響)、環(huán)境安全(對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響);
2、克隆技術(shù):(1)治療性克隆:指利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定細胞和組織(皮膚、神經(jīng)或肌肉等)用于治療性移植。(2)生殖性克?。褐笇⒖寺〖夹g(shù)用于生育目的,即用于產(chǎn)生人類個體。中國政府的態(tài)度:禁止生殖性克隆人,堅持四不原則(不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗),不反對治療性克隆人;
3、生物武器的傳播是把這些病原體直接或者通過食物、生活必需品等散布到敵方,可以對軍隊和平民造成大規(guī)模殺傷后果。
【詳解】A、生物武器包括致病菌類、病毒類和生化毒劑類等,我國已申明在任何情況下,不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器,A正確;
B、治療性克隆是指利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定的細胞、組織和器官,用它們來修復或替代受損的細胞、組織和器官,從而達到治療疾病的目的,需要在嚴格的監(jiān)管下進行,B錯誤;
C、設計試管嬰兒可以設計嬰兒的性別,因此反對設計試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設計嬰兒,C正確;
D、轉(zhuǎn)基因植物進入自然生態(tài)系統(tǒng)后因其具有較強的“選擇優(yōu)勢”而占有較多的環(huán)境資源,使得其他物種的生存受到影響,從而嚴重影響生物多樣性,D正確。
故選B。
2. 茄瓜連年種植后產(chǎn)量會降低,茄瓜根提取物抑制茄瓜的生長。將上年茄瓜根混入未曾種植茄瓜的土壤中也顯著地抑制了茄瓜的生長。有關茄瓜根提取物的說法錯誤的是( )
A. 屬于生態(tài)系統(tǒng)的化學信息
B. 作為種內(nèi)信息素調(diào)節(jié)種群數(shù)量
C. 作為種間信息素影響群落演替
D. 可通過輪種避免其抑制作用
【答案】C
【解析】
【分析】生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞
1、概念:信息一般是指日常生活中,可以傳播的消息、情報、指令、數(shù)據(jù)與信號等。
2、種類(1)物理信息:生態(tài)系統(tǒng)中的光、聲、溫度、濕度、磁力等,通過物理過程傳遞的信息,如蜘蛛網(wǎng)的振動頻率。(2)化學信息:生物在生命活動中,產(chǎn)生了一些可以傳遞信息的化學物質(zhì),如植物的生物堿、有機酸、動物的性外激素等。(3)行為信息:動物的特殊行為,對于同種或異種生物也能夠傳遞某種信息,如孔雀開屏。
3、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用(1)個體:生命活動的正常進行,離不開信息的作用。(2)種群:生物種群的繁衍,離不開信息傳遞。(3)群落和生態(tài)系統(tǒng):能調(diào)節(jié)生物的種間關系,經(jīng)維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
4、應用:(1)提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量;(2)對有害動物進行控制。
【詳解】A、茄瓜根提取物是茄瓜自身合成的一些化學物質(zhì),屬于化學信息,A正確;
B、茄瓜根提取物抑制茄瓜的生長,因此茄瓜根提取物作為種內(nèi)信息素調(diào)節(jié)種群數(shù)量,B正確;
C、根據(jù)題干信息可知,茄瓜根提取物可以在種內(nèi)調(diào)節(jié)種群數(shù)量,但未體現(xiàn)作為種間信息素影響群落演替,C錯誤;
D、茄瓜連年種植后產(chǎn)量會降低,因此可通過輪種避免其抑制作用,D正確。
故選C。
3. 有關酶的學說有多種,而下圖所示的中間產(chǎn)物學說已被許多實驗證實。下列有關分析正確的是( )
A. 物質(zhì)b在核糖體上合成
B. 物質(zhì)c濃度越大,該反應速率就越大
C. 單位時間內(nèi)d的產(chǎn)量就是b的活力
D. 該過程中b的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生可逆性改變
【答案】D
【解析】
【分析】1、酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA,基本組成單氨基酸或核糖核苷酸。
2、酶的特性:專一性、高效性和作用條件較溫和。
3、由圖可知,b為酶,c為底物,ed為生成物。
【詳解】A、由圖可知,b為酶,化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA,合成場所是核糖體或細胞核,A錯誤;
B、反應速率與酶的濃度、酶的活性、底物濃度等有關,當酶的的濃度一定時,隨著物質(zhì)c(底物)濃度的增大,反應速率先增加后不變,B錯誤;
C、酶活力也稱酶活性,是指酶催化一定化學反應的能力。單位時間內(nèi)d(產(chǎn)物)的產(chǎn)量可以表示酶促反應的反應速率,兩者含義不同,C錯誤;
D、酶促反應過程中,酶(b)的空間結(jié)構(gòu)可以發(fā)生可逆改變,D正確。
故選D。
4. “白肺”在臨床上稱為“急性肺損傷”,患者肺部顯影常呈現(xiàn)大片白色,“白肺”患者的血氧飽和度降低,臨床表現(xiàn)為胸悶氣短,呼吸不暢等,通過吸氧可緩解相關癥狀,下列敘述正確的是( )
A. 患者部分細胞厭氧呼吸,葡萄糖中的能量大部分以熱能形式散失
B. 患者部分細胞厭氧呼吸產(chǎn)生的乳酸可運至血漿再生成葡萄糖
C. 有氧呼吸時,釋放的能量主要形成ATP
D. 患者細胞需氧呼吸第一、二階段過程中都有[H]、ATP的產(chǎn)生
【答案】D
【解析】
【分析】1、無氧呼吸都只在第一階段釋放少量的能量,生成少量ATP,葡萄糖分子中的大部分能量則存留在酒精或乳酸中;
2、有氧呼吸分為三個階段:第一階段發(fā)生于細胞質(zhì)基質(zhì),1分子葡萄糖分解為兩分子丙酮酸,產(chǎn)生少量[H]并釋放少量能量;第二階段發(fā)生于線粒體基質(zhì),丙酮酸和水徹底分解為二氧化碳和[H]并釋放少量能量;第三階段發(fā)生于線粒體內(nèi)膜,[H]與氧氣結(jié)合成水并釋放大量能量。
【詳解】A、患者部分細胞厭氧呼吸,葡萄糖中的能量大部分留在產(chǎn)物乳酸中,A錯誤;
B、患者部分細胞厭氧呼吸產(chǎn)生的乳酸可通過血漿運輸?shù)礁闻K后再生成葡萄糖,B錯誤;
C、有氧呼吸時,釋放的能量主要轉(zhuǎn)化為熱能散失掉了,C錯誤;
D、需氧呼吸第一、二階段的過程中均有[H]、ATP產(chǎn)生,第三階段[H]與氧氣結(jié)合形成水,D正確。
故選D。
5. 某研究所對噬菌體的單鏈DNA進行基因測序,發(fā)現(xiàn)了重疊基因,結(jié)果如下圖所示(Met為起始密碼編碼的甲硫氨酸的縮寫,其密碼子為AUG)。下列有關分析正確的是( )
A. D基因和E基因的起始位置ATG靠核糖體認讀
B. D基因表達的第2號氨基酸對應的密碼子為5’AGU3’
C. E基因表達時需要90種tRNA來轉(zhuǎn)運氨基酸
D. 該段序列中某個堿基發(fā)生替換,會影響兩種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)題意和圖示分析可知:不同的基因共用了相同的序列,這樣就增大了遺傳信息儲存的容量;基因突變就是指DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換,基因突變后控制合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變。
