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- 2021-05-13 发布
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考点一 细胞的分子组成
1.(2017江苏,T1)下列关于糖类化合物的叙述,正确的是
A.葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖,但元素组成不同
B.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
C.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
D.蔗糖是淀粉的水解产物之一,麦芽糖是纤维素的水解产物之一
【解析】本题考查糖类的种类、元素组成及还原糖的鉴定等知识。葡萄糖、果糖、半乳糖都是单糖,都具有还原性,而糖类的元素组成只有C、H、O三种,A项错误。糖原、纤维素和淀粉都是多糖,三者的基本单位都是葡萄糖,B项正确。蔗糖、麦芽糖、乳糖都是二糖,但是蔗糖没有还原性,不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀,C项错误。蔗糖不是淀粉的水解产物之一,麦芽糖不是纤维素的水解产物之一,D项错误。
【答案】B
2.(2017江苏,T3)下列关于肽和蛋白质的叙述,正确的是
A.α–鹅膏蕈碱是一种环状八肽,分子中含有8个肽键
B.蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的
C.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的
D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
【解析】本题考查蛋白质的结构及其鉴定。α–鹅膏蕈碱是环状八肽,是由8个氨基酸脱去8分子水形成的,因而肽键的数目和脱去的水分子数目相同,A项正确;蛋白质不一定是由2条或2条以上多肽链构成的,B项错误;蛋白质变性是其空间结构被破坏造成的,肽键并没有断裂,C项错误;变性蛋白质中仍含有肽键,能与双缩脲试剂发生反应,D项错误。
【答案】A
3.(2017海南,T1)有关蛋白质结构与功能的叙述,错误的是
A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关
B.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链
C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失
D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
【解析】本题考查蛋白质的结构与功能的关系以及抗体的本质。解答本题的关键在于明确盐析使蛋白质溶解度降低而析出,发生的是物理变化,不会使蛋白质的生物活性丧失。蛋白质的空间结构决定了它的理化性质以及生物活性,A项正确;数量、种类相同的氨基酸若排列顺序不同,就会形成不同的肽链,B项正确;抗体的本质是蛋白质,将抗体溶于NaCl溶液中其空间结构不会被破坏,因此生物活性不会丧失,C项错误;氨基酸序列相同的多肽链若折叠方式不同,会形成不同的空间结构, D项正确。
【答案】C
4.(2017海南,T3)关于哺乳动物体内脂质与糖类的叙述,错误的是
A.固醇在动物体内可转化成性激素
B.C、H、O、P是构成脂质和糖原的元素
C.脂肪与糖原都是细胞内储存能量的物质
D.胆固醇是细胞膜的组分,也参与血脂运输
【解析】本题考查脂质和糖类的元素组成、功能。性激素的本质是固醇类脂质,因此固醇在动物体内可转化成性激素,A项正确;糖类和脂质中的脂肪、固醇只由C、H、O构成,脂质中的磷脂由C、H、O、N、P构成,B项错误;糖原是动物细胞特有的储能物质,脂肪也是细胞内良好的储能物质, C项正确;胆固醇是构成细胞膜的重要成分,在哺乳动物体内可参与血液中脂质的运输, D项正确。
【答案】B
5.(2017海南,T4)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是
A.蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收
B.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
C.和ATP一样,KH2PO4也能为生物体提供能量
D.植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐
【解析】本题考查生物体中不同种类无机盐的功能。草酸可与钙形成不溶性的草酸钙,不利于机体对钙的吸收,A项正确;铁是合成血红蛋白不可缺少的成分,故缺铁会影响血液运输氧气的能力,B项正确;无机盐不能为生物体提供能量, C项错误;植物秸秆燃烧剩下的灰烬中无机盐含量丰富, D项正确。
【答案】C
6.(2017海南,T12)适度的紫外线照射可使皮肤中产生维生素D3(VD3),活化的VD3可促进肠道吸收钙离子。对于因缺乏VD3引起缺钙的人群来说,为缓解缺钙这一状况,下列做法不应选择的是
A.适量进行日光浴
B.增加室外活动
C.补充适量鱼肝油
D.补充胡萝卜素
【解析】本题结合生活实际考查缓解VD3缺乏状况的措施。由题意可知,增加室外活动,适量进行日光浴都可增加紫外线照射,使皮肤中产生VD3,促进肠道吸收钙离子,而鱼肝油中含有维生素D,A项、B项、C项措施都能缓解因缺乏VD3引起的缺钙状况;胡萝卜素被摄入人体后,可以转化成维生素A,但不能转化为VD3,因此D项措施不应选择。
【答案】D
7.(2017浙江,T4)哺乳动物血液中某种离子含量过低会导致肌肉发生抽搐。该离子是
A.Fe2+ B.Ca2+ C.Cl- D.I-
【解析】本题考查无机盐及其生理作用。Ca2+对于维持神经肌肉的兴奋性非常重要,哺乳动物血液中Ca2+的含量过低会导致肌肉发生抽搐,故B正确。
【答案】B
考点二 细胞的结构与功能
1.(2017全国卷Ⅰ,T1)细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于
A.血液运输,突触传递
B.淋巴运输,突触传递
C.淋巴运输,胞间连丝传递
D.血液运输,细胞间直接接触
【解析】本题基于必修一教材的插图(P42),考查细胞间信息交流的方式,要求考生掌握激素与受体的结合方式、精卵细胞的识别方式。雌激素由卵巢分泌后,随血液运输到达全身各处,作用于乳腺细胞的受体,将信息传递给乳腺细胞;而精子进入卵细胞的过程要经历精子和卵细胞之间的识别和结合,精子通过与卵细胞的直接接触将信息传递给卵细胞,故选D。
【答案】D
2. (2017全国卷Ⅰ,T2)下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是
A.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
C.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色
D.斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色
【解析】本题考查台盼蓝染色法的原理、染色体的染色方法、鉴定蛋白质和还原糖使用的试剂,考查考生对教材实验的掌握。完整的细胞膜能够控制物质进出细胞,台盼蓝染色剂不能通过完整的细胞膜进入细胞,所以具有完整细胞膜的活细胞不被染色,而不完整的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能,所以台盼蓝染色剂可进入细胞内,将细胞染成蓝色,A正确;检测蛋白质时可用双缩脲试剂进行显色,而检测氨基酸时不能用双缩脲试剂,B错误;染色体容易被碱性染料(如醋酸洋红液)染色,在细胞分裂中期,可观察到被染色的染色体的形态和数目,C正确;斐林试剂由0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合制成,其中含有一定量的Cu2+和OH–,葡萄糖是还原糖,可在50~65 ℃水浴条件下与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀,D正确。
【答案】B
3.(2017江苏,T4)下列关于用显微镜观察细胞的实验,叙述正确的是
A.转换物镜时应该手握物镜小心缓慢转动
B.以洋葱鳞片叶内表皮为材料不能观察到质壁分离
C.苏丹Ⅲ染色后的花生子叶细胞中可观察到橘黄色颗粒
D.在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察和计数
【解析】本题考查显微镜的使用、质壁分离实验、脂肪鉴定实验和观察叶绿体的实验。转换物镜时应该手握转换器小心缓慢转动,A项错误;以洋葱鳞片叶内表皮为材料也能观察到质壁分离,B项错误;花生子叶细胞用苏丹Ⅲ染色后可观察到橘黄色颗粒,C项正确;在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察,但是不能进行计数,D项错误。
【答案】C
4.(2017江苏,T21)(多选)如图为某细胞结构示意图。下列有关叙述正确的是
A.①②④属于生物膜系统
B.结构③能增大细胞膜的面积
C.⑤具有选择透过性,而⑥具有全透性
D.细胞膜不同部位的化学成分和功能有差异
【解析】本题考查细胞的结构和功能,意在考查考生的识图能力与分析判断能力。①为内质网,②为细胞膜,都属于生物膜系统;④为中心体,无膜结构,不属于细胞的生物膜系统,A项错误。结构③为细胞膜的凸起,增大了细胞膜的表面积,B项正确。⑤为核膜,与其他生物膜一样有选择透过性;⑥为核孔,对大分子物质具有选择性,C项错误。细胞膜不同部位的结构不同,化学成分和功能有差异,D项正确。
【答案】BD
5.(2017天津,T1)下列有关真核生物核糖体的叙述,正确的是
A.遗传信息翻译的场所
B.组成成分中含mRNA
C.全部游离在细胞质基质中
D.能识别基因的启动子
【解析】本题考查真核生物核糖体的组成、分布和功能。核糖体是遗传信息翻译的场所,A项正确。核糖体主要由蛋白质和核糖体RNA(rRNA)组成,B项错误。有的核糖体游离在细胞质基质中,有的附着在内质网上,C项错误。能识别基因启动子的是RNA聚合酶,而不是核糖体,D项错误。
【答案】A
6.(2017海南,T2)下列关于原核生物的叙述,错误的是
A.大肠杆菌的细胞内有核糖体
B.细胞对物质的吸收具有选择性
C.拟核区中含有环状的DNA分子
D.蓝藻细胞的叶绿体中含有叶绿素
【解析】本题考查原核生物的细胞结构及其与真核生物的区别。大肠杆菌属于原核生物,细胞内只有核糖体一种细胞器,A项正确;原核细胞的细胞膜能够控制物质进出,对物质的吸收具有选择性,B项正确;原核细胞中环状的DNA分子位于拟核区, C项正确;蓝藻是原核生物,不含叶绿体, D项错误。
【答案】D
7.(2017浙江,T21)以玉米籽粒为实验材料进行“验证活细胞吸收物质的选择性”活动。下列叙述错误的是
A.实验前将玉米籽粒放在20~25 ℃温水中浸泡适当时间
B.先用红墨水染色玉米籽粒,然后纵切并观察其颜色变化
C.未煮熟的玉米胚比煮熟过的染色浅,说明活细胞吸收物质具有选择性
D.若煮过的玉米胚乳与未煮过的均被染成红色,说明细胞吸收物质具有选择性
【解析】本题考查“验证活细胞吸收物质的选择性”活动。温水浸泡玉米种子,细胞代谢速率加快,吸收物质的速率也加快,染色后短时间内就可以看到明显的实验现象,A正确;先纵切,然后用红墨水染色玉米籽粒并观察其颜色变化,B错误;未煮过的玉米胚是活细胞,仍具有选择性,大分子色素不能透过,故未煮过的玉米胚比煮过的染色浅,C正确;胚乳细胞是死细胞,故煮过的与未煮过的胚乳均被染成红色, D正确。
【答案】B
考点三 物质出入细胞的方式
1.(2017全国卷Ⅱ,T4)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是
A.0~4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
B.0~1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C.2~3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D.0~1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
【解析】本题考查植物细胞质壁分离及复原过程中原生质体变化及物质进出情况。0~1 h内原生质体的相对体积减小,细胞失水,植物细胞发生质壁分离;2~4 h内原生质体的相对体积增大,细胞吸水,植物细胞发生质壁分离复原。该植物细胞质壁分离后的复原是因为物质A进入了细胞,使细胞液渗透压升高导致细胞吸水,A项错误;植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁,所以0~1 h内,细胞体积变化量小于原生质体体积变化量,B项错误;2~3 h内原生质体的相对体积增大,此时细胞液的渗透压大于细胞外溶液的渗透压,C项正确;0~1 h内原生质体的相对体积减小,液泡中的水分进入细胞质基质,此时细胞质基质的渗透压大于液泡中液体的渗透压,D项错误。
【答案】C
2.(2017江苏,T22)(多选)如图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。 下列相关叙述错误的是
A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输
B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
C.ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输
D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
【解析】本题考查物质进出细胞的方式,意在考查考生的信息提取与分析能力。由题图可知,蔗糖通过胞间连丝由伴胞进入筛管中,筛管内的蔗糖水解后,蔗糖浓度降低,有利于蔗糖从伴胞扩散到筛管,A项正确;由题图可知,蔗糖分解产生的单糖顺浓度梯度运至薄壁细胞,B项错误;图中蔗糖从伴胞到筛管的运输方式为被动运输,不需要消耗ATP,C项错误;由题图可知,筛管中的蔗糖水解成单糖后,两种单糖通过单糖转运载体进入薄壁细胞,D项错误。
【答案】BCD
3.(2017海南,T6)将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组,分别移入适宜的营养液中在光下培养,并给甲组的营养液适时通入空气,乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象,下列说法错误的是
A.给营养液通入空气有利于该植物的生长
B.根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散
C.根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗
D.根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收
【解析】本题考查实验结果的分析。甲组通气、乙组不通气,由实验结果可知,氧气含量影响该植物幼苗的根对a离子的吸收,说明根细胞吸收a离子需要消耗ATP,其运输方式是主动运输,A、C、D项正确,B项错误。
【答案】B
4.(2017海南,T9)为研究植物细胞质壁分离现象,某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中,一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是
A.该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞
B.细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度
C.细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中
D.甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁
【解析】本题考查植物细胞的质壁分离实验现象的分析。能发生质壁分离现象,说明该植物叶表皮细胞是具有大液泡的活细胞,A项正确;发生质壁分离是由于细胞渗透失水,故细胞外甲物质的浓度高于细胞液的浓度,即高于细胞内甲物质的浓度,B项错误;H2O在细胞液和甲物质溶液间双向扩散,只是在发生质壁分离的过程中,从细胞液扩散到细胞外的水分子数较多, C项正确;细胞壁具有全透性,甲物质和H2O能自由通过, D项正确。
【答案】B
5.(2017浙江,T14)将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中,水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子 的进出,箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列叙述正确的是
A.一段时间后,甲细胞会发生质壁分离
B.能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞
C.光学显微镜下课观察到乙细胞有水分子的进出
D.若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中,甲细胞先破裂
【解析】本题考查渗透作用的相关知识。家兔红细胞没有细胞壁,不会发生质壁分离,A错误。分析示意图,甲和丙细胞与外界溶液都存在浓度差,能发生渗透作用,B正确。光学显微镜下看不到乙细胞有水分子的进出,C错误。甲、乙和丙细胞来自同一只家兔,细胞内液的浓度几乎相同,置于蒸馏水中,应该同时破裂,D错误。
【答案】B
考点四 酶与ATP
1.(2017全国卷Ⅱ,T3)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是
A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶
B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃
【解析】本题考查酶的相关知识,包括酶的化学本质、分布、发挥作用的场所及保存温度等。真核细胞中DNA主要分布于细胞核中,细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量DNA分布,所以参与DNA合成的酶也可分布于线粒体和叶绿体中,A项错误。酶作为生物催化剂可以在生物体内发挥作用,也可以在生物体外发挥作用,B项错误。盐析法主要用于蛋白质的分离、纯化,胃蛋白酶的化学本质是蛋白质,因而可用盐析法进行沉淀,C项正确。唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37 ℃左右,而该酶通常在低温下保存, D项错误。
【答案】C
2.(2017天津,T3)将A、B两种物质混合,T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是
A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B.该体系中酶促反应速率先快后慢
C.T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D.适当降低反应温度,T2值增大
【解析
】本题考查酶的作用实质及酶活性的影响因素。加入酶C后A浓度降低,B浓度升高,说明在酶C的催化下A能生成B,酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能,A项正确;随着反应的进行,底物A浓度由大变小,酶促反应速率先快后慢,B项正确、C项错误;图示反应在最适温度下进行,降低反应温度,反应速率将减慢,反应时间将延长,T2值增大,D项正确。
【答案】C
【回归教材】本题图是人教版必修一教材P85中,酶活性受温度和pH影响的相关曲线的变形。
在一定范围内,随着温度(或pH)升高,酶的活性增强,超过最适温度(或最适pH),随着温度(或pH)升高,酶的活性降低。低温和高温都能降低酶的活性,但低温不使酶失活,只起到抑制作用,高温能使酶变性而失去活性。过酸或过碱都会使酶失去活性。
3.(2017海南,T5)关于生物体内能量代谢的叙述,正确的是
A.淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成
B.人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化
C.叶肉细胞中合成葡萄糖的过程是需要能量的过程
D.硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量
【解析】本题考查生物体内能量的产生和利用。淀粉水解成葡萄糖时不生成ATP,A项错误;人体大脑活动主要利用的是血液中的葡萄糖氧化提供的能量,B项错误;叶肉细胞中通常通过光合作用合成葡萄糖,该过程需要光能, C项正确;硝化细菌主要从氨氧化成亚硝酸和亚硝酸氧化成硝酸的过程中获取能量, D项错误。
【答案】C
考点五 细胞呼吸和光合作用
1.(2017海南,T7)下列有关植物细胞呼吸作用的叙述,正确的是
A.分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小
B.若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止无氧呼吸
C.适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗
D.利用葡萄糖进行有氧呼吸时,吸收O2与释放CO2的摩尔数不同
【解析】本题考查植物细胞的呼吸作用方式和影响细胞呼吸的因素。分生组织的细胞代谢旺盛,呼吸速率通常要大于成熟组织细胞的呼吸速率,A项错误;植物细胞不吸收O2也不释放CO2,可能正在进行产生乳酸的无氧呼吸,B项错误;适当降低氧浓度,有氧呼吸强度减弱,此时无氧呼吸也比较微弱,可减少有机物消耗,C项正确;有氧呼吸的底物为葡萄糖时,吸收O2和释放CO2的物质的量相同,D项错误。
【答案】C
【知识储备】通过物质的量关系判断细胞呼吸的类型:①不消耗O2,但释放CO2或无CO2释放,表明只进行无氧呼吸;②CO2释放量等于O2的吸收量,表明只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸;③CO2释放量大于O2的吸收量,表明既进行有氧呼吸,又进行产生酒精的无氧呼吸。
2.(2017浙江,T13)下列关于真核细胞厌氧呼吸的叙述,错误的是
A.厌氧呼吸产生的能量大多数用于合成ATP
B.厌氧呼吸第一阶段是糖酵解产生丙酮酸和CO2
C.成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行乳酸发酵
D.人体骨骼肌细胞产生的乳酸可运至肝细胞再生成葡萄糖
【解析】本题考查厌氧呼吸的类型和各阶段的产物。厌氧呼吸产生的能量大多数以热能的形式散失,厌氧呼吸第一阶段是糖酵解产生丙酮酸和少量的能量,形成少量ATP,没有CO2,A、B错误。成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行酒精发酵,C错误。在无氧或缺氧条件下,人体骨骼肌细胞可以利用厌氧呼吸维持短时间的活动,所产生的乳酸则被运至肝细胞再生成葡萄糖,D正确。
