1.本卷滿分100分,考試時間75分鐘;
2.答題前,在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場、座位號及準考證號并核對條形碼信息;
3.所有答案必須寫在答題卷上,寫在試卷上無效,考試結束后,只需上交答題卷;
4.參加聯(lián)批學校的學生可關注“啟望教育”公眾號查詢個人成績分析。
一、單項選擇題(共15題,每題2分,共30分。每題只有一個選項最符合題意)
1. 下列有關生物體中元素和化合物的說法正確的是( )
A. S參與蛋白質(zhì)中二硫鍵的形成,說明微量元素必不可少
B. 醛固酮和抗利尿激素都屬于脂質(zhì),都能調(diào)節(jié)水鹽平衡
C. 花生種子萌發(fā)前后,細胞中核酸和蛋白質(zhì)的種類出現(xiàn)差異
D. ATP含有的兩個特殊化學鍵(磷酐鍵)斷裂時釋放能量
【答案】C
【分析】細胞中的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、M等。
【詳解】A、S是細胞中的大量元素,A錯誤;
B、醛固酮屬于脂質(zhì),抗利尿激素屬于多肽,B錯誤;
C、萌發(fā)前后細胞中的基因發(fā)生了選擇性表達,因而細胞中的mRNA種類會發(fā)生改變,表達的蛋白質(zhì)也會有差異,所以種子萌發(fā)前后細胞中的核酸和蛋白質(zhì)的種類出現(xiàn)差異,C正確;
D、從化學角度來看,鍵的斷裂是需要耗能的,所以磷酐鍵的斷裂需要吸收能量,D錯誤。
故選C。
2. 下列有關紅細胞的說法錯誤的是( )
A. 葡萄糖進入哺乳動物成熟的紅細胞是協(xié)助擴散
B. 哺乳動物成熟的紅細胞在成熟的過程中將細胞核排出,是為了提高氧氣的攜帶量
C. 紅細胞運輸氧氣,但自身不消耗氧氣,呼吸方式為無氧呼吸
D. 蛙的紅細胞和圓褐固氮菌通常是以無絲分裂的方式來增殖
【答案】D
【分析】哺乳動物成熟的紅細胞形成過程中丟失細胞核,同時也丟失了其中的細胞器,因而形成了兩面凹型的圓餅形狀,該形狀有利于紅細胞運輸氧氣。
【詳解】A、葡萄糖進入哺乳動物成熟的紅細胞是協(xié)助擴散,該過程不需要消耗能量,且紅細胞進行的是無氧呼吸,因而能夠更好運輸氧氣,A正確;
B、哺乳動物成熟的紅細胞在成熟的過程中將細胞核排出,使得細胞體積變小,有利于單位體積中含有較多的紅細胞,因而有利于提高氧氣的攜帶量,B正確;
C、成熟紅細胞含血紅蛋白能攜帶氧氣,但不能利用氧氣進行呼吸作用,只能進行無氧呼吸,因而能更好地運輸氧氣,C正確;
D、蛙的紅細胞增殖的方式是無絲分裂,而圓褐固氮菌作為原核生物,其分裂方式為二分裂,D錯誤。
故選D。
3. 下列關于生物學實驗的敘述,正確的是( )
A. 用顯微鏡觀察細胞質(zhì)流動時,黑藻葉肉細胞呈正方形,葉綠體圍繞細胞核運動
B. 將菠菜葉片40~50℃烘干后,再加入SiO2、CaCO3和無水乙醇充分研磨,效果可能更佳
C. 觀察根尖分生區(qū)組織細胞有絲分裂時,染色后用清水漂洗有利于洗去浮色
D. 探究植物細胞的吸水和失水實驗中,蔗糖溶液和清水各需要使用一次
【答案】B
【分析】植物細胞的吸水和失水原理和現(xiàn)象:外界溶液濃度>細胞液濃度→細胞失水→質(zhì)壁分離;外界溶液濃度<細胞液濃度→細胞吸水→質(zhì)壁分離的復原;外界溶液濃度=細胞液濃度→細胞形態(tài)不變(處于動態(tài)平衡)。
【詳解】A、觀察細胞質(zhì)流動時,黑藻葉肉細胞呈長條形或不規(guī)則形,在顯微鏡下可觀察到葉綠體圍繞大液泡運動,A錯誤;
B、將菠菜葉片40~50℃烘干后,減少葉片表面的水分,再加入SiO2、CaCO3和無水乙醇充分研磨,可提高色素的濃度,效果更佳,B正確;
C、觀察根尖分生區(qū)組織細胞有絲分裂時,漂洗在染色之前,C錯誤;
D、探究植物細胞的吸水和失水實驗中,開始滴加清水使植物細胞浸潤在水中,然后滴加蔗糖溶液進行質(zhì)壁分離,最后再滴加清水進行質(zhì)壁分離復原,清水使用了兩次,D錯誤。
故選B。
4. 研究表明,決定細胞“命運”的內(nèi)因是基因選擇性表達,外因是細胞信號的特異性組合。下圖為部分信號決定細胞“命運”的示意圖,圖中字母分別代表不同的胞外信號。下列敘述正確的是( )
A. 圖①中胞外信號DE引起細胞分裂,此過程中會發(fā)生基因選擇性表達過程
B. 圖②中胞外信號FG誘導細胞分化,即使高度分化的細胞也都會分裂
C. 圖③中無胞外信號作用時細胞凋亡,說明細胞凋亡不受基因調(diào)控
D. 剛出生不久的嬰兒體內(nèi)一般只發(fā)生①和②過程,不會發(fā)生③過程
【答案】A
【分析】當細胞內(nèi)同時存在A、B、C、D、E信號時,細胞完成分裂的過程;當細胞內(nèi)同時存在A、B、C、F、G時,細胞完成分化的過程;當細胞沒有信號時,啟動凋亡過程。
【詳解】A、對比圖①和圖②的細胞信號因子可知,胞外信號DE引起細胞分裂,胞外信號FG誘導細胞分化,細胞分裂的過程中,也存在基因的選擇性表達,高度分化的細胞不一定會再分裂,A正確,B錯誤;
C、細胞凋亡是指基因控制的程序性死亡的過程,C錯誤;
D、在整個個體發(fā)育過程中,始終存在③細胞凋亡,D錯誤。
故選A。
5. 下列敘述不能體現(xiàn)生物學中“結構與功能相適應”的觀念的是( )
A. 線粒體能分解有機物釋放能量,是因為其內(nèi)含有多種催化有機物分解的酶
B. 高溫處理后的抗體,失去了與抗原結合的能力
C. 硝化細菌沒有中心體,因而不能進行細胞分裂
D. 熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)中分解者豐富多樣,其物質(zhì)循環(huán)的速率快
【答案】C
【分析】硝化細菌是原核細胞,主要以二分裂的方式進行增殖。
【詳解】A、線粒體內(nèi)膜向內(nèi)凸起形成嵴,增大線粒體的膜面積,增大了酶的附著位點,使線粒體含有多種催化有機物分解的酶,能分解有機物釋放能量,A不符合題意;
B、抗體的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì),高溫處理后的抗體空間結構遭到破壞,使其失去生理功能,失去了與抗原結合的能力,B不符合題意;
C、硝化細菌是原核細胞,細胞質(zhì)中有且僅有一種細胞器核糖體,但硝化細菌仍然通過二分裂的細胞分裂方式增殖,C符合題意;
D、生態(tài)系統(tǒng)的結構包括組成成分和營養(yǎng)結構,其中分解者屬于組成成分,其以動植物殘體、排泄物中的有機物質(zhì)為生命活動能源,并把復雜的有機物逐步分解為簡單的無機物,所以其重要功能是維持生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的正常進行,以保證生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的穩(wěn)定,因此熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)中分解者豐富多樣,該生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)速率會加快,D不符合題意。
故選C。
6. MMP-9是一種明膠酶,能促進腫瘤細胞的浸潤和轉(zhuǎn)移??蒲腥藛T通過人工合成與MMP-9基因互補的雙鏈RNA(dsRNA),利用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)入低分化胃腺癌細胞,干擾細胞中MMP-9基因的表達(如圖),從而達到治療的目的。下列說法錯誤的是( )
A. 合成dsRNA需要了解目的基因的堿基序列