【詳解】A、核糖體認讀的是mRNA上的密碼子,不是基因DNA,A錯誤;
B、題干“Met為起始密碼編碼的甲硫氨酸的縮寫,其密碼子為AUG”說明該DNA單鏈是編碼鏈,因此D基因表達的第2號氨基酸對應DNA模板鏈上的堿基是TCA,所以對應的mRNA上的密碼子是5’AGU3’,B正確;
C、密碼子64種,對應的反密碼子應該少于90種,C錯誤;
D、由于一種氨基酸可能對應多種密碼子,因此該段序列中某個堿基發(fā)生替換,密碼子編碼的氨基酸可能不變,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能不變,D錯誤。
故選B。
6. 某二倍體動物種群有100個個體,其常染色體上某基因有A1、A2、A3三個等位基因。對這些個體的基因A1、A2、A3進行PCR擴增,凝膠電泳及統(tǒng)計結(jié)果如圖所示。該種群中A1的基因頻率是( )
A. 32%B. 27.5%C. 23%D. 9%
【答案】A
【解析】
【分析】在一個種群基因庫中,某個基因占全部等位基因數(shù)的比率叫做基因頻率。
【詳解】據(jù)圖可知,該動物種群中基因型為A3A3的有2個,A2A2的有8個,A1A1的有9個,A1A3的有15個,A1A2的有31個,A2A3的有35個,A1的基因數(shù)為2×9+15+31=64,則種群中A1的基因頻率為64÷200×100%=32%,BCD錯誤,A正確。
故選A。
7. 下圖表示某人饑餓時體內(nèi)的血糖調(diào)節(jié)途徑,已知腎上腺髓質(zhì)受神經(jīng)調(diào)節(jié)。下列有關說法正確的是( )
A. 方式①可表示下丘腦通過副交感神經(jīng)促進胰島A細胞分泌胰高血糖素
B. 方式①可表示下丘腦通過血液循環(huán)系統(tǒng)促進垂體分泌促腎上腺素
C. 方式②可表示血糖濃度直接作用于胰島A細胞
D. 下丘腦是血糖調(diào)節(jié)中樞,下丘腦產(chǎn)生饑餓感并通過相關神經(jīng)作用于胰島
【答案】C
【解析】
【分析】1、當血糖含量降低時,下丘腦的某一區(qū)域通過有關神經(jīng)的作用,使腎上腺和胰島A細胞分別分泌腎上腺素和胰高血糖素,從而使血糖濃度升高;同時血糖濃度直接刺激胰島A細胞分泌胰高血糖素,使血糖濃度升高。
2、當血糖含量升高時,下丘腦的另一區(qū)域通過有關神經(jīng)的作用,使胰島B細胞分泌胰島素,從而使血糖濃度降低;同時血糖濃度直接刺激胰島B細胞分泌胰島素素,使血糖濃度降低。
【詳解】A、方式①為神經(jīng)調(diào)節(jié),可表示下丘腦通過交感神經(jīng)促進胰島A細胞分泌胰高血糖素,A錯誤;
B、從圖1和圖2可以看出腎上腺素的分泌是神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)果,因此垂體不分泌促腎上腺素,B錯誤;
C、方式②為體液調(diào)節(jié),血糖濃度變化可以通過體液運輸直接作用于胰島A細胞和胰島B細胞,C正確;
D、感覺中樞在大腦皮層,因此饑餓感是在大腦皮層產(chǎn)生的,D錯誤。
故選C。
8. 生物學是一門實驗教學,開展實驗能更好地理解生物學概念,培養(yǎng)生物學思維。以下對生物學實驗及結(jié)論的描述,正確的是( )
A. 利用差速離心技術(shù)和同位素示蹤技術(shù)確定DNA的復制方式是半保留復制
B. 利用同位素標記、攪拌、離心、檢測放射性等操作研究肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)
C. 利用遠離主葉脈的黑藻成熟葉片來觀察到胞質(zhì)環(huán)流與質(zhì)壁分離現(xiàn)象
D. 利用1個燈泡及小球藻研究光照強度對光合速率的影響,可用pH試紙檢測因變量
【答案】D
【解析】
【分析】1、密度梯度離心法:用一定的介質(zhì)在離心管內(nèi)形成一連續(xù)或不連續(xù)的密度梯度,將細胞混懸液或勻漿置于介質(zhì)的頂部,通過重力或離心力場的作用使細胞分層、分離,探究DNA的復制方式就是使用了該方法。
2、同位素標記法:用物理性質(zhì)特殊的同位素標記化學反應中原子的去向,探究噬菌體的遺傳物質(zhì)就是使用了該方法。
【詳解】A、利用密度梯度離心技術(shù)和同位素示蹤技術(shù)確定DNA的復制方式是半保留復制,A錯誤;
B、研究肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)沒有利用同位素標記、檢測放射性等操作,利用同位素標記、攪拌、離心、檢測放射性等操作研究噬菌體的遺傳物質(zhì),B錯誤;
C、觀察胞質(zhì)環(huán)流應選擇幼嫩的小葉而不是成熟葉片,C錯誤;
D、通過改變燈泡與小球藻之間的距離可研究光照強度對光合速率的影響,二氧化碳在水中會形成碳酸,光合作用會消耗二氧化碳,因此可用pH試紙檢測因變量,D正確。
故選D。
9. 液泡是一種酸性細胞器,定位在液泡膜上的ATP水解酶(V-ATPase)使液泡酸化。液泡酸化消失是導致線粒體功能異常的原因之一,具體機制如圖所示(Cys為半胱氨酸)。下列敘述錯誤的是( )
A. H+進入液泡時需要與V-ATPase結(jié)合
B. 正常情況下,Cys在細胞質(zhì)基質(zhì)中的濃度高于液泡
C. 液泡酸化,為Cys的運輸提供了能量
D. 添加Cys轉(zhuǎn)運蛋白抑制劑,會使有氧呼吸受抑制
【答案】B
【解析】
【分析】主動運輸:逆濃度梯度的運輸方式。需要消耗能量,需要有載體蛋白。
【詳解】A、V-ATPase 能水解 ATP,消耗能量,通過主動運輸?shù)姆绞綄⒓毎|(zhì)基質(zhì)中的H+轉(zhuǎn)運進入液泡,主動運輸時,被運輸?shù)奈镔|(zhì)需要與載體蛋白結(jié)合,故H+進入液泡時需要與V-ATPase結(jié)合,A正確;
B、由圖可知,正常情況下,Cys通過主動運輸?shù)姆绞綇募毎|(zhì)基質(zhì)進入液泡,故正常情況下,Cys在細胞質(zhì)基質(zhì)中的濃度低于液泡,B錯誤;
C、Cys的運輸需要H+的濃度差提供能量,故液泡酸化為Cys的運輸提供了能量,C正確;
D、添加Cys轉(zhuǎn)運蛋白抑制劑會使得線粒體功能異常,而線粒體是有氧呼吸的主要場所,進而會使有氧呼吸受抑制,D正確。
故選B
10. 亨廷頓病是一種以舞蹈癥狀、認知障礙和精神行為異常為臨床特征的神經(jīng)退行性疾病。目前認為,亨廷頓病與異常Htt蛋白的積累有關。研究發(fā)現(xiàn),異常Htt蛋白的積累會抑制組蛋白的乙?;揎椷^程,從而引起細胞凋亡。下列相關敘述正確的是( )
A. 組蛋白乙?;揎棔惯z傳信息發(fā)生改變
B. 組蛋白乙酰化修飾不影響遺傳物質(zhì)的表達
C. 細胞凋亡會引發(fā)機體炎癥從而導致組織損傷
D. 異常Htt蛋白會抑制相關基因的轉(zhuǎn)錄過程
【答案】D
【解析】
【分析】1、表觀遺傳是指生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。除了DNA甲基化、構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?;刃揎椧矔绊懟虻谋磉_。
2、基因突變是指基因中堿基對的增添、缺失或替換,而導致的基因結(jié)構(gòu)的改變。
【詳解】A、組蛋白乙?;粫淖兓蛐蛄?,不會使遺傳信息發(fā)生改變,A錯誤;
B、組蛋白乙?;梢詡鹘o下一代,影響下一代遺傳物質(zhì)的表達,B錯誤;
C、細胞凋亡是由基因控制的主動的細胞死亡,不會引起炎癥反應,C錯誤;
D、轉(zhuǎn)錄以DNA的一條鏈為模板,需要DNA與組蛋白分開,異常Htt蛋白抑制組蛋白乙酰化修飾會抑制相關基因的轉(zhuǎn)錄過程,D正確。