【答案】D
3. (2017全国卷Ⅲ,T3)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是
A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D.叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
【解析】本题通过植物光合作用的作用光谱考查色素对光能的吸收、传递和转换等知识。类胡萝卜素不吸收红光,A错误;叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制,B正确;作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的,因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示,C正确;叶绿素吸收640~660 nm的红光,导致水光解释放氧气,D正确。
【答案】A
4.(2017天津,T5)叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达到目的的是
A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素
B.用水做层析液观察花青苷的色素带
C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水
D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目
【解析】本题考查如何根据实验原理选取实验材料,从而达到实验目的。月季叶绿体中含有的叶绿素和类胡萝卜素为脂溶性,能溶于有机溶剂,故可用无水乙醇提取叶绿体中的色素,A项正确;月季成熟的紫红色叶片中含有的花青苷能溶于水,可用水做层析液观察花青苷的色素带,B项正确;月季成熟叶片有大液泡,可用质壁分离与复原实验探究细胞的失水与吸水,C项正确;月季叶片表皮细胞是成熟细胞,不再进行细胞分裂,不能用于染色体形态和数目的观察,D项错误。
【答案】D
5.(2017天津,T6)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是
A.光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野生型
B.光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型
C.光照强度低于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度
D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度
【信息转换】本题中CO2吸收速率代表净光合速率,突变型和野生型叶片在光照强度为0时CO2的释放速率相同,表明二者呼吸速率相同,因此在比较总光合速率的大小时,只需比较净光合速率即可。
【解析】本题考查影响光合作用速率的因素及图示分析。光照强度低于P时,突变型的光合作用强度(光反应和暗反应强度)低于野生型,A项正确;光照强度高于P时,突变型的光合作用强度(光反应和暗反应强度)高于野生型,B项正确;光照强度低于P时,限制突变型和野生型光合速率的主要环境因素为横坐标所表示的因素,即光照强度,C项正确;光照强度高于P时,突变型光合速率随光照强度的增大而增加,因此限制其光合速率的主要环境因素仍然为横坐标所表示的因素,即光照强度,D项错误。
【答案】D
6. (2017北京,T2)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此,对该植物生理特性理解错误的是
A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B.净光合作用的最适温度约为25 ℃
C.在0~25 ℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D.适合该植物生长的温度范围是10~50 ℃
【解析】本题主要通过坐标曲线图考查影响光合作用的因素以及总光合作用和净光合作用之间的关系。对于坐标曲线图,应重点关注横、纵坐标的含义以及曲线的变化趋势。本题中横坐标是温度,纵坐标是二氧化碳吸收量或释放量,曲线都先上升再下降,但变化趋势有所区别,据此可以判断有关光合作用和呼吸作用的最适温度。从第二幅图的曲线中可以看出,光合作用的最适温度为30 ℃左右,呼吸作用的最适温度为55 ℃左右,因此呼吸作用的最适温度比光合作用的高,A项正确;从第一幅图的曲线中可以看出,净光合作用的最适温度为25 ℃左右,B项正确;通过第二幅图的曲线,可以看出在0~25 ℃范围内,光合作用曲线变化明显大于呼吸作用曲线,C项正确;植物总光合作用大于呼吸作用时,即净光合作用大于0时,适合植物的生长,从图中可以看出,适合该植物生长的温度范围是
–10~45 ℃,D项错误。
【答案】D
7.(2017海南,T10)将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是
A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气
B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生
C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生
D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量
【解析】本题考查影响叶绿体进行光合作用的条件。离体叶绿体在自然光下能放出氧气,说明能进行光合作用,A项正确。叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用,因而将叶绿体置于红光或蓝紫光下,也会产生氧气,B、C项错误。水在叶绿体中分解所需能量来自叶绿体吸收的光能,而不是ATP,D项错误。
【答案】A
8.(2017全国卷Ⅰ,T30) 植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题:
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是 。甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率 (填“大于0”“等于0”或“小于0”)。
(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是 。
【解题关键】解决本题的关键点有三个:其一,在(1)中,将植物放在密闭小室中;其二, 对CO2补偿点含义的理解;其三,注意甲种植物所处的初始环境是密闭无氧环境。
【解析】本题考查光合作用和呼吸作用的关系、影响光合作用和呼吸作用的因素等知识,要求考生具有较高的信息获取能力、理解能力和文字叙述能力。本题可将题干CO2补偿点相关文字转换成甲、乙两种植物的CO2补偿点图形简单绘出,如图所示(不考虑CO2饱和点),在此基础上进行解题。
(1)甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养,培养后两种植物的光合速率都降低的原因是植物在光下光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量,总体上两种植物都要从小室中吸收CO2,因此,小室中的CO2浓度会降低,从而影响两种植物的光合速率。从题干获知,甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物,因此,当甲种植物的净光合速率为0时,对于乙种植物来说,外界的CO2浓度是超过其CO2补偿点的,乙种植物的光合速率一定大于呼吸速率,即净光合速率大于0。(2)甲种植物在光下经光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水发生在有氧呼吸过程中,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加。
【答案】(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低 大于0 (2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加
9.(2017全国Ⅱ,T29)如图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题:
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是 、 、 、 ,[H]代表的物质主要是 。
(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在 (填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是 。
【解析】本题主要考查植物细胞的光合作用和呼吸作用,包括光合作用的光反应和暗反应中的物质变化、ATP的产生场所、无氧呼吸的条件等。 (1)由分析可知,图中①表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2;②是生成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的反应物NADP+;③是生成ATP的原料ADP+Pi;④代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5;图中[H]代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D)。(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧,导致细胞进行无氧呼吸。
【答案】(1)O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(或还原型辅酶Ⅰ) (2)C和D (3)在缺氧条件下进行无氧呼吸
【回归教材】本题图是人教版教材必修一P103和P93两图的合并,只要清楚教材图解中的各物质,解答本题就很容易。该试题中的图解来源于教材又高于教材。
【题型风向】本题综合考查细胞呼吸和光合作用的过程,近几年考查光合作用和呼吸作用的试题通常以光合作用和呼吸作用的应用为主,本题体现了试题的命制注重基础,回归教材。
10.(2017江苏,T29)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。 图甲为光合放氧测定装置示意图,图乙为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。 请回答下列问题:
(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量 ,以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是 。
(2)图甲中影响光合放氧速率的因素有 。 氧电极可以检测反应液中氧气的浓度,测定前应排除反应液中 的干扰。
(3)图甲在反应室中加入NaHCO3的主要作用是 。 若提高反应液中NaHCO3浓度,果肉放氧速率的变化是 (填“增大”、“减小”、“增大后稳定”或“稳定后减小”)。
(4)图乙中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率,对15~20 min曲线的斜率几乎不变的合理解释是 ;若在20 min后停止光照,则短时间内叶绿体中含量减少的物质有 (填序号:①C5 ②ATP ③[H] ④C3),可推测20~25 min曲线的斜率为 (填“正值”、“负值”或“零”)。
【解析】本题主要考查色素提取的原理和方法以及光合作用的过程和影响因素。 (1)由教材实验可知,CaCO3能防止叶绿素被破坏,叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会因光合色素溶解于乙醇中而变成白色。(2)图甲装置中放氧量的多少与影响光合作用的因素(如光照强度、温度和CO2浓度等)有关。要通过氧电极检测反应液中氧气的浓度,应排除反应液中溶解氧的干扰。(3)反应室中加入的NaHCO3 能为光合作用提供CO2。若提高反应液中NaHCO3 浓度,一定范围内果肉细胞的光合作用增强,超过一定范围后,受光照强度等因素的限制,光合作用不再增强。(4)15~20 min 曲线的斜率几乎不变,是因为此时光合作用产氧量与呼吸作用耗氧量相等。若突然停止光照,则光反应阶段产生的[H]和ATP减少,暗反应中C3的还原过程减弱而C3
的合成速率不变,故短时间内叶绿体中C5的含量减少。光照停止,光合作用的光反应不再发生,则20~25 min反应液中无氧气的释放,只有呼吸作用消耗氧气,故曲线的斜率为负值。
【答案】(1)CaCO3 光合色素溶解在乙醇中 (2)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度 溶解氧(3)提供CO2 增大后稳定 (4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等 ①②③ 负值
11.(2017浙江,T30)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响,进行了相关实验,结果如图所示。
回答下列问题:
(1)本实验的因变量是________。由图中曲线对比可知,经________处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显,这将直接导致光反应中叶绿素吸收的________光减少而降低了光合速率。由此推知,若遇到较低温天气,除升温方法外,可对植物进行________处理以减少叶绿素的损失。
(2)提取上述四组该植物叶片中的色素时,为防止色素被破坏,研磨时可加入适量的________。 对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离,结果发现,第4组得到的色素带中,从上到下 的第________条色素带均明显变窄。
(3)若用不同波长的光照射叶绿素a提取液并测定________,可得到叶绿素a的吸收光谱。
【解析】本题考查环境因素对叶绿素含量的影响以及色素吸收光谱。(1)因变量是因为自变量的变化而产生的现象变化或结果,分析题中信息可知本实验的因变量为叶绿素含量。由图可知,光+0 ℃,即经低温和光照处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。叶绿素吸收红光和蓝紫光,若遇到较低温天气,可对植物进行遮光处理以减少叶绿素的损失。(2)细胞液呈微酸性,在研磨时叶肉细胞被破坏,其中的细胞液渗出,会破坏叶绿素,碳酸钙有中和细胞液酸性、保护叶绿素的作用。用纸层析法分离提取液中的色素,第3、4条色素带分别为叶绿素a、叶绿素b,第4组叶绿素含量较低,则叶绿素a、叶绿素b色素带均明显变窄。(3)以叶绿素 a对不同波长光的吸收率(可用百分率表示,又称吸光率)为纵坐标,以波长为横坐标作图,所得的曲线就是叶绿素a的吸收光谱。
【答案】(1)叶绿素含量 低温和光照 蓝紫光和红 遮光 (2)碳酸钙 3、4 (3)吸光率
考点六 细胞的生命历程
1.(2017全国卷Ⅲ,T2)下列与细胞相关的叙述,错误的是
A.动物体内的激素可以参与细胞间的信息传递
B.叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中
C.癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞
D.细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程
【解析】本题考查细胞间信息传递、光合作用场所以及细胞凋亡和癌细胞的代谢与增殖。激素作为信息分子,可以与相应的受体结合,参与细胞间的信息传递,A正确;光合作用暗反应的场所是叶绿体基质,B正确;动物体内癌细胞不能自己制造有机物,不具有自养能力,C错误;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,D正确。
【答案】C
2.(2017江苏,T18)下列关于人体细胞分化、衰老、凋亡与癌变的叙述,错误的是
A.细胞分裂能力随细胞分化程度的提高而减弱
B.衰老细胞中各种酶的活性显著降低
C.细胞凋亡有助于机体维持自身的稳定
D.癌细胞无接触抑制特征
【解析】本题考查细胞分化、衰老、凋亡和癌变等基础知识。通常,细胞分化程度越高分裂能力越低,A项正确;衰老细胞中多种酶的活性显著降低,但有些酶的活性会提高,B项错误;细胞凋亡有利于清除多余的、受损的细胞,有助于机体维持自身的稳定, C项正确;癌细胞的细胞膜由于糖蛋白减少,会失去接触抑制特征, D项正确。
【答案】B
3.(2017北京,T1)洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂,比较实验操作和结果,叙述正确的是
A.都需要用盐酸溶液使细胞相互分离
B.都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察
C.在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍
D.在有丝分裂末期都能观察到细胞板
【解析】本题考查显微镜的使用方法等基本实验操作以及动、植物细胞有丝分裂过程的比较。观察根尖细胞有丝分裂的实验需要解离(用酒精和盐酸混合液处理),观察动物细胞有丝分裂时不需要解离,A项错误。在观察细胞有丝分裂实验中,使用显微镜的操作步骤是先使用低倍镜找到细胞,再转动转换器转为高倍镜观察细胞中染色体的数目和形态,B项正确。有丝分裂过程中,染色体的数目加倍发生在后期着丝点分裂时,中期是染色体形态和数目最清晰的时期,C项错误。植物细胞有丝分裂末期会形成细胞板,最终形成细胞壁,而动物细胞在有丝分裂末期从细胞中央缢裂成两个子细胞,不会形成细胞板,D项错误。
【答案】B
4.(2017浙江,T10)下列关于人体衰老细胞的叙述,正确的是
A.多种酶的活性降低
B.线粒体数量增加
C.细胞呼吸明显加快
D.细胞核体积变小
【解析】本题考查细胞衰老的特征。在细胞衰老的过程中,发生许多种生理和生化的变化,如许多种酶的活性降低、呼吸变慢等。最后,细胞在形态和结构上发生许多变化,如线粒体的数量随年龄增大而减少,体积则随年龄增大而增大,细胞核体积不断增大,核膜不断向内折叠等,故A正确。
【答案】A
5. (2017浙江,T18)下列关于“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动的叙述,错误的是
A.盐酸使植物细胞间的果胶质层松散
B.实验选用的醋酸洋红属于碱性染色剂
C.装片制作的步骤是解离→漂洗→染色→制片
D.显微镜下观察中期细胞可看到完整的染色体组型
【解析】本题考查“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动。确定染色体组型的步骤包括:首先对处在有丝分裂中期的染色体进行显微摄影,然后对显微照片上的染色体进行测量,根据染色体的大小、形状和着丝粒的位置等特征,通过剪贴,将它们配对、分组和排队,最后形成染色体组型的图像,而不是在显微镜下观察中期细胞直接看到,D错误。
【答案】D
6.(2017全国卷Ⅲ,T29)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题:
(1)DNA合成阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂,处于 期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转,最终细胞会停滞在细胞周期的 期,以达到细胞周期同步化的目的。
(2)秋水仙素阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素,秋水仙素能够抑制 ,使细胞周期被阻断,即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞 (填“会”或“不会”)被阻断在间期。
(3)血清饥饿法:培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期,以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是 (答出1点即可)。
【解析】本题通过设置新情境,考查细胞周期各时期的特点。(1)DNA复制发生在细胞分裂间期,添加适量的DNA合成可逆抑制剂后,DNA合成被阻断,使细胞停滞于间期(S期),而处于分裂期的细胞暂时不受影响。(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而阻断细胞周期,而纺锤体形成于分裂前期,因此经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在间期。(3)分裂间期的特点是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,为分裂期进行活跃的物质准备,同时细胞有适度的生长。
【答案】(1)分裂 间(或答S) (2)纺锤体形成 不会 (3)完成DNA复制和有关蛋白质的合成,为分裂期准备物质
考点七 遗传的细胞基础
1.(2017全国卷Ⅱ,T1)已知某种细胞有4条染色体,且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是
【解析】本题考查减数分裂过程中染色体的行为特征。在减数分裂过程中,着丝点的分裂发生在减数第二次分裂的后期,此时无同源染色体。图A、B所示细胞中没有同源染色体,每个染色体上有染色单体,可表示次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体,两个图示的差异反映出减数第一次分裂后期同源染色体分开的同时非同源染色体的自由组合,A、B正确,不符合题意;图C、D所示细胞中没有染色单体,此时细胞中应该没有同源染色体和等位基因,C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
【答案】D
2.(2017江苏,T16)假如图是某生物体(2n=4)正常的细胞分裂示意图,下列有关叙述错误的是
A.该细胞处于减数第二次分裂后期
B.若染色体①有基因A,则④有基因A或a
C.若图中的②表示X染色体,则③表示Y染色体
D.该细胞产生的子细胞中有2对同源染色体
【解析】本题考查细胞分裂的图示分析。该生物体的正常体细胞中有4条染色体,图示细胞中有8条染色体,故该细胞处于有丝分裂后期,A项错误;染色体①和④是同源染色体,若①上有基因A,则④上可能有A 或 a,B项正确;染色体③和②是同源染色体,若②表示X染色体,则③表示Y染色体,C项正确;该细胞产生的子细胞中有4条染色体,2对同源染色体, D项正确。
【答案】A
3.(2017海南,T21)若要表示某动物细胞(2n)减数第一次分裂结束时形成的细胞,下列示意图中正确的是
【解析】本题考查减数分裂过程中细胞图像的识别。减数第一次分裂结束时,二倍体的动物细胞中不含有同源染色体,但每条染色体含有两条染色单体。A项图中细胞含有同源染色体,A项错误;B项图中细胞没有同源染色体,但也不含姐妹染色单体,B项错误;C项图中细胞含有同源染色体且不含姐妹染色单体,C项错误;D项图中细胞无同源染色体,并且每条染色体都含有姐妹染色单体,符合要求,D项正确。