B. ④過程產(chǎn)生mRNA需要解旋酶和RNA聚合酶參與
C. 據(jù)圖推測,沉默復合體可能使雙鏈RNA解鏈
D. 沉默復合體中的RNA通過堿基互補配對的方式識別并結合mRNA
【答案】B
【分析】轉(zhuǎn)錄是指RNA在細胞核中,通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的。翻譯是指游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中的各種氨基酸,以mRNA作為模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)。
【詳解】A、dsRNA是人工合成與MMP-9基因互補的雙鏈RNA,據(jù)此可推測,合成dsRNA需要了解目的基因的堿基序列,A正確;
B、④過程為轉(zhuǎn)錄,該過程產(chǎn)生mRNA的過程中需要RNA聚合酶的參與,不需要解旋酶,因為RNA聚合酶具有解旋的功能,B錯誤;
C、結合圖示可知,沉默復合體可能使雙鏈RNA解鏈,而后解開的單鏈可與相應的mRNA配對抑制翻譯過程,C正確;
D、結合圖示可知,沉默復合體中的RNA通過堿基互補配對的方式識別并結合mRNA,進而阻止了翻譯過程,D正確。
故選B。
7. 下列關于研究某群落中冷杉的敘述錯誤的是( )
A. 若群落中冷杉的數(shù)量很多,據(jù)此不能判斷冷杉在該群落中是否占據(jù)優(yōu)勢。
B. 群落中冷杉在不同地段的種群密度不同,這體現(xiàn)了群落空間結構中的水平結構。
C. 冷杉在群落中能占據(jù)相對穩(wěn)定生態(tài)位的原因是長期的自然選擇過程中形成的相對穩(wěn)定的生態(tài)關系。
D. 冷杉等多種生物若能各自適應某一空間的非生物環(huán)境,即可組成群落
【答案】D
【分析】群落是指某一自然區(qū)域內(nèi)所有生物的集合,群落的物種組成是區(qū)別不同群落的重要特征,群落中物種數(shù)目的多少代表物種豐富度。
【詳解】A、若群落中冷杉的數(shù)量很多,據(jù)此不能判斷冷杉在該群落中是否占據(jù)優(yōu)勢,因為優(yōu)勢種指的是在群落中不僅數(shù)量很多,且它們對群落中其他物種影響也很大,A正確;
B、群落中冷杉在不同地段的種群密度不同,是由于受到了地形、光照、土壤濕度等因素的影響,因而可以體現(xiàn)群落空間結構中的水平結構,B正確;
C、冷杉在群落中能占據(jù)相對穩(wěn)定生態(tài)位的原因是長期的自然選擇過程中形成的相對穩(wěn)定的生態(tài)關系,是適應環(huán)境的結果,C正確;
D、在相同時間聚集在一定地域中各種生物種群的集合叫做生物群落,即群落包括了該地域中的所有生物,據(jù)此可判斷,冷杉等多種生物若可各自適應某一空間的非生物環(huán)境,不能看做是群落,因為多種生物不等于所有生物,D錯誤。
故選D。
8. 人體受到低血糖和危險等刺激時,神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)作出相應反應,以維持人體自身穩(wěn)態(tài)和適應環(huán)境。其中腎上腺發(fā)揮了重要作用,調(diào)節(jié)機制如圖,長期較大劑量使用糖皮質(zhì)激素,停藥前應逐漸減量。下列分析錯誤的是( )
A. 長期較大劑量用藥可引起腎上腺皮質(zhì)萎縮
B. 立即停藥可致體內(nèi)糖皮質(zhì)激素過量
C. 停藥前可適量使用促腎上腺皮質(zhì)激素
D. 逐漸減量用藥有利于腎上腺皮質(zhì)功能恢復
【答案】B
【分析】激素是由內(nèi)分泌腺的腺細胞所分泌的、對人體有特殊作用的化學物質(zhì),它在血液中含量極少,但是對人體的新陳代謝、生長發(fā)育和生殖等生理活動,卻起著重要的調(diào)節(jié)作用。
【詳解】A、長期較大劑量用藥,體內(nèi)糖皮質(zhì)激素的濃度很高,可通過負反饋調(diào)節(jié)導致自身激素合成減少,如促腎上腺皮質(zhì)激素減少,可引起腎上腺皮質(zhì)萎縮,A正確;
BC、由于長期較大劑量使用糖皮質(zhì)激素,自身促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素和促腎上腺皮質(zhì)激素減少,腎上腺皮質(zhì)功能較弱,自身分泌糖皮質(zhì)激素不足,立即停藥會導致體內(nèi)糖皮質(zhì)激素不足,因此停藥前可適量使用促腎上腺皮質(zhì)激素,以促進機體產(chǎn)生并分泌腎上腺皮質(zhì)激素,B錯誤,C正確;
D、為了避免血中糖皮質(zhì)激素水平的突然降低,逐漸減量用藥以促使自身腎上腺皮質(zhì)功能的恢復,D正確。
故選B。
9. 下列有關植物激素的敘述,正確的有幾項( )
①植物的向光性和根的向地性都能說明生長素具有低濃度促進生長高濃度抑制生長的特點
②黃化豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生長素濃度的影響
③溫特的實驗中生長素從胚芽鞘尖端基部進入瓊脂塊的方式是主動運輸
④赤霉素不僅能促進果實的發(fā)育,還可延長植物種子的貯藏時間
⑤用生長素處理二倍體番茄幼苗,可得到多倍體番茄
⑥對成熟期的植物噴灑一定濃度的細胞分裂素會加快葉片衰老和脫落
⑦植物激素的合成既受基因組控制,又受環(huán)境影響
A. 2項B. 3項C. 4項D. 5項
【答案】A
【分析】一、生長素類具有促進植物生長的作用,在生產(chǎn)上的應用主要有:(1)促進扦插的枝條生根;(2)促進果實發(fā)育;(3)防止落花落果。
二、赤霉素的生理作用是促進細胞伸長,從而引起莖稈伸長和植物增高;此外,它還有防止器官脫落和解除種子、塊莖休眠促進萌發(fā)等作用。
三、細胞分裂素在根尖合成,在進行細胞分裂的器官中含量較高,細胞分裂素的主要作用是促進細胞分裂,此外還有誘導芽的分化,延緩葉片衰老的作用。
四、脫落酸在根冠和萎蔫的葉片中合成較多,在將要脫落和進入休眠期的器官和組織中含量較多;脫落酸是植物生長抑制劑,它能夠抑制細胞的分裂和種子的萌發(fā),還有促進葉和果實的衰老和脫落,促進休眠和提高抗逆能力等作用。
五、乙烯主要作用是促進果實成熟,此外,還有促進老葉等器官脫落的作用。
【詳解】①植物的向光性只體現(xiàn)了生長素的促進作用,根的向地性能說明生長素具有低濃度促進生長高濃度抑制生長的特點,①錯誤;
②黃化豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生長素濃度的影響,當生長素濃度較高時,會促進乙烯的合成,②正確;
③溫特的實驗中生長素從胚芽鞘尖端基部進入瓊脂塊的方式是自由擴散,③錯誤;
④赤霉素能促進果實發(fā)育,也能促進種子萌發(fā),縮短植物種子的貯藏時間,④錯誤;
⑤用秋水仙素處理二倍體番茄幼苗,可得到多倍體番茄,生長素的作用是可以促進子房發(fā)育成果實,從而形成無子果實,不能得到多倍體,⑤錯誤;
⑥對成熟期的植物噴灑一定濃度的脫落酸會加快葉片衰老和脫落,細胞分裂素抑制葉片的衰老,⑥錯誤;
⑦在植物的生長發(fā)育過程中,植物激素的合成在根本上是基因組在一定時間和空間上程序性表達的結果,同時還受環(huán)境影響,⑦正確;
綜上所述,②⑦正確,A正確,BCD錯誤。
故選A。
10. 下列關于生物技術說法正確的是( )
A. 細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)過程利用了植物組織培養(yǎng)技術,體現(xiàn)了植物細胞的全能性
B. 利用單克隆抗體制備的ADC進行癌癥的治療,主要是單克隆抗體能夠殺傷癌細胞