故選D。
11. 研究發(fā)現(xiàn)DNA復制時一條子鏈連續(xù)形成,另一條子鏈先形成短片段后再借助DNA聚合酶、DNA連接酶等連接成長片段。為驗證上述現(xiàn)象,進行了如下實驗:讓T4噬菌體侵染大腸桿菌一段時間,然后將3H標記的原料添加到大腸桿菌培養(yǎng)液中,隨后在培養(yǎng)的不同時刻,分離出T4噬菌體DNA,使其解旋成單鏈,加入試管中進行離心使不同大小的DNA單鏈分層,并檢測試管中各部位的放射性強度,結(jié)果如圖。下列說法錯誤的是( )
A. 大腸桿菌內(nèi)DNA復制時需要解旋酶催化氫鍵斷裂
B. 該實驗結(jié)果也可證明DNA的復制方式為半保留復制
C. 若加入DNA連接酶抑制劑,則近試管口處放射性會增強
D. 120秒結(jié)果中短片段比60秒少,原因是短片段連接形成長片段
【答案】B
【解析】
【分析】分析圖形圖中自變量有時間、離試管口的距離,因變量是放射性的強度。
【詳解】A、大腸桿菌DNA復制時需要解旋酶打開堿基對之間的氫鍵,A正確;
B、該實驗對單鏈DNA進行離心,不管是不是半保留復制,離心結(jié)果都一樣,所以該實驗結(jié)果不能證明DNA的復制屬于半保留復制,B錯誤;
C、本實驗因變量是放射性的強度,若該實驗加入DNA連接酶抑制劑,則不連續(xù)復制的那條鏈會產(chǎn)生大量短小的單鏈DNA片段,則增大了試管口的放射性,C正確;
D、結(jié)合圖示可知,與60秒結(jié)果相比,120秒時有些短鏈片段連接成長鏈片段,所以短鏈片段減少了,D正確
故選B。
12. 液體深層發(fā)酵是指以獲得大量發(fā)酵產(chǎn)品為目的的發(fā)酵罐大容量液體培養(yǎng),可通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH和溫度、營養(yǎng)條件以及氣體環(huán)境促使微生物迅速生長繁殖或產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物??刂浦靼l(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵過程是保證發(fā)酵生產(chǎn)高效順利進行的重要措施。下列說法正確的是( )
A. 發(fā)酵罐內(nèi)的微生物在培養(yǎng)過程中會出現(xiàn)貼壁生長、接觸抑制的現(xiàn)象
B. 發(fā)酵罐內(nèi)的溫度、pH等環(huán)境條件越有利于菌體繁殖,獲得的發(fā)酵產(chǎn)物就越多
C. 發(fā)酵終點需根據(jù)菌體的濃度和生理狀態(tài)、產(chǎn)物濃度等因素綜合判斷
D. 發(fā)酵產(chǎn)品均可采用萃取、蒸餾、層析、離子交換等方法進行提取
【答案】C
【解析】
【分析】菌種的繁殖、有機物的分解和代謝物的生成都是在主發(fā)酵階段完成的。
【詳解】A、微生物在培養(yǎng)過程中不會出現(xiàn)貼壁生長、接觸抑制的現(xiàn)象,動物細胞培養(yǎng)時,會出現(xiàn)貼壁生長、接觸抑制的現(xiàn)象,A不符合題意;
B、發(fā)酵罐內(nèi)的溫度、pH等環(huán)境條件越有利于菌體繁殖,說明微生物呼吸產(chǎn)生的能量用于繁殖的越多,用于發(fā)酵的能量越少,獲得的發(fā)酵產(chǎn)物就越少,B不符合題意;
C、液體深層發(fā)酵是指以獲得大量發(fā)酵產(chǎn)品為目的的發(fā)酵罐大容量液體培養(yǎng),所以發(fā)酵終點需根據(jù)菌體的濃度和生理狀態(tài)、產(chǎn)物濃度等因素綜合判斷,C符合題意;
D、發(fā)酵產(chǎn)品不同,分離、提純的方法不同,如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細胞本身,可采用過濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥,如果產(chǎn)品是代謝產(chǎn)物,可用萃取、蒸餾、離子交換等方法進行提取,D不符合題意。
故選C。
13. 生活在高緯度森林的大型肉食性哺乳動物相對于低緯度森林的肉食性哺乳動物需要更大的領地才能維持其生存,從能量流動角度分析,高緯地區(qū)的肉食性哺乳動物要更大領地的原因不包括( )
A. 高緯度地區(qū)森林總初級生產(chǎn)量小于低緯度地區(qū),流向高營養(yǎng)級的能量更少
B. 高緯度地區(qū)森林的肉食性動物及其食物所處營養(yǎng)級用于呼吸的能量的比例更高
C. 高緯度地區(qū)森林的分解者活動更強,大量有機物通過熱能的形式散失
D. 低緯度地區(qū)物質(zhì)再循環(huán)的速度更快,單位土地面積上森林固定的太陽能總量更多
【答案】C
【解析】
【分析】在生態(tài)系統(tǒng)中,單位時間和單位面積上綠色植物借助光合作用所制造的有機物質(zhì)稱為初級生產(chǎn)量。在初級生產(chǎn)量中,有一部分被植物自身的呼吸消耗掉了,剩下的部分才用于植物自身的生長、發(fā)育和繁殖等,這部分就是凈初級生產(chǎn)量。
【詳解】A、高緯度地區(qū)森林總初級生產(chǎn)量小于低緯度地區(qū),流向高營養(yǎng)級的能量更少,故生活在高緯度森林的大型肉食性哺乳動物相對于低緯度森林的肉食性哺乳動物需要更大的領地才能獲得更多的能量,從而才能維持其生存,A正確;
B、高緯度地區(qū)森林的肉食性動物及其食物所處營養(yǎng)級用于呼吸的能量的比例更高,故生活在高緯度森林的大型肉食性哺乳動物相對于低緯度森林的肉食性哺乳動物需要更大的領地才能獲得更多的能量,從而才能維持其生存,B正確;
C、有機物中能量最后都通過熱能的形式散失,故其不是高緯地區(qū)的肉食性哺乳動物要更大領地的原因,C錯誤;
D、低緯度地區(qū)物質(zhì)再循環(huán)的速度更快,單位土地面積上森林固定的太陽能總量更多,而高緯度地區(qū)物質(zhì)再循環(huán)的速度更慢,單位土地面積上森林固定的太陽能總量更少,導致流向高營養(yǎng)級的能量更少,故生活在高緯度森林的大型肉食性哺乳動物相對于低緯度森林的肉食性哺乳動物需要更大的領地才能獲得更多的能量,從而才能維持其生存,D正確。
故選C。
14. 白天鵝作為一種候鳥,每年3月開始從越冬地遷徙回繁殖地進行繁殖。研究人員在夏季對某白天鵝繁殖地(2hm2)的白天鵝種群數(shù)量進行調(diào)查,第一次捕獲并標記了18只白天鵝,第二次捕獲了25只,其中有標記白天鵝9只。下列說法正確的是( )
A. 該繁殖地內(nèi)的全部幼年和成年白天鵝個體組成一個種群
B. 調(diào)查期內(nèi),該繁殖地內(nèi)白天鵝的種群密度約為50只·hm-2
C. 調(diào)查期內(nèi),標記物脫落會導致種群密度的調(diào)查值大于實際值
D. 白天鵝的種群密度繁殖地由出生率和死亡率直接決定,越冬地由遷入率和遷出率直接決定
【答案】C
【解析】
【分析】調(diào)查動物的種群密度常用的方法是標記重捕法,計算種群數(shù)量時利用公式計算若將該地段種群個體總數(shù)記作N,其中標記數(shù)為M,重捕個體數(shù)為n,重捕中標志個體數(shù)為m,假定總數(shù)中標記個體的比例與重捕取樣中標志個體的比例相同,則N=Mn÷m 。
【詳解】A、在一定的自然區(qū)域內(nèi),同種生物的所有個體是一個種群,該繁殖地內(nèi)全部的白天鵝中沒有包含老年白天鵝,因此不能構(gòu)成一個種群,A錯誤;
B、調(diào)查動物的種群密度常用的方法是標記重捕法,根據(jù)公式N=Mn÷m, 可求出該繁殖地內(nèi)白天鵝的種群密度約為 18× 25 ÷9÷2=25只·hm-2,B錯誤;
C、調(diào)查期內(nèi),標記物脫落會導致重捕中標志個體數(shù)偏小,從而導致種群密度的調(diào)查值大于實際值,C正確;