【答案】D
4.(2017浙江,T23)二倍体动物某个精原细胞形成精细胞过程中,不同时期细胞的核DNA相对含量和染色体数 目如图所示。下列叙述错误的是
A.乙时期的细胞和丙时期细胞均含有两个染色体组
B.甲→乙过程中DNA复制前需要合成RNA聚合酶
C.乙→丙过程中可发生基因重组和基因突变
D.丙→丁过程中着丝粒分裂、姐妹染色单体分离
【读图析图】图示以柱形图的形式,使用双纵坐标表示不同时期细胞的核 DNA 相对含量和染色体数目,甲图表示精原细胞核 DNA 相对含量和染色体数目,乙图表示初级精母细胞核 DNA 相对含量和染色体数目,丙图表示次级精母细胞在后期的核 DNA 相对含量和染色体数目,丁图表示精细胞核 DNA 相对含量和染色体数目。
【解析】本题考查分裂过程中DNA和染色体数目的变化规律。减数第一次分裂的前、中、后期以及减数第二次分裂后期的细胞均含有两个染色体组,A正确;DNA复制发生于S期,S期之前的G1期进行的主要是合成DNA所需蛋白质的合成和核糖体的增生,需要合成RNA聚合酶,B正确;减数第一次分裂到减数第二次分裂后期过程中,减数第一次分裂前期可发生同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换,减数第一次分裂后期同源染色体分离、非同源染色体自由组合,二者均属基因重组,基因突变可发生在细胞分裂的任何时期,C正确;丙中的着丝粒已经分裂、姐妹染色单体已经分离,所以丙→丁过程中着丝粒不再分裂、也没有姐妹染色单体可以分离,D错误。
【答案】D
5.(2017江苏,T30) 某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料,开展芹菜染色体核型分析实验。 图甲、图乙是从两种材料的30个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题:
(1)将剪取的芹菜幼根置于2 mmol/L的8–羟基喹啉溶液中处理,以提高根尖细胞中有丝分裂的 期细胞的比例,便于染色体观察、计数。
(2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞,目的是 。再用低浓度的KCl处理一段时间,使细胞适度膨胀,便于细胞内的 更好地分散,但处理时间不能过长,以防细胞 。
(3)图甲是 细胞的染色体,判断的主要依据是 。
(4)分析根尖细胞染色体核型时,需将图像中的 进行人工配对;根据图甲、图乙能确定该品种细胞中未发生的变异类型有 (填下列序号)。
①基因突变 ②单体 ③基因重组 ④三体
【解析】本题主要考查观察植物细胞的有丝分裂以及观察减数分裂的实验,意在考查考生的实验操作与结果分析能力。
(1)染色体观察计数的最佳时期是分裂中期,用8–羟基喹啉溶液处理可以提高芹菜根尖细胞中有丝分裂中期细胞的比例。(2)用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞,能去除其细胞壁,使细胞相互分离开来;在低浓度的 KCl 溶液中,去壁后的根尖、花粉母细胞吸收水分,使细胞适度膨胀,便于细胞内染色体更好地分散,但若处理时间过长,则没有细胞壁的细胞会吸水涨破。(3)图甲应是进行减数分裂的花粉母细胞的染色体核型图,判断的主要依据是图甲中有同源染色体联会现象。(4)分析根尖细胞染色体核型时,需将图像中的同源染色体进行人工配对;由于光学显微镜下能观察到染色体变异,无法观察到基因突变和基因重组,故不能确定该品种细胞中是否发生了基因突变和基因重组。根据图甲、图乙可以确定该品种细胞中染色体数目正常,没有出现单体或三体。
【答案】(1)中 (2)去除细胞壁(使细胞分离) 染色体 吸水涨破 (3)花粉母 同源染色体联会 (4)同源染色体 ②④
考点八 遗传的分子基础
1.(2017全国卷Ⅱ,T2)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是
A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
【解析】本题考查病毒的增殖。T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中,不能寄生在肺炎双球菌中,A项错误。T2噬菌体的mRNA和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中,不能发生于病毒颗粒中,B项错误。T2噬菌体的核酸是DNA,DNA的元素组成为C、H、O、N、P,培养基中的32P经宿主(大肠杆菌)摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中,C项正确。人类免疫缺陷病毒(HIV)的核酸是RNA,T2噬菌体的核酸是DNA,且二者的增殖过程不同,D项错误。
【答案】C
2.(2017江苏,T2)下列关于探索DNA是遗传物质的实验,叙述正确的是
A.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状
B.艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记
【解析】本题考查肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验及赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验。格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌,但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么,A项错误;艾弗里实验证明了DNA是遗传物质,并没有证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡,B项错误;由于噬菌体没有细胞结构,所以离心后,有细胞结构的大肠杆菌在试管底部,而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中,C项正确;赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有32P标记,因为噬菌体在进行DNA复制的时候,模板是亲代噬菌体中带有32P标记的DNA分子,而原料是大肠杆菌中没有带32P标记的脱氧核苷酸,D项错误。
【答案】C
3.(2017浙江,T20)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是
A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的,R型肺炎双球菌的菌落是光滑的
B.S型菌的DNA经加热后失活,因而注射S型菌后的小鼠仍存活
C.从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌
D.该实验为证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的
【解析】本题考查肺炎双球菌的转化实验。有荚膜的S 型肺炎双球菌的菌落光滑,无荚膜的R型肺炎双球菌的菌落粗糙,A错误。注射加热杀死的S型菌后的小鼠仍存活的原因是S 型菌的蛋白质经加热后变性失活,B错误。
从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌有S型菌也有R型菌,C错误。该实验证明存在转化因子,而要证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起还需将各种成分提取出来,开展离体细菌转化实验,D正确。
【答案】D
4.(2017浙江,T6)与DNA分子相比,RNA分子特有的碱基是
A.鸟嘌呤(G) B.胞嘧啶(C) C.尿嘧啶(U) D.腺嘌呤(A)
【解析】本题考查DNA、RNA分子中含氮碱基的区别。DNA分子含有的含氮碱基为A、T、C、G,RNA分子含有的含氮碱基为A、U、C、G,故C正确。
【答案】C
5.(2017海南,T24)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是
A.碱基序列不同的双链DNA分子,后一比值不同
B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高
C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链
D.经半保留复制得到的DNA分子,后一比值等于1
【解析】本题考查DNA分子的稳定性及其与碱基对之间氢键数目的关系。由于A与T配对,C与G配对,故不同的双链DNA分子中(A+C)/(T+G)的值都为1,A项错误。A和T之间有2个氢键,G和C之间有3个氢键,(A+T)/(G+C)的值越大,说明A和T数目越多,双链DNA分子的稳定性越低,B项错误。双链DNA分子中后一个值为1,前一个值不一定是1,因而,当两个比值相同时,这个DNA分子不一定是双链,C项错误。经半保留复制得到的DNA分子也遵循碱基互补配对原则,其中A与T、C与G分别互补配对,故(A+C)/(T+G)=1,D项正确。
【答案】D
6.(2017浙江,T24)若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中,培养 至第二次分裂中期。下列叙述正确的是
A.每条染色体中的两条染色单体均含3H
B.每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H
C.每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H
D.每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H
【解析】本题借助同位素标记法考查DNA的复制。第2次分裂中期,每条染色体都含有两条姐妹染色单体,在培养过程中共发生2次DNA复制,因而每条染色体中的两条染色单体均含3H,A正确;DNA复制2次,则细胞中有一半的DNA只有一条脱氧核苷酸链含3H,另一半的DNA两条脱氧核苷酸链均含3H,B、C、D错误。
【答案】A
7.(2017海南,T23)下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述,正确的是
A.细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目
B.有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定
C.细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和
D.生物体中,一个基因决定一种性状,一种性状由一个基因决定
【解析】本题考查真核生物中染色体、DNA分子、基因的数目比较以及基因和性状的关系。当有姐妹染色单体存在时,细胞中核DNA分子的数目为染色体数目的2倍,A项错误。有丝分裂中亲代细胞的染色体经复制后,精确地平均分配到两个子细胞中,有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定,B项正确。真核细胞的DNA分子中含有很多不具有遗传效应的非基因片段,细胞中DNA分子的碱基对数远大于所有基因的碱基对数之和,C项错误。基因和性状之间并不是简单的一一对应关系,有些性状是由多个基因共同决定的,有的基因可决定或影响多种性状,D项错误。
【答案】B
【走出误区】基因与性状的关系并非都是简单的线性关系,一个基因可以决定一种性状,也可以决定或影响多种性状,同时多个基因也可能决定一种性状。
8.(2017全国卷Ⅲ,T1)下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是
A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
【解析】本题综合考查转录的场所、产物等。真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的,A正确;由于转录产生不同RNA时的DNA片段不同,因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生,B正确;真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA可以转录形成RNA,C错误;转录的过程遵循碱基互补配对原则,因此产生的RNA链与模板链的相应区域碱基互补,D正确。
【答案】C
9.(2017海南,T25)下列关于生物体内基因表达的叙述,正确的是
A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子
B.HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板
C.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程
D.一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA
【解析】本题考查氨基酸对应的密码子、反转录、基因表达的过程、转录的产物。有的氨基酸如甲硫氨酸(密码子为AUG)和色氨酸(密码子为UGG)只有1种密码子,A项错误。HIV的遗传物质为RNA,可以作为模板通过反转录合成DNA,B项正确。基因表达是指基因通过指导蛋白质的合成来控制生物的性状,包括转录和翻译两个过程, 转录的产物是RNA,翻译才是蛋白质的合成过程,C项错误。一个基因的两条DNA链中碱基互补,以该基因的两条链分别为模板合成的两条RNA分子的碱基是互补的,而不是相同的,D项错误。
【答案】B
10.(2017浙江,T19)下列关于DNA、RNA和基因的叙述,错误的是
A.基因是具有遗传效应的核酸分子片段
B.遗传信息通过转录由DNA传递到RNA
C.亲代DNA通过复制在子代中表达遗传信息
D.细胞周期的间期和分裂期均有RNA的合成
【解析】本题考查遗传信息的传递和表达、细胞周期中物质的变化。基因就是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸,A正确;转录是指遗传信息由DNA传递到RNA的过程,B正确;亲代DNA通过复制将遗传信息传递给子代,而不是在子代中表达遗传信息,C错误;间期中的G1期主要是合成DNA所需蛋白质的合成和核糖体的增生,此时可发生RNA的合成,分裂期时线粒体遗传信息在表达时可能有RNA的合成,D正确。
【答案】C
11.(2017江苏,T23)(多选)在体外用14C标记半胱氨酸–tRNA 复合物中的半胱氨酸(Cys),得到*Cys–tRNACys,再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala),得到*Ala–tRNACys(见图,tRNA 不变)。如果该*Ala–tRNACys参与翻译过程,那么下列说法正确的是
A.在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的多肽链
B.反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定
C.新合成的肽链中,原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala
D.新合成的肽链中,原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys
【教你审题】本题审题时要有效提取题干中的已知信息“tRNA不变”,才能正确分析B、C、D项。
【解析】本题考查遗传信息的翻译过程,意在考查考生运用所学知识解决新情境问题的能力。一个mRNA分子上可结合多个核糖体,同时合成多条多肽链,A项正确;tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对是由二者的碱基序列决定的,B项错误;由于半胱氨酸在镍的催化作用下还原成丙氨酸,但tRNA未变,所以该*Ala–tRNACys参与翻译时,新合成的肽链中原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala,但原来Ala的位置不会被替换,C项正确、D项错误。
【答案】AC
12.(2017全国卷Ⅰ,T29)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
【教你审题】该实验的目的是确定一种新病毒为RNA病毒还是DNA病毒,利用的方法为同位素标记法,材料为体外培养的宿主细胞等。题中假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,要求实验包含相互印证的甲、乙两个组,即设置对照实验。该实验为探究性实验,结果不确定。
【解析】本题考查DNA和RNA碱基上的差异、病毒的生活方式、放射性同位素标记等,要求考生具备较高的实验探究能力、信息获取能力、综合运用能力、文字表达能力等。(1)在用放射性同位素标记法对新病毒进行鉴定时,要找出DNA和RNA在化学组成上的区别。题中假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,就是引导考生从DNA和RNA的碱基组成上进行分析。因此,使病毒中的DNA或RNA的特殊碱基(DNA为胸腺嘧啶,RNA为尿嘧啶)带上标记,根据病毒中放射性标记的检测结果就可做出判断。由于病毒不能在培养基上独立生活,其增殖时的原料只能来自宿主细胞,所以实验中需配制两种培养基,记为甲组和乙组,甲组含有放射性标记的尿嘧啶,乙组含有放射性标记的胸腺嘧啶,分别加入等量的宿主细胞使宿主细胞带上相应标记,之后接种新病毒,培养一段时间后,收集病毒并检测其放射性。(2)本实验有两种不同的结果:一种是甲组有放射性,乙组无,则该新病毒为RNA病毒;另一种为乙组有放射性,甲组无,则该新病毒为DNA病毒。
【答案】(1)思路 甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。 乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。 (2)结果及结论 若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。
考点九 遗传的基本规律
1.(2017浙江,T3)豌豆种子的黄色(Y)和绿色(y)、圆粒(R)和皱粒(r)是两对相对性状。下列基因型中属于纯合子的是
A.YyRr B.YYRr C.YYRR D.YyRR
【解析】本题考查相对性状、基因型及纯合子。基因型为YY、RR的植株是由两个基因型相同的配子结合而成的个体,称为纯合子,基因型为Yy、Rr的植株是由两个基因型不同的配子结合而成的个体,称为杂合子,因此基因型为YYRr、YyRR和YyRr的植株都为杂合子,故C正确。
【答案】C
2.(2017海南,T20)遗传学上的平衡种群是指在理想状态下,基因频率和基因型频率都不再改变的大种群。某哺乳动物的平衡种群中,栗色毛和黑色毛由常染色体上的1对等位基因控制。下列叙述正确的是
A.多对黑色个体交配,每对的子代均为黑色,则说明黑色为显性
B.观察该种群,若新生的栗色个体多于黑色个体,则说明栗色为显性
C.若该种群栗色与黑色个体的数目相等,则说明显隐性基因频率不等
D.选择1对栗色个体交配,若子代全部表现为栗色,则说明栗色为隐性
【解析】若黑色为隐性,黑色个体交配后代均为黑色,A项错误。若种群数目有限,则实际分离比例可能偏离理论值,新生个体多的体色也可能是隐性,B项错误。若显隐性基因频率相等,则隐性性状的基因型频率为0.5×0.5=0.25,其他为具有显性性状的个体,故显隐性性状个体的数目不相等,C项正确。若这对栗色个体为显性纯合子,子代也全部为栗色, D项错误。
【答案】C
【归纳总结】相对性状显隐性的判断
(1)根据定义直接判断:具有一对相对性状的两纯合亲本杂交,若后代只表现出一种性状,则该性状为显性性状,未表现出来的性状为隐性性状。
(2)依据杂合子自交后代的性状分离来判断:若两亲本的性状相同,后代中出现了不同的性状,那么新出现的性状就是隐性性状,而亲本的性状为显性性状。这可简记成“无中生有”,其中的“有”指的就是隐性性状。
3.(2017全国卷Ⅰ,T6)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染色体上;长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性,位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1雄蝇中有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是
A.亲本雌蝇的基因型是BbXRXr
B.F1中出现长翅雄蝇的概率为3/16
C.雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同
D.白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体
【解析】F1雄蝇中有1/8为白眼残翅(bbXrY),1/8=1/4×1/2,可推出亲本的基因型为BbXRXr、BbXrY,A正确;F1中出现长翅雄蝇的概率为3/4(长翅)×1/2(雄性)=3/8,B错误;亲本雌蝇产生XR和Xr两种配子,亲本雄蝇产生Xr和Y两种配子,在雌、雄亲本产生的配子中Xr均占1/2,C正确;白眼残翅雌蝇的基因型为bbXrXr,减数分裂形成的极体的基因型可为bXr,D正确。
【答案】B
4.(2017全国卷Ⅱ,T6)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则杂交亲本的组合是
A.AABBDD×aaBBdd,或AAbbDD×aabbdd
B.aaBBDD×aabbdd,或AAbbDD×aaBBDD
C.aabbDD×aabbdd,或AAbbDD×aabbdd
D.AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbdd
【解题关键】由F2中52+3+9=64可推知,F1产生的雌雄配子各有8种,即可快速推出F1的基因型为AaBbDd,结合各选项可顺利解答该题。
【解析】本题考查基因自由组合定律的应用。A项中AABBDD×aaBBdd→F1:AaBBDd,或AAbbDD×aabbdd→F1:AabbDd,F1产生的雌雄配子各有4种,A项错误。B项中aaBBDD×aabbdd→F1:aaBbDd,或AAbbDD×aaBBDD→F1:AaBbDD,F1产生的雌雄配子各有4种,B项错误。C项中aabbDD×aabbdd→F1:aabbDd, F1产生的雌雄配子各有2种;AAbbDD×aabbdd→F1:AabbDd, F1产生的雌雄配子各有4种,C项错误。D项中AAbbDD×aaBBdd→F1:AaBbDd,或AABBDD×aabbdd→F1:AaBbDd, F1产生的雌雄配子各有8种,D项正确。
【答案】D
【一分钟快解】由题可知,F2黑色个体的基因型为A_B_dd,所以亲本杂交产生的F1一定含有基因A和B,从而排除A、B和C项,进而快速推导出正确选项为D项。
5.(2017全国卷Ⅲ,T32)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系:①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体变换,回答下列问题:
(1)若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上,请以上述品系为材料,设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
(2)假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上,请以上述品系为材料,设计实验对这一假设进行验证。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
【解析】本题设置三对相对性状的杂交实验,考查自由组合定律、伴性遗传的相关知识。(1)实验思路:要确定三对等位基因是否分别位于三对染色体上,根据实验材料,可将其拆分为判定每两对等位基因是否位于两对染色体上,如利用①和②杂交,得到F1,再让F1雌雄个体自由交配,观察F2的表现型及比例来判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上。同理用②和③杂交判定基因E/e和B/b是否位于两对染色体上,用①和③杂交判定基因E/e和A/a是否位于两对染色体上。预期实验结果(以判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上为例,假定不发生染色体变异和染色体交换):①aaBBEE×②AAbbEEF1F2,F2个体中关于刚毛和眼的表现型及比例为有眼正常刚毛∶有眼小刚毛∶无眼正常刚毛∶无眼小刚毛=9∶3∶3∶1。同理②×③杂交、①×③杂交后再进行F1雌雄个体自由交配,F2中均出现四种表现型,且比例为9∶3∶3∶1。实验结论: ①×②杂交→F1→F2,等位基因A/a和B/b位于两对染色体上。②×③杂交→F1→F2,等位基因E/e和B/b位于两对染色体上。①×③杂交→F1→F2,等位基因E/e和A/a位于两对染色体上。综合上述情况,得出A/a、B/b、E/e这三对等位基因分别位于三对染色体上。(2)实验思路:要验证A/a和B/b这两对等位基因都位于X染色体上,可通过①aaBBEE、②AAbbEE两种实验材料,利用正反交实验,观察F1雄性个体中刚毛和眼两对性状,如果正反交结果均不相同,则A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。预期实验结果:正交♀①EEXaBXaB×♂②EEXAbY→F1:♀全部为有眼正常刚毛正常翅,♂全部为无眼正常刚毛正常翅。反交♂① EEXaBY×♀②EEXAbXAb→F1:♀全部为有眼正常刚毛正常翅,♂全部为有眼小刚毛正常翅。实验结论:A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上
【答案】(1)选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合,分别得到F1和F2,若各杂交组合的F2中均出现四种表现型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这三对等位基因分别位于三对染色体上;若出现其他结果,则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上。 (2)选择①×②杂交组合进行正反交,观察F1中雄性个体的表现型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同,则证明这两对等位基因都位于X染色体上。
考点十 伴性遗传与人类遗传病
1.(2017浙江,T12) 每年二月的最后一天为“国际罕见病日”。下列关于罕见病苯丙酮尿症的叙述,正确的是
A.该病是常染色体多基因遗传病
B.近亲结婚不影响该病的发生率
C.该病的发病风险在青春期会增加
D.“选择放松”不会造成该病基因频率的显著增加
【知识储备】苯丙酮尿症(PKU)是一种氨基酸代谢病,是由于患者肝脏中缺少苯丙氨酸羟化酶,使体内的苯丙氨酸无法正常代谢而过量积累,损伤中枢神经系统,导致智力发育不全。
【解析】本题考查苯丙酮尿症的特点和预防。苯丙酮尿症的遗传方式为常染色体隐性遗传,属于单基因遗传病,A错误;近亲结婚会增加该病的发病率,B错误;各种遗传病在青春期的患病率很低,C错误;“选择放松”造成有害基因的增多是有限的,D正确。
【答案】D
2.(2017江苏,T6)下列关于人类遗传病的叙述,正确的是
A.遗传病是指基因结构改变而引发的疾病
B.具有先天性和家族性特点的疾病都是遗传病
C.杂合子筛查对预防各类遗传病具有重要意义
D.遗传病再发风险率估算需要确定遗传病类型
【解析】本题考查人类遗传病的类型及预防。人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的疾病,除了基因结构改变外还有其他因素可引发人类遗传病,A项错误。先天性疾病中由遗传因素引起的是遗传病,由环境因素或母体的条件变化引起且遗传物质没有发生改变的不属于遗传病;家族性疾病中有的是遗传病,而有的不是遗传病,如营养缺乏引起的疾病,B项错误。杂合子筛查对预防隐性遗传病有重要意义,但不能预防染色体异常遗传病,C项错误。确定遗传病类型可以帮助估算遗传病再发风险率,D项正确。
【答案】D
3.(2017海南,T22)甲、乙、丙、丁4个系谱图依次反映了a、b、c、d四种遗传病的发病情况,若不考虑基因突变和染色体变异,那么,根据系谱图判断,可排除由X染色体上隐性基因决定的遗传病是
A.a B.b C.c D.d
【解析】本题考查遗传系谱图中遗传方式的判断。若为由X染色体上隐性基因决定的遗传病,则甲、乙、丙三个遗传系谱图表示的发病情况都可成立,A、B、C项都不符合题意;若d为由X染色体上隐性基因决定的遗传病,父亲未患病,则女儿不可能为患者,即丁遗传系谱图反映的遗传病不是由X染色体上隐性基因决定的遗传病,D项符合题意。
【答案】D
【高分要诀】存在“无中生有”的现象是隐性遗传病的特点,若患病女性的父亲或儿子正常,可判断是常染色体上的隐性遗传病;若“母患子必患、女患父必患”,最可能是X染色体上的隐性遗传病。
4.(2017全国卷Ⅰ,T32)某种羊的性别决定为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性。回答下列问题:
(1)公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,则理论上,子一代群体中母羊的表现型及其比例为 ;公羊的表现型及其比例为 。
(2)某同学为了确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,我们认为根据这一实验数据,不能确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若 ,则说明M/m是位于X染色体上;若 ,则说明M/m是位于常染色体上。
(3)一般来说,对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有 种;当其仅位于X染色体上时,基因型有 种;当其位于X和Y染色体的同源区段时(如下图所示),基因型有 种。
【解析】本题考查从性遗传和伴性遗传的区别。(1)根据题中已知条件,交配的公羊和母羊均为杂合子,则子代的基因型为NN∶Nn∶nn=1∶2∶1,已知母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角,则子一代群体中母羊的表现型及比例为有角∶无角=1∶3;公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角,nn无角,则子一代群体中公羊的表现型及比例为有角∶无角=3∶1。(2)若M/m位于常染色体上,则白毛个体中雌雄比例为1∶1;若M/m位于X染色体上,则子二代的基因型为XMXM、XMXm、XMY、XmY,其中白色个体均为雄性。(3)一般来说,对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,其基因型有AA、Aa、aa三种;当其仅位于X染色体上时,其基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY,共5种;当其位于X和Y染色体的同源区段时,其基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XaYa、XAYa、XaYA,共7种。
【答案】(1)有角∶无角=1∶3 有角∶无角=3∶1 (2)白毛个体全为雄性 白毛个体中雄性∶雌性=1∶1 (3)3 5 7
5.(2017全国卷Ⅱ,T32)人血友病是伴X隐性遗传病。现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女儿与一个非血友病的男子结婚,并已怀孕。回答下列问题:
(1)用“◇”表示尚未出生的孩子,请画出该家系的系谱图,以表示该家系成员血友病的患病情况。
(2)小女儿生出患血友病男孩的概率为 ;假如这两个女儿基因型相同,小女儿生出血友病基因携带者女孩的概率为 。
(3)已知一个群体中,血友病的基因频率和基因型频率保持不变,且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1%,则该男性群体中血友病致病基因频率为 ;在女性群体中携带者的比例为 。
【解析】本题考查基因分离定律的应用、伴性遗传和基因频率的相关计算。 (1)联系人教版必修二P34红绿色盲症家系图的绘制,由题中所给信息即可画出该家系的系谱图。(2)假设用H、h表示与血友病相关的一对等位基因,血友病是伴X隐性遗传,由该家系的系谱图可知,母亲的基因型为XHXh,大女儿的基因型为XHXh,小女儿的基因型为1/2XHXh或1/2XHXH,小女儿生出患血友病男孩的概率为1/2×1/4=1/8;若这两个女儿基因型相同,即小女儿的基因型为XHXh,则小女儿生出血友病基因携带者女孩(XHXh)的概率为1/4。(3)男性群体中血友病患者的比例为1%,则该男性群体中血友病致病基因频率为0.01,由于男性群体和女性群体的该致病基因频率相等,所以女性群体的该致病基因(Xh)频率为0.01,正常基因(XH)频率为0.99,所以女性群体中携带者(XHXh)的比例为2×1%×99%=1.98%。
【答案】(1)
(2)1/8 1/4 (3)0.01 1.98%
6.(2017江苏,T32)人类某遗传病受一对基因(T、t)控制。3个复等位基因IA 、IB 、i控制ABO血型,位于另一对染色体上。 A血型的基因型有IAIA 、IAi,B血型的基因型有IBIB 、IBi,AB血型的基因型为IAIB,O血型的基因型为ii。 两个家系成员的性状表现如图,Ⅱ–3和Ⅱ–5 均为AB血型,Ⅱ–4和Ⅱ–6均为O血型。 请回答下列问题:
(1)该遗传病的遗传方式为 。Ⅱ–2基因型为Tt的概率为 。
(2)Ⅰ–5个体有 种可能的血型。Ⅲ–1为Tt且表现A血型的概率为 。
(3)如果Ⅲ–1与Ⅲ–2婚配,则后代为O血型、AB血型的概率分别为 、 。
(4)若Ⅲ–1与Ⅲ–2生育一个正常女孩,可推测女孩为B血型的概率为 。 若该女孩真为B血型,则携带致病基因的概率为 。
【解题关键】本题中计算生育正常女孩携带致病基因的概率时,首先需明确与血型无关,其次需明确生育正常女孩携带致病基因的概率与生育携带致病基因正常女孩的概率不同。致病基因在常染色体上时,生育正常女孩携带致病基因的概率=生育正常孩子携带致病基因的概率;生育携带致病基因正常女孩的概率=1/2×生育正常孩子携带致病基因的概率。
【解析】 (1)由Ⅰ–1、Ⅰ–2正常而Ⅱ–1患病,可知该病为常染色体隐性遗传病。Ⅰ–1、Ⅰ–2的基因型均为Tt,则Ⅱ–2的基因型为 1/3TT、2/3Tt。(2)因Ⅱ–5为AB血型,基因型为IAIB,则Ⅰ–5至少含IA与IB之一,故可能为A血型(IAIA、IAi)、B血型(IBIB、IBi)、AB血型(IAIB),共3种。Ⅰ–1、Ⅰ–2的基因型均为Tt,Ⅱ–3的基因型是1/3TT、2/3Tt,产生的配子为2/3T、1/3t。Ⅰ–3的基因型为tt,则Ⅱ–4的基因型是Tt,产生的配子为1/2T、1/2t,则Ⅲ–1为Tt的概率是(2/3×1/2+1/3×1/2)/(1–1/3×1/2)=3/5。Ⅱ–3的血型(AB型)的基因型是IAIB、Ⅱ–4的血型(O型)的基因型是ii,则Ⅲ–1为A血型的概率是1/2,故Ⅲ–1为Tt且表现A血型的概率为3/5×1/2=3/10。(3)由题干信息可推知,Ⅲ–1和Ⅲ–2的基因型都是1/2IAi、1/2IBi,产生的配子都是1/4IA、1/4IB、1/2i,则他们生出O血型ii孩子的概率是1/2×1/2=1/4,生出AB血型孩子的概率是1/4×1/4×2=1/8。(4)Ⅲ–1和Ⅲ–2生育正常女孩为B血型的概率,等同于Ⅲ–1和Ⅲ–2生出B血型孩子的概率,由第(3)问可知,Ⅲ–1和Ⅲ–2产生的配子都是1/4IA、1/4IB、1/2i,则Ⅲ–1和Ⅲ–2生出B血型孩子的概率为1/4×1/4+2×1/4×1/2=5/16。该正常女孩携带致病基因的概率与该女孩是否为B血型无关,由第(2)问可知Ⅲ–1的基因型是3/5Tt、2/5TT(产生的配子为7/10T、3/10t),Ⅲ–2的基因型是1/3TT、2/3Tt(产生的配子为2/3T、1/3t),则他们生育的正常女孩携带致病基因的概率与生育正常孩子携带致病基因的概率相同,即(7/10×1/3+3/10×2/3)/(1–3/10×1/3)=13/27。
【答案】(1)常染色体隐性 2/3 (2)3 3/10 (3)1/4 1/8 (4)5/16 13/27
7.(2017海南,T29)果蝇有4对染色体(I~IV号,其中I号为性染色体)。纯合体野生型果蝇表现为灰体、长翅、直刚毛,从该野生型群体中分别得到了甲、乙、丙三种单基因隐性突变的纯合体果蝇,其特点如表所示。
某小组用果蝇进行杂交实验,探究性状的遗传规律。回答下列问题:
(1)用乙果蝇与丙果蝇杂交,F1的表现型是_______;F1雌雄交配得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表现型分离比,其原因是__________。
(2)用甲果蝇与乙果蝇杂交,F1的基因型为___________、表现型为________,F1雌雄交配得到的F2中果蝇体色性状___________(填“会”或“不会”)发生分离。
(3)该小组又从乙果蝇种群中得到一只表现型为焦刚毛、黑体的雄蝇,与一只直刚毛灰体雌蝇杂交后,子一代雌雄交配得到的子二代的表现型及其比例为直刚毛灰体♀∶直刚毛黑体♀∶直刚毛灰体♂∶直刚毛黑体♂∶焦刚毛灰体♂∶焦刚毛黑体♂=6∶2∶3∶1∶3∶1,则雌雄亲本的基因型分别为_________(控制刚毛性状的基因用A/a表示)。
【解题关键】解题时首先应判断三对等位基因是否位于一对同源染色体上。以AaBb为例,两对基因分别控制两对相对性状,若两对等位基因位于一对同源染色体上,不考虑交叉互换,则产生两种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现两种表现型;若两对等位基因位于一对同源染色体上,考虑交叉互换,则产生四种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现四种表现型。
【解析】本题考查孟德尔遗传定律的应用、伴性遗传的特点。(1)由题中所给信息和突变型果蝇的特点可知,乙果蝇的基因型为bbVgVg,丙果蝇的基因型为BBvgvg,F1的基因型为BbVgvg,表现型是灰体长翅;由于控制体色和翅型的两对等位基因均位于Ⅱ号染色体上,不能进行自由组合,F1雌雄果蝇都只能形成2种配子Bvg和bVg,所以F2的表现型分离比为1∶2∶1,不符合9∶3∶3∶1的表现型分离比。(2)由题意可知,甲、乙果蝇都是发生了单基因隐性突变,相关基因E/e、B/b分别位于两对同源染色体上,且都与体色相关,基因型为B_E_的个体为灰色,所以甲果蝇(BBee)与乙果蝇(bbEE)杂交,F1的基因型为BbEe,表现型为灰体,根据基因的自由组合定律,F1雌雄交配得到的F2中果蝇体色性状会发生分离。(3)乙种群中的一只焦刚毛、黑体雄蝇与直刚毛、灰体雌蝇杂交后,F1雌雄交配所得F2的表现型及比例是9∶3∶3∶1的变形,可知这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,所以逐对进行分析,雌性中全是直刚毛,雄性中直刚毛∶焦刚毛=1∶1,说明控制刚毛性状的基因位于X染色体上,且F1中雌、雄个体的基因型分别为XAXa、XAY,所以亲本基因型为XAXA、XaY;由于F2中灰体∶黑体=12∶4=3∶1,说明F1中雌、雄个体的基因型均为Bb,则亲本的基因型为BB、bb,综合可知,雌雄亲本的基因型分别为BBXAXA、bbXaY。
【答案】(1)灰体长翅 两对等位基因均位于Ⅱ号染色体上,不能进行自由组合 (2)BbEe 灰体 会 (3)BBXAXA、bbXaY
8.(2017浙江,T31))果蝇的翻翅与正常翅是一对相对性状,受一对等位基因(A、a)控制,且A是纯合 致死基因;果蝇的颜色伊红、淡色和乳白色分别由复等位基因e、t和i控制。为探究上述两对 性状的遗传规律,用两组果蝇进行了杂交实验,其结果如下表。
回答下列问题:
(1)控制颜色的基因e、t和i均由野生型突变而来,这说明基因突变具有________特点。
(2)e、 t和i之间的显隐关系为_______________。若只考虑颜色的遗传,果蝇的基因型有_______ 种。
(3)甲杂交组合中亲本雌果蝇的基因型为___________,F1中雄果蝇均为乳白眼的原因是 ____________。乙杂交组合中亲本雄果蝇产生配子的基因型为________。
(4)已知翻翅伊红眼雌果蝇与翻翅乳白眼雄果蝇杂交,F1中出现了正常翅乳白眼雄果蝇。若再将F1中的翻翅伊红眼雌果蝇与翻翅乳白眼雄果蝇杂交,则F2中正常翅伊红眼雌果蝇的概率为________。
【解题步骤】本题考查基因突变的特点、自由组合定律和伴性遗传的应用。伴性遗传遵循基因的分离定律,伴性遗传与常染色体遗传的综合类题目其实质是考查基因的自由组合定律,解答此类题目的一般步骤是:第一步,分别判断两对基因的显隐性及其所在的染色体;第二步,对两对性状分别进行基因型推断和概率分析;第三步,用乘法原理或加法原理对两对相对性状的遗传结果进行综合。
【解析】(1)控制眼色的野生型基因可以突变为基因e、t和i,说明基因突变具有多方向性的特点。(2)分析表中数据,A 是纯合致死基因,且甲中亲本杂交,子一代雌雄果蝇中翻翅∶正常翅=2∶1,可知控制翅型的基因在常染色体上且翻翅为显性性状;雌果蝇中眼色都为淡色,雄果蝇中眼色都为乳白,眼色遗传雌雄果蝇存在差异,且存在交叉遗传现象,说明控制眼色的基因在X染色体上。据甲组合分析,t对i为完全显性,据乙组合分析,e对t为完全显性,故e对t和i为完全显性,t对i为完全显性。若只考虑眼色的遗传,果蝇的基因型有:XeXe、XeXt、XeXi、XtXt、XtXi、XiXi、XeY、XtY、XiY九种。(3)据甲组合可推出亲本雌雄果蝇的基因型为AaXiXi、AaXtY,F1中雄果蝇均为乳白眼的原因是亲本雌果蝇眼色的基因型为XiXi,只形成一种配子Xi,雌配子Xi与雄配子Y结合,形成F1中乳白眼的雄果蝇;据乙组合可推出亲本雌雄果蝇的基因型为AaXeXt、aaXtY,aaXtY产生的配子的基因型为aXt和aY。(4)由于F1 中出现了正常翅乳白眼雄果蝇(aaXiY),故亲本翻翅伊红眼雌果蝇基因型为AaXeXi、翻翅乳白眼雄果蝇基因型为AaXiY。已知A是纯合致死基因,若再将F1 中的翻翅伊红眼雌果蝇(AaXeXi)与翻翅乳白眼雄果蝇(AaXiY)杂交,则 F2 中正常翅伊红眼雌果蝇(aaXeXi)的概率为1/3×1/4=1/12。
【答案】(1)多方向性 (2)e对t和i为完全显性,t对i为完全显性 9 (3)AaXiXi 控制眼色的基因位于X染色体上,亲代乳白眼雌果蝇将Xi传递给了F1的雄果蝇 aXt和aY (4)1/12
考点十一 生物的变异与进化
1.(2017天津,T4)基因型为AaBbDd的二倍体生物,其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如图。叙述正确的是
A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中
B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
C.B(b)与D(d)间发生重组,遵循基因自由组合定律
D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异
【解析】本题考查减数分裂过程中同源染色体的变化与变异的关系、配子基因型的判断等内容。A与a、D与d位于一对同源染色体上,这两对等位基因的分离都发生在减数第一次分裂时,即初级精母细胞中,而交叉互换后的B与b分布在一条染色体的两条姐妹染色单体上,这对基因的分离可发生在减数第二次分裂时,即次级精母细胞中,A项错误;该细胞能产生ABD、abd、AbD、aBd四种精子,B项正确;B(b)与D(d)间的基因重组是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换导致的,不遵循自由组合定律,C项错误;同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组,不属于染色体结构变异,D项错误。
【答案】B
【方法总结】染色体易位与交叉互换可以通过表格的形式进行区别:
2.(2017江苏,T19)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa,其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是
A.题图表示的过程发生在减数第一次分裂后期
B.自交后代会出现染色体数目变异的个体
C.该玉米单穗上的籽粒基因型相同
D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子
【解析】本题考查减数分裂过程、染色体数目变异等相关知识。图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期,A项错误;由异常联会图示可知,同源染色体中的三条染色体可移到一个细胞中,而另一条染色体可移到另一个细胞中,因此,减数分裂后形成的配子中有的染色体数目异常,自交后代会出现染色体数目变异的个体,B项正确;该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子结合形成,因此基因型可能不同, C项错误;该植株形成的配子中有的基因型为Aa,含这种配子的花药培养加倍后形成的个体是杂合子,D项错误。
【答案】B
3.(2017浙江,T7)研究人员用X射线处理野生型青霉菌,选育出了高产青霉菌新菌株。这种育种方法属于
A.杂交育种 B.单倍体育种 C.诱变育种 D.多倍体育中
【解析】本题考查生物变异在生产上的应用。利用物理、化学因素诱导生物发生变异,并从变异后代中选育新品种的过程,叫诱变育种;杂交育种指通过杂交,把生物不同品种间的基因重新组合,以便将不同亲本的优良基因组合到一起,从而培育出对人类有益的新品种的过程;单倍体育种指诱导配子直接发育成植株,再用秋水仙素处理使染色体加倍,成为可育的纯合子的过程;多倍体育种多指抑制细胞分裂时纺锤体的形成,使染色体的数目加倍,故C正确。
【答案】C
4.(2017江苏,T7) 下列关于生物进化的叙述,错误的是
A.某物种仅存一个种群,该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离,但两洲人之间并没有生殖隔离
C.无论是自然选择还是人工选择作用,都能使种群基因频率发生定向改变
