湖南省湘一名校联盟2024-2025学年高二下学期期中联考生物试卷(解析版)
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1. 2024年12月13日《科学》杂志公布了该年度十大科学突破,其中与生物相关的两个突破引起了大家关注,一是研发的艾滋病预防药物对人体保护期长达六个月;二是发现的贝氏布拉藻,其通过一种名为“硝基质体”的新型细胞器来固定氮气,这颠覆了以往真核生物无法直接从大气中固定氮气的认知。下列叙述正确的是( )
A. 通过酶初步水解HIV的遗传物质可得到6种产物
B. 该藻类和蓝细菌都通过叶绿体来进行光合作用
C. HIV繁殖的时候需要宿主细胞为其提供物质、能量
D. 该藻类固定的氮元素可用来合成自身的多糖、蛋白质和核酸等生物大分子
【答案】C
【分析】真核细胞与原核细胞最本质的区别是有无核膜包被的细胞核。病毒无细胞结构,必须寄生在活细胞内才能完成正常的生命活动。
【详解】A、HIV是病毒,其遗传物质为RNA,通过酶初步水解HIV的遗传物质可得到4种产物,A错误;
B、由题意可知,该藻类是真核生物,有叶绿体,而蓝细菌属于原核生物,不存在叶绿体,B错误;
C、HIV繁殖的时候需要宿主细胞为其提供物质、能量,其自身提供模板,C正确;
D、蛋白质和核酸都含有N,该藻类固定氮元素可用来合成自身的蛋白质和核酸,而糖类不含N元素,D错误。
故选C。
2. 据唐代史料所见仓储管理规则,粮窖需“密闭深藏”,并规定入仓前“以火烤干粮窖四壁”。种子入仓的首要要求是“皆令干净”,具体包括晾晒种子、防霉变处理。出仓时则须遵循“每出一屋一窖尽”原则,意思是必须完全清空当前仓窖后,才能开启下一个仓窖取粮。结合所学知识分析,以下叙述错误的是( )
A. “密闭深藏”能降低种子细胞呼吸,减少种子有机物的消耗
B. “以火烤干”能保持粮窖中适宜的温度,保持种子的活力
C. “皆令干净”能降低种子代谢速率和防止杂菌污染出现霉变
D. “每出一屋一窖尽”能减少开窖次数,避免存储环境发生改变
【答案】B
【分析】细胞内的水的存在形式是自由水和结合水,结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水是良好的溶剂,是许多化学反应的介质,自由水还参与许多化学反应,自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用;自由水与结合水不是一成不变的,可以相互转化,自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,抗逆性越低,反之亦然。
【详解】A、“密闭深藏”能降低种子的细胞呼吸强度,减少种子有机物的消耗,A正确;
B、“以火烤干粮窖四壁”可以降低粮窖中的湿度,有利于种子的储存,B错误;
C、“皆令干净”,具体包括晾晒种子(使种子失去自由水)、防霉变处理,可以降低种子代谢速率和防止杂菌污染出现霉变,C正确;
D、“每出一屋一窖尽”原则,意思是必须完全清空当前仓窖后,才能开启下一个仓窖取粮,这样可以减少开窖次数,避免存储环境发生改变,D正确。
故选B。
3. 科研人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型。某种草药对腹泻的疗效极佳,为探究其原理,科研人员分别对对照组、模型组和治疗组三组小鼠空肠(位于小肠中段)黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的表达量相对值进行了检测,结果显示,对照组、模型组和治疗组三组小鼠的AQP3表达量相对值分别为3.9、1.7、4.0.下列叙述错误的是( )
A. 少数水分子借助水通道蛋白进出细胞,多数水分子以自由扩散的方式进出细胞
B. 模型组小鼠的空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,从而引起腹泻
C. 推测该种草药可提高AQP3相关基因的相对表达量,使空肠对水分的吸收增多
D. 本实验的自变量为是否对小鼠接种致病性大肠杆菌以及是否服用该种草药
【答案】A
【分析】(1)自由扩散是物质从高浓度扩散至低浓度,不需要载体协助也不耗能;协助扩散是物质从高浓度扩散至低浓度,需要转运蛋白协助,但不耗能,转运速率受转运蛋白数量制约。
(2)水通道蛋白是一种位于细胞膜上的蛋白质(内在膜蛋白),在细胞膜上组成“孔道”,可控制水在细胞的进出,就像是“细胞的水泵”一样。
【详解】A、多数水分子借助水通道蛋白进出细胞,少数水分子以自由扩散的方式进出细胞,A错误;
B、结合题干信息,模型组的AQP3的表达量为1.7,低于治疗组和对照组,可知,模型组之所以引起腹泻,是由于模型组小鼠的AQP3的表达量低,其空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少所导致,B正确;
C、治疗组与对照组、模型组相比较,AQP3相关基因的表达量提高,使空肠对水分的吸收量增多,C正确;
D、依据题干信息“对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型,某种草药对腹泻的疗效极佳”,可知,本实验的自变量为是否对小鼠接种致病性大肠杆菌以及是否服用该种草药,D正确。
故选A。
4. 研究发现,某被子植物的花粉形成和传粉后的变化经历了如下阶段:1个花粉母细胞经过减数分裂产生4个单核花粉粒。每个单核花粉粒再经过有丝分裂,最终形成2个精细胞和1个营养细胞(含大量线粒体及淀粉颗粒)。不考虑基因突变和染色体变异,有关说法错误的是( )
A. 若图中花粉母细胞的基因型为AaBb,则可能产生4种单核花粉粒
B. 花粉母细胞形成单核花粉粒过程中染色体复制一次,细胞连续分裂两次
C. 1个花粉母细胞最多可以通过图示过程形成8个营养细胞和16个精细胞
D. 花粉在雌蕊柱头上萌发形成花粉管并延伸的过程可能需要营养细胞参与
【答案】C
【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时,从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次,细胞分裂两次,产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。
【详解】A、若图中花粉母细胞的基因型为AaBb,则可能产生4种单核花粉粒,分别为AB、Ab、aB、ab,A正确;
B、花粉母细胞形成单核花粉粒过程为减数分裂过程,染色体复制一次,细胞连续分裂两次,B正确;
C、1个花粉母细胞最多可以通过图示过程形成4个单核花粉粒,进行有丝分裂得到8个细胞,其中4个营养细胞和4个生殖细胞,4个生殖细胞再经过有丝分裂得到8个精细胞,C错误;
D、成熟花粉中的营养细胞储存了大量的淀粉、脂肪、蛋白质、各种酶、维生素、植物激素色素、无机盐,这些是花粉萌发和花粉管生长的物质条件,花粉在雌蕊柱头上萌发形成花粉管并延伸的过程需要营养细胞的参与,D正确。
故选C。
5. 小鼠体内的A基因控制形成的蛋白甲是某种小鼠正常发育所必需的物质,缺乏蛋白甲则表现为侏儒鼠,a基因则不能控制合成蛋白甲。A基因的表达受上游P序列的调控,P序列在形成精子时会去甲基化,在形成卵细胞时会甲基化,在配子中的这种改变在子代中稳定存在,相关调控过程如图2所示。下列叙述正确的是( )
A. 表观遗传可通过改变DNA的碱基序列来影响基因的表达
B. 基因型为Aa的侏儒鼠,其a基因一定来自母本
C. 基因型为Aa的正常雌鼠和基因型为Aa的侏儒雄鼠交配,后代侏儒鼠占1/2
D. 基因型为Aa的侏儒雌鼠和基因型为Aa的正常雄鼠交配,后代正常鼠占3/4
【答案】C
【分析】表观遗传是指基因序列不发生改变,而基因的表达和表型发生可遗传变化的现象,其中DNA的甲基化是常见的表观遗传。由图可知基因A上游的P序列没有甲基化,则其可正常表达,一般P序列被甲基化则其无法表达。
【详解】A、表观遗传是指基因序列不发生改变,而基因的表达和表型发生可遗传变化的现象,A错误;
B、P序列在精子中是去甲基化,传给子代能正常表达;在卵细胞中是甲基化,传给子代不能正常表达,故基因型为Aa的侏儒鼠,其A基因一定来自母本,a基因一定来自父本,B错误;
CD、P序列在形成卵细胞时会甲基化(甲基化需要甲基化酶的参与),传给子代不能正常表达,在精子中是去甲基化,传给子代能正常表达,基因型为Aa的雄鼠,可以产生A:a=1:1的精子,A基因能控制蛋白D的合成,a基因不能,因此基因型为Aa的正常雌鼠和基因型为Aa的侏儒雄鼠交配,后代侏儒鼠占1/2,基因型为Aa的侏儒雌鼠和基因型为Aa的正常雄鼠交配,后代正常鼠占1/2,C正确、D错误。
故选C。
6. 人类有一种遗传病M,正常和患病由等位基因A和a控制,下图是某家族的系谱图及对部分家族成员进行基因检测得到的条带图。下列有关叙述错误的是( )
A. 2号个体的遗传病M致病基因来自其母亲
B. 7号个体的基因型可能为XAXA 或XAXa
C. 系谱图中8号个体是患病男性的概率为1/2
D. 若3号个体产生了XaXa配子,可能是减数分裂Ⅱ异常所致
【答案】C
【分析】成员1有两个A,成员2有两个a,若致病基因位于常染色体上,成员4应含有1个A和1个a,图2中成员4不含有a,说明致病基因不位于常染色体上,则位于性染色体上,由图1和图2可排除致病基因位于Y染色体上,因此,致病基因位于X染色体上,所以成员1的基因型为XAXA,成员2的基因型为XaY,成员3的基因型XAXa,成员4的基因型为XAY,成员5的基因型为XAXa,成员6的基因型为XAY。
【详解】A、由图1和图2可知,成员1有两个A,成员2有两个a,若致病基因位于常染色体上,成员4应含有1个A和1个a,图2中成员4不含有a,说明致病基因不位于常染色体上,则位于性染色体上,由图1和图2可排除致病基因位于Y染色体上,则该病为伴X染色体隐性遗传,则2号个体的遗传病M致病基因来自其母亲,A正确;
B、员5的基因型为XAXa,成员6的基因型为XAY,则7号个体的基因型可能为为XAXA 或XAXa,B正确;
C、系谱图中8号个体是患病男性XaY的概率=1/2×1/2=1/4,C错误;
D、成员3的基因型是XAXa,若3号个体产生了XaXa配子,可能是减数分裂Ⅱ异常导致姐妹染色单体不能分离导致的,D正确。
故选C。
7. 2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了研究微小核糖核酸(micrRNA)及其调控机制的科学家。研究表明,秀丽隐杆线虫中的lin—4基因通过编码micrRNA进而调控lin—14基因的表达,部分过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. lin—4基因通过转录产生micrRNA,进而调控lin—14基因的表达
B. lin—4基因突变可能导致lin—14基因表达失控,影响发育过程
C. lin—4micrRNA与lin—14mRNA通过碱基互补配对形成局部双链
D. lin—4基因编码的micrRNA通过翻译成蛋白质影响lin—14基因表达
【答案】D
【分析】RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录,转录是以基因为单位。游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫作翻译。
【详解】A、分析图可知,micrRNA是由lin-4基因转录形成的,lin-4基因的micrRNA与Lin-14mRNA形成局部双链,从而抑制翻译过程来阻碍Lin-14基因的表达,A正确;
B、lin-4基因突变可能导致lin-4micrRNA不能形成,从而使Lin-14基因表达出更多蛋白质,B正确;
C、分析图可知,lin-4micrRNA和Lin-14mRNA的部分碱基序列能够互补配对,碱基对之间通过氢键形成局部双链,C正确;
D、分析图可知,lin-4基因的micrRNA与Lin-14mRNA形成局部双链,从而抑制翻译过程来阻碍Lin-14基因的表达,D错误。
故选D。
8. 利用航天技术可以培育出具有新性状的植株。我国科学家从太空返回地面的某油菜品种中筛选出高产突变体,该突变体内控制蛋白酶Ch1的基因发生了突变,导致蛋白酶Ch1的第34位氨基酸种类发生变化,蛋白酶Chl的活性也因此增强,从而促进了油菜籽产量的提高。下列分析合理的是( )
A. 基因突变、基因重组或染色体变异均可以导致生物新性状的出现
B. 基因Ch1 指导蛋白酶Ch1 合成的过程中需要消耗脱氧核苷酸和氨基酸
C. 基因Ch1发生了碱基对的增添或缺失,该类变异是生物进化的根本来源
D. 因基因突变频率低,进行突变育种时,需要处理大量种子才可能得到高产突变体
【答案】D
【分析】(1)基因突变指的是DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和替换,引起基因结构改变。基因突变不改变基因的数量和排列顺序。基因突变的特征有:普遍性、随机性、低频性、不定向性。基因突变能产生新的基因(等位基因),是生物变异的根本来源;
(2)在强辐射、微重力和高真空的条件下,能诱发植物的基因突变,从而使生物产生新基因,表现出新的表现类型或通过自交或杂交后可出现新的表现类型,这种育方式所依据的原理是基因突变,育种方式为诱变育种。
【详解】A、基因突变是变异的根本来源,它会产生新基因(比如Aa可以突变成aa),产生新的性状;基因重组只是原有性状的重新组合,而不会产生新的性状;染色体变异可能会产生新的性状,A错误;
B、基因Ch1指导蛋白酶Ch1合成的过程包括转录和翻译。转录过程需要消耗核糖核苷酸来合成RNA,翻译过程需要消耗氨基酸来合成蛋白质,并不消耗脱氧核苷酸,B错误;
C、因为蛋白酶Ch1仅第34位氨基酸种类发生变化,其他氨基酸序列未变,所以基因Ch1发生的是碱基对的替换,而不是增添或缺失。基因突变是生物进化的根本来源,C错误;
D、基因突变具有低频性、不定向性等特点。由于基因突变频率低,所以进行突变育种时,需要处理大量种子才可能得到高产突变体,D正确。
故选D。
9. 癫痫俗称“羊角风”,是一种常见的神经系统慢性疾病,与大脑神经细胞过度放电、神经细胞异常兴奋有关。癫痫发作的过程与脑中兴奋性递质谷氨酸的代谢异常有关,谷氨酸在脑内的代谢过程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中的突触前神经元部位是神经元的轴突末梢
B. 谷氨酸和突触后膜上的受体特异性结合后进入细胞发挥作用
C. 谷氨酸的作用结果是引起突触后神经元K+内流
D. 减弱谷氨酰胺合成酶及EAAT的功能可以有效减少癫痫的发作
【答案】A
【分析】静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。
【详解】A、上一神经元的轴突末梢经分枝膨大,形成突触小体,该膜被称为突触前膜,A正确;
B、谷氨酸和突触后膜上的受体特异性结合,引发后膜电位变化,谷氨酸并不进入细胞发挥作用,B错误;
C、谷氨酸是兴奋性递质,作用结果是引起突触后神经元Na+内流,C错误;
D、由图可知,增强谷氨酰胺合成酶及EAAT的功能,可以减少突触间隙中谷氨酸的含量,从而有效减少癫痫的发作,D错误。
故选A。
10. 子宫颈癌主要由人乳头瘤病毒(HPV)感染引起,目前已知HPV具有150多种亚型。我国研制的“九价”HPV疫苗成分是重组人乳头瘤病毒6、11、16、18、31以及33等和58型L1蛋白的病毒样颗粒,能预防9种高危型HPV引发的子宫颈癌,一般分3次接种。下列叙述正确的是( )
A. 我国研制的“九价”HPV疫苗是一个完整的病原体
B. “九价”HPV疫苗含9种抗原,可诱发机体产生9种抗体
C. 接种HPV疫苗可以完全预防子宫颈癌
D. 再次接种HPV疫苗时,产生的浆细胞都来自记忆B细胞的增殖分化
【答案】B
【分析】(1)免疫接种或预防接种是以诱发机体免疫应答为目的,预防某种传染性疾病的方法,包括主动免疫和被动免疫。
(2)预防接种用的生物制品包括疫苗、菌苗和类毒素。
【详解】A、“九价”HPV疫苗成分是重组人乳头瘤病毒6、11、16、18、31以及33等和58型L1蛋白的病毒样颗粒,不是一个完整的病原体,A错误;
B、“九价”HPV疫苗含9种抗原,可诱发机体的特异性免疫,产生9种抗体,B正确;
C、接种HPV疫苗不可以完全预防子宫颈癌,目前已知HPV具有150多种亚型,而我国研制的“九价”HPV疫苗只能预防9种高危型HPV引发的子宫颈癌,C错误;
D、再次接种HPV疫苗时,产生的浆细胞来自B细胞和记忆B细胞的增殖分化,D错误。
故选B
11. 下列关于植物激素及植物生长调节剂的叙述,错误的是( )
A. 赤霉素、生长素均可促进细胞伸长,进而促进植物根系生长,增加对水分的吸收
B. 脱落酸可促进气孔关闭,减少水分的蒸发
C. 植物生长调节剂的分子结构及生理效应均与植物激素类似,且效果稳定
D. 乙烯合成抑制剂可减少植物体内乙烯的含量,从而延缓叶片的衰老
【答案】C
【分析】乙烯可以促进果实成熟;赤霉素可以促进细胞伸长,促进种子萌发和果实发育;脱落酸可以抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落;细胞分裂素可以促进细胞分裂。
【详解】A、赤霉素、生长素均可促进细胞伸长,进而促进植物根系生长,增加对水分的吸收,A正确;
B、脱落酸可促进气孔关闭,减少水分的蒸发,维持体内水分平衡,B正确;
C、植物生长调节剂的生理效应与植物激素类似,且效果稳定,但分子结构可能完全不同,也可能相同,且效果稳定,C错误;
D、乙烯合成抑制剂可减少植物体内乙烯的含量,从而延缓叶片的衰老,因为乙烯对于植物的生长起到抑制作用,D正确。
故选C。
12. 在探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中,某同学将1mL酵母菌液稀释了100倍后,进行一系列操作观察到下图所示a、b、c、d、e5个中方格共80个小格内共有酵母菌50个。下列叙述正确的是( )
A. 该血细胞计数板规格是16×25方格型,该型计数板适合细胞较小的样品
B. 在所有操作流程正确的情况下,该实验测定活菌数跟实际值相比会偏小
C. 为了减少实验误差,可加台盼蓝染液染色后,只对蓝色的细胞进行计数
D. 1mL该样品的酵母菌数量大约=50÷80×400÷(0.1×10-3)×100=2.5×108个
【答案】D
【分析】探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验步骤:先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入。多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻,待酵母菌全部沉降到计数室底部,将计数板放在载物台的中央,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。
【详解】A、该血细胞计数板每个中方格含有16个小方格,因此规格是25×16方格型,该型计数板适合细胞较大的样品,对于细胞较小的如细菌需要使用细菌计数板,A错误;
B、显微镜下看到的菌体既有活菌又有死菌,因此在所有操作流程正确的情况下,该实验测定活菌数跟实际值相比会偏大,B错误;
C、台盼蓝可将死细胞染色,为了计数活菌数量,可加台盼蓝染液染色后,只对未被染色的细胞进行计数,C错误;
D、已知5个中方格共80个小格内共有酵母菌50个,则每个小方格平均含有菌体数量为50÷80个,计数室共有400个小方格,因此含有的菌体数量为50÷80×400,计数室的体积是0.1mm3,稀释倍数为100倍,因此1mL该样品的酵母菌数量大约=50÷80×400÷(0.1×10-3)×100=2.5×108个,D正确。
故选D。
13. 某废弃农田因无人耕种,若干年内经历了一年生草本、多年生草本和灌木三个阶段。①②③表示每个阶段的优势植物物种,其种群密度变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A. a年内,物种①种群密度增大的主要因素是年龄结构的改变
B. c年后,物种②的种群不一定达到了环境容纳量
C. 物种②与物种③之间既有捕食关系又有竞争关系
D. 随着时间推移,群落中最终占主导地位的植物类型是乔木
【答案】B
【分析】(1)群落演替过程中存在的是优势物种替换而不是优势物种替代。
(2)群落演替到顶级阶段,在适宜气候条件下群落中最终占主导地位的植被类型将是乔木,竞争环境资源的能力最强,群落结构达到相对稳定状态。
【详解】A、0→a物种①密度增大,因为适宜条件下,物种①的出生率高于死亡率,而不是年龄结构的改变,A错误;
B、c年后,物种②的种群密度达到相对稳定,但不一定达到了环境容纳量,B正确;
C、物种②与物种③都是植物,二者之间没有捕食关系,C错误;
D、随着时间推移,在土壤、气候等条件适宜的情况下,群落才能演替到乔木阶段,条件不适宜达到不了乔木阶段,D错误。
故选B。
14. “小龙虾—水稻同田种养”的虾稻模式是我国稻渔综合种养第一大模式。种植人员在进行水稻收割后留下水稻桩并将秸秆还田,田中使用秸秆处理剂加速秸秆部分降解成二糖或单糖并种植水草,水草成熟后进行冬虾养殖。下列说法正确的是( )
A. 水稻收割后种植水草的间种模式,充分利用了空间和资源,避免了光能的浪费
B. 使用秸秆处理剂加速秸秆的降解,可以提高水中有机质含量,为水草生长间接提供原料
C. 小龙虾的粪便为生产者供肥,实现了能量的多级利用,提高了生态系统的能量传递效率
D. 水稻桩和秸秆既为小龙虾提供了栖息空间,又构成了该群落的垂直结构
【答案】B
【分析】(1)生态系统是由生物群落及其无机环境组成的,生态系统的结构包括组成成分和营养结构(食物链和食物网),组成成分又包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量;
(2)生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递,其中能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,相邻营养级间的能量传递效率一般为10%~20%。
【详解】A、水稻收割后种植水草,这并不是间种模式。间种是指在同一田地上于同一生长期内,分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。而这里是在水稻收割后再种植水草,是不同时期的种植,并非充分利用空间和资源的间种模式,没有避免光能浪费这种说法,A错误;
B、使用秸秆处理剂加速秸秆降解,秸秆降解后形成的二糖或单糖等有机质进入水中,提高了水中有机质含量,这些有机质被微生物分解后可以为水草生长提供所需的无机盐等原料,所以能为水草生长间接提供原料,B正确;
C、小龙虾粪便为生产者供肥,实现了物质的循环利用,但能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,粪便供肥并没有提高生态系统的能量传递效率,C错误;
D、群落的垂直结构是指群落在垂直方向上具有明显的分层现象,水稻桩和秸秆只是为小龙虾提供了栖息空间,并没有体现出群落垂直方向上的分层,不构成该群落的垂直结构,D错误。
故选B。
15. 科研人员利用植物体细胞杂交技术培育出营养丰富、高产、高抗的优质猕猴桃新品种,其过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 过程Ⅰ脱分化时发生了基因的选择性表达
B. 过程Ⅱ需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C. 过程Ⅲ形成的融合原生质体含六个染色体组
D. 过程Ⅳ中可通过观察细胞中叶绿体的分布筛选细胞
【答案】C
【分析】进行植物体细胞杂交时需要用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除植物细胞的细胞壁,然后用相应的诱导方法诱导原生质体融合,植物细胞的融合通常使用化学法(聚乙二醇)或物理方法诱导融合,融合后的杂种细胞利用植物的组织培养技术培育成植株。
【详解】A 、细胞脱分化形成愈伤组织的过程本质上是基因的选择性表达,A正确;
B、制备原生质体须用纤维素酶和果胶酶酶解细胞壁,B正确;
C、过程III是原生质体融合,若品种A与品种B的原生质体融合,融合后的细胞染色体组数为六个染色体组,若品种A与品种C的原生质体融合,融合后的细胞染色体组数也含有六个染色体组,若品种B与品种C的原生质体融合,融合后的细胞含有四个染色体组,所以并不是所有情况下形成的融合原生质体都含六个染色体组,C错误;
D 、过程IV是将融合的原生质体培养成杂种植株,不同品种的细胞中叶绿体的分布可能不同,因此可通过观察细胞中叶绿体的分布来筛选出杂种细胞,进而培养出杂种植株,D正确。
故选C。
16. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础。如图所示,a、b、c表示现代工程技术,①②③表示通过相应技术经胚胎移植得到的个体,下列说法正确的是( )
A. 若a是体细胞核移植技术,则①反映了动物细胞也具有全能性
B. 若b是体外受精技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
C. 若c是胚胎分割技术,则③中个体的基因型和表现型一定相同
D. ①②③生产过程中的受体需用促性腺激素进行同期发情处理
【答案】B
【分析】动物细胞核移植技术说明动物细胞核具有全能性。
体外受精包括精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养、体外受精,该技术产生的动物称为试管动物。
胚胎分割的特点:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
表现型=基因型+外界环境。
【详解】A、若a是体细胞核移植技术,则①反映了动物体细胞的细胞核具有全能性,A错误;
B、若b是体外受精技术,则②为试管动物,这为良种家畜快速大量繁殖提供了可能,B正确;
C、胚胎分割技术所得个体的基因型完全相同,但表型不一定完全相同,因为表型还受环境的影响,C错误;
D、超数排卵处理所用激素为促性腺激素,同期发情处理所用激素为孕激素等,D错误。
故选B。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 影响作物光合作用的因素有很多,研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花为实验材料,分别进行三种不同实验处理:甲组提供大气CO2浓度(375μml·ml⁻1),乙组提供CO2浓度倍增环境(750μml·ml⁻1),丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60d,测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应,选择晴天上午测定各组的光合作用速率,结果如图所示。回答下列问题。
(1)此实验的自变量是_______________。作物进行光反应的场所是________,光合作用的产物___________可供细胞有氧呼吸使用。
(2)甲组的光合作用速率比丙组高,推测原因可能是作物长期处于高浓度CO2环境中而降低了固定CO2的酶—RuBP羧化酶的活性,若要探究这一推论是否正确,请用提供的材料用具等写出实验思路:(可提供的材料用具:甲、乙、丙组大豆叶肉细胞RuBP羧化酶提取液、一定浓度的C5溶液、饱和CO2溶液、试管若干)_____________。
(3)若要再研究此实验对作物的光合色素的含量是否产生影响,可用________试剂提取色素,并用________方法进行色素的分离,观察纸带上色素条带的宽窄。
【答案】(1)①. 作物种类、CO2浓度及处理方式(或处理方式)②. 叶绿体类囊体薄膜 ③. 氧气和糖类等有机物
(2)实验思路:取三支试管编号A、B、C,均加入等量的一定浓度的C5溶液和饱和CO2溶液后,再依次分别加入等量的甲、乙、丙组大豆叶肉细胞RuBP羧化酶提取液,反应一段时间后,检测并比较A、B、C三组溶液中C3的含量
(3)①. 无水乙醇 ②. 纸层析法
【分析】根据图文分析:甲组和乙组之间进行比较可知,CO2浓度升高有利于光合作用;甲组和丙组比较可知,作物长期处于高CO2浓度条件下有可能会使固定CO2的酶的活性降低或者是数量减少。
【解析】(1)根据图形横坐标及柱状图和题干信息中对实验的处理可知,该实验的自变量是作物种类、CO2浓度及处理方式,实验的因变量是光合作用速率;光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜,产生的氧气和糖类等有机物可用于细胞的有氧呼吸。
(2)该实验室探究甲组的光合作用速率比丙组高,可能是作物长期处于高浓度CO2环境中而降低了固定CO2的酶—RuBP羧化酶的活性,故自变量是不同处理条件下的大豆叶肉细胞的种类(甲、乙、丙两组所处的二氧化碳浓度不同),因变量可以检测三碳化合物的含量。想验证长期高浓度CO2环境会降低RuBP羧化酶的活性,可取三支试管编号A、B、C,均加入等量的一定浓度的C5溶液和饱和CO2溶液后,再依次分别加入等量的甲、乙、丙组大豆叶肉细胞RuBP羧化酶提取液,反应一段时间后,检测并比较A、B、C三组溶液中C3的含量。
(3)光合色素能溶于有机溶剂如无水乙醇中,可用其进行色素提取;分离色素可根据不同色素在层析液中的溶解度不同,用纸层析法进行分离。
18. 图甲是甲状腺激素分泌的调节过程,图乙表示下丘脑与垂体(A、B两部分)的两种联系方式(I、II)。分析回答下列问题。
(1)激素②是_______。甲状腺激素具有_______、_______调节体内的有机物代谢等作用。
(2)在寒冷刺激时,下丘脑分泌激素①经图乙中_______(填“I”或“II”)联系方式运输到垂体的_______(填“A”或“B”)部分,促使其分泌激素②,激素②作用于甲状腺促进甲状腺激素的分泌。这种调控方式称为_______。该方式可以_______(填“放大”或“削弱”)激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
(3)给小白鼠注射TSH,会使下丘脑的TRH分泌减少。基于对甲状腺激素分泌调节的认识,对此现象的解释有两种观点:观点1认为TSH直接对下丘脑进行反馈调节;观点2认为TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。某同学设计了如下实验来探究相关问题,请补充完善下面实验思路。
①选取生长发育正常且生理状况相似的小鼠若干只,均分为甲、乙两组,分别测定它们的_______。
②甲组小鼠摘除垂体,注射适量_______(填“甲状腺激素”或“TSH”),测定TRH分泌量;乙组小鼠摘除甲状腺,注射适量_______(填“甲状腺激素”或“TSH”),测定TRH分泌量。
【答案】(1)①. 促甲状腺激素 ②. 促进生长和发育 ③. 提高神经系统兴奋性
(2)①. II ②. B ③. 分级调节 ④. 放大
(3)①. TRH分泌量 ②. 甲状腺激素 ③. TSH
【分析】甲状腺激素的调节过程:下丘脑→促甲状腺激素释放激素→垂体→促甲状腺激素→甲状腺→甲状腺激素,同时甲状腺激素还能对下丘脑和垂体进行负反馈调节。
【解析】(1)图甲表示的是甲状腺激素的分级调节以及反馈调节的过程,其中下丘脑分泌的激素①促甲状腺激素释放激作用于垂体,垂体分泌的激素②促甲状腺激素作用于甲状腺,所以激素②是促甲状腺激素(TSH);甲状腺激素具有促进细胞物质代谢、促进生长和发育、提高神经系统的兴奋性等作用。
(2) 在寒冷刺激时,下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素①(TRH)经图乙中的II联系方式(体液)运输到垂体的B部分(垂体),促使其分泌②促甲状腺激素(TSH),激素②作用于甲状腺促进甲状腺激素的分泌,这种分层调控方式称为分级调节。分级调节的意义是放大激素的调节效应,形成多级反馈调节机制,有利于精细调控,维持机体稳态等,另外甲状腺激素含量增加会通过反馈抑制下丘脑和垂体的分泌活动,进而不会导致甲状腺激素含量过高。
(3)本实验的目的是探究TSH含量增加引起TRH含量减少的途径是通过甲状腺激素实现的,还是直接作用于下丘脑实现的,因此实验设计中的自变量为切除腺体的种类,因变量为TRH分泌量的变化,其他无关变量的处理是相同且适宜,则相应的实验思路为:
①选取生长发育正常且生理状况相似的小鼠若干只均分为甲、乙两组,分别测定它们的下丘脑分泌TRH的量(作为基础值)。
②甲组小鼠摘除垂体,注射适量甲状腺激素,测定TRH分泌量(该实验组的设计是没有垂体的直接作用);乙组小鼠摘除甲状腺,注射适量TSH,测定TRH分泌量(该组的实验设计是没有甲状腺的作用)。如果甲组TRH分泌量减少,乙组TRH分泌量不变,说明观点1正确,即TSH直接对下丘脑进行反馈调节;如果甲组TRH分泌量不变,乙组TRH分泌量减少,说明观点2正确,即TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。
19. 双鸭山以丰富的历史内涵和资源禀赋被誉为“挹娄王城、湿地之都、煤电基地,北国粮仓”。图1为某总面积为600hm2的湿地受有害物质a污染后,有害物质a的浓度在各营养级部分生物体内的变化情况。请回答下列问题:
(1)作为完整的生态系统,图中缺少的成分有_________。湿地生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用,这说明生物多样性具有________价值。
(2)该湿地生态系统中燕鸥种群的K值为2400只。当燕鸥的种群密度为________只/hm2时,其种群增长速率最大。在湿地修复过程中,需要清除底泥,其意义在于________。
(3)该湿地有很多水鸟,多以鱼等水中生物为食。图2表示能量流经某水鸟所处的营养级示意图[单位:J/(cm2·a)],其中C表示________,若食物链“水草→鱼→水鸟”中鱼所处的营养级的同化量为500J/(cm2·a),则两营养级之间的能量传递效率为________%。若研究一个月内水鸟所处营养级的能量情况,图中未显示出来的能量是_________。
【答案】(1)①. 非生物的物质和能量、分解者 ②. 间接
(2)①. 2 ②. 防止底泥中的有机物分解,N、P和重金属元素等溶出,再次污染水体
(3)①. 该营养级用于生长,发育、繁殖的能量 ②. 16 ③. 未被利用的能量
【分析】动物的同化量等于摄入量减去粪便中的能量,各级动物的同化量去向包括呼吸作用的消耗和用干生长、发育与繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量去向包括流向下一营养级的能量(最高营养级除外)、流向分解者的能量和未被利用的能量。
【解析】(1)作为完整的生态系统,左图中水生植物、水生植食性动物、肉食性动物,属于生产者和消费者,缺少非生物的物质和能量、分解者。湿地生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用,这说明生物多样性具有间接价值。
(2)种群增长速率最大时,种群数量一般为K/2,即环境容纳量的一半。所以当燕鸥的种群密度为2400÷600÷2=2只/hm2时,其种群增长速率最大。为防止底泥中的有机物分解,N、P和重金属元素等溶出,再次污染水体,所以在湿地修复过程中,需要清除底泥。
(3)如图表示能量流经某水鸟所处的营养级示意图,动物的同化量等于摄入量减去粪便中的能量,各级动物的同化量去向包括呼吸作用的消耗和用于生长、发育与繁殖的能量,故其中C表示该营养级用干生长、发育、繁殖的能量(净同化量)。若食物链“水草→鱼→水鸟”中鱼所处的营养级的同化量为500J/(cm2•a),则鱼和水鸟所处的两营养级的能量传递效率为(100-20)÷500×100%=16%。若研究一个月内水鸟所处营养级的能量情况,图中未显示出来的能量是各营养级生物未被利用的能量。
20. 某二倍体植物的叶形有宽叶和窄叶,由一对等位基因M/m控制;花色有红花和白花,由另一对等位基因R/r控制。实验人员用宽叶白花植株与窄叶红花植株杂交,发现F1中既有宽叶白花植株,也有宽叶红花植株;选择F1中的宽叶白花植株在自然条件下自花传粉,所得F2表型及比例为宽叶白花∶宽叶红花∶窄叶白花∶窄叶红花=6∶3∶2∶1。回答下列问题(不考虑基因突变,染色体互换和染色体变异):
(1)在花色这一对性状中,显性性状是______,判断的依据是_____。F2出现特殊性状分离比的合理解释是______。
(2)请根据示例在下图中画出两对等位基因与染色体的关系:______。
示例:长竖线表示染色体,短横线及字母表示相关基因
(3)若通过PCR技术对亲本和F1不同表型植株的上述两对等位基因进行扩增并电泳分离,可以得到如下图结果:
可以表示亲本和F1中宽叶白花的电泳图谱分别是_____。实验人员为证明F2的性状分离比不是统计错误,而是与你在(1)中的推测相关,请使用上述现代生物技术手段设计实验进行证明。实验思路是_____。
【答案】(1)①. 白花 ②. F1白花植株自交,F2出现性状分离现象(或F2出现白花∶红花=2∶1的性状分离比)③. RR(或控制白色花的基因)显性纯合致死
(2) (3)①. 图谱二和图谱三 ②. 选择F2中若干白花植株通过PCR技术扩增控制花色的相关基因(R/r基因)并进行电泳分离,观察电泳结果(条带的出现情况)
【分析】基因分离定律的实质:在杂合的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给子代。基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【解析】(1)根据题干信息可知,只考虑花色这一性状时,F1白花植株自交,F2出现白花∶红花=2∶1的性状分离比,占2/3的白花为显性性状。RR(或控制白色花的基因)显性纯合致死,才会出现F2出现特殊性状分离比。
(2)根据题干信息可知两对相对性状的遗传遵循自由组合定律,即控制两对相对性状的两对等位基因位于两对同源染色体上。
则等位基因与染色体的关系如图:
(3)根据杂交结果,可以推出亲本中宽叶白花植株基因型为MMRr,窄叶红花植株的基因型为mmrr,F1中宽叶白花植株与宽叶红花植株的基因型分别为MmRr和Mmrr。以上个体中,窄叶红花植株只有m、r两种基因,F1宽叶白花植株含有M、m、R、r四种基因,而亲本宽叶白花植株、F1中宽叶红花植株各含三种基因。由此可以判断:图谱一只有条带1和3对应基因m和r;图谱三有四个条带,条带2和条带4对应基因M和R;图谱一、二、三、四分别为亲本窄叶红花、亲本宽叶白花、F1宽叶白花、F1宽叶红花植株的电泳结果,条带1、2、3、4分别对应基因m、M、r、R。欲对“RR显性纯合致死”这一假设进行验证,必须从F2中选择多个白花个体(R_)植株,对基因进行PCR扩增,然后进行电泳分离,观察电泳结果。若电泳结果都出现了条带3,即可说明存活个体中的基因型都为Rr,没有基因型为RR的个体,说明假说成立;若电泳结果有的只出现条带4,则说明存活个体中的基因型有的为RR,说明假说不成立。
21. 培育稳定且抗病能力强的番茄新品种是稳产高产的重要途径。番茄代谢产生的H2O2是一种重要的抗病信号分子,可被体内的过氧化氢酶清除。现采用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除番茄过氧化氢酶基因,过程如图1所示。获取的突变体可作为分析番茄的抗病性和产量的遗传材料。回答下列问题:
(1)常用PCR快速扩增目的基因,PCR反应体系需含_________(至少答2种)等成分。常采用_________来鉴定PCR的产物。
(2)CRISPR/Cas9由gRNA和Cas9蛋白两大部分组成,gRNA由crRNA和tracrRNA组成,其中crRNA约有20个碱基,含有与靶基因片段配对的序列,能引导Cas9切开靶基因所在双链DNA,随后细胞中的酶将断裂上下游两端的序列连接起来,实现对基因的编辑。番茄过氧化氢酶基因CRISPR/Cas9敲除突变体载体构建过程如图2所示,其中“某序列”是指_________。为了确保“某序列”能正确连接到Ti质粒上,相应的限制酶识别序列和切割位点如表所示,需在“某序列”的引物1的5′端加上碱基序列_________,引物2的5′端加上碱基序列_________。
(3)制备过程中利用了农杆菌Ti质粒的T-DNA,原因是T-DNA具有_________的特点。
(4)植物组织培养常用MS培养基,该培养基中加入适量的蔗糖的作用是_________。可在MS培养基中添加_________(填激素及比例)用于诱导愈伤组织。
【答案】(1)① 引物、Taq 酶、dNTP、模板 DNA ②. 琼脂糖凝胶电泳
(2)①. 与靶基因片段配对的序列 ②. 5′AGATCT3′ ③. 5′GCTAGC3′
(3)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体 DNA 上
(4)①. 作为碳源、调节渗透压 ②. 生长素和细胞分裂素,比例适中
【分析】基因工程的基本操作步骤是获取目的基因、将目的基因导入受体细胞、筛选还有目的基因的受体细胞、目的基因的表达与检测。
【解析】(1)PCR 反应体系一般包含引物、Taq 酶、dNTP(脱氧核苷酸)、模板 DNA 等成分。 鉴定 PCR 的产物常采用琼脂糖凝胶电泳的方法。因为不同长度的 DNA 片段在凝胶中的迁移速率不同,从而可以根据条带的位置等判断 PCR 产物的情况。
(2)由图及相关知识可知,要使 Cas9 对靶基因所在双链进行切割,gRNA 中的 crRNA 与靶基因片段配对后才能引导 Cas9 起作用,所以“某序列”指与靶基因片段配对的序列。 某序列的转录模板是上面的一条链,从图中及限制酶识别序列的特点来看,BglⅡ识别序列为5′AGATCT3′,NheⅠ的酶切位点是5′GCTAGC3′,为了确保“某序列”能正确连接到 T - 载体上,需要产生相同的黏性末端。根据碱基互补配对原则,应在引物1的5'端加上碱基序列 5′AGATCT3′,引物2的5′端加上碱基序列为5′GCTAGC3′。
(3)Ti 质粒具有可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体 DNA 上的特点,所以利用农杆菌中 Ti 质粒的 T - DNA 可以将目的基因整合到受体细胞染色体 DNA 上。
(4)在植物组织培养的 MS 培养基中,加入适量的蔗糖,一是可以作为碳源,为植物组织细胞的生长提供能量;二是可以调节培养基的渗透压,维持细胞正常的形态和生理功能。在 MS 培养基中添加生长素和细胞分裂素,当生长素与细胞分裂素的比例适中时,有利于诱导形成愈伤组织。
【生物】2025届江西省新八校联考模拟预测(解析版)
2025届江西省新八校联考模拟预测
生物试题
一、单项选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的4个选项中,只有1项符合题目要求,答对得2分,答错得0分)
1. 微体,又称微小体,是细胞内一种重要的细胞器。它存在于所有动物细胞及许多植物细胞中,参与细胞解毒、呼吸作用及各种代谢反应。过氧化物酶体是一种常见的微体,主要含氧化酶和过氧化氢酶,可使细胞免受毒害。下列有关叙述正确的是( )
A. 比较微体和中心体,两者的功能及存在部位均相同
B. 过氧化物酶体与溶酶体中都含有酶,均能水解有机物
C. 过氧化物酶体和线粒体两种细胞器中都能消耗氧气
D. 过氧化物酶体可将肝细胞无氧呼吸产生的乙醇氧化去除
【答案】C
【分析】生物膜系统概念:内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。
【详解】A、微体是一种存在于所有动物和许多植物中的细胞器,具有解毒、参与细胞呼吸和代谢反应等功能,而中心体主要存在于低等植物细胞和动物细胞中,与细胞有丝分裂后期,可见微体和中心体的功能和存在部位存在差异,A错误;
B、过氧化物酶体主要含氧化酶和过氧化氢酶,其功能主要是参与细胞解毒等代谢反应,通过氧化作用分解一些物质,并非主要进行有机物的水解。 溶酶体中含有多种水解酶,能水解有机物,如分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等。 所以过氧化物酶体和溶酶体虽然都含有酶,但功能不同,过氧化物酶体主要不是水解有机物,B错误;
C、过氧化物酶体中含有氧化酶,在氧化底物的过程中需要消耗氧气,将底物氧化分解。 线粒体是有氧呼吸的主要场所,在有氧呼吸的第三阶段需要消耗氧气,与[H]结合生成水。 因此,过氧化物酶体和线粒体两种细胞器中都能消耗氧气,C正确;
D、肝细胞无氧呼吸产生乳酸,D错误。
故选C。
2. 盐胁迫时,大量Na⁺通过Na⁺通道进入植物细胞,这会使SOS3与SOS2相互作用,使SOS2磷酸化。磷酸化的SOS2迅速使质膜和液泡膜上的Na⁺/H⁺反向转运蛋白SOS1磷酸化,利用H⁺浓度差促使Na⁺排出细胞和进入液泡,从而降低细胞质基质中的Na⁺浓度。下列叙述错误的是( )
A. SOS3与SOS2相互作用,SOS2磷酸化后,其构象和功能发生改变
B. 若SOS3功能异常,则SOS1会因无法磷酸化导致植物耐盐性降低
C. 加入ATP抑制剂会降低SOS1对Na⁺的运输速率,不利于植物的耐盐性
D. 盐胁迫时,植物细胞可能通过降低细胞质基质PH来加速Na⁺的运输
【答案】D
【分析】自由扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,不需要转运蛋白协助,不消耗能量。
协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的转运蛋白的协助,不消耗能量。
主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。
【详解】A、SOS3与SOS2相互作用,SOS2磷酸化后,其构象和功能发生改变,A正确;
B、SOS1利用 H⁺浓度差促使 Na⁺排出细胞和进入液泡,从而降低细胞质基质中的Na⁺浓度,帮助植物抵抗盐胁迫;若SOS3功能异常,则 SOS1 会因无法磷酸化导致,无法促使 Na⁺排出细胞和进入液泡,导致植物耐盐性降低,B正确;
C、蛋白质的磷酸化需要消耗ATP,加入ATP抑制剂会降低SOS1对Na⁺的运输速率,不利于植物的耐盐性,C正确;
D、磷酸化的SOS2迅速使质膜和液泡膜上的Na⁺/H⁺反向转运蛋白SOS1磷酸化,利用H⁺浓度差促使Na⁺排出细胞和进入液泡。因此,盐胁迫时,植物细胞可能通过升高细胞质基质的pH,即降低细胞质基质的H+浓度增加H⁺浓度差,来加速Na+的运输,D错误。
故选D。
3. 洋葱是高中生物学实验中常用的实验材料。下列相关叙述正确的是( )
A 当洋葱鳞片叶细胞质壁分离复原到初始状态时,细胞液和外界溶液浓度相等
B. 洋葱管状叶表皮细胞的临时装片可用于观察细胞中的叶绿体和细胞质环流现象
C. 低温诱导洋葱根尖分生区细胞染色体数目变化的实验,使用的染料为碱性染料
D. 以洋葱为材料提取DNA时在上清液中加入预冷的酒精溶液的目的是析出蛋白质
【答案】B
【分析】观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂时,观察的临时装片的制作步骤是:解离→漂洗→染色→制片。在质壁分离与复原的实验中只有细胞保持生活状态,才能观察到植物细胞的质壁分离与复原现象,在选材时,最好选择洋葱鳞片叶外表皮细胞,因为此处的细胞是成熟细胞,有大液泡且含有色素。
【详解】A、当洋葱鳞片叶细胞质壁分离复原到初始状态时,由于细胞壁的存在会对细胞继续吸水产生阻碍,此时细胞液浓度可能仍大于外界溶液浓度,A错误;
B、洋葱管状叶表皮细胞含有叶绿体,可用于观察细胞中的叶绿体;同时,细胞质具有流动性,可通过观察叶绿体的移动来观察细胞质环流现象,B正确;
C、低温诱导洋葱根尖分生区细胞染色体数目变化的实验中,使用的碱性染料(如改良苯酚品红染液等),而不是酸性染料,C错误;
D、以洋葱为材料提取DNA时,在清液中加入预冷的酒精溶液的目的是析出DNA,因为DNA不溶于酒精,而某些蛋白质等杂质溶于酒精,D错误。
故选B
4. 科研人员在观察果蝇(2n=8)的一个精原细胞在减数分裂过程中发现了如图所示异常情况。同源染色体配对时,有2条非同源染色体发生了融合;导致染色体失活(失活的染色体失去了着丝粒分裂的功能)和部分丢失,融合染色体及正常的2条相应染色体在之后会随机分配到细胞两极(一极至少有3条染色体中的1条)。下列说法正确的是( )
A. 该精原细胞进行减数分裂,减数第一次分裂前期有3个正常的四分体
B. 该精原细胞进行减数第一次分裂后期时移向细胞同一极的染色体数目为4条
C. 发生上述异常情况时,该细胞减数分裂形成的精子中含染色体数目为2或3
D. 该精原细胞减数分裂完成后产生染色体数目和形态均正常的精子的概率为1/6
【答案】D
【分析】在减数分裂前,每个精原细胞的染色体复制一次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次,最后形成四个精细胞。这两次分裂分别叫作减数分裂Ⅰ(也叫减数第一次分裂)和减数分裂Ⅱ(也叫减数第二次分裂)。
【详解】A、该精原细胞有2条非同源染色体发生了融合,所以形成的正常四分体有2个,A错误;
BC、发生异常情况时,果蝇细胞中2对同源染色体正常分离,其余三条染色体随机移动,若形成的2个次级精母细胞的染色体数目分别为2条正常染色体+1条融合的染色体和4条正常染色体,其中染色体失活,则形成的精子中含染色体数目为2条或4条。若形成的2个次级精母细胞的染色体数目分别为3条正常染色体+1条融合的染色体、3条正常染色体,则形成的精子中含染色体数目为3条,因此细胞分裂移向一极的染色体数目不确定,而形成的精子中含染色体数目为2或3或4,BC错误;
D、假设与图甲中变化相关的三条染色体为A、B、D,且D染色体是结构异常的那条染色体。则初级精母细胞经变异后,产生的配子及比例可表示为:1AB:1D:1AD:1B:1BD:1A。其中,含正常染色体数和形态正常的染色体的配子可育,即AB是可育配子,故产生的正常精子的占比为1/6,D正确。
故选D。
5. 下图表示人体某细胞中一个基因的一条脱氧核苷酸链片段D,在酶X的作用下进行的某生理过程的部分示意图,下列说法正确的是( )
A. 若酶X为RNA聚合酶,该过程可表示转录,则酶X应向左移动
B. 若酶X为RNA聚合酶,则其与DNA一条链上起始密码子结合
C. 若酶X为解旋酶且向右移动,则以D链为模板合成的DNA子链延伸方向向左
D. 若酶X为解旋酶且向左移动,则以D链为模板合成的DNA子链延伸方向向右
【答案】D
【分析】转录:(1)概念:RNA是在细胞核中,通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。(2)酶:RNA聚合酶;(3)RNA的合成方向:5'→3';(4)原料:游离的4种核糖核苷酸
翻译:(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译。(2)原料:氨基酸;(3)核糖体沿mRNA移动的方向:5'→3';(4)特点:一个mRNA 分子上可以结合多个核糖体,同时合成多条肽链。因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白质。
【详解】A、图示的D表示人体某细胞中一个基因的一条脱氧核苷酸链片段,若酶X为RNA聚合酶,该过程可表示转录,RNA聚合酶与模板链的3,端结合,催化子链的合成,则酶X应向右移动,A错误;
B、若酶X为RNA聚合酶,则其与DNA一条链上启动部位结合,B错误;
C、若酶X为解旋酶且向右移动,则以D链为模板合成的DNA子链延伸方向向右,即子链合成的方向为5,→3,,C错误;
D、引物与模板链的3,端结合,若酶X为解旋酶且向左移动,则以D链为模板合成的DNA子链延伸方向向右,D正确。
故选D。
6. 狮子鱼多栖息于温带靠海岸的岩礁或珊瑚礁内,但在马里亚纳海沟7000米以下生存着一新物种——超深渊狮子鱼。研究发现,该超深渊狮子鱼的基因组中,与色素、视觉相关的基因发生了大量“丢失”,且骨骼非常薄,具有弯曲能力,下列相关叙述正确的是( )
A. 海岸温带与高寒深海的环境差异决定了狮子鱼和超深渊狮子鱼的基因突变的方向
B. 超深渊狮子鱼与温带靠海岸分布的狮子鱼一定不能交配成功,因为存在生殖隔离
C. 若一条超深渊狮子鱼出现了罕见的金色体色,不能说明其进化方向与其它个体不同
D. 深海环境中,超深渊狮子鱼个体间在斗争过程中相互选择,协同进化
【答案】C
【分析】现代生物进化理论认为:种群是生物进化的基本单位;生物进化的实质是种群基因频率的改变;突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件,新物种形成的标志是产生生殖隔离。
【详解】A、基因突变具有多方向性,环境不能决定基因突变的方向,A错误;
B、生殖隔离指的是不能相互交配或者能相互交配但产生的后代不可育,因此虽然超深渊狮子鱼与温带靠海岸分布的狮子鱼存在生殖隔离,但可能能交配成功,B错误;
C、生物进化的单位是种群,不是个体,因此若一条超深渊狮子鱼出现了罕见的金色体色,只能说明其基因突变的方向与其他个体不同,不能说明其进化方向与其它个体不同,C正确;
D、协同进化发生在不同种生物之间以及生物与环境之间,同一物种不同个体的种内斗争不属于协同进化,D错误。
故选C。
7. 研究发现女性更年期雌激素水平下降与糖尿病发病率升高有一定的关系。为研究相关机制,科学家利用转基因技术获得了雌激素受体(R)基因敲除小鼠进行了实验。给野生型(对照组)和R基因敲除小鼠(实验组)注射葡萄糖,短时间内检测发现两者血液中胰岛素水平的增加量相似。再向两种小鼠注射等量胰岛素5分钟后,检测骨骼肌组织中胰岛素含量,实验组明显低于对照组。下列相关分析错误的是( )
A. 口服雌激素类药物,一定程度上能缓解女性更年期雌激素水平降低导致的糖尿病
B. 雌激素水平下降,但雌激素对胰岛素的合成和分泌没有直接影响
C. 血糖含量升高,葡萄糖会刺激血糖感受器胰岛B细胞分泌胰岛素
D. 雌激素可能通过促进胰岛素向骨骼肌组织运输来降低血糖
【答案】C
【分析】血糖调节的中枢是下丘脑,调节胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素的分泌。胰岛素是唯一能降低血糖的激素。
【详解】A、研究发现女性更年期雌激素水平下降与糖尿病发病率升高有一定的关系,口服雌激素类药物对缓解女性更年期雌激素水平降低导致的糖尿病具有一定的作用,A正确;
B、由“给野生型(对照组)和R基因敲除小鼠(实验组)注射葡萄糖,短时间内检测发现两者血液中胰岛素水平的增加量相似”可知,雌激素水平下降(实验组敲除雌激素受体基因相当于雌激素不能正常发挥作用,可理解为雌激素水平相对下降)时,胰岛素的合成和分泌未受直接影响,因为两组注射葡萄糖后胰岛素增加量相似,B正确;
C、在血糖平衡调节中,当血糖含量升高时,血糖会刺激血糖感受器,进而促使胰岛B细胞分泌胰岛素,但血糖感受器不在胰岛B细胞上,C错误;
D、从“再向两种小鼠注射等量胰岛素5分钟后,检测骨骼肌组织中胰岛素含量,实验组明显低于对照组”可以推断,实验组由于雌激素受体基因敲除,雌激素不能正常发挥作用,导致胰岛素向骨骼肌组织运输出现问题,使得骨骼肌组织中胰岛素含量低,由此可推测雌激素可能通过促进胰岛素向骨骼肌组织运输来降低血糖,D正确。
故选C。
8. 分蘖是禾本科植物在根茎结合处发出分支的现象,某实验小组利用水稻进行相关实验,用低浓度磷和正常浓度磷及外源生长素萘乙酸(NAA,5nml/L)、生长素极性运输抑制剂萘基邻氨甲酰苯甲酸(NPA,10nml/L)处理一段时间后观察水稻的分蘖数,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A 低浓度磷对水稻分蘖有抑制作用,推测植物受到低磷胁迫时会发生适应性变化
B. NAA对水稻分蘖有抑制作用,且比低浓度磷对水稻分蘖的抑制作用更明显
C. 低磷胁迫下,除生长素外,可能存在其他因素抑制水稻分蘖的发生
D. 正常磷浓度下施加NPA后分蘖数增加,说明生长素的极性运输能抑制水稻分蘖的发生
【答案】B
【分析】结合图示分析,低浓度磷、生长素以及生长素的极性运输等因素均会影响水稻的分蘖数。
【详解】A、清水组中,相比低浓度磷,高浓度磷水稻分蘖数大,说明低浓度磷对水稻分蘖有抑制作用,植物受到低浓度磷胁迫时出现这种变化可推测是发生了适应性变化,A正确;
B、清水组中,低浓度磷分蘖数远小于正常浓度磷,与正常浓度磷用清水处理相比,NAA处理分蘖数减小,但减小的幅度小于低浓度磷处理,说明NAA对水稻分蘖的抑制作用能力较低浓度磷对水稻分蘖的抑制作用更不明显,B错误;
C、影响植物生长发育的因素包括各种植物激素以及环境因素,因此低磷胁迫下,除生长素外,可能存在其他因素抑制水稻分蘖的发生,C正确;
D、用生长素极性运输抑制剂萘基邻氨甲酰苯甲酸处理一段时间分蘖数增加,说明生长素的极性运输能抑制水稻分蘖的发生,D正确。
故选B。
9. 在日常劳作与传统典籍记载中,许多做法和现象都与生物学知识紧密相连。下列叙述错误的是( )
A. 《氾胜之书》中记载在稻田中“取禾种,择高大者,斩一节下,把悬高燥处,苗则不败。”这种方式体现了择优选种、干燥存种
B. 《农桑辑要》记载了桑树的嫁接技术,从植物繁殖角度看,嫁接属于无性生殖,能保持亲本的优良性状,加快繁殖速度
C. 《农政全书》中提到“故涸泽者,蝗之原本也,欲除蝗,图之此其地也”,是指通过改造蝗虫发生地,提高成虫的死亡率
D. 《本草纲目》记载“绿豆解金石、砒霜、草木一切诸毒”,从现代生物学分析,绿豆可能富含能与毒物结合使其失活的物质,体现了生物多样性的直接价值
【答案】C
【分析】种群是指自然区域内同种生物的所有个体形成的聚集体,种群的特征包括种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率,其中种群密度是衡量种群数量大小的指标,出生率和死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群数量大小的因素,性别比例是影响种群数量的重要指标,年龄组成是预测种群数量的重要指标。
【详解】A、《氾胜之书》中记载:在稻田中“取禾种,择高大者,斩一节下,把悬高燥处,苗则不败”,其中“择高大者”体现了择优选种,“把悬高燥处”体现了干燥存种,A正确;
B、《农桑辑要》记载了桑树的嫁接技术,从植物繁殖角度看,嫁接属于无性生殖,该繁殖方式能保持亲本的优良性状,加快繁殖速度,B正确;
C、“欲除蝗需图涸泽之地”是改善干旱环境来降低幼虫出生率,C错误;
D、《本草纲目》记载“绿豆解金石、砒霜、草木一切诸毒”,从现代生物学分析,绿豆可能富含能与毒物结合使其失活的物质,即绿豆具有解毒功能,这体现了生物多样性的直接价值,D正确。
故选C。
10. β多样性是指某特定时间点,沿某一环境因素梯度,不同群落间物种组成的变化。它可用群落A和群落B的独有物种数之和与两个群落各自的物种数之和的比值表示,若A、B两群落的物种丰富度分别为60和40,下列有关叙述正确的是( )
A. 决定A、B两群落性质最重要的因素是物种丰富度和优势物种
B. A、B群落之间的β多样性为0.4,则两群落的共有物种数为40
C. 群落B中,某种生物的数量很多,因此该生物在群落中占据优势
D. 建立自然保护区时,应该选择两群落之间β多样性高的区域
【答案】D
【分析】物种组成是区分不同群落的重要特征,也是决定群落性质的最重要因素,故认识某一群落,首先要分析它们的物种组成;
【详解】A、决定A、B两群落性质最重要的因素是物种组成,A错误;
B、β多样性可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示,假定两群落的共有物种数为X,则β多样性=[(60-X)+(40-X)]/100=0.4,X=30,B错误;
C、判断一个物种在群落中是否占据优势,要综合考虑其在群落中的地位和作用,不能仅根据数量多来判断是否在群落中占据优势,C错误;
D、建立自然保护区时,应选择两群落之间β多样性高的区域,β多样性高,说明物种丰富度大,生态系统的营养结构复杂,生态系统的稳定性更强,D正确。
故选D。
11. 能流网络是指包含具有捕食关系的物种间的能量流动大小。某一农田生态系统有A、B、C、D、E5个种群形成一定的食物网,食物网中的能流网络如图所示(实线箭头的粗细与能量多少正相关;①~⑦表示能量值),下列叙述正确的是( )
A. 能流网络中A表示生产者,E表示分解者,是联系生物群落与非生物环境的两大“桥梁”
B. 农田生态系统可通过减少或缩短食物链,提高能量利用率,从而提高生态系统的稳定性
C. 该农田生态系统中基于E取食偏好的能流网络未遵循能量逐级递减的规律
D. 据图分析,第二到第三营养级之间的能量传递效率为(②+⑤)/(①+④)×100%
【答案】D
【分析】
生态系统的结构包括两部分;(1)生态系统的成分有:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者组成;(2)生态系统的营养结构:食物链和食物网。
能量流动的特点是:单向流动,逐级递减。能量流动的途径是食物链和食物网。一个营养级中的能量只有10%~20%的能量,被下一个营养级所利用。
【详解】A、在生态系统的能量流动中,生产者是能量的输入者,能将太阳能固定在生物群落中,而分解者能将有机物分解为无机物,返回非生物环境,所以生产者和分解者是联系生物群落与非生物环境的两大“桥梁”。在能流网络中,能量是从生产者开始流动的,A有箭头指向其他生物,说明A是能量的源头,即生产者;而E接受其他生物的能量输入,在食物网中,分解者不参与捕食食物链的能量流动,E是消费者,A错误;
B、生态系统的稳定性与营养结构的复杂程度有关,营养结构越复杂,生态系统的自我调节能力越强,稳定性越高。减少或缩短食物链,会使营养结构变得简单,生态系统的稳定性会降低,而不是提高。虽然缩短食物链可能提高能量利用率,但与生态系统稳定性的提高并无直接关联,B错误;
C、能量在生态系统中沿着食物链流动时,是逐级递减的,这是生态系统能量流动的基本规律。在该农田生态系统基于E取食偏好的能流网络中,同样遵循这一规律,能量从一个营养级流向下一个营养级时会有损耗,C错误;
D、能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值。第二营养级是B和E(从A获取能量),第三营养级是C和E(从B获取能量)。从图中可知,B从A获得的能量为①,传递给C的能量为②,传递给E的能量为⑤;E从A获得的能量为④。第二营养级的同化量为① + ④,第三营养级从第二营养级获得的能量为② + ⑤,所以第二到第三营养级之间的能量传递效率为(② + ⑤) / (① + ④)×100%,D正确。
故选D。
12. 工业生产通常用黑曲霉发酵淀粉生产柠檬酸。科研人员对黑曲霉YZ-35进行复合诱变来提高其产柠檬酸能力,选取其中5个诱变菌株接种于含淀粉的培养基中培养,菌落及其产生的透明圈情况如下表。从中选取产酸率最高的菌株,接种于液体培养基中培养一段时间,将培养液稀释1000倍并经等体积台盼蓝染液染色后,采用血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm)计数,观察到下图的视野。下列叙述正确的是( )
A. 制作培养基时,先将培养基PH调至中性或弱碱性后再高压蒸汽灭菌
B. 据表可以推测,突变菌株的产酸能力均有所提升,其中L6的产酸能力最强
C. 若仅依据图示观察结果进行估算,黑曲霉的种群密度约为2.25×109个/mL
D. 将编码牛凝乳酶的基因导入黑曲霉的基因组中,经发酵可批量生产凝乳酶
【答案】D
【分析】酵母菌计数方法:抽样检测法:先将盖玻片放在计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻,待细菌细胞全部沉降到计数室底部,将计数板放在载物台的中央,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。
【详解】A、黑曲霉为霉菌,霉菌适宜的pH为中性偏酸,A错误;
B、根据表中信息可知,突变菌株的产酸能力最强(透明圈直径/菌落直径最大)的是L6,但根据表中信息不能判断出突变菌株的产酸能力均有所提升,因为题中未给出野生菌株的产酸能力,B错误;
C、图中中方格内有9个无色菌体,即活的菌体(死细胞由于失去选择透性会被台盼蓝染成蓝色),整个计数室的体积为1mm×1mm×0.1mm=0.1mm3,整个计数室有25个中格,一共有9×25=225个,因此黑曲霉的种群密度为225÷0.1mm3=2.25×106个/mL,该培养液已经被稀释过1000倍且经台盼蓝等体积染色,相当于稀释了2000倍,则原培养液中种群密度为2.25×106÷2000=1.125×109个/mL,C错误;
D、将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌等生物基因组中,再通过工业发酵批量,均可生产凝乳酶,D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共4题,每小题4分,共16分。在每小题给出的4个选项中,有2项或2项以上符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
13. 生长在低寒地带的沼泽真核植物臭菘,在花期花序组织中氰化物含量明显增加,研究发现其花序组织细胞中存在着图中电子传递途径。当植物体内存在氰化物时细胞色素氧化酶COX(复合体Ⅳ)因含有的铁原子易与氰化物(CN)结合导致其活性被强烈抑制;臭菘的花序因含有大量的交替氧化酶(AOX)仍能进行呼吸代谢,这种现象称为抗氰呼吸,该过程产生的ATP较少。
下列相关说法错误的是( )
A. 图中生理过程发生在线粒体内膜上,氰化物主要影响有氧呼吸第三阶段
B. 在低温条件下,COX合成缺陷型臭菘无法完成葡萄糖的氧化分解
C. 发生抗氰呼吸时,该呼吸对糖类分解不彻底,生成的ATP较少
D. 臭菘花序中氰化物含量明显增加有利于其度过低温环境
【答案】BC
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH,合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH,合成少量ATP;第三阶段是氧气和NADH反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、据题图可知,细胞色素氧化酶COX和交替氧化酶AOX均参与细胞呼吸的第三阶段,而氰化物会与细胞色素氧化酶COX结合进而影响图示的过程,导致产生的ATP减少,A正确;
B、COX合成缺陷型臭菘体内缺少COX,但因含有大量的交替氧化酶(AOX)仍能进行呼吸代谢,可以完成葡萄糖的氧化分解,只是产生的ATP较少,B错误;
C、发生抗氰呼吸时,该呼吸可以对糖类彻底分解,但由于有氧呼吸第三阶段受到影响,因而生成的ATP较少,C错误;
D、生长在低寒地带的沼泽植物臭崧的花序中含有大量的交替氧化酶(AOX),可通过抗氰呼吸产生更多的热量有利于其度过低温环境, D正确。
故选BC。
14. 某二倍体植株的花因含胡萝卜素呈红色,基因A、B、C分别控制胡萝卜素合成途径中所需的三种关键酶的合成。该植株的单倍体隐性突变体中,A基因突变体为粉红花,B基因突变体为白花,C基因突变体为黄花。为验证这些突变所产生的影响,研究者构建了几种双基因突变单倍体,A基因和B基因均突变为白色,A基因和C基因均突变为粉红色,B基因和C基因均突变为白色。下列说法正确的是( )
A. 三种基因影响胡萝卜素合成途径的顺序为B基因、A基因、C基因
B. 胡萝卜素合成途径中各物质的颜色依次为白色、粉红色、黄色、红色
C. 三对基因均杂合的二倍体植株杂交,后代中红花植株占27/64
D. 粉红花纯合体与黄花纯合体杂交,子代花色表现为红花或黄花
【答案】ABC