D、出生率和死亡率、遷入率和遷出率對種群數(shù)量起著決定性作用,繁殖地白天鵝的種群密度由出生率和死亡率、遷入率和遷出率直接決定,D錯誤。
故選C。
15. 某健康人體受X刺激后,其體內(nèi)相關生理指標變化示意圖如圖所示,則X刺激、生理指標及BC段相關的生理變化對應一致的是( )
A. 寒冷刺激——體溫——毛細血管舒張
B. 一次攝入大量食醋——血漿pH——呼吸運動加快
C. 飲食過咸——尿量——下丘腦釋放抗利尿激素增加
D. 注射適量胰島素——血糖濃度——肝糖原分解加快
【答案】D
【解析】
【分析】1、人體體溫調(diào)節(jié):(1)寒冷環(huán)境下:①增加產(chǎn)熱的途徑:骨骼肌戰(zhàn)栗、甲狀腺激素和腎上腺素分泌增加;②減少散熱的途徑:立毛肌收縮、皮膚血管收縮等。(2)炎熱環(huán)境下:主要通過增加散熱來維持體溫相對穩(wěn)定,增加散熱的途徑主要有汗液分泌增加、皮膚血管舒張。
2、抗利尿激素由下丘腦合成,垂體釋放,能促進腎小管和集合管對水的重吸收。
【詳解】A、寒冷刺激下,毛細血管收縮,散熱減少,A不符合題意;
B、一次性攝入大量食醋,血漿的pH會下降,會影響呼吸運動酶的活性,使其活性降低,B不符合題意;
C、飲食過咸,細胞外液滲透壓增大,垂體釋放的抗利尿激素增多,從而促進腎小管、集合管對水分的重吸收,尿量減少,C不符合題意;
D、注射適量胰島素,血糖濃度會降低,從而促進肝糖原的分解來增加血糖濃度,從而使得血糖濃度恢復正常,D符合題意。
故選D。
【點睛】
16. 神經(jīng)纖維上存在由神經(jīng)膠質(zhì)細胞反復包裹的髓鞘,長約為1~2mm,髓鞘是絕緣的,只有在兩段髓鞘之間的郎飛結(jié)是存在密集鈉離子通道的軸突暴露區(qū),使興奮只能發(fā)生在郎飛結(jié)處。某神經(jīng)纖維產(chǎn)生神經(jīng)沖動,其中A~E為不等距的郎飛結(jié)區(qū)域,如圖所示,若B處郎飛結(jié)處的電位為動作電位的峰值電位,下列敘述錯誤的是( )
A. 神經(jīng)纖維的B處膜電位為外負內(nèi)正
B. 發(fā)生興奮的郎飛結(jié)與相鄰靜息的郎飛結(jié)之間會產(chǎn)生局部電流
C. 神經(jīng)纖維的C處鈉離子內(nèi)流,處于反極化狀態(tài)
D. 髓鞘提高了神經(jīng)纖維上興奮傳導速度,減少了動作電位傳導的能量消耗
【答案】C
【解析】
【分析】神經(jīng)膠質(zhì)細胞廣泛分布于神經(jīng)元之間,其數(shù)量為神經(jīng)元數(shù)量的10 ~ 50倍,是對神經(jīng)元起輔助作用的細胞,具有支持、保護、營養(yǎng)和修復神經(jīng)元等多種功能。在外周神經(jīng)系統(tǒng)中,神經(jīng)膠質(zhì)細胞參與構(gòu)成神經(jīng)纖維表面的髓鞘。神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細胞一起,共同完成神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能。
【詳解】A、若B處郎飛結(jié)處的電位為動作電位的峰值電位,則神經(jīng)纖維的B處膜電位為外負內(nèi)正,A正確;
B、據(jù)圖和題干信息分析可知,由于發(fā)生興奮的B處郎飛結(jié)處電位為動作電位的峰值電位,興奮可以在神經(jīng)纖維上傳導,所以與相鄰靜息的郎飛結(jié)之間會產(chǎn)生局部電流,B正確;
C、據(jù)圖和題干信息分析可知,B處郎飛結(jié)處的電位為動作電位的峰值電位,此時C處處于靜息狀態(tài),因此神經(jīng)纖維的C處沒有鈉離子內(nèi)流,C錯誤;
D、髓鞘是絕緣的,只有郎飛結(jié)處存在密集鈉離子通道的軸突暴露區(qū),故髓鞘的存在可提高興奮在神經(jīng)纖維上的傳導速度,減少了動作電位傳導的能量消耗,D正確。
故選C。
17. 感染HIV會引起艾滋病,下列有關敘述錯誤的是( )
A. HIV最初侵入人體時,免疫系統(tǒng)可以消滅大多數(shù)病毒
B. 人體輔助性T淋巴細胞表面存在HIV受體,HIV與之結(jié)合后進入細胞
C. HIV在宿主細胞中經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄合成DNA時,所需的酶和原料都由宿主細胞提供
D. HIV疫苗難以研制的原因之一,是因為其為RNA病毒,極易變異
【答案】C
【解析】
【分析】艾滋病是因為感染人類免疫缺陷病毒(HIV)后導致的免疫缺陷病。HIV是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒,主要攻擊和破壞的靶細胞為輔助性T淋巴細胞,隨著T淋巴細胞的大量死亡,導致人體免疫力降低,病人大多死于其他病原微生物的感染或惡性腫瘤。
【詳解】A、HIV最初侵入人體時,人體免疫系統(tǒng)功能正常,通過特異性免疫可以消滅大多數(shù)病毒,由于HIV主要攻擊和破壞的靶細胞為輔助性T淋巴細胞,隨著T淋巴細胞的大量死亡,導致人體免疫力降低,A正確;
B、HIV主要攻擊人體的輔助性T淋巴細胞,人體輔助性T淋巴細胞表面存在HIV受體,HIV與之結(jié)合后進入細胞,B正確;
C、HIV在宿主細胞中經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄合成DNA時所需的逆轉(zhuǎn)錄酶由HIV提供,所需的原料由宿主細胞提供,C錯誤;
D、由于HIV 為RNA病毒,RNA為單鏈結(jié)構(gòu),極易發(fā)生變異,因此HIV疫苗難以研制,D正確。
故選C。
18. 下圖是在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的甲、乙兩種遺傳病在某家族中的遺傳情況,其中I1不含乙病的致病基因,Ⅱ1不含甲病的致病基因。請據(jù)圖回答:
Ⅲ1與Ⅲ2結(jié)婚懷孕后,后代中患遺傳病的幾率為( )
A. 7/64B. 7/32C. 11/96D. 11/48
【答案】A
【解析】
【分析】無中生有為隱性,生女患病為常隱。
【詳解】由圖可知,Ⅰ1和Ⅰ2無病,生出了有病的女兒,故甲病為常染色體隱性遺傳病,用A/a表示控制甲病的基因,則Ⅱ2基因型為1/3AA或2/3Aa,Ⅱ5基因型為1/3AA或2/3Aa,Ⅰ4患甲病,所以基因型為aa,Ⅱ6正常,則基因型為Aa,Ⅱ5和Ⅱ6婚配,則Ⅲ2基因型為2/5AA或3/5Aa,Ⅱ1不含甲病的致病基因,則基因型為AA,Ⅱ2基因型為1/3AA或2/3Aa,則Ⅲ1基因型為2/3AA或1/3Aa,Ⅲ1與Ⅲ2婚配,子代為aa概率為1/20,則基因型為A_概率為1-1/20=19/20,Ⅰ1和Ⅰ2無病,生出了患乙病的兒子,I1不含乙病的致病基因,故乙病為伴X染色體隱性遺傳病,用B/b表示控制乙病的基因,Ⅲ1為XBX-,Ⅲ2為XBY,Ⅲ1與Ⅲ2結(jié)婚懷孕后,后代中患遺傳病的幾率為1-(1-1/3×3/5×1/4)×(1-1/4×1/4)=1-57/64=7/64,A正確,BCD錯誤。
故選A。
19. CMV 是危害煙草的主要病毒,CMV 侵染煙草后,發(fā)病的葉片會褪綠變成黃色。為篩選抗 CMV的煙草突變株,科研小組進行的實驗流程如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 煙草幼苗莖尖病毒極少,直接取其進行組織培養(yǎng)可得到抗 CMV 植株
B. 若發(fā)病葉片中出現(xiàn)綠色區(qū)域,取該區(qū)域進行組織培養(yǎng)可能得到抗CMV 植株
C. 選取的葉片組織需先進行滅菌處理,再經(jīng)過脫分化和再分化培養(yǎng)成抗 CMV 植株
D. 接種CMV起到了選擇作用,因此經(jīng)組織培養(yǎng)后得到的植株無需再進行抗CMV 鑒定