D.古老地层中都是简单生物的化石,而新近地层中含有复杂生物的化石
【解析】本题考查种群基因库和生物进化的基本理论及生物进化的证据。种群中所有个体所含有的基因才是这个物种的全部基因,A项错误;各大洲人之间并没有生殖隔离,B项正确;无论是自然选择还是人工选择作用,都可使种群基因频率发生定向改变,C项正确;越古老的地层中的化石所代表的生物结构越简单,在距今越近的地层中,挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂,说明生物是由简单到复杂进化的,D项正确。
【答案】A
5.(2017浙江,T17)经调查发现,某地区青菜虫种群的抗药性不断增强,其原因是连续多年对青菜虫使用农药,下列叙述正确的是
A.使用农药导致青菜虫发生抗药性变异
B.青菜虫抗药性的增强是人工选择的结果
C.通过选择导致青菜虫抗药性不断积累
D.环境是造成青菜虫抗药性不断增强的动力
【解析】本题考查变异、进化和自然选择。可遗传的变异是生物进化的原始材料,抗药性的产生是基因突变的结果,农药只是起筛选作用,A错误;菜青虫抗药性的增强是自然选择的结果,B错误;经过连续数代的选择,微小变异可积累成显著变异,C正确;自然选择是造成菜青虫抗药性不断增强的动力,D错误。
【答案】C
6.(2017天津节选,T9)玉米自交系(遗传稳定的育种材料)B具有高产、抗病等优良性状,但难以直接培育成转基因植株,为使其获得抗除草剂性状,需依次进行步骤Ⅰ、Ⅱ试验。
Ⅱ.通过回交使自交系B获得抗除草剂性状
(1)抗除草剂自交系A(GG)与自交系B杂交产生F1,然后进行多轮回交(如图)。自交系B作为亲本多次回交的目的是使后代 。
对Hn继续筛选,最终选育出高产、抗病、抗除草剂等优良性状的玉米自交系。
(2)假设子代生活力一致,请计算上图育种过程F1、H1、H2、H3各代中含G基因植株的比例,并在图a中画出对应的折线图。若回交后每代不进行鉴定筛选,直接回交,请在图b中画出相应的折线图。
(3)下表是鉴定含G基因植株的4种方法。请预测同一后代群体中,4种方法检出的含G基因植株的比例,从小到大依次是 。
【解析】(1)与亲本自交系B回交次数越多,则得到的后代含自交系B的遗传物质就越多。(2)自交系A的基因型为GG,设自交系B对应的基因型为gg,则F1的基因型为Gg,F1与自交系B回交,所得H1中Gg占1/2,筛选Gg再与自交系B回交所得H2中Gg占1/2,同理,H3中Gg占1/2;若不筛选,H1中占1/2的Gg与自交系B回交,所得H2中Gg占1/4,H2中占1/4的Gg与自交系B回交,所得H3中Gg占1/8。(3)G基因导入受体细胞后,不一定转录形成mRNA,转录形成的mRNA不一定翻译形成相应的蛋白质,翻译形成相应的蛋白质,不一定表现出抗除草剂性状,所以通过4种方法检测出含G基因植株的比例由小到大依次是x4、x3、x2、x1。
【答案】(1)积累越来越多自交系 B 的遗传物质/优良性状 (2)
(3)x4,x3,x2,x1
7.(2017北京,T30)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。
(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为 ,因此在 分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的 。
(2)研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)。
①根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。
从图2结果可以推测单倍体的胚是由 发育而来。
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫∶白=3∶5,出现性状分离的原因是 ,推测白粒亲本的基因型是 。
③将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下:
请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型 。
(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)③中的育种材料与方法,育种流程应为 ;将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体。
【解析】(1)单倍体玉米体细胞的染色体数是正常玉米的一半,即10条染色体。由于单倍体玉米的细胞中没有同源染色体,所以在减数第一次分裂前期,无法联会;减数第一次分裂后期染色体随机进入两个子细胞中,最终导致产生的配子中没有完整的染色体组。(2)①从图2能够看出,3和2的结果相同,说明F1单倍体胚来源于普通玉米,由母本产生的卵细胞发育而来。②因为子代籽粒中紫∶白=3∶5,说明子代中紫粒占3/8,又因为这两对基因的遗传遵循自由组合定律,3/8=1/2×3/4,其中“1/2”为一对基因杂合子测交后代中某一性状所占比例,“3/4”为一对基因杂合子自交后代中显性性状所占比例,因此可推出白粒亲本的基因型为Aarr或aaRr,紫粒亲本的基因型为AaRr。③单倍体籽粒胚是由卵细胞发育而来的,基因型为ar,表型为白色;二倍体籽粒胚的基因型是AaRr,表型为紫色;二者胚乳的表型均为紫色,基因型为AaaRrr。(3)欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种,首先用两个纯合子(G和H)杂交,将得到的F1作为母本和突变体S杂交,挑选出表型为白色的单倍体籽粒;然后对单倍体进行染色体加倍以获得纯合子,最后筛选出具有优良性状的个体。
【答案】(1)10 减数 染色体组 (2)①卵细胞 ②紫粒亲本是杂合子 Aarr/aaRr ③单倍体籽粒胚的表型为白色,基因型为ar;二倍体籽粒胚的表型为紫色,基因型为AaRr;二者胚乳的表型均为紫色,基因型为AaaRrr。 (3)G与H杂交,将所得F1为母本与S杂交,根据籽粒颜色挑出单倍体
8.(2017江苏,T27)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株,决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。 请回答下列问题:
(1)要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的 物质是否发生了变化。
(2)在选择育种方法时,需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体,则可采用育种方法①,使早熟基因逐渐 ,培育成新品种1。为了加快这一进程,还可以采集变异株的 进行处理,获得高度纯合的后代,选育成新品种2,这种方法称为 育种。
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株,可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式,由此造成不规则的 ,产生染色体数目不等、生活力很低的 ,因而得不到足量的种子。 即使得到少量后代,早熟性状也很难稳定遗传。 这种情况下,可考虑选择育种方法③,其不足之处是需要不断制备 ,成本较高。
(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状,但其他性状有差异,这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次 ,产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。
【解析】 (1)生物的可遗传性状是由基因控制的,培育得到的新品种,与原种控制相关性状的遗传物质(基因)可能有所差异,因而可根据变异株中的遗传物质是否发生变化来判断变异株是否具有育种价值。(2)连续自交过程中早熟基因逐渐纯合,培育成新品种1。可先通过花药离体培养,再用秋水仙素处理单倍体幼苗,从而获得高度纯合的后代,这种方法属于单倍体育种。(3)若是染色体组数目改变引起的变异,则在减数分裂过程中同源染色体配对会发生紊乱,不规则的染色体分离导致产生染色体数目不等、生活力低的异常配子,只有极少数配子正常,故只得到极少量的种子。育种方法③需首先经植物组织培养获得柑橘苗,而植物组织培养技术操作复杂,成本较高。(4)育种方法①需连续自交,每次减数分裂时与早熟性状相关的基因和其他性状相关的基因都会发生基因重组,产生多种基因型,经选育只有一部分基因型保留下来。植物组织培养过程中不进行减数分裂,无基因重组发生。
【答案】(1)遗传 (2)纯合 花药 单倍体 (3)染色体分离 配子 组培苗 (4)重组
考点十二 人体的内环境及调节
1.(2017江苏,T15)下列关于人体内环境与稳态的叙述,正确的是
A.浆细胞能够特异性识别抗原
B.饥饿时,血液流经肝脏后血糖浓度会升高
C.寒冷环境下机体通过各种途径减少散热,使散热量低于炎热环境
D.肾小管细胞和下丘脑神经分泌细胞能够选择性表达抗利尿激素受体基因
【解析】本题综合考查人体内环境及稳态的调节,涉及体温调节、血糖平衡调节、水盐调节和免疫调节。浆细胞不能识别抗原,A项错误;饥饿时,肝糖原可以分解成葡萄糖释放到血液中使血糖浓度升高,B项正确;寒冷环境下机体通过各种途径减少散热,但由于机体与外界温差大,其散热量仍大于炎热环境,C项错误;下丘脑神经分泌细胞不是抗利尿激素作用的靶细胞,无抗利尿激素受体基因的表达,D项错误。
【答案】B
2.(2017海南,T14)当外界温度高于动物体温时,下列不利于动物散热的是
A.马出汗
B.猴子在水里玩耍
C.犬伸出舌加速喘息
D.牛排尿量减少
【解析】本题考查动物体温调节中散热的方式。马出汗时汗液蒸发可以带走大量热量,犬伸出舌加速喘息,可加快唾液蒸发,猴子在水中玩耍时水温低于体温,同时猴子身上水分蒸发也有利于散热,A项、B项、C项都有利于散热;排尿可带走体内热量, 排尿减少不利于散热,D项符合题意。
【答案】D
3.(2017北京,T4)细胞外葡萄糖浓度调节胰岛B细胞(β细胞)分泌胰岛素的过程如图,对其理解错误的是
A.细胞呼吸将葡萄糖中的化学能贮存在ATP中
B.Ca2+内流促使细胞通过胞吐方式释放胰岛素
C.细胞外葡萄糖浓度降低会促进胰岛素释放
D.该过程参与了血糖浓度的反馈调节机制
【解析】本题通过葡萄糖浓度调节胰岛素分泌示意图综合考查细胞呼吸、物质运输方式、血糖调节等知识。葡萄糖影响胰岛素的分泌是通过影响K+的外流,进而影响Ca2+的内流,促进胰岛素释放的。葡萄糖氧化分解释放的能量大多以热能形式散失,少部分贮存在ATP中,用于生物体的各项生命活动,A项正确;由图可知,Ca2+内流促进了胰岛素以胞吐的方式被释放到细胞外,B项正确;细胞外葡萄糖含量增加会促进胰岛素释放,C项错误;细胞外葡萄糖浓度升高会促进胰岛素的分泌,从而降低细胞外血糖浓度,属于负反馈调节,D项正确。
【答案】C
4.(2017全国卷Ⅲ,T4) 若给人静脉注射一定量的0.9%NaCl溶液,则一段时间内会发生的生理现象是
A.机体血浆渗透压降低,排出相应量的水后恢复到注射前水平
B.机体血浆量增加,排出相应量的水后渗透压恢复到注射前水平
C.机体血浆量增加,排出相应量的NaCl和水后恢复到注射前水平
D.机体血浆渗透压上升,排出相应量的NaCl后恢复到注射前水平
【解析】本题通过给人体注射生理盐水,考查人体稳态中水盐平衡的调节。0.9%的NaCl溶液的渗透压与血浆渗透压相等,所以静脉注射该溶液后,血浆渗透压不变,A、D错误;静脉注射一定量的0.9% NaCl溶液会导致血浆量增加,而后经过机体的调节会将过多的水和NaCl排出体外,B错误。
【答案】C
【一分钟快解】结合生活实际,0.9% NaCl溶液是生理盐水,是人体等渗溶液,因此不会造成机体血浆渗透压升高或降低,排除A、D项;0.9% NaCl溶液中含有NaCl和水,必须排出相应量的NaCl和水后才能恢复到注射前水平。
5.(2017全国卷Ⅰ,T4)某同学将一定量的某种动物的提取液(A)注射到实验小鼠体内,注射后若干天,未见小鼠出现明显的异常表现。将小鼠分成两组,一组注射少量的A,小鼠很快发生了呼吸困难等症状;另一组注射生理盐水,未见小鼠有异常表现。对实验小鼠在第二次注射A后的表现,下列解释合理的是
A.提取液中含有胰岛素,导致小鼠血糖浓度降低
B.提取液中含有乙酰胆碱,使小鼠骨骼肌活动减弱
C.提取液中含有过敏原,引起小鼠发生了过敏反应
D.提取液中含有呼吸抑制剂,可快速作用于小鼠呼吸系统
【解析】本题通过实验考查免疫功能过强引起的过敏反应,要求考生掌握实验设计的对照原则并能根据实验现象给出合理解释。过敏反应是指已产生免疫的机体,在再次接受相同的抗原刺激后所发生的组织损伤或功能紊乱。该实验中,给实验小鼠第一次注射一定量的某种动物提取液若干天后,并未见小鼠出现明显的异常表现,但实验组小鼠再次注射少量A后很快发生了呼吸困难等症状,说明这种动物提取液中含有小鼠的过敏原。第一次注射后小鼠的免疫系统已通过免疫反应产生了抗体,再次接受相同过敏原刺激时,已免疫的机体中过敏原和抗体结合后,经过一系列反应小鼠出现了呼吸困难等症状,C项合理。
【答案】C
6.(2017天津,T2)细颗粒物(PM2.5)可影响免疫系统功能。下表相关推论错误的是
【解析】本题考查非特异性免疫以及细胞免疫与体液免疫的相关知识。解答本题的关键是明确B细胞在体液免疫中起作用。皮肤和黏膜构成人体的第一道防线,属于非特异性免疫,A项正确;T细胞在体液免疫和细胞免疫中都能发挥作用,所以改变T细胞的数目,会影响特异性免疫,B项正确;B细胞在体液免疫中起作用,C项错误;抗体在体液免疫中发挥作用,D项正确。
【答案】C
7.(2017浙江,T9)下列关于艾滋病的叙述,错误的是
A.HIV的主要传播途径是性接触、血液传播和母婴传播
B.感染HIV后一般要经过较长的潜伏期才会发病
C.艾滋病是一种削弱人体免疫功能的疾病
D.HIV侵入人体后只感染辅助性T淋巴细胞
【解析】本题考查艾滋病的相关知识。HIV是一种逆转录病毒,它侵入人体后能识别并结合辅助性T淋巴细胞表面的受体,进入细胞。HIV还可以感染体内其他类型的细胞,如脑细胞、巨噬细胞,故D错误。
【答案】D
8.(2017浙江,T22)若某人不慎感染了H7N9禽流感病毒,机体会产生相应的免疫应答。下列叙述正确的是
A.病毒会在呼吸道和消化道腺体的分泌物中大量增殖
B.成熟B淋巴细胞表面具有与该病毒特异性结合的受体分子
C.效应B细胞分泌的抗体能识别并结合抗原–MHC复合体
D.细胞毒性T细胞接受辅助性T细胞的信号后即开始分裂
【解析】本题考查特异性免疫的过程。H7N9 禽流感病毒不能独立生存,只有寄生在一些生物的活细胞里才能进行生命活动,A错误。成熟B淋巴细胞合成能与特定抗原结合的受体分子,也就是相对应的抗体分子,受体分子在合成后便移到细胞膜上,B正确。效应B细胞分泌的抗体能识别并结合抗原,而非抗原–MHC复合体,C错误。细胞毒性T细胞接受辅助性T细胞的信号,还必须接受抗原–MHC复合体的刺激才能促进这个细胞毒性T细胞开始分裂,形成一个克隆,D错误。
【答案】B
9.(2017全国卷Ⅰ,T31)血浆渗透压可分为胶体渗透压和晶体渗透压,其中,由蛋白质等大分子物质形成的渗透压称为胶体渗透压,由无机盐等小分子物质形成的渗透压称为晶体渗透压。回答下列问题:
(1)某种疾病导致人体血浆蛋白含量显著降低时,血浆胶体渗透压降低,水分由 进入组织液,可引起组织水肿等。
(2)正常人大量饮用清水后,胃肠腔内的渗透压下降,经胃肠吸收进入血浆的水量会 ,从而使血浆晶体渗透压 。
(3)在人体中,内环境的作用主要为:①细胞生存的直接环境,② 。
【解析】本题考查渗透压、组织水肿、内环境等知识。(1)由题干信息可知,胶体渗透压是由蛋白质等大分子物质形成的,而晶体渗透压是由无机盐等小分子物质形成的。某种疾病导致人体血浆蛋白含量显著降低时,血浆胶体渗透压降低,水分由血浆进入组织液,可引起组织水肿等。(2)正常人大量饮用清水后,胃肠腔内的渗透压下降,经胃肠吸收进入血浆的水量会增加,致使血浆中无机盐等小分子的浓度变小,血浆晶体渗透压降低。(3)细胞作为一个开放的系统,可以直接与内环境进行物质交换:不断获取进行生命活动所需要的物质,同时又不断排出代谢产生的废物,从而维持细胞正常的生命活动。所以说,内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
【答案】(1)血浆 (2)增加 降低 (3)细胞与外界环境进行物质交换的媒介
10.(2017海南,T27)回答下列与人体的体液调节相关的问题:
(1)与激素一样,CO2也可以作为体液调节因子,参与体液调节,支持这一观点的事实之一是细胞代谢产生的CO2可通过_________运输到达其作用部位,进而对呼吸活动进行调节,体液调节的含义是_______________________。
(2)盐酸不是体液调节因子,其原因是胃腺分泌的盐酸进入胃腔后,参与食物消化,且在这个过程中,胃腺分泌的盐酸经过导管到达胃腔不经过______运输的过程。胃腔属于_____(填“外环境”或“内环境”)。
【解析】本题考查体液调节的概念及其特点、内环境的相关知识。(1)细胞代谢产生的CO2可通过血液(体液)运输到达其作用部位,通过刺激呼吸中枢对呼吸活动进行调节。激素等化学物质(除激素外,还有其他调节因子如CO2等),通过体液运输到达其作用部位,进而对生命活动进行调节的方式称为体液调节。(2)胃腺是外分泌腺,其分泌的盐酸经过导管到达胃腔,参与食物消化,盐酸不经过血液(体液)运输的过程,因此盐酸不属于体液调节因子。胃腔与外界相通,属于外环境。
【答案】(1)血液(体液) 激素、CO2等化学物质通过体液运输到达其作用部位,对生命活动进行调节的方式 (2)血液(体液) 外环境
11.(2017全国卷Ⅲ,T31) 为研究胰岛素的生理作用,某同学将禁食一段时间的实验小鼠随机分为A、B、C、D四组,A组腹腔注射生理盐水,B、C、D三组均腹腔注射等量胰岛素溶液,一段时间后,B、C、D三组出现反应迟钝、嗜睡等症状,而A组未出现这些症状。回答下列问题:
(1)B、C、D三组出现上述症状的原因是 。
(2)B、C、D三组出现上述症状后进行第二次注射,给B组腹腔注射生理盐水;为尽快缓解上述症状给C组注射某种激素、给D组注射某种营养物质。那么C组注射的激素是 ,D组注射的营养物质是 。
(3)第二次注射后,C、D两组的症状得到缓解,缓解的机理分别是 。
【解析】本题通过设置胰岛素的生理作用实验,考查胰岛素的调节作用。(1)腹腔注射胰岛素降低了血糖浓度,致使小鼠体内血糖含量下降,当血糖含量远低于正常水平时,大脑能量供应不足,会出现反应迟钝、嗜睡等症状。(2)根据题干信息,为尽快缓解反应迟钝、嗜睡等症状,需要提高小鼠血糖含量,所以C组注射的激素应是胰高血糖素,D组注射的营养物质应是葡萄糖。(3)C组注射胰高血糖素后,胰高血糖素促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,使血糖浓度升高,达到正常值后,症状缓解。D组通过直接注射葡萄糖,使血糖浓度升高,达到正常值后,症状缓解。
【答案】(1)血糖低于正常水平 (2)胰高血糖素 葡萄糖 (3)C组:胰高血糖素能促进糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖, 使血糖水平升高;D组:葡萄糖直接使血糖水平升高
12.(2017天津,T8) 胰岛素可以改善脑神经元的生理功能,其调节机理如图所示。据图回答:
(1)胰岛素受体(InR)的激活,可以促进神经元轴突末梢释放 ,作用于突触后膜上的受体,改善突触后神经元的形态与功能。该过程体现了细胞膜的 功能。
(2)胰岛素可以抑制神经元死亡,其原因是胰岛素激活InR后,可以 。
(3)某些糖尿病病人胰岛功能正常,但体内胰岛素对InR的激活能力下降,导致InR对GLUT转运葡萄糖的直接促进作用减弱,同时对炎症因子的抑制作用降低,从而 了炎症因子对GLUT的抑制能力。最终,神经元摄取葡萄糖的速率 。与正常人相比,此类病人体内胰岛素含量 。
【解析】(1)由图示可知,胰岛素受体(InR)被激活后引起了多方面的变化,例如促进神经元轴突末梢释放神经递质。神经递质作为信息分子,会引起突触后神经元的变化,该过程体现了细胞膜具有信息交流的功能。(2)胰岛素受体被激活后,可以抑制神经元凋亡,同时还抑制了炎症因子的释放,而炎症因子可以促进神经细胞变性、坏死。(3)胰岛素受体被激活后可以促进GLUT的功能,同时抑制了炎症因子的释放,而炎症因子能抑制GLUT的功能,所以当胰岛素对胰岛素受体的激活能力下降后,不仅会导致InR对GLUT转运葡萄糖的促进作用减弱,同时对炎症因子的抑制作用也减弱,即炎症因子对GLUT的抑制作用加强。GLUT被抑制后,神经元摄取葡萄糖的速率也下降。该类病人胰岛功能正常但体内胰岛素对InR的激活能力下降,导致机体对葡萄糖的摄取减弱,血糖浓度高于正常人,故体内胰岛素的含量会增加。
【答案】(1)神经递质 信息交流 (2)抑制神经元凋亡,并抑制炎症因子释放导致的神经细胞变性、坏死 (3)加强 下降 偏高
13.(2017全国卷Ⅱ,T30)将室温(25 ℃)饲养的某种体温为37 ℃的哺乳动物(动物甲)随机分为两组,一组放入41 ℃环境中1 h(实验组),另一组仍置于室温环境中(对照组)。期间连续观察并记录这两组动物的相关行为。结果:实验初期,实验组动物的静卧行为明显减少、焦虑不安行为明显增加。回答下列问题:
(1)实验中,实验组动物皮肤的毛细血管会 ,汗液分泌会 ,从而起到调节体温的作用。
(2)实验组动物出现焦虑不安行为时,其肾上腺髓质分泌的激素会 。
(3)本实验中设置对照组的目的是 。
(4)若将室温饲养的动物甲置于0 ℃的环境中,该动物会冷得发抖,耗氧量会 ,分解代谢会 。
【解析】本题主要考查哺乳动物的体温调节,包括高温环境中散热量增加的途径、低温环境中产热量增加的途径、肾上腺素的功能等。 (1)哺乳动物处于高于体温的环境中时,可通过皮肤毛细血管舒张,增加汗液分泌量,使散热量增加,以维持体温的相对恒定。(2)动物出现焦虑不安行为时,其肾上腺髓质分泌的肾上腺素会增加。(3)实验中设置对照组的目的是与实验组进行对比,以排除无关变量对实验结果的影响。(4)哺乳动物处于低温环境中时,会冷得发抖,此时耗氧量增加,分解代谢增强,使产热量增加以维持体温恒定。
【答案】(1)舒张 增加 (2)增加 (3)排除41 ℃以外因素对实验结果的影响,以保证本实验的结果是由41 ℃引起的 (4)增加 增强
14.(2017北京,T31)疟原虫是一种单细胞动物。它能使人患疟疾,引起周期性高热、寒战和出汗退热等临床症状,严重时致人死亡。
(1)在人体内生活并进行细胞分裂的过程中,疟原虫需要的小分子有机物的类别包括 (写出三类)。
(2)进入血液循环后,疟原虫选择性地侵入红细胞,说明它能够 并结合红细胞表面受体。
(3)疟原虫大量增殖后胀破红细胞进入血液,刺激吞噬细胞产生致热物质。这些物质与疟原虫的代谢产物共同作用于宿主下丘脑的 中枢,引起发热。
(4)疟原虫的主要抗原变异频繁,使疟原虫能避免被宿主免疫系统 性清除,从而使该物种得以 。
(5)临床应用青蒿素治疗疟疾取得了巨大成功,但其抗疟机制尚未完全明了。我国科学家进行了如下实验。
①1、2组结果表明 ;由3、4组结果可知青蒿素对仓鼠细胞线粒体膜电位无明显影响。据此可以得出的结论是 。
②将实验中仓鼠细胞的线粒体替换为 ,能为临床应用青蒿素治疗疟疾提供直接的细胞生物学实验证据。
【解析】
本题以疟疾的患病机理和我国科研工作者对青蒿素抗疟机制的研究为背景,考查体温调节、特异性免疫、受体识别等相关知识。(1)疟原虫在人体内生活并进行细胞分裂的过程中需要糖类、蛋白质、核酸和脂质等有机物,对应的小分子包括葡萄糖、氨基酸、核苷酸和脂肪酸等。(2)疟原虫能识别并结合红细胞表面的受体,进而侵入红细胞。(3)疟原虫感染引起的发热与体温调节有关,因此致热物质与疟原虫的代谢产物应该是作用于宿主下丘脑的体温调节中枢。(4)疟原虫的主要抗原变异频繁,所以疟原虫很难被宿主的免疫系统特异性清除,使该物种得以生存和繁衍。(5)①分析题表,青蒿素可以显著降低疟原虫线粒体膜电位的相对值,对仓鼠细胞的线粒体没有显著影响,说明青蒿素对不同物种线粒体膜电位的影响具有差异性。②要确定青蒿素对人体的作用,可用人体细胞的线粒体代替仓鼠细胞的线粒体进一步实验。