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】AB、根据题干信息,在单倍体隐性突变体中: A基因突变体为粉红花,说明没有A基因时,合成的物质是粉红色。 B基因突变体为白花,说明没有B基因时,合成的物质是白色。 C基因突变体为黄花,说明没有C基因时,合成的物质是黄色。 A基因和B基因均突变为白色,A基因和C基因均突变为粉红色,B基因和C基因均突变为白色。 由此可推断出,胡萝卜素合成途径中各物质的颜色依次为白色、粉红色、黄色、红色,三种基因影响胡萝卜素合成途径的顺序为B基因、A基因、C基因,A、B正确;
C、已知基因A、B、C分别控制胡萝卜素合成途径中所需的三种关键酶的合成,三对基因均杂合的二倍体植株基因型为AaBbCc。 根据基因自由组合定律,AaBbCc自交,后代中红花植株(A_B_C_)的比例为3/4×3/4×3/4=27/64,C正确;
D、粉红花纯合体的基因型为aaBBCC,黄花纯合体的基因型为AABBcc,二者杂交,子代基因型为AaBBCc,花色表现为红花,D错误。
故选ABC。
15. 精神压力下,机体可以通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质”轴(HPA轴)进行调节,使糖皮质激素(GC)含量升高,从而使人情绪低落。研究发现糖皮质激素的持续升高会影响到5-羟色胺的信号传递,其作用机理如图。下列叙述正确的是( )
A. 促肾上腺皮质激素释放激素、促肾上腺皮质激素和GC分泌的相互影响均通过分级调节实现
B. 在长期精神压力下,副交感神经兴奋,使肾上腺髓质分泌肾上腺素属于神经调节
C. 若下丘脑或垂体上GC受体数量和功能下降,会降低突触间隙里的5-羟色胺含量使人情绪低落
D. 糖皮质激素能抑制辅助性T细胞分泌细胞因子,临床上可用于治疗系统性红斑狼疮
【答案】BD
【分析】人体在焦虑、紧张等压力应激状态下,交感神经兴奋,副交感神经抑制,同时会分泌大量应急激素如肾上腺素、去甲肾上腺素、甲状腺激素、皮质醇激素等,激素的释放会导致心率加快,血压升高;皮质醇的分泌属于分级调节,下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,运输至全身作用于垂体,促使垂体分泌促肾上腺皮质激素,促肾上腺皮质激素运输至全身作用于肾上腺皮质,促使肾上腺皮质增加皮质醇的合成和分泌。当皮质醇含量增加到一定程度时,又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素。皮质醇作用的靶细胞包括下丘脑细胞和垂体细胞。
【详解】A、情绪压力下,机体还可以通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质”轴(HPA轴)进行调节,促肾上腺皮质激素释放激素、促肾上腺皮质激素和GC分泌的相互影响通过分级调节和负反馈调节实现,A错误;
B、在长期精神压力下,副交感神经兴奋,使肾上腺髓质分泌肾上腺素,经过了完整的反射弧,属于神经调节,B正确;
C、使糖皮质激素(GC)含量升高,从而使人情绪低落,若下丘脑或垂体上GC受体数量和功能下降,会抑制糖皮质激素的作用,抑制突触前膜对突触间隙中5-羟色胺的回收,使突触间隙里的5-羟色胺含量增加使人情绪升高,C错误;
D、系统性红斑狼疮属于自身免疫病,是免疫过强导致的,糖皮质激素能抑制辅助性T细胞分泌细胞因子,降低免疫系统的功能,临床上可用于治疗系统性红斑狼疮,D正确。
故选BD。
16. 蚜虫是最具破坏性的作物害虫之一,它们吸食植物汁液并传播植物病毒。被蚜虫侵害的植物会释放水杨酸甲酯(MeSA),MeSA被邻近植物的受体结合后转化为水杨酸(SA),SA激活转录因子NAC2,从而产生更多的MeSA,以驱避蚜虫的侵染并吸引其天敌。蚜虫传播的植物病毒能够编码特定蛋白质与NAC2结合,使NAC2转移至细胞质被降解。根据以上信息,下列分析正确的是( )
A. 蚜虫与病毒之间为寄生关系,可在蚜虫数量达到K/2前接种病毒进行防治
B. MeSA是一种化学信息,能够向同种和异种生物进行信息传递
C. 用MeSA处理野生型和NAC2敲除突变体后,两者SA含量都上升但MeSA释放量不同
D. 与携带病毒的蚜虫相比,未携带病毒的蚜虫侵害植物时更难提高周围植物的防御反应
【答案】C
【分析】题意分析,被蚜虫侵害的植物会释放挥发性物质如水杨酸甲酯(MeSA),MeSA被邻近植物的MeSA受体结合后转化为水杨酸(SA),SA激活转录因子NAC2,上调有关基因的表达,从而产生更多的MeSA,以驱避蚜虫的侵染并吸引其天敌,该事实说明信息传递能调节种间关系,维持生态系统的稳定。
【详解】A、蚜虫与植物、病毒与植物之间均为寄生关系,而蚜虫与病毒之间没有构成寄生关系,A错误;
B、水杨酸是一种化学信息,能够在细胞中传递信息,在同种植物和异种植物间传递信息的是水杨酸甲酯,B错误;
C、题意显示,MeSA被邻近植物的MeSA受体结合后转化为水杨酸(SA),因此,用MeSA处理野生型和NAC2敲除突变体后,两者SA升幅相近,但由于突变体不能表达NAC2,因而突变体MeSA释放量较少,C正确;
D、题意显示,蚜虫传播的植物病毒能够编码特定蛋白质与NAC2结合,使NAC2转移至细胞质被降解,进而无法产生更多的MeSA达到驱避蚜虫的目的,可见,相比携带病毒的蚜虫,未携带病毒的蚜虫侵害植物时能提高周围植物的防御反应,D错误。
故选C。
三、非选择题(本题共5小题,每小题12分,共60分)
17. 过度放牧会引起草地植被退化,水土流失等,造成严重的生态和经济问题。研究人员调查了短期内不同强度的放牧对某草原群落相关特性的影响,结果如图所示。(NG:禁牧,MG:中度放牧,HG:重度放牧)
(1)对草原植物进行丰富度调查时,常用____法,不同放牧强度的区域植物种类存在差异体现了群落的____结构。
(2)据图1可知____放牧会提高草原群落的丰富度,从生物因素的角度分析,原因是____。
(3)调查发现,随着放牧强度的增加,草群密度呈先增后降趋势,据图2推测其原因是____。
(4)研究小组研究了不同放牧强度下该草原5种植物物种的生态位,获得生态位重叠指数(反映不同物种之间对资源利用的相似程度和竞争关系)如下图所示。
据图分析,三种不同放牧强度下图中______(填序号)与其他4种植物均有较高的生态位重叠指数,从竞争角度分析放牧对物种①的影响________________。
【答案】(1)①. 样方法 ②. 水平
(2)①. 中度 ②. 中度放牧可以减少优势种的竞争,进而为处于劣势的植被提供足够的空间,因而会提高群落的丰富度
(3)随着放牧强度的增加,草群高度逐渐下降,因而会促进植物分蘖和再生,但过度放牧会导致草群密度下降
(4)①. ④ ②. 物种①在所有放牧强度下的重叠指数均为0.33,表明其在资源利用方面与其他物种差异较大,可能占据独特的生态位,竞争压力较小。
【分析】一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等称为这个物种的生态位;群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境问协同进化的结果;生态位重叠越多,竞争越激烈。
【解析】(1)对草原植物进行丰富度调查时,常用样方法,在进行该操作时要做到随机取样,使实验数据更接近真实,不同放牧强度的区域植物种类存在差异体现在水平方向上,因而体现了群落的水平结构。
(2)据图1可知中度放牧会提高草原群落的丰富度,从生物因素的角度分析,中度放牧可以减少优势种的竞争,进而为处于劣势的植被提供足够的空间,进而获取更多的生存机会,因而会提高群落的丰富度。
(3)调查发现,随着放牧强度的增加,草群密度呈先增后降趋势,图2结果显示,随着放牧强度的增加,草群高度逐渐下降,因而会促进植物分蘖和再生,但过度放牧会导致草群密度下降。因此草群密度会表现为先增加后下降的趋势。
(4)据图分析,三种不同放牧强度下图中④与其他4种植物均有较高的生态位重叠指数,图中显示物种①在所有放牧强度下的重叠指数均为0.33,表明其在资源利用方面与其他物种差异较大,可能占据独特的生态位,竞争压力较小。
18. 2025年初,“冰雪游”热度持续攀升,丰城市的一名高中生小李,被哈尔滨的冰雪魅力吸引,开启了一场冰雪之旅。在旅行过程中,小李突感头痛、嗓子痒,当晚高烧至39.5℃,咳嗽、肌肉酸痛。小李借助Deepseek查资料后,判断自己极有可能感染了甲流。请回答下列相关问题。
(1)小李感染甲流后在__________出现头痛感觉;当小李持续高烧引起脱水,会出现“口渴”症状,分析“口渴”产生的原因________________。
(2)甲流病毒侵入人体后,会被__________________识别、摄取、处理,然后呈递给辅助性T细胞,使其释放TNF-α等细胞因子引发炎症,细胞因子在特异性免疫中的作用是______________。
(3)流感病毒的蛋白质外壳主要由NA1、NA2、NA3等蛋白组成,为探究不同NA抗体对病毒侵染细胞的抑制作用,研究者进行了相关实验,实验结果如图所示。请补充完成相关实验过程。(D63、D21分别表示提取感染流感病毒后63天、21天的两位康复者体内的抗体)
①从犬肾脏组织中分离培养获得一种对该流感病毒易感的上皮样细胞,随机均分成______组,每组设3个重复实验。
②提取感染流感病毒后63天、21天的两位康复者体内的抗体和____________体内的抗体作为对照抗体,分别配制成不同浓度溶液。
③将抗体分别与流感病毒混合,再感染易感细胞,检测________________。
(4)预防流感的最有效措施是接种疫苗。制备疫苗可用灭活的流感病毒使其失去__________性,但不破坏它的抗原结构,还可以获取流感病毒__________的基因并利用基因工程技术制备重组蛋白疫苗。
【答案】(1)①. 大脑皮层 ②. 持续高烧引起脱水,导致细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器,传到大脑皮层产生渴觉
(2)①. 抗原呈递细胞 ②. 促进B细胞和细胞毒性T细胞的活化、增殖和分化
(3)①. 3 ②. 未感染流感病毒的健康人 ③. 被病毒感染的细胞比例
(4)①. 致病 ②. 表面抗原蛋白
【分析】随着抗体浓度的增加,与对照抗体组比较,感染流感病毒后63天康复者的NA抗体的抑制率最高。
【解析】(1)所有感觉(如痛觉、渴觉等)的形成部位均为大脑皮层,它是高级神经活动的结构基础,能对传入的神经信号进行整合处理,产生相应感觉,所以头痛感觉在大脑皮层出现。 “口渴”产生的原因从水平衡调节角度分析,持续高烧引起脱水,导致细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器,传到大脑皮层产生渴觉。
(2)抗原呈递细胞(如巨噬细胞、树突状细胞等)是免疫系统中专门识别、摄取、处理外来抗原(如甲流病毒)的细胞,它们将处理后的抗原呈递给辅助性 T 细胞,启动特异性免疫应答。 细胞因子在特异性免疫中的作用是促进B细胞和细胞毒性T细胞的活化、增殖和分化,细胞因子(如 TNF−α 等)是由免疫细胞等分泌的信号分子。在特异性免疫中,辅助性 T 细胞释放的细胞因子能作用于 B 细胞和细胞毒性 T 细胞,促使 B 细胞增殖分化为浆细胞(产生抗体)和记忆细胞,促使细胞毒性 T 细胞增殖分化为效应细胞毒性 T 细胞和记忆细胞,从而增强免疫反应。
(3)①实验需要设置不同抗体组和对照组,从图中可知有D63、D21和对照抗体,所以应随机均分成3组,每组设 3 个重复实验,以减少误差,保证实验结果的可靠性。
②为探究不同 NA 抗体(来自感染后康复者)对病毒侵染细胞的抑制作用,需设置对照。未感染流感病毒的健康人血清中的抗体可作为对照,以排除非特异性抗体的干扰,明确实验抗体的作用。
③实验的核心目的是探究抗体对病毒侵染细胞的抑制作用。若抗体抑制作用强,被病毒感染的细胞比例会降低;反之则升高。通过检测该比例,可直观反映不同抗体的抑制效果。
(4)制备疫苗时,灭活的流感病毒需失去致病性,避免引发疾病,但保留其抗原结构,这样才能刺激机体免疫系统产生特异性免疫反应(如产生抗体和记忆细胞),达到预防目的。基因工程制备重组蛋白疫苗的原理是获取病毒中能引发免疫反应的抗原蛋白基因(如表面抗原蛋白基因),将其导入受体细胞(如大肠杆菌、酵母菌等),使其表达出相应的抗原蛋白,该蛋白可刺激机体产生免疫应答,却无病毒的致病风险。
19. 光照过强会抑制植物的光合作用,科研人员以拟南芥植株为材料检测强光处理不同时长下野生型(WT)和CLH基因缺失突变型clh(CLH基因编码降解叶绿素的C酶)叶片的光合速率,结果如图所示。
(1)植物吸收、传递和转化光的功能单位称为光系统,存在于叶绿体的__________(填结构),可以推测其应该由__________、脂质和蛋白质组成,光照在植物生长、发育过程中的作用有___________(至少写两点)。
(2)本实验的自变量是_______,据图分析可知,CLH基因在强光条件下被激活,进而缓解强光对光合作用的影响,且主要在幼叶中发挥作用,得出此推论的依据是__________________。
(3)光照强度过大会对植物造成损害,细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散。SQ1蛋白和HHL1蛋白是NPQ的调控因子,以野生型植株(Cl-0)、sq1突变体、hhlI突变体及hhlI和sq1双突变体为材料进行实验,并测定强光下相应蛋白质的表达量,结果如下(注:“+”越多代表含量越高)。
强光下,sq1基因和hhlI基因对NPQ的调控起__________作用(填“协同”或“相抗衡”),在hhlI突变体中,sq1基因对NPQ调控的响应机制是____________。
【答案】(1)①. 类囊体膜 ②. 光合色素 ③. 作为信号影响调控植物的生长发育;为光合作用提供能量
(2)①. 拟南芥植株的种类、叶龄和强光处理时长 ②. 相比CLH基因缺失突变型clh,野生型(WT)强光1.5h刺激光合作用强度下降幅度较小,且幼叶光合作用强度下降的幅度更小
(3)①. 协同 ②. 当HHL1蛋白缺失时,sq1基因表达的SQ1蛋白含量增加,以增强NPQ来耗散过剩光能
【分析】本实验的实验目的是以拟南芥植株为材料检测强光处理不同时长下野生型(WT)和CLH基因缺失突变型clh(CLH基因编码降解叶绿素的C酶)叶片的光合速率,自变量是拟南芥植株的种类、叶龄和是否强光处理,因变量是光合作用的强度。
【解析】(1)植物吸收、传递和转化光的功能单位称为光系统,存在于叶绿体的类囊体膜,类囊体膜作为生物膜,成分有脂质和蛋白质,其是光反应的场所,含有光合色素。光照在植物生长、发育过程中的作用有作为信号影响调控植物的生长发育;为光合作用提供能量。
(2)科研人员以拟南芥植株为材料检测强光处理不同时长下野生型(WT)和CLH基因缺失突变型clh(CLH基因编码降解叶绿素的C酶)叶片的光合速率,再结合图示实验结果曲线可知,本实验的自变量是拟南芥植株的种类、叶龄和是否强光处理。结合图示分析,由于相比CLH基因缺失突变型clh,野生型(WT)强光1.5h刺激光合作用强度下降幅度较小,且幼叶光合作用强度下降的幅度更小,因此说明CLH基因在强光条件下被激活,进而缓解强光对光合作用的影响,且主要在幼叶中发挥作用。
(3)结合曲线和表格分析,sq1突变体、hhlI突变体及野生型植株NPQ强度差不多,sq1突变体HHL1蛋白表达量增加,hhlI突变体SQ1蛋白表达量增加,说明强光下,sq1基因和hhlI基因对NPQ的调控起协同作用。在hhlI突变体中,sq1基因对NPQ调控的响应机制是当HHL1蛋白缺失时,sq1基因表达的SQ1蛋白含量增加,以增强NPQ来耗散过剩光能。
20. β-1,3葡聚糖酶可降解许多病原真菌的细胞壁,从而抑制真菌的生长与繁殖。研究人员通过逆转录获得β-1,3葡聚糖酶基因(BG2基因)并将其下游终止密码子对应序列剔除,然后与载体上荧光素酶Luc基因进行拼接获得融合基因,通过农杆菌转化法导入苹果中,成功培育出了抗真菌苹果植株。回答下列问题:
(1)研究中要对逆转录获得的BG2基因进行PCR扩增,常采用__________技术来鉴定PCR的产物,该技术可将不同的DNA片段区分开来,其原理是______________________。
(2)图甲所示BG2基因的b链为转录的__________(填“模板链”或“非模板链”)。为使融合基因正确接入载体并成功表达出BG2-Luc融合蛋白,BG2基因下游扩增引物应设计为5'-__________-3'(包括添加的限制酶识别序列,共写12个碱基)。
(3)为了使BG2基因转录频率明显增加,提高苹果植株抗真菌的能力,研究人员设计了4个BG2基因增强子片段(E1~E4)并采用PCR技术扩增,然后将E1~E4分别定向连接到PATC940(经农杆菌Ti质粒改造获得)载体中荧光素酶报告基因(luc+)的启动子1的上游和下游,以探究其发挥作用的位置是启动子1的上游还是下游。通过相关技术检测荧光素酶的活性,从而对增强子的功能进行判断,luc+的表达强度越强,荧光素酶的活性越高。
为了扩增以上4个BG2基因增强子片段,需要人为设计合适的引物,在上述实验中共需要设计____种引物用于PCR反应体系。利用相关技术检测荧光素酶的活性结果如图,该结果表明__________。
【答案】(1)①. 琼脂糖凝胶电泳技术 ②. DNA分子在电场作用下会向正极移动,不同大小的DNA片段在琼脂糖凝胶中的迁移速率不同,分子量小的DNA片段迁移速度快,分子量大的DNA片段迁移速度慢,从而在凝胶上形成不同的条带,通过观察条带的位置和大小可以区分不同的DNA片段
(2)①. 模板链 ②. 5'-GTCGACATGTCT-3'
(3)①. 16 ②. 与对照组相比,增强子E1、E2、E3和E4在启动子的上游都能增强基因表达,其中E2的作用最为显著,E4在启动子的上游和下游都能增强基因表达。
【分析】引物是人工合成的两段寡核苷酸序列,一个引物与目的基因一端的一条DNA模板链互补,另一个引物与目的基因另一端的另一条DNA模板链互补。
【解析】(1)研究中要对逆转录获得的BG2基因进行PCR扩增,常采用琼脂糖凝胶电泳技术来鉴定PCR的产物,该技术可将不同的DNA片段区分开来,其原理是DNA分子在电场作用下会向正极移动,不同大小的DNA片段在琼脂糖凝胶中的迁移速率不同,分子量小的DNA片段迁移速度快,分子量大的DNA片段迁移速度慢,从而在凝胶上形成不同的条带,通过观察条带的位置和大小可以区分不同的DNA片段。
(2)起始密码子是AUG,在DNA模板链上对应的是TAC,而图甲中a链上有ATG(起始密码子),说明a链是非模板链,那么b链就是模板链。所以图甲所示BG2基因的b链为转录的模板链。为使融合基因正确接入载体并成功表达出BG2 - Luc融合蛋白,需要保证BG2基因与Luc基因能正确拼接且转录方向正确。 已知载体上Luc基因的上游限制酶位点为SalI(5'-G↓TCGAC-3'),要保证BG2基因与Luc基因的正确连接,并将其下游终止密码子对应序列GAT剔除,模板链的序列为5'-,所以BG2基因下游扩增引物应设计为5'-GTCGACATGTCT-3'(包含SalI限制酶识别序列)。
(3)图中上游和下游的限制酶识别序列不同,当E1\E2\E3\E4分别插入上游和下游时各有8种引物,故共有16种引物用于PCR反应体系;分析实验结果可知,与对照组相比,增强子E1、E2、E3和E4在启动子的上游都能增强基因表达,其中E2的作用最为显著,E4在启动子的上游和下游都能增强基因表达。
21. 某动物的体毛刚毛和截毛是一对相对性状,受A/a一对等位基因控制(不考虑性染色体同源区段)。在某一特定该动物种群中,任取一只刚毛雄性个体与一只截毛雌性个体进行杂交,后代表型比例始终为刚毛雄性:截毛雄性:截毛雌性=1:1:1。经研究发现,后代出现这种比例的原因是该种群中含有纯合致死基因b。请分析回答相关问题。
(1)据题意分析,控制刚毛和截毛的基因位于________染色体上。
(2)该种群中含有的纯合致死基因b位于含有__________(填“A基因”或“a基因”)的染色体上。
(3)为培育一个新品系,使其自由交配后代中刚毛雄性个体比例保持不变,科研人员将基因E(该基因纯合可导致雄性幼体死亡)导入该种群刚毛个体细胞中含_______________(填“A基因”或“a基因”)所在的染色体上,筛选并获得新类型F。利用新类型F和上述种群中的个体为实验材料,通过杂交实验可获得所需的品系。请写出杂交实验方案_____________。
(4)在获得的品系中,子代出现了少数截毛雄性个体,为进一步确定其出现的原因,提取子代雄性个体的相关染色体(1和2)并扩增基因b和基因E,电泳结果如图所示。图中截毛雄性个体出现的原因最可能是_________________。
【答案】(1)X (2) A基因
(3)①. a基因 ②. 让携带E基因的雌性个体(XaEXab)与该种群中的刚毛雄性个体(XAbY)杂交,从子代中选取刚毛雌性个体与截毛雄性个体杂交,筛选获得所需品系
(4)在减数分裂过程中,X染色体上基因E和基因b所在的片段发生了互换
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【解析】(1)已知某动物的体毛毛型(刚毛和截毛)受一对等位基因控制,一只刚毛雄性个体与一只截毛雌性个体进行杂交,后代比例始终为刚毛雄性:截毛雄性:截毛雌性 = 1:1:1。 由于后代中只有雄性个体表现出刚毛性状,雌性个体没有刚毛性状,性状表现与性别相关联,所以控制刚毛和截毛的基因位于X染色体上。
(2)因为后代中刚毛雄性:截毛雄性:截毛雌性 = 1:1:1,没有刚毛雌性个体,且存在纯合致死基因b。 假设A基因在X染色体上,若纯合致死基因b位于含A基因的X染色体上,即XAbXAb致死,那么会出现题中只有雄性有刚毛,雌性无刚毛的情况,所以纯合致死基因b位于含有A基因的X染色体上。
(3)目的是使自由交配后代中刚毛雄性个体比例保持不变。将基因E导入含 a基因 的染色体上,筛选获新类型F。让携带E基因的雌性个体(XaEXab)与该种群中的刚毛雄性个体(XAbY)杂交。 子代基因型及比例为XAbXaE:XAbXab:XaEY:XabY = 1:1:1:1,其中XaEY致死,存活个体为XAbXaE、XAbXab、XabY,再从子代中选取刚毛雌性个体(XAbXaE、XAbXab)与截毛雄性个体(XabY)杂交,通过筛选就可以获得所需品系。
(4)正常情况下含E基因纯合导致雄性幼体死亡,雌性个体不会出现截毛(因为含A基因的X染色体上有致死基因b,正常情况下雌性不会同时有两个a基因表现为截毛)。 从电泳图看,截毛雌性个体同时有基因b和基因E,出现的原因最可能是在减数分裂过程中,X染色体上的基因E和基因b所在的片段发生了互换,使得原本只在X染色体特定位置的基因组合发生改变,从而出现了含基因b和基因E的截毛雌性个体。
【生物】安徽省A10联盟2024—2025学年高二下学期期中考试(解析版)
·A10联盟2023级高二4月期中考
生物学试题 B
本试卷满分100分,考试时间75分钟。请在答题卡上作答。
一、选择题(本大题共 15 小题,每小题 3 分,共45 分。每小题的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的)
1. 下列关于细胞工程的说法正确的是( )
A. 植物组织培养与动物体细胞核移植技术的原理都是细胞的全能性
B. PEG既可以用于动物细胞融合,也能够用于植物体细胞杂交
C. 悬浮培养的动物细胞会因接触抑制而分裂受阻
D. 抗体—药物偶联物主要利用其中的抗体杀死肿瘤细胞
【答案】B
【分析】(1)植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体.植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
(2)植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株.植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
(3)体细胞核移植:又称体细胞克隆,作为动物细胞工程技术的常用技术手段,即把体细胞移入去核卵母细胞中,使其重组并能发育为新的胚胎,这个胚胎最终发育为动物个体.用核移植方法获得的动物称为克隆动物。
【详解】A、植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,动物体细胞核移植技术的原理是动物细胞核的全能性,A错误;
B、PEG既可以用于动物细胞融合,也能够用于植物体细胞杂交过程中原生质体的融合,B正确;
C、悬浮培养的动物细胞会因密度过大、有害代谢物积累而分裂受阻,贴壁细胞会发生接触抑制现象,C错误;
D、抗体一药物偶联物主要利用其上的抗体结构来识别肿瘤细胞,起杀伤作用的是其上偶联的药物,D错误。
故选B。
2. 毛状根是植物感染发根农杆菌(其T﹣DNA含有生长素合成基因)后产生的病理结构,在生产某些次生代谢物方面具有独特的优势。如图为利用植物组织或细胞培养技术进行次生代谢物生产的流程,下列叙述错误的是( )
A. 诱导愈伤组织时,在酒精灯火焰旁将外植体的1/3-1/2插入培养基
B. 培养体系1制备过程中导入外源基因可采用PEG介导法或花粉管通道法
C. 与培养体系1和2不同,培养体系3的获得不需要添加外源植物激素
D. 培养体系1和3的制备都利用了基因重组原理,且可产生相同代谢产物
【答案】B
【分析】植物组织培养过程中,整个过程应严格无菌无毒,外植体需将其先用体积分数为70%的酒精消毒30s后,用无菌水清洗2-3次,再用次氯酸钠处理30min后,立即用无菌水清洗2-3次。这样既考虑了药剂的消毒效果,又考虑了植物的耐受能力。
【详解】A、诱导愈伤组织时,在酒精灯火焰旁将外植体的1/3-1/2插入培养基,这样的操作可以为外植体提供合适的生长环境,使其更好地脱分化形成愈伤组织,A正确;
B、培养体系1是转基因细胞系,制备过程中导入外源基因可采用农杆菌转化法、基因枪法等,而PEG介导法常用于原生质体的融合,不用于转基因。花粉管通道法是将目的基因导入植株中的受体细胞,但在该情境下,没有完整植株,所以不采用这种方法,B错误;
C、发根农杆菌的T-DNA含有生长素合成基因,被其诱导产生的毛状根自身可以合成生长素,所以与培养体系1和2不同,培养体系3(毛状根培养体系)的获得不需要添加外源植物激素,C正确;
D、培养体系1是通过转基因技术获得转基因细胞系,原理是基因重组。培养体系3是利用发根农杆菌诱导产生毛状根,农杆菌的T-DNA会整个到受体染色体上,利用了基因重组原理。并且培养体系1和3都可用于生产某些次生代谢物,有可能产生相同代谢产物,D正确。
故选B。
3. 谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,发酵工程中通过以下代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述错误的是( )
A. 利用谷氨酸棒状杆菌进行发酵,其中心环节是发酵罐内发酵
B. 发酵初期控制pH为7.0,后调为5.6,有利于提高L-谷氨酰胺产量
C. 提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量
D. 发酵结束后,采用适当的提取、分离和纯化措施可获得L-谷氨酰胺
【答案】C
【分析】(1)发酵是利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵过程:菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。
(2)发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
(2)产品不同,分离提纯的方法一般不同。
如果产品是菌体,可采用过滤,沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来。
如果产品是代谢产物,可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
(4)发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
(5)发酵过程般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强,因而可以得到较为专一的产物。
【详解】A、利用谷氨酸棒状杆菌进行发酵,其中心环节是发酵罐内发酵,A正确;
B、谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,谷氨酰胺合成酶最适pH为5.6,因此发酵初期控制pH为7.0,有利于增加谷氨酸棒状杆菌的数量,后调为5.6,有利于提高谷氨酰胺合成酶的活性,进而提高L-谷氨酰胺产量,B正确;
C、由图可知,提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量,但谷氨酸合成酶会使L-谷氨酰胺再转化为L-谷氨酸,反而降低L-谷氨酰胺产量,C错误;
D、L-谷氨酰胺是细胞代谢产物,对细胞代谢产物可通过提取、分离和纯化措施来获得产品,D正确。
故选C。
4. 下列有关发酵工程及其应用的说法错误的是( )
A. 选育菌种是发酵工程的前提条件,该环节很大程度上决定生产发酵的成败
B. 只有发酵工程中心环节结束时才需要检测培养液中的微生物数量、产品浓度
C. 通过发酵工程获得的单细胞蛋白可作为食品添加剂,也可制成微生物饲料
D. 微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力,改良土壤结构
【答案】B
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌、接种、发酵和产品的分离、提纯等方面。
【详解】A、选育优良菌种是发酵工程的关键步骤,菌种的优劣很大程度上决定了发酵生产的成败,A正确;
B、在发酵工程的各个环节,包括菌种选育、发酵过程控制等,都需要检测培养液中的微生物数量、产品浓度等参数,以确保发酵过程的顺利进行和产品质量,B错误;
C、发酵工程获得的单细胞蛋白富含蛋白质等营养物质,可作为食品添加剂,也可制成微生物饲料,C正确;
D、微生物肥料通过微生物的代谢活动产生有机酸、生物活性物质等,能够增进土壤肥力,改良土壤结构,对农业生产有重要作用,D正确。
故选B。
5. 下图表示取水稻的花药进行离体培养得到愈伤组织,再在一定条件下诱导形成试管苗的过程。下列相关叙述不正确的是( )
A. 愈伤组织在形成过程中,须从培养基中获得水、无机盐、小分子有机物等营养物质
B. 愈伤组织是花粉细胞通过脱分化形成的不定形的薄壁组织团块
C. 该过程为单倍体育种,极大的缩短了育种的年限
D. b试管中所含组织的全能性高于a试管和c试管
【答案】C
【分析】单倍体育种原理:染色体变异,方法与优点:花药离体培养获得单倍体植株,再人工诱导染色体数目加倍,所获得的植株一般是纯合子,优点是可以明显缩短育种年限。
【详解】A、愈伤组织在形成过程中,须从培养基中获得水、无机盐、小分子有机物等营养物质,该过程为植物组织培养过程中的脱分化过程,A正确;
B、花粉细胞通过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织是不定形的薄壁组织团块,B正确;
C、该过程为植物组织培养技术,获得的是单倍体幼苗,没有经过秋水仙素处理,因而不是单倍体育种过程,C错误;
D、b试管中所含组织是愈伤组织,是未分化的细胞,c试管中所含组织的全能性低于b试管的愈伤组织,a试管中花药是分化之后的,全能性较愈伤组织低,D正确。
故选C。
6. 我国科学家成功培育了体细胞克隆猴。在处理重构胚时,将组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA、组蛋白去甲基化酶KDM4D的mRNA 注入了重构胚,促进囊胚的发育,提高代孕母猴的妊娠率。下列叙述错误的是( )
A. 除显微操作去核外,还可采用梯度离心、紫外线照射、化学物质处理法在没有穿透卵母细胞透明带的情况下使其中的DNA 变性
B. TSA 能够抑制组蛋白脱乙酰酶的作用从而降低组蛋白的乙酰化水平
C. 组蛋白去甲基化酶KDM4D能够降低组蛋白的甲基化水平
D. 培育克隆猴对研究人类疾病致病机制和研发新药有重要意义
【答案】B
【分析】细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
【详解】A、在核移植过程中,去除卵母细胞的细胞核时,除显微操作去核外,还可采用梯度离心、紫外线照射、化学物质处理等方法,这些方法可以在不穿透卵母细胞透明带的情况下使其中的DNA 变性,A正确;
B、组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA可抑制组蛋白脱乙酰酶的活性,从而抑制组蛋白脱乙酰作用,提高组蛋白的乙酰化水平,B错误;
C、组蛋白去甲基化酶KDM4D可促进组蛋白去甲基化,从而能够降低组蛋白的甲基化水平,C正确;
D、猴属于灵长类动物,与人更接近,培育遗传背景相同的克隆猴对人类疾病致病机制的研究、新药研发等具有更重要的意义,D正确。
故选B。
7. 用限制酶EcRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,而同时用限制酶EcRⅤ、MbⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,见下图(其中*表示EcRⅤ限制酶切割后的一个黏性末端)。
若用MbⅠ限制酶单独切割该普通质粒,则产生DNA片段的长度为( )
A. 2.5和11.5B. 14
C 5.5和8.5D. 6和8
【答案】D
【分析】用限制酶EcRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,,说明质粒中含有1个EcRⅤ切点;同时用限制酶EcRⅤ、MbⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,说明质粒中含有2个MbⅠ切点。
【详解】用限制酶EcRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,说明质粒中含有1个EcRⅤ切点;同时用限制酶EcRⅤ、MbⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,说明质粒中含有2个MbⅠ切点。质粒中含有1个EcRⅤ切点,2个MbⅠ切点。若用MbⅠ限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段为2种,总长度为14 kb,结合EcRⅤ的酶切位点可知,ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8. 基因在不同生物间转移的研究,推动了遗传学的发展。下列叙述错误的是( )
A. 肺炎链球菌的转化实验,可证明DNA在同种生物不同个体之间转移
B. 质粒作为基因工程的载体可将外源基因导入受体细胞,实现物种间基因交流
C. 我国转基因抗虫棉的成功培育,实现了基因由植物向微生物的定向转移
D. 噬菌体侵染细菌实现了基因转移,实现了外源基因在原核细胞中的表达
【答案】C
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型菌中存在某种转化因子,能将S型菌转化为R型菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质
【详解】A、在格里菲斯的肺炎链球菌转化实验中,已经加热杀死的S型细菌中,必然含有某种“转化因子”,使R型细菌转化为S型细菌,这确实证明了DNA在同种生物不同个体之间的转移,A正确;
B、质粒经常被用作基因工程的载体,它可以将外源基因导入到不同的受体细胞中,从而实现物种间的基因交流,B正确;
C、转基因抗虫棉的培育实际上是将某些具有抗虫特性的基因(如Bt基因)从微生物(如苏云金芽孢杆菌)转移到植物(如棉花)中,而不是由植物向微生物转移,C错误;
D、噬菌体是一种可以侵染细菌的病毒,它可以将自己的基因组(包含外源基因)注入到细菌细胞内,从而实现外源基因在原核细胞(如细菌)中的表达,D正确。
故选C。
9. 水蛭素是一种蛋白质,可用于预防和治疗血栓。研究人员发现用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列叙述正确的是( )
A. 该项替换研究中,目前可行的直接操作对象是蛋白质
B. 该项替换研究中,改造前后水蛭素的空间结构未发生改变
C. 该项替换研究的思路与按照中心法则合成蛋白质的思路一致
D. 改造的水蛭素基因导入微生物后可利用发酵工程生产水蛭素
【答案】D
【分析】蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要.蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。
【详解】A、蛋白质工程的直接操作对象是基因而非蛋白质,通过修改基因序列来改变氨基酸组成,而非直接对蛋白质进行操作,A错误;
B、根据题意信息可知,将天冬酰胺(极性氨基酸)替换为赖氨酸(带正电荷的碱性氨基酸),两者的理化性质差异显著,可能导致局部电荷分布和空间结构改变,从而影响蛋白质功能,B错误;
C、中心法则是从DNA到RNA再到蛋白质的正向流程,而蛋白质工程的思路是逆向的:先设计所需蛋白质结构,再反向推导并修改基因序列。因此,两者的研究思路并不一致,C错误;
D、改造后的水蛭素基因导入微生物(如大肠杆菌或酵母菌)后,可通过发酵工程大规模生产水蛭素,D正确。
故选D。
10. 如图为科研人员利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合鼠的简要过程,下列相关说法正确的是( )
A. 过程①中的两个卵裂球只能取自桑葚胚
B. 过程③操作前需对代孕母鼠进行同期发情处理
C. 可用分割针分割内细胞团做DNA 分析,鉴定性别
D. 嵌合鼠的培育依据的原理是基因重组和细胞全能性
【答案】B
【分析】题图分析,图中为科研人员利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合鼠的简要过程,其中①是获取早期胚胎的过程,②是将白鼠和黑鼠的早期胚胎嵌合的过程,③是胚胎移植过程。
【详解】A、过程①中的两个卵裂球可以取自于桑葚胚,也可以取自卵裂期,A错误;
B、过程③是胚胎移植过程,在进行操作前,需要对代孕母鼠进行同期发情处理,以保证受体与供体的生理变化是相同的,B正确;
C、内细胞团将会发育为个体的各种组织,若可用分割针分割内细胞团会影响到胚胎发育,应用分割针割取滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别,C错误;
D、嵌合鼠能够分化成完整个体,形成的根本依据是早期胚胎细胞的全能性,该过程不涉及基因重组,D错误。
故选B。
11. 随着转基因技术的发展,其安全性问题引发了极大的关注,下列叙述正确的是( )
A. 转基因农产品可能会引发过敏反应
B. 转基因农作物都含有会危害健康的毒性蛋白
C. 转基因农作物可通过花粉将转入的基因扩散到所有作物
D. 对转基因安全性的争议源于对基因工程操作过程了解有限
【答案】A
【分析】转基因生物的安全性问题包括:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响),抗虫棉的种植,减少了农药的使用,有利于保护农田的土壤环境。
【详解】A、转基因农产品导入了新的基因,这些新基因表达出的蛋白质等物质有可能成为过敏原,从而引发过敏反应,A正确;
B、并非所有的转基因农作物都含有会危害健康的毒性蛋白,不能一概而论。许多转基因农作物是经过严格的安全性评估的,其目的是获得优良性状,如抗虫、抗病等,并不是为了产生毒性蛋白危害健康,B错误;
C、转基因农作物可通过花粉将转入的基因扩散到与之亲缘关系较近的物种,而不是所有作物。因为不同物种之间存在生殖隔离,基因难以随意在不同物种间转移,C错误;
D、对转基因安全性的争议主要源于转基因生物可能带来的多方面影响,如对生态环境、人体健康等方面潜在的未知风险,而不是仅仅因为对基因工程操作过程了解有限,D错误。
故选A。
12. 利用传统发酵技术制作食品,是我国传统饮食文化的重要组成部分。下列有关说法正确的是( )
A. 果酒发酵时,发酵液中酒精浓度达到一定值后,会反馈抑制酵母菌自身相关酶的活性
B. 果酒发酵完成后进行果醋发酵时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛再将乙醛变为乙酸,同时释放CO2
C. 制作腐乳时,利用单一菌种毛霉分泌的脂肪酶和蛋白酶催化豆腐中蛋白质水解成氨基酸
D. 制作传统泡菜是利用植物体内天然的乳酸菌来进行发酵,控制好条件就不会生成亚硝酸盐
【答案】A
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。
参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。
腐乳制作的菌种主要是毛霉,代谢类型是需氧型真菌,属于真核细胞,条件是15-18℃,一定湿度。
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。
【详解】A、在果酒发酵过程中,随着发酵液中酒精浓度升高,当达到一定值后,酒精会对酵母菌细胞内参与酒精发酵的酶的活性产生抑制作用,这属于典型的反馈调节机制,A正确;
B、果酒发酵完成后进行果醋发酵时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,该过程不会释放CO₂,B错误;
C、制作腐乳时有多种菌的参与 ,其中以毛霉为主,毛霉分泌的蛋白酶催化豆腐中蛋白质水解成小分子肽和氨基酸,C错误;
D、制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵,控制好条件也会生成亚硝酸盐,D错误。
故选A。
13. 某科研团队在实验室进行珍稀丝状真菌发酵产酶实验。在无菌操作和培养基处理过程中,出现了以下几种情况,其中处理方式不合理的是( )
A. 将培养皿洗净晾干后,装入金属容器中进行灭菌,灭菌结束后待温度降至 50℃左右时取出
B. 配制好的培养基用不完可放在4℃冰箱中保存,下次用时取出加热融化后倒入培养皿中直接使用
C. 接种时先将接种环灼烧灭菌,冷却后挑取丝状真菌的孢子,整个接种过程始终在酒精灯火焰旁
D. 实验结束后对含有真菌的培养基进行湿热灭菌处理,然后将废弃物按生物安全要求分类丢弃
【答案】B
【分析】获得纯净微生物的关键是防止外来杂菌的污染。无菌操作主要包括:
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基进行灭菌。
③为避免周围环境中的微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
【详解】A、玻璃培养皿采用干热灭菌,装入金属容器防止灭菌过程中损坏,待温度降至 50℃左右取出可避免因温度骤变导致玻璃器皿破裂,A正确;
B、配制好的培养基用不完可放在 4℃冰箱中保存,使用前需先检查有无污染,加热融化后还需再次调节 pH 等参数,然后灭菌,不能直接加热融化后就倒入培养皿直接使用,B错误;
C、接种环灼烧灭菌冷却后挑取孢子,靠近酒精灯火焰操作可减少杂菌污染,C正确;
D、对含有真菌的培养基湿热灭菌处理后按生物安全要求丢弃,可防止微生物扩散造成污染,D正确。
故选B。
14. 某城市自来水厂的水质检测实验室,定期对出厂水样中的大肠杆菌数量进行定量测定,以确定水质,一般采用稀释涂布平板法进行计数。在整个操作及后续分析过程中,下列做法正确的是( )
A. 若想一次获取稀释倍数为10³的水样,则可将1mL 水样加入到99mL 无菌水中制取
B. 梯度稀释后每个稀释度包括原水样均涂布 3 个平板,并预留一个空白平板,以减小实验误差
C. 应配制选择培养基进行涂布,在完成涂布操作后,须立即将各组平板放入恒温培养箱中培养
D. 培养时待菌落数稳定时选取菌落数最多的平板进行计数,也可用血细胞计数板显微观察计数
【答案】B
【分析】平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面;稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养,通常可用于对微生物进行统计和计数。计数时如菌体位于大方格的双线上,计数时则数上线不数下线,数左线不数右线,以减少误差。即位于本格上线和左线上的细胞计入本格,本格的下线和右线上的细胞按规定计入相应的格中。
【详解】A、稀释倍数为 103时,应将1mL 水样加入到999mL 无菌水中,A错误;
B、梯度稀释后每个稀释度包括原水样均涂布3个平板,并预留一个空白平板,以减小实验误差,自来水中大肠杆菌数量可能较少,原水样也需要涂布培养,B正确;
C、应配制鉴别培养基进行涂布,涂布后需等待菌液被培养基吸收,再放入培养箱,否则菌液会在平板表面流动,影响菌落分布和计数,C错误;
D、应选取菌落数在 30~300 之间的平板进行计数,取平均值,细菌可用细菌计数板进行直接计数,但是自来水中可能有多种细菌显微镜观察难以区分,D错误。
故选B
15. 依据《中华人民共和国生物安全法》,生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁,生物技术能够稳定健康发展,人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态,生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述正确的是( )
A. 只要有证据表明某种转基因产品有害,就应该全面禁止转基因技术的应用
B. 可通过基因编辑技术对基因进行敲除、插入等,来设计完美试管婴儿
C. 从外来入侵害虫的原产地引入天敌进行治理,不会对入侵地造成生态影响
D. 高致病性微生物必须在高等级生物安全实验室中开展实验活动
【答案】D
【分析】《中华人民共和国生物安全法》是为维护国家安全,防范和应对生物 安全风险,保障人民生命健康,保护生物资源和生态环境,促进生物技术健康发展,推动构建人类命运共同体,实现人与自然和谐共生,制定的法律。
【详解】A、转基因技术中,只要有证据表明产品有害,就应该禁止该产品的使用,而不是禁止转基因技术的应用,A错误;
B、利用基因编辑技术设计试管婴儿,设计完美试管婴儿,已经涉及到新生命的诞生,会造成生物技术安全与伦理问题,B错误;
C、从外来入侵害虫的原产地引入天敌进行治理,由于短期内天敌没有资源和空间等的限制,可能会对入侵地造成生态影响,C错误;
D、高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动,防止造成致病性微生物外泄,造成污染,危害生物健康,D正确。
故选D。
二、非选择题 (本大题共 5 小题,共55 分)
16. 番茄青枯病是由青枯雷尔氏菌引起的,具有较强的侵染力和破坏力。番茄青枯病可通过以根际促生菌作为拮抗微生物抵御青枯雷尔氏菌进行生物防治。因此,发掘新的高效能拮抗青枯病病原菌的促生微生物具有重要意义。回答下列问题:
(1)进行样本采集及拮抗细菌菌株分离纯化时,应采集某地番茄青枯病发病果园中_______(填“健康”或“患病”)植株根际土壤。先称取1g土壤添加到盛有_________的三角瓶中均匀振荡后,置于恒温水浴15min。经分离培养后,挑取单菌落进行划线纯化。在第二次及其后的划线操作时,总是从上一次划线的末端开始划线,目的是_______。
(2)进行拮抗细菌的分离筛选时,为比较不同根系微生物纯化菌液对青枯病病原菌的拮抗作用效果,科研人员配制了含有青枯病病原菌的平板,在含青枯病病原菌平板上滴加________,在相同且适宜的条件下培养一段时间,观察并比较抑菌圈的大小,拮抗作用越强则________。
(3)通过对拮抗细菌产酶活性进行测定,筛选出4株菌株,随后进行青枯病预防实验。现有番茄幼苗、4种菌液、青枯菌菌液、无菌水等。设计实验比较菌株的预防效果:将生长状况相同且良好的幼苗平均分为5份,标注1~5组。_________(补充实验思路)。
【答案】(1)①. 健康 ②. 无菌水 ③. 使 细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落
(2)①. 等量不同根系微生物菌液 ②. 抑菌圈越大
(3)1组喷洒无菌水和青枯菌菌液,2~5组分别喷洒等量的四种菌液,再喷洒青枯菌菌液,培养一段时间观察比对生长及患病情况
【分析】微生物常见的接种的方法:
①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落;
②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【解析】(1)拮抗细菌可通过拮抗青枯雷尔氏菌防止番茄青枯病的发生,在发病果园中存在青枯雷尔氏菌,其中健康的植株则是由于拮抗细菌的存在而使其保持健康,为了获取拮抗菌株,应选取健康植株的土壤;称取土壤后进行稀释,使用无菌水进行稀释,避免外来微生物对纯化的影响,因此先称取1 g土壤添加到盛有无菌水的三角瓶中均匀振荡后,置于恒温水浴15min;经分离培养后,挑取单菌落进行划线纯化,所用方法是平板划线法,通常使用的划线工具是接种环;在第二次及其后的划线操作时,总是从上一次划线的末端开始划线,目的是使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
(2)为比较不同根系微生物纯化菌液对青枯病病原菌的拮抗作用效果,科研人员配制了含有青枯病病原菌的平板,含青枯病病原菌平板中滴加等量的不同根系微生物纯化菌液,在相同且适宜的条件下培养一段时间,观察其抑菌圈的大小;根系微生物对青枯病病原菌有拮抗作用,会抑制其生存,滴加了根系微生物纯化菌液的地方不会生长青枯病病原菌,其周围生长了青枯病病原菌,形成抑菌圈,所以拮抗作用越强则抑制菌圈越大。
(3)实验目的是进行青枯病预防实验比较菌株的预防效果,故实验自变量为菌株的种类,在实验设计过程中,要遵循单一变量的原则,因此实验思路为:将生长状况相同且良好幼苗平均分为 5 等分,标注1-5 组,每组设三个平行组, 1 组喷洒无菌水(作为对照组)和青桔菌液,2-5组分别喷洒四种菌液,后喷洒青枯菌菌液,培养一段时间观察比对生长及患病情况。
17. 动物细胞工程和胚胎工程在多领域展现出了巨大的发展潜力。回答下列问题:
(1)动物细胞培养是动物细胞工程的基础。培养时首先要对新鲜取材的动物组织进行处理,可用机械的方法或用________等处理一段时间将其分散成单个细胞。贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,会发生______现象,这时就需要分瓶培养细胞。
(2)动物细胞融合技术在单克隆抗体的制备过程中起了关键性作用。与普通抗体相比,单克隆抗体具有_______(答出2点)等优点。请根据图1描述ADC 杀伤乳腺癌细胞的具体过程:_______。
(3)转基因试管牛可生产重组人乳铁传递蛋白(rhLF),为生物制药等领域提供关键原料,流程如图2所示。过程①需要给母牛注射外源激素,其目的是_______。过程④中进行胚胎移植的优势是_______。
【答案】(1)①. 胰蛋白酶(胶原蛋白酶)②. 接触抑制
(2)①. 准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合;可大量制备 ②. ADC 识别乳腺癌细胞并与之结合,通过胞吞进入细胞后被溶酶体降解,释放出的药物进入细胞质基质,最终进入并作用于细胞核,导致乳腺癌细胞凋亡
(3)①. 促使母牛超数排卵 ②. 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
【分析】动物细胞培养是指从动物体内取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。
【解析】(1)在进行动物细胞培养过程中,首先要对新鲜取材的动物组织进行处理,可用机械的方法或用胶原蛋白酶(或胰蛋白酶)等处理一段时间将其分散成单个细胞。贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,会发生接触抑制现象,这时就需要分瓶培养细胞,此后的培养叫做传代培养。
(2)单克隆抗体,与普通抗体相比较,具有如下优点:①能准确地识别抗原的细微差异,并与特定抗原发生特异性结合;②可大量制备。ADC杀伤乳腺癌细胞的具体过程为:①ADC识别乳腺癌细胞并与乳腺癌细胞结合;②乳腺癌细胞通过胞吞作用,使ADC进入细胞,并被细胞内的溶酶体所降解;③ADC被降解后,释放出药物进入细胞质基质,并最终进入、作用于细胞核,④细胞核启动凋亡程序导致细胞凋亡。
(3)过程①需要给母牛注射外源促性腺激素,使母牛超数排卵,以便获得更多的胚胎。过程④是将胚胎移植到同期发情的代孕母牛体内,进行胚胎移植的优势主要在于可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
18. CRISPR-Cas9技术在基因编辑中运用较多。该技术是以Cas9基因和能转录出与目标DNA互补的向导RNA的基因作为目的基因,通过载体将其导入受体细胞中。表达出来的Cas9蛋白和向导RNA会形成复合物,向导RNA识别并结合目标DNA,Cas9蛋白切断双链DNA形成两个末端。这两个末端通过“断裂修复”重新连接,实现对目标DNA进行特定基因的敲除或插入,从而修复或改良机体功能,其过程如图1。
(1)基因工程中可用PCR技术获取目的基因,PCR过程除了需要模板和引物外还需要的条件有______(答出2点即可)。若将一个Cas9蛋白基因经PCR扩增8轮,获得的DNA片段中仅含有1种引物的DNA片段有______个。
(2)利用CRISPR-Cas9技术在Gata基因序列的一端插入绿色荧光蛋白(GFP)基因,Cas9蛋白和向导RNA复合物相当于限制酶,会破坏Gata基因序列上的______键,插入GFP基因后,构建了图2中的重组质粒,其中终止子的作用是______。为了检测GFP基因是否准确插入图2中的位置,最好选择引物______(填序号)进行PCR扩增,然后利用电泳技术进行检测。
(3)实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只,交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。对小鼠体细胞DNA进行PCR和电泳分析,得到如图3的1~3种条带结果,其中第______种条带的结果为Gata3-GFP基因纯合子的小鼠,理论上子代中Gata3-GFP基因纯合子的比例为______。
【答案】(1)①. 4种游离的脱氧核苷酸(dNTP)、耐高温的DNA聚合酶、含Mg2+缓冲液 ②. 2
(2)①. 磷酸二酯 ②. 基因转录停止的区域 ③. ①③(②④)
(3)①. 1 ②. 1/4
【分析】PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链,低温(经常是60°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制。
【解析】(1)PCR过程除了需要模板和引物外,还需要的条件有4种游离的脱氧核苷酸(dNTP)、耐高温的DNA聚合酶、含Mg2+缓冲液;无论PCR扩增多少次,只有最初的两条模板链上不带有引物,其他子代DNA均携带2个引物,因此PCR扩增8轮,获得的DNA片段中仅含有1种引物的DNA片段有2个。
(2)Cas9蛋白和向导RNA复合物相当于限制酶,会破坏Gata基因序列上的磷酸二酯键;终止子的作用是基因转录停止的区域;为了检测GFP基因是否准确插入图2中的位置,最好选择引物①③(②④),这样可以检测GFP基因恰好插入在Gata3的下游。
(3)实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只,小鼠基因型相当于Aa,杂交后代的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。其中Gata3-GFP基因由于插入了GFP基因,因此片段更长(可以看做A),在电泳中距离点样孔更近,因此片段1代表A基因,片段2代表a基因,据此可以判断第1种电泳结果的基因型相当于AA,第2种电泳结果相当于Aa,第3种电泳结果相当于aa,第1种条带的结果为Gata3-GFP基因纯合子的小鼠;理论上子代中Gata3-GFP基因纯合子(即AA)的比例为1/4。
19. 二化螟的幼虫主要危害水稻的叶和茎,转Bt基因水稻能一定程度抵抗二化螟的侵害。科研人员构建了GAL4/UAS基因调控系统的转基因水稻,过程如图1所示:GAL4/UAS系统调控基因表达的机理如图2所示:UAS序列可抑制靶基因表达,GAL4蛋白是一种转录活性因子,可特异性地识别并结合UAS序列,激活UAS下游基因的转录。
(1)图1中①②操作过程涉及到的酶有______。③④过程除了要进行目的基因的检测和鉴定外,还需要进行______才能将细胞培养成转基因个体。
(2)现已获得crylC基因、Bt基因和绿色荧光蛋白GFP基因,crylC基因能促进Bt基因的表达。若要以GFP基因为标记基因筛选受体细胞,在构建UAS-靶基因表达载体时,应将crylC、Bt、GFP三个基因插入到图3(Ti质粒的T-DNA片段示意图)中的位置分别是______(用序号①②③作答)。
(3)将GAL4转基因个体与UAS-Bt转基因个体杂交得,中出现了抗虫植株,其表现抗虫性状的原因是______。利用中抗虫个体自交得,若中表型及其比例为______,则GAL4基因和Bt基因插入同一对同源染色体上;若中表型及其比例为______,则GAL4基因和Bt基因插入两对同源染色体上(假设插入的基因均有效,个体的存活率相等)。
(4)采用在水稻叶片和茎鞘中特异性表达的GAL4基因的启动子,构建表达载体,得到转基因抗虫水稻,在食品安全方面的意义是______。
【答案】(1)①. 限制酶、DNA连接酶 ②. 植物组织培养
(2)②③① (3)①. F1同时含有GAL4基因和 UAS-Bt基因,GAL4基因表达产生的GAL4蛋白与UAS结合激活Bt基因的表达 ②. 抗虫:不抗虫=1:1 ③. 抗虫:不抗虫=9:7
(4)利用GAL/UAS调控系统,使目的基因只在特定部位表达,而在人食用的部位不表达
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。
(4)目的基因的检测与鉴定。
【解析】(1) 图1中①②操作过程为将目的基因导入受体细胞,该过程涉及的酶有限制酶和DNA连接酶(用于切割和连接目的基因与载体,构建基因表达载体)。③④过程除了要进行目的基因的检测和鉴定外还需要进行植物组织培养(原理为植物细胞的全能性)才能将细胞培养成转基因个体。
(2)结合题干,若要以GFP基因为标记基因筛选受体细胞,通过特异性启动子-GALA调控UAS-靶基因的表达,且crylC基因能促进Bt基因的表达,结合图3,①处应该插入标记基因(GFP基因),②③处插入cry1C、Bt基因,即应将cry1C、Bt、GFP三个基因插入到图3所示T-DNA中的位置分别是②③①。
(3) 结合题干“转Bt基因水稻能一定程度抵抗二化螟的侵害,cryIC基因能促进Bt基因的表达”,推知将GAL4转基因个体与UAS-Bt转基因个体杂交得F1,F1全表现为抗虫,F1自交得F2,F1植株表现抗虫性状的原因是F1同时含有GAL4基因和 UAS-Bt基因,GAL4基因表达产生的GAL4蛋白与UAS结合激活Bt基因的表达。若GAL4基因(表示为G)和Bt基因(表示为B)插入一对同源染色体上,遵循基因的分离定律,F1为GB,F1自交得到1GG(不抗虫)、2GB(抗虫)、1BB(不抗虫),即F2中表型及其比例为抗虫:不抗虫=1:1;若GAL4基因(表示为G)和Bt基因(表示为B)插入两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,F1基因型为GOBO,F1自交得到9G_B_ ,其余7份要么只含有G或B或均不含,都表现为不抗虫,即F2中表型及其比例为抗虫:不抗虫=9:7。
(4)结合题干信息,启动子具有特异性,构建GAL4基因表达载体时采用叶片和茎鞘中特异性表达基因的启动子,可使靶基因只在植株叶片和茎鞘中表达,故该技术在提高食品安全方面可能存在一定的意义,具体表现为利用GAL/UAS调控系统,使目的基因只在特定部位表达,而在人食用的部位不表达。
20. 某科研团队想从土壤中分离乳酸菌进行纯培养及相关特性研究。请回答下列问题:
(1)配置用于乳酸菌纯培养的培养基时,除了提供乳酸菌生长所需的碳源、氮源、水和无机盐等基本营养物质外,还需调整培养基的pH,应使用_______(填 “酸性物质” 或 “碱性物质”)进行调节,因为乳酸菌适宜在此pH值环境下生长。
(2)在无菌操作过程中,对玻璃器皿进行灭菌可采用______法。对试管口、瓶口等容易被污染的部位,可采用_____法进行灭菌。
(3)利用稀释涂布平板法进行乳酸菌计数。将乳酸菌培养液进行梯度稀释,取10-4、10-5、10-6 三个稀释度的稀释液各0.1mL分别涂布到多个平板上。在适宜条件下培养后,10⁻⁴稀释度平板上菌落数过多,无法计数;105稀释度平板上平均菌落数为256个;10-6稀释度平板上平均菌落数为23个。则每毫升乳酸菌培养液中的活菌数约为______个。其中一个10-4稀释度平板上的菌落分布不均匀,部分区域菌落密集,部分区域菌落稀疏,可能的原因是_______。
(4)在进行平板划线法分离乳酸菌时,平板上出现了多种形态的菌落,原因可能是_______。五次划线接种结束时,仍需要灼烧接种环目的是________。
【答案】(1)酸性物质
(2)①. 干热灭菌 ②. (火焰)灼烧
(3)①. 2.56×108 ②. 涂布操作不规范未涂布均匀;涂布器灼烧后未充分冷却,导致部分微生物被烫死
(4)①. 土壤样品中存在多种微生物(无菌操作不规范,混入杂菌等)②. 避免接种环上残留的微生物污染实验室和环境,避免接种环上残留的微生物感染实验人员
【分析】稀释涂布法:是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,在适宜条件下培养。在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落。
【解析】(1)配置用于乳酸菌纯培养的培养基时,除了提供乳酸菌生长所需的碳源、氮源、水和无机盐等基本营养物质外,还需调整培养基的pH,应使用 “酸性物质”进行调节,因为乳酸菌适宜在此pH值环境下生长,即酸性环境中乳酸菌会成为优势种。
(2)在无菌操作过程中,对玻璃器皿的需要保持干燥的器皿在进行灭菌时可采用干热灭菌法。对试管口、瓶口等容易被污染的部位,可采用(火焰)灼烧法进行灭菌,避免杂菌污染。
(3)利用稀释涂布平板法进行乳酸菌计数。将乳酸菌培养液进行梯度稀释,取104、105、106 三个稀释度的稀释液各0.1mL分别涂布到多个平板上。在适宜条件下培养后,104稀释度平板上菌落数过多,无法计数;105稀释度平板上平均菌落数为256个;106稀释度平板上平均菌落数为23个。由于用于统计的平板中菌落数在30~300之间的平板可以用于统计,因此,每毫升乳酸菌培养液中的活菌数约为256÷0.1×105=2.56×108个。其中一个10-4稀释度平板上的菌落分布不均匀,部分区域菌落密集,部分区域菌落稀疏,这可能是涂布操作不规范未涂布均匀;涂布器灼烧后未充分冷却,导致部分微生物被烫死。
(4)在进行平板划线法分离乳酸菌时,平板上出现了多种形态的菌落,因为菌落具有种的特异性,因此该实验结果说明土壤样品中存在多种微生物,另外无菌操作不规范,混入杂菌等也会出现上述现象。五次划线接种结束时,仍需要灼烧接种环,这样操作的目的是避免接种环上残留的微生物污染实验室和环境,避免接种环上残留的微生物感染实验人员。
【生物】安徽省鼎尖联考2024-2025学年高二下学期4月月考(解析版)
高二生物学
满分:100分 考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹签字笔书写,字体工整、笔迹清晰。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 2025年亚洲冬季运动会在哈尔滨成功举办,给观众朋友带来了丰富的视觉盛宴。运动员在滑雪比赛时,体内会发生复杂的生理变化。下列相关叙述正确的是( )
A. 内环境中乳酸含量增加不改变内环境的pH
B. 细胞代谢加快与甲状腺激素分泌的分级调节相关
C. 运动员的产热大于散热使体温得以维持稳定
D. 人体产生的CO2作为代谢废物,不参与内环境稳态调节
【答案】B
【分析】(1)人体内环境中也有很多缓冲对,其中最重要的是HCO3-/H2CO3,其次还有HPO42-/H2PO4-等。当一定量的酸性或碱性物质进入后,内环境的pH仍能维持在一定范围内。
(2)下丘脑、垂体和甲状腺功能的分级调节系统,也称为下丘脑—垂体—甲状腺轴;人和高等动物体内还有“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”“下丘脑—垂体—性腺轴”等,人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
【详解】A、内环境中乳酸含量增加会改变内环境的pH,但由于血浆有缓冲物质起作用,内环境的pH波动不大,A 错误;
B、 甲状腺激素的分泌存在分级调节,甲状腺激素能促进细胞代谢,B正确;
C、 运动员的产热等于散热使体温得以维持稳定,C错误;
D、 CO2是调节呼吸运动的重要体液因子,D错误。
故选B。
2. 可卡因是一种兴奋剂类毒品,它会影响大脑中与愉悦传递有关神经元对多巴胺的利用,从而延长愉悦感。下列叙述正确的是( )
A. 突触前膜释放的多巴胺经自由扩散作用于突触后膜并引起Na+内流
B. 长期服用可卡因会导致突触后膜上的多巴胺受体增多
C. 吸毒者语言能力下降可能与大脑左半球功能受损有关
D. 多巴胺等神经递质的回收或降解受阻,突触后膜将持续产生兴奋
【答案】C
【分析】神经递质有两种类型,即兴奋型和抑制型,受到刺激以后神经递质由突触小泡运输到突触前膜与其融合,递质以胞吐的方式排放到突触间隙,作用于突触后膜,引起突触后膜的兴奋或抑制。神经递质的受体可存在于神经细胞、肌细胞、腺体细胞等细胞膜上。由于神经只能由突触前膜释放作用于突触后膜,因此兴奋在突触处只能单向传递。
【详解】A、多巴胺通过胞吐释放,在突触间隙间运动的方式为扩散(非自由扩散),A错误;
B、长期服用可卡因可通过负反馈机制引起受体数量减少,B错误;
C、大多数人主导语言功能在大脑左半球,吸毒者语言能力下降可能与大脑左半球功能受损有关,C正确;
D、神经递质有兴奋型和抑制型两种类型,神经递质的回收或者降解受阻,下一个神经元会持续兴奋或者抑制,D错误。
故选C。
3. 植物激素在植物体内的含量虽然微少,但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。下列关于植物激素调节的叙述,错误的是( )
A. 生长素通过抑制侧芽生长维持顶端优势
B. 乙烯通过调控相关基因表达促进果实成熟和衰老
C. 细胞分裂素通过促进气孔关闭,从而减少水分流失
D. 赤霉素与脱落酸在调控种子休眠时表现为抗衡作用
【答案】C
【分析】植物激素是由植物自身合成的、能从产生部位运输到作用部位、对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物。生长素: 能促进果实发育,促进细胞的纵向伸长;乙烯:促进果实成熟;细胞分裂素:促进细胞分裂,诱导芽的形成和生长;赤霉素:促进茎的伸长、解除休眠等;脱落酸:促进叶和果实的脱落。
【详解】A、顶芽产生的生长素向侧芽运输,积累在侧芽,侧芽生长素含量高,生长素通过抑制侧芽生长维持顶端优势,A正确;