C. 胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性,體外可以誘導產(chǎn)生人體所需的各種組織器官
D. 制備膀胱生物反應器過程中,通常將基因表達載體導入到膀胱上皮細胞中
【答案】C
【分析】一、植物細胞工程技術的應用:植物繁殖的新途徑(包括微型繁殖,作物脫毒、人工種子等)、作物新品種的培育(單倍體育種、突變體的利用)、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn);
二、單克隆抗體制備的細胞來源:B淋巴細胞:能產(chǎn)生特異性抗體,在體外不能無限繁殖;骨髓瘤細胞:不產(chǎn)生專一性抗體,體外能無限繁殖,雜交瘤細胞的特點:既能大量增殖,又能產(chǎn)生特異性抗體;
三、兩次篩選:①篩選得到雜交瘤細胞(去掉未雜交的細胞以及自身融合的細胞);②篩選出能夠產(chǎn)生特異性抗體的細胞群.生物導彈:單克隆抗體+放射性同位素、化學藥物或細胞毒素(借助單克隆抗體的定位導向作用將藥物定向帶到癌細胞。在原位殺死癌細胞,療效高,副作用小,位置準確。)
【詳解】A、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)過程利用了植物組織培養(yǎng)技術,該過程的原理是細胞增殖,沒有體現(xiàn)植物細胞的全能性,A錯誤;
B、利用單克隆抗體制備的ADC進行癌癥的治療,主要是單克隆抗體能夠?qū)⑺幬锒ㄎ坏桨┘毎牟课粚崿F(xiàn)對癌細胞的定向殺傷,B錯誤;
C、胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性,經(jīng)過體外培養(yǎng)可以定向誘導產(chǎn)生人體所需的各種組織器官,C正確;
D、制備膀胱生物反應器過程中,通常將基因表達載體導入到受精卵中,因為受精卵具有發(fā)育的全能性,D錯誤。
故選C。
11. 如圖為鈉鉀泵運輸Na+、K+示意圖,相關說法正確的是( )
A. 鈉鉀泵的嵌膜區(qū)富含親水基團,有利于其嵌入磷脂雙分子層中間
B. Na+、K+和鈉鉀泵的結合與離子濃度有關,與鈉鉀泵是否磷酸化無關
C. 鈉鉀泵的每次轉(zhuǎn)運都發(fā)生自身構象的改變,實現(xiàn)Na+、K+從高濃度向低濃度運輸
D. 鈉鉀泵的運轉(zhuǎn)有利于建立神經(jīng)細胞膜兩側(cè)的電位差,為神經(jīng)沖動的產(chǎn)生奠定基礎
【答案】D
【分析】題圖分析:鈉鉀泵是一種轉(zhuǎn)運蛋白,面向細胞質(zhì)一側(cè)有一個ATP結合位點和三個鈉離子結合位點,面向細胞外側(cè)有兩個鉀離子結合位點.利用ATP供能,實現(xiàn)鈉鉀離子的逆濃度轉(zhuǎn)運,可見該載體的作用排鈉吸鉀,即通過主動運輸將鈉離子排除細胞外,將鉀離子吸收進入細胞內(nèi)。
【詳解】A、細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層,據(jù)此推測鈉鉀泵的嵌膜區(qū)富含親脂基團,有利于其嵌入磷脂雙分子層中間,A錯誤;
B、Na+、K+通過鈉鉀泵的轉(zhuǎn)運過程為主動運輸,因而可知,Na+、K+和鈉鉀泵的結合與離子濃度無關,與鈉鉀泵是否磷酸化有關,B錯誤;
C、鈉鉀泵的每次轉(zhuǎn)運都發(fā)生自身構象的改變,實現(xiàn)Na+、K+從低濃度向高濃度運輸,該過程維持了膜外高鈉、膜內(nèi)高鉀的狀態(tài),C錯誤;
D、鈉鉀泵對Na+、K+的運轉(zhuǎn)是逆濃度梯度進行的,因而有利于建立神經(jīng)細胞膜兩側(cè)的電位差,即表現(xiàn)為膜外鈉離子多,膜內(nèi)鉀離子多,進而為神經(jīng)沖動的產(chǎn)生奠定基礎,D正確。
故選D。
12. 抗原呈遞細胞(APC)可以通過某類受體識別入侵病原體的獨特結構而誘發(fā)炎癥和免疫反應,CTLA-4是一種位于細胞毒性T細胞上的跨膜蛋白,能防止免疫系統(tǒng)過度激活,屬于免疫檢測點之一,研究發(fā)現(xiàn),通過阻斷CTLA-4的信號通路,能增強T細胞對腫瘤的攻擊力。下列敘述錯誤的是( )
A. APC的細胞膜上存在該類受體,該類受體也可以在溶酶體膜上
B. 腫瘤細胞通常會增強CTLA-4基因的表達,從而躲避免疫系統(tǒng)的攻擊
C. 誘發(fā)炎癥和免疫反應過強可能會引起組織損傷
D. APC包括巨噬細胞、樹突狀細胞和漿細胞等,其細胞膜上的B7可特異性與CD28結合
【答案】D
【分析】B細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞都能攝取和加工處理抗原,并且可以將抗原信息暴露在細胞表面,以便呈遞給其他免疫細胞,因此,這些細胞統(tǒng)稱為抗原呈遞細胞。
【詳解】A、抗原呈遞細胞通過細胞表面的受體來識別病原體,因此APC的細胞膜上存在該類受體,抗原呈遞細胞吞噬病原體后,吞噬泡會與溶酶體結合,從而使該類受體出現(xiàn)在溶酶體膜上,A正確;
B、腫瘤細胞為了逃過細胞毒性T細胞的免疫,通常會增強CTLA-4基因的表達,激活免疫檢查點信號通路,從而躲避免疫系統(tǒng)的攻擊,B正確;
C、誘發(fā)炎癥和免疫反應過強時,免疫系統(tǒng)可能攻擊自身物質(zhì)或結構,進而引起組織損傷,C正確;
D、漿細胞是體液免疫過程中產(chǎn)生特異性抗體的細胞,不屬于APC細胞,D錯誤。
故選D。
13. 下圖是家蠅(2n=12)細胞分裂過程的顯微照片。相關敘述正確的是( )
A. 圖示為有絲分裂過程,分裂先后順序是甲→丙→乙
B. ①是中心體、分裂間期加倍,在分裂前期開始發(fā)出星射線
C. ②、③分別是赤道板的位置、細胞板,其形成與高爾基體有關
D. 甲、乙、丙三圖中,每個細胞中的染色體數(shù)、DNA數(shù)都相等
【答案】B
【分析】題圖分析,圖甲細胞處于有絲分裂后期,圖乙細胞處于有絲分裂中期,圖丙細胞處于有絲分裂末期,圖中細胞縊裂成兩個子細胞。
【詳解】A、結合圖示可知,圖中細胞分裂先后順序是乙→甲→丙,依次處于分裂中期、后期和末期,A錯誤;
B、①是中心體,與細胞有絲分裂有關,在細胞分裂間期進行①的復制后倍增,在分裂前期開始發(fā)出星射線,B正確;
C、②為赤道板,是假想的一個面,不是真實存在的,③部位是細胞膜通過縊裂將要分裂成兩個子細胞,細胞板是植物細胞分裂末期產(chǎn)生的一個結構,該結構將來變成細胞壁,C錯誤;
D、甲細胞中染色體數(shù)目和DNA數(shù)目均為24,乙細胞中染色體數(shù)目為12,而DNA數(shù)目為24,丙圖代表動物細胞分裂末期,形成了兩個子細胞,其中含有的色體數(shù)和DNA數(shù)均為12,D錯誤。
故選B。
14. 反向PCR是一種通過已知序列設計引物對未知序列進行擴增的技術,其過程如下圖所示。下列敘述正確的是( )
A. 應選擇引物2和引物3進行PCR擴增
B. 設計的引物中GC堿基含量越高,變性的溫度越高
C. PCR產(chǎn)物是包含所有已知序列和未知序列的鏈狀DNA分子
D. 整個過程需用到限制酶、DNA連接酶、耐高溫DNA聚合酶及逆轉(zhuǎn)錄酶
【答案】C
【分析】一、PCR只能擴增兩端序列已知的基因片段,反向PCR可擴增一段已知序列的兩端未知序列。反向PCR的目的在于擴增一段已知序列旁側(cè)的DNA,也就是說這一反應體系不是在一對引物之間而是在引物外側(cè)合成DNA。
二、如圖所示,DNA分子被限制酶切割,然后環(huán)化并加入已知序列合成的引物,再通過PCR擴增得到中間是未知序列兩側(cè)是已知序列的DNA分子。