【答案】(1)单糖、氨基酸、核苷酸、脂肪酸(其中三类) (2)识别 (3)体温调节 (4)特异 生存与繁衍 (5)①青蒿素能显著降低疟原虫线粒体膜电位 青蒿素对线粒体膜电位的影响存在物种间差异 ②人体细胞的线粒体
考点十三 动物生物活动的调节
1.(2017浙江,T25) 下列对膝反射过程的分析,正确的是
A.效应器肌梭收到叩击后使感觉神经元的神经末梢产生动作电位
B.含有传入产经元和传出神经元的二元反射弧可引起伸肌舒张
C.动作电位沿运动神经元传到屈肌后使之收缩从而完成膝反射
D.位于脊髓中的抑制性中间神经元能接受刺激并产生神经冲动
【解析】本题考查神经系统最基本的活动形式,即反射。兴奋在神经元之间的传导是单向的,不能从效应器传至感受器,A错误。含有传入神经元和传出神经元的二元反射弧可引起伸肌收缩,B错误。反射活动必须经过完整的反射弧,动作电位沿运动神经元传到屈肌后使之舒张无法体现反射弧的完整性,C错误。位于脊髓中的抑制性中间神经元也能接受刺激并产生神经冲动,D正确。
【答案】D
2.(2017江苏,T8)如图为突触结构示意图,下列相关叙述正确的是
A.结构①为神经递质与受体结合提供能量
B.当兴奋传导到③时,膜电位由内正外负变为内负外正
C.递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙
D.结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关
【解析】本题考查兴奋在神经元之间的传递及细胞膜的功能。神经递质与受体结合不需要能量,A项错误;兴奋传来时,膜电位由内负外正转变为内正外负,B项错误;神经递质在突触前膜释放的方式是胞吐,C项错误;④突触后膜的膜电位变化与膜的选择透过性有关,D项正确。
【答案】D
3.(2017海南,T13)下列与人体神经调节有关的叙述,错误的是
A.缺氧不影响肽类神经递质的合成与释放
B.肌肉细胞的细胞膜上有神经递质的受体
C.神经纤维上的电信号可引起突触前膜释放神经递质
D.神经递质可将突触前神经元的兴奋传递给突触后神经元
【解析】本题考查神经冲动在神经细胞间的传递及其影响因素。神经递质的释放方式是胞吐,需要消耗能量,肽类神经递质的合成也需要消耗能量,缺氧会影响能量供应,从而影响肽类神经递质的合成和释放,A项错误;传出神经末梢和肌细胞膜间会形成类似突触的结构,因此肌细胞膜上有识别神经递质的受体,B项正确;神经冲动到达突触小体,突触小泡受到刺激,会移向突触前膜并与之融合,释放神经递质,神经递质扩散到突触后膜,与突触后膜上的特异性受体结合,从而引发突触后神经元兴奋或抑制,故神经递质可将突触前神经元的兴奋传递给突触后神经元,C、D项正确。
【答案】A
4.(2017海南,T15)下列关于人体中枢神经系统的叙述,错误的是
A.小脑损伤可导致身体平衡失调
B.人的中枢神经系统包括脑和脊髓
C.大脑皮层具有躯体感觉区和运动区
D.下丘脑参与神经调节而不参与体液调节
【解析】本题考查人体中枢神经系统的组成和功能。小脑是维持身体平衡的中枢,小脑损伤可导致身体平衡失调,A项正确;人的中枢神经系统包括脑高级中枢和脊髓低级中枢,B项正确;大脑皮层有躯体感觉区、运动区及言语区等,C项正确;下丘脑可作为体温调节中枢、水盐平衡调节中枢等参与神经调节,下丘脑还可分泌多种促激素释放激素参与体液调节,D项错误。
【答案】D
5.(2017海南,T11)甲状腺激素会对机体的代谢产生影响。若给实验小鼠每日注射适量甲状腺激素,连续注射多日后,不会出现的现象是
A.机体产热增加
B.体重快速增加
C.进食量明显增加
D.放入密闭室中更易窒息死亡
【解析】本题考查甲状腺激素的作用。甲状腺激素能够促进细胞代谢,连续数日注射适量甲状腺激素,小鼠代谢增强,进食量增加,机体产热增加,需要消耗更多的氧气,会出现A、C、D项所述现象;甲状腺激素使小鼠代谢增强,但体重不会快速增加,不会出现B项所述现象。
【答案】B
6.(2017海B南,T17)下列关于哺乳动物胰脏(胰)的叙述,错误的是
A.能分泌胰岛素和胰高血糖素
B.既有内分泌作用也有外分泌作用
C.胰腺细胞分泌的酶直接进入血液中
D.胰岛细胞分泌的激素可以进入血液循环
【解析】本题考查胰脏的功能及分泌物。胰脏分为外分泌腺和内分泌腺,外分泌腺分泌的消化液(含有酶)由导管进入小肠,在小肠中被吸收进入血液,内分泌腺胰岛细胞所分泌的胰岛素和胰高血糖素可以经血液循环运输至全身各处,C项错误。
【答案】C
7.(2017全国卷Ⅱ,T5)下列与人体生命活动调节有关的叙述,错误的是
A.皮下注射胰岛素可起到降低血糖的作用
B.大脑皮层受损的患者,膝跳反射不能完成
C.婴幼儿缺乏甲状腺激素可影响其神经系统的发育和功能
D.胰腺受反射弧传出神经的支配,其分泌胰液也受促胰液素调节
【解析】本题考查人体生命活动调节的相关知识,包括体液调节、神经调节及两者之间的关系。胰岛素的化学本质是蛋白质,不能通过口服发挥作用,可通过皮下注射发挥作用,A项正确;膝跳反射中枢位于脊髓,大脑皮层受损的患者,仍能完成膝跳反射,B项错误;婴幼儿缺乏甲状腺激素可影响其神经系统的发育和功能,C项正确;胰腺作为反射弧中效应器的一部分,受反射弧传出神经的支配,同时其分泌胰液也受促胰液素调节,D项正确。
【答案】B
8.(2017海南,T16)在家兔动脉血压正常波动过程中,当血压升高时,其血管壁上的压力感受器感受到刺激可以反射性地引起心跳减慢和小血管舒张,从而使血压降低,仅由此调节过程判断,这一调节属于
A.神经调节,负反馈调节
B.神经调节,免疫调节
C.体液调节,负反馈调节
D.体液调节,免疫调节
【解析】本题考查调节方式的判断。血压升高刺激引起反射活动使血压降低,该过程属于神经调节;血压升高刺激调节的结果是血压降低,故此调节属于负反馈调节,A项正确。
【答案】A
9.(2017北京,T29)学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。
(1)在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激,传入纤维末梢释放的 作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。
(2)如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高
2~3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”。如图为这一现象可能的机制。
如图所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以 方式进入胞内。Ca2+与 共同作用,使C酶的 发生改变,C酶被激活。
(3)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如:
①对小鼠H区传入纤维施以HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加。该结果为图中的 (填图中序号)过程提供了实验证据。
②图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强。为证实A受体的磷酸化位点位于T上,需将一种短肽导入H区神经细胞内,以干扰C酶对T的磷酸化。其中,实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸 。
A.数目不同序列不同
B.数目相同序列相反
C.数目相同序列相同
③为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设,将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用HFS处理H区传入纤维,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化。请评价该实验方案并加以完善 。
(4)图中内容从 水平揭示了学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。
【解析】本题考查兴奋在神经元之间的传递、物质跨膜运输方式等。(1)传入纤维末梢释放的神经递质作用于突触后膜的相关受体,使突触后膜的膜电位发生变化。(2)从图中可以看出,Ca2+的跨膜运输需要载体蛋白,顺浓度梯度进行,所以其跨膜运输方式为易化(协助)扩散;由图可知,Ca2+与钙调蛋白共同作用后,C酶的空间结构发生变化。(3)①题图中Ⅱ过程表示细胞内A受体运输至细胞膜。细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加,这为图中的Ⅱ过程提供了实验证据。②本实验的目的是证实A受体的磷酸化位点位于T上,实验中需要将一种短肽导入H区神经细胞内,以干扰C酶对T的磷酸化。遵照单一变量原则,实验组应选用与T的氨基酸数目相同序列相同的短肽,对照组则应选用与T的氨基酸数目相同序列相反的短肽。③实验目的是验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”,但实验操作存在缺陷,详见答案。(4)图中内容是从细胞和分子水平来研究学习、记忆机制的。
【答案】(1)神经递质 (2)易化扩散/协助扩散 钙调蛋白 空间结构 (3)①Ⅱ ②C、B ③该实验方案存在两处缺陷。第一,应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验。第二,应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜电位变化的实验。 (4)细胞和分子
10.(2017江苏,T28)图甲、图 乙 分别表示 1 000 m 持续全速游泳对女子运动员不同生理期雌二醇(一种雌激素)、胰岛素水平的影响。请据图回答下列问题:
(1)雌二醇属于 类化合物。
(2)1 000 m持续全速游泳会使女子运动员雌二醇激素水平 。
(3)由图中检测结果可推测,影响雌二醇激素水平的因素有 。
(4)1 000 m持续全速游泳影响女子运动员胰岛素水平,合理的解释有 (填下列字母)。
a.胰岛B细胞分泌活动受到抑制
b.收缩肌群对胰岛素的利用量增加
c.胰岛素为运动提供能量
d.血糖浓度升高导致胰岛素分泌量减少
(5)1 000 m持续全速游泳影响女子运动员胰岛素水平,有利于肝糖原分解和 ,以保持血糖浓度的相对稳定。
(6)葡萄糖转运载体(GLUT)有多个成员,其中对胰岛素敏感的是 GLUT4。
①GLUT1~3几乎分布于全身所有组织细胞,它们的生理功能不受胰岛素的影响,其生理意义在于 ,以保证细胞生命活动的基本能量需要。
②据图丙分析,当胰岛素与蛋白M结合之后,经过细胞内信号转导,引起 的融合,从而提高了细胞对葡萄糖的转运能力。
③结合图丙分析,下列因素中可能会引发糖尿病的有 (填下列字母)。
a.体内产生蛋白M抗体
b.体内产生胰岛素抗体
c.信号转导蛋白缺失
d.胰高血糖素与其受体结合发生障碍
【解析】本题主要考查血糖平衡的调节过程、雌激素分泌的影响因素,意在考查考生的识图与分析能力。 (1)性激素的化学本质是脂质中的固醇,已知雌二醇是一种雌激素,故其属于脂质中的固醇类。(2)分析图甲柱状图可知,1 000 m 持续全速游泳会使女子运动员雌二醇激素水平升高。(3)由图甲的横坐标和不同柱状图可知,影响雌二醇激素水平的因素有生理期和运动。(4)1 000 m 持续全速游泳结束后胰岛素水平下降,可能的原因是胰岛B细胞的分泌活动受到抑制,或在运动过程中收缩肌群对胰岛素的利用量增加。胰岛素为激素,不会提供能量;血糖浓度升高会导致胰岛素分泌量增多。(5)1 000 m 持续全速游泳消耗大量葡萄糖,胰岛素水平降低有利于肝糖原分解和脂肪等非糖物质的转化,以保持血糖浓度的相对稳定。(6)①GLUT1~3转运葡萄糖的过程不受胰岛素的影响,以维持细胞对葡萄糖的基础转运量,以保证细胞生命活动的基本能量需要。②据图丙分析,当胰岛素与蛋白 M 结合之后,经过细胞内信号转导,引起含GLUT4的囊泡与细胞膜的融合,从而提高了细胞对葡萄糖的转运能力。③体内产生蛋白M 抗体、体内产生胰岛素抗体都会影响胰岛素的功能,使胰岛素不能发挥作用,信号转导蛋白缺失会影响含GLUT4的囊泡与细胞膜的融合,故都可能会引发糖尿病。胰高血糖素能使血糖升高,若胰高血糖素与其受体结合发生障碍,不会引发糖尿病。
【答案】(1)脂质(或固醇) (2)升高 (3)生理期、运动 (4)a、b (5)脂肪等非糖物质转化为葡萄糖 (6)①维持细胞对葡萄糖的基础转运量 ②含GLUT4的囊泡与细胞膜 ③a、b、c
考点十四 植物的激素调节
1.(2017全国卷Ⅰ,T3) 通常,叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶片衰老的影响,将某植物离体叶片分组,并分别置于蒸馏水、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、CTK+ABA溶液中,再将各组置于光下。一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势如图所示。据图判断,下列叙述错误的是
A.细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老
B.本实验中CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱
C.可推测ABA组叶绿体中NADPH合成速率大于CTK组
D.可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程
【解析】本题借助实验原理和图形考查植物激素的作用,要求考生具备一定的实验探究能力以及获取信息的能力。本题运用对照原则、正确判断实验的自变量和因变量是解决问题的关键,根据题干相关信息并结合题图可判断本题的自变量是激素的种类,因变量是叶绿素的相对含量,蒸馏水处理为对照组。分析题干信息,叶片中叶绿素含量下降可作为叶片衰老的检测指标,由题图可知,与对照组相比,细胞分裂素(CTK)处理组叶绿素的相对含量较高,说明CTK可延缓该植物离体叶片的衰老,A正确;CTK+ABA处理组叶绿素的相对含量低于CTK处理组但高于对照组,说明ABA削弱了CTK延缓该植物离体叶片衰老的作用,B正确;ABA处理组叶绿素的相对含量低于CTK处理组,可推测其光反应速率应小于CTK处理组,NADPH的合成速率也应小于CTK组,C错误;ABA处理组叶绿素的相对含量低于对照组,说明ABA可能促进叶绿素的分解,故推测ABA能加速秋天银杏树的叶片由绿变黄的过程,D正确。
【答案】C
2.(2017浙江,T16)植物学家温特利用切去尖端的幼苗进行如图所示的实验。下列叙述错误的是
A.在黑暗条件下进行实验是为了避免光的干扰
B.①与④的结果证明琼脂快不含促进幼苗生长的化学物质
C.②与③的结果证明苗尖端含有促进幼苗生长的化学物质
D.该实验的成功之处在于将苗尖端的化学物质扩散到琼脂块中再去影响切去尖端的幼苗
【解析】本题考查生长素的发现实验。②与③均为实验组,若要证明苗尖端含有促进幼苗生长的化学物质,还需要加入对照组(①、④),对照组无生长反应才能充分说明,苗尖端确实存在一种能促进幼苗生长的化学物质,故C错误。
【答案】C
3.(2017全国卷Ⅲ,T30)干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成。取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变体幼苗,进行适度干旱处理,测定一定时间内茎叶和根的生长量,结果如图所示。
回答下列问题:
(1)综合分析上图可知,干旱条件下,ABA对野生型幼苗的作用是 。
(2)若给干旱处理的突变体幼苗施加适量的ABA,推测植物叶片的蒸腾速率会 ,以对环境的变化作出反应。
(3)ABA有“逆境激素”之称,其在植物体中的主要合成部位有 (答出两点即可)。
(4)根系是植物吸收水分的主要器官。根细胞内水分的主要作用有 (答出两点即可)。
【解析】本题通过实验结果曲线图考查实验结果的分析、水分的生理功能、ABA的合成部位等相关内容。(1)由题干信息可知,干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成,因此随着干旱处理时间的增加,植物体内脱落酸的合成量增加,与突变体(缺失ABA)相比,野生型幼苗茎叶长度的增加值减小,而根长度的增加值却增大,因此ABA对野生型幼苗的作用是抑制茎叶的生长,促进根的生长。(2)干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成,ABA可抑制植物茎叶的生长,从而降低蒸腾速率,减少水分散失。由于突变体幼苗不能合成ABA,其蒸腾速率较高,在施加适量的ABA后,植物叶片的蒸腾速率会降低,从而对环境的变化作出反应。(3)ABA主要在植物的根冠、萎蔫的叶片中合成。(4)根细胞内水分的主要作用有:是根细胞的重要组成成分、是根细胞内的良好溶剂、参与根细胞内的生化反应、可以运送营养物质和代谢废物、维持根细胞形态等。
【答案】(1)促进根的生长,抑制茎叶的生长 (2)降低 (3)根冠、萎蔫叶片 (4)水是根细胞的重要组成成分,水参与根细胞内的生化反应
4.(2017海南,T26)为探究植物生长素对枝条生根的影响,研究人员在母体植株上选择适宜的枝条,在一定部位进行环剥去除树皮(含韧皮部),将一定浓度的生长素涂抹于环剥口上端,并用湿土包裹环剥部位,观察枝条的生根情况,实验的部分结果如表所示。
回答下列问题:
(1)据表可知,生长素用量为0时,有些枝条也生根。其首次出根需要天数较多的原因是_____。
(2)表中只提供了部分实验结果,若要从表中所列各生长素用量中确定促进该植物枝条生根效果最佳的用量,你认为需要提供的根的观测指标还有_______(答出两点即可)。
(3)从激素相互作用的角度分析,高浓度生长素抑制植物生长的原因是_________。
【解析】本题考查植物生长素对枝条生根的影响实验分析。(1)枝条自身也能合成生长素促进生根,但由于自身合成的生长素较少,积累到生根所需浓度的时间较长,故外源生长素浓度为0时,出根需要的天数较多。(2)适宜浓度的生长素能促进枝条生根和促进根生长,因此若要确定促进该植物枝条生根效果最佳的用量,观测指标还应有每个枝条的生根数量、根的长度等。(3)生长素浓度增加到一定值时,会促进乙烯的合成,乙烯含量的升高会抑制植物的生长。
【答案】(1)枝条自身产生的生长素较少,积累到生根所需浓度时间长 (2)每个枝条的生根数量、根的长度(3)生长素浓度高时会促进乙烯的合成,乙烯能够抑制植物的生长
考点十五 种群和群落
1.(2017全国卷Ⅲ,T5)某陆生植物种群的个体数量较少,若用样方法调查其密度,下列做法合理的是
A.将样方内的个体进行标记后再计数
B.进行随机取样,适当扩大样方的面积
C.采用等距取样法,适当减少样方数量
D.采用五点取样法,适当缩小样方面积
【解析】本题通过设置某陆生植物种群的个体数量较少的情境,考查植物种群密度调查的相关知识。根据题干信息“某陆生植物种群的个体数量较少”,在用样方法调查时,选取的样方过小,可能导致收集到的数据较少,偶然性较大,因此需要适当扩大样方的面积或者增加样方的数量,C、D错误。用样方法调查植物种群密度时不需要对样方内的个体进行标记,A错误。
【答案】B
2.(2017北京,T3)酸雨指pH小于5.6的大气降水。在实验室中模拟酸雨喷淋樟树和楝树的树苗。结果发现,楝树的高度比对照组低约40%,而樟树的高度没有明显差异。结合生态学知识所作的合理推测是
A.酸雨对楝树种群中个体的株高影响较明显
B.酸雨对樟树种群密度的影响比对楝树的大
C.森林生态系统物种丰(富)度不受酸雨影响
D.楝树生长的群落中,其他树种都不耐酸雨
【解析】本题考查生态学的相关知识,凸显环境保护的重要意义,有利于考生加深对“绿色”理念的理解及生态意识的建立。楝树在酸雨喷淋环境下比对照组树高低了约40%,而樟树的高度没有明显差异,因此酸雨对楝树种群中个体的株高影响较明显,A项正确。题干信息没有给出酸雨对两个树种的种群密度的影响、对物种丰富度的影响及其他树种对酸雨的耐受性的相关信息,不能得出B、C、D项所述推测。
【答案】A
3.(2017浙江,T15)下列关于环境容纳量的叙述,正确的是
A.环境容纳量是种群在该环境中的最大数量
B.环境容纳量会随着环境条件的改变而改变
C.环境容纳量由种群的出生率和死亡率决定
D.种群的指数增长会受到环境容纳量的限制
【解析】本题考查环境容纳量的概念和影响因素。环境容纳量是指在长时间内环境所能维持的种群最大数量,A错误。生物或环境因素发生变化,环境容纳量就会发生相应的变化,B正确。环境容纳量是环境资源状况、生物对资源的利用状况以及生态调节机制等共同作用的结果,C错误。种群的指数增长是在理想条件下种群的增长方式,在该条件下没有环境容纳量,D错误。
【答案】B
4.(2017全国卷Ⅰ,T5)假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长,该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家畜,则应在种群数量合适时开始捕获,下列四个种群数量中合适的是
A.甲点对应的种群数量
B.乙点对应的种群数量
C.丙点对应的种群数量
D.丁点对应的种群数量
【解析】本题结合“S”型曲线的转换图考查种群的数量变化,要求考生具备一定的图形转换能力和综合运用能力。根据题图,种群数量约为最大种群数量的1/2时,种群增长率最大,种群有最大持续产量。与甲、乙、丙点相比,在丁点时捕获,捕获后使种群处于最大增长率附近,能达到持续尽可能多地收获该种家畜的目的。
【答案】D
5.(2017江苏,T5)某小组开展酵母菌培养实验,如图是摇瓶培养中酵母种群变化曲线。下列相关叙述正确的是
A.培养初期,酵母因种内竞争强而生长缓慢
B.转速150 r/min时,预测种群增长曲线呈“S”型
C.该实验中酵母计数应采用稀释涂布平板法
D.培养后期,酵母的呼吸场所由胞外转为胞内
【解析】本题考查酵母菌种群数量变化实验与曲线分析。培养初期,酵母菌数量较少,种内竞争微弱,A项错误;由于营养和空间有限,酵母菌的种群增长曲线呈“S”型,B项正确;本实验中,酵母菌计数应该选用血细胞计数法,C项错误;酵母菌的细胞呼吸场所一直在细胞内,D项错误。
【答案】B
6.(2017浙江,T2)冬候鸟秋天飞到南方越冬,使群落的组成发生了变化。这体现了群落的
A.时间结构 B.水平结构 C.向光弯曲生长 D.分层现象
【解析】本题考查群落的结构。群落的时间结构是指群落的组成和外貌随时间而发生有规律的变化,冬候鸟秋天飞到南方越冬这种季节性变化属于群落的时间结构,故A正确。
【答案】A
7.(2017海南,T18)在某一农田生态系统中,大面积单一种植某种农作物(甲)可导致害虫A的爆发,改成条带状合理地间作当地另一种农作物(乙)后,乙生长良好,害虫A的爆发也受到了抑制。对此,不合理的解释是
A.新的种间关系不利于害虫A
B.新的群落空间结构不利于害虫A
C.乙的出现使害虫A的环境容纳量下降
D.乙和害虫A存在互相抑制的竞争关系
【解析】本题考查种间关系、群落结构和环境容纳量。间作农作物乙后,害虫A的爆发受到抑制,说明新的种间关系、新的群落空间结构对害虫A不利,使害虫A的环境容纳量下降,A、B、C项解释合理;乙是农作物,与害虫A之间不可能存在竞争关系,D项解释不合理。
【答案】D
8.(2017全国卷Ⅱ,T31)林场中的林木常遭到某种山鼠的危害。通常,对于鼠害较为严重的林场,仅在林场的局部区域(苗圃)进行药物灭鼠,对鼠害的控制很难持久有效。回答下列问题:
(1)在资源不受限制的理想条件下,山鼠种群的增长曲线呈 型。
(2)在苗圃进行了药物灭鼠后,如果出现种群数量下降,除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外,还应考虑的因素是 。
(3)理论上,除药物灭鼠外还可以采取生物防治的方法控制鼠害,如引入天敌。天敌和山鼠之间的种间关系是 。
(4)通常,种群具有个体所没有的特征,如种群密度、年龄结构等。那么,种群的年龄结构是指 。
【解析】本题主要考查种群的数量特征和种群的数量变化及种间关系的判断。 (1)在资源不受限制的理想条件下,山鼠种群数量呈“J”型增长。(2)仅在林场的局部区域(苗圃)进行药物灭鼠后,如果出现种群数量下降,除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外,还应考虑的因素是苗圃中山鼠种群中个体的迁出。(3)采用生物防治的方法控制鼠害,如引入天敌,天敌和山鼠的种间关系为捕食。(4)种群的年龄结构是指种群中各年龄期个体在种群中所占的比例。
【答案】(1)J (2)苗圃中山鼠种群中个体的迁出 (3)捕食 (4)种群中各年龄期的个体在种群中所占的比例
9.(2017天津,T7)大兴安岭某林区发生中度火烧后,植被演替过程如图。
据图回答:
(1)该火烧迹地上发生的是 演替。与①相比,③中群落对光的利用更充分,因其具有更复杂的 结构。
(2)火烧15年后,草本、灌木丰富度的变化趋势均为___________,主要原因是它们与乔木竞争时获得的 。
(3)针叶林凋落物的氮磷分解速率较慢。火烧后若补栽乔木树种,最好种植 ,以加快氮磷循环。
(4)用样方法调查群落前,需通过逐步扩大面积统计物种数绘制“种–面积”曲线,作为选取样方面积的依据。如图是该林区草本、灌木、乔木的相应曲线。据图分析,调查乔木应选取的最小样方面积是 。
【据图析图】分析火烧后植被的演替过程图可知,草本植物的物种数>灌木>乔木,因此第(4)小题的图中三条曲线由上到下依次对应的是草本、灌木和乔木。
【解析】本题考查群落的结构、群落的演替、种群密度的调查方法等知识。(1)由图中信息可知,火灾后群落中迅速出现了多种草本植物和灌木,这说明大火后还保留原有土壤条件,甚至还可能保留了植物的种子或其他繁殖体,所以该火烧迹地上发生的是次生演替。群落中植物的垂直结构有利于群落对光能的充分利用。(2)从图中可以看出,火烧15年后草本和灌木丰富度下降,到40年后基本保持相对稳定,主要原因是草本和灌木在与乔木的竞争中得到的光逐渐减少。(3)火烧后若补栽乔木树种,最好种植阔叶树,因为针叶树的凋落物不易被分解,物质循环速度慢,而由题知乔木中除了针叶树就是阔叶树,因此应该种植的是阔叶树。(4)从样方大小和物种数间的关系可判断,坐标曲线中最下面的曲线为乔木对应的曲线,从该曲线可以看出,当样方面积为S3时乔木的物种数就达到最大,所以调查乔木应选取的最小样方面积为S3。
【答案】(1)次生 垂直 (2)下降后保持相对稳定 光逐渐减少 (3)阔叶树 (4)S3
考点十六 生态系统与生态环境的保护
1.(2017江苏,T24) (多选)下列关于种群、群落和生态系统的叙述,正确的是
A.调查草地某种蜘蛛种群密度时,要选择草多的地方,否则结果偏低
B.西双版纳热带雨林生态系统的自我调节能力强于三北防护林
C.一只猛禽追逐另一只抓握着鼠的猛禽,这两只猛禽属于捕食关系
D.一棵树上不同高度的喜鹊巢,不能反映动物群落的垂直结构
【解析】本题考查种群、群落和生态系统的相关知识,意在考查考生运用所学知识进行分析判断的能力。调查草地某种蜘蛛的种群密度可用样方法,要注意随机取样,不能选择草多的地方,A项错误;西双版纳热带雨林生态系统的物种丰富度要高于三北防护林,生态系统的自我调节能力较强,B项正确;若两只猛禽是不同物种,则两者之间可能存在着捕食关系,若其中一只猛禽追赶的目的是争夺另一只猛禽抓握着的鼠,则二者之间是竞争关系,C项错误;一棵树上不同高度的喜鹊巢属于同一种生物搭建的,不能反映不同物种在垂直结构上的分布,D项正确。
【答案】BD
2.(2017海南,T19)加强管理后,某自然保护区中过去难觅踪迹的大型食肉、食草野生动物种群得到了恢复。数年后,出现了保护区中的某种大型食草动物经常到保护区外的农田中采食的现象。针对该现象,下列叙述最为合理的是
A.该现象说明野生动物是人类的忠实朋友
B.该现象说明人与野生动物形成了和谐相处的关系
C.该现象说明野生动物正在积极地寻求人类的帮助
D.该现象说明该种动物的种群数量增大,种内竞争增强
【解析】本题考查种群数量变化的影响因素、野生动物保护与人类的关系。加强管理后,野生动物的环境容纳量加大,种群数量增加,种内竞争加剧,食物不足,才会出现保护区中的某种大型食草动物经常到保护区外的农田中采食的现象,D项解释最为合理。
【答案】D
3.(2017江苏,T9)江苏省徐州市多年来围绕“一城青山半城湖”理念,实施了一系列生态建设工程,生态效应逐渐显现。 下列有关该生态工程的分析评价不合理的是
A.使物种多样性程度显著提高
B.使生物群落的组成更为复杂
C.使生态系统的类型更为多样
D.其主要目的是提高生物多样性的直接价值
【解析】本题考查生态建设工程的目的。生态建设工程可以提高生物多样性,增加丰富度,使群落结构复杂,增加生态系统的类型,增加生物多样性的间接价值(生态功能),但不一定增加生物多样性的直接价值,A、B、C项正确, D项错误。
【答案】D
4.(2017浙江,T8)下列关于人类与环境的叙述,错误的是
A.酸雨会破坏水体的生态平衡
B.大气中的CO2浓度的增加会使全球气候变暖
C.人口的过度增长会增加对地球资源的消耗
D.平流层中臭氧含量变化与紫外线对地球表面的辐射量无关
【解析】本题考查人类对全球环境的影响。据研究,平流层中的臭氧每减少1%,到达地球表面的紫外线辐射强度就会增加2%,故D错误。
【答案】D
5.(2017海南,T28) 回答下列与生态系统稳定性有关的问题:
(1)生态系统的稳定性是指______________。
(2)在广袤的非洲草原上,食草动物如同“割草机”一样,通过迁徙在不同的草场上采食,这一现象年复一年地进行着,然而食草动物所处的草原生态系统却表现出了稳定性,这是由于该生态系统具有_____________________。
(3)草→蚱蜢→青蛙→蛇→鹰是草原生态系统的一条食物链,在这条食物链中,次级消费者是_____,在生态系统中消费者的作用有_______(答出两点即可)。
【解析】本题考查生态系统的稳定性、食物链的结构以及消费者在生态系统中的作用。(1)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做生态系统的稳定性。(2)草原生态系统受到干扰仍表现出稳定性,是因为生态系统具有一定的自我调节能力。(3)食物链中,处于第三营养级的生物为次级消费者,因此在所给的食物链中,次级消费者是青蛙。在生态系统中消费者能够加快物质循环,是实现生态系统物质循环和能量流动的重要环节;消费者还对植物的传粉和种子的传播等具有重要作用,因此可以调节种间关系,维持种群和生态系统的稳定性。
【答案】(1)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(2)自我调节的能力(3)青蛙 消费者是实现生态系统物质循环和能量流动的重要环节;调节种间关系;维持种群和生态系统的稳定性
6.(2017浙江,T29))某湿地生态系统的部分食物网如图所示。
回答下列问题:
(1)该食物网中,藻类固定的能量可通过_______条食物链传递给绿鹭。绿鹭分别处于第 _______个营养级。
(2)若蚊子幼虫被大量杀灭,短期内水蚤的数量会_________,但对划蝽的影响并不大,这是由于该食物网教复杂,生态系统的_______功能较强。
(3)从生态系统能量流动的特点分析,鲶鱼粪便中的能量_______(填“能”或“不能”)直接被水蚤利用。在该食物网中,体形较大的鲶鱼数量比水蚤的少,其原因是_______。
【解析】本题考查食物链、食物网和能量流动等知识。(1)图中的8条食物链分别为:藻类→轮虫→水蚤→鲶鱼→绿鹭,藻类→轮虫→水蚤→划蝽→鲶鱼→绿鹭,藻类→轮虫→水蚤→划蝽→青蛙→绿鹭,藻类→水蚤→鲶鱼→绿鹭,藻类→水蚤→划蝽→鲶鱼→绿鹭,藻类→水蚤→划蝽→青蛙→绿鹭,藻类→蚊子幼虫→划蝽→鲶鱼→绿鹭,藻类→蚊子幼虫→划蝽→青蛙→绿鹭,从以上8条食物链可以看出绿鹭分别处于第4、5和6个营养级。(2)蚊子幼虫属于中间营养级,若其数量减少,划蝽转而更多地捕食水蚤,短期内水蚤的数量会下降,对划蝽的影响并不大,这体现了生态系统具有较强的自我调节能力。(3)生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减,鲶鱼捕食水蚤,鲶鱼粪便中的能量由水蚤流向分解者,而不是直接被水蚤利用。鲶鱼所处的营养级比水蚤的高,获得的能量较少。【答案】(1)8 4、5和6(2)下降 自我调节(3)不能 鲶鱼所处的营养级比水蚤的高,获得的能量较少
7.(2017江苏,T26) 某地因采矿导致地表下沉,成为无法利用的荒地。为了改变这种状况,有关部门因地制宜,通过引水等措施,将该地改造成湿地生态公园,一些生物陆续迁入,并逐渐形成相对稳定的生物群落。 如图是该公园生态系统食物网的一部分,请回答下列问题:
(1)该公园生物群落的变化属于 演替。
(2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有 。
(3)在黑斑蛙的繁殖季节,雄蛙通过叫声这种 信息求偶;雌蛙通常在近岸水深10~30 cm的草丛间产卵,可采用 法了解该蛙卵块的密度。
(4)因该水域有些渗漏,补水时曾不慎引入含除草剂的水,导致一些水草死亡。水草腐烂后,图中所示的生物类群中最先快速增殖的是 。
(5)图中既含有初级消费者,又含有次级消费者的生物类群有 。若蛙类与猛禽之间还存在1个营养级,请写出该营养级中2类不同纲的生物: 。
【解析】本题主要考查群落中生物的种间关系、群落的演替以及生态系统的信息传递。(1)荒地改造成湿地生态公园属于次生演替。(2)杂食性鱼类捕食昆虫,昆虫和杂食性鱼类都以水草为食,故昆虫和杂食性鱼类之间的种间关系为捕食和竞争。(3)叫声是通过物理形式来传递信息的,属于物理信息。因“雌蛙通常在近岸水深 10~30 cm 的草丛间产卵”,故可用等距取样法调查雌蛙的卵块密度。(4)水草腐烂,与其具有竞争关系的浮游生物类最先快速增殖。(5)由题图可知,杂食性鱼类既是初级消费者(第二营养级)又是次级消费者(第三营养级)。浮游生物包括浮游植物和浮游动物,则底栖动物类和滤食性鱼类也是既含有初级消费者又含有次级消费者。以蛙为食的两种不同纲的生物有蛇、肉食性鱼类、鼠类等。
【答案】(1)次生 (2)捕食和竞争 (3)物理 等距取样 (4)浮游生物类 (5)底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类 蛇类、肉食性鱼类、鼠类(任写其中两类)
考点十七 生物技术实践
1.(2017江苏,T12)固定化单宁酶应用于茶饮料加工,可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是
A.在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白
B.化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小
C.温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性
D.酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分
【解析】本题考查蛋白质的分离、酶的固定化等知识。单宁酶和杂蛋白都是大分子,不能用透析法进行分离,可用凝胶色谱法进行分离,A项错误;化学结合法可能影响酶的活性部位进而影响反应效果,而吸附法不影响酶的分子结构,B项错误;影响酶活性的因素有温度、pH和重金属离子等,C项正确;固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分取决于酶的专一性,D项错误。
【答案】C
2.(2017江苏,T17)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能,研究性学习小组进行了相关实验,结果如图。 由图中实验结果能直接得出的结论是
A.碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
B.不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C.碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
D.加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
【解析】本题考查一种新型碱性纤维素酶的去污效能的探究实验。对污布类型 2、3处理,洗衣粉类型、酶用量均相同,二者比较可以直接说明碱性纤维素酶对污布类型 2、3 的去污力不同,C项正确。由图中实验结果不能直接得出A、B、D三项所述的结论,原因是它们都没有单一变量的对照实验来支持。
【答案】C
3.(2017江苏,T20)下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述,正确的是
A.活化酵母时,将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状
B.配制CaCl2溶液时,需要边小火加热边搅拌
C.将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时,凝胶珠成形后应即刻取出
D.海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色,过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
【解析】本题考查“酵母细胞的固定化技术”实验的相关内容。将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状,可以活化酵母,A项正确;配制海藻酸钠溶液时需用小火间断加热,配制 CaCl2 溶液时不需加热,B项错误;凝胶珠成形后应在CaCl2 溶液中浸泡30分钟左右,以便形成稳定的结构,C项错误;海藻酸钠溶液浓度过低时固定的酵母细胞数目少,凝胶珠呈白色,过高时凝胶珠易呈蝌蚪状,D项错误。
【答案】A
4.(2017江苏,T25)(多选)如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。 下列相关叙述正确的是
A.改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B.果酒发酵中期通入氮气,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D.气体入口与气体出口可以交换使用
【解析】本题考查果酒和果醋的发酵装置与发酵条件,意在考查考生分析问题的能力。改变通入气体的种类,例如分别通入氮气和氧气,可研究无氧呼吸和有氧呼吸对发酵的影响,A项正确;果酒发酵中期通入氮气,更利于创造无氧条件,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸,B项正确;果醋发酵的菌种是醋酸杆菌,其生长的适宜温度是30~35 ℃,温度能影响醋酸杆菌的代谢,从而影响果醋的发酵周期,C项正确;气体的入口必须伸入培养液中,气体出口不能伸入培养液中,如果气体的入口和出口交换,会导致发酵液喷出,D项错误。
【答案】ABC
5.(2017江苏,T10)下列关于“腐乳的制作”实验,叙述正确的是
A.控制发酵温度的主要目的是腐乳调味
B.腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用
C.毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉
D.成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生
【解析】本题考查腐乳制作实验分析。控制发酵温度有利于菌种繁殖和代谢,A项错误;腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用,B项正确;毛霉的作用主要是分解蛋白质和脂肪,C项错误;成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的菌丝,D项错误。
【答案】B
6.(2017全国卷Ⅰ,T37)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。回答下列问题:
(1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生 。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是 。但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是 (答出两点即可)。
(2)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择 (填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”) 作为氮源,不选择其他两组的原因是 。
(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有 (答出两点即可)。
【解析】(1)土壤中的某些细菌之所以能够分解尿素,是因为它们能产生脲酶。尿素分解菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物,必须利用现成的有机物(如葡萄糖)作为碳源;葡萄糖通过呼吸作用被分解时,能为细胞生命活动提供能量,同时,葡萄糖还可以转化成脂肪、某些氨基酸等物质,所以进入细菌体内的葡萄糖能为其他有机物的合成提供原料。(2)选择培养基是只允许特定种类的微生物(目的微生物)生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。本实验的目的菌是可分解尿素的细菌,因此,配制的培养基应只允许尿素分解菌生长,NH4NO3可以作为所有细菌的氮源,培养基中如含有NH4NO3,将不能起到筛选作用。(3)KH2PO4和Na2HPO4能为细菌生长提供钾盐、钠盐和磷酸盐,而H2PO4-/ HPO42-可以使培养基中pH保持相对稳定。
【答案】(1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物为细胞生命活动提供能量,为其他有机物的合成提供原料 (2)尿素 其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用 (3)为细菌生长提供无机营养,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定
7.(2017江苏,T31) 苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中,对环境有严重危害。小明同学准备依据如图操作步骤,从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。 请回答下列问题:
(1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水,其中可作为碳源的有 。
(2)将采集到的样品接种培养,苯酚用量应随转接次数增加而逐渐 ,以达到富集酚降解菌的目的。 若上图平板中菌落过于密集,应进一步 ,以便于菌落计数与分离。 制备平板培养基时除了需要水、营养物质外,还必须添加 。
(3)如图为连续划线法示意图,在图中 (填图中序号)区域更易获得单菌落。
(4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。 先制作系列浓度梯度并进行显色反应,下表中1~5号比色管的苯酚浓度应分别为 。
如果废水为 50 mg/L苯酚溶液,降解后约有21%的苯酚残留,则需将残留液稀释 (填序号:①5 ②10 ③20)倍后,再进行比色。
【解析】(1)富集培养基中蛋白胨、苯酚都是含C的有机物,可作为碳源。(2)欲富集酚降解菌,需随转接次数增加逐渐增加培养基中苯酚的含量;若接种培养后平板上菌落过于密集,则应进一步稀释后再进行涂布,以降低平板上菌落密度,便于菌落计数与分离;平板培养基是固体培养基,除含有水、营养物质(碳源、氮源、无机盐等)外,还需添加琼脂作为凝固剂。(3)利用连续划线法接种时,最后的划线区域(③)中,菌体的密度较小,容易获得单菌落。(4)因系列浓度梯度中6号比色管中苯酚浓度为1 mg/L,故1~5 号比色管中的苯酚浓度应分别为0 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L;根据题意,废水为 50 mg/L 苯酚溶液,降解后约有 21%的苯酚残留,要使稀释后的苯酚残留液浓度介于 0~1 mg/L,需将残留液稀释20倍左右。
【答案】(1)蛋白胨、苯酚 (2)增加 稀释涂布 凝固剂 (3)③ (4)0、0.2、0.4、0.6、0.8③
8.(2017全国卷Ⅱ,T37)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀,再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题:
(1)该实验的自变量是 、 。
(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是 。
(3)如果在实验后,发现32 h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间,还需要做的事情是 。
(4)从大豆到豆豉,大豆中的成分会发生一定的变化,其中,蛋白质转变为 ,脂肪转变为 。
【解析】本题主要考查微生物的发酵,包括实验变量、结果分析,微生物代谢类型及大分子物质的组成单体。 (1)实验使用甲、乙两种菌种,并在32 h内定期取样观测发酵效果,所以该实验的自变量是菌种和发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是好氧型微生物。(3)如果在实验后,发现32 h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间,还需要做的事情是延长取样观测时间,观测发酵结果,最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间。(4)从大豆到豆豉,在相关微生物的作用下,大豆中的蛋白质转变为肽和氨基酸,脂肪转变为甘油和脂肪酸。
【答案】(1)菌种 发酵时间 (2)好氧菌 (3)延长发酵时间,观测发酵效果,最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间 (4)氨基酸和肽 脂肪酸和甘油
9.(2017浙江,T32)(一)回答与泡菜腌制和亚硝酸盐测定有关的问题:
(1)制作泡菜时,为缩短发酵周期,腌制前可加入乳酸菌。取少量酸奶,用无菌蒸馏水稀释后, 再用________蘸取少量的稀释液,在MRS乳酸菌专用培养基的平板上划线,以获得乳酸菌 单菌落。下图所示的划线分离操作,正确的是________。