B、乙烯能促进果实成熟,乙烯作为植物激素具有调节作用,乙烯通过调控相关基因表达促进果实成熟和衰老,B正确;
C、脱落酸通过促进气孔关闭,从而减少水分流失,C错误;
D、赤霉素能促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发,赤霉素与脱落酸在调控种子休眠时表现为抗衡作用,D正确。
故选C。
4. 下列有关种群密度和丰富度的叙述,错误的是( )
A. 调查农作物植株上蚜虫的密度时,可采用样方法
B. 调查野生大熊猫的种群数量时,可采用粪便DNA分析法
C. 调查湖泊中鱼类的丰富度时,可采用网捕法,然后分类统计
D. 调查土壤中小动物的丰富度时,利用趋光性用诱虫器采集小动物
【答案】D
【分析】(1)调查种群密度的常用方法:
样方法:调查植物和活动能力弱、活动范围小的动物。
标记重捕法:调查活动能力强,活动范围大的动物。
(2)大多数土壤动物身体微小,在这类研究时,常采用取样器取样的方法,即用一定规格的捕捉器(如采集罐、吸虫器等)进行取样,通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。
【详解】A、蚜虫活动能力弱,用样方法调查其种群密度,A正确;
B、不同动物的粪便具有不同的特征,科学家采集大熊猫的粪便,通过分析其中的微卫星 DNA 分子标记,可以掌握大熊猫的数量及性别等信息,B 正确;
C、网捕法(如拖网、刺网)是鱼类调查的常用方法,通过捕获样本分类统计可计算物种丰富度,C正确;
D、 调查土壤中小动物丰富度时,用诱虫器采集小动物,利用了土壤小动物的避光性,D错误。
故选D。
5. 某生物兴趣小组探究不同温度下酵母菌种群数量变化规律,定时对培养液取样计数,结果如图所示(单位:×106个/mL)。下列叙述正确的是( )
A. 本实验的自变量为温度,因变量为酵母菌的种群密度
B. 向计数室滴加培养液后覆盖盖玻片,多余液体用滤纸吸除
C. 25℃条件下,48h时酵母菌种群密度最大且增长速率最高
D. 若小方格内菌数过多,应稀释菌液,计数时遵循“相邻两边及顶角”原则
【答案】D
【分析】(1)探究“酵母菌种群数量的变化”实验的一般步骤是:①酵母菌培养(液体培养基,无菌条件)→②振荡培养基(酵母菌均匀分布于培养基中)→③用血球计数板制作临时装片→④观察并计数→⑤每隔一定时间重复②③④步骤(每天计数酵母菌数量的时间要固定)→⑥绘图分析。
(2)计数方法:方格内的计数,压在小方格界线上的酵母菌的计数一般是对相邻两边及夹角计数(一般是记上不记下、计左不计右)。
【详解】A、实验自变量包括温度和时间,因变量为种群密度,A错误;
B、正确操作需先放置盖玻片,再通过边缘渗透法加入培养液,B错误;
C、25℃条件下,48h时酵母菌种群密度达最大值,但增长速率在24h前达到峰值,C错误;
D、小格内菌数过多,需要稀释至合适浓度再计数,计数时需按“相邻两边及顶角”原则统计,避免重复计数,D正确。
故选D。
6. 退耕还林、还草、还湖是我国推进生态文明建设的重要举措。某地实施退耕还林并建立城市森林公园,下列叙述正确的是( )
A. 退耕初期,群落在演替过程中没有形成水平结构
B. 人类活动干扰会改变群落物种组成及优势物种类型
C. 与火山岩演替相比,退耕地演替速度快且经历的阶段多
D. 顶级群落达到稳定时,该生态系统净生产量大于零
【答案】B
【分析】初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】A、退耕初期,群落的结构虽然比较简单,但有垂直结构和水平结构,A错误;
B、人类活动能够改变群落演替的速度和方向,人类活动干扰会改变群落物种组成及优势物种类型,B正确;
C、火山岩演替属于初生演替,退耕地演替属于次生演替,与火山岩演替相比,退耕地演替速度快,但经历的阶段少,C错误;
D、顶级群落达到稳定时,该生态系统的收支平衡,净生产量等于零,D错误。
故选B。
7. 高寒草甸是青藏高原典型的群落类型。科研人员以自然状态为对照,研究增温与放牧对群落特征的影响,实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 增温条件下,放牧对物种丰富度的影响不显著
B. 放牧条件下,增温可促进禾本科植物高度恢复
C. 杂草高度的差异利于资源利用,是协同进化的体现
D. 相较于增温,放牧对群落净初级生产量的提升更显著
【答案】A
【分析】题图分析:由图可知,在放牧条件下,杂草、禾草和莎草类高度显著降低,但是增强了物种丰富度和净初级生产力的提升,而在放牧条件下增温使得物种丰富度和净初级生产力提升减弱,图中放牧条件下,增温对杂草高度的处理效应相同,故无显著影响,但是对禾草和莎草类高度有所减弱;图中增温条件处理下,能显著增加杂草、禾草和莎草类高度,但是对物种丰富度的提升几乎没有影响,增温使得净初级生产力提升增强,但比放牧条件下提升的少。
【详解】A、据图分析,增温+放牧组物种丰富度处理效应比增温组增加显著,A错误;
B、放牧+增温组禾本科植物高度处理效应负值减少(较纯放牧组恢复约20%),B正确;
C、杂草高度分层是长期自然选择与协同进化的结果,提高资源利用率,C正确;
D、放牧组净初级生产量处理效应显著高于增温组(柱形图数值更高),D正确。
故选A。
8. 某地通过生态保护建成湿地生态公园,一度濒临绝迹的白鹭种群逐渐恢复。白鹭主要以小鱼、虾、蛙类、软体动物及昆虫为食,偶食植物种子。下列叙述正确的是( )
A. 研究白鹭的生态位仅需分析其食物、天敌及种间关系
B. 白鹭捕食不同动物时,在食物链中所处的营养级可能不同
C. 用标记重捕法调查白鹭种群密度时,标记物脱落会导致估算值偏低
D. 白鹭粪便中的有机物被分解者利用,可提高营养级间的能量传递效率
【答案】B
【分析】一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。
【详解】A、研究白鹭的生态位除了分析其食物、天敌及种间关系,还要分析其栖息地,A错误;
B、白鹭若捕食植食性动物,在食物链中所处的营养级为第三营养级,白鹭若捕食肉食性动物,在食物链中所处的营养级为第四营养级,B正确;
C、标记重捕法调查种群密度的公式为:N(指种群总个体数)=M(指重捕个体数)n(指标志个体数)/m(指重捕中被标记的个体数),用标记重捕法调查白鹭种群密度时,标记物脱落会导致估算值偏高,C错误;
D、能量传递效率=(下一营养的同化量/上一营养级的同化量)×100%,白鹭粪便中的有机物被分解者利用,不可提高营养级间的能量传递效率,D错误。
故选B。
9. 通过投放人工鱼礁、增殖放流等措施建设“海洋牧场”,改善海洋环境,可促进渔业资源可持续利用。下列叙述正确的是( )
A. 人工鱼礁上附着的藻类等生产者是生态系统的基石
B. 大鱼捕食小鱼促进了生态系统中能量和物质的循环
C. 海洋牧场提升鱼类产量体现了生物多样性的间接价值
D. 浮游植物吸收碳、氮、硫、铅的循环过程完全一致
【答案】A
【分析】(1)在生态系统中,生产者通过光合作用,将太阳能固定在它们所制造的有机物中。太阳能转化成化学能,从而可以被生物所利用,因此,生产者可以说是生态系统的基石。
(2)生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,称作生物富集。
【详解】A、藻类作为生产者,通过光合作用固定能量,是生态系统的基石,A正确;
B、在生态系统中,能量是单向流动、逐级递减的,不能循环,B错误;
C、对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值鱼类产量属直接价值,海洋牧场提升鱼类产量体现了生物多样性的直接价值,C错误;
D、铅通过食物链富集,最终回归环境;碳、氮、硫通过生物地球化学循环回归环境,不完全一致,D错误。
故选A。
10. 烟草植株受蛾幼虫攻击后释放某种挥发性物质,该物质可吸引蛾幼虫的天敌,并驱赶夜间活动的雌蛾以阻止其产卵。下列叙述错误的是( )
A. 烟草释放的挥发性物质属于化学信息
B. 烟草、蛾幼虫及其天敌通过捕食关系构成食物链
C. 种间原始合作使蛾类种群受非密度制约因素主导
D. 该物质将三种生物联系起来调节种间关系,利于生态系统的平衡
【答案】C
【分析】(1)一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,这些因素称为密度制约因素。而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素。
(2)生态系统中信息的类型:
物理信息:生态系统中的光、声、颜色、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息;
化学信息:生物在生命活动过程中,产生的一些可以传递信息的化学物质;
行为信息:是指某些动物通过某些特殊行为,在同种或异种生物间传递的某种信息。
【详解】A、挥发性化学物质传递信息,属于生态系统中的化学信息,A正确;
B、三者构成食物链“烟草→蛾幼虫→天敌”,体现捕食关系,B正确;
C、烟草和蛾类幼虫之间、蛾类幼虫与天敌之间关系是捕食,烟草与蛾类幼虫天敌之间是互惠。同时,蛾类种群受到密度制约因素(如食物、天敌等)和非密度制约因素(如气候等)的共同影响,并非受非密度制约因素主导,C错误;
D、该化学物质作为化学信息将烟草、蛾幼虫及其天敌三种生物联系起来,调节了它们之间的种间关系有利于维持生态系统的平衡,D正确。
故选C。
11. 如图所示的食物网中,戊的食物有2/5来自乙、2/5来自丙、1/5来自丁,且能量从生产者到消费者的传递效率是10%,其余传递效率是20%。若戊的体重增加10g,则需要消耗甲的质量是( )
A. 525gB. 825gC. 900gD. 1250g
【答案】C
【分析】分析题图可知,甲为生产者,题图中有三条食物链:①甲→乙→戊,②甲→丙→戊,③甲→丙→丁→戊。
【详解】甲为生产者,通过食物链①甲→乙→戊,戊的食物有2/5来自乙,戊从乙增加10g×2/5=4 g,需要甲4÷20%÷10%=200 g;通过食物链②甲→丙→戊,戊的食物有2/5来自丙,戊从丙增加10g×2/5=4 g,需要甲4÷20%÷10%=200 g;通过食物链③甲→丙→丁→戊,戊的食物有1/5来自丁,戊从丁增加10g×1/5=2 g,需要甲2÷20%÷20%÷10%=500 g;故共需要甲200g+200 g+500 g=900 g。C正确,ABD错误。
故选C。
12. 下图是全球生态足迹总量和生态承载力总量的变化曲线,相关说法错误的是( )
A. 生态足迹与生态承载力的差值可反映区域可持续发展能力
B. 人们增加肉、奶等畜牧产品的消费量会降低生态足迹
C. 1974年后生态超载导致生态赤字增大,生态压力加剧
D. 2001年后人口增长及汽车数量增加使生态足迹持续上升
【答案】B
【分析】生态足迹:又叫生态占用,指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积。生态足迹越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响越大。
【详解】A、生态足迹与生态承载力的差值正负反映生态赤字或盈余,直接衡量可持续发展能力,A正确;
B、肉制品需求增加会扩大畜牧业规模,导致土地、水资源消耗上升,增大生态足迹,加剧生态赤字,B错误;
C、1974年后生态足迹持续超过承载力,资源再生能力无法弥补消耗,生态压力加剧,C正确;
D、2001年后人口增长及汽车数量增加,会增加能源、土地需求,推动生态足迹持续上升,D正确。
故选B。
13. 某地推进美丽乡村建设,整合传统资源,如下图所示进行沼气发酵。下列叙述正确的是( )
A. 图中家畜粪肥为农作物生长提供物质和能量,体现能量多级利用
B. 图中食用菌作为消费者,其利用的能量最终来源是农作物固定的太阳能
C. 图中人畜粪便进行沼气发酵可减少废物的产生,遵循了循环原理
D. 图中模式中各组分形成了整体,无需人工调控,遵循自生原理
【答案】C
【分析】生态农业是指运用生态学原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系,人是主要成员和中心环节。人们建立生态农业的目的是最大限度地利用农作物所固定的太阳能(包括身体代谢的利用和生活上的利用),同时又要降低生产成本和避免环境污染,以实现可持续发展。
【详解】A、家畜粪肥为农作物生长提供物质,但不能提供能量,A错误;
B、食用菌作为分解者,其利用的能量最终来源是农作物固定的太阳能,B错误;
C、人畜粪便进行沼气发酵,充分利用了粪便中的能量,减少废物的产生,遵循了循环原理,C正确;
D、图中模式中各组分形成了整体,需要人工调控才能维持该生态系统的稳定,D错误。
故选C。
14. 利用石榴发酵制作石榴酒和石榴醋的流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 静置澄清是石榴酒发酵过程中产生酒精的关键步骤
B. 石榴醋发酵时所需的温度高于石榴酒发酵时所需的温度
C. 在石榴醋的发酵过程中,需持续通入无菌空气促使酵母菌产生果醋
D. 石榴酒发酵后期,因底物消耗及酒精积累,酵母菌种群数量呈S形增长
【答案】B
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~25℃。
【详解】A、石榴酒发酵过程中的关键步骤是石榴酒发酵,A错误;
B、醋酸杆菌的最适生长温度高于酵母菌,所以石榴醋发酵时所需的温度高于石榴酒发酵时所需的温度,B正确;
C、果醋是在醋酸杆菌的作用下产生的,与酵母菌无关,C错误;
D、石榴酒发酵后期,因底物消耗及酒精积累,酵母菌种群数量降低,D错误。
故选B
15. 从石油污染的土壤中筛选高效石油降解菌的流程包括:样品采集→富集培养→分离纯化等。图1、2为两种接种方法纯化培养的结果。下列叙述正确的是( )
A. 富集培养需使用以石油为唯一氮源的固态培养基,以提高菌种浓度
B. 图1接种时,每次灼烧接种环后立即从上一次划线末端继续划线
C. 图1、图2接种方法均可用于微生物纯化培养及其活菌计数
D. 图2培养基中的单个菌落可能由稀释液中的一个或多个活菌形成
【答案】D
【分析】微生物常见的接种的方法:
①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。
②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、石油降解菌的筛选需以石油作为唯一碳源的培养基,富集培养时为使石油降解菌充分接触营养物质等,常用液体培养基,A错误;
B、灼烧后的接种环需冷却,以避免杀死菌种,否则难以形成单菌落,B错误;
C、划线法(图1)仅用于纯化,涂布法(图2)可用于纯化和计数,C错误;
D、稀释涂布法中,若稀释度不足,单个菌落可能由多个相邻活菌繁殖形成,D正确。
故选D。
二、非选择题:共5题,共55分。
16. 甲型H1N1流感病毒感染人体后,机体通过调节维持稳态,同时启动免疫应答。图1表示下丘脑中冷敏神经元和热敏神经元放电频率随体温变化而发生改变的曲线,图2为免疫应答部分过程。回答下列问题:
(1)在炎热的环境中时,皮肤中的_____兴奋,该兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,进而通过________的调节和肾上腺等腺体的分泌,最终使皮肤的______,从而增加散热。
(2)图1中A点、B点是不同情况下人的两种体温调定点,当某人感染H1N1后体温调定点为______,感染者往往感到发冷,产生冷觉的原因是_______。
(3)图2中H1N1激活B细胞的第I信号是________;第Ⅱ信号需要乙________(填细胞类型)处理并呈递抗原,随后丙________(填细胞类型)表面分子与B细胞结合并释放细胞因子。细胞因子在免疫调节中发挥多方面作用,其中对细胞毒性T细胞的作用是________。
【答案】(1)①. 热觉感受器 ②. 自主神经系统 ③. 血管舒张,血流量增多
(2)①. B点 ②. 体温调定点升高,实际体温低于调定点,实际体温成为“冷刺激”,下丘脑产生兴奋传至大脑皮层产生冷觉
(3)①. H1N1直接与B细胞接触 ②. 抗原呈递细胞 ③. 辅助性T细胞 ④. 促进细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞
【分析】分析曲线图:图1是下丘脑体温调节中枢的冷敏神经元和热敏神经元放电频率因体体温变化而相应改变,A对应的温度为正常温度。某人感染H1N1后体温会上升,体温调定点升高,对应B点。
【解析】(1)在炎热的环境中时,皮肤中的热觉感受器兴奋,该兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,进而通过自主神经系统的调节和肾上腺等腺体的分泌,最终使皮肤的血管舒张,皮肤血流量增多,也使汗液的分泌增多等,从而增加散热。
(2)某人感染H1N1后体温会上升,体温调定点升高,对应B点。感染者往往感到发冷,产生冷觉的原因是体温调定点升高,实际体温低于调定点,实际体温成为“冷刺激”,下丘脑产生兴奋传至大脑皮层产生冷觉。
(3)H1N1直接与B细胞接触是激活B细胞的第I信号,H1N1还能被抗原呈递细胞处理并呈递抗原,随后辅助性T细胞表面的特定分子发生变化与B细胞结合并释放细胞因子这是激活B细胞的第Ⅱ信号。细胞因子在免疫调节中发挥多方面作用,其中对细胞毒性T细胞的作用是促进细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。
17. 科研团队在某人工鱼塘投放一批鲫鱼鱼苗,在一段时间内定期监测鲫鱼种群数量、个体重量及种群总重量变化,如图1所示。若在监测期间鲫鱼没有繁殖,请分析回答下列问题:
(1)分析图1,表示该鲫鱼种群数量变化的曲线是_______,判断理由是________,影响鲫鱼种群数量变化的密度制约因素包括_________(至少答出两点)。
(2)一个繁殖周期后的种群数量可表示为该种群的补充量。若向该鱼塘中定期投入适量的饲料,其他因素稳定,图2中曲线I表示该鱼塘中鲢鱼亲体数量与补充量的关系,曲线Ⅱ表示亲体数量与补充量相等。为持续获得最大的鲢鱼产量,捕捞后亲体数量应维持在________条,原因是________。
(3)根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。若在该鱼塘里第一天捕获鲫鱼a条售卖,第二天用同样的方法捕获到b条鱼,假定鲫鱼始终均匀分布,则捕获前鱼塘中鲫鱼的初始数量约是_______条。
【答案】(1)①. 丙 ②. 在有限的资源和空间中,种内斗争加剧,部分个体死亡,种群死亡率升高,种群数量减少 ③. 食物资源、种内竞争、天敌等生物因素
(2)①. 500 ②. 单位时间内增加的数量最多(或此时种群增长速率最大)
(3)a2/(a-b)
【分析】(1)调查动物的种群密度常用的方法是标记重捕法,计算种群数量时利用公式计算若将该地段种群个体总数记作N,其中标记数为M,重捕个体数为n,重捕中标记个体数为m,假定总数中标记个体的比例与重捕取样中标记个体的比例相同,则N=Mn/m。
(2)一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,这些因素称为密度制约因素。而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素。
【解析】(1)依题意,在监测期间鲫鱼没有繁殖,在有限的资源和空间中,种内斗争加剧,部分个体死亡,种群死亡率升高,种群数量减少,故曲线丙表示该鲫鱼种群数量变化。一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,这些因素称为密度制约因素,故影响鲫鱼种群数量变化的密度制约因素包括食物资源、种内竞争、天敌等生物因素。
(2)依题意,一个繁殖周期后的种群数量可表示为该种群的补充量。据图可知,当亲体数量为1000时,补充量也为1000,种群增长数量为0,此时种群数量达到K值,即该环境中种群的K值为1000。在有限的条件下,种群数量呈“S”形增长,当种群数量维持在K/2时,种群增长速率最大。因此,由于亲体数量维持在500条时,单位时间内增加的鲢鱼数量最多(或此时鲢鱼种群增长速率最大),为持续获得最大的鲢鱼产量,捕捞后亲体数量应维持在500条。
(3)依题意“根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量”,假设该种群总数为x,则有a/x=b/(x-a),计算得出x=a2/(a-b),即该鱼塘中鱼的初始数量为a2/(a-b)条。
18. 为了提高某湖泊生态系统的生态效益和经济效益,科研人员对该生态系统中的各个营养级的能量流动情况做了定量分析(单位:×105kJ·cm-2·a-1)。据表回答下列问题:
(1)生态系统具有一定的结构,包括________和_________;其中消费者的作用是________(答出两点即可)。
(2)表中“甲”表示的是________,乙表示的数值是__________,流入该生态系统的总能量是______×105kJ·cm-2·a-1,第二营养级到第三营养级的能量传递效率是__________(保留三位有效数字)。
(3)生态金字塔一般分为三种类型,在自然生态系统中不一定是正金字塔形的是________。为更好地提高经济效益,科研人员建议向该生态系统引种挺水植物荷花等、浮水植物芡实、菱角等、沉水植物黑藻等。表明研究生态系统的能量流动规律,可以帮助人们将_________。
【答案】(1)①. 组成成分 ②. 食物链、食物网(或营养结构) ③. 加快生态系统的物质循环,有利于植物传粉和种子传播等
(2)①. 未被利用的能量 ②. 56 ③. 2680 ④. 13.9%
(3)①. 生物量金字塔和数量金字塔 ②. 将生物在空间上进行合理配置,增大流进生态系统的总能量
【分析】生态系统由生产者、消费者、分解者以及非生物的物质与能量等基本组分组成,各组分紧密联系使生态系统成为一个具有一定结构与功能的统一体。其中生产者和消费者通过食物链与食物网联系在一起形成复杂的营养结构。
【解析】(1)生态系统具有一定结构,包括组成成分和营养结构(或食物链和食物网)。消费者通过自身的新陈代谢,能将有机物转化为无机物(CO2、水、氨等),这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用。可见,消费者的存在,能够加快生态系统的物质循环。此外,消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。
(2)输入第一营养级的能量,一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了;另一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动,储存在植物体的有机物中。构成植物体的有机物中的能量,一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来;一部分经初级消费者摄入而流入了第二营养级。还有一部分能量暂时储存在生活着的植物体的有机物中,这部分能量称为未利用的能量。结合表格数据分析可知,表中“甲”表示的是未利用的能量。乙表示的能量=第二营养级固定的能量-第二营养级呼吸消耗的能量-第二营养级中未利用的能量-流向第三营养级的能量=(420+104)-180-215-73=56。流入该生态系统的总能量=生产者固定的太阳能+外来有机物输入的能量=618+185+1327+420+104+26=2680×105kJ·cm-2·a-1。第二营养级的同化量=420+104=524×105kJ·cm-2·a-1,第三营养级从第二营养级同化的能量=73×105kJ·cm-2·a-1,故第二营养级到第三营养级的能量传递效率=(73÷524)×100%=13.9%。
(3)能量金字塔直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系,由于能量在流动过程中总是逐级递减,因此能量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔形。数量金字塔表明每个营养级中生物个体的数量,如果消费者个体小而生产者个体大,如昆虫和树,那么数量金字塔就会呈现上宽下窄倒置的金字塔形。生物量金字塔大多也是上窄下宽的金字塔形,也可能出现上宽下窄的倒金字塔。挺水植物荷花等、浮水植物芡实、菱角等、沉水植物黑藻等在空间上合理布局,充分地利用空间和资源,增大流进生态系统的总能量。
19. 为应对全球气候变化,我国政府明确提出2030年“碳达峰”(碳排放达到峰值)与2060年“碳中和”(碳排放和吸收量相等)目标。回答下列问题:
(1)根据图中的信息,C→B→A过程中碳的主要存在形式是______;请结合图中序号解释引起温室效应的原因主要是_________。
(2)为了实现碳达峰和碳中和的目标,我国政府积极行动,采取的措施主要包括________(答出两点即可)。
(3)为了恢复某废弃煤矿的环境,首先可平整土地,人工制造表土,然后根据不同物种在群落中所处的________不同,选择适宜的草本、灌木、乔木等进行种植,形成群落适宜的______,为各种动物提供多种多样的_______。几年以后,随着各种动物数量明显增多,使生态环境得到明显改善,这是_________(填“正反馈”或“负反馈”)调节的结果。
(4)为了巩固该煤矿生态恢复工程的效果,维持生态平衡,提高该生态系统的稳定性,你觉得应该采取的措施有_______(答出两点即可)。
【答案】(1)①. (含碳)有机物 ②. ⑦化石燃料过度燃烧
(2)一方面积极开发新能源,减少化石燃料的燃烧;另一方面植树造林,提高森林覆盖率
(3)①. 生态位 ②. 垂直结构 ③. 栖息空间和食物条件 ④. 正反馈
(4)控制外来干扰强度,合理适度利用;给予足够的物质和能量投入,保证内部结构和功能的协调;增加物种多样性,提高生态系统的自我调节能力
【分析】(1)碳循环的过程:碳元素从无机环境进入到生物群落是通过生产者的光合作用或化能合成作用以二氧化碳的形式被固定为含碳有机物,碳元素从生物群落进入无机环境是通过各种生物的呼吸作用以二氧化碳的形式释放到大气中。所以碳在生物群落和无机环境之间的主要以二氧化碳的形式循环,而在生物群落内部传递的主要形式是有机物。
(2)缓解温室效应的措施:减少CO2的释放,主要是减少化石燃料的作用,开发新能源(如太阳能、风能、核能等)替代化石能源;增加CO2的吸收量,主要是保护好森林和草原,大力提供植树造林。
【解析】(1)据图可知,图中C为生产者,B为初级消费者,A为次级消费者,D为分解者。C→B→A过程为碳元素在生物群落中传递的过程,故C→B→A过程中碳的主要存在形式是含碳有机物形式。导致温室效应的气体主要是二氧化碳,化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放,加剧了温室效应。结合图示可知,⑦化石燃料过度燃烧是引起温室效应的主要原因。
(2)依题意,碳达峰和碳中和是指碳排放达到峰值及碳排放和吸收量相等,为了达到这个目标,我国政府采取的措施主要包括:一方面积极开发新能源,减少化石燃料的燃烧;另一方面植树造林,提高森林覆盖率。
(3)一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。为了恢复某废弃煤矿的环境,首先可平整土地,人工制造表土,然后根据不同物种在群落中所处的生态位不同,选择适宜的草本、灌木、乔木等进行种植,形成群落适宜的垂直结构,为各种动物提供多种多样的栖息空间和食物条件。几年以后,随着各种动物数量明显增多,使生态环境得到明显改善,生态系统处于发展的过程,这是正反馈调节的结果。
(4)生态系统的稳定性由生态系统的自我调节能力决定,要提高生态系统的稳定性,就要提高生态系统的自我调节能力。因此,可采取的措施有:控制外来干扰强度,合理适度利用;给予足够的物质和能量投入,保证内部结构和功能的协调;增加物种多样性,提高生态系统的自我调节能力。
20. 青霉菌为需氧型真菌,自然条件下分布在腐殖土、发霉的水果、蔬菜等,其分泌的青霉素属广谱高效抗生素,可抑制细菌细胞壁合成,在细菌培养基上可形成明显的抑菌圈,单独培养通常形成白色或蓝绿色绒毛状菌落。为实现青霉素的工业化发酵生产,需选育优良高产菌株。回答下列问题:
(1)从土壤样本中筛选青霉菌株的实验设计:
①土壤样本采集:采集5~10cm深度的表层土壤,称取1g土壤加入99mL无菌水中,振荡混匀后静置10分钟,取上清液备用。
②培养基配制:硝酸钠3g、磷酸氢二钾1g、硫酸镁0.5g、氯化钾0.5g、蔗糖30g、琼脂15g,定容至1L,调节pH至6.0,采用________法进行培养基灭菌,灭菌后冷却至50℃时加入一定量浓度的链霉素溶液。在培养基中加入链霉素的目的是________。
③分离纯化:取1mL土壤悬液涂布于富集培养基平板上,28℃培养5~7d。根据青霉菌的_______初步挑选出青霉菌株,制备青霉菌菌液。
④初步鉴定(抑菌圈法):制备营养琼脂平板,涂布0.1mL适宜浓度的对________敏感的金黄色葡萄球菌菌液,并通过点样接种青霉菌菌液,在适宜条件下培养,通过________初步判断青霉素产量。
(2)下图是青霉素工业化生产的流程。图中过程①②需在摇床上振荡培养,其目的是________。发酵工程的中心环节是发酵罐中的发酵,主要影响因素有______(至少答出三点)。
(3)为掌握发酵进程,需要随时检测发酵液中青霉菌的数量,常用的方法是显微镜直接计数法,采用特定的_______,在显微镜下直接观察计数,统计结果一般是活菌数和死菌数的总和。为更准确统计活菌数,改进方法是_______。
【答案】(1)①. 湿热灭菌(高压蒸汽灭菌) ②. 抑制细菌的生长 ③. 菌落特征 ④. 青霉素 ⑤. 抑菌圈大小
(2)①. 提高溶氧量;使菌种与培养液充分接触 ②. 微生物的数量;必需的营养物质;适宜的环境条件如温度、pH;代谢产物的浓度等
(3)①. 血细胞计数板 ②. 用台盼蓝染色法,排除死亡的青霉菌
【分析】(1)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开,主要包括消毒和灭菌。
(2)在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养成分,要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成。
【解析】(1)培养基通常采用湿热灭菌(或高压蒸汽灭菌)法进行灭菌。链霉素可抑制细菌的生长,土壤浸出液中除含有目的菌株外,还含有各种细菌,在培养基中加入链霉素的目的是抑制细菌的生长。一般来说,在一定的培养条件下,青霉菌表现出稳定的菌落特征,根据青霉菌的菌落特征可初步挑选出青霉菌。青霉素可抑制细菌细胞壁合成,在细菌培养基上可形成明显的抑菌圈,故初步鉴定时,选择对青霉素敏感的金黄色葡萄球菌菌液为作用对象,根据在培养基上形成的抑菌圈大小初步判断青霉素产量。
(2)在微生物进行液体培养时,为了提高培养液中溶氧量以及使菌种与培养液充分接触,通常需要在摇床上振荡培养。发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,在发酵过程中,微生物的数量,必需的营养物质,适宜的环境条件如温度、pH,代谢产物的浓度等都会影响发酵进程。
(3)利用显微镜进行直接计数,也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。青霉菌为真菌,一般使用血细胞计数板,在显微镜下观察、计数,然后再计算一定体积的样品中微生物的数量,统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。为更准确统计活菌数,可用台盼蓝染色,来排除死亡的青霉菌(死细胞被染成蓝色)。
【生物】安徽省皖中名校联盟2024-2025学年高二下学期期中检测(解析版)
智学大联考·皖中名校联盟
合肥八中2024-2025学年第二学期高二年级期中检测
生物试题A卷
注意事项:
1.你拿到的试卷满分为100分,考试时间为75分钟。
2.试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分,请务必在“答题卷”上答题,在“试题卷”上答题无效。
一、单选题(共15题,每题3分,共45分)
1. 南山总面积152平方公里,23万亩草山连成一片,是典型的高山台地草原风光。从山脚到山顶,植被分布呈明显的带状特点,依次是竹海、原始森林、灌木、草山,四季各不同,唯有奶香幽。南山已建成为南方最大现代化山地牧场,正在打造国家级旅游景区。下列叙述错误的是( )
A. 调查南山不同区域物种丰富度和种群密度时样方大小可能不同
B. 南山生物群落的外貌和结构随着季节有规律的变化属于群落演替
C. 群落中原来不占优势的物种可能随时间和环境的变化逐渐变得有优势
D. 南山旅游业发展后游客活动可能会改变南山群落演替的方向和速度
【答案】B
【分析】群落的季节性是指由于阳光、温度和水分等随季节而变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。
【详解】A、样方的大小应根据调查对象确定,A正确;
B、群落的外貌和结构随季节有规律的变化属于群落的季节性;群落演替是指随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。可见,群落的季节性和群落演替的概念不同,B错误;
C、群落中原来不占优势的物种可能随着时间和环境的变化逐渐变得有优势,C正确;
D、南山旅游业发展后,游客的活动可能会改变南山群落演替的方向和速度,使南山群落按照不同于自然演替的方向和速度进行,D正确。
故选B。
2. 世界濒危物种白头硬尾鸭在新疆有十余处迁徙地。乌鲁木齐市某水域内发现白头硬尾鸭28只,其中雌性8只,雄性14只,幼鸟6只。为保护该候鸟,研究人员开展了相关调查。下列叙述正确的是( )
A. 可采用逐个计数法来统计该水域内白头硬尾鸭的种群数量
B. 影响该水域内白头硬尾鸭种群密度主要因素是出生率和死亡率
C. 白头硬尾鸭种群的性别比例通过影响死亡率进而影响种群密度
D. 白头硬尾鸭种群中个体高度的差异体现其具有垂直分层现象
【答案】A
【分析】种群的特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。其中,种群密度是种群最基本的数量特征。
【详解】A、某水域内发现的白头硬尾鸭为28只,数量很少,个体较大,可采用逐个计数法来统计该水域内白头硬尾鸭的种群数量,A正确;
B、白头硬尾鸭在新疆有十余处迁徙地,说明迁入率和迁出率是影响白头硬尾鸭种群密度的主要因素,B错误;
C、白头硬尾鸭的性别比例会影响出生率,出生率能决定种群密度,进而影响种群密度,C错误;
D、种群内不同个体高度差异不能体现群落的空间结构中的垂直结构,D错误。
故选A。
3. 兴趣小组为探究酵母菌在不同条件下的种群数量变化,共设置了四组实验,a、b、c三组分别每3h、12h和24h更换培养液,d为对照组,其他培养条件相同。酵母菌种群数量变化曲线分别为a、b、c、d,如图所示。以下说法正确的是( )
A. 改变培养温度会影响酵母菌种群数量,这属于密度制约因素
B. 使用血细胞计数板进行计数时,应先盖上盖玻片再滴加培养液
C. 曲线a种群增长最快,随时间推移,a组酵母菌将持续呈“J”形增长
D. 增加对照组(d组)酵母菌种群的起始接种数量会使种群的K值变大
【答案】B
【分析】(1)“J”形曲线:指数增长函数,描述在食物充足,无限空间,无天敌的理想条件下生物无限增长的情况。
(2)自然界的资源和空间总是有限的,当种群密度增大时,种内竞争就会加剧,以该种群为食的动物的数量也会增加,这就使种群的出生率降低,死亡率增高,有时会稳定在一定的水平,形成“S”形增长曲线。
【详解】A、温度属于影响种群数量的非密度制约因素,A错误;
B、血细胞计数板使用时,应该先盖上盖玻片再滴加培养液,B正确;
C、由于空间有限、代谢产物积累等原因,a组酵母菌不会持续呈“J”形增长,C错误;
D、由于资源和空间条件不变,改变初始接种量,会改变达到相同的K值所需的时间,但不会改变K值,D错误。
故选B。
4. 为寻找适宜干旱地区生态修复的物种,研究者在荒漠区开展生态调查。植物珍珠柴与植物红砂可以单独生存,调查发现荒漠区的植物珍珠柴常与植物红砂伴生,二者聚集成丛可以降低蒸腾失水。下图是红砂和珍珠柴两种植物的地上与地下部分的形态结构示意图。以下说法错误的是( )
A. 植物种群密度调查常采用的方法是样方法,取样方法通常采用五点取样法和等距取样法,目的是保证取样的随机性
B. 珍珠柴与红砂可以单独生存,荒漠区的珍珠柴常与红砂伴生,二者聚集成丛可以降低蒸腾失水,据此推测珍珠柴与红砂的种间关系是原始合作
C. 由图可知,红砂和珍珠柴适应干旱环境的原因是地上部分冠幅直径小,减少蒸腾作用对水分的散失;地下部分根幅直径大,根系发达,吸水能力强
D. 进行荒漠区生态修复时,要根据当地的干旱程度和环境以选择适宜的物种,这主要遵循了生态工程的自生原理
【答案】D
【分析】(1)种群密度的调查方法主要有样方法和标记重捕法,样方法主要适用于对植物和活动能力弱的动物的调查。用样方法调查植物的种群密度时,应随机取样,样本量足够大,调查不同的植物类型时样方面积应不同,样方大小根据调查的对象来确定,调查双子叶草本植物时,样方通常为lm×lm,常用各样方的平均值估算种群密度。
(2)种间关系(不同种生物之间的关系):
互利共生:两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。例如,豆科植物与根瘤菌之间:植物向根瘤菌提供有机养料,根瘤菌则将空气中的氮气转变为含氮的养料,供植物利用。捕食 :一种生物以另一种生物为食的现象。例如,翠鸟捕鱼
种间竞争:两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。例如,大小草履虫;水稻与稗草等。
寄生:一种生物从另一种生物(宿主)的体液组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。例如,马蛔虫与马。
原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。例如,海葵固着于寄居蟹的螺壳上,寄居蟹的活动,可以使海葵更有效地捕食;海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护。
(3)生态工程所遵循的基本原理为:整体、协调、循环、自生等。①自生:由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。②循环:循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。③协调:处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量。④整体:遵循整体原理,首先要遵从从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。
【详解】A、植物种群密度调查常用的方法是样方法,取样方法通常采用五点取样法和等距取样法,取样的关键是随机取样,A正确;
B、结合题意,珍珠柴与红砂可以单独生存,也可以伴生,二者聚集成丛可以降低蒸腾失水,因此二者种间关系为原始合作,B正确;
C、由图可知,红砂和珍珠柴适应干旱环境的原因是地上部分冠幅直径小,减少蒸腾作用对水分的散失;地下部分根幅直径大,根系发达,吸水能力强,C正确;
D、在进行生态工程建设时,生物与环境、生物与生物的协调与适应,体现了生态工程的协调原理。进行荒漠区生态修复时,要根据当地的干旱程度和环境以选择适宜的物种,这主要遵循了生态工程的协调原理,D错误。
故选D。
5. 某生态系统中能量金字塔分别由甲、乙、丙、丁四层构成,如图所示,下列说法错误的是( )
A. 在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多
B. 自然生态系统中的能量金字塔不能出现倒置现象,数量金字塔可以出现倒置现象
C. 金字塔中生物一般形成多条食物链,每一个营养级还可能包含多种生物
D. 该生态系统的组成成分除金字塔中所有生物外,还有光、水、空气等非生物成分
【答案】D
【分析】能量金字塔的最底层表示生产者,其固定的太阳能总量是流经生态系统的总能量;根据能量金字塔的图形可知,甲是生产者,乙、丙、丁是各级消费者,能量流动的特点是单向传递、逐级递减,消费者同化的总能量比生产者固定的总能量少。
【详解】A、生态系统中能量流动的特点是单向流动,逐级递减,在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多,A正确;
B、自然生态系统中的能量金字塔不能出现倒置现象,数量金字塔可以出现倒置现象,如一棵大树上有多只虫多只鸟,B正确;
C、金字塔的每层代表的是一个营养级,金字塔中生物一般形成多条食物链,每一个营养级还可能包含多种生物,C正确;
D、能量是沿着食物链流动的,食物链中只有生产者和消费者,故能量金字塔中的生物只有生产者和消费者,缺乏分解者,D错误。
故选D。
6. 生态农业系统设计中,稻一鸭一萍共作是其模式之一,萍可作为鸭的饲料,鸭控制稻田中的杂草和害虫,鸭粪用作稻的肥料,鸭蛋等禽制品为人所用。如图为相关能量流动示意图,序号表示该系统内部分能量的输入或输出过程。研究人员统计了一定时期内与图中害虫和鸭有关的能量,如下表所示。以下说法错误的是( )
A. 该生态农业中,鸭处于第二、第三营养级
B. 箭头⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小的原因是部分能量流向人,以及还有未利用的部分
C. 可通过取样器取样的方法调查该区域土壤小动物类群的丰富度
D. 建立生态农业的目的是扩大人类的生态足迹和加大对资源的利用
【答案】D
【分析】生态农业是一个农业生态经济复合系统,将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来,以取得最大的生态经济整体效益。它也是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业,又是农业生产、加工、销售综合起来,适应市场经济发展的现代农业。
【详解】A、据图可知,在该生态农业中存在水稻、杂草、萍→鸭和水稻、杂草、萍→害虫→鸭两条食物链,故鸭处于第二、第三营养级,A正确;
B、箭头⑧表示鸭呼吸消耗的能量,箭头⑨表示鸭流向分解者的能量,二者之和比③⑥⑦之和(鸭同化的能量)小的原因是部分能量流向人(流向下一营养级),以及还有未利用的部分,B正确;
C、通过取样器可以获取一定体积的土壤样本,然后对其中的小动物进行分类和计数,从而了解土壤小动物的种类和数量,是调查土壤小动物类群的丰富度的常用方法,C正确;
D、生态农业的目的是实现生态效益、经济效益和社会效益的统一,通过优化生态系统结构,减少对环境的破坏,提高资源的利用效率,而不是扩大人类的生态足迹,因为生态足迹越大,对环境的压力越大,D错误。
故选D。
7. 图1是自然生态系统的碳循环部分示意图,其中甲、乙、丙、丁组成了生物群落,图2为相关食物网。下列说法正确的是( )
A. 图1中缺少两个箭头,分别是“非生物环境→乙”以及“甲→丙”
B. 乙为初级消费者,乙的存在能够加快生态系统的物质循环
C. 图1中的甲对应图2中的B、C、D,丁对应图2中A
D. 重金属等有毒有害物质在上图中丁和E中积累相对较多
【答案】C
【分析】依据图1中箭头的指向并结合碳循环的过程可知:丁为生产者,甲为初级消费者,乙为次级消费者,丙为分解者,图中缺少的两个箭头分别是“非生物环境→生产者(丁)”以及“初级消费者(甲)→分解者(丙)。在图2中,A为生产者,B、C、D均为初级消费者,E为次级消费者。
【详解】A、在图1中,结合箭头的指向可判断:丁为生产者,甲为初级消费者,乙为次级消费者,丙为分解者,因此图1中缺少两个箭头,分别是“非生物环境→生产者(丁)”以及“初级消费者(甲)→分解者(丙)”的箭头,A错误;
B、在图1中,乙为次级消费者,乙的存在能够加快生态系统的物质循环,B错误;
C、在图2中,A为生产者,B、C、D均为初级消费者,E为次级消费者。图1中的甲为初级消费者,因此甲对应图2中的B、C、D,丁为生产者,所以丁对应图2中A, C正确;
D、重金属等有毒有害物质会沿着食物链在生物体内富集,生物所处的营养级别越高,其体内有毒有害物质的含量就越多,图1中的乙和图2中的E所处的营养级别都是最高的,因此重金属等有毒有害物质在上图中乙和E中积累相对较多,D错误。
故选C。
8. “置位点”是生态系统所具有的某个理想状态,此时生态系统的结构和功能都保持相对稳定的状态。下列说法正确的是( )
A. 处于“置位点”的自然生态系统的有机物总量不断增加
B. 处于“置位点”的不同生态系统对外界干扰的敏感程度相同
C. 生态系统对抗破坏或干扰的调节机制是正反馈和负反馈调节
D. 处于“置位点”的生态系统需要系统外的能量供给
【答案】D
【分析】据图分析:P是生产者,A、B、C、D是消费者,E是分解者。据此分析作答 。
【详解】A、处于“置位点”的生态系统内植物制造的可供其他生物利用的有机物的量,处于比较稳定的状态,即输入和输出基本相等,而非不断增加,A错误;
B、由于不同生态系统的组成成分不同,故处于“置位点”的不同生态系统对外界干扰的敏感程度不同,B错误;
C、正反馈调节会使生态系统偏离稳态,生态系统对抗破坏或干扰的调节机制是负反馈调节,C错误;
D、任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能,D正确。
故选D。
9. 牛肉膏蛋白胨培养基是一种常见的细菌培养基,用尿素为唯一氮源的选择培养基可用于筛选尿素分解菌,下列相关内容叙述错误的是( )
A. 培养细菌时一般需要将培养基调至酸性
B. 蛋白胨可以为细菌提供碳源、氮源和维生素等
C. 培养基倒入培养皿后不用再灭菌,冷凝后倒过来放置
D. 欲知选择培养基是否起到了选择作用,可设置牛肉膏蛋白胨培养基作为对照
【答案】A
【分析】牛肉膏、蛋白胨以为微生物提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素等营养物质,其中牛肉膏主要提供碳源,蛋白胨主要提供氮源。不同微生物适宜的pH值不同,菌生长繁殖所需要的pH是中性或弱碱性,霉菌适宜的pH是酸性。
【详解】A.培养霉菌时一般需要将培养基调至酸性,培养细菌时一般需要将培养基调至中性或弱碱性,A错误;
B.蛋白胨可以为细菌提供碳源、氮源和维生素等,B正确;
C.培养基先经过高压蒸汽灭菌,在无菌操作台上倒入培养皿后不用再灭菌,冷凝后倒置,C正确;
D.欲知选择培养基是否起到了选择作用,应设置没有选择作用的培养基作为对照,牛肉膏蛋白胨培养基可以培养很多类型的细菌,能起到对照作用,D正确。
故选A。
10. 为筛选某种氨基酸缺陷型菌株,实验人员利用影印接种法的实验过程如图所示,其中基本培养基中缺乏某种氨基酸,而完全培养基中含有该种氨基酸。下列叙述错误的是( )
A. 待测培养皿中应为完全培养基
B. 图中各种培养基均需经过高压蒸汽灭菌
C. 过程②培养时丝绒布先转印至完全培养基上再转印到基本培养基上
D. 氨基酸缺陷型菌株应从完全培养基上挑选获得
【答案】C
【分析】题意分析,图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌,然后运用“影印法”将菌种接种到两种培养基中:基本培养基、完全培养基,则在基本培养基中,氨基酸缺陷型菌株不能生长,而在完全培养基中能够生长,因此可以选择出氨基酸缺陷型菌株。
【详解】A、待测培养皿中应为完全培养基,此时还未筛选,无论是否氨基酸缺陷型都应能生长,A正确;
B、图中各种培养基均需经过高压蒸汽灭菌,高压蒸汽灭菌法属于湿热灭菌法,B正确;
C、过程②培养时若丝绒布先转印至完全培养基上,有可能沾上完全培养基,再转印到基本培养基上,本不应生存的菌株因此生存下来,影响实验结果,C错误;
D、氨基酸缺陷型菌株在基本培养基上无法生长,但在完全培养基上可以生长,故筛选时应选择在基本培养基上没有生长但在完全培养基上对应位置有菌落的菌株,D正确。
故选C。
11. 工业上常利用发酵工程生产微生物饲料,其主要生产流程如下图。下列叙述错误的是( )
A. 优良菌种不一定是直接从自然界中筛选得到
B. 发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵
C. 生产乳酸菌时,不仅要关注培养基中的营养成分,还要注意隔绝空气
D. 微生物蛋白质含量高,可以从发酵得到的菌体中提取出大量的单细胞蛋白
【答案】D
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、优良菌种不一定是直接从自然界中筛选得到,也可以来自诱变育种或基因工程育种等方式,A正确;
B、发酵工程中,发酵罐内的发酵是整个流程的核心阶段,在这个环节中,微生物在合适的条件下大量生长繁殖并产生目标产物,它涉及到对温度、pH、溶解氧等多种条件的精准控制,直接关系到产物的产量和质量,是发酵工程的中心环节,B正确;
C、乳酸菌是厌氧菌,发酵过程中要注意隔绝空气,C正确。
D、微生物蛋白质含量高,通过发酵获得的大量微生物菌体,即为单细胞蛋白。D错误。
故选D。
12. 下列关于植物组织培养的说法错误的是( )
A. 植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性
B. 诱导愈伤组织再分化期间一般不需要光照
C. 用愈伤组织作为诱变材料可以增加突变个体的比例
D. 单倍体育种过程离不开植物组织培养技术的支持
【答案】B
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,其过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织(高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),愈伤组织经过再分化过程形成试管苗,进一步发育成为植株。
【详解】A、植物组织培养是将离体的植物器官、组织或细胞等培养成完整植株的过程,其原理是植物细胞具有全能性,A正确;
B、脱分化期间一般不需要光照,再分化期间需要光照,有利于叶绿素的合成,B错误;
C、愈伤组织处于不断分生的状态,容易发生突变,用愈伤组织作为诱变材料可以增加突变个体所占的比例,C正确;
D、单倍体育种包括两个程序,花药离体培养和人工诱导染色体加倍,其中花药离体培养应用了植物组织培养技术,D正确。
故选B。
13. 下列有关细胞工程技术的说法不正确的是( )
A. 应用植物组织培养技术培养茎尖分生区得到脱毒苗,获得高产优质的新品种
B. 应用植物细胞培养技术对紫草细胞进行培养进而生产紫草宁,几乎不受自然因素影响
C. 制备特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体——药物偶联物,可以选择性杀伤肿瘤细胞
D. 诱导iPS细胞增殖、分化有望治疗阿尔茨海默病,理论上可以避免免疫排斥反应
【答案】A
【分析】①植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。它不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制。②iPS细胞类似胚胎干细胞,最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。现在,用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。因为诱导过程无须破坏胚胎,而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应。
【详解】A、应用植物组织培养技术培养茎尖分生区得到脱毒苗,减少了病毒的量,优化了产量和品质,但遗传物质不变,没有产生新品种,A错误;
B、应用植物细胞培养技术对紫草细胞进行培养进而生产紫草宁,它不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制,因此几乎不受自然因素影响,B正确;
C、制备特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体——药物偶联物,通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,C正确;
D、诱导iPS细胞增殖、分化有望治疗阿尔茨海默病,因iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,D正确。
故选A。
14. 间充质干细胞(MSC)是一种成体干细胞,具备分化为骨细胞、脂肪细胞等的潜能。目前已被用于器官移植及组织器官修复,下列叙述正确的是( )
A. MSC培养过程中可加入适量抗生素和血清以防止杂菌污染
B. 可用胶原蛋白酶处理体外培养的MSC以解除细胞接触抑制的现象
C. 培养MSC细胞,需要为其创造95%O2和5%CO2的气体环境
D. MSC具有组织特异性,在体内可分化形成诱导多能干细胞
【答案】B
【分析】动物细胞培养需要满足以下条件:①无菌、无毒的环境。②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。③温度:适宜温度。④气体环境:95%空气+5%CO2,O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
【详解】A、 MSC培养过程中可加入适量抗生素以防止杂菌污染,血清能为细胞培养提供一些未知的营养,A错误;
B、细胞接触抑制时可以用胶原蛋白酶或者胰蛋白酶处理,B正确;
C、培养MSC细胞,需要为其创造95%空气和5%CO2的气体环境,C错误;
D、 MSC是一种成体干细胞,具有组织特异性,在体内不能分化形成诱导多能干细胞,诱导多能干细胞一般在体外诱导而来,D错误。
故选B。
15. 我国科学家利用体细胞核移植技术成功克隆了濒临灭绝的某地方牛种。下列叙述正确的是( )
A. 若改为胚胎细胞核移植难度将减小
B. 从牛卵巢中采集的卵母细胞可以直接进行受精作用
C. “对卵母细胞进行去核操作”中的“去核”是指去除以核膜为界限的细胞核
D. 克隆牛培育成功体现了动物细胞具有全能性
【答案】A
【分析】动物细胞核移植技术:
概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
原理:动物细胞核的全能性。
【详解】A、动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。体细胞核移植比胚胎细胞核移植难度大,A正确;
B、从牛卵巢中采集的卵母细胞要培养到MⅡ期,不可以直接进行受精作用,B错误;
C、在卵母细胞去核之前核膜已经消失,细胞中没有完整的细胞核,“对卵母细胞进行去核操作”中的“去核”是指去除纺锤体-染色体复合物,C错误;
D、克隆牛培育需要进行核移植,培育成功体现了动物细胞的细胞核具有全能性,D错误。
故选A。
二、非选择题(共5题,共55分)
16. 选用形态上和习性上很相近的两种草履虫(双小核草履虫和大草履虫)进行单独培养和混合培养实验。实验中这两种草履虫都没有分泌有害物质。实验结果如图1所示,请回答以下问题:
(1)培养液中的草履虫的种群数量可以用_____的方法进行计数。单独培养大草履虫和双小核草履虫时,随着草履虫种群数量的增多,它们对食物和空间的竞争也趋于激烈,导致种群的出生率和死亡率分别_____,当两者相等时,种群的增长停止,有时会稳定在一定的水平,该水平的数值称为K值,K值是指_____。
(2)与单独培养相比,两种草履虫混合培养的结果反映了两种草履虫若在同一个稳定的群落中占据相同的生态位,其中一种终究要被消灭。若两种草履虫要在同一地区内共存,它们之间必然出现_____(答出2点)或其他特征上的生态位分化。
(3)根据以上研究结果,请给出在池塘进行自然养鱼时的合理建议:_____(答出2点)。
(4)研究者从培养草履虫的容器中分离得到一种单细胞真菌,将该单细胞真菌配制得到1mL培养液,对培养液进行1000倍稀释后,再经等体积台盼蓝染液染色后,用血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm)进行计数,观察到一个中方格的菌体数如图2所示。若计数室的中方格中该单细胞真菌数量的平均值与该中方格相同,则培养液中活的该种单细胞真菌的种群密度为_____个·mL-1。
(5)在自然界的生物群落中,双小核草履虫、大草履虫、某种单细胞真菌等生物,各自都占据着相对稳定的生态位,这对群落的意义是_____。
【答案】(1)①. 抽样检测 ②. 降低、升高 ③. 一定的环境条件下所能维持的种群最大数量
(2)栖息地、食性、活动时间
(3)选择生态位重叠小(不同)的鱼类;根据环境容纳量投放鱼苗量
(4)4.5×109 (5)有利于群落中不同生物充分利用环境资源
【分析】由题图可知,双小核草履虫和大草履虫单独培养时,均呈现S型增长,双小核草履虫的环境容纳量更大;混合培养时,双小核草履虫数量增加,大草履虫被淘汰,结合题目信息可知,二者为竞争关系。
【解析】(1)培养液中的草履虫的种群数量可以用抽样检测的方法进行计数,自然界的资源和空间总是有限的,当种群密度增大时,种内斗争就会加剧。死亡率上升,出生率下降,当死亡率增加到与出生率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。
(2)与单独培养相比,两种草履虫混合培养的结果说明,两种草履虫之间是种间竞争关系,并且竞争力弱的一方数量会不断下降,双小核草履虫的繁殖能力比大草履虫强而占有更多的资源,数量逐渐增多。若两种草履虫要在同一地区内共存,为了避免生态位重叠,它们之间栖息地、食性、活动时间上必然出现生态位分化,有利于资源的充分利用。
(3)由实验可知,环境容纳量是有限的,所以育苗投放要根据环境容纳量来投放。如果选择的鱼类生态位重叠大,会造成资源浪费,且竞争激烈,所以也要选择选择生态位重叠小(不同)的鱼类。
(4)图中一个中格16小格中的该真菌数总共有12个,其中3个被台盼蓝染色,说明为死细胞,不计数,则可计数酵母菌为9个,等体积染色相当于稀释两倍,1mL培养液中的该真菌数量为=每个小格中的平均酵母菌数×400个小格÷0.1×1000×培养液稀释倍数,则培养液中该真菌种群密度为=9÷16×400÷0.1×1000×2×1000=4.5×109个·mL-1
(5)群落中的不同生物各自占据着相对稳定的生态位,这有利于群落中不同生物充分利用环境资源。
17. 桑基鱼塘是我国长三角、珠三角地区常见的农业生产模式,是为充分利用土地而创造的一种高效人工生态系统,又带动了缫丝等加工工业的前进,已然发展成一种完整的、科学化的人工生态系统。下图为某地桑基鱼塘的能量流动简图[单位:MJ/(hm2·a)],回答下列问题。
(1)桑基鱼塘的生物群落中,研究桑的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、植株高度、_____等(答出2点)。桑利用自身的光合作用和细胞呼吸代谢,影响环境中的碳—氧平衡,体现了生物多样性的_____价值。
(2)桑基鱼塘中的鱼属于该生态系统组成成分中的_____。桑树的开花需要光信号刺激,当日照时间达到一定长度时,桑树才能开花,这体现出信息传递在生态系统中的作用之一是:_____。
(3)结合表中数据,流经该桑基鱼塘的总能量_____(填“大于”或“小于”或“等于”)(277595+369200)MJ/(hm2·a)。图中A和B表示_____的能量。
(4)运转良好的桑基鱼塘可实现“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑”。图中将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用,蚕沙中的能量属于第_____营养级的能量。从能量流动的角度分析桑基鱼塘农业生产模式的意义是_____。
(5)当桑叶价格高,卖桑叶比卖鱼更合算时,当地农民会将蚕沙用作桑树的肥料,而不是喂鱼,这说明桑基鱼塘农业生产模式中不仅关注当地生态环境,也要考虑居民实际收入,这主要体现了生态工程的_____原理。
【答案】(1)①. 种群密度、与其他物种的关系等 ②. 间接
(2)①. 初级消费者和分解者(或消费者和分解者)②. 生物种群的繁衍,离不开信息的传递
(3)①. 大于 ②. 桑、浮游植物用于生长、发育和繁殖
(4)①. 一 ②. 实现了对能量的多级利用,(从而大大)提高能量的利用率(或实现了对能量的多级利用,使能量得到最有效的利用)
(5)整体
【分析】(1)生态系统结构包括食物链食物网和生态系统的组成成分;生态工程的基本原理包括自生原理、循环原理、整体原理、协调原理。
(2)建立桑基鱼塘的农业生产模式的目的是实现对能量的多级利用,提高能量的利用率,减少环境污染。
【解析】(1)研究桑的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、植株高度、种群密度、与其他物种的关系等。生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面。植物利用自身的光合作用和细胞呼吸代谢,影响环境中的碳———氧平衡,体现了生物多样性的间接价值。
(2)从生态系统组成成分的角度分析,鱼以蚕沙等为食,属于分解者,又可以捕食浮游植物等生产者,属于初级消费者,因此图中的鱼属于该生态系统中的初级消费者和分解者。桑树的开花需要光信号刺激,当日照时间达到一定长度时,桑树才能开花,这体现出生物种群的繁衍,离不开信息的传递。
(3)图中流经该生态系统的能量是桑树、浮游植物等生产者固定的太阳能总量及鱼饵料中的化学能之和,即277595+369200+200000=846795MJ/(hm2·a)。流经该桑基鱼塘的总能量大于(277595+369200)MJ/(hm2·a)。生产者同化的能量一部分用于呼吸作用,一部分用于自身生长、发育和繁殖等生命活动。图中的A和B分别为桑和浮游植物用于生长、发育和繁殖的能量。
(4)蚕沙(粪便)中的能量是蚕未同化的能量,属于上一营养级即第一营养级(桑树)的能量。桑基鱼塘农业生产模式实现了对能量的多级利用,(从而大大)提高能量的利用率(或实现了对能量的多级利用,使能量得到最有效的利用)。
(5)当桑叶价格高,卖桑叶比卖鱼更合算时,当地农民会将蚕沙用作桑树的肥料,而不是喂鱼,这说明桑基鱼塘农业生产模式中不仅关注当地生态环境,也要考虑居民实际收入,体现了社会、经济和生态的共同发展,主要体现了生态工程的整体原理。
18. 某研究小组从葡萄皮表面分离了酵母菌并用于酿酒。请回答下列相关问题:
(1)酵母菌是兼性厌氧菌,在_____(填有氧或无氧)条件下能进行酒精发酵。除氧气含量外,_____(答出1点)因素也是影响酿酒重要因素。
(2)该小组分离纯化酵母菌的过程如下:
①采样与处理:获取新鲜的葡萄皮,用无菌水冲洗。
②富集培养:在YEPD液体培养基中加入若干颗葡萄皮,于28℃恒温摇床中振荡培养48小时,得到酵母菌富集液,振荡的作用是_____、_____。
③分离、纯化、菌种鉴定:将酵母菌富集液稀释至一定倍数,涂布在WL培养基(含溴甲酚绿,能使酵母菌菌落呈现奶油白色、淡绿色至深绿色)上,在37℃倒置培养5天后观察结果。
(3)WL培养基从功能上看属于_____培养基。此处对酵母菌进行纯化使用的是_____法,这一方法可以用来纯化培养酵母菌的原理是_____。若用此方法进行微生物的计数,统计的菌落数往往比活菌的实际数目_____,原因是_____。
【答案】(1)①. 无氧 ②. 温度(或PH、营养物质含量等 )
(2)①. 增加溶氧量 ②. 使酵母菌与营养物质充分接触
(3)①. 鉴别 ②. 稀释涂布平板 ③. 当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌 ④. 少 ⑤. 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养基表面,经培养后可形成单个菌落。
【解析】(1)酵母菌可通过有氧呼吸产生CO2和H2O,无氧呼吸产生酒精和CO2,影响酿酒的重要因素有温度、PH、溶氧量、营养物质含量等。
(2)振荡的作用有增加溶氧量并使酵母菌与营养物质充分接触
(3)WL培养基含溴甲酚绿,能使酵母菌呈现奶油白色、淡绿色至深绿色,属于鉴别培养基。将酵母菌富集液稀释至一定倍数,涂布在WL培养基(含溴甲酚绿,能使酵母菌菌落呈现奶油白色、淡绿色至深绿色)上,本题使用的纯化方法是稀释涂布平板法,纯化原理是当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,这样得到的菌落是一个酵母菌细胞繁殖形成的子细胞群体。若用此法进行计数,统计的菌落数往往比活菌的实际数目少,原因是当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。
19. 长穗偃麦草(2n=14)是普通小麦(6n=42)的一个重要野生近缘种,具有蛋白质含量高、抗多种真菌和病毒病害、耐旱、耐寒等优良性状,科学家利用植物体细胞杂交技术培育了普通小麦——长穗偃麦草杂种植株,流程如图所示。请回答下列问题。
(1)长穗偃麦草和普通小麦_____(填能或不能)通过杂交育种得到籽粒蛋白质含量高的新品种,原因是_____。
(2)过程③可用_____试剂诱导,融合后的细胞染色体数目存在多种情况,有丝分裂中期染色体数目为_____条的细胞是所需杂种细胞。
(3)过程④包括_____两个过程,启动细胞分裂和这两个过程的关键激素是_____。
(4)小麦从矮病由从矮病病毒引起,病株叶片细短,叶脉间失绿,植株矮化,对小麦产量影响很大。欲知得到的杂种植株中是否含有同时拥有籽粒蛋白质含量高并且抗从矮病的类型,请设计一个筛选方案:_____ 。
【答案】(1)①. 不能 ②. 长穗偃麦草和普通小麦是不同物种(或答具有生殖隔离)
(2)①. 聚乙二醇##PEG ②. 56
(3)①. 脱分化和再分化 ②. 生长素和细胞分裂素
(4)种植杂种植株,并接种小麦从矮病病毒,从生长良好的抗病植株上收获籽粒,检测其蛋白质含量
【分析】植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
【解析】(1)长穗偃麦草和普通小麦是不同物种,存在生殖隔离,不能杂交或杂交后不能产生可育后代。
(2)植物原生质体融合时可以使用聚乙二醇试剂进行诱导,物理方法不属于试剂,融合后会出现多种类型的细胞,杂种细胞的染色体数目为14+42=56。
(3)过程④为植物组织培养,包括脱分化和再分化两个过程,启动细胞分裂和脱分化、再分化的关键激素是生长素和细胞分裂素
(4)种植杂种植株,并接种小麦从矮病病毒,从生长良好的抗病植株上收获籽粒,检测其蛋白质含量即可筛选是否含有同时拥有籽粒蛋白质含量高并且抗从矮病的类型。
20. 一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体。现用某种抗原处理小鼠(出生后即在无菌室中生存)获得多克隆抗体和单克隆抗体的过程如图所示。回答下列问题:
(1)单克隆抗体的制备过程中,对小鼠多次注射同种特定抗原的目的是 ;B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后需要进行筛选,第一次筛选通常采用特定的_____培养基筛选出杂交瘤细胞,然后进行_____,经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(2)与多克隆抗体相比,单克隆抗体的优点为_____(答出2点)。
(3)图中克隆1-4细胞得到的单克隆抗体_____(填是或不是)只能为同一种类型,原因是_____。
(4)若该种抗原发生部分结构改变,已制备的单克隆抗体和多克隆抗体是否仍然有效?