【答案】B
【解析】
【分析】物組織培養(yǎng)過程是:離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織,然后再分化生成根、芽,最終形成植物體。植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是植物細胞的全能性。
【詳解】A 、煙草幼苗莖尖病毒極少,但不能直接確定其就是抗 CMV 的,直接取其進行組織培養(yǎng)不一定能得到抗 CMV 植株,A 錯誤;
B、若發(fā)病葉片中出現(xiàn)綠色區(qū)域,說明可能存在對 CMV 有抗性的細胞,取該區(qū)域進行組織培養(yǎng)有可能得到抗 CMV 植株,B 正確;
C 、葉片組織不能先進行滅菌處理,這樣會殺死細胞,應該先進行脫分化形成愈傷組織,再進行再分化培養(yǎng)成抗 CMV 植株,C 錯誤;
D、 接種 CMV 起到了選擇作用,但經(jīng)組織培養(yǎng)后得到的植株仍需再進行抗 CMV 鑒定來確保其抗性,D 錯誤。
故選B
20. 發(fā)生在非同源染色體之間的部分染色體片段交換稱作易位。雄果蠅第2、3號染色體發(fā)生易位形成易位雜合子(兩條新的染色體記為2′、3′)。它減數(shù)分裂時會形成“十字形”構(gòu)型,在隨后分離時會出現(xiàn)鄰近分離或交互分離,形成不同染色體組成的配子(如圖1);果蠅的褐眼(b)和黑檀體(e)基因分別位于2、3號染色體上?,F(xiàn)以易位野生型雄果蠅(基因組成及位置如圖2)與褐眼黑檀體雌果蠅雜交,結(jié)果F1中僅出現(xiàn)野生型及褐眼黑檀體,沒有褐眼體色野生型(bbe+e)和眼色野生型黑檀體(b+bee)。相關分析正確的是( )
A. 據(jù)圖推測,非同源染色體間的易位可能發(fā)生在四分體時期的染色單體之間
B. F1中沒有bbe+e和b+bee個體可能是易位引起受精卵中染色體部分缺失或重復所致
C. 不考慮互換,圖1中易位雜合子可形成6種配子,其中2種正常配子
D. 不考慮互換,讓F1中野生型個體間隨機交配,則后代中易位雜合子占2/3
【答案】B
【解析】
【分析】染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異,其中染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、復倒位、易位。
自由組合定律:在生物的體細胞中,同源染色體成對存在,不相融合;在形成配子時,成對的同源染色體發(fā)生分離,分離后的同源染色體分別進入不同的配子中,隨配子遺傳給后代。
【詳解】A、染色體易位屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,“十字形構(gòu)型的兩對染色體分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期,A錯誤;
B、易位雜合子與隱性個體測交,按孟德爾自由組合定律,應產(chǎn)生4種類型配子,但實驗結(jié)果僅出現(xiàn)野生型及褐眼黑檀體, 沒有褐眼(bbe+e) 、 黑檀體(b+bee) ,說明易位雜合子產(chǎn)生的b+e和be+配子不能受精或受精形成的受精卵不能正常發(fā)育,結(jié)合兩對基因在染色體上的位置分析,不難得出“由鄰近分離產(chǎn)生的配子受精后,含染色體2'、3 (b+e) 和2 、3' (be+)配子,因受精卵中染色體部分重復或缺失沒有生活力”的結(jié)論,B正確;
C、根據(jù)圖示“鄰近分離"是指相鄰配對的染色體(著絲粒)分離,因此可以形成2和3、2和3'、 2和2"、 3和3’四種可能的染色體組合配子,其中2種正常配子,C錯誤;
D、親代及F1中野生型個體的基因型均為b+be+e (易位雜合子) ,他們產(chǎn)生的具有生活力的配子為b+e+ :be=1: 1,F(xiàn)1中易位雜合子自由交配,后代基因型及比例為:b+b+e+e+ (野生型,易位純合子) :b+be+e (野生型, 易位雜合子) :bbee (褐眼黑檀體) =1:2: 1,即后代中易位雜合子占1/2,D錯誤。
故選B。
二、非選擇題(本大題共5小題,共60分)
21. 川西亞高山森林是長江上游的生態(tài)屏障,曾因遭到大量砍伐而造成退化。1998年,我國啟動森林資源保護工程,全面禁伐封育,并對砍伐區(qū)域采取了人工造林(人工林)或天然更新(天然林)的恢復措施。表為不同恢復模式下的森林植物物種數(shù)量變化,圖表示2020年人工林和天然林的喬木徑級結(jié)構(gòu),徑級指喬木樹種的胸徑大小等級。
(1)該森林群落的組成和外貌具有明顯的季節(jié)性變化,要獲得表1數(shù)據(jù),且使數(shù)據(jù)準確可靠,應采用的研究方法是____________,在調(diào)查時間和調(diào)查地點的選擇上應該選擇____________進行調(diào)查。
(2)兩類林地中,喬木層、灌木層和草本層的物種數(shù)量存在顯著差異,且林地內(nèi)的不同區(qū)域植被分布也存在差異,這體現(xiàn)了群落的______。人工林的喬木層優(yōu)勢樹種始終是人工種植的油松,其灌木層多為喜濕潤的耐寒植物;而天然林的灌木層優(yōu)勢種多為喜光物種。造成這種現(xiàn)象的環(huán)境因素包括____________。
(3)調(diào)查顯示,天然林恢復過程中,原本處于灌木層的鄉(xiāng)土植物銳齒槲櫟和四川蠟瓣花等逐漸進入喬木層中,取代青榨槭成為優(yōu)勢樹種,同時灌木層的優(yōu)勢物種也發(fā)生了較大的變化,這一過程稱為______;銳齒槲櫟和青榨槭的種間關系是____________。從森林生態(tài)系統(tǒng)的組成看,銳齒槲櫟和青榨槭屬于____________;除表1所示組分外,該森林生態(tài)系統(tǒng)還應有____________。
(4)研究人員據(jù)圖1推測,2020年人工林和天然林的喬木中,多數(shù)種群的年齡結(jié)構(gòu)分別為穩(wěn)定型、增長型,作出此判斷的依據(jù)是________________________。
【答案】(1) ①. 樣方法 ②. 特定季節(jié)、隨機選取多個樣方
(2) ①. 水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu) ②. 光照、溫度、水分和土壤
(3) ①. 次生演替 ②. 種間競爭 ③. 生產(chǎn)者 ④. 消費者、分解者、無機環(huán)境
(4)喬木的胸徑大小與樹齡呈正相關。天然林大量個體處于生殖前期,而人工林處于生殖前期的個體與生殖后期個體數(shù)相當。
【解析】
【分析】群落演替是隨著時間的推移,一個群落被另一個群落代替的過程。初生演替是指一個從來沒有被植物覆蓋的地面,或者是原來存在過植被,但是被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。次生演替是指原來有的植被雖然已經(jīng)不存在,但是原來有的土壤基本保留,甚至還保留有植物的種子和其他繁殖體的地方發(fā)生的演替。
【小問1詳解】
由于要調(diào)查該區(qū)域不同恢復模式下的森林植物物種數(shù)量變化,要獲得表數(shù)據(jù),且使數(shù)據(jù)準確可靠,應選擇特定季節(jié)開展調(diào)查,且對于植物種類的調(diào)查應用樣方法,該方法取樣的關鍵是隨機取樣。
【小問2詳解】
兩類林地中,喬木層、灌木層和草本層的物種數(shù)量存在顯著差異,體現(xiàn)的是垂直結(jié)構(gòu),而林地內(nèi)的不同區(qū)域植被分布也存在差異,體現(xiàn)的是群落的水平結(jié)構(gòu)。環(huán)境因素影響植物的生長,人工林的喬木層優(yōu)勢樹種始終是人工種植的油松,其灌木層多為喜濕潤的耐寒植物;而天然林的灌木層優(yōu)勢種多為喜光物種,造成這種現(xiàn)象的環(huán)境因素包括光照(光合作用)、溫度(影響酶的活性)、水分和土壤(含有無機鹽等)。