【詳解】A、DNA子鏈合成的方向為5'端到3'端,因此要通過已知序列設計引物對未知序列進行擴增應選擇引物1和引物4進行PCR擴增,A錯誤;
B、復性過程中引物與模板鏈結合,GC堿基含量越高,堿基對間氫鍵的含量越多,復性的溫度越高,B錯誤;
C、根據(jù)題意和圖示可知,DNA分子被限制酶切割,然后環(huán)化并加入根據(jù)已知序列合成的引物,再通過PCR擴增得到中間是未知序列兩側(cè)是已知序列的DNA分子PCR產(chǎn)物是包含所有已知序列和未知序列的鏈狀DNA分子,C正確;
D、整個過程需用到限制酶、DNA連接酶和耐高溫DNA聚合酶,不需要逆轉(zhuǎn)錄酶,D錯誤。
故選C。
15. 自然水體生態(tài)修復時,通過長草凈水、養(yǎng)魚控草,實現(xiàn)水質(zhì)達標的目的,基本原理如圖所示。相關敘述錯誤的是( )
A. 沉水植物能吸收水中N、P等營養(yǎng)物質(zhì),并通過與藻類競爭光照等資源抑制其生長
B. 生態(tài)牧養(yǎng)箱在劃定區(qū)域內(nèi)移動實現(xiàn)輪牧,降低了沉水植物種內(nèi)競爭程度
C. 圖中強化N、P轉(zhuǎn)換的途徑有利于提高N、P利用率,使物質(zhì)和能量得到循環(huán)利用
D. 在實際水體生態(tài)修復中,需要保證沉水植物的合理生長和一定的覆蓋率,故草食性、雜食性魚類均需嚴控
【答案】C
【分析】一、自生原理:由生物組分而產(chǎn)生的自組織、自我優(yōu)化、自我調(diào)節(jié)自我更新和維持就是系統(tǒng)的自生;基礎:生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。
二、循環(huán)原理:促進系統(tǒng)的物質(zhì)遷移與轉(zhuǎn)化,保證各環(huán)節(jié)物質(zhì)遷移順暢,保證主要物質(zhì)或元素的轉(zhuǎn)化率高;理論基礎是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)功能。
三、協(xié)調(diào)原理:在進行生態(tài)工程的建設時,生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與適應;生物要適應環(huán)境,考慮環(huán)境容納量。
四、整體原理:遵循自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,各組分之間要有適當?shù)谋壤M行生態(tài)工程建設時,還 要考慮經(jīng)濟、社會等系統(tǒng)的影響力。
【詳解】A、據(jù)圖可知,沉水植物能吸收水中N、P等營養(yǎng)物質(zhì),并通過與藻類競爭光照等資源,減弱藻類的光合作用,從而抑制其生長,A正確;
B、生態(tài)牧養(yǎng)箱在劃定區(qū)域內(nèi)移動實現(xiàn)輪牧,使沉水植物分布較為分散,降低了沉水植物種內(nèi)競爭程度,B正確;
C、物質(zhì)能循環(huán)利用,而能量不能循環(huán)利用,C錯誤;
D、在實際水體生態(tài)修復中,需要保證沉水植物的合理生長和一定的覆蓋率,以保證沉水植物能夠持續(xù)的吸收水體中過量的N、P元素,故草食性、雜食性魚類均需嚴控,D正確。
故選C。
二、多項選擇題(本部分包括4題,每題3分,共計12分。每題有不止一個選項符合題意。每題全選對者得3分,選對但不全的得1分,錯選或不答的得0分)
16. 在光合作用過程中,固定CO2的酶為RuBP羧化酶。該酶能夠促進下圖中兩個方向的化學反應。這些反應受到O2與CO2濃度比值的影響。其中RuBP羧化酶能夠催化C5與氧氣的反應,由此產(chǎn)生的C2化合物進入線粒體并釋放CO2的過程,被稱為光呼吸。下列說法正確的是( )

A. CO2濃度較高時,C5和CO2反應消耗NADPH和ATP
B. 夏季晴朗的中午出現(xiàn)“光合午休”時,植物光呼吸的強度會有所增強
C. 某些植物通過光呼吸會使葉綠體中CO2的濃度增加,進而抑制O2與C5結合
D. 光呼吸的結果會導致光呼吸減弱,該過程體現(xiàn)了負反饋調(diào)節(jié)
【答案】BCD
【分析】圖乙中,當氧氣濃度高,RuBP羧化酶催化C5與O2反應,當二氧化碳濃度高,RuBP羧化酶催化C5與CO2反應。
【詳解】A、C5和CO2反應屬于二氧化碳的固定,不消耗NADPH和ATP,A錯誤;
B、夏季晴朗的中午,溫度很高,導致氣孔大量關閉,CO2難以進入葉片組織,致使光合作用暗反應受到抑制,進而使光反應速率減慢,從而使植物的光合作用強度會明顯減弱。此時葉肉細胞中O2濃度較高,CO2濃度較低,故光呼吸強度會增強,B正確;
C、由于光呼吸能夠產(chǎn)生二氧化碳,使葉綠體中CO2的濃度增加,進而抑制O2與C5結合,可以促進光合作用的進行,C正確;
D、光呼吸消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳,減少氧氣濃度的同時增加二氧化碳濃度,會導致光呼吸減弱,該過程體現(xiàn)了負反饋調(diào)節(jié),D正確。
故選BCD。
17. 如圖是某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解,N1、N2、N3表示同化量,箭頭表示能量流動的方向。下列敘述錯誤的是( )
A. 圖中A表示流向次級消費者的能量
B. 輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為N1+N2+N3
C. 生產(chǎn)者到消費者的能量傳遞效率為(N2+N3)/N1×100%
D. 流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量大于生產(chǎn)者所固定的太陽能
【答案】ABC
【分析】一、生態(tài)系統(tǒng)能量的輸入:能量流動的起點是從生產(chǎn)者經(jīng)光合作用所固定太陽能開始的,生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量=流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。
二、能量流動的特點:單向流動、逐級遞減。
【詳解】A、據(jù)圖可知,生產(chǎn)者的同化量可被自身作用消耗、被分解者分解、流入下一營養(yǎng)級以及未利用的部分,故圖中A表示未利用的能量,A錯誤;
BD、流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為 N1+N3,大于生產(chǎn)者所固定的太陽能N1,B錯誤,D正確;
C、據(jù)題干信息可知,N1、N2表示同化量,N1為生產(chǎn)者固定的太陽能,N2是流入從生產(chǎn)者流入到消費者的能量,故生產(chǎn)者到消費者的能量傳遞效率為N2/N1×100%,C錯誤。
故選ABC。
18. 正常情況下,輕微觸碰時GABA作用于痛覺神經(jīng)元引起Cl-通道開放,Cl-內(nèi)流,不產(chǎn)生痛覺;患帶狀皰疹后,痛覺神經(jīng)元上Cl-轉(zhuǎn)運蛋白表達量改變,引起Cl-的轉(zhuǎn)運量改變,細胞內(nèi)Cl-濃度升高,此時輕觸引起GABA作用于痛覺神經(jīng)元后,Cl-經(jīng)Cl-通道外流,產(chǎn)生強烈痛覺。據(jù)圖分析,錯誤的是( )
A. 患帶狀皰疹后Cl-轉(zhuǎn)運蛋白增多,導致輕觸產(chǎn)生痛覺
B. 正常和患帶狀皰疹時,Cl-經(jīng)Cl-通道的運輸方式均為協(xié)助擴散