单克隆抗体_____,多克隆抗体_____。
【答案】(1)①. 确保获得能产生所需抗体的B淋巴细胞 ②. 选择
(2)单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备
(3)①. 不是 ②. 一种抗原中包含多种抗原决定簇,注射一种抗原可以刺激小鼠的多种B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合后产生的杂交瘤细胞可能有多种类型,分别产生与不同的抗原决定簇特异性结合的抗体
(4)①. 部分种类失效,部分种类有效 ②. 有效
【分析】在制备单克隆抗体时,首先要给小鼠免疫,产生相应的浆细胞,然后将浆细胞与骨髓瘤细胞融合,经过选择培养基两次筛选,最后获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞.在单克隆抗体的制备过程中,使用了动物细胞培养和动物细胞融合等动物细胞工程技术。
【解析】(1)对小鼠多次注射特定抗原的目的是确保获得能产生所需抗体的B淋巴细胞,在单克隆抗体的制备过程中,由融合细胞到单克隆抗体需要多次筛选,第一次筛选通常采用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,对上述过程得到的杂交瘤细胞要进行克隆化培养和抗体检测,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(2)与多克隆抗体相比,单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备。
(3)一种抗原中包含多种抗原决定簇,因此注射一种抗原可以刺激小鼠的多种B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合后产生的杂交瘤细胞可能有多种类型,产生与不同的抗原决定簇特异性结合的抗体。若在进行抗体检测时,用不同的抗原决定簇分别检测,将有可能筛选得到产生不同抗体的杂交瘤细胞,所以得到的单克隆抗体并不是只能为同一种类型。
(4)抗原部分结构改变后会出现已制备单克隆抗体部分种类失效(相应抗原决定簇已改变),部分种类有效(相应抗原决定簇未改变),而多克隆抗体仍有效。
【生物】福建省福州市八县(市,区)协作校2024-2025学年高二下学期4月期中考试(解析版)
福州市八县 (市,区)协作校2024-2025 学年第二学期期中联考
高二生物试卷
【完卷时间:75 分钟 满分: 100分】
一、单选题(每题2分,共40分)
1. 某学习小组设计并制作生态缸,观察其稳定性,以下方法错误的是( )
A. 对生态系统的基本成分及其比例要有严格的要求,生态缸可制作成封闭
B. 生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力,且放置生物的数量要合适
C. 为了使生态缸内的沙地保持干燥,应将生态缸放置在直射光下
D. 生态缸制作完毕后,应该贴上标签,在上面写上制作者的姓名与制作日期
【答案】C
【分析】生态瓶制作要求:生态瓶必须是封闭的;生态瓶中投放的几种生物必须具有很强的生活力,成分齐全(具有生产者、消费者和分解者);生态瓶材料必须透明;生态瓶宜小不宜大,瓶中的水量应占其容积的4/5,要留出一定的空间;生态瓶采光用较强的散射光;选择生命力强的生物,动物不宜太多,个体不宜太大。
【详解】A、生态缸可制作成封闭型,但对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求,即生态系统成分齐全,另外比例适中,A正确;
B、生态缸生态系统自我调节能力很弱,所以其中放置的生物必须具有较强的生活力,放置生物的数量要合适,B正确;
C、为了使生态缸内的沙地保持干燥,可在沙土下铺垫一张塑料布,但生态缸不可放置在直射光下,以防温度过高,使得生物死亡,C错误;
D、生态缸制作完毕后,应该贴上标签,在上面写上制作者的姓名与制作日期,便于统计其稳定性的大小,D正确。
故选C。
2. 在一个草原生态系统中,鼠是初级消费者。现将某动物新物种X引入该生态系统,调查鼠与X的种群数量变化,结果如下表所示。若不考虑气候和其他因素的影响,下列叙述正确的是( )
A. 鼠和X种群为原始合作关系
B. 客观上物种X起到促进鼠种群发展的作用,两种生物共同进化
C. 引入物种X后,鼠种群的环境容纳量减小,X种群的K值是250
D. 在第5年时,鼠种群的年龄组成属于衰退型
【答案】B
【分析】根据表格分析,将某动物新物种X引入该生态系统,鼠的种群数量略有增加后逐年减少,并趋于稳定;动物新物种X的种群数量逐年增多,后略有减少并趋于稳定,说明两个种群之间最可能是捕食关系,其中鼠种群数量较多,为被捕食者,又鼠是初级消费者,所以动物新物种X是次级消费者。
【详解】A、根据题意和图表分析可知:鼠和X为捕食关系,其中鼠为被捕食者,新物种X为捕食者,A错误;
B、客观上物种X在捕食过程中,淘汰鼠种群中生存能力弱的个体,起到促进鼠种群发展的作用,两种生物共同进化,B正确;
C、引入物种X后,由于增加了天敌,鼠种群的环境容纳量减小,而稳定后X种群的K值大约是180左右,C错误;
D、在第5--8年时,鼠种群的数量保持相对稳定,说明在第5年时,鼠种群的年龄组成属于稳定型,D错误。
故选B。
3. 研究种群数量的变化规律,对于野生资源的利用和保护有重要意义,如图是某海域野生鱼类在实施了休渔保护后的种群增长曲线,下列说法错误的是( )
A. 为了获得最大捕捞量,捕捞后种群数量应该保持在b点附近范围所代表的水平上
B. 该种群增长速率最快的点是b点,环境阻力最大是在8年以后
C. 休渔能够很好地促进该种群数量的恢复,使该种群数量持续增长
D. 适当的捕捞有利于该鱼类更新,有利于该种群的生存
【答案】C
【分析】从图中分析可知:该图为种群增长的“S”型曲线,在b点处,种群数量达到环境容纳量的一半,个体数量增长最快,种群增长速率最大;在d点处,该种群数量不再增长,种群数量达环境容纳量的最大值,此时环境阻力最大。
【详解】A、该图为种群增长的“S”形曲线。在b点处,种群数量达到K/2,个体数量增长最快,种群增长速率最大,为了获得最大捕捞量,捕捞后种群数量应该保持在b点附近范围所代表的水平上,A正确;
B、第8年该种群数量不再增长,种群数量达到K值,此时环境阻力最大,B正确;
C、休渔可以促使种群数量恢复,因为有环境条件等的限制,不能使种群数量持续增长,C错误;
D、适当的捕捞可以将年龄较大、生存力弱的个体淘汰,为幼鱼提供更多的食物和生存空间,有利于该种群的生存,D正确。
故选C。
4. 土壤中的微生物数量是极其繁多的,下列关于土壤微生物的叙述正确的是( )
A. 土壤中的微生物均是分解者,可以将土壤中有机质分解为无机物
B. 土壤微生物对落叶的分解能力与土壤的温度、湿度有关
C. 探究落叶的腐烂是否与土壤微生物有关,实验组的土壤要进行100℃高温灭菌处理
D. 土壤微生物的存在能够促进生态系统的物质和能量的循环利用
【答案】B
【分析】生态系统中的分解者可以将有机质分解为无机物,可以促进生态系统的物质循环利用;若要探究落叶的腐烂是否与土壤微生物有关,实验的自变量应为土壤微生物的有无,因变量是土壤中落叶的腐烂情况,对照组土壤不做处理,实验组土壤进行灭菌处理,以尽可能排除实验组土壤微生物对落叶腐烂的影响。
【详解】AD、土壤中的微生物不都是分解者(如硝化细菌是化能自养型的微生物,属于生产者),分解者可以将土壤中有机质分解为无机物,再供绿色植物吸收利用,以促进生态系统的物质循环利用,但能量不能被循环利用,AD错误;
B、土壤微生物的分解能力受温度和土壤湿度影响较大,一般情况下,温度与湿度越高,土壤微生物的分解能力越强,反之,则越弱,B正确;
C、若要探究落叶的腐烂是否与土壤微生物有关,实验的自变量应为土壤微生物的有无,因变量是土壤中落叶的腐烂情况,对照组土壤不做处理,实验组土壤进行灭菌处理,以尽可能排除实验组土壤微生物对落叶腐烂的影响。但实验组的土壤应不能进行100℃高温灭菌处理,尽可能避免土壤理化性质的改变,可以将土壤用塑料袋包好,放在60℃恒温箱中处理1h,C错误。
故选B。
5. 下列关于群落结构与演替的叙述,正确的是( )
①稻田中的水稻有高有矮,表现出明显的分层现象
②物种丰富度与群落结构的复杂程度有关
③校园中低矮的草坪不存在垂直结构和水平结构
④初生演替和次生演替最终一定都能演替到森林阶段
⑤菟丝子从大豆体内获取有机物和无机物,两者是互利共生关系
⑥芦苇是湿地的优势物种,与其和浮萍等植物在竞争阳光时处于优势有关
A. ②⑥B. ①⑥C. ②⑤D. ⑤⑥
【答案】A
【分析】(1)群落的结构分为垂直结构和水平结构。垂直结构具有明显的分层现象。水平结构,由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,它们呈镶嵌分布。
(2)初生演替:是指一个从来没有被植物覆盖地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】①群落的分层现象是指群落中的动植物在垂直方向上有分层现象,水稻只是一个种群,不能体现群落的分层现象,①错误;
②物种丰富度与群落结构的复杂程度有关,丰富度越大,种群间的关系越复杂,群落结构越复杂,②正确;
③校园中低矮的草坪也存在垂直结构和水平结构,③错误;
④初生演替和次生演替不一定最终都能演替到森林阶段,能否演替到森林阶段,要看气候是否适宜,④错误;
⑤菟丝子从大豆体内获取有机物和无机物,对大豆的生长不利,这属于寄生关系,⑤错误;
⑥芦苇是湿地的优势物种,与其和浮萍等植物在竞争阳光时处于优势有关,⑥正确。
综上分析,A正确,BCD错误。
故选A。
6. 树线是指高海拔山地天然森林分布的上限,树线以上为高山灌丛和草甸,树线以下分布的是以乔木为主的森林,如图1.生态学家研究了树线之上植被厚度对树线上升幅度的影响,如图2.当植被厚度较大时,会形成一道厚厚的“封锁墙”,植物种子落于此地难以萌发。下列相关叙述错误的是( )
A. 区分高山灌丛、草甸、乔木群落的首要特征是群落的物种组成
B. 树线上升过程中群落发生次生演替,输入该生态系统的总能量增多
C. 树线之上和树线之下的植物群落明显不同,属于群落的垂直结构
D. 树线之上植被厚度大时,植物种子落于此地难以萌发导致树线相对静止
【答案】C
【分析】群落的空间结构包括垂直结构和水平结构;垂直结构是指群落在垂直方向上的明显的分层现象,水平结构是指由于地形、土壤湿度、盐碱度的差异、光照的不同生物自身生长特点的不同及任何动物的影响等因素,不同地段分布着不同种群、同一地段上种群密度也有差异的现象。
【详解】A、物种组成是区别不同群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素,A正确;
B、在树线上升的过程中,原有的群落发生了次生演替,随着演替的进行,树木越来越多,输入该生态系统的总能量逐渐增多,B正确;
C、影响树线之上和之下植被分布的最主要因素是温度,属于群落的水平结构,C错误;
D、图2说明,树线上升与树线之上植被厚度呈负相关,可能是树线之上植被厚度大时,形成一道又宽又厚的“封锁墙',树木的种子落地于此便遭到“封杀”,导致树线相对静止,D正确。
故选C。
7. 生殖对策指生物繁衍后代时所面临的各种抉择。r-对策是处于不稳定的环境、以更多的能量用于高生殖率来适应环境的生物的对策。K-对策是处于较稳定环境、以较少的能量用于生殖,而用较多的能量用于自身个体生长的生物的对策。下图是两类不同生殖对策的物种在群落演替中的消长情况统计图。下列叙述错误的是( )
A. 群落演替是生物与环境、生物与生物之间协同进化的过程
B. 在群落中相对比例出现差异的原因是r-对策生物的出生率越来越低
C. 根据生殖情况,银杏和大熊猫均属于K-对策的生物类群
D. 与演替过程中的群落相比,顶极群落的特征是总生产量与总呼吸量大体相等
【答案】B
【分析】(1)K-对策
K-对策者类型的r值较小,而相应K值较大,种群数量比较稳定。属于此种类型的物种,一般个体较大,寿命较长,繁殖力较小,死亡率较低,食性较为专一,活动能力较弱,其种群水平一般变幅不大。当种群数量一旦下降至平衡水平以下时,在短期内不易迅速恢复。
(2)r-对策
r-对策者是典型的机会主义者,类型的r值较大,K值相应较小,种群数量经常处于不稳定状态,变幅较大,易于突然上升和突然下降。一般种群数量下降后,在短期内易于迅速恢复。属于此种类型的物种,一般个体较小,寿命较短,繁殖力较大,死亡率较高,食性较广。
【详解】A、群落演替是生物与生物之间、生物与无机环境之间协同进化的结果,A正确;
B、由题意知,r-对策繁殖力较大,所以生物在群落中相对比例出现差异的原因不是r-对策生物的出生率越来越低,B错误;
C、银杏和大熊猫生殖率较低,所以根据生殖情况,银杏和大熊猫均属于K-对策的生物类群,C正确;
D、顶极群落即群落演替达到了一个成熟阶段,该阶段总生产量与总呼吸量相对稳定,从而使生态系统保持一定的稳定性,D正确。
故选B。
8. 在没有竞争和捕食存在的情况下,潜在的生态位就是基础生态位。一个物种实际占有的生态位叫做实际生态位。生态位宽度是指群落中的一种生物所利用的各种不同资源的总和,生态位的大小可用生态位宽度表示。如图是某地三种食虫蝙蝠觅食活动的时间分布图,下列说法正确的是( )
A. 不同生物的基础生态位部分重叠时,实际不一定存在种间竞争
B. 窄生态位的种内竞争和种间竞争强度均大于宽生态位
C. 三种蝙蝠栖息在不同的树洞中,这是三种蝙蝠各自占据的实际生态位
D. 三种蝙蝠各自占据的实际生态位大小为棕蝙蝠>蓬毛蝙蝠>银毛蝙蝠
【答案】A
【分析】(1)生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,包括所处的空间位置、占用资源的情况以及与其他物种的关系等。
(2)生态位的研究内容:
植物:在研究领域内的出现频率、种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。
动物:栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
特点:群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位。
原因:群落中物种之间以及生物与环境间协同进化的结果。
意义:有利于不同生物充分利用环境资源。
(3)分析曲线可知,三种食虫蝙蝠觅食活动的时间相互重叠,说明三种蝙蝠之间属于竞争关系,但三者的活动高峰时间相互错开,有利于降低它们之间的竞争压力,这种相互错开觅食,也是长期自然选择的结果。
【详解】A、三种蝙蝠活动高峰时间相互错开,有利于避免生态位过度重叠,从而减少竞争,A正确;
B、窄生态位的种内竞争强度大于宽生态位,种间竞争强度小于宽生态位,窄生态位种内竞争强度大,种间竞争强度小,宽生态位相反,B错误;
C、三种蝙蝠的实际生态位不仅仅是它们分别占据的树洞,还和食物和竞争者的分布有关, C错误;
D、实际生态位包含了一个物种所占的空间位置、占用的资源情况,以及与其他物种的关系等,图中仅仅表示不同种类的蝙蝠觅食活动频率,无法比较实际生态位的大小,D错误。
故选A
9. 为了研究某降水充沛、气温较高的山区群落演替规律,生态学家利用“把同一时间内的不同群落当做同一群落不同演替阶段”的原理,研究了灌草丛、针阔叶混交林、常绿阔叶林和针叶林等 4 个群落的相关特征,结果如下表所示。下列有关说法不正确的是( )
注:叶面积指数是指单位土地面积上的叶片总面积。
A. 该地区群落演替过程中,叶面积指数与植被干物质的量呈正相关
B. 群落的总呼吸量比生产者光合作用产生的有机物的量少,说明群落含有的有机物总量增加
C. 四个群落中只有灌草丛没有垂直结构
D. 该地区群落演替过程中,前期的干物质量增长迅速,后期增长缓慢
【答案】C
【分析】分析表格:表格表示灌草丛、针阔叶混交林、常绿阔叶林、针叶林等4个群落的相关特征。随着群落演替的进行,群落中的有机物总量逐渐增加,因此该地区群落演替的阶段顺序是灌草丛→针叶林→针阔叶混交林→常绿阔叶林。
【详解】A、结合表中数据可知,该地区群落演替过程中,植被干物质的量随叶面积指数增大而增加,故叶面积指数与植被干物质的量呈正相关,A正确;
B、群落的总呼吸量比生产者光合作用产生的有机物的量少,则能量的输出小于输入,说明群落中有机物有积累,故有机物总量增加,B正确;
C、四个群落均有垂直结构,C错误;
D、该地区群落演替的阶段顺序是灌草丛→针叶林→针阔叶混交林→常绿阔叶林,该过程中前期的干物质量增长迅速,后期增长缓慢,D正确。
故选C。
10. 生态工程的设计需遵循“整体、协调、循环、自生”等生态学基本原理,下列相关说法不正确的是( )
A. 增加物种多样性有利于生态系统维持稳定,体现了自生原理
B. 循环原理可使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用
C. 处理好生物与生物之间的协调与平衡,需要尽可能多地增加生物的数量
D. 遵从自然生态系统的规律要保证各组分之间比例适当、结构有序
【答案】C
【分析】生态工程依据的生态学原理:(1)自生:由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。要求:有效的选择生物组分并合理布设;创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件。(2)循环:指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。即保证物质循环再生。(3)协调:即生物与环境、生物与生物的协调与适应等也是需要考虑的问题。要求:处理好协调问题,需要考虑环境容纳量。(4)整体:树立整体观,遵循整体原理。
【详解】A、增加物种多样性强调生态系统通过自我设计、自我调节和自我维持实现稳定,有利于生态系统维持稳定,体现了自生原理,A正确;
B、循环原理要求物质在系统中高效循环利用,减少废物。前一环节的废物作为后一环节的资源(如秸秆还田、废物再利用),B正确;
C、协调与平衡指生物与环境、生物与生物之间的适配(如数量、资源匹配)。盲目增加生物数量可能导致资源短缺或竞争加剧,破坏平衡,C错误;
D、整体性原理要求系统各组分比例适当、结构有序(如食物链的合理配置),以维持功能协调。遵从自然规律是生态工程的基础,D正确。
故选C。
11. 近年来,我国湖南、江苏等地出现“怪鱼”鳄雀鳝,号称“水中绞肉机”。该鱼为入侵物种,肉质粗糙,不具备经济价值,内脏和鱼卵都有剧毒,其内脏污染物富集程度很高。下列叙述错误的是( )
A. 鳄雀鳝进入天然水域会直接导致该地水生生物的多样性降低
B. 鳄雀鳝同化能量的绝大部分以粪便的形式进入分解者的体内
C. 鳄雀鳝至少处于第三营养级,在所属食物链中富集的污染物最多
D. 鳄雀鳝的入侵可能会改变自然环境下群落演替的方向
【答案】B
【分析】(1)生物入侵是指某物种由它的原产地经自然或人为途径迁移到另一个新的环境,并对当地生物多样性造成危害的过程。
(2)物种入侵会破坏原有生态系统的稳定性和生态平衡,是生态系统的生物多样性受到严重威胁,引发生态危机。
(3)能量流动过程中能量关系:摄入量=同化量+粪便量;同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能量;生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量。
(4)生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,称作生物富集。
【详解】A、鳄雀鳝食性广泛,缺乏天敌,进入天然水域会直接导致该地水生生物的多样性下降,A正确;
B、鳄雀鳝同化能量的绝大部分通过呼吸作用以热能的形式散失了,粪便量不属于它的同化能量,是属于上一营养级的同化量,B错误;
C、鳄雀鳝是一种肉食性鱼类,至少处于第三营养级。因缺乏天敌,属于最高营养级,在所属食物链中富集的污染物最多,C正确;
D、鳄雀鳝是大型肉食凶猛鱼类,由于很少由天敌,其种群数量很可能会迅速增长,从而取代群落中的优势物种,可能会改变自然环境下群落演替的方向,D正确。
故选B。
12. 某森林群落中存在一条食物链“草→昆虫→蜘蛛→鸟”,其中蜘蛛摄入的能量去向如下图所示,图中①-⑦代表能量值,字母A-C代表能量类型。下列叙述正确的是( )
A. 图中(⑤/②)×100%代表蜘蛛到鸟的能量传递效率
B. 图中(①-④)可表示蜘蛛用于生长、发育和繁殖的能量
C. 图中③属于昆虫的同化量,但不属于蜘蛛的同化量
D. 若该森林生态系统处于生态平衡,则(⑤+⑥+⑦)的值等于零
【答案】C
【分析】题图分析:①表示摄入能量,②表示同化能量,③表示粪便中的能量,④表示呼吸散失的能量,⑤表示传递到下一个营养级的能量,⑥表示未被利用的能量,⑦表示被分解者分解的能量。
【详解】A、能量传递效率是相邻两个营养级同化量之比,②表示蜘蛛同化能量,而⑤表示被鸟摄入的能量,不是鸟同化的能量,所以不能用(⑤/②)×100%代表蜘蛛到鸟的能量传递效率,A错误;
B、图中①表示蜘蛛的摄入能量,②表示蜘蛛的同化能量,④表示蜘蛛通过呼吸作用散失的能量,故蜘蛛用于生长、发育和繁殖的能量(净同化量)=(②-④),B错误;
C、由题干可知,蜘蛛以昆虫为食,图中③表示蜘蛛粪便中的能量,不属于蜘蛛的同化量,而属于昆虫的同化量,C正确;
D、若该森林生态系统处于生态平衡,食物链“草→昆虫→蜘蛛→鸟”仍存在,蜘蛛的净同化量(⑤+⑥+⑦)的能量值仍大于零,D错误。
故选C。
13. 样线法是调查鸟类种群密度的常用方法。该方法首先要划定几条样线,然后沿样线行走时,记录前方和样线两侧一定范围内的鸟类的数量,不记录调查者身后向前方飞行的鸟类。调查中使用的工具为双筒望远镜、单筒望远镜、测距仪等。下列相关说法正确的是( )
A. 划定样线要优先考虑鸟类飞行、聚集较多的区域
B. 记录身后向前飞行的鸟类,有可能使调查结果偏大
C. 样线法的调查结果与调查者行走是否安静无关
D. 由于使用了望远镜,该调查方法的误差与鸟类的体型大小无关
【答案】B
【分析】样线法与样方法和标记重捕法均是调查种群密度的常用方法,调查过程中需要结合实际情况进行具体操作,都是估算法,均需要考虑随机取样、减小误差,使结果接近真实值。
【详解】A.调查种群密度要遵循随机取样的原则,所以划定样线要优先考虑鸟类飞行、聚集较多的区域会导致调查结果出现较大误差,A错误;
B.调查时,记录前方和样线两侧一定范围内的鸟类的数量。身后向前飞行的鸟类已经进行计数,记录调查者身后向前方飞行的鸟类属于重复计数,有可能使调查结果偏大,B正确;
C.调查者行走是否安静会影响到调查鸟类的活动,所以会影响样线法的调查结果,C错误;
D.调查过程中需要根据鸟类体型的大小选择调查范围,所以该调查方法的误差与鸟类的体型大小有关,D错误;
故选B。
14. 稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统,卷叶螟和褐飞虱是稻田中两种主要害虫,拟 水狼蛛是这两种害虫的天敌。下列叙述错误的是( )
A. 害虫与拟水狼蛛间信息传递,有利于维持生态系统的稳定
B. 防治稻田害虫,不能提高生产者和消费者之间的能量传递效率
C. 精耕稻田与弃耕稻田的生物群落,演替的方向和速度相同
D. 用性引诱剂专一诱捕卷叶螟,短期内褐飞虱种群密度会下降
【答案】C
【分析】信息传递对于调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定具有重要作用;在食物链中,通过防治害虫只能提高能量利用率,使得能量朝有利于人的方向流动,能量传递效率是不能提高的,只能是10%-20%之间;精耕稻田受到人的影响,其演替方向和速度与弃耕稻田的有差异;卷叶螟和褐飞虱是拟水狼蛛的捕食对象,当卷叶螟被性外激素大量诱捕导致数量下降时,拟水狼蛛通过大量捕食褐飞虱维持种群数量,此时褐飞虱种群密度下降。
【详解】A、害虫与天敌之间存在信息传递,有利于维持生态系统的稳定,A正确;
B、生态系统的能量传递效率在10%~20%之间;防治稻田害虫,可以改变能量的流动方向,不能提高能量传递效率,B正确;
C、精耕稻田受人为干预,演替速度慢且始终为稻田;弃耕稻田受人为干预,演替速度较快,且在环境条件适宜时,能演替到森林阶段,C错误;
D、卷叶螟和褐飞虱是拟水狼蛛的捕食对象,当卷叶螟被性外激素大量诱捕导致数量下降时,拟水狼蛛通过大量捕食褐飞虱维持种群数量,此时褐飞虱种群密度下降,D正确。
故选C。
15. 2017年的十九大报告中,习主席就生态问题发表了如下讲话:“要加快生态文明体制改革,建设美丽中国”。下列关于生态环境的叙述,错误的是( )
A. 农村综合发展型生态工程实现了物质和能量的循环利用
B. 生活中减少含磷洗涤剂的使用可以降低赤潮发生的概率
C. 化石燃料的大量燃烧会导致温室效应、酸雨等环境问题
D. 保护森林就是将合理利用森林资源和保护森林资源有机结合起来
【答案】A
【分析】全球性生态环境问题:(1)全球气候变;(2)水资源短缺;(3)臭氧层破坏;(4)酸雨;(5)土地荒漠化;(5)海洋污染;(6)生物多样性锐减。
【详解】A、农村综合发展型生态工程实现了物质循环利用和能量的多级利用,A错误;
B、大量含氮、磷的物质和其他生活污水排入海水,是引发赤潮的主要因素,生活中减少含磷洗涤剂的使用可以降低赤潮发生的概率,B正确;
C、化石燃料燃烧会生成二氧化碳、二氧化硫等气体,二氧化碳是温室效应的主要气体,二氧化硫是形成酸雨的主要气体,C正确;
D、保护森林不是一味地只保护森林,而是将合理利用森林资源和保护森林资源有机结合起来,D正确。
故选A。
16. 由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等,在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用,下列有关发酵工程在食品工业上应用的描述,正确的是( )
A. 分离、提纯获得微生物细胞本身或其代谢产物是发酵工程的中心环节
B. 啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,其中,酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成,大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
C. 生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉菌
D. 通过发酵工程可从微生物细胞中提取单细胞蛋白可作为食品添加剂,也可制成微生物饲料
【答案】C
【分析】啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,其中酵母菌的繁殖大部分糖的分解和代谢物的生成在主发酵完成。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能获得澄清、成熟的啤酒。
【详解】A、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,A错误;
B、啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,其中酵母菌的繁殖大部分糖的分解和代谢物的生成在主发酵完成,B错误;
C、黑曲霉菌可用来生产柠檬酸,故生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉菌,C正确;
D、单细胞蛋白是指微生物菌体,D错误。
故选C。
17. 下列关于微生物培养的叙述,不正确的是( )
A. 倒置平板可防止培养皿盖上冷凝水滴落,造成污染
B. 高温灭菌的目的是杀死微生物的细胞、孢子、芽孢
C. 划线分离可在培养基上获得均匀分布的单菌落
D. 稀释涂布平板法易获得单菌落和计数活菌数目
【答案】C
【分析】 稀释涂布平板法:将土样放进无菌水的锥形瓶中,充分摇匀,取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中,依次等比稀释;取0.1mL菌液,滴加到培养基表面;将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中;将涂布器放在火焰上灼烧,待酒精燃尽、涂布器冷却后,再进行涂布;用涂布器均匀将菌液涂布在培养基表面,涂布时可转动培养皿,使涂布均匀。
平板划线法:①将接种环放到火焰上灼烧,直到接种环的金属丝烧红。②在火焰旁冷却接种环。同时,拔出试管的棉塞。③将试管口通过火焰。④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液。⑤将试管口通过火焰,并塞上棉塞。⑥在火焰附近将皿盖打开一条缝隙,用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线,盖上皿盖。⑦灼烧接种环,待其冷却后,从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作,作第三、四、五次划线,注意不要将最后一次划线与第一次的相连。
【详解】A、倒置平板可防止培养皿盖上冷凝水滴落,造成污染,A正确;
B、高温灭菌的目的是杀死微生物的细胞、孢子、芽孢,B正确;
C、划线分离可在培养基上获得单菌落,并非均匀分布,C错误;
D、稀释涂布平板法易获得单菌落和计数活菌数目,D正确。
故选C。
18. 如图表示果酒和果醋生产过程中的物质变化情况,有关叙述错误的是( )
A. 需要O2参与的是过程③④⑤
B. 导致过程④⑤差异的原因主要是糖源是否充足
C. ④的发酵温度要小于②的发酵温度
D. 过程①②在酵母菌细胞中的场所相同
【答案】C
【分析】分析题图:图示是果酒和果醋生产过程中的物质变化情况,其中①是细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中;②是无氧呼吸的第二阶段,为酒精发酵,发生在细胞质基质中;③为有氧呼吸的第二、三阶段,发生在线粒体中;④⑤均为醋酸发酵,发生在细胞质基质中。
【详解】A、过程③为有氧呼吸的第二、三阶段,发生在线粒体中,需要氧气的参与;过程④⑤都是醋酸菌发酵产生醋酸的过程,也需要氧气的参与,A正确;
B、过程④是醋酸菌在缺少糖源时,将酒精变成乙醛,再将乙醛变成醋酸,过程⑤是醋酸菌在氧气、糖源充足时,将葡萄糖转变成醋酸,B正确;
C、④醋酸发酵的温度(30-35℃)高于②酒精发酵温度(18-25℃),C错误;
D、过程①为细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中,过程②为无氧呼吸的第二阶段,发生在细胞质基质中,D正确。
故选C。
19. A、B、C、D四种抗生素均可治疗金黄色葡萄球菌(Sau) 引起的肺炎,为选出最佳疗效的抗生素,研究者将分别含等剂量抗生素的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于Sau均匀分布的平板培养基上,在适宜条件下培养48 h,结果如图。下列叙述错误的是( )
A. 实验中一般采用干热灭菌的方法对培养皿进行灭菌处理
B. 四种抗生素中,抗生素A治疗Sau感染引起的肺炎效果最好
C. 滤纸片b周围抑菌圈中出现的菌落,离抑菌圈越远抗药性越强
D. 接种涂布后的培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养
【答案】C
【分析】实验室常用的灭菌方法:
①灼烧灭菌:将微生物接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌,此外,在接种过程中,试管口或瓶口等容易被污染的部位,也可以通过火焰燃烧来灭菌。
②干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌。
③高压蒸汽灭菌:将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,为达到良好的灭菌效果,一般在压力为100kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30min。
【详解】A、干热灭菌法是指在干燥环境(如火焰或干热空气)进行灭菌的技术,可以对培养皿进行灭菌处理,A正确;
B、据抑菌圈的大小,抗生素D的抑菌圈最小,治疗Sau感染引起的肺炎效果最差;而抗生素A抑菌圈最大,则治疗Sau感染引起的肺炎效果最好,B正确;
C、滤纸片b周围抑菌圈中出现的菌落,离抑菌圈越远,药性变弱,说明菌落抗药性越弱,C错误;
D、接种涂布后的培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养,防止冷凝水滴落引发杂菌污染,D正确。
故选C。
20. 《诗经》反映了我国古代社会生活的同时也体现了很多的生态学现象,下列有关叙述错误的是( )
A. “呦呦鹿鸣,食野之苹”反映了捕食关系,碳可在苹和鹿之间往复循环
B. “燕燕于飞,上下其音”,其中的声音作为物理信息通过空气传播
C. “山有榛,隰有苓”(其中“隰”指低洼地)既体现了不同生物适应不同环境,又体现了生物群落具有水平结构
D. “泽彼之陂,有蒲与荷”反映的是秀美的湿地生态系统,湿地具有蓄洪防旱、净化水质和调节气候的生态功能
【答案】A
【分析】(1)食物链是以生产者为起点,最高级的消费者为终点,通过捕食关系将两个物种联系起来,是物质循环和能量流动的途径。
(2)大多数群落都具有明显的分层现象,例如,森林中自下而上分布有草本植物、灌木和乔木,形成群落的垂直结构,森林植物的分层与对光的利用有关:群落下面各层要比上层的光照弱,不同植物适于在不同的光照强度下生长。这种垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力;
(3)对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的属于直接价值。
【详解】A、鹿食用植物(苹)为捕食行为,“呦呦鹿鸣,食野之苹”可构成一条简单的食物链,碳在苹和鹿之间单向流动,A错误;
B、通过声音传递信息,声音属于物理信息,声音通过空气传播,B正确;
C、“山有榛,隰有苓”,不同环境中分布着各自不同的生物,体现了不同生物适应不同环境,不同地段分布不同的生物(如榛、苓),表现出水平方向上有不同生物的分布,又体现了生物群落具有水平结构,C正确;
D、湿地具有蓄洪防旱、净化水质和调节气候,属于生态系统的间接功能,也叫生态功能,D正确。
故选A。
二、非选择题(共60分)
21. 下图表示种群数量变化的两种曲线,回答下列与种群的特征、数量变化以及应用相关的问题:
(1)图1中在t0~t2时间内,种群数量呈______形增长,若在t2时种群的数量为N,则在t1时种群的数量为______。
(2)若曲线Ⅹ表示某地区一种外来双子叶植物的增长曲线,调查该种群密度可采用样方法,为减少实验的误差,抽取样方时必须______。
(3)若曲线Y表示池塘中某种鱼类的数量变化,则为持续获得经济效益,捕捞后鱼群的年龄结构应为______。
(4)为调查某有害动物的种群密度,某小组采用标记重捕法,在一公顷的范围内第一次捕捉并标记30只,第二次捕捉的个体中10只没有标记,4只有标记,估算该动物的种群密度是______只/公顷,因动物被捕捉一次后的警惕性提高,事实上有害动物的数量______(填“大于”、“小于”或“等于”)估算值。
【答案】(1)①. S ②. N/2 (2)随机取样
(3)增长型 (4)①. 105 ②. 小于
【分析】(1)据图1分析,t0时,种群数量增长速率为0;t0-t1时,种群数量增长速率逐渐升高,种群数量增长速率加快;t1时,种群数量增长速率最大;t1-t2时,种群数量增长速率逐渐降低;t2时,种群数量增长速率为0,此时种群数量达到最大值,即K值。
(2)据图2分析,曲线X表示J形曲线,曲线Y表示S形曲线,两条曲线之间的围城的面积表示环境阻力或在环境阻力下被淘汰的个体。B点时种群增长速率达到最大值,C点为K值。
【解析】(1)在t0-t2时间内,种群增长速率先增加后减少,呈现S形曲线,在t2时种群数量增长速率为0,此时种群数量K,为最大值。t1时种群增长速率最大,此时种群数量为K/2,所以如果在t2时种群的数量为N,则在t1时种群的数量为N/2。
(2)调查植物种群密度采用的方法是样方法,为了减少实验误差,要做到随机取样,且应取多个样方调查种群密度后取平均值。
(3)要想长期获得较高的鱼产量,每次捕捞后鱼的数量需保持在曲线中的K/2左右,此时种群增长速率最大,捕捞后鱼群的年龄组成为增长型。
(4)标记重捕法计算公式:种群中个体数(N)÷标记总数=重捕总数÷重捕中被标志的个体数,即N:30=14:4,解得N=105,由于捕捉一次后的灵敏度提高,重捕中被标记的个体数会减小,会导致种群数量偏大,则事实上有害动物的数量小于估算值。
22. 国家主席习近平曾在第七十五届联合国大会上提出,中国将力争于2060年前实现碳中和,该战略是实现社会生态转型的重要推手。回答下列问题:
(1)碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。碳中和失衡不仅会导致温室效应,还会导致生物多样性锐减,保护生物多样性的关键是______,最有效的保护措施是______。
(2)碳循环发生在______之间,物质循环具有_____的特点。
(3)我国政府从1983年就开始在农村推广沼气工程。将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料,不仅可以提供能源,沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田,通过______,进而被植物吸收。从能量角度分析沼气工程的意义是________。
(4)绿水青山就是金山银山,发展多种多样的绿色生态农业的目的是提高生物多样性的价值,其中生物多样性的______价值明显大于它的______价值。开展植树造林,提高森林覆盖率,一般多选择本地物种的原因有_____(答出一点即可),“宜乔则乔,宜灌则灌”涉及生态工程的______原理。
【答案】(1)①. 协调人和自然环境之间的关系 ②. 就地保护
(2)①. 生物群落与无机环境 ②. 全球性
(3)①. 分解者的分解作用 ②. 实现对能量的多级利用,大大提高能量的利用率
(4)①. 间接 ②. 直接 ③. 本地物种有较高生态适应性;避免外来物种入侵,保证本地生态系统安全性 ④. 协调
【分析】生态系统的物质循环:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。
研究能量流动的意义:①研究能量流动可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。②研究能量流用可以帮助人们合理调整生态系统中能量流动的关系,使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。生物多样性的价值有直接价值、间接价值、潜在价值,直接价值直接价值是指对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等实用意义。间接价值(也叫生态功能)间接价值是指对生态系统起到重要调节功能。潜在价值潜在价值是指目前尚不清楚其价值。
【解析】(1)碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。大量化石燃料的燃烧使CO2短期内大量排至大气中,造成温室效应,是碳中和的主要障碍。生物多样性锐减的原因是生物的生存环境被破坏,所以保护生物多样性的关键是协调人和自然环境之间的关系,最主要的保护措施是就地保护,建立自然保护区。
(2) 碳循环:组成生物体的C元素,不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。碳(C)在生物圈(生物群落和无机环境之间)中以CO2的形式进行循环,故具有全球性的特点。
(3)沼渣中含有有机物,经分解者分解为水、无机盐、CO2等无机物,被植物吸收。沼气作为能源使生产者固定的太阳能被充分利用,实现了实现对能量的多级利用,大大提高能量的利用率。
(4)直接价值是指对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等实用意义。间接价值(也叫生态功能),是指对生态系统起到重要调节功能。间接价值大于直接价值。本地物种适应了本地环境,是本地生态系统的一部分,不会破坏稳定性,外来物种有可能造成数量爆发,危害稳定性。“宜乔则乔,宜灌则灌”,充分考虑了生物与环境、生物与生物的协调与适应。
23. 福建省永泰县种植李子的历史十分悠久,其李树栽培与加工文化在当地已有700余年的传承。目前发酵型李子醋的生产主要采用碱中和李子汁之后再进行酒精发酵和乙酸发酵的方法。回答下列问题:
(1)李子中的淀粉分解即发生________后,可作为果酒发酵的原料。果酒发酵的主要微生物类群是_______,发酵产物酒精产生于________(填具体场所)。
(2)利用李子发酵产生李子果酒的后期,只加入醋酸菌后并没有产生乙酸,原因是______________。
(3)研究人员对某类型醋酸菌的发酵条件进行了相关研究。
①发酵过程中初始乙醇含量对于李子果醋发酵的影响如下图所示。
随着初始乙醇含量增加,总酸含量的变化是先增加然后下降。造成这种现象的原因分别是____________、________。
②对不同初始乙醇含量和温度的组合下李子果醋的风味进行感官评价(包括气味、口味等,以分数表示,分数值越高表示感官越好),结果如下图。
在初始乙醇含量为6.0%、评价为88时,对应的温度有______种可能。为使结果更加可靠,除初始乙醇含量和温度组合外,还应测量________________(答出两种)组合下的感官评价。
【答案】(1)①. 糖化 ②. 酵母菌 ③. 细胞质基质
(2)醋酸菌是好氧菌,进行有氧呼吸,而果酒产生的条件是无氧,且果醋发酵的温度高于果酒发酵
(3)①. 初始乙醇含量低,醋酸菌可利用乙醇产生乙酸,随着乙醇含量增加,青梅果醋中总酸含量增加 ②. 乙醇含量过高,会抑制醋酸菌的生长和代谢,导致青梅果醋中总酸含量降低 ③. 2 ④. 温度和pH、pH和初始乙醇含量
【分析】①利用酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵来制作果酒,酒精发酵时一般将温度控制在18~30℃。
②果醋的制作,使用的醋酸菌是一种好氧菌,需将培养温度控制在30~35℃范围内。
【解析】(1)糖化是指淀粉酶将淀粉分解成糖浆,青梅中的淀粉发生糖化后,可作为果酒发酵的原料。果酒发酵的主要微生物类群是酵母菌。酒精是无氧呼吸的产物,无氧呼吸全过程是在细胞质基质中进行的;
(2)果醋发酵利用的菌种是醋酸菌。醋酸菌是好氧菌,进行有氧呼吸,而果酒产生的条件是无氧,且果醋发酵的温度(30~35℃)高于果酒发酵(18~30℃),所以利用青梅发酵产生青梅果酒的后期,只加入醋酸菌后并没有产生乙酸;
(3) ①果醋的形成是以乙醇为底物,在酶的催化下,通过醋酸发酵形成的。依据图可知,初始乙醇含量低,醋酸菌可利用乙醇产生乙酸,随着乙醇含量增加,青梅果醋中总酸含量增加;当乙醇含量过高时,会抑制醋酸菌的生长和代谢,导致青梅果醋中总酸含量降低。②由图可知:在初始乙醇含量为6.0%、评价为88时,对应的温度有2种可能。对青梅果醋的风味进行感官评价包括气味、口味等,温度和pH通过影响酶的活性来影响乙醇发酵和果醋发酵,而乙醇是果醋形成的底物。可见,为使结果更加可靠,除初始乙醇含量和温度组合外,还应测量温度和pH、pH和初始乙醇含量组合下的感官评价。
24. 福建南平长富牛奶养殖基地不仅注重奶源品质的提升,还积极响应“绿水青山就是金山银山”的号召。为实现了绿
色发展,并助力了乡村振兴,构建了藻菌共生污水净化系统,对生活和工业污水进行净化处理。下图是藻菌共生污水净化系统进行废水处理的流程图。请回答下列问题:
(1)人工湿地中,芦苇属于挺水植物,绿藻属于浮游植物,黑藻属于沉水植物,这些植物的分布体现了群落的________结构,显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
(2)厌氧池中的厌氧微生物的代谢类型是________,它们在生态系统中的作用是_____。
(3)经过氧化塘处理后,后部溶解氧的含量比前部溶解氧的含量____(填“多”或“少”),理由是__________________(答出两点)。
(4)若该人工湿地生态系统中沼虾仅以浮游藻类为食。科研人员对沼虾的能量流动情况进行分析,结果如下表[单位kJ/(cm²·a)]
据表分析,沼虾用于生长、发育和繁殖的能量是__________kJ/(cm²·a)。
(5)虽然人工湿地对城市生态的调节起重要作用,但不能仅仅依靠人工湿地对污水的净化,还应该加强对污染源的控制,理由是___________________。
【答案】(1)垂直 (2)①. 异养厌氧型 ②. 将动植物遗体和动物的粪便分解成无机物
(3)①. 多 ②. 后部水中的有机物少,分解者消耗的氧气少;氧化塘内的植物进行光合作用,使后部水中溶解氧的含量增多
(4)3 (5)生态系统的自我调节能力是有限的
【分析】(1)能量流动是指生态系统中能量的输入(通过植物的光合作用把光能转化成化学能)、传递(流入下一营养级,流入分解者)和散失(各生物的呼吸作用散失)的过程。
(2)群落的空间结构分为垂直结构和水平结构:
群落的垂直结构:指群落在垂直方面的配置状态,其最显著的特征是分层现象,即在垂直方向上分成许多层次的现象。影响植物群落垂直分层的主要因素是光照,影响动物群落垂直分层的主要因素为食物和栖息空间。
群落水平结构:在水平方向上,由于地形的起伏、光照的阴暗、湿度的大小等因素的影响,不同地段往往分布着不同的种群,种群密度也有差别。群落水平结构的特征是镶嵌性。镶嵌性即植物种类在水平方向不均匀配置,使群落在外形上表现为斑块相间的现象。
【解析】(1)人工湿地中的芦苇属于挺水植物,绿藻属于浮游植物,黑藻属于沉水植物,这些植物的分布体现了群落的垂直结构,显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
(2)厌氧池中,起主要作用的是厌氧微生物,代谢类型为异养厌氧型,它们在生态系统中作为分解者对物质循环起着不可或缺的作用,将动植物遗体和动物的粪便分解成无机物。
(3)经过氧化塘处理后,其后部溶解氧的含量比前部溶解氧的含量多,因为后部水中的有机物少,分解者消耗的氧气少;同时氧化塘内的植物进行光合作用,使后部水中溶解氧的含量增多。
(4)据表分析,沼虾用于生长发育和繁殖的能量=同化量-呼吸量=摄入量-粪便量-呼吸量=50-26-21=3kJ/(cm2⋅a)。
(5)生态系统的自我调节能力是有限的,不能仅仅依靠人工湿地对污水的净化,还应该加强对污染源的控制。
25. 人类对资源的利用应采取节约使用、综合利用,避免浪费和破坏的可持续发展原则。桑基鱼塘是珠三角地区人民经过长期生产实践,将种桑和养鱼配合生产而形成的一种可持续发展农业模式。图1桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动,图中字母代表相应能量。图2表示某生态系统中植物和动物构成的食物网。请回答下列相关问题:
(1)流经一个生态系统的总能量是__________。图1中D可表示为__________的能量。
(2)图2中乙和丙的关系是__________。
(3)假设图2中丙的能量4/5来自甲,1/5来自乙,那么丙每增加2Kg,至少需要消耗甲__________Kg。
(4)该生态工程将植物残渣、动物粪便等废弃物充分利用,这体现了生态工程的__________原理。桑树经常发生虫害,从能量流动角度分析,杀虫的目的是_______。
(5)在适宜光周期的刺激下,鱼塘中某些浮游植物会开花,光照对这些浮游植物来说是一种____信息,该实例体现的信息传递功能是_______。
【答案】(1)①. 生产者固定的太阳能 ②. 流向蚕的能量(或“蚕同化的能量”)
(2)捕食和种间竞争 (3)18
(4)①. 循环 ②. 使能量更多地流向人类
(5)①. 物理 ②. 能够影响生物种群的繁衍
【分析】生态系统的信息分为物理信息、化学信息和行为信息。生态系统的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,称为物理信息。生物在生命活动过程中,产生一些可以传递信息的化学物质,诸如植物的生物碱、有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素等,这就是化学信息。动物的特殊行为,对于同种和异种也能够传递某种信息,即生物的行为特征可以体现为行为信息。
【解析】(1)绿色植物固定的太阳能是流经生态系统的总能量,为总光合作用固定的A;图1中D可表示为流向蚕的同化量。
(2)图2中甲为生产者,乙、丙为消费者;乙、丙都捕食甲,为种间竞争关系;丙捕食乙,为捕食关系。
(3)假设图2中丙的能量4/5来自甲,1/5来自乙,那么丙每增加2Kg,按照能量传递效率20%计算,消耗甲为2×4/5÷20%+2×1/5÷20%÷20%=18Kg。
(4)该生态工程将植物残渣、动物粪便等废弃物充分利用,这体现了生态工程的循环原理;杀虫的目的是使生态系统的能量更多地流向人类,减少向害虫的输入。
(5) 光照是一种物理信息;花是植物的生殖器官,影响开花说明信息传递能够影响生物种群的繁衍。
【生物】甘肃省兰州市第四片区2024-2025学年高二下学期期中考试(解析版)
2024-2025学年第二学期期中考试高二年级生物学科试卷
一、选择题(单选,共60分)
1. 下列关于自然生态系统的叙述,不正确的是( )
A. 果园生态系统不属于自然生态系统
B. 太阳能只有通过生产者才能输入生态系统的第一营养级
C. 生态系统中一种生物在食物网中只能占据一个营养级
D. 抵抗力稳定性越强的生态系统,其恢复力稳定性越弱
【答案】C
【分析】一般而言,生态系统中的组成成分越多,营养结构就越复杂,生态系统的自动调节能力就越强,其抵抗力稳定性就越强,相反的其恢复力稳定性往往就越弱。
【详解】A、果园生态系统属于人工生态系统,由人类管理,不属于自然生态系统,A正确;
B、生产者(如绿色植物)通过光合作用固定太阳能,这是自然生态系统第一营养级的唯一能量来源,B正确;
C、 同一生物在不同食物链中可占据不同营养级(如杂食性动物),C错误;
D、一般而言,抵抗力稳定性与恢复力稳定性通常呈负相关,如森林抵抗力强但破坏后恢复困难,D正确。
故选C。
2. 关于生态系统组成成分的正确叙述是( )
①凡是细菌、真菌都是分解者 ②凡是自养型生物都是生产者 ③植物都是生产者 ④动物都是消费者 ⑤异养型生物可以是消费者.
A. ①②B. ②③C. ③④D. ②⑤
【答案】D
【分析】一个完整的生态系统包括生物部分和非生物部分,而生物部分由生产者(植物)、消费者(动物)和分解者(腐生细菌、真菌)组成。
【详解】①只有营腐生生活细菌、真菌才能将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境,促进了物质的循环,如硫细菌就为生产者,①错误;
②生产者主要指绿色植物,能够通过光合作用制造有机物,为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量,故凡是自养生物都是生产者,②正确;
③植物不一定是生产者,如菟丝子,③错误;
④有些动物如蚯蚓为腐生生活,是分解者,④错误;
⑤异养型生物不能自己制造有机物,只能利用现成有机物。消费者就是直接或间接以生产者制造的有机物为食的异养型生物 ,所以异养型生物可以是消费者,⑤正确。
故选D。
3. 如图是某草原生态系统中部分食物网的简图。据图判断,下列说法错误的是( )
①所有生物构成了该地区的生态系统
②箭头表示捕食关系和能量的循环方向
③蝗虫→青蛙→蛇,这条食物链有三个营养级
④该生态系统中青蛙和蜘蛛同化的总能量大于蝗虫同化的总能量
⑤如果蜘蛛种群的数量下降10%则蛇的数量不会发生明显变化
A. ①②③④B. ①③④⑤C. ②③④⑤D. ①②④⑤
【答案】A
【分析】每条食物链的起点都是生产者,终点是不被其他动物所食的动物,即最高营养级,中间有任何间断都不算完整的食物链。
【详解】①生态系统由无机环境与生物群落构成,①错误;
②图中箭头表示捕食关系和能量的流动方向,②错误;
③食物链的起点为生产者,故狗尾草→蝗虫→青蛙→蛇有四个营养级,③错误;
④能量流动的特 点是单向流动、逐级递减,该生态系统中青蛙和蜘蛛同化的总能量小于蝗虫同化的总能量,④错误;
⑤在该食物网中,由于蛇以青蛙为食,青蛙以蝗虫和蜘蛛为食,因此如果蜘蛛种群的数量下降,青蛙、蛇的数量不会有明显的变化,⑤正确。
故选A。
【点睛】食物链和食物网是生态系统的物质循环和能量流动的渠道。
4. 下列关于生态系统能量流动的理解和应用,正确的是( )
A. 太阳能是地球的能量源头,进入到生态系统中的能量,最终都将以热能形式散失
B. “未利用”的能量是随着地壳运动掩埋在地下经过长期的地质作用成为煤、石油等化学燃料中的能量
C. 流经某一个生态系统总能量是该生态系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量
D. “桑基鱼塘”生产方式中蚕获得了桑叶中的能量,鱼获得了蚕粪中的能量,桑树获得了塘泥里腐殖质中的能量
【答案】A
【分析】生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能,传递沿食物链、食物网进行,散失通过呼吸作用以热能形式散失。
【详解】A、太阳能是地球的能量源头,经植物光合作用固定后进入到生态系统,并沿食物链(食物网流动),最终在各营养级呼吸和分解者的分解作用下,以热能形式散失,A正确;
B、“未利用”的能量主要是指既没有用于细胞呼吸,也没有传递给下一营养级和分解者的能量,B错误;
C、流经某一个生态系统的总能量是该生态系统中生产者(第一营养级)经光合作用固定的太阳能,C错误;
D、“桑基鱼塘”生产方式中,桑树只能获取太阳能,不能从塘泥腐殖质中获取能量,D错误。
故选A。
5. 萤火虫通过闪光来识别同伴;孔雀开屏;某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化学物质,如果将这类物质在作物播种前施入土中,就可以使休眠孢子提前发芽,使其找不到寄主而死亡.以上三个实例依次分别体现了( )
A. 物理信息、化学信息、行为信息
B. 物理信息、行为信息、化学信息
C. 行为信息、物理信息、化学信息
D. 化学信息、行为信息、物理信息
【答案】B
【分析】生态系统中信息的类型:(1)物理信息:生态系统中的光、声、颜色、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息.(2)化学信息:生物在生命活动过程中,产生的一些可以传递信息的化学物质.(3)行为信息:是指某些动物通过某些特殊行为,在同种或异种生物间传递的某种信息.
【详解】ABCD、萤火虫发出的光属于物理信息;孔雀开屏是为求偶,属于行为信息;某种植物根系分泌的化学物质属于化学信息,ACD错误,B正确。
故选B。
6. 北方某生态系统碳循环过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 在正常演替过程中,生产者固定CO2量等于整个生物群落排放CO2量
B. 通过a、b的呼吸作用、c的分解作用及e的燃烧,将碳元素输出生物群落
C. d表示大气中的CO2,由于许多因素的影响其含量夏季高于冬季
D. 只需将d的含义改为热能,图即可表示为该生态系统的能量流动示意图
【答案】B
【分析】(1)物质循环是指组成生物体的各种元素元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程,并且物质循环具有全球性。
(2)碳在无机环境和生物群落之间主要以二氧化碳的方式循环,在生物群落内部是以有机物的形式循环的。
【详解】A、若此生态系统中的生物群落处在朝复杂化演替的过程中,生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量,A错误;
B、碳循环是指碳以二氧化碳的形式在无机环境和生物群落之间的往返运动,即通过a、b的呼吸作用、c的分解作用及e的燃烧,将碳元素输出生物群落,B正确;
C、d表示大气中的CO2,由于夏季植物的光合作用能力强于冬季等因素的影响其含量夏季低于冬季,C错误;
D、由于能量只能单向流动、逐级递减,且植物不能利用热能,所以即使将d的含义改为热能,题图也不可表示为该生态系统的能量流动示意图,D错误。
故选B。
7. “鲸落”是鲸尸沉入深海形成的特殊生态系统,深海缺乏阳光,是低温、黑暗、高压的环境,鲸尸为深海动物和微生物提供营养物质,一些细菌的分解作用产生硫化氢,另一些细菌再氧化这些硫化氢得到能量,合成有机物,一具大型鲸尸可以维持多种生物生存上百年。下列叙述错误的是( )
A. 鲸落中的生物属于消费者和分解者
B. 鲸落的能量来源之一是鲸尸有机物中的能量
C. 随着时间推移,鲸落中会发生群落的演替
D. 与热带雨林相比,鲸落的物质循环功能较弱
【答案】A
【分析】生态系统的组成成分:
(1)非生物的物质和能量(无机环境);
(2)生产者:主要是绿色植物,还有少数化能合成型生物,如硝化细菌;
(3)消费者:主要是动物,还有少数营寄生生活的微生物;
(4)分解者:主要是指营腐生生活细菌和真菌,还有少数动物,如蚯蚓、蜣螂等。
【详解】根据题意可知,“鲸落”是鲸尸沉入深海形成的特殊生态系统,根据生态系统的组成可知,鲸落中的生物属于生产者、消费者和分解者,A错误;由于鲸尸为深海动物和微生物提供营养物质,所以鲸落的能量来源之一是鲸尸有机物中的能量,B正确;随着时间推移,鲸落中会发生群落的演替,C正确;与热带雨林相比,鲸落的营养结构简单,物质循环功能较弱,D正确。
8. 某环保部门在凌晨2点选择某养猪场附近河流的四个不同地点测量其溶氧量,结果如图所示,根据图示分析不正确的是( )
A. 地点3附近好氧型微生物活动旺盛
B. 污染最可能从地点2附近开始
C. 地点3溶解氧减少的主要原因是光照不足
D. 地点4数据表明该河流具有抵抗力稳定性
【答案】C
【分析】据图分析:溶氧量越高说明河水没有被污染,2处溶氧量开始降低,说明污染是从2处开始的,3处溶氧量最低,说明3处污染最为严重,4处溶氧量恢复正常,说明河流具有自净功能。
【详解】A、地点3溶氧量最少,说明好氧型微生物活动旺盛,A正确;
B、水中溶氧量从地点2开始减少,说明污染最可能从地点2附近开始,B正确;
C、地点3溶解氧减少主要是由于水中有机物较多,好氧型细菌消耗氧气增多引起的,C错误;
D、地点4数据表明该河流具有抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力,即具有抵抗力稳定性,D正确。
故选C。
9. 生态足迹是指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。生态承载力是指地球提供资源的能力。下列有关说法错误的是( )
A. 桑基鱼塘等生产方式能通过物质循环有效减小生态足迹
B. 同等条件下草原生态系统的生态足迹大于农田生态系统
C. 农牧业生产中延长食物链能减少生物数量、减小生态足迹
D. 培育良种、建设生态工程等措施可提高生态承载力
【答案】C
【分析】生态足迹,又叫生态占用,是指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人,一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面职。例如,一个人的粮食消费借可以转换为生产这些粮食所需要的耕地面积,而他所排放的二氧化碳总量可以转换成吸收这些二氧化碳所需要的森林、草地或农田的面积。因此,生态足迹可以被形象地理解为一只负载人类和人类所创造的城市、耕地、铁路等的巨“足“踏在地球上时留下的足印。生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响就越大。
【详解】A、桑基鱼塘等生产方式能通过物质循环有 效地减少人类所排放的废物,从而有效减小生态足迹, A正确;
B、同等条件下草原生态系统产出比农田低,故其生态足迹要大于农田,B正确;
C、农牧业生产中延长食物链,增加能量的损耗,从而增大生态足迹,C错误;
D、培育良种、建设生态工程等措施可 优化资源配置,从而提高生态承载力,D正确。
故选C。
10. 中共中央总书记习近平同志在参观“复兴之路”展览时,提出了实现中华民族伟大复兴的中国梦。生态文明建设是实现中国梦过程中的一个不可或缺的措施,下列关于生态环境的叙述中错误的是( )
A. 我国的“三北防护林”可有效地防风阻沙,保护当地的草原和农田,提高了生态系统的稳定性
B. 虽然经过了几十年的努力,我国人口增长过快的情况仍未得到有效控制,人口出生率和自然增长率还未明显下降
C. 保护生物多样性的关键是要协调好人与生态环境的关系,如控制人口的增长、合理利用自然资源、防治环境污染等
D. 利用生物技术对濒危物种的基因进行保护也是对濒危物种保护的重要措施
【答案】B
【分析】人口增长对环境的影响:①人均耕地减少;②燃料需求增加;③环境污染加剧;④水、矿产资源短缺;⑤植被破坏。可持续发展:或永续发展,是指在保护环境的条件下既满足当代人的需求,又不损害后代人的需求的发展模式。保护生物多样性就是在生态系统、物种和基因三个水平上采取保护战略和保护措施。
【详解】A、我国的“三北防护林”可有效地防风阻沙,保护当地的草原和农田,提高了生态系统的稳定性,A不符合题意;
B、经过了几十年的努力,我国人口增长过快的情况得到有效控制,人口出生率和自然增长率已经明显下降,B符合题意;
C、保护生物多样性的关键是要协调好人与生态环境的关系,如控制人口的增长、合理利用自然资源、防治环境污染等,C不符合题意;
D、利用生物技术对濒危物种的基因进行保护也是对濒危物种保护的重要措施,D不符合题意,
故选B。
11. 发酵食品是中国传统食品中一个重要类别,承载了中华民族悠久的历史和丰富的文化内涵。下列未经发酵的商品是( )
A. 泡菜B. 食醋C. 豆腐D. 酸奶
【答案】C
【分析】发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。
【详解】A、泡菜制作的原理是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,A错误;
B、食醋的制作原理是利用醋酸菌的有氧发酵,B错误;
C、豆腐是通过将大豆制成豆浆,降温凝固而成,没有发酵,C正确;
D、酸奶是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸制成的,D错误。
故选C。
12. 用图所示发酵装置进行葡萄酒主发酵过程的研究,下列叙述错误的是( )
A. 夏季生产果酒时,需常对发酵罐体进行降温处理
B. 发酵过程中进气口应持续畅通,保证空气的供应
C. 正常发酵过程中,罐内压力不会低于外界大气压
D. 可通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定发酵终止时间
【答案】B
【分析】酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下进行有氧呼吸,生成CO2和H2O;无氧条件下进行无氧呼吸,产物是酒精和二氧化碳。
【详解】A、果酒制作是利用酵母菌的无氧呼吸,而酵母菌适宜生存的温度为18℃-30℃,而夏天温度较高,因此夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理,A正确;
B、产生酒精表明此时已经进行无氧呼吸,无氧呼吸过程中不能充气,否则会抑制酵母菌的无氧呼吸,B错误;
C、正常发酵过程中,酵母菌无氧呼吸不消耗气体,但是不断产生二氧化碳,因此罐内的压力不会低于大气压,C正确;
D、酵母菌发酵过程需要消耗糖,可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵,D正确。
故选B。
13. 我国传统饮食文化源远流长,例如腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵制作的大豆食品。下列相关叙述不正确的是( )
A. 豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸,易于消化吸收
B. 制作腐乳的各种用具需要使用洗洁精、开水等进行清洁和消毒
C. 人工接种毛霉可提高发酵效率,故豆腐发酵是依靠单种微生物
D. 为提高腐乳品质和产量,可利用基因工程等改造和选有优良菌种
【答案】C
【分析】腐乳的制作
原理(1)腐乳发酵在多种微生物的协同作用下进行,其中起主要作用的是毛霉,它是一种丝状真菌,新陈代谢类型是异养需氧型。(2)毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。
流程: 。
【详解】A、豆腐中的蛋白质在相关酶的作用下被分解成小分子的肽和氨基酸,易于被消化吸收,A正确;
B、制作腐乳的各种用具需要使用洗洁精、开水等进行清洁和消毒,避免杂菌污染,B正确;
C、人工接种毛霉可提高发酵效率,但豆腐发酵不是依靠单种微生物,其中起主要作用的是毛霉,C错误;
D、为提高腐乳品质和产量,可利用基因工程等改造和选有优良菌种用于腐乳的制作,D正确。
故选C。
14. 丙草胺(C17H26NO2Cl)是一种被广泛应用的除草剂,还能抑制土壤细菌、放线菌和真菌的生长。某研究小组为获得能修复污染土壤的微生物资源,从某地土壤中分离获得能有效降解丙草胺的细菌菌株并对其计数,如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 涂布前要检测培养基是否被污染可接种自来水后培养
B. 利用该方法计数结果往往比显微镜直接计数法偏小
C. 使用以丙草胺为唯一氮源的培养基属于选择培养基
D. 涂布培养的结果表明每克土壤中的菌株数约为1.7×109个
【答案】A
【分析】(1)微生物常见的接种的方法:
平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在划线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落;
稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
(2)在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称做选择培养基。
【详解】A、涂布前要了解培养基是否被污染可将未接种的培养基在相同条件下培养,观察是否有菌落出现,A错误;
B、该计数方法为稀释涂布平板法,由于当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,故计数结果比显微镜直接计数法偏小,B正确;
C、若以丙草胺作为唯一氮源,则只有具有降解能力的降解菌能够存活,属于选择培养基,C正确;
D、根据5号试管的数据可知,每克土壤中菌株数为(168+175+167)÷3÷0.1×106=1.7×109个,D正确。
故选A。
15. 下列关于植物组织培养过程的叙述不正确的是( )
A. 愈伤组织是外植体再分化形成的
B. 愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块
C. 诱导生芽或生根时,需要生长素与细胞分裂素的比例合适
D. 再生植株移栽前,需要打开瓶盖在培养箱中“锻炼”数日
【答案】A
【分析】(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,其具体过程:外植体脱分化形成愈伤组织,再分化形成胚状体,进而成新植体,其中脱分化过程要避光,而再分化过程需光。
(2)植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等)。②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
(3)在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用共同调节.在植物组织培养时,通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分化出根或芽.生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成.比值适中时,促进愈伤组织的生长。
【详解】A、外植体经过脱分化可以形成愈伤组织,经过再分化形成胚状体,A错误;
B、愈伤组织是一团排列疏松而无规则、高度液泡化的、呈无定形状态的、具有分生能力的薄壁细胞,B正确;
C、生长素和细胞分裂素的比值大时有利于根的形成,比值小时,则促进芽的形成,C正确;
D、再生植株移栽前,需要打开瓶盖在培养箱中“锻炼”数日,以适应环境,D正确。
故选A。
16. 某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物培养。下列说法正确的是( )
A. 仅用该培养液也能用来培养乙肝病毒
B. 在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时,可用胃蛋白酶处理
C. 甲、乙细胞在持续的原代培养过程中,乙会出现停止增殖的现象
D. 细胞培养在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是刺激细胞的呼吸
【答案】C
【分析】(1)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
(2)动物细胞培养的条件:
无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物;
营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质;
温度和PH;
气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的PH)。
【详解】A、病毒没有细胞结构,不能再培养液中独立生存,A错误;
B、在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时,应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,B错误;
C、甲为肝肿瘤细胞,可无限增殖,而乙为正常肝细胞,存在接触抑制。因此,甲、乙细胞在持续的培养过程中,乙会出现停止增殖的现象,C正确;
D、细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用维持溶液的pH,D错误。
故选C。
17. 试管牛技术和核移植技术已应用于培育良种牛。相关叙述错误的是( )
A. 需要注射促性腺激素促进供卵母牛超数排卵
B. 试管牛技术和核移植技术培育良种牛均需进行胚胎移植
C. 进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
D. 试管牛技术和核移植技术均可实现良种牛的大量克隆
【答案】D
【分析】试管动物技术:通过人工操作使卵子和精子在体外成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎(桑葚胚或囊胚)后,再经移植产生后代的技术。核移植技术是:将供体体细胞核导入受体去核卵母细胞,形成重组细胞,用电脉冲刺激形成早期胚胎,导入代孕母羊的子宫,妊娠、出生后即克隆动物。
【详解】A、注射促性腺激素后,促性腺激素能促进卵巢产生更多卵细胞,A正确;
B、试管牛技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植产生后代的技术。核移植技术是将供体体细胞核导入受体去核卵母细胞,形成重组细胞,用电脉冲刺激形成早期胚胎,导入代孕母羊的子宫,妊娠、出生后即克隆动物。两种技术均需进行胚胎移植,B正确;
C、胚胎移植时,供体主要职能只是产生优良特性的胚胎,缩短繁殖周期,进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,C正确;
D、试管牛技术是有性生殖,不可实现良种牛的大量克隆,D错误。
故选D。
18. 下列关于胚胎工程的叙述,错误的是
A. 胚胎干细胞是一种未分化的细胞,具有发育全能性和二倍体核型
B. 试管婴儿也是由受精卵经过卵裂、囊胚、原肠胚等发育过程而产生的
C. 囊胚期的滋养层细胞与胚胎干细胞培养时的饲养层细胞功能相同
D. 胚胎分割可成倍增加胚胎的数量,是一种快速繁殖种畜的方法
【答案】C
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。特点:具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
【详解】A、胚胎干细胞是一种未分化的细胞,具有发育全能性和二倍体核型,A正确;
B、试管婴儿属于有性生殖,也是由受精卵经过卵裂、囊胚、原肠胚等发育过程而产生的,B正确;
C、囊胚期的滋养层细胞将来可发育成胎儿的胎膜和胎盘,胚胎干细胞培养时的饲养层细胞为胚胎干细胞提供营养,C错误;
D、胚胎分割可成倍增加胚胎的数量,是一种快速繁殖种畜的方法,D正确。
故选C。
19. 辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。下列表述正确的是( )
A. 实现①过程的条件是外植体细胞发生基因突变
B. ①过程受外源激素调控,②过程受内源激素的调控
C. 获得脱毒苗常用的外植体是成熟的根和茎,脱毒苗具有更强的抗病毒能力
D. 通过细胞培养获得辣椒素的过程可不需要实现细胞的全能性
【答案】D
【分析】(1)题图①和②是植物组织培养过程,其中①是脱分化过程、②是再分化过程,上面一种途径是通过植物组织培养技术获得脱毒苗,再从果实中获得相应的产物;下面一种途径是采用植物细胞培养技术获得大量细胞产物。
(2)在进行植物组织培养时,需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素诱导细胞的脱分化和再分化。但两者的比例对诱导的结果是有影响的:当生长素含量高于细胞分裂素时,主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成(即有利于根的发生) ;当细胞分裂素含量高于生长素时,则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成(即有利于芽的发生)。
【详解】A、由以上分析可知①和②分别表示脱分化(或去分化)和再分化,细胞核中的遗传物质不变,基因发生了选择性表达,但基因没发生突变,A错误;
B、在进行植物组织培养时,需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素诱导细胞的脱分化和再分化,B错误;
C、因为分生组织的病毒极少,甚至没有病毒,所以将分生组织(如根尖、茎尖)进行离体培养能获得脱毒植株而并非根和芽,脱毒苗不具有更强的抗病毒能力,C错误;
D、由图可知辣椒素是细胞产物,通过细胞培养得到高产细胞系时就可产生,不需要发育成植株,所以未体现出植物细胞的全能性,D正确。
故选D。
20. 关于小鼠体外受精及胚胎发育,下列相关叙述错误的是( )
A. 精子在获能液中于37℃、5% CO2条件下培养的目的是使精子获能
B. 小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用
C. 分割胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态学差异
D. 注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育
【答案】C
【分析】(1)受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始。
(2)胚胎发育过程:
卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加;
桑椹胚:32个细胞左右的胚胎[之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞];
囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔[注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化];
原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的腔叫原肠腔。
【详解】A、精子在获能液中是为了使精子获能,获能后的精子才有受精能力,A正确;
B、给小鼠注射促性腺激素可以促进其超数排卵,B正确;
C、分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,但是遗传物质在发育过程中有可能会发生突变或有差异性的表达,所以发育出来的个体可能有形态学的差异,C错误;
D、囊胚腔外层有一层扁平细胞,称为滋养层,滋养层可继续发育成胚胎的支持组织如胎盘等,给囊胚腔中的细胞提供物质和能量,所以注射到囊胚腔中的胚胎干细胞因为有滋养层的支持可以参与个体器官的发育,D正确。
故选C。
二、非选择题(共40分)
21. 下图为生态系统能量流动示意图,请回答以下问题(N1—N6代表能量值)
(1)流经该生态系统的总能量应该是图中的
(2)图中第一和第二营养级之间的能量传递效率为__________%
(3)蜣螂N6所利用的能量是直接来自生产者还是初级消费者所同化的?__________;请说明理由____________________
(4)生态系统能量流动的特点是单向流动和逐级递减请据图分析能量流动逐级递减的原因有哪些?______________________________(至少答出两点)
【答案】①. N2 ②. N5/N2 ③. 生产者 ④. 蜣螂N6所利用的能量是初级消费者粪便中的,并未被初级消费者同化,本质上应该是生产者的部分 ⑤. 呼吸消耗,被分解者分解,未被利用
【分析】
【详解】(1)输入该生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能即N2。
(2)营养级之间的能量传递效率是同化量之比,分析图形可知第一营养级同化能量是N2,第二营养级同化能量是N5,所以传递效率是N5/N2×100%。
(3)蜣螂N6所利用的能量是直接来自生产者而不是初级消费者,因为蜣螂N6所利用的能量是初级消费者粪便中的,并未被初级消费者同化,本质上应该是生产者同化的部分。
(4)能量流动时在随着营养级进行的,而长期的自然选择形成的食物关系是不能逆转的,在每一营养级总有一部分能量被呼吸消耗,被分解者分解,未被利用,这些是不能传递给下一个营养级的,所以就会单向流动、逐级递减。
22. 产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株,科研人员开展了相关研究。请回答下列问题:
(1)常规微生物实验中,下列物品及其灭菌方法错误的是______(填编号)。
(2)称取1.0g某土壤样品,转入99mL无菌水中,制备成菌悬液,经______后,获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上,其中再经10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落,则该样本中每克土壤约含酵母菌______个。
(3)为了进一步提高酵母菌产酶能力,对分离所得的菌株,采用射线辐照进行诱变处理,将辐照处理后的酵母菌涂布在以______为唯一碳源的固体培养基上培养.