【小問3詳解】
群落演替是隨著時間的推移,一個群落被另一個群落代替的過程,原本處于灌木層的鄉(xiāng)土植物銳齒槲櫟和四川蠟瓣花等逐漸進入喬木層中,取代青榨槭成為優(yōu)勢樹種,同時灌木層的優(yōu)勢物種也發(fā)生了較大的變化,這一過程稱為次生演替;
銳齒槲櫟和青榨槭會競爭陽光和空間等資源,故種間關系是種間競爭。從森林生態(tài)系統(tǒng)的組成看,銳齒槲櫟和青榨槭能夠進行光合作用,屬于生產(chǎn)者;表1所示組分是生產(chǎn)者,此外生態(tài)系統(tǒng)至少還應有消費者、分解者、無機環(huán)境。
【小問4詳解】
喬木的胸徑大小與樹齡呈正相關。天然林大量個體處于生殖前期,屬于增長型,而人工林處于生殖前期的個體與生殖后期個體數(shù)相當,是穩(wěn)定型。
22. 陸生植物的碳流動過程如圖1所示。植物葉綠體中的淀粉含量在白天和黑夜間的變化很大,被稱為過渡性淀粉。這種淀粉作為儲存能源,可在夜間光合作用不能進行時,為植物提供充足的碳水化合物。請回答下列問題:
(1)圖中卡爾文循環(huán)的具體場所是_____,該過程需要光反應提供_____。
(2)在白天光合產(chǎn)物磷酸丙糖可用于制造淀粉,也可用于合成蔗糖,若用于這兩條去路的磷酸丙糖比例為1:2,每合成1ml蔗糖,相當于固定了_____ml·CO2。合成的蔗糖除輸出至其他部位外,還可暫存于_____(填細胞器)中參與細胞滲透壓的調(diào)節(jié)。
(3)為了驗證光合產(chǎn)物以蔗糖的形式運輸,研究人員將酵母菌蔗糖酶基因轉(zhuǎn)入植物,該基因表達的蔗糖酶定位在葉肉細胞的細胞壁上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植物出現(xiàn)嚴重的短根、短莖現(xiàn)象,其原因是葉肉細胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖,導致_____,根和莖得到的糖不足,生長緩慢。
(4)碳在蔗糖和淀粉間的分配受內(nèi)外因素影響:
①葉綠體內(nèi)膜上的Pi轉(zhuǎn)運蛋白(TPT)是磷酸丙糖與無機磷酸(Pi)的反向轉(zhuǎn)運蛋白,在將磷酸丙糖運出葉綠體的同時能將無機磷酸(Pi)等量運入葉綠體。研究發(fā)現(xiàn):抑制小麥的TPT使其失去運輸能力,可使葉綠體內(nèi)淀粉合成量增加14倍,但同時會使光合作用整體速率降低。據(jù)圖分析,葉綠體內(nèi)淀粉合成量增加的原因是_____,光合作用整體速率降低的原因是_____。
②環(huán)境因子(尤其是白天長短)也可以影響葉片對固定的碳在蔗糖和淀粉之間的分配。_____(填“長日照”或“短日照”)下的植物更多地將光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為淀粉,從而保障夜間充足糖供給。
(5)近年有研究表明,海藻糖(T-6-P)在調(diào)節(jié)擬南芥葉肉細胞中淀粉和蔗糖的合成過程中起到信息分子的作用,其調(diào)節(jié)機理大致如圖2所示。據(jù)圖分析,當葉肉細胞中蔗糖大量積累時,T-6-P合成基因的表達量將會_____(填“增加”或“減少”),進而_____(填“激活”或“抑制”)AGPase,使淀粉合成增加,儲藏在葉綠體中。
【答案】(1) ①. 葉綠體基質(zhì) ②. ATP和NADPH
(2) ①. 18 ②. 液泡
(3)進入篩管(或維管組織)的蔗糖減少
(4) ①. 磷酸丙糖從葉綠體輸出減少,更多的留在葉綠體中作為原料合成淀粉 ②. (葉綠體中的淀粉作為)光合作用的產(chǎn)物大量積累抑制光合作用的進行 ③. 短日照
(5) ①. 增加 ②. 激活
【解析】
【分析】光合作用:(1)光反應階段:水光解產(chǎn)生[H]和氧氣,ADP和Pi 結(jié)合形成ATP。(2)暗反應階段:二氧化碳和五碳化合物結(jié)合形成三碳化合物,三碳化合物在ATP和[H]的作用下,還原成五碳化合物,同時ATP水解成ADP和Pi。
【小問1詳解】
卡爾文循環(huán)是暗反應其場所是葉綠體基質(zhì),該過程需要光反應提供ATP和NADPH。
【小問2詳解】
在白天光合產(chǎn)物磷酸丙糖可用于制造淀粉,也可用于合成蔗糖,若用于這兩條去路的磷酸丙糖比例為1:2,蔗糖含有12個碳原子,每合成1ml蔗糖,相當于固定了18ml·CO2。
液泡占成熟細胞體積的90%左右,是植物細胞最主要的液體環(huán)境,所以合成的蔗糖除輸出至其他部位外,還可暫存于液泡中參與細胞滲透壓的調(diào)節(jié)。
【小問3詳解】
轉(zhuǎn)基因植物出現(xiàn)嚴重的短根、短莖現(xiàn)象,其原因是葉肉細胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖,導致進入篩管(或維管組織)的蔗糖減少,根和莖得到的糖不足,生長緩慢。
【小問4詳解】
①據(jù)圖分析,磷酸丙糖從葉綠體輸出減少,更多的留在葉綠體中作為原料合成淀粉,所以葉綠體內(nèi)淀粉合成量增加,(葉綠體中的淀粉作為)光合作用的產(chǎn)物大量積累抑制光合作用的進行,所以光合作用整體速率降低。
②環(huán)境因子(尤其是白天長短)也可以影響葉片對固定的碳在蔗糖和淀粉之間的分配。短日照植物的光合作用時間短,所以短日照下的植物更多地將光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為淀粉,從而保障夜間充足糖供給。
【小問5詳解】
據(jù)圖分析,當葉肉細胞中蔗糖大量積累時,將促進淀粉的合成,所以當葉肉細胞中蔗糖大量積累時,T-6-P合成基因的表達量將會增加,進而激活AGPase,使淀粉合成增加,儲藏在葉綠體中。
23. 水稻和番茄是兩性花,可進行自花傳粉和異花傳粉,具有明顯的雜種優(yōu)勢。雄性不育是實現(xiàn)雜種優(yōu)勢利用的重要途徑之一、回答下列問題。
(1)ms基因是位于2號染色體上控制番茄雄性不育的基因。MS對ms為完全顯性,基因型為MSms的植株隨機傳粉兩代,F(xiàn)2中雄性不育植株所占比例為_____。番茄幼苗紫莖對綠莖為顯性,由等位基因B、b控制,研究者將苗期紫莖雄性可育和苗期綠莖雄性不育兩種純合品系雜交,F(xiàn)1測交,對F2在苗期和結(jié)果期進行調(diào)查,結(jié)果如表所示(單位:株)。
實驗結(jié)果說明綠莖b基因位于2號染色體上,判斷依據(jù)是_____。該發(fā)現(xiàn)對于育種工作者苗期篩選雄性不育株有何應用_____。
(2)目前雄性不育株多以自然變異為主,可供選擇的材料有限。科研團隊利用基因編輯技術(shù)敲除雄蕊特異基因SISTR1成功獲得了雄性不育番茄。該研究在作物育種中的意義是_____。
(3)秈稻和粳稻是水稻的兩個品種。純合秈稻和純合粳稻雜交,其雜交種花粉中均存在某種殺死花粉的毒素蛋白,部分花粉因缺少對應的解毒蛋白,而造成花粉敗育。研究發(fā)現(xiàn)編碼這兩種蛋白的基因均只位于秈稻12號染色體上的R區(qū),該區(qū)的基因不發(fā)生交換,如圖所示。
①純合秈稻和純合粳稻均無花粉敗育現(xiàn)象,但其雜交種產(chǎn)生的花粉50%敗育,則敗育花粉應含有_____的12號染色體,理由是_____。
②進一步研究發(fā)現(xiàn),若單獨敲除雜種植株的C基因,其花粉均敗育,雙敲除B、C基因,植株花粉均可育,推測C基因表達出功能蛋白的最早時間是_____??蒲腥藛T將1個 C基因轉(zhuǎn)入雜種植株,獲得轉(zhuǎn)基因植株甲,檢測發(fā)現(xiàn)甲中轉(zhuǎn)入的C基因并未在12號染色體上。轉(zhuǎn)基因植株甲自交,僅檢測12號染色體的R區(qū),子代中分別與雜交種和秈稻12號染色體R區(qū)相同的個體比例依次為_____。