C. 觸覺神經(jīng)元興奮時,在抑制性神經(jīng)元上可記錄到動作電位
D. GABA作為抑制性神經(jīng)遞質(zhì)時,通常使突觸后膜電位由外正內(nèi)負變?yōu)橥庳搩?nèi)正
【答案】AD
【分析】靜息時,神經(jīng)細胞膜對鉀離子的通透性大,鉀離子大量外流,形成內(nèi)負外正的靜息電位;受到刺激后,神經(jīng)細胞膜的通透性發(fā)生改變,對鈉離子的通透性增大,鈉離子大量內(nèi)流,形成內(nèi)正外負的動作電位。
【詳解】A、據(jù)圖可知,Cl-轉(zhuǎn)運蛋白會將Cl-運出痛覺神經(jīng)元,患帶狀皰疹后痛覺神經(jīng)元上Cl-轉(zhuǎn)運蛋白(單向轉(zhuǎn)運Cl-)表達量改變,引起Cl-的轉(zhuǎn)運量改變,細胞內(nèi)Cl-濃度升高,說明運出細胞的Cl-減少,據(jù)此推測應是轉(zhuǎn)運蛋白減少所致,A錯誤;
B、離子通道進行的跨膜運輸方式是協(xié)助擴散,故正常和患帶狀皰疹時,Cl-經(jīng)Cl-通道的運輸方式是協(xié)助擴散,B正確;
C、據(jù)圖可知,觸覺神經(jīng)元興奮時,會釋放興奮性神經(jīng)遞質(zhì)作用于抑制性神經(jīng)元,使得中間抑制性神經(jīng)元興奮,故在抑制性神經(jīng)元上可記錄到動作電位,C正確;
D、GABA作用于痛覺神經(jīng)元引起Cl-通道開放,Cl-內(nèi)流,膜內(nèi)負電荷增多,故此時膜電位依舊是外正內(nèi)負,D錯誤。
故選AD。
19. 下列有關微生物的分離與純化培養(yǎng)中,正確的是( )
A. 利用生物或其代謝物除去環(huán)境中的部分微生物的方法屬于消毒。
B. 利用稀釋涂布平板法培養(yǎng)獲得的菌落數(shù)比實際數(shù)略少
C. 培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)濃度越高,對微生物的生長越有利
D. 血細胞計數(shù)板比細菌計數(shù)板厚,常用于相對較大的酵母菌細胞、霉菌孢子等的計數(shù)
【答案】ABD
【分析】稀釋涂布平板法除可以用于分離微生物外,也常用來統(tǒng)計樣品中活菌的數(shù)目。當樣品的稀釋度足夠高時,培養(yǎng)基表面生長的一個單菌落,來源于樣品稀釋液中的一個活菌。通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù),就能推測出樣品中大約含有多少活菌,但統(tǒng)計數(shù)目偏小。
【詳解】A、利用生物或其代謝物除去環(huán)境中的部分微生物的方法屬于生物消毒,A正確;
B、使用稀釋涂布平板法統(tǒng)計菌落數(shù)時,當兩個或多個細胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落,因此獲得的菌落數(shù)比實際數(shù)略少,B正確;
C、培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)濃度并非越高越好,濃度過高可能會導致細胞失水,抑制微生物的生長,C錯誤;
D、細菌計數(shù)板和血細胞計數(shù)板的計數(shù)原理相同。血細胞計數(shù)板比細菌計數(shù)板厚,常用于相對較大的酵母菌細胞、霉菌孢子等的計數(shù)。用細菌計數(shù)板可對細菌等較小的細胞進行觀察和計數(shù),D正確。
故選ABD。
三、非選擇題(本部分包括5題,共計58分。除標注外,每空1分)
20. 甲醇(CH3OH)是一種很強的溫室效應氣體,科研人員為培育能同化甲醇的煙草,將甲基營養(yǎng)菌的甲醇氧化酶(AOD1)基因、6-磷酸已酮糖合成酶(HPS)基因、6-磷酸果糖異構酶(PHI)基因?qū)胍吧蜔煵萑~綠體中,獲得了能同化CH3OH的煙草,同化CH3OH的途徑如下圖。請回答下列問題:

(1)煙草葉肉細胞的葉綠素分布于____,其功能是____。
(2)光反應既可為____(圖示過程)提供ATP、NADPH,又可為____(過程)提供O2
(3)轉(zhuǎn)基因煙草同化CH3OH的場所是____,其同化CH3OH的主要途徑是:CH3OH→甲醛→6-磷酸已酮糖→6-磷酸果糖→5-磷酸木酮糖→5-磷酸核酮糖→____→淀粉。
(4)與野生型煙草相比,轉(zhuǎn)基因煙草固定CO2的能力增強,其可能原因是____。
(5)為了進一步分析轉(zhuǎn)基因煙草同化CH3OH的能力,科研人員進行了如下實驗,完成下表。
預期實驗結果:⑤____。
【答案】(1)①. 類囊體薄膜 ②. 吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能
(2)①. 3-磷酸甘油酸還原為3-磷酸甘油醛 ②. 甲醇氧化為甲醛、有氧呼吸第三階段
(3)①. 葉綠體基質(zhì) ②. 1,5-二磷酸核酮糖→3-磷酸甘油酸→3-磷酸甘油醛
(4)轉(zhuǎn)基因煙草同化甲醇產(chǎn)生的6-磷酸果糖進入暗反應(卡爾文循環(huán)),加快暗反應的進行
(5)①. ①等量、生長狀況(長勢)②. ②等量的13CH3OH氣體 ③. ③適宜溫度、光照、CO2條件下(相同且適宜的條件下 ④. ④13C放射性強度 ⑤. ⑤A組玻璃罩內(nèi)野生型煙草體內(nèi)沒有放射性,B組玻璃罩內(nèi)轉(zhuǎn)基因煙草體內(nèi)有放射性
【分析】光合作用過程分為光反應階段和暗反應階段,光反應階段是水光解形成氧氣和還原氫的過程,該過程中光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學能儲存在ATP中;暗反應階段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的還原,二氧化碳固定是二氧化碳與1分子五碳化合物結合形成2分子三碳化合物的過程,三碳化合物還原是三碳化合物在光反應產(chǎn)生的還原氫和ATP的作用下形成有機物和五碳化合物的過程。
【小問1詳解】煙草葉肉細胞的葉綠素分布于類囊體薄膜,其功能是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能,因而光反應的場所是葉綠體類囊體薄膜。
【小問2詳解】光反應的產(chǎn)物是ATP、NADPH和氧氣,因此光反應既可為3-磷酸甘油酸還原為3-磷酸甘油醛提供ATP、NADPH,又可為甲醇氧化為甲醛、有氧呼吸第三階段提供O2。
【小問3詳解】結合圖示可知,轉(zhuǎn)基因煙草同化CH3OH的場所是葉綠體基質(zhì),其同化CH3OH的主要途徑是:CH3OH→甲醛→6-磷酸已酮糖→6-磷酸果糖→5-磷酸木酮糖→5-磷酸核酮糖→1,5-二磷酸核酮糖→3-磷酸甘油酸→3-磷酸甘油醛→淀粉。
【小問4詳解】與野生型煙草相比,轉(zhuǎn)基因煙草固定CO2的能力增強,其可能原因是轉(zhuǎn)基因煙草同化甲醇產(chǎn)生的6-磷酸果糖進入暗反應(卡爾文循環(huán)),加快暗反應的進行,因而轉(zhuǎn)基因煙草光合速率較高。
【小問5詳解】為了進一步分析轉(zhuǎn)基因煙草同化CH3OH的能力,本實驗的自變量是煙草的種類,即實驗過程中選擇生長狀況相同的、等量的普通煙草和轉(zhuǎn)基因煙草分成兩組,而后取兩個密閉的透明玻璃罩,分別標號A、B,將野生型煙草置于A玻璃罩,轉(zhuǎn)基因煙草置于B玻璃罩;A組玻璃罩通入一定量的14CH3OH氣體,B組玻璃罩通入等量的14CH3OH氣體;在適宜溫度、光照、CO2條件下培養(yǎng);一段時間后,測定A、B兩個玻璃罩中煙草植株內(nèi)14C放射性強度;若實驗結果為A組玻璃罩內(nèi)的野生型煙草體內(nèi)沒有放射性,B組玻璃罩內(nèi)轉(zhuǎn)基因煙草體內(nèi)的有放射性,則該實驗結果支持的結論是轉(zhuǎn)基因煙草具有同化CH3OH的能力。