(4)在处理含油废水的同时,可获得单细胞蛋白,实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能,进行了培养研究,结果如图。据图分析,应选择菌株______进行后续相关研究,理由是______(答出两点)。
【答案】(1)① (2)①. 梯度稀释 ②. 4.6×105
(3)脂肪 (4)①. B ②. 该菌株增殖速度快,单细胞蛋白产量高;降解脂肪能力强,净化效果好
【分析】灭菌指用强烈物理或化学方法杀灭所有微生物,包括致病的和非致病的,以及细菌的芽孢.常用灭菌方法:灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌法。高压蒸汽灭菌适用于对一般培养基和玻璃器皿的灭菌,干热灭菌适用于空玻璃器皿的灭菌,微生物接种时的金属接种工具和试管口可以用灼烧灭菌。稀释平板计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落,即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法,即一个菌落代表一个单细胞。将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释程度的菌液分别涂布到固体培养基的表面,使其均匀分布于平板中的培养基内,经培养后,由单个细胞生长繁殖形成菌落,统计菌落数目,即可计算出样品中的含菌数。
【解析】(1)培养基一般进行高压蒸汽灭菌,接种环可用火焰灼烧灭菌,培养皿一般通过干热灭菌,涂布器应该用酒精引燃火焰灭菌,①错误;
(2)稀释涂布平板法是将样品进行一系列梯度稀释后,获得细胞密度不同的菌悬液,然后涂布到平板上。根据题意,1.0g土壤样品转入99mL无菌水中,制备成菌悬液,经系列梯度稀释后,分别取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上,此时稀释的倍数为100倍。再10倍稀释的菌悬液培养后长出了46个酵母菌落,则总的稀释倍数为1000倍,故每克土壤中含酵母菌数为46/0.1×1000=4.6×105个;
(3)根据题意,欲提高酵母菌产酶能力,可对分离得到的产脂肪酶酵母菌菌株进行射线辐射,该育种方式为诱变育种。为了能筛选出符合要求的产脂肪酶酵母菌突变株,可配制以脂肪为唯一碳源的培养基,将辐射处理的酵母菌涂布在该固体培养基上,形成单菌落;产脂肪酶能力越强的酵母菌,分解利用脂肪的能力越强,菌落生长越好,一段时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选取直径较大的菌落即可;
(4)据题图分析可知,相同时间内,菌株B的细胞密度高于菌株A,而菌株B的脂肪剩余量低于菌株A的脂肪剩余量,故进行相关研究可选择菌株B,原因是菌株B增殖速度快,单细胞蛋白的产量也高,同时降解脂肪的能力强,净化效果更好。
23. 2017年,我国科学家利用“聪明的化学方法和操作技巧”成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,该成果一经公布轰动了全世界。如图所示为克隆猴的培育过程。回答下列问题:
(1)我国科学家经过多年的反复试验,可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作,在15秒之内完成核移植,操作迅速使卵细胞受损极小,在技巧上保证了实验的成功。实际操作中,去核前应保证采集的卵母细胞在体外培养至______期;核移植前需用灭活的仙台病毒对体细胞进行短暂处理,作用是______。
(2)“聪明的化学方法”也是保证实验成功的条件。我国科学家将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚,提高了胚胎的发育率和妊娠率。Kdm4d和TSA的作用机理是______,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。Kdm4d和TSA处理前后基因的碱基序列______(填“会”或“不会”)发生改变。
(3)体细胞克隆可以得到大量遗传背景相似或相同的实验动物,这样的实验动物用于医学研究的好处是______。
【答案】(1)①. MⅡ ②. 诱导细胞融合
(2)①. 降低组蛋白的甲基化水平,提高组蛋白的乙酰化水平 ②. 不会
(3)实验组和对照组的比较更具有说服力
【分析】克隆动物概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
原理:动物细胞核的全能性。
动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因:动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。
【解析】(1) 去核前应保证采集的卵母细胞在体外培养至MⅡ期,目前动物细胞核移植技术普遍使用的去核方法是显微操作法,核移植的具体操作是将体细胞注入去核卵母细胞,从而得到重构胚,核移植前需用灭活的仙台病毒对体细胞进行短暂处理,在此过程中,灭活的仙台病毒的作用是诱导细胞融合。
(2)我国科学家将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚,这样可降低组蛋白的甲基化水平,提高组蛋白的乙酰化水平,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达,激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,提高了胚胎的发育率和妊娠率。因为该处理只是对基因表达做出调控,因此,经过Kdm4d和TSA处理前后基因的碱基序列并不会发生改变。
(3)体细胞克隆可以得到大量遗传背景相似或相同的实验动物,能够保证实验过程中选取材料的一致性,这样在实验过程中,实验组和对照组的比较更具有说服力。
24. 随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛,请据图分析并回答下列问题。
(1)图中产生小牛的几个途径中,属于有性繁殖途径的为应用____(填数字)。
(2)应用1中,使用___________技术获得重组细胞,最终获得的良种小牛性别为______。
(3)应用2过程中得到的胚胎应该移植到________________的雌性动物体内。
(4)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题:对囊胚阶段的胚胎通过胚胎分割技术获得二分胚①和②,操作时需要注意___________,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。若要进行性别鉴定,取_______细胞。
(5)应用4中在胚胎干细胞培养过程中所用的培养基通常需要加入________等天然的成分;动物细胞培养时需通入CO2的主要作用是__________。
【答案】(1)2 (2)①. 动物体细胞核移植 ②. 雌性
(3)同种的、生理状态相同的
(4)①. 将内细胞团均等分割 ②. 滋养层
(5)①. (动物)血清 ②. 维持培养液的pH
【分析】应用1中:供体I提供细胞核,供体2提供细胞质,经过核移植技术形成重组细胞,并发育形成早期胚,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,称为克隆牛;应用2中:优良公牛和供体1配种形成受精卵,并发育成早期胚胎,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,属于有性生殖;应用3中:采用了胚胎分割移植技术;应用4中:从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞,并进行体外干细胞培养。
【解析】(1)应用1采用了核移植技术,形成克隆动物,属于无性生殖;应用2采用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,形成的是试管动物,属于有性生殖;应用4表示从早期胚胎或原始性腺中提取胚胎干细胞;应用3采用了胚胎分割技术,属于无性生殖,故图中产生小牛的几个途径中,属于有性繁殖途径的为应用2。
(2)应用1中,使用动物体细胞核移植技术获得重组细胞。应用1中获得的小牛为克隆牛,其细胞核遗传物质来源于供体1,细胞质遗传物质来源于供体2,因此其性别与提供细胞核的供体1相同,为雌性。
(3)应用2过程中得到的胚胎应该移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内。
(4)对囊胚阶段的胚胎可通过胚胎分割技术获得二分胚胎,对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,若要进行性别鉴定,取滋养层细胞进行。
(5)在胚胎干细胞培养过程中所用的培养基为合成培养基,因此通常需要加入(动物)血清等天然的成分;动物细胞培养所需气体主要为95%空气+5%CO2,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。
【生物】广东省部分学校2024-2025学年高二下学期4月期中联考(解析版)
2024—2025学年度高二年级4月联考生物学试题
本试卷共8页,21题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题:本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4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. 为准确调查广东特有物种金毛狗蕨的种群密度,样方的选取应遵循( )
A. 随机取样
B. 以该物种分布密集处为中心取样
C. 选取样方面积越小越好
D. 样方数量越少越好
【答案】A
【分析】一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。
【详解】A、调查植物种群密度时,通常采用样方法,其核心原则是随机取样。只有随机选取样方,才能保证样本的代表性,A正确;
B、若以密集处为中心取样,会导致种群密度偏大,B错误;
C、样方面积需根据植物大小和分布特点确定(如草本常用1m×1m),并非越小越好,C错误;
D、样方数量过少会增大误差,需足够数量取平均值以提高准确性,D错误。
故选A。
2. 某同学在不同时间对酵母菌培养液进行抽样检测以研究酵母菌种群数量的动态变化,得到以下数据(单位:个/mL):
根据上述数据,下列分析正确的是( )
A. 该酵母菌种群数量的增长曲线呈“J”形
B. 从20h到40h,酵母菌种群的增长速率保持不变
C. 40~50h酵母菌数量未变化的最可能的原因是氧气耗尽
D. 60h后酵母菌种群数量下降的原因与营养物质消耗、有害代谢产物积累有关
【答案】D
【分析】根据表格数据分析,酵母菌种群数量先增加,40h后停止增长并开始下降,呈现“S”形增长。
【详解】A、酵母菌数量在40h后停止增长并开始下降,呈现“S”形增长而非持续指数增长的“J”形曲线,A错误;
B、20h到40h期间,酵母菌数量从400增至1600,增长速率逐渐加快,B错误;
C、酵母菌为兼性厌氧菌,即使缺氧仍可无氧呼吸,40~50h酵母菌数量未变化的最可能的原因是营养物质不足或代谢产物积累,C错误;
D、60h后数量下降的直接原因是培养液中营养物质耗尽,同时有害代谢产物(如酒精)积累抑制酵母菌繁殖,导致种群数量下降,D正确。
故选D。
3. 某山地的灌丛群落中,生长着各种灌木和一些草本植物。野兔在灌丛中活动,鹰会捕食野兔。下列关于该灌丛群落的叙述,正确的是( )
A. 与农田相比,灌丛群落的结构简单,物种丰富度低
B. 野兔和鹰之间的捕食关系不会影响群落的结构
C. 在该山地灌丛过度放牧可导致群落结构趋于简单化
D. 人类对灌丛的砍伐不会改变群落的演替方向
【答案】C
【分析】演替类型:(1)初生演替:发生于以前没有植被覆盖过的原生裸地上的群落演替叫做初生演替,如光裸岩石上进行的演替;(2)次生演替:在次生裸地(原群落被破坏、有植物繁殖体)上发生的演替,如火灾过后的草原发生的演替。
【详解】A、农田属于人工群落,通常结构单一,物种丰富度较低,而自然灌丛群落层次更多,物种更丰富,A错误;
B、捕食关系(如鹰捕食野兔)会影响种群数量,进而间接改变群落中植物的分布和多样性,从而影响群落结构,B错误;
C、过度放牧会导致植被破坏、水土流失,使灌丛群落物种减少、结构简化,C正确;
D、人类活动(如砍伐)会显著改变群落的演替方向和速度(如引发次生演替),D错误。
故选C。
4. 在广东的红树林湿地群落中,红树植物具有特殊的呼吸根,这一结构特点主要是为了适应( )
A. 高盐的海水环境
B. 缺氧的淤泥环境
C. 强风的海岸环境
D. 频繁的潮汐环境
【答案】B
【分析】适应环境是通过自然选择过程实现的,即那些具有有利变异的个体在生存斗争中更有可能获胜,从而将其基因传递给后代。
【详解】红树植物具有特殊的呼吸根,呼吸根是红树植物的特殊适应性结构,能够伸出淤泥表面,通过皮孔直接吸收空气中的氧气,以弥补根系在缺氧环境中的呼吸需求。B符合题意。
故选B。
5. 下列关于生态系统食物链和食物网的叙述,正确的是( )
A. 食物链中营养级越高的生物,其体型一定越大
B. 食物网中一种生物只能处于一条食物链中
C. 食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的主渠道
D. 构建食物网时,应包含所有的生物成分
【答案】C
【分析】食物网:在一个生态系统中,常常有许多条食物链,这些食物链并不是相互孤立地存在着。由于一种消费者常常不是只吃一种食物,而同一种食物又常常被多种消费者吃掉,这样,一个生态系统内的这许多条食物链就自然地相互交织在一起,从而构成了复杂的食物网。
【详解】A、生态系统的食物链中,动物的体型与营养级的高低关系不大,如大象比狮子体型大,但是它的营养级比狮子低,A错误;
B、食物网中的生物常处于多条食物链中,如鼠可能被蛇和猫头鹰捕食,分属不同食物链,B错误;
C、能量流动和物质循环通过食物链和食物网进行,食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的主渠道,C正确;
D、食物网仅包含生产者和消费者,分解者不参与食物链结构,D错误。
故选C。
6. 近年来,由于围填海等人类活动,红树林面积不断减小。为保护红树林湿地,下列做法错误的是( )
A. 制定相关法律法规,加强对红树林的保护
B. 开展红树林生态修复工程,种植红树林树苗
C. 加强宣传教育,提高公众保护红树林意识
D. 加大围海造田力度,开发更多的沿海土地
【答案】D
【分析】生物多样性的保护:(1)就地保护(自然保护区):就地保护是保护物种多样性最为有效的措施。(2)易地保护:动物园、植物园(3)利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护。如建立精子库、种子库等。4)利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护。如人工授精、组织培养和胚胎移植等。
【详解】A、通过法律法规加强保护是有效管理手段,A正确;
B、生态修复可直接恢复红树林生态系统,B正确;
C、宣传教育能提升公众保护意识,C正确;
D、围海造田加剧红树林破坏,不利于保护湿地,D错误
故选D。
7. 农田中的生物形成人工生物群落。下列叙述正确的是( )
A. 农田中生活的多个生物种群是孤立存在的
B 与自然群落相比,人工生物群落易受外界环境影响
C. 没有人工干预,农田生物群落能长期保持稳定
D. 大量增加化肥使用对保护农田生物多样性有利
【答案】B
【分析】生物群落:相同时间聚集在同一区域或环境内各种生物种群的集合。它虽由植物、动物、和微生物等各种生物有机体构成,但仍是一个具有一定成分和外貌比较一致的组合体。一个群落中不同种群不是杂乱无章地散布,而是有序协调地生活在一起。
【详解】A、农田中生活的多个生物种群相互依存,并非是孤立存在的,而是直接或间接地联系着,共同构成了有序的整体,A错误;
B、与自然群落相比,人工生物群落结构简单,易受外界环境影响,B正确;
C、如果没有人工干预,农田生物群落将无法长期保持其特征,最终可能会演变为草原或森林等自然生物群落,C错误;
D、化肥的过度使用会导致土壤有机质含量下降,进而影响农田生态系统的健康和生物多样性,D错误。
故选B。
8. “千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”,在传统发酵技术中,也有类似去除杂质的过程。例如在制作豆豉时,需要对大豆进行筛选和清洗,其目的不包括( )
A. 去除杂质
B. 减少杂菌污染
C. 保证豆豉的品质
D. 促进微生物发酵
【答案】D
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能,规模化生产人类所需产品的综合性生物工程。
【详解】A、对大豆进行筛选和清洗,能挑出坏豆、石子等杂质,保证原料纯净,A不符合题意;
B、清洗过程可洗去大豆表面附着的杂菌,降低发酵过程中杂菌污染的风险,保证发酵顺利进行,B不符合题意;
C、除杂质、减少杂菌污染,最终都是为了保证豆豉的品质,让豆豉在良好的原料基础上发酵,得到质量较好的产品 ,C不符合题意;
D、筛选和清洗大豆主要是为发酵创造良好的原料条件,去除不利因素,并没有直接促进微生物发酵的作用 ,D符合题意。
故选D。
9. 为探究桔梅奇酵母对白地霉等引发的酸腐病的生物防治作用,研究人员在耙耙柑果实中部等距离刺两个孔,其中一孔接种0.1mL桔梅奇酵母菌悬液和0.1mL白地霉悬液,一段时间后统计果实发病率并测量白地霉菌丝生长情况,结果如所示。下列叙述错误的是( )
A. 白地霉生长繁殖所需的碳源、氮源从耙耙柑中获得
B. 另一个孔作为对照组的处理是接种等量的桔梅奇酵母菌悬液
C. 桔梅奇酵母可能通过抑制白地霉菌丝的生长来降低酸腐病害
D. 与化学药剂相比,使用桔梅奇酵母防治酸腐病可减少化学药剂残留
【答案】B
【分析】微生物常见的接种的方法:
(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。
(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、白地霉引起的酸腐病会导致柑橘腐烂分解,从而为白地霉生长繁殖提供所需的碳源、氮源,A正确;
B、另一孔(对照组)应接种等量无菌水和白地霉悬液,B错误;
C、综合图1、图2结果可知,与对照组相比,接种桔梅奇酵母后果实的发病率均有所降低,且菌丝长度保持在较低水平不再生长,表明桔梅奇酵母对白地霉的抑菌机制可能为:桔梅奇酵母通过抑制白地霉菌丝的生长来显著降低酸腐病害,C正确;
D、与化学药剂相比,使用桔梅奇酵母防治酸腐病属于生物防治,可减少化学药剂残留,D正确。
故选B
10. 病毒在作物体内逐年积累,会导致作物产量降低。某同学采用茎尖组织培养技术培养脱毒苗,下列实验操作正确的是( )
A. 外植体消毒时间越长组培越容易成功
B. 诱导形成愈伤组织时一般需要光照
C. 茎尖组织培养过程中需要更换培养基
D. 试管苗形成后直接移栽到大田中
【答案】C
【分析】植物组织培养的过程:在一定的激素和营养等条件下,离体的植物组织、器官或细胞经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,长出芽和根,进一步发育形成植株。
【详解】A、外植体消毒时间越长,并不意味着组织培养就越容易成功。过长的消毒时间可能会对外植体造成伤害,影响其生长或甚至导致死亡,A错误;
B、诱导愈伤组织的脱分化过程一般不需要光照,在愈伤组织形成幼苗或胚状体的再分化过程需要光照,B错误;
C、利用植物的幼嫩的茎尖进行植物组织培养技术可以培育脱毒苗,由于脱分化和再分化过程所需营养条件和激素不同,需要需要多次更换培养基,C正确;
D、幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间,等幼苗长壮后再移栽到土壤中,D错误。
故选C。
11. 科学家尝试用培养的人体细胞构建组织、器官,用于临床器官移植。目前已经成功获得人造皮肤和膀胱(如图)。下列叙述正确的是( )
A. 培养正常的皮肤细胞时,在培养瓶上可形成多层细胞
B. 培养人造膀胱过程中,需定期更换培养液以便清除代谢产物
C. 人体细胞传代培养时,需使用胃蛋白酶处理贴壁生长的细胞
D. 通过细胞培养获得皮肤和膀胱的过程体现了动物细胞具有全能性
【答案】B
【分析】动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、在动物细胞培养中,由于存在接触抑制现象,正常的皮肤细胞在培养瓶上生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,只能形成单层细胞,而非多层细胞,A错误;
B、培养人造膀胱过程中,细胞会不断进行代谢,产生的代谢产物如二氧化碳、尿素等若积累会对细胞产生毒害作用,定期更换培养液能够清除这些代谢产物,同时为细胞补充营养物质,维持细胞生长环境的稳定,有利于细胞的生长和增殖,B正确;
C、体细胞传代培养时,需要使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁生长的细胞,使细胞分散开来,便于传代培养。胃蛋白酶的最适 pH 为 1.5 - 2.2 ,而人体细胞培养的适宜 pH 接近中性,胃蛋白酶在这样的环境中活性很低,不能用于处理人体细胞,C错误;
D、细胞全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。通过细胞培养获得皮肤和膀胱,只是细胞增殖和分化形成了组织和器官,并没有形成完整的个体或各种细胞,因此不能体现动物细胞具有全能性,D错误。
故选B。
12. 为鉴定单克隆抗体识别抗原的具体区域,可将抗原(X蛋白)进行逐步截短,分别与纯化的单克隆抗体反应,实验结果如图所示(“+”表示有反应,“-”表示无反应,“aa”表示氨基酸)。下列叙述错误的是( )
A. 单克隆抗体的制备过程中涉及动物细胞融合、动物细胞培养技术
B. 单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异
C. 利用同位素标记单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病
D. 据图可知,该单克隆抗体识别抗原的区域大概为40~50位氨基酸
【答案】D
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫,之后取出已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,体外(培养基培养)或体内(注入小鼠腹腔)培养,最后获取单克隆抗体。
【详解】A、单克隆抗体的制备过程,先将免疫过的 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞通过动物细胞融合技术进行融合,然后对杂交瘤细胞进行动物细胞培养,以获得大量单克隆抗体,A正确;
B、单克隆抗体特异性强,能准确识别抗原的细微差异,这是单克隆抗体的重要特性之一,B正确;
C、利用同位素标记单克隆抗体,基于抗原 - 抗体特异性结合原理,可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病,这是单克隆抗体在医学诊断中的常见应用,C正确;
D、从图中分析,L1(1 - 60aa)、L2(1 - 55aa)与单克隆抗体反应为 “+” ,L3(1 - 50aa)反应为 “-”,说明识别区域在 50 - 60 位氨基酸;R1(56 - 153aa)反应为 “-”,R2(40 - 153aa)反应为 “+”,说明识别区域在 40 - 56 位氨基酸,综合可知该单克隆抗体识别抗原的区域大概为 50 - 56 位氨基酸 ,并非 40 - 50 位氨基酸,D错误。
故选D。
13. 乔木种群的径级结构是指该乔木种群中不同径级(树干直径大小的等级,且I、Ⅱ为幼年期,Ⅲ、Ⅳ为成年期,V、VI为老年期)个体的数量分布情况。径级结构能够反映出种群的年龄结构、更新状况及未来的发展趋势。研究人员调查了甲、乙两地不同坡向某种乔木的径级结构,结果如图所示(单位:株·500m-2)。下列叙述错误的是( )
A. 采用等距取样法对狭长地段该乔木种群密度进行调查研究
B. 甲地阳坡该种乔木的种群密度比乙地阳坡该种乔木的种群密度小
C. 甲、乙地阴坡该种乔木的种群年龄结构为增长型
D. 研究该乔木种群的径级结构以确定该种群在生态系统中的营养级
【答案】D
【分析】种群的特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例。其中,种群密度是种群最基本的数量特征;出生率和死亡率对种群数量起着决定性作用;年龄结构可以预测一个种群数量发展的变化趋势,年龄结构包括增长型、稳定型和衰退型。
【详解】A、采用样方法对乔木种群进行调查时,如果选择调查的地形属于狭长型,取样时一般采用等距取样法,A正确;
B、根据表中数据分析,甲地阳坡该种乔木的种群密度为(20+20+5+20+25+20)=110株·500m-2,乙地阳坡该种乔木的种群密度为(10+15+20+25+30+40)=140株·500m-2。因此甲地阳坡该种乔木的种群密度小于乙地阳坡该种乔木的种群密度,B正确;
C、甲、乙两地阴坡的种群数量均是幼年时期个体数多,老年期数量较少的特点,年龄结构均为增长型,C正确;
D、径级结构能够反映出种群的年龄结构、更新状况及未来的发展趋势,营养级是指生物在食物链中的位置,通常通过食物链和能量流动来确定,与种群的径级结构无直接关系,D错误。
故选D。
14. 如图为河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图。下列叙述正确的是( )
A. 细菌分解和藻类直接吸收含碳有机物使之随河流方向而减小
B. AB段河水中溶氧量下降的主要原因是水生动物细胞呼吸消耗氧气
C. 水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因与藻类和需氧型细菌的数量变化有关
D. 河流生态系统中生物的分布可能从O点到D点生物数量逐渐减少
【答案】C
【分析】(1)生态系统具有自我调节能力,负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。
(2)题图分析:污水排放进入河流,在该河的AB段,藻类减少,需氧型细菌大量繁殖,分解污水中的有机物,消耗大量溶解氧,溶解氧下降。BC段,水体中无机盐多,藻类大量繁殖,通过光合作用释放O2,有机物减少,需氧型细菌数量下降,因而对溶解氧的消耗量减少,水中溶解氧含量逐渐恢复。
【详解】A、藻类不能直接吸收水体中的有机物,A错误;
B、污水中含大量有机物,AB段需氧型细菌分解有机物大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌分解而被大量消耗。而此时能够光合作用释放氧气的藻类大量减少,故溶解氧大量降低的原因是好氧菌大量消耗及藻类释放氧气减少,B错误;
C、BD段,藻类先呈上升趋势,通过光合作用释放氧气补充水体的溶解氧,同时水体中有机物减少,分解者中的需氧型细菌数量下降,因而对溶解氧的消耗量减少,导致水中溶解氧含量逐渐恢复,C正确;
D、据图可知,在A点向河流排放污水,使河流遭受轻度污染,但河流有自我净化作用,污水流过AD段后,污染物逐渐被清除,河流生态系统逐渐恢复原来状态。因此,河流生态系统中生物的分布可能从O点到D点生物数量逐渐减少后又逐渐增多至相对稳定,D错误。
故选C。
15. 建设人工湿地可将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上,这主要利用了土壤、人工介质,微生物的作用对污水和污泥进行处理。如图是某人工湿地公园污水处理示意图。下列叙述正确的是( )
A. A、B、C区域植被不同体现了湿地群落具有垂直结构
B. 人工湿地中植物的根系能直接吸收有机物
C. 选择合适的人工介质以利于好氧微生物的分解作用
D. 增大引入湿地的污水总量以提高能量传递效率
【答案】C
【分析】群落的空间结构分为垂直结构和水平结构:(1)群落的垂直结构:指群落在垂直方面的配置状态,其最显著的特征是分层现象,即在垂直方向上分成许多层次的现象。影响植物群落垂直分层的主要因素是光照,影响动物群落垂直分层的主要因素为食物和栖息空间。(2)群落水平结构:在水平方向上,由于地形的起伏、光照的阴暗、湿度的大小等因素的影响,不同地段往往分布着不同的种群,种群密度也有差别。群落水平结构的特征是镶嵌性。
【详解】A、垂直结构指的是同一区域内不同层次的生物分布,如乔木层、灌木层、草本层等,而A、B、C区域植被不同体现的是水平结构,即不同区域之间的生物分布差异,A错误;
B、物的根系主要吸收无机物,有机物需要通过微生物分解为无机物后才能被植物吸收,B错误;
C、好氧微生物在分解有机物时需要充足的氧气,选择合适的人工介质(如多孔材料)可以增加氧气的供应,促进微生物的分解作用,C正确;
D、增大污水总量可能会导致湿地系统超负荷,反而降低处理效率,甚至破坏湿地生态系统,而且该方式也不能提高能量传递效率,D错误。
故选C。
16. 不对称体细胞杂交旨在通过融合两种不同来源的细胞,在保留一个亲本大部分基因组的同时引入另一个亲本的部分遗传物质。疣粒野生稻对白叶枯病有较高抗性,研究人员利用上述技术对疣粒野生稻(2A)和栽培稻(2B)进行处理,A、B指染色体数,获得抗病栽培稻,过程如图所示,其中①~④为不同步骤。下列叙述正确的是( )
A. 步骤①为脱分化,步骤②可用胰蛋白酶处理
B. 步骤③得到的异源融合的原生质体均具有抗病性
C. 异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团
D. 过程④抗病栽培稻植株中染色体数目为2A+2B条
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植株的技术。植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面展现出独特的优势。原理:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、步骤①为外植体→愈伤组织,发生了脱分化,植物细胞的细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,需要用到果胶酶和纤维素酶,A错误;
B、若只有两两细胞融合,则步骤③可以得到疣粒野生稻原生质体两两融合、栽培稻原生质体两两融合,疣粒野生稻原生质体与栽培稻原生质体融合,不一定都有抗病性,B错误;
C、异源融合原生质体由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现互补,使细胞恢复正常分裂,因此只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团,C正确;
D、不对称杂种植株细胞中只获得一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段,故观察再生植株细胞中的染色体,发现数目均少于两亲本染色体数目之和,D错误。
故选C。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
17. 大树杜鹃是一种集中分布于我国云南高黎贡山山区的高大乔木。它的分布范围很小,很难引种到其他地方,是濒危物种。大树杜鹃林下凋落物厚,种子难以散布到土壤基质层,因此在自然环境中发芽率很低;幼苗生长缓慢,要生长很长时间才能开花;植株耐寒能力弱,在-2℃环境下会死亡,幼树死亡率高。回答下列问题。
(1)因大树杜鹃种群数量极少,因此调查其种群密度的方法是________。大树杜鹃长期占据着相对稳定的_______,这是自然选择的结果。影响大树杜鹃的种群数量的环境因素是________(写2点即可)。
(2)大树杜鹃开花需要光信息刺激,这体现了信息传递在生态系统中的作用是_______。大树杜鹃林下凋落物厚,可能的原因是________。
(3)请分析在大树杜鹃的保护中,可能面临挑战是________(答2点)。
【答案】(1)①. 逐个计数法 ②. 生态位 ③. 温度、凋落物厚度(或土壤基质条件)
(2)①. 调节种群的繁衍 ②. 分解者分解速度慢
(3)①分布范围狭窄,就地保护区域有限;②种子发芽 困难,人工繁育种子成苗率低;③幼苗生长周期长, 需要长期的养护和监测;④耐寒能力差,易地保护时环境控制难度大;⑤幼树死亡率高,种群恢复难度大
【分析】 生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
【解析】(1)大树杜鹃种群数量极少且集中分布,适合采用逐个计数法调查种群密度;生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,物种长期占据稳定的生态位是自然选择的结果,体现其资源利用及与环境的适应关系;由题意可知,-2℃会致死,体现温度影响;凋落物厚导致种子难以接触土壤,影响发芽率。
(2)光信息刺激开花属于物理信息传递,保障种群繁衍的正常进行,说明信息传递有利于种群繁衍;高海拔低温可能抑制分解者活动,导致凋落物积累。
(3)分析题意可知,在大树杜鹃的保护中,可能面临挑战是:①分布范围狭窄,就地保护区域有限;②种子发芽 困难,人工繁育种子成苗率低;③幼苗生长周期长, 需要长期的养护和监测;④耐寒能力差,易地保护时环境控制难度大;⑤幼树死亡率高,种群恢复难度大。
18. 桑基、蔗基、菜基鱼塘是珠江三角洲地区传统的农业景观和被联合国推介的典型生态循环农业模式。改革开放以来,随着工业化和城镇化的快速发展,传统的基塘农业用地大部分变为建设用地,保留下来的基塘也变为以花卉、菜基为主。回答下列问题:
(1)塘泥中的微生物大部分是该生态系统的______(生态系统的组成成分),鱼塘中鱼粪便中的能量______(填“属于”或“不属于”)其同化量,原因是________。
(2)桑基、蔗基、菜基鱼塘几乎没有“废物”产生,体现了生态工程的______原理。植桑中的碳元素只能以______的形式流向蚕。利用生态系统信息传递原理,举例说明如何在桑基、蔗基、菜基鱼塘生态系统中进行病虫害防治,措施是________(答1点)。
(3)欲探究不同养殖密度对基塘中鱼生长和水质的影响,进行了以下实验。
实验材料:若干个大小相同、条件相似的基塘,规格相近的鱼苗,水质检测设备(如溶解氧测定仪、pH计、氨氮测试仪等),称重设备等。
实验步骤:
①将鱼苗随机分成若干组,分别放入条件相似的基塘,设置_______,每组设多个重复。
②在相同养殖条件下(如投喂相同饲料、相同光照等)养殖一段时间(如三个月)。
③________记录数据。
【答案】(1)①. 分解者 ②. 不属于 ③. 粪便中的能量未被鱼体吸收利用
(2)①. 循环 ②. 有机物 ③. 引入天敌
(3)①. 不同养殖密度 ②. 定期检测水质和鱼体重
【分析】生态工程以生态系系统的自我组织、自我调节为基础,遵循着自生(通过有效选择生物组分并合理布设,有助于生态系统维持自生能力)、循环(在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高)、协调(处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量)、整体(进行生态工程建设时,不仅要考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力)等生态学基本原理。
【解析】(1)微生物在生态系统中主要扮演分解者的角色,负责分解有机物质,将其转化为无机物,供生产者再利用;同化量是指生物体通过摄食并吸收利用的能量,而粪便中的能量是未被吸收的部分,鱼粪便中的能量属于未被鱼同化的部分,因此不属于其同化量,而是属于上一营养级的能量。
(2)桑基、蔗基、菜基鱼塘通过物质循环,将废弃物转化为资源,几乎没有废物产生,体现了生态工程的物质循环原理;植桑中的碳元素通过光合作用固定在有机物中,蚕通过摄食桑叶获取碳元素,因此碳元素以有机物的形式流向蚕;利用生态系统信息传递原理,可以通过引入害虫的天敌来控制病虫害,减少化学农药的使用,维持生态平衡。
(3)分析题意,本实验目的是探究不同养殖密度对基塘中鱼生长和水质的影响,则实验的自变量是不同养殖密度,因变量是鱼生长和水质的情况,实验材料有溶解氧测定仪、pH计等,顾客通过鱼重量和pH变化等进行因变量比较,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故实验思路如下:
①将鱼苗随机分成若干组,分别放入条件相似的基塘,设置不同的养殖密度,每组设多个重复。
②在相同养殖条件下(如投喂相同饲料、相同光照等)养殖一段时间(如三个月)。
③为了探究不同养殖密度对鱼生长和水质的影响,需要定期检测水质(如溶解氧、pH、氨氮等)和鱼的体重,记录数据进行分析。
19. 地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨,其中40%~60%能被土壤中某些微生物分解利用,这是因为它们能够产生纤维素酶。对这些微生物的研究与应用,使人们能够利用秸秆等生产酒精,用纤维素酶处理服装面料等。已知刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红与纤维素形成红色复合物;而当纤维素被纤维素分解菌分解后,复合物就无法形成,培养基中会出现以这些菌落为中心的透明圈(如图所示),测得的A1~A4四个菌落直径(d)及透明圈直径(D)大小如表所示。回答下列问题:
(1)采集土样时,可选择_______丰富的环境,如树林中多年落叶形成的腐殖土等。在含有纤维素的培养基中加入刚果红,其作用是_______。现在要从土壤中分离纤维素分解菌,请写出简要的实验方案:_______。
(2)某同学利用稀释涂布平板法测定提取的牛瘤胃样品中纤维素分解菌的数量时,在同一稀释倍数下涂布了1个平板,统计的菌落数为56,请判断这位同学的实验结果是否有效,并说出理由:________。为了获得纤维素分解菌,可以把滤纸埋在土壤中,经过一段时间后,再从腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌,请你评价这一做法:________。
(3)据图表可知,降解纤维素能力最强的菌株是_______(填表中序号),判断的理由是________。
【答案】(1)①. 纤维素 ②. 与纤维素形成红色复合物,通过是否产生透明圈筛选纤维素分解菌 ③. 采集的土壤加无菌水制备土壤细菌悬液,充分振荡,并进行梯度稀释,将适宜稀释度的细菌悬液涂布到以纤维素为唯一碳源且含有刚果红的培养基中,一段时间后选择含有透明圈的菌落即为纤维素分解菌
(2)①. 无效,利用稀释涂布平板法计数时,每个稀释度菌液需要至少涂布3个平板 ②. 这种做法可行,利用纤维素分解菌能分解纤维素的特性,使纤维素分解菌相对富集,便于筛选
(3)①. A1 ②. A1透明圈直径和菌落直径比值最大
【分析】刚果红染色法原理:刚果红染液可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。在含有纤维素的培养基中加入刚果红,刚果红与纤维素形成红色复合物;而当纤维素被纤维素分解菌分解后,复合物就无法形成,培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈。
【解析】(1)要筛选分解纤维素的分解菌,采集土样时,可选择纤维素丰富的环境,如树林中多年落叶形成的腐殖土等。在含有纤维素的培养基中加入刚果红,其作用是与纤维素形成红色复合物,通过是否产生透明圈筛选纤维素分解菌。要从土壤中分离纤维素分解菌,基本实验过程是:采集的土壤加无菌水制备土壤细菌悬液,充分振荡,并进行梯度稀释,将适宜稀释度的细菌悬液涂布到以纤维素为唯一碳源且含有刚果红的培养基中,一段时间后选择含有透明圈的菌落即为纤维素分解菌。
(2)利用稀释涂布平板法计数时,每个稀释度菌液需要至少涂布3个平板,而该同学在同一稀释倍数下涂布了1个平板,会导致实验数据不严谨。为了获得纤维素分解菌,可以把滤纸埋在土壤中,经过一段时间后,再从腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌,这种做法可行,利用纤维素分解菌能分解纤维素的特性,使纤维素分解菌相对富集,便于筛选。
(3)结合图表分析,由于当纤维素被纤维素分解菌分解后,复合物就无法形成,培养基中会出现以这些菌落为中心的透明圈,因此透明圈直径和菌落直径比值越大,说明菌株降解纤维素能力越强,图表中A1透明圈直径和菌落直径比值最大。
20. 罕见草药红景天体内的次生代谢物红景天苷(Sal)具有重要药用价值,红景天苷可明显改善认知功能。由于稀有草药供应不足,科研人员研究了不同光照条件对红景天愈伤组织生长和Sal产生的影响,旨在寻找提高红景天体外培养产量的新途径。研究人员首先取红景天叶片诱导出愈伤组织,过程如图1所示,随后分别在红光、蓝光、绿光、RGB光(红、绿、蓝混合光)和白光的不同光照条件下培养红景天愈伤组织,并定期统计,结果如图2所示。回答下列问题:
(1)外植体诱导形成愈伤组织的过程称为______。欲利用植物细胞培养获得大量的Sal,应将红景天的外植体培育到愈伤组织阶段,原因是______。
(2)植物细胞培养利用的培养基中应添加一定浓度的蔗糖,其目的是______。相比于直接从植物中提取Sal,利用细胞产物工厂化生产的优势除产量更高外,还有______(答两点)。
(3)据图2实验结果可知,______下最有利于Sal积累。科研人员欲探索Sal联合胰岛素对高糖培养海马神经元凋亡的影响,实验选择新生大鼠的海马神经元进行体外培养,取含有等量细胞的细胞悬液1mL加入细胞培养板中,定期更换培养基,实验结果如图3.除正常对照组外,其他组的培养基中需要添加葡萄糖创造______环境,比较高糖组和Sal组可知,得出的结论是_______。
【答案】(1)①. 脱分化 ②. 愈伤组织具有较高的细胞分裂和代谢活性
(2)①. 提供营养和维持渗透压 ②. 生产周期短、不受季节和气候影响
(3)①. 蓝光 ②. 高糖 ③. Sal能够显著抑制高糖诱导的神经元凋亡
【分析】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等,在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。其具体流程为:接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽成活。
【解析】(1)愈伤组织诱导是指将植物的外植体(如叶片、茎段等)在特定的培养基和激素条件下,诱导其细胞脱分化并形成未分化的细胞团(愈伤组织)的过程;愈伤组织具有较高的细胞分裂和代谢活性,能够大量合成次生代谢物,如红景天苷(Sal),因此是植物细胞培养中获取次生代谢物的关键阶段。
(2)植物细胞培养利用的培养基中应添加一定浓度的蔗糖,可以提供营养物质,并能够维持渗透压;相比于直接从植物中提取Sal,利用细胞产物工厂化生产的优势除产量更高外,还有生产周期短、不受季节和气候影响。
(3)结合图2可知,蓝光处理下的Sal积累量最大,说明蓝光最有利于Sal的合成;分析题意,本实验目的是探索Sal联合胰岛素对高糖培养海马神经元凋亡的影响,故实验组应创造高糖环境;在高糖环境下,海马神经元容易发生凋亡,而Sal能够显著抑制这种凋亡,表明Sal具有保护神经元免受高糖损伤的作用。
21. 中国科学家利用“聪明的化学方法和操作技巧(10s内去核,15s内核移植)”成功培育了体细胞克隆猴,流程如图。
回答下列问题:
(1)体细胞克隆猴采用的核移植技术原理是_______。与胚胎细胞核移植相比,该技术比较困难,原因是_______。
(2)卵母细胞培养发育至_______(时期)进行去核处理。经过①②处理重构胚,提高了胚胎的发育率和妊娠率,其作用机理是________,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。操作中注入完整的体细胞,而不是体细胞的细胞核,原因是_______(答1点)。
(3)体细胞克隆可以得到大量遗传背景相似或相同的实验动物,这样的实验动物用于医学研究的优点是_______。欲探究不同培养液配方对克隆猴胚胎早期发育的影响,以猴克隆重组细胞为实验材料进行实验,实验大体思路是_______。
【答案】(1)①. 动物体细胞核具有全能性 ②. 体细胞分化程度高,细胞核全能性不易表达
(2)①. 减数第二次分裂中期 ②. 抑制组蛋白去乙酰化 ③. 保证供体细胞细胞核不被破坏,操作方便
(3)①.
实验组和对照组的比较更具有说服力 ②. 将猴克隆重组细胞随机均分为若干组,分别在不同配方的培养液中培养,观察并记录克隆胚胎早期发育情况
【分析】克隆动物概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
【解析】(1)核移植技术是将供体细胞的细胞核移入去核卵母细胞中,使其重组并发育成新个体,原理是动物体细胞的细胞核具有全能性 。胚胎细胞分化程度低,细胞核全能性容易表达;而体细胞分化程度高,其细胞核全能性不易表达,所以体细胞克隆猴比胚胎细胞核移植更困难 。
(2)卵母细胞培养到减数第二次分裂中期(MⅡ 中期)时,细胞质中含有能促进细胞核全能性表达的物质,且此时第一极体与细胞核靠得很近,便于去核操作 。组蛋白去乙酰化酶会使组蛋白去乙酰化,抑制基因表达。组蛋白脱乙酰酶抑制剂可抑制组蛋白去乙酰化(或增加组蛋白乙酰化),从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达,提高胚胎发育率和妊娠率 。操作中注入完整的体细胞,而不是体细胞的细胞核,原因是保证供体细胞的细胞核不被破坏,操作方便。
(3)大量遗传背景相似或相同的实验动物,可减少因个体遗传差异导致的实验误差,使实验结果更可靠。探究不同培养液配对方对克隆猴胚胎早期发育的影响,自变量是不同配方的培养液,因变量是克隆胚胎早期发育情况。需将猴克隆重组细胞随机分组,分别用不同配方培养液培养,然后观察记录胚胎发育情况 。
【生物】广西西北师范大学北海附属中学等部分学校2024-2025学年高二下学期期中联考(解析版)
高二年级四月阶段性检测
生物学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修2,选择性必修3第1章第1~2节。
一、选择题:本大题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4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. 某湿地生活着一种野鸭,其主要天敌是鹰。随着湿地周边旅游业的发展,游客的投喂行为使得野鸭的食物来源增加,从而使野鸭的种群数量大幅上升。然而,近期一场罕见的强台风侵袭了该湿地,野鸭因栖息地被破坏、难以觅食等,大量死亡。下列叙述正确的是( )
A. 游客的投喂使野鸭的种群数量上升,应大力鼓励此行为
B. 该地区野鸭和鹰之间的数量变化受正反馈调节机制的调节
C. 强台风导致野鸭大量死亡,这属于非密度制约因素
D. 相比于非密度制约因素,密度制约因素对野鸭种群数量的影响更大
【答案】C
【分析】(1)密度制约因素:如食物、天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。
(2)非密度制约因素:气温、干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素。
【详解】A、虽然游客的投喂行为短期内增加了野鸭的食物来源,导致种群数量上升,但过度投喂可能导致野鸭种群超出环境承载力,破坏湿地生态平衡,不应大力鼓励此行为,A错误;
B、鹰捕食鸭,当鸭的数量增加,会导致鹰的食物来源增加,鹰的数量也增加,但鹰的捕食又会导致鸭的数量减少,进而为鹰提供的食物减少,鹰的数量减少,因此野鸭和鹰之间的数量变化受负反馈调节机制的调节,B错误;
C、强台风对野鸭种群数量的影响与野鸭种群密度无关,属于非密度制约因素,C正确;
D、密度制约因素和非密度制约因素对种群数量影响大小不能一概而论,需要依具体情况判断,D错误。
故选C。
2. 发展生态农业有助于乡村振兴。某乡村探索出“春夏种稻、冬闲种薯、薯糠喂猪、粪尿肥田”的“稻薯猪”新型生态循环种养模式,实现了资源循环利用,减少了环境污染,拓展了农业附加值。下列叙述正确的是( )
A. “春夏种稻、冬闲种薯”可充分利用群落的空间结构
B. “薯糠喂猪、粪尿肥田”可实现能量的循环利用
C. 该模式的农田生态系统能实现自我优化、调节和更新
D. 该生态农业模式综合考虑了循环和整体等生态学原理
【答案】D
【分析】能量流动特点:单向流动、逐级递减。
生态工程所遵循的原理:生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【详解】A、群落的空间结构包括水平结构和垂直结构,“春夏种稻、冬闲种薯”充分利用了群落的季节性,A错误;
B、“薯糠喂猪、粪尿肥田”能实现废弃物的循环利用,但能量不能循环利用,B错误;
C、新型生态循环种养模式依赖人的管理,不能独立自我优化、调节和更新,离开人的管理后该生态系统可能会失控甚至崩溃,C错误;
D、该新型生态循环种养模式能实现废弃物的循环利用,体现了循环的原理,考虑了社会、经济和生态的综合效益,体现了整体的生态学原理,D正确。
故选D。
3. 核废水中包括锶、镭、铀等放射性物质,若将核废水排入海洋,则会导致整个海洋生态系统受到影响。下列相关叙述正确的是( )
A. 核废水的排放不会影响海洋中各个种群的K值
B. 物质循环具有全球性,核污染将会影响全球水资源的安全
C. 核废水排入海洋后会提高生物的变异率,这一定会导致生物种类增多
D. 海洋生态系统具有自我调节能力,不受核废水的影响
【答案】B
【分析】生态系统的物质循环:(1)概念:组成生物体的碳、氢、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。这里的生态系统指生物圈。(2)特点:①全球性;②物质循环往复运动。
【详解】A、核废水的排放会影响海洋环境,进而影响海洋中各个种群的K值,A错误;
B、物质循环具有全球性,核污染可能随着水体流动影响全球水资源的安全,B正确;
C、核废水排入海洋后会提高生物的变异率,但变异具有多害少利性,可能会导致生物种类下降,C错误;
D、海洋生态系统的自我调节能力是有限的,受核废水的影响,D错误。
故选B。
4. 下列关于生物多样性和生态系统稳定性的叙述,正确的是( )
A. 群落中物种多样性越高,其水平结构相对越不明显
B. 生物多样性丰富的生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较强
C. 处于平衡状态的生态系统的稳定性较高,其中生物的种类和数量保持不变
D. 向某地区引入外来物种可能会使该地区生物多样性降低
【答案】D
【分析】生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力叫生态系统的稳定性,生态系统的自我调节能力,是生态系统稳定性的基础;负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础;反馈调节不仅存在于一些动物激素的调节过程中,也存在于生态系统中。
【详解】A、物种多样性越高通常意味着更高的生态位分化和更丰富的资源利用策略,这可能导致物种在空间上形成更复杂的分布模式,从而增强水平结构的明显程度,A错误;
B、一般来说,生物多样性丰富的生态系统的恢复力稳定性较弱,B错误;
C、处于平衡状态的生态系统中生物的种类和数量在时刻变化,但均处于相对稳定的范围,C错误;
D、向某地区引入外来物种,可能会因外来物种的入侵,破坏当地原有的生态平衡,从而使该地区的生物多样性降低,D正确。
故选D。
5. 镉(Cd)毒性强且难以自然降解,土壤重金属污染中以Cd污染最为严重。研究人员计划用7种牧草植物修复Cd污染湖泊底泥,实验结果如图所示。
根据该实验结果分析,最佳修复方式及原因是( )
A. 选择黑麦草,因其从地下向地上部分迁移重金属的能力最强
B. 选择菊苣,因其体内Cd浓度最低,对Cd的耐受能力最强
C. 选择高羊茅,因其体内Cd浓度最高,对Cd的富集能力最强
D. 选择人工方式清除水域底泥,能从根本上解决重金属污染问题
【答案】A
【分析】生物富集作用又叫生物浓缩,是指生物将环境中低浓度的化学物质,通过食物链的转运和蓄积达到高浓度的能力。化学物质在沿着食物链转移的过程中产生生物富集作用,即每经过一种生物体,其浓度就有一次明显的提高。
【详解】ABC、Cd存在生物富集现象,在修复Cd污染湖泊底泥的过程中,黑麦草从地下向地上部分迁移重金属的能力最强,能更好地将Cd从底泥中转移到地上部分,且黑麦草体内Cd浓度较高,对Cd的富集能力亦强,选择黑麦草最佳,A正确,BC错误。
D、题目要求是用牧草植物修复Cd污染湖泊底泥,而选择人工方式清除水域底泥不属于利用牧草植物进行修复的范畴,与题目所要求的修复方式不符,D错误。
故选A。
6. 与森林生态系统或草原生态系统相比,森林草原交错区的物种数目较多,且某些物种的种群密度较大,该现象被称为“边缘效应”。下列叙述正确的是( )
A. 该交错区的植被垂直结构复杂,但动物无垂直结构
B. 该交错区的物种数目较多,使该生态系统具有较高的抵抗力稳定性
C. 森林生态系统和草原生态系统中动物适应环境的方式完全不同
D. 一段时间后,该交错区乔木的数目逐渐增多,这说明发生了初生演替
【答案】B
【分析】群落演替是指一个群落替代另一个群落的过程。群落演替包括初生演替和次生演替,初生演替是指在一个从来没有被植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方发生的演替;次生演替是指原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】A、植物可为动物提供食物和栖息空间,因此交错区的动物也存在垂直结构,A错误;
B、该交错区的物种数目较多,营养结构较复杂,使该生态系统具有较高的抵抗力稳定性,B正确;
C、生物适应环境的方式多种多样,森林生态系统和草原生态系统中动物适应环境的方式不完全相同,C错误;
D、次生演替是指原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。交错区有丰富的物种,因此一段时间后,该交错区乔木的数目逐渐增多,这说明发生了次生演替,D错误。
故选B。
7. 在生态工程的实际应用中,较优化的生产工艺是设计可多级利用物质的分层结构,如具有多层结构的森林生态系统吸收光能的面积更大等。下列相关叙述错误的是( )
A. 具有多层结构的森林生态系统不再需要系统外能量的投入
B. 绿色能源供应等举措可有效减小生态足迹
C. 人工生态修复过程一定程度上可说明人类活动可以改变自然演替的方向
D. 鱼、菜共生等绿色养殖技术,有效降低了养殖尾水中的氮磷排放量
【答案】A
【分析】生态足迹:又叫生态占用,指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积。生态足迹越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响越大。
【详解】A、由于呼吸散失的热能不能被生物在利用,因此能量流动逐级递减,为维持生态系统的能量流动,每个生态系统都需要源源不断的有能量输入,A错误;
B、绿色能源(如太阳能、风能)可减少对化石燃料的依赖,从而降低生态足迹,B正确;
C、人工生态修复过程使生态系统改变原有的演替方向,朝着生物种类增多的方向演替,因此该实例在一定程度上可说明人类活动可以改变自然演替的方向,C正确;
D、鱼、菜共生等绿色养殖技术,通过物质循环(如微生物分解鱼粪为植物提供养分),从而有效降低了养殖尾水中的氮磷排放量,实现了物质的循环利用和生态效益的提升,D正确。
故选A。
8. 某地河涌淤塞、果园减产及环境退化等问题日益严重。在生态修复过程中,将开挖沟渠所获泥土堆积成垛基,在垛基上种植果树,逐渐形成稳定的垛基果林,其结构如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 垛基果林包含深水塘、浅滩、草地和果树区,这体现了群落的垂直结构
B. 修复过程中生物多样性日趋丰富,生态系统的物质循环速率加快
C. 提高生物多样性的间接价值的意义要大于提高其直接价值的
D. 为监测果园中害虫的种群数量,在实践中常用样方法调查其虫卵的密度
【答案】A
【分析】群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。
垂直结构:①概念:指群落在垂直方向上的分层现象。②原因:植物的分层与对光的利用有关,动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的环境有关。
水平结构:①概念:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。②原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布。
【详解】A、垛基果林包含深水塘、浅滩、草地和果树区,这是在水平方向上不同地段的分布差异,体现的是群落的水平结构,而非垂直结构,A错误;
B、在生态修复过程中生物多样性日趋丰富,生物种类增多,生态系统的物质循环速率会加快,B正确;
C、生物多样性的间接价值(如生态系统的调节功能等)对生态环境和整个生物圈意义重大,其意义通常大于直接价值(如食用、药用等价值),C正确;
D、对于果园中害虫的虫卵,由于其活动能力弱、活动范围小,在实践中常用样方法调查其密度,D正确。
故选A。
9. 古文中记载“甜酒亦以糯米酿成,和糟食用,故名醪糟”.甜酒的制作流程为蒸熟糯米、拌上酒曲、糖化发酵、酒精蒸馏、装瓶封存。下列叙述正确的是( )
A. 将糯米蒸熟后不冷却,直接拌入酒曲,这样不会影响酵母菌有氧呼吸
B. 将拌上酒曲的糯米放置在容器中发酵,发酵过程持续通入氧气,有利于产生酒精
C. 糖化发酵可导致糯米细胞中有机物的种类和含量增加
D. 发酵过程中酒精浓度会逐渐升高从而影响酵母菌的呼吸强度
【答案】D
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精。
【详解】A、蒸熟后的糯米温度过高,直接拌入酒曲会杀死酒曲中的酵母菌和霉菌,无法进行发酵,A错误;
B、酵母菌产酒精需要无氧环境,持续通入氧气会促使酵母菌进行有氧呼吸(分解葡萄糖为CO₂和H₂O),而非无氧发酵产酒精,B错误;
C、糯米蒸熟后细胞已死亡,糖化和发酵由酒曲中的微生物(霉菌、酵母菌)完成。糯米细胞本身的有机物不再变化,C错误;
D、酵母菌无氧呼吸产生的酒精浓度升高会抑制其代谢活动,导致呼吸强度下降,D正确。
故选D。
10. 生物固氮在农业生产中具有十分重要的作用,某研究团队想对大豆种植田中的土壤固氮菌进行选择培养和计数。下列相关说法错误的是( )
A. 固氮菌与大豆之间是互利共生的关系
B. 用稀释涂布平板法对固氮菌进行活菌计数时,统计结果一般比实际结果偏高
C. 进行平板划线接种时,下次划的线与上次划的线要首尾相连
D. 平板划线法和稀释涂布平板法都可以获得土壤固氮菌的纯培养物
【答案】B
【分析】微生物常见的接种的方法:(1)平板划线法:把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞用接种环在平板培养基,通过分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞,经培养后生长繁殖成单菌落,通常把这种单菌落当作待分离微生物的纯种。(2)稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落。
【详解】A、大豆为固氮菌提供营养物质,固氮菌为大豆提供含氮物质,二者互惠互利,共同生活,种间关系属于互利共生,A正确;
B、用稀释涂布平板法对固氮菌进行计数时,由于一个菌落可能是由两个或多个细菌长成,因此统计的菌落数往往比活菌的实际数目少,B错误;
C、进行平板划线接种时,第二次及以后的划线,都要从上一次划线的末端引线,使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落,即下次划的线与上次划的线要首尾相连,C正确;
D、对微生物进行分离、纯化可用平板划线法或稀释涂布法,因此平板划线法和稀释涂布平板法都可以获得土壤固氮菌的纯培养物,D正确。
故选B。
11. 微生物培养是指借助人工配制的培养基和人为创造的培养条件,使微生物快速生长繁殖的一种技术。下列相关叙述错误的是( )
A. 通常霉菌培养基的pH比细菌培养基的要低
B. 纯化培养时,培养皿应倒放在恒温培养箱内
C. 配制培养基时,灭菌之后还需要加入物质调节pH
D. 培养自养型微生物时,培养基中可能不需要加入碳源物质
【答案】C
【分析】(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基:计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。
(2)微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、霉菌适宜在酸性环境生长,细菌适宜在中性 - 微碱性环境生长,所以通常霉菌培养基的 pH 比细菌培养基的要低,A正确;
B、纯化培养时,培养皿应倒放在恒温培养箱内,这样做是为了防止冷凝水落入培养基造成污染,B正确;
C、配制培养基时,应在灭菌之前加入物质调节培养基的pH,C错误;
D、自养型微生物能利用二氧化碳等无机物合成自身所需有机物,因此培养自养型微生物时,培养基中可能不需要加入碳源物质,D正确。
故选C。
12. 稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目,下列相关叙述错误的是( )
A. 将稀释后的样品溶液进行多个平板培养后计数并取其平均值,这样有利于保证结果准确
B. 每隔24h统计一次同一平板上的菌落数,选取菌落数目稳定时的结果作为记录
C. 为防止杂菌污染,涂布器应放入酒精后再取出进行灼烧
D. 同一稀释度下的几个平板上菌落数的平均值与空白平板上的菌落数的差值可作为该组的菌落数
【答案】D
【分析】常用的微生物接种方法有两种:(1)平板划线法:是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。(2)稀释涂布平板法:是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。
【详解】A、为了保证结果的准确性,通常将进行梯度稀释后的样品涂布多个平板培养后计数并取平均值,A正确;
B、每隔24h统计一次同一平板上的菌落数,选取菌落数目稳定时的结果作为记录,一般选择菌落数为30-300的平板进行计数,B正确;
C、涂布器需要先放入酒精中,然后取出进行灼烧灭菌,待温度下降后再进行涂布,可以防止杂菌污染,C正确;
D、若空白平板上有菌落,说明培养基被污染了,则结果是不可信的,需要重新进行操作,D错误。
故选D。
13. 在石油开采过程中,利用表面活性剂可提高采收率,但化学合成表面活性剂也带来了一定的环境污染。某些微生物可代谢产生生物表面活性剂。某研究人员拟从含油污的水中筛选出耐高温、高压且能产生生物表面活性剂的菌株,按如图所示的流程培养一段时间,在平板上共获得36个菌株。下列叙述正确的是( )
A. 上述过程中所用的培养液应以石油为唯一碳源,振荡培养的目的是降低菌株浓度
B. 将36个菌株分别接种至含石油的液体培养基中,在常温、常压条件下培养获得目的菌株
C. 若分离目的菌株的同时要求能对其进行计数,则图中M处应采用平板划线法进行接种
D. 在石油开采过程中,生物表面活性剂既能够提高采收率,又有利于减少污染、保护环境
【答案】D
【分析】选择培养基是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基,利用这种培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。
【详解】A、实验目的是从含油污的水中筛选出耐高温、高压且能产生生物表面活性剂的菌株,因此所用的培养液应以石油为唯一碳源,以筛选能分解石油的菌体,振荡培养的目的是增加溶氧量以及菌体与营养物质的接触,以增加菌株浓度,A错误;
B、实验目的是筛选耐高温、高压且能产生生物表面活性剂的菌株,因此培养条件应为高温、高压的条件,B错误;
C、平板划线法接种不能用于菌体计数,若分离目的菌株的同时要求能对其进行计数,则图中M处应采用稀释涂布平板法进行接种,C错误;
D、在石油开采过程中,利用表面活性剂可提高采收率,但化学合成表面活性剂也带来了一定的环境污染。而用某些微生物生产生物表面活性剂,可减少对环境的污染,保护环境,D正确。
故选D。
14. 组氨酸营养缺陷型鼠伤寒沙门菌菌株TA98因自身不能合成组氨酸,从而不能在基本培养基上生长,但经回复突变后,可恢复合成组氨酸的能力。某些致癌物可使TA98发生回复突变,某实验室利用该原理可快速地鉴别某些食品添加剂的致癌性。下列说法错误的是( )
A. 该实验中,实验组可设置为基本培养基+TA98+食品添加剂
B. TA98回复突变前后,其碱基序列可能发生了改变
C. 若空白培养基中出现了菌落,则可能无法达到预期效果
D. 可通过基本培养基将TA98筛选出来
【答案】D
【分析】基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,这会导致基因结构的改变,基因突变具有不定向性。
【详解】A、该实验目的是利用某些致癌物可使TA98发生回复突变的原理,从而鉴别某些食品添加剂的致癌性,因此实验组应为基本培养基+TA98+食品添加剂,对照组为基本培养基+TA98+等量无菌水,A正确;
B、基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,因此TA98回复突变前后,其碱基序列可能发生了改变,B正确;
C、若空白培养基中出现了菌落,说明没有食品添加剂时也能使TA98发生回复突变,因此无法判断实验组中的菌落是否由于食品添加剂诱导其发生回复突变形成的,即无法达到预期效果,C正确;
D、TA98自身不能合成组氨酸,基本培养基上不含组氨酸,因此不能通过基本培养基将TA98筛选出来,D错误。
故选D。
15. 某陆地生态系统的碳循环和能量流动的关系如图所示,其中A~D表示生物成分,a~d表示生理活动对应的能量值。下列叙述正确的是( )
A. A是指绿色植物,属于生产者,能固定CO2
B. c1、c2和c3的能量属于上一营养级遗体残骸的能量
C. 次级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为a3-b3
D. C占有的能量最少,只与A、B进行呼吸作用时散失了部分能量有关
【答案】C
【分析】能量流动的特点:单向流动、逐级递减。
碳在生物群落和无机环境之间以CO2的形式传递,在生物群落中以含碳有机物的形式传递。
【详解】A、A不一定是绿色植物,也可能是原核生物,A错误;
B、c1、c2和c3的能量属于该营养级遗体残骸的能量,B错误;
C、次级消费者的同化量为a3,呼吸消耗量为b3,用于生长、发育和繁殖的能量为a3-b3,C正确;
D、C占有的能量最少,是因为能量是逐级递减的,与A、B进行呼吸作用时散失了部分能量有关,还与A、B有部分能量流向分解者有关,D错误。
故选C。
16. 某真菌野生型菌株可以在基本培养基上正常生长,但其突变型菌株a、b、c则无法存活,a、b、c三种突变型菌株在不同物质条件下的生长情况如表所示。下列推测不成立的是( )
A. 菌株a、b、c和野生型菌株之间可能含有等位基因
B. 基本培养基中不含甲硫氨酸、苏氨酸、硫胺素和生物素
C. 将菌株a、c混合培养,也可以得到野生型菌株
D. 菌株a、b混合培养时,两者之间可能发生DNA转移
【答案】C
【分析】根据题意可知:菌株a是甲硫氨酸和生物素缺陷型突变体,菌株b为苏氨酸、硫胺素缺陷型突变体,c是甲硫氨酸、硫胺素缺陷型突变体。
【详解】A、菌株a、b、c都是野生型经过基因突变成产生的,故推测它们和野生型菌株之间可能含有等位基因,A正确;
B、根据表格信息可知,基本培养基上另外添加了甲硫氨酸和生物素后,a可以正常生长;添加了苏氨酸和硫胺素后,b可以正常生长;添加了甲硫氨酸和硫胺素后,c可以正常生长,说明基本培养基上不含甲硫氨酸、苏氨酸、硫胺素和生物素,B正确;
C、菌株a是甲硫氨酸和生物素缺陷型突变体,c是甲硫氨酸、硫胺素缺陷型突变体,将二者混合后,由于不能合成甲硫氨酸而不能正常生长,不能得到野生型菌株,C错误;
D、菌株a是甲硫氨酸和生物素缺陷型突变体,菌株b为苏氨酸、硫胺素缺陷型突变体,二者相互含有对方缺少的正常基因,混合培养时,可能发生了DNA的转移,获得了野生型菌株,D正确。
故选C。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
17. 藏羚羊栖息于海拔较高的高山草原、草甸和高寒荒漠地带,科研小组对某地区部分动植物种群数量进行了调查,图1中的甲、乙、丙分别代表三个不同的藏羚羊种群,图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别对应幼(0~1龄)、小(1~3龄)、中(3~5龄)、大(5~8龄)四个年龄等级(藏羚羊的最长寿命约为8年),图2表示该地区藏羚羊出生率和死亡率的比值变化(R=出生率/死亡率)。回答下列问题:
(1)______是区分高山草原、草甸和高寒荒漠群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素。
(2)甲种群的年龄结构属于______型。由题图可预测,未来丙种群数量的变化趋势是______。除了图1中所展示的特征,种群还具有________(答出2点)等数量特征。
(3)图2中a时间点和b时间点的藏羚羊种群数量______(填“相等”或“不相等”)。若在d时间点,少量藏羚羊从其他地区迁入该地区,则该地区藏羚羊的K值______(填“变大”“变小”或“不变”),原因是______。若要提高该地区藏羚羊种群的环境容纳量,可采取的措施有_______(答出2点)。
【答案】(1)物种组成
(2)①. 增长 ②. 减少 ③. 种群密度、出生率、死亡率、迁入率、迁出率、性别比例
(3)①. 不相等 ②. 不变 ③. K值是由环境资源量决定的,与迁入率无关 ④. 建立自然保护区、减少人类活动干扰、治理环境污染、防治藏羚羊的天敌危害等
【分析】(1)物种组成是区别不同群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素;
(2)由图1可知,甲种群幼龄个体所占比例明显高于老龄个体的,故该种群的年龄结构属于增长型。丙种群的年龄结构为衰退型,由此可预测未来丙种群数量会减少。图1所展示的种群数量特征是年龄结构,除此之外,种群数量特征还有种群密度、出生率、死亡率、迁入率、迁出率、性别比例;图2中a时间点和b时间点的R均大于1,种群数量持续增加,故这两个时间点的种群数量不相等。
【解析】(1)物种组成是区分不同群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素。不同的群落,其物种组成有很大差异,比如高山草原、草甸和高寒荒漠群落,物种组成各不相同;
(2)观察图1中甲种群,幼龄个体(0~1龄)比例较大,中龄和大龄个体比例相对较小,属于增长型 。年龄结构中,若幼年个体比例大于老年个体比例,属于增长型年龄结构,预示着种群数量未来有增长趋势;丙种群的幼龄个体(0~1龄)比例较小,中龄和大龄个体比例相对较大,因此丙种群的年龄结构为衰退型,由此可预测未来丙种群数量会减少;
种群数量特征除了年龄结构外,种群密度是种群最基本的数量特征,出生率和死亡率直接决定种群数量变化,迁入率和迁出率也能影响种群数量,性别比例在一定程度上会影响种群的密度,因此种群的数量特征除年龄结构以外还具有种群密度、出生率、死亡率、迁入率、迁出率、性别比例等数量特征;
(3)图 2 中,a-b 时间段内,R(出生率 / 死亡率)>1,说明种群数量在不断增加 。所以a时间点和b时间点的藏羚羊种群数量不相等,b时间点种群数量大于a时间点;
K 值(环境容纳量)是指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量 。K值是由环境资源量决定的,与迁入率无关,少量藏羚羊从其他地区迁入该地区,并没有改变该地区的环境条件,所以该地区藏羚羊的 K 值不变;