【答案】(1) ①. 1/6 ②. F2中苗期綠莖植株幾乎全為不育,說明綠莖基因和雄性不育基因均位于2號染色體 ③. 通過幼苗期莖稈顏色來快速區(qū)分植株的育性
(2)能夠定向改造植物的育性,為獲得其他植物雄性不育株系提供新途徑
(3) ①. 粳稻 ②. 粳稻的12號染色體缺少解毒蛋白基因,無法合成解毒蛋白 ③. 減數(shù)第一次分裂完成后 ④. 1/2、1/3
【解析】
【分析】1、基因突變:DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失,而引起的基因堿基序列的改變。
2、生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象,叫做表觀遺傳。
【小問1詳解】
已知MS對ms為完全顯性,基因型為MSms的植株隨機傳粉,F(xiàn)1表型及比例為1/4MSMS、1/2MSms、1/4msms,F(xiàn)1隨機傳粉,即自由交配,利用配子法:由于msms雄性不育,雌雄配子分開算,雌配子基因型及比例為1/2MS、1/2ms,雄配子基因型及比例為MS=1/3×1+2/3×1/2=2/3,ms=2/3×1/2=1/3,所以F2中雄性不育植株(msms)所占比例為1/2×1/3=1/6。番茄F2中苗期綠莖植株幾乎全為不育,說明綠莖基因和雄性不育基因均位于2號染色體,苗期篩選雄性不育株可通過幼苗期莖稈顏色來快速區(qū)分植株的育性。
【小問2詳解】
研究雄性不育能夠定向改造植物的育性,為獲得其他植物雄性不育株系提供新途徑。
【小問3詳解】
①粳稻的12號染色體缺少解毒蛋白基因,無法合成解毒蛋白,所以敗育花粉應含有粳稻的12號染色體。
②若單獨敲除雜種植株的C基因,其花粉均敗育,雙敲除B、C基因,植株花粉均可育,減數(shù)第一次分裂完成后等位基因隨著同源染色體的分開而分離,則推測C基因表達出功能蛋白的最早時間是減數(shù)第一次分裂完成后。為將C基因轉(zhuǎn)入雜種植株,獲得轉(zhuǎn)入了單拷貝C基因(一個C基因)的轉(zhuǎn)基因植株(甲),檢測發(fā)現(xiàn)甲中轉(zhuǎn)入的C基 因并未在12號染色體上雜種植株的染色體組來源于秈稻和粳稻,導入C基因后進行自交,即使C不在12號染色體上,仍可發(fā)揮作用。不 含C的配子敗育,則花粉中粳稻:秈稻=1:2,雌配子粳稻:秈稻=1:1,與粳稻R區(qū)相同的個體比例為1/3×1/2=1/6,與秈稻R區(qū)相同的 個體MM比例為2/3×1/2=1/3,與粳稻秈稻雜交種R區(qū)相同的個體比例為1-1/6-1/3=1/2。
24. 小番茄富含茄紅素,有助于抗衰老,備受人們喜愛,但小番茄常因感染灰霉菌易患灰霉病而腐爛,嚴重影響其產(chǎn)量。最近,育種工作者利用現(xiàn)代工程技術(shù)獲得了經(jīng)擬南芥AtMYB12基因(簡稱A基因)轉(zhuǎn)化的番茄,具有對灰霉病表現(xiàn)抗性的特性。回答下列問題:
(1)A基因的獲得及克隆。擬南芥(2n=10)雌雄同體,閉花授粉。由于基因組小等優(yōu)點而成為模式植物,也是國際上第1個完成全部基因組序列測定的二倍體高等植物。第1代基因測序用的是雙脫氧鏈終止法,在其核基因組測序時,需要測定_________個核DNA堿基序列。測序過程的關鍵是用到4種雙脫氧核苷三磷酸(其中五碳糖的3’羥基脫去了O原子,不能與磷酸基團相連接),當特定的雙脫氧核苷酸摻入到DNA單鏈的3’端,該鏈就_________,從而確定該位點上的堿基種類。當前研究者可從_________中檢索出A基因的堿基序列。對A基因進行擴增時,需要設計_________種引物,引物自身的堿基序列不能互補,以防止_________。
(2)構(gòu)建A基因表達載體。對pCAMBIA質(zhì)粒進行改造,添加了卡那霉素抗性基因和潮霉素抗性基因,位于T-DNA片段內(nèi)的潮霉素抗性基因的作用是_________。研究發(fā)現(xiàn)B基因能延長小番茄果實儲存時間,將獲得的B基因與含有_________的相應載體連接,構(gòu)建出果實專一表達載體。
(3)將基因表達載體導入受體細胞。在低溫條件下,將含A基因表達載體的溶液與CaCl2處理過的_________(根據(jù)表選擇合適菌株填空)農(nóng)桿菌混合,并進行_________培養(yǎng),完成轉(zhuǎn)化和_________。隨后篩選出轉(zhuǎn)化成功的農(nóng)桿菌。為了提高農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化番茄植物細胞的成功率,下列措施中可以采用的是哪幾項?_________
A.用固體培養(yǎng)基進行培養(yǎng)
B.控制培養(yǎng)時的pH
C.控制共培養(yǎng)的時間
D.采用番茄的原生質(zhì)體作為受體細胞
(4)轉(zhuǎn)基因番茄功能鑒定。為了便于檢測,研究者將綠色熒光蛋白基因與A基因連接在一起構(gòu)成了融合基因,其上游含有啟動子,下游含有終止子等調(diào)控序列,融合基因隨T-DNA整合到番茄細胞染色體DNA后會大量表達目標蛋白產(chǎn)物。目標蛋白的含量可直觀地通過觀察_________來判定,但是否真正抗灰霉病,常見的做法是_________。
【答案】(1) ①. 5 ②. 停止延長(延伸)/停止復制 ③. 基因數(shù)據(jù)庫 ④. 2 ⑤. 引物互相配對(引物相互雜交)
(2) ①. 篩選獲得(成功導入)A基因(或AtMYB12基因或目的基因)的小番茄細胞 ②. (果實)特異性啟動子
(3) ①. LBA4404 ②. 液體懸浮 ③. 細胞復蘇(細胞恢復正常生理狀態(tài)等) ④. BCD
(4) ①. 細胞內(nèi)綠色熒光強度熒光強度 ②. 比較灰霉菌感染普通番茄和轉(zhuǎn)A基因番茄的情況(或比較普通番茄和轉(zhuǎn)A基因番茄提取物平板抑灰霉菌實驗效果等)
【解析】
【分析】基因工程的操作步驟:1、目的基因的獲取方法。2、基因表達載體的構(gòu)建。3、將目的基因?qū)胧荏w細胞。4、目的基因的檢測與鑒定。
【小問1詳解】
擬南芥2n=10,無性染色體,則基因組測序時需要測定5個核DNA堿基序列。雙脫氧核苷三磷酸中的五碳糖的3’羥基脫去了O原子,不能與磷酸基團相連接,因此當其摻入到DNA單鏈的3’端,該鏈就停止復制。獲取目的基因序列還可從基因數(shù)據(jù)庫中獲取。用PCR擴增目的基因時,需要設計2種引物,且引物自身不能互補,以防止引物互相配對而擴增不出目的基因。
【小問2詳解】
T-DNA片段內(nèi)的潮霉素抗性基因可作為標記基因,可用于篩選獲得(成功導入)A基因(或AtMYB12基因或目的基因)的小番茄細胞。欲使B基因能在果實細胞表達,則構(gòu)建表達載體時,需將獲得的B基因與含有(果實)特異性啟動子結(jié)合。
【小問3詳解】
T-DNA片段內(nèi)的潮霉素抗性基因?qū)胧荏w細胞,則采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法時選用的農(nóng)桿菌應該抵抗潮霉素,即選擇LBA4404農(nóng)桿菌,轉(zhuǎn)化時,將含A基因表達載體的溶液與CaCl2處理過的LBA4404農(nóng)桿菌混合液體懸浮,完成轉(zhuǎn)化和細胞復蘇。為了提高農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化番茄植物細胞的成功率,應控制培養(yǎng)時的pH、控制共培養(yǎng)的時間以及采用番茄的原生質(zhì)體作為受體細胞,使用的培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基,故選BCD。
【小問4詳解】