21. 高山姬鼠是棲息于橫斷山區(qū)的重要小型哺乳動物,其如何在極端低溫環(huán)境中展現(xiàn)出獨特的生存策略,科研人員開展了相關研究。
(1)選取12只處于非繁殖期的高山姬鼠成年個體,并隨機分為兩組,分別在25℃和5℃的環(huán)境下進行28天的正常飼養(yǎng)。隨后,對這兩組動物進行了相關生理指標的檢測,研究結果如下:
①根據(jù)實驗結果的分析,高山姬鼠通過____來適應低溫環(huán)境。
②在遭遇低溫壓力時,高山姬鼠的下丘腦會直接通過____神經(jīng)調(diào)控腎上腺,同時間接通過垂體促進____(腺體)分泌,這兩種生理機制均通過促進____增強,從而補償了在低溫環(huán)境下機體能量消耗的增加。
(2)研究團隊持續(xù)探究高山姬鼠適應低溫環(huán)境的機制,他們挑選了實驗用的動物,并隨機將其分為對照組與冷馴化組,經(jīng)過一段時間的實驗后,對相關數(shù)據(jù)進行了測定。

①經(jīng)冷馴化處理的實驗組體內(nèi)脂肪含量____對照組,其原因可能是____。
②研究揭示了脂肪細胞能夠合成并分泌一種名為瘦素的激素。圖2結果顯示在低溫環(huán)境下,高山姬鼠體內(nèi)瘦素含量與體脂之間存在____(填“正相關”或者“負相關”)。據(jù)此推測,圖1中經(jīng)過冷馴化的實驗組體內(nèi)瘦素水平可能____。
③在進一步的實驗中,對四種神經(jīng)肽基因在低溫條件下的表達水平進行了測定,其結果如圖3。其中NPY與AgRP屬于促進食欲的神經(jīng)肽;而POMC與CART則屬于抑制食欲的神經(jīng)肽。瘦素作為一種信號分子,通過____運輸傳遞至下丘腦的飽腹中樞,從而影響下丘腦中神經(jīng)肽的合成。據(jù)圖3的結果分析,在低溫環(huán)境下,高山姬鼠體內(nèi)____基因的表達水平顯著上升,推測其原因可能是為了____。
【答案】(1)①. ①減輕體脂、降低體重以及增加攝食量 ②. ②交感 ③. 甲狀腺 ④. 細胞代謝活動(細胞呼吸和產(chǎn)熱)
(2)①. ①低于 ②. 高山姬鼠在低溫環(huán)境下通過脂肪的氧化分解來提供能量 ③. ②正相關 ④. 較低 ⑤. ③體液(血液)⑥. NPY和AgRP##AgRP和NPY ⑦. 促進食物攝入和增加熱量產(chǎn)生
【分析】一、根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析可知,低溫下,高山姬鼠的體重減輕、體脂含量低、攝食量增加,說明在低溫脅迫下,脂肪的氧化分解加快,以增加產(chǎn)熱量適應低溫環(huán)境。
二、據(jù)圖分析,瘦素含量與體脂呈正相關,圖中的NPY和AgRP是促食類神經(jīng)肽,POMC和CART是抑食類神經(jīng)肽,據(jù)圖分析,低溫條件下瘦素與下丘腦細胞的特異性受體結合,NPY和AgRP基因的表達量顯著增加,促進食物攝取,增加產(chǎn)熱。
【小問1詳解】 ①根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析可知,低溫下,高山姬鼠的體重減輕、體脂含量低、攝食量增加,說明在低溫脅迫下,高山姬鼠通過減輕體脂、降低體重和增加攝食量,加快脂肪的氧化分解,以增加產(chǎn)熱量適應低溫環(huán)境;
②高山姬鼠在低溫脅迫下,高山姬鼠的下丘腦會直接通過交感神經(jīng)調(diào)控腎上腺,分泌腎上腺素,以增強機體的代謝;同時下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素增多,刺激垂體分泌促甲狀腺激素進而促進甲狀腺分泌甲狀腺激素,提高細胞代謝;故這兩種生理機制均通過促進細胞代謝活動(細胞呼吸和產(chǎn)熱)增強,從而補償了在低溫環(huán)境下機體能量消耗的增加。
【小問2詳解】①據(jù)圖1可知,經(jīng)冷馴化處理的實驗組體內(nèi)脂肪含量低于對照組,其原因可能是高山姬鼠在低溫環(huán)境下通過脂肪的氧化分解來提供能量。
②據(jù)圖可知,低溫脅迫下,高山姬鼠的體內(nèi)瘦素的含量隨著體脂的減少而減少,二者之間存在正相關;據(jù)此推測,圖1中經(jīng)過冷馴化的實驗組體內(nèi)瘦素水平可能較低。
③瘦素作為一種信號分子(化學物質(zhì)),可通過體液(血液)運輸傳遞至下丘腦的飽腹中樞,與相應的受體結合從而影響下丘腦中神經(jīng)肽的合成;據(jù)圖3的結果分析,在低溫環(huán)境下,高山姬鼠體內(nèi)NPY和AgRP基因的表達水平顯著上升,其原因可能是為了促進食物攝入和增加熱量產(chǎn)生,應適應低溫環(huán)境。
22. 我國岷山大熊貓棲息地--九寨溝國家級自然保護區(qū)是大熊貓保護的重點地區(qū)之一,在其棲息地一定范圍內(nèi)依舊存在人類活動的干擾。
(1)在一定的區(qū)域內(nèi),大熊貓、冷箭竹和其他生物一起共同構成了一個群落,這個群落和它們生活的____,成了一個統(tǒng)一的整體,這就是____。
(2)割竹挖筍和放牧使大熊貓食物資源減少,人和家畜屬于影響大熊貓種群數(shù)量的____因素。采礦和旅游開發(fā)等使大熊貓棲息地的部分森林轉(zhuǎn)化為裸巖或草地,生態(tài)系統(tǒng)中消費者獲得的總能量____。森林面積減少,土壤保持和水源涵養(yǎng)等功能下降,這些功能屬于生物多樣性的____價值。
(3)豐富的食物資源和適宜的棲息空間可以提高大熊貓的繁殖,增加出生率,也可以降低種內(nèi)競爭,減少死亡率,進而提高大熊貓的____。為了保護大熊貓,國家建立了“臥龍大熊貓自然保護區(qū)”,這屬于保護生物多樣性措施中的____。
(4)第四次全國大熊貓調(diào)查結果如圖1所示,大熊貓主要分布于六個山系,各山系的種群間存在地理隔離。調(diào)查結果表明,大熊貓種群數(shù)量與____和____呈正相關。天然林保護、退耕還林及自然保護區(qū)建設使大熊貓棲息地面積擴大,且____資源增多,提高了棲息地對大熊貓的環(huán)境容納量。而旅游開發(fā)和路網(wǎng)擴張等使大熊貓棲息地喪失和____導致大熊貓被分為33個局域種群,種群增長受限。
圖1
(5)從20世紀八十年代末,岷山北部竹子大范圍開花,到近年來地震災害頻發(fā),都使得這一區(qū)域大熊貓等物種適宜生境遭到破壞。想要大熊貓種群恢復,棲息地的恢復是關鍵,環(huán)境因子對大熊貓適宜生境分布具有重要的預測性,圖2是竹子分布和坡度與大熊貓生境適宜性響應的曲線,研究結果可以表明____。

圖2
【答案】(1)①. 非生物環(huán)境相互作用 ②. 生態(tài)系統(tǒng)
(2)①. 生物##密度制約 ②. 減少 ③. 間接
(3)①. 種群密度 ②. 就地保護
(4)①. 棲息地面積 ②. 竹林面積 ③. 食物 ④. 碎片化
(5)大熊貓對竹子分布有較高依賴性;坡度越大存在概率越低,最偏好在坡度10°左右的區(qū)域活動;
【分析】一、影響種群數(shù)量的因素可分為生物因素和非生物因素。一般來說,食物和天敵等生物因素對種群數(shù)量的作用強度與該種群的密度是相關的,稱為密度制約因素;氣溫和干旱等氣候因素以及地震、 火災等自然災害屬于非生物因素,對種群的作用強度與該種群的密度無關,因此被稱為非密度制約因素。