环境容纳量与环境资源相关,要提高该地区藏羚羊种群的环境容纳量,可采取建立自然保护区、减少人类活动干扰、治理环境污染、防治藏羚羊的天敌危害等措施。
18. 图1表示某岛屿上几类主要生物的食物关系,图2表示能量流经第二营养级的部分过程,图3表示兔进入该岛屿后的种群数量变化曲线。回答下列问题:
(1)鼠的粪便中的能量属于_____的同化量,若鼬捕食鼠和鸟获得的能量比为1∶3,则鼬每增加4kJ的能量最多需要消耗草_____kJ的能量。
(2)图2中A表示_____的能量,除流向B外,A中还有一部分_____。
(3)图3中a~b段,兔种群增长速率的变化是_____,b点后,兔的种群数量的变化可表述为_____。
【答案】(1)①. 草 ②. 3100
(2)①. 初级消费者同化 ②. 通过呼吸作用散失
(3)①. 逐渐减小 ②. 围绕K值上下波动
【分析】摄入量=同化量+粪便量;同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能量 ;生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量,所以A为初级消费者的同化量,B为用于生长、发育繁殖的能量,图示中还应该有初级消费者的呼吸散失量。
【解析】(1)消费者粪便中的能量属于上一营养级同化的能量。根据题意可知,鼬每增加4kJ的能量最多需要消耗草的能量为1÷10%÷10%+3÷10%÷10%÷10%=3100(kJ)。
(2)图2中A表示初级消费者同化的能量,A除用于B(初级消费者生长、发育、繁殖消耗的能量)外,还有一部分通过呼吸作用散失。
(3)图3中a~b段,兔种群增长速率的变化是逐渐减小,b点后,兔的种群数量围绕K值上下波动。
19. L-天冬酰胺酶对治疗急性淋巴细胞白血病和恶性淋巴瘤具有较好的效果。现在工业上常利用7.5%的玉米浆(氨基酸种类齐全、含量丰富)培养基,以大肠杆菌为菌种进行发酵来生产L-天冬酰胺酶。回答下列有关问题:
(1)在利用大肠杆菌发酵生产L天冬酰胺酶的过程中,其在细胞内的合成场所是________。该酶是否经过了细胞器的加工?________(填“是”或“否”)。
(2)为了获得较多产物,发酵所用的培养基按物理性质来看属于________。发酵过程中需要向发酵罐中加入冷却水,推测其作用是________。
(3)请从成本和效率的角度分析,与无机氮源相比,玉米浆作为氮源的优势是________________(答出2点)。
【答案】(1)①. 核糖体 ②. 否
(2)①. 液体培养基 ②. 防止大肠杆菌在代谢过程中释放的热量使发酵罐内的温度升高,影响发酵
(3)既可作氮源也可作碳源,节约了成本;富含氨基酸且种类齐全,吸收后能直接用于蛋白质的合成,提高了效率
【分析】发酵工程,是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【解析】(1)L天冬酰胺酶本质为蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体。由于大肠杆菌没有内质网和高尔基体等复杂细胞器,因此大肠杆菌内合成的该酶没有经过细胞器的加工。
(2)液体培养基中的营养成分更容易与培养的菌体接触,因此为了获得较多产物,发酵所用的培养基按物理性质来看属于液体培养基。冷却水用于降低温度,防止大肠杆菌在代谢过程中释放的热量使发酵罐内的温度升高,影响发酵。
(3)玉米浆作为有机氮源,与无机氮源相比,具有成本低和效率高的优势。玉米浆来源于农业副产品,生产成本低,且富含氨基酸、维生素等营养成分,能够直接被微生物利用,促进生长和代谢,提高发酵效率和产物产量。
20. 化工废水经专业化处理后才能排入河流.某湖泊中由于工业废水的排放沉积了大量的污染物,其中污染物M(一种含有C、H、O、N的有机物)难以降解.为了获得能降解M的细菌,某同学设计了甲、乙两种培养基,成分如表所示,其中“+”代表有,“-”代表无。回答下列问题:
(1)可从该湖泊的水样中获得目的细菌,原因是________。
(2)培养基中M的作用主要是________.可通过上述培养基筛选出目的细菌,其筛选机制是________.培养基甲、乙中,可以对目的细菌进行计数的是________。
(3)培养基中的细菌是否都可以降解M?________(填“是”或“否”),原因是________,因此还需要进一步筛选和鉴定。
【答案】(1)湖泊中沉积了污染物M,可能存在以M为碳源和氮源的降解菌
(2)①. 作为唯一碳源和氮源 ②. 只有能利用M的细菌才能生长繁殖(其他细菌因缺乏碳源/氮源被抑制)③. 乙
(3)①. 否 ②. 部分细菌可能利用淀粉生长(或依赖其他成分),不依赖M降解
【分析】选择培养基在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。
【解析】(1)污染物环境是目标菌的天然富集场所,由于污染物M长期沉积在湖泊中,会自然选择出能利用M作为营养源的微生物(降解菌)。
(2)污染物M是一种含有C、H、O、N的有机物,可同时作为碳源和氮源;培养基甲、乙均以M为唯一碳源/氮源,不能利用M的细菌无法生长,形成选择性压力;培养基乙含琼脂(固体培养基),可通过菌落计数法统计活菌数,培养基甲无琼脂(液体培养基),无法计数。
(3)分析题意,培养基中含淀粉(另一种碳源),部分细菌可能利用淀粉而非M生长,导致假阳性,故培养基中的细菌不是都可以降解M。
21. 活性黑5是一种工业中常用的含氮染料,具有一定的毒性,假性单胞菌可合成氧化还原酶BVU5蛋白,该蛋白质可促进活性黑5的分解。某实验室欲从工厂污泥中分离出具备强分解活性黑5能力的假性单胞菌,过程如图所示。回答下列问题:
(1)对取样的污泥应使用________进行稀释,用该物质稀释的优点是可以避免________,便于对目的菌进行筛选。
(2)已知培养基Ⅰ的作用为对目的菌进行筛选,为达到该目的,其在成分配制上的特点主要是________。若测得培养基Ⅰ上的菌落数为36,则污泥稀释液中目的菌的数量约为________个。
(3)将目的菌从培养基Ⅰ转移到培养基Ⅱ的目的主要是________。结合题意推测,对目的菌进行多次转接并进行浓度梯度驯化的主要目的是__________________。
【答案】(1)①. 无菌水 ②. 增加污泥稀释液中的杂菌数量
(2)①. 以活性黑5为唯一氮源 ②. 7.2×107
(3)①. 对目的菌进一步纯化 ②. 培养分解活性黑5能力更强的目的菌(或逐步提高假性单胞菌合成BVU5蛋白的能力)
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐,其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏,因为它们来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对特殊营养物质和氧气的要求。
【解析】(1)为了避免人为操作增加污泥稀释液中的杂菌数量,常用无菌水对污泥进行稀释,以便对目的菌进行稀释。
(2)培养基Ⅰ的作用是对目的菌进行筛选,故该培养基应该为选择培养基,要筛选出能分解活性黑5的微生物,培养基上应该以活性黑5作为唯一的氮源(活性黑5是一种工业中常用的含氮染料)。若测得培养基Ⅰ上的菌落数为36,则污泥稀释液中目的菌的数量约为36×104÷0.1×20=7.2×107个。
(3)培养基Ⅰ上进行稀释涂布后,可以初步筛选获得目的菌,再转移到培养基Ⅱ上,通过平板划线法对目的菌进行进一步的纯化。本操作的目的是从工厂污泥中分离出具备强分解活性黑5能力的假性单胞菌,故推测经过多次转接并进行浓度梯度驯化的目的是为了逐步提高假性单胞菌合成BVU5蛋白的能力。
【生物】河北省承德市2024-2025学年高二下学期期中考试(解析版)
名校联考2024—2025学年高二年级期中测试
生物A
本试卷共8页,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共13小题,每小题2分,共26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. 醋酸菌常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是( )
A. 传统发酵生产食用醋的菌种是混合菌种
B. 糖源充足时,发酵产醋的过程中有气泡产生
C. 由酒变醋的过程中,发酵液没有气泡产生
D. 为防止醋酸挥发,发酵过程中禁止搅动发酵液
【答案】D
【分析】发酵是在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需产物的过程。
【详解】A、传统发酵的菌种来自原材料或前一次发酵保存下来的发酵物中的菌种,因此传统发酵生产食醋的菌种是混合菌种,A正确;
B、糖源充足时,发酵产醋的过程中有二氧化碳产生,因此有气泡,B正确;
C、由酒变醋的过程中,由反应式可知发酵液没有气泡产生,C正确;
D、醋酸菌是好氧细菌,搅动发酵液有利于增加溶解氧,促进醋酸菌的繁殖和发酵,D错误。
故选D。
2. 某家庭分别用下图装置1和装置2制作传统泡菜和制作果酒,下列有关说法错误的是( )
A. 菌种均可来自生物原材料表面的天然菌种
B. 两个装置均不能装满,均需留有一定空间
C. 装置1中用水密封目的是防止杂菌污染
D. 装置2大约每隔12 h左右将瓶盖拧松一次
【答案】C
【分析】(1)参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型.果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸.当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
(2)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。
【详解】A、传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的,制作果酒的菌种来自果皮表面附着的野生型酵母菌,A正确;
B、制作泡菜时泡菜坛装至八成满,制作果酒时将葡萄汁装入发酵瓶中,要留有大约1/3的空间,以防止发酵液溢出,B正确;
C、装置1中用水密封的目的是创造无氧环境,C错误;
D、装置2大约每隔12 h左右将瓶盖拧松一次,以排出发酵产生的CO2,D正确。
故选C。
3. 常见的细菌培养基配方如下表所示,下列说法正确的是( )
A. 细菌所需无机盐全部来自氯化钠
B. 该配方表中的水必须是无菌水
C. 在此培养基上不能获得单菌落
D. 一般还需要将pH调至弱酸性
【答案】C
【分析】牛肉膏和蛋白胨是复合营养物质,不仅提供碳源和氮源,还含有多种无机盐、维生素和生长因子;氯化钠主要提供钠和氯元素,是细菌生长所需无机盐一部分,但不是全部。
【详解】A、牛肉膏中含有磷酸盐,也能为细菌提供无机盐,A错误;
B、定容所用的水是蒸馏水,B错误;
C、该培养基没有加入琼脂,是液体培养基,不能形成菌落,C正确;
D、培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性,D错误。
故选C。
4. 下列关于无菌操作技术说法,正确的是( )
A. 一般通过100℃煮沸5~6 min来对牛奶进行消毒
B. 利用微生物寄生于细菌体内使其裂解的方法属于生物消毒
C. 对灭菌物品进行湿热灭菌时需在160~170℃的条件下维持1~2 h
D. 实验中使用后的培养基丢弃前一定要进行消毒处理,以免污染环境
【答案】B
【分析】灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程,常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法等。
【详解】A、牛奶不耐高温,牛奶的消毒应采用巴氏消毒法,即在62~65 ℃条件下消毒30分钟或在80~90 ℃条件下处理30 s~1 min,A错误;
B、生物消毒法是利用生物或其代谢物去除环境中部分微生物的方法,比如有的微生物能够寄生在多种细菌体内,使细菌裂解,B正确;
C、对灭菌物品在160~170 ℃的热空气中维持1~2 h是常见的干热灭菌条件,湿热灭菌如高压蒸汽灭菌时,在压力100 kPa、温度为121 ℃的条件下,维持15~30 min来灭菌,C错误;
D、实验中使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理,而不是消毒处理。因为消毒一般只能杀死部分微生物,不能完全杀灭芽孢等有较强抗性的微生物,而灭菌可以彻底杀灭包括芽孢在内的所有微生物,以防止污染环境,D错误。
故选B。
5. 下图为某科研小组对土壤中尿素分解菌分离计数的相关示意图。下列叙述错误的是( )
A. 培养基上的一个菌落一般来源于一个活菌
B. 图中最右侧的平板最可能为牛肉膏蛋白胨培养基
C. 结果表明,每克土壤中的菌株数为9.9×107个
D. 图中最左侧的平板上菌落的特征应该具有一致性
【答案】D
【分析】活菌计数法
①原理:当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌;
②操作a、设置重复组,增强实验的说服力与准确性。b、为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数;
③计算公式:每克样品中的菌株数=(C÷V)×M,其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。
【详解】A、一般稀释倍数合适的情况下,培养基上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌,A正确;
B、图中最右侧的平板上有209个菌落,远远大于其他平板,说明培养基没有选择作用,因此最可能是作为对照组的牛肉膏蛋白胨培养基,B正确;
C、在锥形瓶中土壤被稀释了100倍,在3个试管中一共被稀释了1000倍,因此,总共被稀释了105倍,图中可用的菌落数分别为94、104、99的三个平板,求取菌落数的平均值为99个,故可计算出1 g土壤中的活菌数约为99÷0.1×105=9.9×107个,C正确;
D、分解尿素的微生物有很多种,因此在培养基上形成的菌落可能有很多种,不会表现出一致性,D错误。
故选D。
6. 微生物平板划线的具体操作如图所示,下列说法错误的是( )
A. 图中存在明显错误的操作有②⑥⑦
B. 实验操作过程应该在酒精灯火焰旁进行
C. 整个过程中需要用酒精灯对接种环进行5次灼烧灭菌
D. 待菌液被培养基吸收后才能将平板倒置培养
【答案】C
【分析】平板划线法:把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞,用接种环在平板表面上作多次由点到线的划线稀释而获得较多独立分布的单个细胞,并让其成长为单菌落的方法。
【详解】A、由图可知,②中拔出棉塞后应握住棉塞上部;⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全打开,应只打开一条缝隙;⑦中划线时第5次的划线不能与第1次的划线相连,A正确;
B、微生物平板划线过程中要保证始终没有杂菌的污染,因此实验操作过程应该在酒精灯火焰旁进行,B正确;
C、接种环在每次划线前、后都需要进行灼烧灭菌,因此共进行了6次灼烧灭菌,C错误;
D、划线后未等待菌液被培养基吸收,直接倒置培养时,菌液流动导致菌落混杂或污染,因此待菌液被培养基吸收后才能将平板倒置培养,D正确。
故选C。
7. 苦马豆素(SW)被认为是“未来的肿瘤治疗药物”。实验人员利用SW和小鼠肿瘤细胞进行相关实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 小鼠肿瘤细胞应培养在95%氧气和5% CO2混合气体的培养箱中
B. 对照组应将小鼠肿瘤细胞培养在不含SW的培养液中,其他培养条件相同
C. 实验期间需要定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累对细胞造成危害
D. 分析曲线可知,高浓度苦马豆素可能对小鼠肿瘤细胞产生毒性作用
【答案】A
【分析】题意分析,本实验的目的是验证苦马豆素对癌症的治疗效果,其自变量是苦马豆素(SW)的浓度和作用时间,因变量是癌细胞的存活率,
【详解】A、小鼠肿瘤细胞应培养在95%空气和5% CO2混合气体的培养箱中,其中二氧化碳具有维持pH稳定的作用,A错误;
B、根据单一变量原则,实验组加入不同浓度的SW溶液,对照组加入不含SW的培养液、其他培养条件相同,B正确;
C、实验期间需要定期更换培养液,以便清除代谢物,防止细胞代谢产物积累对细胞造成危害,C正确;
D、根据图示可知,当SW作用时间相同时,SW的浓度越高细胞的存活率越低,可推测高浓度苦马豆素可能对小鼠肿瘤细胞产生毒性作用,D正确。
故选A。
8. 为研制抗病毒A的单克隆抗体,某科研团队以小鼠为实验材料设计了以下实验流程。下列说法正确的是( )
A. 实验前必需对小鼠注射活性病毒A
B. 图中B淋巴细胞均能产生抗病毒A的抗体
C. 可能有多种杂交瘤细胞在筛选1的培养基上生长
D. 筛选2需用特异性抗体对杂交瘤细胞进行检测
【答案】C
【分析】单克隆抗体的制备:
(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。
(2)获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。
(3)克隆化培养和抗体检测。
(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【详解】A、为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞,实验前给小鼠甲注射病毒A,可注射灭活的病毒A或减毒的病毒A,有活性的病毒A可能会导致小鼠死亡,A错误;
B、由于小鼠可能接触过多种抗原,因此从小鼠提取的B淋巴细胞有多种,不都能产生抗病毒A的抗体,B错误;
C、筛选1是利用特定的选择培养基筛选出融合的杂交瘤细胞,而杂交瘤细胞可能有多种,C正确;
D、筛选2是将杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,筛选出能分泌抗病毒A的抗体,需用特异性抗原(如病毒A)对杂交瘤细胞进行检测,D错误。
故选C。
9. 下列关于①动物细胞培养、②植物组织培养和③微生物纯培养的说法,错误的是( )
A. 培养基和器械都需要经过灭菌,都需要在无菌环境中进行操作
B. 都需要保证适宜的温度和pH,②和③需要在培养基中加入琼脂
C. ①和②还需要更换培养基或培养液,③不需要更换培养基
D. 培养基中都需要加入碳源、氮源、水和无机盐等营养物质
【答案】D
【分析】(1)培养基的概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质。
(2)培养基的营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
【详解】A、细胞培养过程中都需要无菌无毒的环境,以保证培养物正常生长,因此培养基和器械都需要经过灭菌,要在无菌环境中进行操作,A正确;
B、维持细胞生存必须有适宜的温度和 pH,②植物组织培养和③微生物纯培养均需在固体培养基上进行培养,因此需要加入琼脂,B正确;
C、植物组织培养要定期更换培养液,以便清除代谢物,防止细胞代谢产物积累对细胞造成危害,②植物组织培养需要根据不同阶段对激素的需求,更换培养基,C正确;
D、纯培养自生固氮菌时培养基中不需要加入氮源,纯培养自养微生物时培养基中不需要加碳源,D错误。
故选D。
10. 中华猕猴桃果实大、抗寒能力弱,狗枣猕猴桃果实小、耐低温。研究人员尝试培育抗寒能力强且果实大的猕猴桃新品种。方案1,中华猕猴桃和狗枣猕猴桃进行体细胞杂交;方案2,对中华猕猴桃或狗枣猕猴桃的体细胞进行诱变处理,再培育成植株。下列叙述错误的是( )
A. 方案1和方案2均可能利用植物组织培养技术
B. 方案1和方案2均发生了可遗传的变异
C. 方案1和方案2均需筛选大量细胞
D. 方案1属于有性生殖,而方案2属于无性生殖
【答案】D
【分析】植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件 下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
【详解】A、方案 1 需要对杂种细胞进行植物组织培养,方案 2 可能需要对体细胞进行植物组织培养,培养到愈伤组织时对其进行诱变处理,A 正确;
B、方案 1 植物体细胞杂交,属于染色体变异,方案 2 是诱变育种,属于基因突变,两者均为可遗传的变异,B 正确;
C、方案 1 中原生质体融合产生多种细胞,需要筛选出杂种细胞,方案 2 诱变育种原理是基因突变,突变具有不定向性,故需要筛选大量细胞,C 正确;
D、方案 1 和方案 2 均属于无性生殖,D 错误。
故选D。
11. 下列对传统发酵和发酵工程的叙述,正确的是( )
A. 传统发酵技术和发酵工程的发酵设备分别需要消毒和灭菌
B. 传统发酵技术的菌种来自天然存在的菌种,发酵工程的菌种来自诱变育种
C. 发酵工程需要防止杂菌污染,传统发酵技术不需要防止杂菌污染
D. 可以从传统发酵产物和发酵工程产物中通过提取、分离和纯化提取单细胞蛋白
【答案】A
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产人类所需的产品,一般包括菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。发酵工程在食品工业、医药工业及其他工农业生产上有重要的应用价值。
【详解】A、传统发酵技术的发酵设备需要经过消毒,发酵工程的发酵设备需要严格的灭菌,A正确;
B、传统发酵技术和发酵工程的菌种都可以来自天然存在的菌种,B错误;
C、传统发酵和发酵工程都需要防止杂菌污染,C错误;
D、单细胞蛋白是微生物菌体,传统发酵是利用原材料中天然存在的微生物或利用发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术,不会产生微生物菌体,发酵工程结束后采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,得到单细胞蛋白,D错误。
故选A。
12. 下列技术原理中包含细胞或细胞核的全能性的有( )
①植物组织培养 ②植物细胞培养 ③植物体细胞杂交 ④动物细胞培养⑤动物细胞融合 ⑥动物细胞核移植
A. 一个B. 两个C. 三个D. 四个
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交和植物组织培养是植物细胞工程的技术手段,动物细胞培养和动物细胞核移植属于动物细胞工程的技术手段,不同的技术手段原理和目的不同。
【详解】①植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,符合题意,①正确;
②植物细胞培养的原理是细胞增殖,不涉及细胞全能性,不符合题意,②错误;
③植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,符合题意,③正确;
④动物细胞培养的原理是细胞增殖,不涉及细胞全能性,不符合题意,④错误;
⑤动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性,不涉及细胞的全能性,不符合题意,⑤错误;
⑥动物细胞核移植的原理是动物细胞的细胞核具有全能性,符合题意,⑥正确。
即①③⑤正确。
故选C。
13. 下列操作不利于达到实验目的的是( )
A. 制作果酒时先用清水冲洗,再去除枝梗和腐烂的籽粒
B. 接种室在使用前,用紫外线照射30 min,再用消毒液加强消毒效果
C. 涂布平板时,用移液枪取菌液滴加到培养基表面,再用涂布器均匀涂布
D. 诱导愈伤组织期间无光照培养,后继培养过程中给予适当时间和强度的光照
【答案】B
【分析】(1)果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。
(2)涂布操作:
将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中;
取少量菌夜(不超过0.1ml)滴加到培养基表面;
将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却8-10s;
用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面,涂布时可转动培养皿,使菌液分布均匀。
【详解】A、制作果酒时先用清水冲洗,可以去除果实表面的灰尘、泥土及部分杂菌等污染物。先冲洗后去枝梗能有效减少污染风险,A正确;
B、接种室在使用前,应先用消毒液加强消毒效果,再用紫外线照射 30 min,先用消毒液进行初步消毒,可以降低接种室整体的微生物负荷,包括紫外线难以杀灭的芽孢、孢子等。然后再用紫外线照射,可进一步杀灭空气中悬浮的微生物以及物体表面残留的微生物,两者结合能更全面、更彻底地杀灭各种病原微生物,B 错误;
C、涂布平板时,用移液枪取菌液 0.1 mL 滴加到培养基表面,再用涂布器均匀涂布,以形成单菌落,C正确;
D、光照可能会诱导植物细胞形成叶绿体等结构,促使愈伤组织过早地分化出维管等组织,而愈伤组织的形成需要细胞处于未分化状态,所以避光培养有利于形成典型的愈伤组织,后续培养过程中给予适当时间和强度的光照,有利于植物的光合作用,光照可以影响植物体内激素的合成、运输和分布,进而调节再分化过程,D正确。
故选B。
二、多项选择题:本题共5小题,每题3分,共15分。每小题都有两个或两个以上的选项符合题意,选对的得3分,选不全的得1分,选错的得0分。
14. 参与黄豆酱发酵的主要微生物有霉菌、酵母菌等。黄豆酱的制作过程如下图所示,下列叙述错误的是( )
A. 微生物的碳源由面粉提供,氮源由黄豆提供
B. 覆盖茅草、不通风和阴凉处都有利于微生物的发酵
C. 加入的盐水应该煮开并晾凉,盐水可能具有抑菌和调味的作用
D. 上层的酱发酵效果好于下层,需常将下层翻至上层,说明该菌种属于厌氧型
【答案】AD
【分析】腐乳制作过程中多种微生物参与了发酵,其中起主要作用的是毛霉,毛霉等微生物产生蛋白酶能将豆腐中的蛋白质转化成小分子肽和氨基酸,脂肪酶将脂肪转化成甘油和脂肪酸。
【详解】A、面粉中含有淀粉等物质,可为微生物生长提供碳源,但黄豆中的蛋白质既可提供碳源又可提供氮源,A 错误;
B、茅草等覆盖物具有一定的保湿作用,能减少黄豆中水分的散失,为微生物的生长和发酵提供适宜的湿度环境。同时,覆盖物也有一定的保温效果,有助于维持发酵过程中相对稳定的温度,利于微生物的代谢活动。不通风、阴凉的环境有利于营造一个相对稳定的微生物生长环境,B 正确;
C、加入的盐水应先煮沸再冷却使用,加入的盐水具有抑菌作用,同时让黄豆酱具有一定的味道,具有调味作用,C 正确;
D、上层的酱发酵效果好于下层,需常将下层翻至上层,上层与空气接触,氧气含量多,说明该菌种属于需氧型,D 错误。
故选AD。
15. 某生物兴趣小组预证明使用公筷的必要性,将聚餐时的每道菜品分为两份,一份使用公筷进食,一份不使用公筷进食。采集样品、培养后统计细菌的菌落总数,结果如下表(CFU/g表示每克样品在培养基上形成的菌落总数)。下列叙述正确的是( )
A. 用公筷和非公筷对每道菜夹取的次数应该相同
B. 可用平板划线法或稀释涂布平板法接种采集的样品
C. 由于未经烹饪,凉拌黄瓜餐前菌落数高于其他菜品
D. 使用公筷更干净卫生、能预防疾病,做到文明餐饮
【答案】ACD
【分析】表格分析,该实验的目的是验证使用公筷的必要性,自变量是菜品的种类和是否所用公筷,因变量是菌落数。与餐前相比,餐后无论是否所用公筷,菌落数都增加了,且为所用公筷的增加较多。
【详解】A、每道菜品用公筷和非公筷夹取的次数属于无关变量,应该保持相同,以排除无关变量对实验结果的干扰,A 正确;
B、接种采集的样品后还需进行计数,故只能用稀释涂布平板法接种而不能用平板划线法,B 错误;
C、高温可以杀死部分微生物。凉拌黄瓜(不需高温烹调)餐前的菌落数远远高于其他菜品,最可能的原因是因为没有经过高温烹调,本身携带的细菌数量会多一些,C 正确;
D、分析以上实验结果可知,餐后公筷比餐后非公筷每克样品在培养基上形成的菌落总数少,因此使用公筷更干净卫生,能预防疾病,能做到文明餐饮,D 正确。
故选ACD。
16. 不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。研究人员运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如下图所示。下列说法正确的是( )
注:碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂;X射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂
A. 过程②必须利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁
B. 对红豆杉和柴胡原生质体进行的A、B处理分别为碘乙酰胺处理、X射线处理
C. 过程③可利用离心法、高Ca2+—高pH融合法和灭活病毒诱导法等方法进行诱导
D. 过程④一般需要先后转接到诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基,进而形成试管苗
【答案】AD
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、过程②是由愈伤组织去掉细胞壁获得原生质体的过程,必须利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,A正确;
B、X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位等,使细胞不再持续分裂,碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂,杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现了互补,使细胞恢复正常分裂,因此只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团,故要培育能产生紫杉醇的柴胡,红豆杉是供体需要 X 射线照射,柴胡是受体需要碘乙酰胺处理,B错误;
C、不能利用灭活病毒诱导法诱导植物的原生质体融合,C错误;
D、再生细胞团相当于愈伤组织,一般需要先转接到诱导生芽的培养基上生芽,再转接到诱导生根的培养基上生根,进而形成试管苗,D正确。
故选 AD。
17. 体细胞核移植技术最初是用玻璃微型吸管将供体细胞的细胞核吸出,再注入去核卵母细胞内,第二种方法是将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内,然后诱导两个细胞融合。假设这两种方法的供体细胞遗传物质完全相同,受体细胞的遗传物质也完全相同。下列有关叙述正确的是( )
A. 两种方法中,卵母细胞所处时期是相同的
B. 第二种方法对卵母细胞和细胞核损伤较小
C. 用上述两种方法得到的克隆动物遗传性状完全相同
D. 用上述两种方法得到的克隆动物都不只具备一个亲本的遗传特性
【答案】ABD
【分析】动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎。在体外将采集到的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才成熟,可以通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体,核移植时,对提供细胞核和细胞质的奶牛不需要进行同期发情处理,使用电刺激等方法可以激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育。
【详解】A、两种方法中,卵母细胞均应处于 MⅡ期,A 正确;
B、直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内,避免了吸取细胞核和注入去核卵母细胞内等操作,故与最初的方法相比,第二种方法操作简便,对卵母细胞和细胞核损伤较小,B 正确;
C、若供体细胞和卵母细胞均相同,则用两种方法产生的动物性状完全相同,理论上最初的方法获得的生物细胞核中的遗传物质全部来自供体细胞,细胞质中的遗传物质全部来自去核卵母细胞,而第二种方法获得的生物细胞核中的遗传物质也是全部来自供体细胞,但细胞质中的遗传物质来自供体细胞和受体细胞,两者不完全相同,C 错误;
D、最初的方法获得的重组细胞中存在供体细胞细胞核中的遗传物质和卵母细胞细胞质中的遗传物质,第二种方法获得的重组细胞中存在供体细胞中的遗传物质和卵母细胞细胞质中的遗传物质,故用这两种方法得到的克隆动物都不只具备一个亲本的遗传特性,D 正确。
故选ABD。
18. 精准爆破肿瘤细胞的“生物导弹”——ADC(抗体—药物偶联物)能对肿瘤细胞进行选择性杀伤,该物质由抗体、药物(如长春新碱VCR,可以抑制微管蛋白的聚合从而抑制纺锤体的形成,阻断细胞分裂)和接头三部分组成,ADC的作用机制如图所示。下列说法正确的是( )
A. VCR会使肿瘤细胞着丝粒无法分裂,进而抑制肿瘤细胞的增殖
B. 图中乙为单克隆抗体,其特异性是ADC选择性作用于肿瘤细胞的关键
C. 图中甲为VCR,与单独使用VCR相比,ADC实现了选择性杀伤
D. 接头和药物的结合在血浆中的稳定性高于在溶酶体中的稳定性
【答案】BCD
【分析】题意分析,VCR能与单克隆抗体通过特殊的接头连接形成抗体—药物偶联物(ADC),通过胞吞作用进入细胞内,与细胞内溶酶体结合释放出药物VCR,VCR通过抑制微管蛋白聚合妨碍纺锤体的形成,从而阻断细胞分裂,诱发肿瘤细胞的凋亡。
【详解】A、VCR 能够与微管蛋白结合,阻止微管蛋白聚合形成微管,从而破坏了细胞的纺锤体结构。但着丝粒仍能分裂,A 错误;
B、ADC 中单克隆抗体(乙)能特异性识别肿瘤抗原,抗体的特异性是 ADC 能选择性作用于肿瘤细胞的关键,B 正确;
C、ADC 中的甲为 VCR,能杀伤肿瘤细胞,诱导了肿瘤细胞的凋亡。与单独使用药物相比,通过将 VCR 与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,C 正确;
D、接头是连接药物的,为了药物能准确的在肿瘤细胞中释放,就需要接头和药物在血浆运输时稳定结合,在肿瘤细胞中的溶酶体里接头和药物的稳定性降低,将药物释放出来,理论上接头和药物的结合在血浆中的稳定性高于在溶酶体中的稳定性,D正确。
故选BCD。
三、非选择题:本题共5道题,共59分。
19. 由谷氨酸棒状杆菌(好氧菌)发酵可以得到谷氨酸,进一步处理就能制成谷氨酸钠(味精),下图为谷氨酸发酵罐的示意图。请回答下列问题:
(1)与果酒生产所用的主要微生物相比,谷氨酸棒状杆菌主要的结构特点是_______________。
(2)冷却水的进入口是图中的_______(填序号),通入冷却水的作用是________。
(3)图中3的作用是_________(写出两点)。
(4)谷氨酸发酵生产过程中,需要添加氨水,它不仅是细菌生长所需的________,而且起到________的作用,所以应该分次加入。
(5)生产谷氨酸的过程中,通常以一定的速度不断添加新的培养液,同时又以同样的速度放出旧的培养液,此工艺流程可以大大提高生产效率,试阐述其原因:____________(至少写出一点)。
【答案】(1)谷氨酸棒状杆菌无成形的细胞核(或无以核膜包被的细胞核)
(2)①. 1 ②. 带走菌种发酵产生的热量,维持适宜的温度
(3)使营养物质得到充分利用,增加发酵液的溶氧量,有利于散热
(4)①. 氮源 ②. 调节 pH/酸碱度
(5)保证微生物对营养物质的需求;排出部分代谢产物;使微生物保持较长时间的快速生长
【分析】原核生物与真核生物最主要的区别在于有无成形的细胞核。谷氨酸发酵的培养基成分中有葡萄糖,且通入了无菌空气,说明其代谢类型为异养需氧型。
题图分析,图示为发酵装置,图中1指的是进水口,2指的是冷却水排水口,3是搅拌装置,4是空气进口,5是放料口。
【解析】(1)生产果酒的微生物是酵母菌,其为单细胞真菌,为真核生物,而谷氨酸棒状杆菌是原核生物,因此,与果酒生产所用的酵母菌相比,谷氨酸棒状杆菌主要的结构特点是无以核膜包被的细胞核。
(2)在利用发酵罐进行发酵的过程中,由于微生物的呼吸作用以及搅拌等产生大量的热量,使发酵液温度升高,为防止温度过高降低酶的活性,降低谷氨酸产量,可通过冷却水在发酵罐夹层中流动而达到冷却降温的目的,由于水温升高后密度下降,因而冷却水的流向是由下到上,即冷却水的入口是图中的1。
(3)发酵过程中的搅拌会使营养物质和菌种充分接触且能增加溶解氧的量,故可满足菌体对氧气和养分的需求。图中3为搅拌叶轮,在发酵过程中搅拌的作用是使发酵液在罐内形成循环流动,从而使热量均匀分布在整个发酵液中,有利于发酵液的充分利用。这样业可以避免局部过热现象的发生,因为局部过热可能会对微生物的生长和代谢产生不利影响,如降低酶的活性等。同时,均匀的热量分布也有利于发酵罐内的温度控制系统更有效地工作。
(4)氨水中含有氮元素,能够提供细菌生长所必须的氮源,而且起到调节培养液 pH 的作用(氨气溶于水呈碱性),所以应该分次加入。
(5)结合“以一定的速度不断添加新的培养液,同时又以同样的速度放出旧的培养液”可知此工艺流程可以大大提高生产效率,其原因是:①通过不断添加培养基和放出培养基操作可保证微生物对营养物质的需求;②及时排出部分代谢产物,避免对发酵过程造成影响;③使微生物保持较长时间的快速生长,能够提高生产效率。
20. 聚乙烯(不溶于水,通常为白色粉末)广泛应用于塑料薄膜、塑料袋、塑料容器等制品中。这些塑料制品在环境中经过长期的物理、化学和生物作用,会逐渐破碎形成含有聚乙烯的微塑料,对生态环境和生物健康造成了严重的威胁。某兴趣小组尝试从土壤中分离出能强效分解聚乙烯的微生物(如下图所示)。请回答下列问题:
(1)应从__________处采集土壤才容易得到分解微塑料的微生物。
(2)图中甲培养基中不添加琼脂,其主要目的是_________;甲在摇床上振荡培养比不振荡所得到的微生物数量更多,可能的原因是___________。
(3)图中乙培养基按功能分类,属于__________培养基。在乙培养基上接种微生物的方式为__________,判断依据为__________。
(4)在培养过程中,定期采用稀释涂布平板法接种微生物并对菌落进行计数。实验发现,当培养液中菌体数量为4×1011个/L时对某一浓度微塑料的分解效率最高,假设接种时所用的体积为0.1 mL,则选取107稀释倍数是__________(填“合适”或“不合适”)的,理由是__________。
(5)乙培养基中菌落a和菌落b降解聚乙烯的能力__________(填“相同”或“不同”),你的判断理由是__________。
【答案】(1)长期有微塑料污染的地方
(2)①. 使微生物快速繁殖(扩大培养)②. 分解聚乙烯的微生物为好氧型微生物,微生物与营养物质的接触更充分
(3)①. 选择培养基 ②. 稀释涂布平板法(涂布平板法)③. 在乙培养基上形成的菌落比较均匀
(4)①. 不合适 ②. 当稀释倍数为 107时,平板上菌落平均数为 4,不在 30~300 之间
(5)①. 不同 ②. 菌落 a 的降解圈与菌落直径之比大于菌落 b 的降解圈与菌落直径之比
【分析】接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法,平板划线分离法:由接种环以菌操作沾取少许待分离的材料,在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少,并逐步分散开来,如果划线适宜的话,微生物能一一分散,经培养后,可在平板表面得到单菌落。稀释平板计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落,即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法,即一个菌落代表一个单细胞。计数时,首先将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在(否则一个菌落就不只是代表一个细胞),再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。
【解析】(1)若想找到能分解微塑料的微生物,应从长期有微塑料污染的地方采集土壤。
(2)固体培养基含有琼脂,微生物细胞与培养基接触面积小,且与环境间物质交换速度较慢,从而使微生物生长缓慢。因此微生物扩大培养时选择液体培养基。在摇床上振荡培养可以增加培养液中的溶解氧,培养所得的微生物数量更多,说明分解聚乙烯的微生物为好氧型微生物。振荡培养时,微生物与营养物质的接触更充分,有利于微生物的繁殖。
(3)平板划线法是通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面,数次划线后,在后面划线的区域得到一个菌体繁殖而成的单克隆的菌落。而稀释涂布平板法是用涂布器将菌液均匀的涂布在培养基的表面,形成的菌落比较分散,相对比较均匀。
(4)计数时应选择培养基上的菌落数为 30 - 300 的平板,原因是菌落数少于 30,误差较大,菌落数大于 300,密度过大,菌落之间可能会有重叠,计数不准确。假设在 107稀释倍数下平板上菌落平均数为 C,根据溶液中活菌数的计算方法,可知 C/0.1×107×103=4×1011,求得C为4,不在 30 - 300 之间,故该稀释倍数不符合要求。
(5)乙培养基中形成两个降解圈大小一样的菌落 a、b,但菌落 a 的菌落直径小于菌落 b,即菌落 a 的降解圈与菌落直径之比大于菌落 b 的降解圈与菌落直径之比,因此菌落 a 降解聚乙烯的能力强。
21. 甜叶菊的叶片中含有甜菊糖,甜菊糖在植物防御(如抵御昆虫取食)、适应环境(增强植物对干旱、高温等胁迫的耐受性)中发挥作用,其甜度为蔗糖的300倍左右,但它的热量却很低,是用糖行业欢迎的天然甜味剂。但甜叶菊因其种子小、发芽率低、根系弱等特点使其生产受到限制,研究发现采用组织培养技术可大量生产甜叶菊,其生产流程如下图所示。请回答下列问题:
(1)图中的外植体可以是__________(至少例举两种类型),依次用体积分数为70%酒精浸泡30秒、5%次氯酸钠溶液浸泡30分钟对外植体进行__________处理,期间需要用__________清洗4 - 6次。
(2)①过程属于__________过程,该过程需要在__________等条件下进行,转变成的细胞处于__________(填“未分化”“分化程度低”或“高度分化”)状态。
(3)启动过程①和过程②的关键植物激素是__________。相对于3号培养基,4号培养基中关键植物激素的用量特点是__________。
(4)甜菊糖属于甜叶菊的__________(填“初生代谢物”或“次生代谢物”),甜叶菊__________(填“会”或“不会”)一直产生甜菊糖,原因是__________。
(5)相对于用种子繁殖,利用植物组织培养技术产生甜叶菊的优势在于__________(写出两点)。
【答案】(1)①. 离体的器官、离体的组织、离体的细胞 ②. 消毒 ③. 无菌水
(2)①. 脱分化 ②. 一定的激素和营养 ③. 未分化
(3)①. 生长素和细胞分裂素 ②. 生长素的用量大于细胞分裂素的用量
(4)①. 次生代谢物 ②. 不会 ③. 甜菊糖不是植物基本生命活动所必需的产物
(5)高效、快速实现种苗的大量繁殖、可以保持优良品种的遗传特性
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,其过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织(高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育成为植株。
【解析】(1)离体的植物器官、组织或细胞被称为外植体。对外植体进行消毒处理的过程是依次用体积分数为 70% 酒精浸泡 30 秒、5%次氯酸钠溶液浸泡钟,期间需要用无菌水清洗 4 - 6 次。
(2) ①过程属于脱分化过程,该过程需要在一定的激素和营养等条件的诱导下进行,转变成的细胞处于未分化状态的愈伤组织,培养基中添加的激素能诱导愈伤组织的形成。
(3)图中过程①为脱分化过程,过程②为再分化过程,启动过程①和过程②的关键植物激素是生长素和细胞分裂素,这两种激素的比值影响细胞分化的方向,由于生长素能促进生根, 因此,相对于 3 号培养基(生芽培养基),4 号培养基(生根培养基)中生长素的用量要大于细胞分裂素的用量。
(4)甜菊糖在植物防御(如抵御昆虫取食)、适应环境(增强植物对干旱、高温等胁迫的耐受性)中发挥作用,不是甜菜植物基本生命活动所必需的产物,因此甜菊糖属于甜叶菊的次生代谢物,次生代谢物是植物细胞生长到一定阶段才产生的,因此,甜叶菊不会一直产生甜菊糖。
(5)植物组织培养属于无性繁殖的手段,相比于种子繁殖,植物组织培养技术可以高效、快速实现种苗的大量繁殖、可以保持优良品种的遗传特性,而且利用植物组织培养技术还可获得无毒苗。
22. 近年来,人造肉由于在营养、健康、安全、环保等方面均较传统养殖肉类有显著优势,引起广泛的关注。科研人员使用猪肌肉干细胞,成功研发出了我国第一块细胞培养人造肉。其主要生产流程如下图,图中的微载体是一种固体的细胞生长基质,其表面能使细胞贴附。请回答下列问题:
(1)①过程可用机械的方法或用__________酶将肌肉组织小块分散成单个细胞,然后制成细胞悬液后的初次培养称为__________。
(2)细胞悬液中包含多种细胞,通过特定的筛选技术从细胞悬液中筛选出肌肉干细胞,选择肌肉干细胞的原因是______________。
(3)③过程加入微载体的作用可能是_________________。
(4)培养肌肉干细胞和成肌细胞所需气体主要有__________(写出两种),它们的作用分别是_________。
(5)一般的动物细胞培养需要向培养基中添加一定量的__________,以满足细胞对未知营养成分的需求;制作人造肉时__________(填“能”或“不能”)加入抗生素,原因可能是_________(至少答出1点)。
【答案】(1)①. 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 ②. 原代培养
(2)肌肉干细胞具有分裂和分化能力
(3)为细胞提供更大附着面积,使产量增加
(4)①. O2和 CO2 ②. O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH
(5)①. 血清 ②. 不能 ③. 会干扰肠道正常菌群平衡,抑制有益菌生长;增加细菌耐药性
【分析】动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【解析】(1)①过程为制备细胞悬液的过程,可用机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理的方法获得细胞悬液,制成细胞悬液后的初次培养称为原代培养。
(2)肌肉干细胞有分裂和分化能力,因此需要从众多细胞中筛选出肌肉干细胞。
(3)动物细胞体外培养时通常具有贴壁生长的特性,③过程中加入微载体为细胞提供了更大的附着面积,有利于细胞大量繁殖,增加细胞的产量。
(4) 动物细胞培养需要有适宜的气体环境,培养肌肉干细胞和成肌细胞所需气体主要有 O2和 CO2,O2 是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的 pH。
(5)一般的动物细胞培养需要向培养基中添加一定量的血清,血清中含有天然的生长因子,可以保证细胞顺利地生长增殖;还需要添加一定量的抗生素,抗生素具有抑制细菌生长的作用,可以防止培养过程中的污染。若在人造肉制作中加入抗生素,可能会有药物残留,人体摄入后,残留抗生素会干扰肠道正常菌群平衡,抑制有益菌生长,为环境中的细菌提供耐药选择压力,使耐药菌增多。
23. 中国科学院动物研究所研究团队结合单倍体干细胞技术和基因编辑技术成功地培育得到“两个母亲”作为亲本的后代,即孤雌小鼠,实验流程如图1所示;通过单倍体干细胞技术、基因编辑技术和体细胞核移植等技术手段,首次获得了具有两个父系基因组的孤雄小鼠,实验流程如图2所示。请回答下列问题:
(1)用__________使精子转化为ahESC的过程相当于植物组织培养中__________的过程。
(2)图1中卵细胞与__________,卵细胞与 phESC的__________。
(3)图2中可通过__________(至少写出两种方法)等方法对卵细胞进行去核处理,这里的__________。
(4)不考虑致死情况,图中鼠子宫的477个孤雄__________,有两只孤雄小鼠坚持__________。
【答案】(1)①. 促性腺激素 ②. 脱分化
(2)①. 电融合法、PEG 融合法、灭活病毒诱导法 ②. 细胞膜的流动性(细胞膜具有一定的流动性)
(3)①. 显微操作法、梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理 ②. 纺锤体—染色体复合物
(4)①. XX、XY、YY ②. 核移植技术的成功率很低,克隆动物还存在健康问题
【分析】核移植是将供体细胞核移入去核的卵母细胞中,使后者不经精子穿透等有性过程即可被激活、分裂并发育,让核供体的基因得到完全复制,培养一段时间后,再把发育中的卵母细胞移植到人或动物体内的方法。核移植的细胞来源主要分为:供体细胞来源和受体细胞的来源两种。核移植主要用于细胞移植和异种器官移植,细胞移植可以治疗由于细胞功能缺陷所引起的各种疾病。
【解析】(1)为了获得更多的卵母细胞,可以用促性腺激素处理雌性小鼠,使其超数排卵。卵细胞转化为 phESC 的过程相当于植物组织培养中的脱分化过程。
(2)图 1 中卵细胞与 phESC 融合的方法有电融合法、PEG 融合法、灭活病毒诱导法等,卵细胞与 phESC 融合的原理是细胞膜的流动性(细胞膜具有一定的流动性)。
(3)在图 2 中通过显微操作对卵细胞进行去核处理,“核”其实是纺锤体—染色体复合物,“去核”是去除该复合物。对卵细胞进行去核时,目前普遍使用的方法是显微操作法。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理等方法,这些方法的操作原理是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的 DNA 变性。
(4)ahESC 细胞中的性染色体组成为 X 或 Y,而精子中的性染色体组成也是 X 或 Y,精子与去核卵母细胞融合后再与 ahESC 细胞融合获得孤雄小鼠,则其性染色体可能是 XX、XY 或 YY。植入代孕母鼠子宫的 477 个孤雄胚胎中,只有 12 个活到了出生,说明核移植技术成功率非常低。大多数都有严重的浮肿,只有两只孤雄小鼠坚持活了 48 小时以上,说明大多数克隆动物存在健康问题。
【生物】河南省青桐鸣大联考2024-2025学年高二下学期4月月考(解析版)
秘密★启用前
2026届普通高等学校招生全国统一考试
青桐鸣大联考(高二)
生物
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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,只有一项符合题目要求。
1. 某生物兴趣小组开展果酒和果醋制作实验。在制作过程中,下列操作及相关原理的叙述正确的是( )
A. 制作果酒时,葡萄汁要装满发酵瓶,以减少杂菌污染
B. 果酒制作的菌种是酵母菌,它是一种兼性厌氧型细菌
C. 当缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇转化为乙酸
D. 果醋发酵时,发酵瓶需一直打开,以保证充足的氧气供应
【答案】C
【分析】酵母菌属于真菌,是兼性厌氧微生物。在有氧条件下,进行有氧呼吸大量繁殖,为后续发酵提供足够菌种;无氧时,通过无氧呼吸将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳,此特性是果酒发酵的核心基础。发酵初期需提供氧气,使酵母菌大量繁殖;后期密封创造无氧环境进行酒精发酵。同时,要控制适宜温度(一般为18-30℃),保障酵母菌活性和发酵效率。醋酸菌是好氧细菌,对氧气需求严格,其代谢活动依赖充足氧供应。在不同条件下,醋酸菌代谢途径不同,当氧气、糖源充足时,将葡萄糖分解为醋酸;缺少糖源时,把乙醇转化为乙醛再变为乙酸。
【详解】A、制作果酒时,葡萄汁不能装满发酵瓶,要留有约1/3的空间,防止发酵液溢出,A错误;
B、制作果酒的菌种是酵母菌,它是一种真菌,而不是细菌,且酵母菌是兼性厌氧型微生物,在有氧和无氧条件下都能生存,B错误;
C、醋酸菌是好氧细菌,当缺少糖源时,醋酸菌在有氧条件下可将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,C正确;
D、果醋发酵时,需要保证充足的氧气供应,但不能一直打开发酵瓶,因为这样容易导致杂菌污染,可通过安装有脱脂棉的通气口来通气,D错误。
故选C。
2. 借助纤维素酶将秸秆降解以生产燃料乙醇,在缓解全球能源危机方面意义重大。科研人员着手进行高产纤维紫酶菌株的选育研究,流程如图1所示。要鉴定是否培育出高产纤维素酶菌株,可采用刚果红平板法。此方法的原理:纤维素被分解后,刚果红不能与纤维素的分解产物相结合.培养基菌落周围会出现透明圈,具体情况如图2所示。下列叙述正确的是( )
A. 富集培养基属于液体培养基,CMC平板中的培养基是固体培养基
B. CMC平板中的纤维素是唯一的碳源和氮源
C. 紫外线和60C-γ射线处理都可定向选择高纤维素酶菌株
D. 由图2可知,a中的菌株分解纤维素的能力最强
【答案】A
【分析】采用富集培养的方法筛选出高产纤维素酶菌株,经过的一般步骤是采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定,在进行富集培养前一般不对黑土壤进行高压蒸汽灭菌处理,避免杀死菌种。
【详解】A、富集培养基进行摇瓶培养,利于微生物与营养物质充分接触,属于液体培养基,而CMC平板可在其表面形成菌落,其中的培养基是固体培养基,A正确;
B、纤维素只含C、H、O元素,只能作为碳源,无法充当氮源,B错误;
C、紫外线和60C-γ射线处理是诱变育种手段,可以诱发基因突变,基因突变具有不定向性,不能定向选择高产纤维素酶菌株,C错误;
D、纤维素分解菌周围可以形成透明圈,是因为刚果红可以与纤维素结合呈现一定的颜色,但纤维素被分解后这种颜色消失,则形成透明圈,从图中可以看出,d中的透明圈直径与菌落直径的比值最大,所以d中的菌株分解纤维素的能力最强,D错误。
故选A。
3. 某制药企业利用发酵工程生产青霉素,在整个流程中采取了一系列措施。下列相关叙述正确是( )
A. 扩大培养时,为提高效率可直接将从自然界筛选的菌种接种到工业发酵罐中
B. 配制培养基时,无需反复试验,按照标准配方制备即可满足青霉素生产需求
C. 发酵过程中,需监控培养液中的微生物数量、产物浓度以及温度、pH、溶解氧等条件
D. 发酵结束后,直接收集发酵液就能得到青霉素
【答案】C
【分析】发酵工程是指利用微生物特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品。它一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面,其中的发酵是发酵工程的中心环节。
【详解】A、工业发酵罐体积大,直接将从自然界筛选的菌种接种到工业发酵罐中,菌种数量往往难以满足发酵需求,应先进行扩大培养,A错误;
B、在生产实践中,培养基的配方要经过反复试验才能确定,不同的生产环境、设备等因素会影响青霉素产生菌对营养物质的需求等,不能简单按标准配方制备,B错误;
C、发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度,还要及时添加必需的营养组分,严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,C正确;
D、如果发酵产品是代谢物(青霉素属于代谢物),需要根据产品的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,而不是直接收集发酵液作为成品,D错误。
故选C。
4. 利用“细胞农业”技术(即通过细胞扩大培养形成产物),成功培育出“人造茶叶”,其含有茶多酚、咖啡碱等植物基本生命活动的非必需物质,与普通茶叶在口感和成分上极为相似。下列叙述错误的是( )
A. 利用“细胞农业”技术培育“人造茶叶”时,没有体现植物细胞的全能性
B. 通过“细胞农业”获得植物产品,能够避免农药残留对人体健康的潜在危害
C. “人造茶叶”生产过程中若采用固体培养基培养,相比液体培养基更有利于提高产量
D. “人造茶叶”中的茶多酚与咖啡碱属于植物细胞的次生代谢物
【答案】C
【分析】植物细胞工程应用:“细胞农业” 利用细胞扩大培养生产植物产品,属于植物细胞工程范畴。与传统种植相比,该技术可避免农药残留等问题,体现生物技术在农业生产中的创新应用。植物代谢产物分为初生代谢物(生命活动必需)和次生代谢物(生命活动非必需)。
【详解】A、“细胞农业”技术培育“人造茶叶”主要是通过细胞扩大培养形成产物,并非培育完整植株,没有体现植物细胞的全能性,A正确;
B、传统茶叶种植可能会使用农药,而“细胞农业”在相对可控的环境下生产,能避免农药残留对人体健康的潜在危害,B正确;
C、液体培养基能让细胞与营养物质更充分接触,相比固体培养基更有利于细胞生长和代谢物积累,更有利于提高产量,C错误;
D、茶多酚与咖啡碱不是植物生长发育所必需的物质,属于植物细胞的次生代谢物,D正确。
故选C。
5. 铁皮石斛是我国传统名贵中药材,其茎可入药,在增强免疫力等方面有一定功效。但铁皮石斛自然繁殖困难,生长缓慢。利用植物组织培养技术可对其进行快速繁殖。下列有关叙述错误的是( )
A. 铁皮石斛的茎尖等分生组织含病毒极少,以其为材料易培育出脱毒苗
B. 诱导铁皮石斛细胞形成愈伤组织时,需要提供适宜的光照条件
C. 可通过大规模培养铁皮石斛细胞,实现其药用成分的工厂化生产
D. 愈伤组织进行再分化培养时需要调整培养基中的植物激素配比
【答案】B
【分析】细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法,通过细胞器、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
【详解】A、植物的茎尖等分生组织分裂旺盛,病毒难以侵染,含病毒极少,利用这些部位作为外植体进行植物组织培养,容易培育出脱毒苗,A正确;
B、诱导植物细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,不需要光照,光照可能会抑制愈伤组织的形成,B错误;
C、通过大规模培养铁皮石斛细胞,利用细胞增殖来积累其产生的药用成分,能够实现药用成分的工厂化生产,C正确;
D、植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的浓度和比例等会影响植物细胞的发育方向,故愈伤组织进行再分化培养时需要调整培养基中的植物激素配比,D正确。
故选B。
6. 如图是以基因型为AAaa的四倍体植株花药为原材料培育新品种的过程。下列叙述错误的是( )
A. 过程①的外植体消毒一般使用酒精和次氯酸钠处理
B. 过程②经脱分化形成愈伤组织
C. 经③④过程后最终可获得四倍体植株
D. 过程①获得的植株都是纯合子
【答案】D
【分析】分析题图可知,①是花药接种,②是脱分化,③是再分化,④形成试管苗后进行移栽。
【详解】A、过程①为花药接种,外植体消毒一般先用体积分数为70%的酒精消毒几秒,再用5%左右的次氯酸钠溶液处理一段时间,A正确;
B、过程②经脱分化形成愈伤组织,B正确;
C、愈伤组织经秋水仙素处理后染色体数目加倍,最终可培育出的植株为四倍体,C正确;
D、AAaa产生的花粉有3种,即AA、aa和Aa,经过秋水仙素处理后得到的AAAA、aaaa是纯合子,而AAaa是杂合子,D错误。
故选D
7. 如图为牛的某种成纤维细胞培养过程示意图。下列叙述正确的是( )
A. 在合成培养基中,通常需加入动物血清等天然成分
B. 动物细胞培养过程中需要在培养液中添加一定量的抗生素以保证无毒环境
C. ④中会出现细胞接触抑制的现象而③不会
D. 在进行传代培养时,④中的细胞均可直接用离心法收集
【答案】A
【分析】(1)动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
(2)动物细胞培养的条件:
无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。
营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。
温度和PH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。
气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的PH)。
【详解】A、由于人对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,在合成培养基中,通常需加入动物血清等天然成分,A正确;
B、动物细胞培养过程中需要在培养液中添加一定量的抗生素以防止杂菌污染,B错误;
C、无论是原代培养(③)还是传代培养(④),正常的动物细胞培养都会出现细胞接触抑制现象,即当细胞贴壁生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,C错误;
D、传代培养时,悬浮细胞可直接用离心法收集,而贴壁细胞需重新用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞,再用离心法收集,D错误。
故选A。
8. 下列关于干细胞的叙述正确的是( )
①胚胎干细胞发育成的各种细胞所携带的遗传信息相同,但表达情况不同
②成体干细胞具有组织特异性,能发育成完整个体
③造血干细胞主要存在于胚胎的骨髓、外周血和脐带血中
④iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎,理论上可避免免疫排斥反应
A. ①②B. ①④C. ②③D. ③④
【答案】B
【分析】干细胞是一类具有自我复制能力及多向分化潜能的细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
【详解】①胚胎干细胞发育为不同细胞时涉及细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质并未发生变化,①正确;
②成体干细胞具有组织特异性,一般只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力,②错误;
③造血干细胞主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中,并非胚胎中,③错误;
④iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎,且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,④正确。
综上,①④正确。
故选B。
9. 克隆猴在生物科技研究中具有重要意义,如图为克隆猴的培育流程,Kdm4d的mRNA有助于提高胚胎发育率,TSA能影响表观遗传修饰的物质。下列叙述正确的是( )
A. 从母猴卵巢中采集卵母细胞后,需在体外培养至减数分裂Ⅰ
B. 用灭活的仙台病毒处理是为了破坏体细胞中除细胞核之外的结构
C. 克隆小猴的遗传物质来自胎猴和母猴
D. Kdm4d的mRNA和TSA都会使某些基因表达关闭
【答案】C
【分析】细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微直接去除法以及密度梯度离心,紫外光短时间照射、化学物质处理等方法。
【详解】A、从母猴卵巢中采集卵母细胞后,需在体外培养至减数分裂Ⅱ,A错误;
B、用灭活的仙台病毒短暂处理体细胞,目的是诱导体细胞与去核卵母细胞融合,不是破坏体细胞中除细胞核外的结构,B错误;
C、克隆小猴细胞核遗传物质来自胎猴,细胞质遗传物质来自提供去核卵母细胞的母猴,C正确;
D、仅知Kdm4d的mRNA有助于提高胚胎发育率,TSA能影响表观遗传修饰,根据题干无法判断它们会使某些基因表达关闭,D错误。
故选C。
10. 下列关于图示模型的叙述正确的是( )
A. 若A和B分别表示精子和卵子,则它们都需要获能处理才能融合成C
B. 若A和B分别表示不同的植物细胞,则成功获得融合细胞C的标志是再生出细胞壁
C. 若D表示单克隆抗体,则A和B可在小鼠体内融合成C
D. 若C表示杂交瘤细胞,则其具有A和B的所有特点
【答案】B
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、若A和B分别表示精子和卵子,则它们都需要经过培养才能融合成C,如精子需要需要获能处理,卵细胞需要培养到减数第二次分裂中期,A错误;
B、若A和B分别表示不同的植物细胞,则原生质体融合后成功的标志是再生出细胞壁,即细胞C再生出细胞壁是融合成功的标志,B正确;
C、单克隆抗体由杂交瘤细胞产生,如果D表示单克隆抗体,A和B分别表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,它们需在体外经诱导融合形成杂交瘤细胞(C),而不是在小鼠体内融合,C错误;
D、杂交瘤细胞具有B淋巴细胞产生专一抗体和骨髓瘤细胞无限增殖的特点,但是不一定具有A和B所有特点,D错误。
故选B。
11. 新型胚胎筛选技术(EDS/ESS)是对早期胚胎细胞进行代谢物分析和发育潜能评估后再进行胚胎移植,流程如图所示。图中检测包括EDS(EDS是指胚胎植入前的代谢物分析)和ESS(ESS是指胚胎植入前的发育潜能综合评估)。下列叙述正确的是( )
A. EDS检测主要是为了评估胚胎的基因缺陷
B. 获能液的成分不会因动物种类不同而有所差异
C. 进行ESS检测能有效提高胚胎移植的成功率
D. 淘汰的胚胎可以直接用于器官的体外培养研究
【答案】C
【分析】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(对胚胎进行质量检查)、培养或保存;④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】A、由题干可知,EDS是指胚胎植入前的代谢物分析,并非评估基因缺陷,评估基因缺陷属于基因检测范畴,A错误;
B、获能液的成分因动物种类不同而有所差异,B错误;
C、ESS是对胚胎植入前的发育潜能综合评估,筛选出发育潜能高的胚胎进行移植,能有效提高胚胎移植的成功率,C正确;
D、淘汰的胚胎不能直接用于器官的体外培养研究,涉及伦理等多方面问题,需要严格遵循法律法规和伦理准则,D错误。
故选C。
12. 下列关于基因工程中基本工具的叙述正确的是( )
①限制性内切核酸酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列并切断磷酸二酯键
②大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成
③EcRⅠ限制酶切割DNA分子产生平末端
④T4DNA连接酶能连接黏性末端
⑤质粒只存在于原核细胞中
⑤大多数天然质粒都不需要人工改造,可以直接作为载体使用
A. ①③⑤B. ①②④C. ②④⑥D. ③⑤⑥
【答案】B
【分析】基因工程的基本工具可概括为“分子手术刀”、“分子缝合针”和“分子运输车”,它们分别对应限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体。
【详解】①限制性内切核酸酶能精准识别双链DNA分子特定核苷酸序列,并切断相应的磷酸二酯键,①正确;
②多数限制酶识别序列为6个核苷酸,②正确;
③EcRⅠ限制酶切割后产生黏性末端,③错误;
④T4DNA连接酶既能连接黏性末端也能连接平末端,④正确;
⑤质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞核或原核细胞拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状双链DNA分子,⑤错误;
⑥天然的质粒不能直接被用作载体,基因工程中真正被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的,⑥错误。综上,①②④正确。
故选B。
13. 在“DNA的粗提取与鉴定”实验中,下列关于操作流程的叙述错误的是( )
A. 可直接将洋葱研磨液倒入塑料离心管中,通过离心获取上清液
B. 在上清液中加入体积相等的、70%的酒精溶液,静置2~3min,溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA
C. DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于2ml/L的NaCl溶液
D. 若要鉴定丝状物主要成分为DNA,可利用二苯胺试剂,沸水浴后观察是否出现蓝色
【答案】B
【分析】实验原理:DNA 在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,在 0.14ml/L的NaCl溶液中溶解度最低,利用这一特性,通过改变NaCl溶液浓度,可使DNA析出或溶解,实现与其他物质分离;DNA不溶于酒精溶液,而细胞中的某些蛋白质可溶于酒精,用体积分数为95%的冷酒精能析出DNA,进一步提纯。
DNA的鉴定:在沸水浴条件下,DNA与二苯胺反应呈现蓝色,以此鉴定DNA的存在。
【详解】A、可直接将洋葱研磨液倒入塑料离心管中,在1500r/min的转速下离心5min,再取上清液放入烧杯中,A正确;
B、在上清液中加入体积相等的、预冷的95%的酒精溶液,静置2~3min,溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA,B错误;
C、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于2ml/L的NaCl溶液,C正确;
D、在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,所以将丝状物溶于2ml/L的NaCl溶液后,滴加二苯胺试剂,沸水浴观察是否出现蓝色,可鉴定其是否为DNA,D正确。
故选B。
14. PCR技术是一种在生物体外快速扩增特定DNA片段的技术。在利用PCR技术扩增某DNA分子的过程中,下列相关叙述错误的是( )
A. 加热至90~95℃时,DNA双链解开,该过程不需要解旋酶
B. 缓冲液中需提供TaqDNA聚合酶,其在高温条件下能保持活性
C. 复性过程中,引物与模板DNA单链结合,该过程不需要酶的催化
D. 若进行n次循环,最终得到的DNA分子中,不含引物的脱氧核苷酸链有2n+1条
【答案】D
【分析】PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术,其原理是DNA复制。PCR技术的前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。
PCR的过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。该过程所需要的条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
【详解】A、PCR技术中,通过加热至90~95℃使DNA双链间的氢键断裂,实现解旋,不需要解旋酶,A正确;
B、PCR反应体系中需要TaqDNA聚合酶(耐高温的DNA聚合酶),因为PCR过程中存在高温变性步骤,普通的DNA聚合酶在高温下会失活,而TaqDNA聚合酶能在高温条件下保持活性,催化DNA子链的合成,B正确;
C、复性过程是在温度降低时,引物与模板DNA单链通过碱基互补配对结合,这一过程不需要酶的催化,C正确;
D、若进行n次循环,最终得到脱氧核苷酸链条数是2n+1,其中有2条不含引物,D错误。
故选D。
15. 溶菌酶是动物体内产生的一种蛋白质,天然的溶菌酶在酸性环境下活性易受影响。若将溶菌酶分子中的一个亮氨酸改造成异亮氨酸,在酸性环境下其活性可显著提高。如图是利用蛋白质工程设计生产新型溶菌酶的流程图。下列叙述错误的是( )