將綠色熒光蛋白基因與A基因連接在一起構(gòu)成了融合基因,則可根據(jù)是否發(fā)出熒光判斷目的基因是否表達,目標蛋白的含量可直觀地通過觀察細胞內(nèi)綠色熒光強度熒光強度。但是否真正抗灰霉病,還需要做個體水平實驗,具體可比較灰霉菌感染普通番茄和轉(zhuǎn)A基因番茄的情況。
25. 重癥肌無力是一種自身免疫病,其發(fā)病與神經(jīng)肌肉接頭相關結(jié)構(gòu)的病變有關。神經(jīng)肌肉接頭的結(jié)構(gòu)與突觸類似,它是神經(jīng)控制骨骼肌收縮的關鍵結(jié)構(gòu),其形成依靠神經(jīng)末梢釋放的蛋白 A 與肌細胞膜蛋白結(jié)合,從而觸發(fā)肌細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導,使神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿(ACh)的受體(AChR)在突觸后膜成簇組裝,最終形成成熟的神經(jīng)肌肉接頭。
(1)當興奮以電信號形式沿____(填“軀體運動神經(jīng)”或“植物性神經(jīng)”)傳至神經(jīng)末梢,會引起神經(jīng)肌肉接點突觸前膜以____方式釋放 ACh,ACh結(jié)合 AChR,使突觸后膜_____內(nèi)流,骨骼肌細胞去極化產(chǎn)生興奮,從而引起收縮效應。
(2)重癥肌無力的發(fā)病機理絕大多數(shù)是由于神經(jīng)肌肉接頭突觸后膜上的乙酰膽堿受體(AChR)被自身抗體攻擊,競爭性阻斷____,影響了興奮在神經(jīng)肌肉接頭處的正常傳遞。但研究者發(fā)現(xiàn)少部分患者經(jīng)AChR 抗體檢測結(jié)果呈陰性,卻仍表現(xiàn)出肌無力癥狀。為探究重癥肌無力發(fā)病的其他原因,研究者作出下列假設并進行研究:
①假設一:此類型患者 AChR 基因突變,不能產(chǎn)生 AChR,使神經(jīng)肌肉接頭功能喪失,導致肌無力。為驗證該假設,研究者對患者的 AChR 基因進行____, 并與____中的正常 AChR 基因序列進行比對。檢測結(jié)果顯示基因未發(fā)生突變,在此基礎上作出假設二。
②假設二: 此類型患者存在蛋白A 的抗體,造成____, 從而不能形成成熟的神經(jīng)肌肉接頭,導致肌無力。為驗證該假設,研究者采用健康動物和患病動物的血液分別進行離心,取____(填“上清液”或“沉淀”)后加入等量的____, 觀察是否發(fā)生凝集現(xiàn)象。
(3)糖皮質(zhì)激素是治療重癥肌無力的常用藥物,它可誘導異常的免疫細胞凋亡,從而使血清中的乙酰膽堿受體抗體含量降低,緩解病情。硫唑嘌呤是一種免疫抑制劑,能與糖皮質(zhì)激素聯(lián)合應用。為驗證硫唑嘌呤聯(lián)合糖皮質(zhì)激素治療重癥肌無力的效果優(yōu)于單獨使用糖皮質(zhì)激素,研究者根據(jù)提供的實驗材料進行了相關研究。
實驗材料:重癥肌無力小鼠若干只,硫唑嘌呤(用生理鹽水配制),糖皮質(zhì)激素(用生理鹽水配制),生理鹽水,注射器等。
實驗思路:
①選取重癥肌無力小鼠若干只,隨機均分成三組,并標號為甲、乙、丙。
②甲組每天注射一定量的生理鹽水,乙組每天注射____, 丙組每天注射等量的硫唑嘌呤和糖皮質(zhì)激素聯(lián)合制劑,其他飼養(yǎng)條件相同且適宜;
③實驗開始時和連續(xù)處理若干天后,____。
預測結(jié)果:以柱形圖的形式呈現(xiàn)。_________。
【答案】(1) ①. 軀體運動神經(jīng) ②. 胞吐 ③. Na?(陽離子)
(2) ①. 乙酰膽堿與 AChR 結(jié)合 ②. 測序 ③. 基因數(shù)據(jù)庫 ④. 蛋白A不能與肌細胞膜蛋白結(jié)合導致無法觸發(fā)肌細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導,使 AChR 不能在突觸后膜成簇組裝 ⑤. 上清液 ⑥. 蛋白A
(3) ①. 等量的糖皮質(zhì)激素 ②. 測量每組小鼠血清中乙酰膽堿受體抗體含量,并計算平均值 ③.
【解析】
【分析】興奮在神經(jīng)元之間需要通過突觸結(jié)構(gòu)進行傳遞,突觸包括突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜,其具體的傳遞過程為:興奮以電流的形式傳導到軸突末梢時,突觸小泡釋放遞質(zhì)(化學信號),遞質(zhì)作用于突觸后膜,引起突觸后膜產(chǎn)生膜電位(電信號),從而將興奮傳遞到下一個神經(jīng)元。由于遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放,作用于突觸后膜,因此神經(jīng)元之間興奮的傳遞只能是單方向的。
【小問1詳解】
軀體運動神經(jīng)支配骨骼肌運動,植物神經(jīng)支配平滑肌、心肌和腺體的活動,所以當興奮以電信號形式沿軀體運動神經(jīng)傳至神經(jīng)末梢,會引起神經(jīng)肌肉接點突觸前膜以胞吐方式釋放 ACh,ACh結(jié)合 AChR,使突觸后膜Na+(陽離子)內(nèi)流,骨骼肌細胞去極化產(chǎn)生興奮,從而引起收縮效應。
【小問2詳解】
重癥肌無力是一種自身免疫病,發(fā)病機理絕大多數(shù)是由于神經(jīng)肌肉接頭突觸后膜上的乙酰膽堿受體(AChR)被自身抗體攻擊,競爭性阻斷乙酰膽堿與 AChR 結(jié)合,影響了興奮在神經(jīng)肌肉接頭處的正常傳遞。為探究重癥肌無力發(fā)病的其他原因,研究者作出下列假設并進行研究:
①假設一:此類型患者 AChR 基因突變,不能產(chǎn)生 AChR,使神經(jīng)肌肉接頭功能喪失,導致肌無力。為驗證該假設,研究者對患者的 AChR 基因進行測序, 并與基因數(shù)據(jù)庫中的正常 AChR 基因序列進行比對。檢測結(jié)果顯示基因未發(fā)生突變,在此基礎上作出假設二。
②假設二: 此類型患者存在蛋白A 的抗體,造成蛋白A不能與肌細胞膜蛋白結(jié)合導致無法觸發(fā)肌細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導,使 AChR 不能在突觸后膜成簇組裝, 從而不能形成成熟的神經(jīng)肌肉接頭,導致肌無力。為驗證該假設,研究者采用健康動物和患病動物的血液分別進行離心,取上清液后加入等量的蛋白A, 觀察是否發(fā)生凝集現(xiàn)象。
【小問3詳解】
為驗證硫唑嘌呤聯(lián)合糖皮質(zhì)激素治療重癥肌無力的效果優(yōu)于單獨使用糖皮質(zhì)激素,該實驗的自變量是添加試劑的種類,因變量為每組小鼠血清中乙酰膽堿受體抗體含量,研究者根據(jù)提供的實驗材料進行了相關研究。實驗思路:
①選取重癥肌無力小鼠若干只,隨機均分成三組,并標號為甲、乙、丙;
②甲組每天注射一定量的生理鹽水,乙組每天注射等量的糖皮質(zhì)激素, 丙組每天注射等量的硫唑嘌呤和糖皮質(zhì)激素聯(lián)合制劑,其他飼養(yǎng)條件相同且適宜;
③實驗開始時和連續(xù)處理若干天后,測量每組小鼠血清中乙酰膽堿受體抗體含量,并計算平均值。
預測結(jié)果:以柱形圖的形式呈現(xiàn),如圖:年份
人工林(種)
天然林(種)
喬木層
灌木層
草本層
喬木層
灌木層
草本層
2005
3
28
34
11
28
23
2010
3
25
70
7
29
31
2015
7
43
61
15
33
24
2020
10
28
56
19
27
25
F2
檢測單株數(shù)
可育株
不育株
苗期紫莖植株
64
63
1
苗期綠莖植株
64
1
63
農(nóng)桿菌菌株
潮霉素
卡那霉素
EHA101
敏感性
抗性
LBA4404
抗性
敏感性
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