二、人類活動對野生物種生存環(huán)境的破壞,主要表現(xiàn)為使得某些物種的棲息地喪失和碎片化。將森林砍伐或開墾為耕地,交通(高速公路、高速鐵路)和水利(修建水壩)設施、房地產(chǎn)工程項目的修建,都可能導致某些野生物種棲息地的喪失或者碎片化。
【小問1詳解】生態(tài)系統(tǒng):在一定的空間內(nèi),由生物群落與它的非生物環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體。
【小問2詳解】生物因素指的是影響生物生長、形態(tài)、發(fā)育和分布的任何其它動物、植物或微生物的活動。一般來說,食物和天敵等生物因素對種群數(shù)量的作用強度與該種群的密度是相關的,因此人和家畜屬于影響大熊貓種群數(shù)量的生物因素或者密度制約因素。采礦和旅游開發(fā)等使大熊貓棲息地的部分森林轉(zhuǎn)化為裸巖或草地,生態(tài)系統(tǒng)中消費者獲得的總能量減少。森林面積減少,土壤保持和水源涵養(yǎng)等功能下降,這些功能屬于生態(tài)功能,因此屬于生物多樣性的間接價值。
【小問3詳解】豐富的食物資源和適宜的棲息空間可以提高大熊貓的繁殖,增加出生率,也可以降低種內(nèi)競爭,減少死亡率,進而提高大熊貓的種群密度。為了保護大熊貓,國家建立了“臥龍大熊貓自然保護區(qū)”,這屬于保護生物多樣性措施中的就地保護。
【小問4詳解】分析圖示可知,大熊貓種群數(shù)量的變化趨勢與棲息地面積和竹林面積的變化趨勢相同,說明大熊貓種群數(shù)量與棲息地面積和竹林面積呈正相關。天然林保護、退耕還林及自然保護區(qū)建設使大熊貓的棲息地面積擴大,食物資源增多,提高了棲息地對大熊貓的環(huán)境容納量。旅游開發(fā)和路網(wǎng)擴張等使大熊貓棲息地喪失和碎片化,導致其被分成多個局域種群,種群增長受限。
【小問5詳解】根據(jù)研究結果,表明大熊貓生境選擇對竹子分布有較高依賴性;坡度越大適宜生境存在概率越低,區(qū)內(nèi)大熊貓最偏好在坡度10°左右的區(qū)域活動。
23. 自然界中不同植物的花色可能受一對等位基因控制,也可能受兩對或多對等位基因基因控制。根據(jù)下列植物花色遺傳的特點,請回答相關問題:
(1)某植物的花色有紅花和白花,且受一對等位基因(A和a)控制?,F(xiàn)將該植物群體中的多株紅花植株與白花植株進行雜交,F(xiàn)1中紅花∶白花=5∶1,如果將親本紅花植株自交,則中白花植株所占的比例為____。若某株紅花植株自交,子代中紅花∶白花=15∶1,其原因可能為含a的雄配子或雌配子致死率為____。
(2)某觀賞植物的花色有白色、紫色、紅色和粉紅色四種花色,已知該植物花色由位于非同源染色體上的兩對等位基因(A/a和B/b)控制(如下圖所示)研究人員將白花植株的花粉授給紫花植株,得到的F1全部表現(xiàn)為紅花,然后讓F1自交得到F2。
①F2中白花∶紫花∶紅花∶粉紅花的比例為____,其中自交后代不會發(fā)生性狀分離的植株占____。取F2中紫花、粉紅花個體自由交配,子代中白花個體的比例為____。
②若研究人員用兩種不同花色的植株雜交,得到的子代植株有四種花色,則親代植株的基因型為____,子代中新出現(xiàn)的兩種花色及其比例為____。
(3)為了改良小麥的性狀,育種專家通過向小麥染色體中插入抗銹病基因和抗倒伏基因,以培育出抗病抗倒伏品種,為了探究該兩種目的基因插入的部位,進行了系列實驗,選取表現(xiàn)型為抗病又抗倒伏的個體進行自交,請預測實驗結果得出結論。
Ⅰ.如果自交后代既抗病又抗倒伏占____,說明這兩種目的基因?qū)胪粭l染色體上;
Ⅱ.如果自交后代既抗病又抗倒伏占____,說明這兩種目的基因?qū)隷___上;
Ⅲ.如果自交后代既抗病又抗倒伏占____,說明這兩種目的基因?qū)隷___上。
【答案】(1)①. 1/12 ②. 6/7
(2)①. 4∶3∶6∶3 ②. 3/8 ③. 1/9 ④. aaBb×AaBb ⑤. 紫色(A_bb)∶粉紅色(A_BB)=1∶1
(3)①. 3/4 ②. 1/2 ③. 一對同源染色體 ④. 9/16 ⑤. 非同源染色體(或兩對同源染色體)
【分析】一、基因分離定律的實質(zhì):在雜合子的細胞中,位于一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨立性;生物體在進行減數(shù)分裂形成配子時,等位基因會隨著同源染色體的分開而分離,分別進入到兩個配子中,獨立地隨配子遺傳給后代。
二、基因自由組合定律的實質(zhì)是:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或自由組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。
【小問1詳解】某植物的花色有紅花和白花,且受一對等位基因(A和a)控制。現(xiàn)將該植物群體中的多株紅花植株與白花植株進行雜交,F(xiàn)1中紅花∶白花=5∶1,說明紅花對白花為顯性,則親本紅花的基因型為AA和Aa兩種,若Aa占比為x,則1/2(x)=1/6,則x=1/3,因而可知親本紅花中兩種基因型的比例為AA∶Aa=2∶1;如果將親本紅花植株(AA∶Aa=2∶1)自交,則子代中白花植株所占的比例為1/3×1/4=1/12。紅花自交后代發(fā)生性狀分離,說明其基因型為Aa,自交過程中白花比例明顯偏少,說明很可能因a配子存活率偏低,可假設一種配子A: a=1: x,另一種應為A: a=1: 1,則aa占1/2×x/1+x=1/16,進而得出x=1/7,致死率為6/7。
【小問2詳解】①結合題圖可知,該觀賞植物中白色花的基因型為aa__,紅色花的基因型為A_Bb,粉色花的基因型為A_BB,紫色花的基因型為A_bb,研究人員將白花植株(aa__)的花粉授給紫花植株(A_bb),得到的F1全部表現(xiàn)為紅花(A_Bb),顯然F1的基因型為AaBb,又知該植物花色由位于非同源染色體上的兩對等位基因(A/a和B/b)控制,即相關的兩對等位基因的遺傳遵循基因自由組合定律,則讓F1自交得到F2。F2中白花(aa__)∶紫花(A_bb)∶紅花(A_Bb)∶粉紅花(A_BB)的比例為4∶3∶6∶3,其中自交后代不會發(fā)生性狀分離的植株有4aa__、1AAbb、1AABB,共占6份,即F2中不會發(fā)生性狀分離的植株占6/16=3/8。取F2中紫花(A_bb)、粉紅花(A_BB)個體自由交配,由于白花個體的基因型為aa__,因此實際需要計算A_和A_自由交配,子代中白花個體的比例,則為1/3×1/3=1/9。
②若研究人員用兩種不同花色的植株雜交,得到的子代植株有四種花色,根據(jù)題意可知親代雜交產(chǎn)生的子代中需要出現(xiàn)A_和aa,同時還需要出現(xiàn)BB、Bb、bb,因此親代關于B/b的基因型均為Bb,而關于A/a,則可以是Aa和aa,因此親代植株的基因型為aaBb×AaBb,分別表現(xiàn)為白色和紅色,二者雜交,子代中新出現(xiàn)的兩種花色的基因型為Aabb(紫花)和AaBB(粉紅花),二者占比均為1/2×1/4=1/8,即紫色(A_bb)∶粉紅色(A_BB)=1∶1。
【小問3詳解】為了改良小麥的性狀,育種專家通過向小麥染色體中插入抗銹病基因和抗倒伏基因,以培育出抗病抗倒伏品種,為了探究該兩種目的基因插入的部位,進行了系列實驗,選取表現(xiàn)型為抗病又抗倒伏的個體進行自交,請預測實驗結果得出結論。
Ⅰ.若這兩種目的基因?qū)胪粭l染色體上,則該個體相當于雜合子,不考慮交叉互換,則子代中表現(xiàn)為既抗病又抗倒伏的個體占3/4;
Ⅱ.若這兩種目的基因分別導入到一對同源染色體的兩條染色體上,則相關基因型可表示為AaBb,且A和b、a和B連鎖,則自交后代既抗病又抗倒伏占1/2。