A. 步骤甲中,通过X射线衍射等技术分析溶菌酶的空间结构
B. 步骤乙的设计需依据蛋白质的功能与结构关系来构建新模型
C. 步骤丙合成的新基因应能指导合成含异亮氨酸的溶菌酶
D. 最终获得的新型溶菌酶活性提高,其组成的氨基酸数量改变
【答案】D
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。蛋白质工程的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找出相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
【详解】A、在蛋白质工程中,常利用X射线衍射等技术来分析蛋白质的空间结构,从而为后续改造提供基础,A正确;
B、蛋白质的功能由其结构决定,在模型设计(步骤乙)时,需要依据蛋白质的功能与结构关系,对蛋白质结构进行改造设计,构建新的蛋白质模型,B正确;
C、整个流程的目的是将溶菌酶分子中的一个亮氨酸改造成异亮氨酸,使溶菌酶在酸性环境下活性显著提高,所以步骤丙合成的新基因应能指导合成含异亮氨酸的溶菌酶,C正确;
D、题干仅表明将溶菌酶分子中的一个亮氨酸改造成异亮氨酸,只是氨基酸的种类发生了改变,其组成的氨基酸数量并未改变,D错误。
故选D。
16. 下列关于各项生物技术应用的叙述正确的是( )
A. 利用发酵工程生产酸奶,接种乳酸菌后需持续通入无菌空气以促进其快速繁殖
B. 在细胞工程中,植物体细胞杂交获得的杂种植株一定能表现出双亲的优良性状
C. 基因工程培育转基因抗除草剂大豆时,只能将抗除草剂基因导入大豆的受精卵中
D 胚胎工程中,进行胚胎移植前需对供体和受体母牛进行同期发情处理
【答案】D
【分析】胚胎移植的基本程序:①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接将受体移植或放入-196℃的液氮中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
【详解】A、乳酸菌是厌氧菌,发酵生产酸奶时接种乳酸菌后应密封,创造无氧环境,若持续通入无菌空气,会抑制乳酸菌发酵,A错误;
B、植物体细胞杂交获得的杂种植株不一定能表现出双亲的优良性状,因为基因的表达受多种因素影响,可能存在基因沉默等情况,导致某些性状无法表达,B错误;
C、基因工程培育转基因抗除草剂大豆时,目的基因可以导入受精卵,也可以导入体细胞,C错误;
D、胚胎工程中,进行胚胎移植前对供体和受体母牛进行同期发情处理,可使它们的生理状态相同,D正确。
故选D。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 某种除草剂(一种含氮有机物,在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不透明)在土壤中不易降解,长期使用会污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤,按图示过程选育能降解该除草剂的细菌。回答下列问题:
(1)要在长期使用该除草剂的土壤中取样的主要原因是_______。将土样置于无菌水中(而不是清水中)的主要目的是_______。
(2)图Ⅱ中的接种方法是_______,据图可知,接种过程中接种环需要灼烧______次,该接种方法________(填“可以”或“不可以”)用于对细菌进行计数,原因是_______。
(3)常用的接种方法除了图中所示的方法外,还有_______,该方法要想获得符合要求的菌落,要对土壤悬浮液进行充分的稀释,原因是________。
(4)图Ⅲ培养基上形成的五个菌落中的细菌所利用的氮源_______(填“相同”或“不相同”)。简述图Ⅲ中的透明圈是如何形成的:________。
【答案】(1)①. 长期使用该除草剂的土壤中可能含有能降解该除草剂的细菌(合理即可)②. 防止外来杂菌污染
(2)①. 平板划线法 ②. 6 ③. 不可以 ④. 平板划线法只在划线末端出现单菌落,因此不能统计出单菌落(合理即可)
(3)①. 稀释涂布平板法 ②. 稀释度足够高时,聚集在一起的细菌易分散成单个细胞,从而在培养基表面形成单个菌落(合理即可)
(4)①. 不相同 ②. 能降解该除草剂的细菌将培养基中的除草剂分解,使菌落周围的培养基从不透明变得透明,从而形成透明圈
【分析】微生物常用的接种方法:稀释涂布平板法和平板划线法。其中,前者不仅能获得单菌落,而且还能用于微生物计数。
【解析】(1)长期受除草剂污染的土壤,为能降解该除草剂的细菌提供了生存环境,所以更有可能从中找到目标细菌。使用无菌水可避免外界杂菌混入,保证所取土样中微生物的纯净度。
(2)由图中接种操作轨迹可判断使用的接种方法为平板划线法,图Ⅱ中划线区域有5个,在接种前后以及每次划线前都需要灼烧接种环,即灼烧6次,平板划线法在操作过程中,随着划线次数增加,菌液逐渐减少,只在划线末端出现单菌落,因此不能统计出单菌落。
(3)稀释涂布平板法也是常用的微生物接种方法,该方法可以获得单菌落,且还可用于计数,其原理是对土壤悬浮液充分稀释,聚集在一起的细菌易分散成单个细胞,从而在培养基表面形成单个菌落,根据菌落的特征可筛选出能降解除草剂的细菌。
(4)培养基上形成的两种菌落中的细菌所利用的氮源不同,有透明圈的是能够利用除草剂中的氮源,没有透明圈的是不能利用除草剂中的氮源。该除草剂会使培养基呈现不透明状态,当存在能降解该除草剂的细菌时,这些细菌会分解菌落周围的除草剂,使得菌落周围的培养基不再受除草剂影响而变得透明,从而形成透明圈。
18. 科学家用植物体细胞杂交技术,将白菜的原生质体和甘蓝的原生质体融合,成功培育出了“白菜-甘蓝”杂种植株,培育过程如图所示,其中①~⑤表示过程,a~f表示细胞、组织或植株。回答下列问题:
(1)过程①需要使用______(酶)处理白菜细胞和甘蓝细胞,获得的原生质体a、b要置于______(填“等渗”或“低渗”)溶液,原因是______。过程②若采用化学法诱导原生质体融合,常用的试剂是_______(写出1种)。
(2)经过④获得的愈伤组织要转接到诱导生______的培养基上,再转接到诱导生______的培养基上,若要诱导生根,则生长素与细胞分裂素的比例应______(填“<1”、“=1”或“>1”)。整个操作过程中对植物组织细胞只能消毒而不能灭菌,原因是_______。
(3)植物体细胞杂交的意义是______。
【答案】(1)①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 等渗 ③. 原生质体无细胞壁保护,在低渗溶液中会吸水涨破 ④. 聚乙二醇(PEG)
(2)①. 芽 ②. 根 ③. >1 ④. 灭菌会杀死植物组织细胞,消毒可避免杂菌污染且能保留细胞活性
(3)打破生殖隔离,克服远缘杂交不亲和的障碍
【分析】植物细胞有细胞壁阻碍融合,利用纤维素酶和果胶酶可特异性分解细胞壁成分,获得原生质体,这是杂交的基础步骤,体现酶的专一性。通过物理法或化学法促使原生质体融合,形成杂种细胞,该过程依赖细胞膜的流动性,使不同细胞的细胞膜相互融合。植物体细胞杂交的意义是传统杂交受生殖隔离限制,而植物体细胞杂交打破种间界限,使不同物种的遗传物质融合,实现远缘杂交,培育出具有优良性状的新物种,为作物育种和品种改良开辟新途径,拓展了植物育种的范围和方法。
【解析】(1)植物细胞壁主要成分是纤维素和果胶,所以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体,原生质体失去了细胞壁的支撑和保护,低渗溶液的渗透压低于原生质体内部,原生质体会吸水涨破,所以要置于等渗溶液中。化学法诱导原生质体融合常用聚乙二醇(PEG)。
(2)经过④获得的愈伤组织要转接到诱导生芽的培养基上,再转接到诱导生根的培养基上,若要诱导生根,则生长素与细胞分裂素的比例应>1。灭菌会使植物组织细胞死亡,无法进行后续培养,而消毒能去除部分微生物,保留细胞活性,满足植物体细胞杂交操作需求。
(3)植物体细胞杂交的意义是打破生殖隔离,克服远缘杂交不亲和的障碍。
19. 轮状病毒是引起婴幼儿腹泻的主要病原体之一,快速准确检测轮状病毒十分关键。科研人员利用杂交瘤技术制备抗轮状病毒衣壳蛋白(VP6)的单克隆抗体,用于检测试剂盒开发,其制备流程如图所示。回答下列问题:
(1)将特定的抗原注入小鼠体内的目的是_______,获取B淋巴细胞时,常采用______(酶)等处理使组织分散。
(2)B细胞和骨髓瘤细胞的融合过程体现了细胞膜具有_______,进行细胞融合时除使用PEG融合法外,还可采用_______(答出1种)。
(3)只考虑细胞的两两融合,则图中的细胞融合过程除了产生杂交瘤细胞外,还有______,能从中筛选出杂交瘤细胞是因为________。
(4)图中最后一个环节是对细胞进行克隆培养和_______,最终获得的细胞需要在_______大规模培养或_______增殖。
【答案】(1)①. 刺激小鼠产生能分泌特异性抗体的B淋巴细胞 ②. 胰蛋白酶##胶原蛋白酶
(2)①. 流动性 ②. 灭活病毒诱导法##电融合法
(3)①. B-B融合细胞、瘤-瘤融合细胞(合理即可)②. 只有杂交瘤细胞能在HAT培养基上生长
(4)①. 抗体检测 ②. 体外条件下 ③. 注射到小鼠腹腔内
【分析】(1)单克隆抗体的制备过程是:对小动物注射抗原,从该动物的脾脏中获取效应B细胞,将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞,克隆化培养杂交瘤细胞(体内培养和体外培养),最后获取单克隆抗体。诱导动物细胞融合的方法有:物理法(离心、振动)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒)。
(2)单克隆抗体的两次筛选:①筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞);②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。两次抗体检测:专一抗体检验阳性。
【解析】(1)将特定的抗原注入小鼠体内,目的是刺激小鼠的免疫系统,使其产生能分泌特异性抗体的B淋巴细胞,动物组织通过胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,可分散成单个细胞以便获取B淋巴细胞。
(2)B细胞和骨髓瘤细胞的融合过程体现了细胞膜具有流动性。细胞膜的组成成分可以运动,使得细胞在融合时能够相互接触、融合在一起。进行细胞融合时,除使用PEG融合法外,还可采用灭活病毒诱导法(利用灭活的病毒促使细胞融合)或电融合法(在电场作用下使细胞融合)。
(3)只考虑细胞两两融合,会出现杂交瘤细胞(B细胞和骨髓瘤细胞融合)、B-B融合细胞、瘤-瘤融合细胞,由于小鼠骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上生长,B细胞也不能在HAT培养基上长期存活,只有杂交瘤细胞能在HAT培养基上生长,所以能筛选出杂交瘤细胞。
(4)图中最后一个环节对细胞进行克隆培养和抗体检测,目的是筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 最终获得的细胞需要在体外条件下大规模培养,这样可以大量生产单克隆抗体。 也可以将细胞注射到小鼠腹腔内增殖,小鼠腹腔为细胞提供了适宜的生长环境,也能获得大量单克隆抗体。
20. 随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛。回答下列问题:
(1)应用1中,为获取更多细胞B,需对供体2注射_______,使用_______技术获得重组细胞。
(2)应用2中,通过_______(技术)得到受精卵。胚胎的早期发育过程中,______会发育成胎儿的各种组织,________会发育成胎膜和胎盘。
(3)应用3中,通过胚胎分割技术获得二分胚①和②,该操作通常应选择发育良好、形态正常的_______进行分割。
(4)胚胎干细胞培养时所需气体主要为_______。如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞,该技术可能的应用是_______。
【答案】(1)①. 促性腺激素 ②. (体细胞)核移植
(2)①. 体外受精 ②. 内细胞团 ③. 滋养层细胞
(3)桑葚胚或囊胚 (4)①. 95%的空气和5%的CO2 ②. 解决不育问题(合理即可)
【分析】分析题图:应用1中:供体1提供细胞核,供体2提供细胞质,经过核移植技术形成重组细胞,并发育形成早期胚,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,为克隆牛;应用2中:优良公牛和供体1配种形成受精卵,并发育成早期胚胎,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,属于有性生殖;应用3中:采用了胚胎分割移植技术;应用4中:从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞,并进行体外干细胞培养。
【解析】(1)题目中提到为获取更多细胞B,需对供体2注射相关物质。因为在胚胎工程中,对供体进行超数排卵处理可获得更多卵母细胞,而促性腺激素能促进雌性动物超数排卵。从细胞A(体细胞)和细胞B(去核卵母细胞)形成重组细胞的过程,利用的是体细胞核移植技术。
(2)应用2中,通过体外受精技术可以得到受精卵。体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。胚胎的早期发育过程中,内细胞团会发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞会发育成胎膜和胎盘。
(3)应用3中,通过胚胎分割技术获得二分胚①和②,胚胎分割时通常选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割,因为这个时期的胚胎细胞具有较高的全能性,分割后容易发育成完整个体。
(4)胚胎干细胞培养时所需气体主要有95%的空气(提供氧气)和5%的CO₂(维持培养液的pH),所以①处填“95%的空气和5%的CO₂”。 如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞,原始生殖细胞与生殖有关,该技术可能的应用是解决不育问题等合理应用。
21. 智利番茄因具有抗TMV(烟草花叶病毒)基因(其部分序列如图1),能抵抗TMV感染。研究人员拟利用抗TMV基因和基因表达载体(如图2),通过转基因技术培育抗TMV玉米。回答下列问题:
(1)PCR扩增时需要引物,引物的作用是________,在扩增TMV基因时,需设计引物的碱基序列为_________(写出引物起始的6个碱基即可),同时,引物中还需添加________限制酶的识别序列,理由是________。
(2)图2的Ti质粒中还缺少一个重要组件启动子,其作用是______。
(3)在用导入了重组质粒的农杆菌感染玉米细胞后,需将玉米细胞接种到含______(填“潮霉素”或“卡那霉素”)的固体培养基中培养,选择Ti质粒作为基因表达载体的原因是_______。从个体水平检测转基因玉米是否制备成功,简便而又可靠的方法是______。
【答案】(1)①. 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 ②. 5'-ATGGGC-3'和5'-CTAGTG-3' ③. BamHI和SacI ④. 用BamHI和SacI两种限制酶切割抗TMV基因和Ti质粒,不会破坏抗TMV基因,同时可防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接(合理即可)
(2)RNA聚合酶识别并结合的部位,驱动目的基因的转录
(3)①. 潮霉素 ②. Ti质粒中的T-DNA能整合到受体细胞的染色体DNA上,并稳定表达 ③. 通过烟草花叶病毒的侵染实验可以检测转基因玉米是否培育成功
【分析】基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
【解析】(1)用PCR扩增时,需要引物,引物作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸,在扩增TMV基因时,设计的引物需与模板链3'端的碱基序列互补配对,所以两个引物的起始碱基序列应分别为5'-ATGGGC-3'和5'-CTAGTG-3',分别在引物中添加限制酶BamHI和SacI切割位点的核苷酸序列,这样用BamHI和SacI两种限制酶切割抗TMV基因和Ti质粒,不会破坏抗TMV基因(质粒总其余两种限制酶会破坏抗TMV基因),同时可防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接。
(2)为使目的基因正常表达,还需要启动子,其作用是RNA聚合酶识别并结合的部位,驱动目的基因的转录。
(3)Ti质粒中的T-DNA能整合到受体细胞的染色体DNA上,并稳定表达,潮霉素和目的基因会随T-DNA进入细胞,导入目的基因的受体细胞可以在有潮霉素的选择培养基中存活,从而将导入目的基因的受体细胞筛选出来。从个体水平检测转基因玉米是否制备成功,简便而又可靠的方法是通过烟草花叶病毒的侵染实验进行检测。
【生物】河南省三门峡市2024-2025学年高二上学期1月期末(解析版)
2024—2025学年度上学期期末调研考试
高二生物
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、单项选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 如图为某高等动物体内细胞与外界环境的物质交换示意图,下列叙述正确的是( )
A. ①②③④分别是血液、淋巴液、组织液、细胞内液
B. 抗原抗体的结合和淀粉酶的合成均可发生在①中
C. 维持①的渗透压的物质主要是无机盐和蛋白质
D. 当蛋白质长期供应不足时,会引起③含量减少
【答案】C
【分析】题图分析:内环境由血浆、组织液和淋巴液组成,内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。分析题图可知,①与③相互渗透,且③可以形成②,因此①是血浆,②是淋巴液,③是组织液。
【详解】A、据图可知,①与③相互渗透,且③可以形成②,因此①是血浆,②是淋巴液,③是组织液,④是细胞内液,血液包括血浆和血细胞,A错误;
B、①是血浆,抗原抗体的结合可发生在①中,淀粉酶是蛋白质,合成场所是核糖体,可发生在④细胞内液中,B错误;
C、维持①(血浆)的渗透压的物质主要是无机盐,和蛋白质也有关,C正确;
D、人体蛋白质长期供应不足时,①血浆渗透压降低,大量的水通过毛细血管壁进入③组织液,③含量增加,D错误。
故选C。
2. 过度换气综合征是由于急性焦虑引起的生理、心理反应。患者交感神经兴奋,呼吸加深加快,导致 CO2不断被排出,血浆 CO2浓度过低,引起呼吸性碱中毒。下列相关叙述错误的是( )
A. 过度换气会导致内环境中 HCO3-和 H2CO3的浓度比升高
B. 及时给患者吸 O2能够有效缓解呼吸性碱中毒的症状
C 交感神经兴奋还会导致心动过速、出汗量增加等现象
D. 过度换气综合征说明人体维持稳态的调节能力有一定限度
【答案】B
【分析】在神经系统和体液的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境相对稳定的状态。内环境稳态的实质是体内渗透压、温度、pH等理化特性呈现动态平衡的过程。
【详解】A、过度换气会导致 CO2不断被排出,血浆 CO2浓度过低,使H2CO3的浓度降低,从而导致内环境中 HCO3-和 H2CO3的浓度比升高,A正确;
B、呼吸性碱中毒是由于血浆 CO2浓度过低导致的,因此患者应及时吸入一定量的CO2予以缓解,B错误;
C、交感神经兴奋会导致人体心动过速、出汗量增加等现象,C正确;
D、据题干信息“患者交感神经兴奋,呼吸加深加快,导致 CO2不断被排出,血浆 CO2浓度过低,引起呼吸性碱中毒”,可知人体维持稳态的调节能力有一定限度,D正确。
故选B。
3. 排尿是一种复杂的反射活动,当膀胱充盈时,膀胱内牵张感受器受到刺激产生冲动,使人产生尿意。当环境条件适宜时,膀胱逼尿肌接收到冲动后收缩、尿道括约肌舒张,产生排尿反射。下图表示人体神经系统不同中枢对排尿的调节过程,下列分析合理的是( )
A. 膀胱充盈会刺激牵张感受器使人产生尿意的过程属于非条件反射
B. 截瘫病人脊髓受伤导致de受损,不能完成排尿反射导致尿液滞留膀胱内
C. 婴幼儿易发生遗尿是因为f发育不完善,对脊髓排尿中枢控制能力弱
D. 大脑皮层通过脊髓发出的交感神经使膀胱逼尿肌收缩,完成排尿过程
【答案】C
【分析】分析题图可知:意识的产生在大脑皮层,人产生尿意后,在适宜条件下,脑发出神经冲动完成排尿过程的传导途径依次为:大脑皮层排尿中枢f→传出神经d→脊髓腰骶段c(或初级排尿中枢)→传出神经a→膀胱逼尿肌、尿道括约肌舒张→尿液排出。图中的b和e均为相关的传入神经。
【详解】A、产生尿意说明兴奋能够传至大脑皮层,没有经过完整的反射弧,该过程不属于反射,A错误;
B、若损伤d、e,则兴奋不能传导到大脑皮层,则不能产生尿意,但是排尿反射的反射弧完整,能完成排尿反射,B错误;
C、婴幼儿易发生遗尿是因为f大脑皮层尚未发育完善,对脊髓排尿中枢控制能力弱,故易发生夜间遗尿现象,C正确;
D、大脑皮层通过脊髓发出的副交感神经使膀胱逼尿肌收缩,完成排尿过程,D错误。
故选C。
4. 下图表示人体内某些信息的传递机制模式图。下列相关叙述正确的是( )
①若a为下丘脑,b为垂体后叶,c为肾小管和集合管,则物质c会抑制a和b
②若表示甲状腺激素的分级调节,缺碘地区人的血液中激素d含量高于正常值
③若表示细胞内遗传信息的表达过程,则e过程发生于核糖体
④若该图为反射弧的结构模式图,a为感受器、b为神经中枢
⑤若该图表示人体内水平衡的调节,a为下丘脑,d、e都可表示抗利尿激素
⑥若a为下丘脑,d为副交感神经、b为胰岛、c为肝脏细胞,该模型可表示为胰高血糖素的调节
A. ②③④⑥B. ①②④⑤
C. ①③④⑤D. ②③④⑤
【答案】D
【分析】分析题图:图示表示人体和人体细胞内某些信息传递机制的模式图,图中箭头表示信息传递的方向,该图可表示反射弧(a为感受器、d为传入神经、b为神经中枢、e为传出神经、c效应器);甲状腺激素分级调节过程(a为下丘脑、b为垂体、c为甲状腺、d为促甲状腺激素释放激素、e为促甲状腺激素)、遗传信息的表达过程(a表示DNA、b为RNA、c为蛋白质、d表示转录过程、e表示翻译过程)等。
【详解】①如果该图中a为下丘脑、b为垂体后叶、c为肾小管和集合管,则d和e为同一物质,均为抗利尿激素,不存在反馈调节,物质e不会抑制a和b,①错误;
②若表示甲状腺激素的分级调节,缺碘地区人的血液中激素d促甲状腺激素释放激素含量高于正常值,因为甲状腺激素的负反馈作用减弱,②正确;
③如果该图表示遗传信息的表达过程,则a代表DNA,b代表RNA,c代表蛋白质,d代表转录,e代表翻译,e过程发生在核糖体上,③正确;
④该图可表示反射弧(a为感受器、d为传入神经、b为神经中枢、e为传出神经、c效应器),④正确;
⑤若该图表示人体内水平衡的调节,则a表示下丘脑,b表示下丘脑合成并分泌抗利尿激素储存于垂体后叶,d表示抗利尿激素由垂体后叶释放作用与肾小管和集合管,促进其对水的重吸收,⑤正确;
⑥交感神经兴奋,促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素,若a为下丘脑,b为交感神经,e为肝脏细胞,则c为胰岛,d为胰高血糖素,该模型可表示为胰高血糖素的调节,⑥错误。
故选D。
5. 甲状腺分泌的甲状腺激素(TH)是一种亲脂性激素,可调节人体多种生命活动。双酚A(BPA)是一种有机物,能抑制合成TH所需酶的活性,若进入人体可导致甲状腺等内分泌腺功能紊乱。“下丘脑—垂体—甲状腺轴”及BPA作用位点如图。下列说法错误的是( )
A. 图中过程①②③属于分级调节,过程④⑤属于反馈调节
B. 该调节方式会放大甲状腺激素的调节效应,有利于精细调控
C. BPA进入人体后可能会导致促甲状腺激素分泌增多,甲状腺肿大
D. 人体内还有“下丘脑-垂体-肾上腺髓质轴”与“下丘脑-垂体-性腺轴”
【答案】D
【分析】下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素,进而促进代谢增加产热,这属于分级调节。当甲状腺激素含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这叫做负反馈调节。
【详解】A、过程①②③是下丘脑-垂体-甲状腺的分级调节,过程④⑤属于反馈调节,A正确;
B、该分级调节方式会放大甲状腺激素的调节效应,有利于精细调控,B正确;
C、BPA进入人体后抑制合成TH所需酶的活性,从而抑制TH的合成,使得其分泌减少,TH的减少会促进TSH的分泌增多,从而引起甲状腺肿大,C正确;
D、人和高 等动物体内还有“下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴”与“下丘脑-垂体-性腺轴”等,肾上腺髓质的分泌不存在分级调节,D错误。
故选D。
6. 以枪乌贼神经元的巨轴突为实验材料,改变环境中离子浓度,测定其电位变化。下列叙述错误的是( )
A. 静息状态时,K+外流不需要消耗能量
B. 需在等渗的NaCl溶液中测定枪乌贼神经元的正常电位
C. 当改变Na+浓度时,枪乌贼神经元静息电位并不受影响
D. 降低Na+浓度时,枪乌贼神经元动作电位的幅度会随之降低
【答案】B
【分析】静息时,神经纤维的膜电位为外正内负,受刺激产生兴奋时,膜电位转变为外负内正。静息电位主要是由K+大量外流造成的,动作电位主要是由于Na+大量内流造成的。
【详解】A、因为细胞膜内K+浓度高于膜外,所以静息状态时,K+外流是协助扩散,不需要消耗能量,A正确;
B、为避免环境干扰,应在和K+浓度和Na+与内环境相同的溶液中进行,B错误;
C、静息电位主要是由K+大量外流造成的,当改变Na+浓度时,枪乌贼神经元静息电位并不受影响,C正确;
D、降低环境中的Na+浓度时,会使Na+内流减少,枪乌贼神经元动作电位的幅度会随之降低,D正确。
故选B。
7. 免疫细胞是人体免疫系统的重要组成部分,下列叙述正确的是( )
A. 免疫活性物质都是由免疫细胞产生的,具有免疫作用
B. 人体内的白细胞可以攻击多种细菌,属于人体的第三道防线
C. 树突状细胞和巨噬细胞能够处理和呈递抗原,淋巴细胞不能呈递抗原
D. 巨噬细胞既能参与非特异性免疫,也能参与特异性免疫
【答案】D
【分析】免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质免疫器官:骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等。免疫细胞:树突状细胞、巨噬细胞和淋巴细胞。免疫活性物质: 抗体、溶菌酶等。
【详解】A、免疫活性物质包括抗体、细胞因子、溶菌酶等。其中,溶菌酶可由唾液腺细胞、泪腺细胞等非免疫细胞分泌,并非所有免疫活性物质均由免疫细胞产生,A错误;
B、白细胞包含多种细胞类型:中性粒细胞、巨噬细胞(非特异性免疫,第二道防线)、淋巴细胞(特异性免疫,第三道防线)。选项B未区分白细胞的具体类型,笼统归为第三道防线,B错误;
C、抗原呈递细胞(APC)包括树突状细胞、巨噬细胞和B细胞(属于淋巴细胞)。B细胞可摄取、处理抗原并呈递给T细胞,因此淋巴细胞中的B细胞能够呈递抗原,C错误;
D、巨噬细胞的功能覆盖非特异性免疫和特异性免疫。如非特异性免疫可以吞噬病原体(第二道防线)。如特异性免疫可以作为抗原呈递细胞激活T细胞(第三道防线),D正确。
故选D。
8. 下图为人体体液免疫和细胞免疫过程的图解,其中①表示抗原,②、③表示物质,④-⑨代表细胞。下列叙述错误的是( )
A. ②是抗体,化学本质为蛋白质,由浆细胞合成并分泌
B. ④是辅助性T细胞,能分泌细胞因子、接收和传递信息
C. ⑤是B细胞,其活化需要两个信号的刺激和细胞因子的作用
D 人体再次接触同种抗原时,⑦能快速增殖并分泌②
【答案】D
【分析】分析图示,细胞④是辅助性T细胞,细胞⑤是B细胞,细胞⑥是浆细胞,细胞⑦是记忆B细胞,细胞⑧是细胞毒性T细胞,细胞⑨是记忆T细胞。
【详解】A、②是抗体,化学本质为蛋白质,由浆细胞合成并分泌,A正确;
B、④是辅助性T细胞,其功能包括分泌细胞因子(如IL-2)以激活B细胞和细胞毒性T细胞,同时通过表面分子(如CD40L)传递信号,参与免疫应答的调控,B正确;
C、⑤是B细胞,B细胞活化需要的两个信号分别是病原体与B细胞接触形成的第一信号刺激及辅助性T细胞传递的第二信号的刺激,此外,还需要细胞因子的作用,C正确;
D、⑦代表记忆B细胞。记忆B细胞在再次接触同种抗原时能快速增殖并分化为浆细胞,但记忆B细胞本身不能直接分泌抗体(抗体由浆细胞分泌),D错误。
故选D。
9. “天下棉花看中国,中国棉花看新疆”新疆优越的环境条件加上广泛使用的植物化学调控技术提高了棉花的产量和品质。下列有关叙述错误的是( )
A. 机械化采收前喷洒落叶剂促进叶片脱落,可以减少收获棉花中的杂质
B. 可以摘除棉花的顶芽降低侧芽部位的生长素浓度,促进果枝的生长
C. 棉花产生的生长素可以作为催化剂提高棉花细胞内化学反应速度
D. 光除了为棉花提供能量外,还能作为信息分子调控其生长发育
【答案】C
【分析】生长素类具有促进植物生长的作用,在生产上的应用主要有:(1)促进扦插的枝条生根;(2)促进果实发育;(3)防止落花落果。
【详解】A、喷洒落叶剂(如乙烯利)可促进叶片脱落,减少机械采收时叶片混入棉花中的杂质,符合实际生产操作,A正确;
B、摘除顶芽后,侧芽处生长素浓度降低,解除顶端优势,促进侧芽发育成果枝,符合植物生理学原理,B正确;
C、生长素是植物激素,属于信息分子,其作用机制是通过与细胞受体结合,调控基因表达或酶活性来影响细胞反应,而非直接作为催化剂(如酶)参与化学反应。催化剂的本质是酶,而生长素不具备催化功能,C错误;
D、光既是光合作用的能量来源,也可通过光敏色素等传递信号,调控棉花的开花、节间伸长等生长发育过程,D正确。
故选C。
10. 很多植物的开花与昼夜长短有关,即光周期现象。某研究小组研究了在一段黑暗时期中不同的闪光对于某种植物开花的影响(白光—W,红光—R,远红光—FR)。下图展示了不同的实验处理之后的结果(除了第4组)。下列说法错误的是( )
A. 根据5、6、7、8四组实验结果可以推测,远红光可以消除红光的作用
B. 如果在实验3中黑暗里用一个远红光照射来代替白光照射,植物会开花
C. 推测该植物需要较短日照才能开花,实验4的结果为开花
D. 光周期现象与光敏色素有关,光敏色素属于光合色素的一种
【答案】D
【分析】光敏色素是一类蛋白质(色素-蛋白复合体)分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。受到光照射后→光敏色素结构会发生变化→这一变化的信息传导到细胞核内→基因选择性表达→表现出生物学效应。
【详解】A 、2、5对比,说明暗期用红光照射一下不开花,根据5、6对比,说明远红光(FR)能促进开花,7组增加红光照射后又不开花,8组增加远红光照射后又开花,因此根据5、6、7、8四组实验实验结果可以判断,远红光可以消除红光的作用,A正确;
B 、5、6对比,说明远红光(FR)能促进开花,如果在实验3中黑暗里用一个远红光照射来代替白光照射,植物将会开花,B正确;
C、根据实验1和2可推测,此植物为短日照植物,实验4的日照短于2,因此其结果为开花,C正确;
D、光周期现象与光敏色素有关,光敏色素是色素—蛋白复合体,不属于光合色素,D错误。
故选D。
11. 调查法是生态学研究的重要方法,下列有关调查过程与方法的说法错误的是( )
A. 在利用血细胞计数板计数时,若先滴加样液再盖盖玻片会导致结果偏大
B. 利用性外激素诱捕昆虫,可根据捕获的数目建立种群的性别比例模型
C. 标记重捕法可用来调查兔子的种群密度,跳蝻可用样方法
D. 调查农田生态系统的能量流动过程中,需要分析养殖动物的饲料来源
【答案】B
【分析】调查种群密度的方法有:样方法、标记重捕法。样方法适用于植物和活动能力较弱的动物,一般要求取样时要随机取样,样方大小合适,并且要求样本数目足够大。标记重捕法一般用于活动能力较强的动物。
【详解】A 、在利用血细胞计数板计数时,正确的操作是先盖盖玻片,再滴加样液。若先滴加样液再盖盖玻片,会导致样液体积偏大,从而使计数结果偏大,A正确;
B、利用性外激素诱捕昆虫,诱捕的通常是雄性昆虫,只能得到雄性个体的数目,无法据此建立种群的性别比例模型,因为不知道雌性个体的数量情况,B错误;
C、兔子活动能力较强,活动范围较大,适合用标记重捕法调查其种群密度;跳蝻活动能力弱,活动范围小,可用样方法进行调查,C正确;
D、调查农田生态系统的能量流动过程中,养殖动物的饲料来源会影响能量的输入,所以需要分析养殖动物的饲料来源,D正确。
故选B。
12. 某生态系统中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系如图所示,图中箭头表示种群之间数量变化的关系,如甲数量减少导致乙数量增多。下列叙述错误的是( )
A. 乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者
B. 甲和乙的种群数量变化相互制约,为循环因果关系
C. 甲乙丙数量变化体现了群落内的负反馈调节
D. 该生态系统中能量流动的方向是甲→乙→丙
【答案】D
【分析】种间关系主要有原始合作、互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。由图可知,甲数量增多,会使乙数量减少,说明甲以乙为食;乙数量减少,会使丙数量增多,说明乙以丙为食。
【详解】A、由图可知,甲数量增多,会使乙数量减少,说明甲以乙为食;乙数量减少,会使丙数量增多,说明乙以丙为食,因此,乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者,A正确;
B、甲与乙是捕食与被捕食的关系,两者的种群数量变化相互制约、为循环因果关系,B正确;
C、甲乙丙的数量变化相互制约,导致其数量不会有很大变化,体现了群落内的负反馈调节,C正确;
D、由A项分析可知,甲以乙为食,乙以丙为食,因此该生态系统中能量流动的方向是丙→乙→甲,D错误。
故选D。
13. 我国劳动人民在明代就已经将鲢鱼、鳙鱼、草鱼和青鱼四大家鱼混养以提高效率。下图表示某池塘中四大家鱼及其食物的分布(浮游动物以浮游植物为食),下列相关分析错误的是( )
A. 四大家鱼在池塘中栖息的水层不同属于群落的垂直结构
B. 引起池塘中植物和动物垂直分层的主要因素分别是光照和温度
C. 若两种鱼的觅食生境和栖息地一样,它们的生态位不一定相同
D. 池塘生物群落的外貌和结构具有季节性的变化
【答案】B
【分析】群落的空间特征:(1)群落垂直结构:在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象(主要受阳光的影响);(2)群落水平结构:由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异。
四大家鱼因捕食对象的不同而分布在池塘的不同水层,出现了垂直分层现象;在混合放养时,由于食物的不同和分层现象,能合理利用水体的资源。
【详解】A、四大家鱼因捕食对象的不同而栖息在池塘的不同水层,这属于群落的垂直结构,A正确;
B、池塘中植物垂直分层现象的主要原因是光照,植物为动物提供食物和栖息空间,故引起动物垂直分层现象的主要原因是食物和栖息空间,B错误;
C、生态位除了觅食生境和栖息地,还包括与其他的物种关系等,故如果群落中两种鱼的觅食生境和栖息地一样,则这两种鱼的也生态位不一定相同,C正确;
D、池塘水域生物群落的外貌和结构随时间而发生有规律的变化,体现了群落的季节性变化,D正确。
故选B。
14. 相对多度是群落野外调查的一种估测指标,是指群落中某一种生物的个体数占该群落所有生物个体数的百分比。在某退耕农田自然演替过程中,植物甲、乙和丙分别在不同阶段占据优势,它们的相对多度与演替时间的关系如图一所示。植物乙的种群增长速率如图二所示。下列说法正确的是( )
A. 该群落演替类型是次生演替,其演替类型与沙丘上进行的演替类型相同
B. 图二中乙种群为“S”型增长,其中cd段对应图一第30年至第50年
C. 随着演替的进行物种甲会消失,物种丙的数量会不断增加
D. 调查甲、丙种群密度的常用方法都为样方法,但样方面积可能不同
【答案】D
【分析】初生演替:是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替,次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
【详解】A、某退耕农田自然演替过程中群落演替类型是次生演替,沙丘上的演替是初生演替,其演替类型与沙丘上进行的演替类型不同,A错误;
B、图一中纵坐标为相对多度,是该种植物个体数所占百分比,而不是具体的数目,其变化无法直接反映增长速率化,30-50年,虽然乙植物占比(相对多度)在减小,但无法确定其增长速率的变化情况,不一定对应图二的cd段,B错误;
C、随着演替的进行,丙的数量可能在演替后期趋于稳定而非不断增加,C错误;
D、调查甲、丙种群密度的常用方法都为样方法,调查乔木种群密度的样方面积一般大于调查草本种群密度的样方面积,D正确。
故选D。
15. 下图表示某生态系统中两个营养级的能量流动图解,下列叙述错误的是( )
A. 流入该生态系统的总能量为W1=A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2
B. 初级消费者粪便中的能量属于C1的一部分
C. B2代表用于初级消费者生长、发育和繁殖等生命活动的总能量
D. 由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(A2+B2+C2+D2)/W1×100%
【答案】C
【分析】A表示呼吸作用消耗的能量,B表示未被利用的能量,C表示流向分解者的能量,D表示流入下一营养级的能量; 由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为即流入第二营养级的能量(D1)除以流入第一营养级的能量(W1)再乘以100%; 根据图示分析可知下列等式关系:W1=A1+B1+C1+D1,D1=A2+B2+C2+D2。
【详解】A、A表示呼吸作用消耗的能量,B表示未被利用的能量,C表示流向分解者的能量,D表示流入下一营养级的能量,根据图示分析可知下列等式关系:W1=A1+B1+C1+D1,D1=A2+B2+C2+D2。因此流入该生态系统的总能量为W1=A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2,A正确;
B、初级消费者粪便中的能量属于生产者的同化量,因此属于生产者流向分解者的能量C1的一部分,B正确;
C、B2代表用于初级消费者未利用的能量,生长、发育和繁殖等生命活动的总能量为B2+C2+D2,C错误;
D、第一营养级同化量A2+B2+C2+D2,第二营养级同化量是W1,因此由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(A2+B2+C2+D2)/W1×100%,D正确。
故选C。
16. 如图为小明取1mL培养液稀释100倍后,用血细胞计数板(1mm×1mm×0.1mm)通过显微镜观察到的培养液中的酵母菌在血细胞计数板中的分布情况。下列叙述不正确的是( )
A. 若五个中方格酵母菌平均数如图所示,则该培养液中酵母菌的数量为6×108个/mL
B. 选择如图所示规格的计数室,含16个中方格、400个小方格
C. 取样时滴管从静置的培养液底部吸取,会导致数据偏大
D. 一个血细胞计数板中央含有2个计数室,其中甲区域也可以进行细胞计数
【答案】B
【分析】(1)利用血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法,这种方法可以直接测定样品中全部的细胞数目,所以一般用于单细胞微生物数量的测定,由于血球计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的,所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。
(2)据图可知,该血球计数板的规格为25×16格,图中一个中格16小格中的酵母菌数总共有24个。
【详解】A、该血球计数板的规格为25个中方格×16个小方格,乙中一个中方格含24个酵母菌,则一个大方格中含24×25=600个酵母菌,因大方格体积为0.1mm3,又稀释了100倍,所以酵母菌为600÷0.1×100×1000=6×108个/mL,A正确;
B、该血细胞计数板的规格为25个中方格×16个小方格,即一个大方格中含有400个小方格,B错误;
C、静置的培养液中酵母菌细胞沉到底部,直接从底部吸取会导致细胞数目偏多,数据偏大,C正确;
D、利用血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法,一个血细胞计数板中央含有2个计数室,其中甲区域也可以进行细胞计数,D正确。
故选B。
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、非选择题(5小题,共52分)
17. 健康是人生最宝贵的财富,内环境稳态的维持与人体健康有密切的关系。某人因咽喉肿痛、声音嘶哑去医院就诊,医生诊断为急性喉炎,需注射头孢呋辛钠治疗。医嘱:使用头孢呋辛钠期间及用药后1~2周内不能饮酒。
(1)肌肉注射和静脉滴注头孢呋辛钠治疗时,药物首先进入的内环境分别是:______和______。
(2)肝脏是酒精代谢的主要场所,酒精的代谢途径如下图所示:
乙醇乙醛二氧化碳和水
①其中,乙醇和乙醛在人体内都是有害的,都会引起人体产生不同的醉酒反应,例如:过量饮酒会影响人的脑干、______、______等处的神经中枢,分别出现心跳加快、步态不稳和胡言乱语的现象。
②酒精的代谢途径如图所示,饮酒时服用头孢类分子,可以造成乙醛积累中毒,重者可致呼吸抑制、急性心衰等,由此可推测饮酒时服用头孢类分子造成中毒的原因是______。
(3)有关研究发现,酒精还能抑制抗利尿激素的释放,据此推测酒精的作用与______(填“血浆渗透压升高”或“血浆渗透压降低”)的作用相似,过量饮酒后人的尿量增加。为验证酒精可通过抑制抗利尿激素的释放来影响尿量,现提供实验大鼠、酒精、生理盐水和灌胃器等实验器具,请你设计实验进行证明(写出实验思路)。
实验思路:______。
【答案】(1)①. 组织液 ②. 血浆
(2)①. 小脑 ②. 大脑皮层 ③. 抑制乙醛脱氢酶活性
(3)①. 血浆渗透压降低 ②. 将若干只实验大鼠随机均分成甲、乙两组,甲组大鼠灌胃适量的酒精,乙组大鼠灌胃等量的生理盐水,一段时间后检测并比较两组大鼠血浆中抗利尿激素的含量和尿液量
【分析】内环境由血浆、组织液和淋巴组成,内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介;血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关;正常人体血浆近中性,血浆pH之所以能保持稳定,与它含有HCO3-、HPO42-等离子有关。
【解析】(1)肌肉注射药物首先进入组织液,静脉滴注药物首先进入血浆。
(2)①步态不稳属于酒精对小脑的影响,胡言乱语属于酒精对大脑皮层的影响。
②根据上述代谢过程可以推测,头孢类分子可抑制乙醛脱氢酶活性造成乙醛积累中毒。
(3)过量饮酒后人的尿量增加,说明酒精的作用与血浆渗透压降低的作用相似。验证酒精可通过抑制抗利尿激素的释放来影响尿量,自变量是酒精的有无,因变量是抗利尿激素和尿量的多少。因此设计实验如下:将若干只实验大鼠随机均分成甲、乙两组,甲组大鼠灌胃适量的酒精,乙组大鼠灌胃等量的生理盐水,一段时间后检测并比较两组大鼠血浆中抗利尿激素的含量和尿液量。
18. 感染流感病毒后,患者常出现发热、咳嗽、头痛、嗓子痛等症状。机体疼痛和发热现象与前列腺素E(PCE)密切相关,部分机制如图所示。回答下列问题:
(1)人体感染病毒后,通过炎症反应产生的致痛物质可刺激痛感觉受器,引起细胞膜上的______,从而产生兴奋。当兴奋传至______处,人会产生痛觉。
(2)体温调定点学说认为人体有一个体温调定点,就像恒温器设定的目标温度。在正常情况下,这个调定点设定在37度左右。患者在发烧初期,但有时反而感觉冷,其原因之一是致热原作用于下丘脑体温调节中枢,体温调定点______(填“上移”“下移”或“不变”)。而实际体温低于新的调定点因而使人感觉冷。患者通过生理性调节增加产热的途径有______(答出两点)。
(3)流感病毒感染后患者出现发热症状,体温升高,说明机体维持内环境稳态的能力是______。体温升高时,人体会出现肌肉酸痛,原因是______。
(4)退烧药布洛芬可以抑制环氧化酶的活性,从而达到镇痛退热的效果,请据图分析布洛芬镇痛退热的机制:______(答出两点)。
【答案】(1)①. Na+通道打开,Na+内流 ②. 大脑皮层
(2)①. 上移 ②. 肾上腺素、甲状腺激素分泌增加;肌肉不自主收缩(战栗)
(3)①. 有限的 ②. 人体代谢加快,耗氧量增加,由于供氧不足,肌肉组织无氧呼吸产生乳酸,导致肌肉酸痛
(4)布洛芬通过抑制环氧化酶的活性减少PGE的产生,降低痛觉感受器对致痛物质的敏感性,达到镇痛效果,同时,PGE的减少也会使下丘脑体温调节中枢的调定点下移,使体温恢复正常,达到退热效果
【分析】(1)体温稳定时,机体产热量等于散热量;体温上升时,机体产热量大于散热量;体温下降时,机体产热量小于散热量。
(2)静息电位是由钾离子外流引起的,膜电位为外正内负;动作电位是由钠离子内流引起的,膜电位为内正外负;痛觉的产生部位是大脑皮层,痛觉产生不属于反射活动。
【解析】(1)人体感染病毒后,致痛物质刺激痛觉感受器,会引起细胞膜上的Na+通道打开,Na+内流(这是产生兴奋的离子基础),从而产生兴奋。痛觉是在大脑皮层产生的,所以当兴奋传至大脑皮层处,人会产生痛觉。
(2)患者在发烧初期感觉冷,是因为致热原作用于下丘脑体温调节中枢,使体温调定点上移,而实际体温低于新的调定点。人体通过生理性调节增加产热的途径有骨骼肌战栗、甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,促进新陈代谢等。
(3)流感病毒感染后患者出现发热症状,体温升高,这说明机体维持内环境稳态的能力是有限的。体温升高时人体会出现肌肉酸痛,原因是体温升高,人体代谢加快,耗氧量增加,由于供氧不足,肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸,乳酸积累导致肌肉酸痛。
(4)从图中可知,布洛芬抑制环氧化酶的活性,一方面可以减少PGE的产生,从而降低痛觉感受器对致痛物质的敏感性,达到镇痛效果;另一方面,PGE的减少会使下丘脑体温调节中枢的调节作用减弱,使体温恢复正常,达到退热效果。
19. 人乳头瘤病毒(HPV)是导致宫颈癌的主要原因。HPV疫苗可起预防作用,目前我国多地已将HPV疫苗纳入医保支付范围。图甲是用两种方法生产的疫苗引发人体产生免疫效应的部分过程示意图,图乙是科研人员通过实验检测不同剂量的HPV疫苗刺激机体产生抗体的量的示意图。请回答下列问题:
(1)HPV疫苗进入人体后,作为____刺激免疫系统发生免疫反应。图甲中①是____,其通过____方式摄取抗原。
(2)图甲中②细胞在接受①传递信号后,细胞表面特定分子发生变化并与③细胞结合,同时分泌物质A,促进③细胞增殖分化。②细胞是____,物质A是____。
(3)注射HPV疫苗可以预防HPV感染,其主要原理是③细胞增殖分化形成了图甲中④细胞。④细胞在预防HPV感染中的作用机理是____。
(4)本实验中科研人员的实验目的是____,设置安慰剂组的意义是____。
【答案】(1)①. 抗原 ②. APC##抗原呈递细胞 ③. 胞吞
(2)①. 辅助性T细胞 ②. 细胞因子
(3)当HPV再次入侵机体时,记忆细胞受病毒刺激快速增殖分化形成浆细胞,浆细胞能分泌抗体,抗体与病毒结合并抑制病毒增殖或对人体细胞的黏附
(4)①. 探究抗原剂量对抗体产生量的影响 ②. 与低剂量和高剂量疫苗组进行对照,并排除心理因素对抗体产生量产生的影响
【分析】分析图甲,①是抗原呈递细胞,②是辅助性T细胞,③是B细胞,④是记忆B细胞,⑤是浆细胞,物质A是细胞因子,物质B是抗体。
【解析】(1)疫苗进入人体后,作为抗原刺激免疫系统发生免疫反应。①是APC(抗原呈递细胞),其通过胞吞方式摄取抗原。
(2)②是辅助性T细胞,其在接受①传递信号后,细胞表面特定分子发生变化并与③细胞结合,这是激活③细胞的第二信号;物质A由辅助性T细胞分泌,可促进B细胞增殖分化,物质A是细胞因子。
(3)疫苗预防HPV感染的作用机理是当病原体HPV再次入侵机体时,记忆细胞受病毒刺激快速增殖分化形成浆细胞,浆细胞能分泌抗体,抗体与病毒结合并抑制病毒增殖或对人体细胞的黏附。
(4)从柱形图上看,自变量是不同剂量的HPV疫苗,因变量是机体产生抗体的量,所以实验目的是探究抗原剂量对抗体产生量的影响。设置安慰剂组的意义是与低剂量和高剂量疫苗组进行对照,并排除心理因素对抗体产生量产生的影响。
20. 水稻分蘖(分蘖指禾本科等植物在地面以下或近地面处所发生的分枝)情况是影响水稻产量的重要因素,已知水稻分蘖受磷浓度和生长素等因素影响。研究人员进行了相关实验(NP:正常磷营养液,LP:低磷营养液,NAA:外源生长素,NPA:生长素极性运输抑制剂),结果如图所示。
(1)生长素极性运输的方向是_____。上述实验结果表明,在正常磷条件下,生长素的极性运输_____(填“促进”、“抑制”或“不影响”)水稻分蘖。
(2)研究发现,低磷胁迫能通过促进生长素的极性运输,从而影响水稻分蘖。为了研究低磷胁迫下水稻分蘖减少是否只与生长素的极性运输有关,研究人员在上述实验的基础上对低磷处理的水稻进行了NPA处理,结果如下表所示。据表分析,实验结论是_____。
注:“+”越多表示分蘖数越多。
(3)进一步研究发现,独脚金内酯(一种植物激素)也能影响水稻分蘖。研究人员利用独脚金内酯信号转导关键基因突变体水稻(d14)和野生型水稻进行了实验,结果如图所示。
上述实验结果说明_____。
(4)研究表明,在缺失独脚金内酯信号的情况下,生长素的极性运输依然能影响水稻分蘖。请设计实验验证这一结论,请写出实验思路_____。(备选实验材料:野生型水稻、突变体d14)
【答案】(1)①. 形态学上端到形态学下端 ②. 抑制
(2)低磷胁迫下,除生长素作用外还存在其他因素响水稻分蘖
(3)独脚金内酯抑制水稻分蘖
(4)将突变体d14均分为2组,一组加NPA处理,一组不做处理,将两组在相同且适宜条件下培养,一段时间后统计水稻分蘖数量
【分析】顶芽产生的生长素逐渐向下运输,枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此它的发育受到抑制,植株因而表现出顶端优势。实验中应遵循对照原则和单一变量原则。脱落酸合成缺陷突变体不能合成脱落酸,与野生型植株对比可形成有无脱落酸的单一变量。独脚金内酯合成缺陷突变体不能合成独脚金内酯,与野生型植株对比可形成有无独脚金内酯的单一变量。
【解析】(1)生长素极性运输的方向是形态学上端到形态学下端。分析图可知:NP+NAA与NP+NPA组相比,抑制生长素极性运输与添加外源生长素相比,水稻分蘖增加,说明生长素的极性运输抑制水稻分蘖。
(2)分析表格可知:LP组相对于NP组分蘖数有所减少,说明低磷影响水稻分蘖;LP+NPA组与LP组相比分蘖数有所减少但差距不明显,说明低磷胁迫下水稻分蘖减少除与生长素的极性运输有关,还存在其他因素响水稻分蘖减少。
(3)分析图可知:无论是NP组还是LP组,突变体水稻(d14)分蘖数相对增加,说明独脚金内酯抑制水稻分蘖。
(4)要验证在缺失独脚金内酯信号的情况下,生长素的极性运输依然能影响水稻分蘖。根据实验目的可知,实验的自变量为是否有生长素极性运输,因变量是水稻分蘖数量,以此来证明在缺失独脚金内酯信号的情况下,生长素的极性运输依然能影响水稻分蘖,设计实验如下:将突变体d14均分为2组,一组加NPA处理,一组不做处理,将两组在相同且适宜条件下培养,一段时间后统计水稻分蘖数量。
21. 湿地在上亿年的形成过程中,泥炭不断堆积,形成巨大的“碳库”。湿地对温室气体总量的影响是巨大的,湿地二氧化碳的排放情况与受保护的状况直接相关。据统计,湿地退化排放的二氧化碳约占全球年排放量的11%,其中,泥炭地的破坏会导致每年排放30亿吨二氧化碳。下列图形中,图1为湿地生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物;图2表示能量流经某水鸟所处的营养级示意图[单位:J/(cm2·a)],其请回答下列问题:
(1)写出图1中的食物网______。图中B和D的种间关系为______。
(2)湿地的水域中有处于挺水层、浮水层和沉水层的不同生物,形成了群落的______结构。该结构的意义是______。
(3)湿地中有很多水鸟,多以鱼等水生生物为食。图2中C表示______,若食物链“水草→鱼→水鸟”中鱼所处的营养级的同化量为500J/(cm2·a),则鱼和水鸟所处的两营养级能量传递效率为______%,从中可以看出能量流动具有______的特点。若研究一个月内水鸟所处营养级的能量情况,图中未显示出来的能量是______。
(4)科研人员对湿地水体中微囊藻种群数量进行调查,若计数室由25×16=400个小格组成,总体积为0.1mm3,将1mL微囊藻样品加99mL无菌水稀释后进行观察计数。如果观察到5个中方格共80个小格内共有酵母菌48个,则上述1mL微囊藻样品约有微囊藻______个。
(5)为应对气候变化,中国二氧化碳排放力争于2030年前实现碳达峰,努力争取2060年前实现碳中和,请提出两项减缓温室效应、实现碳中和的有效措施______。
【答案】(1)①. ②. 捕食和竞争
(2)①. 垂直 ②. 提高了群落利用阳光等环境资源的能力
(3)①. 水鸟用于自身生长、发育、繁殖的能量 ②. 16 ③. 单向流动、逐级递减 ④. 未被利用的能量
(4)2.4×108 (5)减少化石燃料的燃烧、植树造林
【分析】(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,营养结构就是指食物链和食物网。(2)动物的同化量等于摄入量减去粪便中的能量,各级动物的同化量去向包括呼吸作用的消耗和用于生长、发育与繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量去向包括流向下一营养级的能量(最高营养级除外)、流向分解者的能量和未被利用的能量。
【解析】(1)在图1中,甲是大气中的CO2库,乙是生产者,丙为消费者,丁为分解者,食物链和食物网的成分只有生产者和消费者,则图1中的食物网为 。B和D都以A为食,且D又以B为食,所以B和D的种间关系为捕食和竞争。
(2)湿地的水域中有处于挺水层、浮水层和沉水层的不同生物,这是在垂直方向上的分层,形成了群落的垂直结构。群落垂直结构的意义是提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
(3)图2中摄入量A减去粪便量20得到同化量B,同化量B减去散失量D(呼吸作用散失)得到C,所以C表示用于生长、发育和繁殖的能量。鱼所处营养级的同化量为500J/(cm2·a),水鸟的同化量为100 - 20 = 80J/(cm2·a),能量传递效率=80÷500×100% = 16%。从中可以看出能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。若研究一个月内水鸟所处营养级的能量情况,图中未显示出来的能量是未被利用的能量。
(4)将1mL微囊藻样品加99mL无菌水稀释,即稀释了100倍。计数室总体积为0.1mm3= 10-4mL,5个中方格共80个小格内共有微囊藻48个,计数室由25×16 = 400个小格组成,则1个大方格(400小格)中微囊藻数量为48÷80×400 = 240个。那么1mL原样品中微囊藻数量为240÷10-4×100 = 2.4×108个。
(5)减缓温室效应、实现碳中和的有效措施有:减少化石燃料的燃烧、大力植树造林、开发新能源等。
【生物】湖南省湖南三新协作体G10H11联盟大联考2024-2025学年高二下学期4月期中(解析版)
2025年4月高二期中联考
生物学
(本试卷共8页,21题,考试用时75分钟,全卷满分100分)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号写在试题卷和答题卡上,并将准考证条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上相应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,将答题卡上交。
一、选择题:本题共12小题,每小题2分,共24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. 将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于0.3g·mL-1的蔗糖溶液中,如图是观察到发生质壁分离现象的一个视野。下列说法错误的是( )
A. 实验说明原生质层比细胞壁伸缩性大
B. 实验过程中细胞的体积变化不大
C. 水分子可以从①流向②,也能从②流向①
D. 实验中的细胞能进行核 DNA 复制
【答案】D
【分析】具有中央液泡(大液泡)的成熟的植物细胞,当其所处的外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,由于原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,进而引起细胞壁与原生质层逐渐分离,即发生质壁分离。
【详解】AB、发生质壁分离,说明原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,细胞壁的伸缩性较小,故实验过程中细胞的体积不会明显缩小,AB正确;
C、质壁分离过程中,水分子可以自由进出原生质层,即水分子可以从①流向②,也能从②流向①,C正确;
D、洋葱鳞片叶外表皮细胞已发生高度分化,不能继续分裂,因此不能进行核DNA复制,D错误。
故选D。
2. 为了提高CO2的固定效率,某科研团队构建了一种非天然的CO2转化循环(Cetch循环),该循环利用多种生物的相关酶组合,最终将CO2转化为乙醇酸,再利用液滴微流控技术将该循环与菠菜叶绿体类囊体一起用磷脂分子包裹起来,形成了“油包水液滴”结构即人工叶绿体(如下图1所示),从而实现了光合作用。下列分析错误的是( )
A. 当光照减弱时,短时间内乙醇酸含量减少
B. 人工叶绿体膜是单层磷脂分子
C. 与活细胞相比,人工叶绿体更能有效减少大气中的CO2
D. 只需在人工叶绿体中添加相关酶组合及底物CO2,Cetch循环就能正常进行
【答案】D
【分析】叶绿体中的光合色素吸收的光能,有两方面用途:一是将水分解成氧和NADPH,氧直接以分子的形成释放出去,NADPH则被传递到叶绿体内的基质中,作为活跃的还原剂,参与到暗反应阶段的化学反应中去;二是在有关酶的催化作用下,促成ADP与Pi发生化学反应,形成ATP。这样光能就转变为储存在ATP中的化学能,这些ATP将参与光合作用第二个阶段的化学反应。
【详解】A、光照减弱时,NADPH含量减少,C5含量减少,短时间内产生的乙醇酸减少,A正确;
B、人工叶绿体是“油包水液滴”,外面是油里面是水,故使用单层磷脂分子即可,B正确;
C、与活细胞相比,人工叶绿体不进行呼吸作用,更能有效减少大气中的CO2,C正确;
D、构建Cetch循环,体系中除加入必需的酶和相应底物如CO2外,还需要不断地提供ATP和NADPH,D错误。
故选D。
3. 下列有关遗传、变异和进化的叙述中,错误的是( )
①突变和基因重组为生物进化提供原材料,是生物进化的根本来源
②环境会对生物的表型进行选择,其本质是对基因型进行选择
③基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期,体现了基因突变具有不定向性
④种群基因频率的变化决定了种群进化方向,也决定了群落演替方向
⑤环境可能会诱发植物幼苗发生可遗传变异,如突变和基因重组
A. ①②④B. ②③④
C. ①③④⑤D. ①②③④⑤
【答案】D
【分析】生物的变异,有的仅仅是由环境的影响造成的,而不是由亲代遗传物质的改变引起的,属于不遗传的变异;有的是由亲代生殖细胞内遗传物质的改变引起的,能够遗传给后代,属于可遗传的变异。基因突变、基因重组和染色体变异是可遗传变异的来源。
【详解】①突变和基因重组为生物进化提供原材料,但生物进化的根本来源是基因突变,而不是突变和基因重组,突变包括基因突变和染色体变异,基因重组只是原有基因的重新组合,只有基因突变能产生新基因,为进化提供原始材料,①错误;
②环境也会对生物的表型进行选择,其本质是对基因进行选择,②错误;
③基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期,体现了基因突变具有随机性,③错误;
④种群基因频率的变化决定了种群进化方向,这是现代生物进化理论的观点,但群落演替是指随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,其方向是由群落内部因素(如种内关系、种间关系等)与外界环境因素(如气候、人类活动等)共同决定的,并非由种群基因频率变化决定,④错误;
⑤植物幼苗细胞不能进行减数分裂,故不会诱发植物幼苗发生基因重组,⑤错误;
综上所述,①②③④⑤错误,D符合题意。
故选D。
4. 延缓的密度制约效应是指对种群密度变化作出反应需要一段较长的时间。如图为某种群在一段时间内,A、B两种因素影响下死亡率随种群密度的变化趋势,下列说法错误的是( )
A. 生物种群数量的不规则波动往往与曲线B相关
B. 因素B对种群数量的影响会表现出典型的延缓的密度制约效应
C. 寄生虫对种群数量的影响与图中曲线A的变化相似
D. 曲线A所代表的影响因素对种群数量变化的影响可通过反馈调节实现
【答案】B
【分析】影响种群数量变化的因素分两类,一类是密度制约因素,即影响程度与种群密度有密切关系的因素,如食物、流行性传染病等;另一类是非密度制约因素,即影响程度与种群密度无关的因素,气候、季节、降水等的变化,影响程度与种群密度没有关系,属于非密度制约因素。
【详解】AB、曲线A代表密度制约因素,曲线B代表非密度制约因素。生物种群数量的不规则波动往往与非密度制约因素相关,食物、天敌等密度制约因素(A)对种群数量的影响反应需要一段较长的时间,表现出典型的延缓的密度制约效应,A正确,B错误;
C、寄生虫在密度大的种群中更容易传播,在密度小的种群中影响小,属于密度制约因素,与图中曲线A的变化相似,C正确;
D、曲线A所代表的影响因素(密度制约因素)对种群数量变化的影响是通过负反馈调节实现的,当种群数量超过环境容纳量时,密度制约因素的作用增强使出生率下降、死亡率上升,从而使种群增长受到抑制,当种群数量降低到环境容纳量以下时,密度制约因素的作用减弱,从而使种群增长加快,D正确。
故选B。
5. 水稻、昆虫和杂草等共同构成稻田群落。稻田中会伴生许多昆虫,如在水稻的叶层会伴生稻苞虫、稻纵卷叶螟等食叶性害虫,在茎秆层常有稻飞虱、叶蝉等害虫,而地下层有稻叶甲虫等食根性害虫。以下说法正确的是( )
A. 水稻上的昆虫的垂直分层,生态位的分化,是物种之间及生物与环境之间协同进化的结果
B. 水稻在稻田中均匀分布,水稻的水平结构较简单
C. 稻田群落中的水稻因为数量多,所以是优势种
D. 温带地区的稻田群落季节性不够明显
【答案】A
【分析】(1)在群落中,各个生物种群分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构,群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等方面。垂直结构是在垂直方向上,大多数群落都具有明显的分层现象。
(2)一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。
【详解】A、水稻上的昆虫的垂直分层,生态位的分化,是物种之间及生物与环境之间协同进化的结果,A正确;
B、水平结构是群落才有的空间特征,水稻是种群的范畴,种群没有水平结构,B错误;
C、数量多不一定是优势种,还要看该物种在群落中的影响,C错误;
D、温带地区四季分明,群落的季节性明显,D错误。
故选A。
6. 朱鹮有着“吉祥之鸟”的美誉,全球一度仅陕西存活7只个体。经我国40余年保护,其种群规模已逐步扩大,被誉为“国际濒危物种保护的成功典范”。下列说法错误的是( )
A. 保护朱鹮,从保护生物多样性的角度来讲,是在保护物种多样性、基因多样性,甚至还能保护生态系统多样性
B. 保护朱鹮的措施以就地保护为主,建立繁育中心为辅
C. 朱鹮具有强大的文化美学价值,是摄影爱好者喜爱的拍摄对象,体现了生物多样性的间接价值
D. 为改善最初朱鹮种群遗传多样性较低的局面,可适量适时适地放飞一批人工繁育的朱鹮
【答案】C
【分析】生物多样性的保护措施有:
(1)就地保护(自然保护区):就地保护是保护物种多样性最为有效的措施;
(2)易地保护:动物园、植物园;
(3)利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护。如建立精子库、种子库等;
(4)利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护。如人工授精、组织培养和胚胎移植等。
【详解】A、如果是建立自然保护区保护物种,不仅能保护基因多样性、物种多样性,还能保护生态系统多样性,A正确;
B、对生物多样最有效的保护就是就地保护,B正确;
C、文化美学价值体现的是生物多样性的直接价值,C错误;
D、朱鹮最初的数目很少,故遗传多样性很低,通过野外放飞,基因突变以及自然选择更加多样,可以增加遗传多样性,D正确。
故选C。
7. 传统发酵食品的制作是一个复杂而精细的生物转化过程,它依赖于多种微生物的作用。以下说法错误的是( )
A. 用酵母菌酿酒与用醋酸菌酿醋相比,适合前者发酵的温度要低一些
B. 制作传统泡菜要注意密封发酵,酿醋过程要注意提供充足O2
C. 制作传统泡菜过程中有可能产生对人体有害的物质亚硝酸盐,制作过程中需要无菌操作
D. 发酵过程中,微生物对有机物的分解与合成现象并存
【答案】C
【分析】(1)制作泡菜要用到乳酸菌,乳酸菌是厌氧菌,分解有机物是不需要氧气的,因此泡菜坛要加盖并用一圈水来封口,以避免外界空气的进入,否则如果有空气进入,就会抑制乳酸菌的活动,影响泡菜的质量。
(2)参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型,温度是影响酵母菌生长的重要因素,酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。果酒制作的原理:
在有氧条件下,反应式如下:C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量;
在无氧条件下,反应式如下:C6H12O62CO2+2C2H5OH+能量。
(3)参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型,多数醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。果醋制作的原理:醋酸菌是-种好氧性细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动;当氧气、糖源都充足时,醋酸茵将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。
【详解】A、用酵母菌酿酒的温度控制在18~30℃,用醋酸菌酿醋的温度为30~35℃,A正确;
B、制作泡菜要用到乳酸菌,乳酸菌是厌氧菌,分解有机物是不需要氧气的,因此制作传统泡菜要注意密封发酵,参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型,因此酿醋过程要注意提供充足O2,B正确;
C、制作传统泡菜不需要无菌操作,C错误;
D、发酵过程中,微生物对有机物的分解与合成现象并存,如酵母菌发酵过程中分解葡萄糖产生酒精,而其它营养成分会被酵母菌利用合成一些代谢产物如氨基酸、维生素等,D正确。
故选C。
8. 微生物培养和无菌操作是发酵工程的基础。以下说法错误的是( )
A. 无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开,主要包括消毒和灭菌
B. 接种室、接种箱或超净工作台在使用过程中,可用紫外线照射进行消毒
C. 固体培养基可用于分离、纯化菌种,液体培养基可用于菌种的扩大培养
D. 用平板划线法划完线后,要在培养皿皿底上做好标记
【答案】B
【分析】 无菌技术
(1)关键:防止外来杂菌的入侵。
(2)具体操作①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。③为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
【详解】A、无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开,主要包括消毒和灭菌,A正确;
B、接种室、接种箱或超净工作台在使用前,可用紫外线照射30min进行消毒,使用过程中使用紫外线照射进行消毒,会危及实验操作者,B错误;
C、固体培养基可用于分离、纯化菌种,液体培养基可用于菌种的扩大培养,C正确;
D、用平板划线法划完线后,要在培养皿皿底上做好标记,D正确。
故选B。
9. 已知刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红与纤维素形成红色复合物;而当纤维素被纤维素分解菌分解后,复合物就无法形成,培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈。某研究员利用刚果红配制培养基,通过下列过程分离土壤中能分解纤维素的微生物并进行计数。有关叙述错误的是( )
A. 实验前,微生物培养的器皿、接种工具和培养基等应进行灭菌
B. 过程①②一般都取1mL菌液转移
C. 应选择菌落直径与周围透明圈直径比值小的菌落进行纯化
D. 利用该过程统计得到的菌落数比直接计数法得到的菌数要少
【答案】B
【分析】刚果红染色法原理:刚果红染液可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。在含有纤维素的培养基中加入刚果红,刚果红与纤维素形成红色复合物;而当纤维素被纤维素分解菌分解后,复合物就无法形成,培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈。
【详解】A、微生物培养过程中,为避免杂菌污染,实验前对器皿、接种工具和培养基等进行灭菌是确保培养成功的关键操作,A正确;
B、过程①②是进行梯度稀释,在梯度稀释操作中,一般是吸取0.1mL菌液进行转移,B错误;
C、刚果红与纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解菌分解后,复合物无法形成,会出现以这些菌为中心的透明圈。透明圈直径越大,说明微生物分解纤维素的能力越强,所以应选择菌落直径与周围透明圈直径比值小的菌落进行纯化,因为这样的菌落对应的微生物分解纤维素的能力更强,C正确;
D、利用该过程统计的是活菌数,直接计数法统计的是包括死菌在内的所有菌数。所以利用该过程统计得到的菌落数比直接计数法得到的菌数少,D正确。
故选B。
10. 植物组织培养是植物细胞工程中的基本技术,在农业、医药工业等方面有着广泛的应用。下图是植物组织培养过程的流程图,有关说法正确的是( )
A. 外植体的消毒过程是:流水→70%酒精处理 30 分钟→无菌水→次氯酸钠处理30秒→无菌水
B. 利用茎尖组织培养技术获得的脱毒苗可以采用接种病毒的方法进行检测
C. 1过程和2过程的培养基成分中植物激素的种类和比例不相同
D. 通过高产细胞系获得紫杉醇的过程,没有体现植物细胞的全能性
【答案】D
【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
【详解】A、70%酒精处理30秒,次氯酸钠处理30分钟,A错误;
B、脱毒苗没有抗病毒的特性,不能用接种病毒的方法进行检验,B错误;
C、1过程和2过程的培养基成分中植物激素的种类相同,比例不相同,C错误;
D、通过高产细胞系获得紫杉醇的过程,只培养到特定植物细胞,没有体现全能性,D正确。
故选D。
11. 2006年,科学家把Oct3/4,Sx2、c-Myc和Klf4这四种基因克隆入病毒载体,然后引入小鼠成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的诱导多功能细胞(iPS细胞),并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。现在用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。下列有关叙述正确的是( )
A. iPS细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中
B. 诱导产生iPS细胞的过程中细胞内发生了基因重组
C. 诱导产生iPS细胞的过程体现了动物细胞核具有全能性
D. 利用iPS细胞治疗相关疾病时,需要同时注射免疫抑制剂以降低免疫排斥反应
【答案】B
【分析】干细胞是一类分化程度较低,具有分裂和分化能力的一类细胞。胚胎分割时,一般选择桑椹胚或囊胚进行分割,分割时需要将内细胞团均等分割。
【详解】A、存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中的是干细胞,iPS细胞是将四种基因转入成纤维细胞中形成,A错误;
B、过程①是将诱导基因导入小鼠成纤维细胞诱导产生iPS细胞,该过程中细胞内发生了基因重组;B正确;
C、诱导产生iPS细胞的过程没有体现了动物细胞核具有全能性,C错误;
D、利用iPS细胞治疗相关疾病时,理论上可以避免免疫排斥反应,不需要注射免疫抑制剂,D错误。
故选B。
12. 胚胎工程技术包含的内容很丰富,目前在医学和生产上应用较多的是体外授精、胚胎移植和胚胎分割等,借助这些技术,可以进一步挖掘动物的繁殖潜力。如图是利用高等哺乳动物的生殖细胞通过体外受精技术培育试管动物的大致流程,下列有关说法正确的是( )
A. 马、犬排出的卵子是初级卵母细胞,不具备受精能力
B. 卵子与精子相遇,接受精子刺激后开始进行卵裂完成减数分裂过程
C. 精子入卵后,透明带会迅速发生生理反应阻止后来精子进入透明带
D. 胚胎发育的过程是受精卵→囊胚→桑葚胚→原肠胚
【答案】A
【分析】动物胚胎发育的基本过程:(1)受精场所是母体的输卵管。(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。 (3)桑椹胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。
【详解】A、马、犬排出的卵子是初级卵母细胞,要在输卵管内进一步成熟,到MII期时,才具备与精子受精的能力,A正确;
B、精子入卵后,被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,而卵裂是指受精卵的早期分裂,B错误;
C、精子入卵后,卵细胞膜会迅速发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内,C错误;
D、胚胎发育的过程是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚,D错误。
故选A。
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
13. 植物的生长发育受激素调节。用乙烯处理萌发的水稻种子3天,发现野生型(WT)幼苗根伸长受到抑制。K试剂抑制植物体内激素Z的合成。以下说法正确的是( )
A. 该实验中的自变量包括外源植物激素乙烯、K试剂、NAA,因变量是 WT根长,添加K试剂,依据的是加法原理
B. ①组与②组对照可推测乙烯抑制根的伸长,③组与④组对照说明激素Z对根的伸长没有影响
C. 植物的各个部位都能合成乙烯,乙烯能促进开花,促进果实成熟
D. 根据实验结果对比分析,可推测激素Z最可能是生长素
【答案】CD
【分析】(1)植物激素是指植物体内一定部位产生,从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
(2)植物激素主要包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯。其中乙烯产生于植物体各个部位,主要作用于果实的成熟。
【详解】A、添加K试剂,实际上是减去K试剂所抑制的植物激素的影响,依据的是减法原理,A错误;
B、③组与④组的激素Z的合成都受抑制,不能判断激素Z对根的伸长没有影响,B错误;
C、植物的各个部位都能合成乙烯,乙烯能促进开花,促进果实成熟,C正确;
D、根据实验结果①②对比,说明乙烯抑制WT根长;③组与④组对照说明,在缺失激素Z的情况下,乙烯失去了对WT根长的抑制,说明乙烯通过激素Z抑制WT根长;⑤组⑥组结果同①组②组,说明乙烯在缺失激素Z但NAA存在的情况下又抑制了WT根长,可初步推测,NAA等效替代了激素Z,因为NAA是生长素类似物,故推测激素Z可能是生长素,D正确。
故选CD。
14. 东部沿海地区积极发展“海洋牧场”,投放脉红螺等生物和人工鱼礁会影响“海洋牧场”的结构和功能,但能增加经济收入。如图为投放人工鱼礁后海洋牧场能量流动的模式图,相关叙述错误的是( )
A. 图中NPP中的能量是指第一营养级同化的能量
B. 流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
C. 海洋牧场中脉红螺的环境容纳量大小与最初投放的脉红螺数量基本无关
D. 生态系统的结构包括该系统中各种生物构成的生物群落以及非生物的物质和能量
【答案】ABD
【分析】(1)某一营养级的同化量有三个去向:呼吸作用以热能的形式散失、流向下一个营养级和流向分解者。
(2)能量传递效率是指相邻两个营养级的同化量比值,并非某两种生物的能量比值。
(3)研究能量流动作用:
①研究生态系统的能量流动,可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。例如,在农业生态系统中,如果把作物秸秆当燃料烧掉,人类就不能充分利用秸秆中的能量;如果将秸秆做饲料喂牲畜,让牲畜粪便进入沼气池,将发酵产生的沼气做燃料,将沼气池中的沼渣做肥料,就能实现对能量的多级利用,从面大大提高能量的利用率。“桑基鱼塘”也基本体现了这个原理。
②研究生态系统的能量流动,还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。例如,在一个草场上,如果放养的牲畜过少,就不能充分利用牧草所提供的能量;如果放养的牲畜过多,就会造成草场的退化,使畜产品的产量下降。只有根据草场的能量流动特点,合理确定草场的载畜量,才能保持畜产品的持续高产。
【详解】A、NPP的能量中一部分流向分解者,另一部分流向死有机质,可表示第一营养级用于 生长、发育和繁殖的能量,A错误;
B、流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和人工输入的能量,B错误;
C、环境容纳量是由环境资源等因素决定的,与最初投放的脉红螺数量基本无关,C正确;
D、生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,D错误。
故选ABD。
15. 生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。下列关于生态工程所遵循的基本原理的叙述中,不正确的是( )
A. 通过系统设计实现循环,减少废物产生,提高各营养级的能量传递效率,体现了循环原理
B. 选择净化能力强且能互利共生的多种水生生物修复湿地,体现了协调原理
C. 通过降低水体污染物和增加溶氧量的方式改善湖泊水生生物生存环境,体现了自生原理
D. 生态工程建设时,号召农民种树的同时要考虑农民的生活问题,体现了整体原理
【答案】AB
【分析】生态工程依据的生态学原理:(1)自生:由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。要求:有效的选择生物组分并合理布设;创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件。(2)循环:指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。即保证物质循环再生。(3)协调:即生物与环境、生物与生物的协调与适应等也是需要考虑的问题。要求:处理好协调问题,需要考虑环境容纳量。(4)整体:树立整体观,遵循整体原理。
【详解】A、循环原理强调物质循环利用,减少废物,但无法提高能量传递效率。生态系统中的能量传递效率(约10%-20%)由自然规律决定,生态工程只能提高能量利用率,而非传递效率,A错误;
B、选择净化能力强且能互利共生的多种水生生物修复湿地,体现了自生原理,B错误;
C、自生原理强调生态系统自我调节,改善环境(如降低污染、增加溶氧)有助于恢复系统的自组织能力,C正确;
D、整体原理需统筹生态、经济和社会效益,兼顾农民种树与生活问题体现了这一原则,D正确。
故选AB。
16. 如表为牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成,下列有关该培养基制备的叙述错误的是( )
A. 从物理性质看该培养基属于固体培养基
B. 制备该培养基的操作顺序为计算、称量、溶化、灭菌、倒平板
C. 若用该培养基来培养和检测大肠杆菌,还应在培养基中添加维生素
D. 若用该培养基来培养霉菌时,一般需要将培养基调至酸性
【答案】AC
【分析】人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质—培养基,用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。其中,不含凝固剂(如琼脂)、呈液体状态的培养基为液体培养基,呈固体状态的培养基为固体培养基。在液体培养基中加入琼脂后制成的琼脂固体培养基,是实验室中最常用的培养基之一。
详解】A、没有加入凝固剂,所以从物理性质看该培养基属于液体培养基,A错误;
B、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的一般步骤是:计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板,B正确;
C、牛肉膏和蛋白胨可以为大肠杆菌提供维生素,不需要在培养基中添加维生素,C错误;
D、在培养霉菌时,一般需要将培养基调至酸性;在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性,D正确。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
17. 某人类氯离子通道异常病由7号染色体上正常基因B突变成B1或B2引起。某患者家系系谱图和部分人员基因检测结果如下所示。本系谱图基因在传递过程中不发生基因突变,也不考虑染色体变异和染色体互换。
注:√:表示检测出,×:表示未检测出正常基因B未做检测
(1)基因B、B1、B2三者互为___________基因(填“等位”或“非等位”)。
(2)正常人的基因型为___________,II-3的基因型为___________。
(3)若II-5检测出两种突变基因,则III-4与I-1具有相同7号染色体的概率为___________。
(4)经检测B2基因是由B基因相应编码链(与模板链互补的DNA链)第___________位的碱基C替换为碱基T突变而成,导致对应的肽链第402位的丙氨酸替换为缬氨酸。
(丙氨酸密码子:GCU、GCC、GCA、GCG 缬氨酸密码子:GUU、GUC、GUA、GUG)
(5)不考虑分裂异常,在II-6产生的下列细胞中,一定能检测到B1基因的是___________(填编号)。
①精原细胞②初级精母细胞③次级精母细胞④精细胞
【答案】(1)等位 (2)①. BB或BB1 ②. B2B1或B2B
(3)1##一 (4)1205
(5)①②
【分析】基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【解析】(1)B1、B2由B基因突变而来,故为等位基因。
(2)I-2基因检测为B2B1,表型患病,但I-1检测有基因B1,表型正常,可推理出I-1基因型为BB1,而非B1B1(否则患病),即B对于B1是显性。又II-4基因检测没有B1、B2,可推理其基因型为BB,进而推理其子代Ⅲ-3必含B基因,但Ⅲ-3患病,最终可推知其基因型为B2B,可总结出三种基因的显隐性关系:B2>B> B1。由此可知正常人的基因型为BB或BB1。I-2B2B1与I-lBB1相交的后代患病的基因型有三种可能性:B2B,B2B1,B1B1,又根据Ⅲ-3患病可以确定Ⅱ-3绝非B1B1,否则Ⅲ-3不会患病。故II-3的基因型为B2B, B2B1。
(3)若II-5检测出两种突变基因,则II-5基因型为B2B1,又因为II-6基因型BB1,故III-4基因型为BB1, 其中B1来自Ⅱ-5,B来自Ⅱ-6,而Ⅱ-5B2B1中的B2来自I-2,B1来自I-1,故Ⅲ-4个体7号染色体的B1溯源来自I-1的7号染色体。故Ⅲ-4与I-1有相同7号染色体的概率为1。
(4)DNA编码链和mRNA都与模板链互补,故编码链与mRNA序列除了T和U的区别外,序列一致。根据丙氨酸与缬氨酸密码子的差异,可以判定是丙氨酸密码子中第二位碱基C替换为碱基U, 从编码链的角度计算就是402×3-1=1205。
(5)根据II-6的基因检测及表型可知,其基因型为BB1,突变基因B1与正常基因B在减数第一次分裂之后,分别居于不同的次级精母细胞,不含B1基因的次级精母细胞分裂产生的精细胞也不含B1基因。所以能够检测到B1基因的是①精原细胞和②初级精母细胞。
18. 《2019年中国睡眠科技白皮书》发布指出,睡眠质量决定着个体的身体健康和生活质量,健康的睡眠已经成为国人迫切的需求。人体和动物有多种信息分子如:褪黑素、腺苷、γ-氨基丁酸(GABA)、前列腺素D2(PGD2)都可以促进睡眠。褪黑素起作用后,可抑制与觉醒有关的神经活动,同时调节神经递质平衡,减少兴奋性递质的释放,从而使人更易入睡并维持睡眠。γ-氨基丁酸(GABA)在睡眠中维持大脑抑制状态,保证深度睡眠。皮质醇可以帮助人体从睡眠状态清醒过来,此外与血糖水平、神经系统的兴奋性、免疫功能、记忆功能等有关。
(1)根据题意推测在白天,人体褪黑素的浓度保持在___________水平(填“较高”或“较低”)。褪黑素发挥作用后,去向是___________(填“被灭活”“被回收”或“被灭活或被回收”)。
(2)皮质醇浓度在清晨7点左右达峰值的意义有___________。
A. 提高血糖水平B. 提高记忆能力
C. 提高白天兴奋性D. 引发白天困倦
(3)在清醒状态下,尤其是大脑长时间处于活跃状态,细胞代谢增强,ATP消耗增加,产生的较多的腺苷在胞外积聚,会与相应的受体结合,引发促眠效应。由此推测,随着睡眠时间的增加,腺苷的水平会___________,故腺苷的代谢具有一定的___________性。咖啡因可以一定程度上阻碍睡眠,却不能最终解决睡眠问题,请推测原因___________。
(4)推测多种信息分子都能促进睡眠的意义有:___________(写出两点)。
【答案】(1)①. 较低 ②. 被灭活 (2)ABC
(3)①. 逐渐降低 ②. 周期 ③. 咖啡因与腺苷争夺腺苷受体,却不能引发助眠效应,故能阻碍睡眠,待咖啡因碍眠效应消失,腺苷与腺苷受体的结合概率增大,困意仍会袭来,故没有解决睡眠问题
(4)①多种信息相互配合,使睡眠的启动、维持和觉醒等过程得到精细调控
②多种信息分子从不同途径作用于睡眠,即使某一种信息分子缺失,其他信息分子也能在一定程度上弥补
【分析】图1中白天和黑夜的光照影响大脑皮层,进而通过交感神经和肾上腺分泌皮质醇调节血糖。
【解析】(1)褪黑素是助眠的,白天该激素处于较低水平,否则就会使人昏昏欲睡。褪黑素起作用后被灭活,很难通过体液运输再被回收。
(2)根据题干信息“皮质醇可以帮助人体从睡眠状态清醒过来,此外与血糖水平、神经系统的兴奋性、免疫功能、记忆功能等有关”,所以可以推测皮质醇具有提高血糖水平、提高记忆能力和提高白天兴奋性的功能。
故选ABC。
(3)腺苷是代谢产生的,故晚上睡眠后,代谢减弱,腺苷的生成减少,存在量随睡眠时间的推移逐渐降低。即腺苷白天逐渐增多,晚上逐渐减少,代谢具有明显的周期性。
咖啡因与腺苷争夺腺苷受体,导致腺苷与腺苷受体的结合概率减少,抑制了腺苷的助眠效应,且咖啡因与腺苷受体结合以后没有触发助眠效应,故咖啡因可以一定程度上阻碍睡眠。但是腺苷的量并没有因为咖啡因的到来而降低,故当咖啡因的碍眠效应一过,腺苷与腺苷受体结合,依然引发困意,并没有最终解决睡眠问题。
(4)根据题干信息,多种信息分子共同调节睡眠这一生理过程,涉及到促进睡眠,抑制觉醒,保证深度睡眠等等方面,故可以认为多种信息相互配合,使睡眠的启动、维持和觉醒等过程得到精细调控。又从信息分子不同的作用路径来看,某一信息分子的缺失,其他信息分子也能在一定程度上弥补。
19. 崇明东滩鸟类国家级自然保护区位于长江入海口,是重要的水鸟越冬区,每年有数万只水鸟于10月至次年2月在崇明东滩越冬。某研究团队以其中4种占优势的水鸟为研究对象,调查了它们的种群数量、在不同觅食生境出现的数量、主要的食物种类等,结果如下表所示。生境1为低潮盐沼—光滩带,宽度为2000m左右;生境2为海三棱底草带,宽度为400m左右;生境3为海堤内鱼塘—芦苇区,芦苇在植物群落中占优势。
回答下列问题:
(1)每年10月至次年2月绿头鸭的种群密度主要由___________直接决定的,通常采用___________调查其种群密度。
(2)区别以上三个生境的生物群落的重要特征是___________;该调查结果并不能反映各个生物群落的物种丰富度,原因是___________。
(3)描述动物的生态位,通常需要考虑它们的___________。表中绿翅鸭和鹤鹬的觅食生境一样,生态位___________(填“是”或“不是”)完全一样,理由是___________。
(4)生态位重叠是指两个或两个以上生态位相似的物种生活于同一空间时分享或竞争资源的现象,可反映种间竞争程度和对资源的利用情况。表中绿翅鸭和绿头鸭的生态位重叠值较大,这表明___________。
【答案】(1)①. 迁入率和迁出率 ②. 标记重捕法
(2)①. 物种组成 ②. 物种丰富度是指一个群落中的物种数目,而该调查结果仅包括4种鸟类
(3)①. 栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等 ②. 不是 ③. 绿翅鸭的食物种类主要是小坚果、鹤鹬的食物主要是草屑(或者二者食物种类有较大差异)
(4)绿翅鸭和绿头鸭利用的相同资源多,种间竞争较剧烈
【分析】生态位:一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其它物种的关系等,称为这个物种的生态位。因此,研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
【解析】(1)直接决定种群数量的是出生率、死亡率、迁入率和迁出率,根据题干信息“每年有数万只水鸟于 10 月至次年2 月在崇明东滩越冬”,所以主要是迁入率和迁出率决定。通常采用标记重捕法调查其种群密度。
(2)区别群落的重要特征是物种组成,物种丰富度是指一个群落中的物种数目,而该调查结果仅包括4种鸟类,故该调查结果并不能反映各个生物群落的物种丰富度。
(3)描述动物的生态位,通常需要考虑它们的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。表中绿翅鸭和鹤鹬的觅食生境一样,生态位不是完全一样,理由是绿翅鸭的食物种类主要是小坚果、鹤鹬的食物主要是草屑(或者二者食物种类有较大差异)。
(4)生态位重叠是指两个或两个以上生态位相似的物种生活于同一空间时分享或竞争资源的现象,生态位重叠值较大的表明不同物种利用的相同资源多,种间竞争较剧烈。
20. 我国草原生物多样性丰富,但我国70%的草原处于不同程度的退化状态,草原保护修复任务十分艰巨。近年来,我国加大草原保护建设投入力度,已取得较好成果。草地螟是鳞翅目昆虫,其成虫白天潜伏,夜间活动,并具有较强的趋光性。它们不仅危害草原,还危害农作物,以往人们常使用药剂防治其幼虫为主,现研究人员欲对其防治方法开展进一步研究,如下图。请回答以下问题:
(1)单向性集团捕食作用是指不同天敌共享同一猎物,其中一种天敌捕食共同猎物的同时还捕食另一种天敌,被称为集团内捕食者,另一种天敌被称为集团内猎物。图中为某生态系统部分食物网,其中___________属于集团内猎物。据图分析,可利用菱室姬蜂对草地螟数量进行控制,属于___________防治,与常规防治方法相比具有___________等优点(答出2点即可 )。
(2)菱室姬蜂的嗅觉非常灵敏,可以感知到草地螟散发出的气味,能够远距离地探测到潜在的食物来源,这体现了信息传递的作用是___________。
(3)科研人员发现BT乳剂是一种能够有效防控草地螟的生物药品。为验证该药剂对防控草地螟的药效,设计实验如下:
材料与用具:低、中、高三种浓度梯度的BT乳剂,背负式电动喷雾器等。(要求与说明:药品防控效果以草地螟虫口减退率为指标,虫口减退率=(1-虫口残留密度/防前虫口密度)×100%,具体虫口密度调查方法不作要求;防后第7d检测药品的防控效果。)
实验思路:
①选取面积相同、生境相似的12个试验区,___________,
②___________,
③调查各组___________,
④统计分析所得数据。
【答案】(1)①. 菱室姬蜂 ②. 生物 ③. 对环境无污染、效果好且持久、避免害虫抗药性增强
(2)能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定
(3)①. 随机均分为4组,编号甲、乙、丙、丁,同时调查各组防前虫口密度 ②. 利用背负式电动喷雾器分别在甲、乙、丙、丁四组试验区中喷洒适宜且等量低、中、高三种浓度梯度的BT乳剂和清水 ③. 防后第7d的虫口密度,计算各组虫口减退率
【分析】(1)种群密度调查方法有样方法和标志重捕法,种间关系包括捕食、竞争、寄生和互利共生等。(2)防止害虫的方法有机械防止、化学防止以及生物防止,其中生物防止效果最好。
【解析】(1)据图可知,鸟和菱室姬蜂都以草地螟为食,同时鸟还捕食菱室姬蜂,所以鸟为集团内捕食者,菱室姬蜂为集团内猎物。可利用菱室姬蜂对草地螟数量进行控制,属于生物防治,具有的优点有:对环境无污染、效果好且持久、避免害虫抗药性增强。
(2)菱室姬蜂的嗅觉非常灵敏,可以感知到草地螟散发出的气味,能够远距离地探测到潜在的食物来源,这体现了信息能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
(3)该实验自变量是BT乳剂的浓度,以清水作为对照,由题意可知,需设计4个组,因变量是草地螟虫口减退率。实验思路:选取面积相同、生境相似的12个试验区,随机均分为4组,编号甲、乙、丙、丁,同时调查各组防前虫口密度。利用背负式电动喷雾器分别在甲、乙、丙、丁四组试验区中喷洒适宜且等量低、中、高三种浓度梯度的 BT乳剂和清水。7d后,调查各组的虫口密度,计算各组虫口减退率。
21. CD47是一种跨膜糖蛋白。它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6~5倍,导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱,下图为抗CD47单克隆抗体的制备过程。回答有关问题:
(1)①注射CD47对小鼠进行免疫的目的是___________。从脾脏中得到的B淋巴细胞在与骨髓瘤细胞融合前是否需要进行原代培养扩大细胞数量?___________,理由是___________。
(2)为了得到能产生抗CD47单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。其中第一次用特定的___________筛选出杂交瘤细胞,第二次是对第一次筛选的杂交瘤细胞进行___________,经过多次筛选就可获得足够数量的能分泌抗CD47单克隆抗体的杂交瘤细胞。单克隆抗体因为具有___________,___________,并且可以大量制备的特点,在多种疾病的诊断和病原体鉴定以及治疗中发挥重要作用。
(3)现以实验室培养的肿瘤细胞和从动物体内分离出的巨噬细胞为材料,设计一个简单的实验,证明抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,写出实验思路并预测实验结果:
实验思路:___________。
结果预测:___________。
【答案】(1)①. 得到能产生抗CD47抗体的B淋巴细胞 ②. 不需要 ③. 因为所得到的B淋巴细胞是高度分化的细胞,没有增殖能力
(2)①. 选择培养基 ②. 克隆化培养和抗体检测 ③. 能准确地识别抗原的细微差异 ④. 与特定抗原发生特异性结合
(3)①. 实验思路:取一定量的肿瘤细胞分成等量的两组,实验组加入一定量的巨噬细胞和适量的单克隆抗体,对照组加入等量的巨噬细胞,培养一定时间后检测两组肿瘤细胞的数量 ②. 结果预测:对照组中肿瘤细胞的数量显著多于实验组
【分析】单克隆抗体的制备:(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠体内获得相应的B淋巴细胞。(2)获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。(3)克隆化培养和抗体检测。(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【解析】(1)题意是生产抗CD47的单克隆抗体,因此CD47为抗原,步骤①给小鼠注射CD47,目的是诱导小鼠产生能够产生抗CD47抗体的B淋巴细胞。
(2)第一次筛选用选择培养基得到的杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和专一抗体检测,经过多次筛选就可获得足够数量的能分泌抗CD47单克隆抗体的杂交瘤细胞。单克隆抗体因为具能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备的特点,在多种疾病的诊断和病原体鉴定以及治疗中发挥重要作用。
(3)本实验是研究抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,根据单一变量原则可知,应设置加单克隆抗体的巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系为实验组,设置不加单克隆抗体的巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系为对照组。抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,因此若对照组中肿瘤细胞的数量显著多于实验组可验证上述推测。
【生物】湖南省湘一名校联盟2024-2025学年高二下学期期中联考(解析版)
高二生物学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共12小题,每小题2分,共24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. 植物的生长发育受多种因素的调节,下列有关环境因素调节植物生命活动的说法,错误的是( )
A. 光敏色素被激活后可调节细胞核内特定基因的表达
B. 植物年轮的产生与温度有关,颜色较深的带是春夏季形成的
C. 基因表达、植物激素和环境因素均会影响植物体的生长发育
D. 重力可通过影响平衡石细胞中“淀粉体”沉降来影响生长素的运输
【答案】B
【分析】激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的一部分。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程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。环境因素(光照、温度、重力等)对植物的生长发育有一定的影响。
【详解】A、光敏色素是植物接受光信号的受体,被激活后可调节细胞核内特定基因的表达,从而调控植物的生长发育,A正确;
B、植物年轮的产生与温度有关,颜色较深的带是秋冬季形成的,原因是气温较低,形成层活动减弱,所形成的木质部细胞小、壁厚、细胞排列紧密,颜色较深,B错误;
C、植物的生长发育受基因表达的调控,同时受植物激素以及环境因素的影响,C正确;
D、重力可通过影响平衡石细胞中“淀粉体”的沉降,进而来影响生长素的横向运输,从而影响植物的生长方向,D正确。
故选B。
2. 检测是否感染某种病毒的方法主要有核酸检测、抗体检测、抗原检测三大类。如图为免疫力正常的人感染某病毒后,体内与该病毒相关的部分指标的变化趋势。下列相关叙述错误的是( )
A. 向一些重症患者及时注射治愈者的血清可以起到一定的治疗效果
B. 甲时期三种检测方法的准确性大小为核酸检测>抗原检测>抗体检测
C. 曲线③④变化趋势相似与体液免疫中辅助性T细胞可参与B细胞活化有关
D. 若某人核酸检测结果呈阳性,则其一定会出现病毒感染的相应症状
【答案】D
【分析】③T细胞和④抗体都是在乙阶段后期才出现的,此阶段抗体的数量较少;
【详解】A、治愈者的血清含有抵抗该病毒的抗体,故向一些重症患者及时注射治愈者的血清可以起到一定的治疗效果,A正确;
B、据图可知,甲时期三种检测方法的准确性大小为核酸检测>抗原检测>抗体检测,B正确;
C、据图可知,曲线③④上升趋势一致,表明抗体产生与T细胞数量的增加有一定的相关性,故曲线③④变化趋势相似与体液免疫中辅助性T细胞可参与B细胞活化有关,C正确;
D、若某人核酸检测结果呈阳性,表明该个体体内含有该病毒,但是该个体不一定会出现病毒感染的相应症状(可能该个体的特异性免疫会消灭该病毒),D错误。
故选D。
3. 李白在《秋登宣城谢朓北楼》中写到“人烟寒橘柚,秋色老梧桐。谁念北楼上,临风怀谢公。”矢尖蚧是一种常见的主要危害橘树、柚树的小型害虫,活动范围小,常群集在叶片上吸食汁液。下列叙述正确的是( )
A. 秀丽景色给李白提供了诗词创作的灵感,这体现了生物多样性的间接价值
B. 若想调查某柑橘果园中矢尖蚧的种群密度,则可采用标记重捕法进行估算
C. 利用人工合成性引诱剂诱杀矢尖蚧雄性个体来降低种群密度属于生物防治
D. 遭遇寒流时矢尖蚧种群密度大大降低,温度属于此过程中的密度制约因素
【答案】C
【分析】1、生物多样性包括3个层次:遗传多样性(所有生物拥有的全部基因)、物种多样性(指生物圈内所有的动物、植物、微生物)、生态系统多样性。
2、生物多样性的价值:包括直接价值、间接价值、潜在价值;直接价值:是指能为人类提供形式多样的食物、纤维、燃料和建材等。 间接价值:是指对生态平衡、生物圈稳态的调节功能。潜在价值:指目前人类尚不清楚的价值。
【详解】A、秀丽景色给李白提供了诗词创作的灵感,这体现了生物多样性的直接价值,A错误;
B、若想调查某柑橘果园中矢尖蚧的种群密度,则可采用样方法进行估算,因为矢尖蚧的活动能力小,活动范围小,B错误;
C、利用人工合成性引诱剂诱杀矢尖蚧雄性个体来降低出生率进而降低种群密度,该操作属于生物防治,C正确;
D、遭遇寒流时矢尖蚧种群密度大大降低,温度属于此过程中的非密度制约因素,D错误。
故选C。
4. 下列关于传统发酵技术的叙述,正确的是( )
A. 菌种的来源是原材料中天然存在的微生物或前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物
B. 在果酒制作的基础上制作果醋,只需向果酒中通入空气,满足醋酸菌的氧气需求即可
C. 泡菜制作时,泡菜坛只能装八成满,主要是为了给坛内创造无氧环境和方便拿取
D. 腐乳制作时,酵母、曲霉和毛霉等参与了豆腐的发酵,其中起主要作用的是酵母
【答案】A
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。
【详解】A、传统发酵菌种的来源是原材料中天然存在的微生物或前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物,A正确;
B、在果酒制作的基础上制作果醋,需向果酒中通入无菌空气,满足醋酸菌的氧气需求同时需要提升温度(30~35℃),B错误;
C、制作泡菜时,泡菜坛只能装八成满,主要是为了防止发酵液溢出,此外也防止装的过满,盐水无法淹没而导致腐烂,C错误;
D、腐乳制作时,酵母、曲霉和毛霉等参与了豆腐的发酵,其中起主要作用的是毛霉,D错误。
故选A。
5. 下列关于微生物培养技术的叙述,错误的是( )
A. 倒平板时在工作台上完全打开培养皿,倒入适量培养基后立即盖上皿盖
B. 可用干热灭菌法对实验室中的吸管、培养皿、锥形瓶、镊子等进行灭菌
C. 判断选择培养基是否有选择作用,一般需设置牛肉膏蛋白胨培养基组作对照
D. 若要比较细菌和霉菌形成菌落的形态差异,则配置培养基时需要向其中加入琼脂
【答案】A
【分析】倒平板操作的步骤:将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上,右手拿装有培养基的锥形瓶,左手拔出棉塞;右手拿锥形瓶,将瓶口迅速通过火焰;用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖;等待平板冷却凝固后,将平板倒过来放置,使皿盖在下、皿底在上,这样可以防止皿盖上的水分滴到培养基上造成培养基的污染。
【详解】A、倒平板时不能将培养皿完全打开,A错误;
B、可用干热灭菌法对实验室中的吸管、培养皿、锥形瓶、镊子等进行灭菌,一般培养基用湿热灭菌,B正确;
C、判断选择培养基是否有选择作用,一般需设置牛肉膏蛋白胨培养基组作对照,如果选择培养基中菌落数少于牛肉膏蛋白胨培养基中的菌落数,表明选择培养基有选择作用,C正确;
D、观察菌落形态需要在固态培养基上,故若要比较细菌和霉菌形成菌落的形态差异,则配置培养基时需要向其中加入琼脂,D正确。
故选A。
6. 啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,其工业化生产过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A 焙烤可使麦芽干燥,加热时会杀死种子胚但不使淀粉酶失活
B. 蒸煮可以产生风味组分,可终止酶的进一步作用,还可以灭菌
C. 后发酵阶段需要在低温的环境下进行,且需要通入无菌空气
D. 消毒可杀死啤酒中的大部分微生物,可以延长啤酒的保存期
【答案】C
【分析】啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵温度和发酵时间随着啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。
【详解】A、焙烤能使麦芽干燥,在加热时会杀死种子胚,避免其在后续过程中继续生长发育,同时由于淀粉酶具有一定的热稳定性,适当的加热不会使淀粉酶失活,A正确;
B、蒸煮这一环节一方面可以产生独特的风味组分,增添啤酒的风味;另一方面高温能使酶失活,从而终止酶的进一步作用;此外,高温还能起到杀菌的作用,减少杂菌污染,B正确;
C、后发酵阶段主要是让啤酒进一步成熟和澄清等,需要在低温环境下进行,以抑制微生物的生长和酶的活性等。但发酵过程中酵母菌进行无氧呼吸产生酒精等,不需要通入无菌空气,若通入空气可能会抑制酵母菌的无氧呼吸,甚至使一些杂菌生长,C错误;
D、消毒的目的是杀死啤酒中的大部分微生物,降低微生物对啤酒品质的影响,进而延长啤酒的保存期,D正确。
故选C。
7. 下列关于“菊花的组织培养”实验的叙述,正确的是( )
A. 由于植物细胞都具有全能性,所以选材不影响实验结果
B. 诱导愈伤组织形成及再分化形成芽时,均需要提供适宜光照
C. 愈伤组织形成后需转接培养基,主要是为了满足细胞营养需求
D. 幼苗移栽入土前,要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中
【答案】D
【分析】植物组织培养的过程:在一定的激素和营养等条件下,离体的植物组织、器官或细胞经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,长出芽和根,进一步发育形成植株。
【详解】A、虽然植物细胞都具有全能性,但是不同种类的植物细胞全能性表达能力强弱存在差异,因此选材会影响实验结果,A错误;
B、诱导愈伤组织形成一般不需要光照,愈伤组织再分化形成芽时一般需要提供适宜光照,B错误;
C、愈伤组织形成后需转接培养基,主要是为了改变培养基中激素的种类和配比,以诱导愈伤组织再分化,C错误;
D、幼苗移栽入土前,要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中进行炼苗,使幼苗适应外界环境,D正确。
故选D。
8. 大多数哺乳动物细胞是贴壁细胞,难以大规模培养。对贴壁细胞进行人工驯化,构建起哺乳动物细胞全悬浮培养体系,使细胞无需贴附基质,可较大限度地发挥细胞的生产潜能。下列叙述错误的是( )
A. 体外培养动物细胞时,使用的合成培养基中通常要加入血清等一些天然成分
B. 通常将培养皿或培养瓶置于含有95%和5%混合气体的培养箱中培养
C. 悬浮细胞培养液的成分需要根据细胞基因表达情况的变化不断进行调整优化
D. 增大全悬浮培养体系中细胞与培养基及溶解氧的接触面积,可提高细胞密度
【答案】B
【分析】体外培养动物细胞需要一定的营养条件,如糖类、氨基酸、无机盐、维生素等;也需要其他条件,如 无菌、无毒的环境,适宜的温度、pH和渗透压,适宜的气体环境等。
【详解】A、体外培养动物细胞时,使用的合成培养基中通常要加入血清等一些天然成分,该操作的目的是为了弥补对动物培养所需要的营养不清楚的不足,A正确;
B、 通常将培养皿或培养瓶置于含有95%的空气和5%二氧化碳混合气体的培养箱中培养,B错误;
C、 悬浮细胞培养液的成分需要根据细胞基因表达情况的变化不断进行调整优化,进而有利于细胞正常生长,C正确;
D、增大全悬浮培养体系中细胞与培养基及溶解氧的接触面积,有利于营养物质的吸收和溶解氧的利用,因而可提高细胞密度,D正确。
故选B。
9. 器官移植目前面临着诸多困难,在异种体内培育人源化器官是解决供体短缺问题的重要研究方向。中国科学家在猪胚胎内培育出了主要由人体细胞构成的“人—猪嵌合中肾”,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 获得人源化中肾的过程涉及动物细胞培养、动物体细胞核移植、胚胎移植等技术
B. 过程①可通过电融合法使两个细胞融合,成纤维细胞核进入去核卵母细胞,形成重构胚
C. 过程③表示当重构胚发育到一定阶段时,注射来自病人的iPS细胞,形成嵌合胚胎
D. 异种体内培育人源化器官的技术既解决了器官移植供体短缺问题,又不会造成伦理问题
【答案】B
【分析】动物细胞核移植技术是指将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。
【详解】A、获得人源化中肾的过程涉及动物细胞培养(如卵母细胞培养成熟)、动物体细胞核移植(将成纤维细胞核移植到去核的卵母细胞)、胚胎移植(早期胚胎移植到三号猪体内)等技术,A正确;
B、过程①通过显微操作将供体细胞注入去核的卵母细胞,通过电融合法使两细胞融合, B错误;
C、过程③表示当重构胚发育到一定阶段时,注射来自病人的iPS细胞,形成嵌合胚胎,C正确;
D、异种体内培育人源化器官来自动物早期胚胎,这样既解决了器官移植供体短缺问题,又不会造成伦理问题,D正确。
故选B。
10. 科学家利用野生猴原始态胚胎干细胞培育出了体外胚胎与间充质干细胞(一种多能干细胞),过程如图所示。OGT是可在蛋白质上添加糖基的酶,OGA是可将糖基从蛋白质上去除的酶,二者化学本质均为蛋白质。科学家检测了三类蛋白在两种细胞中的含量,结果如表所示,“+”的多少代表含量高低。下列叙述错误的是( )
A. 将过程②所得的囊胚内细胞团均等分割后经胚胎移植可获得同卵双胎或多胎
B. 据表分析可知,原始态胚胎干细胞发育潜能更高的原因是蛋白质糖基化程度较高
C. 过程③囊胚进一步扩大导致透明带破裂从而完成孵化,胚胎继续发育至原肠胚阶段
D. 表中设置细胞骨架蛋白含量组作为对照,可以排除细胞本身蛋白表达受阻的情况
【答案】B
【分析】胚胎发育过程为:受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚与器官形成等阶段。其中卵裂阶段发生在透明带中,囊胚就会从透明带出来,进入母体子宫内,并植入子宫内膜的过程。卵裂期特点:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加。
【详解】A、将过程②所得的囊胚内细胞团均等分割后经胚胎移植可获得同卵双胎或多胎,该操作过程中注意将内细胞团均等分割,以保证分割后的胚胎的正常发育,A正确;
B、据表分析可知,原始态胚胎干细胞发育潜能更高的原因是蛋白质糖基化程度较低,因为其中含有更多的OGA,而OGA是可将糖基从蛋白质上去除的酶,B错误;
C、过程③囊胚进一步扩大导致透明带破裂从而完成孵化,胚胎继续发育至原肠胚阶段,原肠胚具有三个胚层和两个腔,即囊胚腔和原肠腔,C正确;
D、表中设置细胞骨架蛋白含量组作为对照,可以排除细胞本身蛋白表达受阻的情况,进而说明该实验数据可靠,D正确。
故选B。
11. 利用洋葱进行“DNA粗提取与鉴定”的实验中,下列相关叙述错误的是( )
A. 该实验的原理之一是DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精
B. 本实验也可用菠菜、猪血等作材料,提取DNA的方法可能有差异
C. 将洋葱研磨后利用纱布进行过滤,再在冰箱中放置后取上清液
D. 粗提取时,应用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌,搅拌速度不能过快
【答案】B
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;②DNA不容于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性,蛋白酶能水解蛋白质,但是不能水解DNA,蛋白质不能耐受较高温度,DNA能耐受较高温度洗涤剂能瓦解细胞膜,但是对DNA没有影响;④在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、在“DNA的粗提取与鉴定”的实验中,DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,这是分离DNA和蛋白质的原理之一,A正确;
B、菠菜细胞有细胞核,猪血中的红细胞没有细胞核,不适于提取DNA,B错误;
C、将洋葱研磨后利用纱布进行过滤,在冰箱中放置的目的是避免DNA酶水解DNA,一段时间后杂质沉淀,DNA进入上清液,C正确;
D、DNA粗提取时,应用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌,搅拌速度不能过快,目的是防止DNA断裂,D正确。
故选B。
12. T4溶菌酶是一种重要的工业用酶,但在温度较高时易失去活性,科学家研究发现,若将其第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,可在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键,提高T4溶菌酶的耐热性。对T4溶菌酶基因进行改造,导入酵母菌细胞内,可持续获得耐热T4溶菌酶。下列有关叙述不合理的是( )
A. T4溶菌酶是否耐热取决于蛋白质的空间结构
B. 通过改造基因获得耐热T4溶菌酶,属于蛋白质工程
C. 改造T4溶菌酶基因需用到基因定点突变技术来进行碱基替换
D. 基因工程和蛋白质工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质
【答案】D
【分析】分析题意可知,科学家利用蛋白质工程技术,对编码T4溶菌酶的基因进行改造,从而改造了 T4溶菌酶的结构,获得了耐热性高的T4溶菌酶。
【详解】A、蛋白质的结构决定功能,T4溶菌酶是否耐热取决于蛋白质的空间结构,A正确;
B、若将T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,可在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键,提高T4溶菌酶的耐热性,属于蛋白质工程范畴,B正确;
C、改造T4溶菌酶基因需用到基因定点突变技术来进行碱基替换,这样可以定点改变蛋白质的氨基酸序列,C正确;
D、基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以产生自然界没有的蛋白质,D错误。
故选D。
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
13. 为破解粮食安全与资源循环双重难题,我国科学家基于农业废弃物资源化理念,创新开发出“一碳双收”生物合成技术,即通过基因编辑定向改造面包酵母,使其表面携带相关酶,再以年产量超9亿吨的秸秆为原料,同时高效生产人工淀粉和单细胞蛋白,部分生产工艺如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 通过发酵工程可从图中的面包酵母代谢产物中提取单细胞蛋白
B. 面包酵母的增殖能直接促进纤维素的初步水解和直链淀粉的合成
C. 若通过工业发酵罐进行生产,则发酵前需要对面包酵母进行扩大培养
D. 性状优良的菌种可以通过诱变育种或基因工程育种获得
【答案】CD
【分析】分析图中可知,改造的面包酵母表面携带帮助纤维二糖水解和淀粉合成的酶,通过其繁殖可以协助利用纤维素合成人工淀粉。
【详解】A、单细胞蛋白是指微生物菌体本身(如酵母细胞),而非代谢产物。发酵工程中,单细胞蛋白的获取是通过收集、分离发酵液中的微生物菌体实现的,而非从代谢产物中提取,A错误;
B、题干提到面包酵母表面携带相关酶,如纤维二糖磷酸化酶是催化纤维二糖水解,而不是直接促进纤维素的初步水解,B错误;
C、工业发酵中,为确保发酵罐内菌种数量足够、活性适宜,需先在摇瓶或小型反应器中对菌种进行扩大培养,再接入发酵罐。这是发酵工程的常规操作步骤,C正确;
D、诱变育种是指通过物理或化学因素诱变,诱导基因突变,筛选优良性状菌种。题干明确提到“基因编辑定向改造面包酵母”,属于基因工程技术,可定向赋予菌种特定功能,所以性状优良的菌种可以通过诱变育种或基因工程育种获得,D正确。
故选CD。
14. CD47是多种肿瘤细胞表面含量很高的蛋白质,可与巨噬细胞表面信号调节蛋白结合,导致肿瘤细胞难以被巨噬细胞清除。科研人员制备抗CD47单克隆抗体的流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 步骤①和⑤分别向小鼠注射CD47蛋白、抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
B. 步骤②常采用灭活病毒诱导动物细胞融合,该方法也可诱导植物细胞融合
C. 步骤④的培养孔中需加入巨噬细胞表面的信号调节蛋白进行专一抗体检测
D. 步骤⑥为经过大规模培养后从细胞培养液中提取大量抗CD47抗体的过程
【答案】A
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞:诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞:进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞:进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养:最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、步骤①给小鼠注射CD47蛋白,作为抗原使小鼠产生抗CD47蛋白的特异性B淋巴细胞,⑤是将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔,A正确;
B、灭活病毒不能诱导植物细胞融合,B错误;
C、步骤④的培养孔中需加入CD47(作为抗原)蛋白,根据抗原-抗体特异性结合的原理,进行专一抗体检测,C错误;
D、步骤⑥为经过大规模培养后从小鼠的腹水中提取大量抗CD47抗体的过程,D错误。
故选A。
15. 受诸多因素的影响,优质肉牛的繁育困难重重。体细胞核移植技术有着快速繁育动物的优点,下图为通过体细胞核移植技术培育优质肉牛的流程图,下列有关说法正确的是( )
A. 乙牛的卵母细胞要培养到MⅡ期,然后去除核和第一极体
B. 体细胞核移植难度高,①宜选用原代培养细胞以利于重构胚发育
C. 可用载体激活重构胚,重构胚具有发育成完整个体的能力
D. 后代丁牛的遗传物质全部来自甲牛,与乙牛和代孕丙牛无关
【答案】BCD
【分析】分析图解:图示过程为体细胞克隆过程,取甲牛体细胞,对处于减数第二次分裂中期的乙牛的卵母细胞去核,然后进行细胞核移植;融合后的细胞激活后培养到早期胚胎,再进行胚胎移植,最终得到克隆牛。
【详解】A、乙牛的卵母细胞要培养到MⅡ期,然后去核,不需要去除第一极体,A错误;
B、由于动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植,①宜选用分裂能力旺盛的原代培养细胞,B正确;
C、用物理或化学方法,如电刺激、Ca2+ 载体法、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等激活重构胚,重构胚具有发育成完整个体的能力,C正确;
D、丁牛细胞核中的遗传物质来自甲牛,细胞质中的遗传物质来自乙牛,与代孕丙牛无关,D正确。
故选BCD。
16. 某研究小组利用转基因技术,将抗除草剂基因(bar基因)整合到野生型玉米Gata基因一端,如图1所示。为获得Gata-bar基因纯合子,将转基因玉米自交,收获F1。图2是利用PCR技术检测F1中4个个体的电泳结果。下列相关分析正确的是( )
A. 从F1细胞中提取总DNA,再利用PCR技术检测
B. PCR扩增时选择的引物组合是引物1和引物3
C. 电泳时,琼脂糖凝胶的加样孔在图2的A端
D. 图示1~4号F1个体中,符合要求的是2号个体
【答案】ACD
【分析】PCR技术是聚合酶链式反应的缩写,是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
【详解】A、为了检测F1中的Gata-bar基因纯合子,从F1细胞中提取总DNA,再利用PCR技术检测,根据电泳结果可以判断,A正确;
B、对比插入前后的Gata基因,若选择引物1和引物3进行PCR扩增再电泳,插入前Gata基因无法扩增获得产物,插入后的DNA片段PCR可以获得产物,那么电泳结果只会形成一种条带,因此应该选择的引物组合是引物1和引物2,B错误;
C、电泳时核酸的碱基数量少迁移速度快,小片段靠近B端,说明A端是琼脂糖凝胶的加样孔,C正确;
D、结合图1和图2分析,选择引物1和2进行PCR扩增再进行电泳,插入后的电泳结果是大片段,插入前的电泳结果是小片段,2号个体只有大片段,说明是Gata-bar基因纯合子,D正确。
故选ACD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
17. 长时间、高强度的应激会打破机体神经—体液—免疫网络原有的稳态,导致多种代谢疾病的发生。研究显示,代谢综合征的发病和抑郁症可能拥有共同的神经—体液—免疫基础,两类病症也很可能在一定程度上互为因果。回答下列问题:
(1)临床证据表明,“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”在一定强度的刺激下会发生应激反应,释放过量的______(填激素名称),通过促进脂肪分解、抑制周围糖转运和利用等方式抑制______(填激素名称)的作用,从而______(填“升高”或“降低”)血糖,进而引发代谢疾病。
(2)持续性的慢性应激会导致促炎症细胞因子增多,降低5-羟色胺的利用效率进而诱发抑郁,这体现了免疫系统和神经系统之间的关系是______。抗抑郁药物5-羟色胺再摄取抑制剂的作用机制是______。
(3)部分接受抗抑郁药物治疗的患者出现了情感迟钝症状。为探究抗抑郁药物和情感迟钝症状的关系,研究人员以抑郁症模型鼠为材料进行相关实验,结果如图所示,ODQ得分越高,表示情感迟钝症状越明显。据图分析,该实验的简要思路为______;实验结果说明______。
【答案】(1)①. 肾上腺皮质激素 ②. 胰岛素 ③. 升高
(2)①. 免疫系统可以影响神经系统的活动 ②. 抑制 5 - 羟色胺的再摄取,提高 5 - 羟色胺的利用效率
(3)①. 将抑郁模型鼠随机均分为两组,一组服用抗抑郁药物,另一组不服用(作为对照),定期检测两组抑郁模型鼠的ODQ得分 ②. 服用抗抑郁药物组,3个月内患者因药物出现情感迟钝,随着服药时间的延长,情感迟钝症状不明显
【分析】5-羟色胺是一种抑制性神经递质,能引起突触后膜氯离子的内流,可作为抗抑郁药物,故促进5-羟色胺合成和分泌的物质使其增多、抑制其分解、提高其突触后膜受体的量都可起到抗抑郁的作用。
【解析】(1)人体在一定强度刺激下,“下丘脑 - 垂体 - 肾上腺皮质轴”会发生应激反应,释放的激素是肾上腺素。 肾上腺素能通过促进脂肪分解、抑制周围糖转运和利用等方式,抑制的是葡萄糖的转运和利用。 由于抑制了葡萄糖转运和利用,会使血糖不能正常被利用,从而升高血糖,进而引发代谢疾病。
(2)持续性慢性应激会导致促炎症细胞因子增多,降低 5 - 羟色胺的利用效率进而诱发抑郁,这体现了免疫系统能通过分泌细胞因子影响神经系统,即免疫系统可以影响神经系统的活动。 抗抑郁药物的作用机制就是提高 5 - 羟色胺的利用效率,所以抗抑郁药物 5 - 羟色胺再摄取抑制剂的作用机制是抑制 5 - 羟色胺的再摄取,提高 5 - 羟色胺的利用效率。
(3)该实验的目的是探究抗抑郁药物和情感迟钝症状的关系,所以实验思路为将抑郁模型鼠随机均分为两组.
①实验思路:将抑郁症模型鼠随机分为两组,一组服用抗抑郁药物,一组不服用(作为对照),在不同服药时长下测量并记录 ODQ 得分。
②实验结果说明:抗抑郁药物会导致情感迟钝症状。从图中看,服用抗抑郁药物组(虚线)初期 ODQ 得分较高,表明情感迟钝症状更明显,3个月内患者因药物出现情感迟钝,随着服药时间的延长,情感迟钝症状不明显。
18. 羊草草原是我国北方温带具有代表性的植物群落类型。过度放牧会导致极短时间内羊草种群在群落中的比例大幅度降低。为了研究有机肥和无机肥对退化羊草草原群落恢复的影响,研究人员于2021年至2023年,在某试验区设置了对照组(CK)、无机肥添加组(IN)、有机肥添加组(ON)3种处理组,结果如图所示(IN组和ON组中添加的氮、磷量相同)。回答下列问题:
(1)过度放牧会导致极短时间内羊草种群在群落中的比例大幅度降低,说明人类活动与群落演替的关系是______。
(2)从群落水平分析,添加无机肥和有机肥对羊草草原群落恢复的影响是______(答出2点);判断依据是______。
(3)无机肥是速效养分,能够直接被植物吸收利用,因此一般认为无机肥对植物种群的促进作用要强于有机肥。分析图示,图中的结果与上述结论______(填“相符”或“不相符”),出现该现象的原因可能有①试验期间降水______(填“缺乏”或“充足”),施入的肥料很快随雨水进入土壤,减少了有机肥的损失;②有机肥中丰富的有机质可降低土壤密度,促进植物根细胞的______,为无机盐吸收提供更多能量;③有机肥中含有植物生长所需的多种元素。
(4)研究发现,施用有机肥初期,退化羊草草原的植物多样性增加,但随着施肥时间延长,植物多样性降低。植物多样性降低的原因可能是______。据此分析,施用有机肥促进退化草原恢复过程中应注意______。
【答案】(1)人类活动可以改变群落演替的速度和方向
(2)①. 提高羊草在群落中的优势地位;可能改变群落的物种组成和结构 ②. 与对照组(CK)相比,无机肥组(IN)和有机肥组(ON)的羊草密度、比例和地上生物量都有所增加
(3)①. 不相符 ②. 充足 ③. 有氧呼吸
(4)①. 长期施用有机肥可能导致羊草等优势种过度繁殖,抑制其他植物生长,或改变土壤微环境(如PH、养分分布),使部分物种被淘汰 ②. 控制施肥时间和施肥量,避免优势种羊草过度生长,同时可以适当补种其他物种,以维持草原植物的多样性。控制有机肥施用时间和剂量,避免单一优势种垄断资源,定期监测群落多样性,维持物种间平衡。
【分析】题中图表主要展示了对照组(CK)、无机肥添加组(IN)、有机肥添加组(ON)在2021-2023年期间对羊草草原中羊草密度和生物量的影响,横坐标表示时间,从2021年至2023年,体现了研究的时间跨度,用于观察不同处理组在不同时间点的变化情况。纵坐标分别为羊草密度和羊草生物量,用于衡量羊草在不同处理条件下的生长状况。从图中可以看出,与对照组(CK)相比,无机肥添加组(IN)和有机肥添加组(ON)的羊草密度和生物量都有所增加;同时有机肥添加组(ON)的羊草密度和生物量的增加幅度大于无机肥添加组(IN)。
【解析】(1)人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。过度放牧是人类的一种活动,它导致羊草种群在群落中的比例在极短时间内大幅度降低,改变了群落自然演替的速度和方向。
(2)从图中可以看出,与对照组(CK)相比,无机肥添加组(IN)和有机肥添加组(ON)的羊草密度、比例和地上生物量都有所增加;同时有机肥添加组(ON)的羊草密度和生物量的增加幅度大于无机肥添加组(IN)。因此可知添加无机肥和有机肥都能提高羊草的密度和生物量,促进羊草草原群落的恢复,提高羊草在群落中的优势地位;可能改变群落的物种组成和结构;且在提高羊草密度和生物量方面,有机肥的效果优于无机肥。
(3)从图中可以看出,与对照组(CK)相比,无机肥添加组(IN)和有机肥添加组(ON)的羊草密度和生物量都有所增加;同时有机肥添加组(ON)的羊草密度和生物量的增加幅度大于无机肥添加组(IN),所以图中的结果与上述结论不相符;出现该现象的原因可能有试验期间降水充足,施入的肥料很快随雨水进入土壤,减少了有机肥的损失;有机肥中丰富的有机质可降低土壤密度,促进植物根细胞的有氧呼吸,为无机盐吸收提供更多能量;有机肥中含有植物生长所需的多种元素。这些因素使得有机肥在促进羊草生长方面表现出了比无机肥更好的效果。
(4)随着施肥时间延长,优势种羊草的生长优势更加明显,可能抑制了其他物种的生长,导致植物多样性降低,或改变土壤微环境(如PH、养分分布),使部分物种被淘汰。在施用有机肥促进退化草原恢复过程中,应控制施肥时间和施肥量,避免优势种羊草过度生长,同时可以适当补种其他物种,以维持草原植物的多样性。控制有机肥施用时间和剂量,避免单一优势种垄断资源,定期监测群落多样性,维持物种间平衡。
19. 微生物驯化是指通过人为控制环境条件(如温度、pH、底物浓度、毒性物质等),逐步提高微生物对特定环境或污染物的适应能力,使其代谢活性、耐受性或降解效率显著提升的过程。研究人员试采用微生物驯化结合传统接种的方法筛选能高效降解苯的红球菌属,回答下列问题:
(1)用于筛选的样品应来自______的土壤。该实验所用驯化培养基含有蛋白胨、水、磷酸二氢钾等,其中蛋白胨可提供______(答出2点)等营养要素。驯化时,培养液中应逐步加大浓度的物质为______。
(2)若将驯化后的微生物通过平板划线法进行纯种分离,则不需要对菌液进行梯度稀释也能获得单菌落,原因是______。划线完成后,培养接种后的平板时,需同时培养一个未接种的平板,目的是______(答出2点)。
(3)若使用稀释涂布平板法得到能高效降解苯的红球菌属纯培养物,则统计的菌落数往往比活菌的实际数目少,原因是______。在稀释倍数为时涂布了4个平板,统计的菌落数分别为260、264、256、320,计算得出样品中的活菌数为个/mL,则涂布的菌液量为______。
【答案】(1)①. 被苯污染 ②. 碳源、氮源、维生素 ③. 苯
(2)①. 通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,可将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面,在数次划线后培养,可以分离到单个菌落 ②. 作为对照,检测培养基是否被污染和判断培养基制备是否合格
(3)①. 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落 ②. 0.2mL
【分析】(1)培养基从功能上可划分为选择培养基和鉴别培养基,从物理性质上可划分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基,从成分上可划分为天然培养基和合成培养基。
(2)为了防止培养皿盖上的冷凝水滴落到培养基上造成污染,且避免培养基中的水分快速挥发,培养基冷凝后要将平板倒置。
【解析】(1)因为要筛选能高效降解苯的红球菌属,而被苯污染的土壤中可能含有能适应苯环境、具有降解苯能力的微生物,所以用于筛选的样品应来自被苯污染的土壤。蛋白胨是常用的培养基成分,它可以提供碳源(其中含碳元素可被微生物利用)、氮源(含氮元素用于微生物合成含氮物质如蛋白质等)、维生素(蛋白胨中可能含有微生物生长需要的一些微量营养物质维生素)等营养要素。所以可提供碳源、氮源、维生素等。在对微生物进行驯化时,培养液中应逐步加大苯的浓度,因为要筛选的是能降解苯的微生物,让微生物逐渐适应并增强对苯的降解能力,所以以苯作为唯一碳源(这样只有能利用苯作为碳源的微生物才能生长繁殖)。
(2)若将驯化后的微生物通过平板划线法进行纯培养,不需要对菌液进行梯度稀释也能获得单菌落,是因为在划线过程中,通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,可将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面,在数次划线后培养,可以分离到单个菌落。同时培养一个未接种的平板,目的是作为对照,检测培养基是否被污染(若未接种的平板有菌落生长,说明培养基被污染,实验结果不可靠);还可以用于判断培养基的制备是否合格(若合格,未接种平板应无菌落生长)。
(3)若用稀释涂布平板法得到能高效降解苯的红球菌属纯培养物,统计的菌落数往往比活菌的实际数目低,这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,即有些菌落是由多个细胞形成的。根据公式 每毫升样品中的活菌数 = C/V × M (C是平均菌落数,V是涂布的菌液体积,M是稀释倍数)。320个超过300,不能用于计算;先计算平均菌落数 (260+264+256)÷3=260,已知每毫升样品中的活菌数为1.3×109个/mL,稀释倍数 M = 106 ,设涂布的菌液量为V,则 1.3×109 = 260/V ×106 ,解得V=0.2mL。
20. 植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛应用。回答下列问题:
(1)“牧草之王”紫花苜蓿易造成家畜鼓胀病,百脉根富含的缩合单宁可防止鼓胀病的发生。培育抗鼓胀病新型苜蓿的流程如图所示,此过程依据的生物学原理有______。图中a可代表蜗牛消化道提取液,其中可能含有的成分是______;只考虑两两融合,b中含有______种融合细胞。
(2)“抗癌明星”紫杉醇已被用于癌中之王——胰腺癌的辅助治疗,但它在植物体中含量极低,又难以通过化学合成途径得到,因此人们期望通过植物细胞培养来获取紫杉醇。与从红豆杉中提取相比,利用该技术生产紫杉醇的重要意义是______(答出2点)。
(3)最新研究发现,只有染色体不稳定性(CIN)水平高的胰腺癌患者才对紫杉醇敏感。科研人员推测紫杉醇可能通过干扰癌细胞纺锤体组装诱导其死亡。请选择一种药物并结合必需的实验材料和试剂,对该推测进行验证:
将CIN水平低的胰腺癌细胞随机均分为三组,一个实验组使用______处理,两个对照组分别用等量______、该药物处理,培养一段时间后,统计结果显示实验组纺锤体非正常组装的癌细胞比例、癌细胞死亡率均高于两个对照组。
【答案】(1)①. 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 ②. 纤维素和果胶 ③. 3
(2)可以在短时间内获得大量的紫杉醇,解决天然资源有限的问题(答案合理即可)
(3)①. 一定浓度的紫杉醇和药物乙 ②. 紫杉醇
【分析】细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
【解析】(1)植物体细胞杂交过程依据的生物学原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。细胞膜的流动性使得不同细胞能够融合,而植物细胞的全能性保证了融合后的杂种细胞可以发育成完整植株。 图中a代表酶解法去除细胞壁,常用的酶是纤维素酶和果胶酶,所以其中可能含有的成分是纤维素和果胶。只考虑两两融合,会产生紫花苜蓿 - 紫花苜蓿融合细胞、百脉根 - 百脉根融合细胞、紫花苜蓿 - 百脉根融合细胞三种融合细胞。
(2)与从红豆杉中提取相比,利用技术生产紫杉醇的重要意义是可以在短时间内获得大量的紫杉醇,解决天然资源有限的问题(答案合理即可)。因为植物组织培养可以大量快速繁殖,不受植物生长周期和自然环境等限制。
(3)只有染色体不稳定性(CIN)水平高的胰腺癌患者才对紫杉醇敏感,要验证紫杉醇可能通过干扰癌细胞纺锤体组装诱导其凋亡,实验中实验组使用一定浓度的紫杉醇和药物乙处理,两个对照组分别用紫杉醇和药物乙处理。通过对比观察实验组和对照组的细胞情况,如纺锤体非正常组装的癌细胞比例、癌细胞死亡率等,来验证该推测。
21. 引起人类肺炎的一种冠状病毒(nCV)是一种单链RNA病毒,其包膜糖蛋白(GP)是该病毒侵染宿主细胞的关键蛋白,科学家利用大肠杆菌作为工程菌批量生产GP以制备疫苗,流程图如下。回答下列问题:
注:图中为四环素抗性基因;LacZ基因的表达产物能分解X-gal,使白色的大肠杆菌菌落变成蓝色。
(1)从nCV基因组中分离的GP基因不能直接与质粒重组,其原因是______。过程①所需的原料及酶是______。
(2)构建的基因表达载体除目的基因、标记基因、复制原点外,还必须含有______等。过程③之前,先用处理大肠杆菌,目的是______。
(3)为筛选导入重组质粒的大肠杆菌,应在培养基中加入______和X-gal,筛选______(填“蓝色”或“白色”)菌落。
(4)利用抗原—抗体杂交技术检测大肠杆菌是否表达出目标产物时,应提取______,再用______进行抗原—抗体杂交。
(5)利用大肠杆菌生产疫苗的优点有______(答出2点)。
【答案】(1)①. nCV-GP 基因为单链RNA,不能直接与双链DNA 相连 ②. 四种脱氧核苷酸和逆转录酶
(2)①. 启动子、终止子 ②. 使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
(3)①. 四环素 ②. 白色
(4)①. GP ②. 抗GP的抗体
(5)繁殖速度快,目的蛋白易获得,可大量生成
【分析】由图可知,图中①表示将mRNA逆转录为cDNA再进行PCR扩增获取目的基因,②表示表达载体的构建。
【解析】(1)nCV-GP 基因为单链RNA,从nCV基因组中分离出的nCV-GP基因不能直接与质粒重组,需逆转录得到DNA后才能进行重组。逆转录的产物的DNA,故需要原料是四种脱氧核苷酸,需要逆转录酶。
(2)构建的基因表达载体除目的基因、标记基因、复制原点外,还必须含有启动子和终止子;过程③(导入受体细胞)之前,先用Ca2+处理大肠杆菌,目的是使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
(3)Tetr为四环素抗性基因,若要利用 Tetr基因筛选导入重组质粒的大肠杆菌,应在培养基中加入四环素,从而筛选出含有Tetr的大肠杆菌,即导入空载质粒和导入重组质粒的大肠杆菌。
LacZt基因的表达产物能使白色的大肠杆菌菌落变成蓝色,由于LacZt基因在构建重组质粒是被破坏,所以在添加四环素的培养基上筛选出呈白色的菌落即为重组质粒。
(4)GP蛋白作为抗原,与抗GP蛋白的抗体发生特异性结合,检测大肠杆菌是否表达出目标产物。故应提取GP,再用抗GP蛋白的抗体进行抗原-抗体杂交。
(5)利用大肠杆菌生产疫苗的优点有:繁殖速度快,目的蛋白易获得,可大量生成。
限制酶
识别序列和切割位点
BglⅡ
5′A↓GATCT3′
NheⅠ
5′G↓CTAGC3′
菌株
菌落直径(mm)
透明圈直径(mm)
Y1
5.9
9.8
Y6
6.1
13.5
L4
5.6
18.3
L5
7.8
19.1
L6
5.2
18.7
组别
Cl-0
sq1突变体
hhlI突变体
hhlI和sq1双突变体
HHL1蛋白
++
+++
无
无
SQ1蛋白
++
无
++++
无
营养级
呼吸作用消耗的能量
流向分解者的能量
甲
流入下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
第一营养级
618
185
1327
420
-
第二营养级
180
乙
215
73
104
第三营养级
38
16
35
丙
26
编号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
能量相对值
4000
300
200
100
1 000
100
300
100
时间(年)
1
2
3
4
5
6
7
8
鼠种群数量(只)
18900
19500
14500
10500
9500
9600
9500
9600
X种群数量(只)
100
120
200
250
180
170
180
170
类别
灌草丛
针阔叶混交林
常绿阔叶林
针叶林
生产者固定有机物的[t/(hm2·a)]
17.43
116.61
150.81
55.50
总呼吸量[t/(hm2·a)]
15.93
92.73
124.81
40.98
叶面积指数
2.48
11.28
17.76
6.63
植被干物质的量[t/(hm2·a)]
6.65
377.52
398.57
184.74
浮游藻类同化的能量
沼虾摄入浮游溪类的能量
沼虾粪便中的能量
沼虾用于生长、发育和繁殖的能量
沼虾呼吸作用酸失的能量
150
50
26
?
21
编号
①
②
③
④
物品
培养基
接种环
培养皿
涂布器
灭菌方法
干热
火焰灼烧
干热
火焰灼烧
时间(h)
0
10
20
30
40
50
60
70
酵母菌数量
100
200
400
800
1600
1600
800
400
分离株
菌落直径(d)
透明圈直径(D)
A1
5.24
20.69
A2
6.48
18.86
A3
6.66
17.39
A4
7.84
19.17
菌株类型
a
b
c
a和b
物质条件
基本培养基+甲硫氨酸、生物素
基本培养基+苏氨酸、硫胺素
基本培养基+甲硫氨酸、硫胺素
基本培养基
生长情况
a
b
c
野生型菌株
成分
无机盐
淀粉
M
琼脂
水
培养基甲
+
+
+
-
+
培养基乙
+
+
+
+
+
牛肉膏
蛋白胨
氯化钠
水
5 g
10 g
5 g
定容至1 L
菜名
细菌菌落总数(CFU/g)
餐前
公筷
非公筷
凉拌黄瓜
14 000
16 000
45 000
干锅茶树菇
1 100
4 600
79 000
炒芦笋
30
30
530
NP组
LP组
LP+NPA组
分蘖数/个
+++++
+++
++
成分
蛋白胨
牛肉膏
NaCl
指示剂
H2O
含量
10g
5g
5g
1g
定容至1000mL
I-1
I-2
II-4
II-6
B1
√
√
×
√
B2
×
√
×
×
物种
觅食生境观察数量/只
鸟胃中主要的食物种类/%
生境1
生境2
生境3
小坚果
茎类
草屑
螺类
贝壳沙砾
甲壳类
其他
绿翅鸭
1 420
0
700
52.8
16.7
0
12.0
13.0
0
5.5
绿头鸭
1 482
15
16
78.3
0.8
0
7.1
5.6
1.1
7.1
鹤鹬
1 074
0
604
0
0
50.0
25.0
25.0
0
0
青脚鹬
440
425
652
0
0
33.3
33.3
0
33.3
0.1
检测对象
原始态胚胎干细胞
间充质干细胞
OGT含量
++
+
OGA含量
++++
+
细胞骨架蛋白含量
++++
++++
药物甲
药物乙
药物丙
能否提高CIN水平
√
√
×
能否抑制有丝分裂
√
×
√
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