Ⅲ.如果這兩種目的基因?qū)氲椒峭慈旧w上,即相關基因型可表示為AaBb,即A/a、B/b分別位于兩對同源染色體上,則根據(jù)自由組合定律可推測,其自交后代既抗病又抗倒伏占9/16。
24. 膠原蛋白在維持器官、組織、細胞等方面發(fā)揮著關鍵性作用,傳統(tǒng)提取方法得到的膠原蛋白成分復雜,還可能攜帶動物病毒等??茖W家將合成膠原蛋白的基因kit導入大腸桿菌構建基因工程菌,過程如下圖所示。請據(jù)圖回答下列問題:

(1)目的基因與質(zhì)粒連接后可以導入到不同物種細胞中進行表達,其原理是____,若導入到原核生物大腸桿菌中,但由于原核細胞中缺少____等細胞器,不能對表達產(chǎn)物進行加工,可能會影響蛋白質(zhì)的功能。
(2)用圖中方法得到的kit基因較少,可以采用PCR技術進行擴增,已知kit基因的部分序列如下:
5'-CGGGATCCALLAGAATTCCG-3'
3'-GCCCTAGGTLLTCTTAAGGC-5'
根據(jù)上述序列設計引物為____(填字母),以____(填限制酶)進行雙酶切kit基因與質(zhì)粒pET-28a(+),為了實現(xiàn)目的基因與運載體的連接,則需要在引物的____端添加限制酶識別序列。
A.5'-GCCCTAGGT-3' B.5'-CGGAATTCT-3'
C.5'-CGGGATCCA-3' D.5'-GCCTTAAGA-3'
(3)通過上述方法獲得的kit基因與直接從人體細胞中獲取的該基因的區(qū)別在于前者____
(4)雙酶切kit基因,與質(zhì)粒pET-28a(+)長度為170bp片段進行置換,構建重組質(zhì)粒pET-28a(+)-kit,上述兩種質(zhì)粒在HindⅢ酶切后片段長度如下表所示,
則kit基因長度為____,由此判定kit基因上有2個HindⅢ酶切位點,原因是____。
(5)菌液PCR是直接以菌體熱解后的DNA為模板、以目基因兩端序列為引物進行擴增的方法,根據(jù)凝膠電泳結果可初步鑒定菌落是否含有目的基因。對構建的基因工程菌進行菌液PCR驗證,根據(jù)初步驗證的結果提取大腸桿菌的質(zhì)粒進行雙酶切再驗證,結果如圖所示。分析可知,基因工程菌的構建____(選填“是”或“否”)成功,原因是____。

【答案】(1)①. 密碼子具有通用性 ②. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體
(2)①. BC ②. BamHⅠ和EcRⅠ ③. 5'
(3)無啟動子、內(nèi)含子、終止子
(4)①. 320bp ②. pET-28a(+)原有的兩個HindⅢ位點被目的基因置換走一個后,得到環(huán)狀的pET-28a(+)-kit仍然被HindⅢ限制酶切割成3段
(5)①. 是 ②. 菌落PCR與質(zhì)粒雙酶切均獲得大小約為320bp的基因片段
【分析】一、限制酶能夠識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。選擇合適的限制酶對目的基因和質(zhì)粒進行切割的原則:①不能破壞目的基因;②不能破壞所有的抗性基因(至少保留一個);③最好選擇兩種限制酶分別切割質(zhì)粒和目的基因,防止目的基因和質(zhì)粒反向連接,同時要防止目的基因自身環(huán)化和質(zhì)粒的自身環(huán)化。
二、引物是根據(jù)一段已知目的基因的核苷酸序列來設計的,其作用是使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸。
【小問1詳解】目的基因與質(zhì)粒連接后可以導入到不同物種細胞中進行表達,該操作的原理之一是密碼子具有通用性,若導入到原核生物大腸桿菌中,但由于原核細胞中缺少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細胞器,不能對表達產(chǎn)物進行加工,可能會影響蛋白質(zhì)的功能。
【小問2詳解】在PCR中,引物與模板鏈的3'端堿基互補配對,并且引物的方向與模板鏈走向相反,因此與圖中kit 基因上面一條鏈結合的引物,其序列應為5'-CGGAATTCT-3',與kit 基因下面一條鏈結合的引物其序列應為5' -CGGGATCCA-3',綜上所述,AD錯誤,BC正確;由于ri復制原點中含有限制酶HindⅢ的識別序列,因此不能用限制酶HindⅢ來切割質(zhì)粒,否則會破壞復制原點,只能用限制酶BamHⅠ和EcRⅠ對質(zhì)粒 pET-28a(+)進行雙酶切,這樣可以防止目的基因與質(zhì)粒的自身環(huán)化以及任意連接;同時要在 kit 基因兩端也連上限制酶BamHⅠ和EcRⅠ的識別序列,由于DNA聚合酶只能從引物的3'端連接脫氧核苷酸延伸子鏈,因此必須將限制酶BamHⅠ和EcRⅠ的識別序列連接至引物的5'端。
【小問3詳解】通過上述方法,即逆轉(zhuǎn)錄過程獲得的kit基因與直接從人體細胞中獲取的該基因的區(qū)別在于前者無啟動子、內(nèi)含子、終止子,因此在構建目的基因表達載體時需要在目的基因的首端和尾端添加啟動子和終止子。
【小問4詳解】觀察質(zhì)粒 pET-28a(+) 圖可知,在該質(zhì)粒上有兩個HindⅢ的識別序列,一個在啟動子和終止子之間,一個在復制原點ri中,因此用HindⅢ切割質(zhì)粒 pET-28a(+)后,可得到兩個片段,通過表格可知,這兩個片段長度分別為1000bp和2550bp,說明質(zhì)粒pET-28a(+) 總長度是1000bp+2550bp=3550bp;利用雙酶切法將 kit 基因與質(zhì)粒 pET-28a(+) 長度為170bp片段進行置換后,形成的重組質(zhì)粒 pET-28a(+)-kit 能被HindⅢ切割成三個片段,長度分別是1000bp、2000bp、700bp,說明置換后的kit 基因上含有兩個HindⅢ的識別序列,再加上復制原點ri中的一個HindⅢ的識別序列,共三個HindⅢ的識別序列,經(jīng)HindⅢ酶切后才能將重組質(zhì)粒pET-28a(+)-kit 切成3段。利用這三段的長度可計算出重組質(zhì)粒 pET-28a(+)-kit 的總長度為1000bp+2000bp+700bp=3700bp,由于kit 基因與長度為170bp片段進行置換,設kit 基因長度為n,可列出等式:3550+n-170=3700bp,故可計算出kit 基因長度為n=320bp。
【小問5詳解】由(4)分析可知,kit 基因(即目的基因)的長度是320bp,根據(jù)電泳圖可知,在約320bp處,菌落PCR組與質(zhì)粒雙酶切組均得到條帶,說明目的基因成功導入大腸桿菌中,據(jù)此可對目的菌進行鑒定。
實驗步驟
實驗步驟要點
材料選擇
選?、賍___一致的野生煙草和轉(zhuǎn)基因煙草若干
實驗處理
取兩個密閉的透明玻璃罩,分別標號A、B,將野生型煙草置于A玻璃罩,轉(zhuǎn)基因煙草置于B玻璃罩;A組玻璃罩通入一定量的14CH3OH氣體,B組玻璃罩通入②____;在③____條件下培養(yǎng)
實驗結果
一段時間后,測定A、B兩個玻璃罩中煙草植株內(nèi)④____。
平均體重(g)
平均體脂 (g)
平均攝食量(g)
0天
28天
28天
0天
28天
對照組
36.0
36.1
5.9
6.1
6.0
實驗組
37.0
30.2
3.1
5.8
8.1
質(zhì)粒類型
pET-28a(+)
pET-28a(+)-kit
HindⅢ酶切片段
1000bp、2550bp
1000bp、2000bp、700bp

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