(2)泡菜腌制过程中,会产生有机酸、醇类和亚硝酸盐,其中醇类是由_______进行厌氧呼吸产生。亚硝酸盐对人体有害,为测定泡菜中亚硝酸盐含量,从泡菜中提取要硝酸盐,与_______ 发生重氮化反应,再与N-1-萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物。然后用光程为1cm的_______,在550 nm光波下测定光密度值,与由一直浓度梯度亚硝酸钠制作的_______比对,计算样品 中亚硝酸盐的含量。
(3)已知乳酸菌中的亚硝酸还原酶能降解亚硝酸盐。在一定的腌制时间内,随着腌制时间的延长,泡菜中亚硝酸盐含量逐渐降低,是由于在厌氧和_______环境下亚硝酸盐被亚硝酸还原酶降解。
(二)回答与生态工程有关的问题:
(1)对农作物秸秆多途径利用的基本过程示意图如下,贯穿全过程的核心技术是________技术。 其中“过腹还田”的具体途径是________。将秸秆和动物粪便等通过微生物发酵产生沼气,这是 利用了农业生态工程中的________技术。
(2)农业生产上,畜牧业依赖和受制于种植业,可以通过种植业和畜牧业的________技术提高经 济和社会效益。 “退耕还林”后,林地的增加可以减少________,更有利于受损生态系统的恢复。 使用农药能有效控制农业害虫,但也使生态系统的________减少,因此利用生物的________进行生物防治是今后的发展方向。
【解析】本题考查泡菜腌制和亚硝酸盐测定以及生态工程的相关内容。(一)(1)乳酸菌在培养时,需要将含有乳酸菌的培养物转移到新的培养基中,一般用接种环转移带菌的培养物;平板划线时除第一次划线,以后每一次划线的起点都是上一次划线的末端,故选B。(2)泡菜制作在无氧条件下进行,主要是利用假丝酵母将蔬菜中的糖和其他营养物质发酵形成有机酸和醇类物质等。亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,这一产物再与N-1-萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物,然后用光程为 1cm 的比色杯,用光电比色法定量测定光密度值(OD值)。以亚硝酸钠浓度为横坐标,以光密度值为纵坐标,绘制标准曲线。通过与标准曲线对比,可计算样品中亚硝酸盐的含量。(3)在一定的腌制时间内,随泡菜腌制时间的延长,乳酸增多,pH下降,形成酸性环境,亚硝酸盐在该厌氧和酸性环境下被亚硝酸还原酶降解。(二)(1)贯穿对农作物秸秆多途径利用全过程的核心技术是物质的良性循环技术。“过腹还田”的具体途径是通过农作物秸秆喂养牛、羊等草食性动物,牛、羊粪便再作为肥料施投到农田,实现物质的良性循环和多途径利用。沼气(生物能)、太阳能、风能、潮汐能、水电能等利用了洁净可再生的新能源开发技术。(2)可通过种植业和畜牧业的合理优化技术提高经济和社会效益;林地的增加可以减少水土流失;农药使生态系统的生物多样性减少,因此可利用生物的种间关系发展生物防治技术。
【答案】(一)(1)接种环 B(2)假丝酵母 对氨基苯磺酸 比色杯 标准曲线(3)酸性(二)(1)物质的良性循环 秸秆→家畜→粪便→农田 洁净可再生的新能源开发(2)合理优化 水土流失 生物多样性 种间关系
10.(2017全国卷Ⅲ,T37)绿色植物甲含有物质W,该物质为无色针状晶体,易溶于极性有机溶剂,难溶于水,且受热、受潮易分解。其提取流程为:植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏(含回收溶剂)→重结晶→成品。回答下列问题:
(1)在提取物质W时,最好应选用的一种原料是 (填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”)的植物甲,不宜选用其他两种的原因是 。
(2)提取物质W时,振荡的作用是 。
(3)活性炭具有很强的吸附能力,在提取过程中,用活性炭处理提取液的目的是 。
(4)现有丙酮(沸点56 ℃)、乙醇(沸点约78 ℃)两种溶剂,在提取物质W时,应选用丙酮作为提取剂,理由是 。
(5)该实验操作过程中应注意的事项是 (答出两点即可)。
【解析】本题考查植物有效成分(物质W)的提取,要求考生具备较强的信息获取能力以及利用相关信息进行推理判断的能力。(1)依据题干信息,物质W受热、受潮易分解,因此不宜选择高温烘干,而新鲜的植物甲含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被水稀释,进而降低对物质W的提取效果,故不应选用新鲜的植物甲。(2)提取物质W时,振荡可以使原料和所加有机溶剂充分混匀。(3)利用活性炭的吸附能力,可以去除提取液中植物甲所含的色素,从而得到较为纯净的物质W与有机溶剂的混合物。(4)丙酮沸点低于乙醇,蒸馏时物质W分解较少。(5)物质W容易受热分解,因此蒸馏操作适宜在较低的温度下进行,同时因实验中使用了有机溶剂,要注意防火。
【答案】(1)晾干 高温烘干过程中,植物甲中的物质W易被破坏;新鲜的植物甲含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被水稀释,进而降低对物质W的提取效果 (2)使原料和溶剂充分混匀 (3)去除提取液中的色素 (4)丙酮沸点低于乙醇,蒸馏时物质W分解较少 (5)在温度较低的情况下操作,防火
11.(2017海南,T30)绿藻A是某种单细胞绿藻,能够合成物质W。某小组为探究氮营养缺乏对绿藻A增殖及物质W累计的影响,将等量的绿藻A分别接种在氮营养缺乏(实验组)和氮营养正常(对照组)的两瓶培养液中,并在适宜温度和一定光强下培养。定时取样并检测细胞浓度和物质W的含量,结果如图。
(1)从图甲可知,在氮营养正常培养液的瓶中,绿藻A的种群增长曲线呈___________型。
(2)综合图甲和图乙的信息可知,在生产上,若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W,可以采取的措施是________。
(3)若物质W是类胡萝卜素,根据类胡萝卜素不易挥发和易于溶于有机溶剂的特点,应选择的提取方法是_________。用纸层析法可以将类胡萝卜素与叶绿素分开,纸层析法分离的原理是__________________。
(4)在以上研究的基础上,某人拟设计实验进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响,则该实验的自变量是_____________。
(5)与在光照条件下相比,若要使绿藻A在黑暗条件下增殖,需要为其提供_________________(填“葡萄糖”或“纤维素”)作为营养物质,原因是___________________。
【解析】 (1)从图甲可知,在对照组氮营养正常培养液的瓶中,绿藻A的细胞浓度(种群数量)增长到一定程度后维持基本稳定,符合“S”型曲线特点。(2)综合图甲和图乙的信息可知,绿藻A在氮营养正常的培养液中增殖速度快,在氮营养缺乏的培养液中物质W积累较多,若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W,可以先将绿藻A放在氮营养正常的培养瓶中培养使其大量增殖,再放在氮营养缺乏的培养液中培养积累物质W。(3)根据类胡萝卜素不易挥发和易溶于有机溶剂的特点,应用萃取法提取。纸层析法分离的原理是不同物质在层析液中的溶解度不同,溶解度大的在滤纸上的扩散速度快。(4)氮营养缺乏程度不同,即培养液中氮的浓度不同,则该实验的自变量是培养液中氮的浓度。(5)要使绿藻A在黑暗条件下增殖,需要为其提供葡萄糖作为能源物质,因为在黑暗条件下,绿藻A不能进行光合作用合成葡萄糖,且纤维素是大分子物质,绿藻A不能吸收。
【答案】(1)S (2)将少量的绿藻A放在氮营养正常的培养瓶中培养获得大量的绿藻A后再转移到氮营养缺乏的培养液中培养(3)萃取 类胡萝卜素和叶绿素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的在滤纸上的扩散速度快(4)培养液中氮的浓度(5)葡萄糖 在黑暗条件下,绿藻A不能合成葡萄糖,绿藻A不能吸收纤维素
考点十八 现代生物科技专题
1.(2017北京,T5)为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图a),拟将其与质粒(图b)重组,再借助农杆菌导入菊花中。
下列操作与实验目的不符的是
A.用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和连接酶构建重组质粒
B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将C基因导入细胞
C.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞
D.用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上
【解析】本题借助图示考查基因工程的相关知识。题图所示的质粒上含有潮霉素抗性基因,该基因是标记基因,因此在筛选时,培养基中应添加潮霉素。目的基因C和质粒都有可被EcoRⅠ切割的酶切位点,另外需要DNA连接酶将切好的目的基因和质粒连接起来,A项正确;愈伤组织全能性较高,是理想的植物受体细胞,将目的基因导入植物受体细胞的方法通常为农杆菌转化法,B项正确;质粒中含有潮霉素抗性基因,因此选择培养基中应该加入潮霉素,C项错误;使用分子杂交方法可检测目的基因是否整合到受体染色体上,D项正确。
【答案】C
2.(2017江苏,T14)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,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.分割的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
【解析】本题考查小鼠体外受精及胚胎发育。精子在获能液中于适宜条件下培养可以使精子获能,A项正确;小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射促性腺激素能促进其超数排卵,B项正确;分割的胚胎细胞虽有相同的遗传物质,但由于生物的性状还受环境等因素的影响,故发育成的个体会存在形态学差异,C项错误;胚胎干细胞可以发育成组织、器官,注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育,D项正确。
【答案】C
3.(2017江苏,T11)牛雄性胚胎中存在特异性H–Y抗原,可在牛早期胚胎培养液中添加H–Y单克隆抗体,筛选胚胎进行移植,以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是
A.H–Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌
B.应选用原肠胚做雌雄鉴别
C.鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植
D.用 H–Y 抗原免疫母牛可获得相应抗体
【解析】本题考查单克隆抗体的制备、胚胎性别的鉴定等知识。H–Y 单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌,A项错误;应选择囊胚做雌雄鉴别,B项错误;鉴别后的雌性胚胎才可用于胚胎移植,C项错误;用 H–Y 抗原免疫母牛可获得相应抗体,D项正确。
【答案】D
4.(2017全国卷Ⅰ,T38)真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题:
(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是 。
(2)若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用 作为载体,其原因是 。
(3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比,大肠杆菌具有
(答出两点即可)等优点。
(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是 (填“蛋白A的基因“或“蛋白A的抗体”)。
(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是 。
【解析】本题考查基因工程的相关内容,包括原核细胞与真核细胞基因结构的区别、真核细胞RNA的加工、载体的类型、大肠杆菌作为实验材料的优点、抗原—抗体杂交等知识。(1)人为真核生物,从人的基因组文库中获取的基因A含有内含子,基因A转录出的产物中有与内含子对应的RNA序列。大肠杆菌为原核生物,没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制,因此以大肠杆菌作为受体细胞,不能切除内含子对应的RNA序列,无法表达出蛋白A。(2)噬菌体和动物病毒均可作为基因工程的载体,但它们的宿主细胞不同。题中受体为家蚕,是一种昆虫,因此,选择昆虫病毒作为载体,噬菌体的宿主是细菌,不适合作为该实验的载体。(3)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质少等优点,因此,常作为基因工程的受体细胞。(4)常用抗原–抗体杂交的方法检测目的基因是否表达,故能用于检测蛋白A的物质为蛋白A的抗体。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中,S型菌的DNA转移到了R型菌体内,其对基因工程理论的建立提供的启示是DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。
【答案】(1)基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除,无法表达出蛋白A (2)噬菌体 噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕
(3)繁殖快、容易培养 (4)蛋白A的抗体 (5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体
【知识储备】(1)按宿主细胞的类型不同将病毒分为:细菌病毒(噬菌体)、动物病毒、植物病毒。(2)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质少等优点,适合作为基因工程的受体细胞。(3)抗原和抗体的杂交具有特异性。(4)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验的原理是基因重组,实现了不同生物个体间DNA的转移。
5.(2017全国卷Ⅱ,T38)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题:
(1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是 。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是 。
(2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是 。
(3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是 (答出两点即可)。
(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是 。
(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是 。
【解析】本题主要考查基因工程的相关知识,包括基因工程材料的选取、cDNA的合成、构建基因表达载体的目的、DNA连接酶的功能以及目的基因的表达情况分析等。 (1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是防止RNA降解。(2)以mRNA为材料获得cDNA的原理是在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需启动子。(4)DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。(5)若获得的转基因植株不具备所期望的性状表现,根据中心法则分析,其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。
【答案】(1)嫩叶组织细胞易破碎 防止RNA降解 (2)在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA (3)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动子 (4)磷酸二酯键 (5)目的基因的转录或翻译异常
6.(2017全国卷Ⅲ,T38)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成,编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成,如图甲所示。
回答下列问题:
(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙,原因是 。
(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中,在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等,还加入了序列甲作为 ,加入了 作为合成DNA的原料。
(3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白,要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用,某同学做了如下实验:将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组,其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一组作为对照,培养并定期检测T淋巴细胞浓度,结果如图乙。
①由图乙可知:当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加,此时若要使T淋巴细胞继续增殖,可采用的方法是 。细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是 。
②仅根据图甲、图乙可知,上述甲、乙、丙三种蛋白中,若缺少 (填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所编码的肽段,则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。
【解析】本题考查基因工程、细胞工程和PCR扩增DNA片段的相关知识,要求考生具备一定的信息提取、识图析图能力。(1)若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),则转录出的mRNA上缺少起始密码子,故不能翻译出蛋白乙。(2)使用PCR技术获取DNA片段时,应在PCR反应体系中添加引物、耐高温的DNA聚合酶、模板、dNTP作为原料。(3)T淋巴细胞浓度之所以不再增加,是因为细胞间出现接触抑制,因此若要使T淋巴细胞继续增殖,需要对贴满瓶壁的细胞使用胰蛋白酶处理,然后分瓶培养,即细胞传代培养。细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,以维持培养液的pH。据图分析,蛋白丙与对照接近说明B、D片段对于T淋巴细胞增殖不是非常重要,蛋白甲和乙对T淋巴细胞的增殖都有较大影响,甲、乙两种蛋白中共同的片段是C,所以缺少C片段会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。
【答案】(1)编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA无起始密码子 (2)模板 dNTP (3)①进行细胞传代培养 维持培养液的pH ②C
7.(2017天津节选,T9)玉米自交系(遗传稳定的育种材料)B具有高产、抗病等优良性状,但难以直接培育成转基因植株,为使其获得抗除草剂性状,需依次进行步骤Ⅰ、Ⅱ试验。
Ⅰ.获得抗除草剂转基因玉米自交系A,技术路线如图。
(1)为防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用2种限制酶,选择的原则是 (单选)。
①Ti质粒内,每种限制酶只有一个切割位点
②G基因编码蛋白质的序列中,每种限制酶只有一个切割位点
③酶切后,G基因形成的两个黏性末端序列不相同
④酶切后,Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
(2)如表所示是4种玉米自交系幼胚组织培养不同阶段的结果。据表可知,细胞脱分化时使用的激素是 ,自交系 的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。
(3)农杆菌转化愈伤组织时,T–DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞。筛选转化的愈伤组织,需使用含 的选择培养基。
(4)转化过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未转化愈伤组织也可能在选择培养基上生长。含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达,其产物能催化无色物质K呈现蓝色。用K分别处理以下愈伤组织,出现蓝色的是 (多选)。
A.无农杆菌附着的未转化愈伤组织
B.无农杆菌附着的转化愈伤组织
C.农杆菌附着的未转化愈伤组织
D.农杆菌附着的转化愈伤组织
(5)组织培养获得的转基因植株(核DNA中仅插入一个G基因)进行自交,在子代含G基因的植株中,纯合子占 。继续筛选,最终选育出抗除草剂纯合自交系A。
【解析】(1)G基因或Ti质粒被限制酶切割后自身环化的主要原因是G基因或Ti质粒被切割后形成了相同的黏性末端,所以为了防止酶切产物自身环化,应确保切割G基因或Ti质粒后形成的两个黏性末端不同;为防止Ti质粒被切成多个片段,失去其应有的功能,因此Ti质粒内的每种限制酶只有一个切割位点。限制酶的作用对象是DNA而不是蛋白质。(2)脱分化的结果是形成愈伤组织,从表格中可以看出,愈伤组织的形成率主要与2,4–D有关。从表格中可以看出,自交系乙的愈伤组织形成率、芽的分化率及根的诱导率都较高,所以该自交系的幼胚最适合作为培养成愈伤组织的转化受体。(3)由于G基因是抗除草剂基因,所以检测目的基因是否进入受体细胞的方法是用含除草剂的培养基进行培养,如果愈伤组织能正常生存则说明转化成功。(4)根据题意可知,转化愈伤组织能使报告基因正确表达得到能催化物质K呈现蓝色的产物,无论这种愈伤组织是否附着有农杆菌。(5)由于核DNA中只插入了一个G基因,所以该转基因植株属于杂合子,相当于Gg(g表示未插入G基因),故其自交后含G基因的植株中纯合子占1/3。
【答案】(1)A (2)2,4–D 乙 (3)除草剂 (4)BD (5)1/3
8.(2017江苏,T33) 金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白,某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,构建转基因工程菌,用于重金属废水的净化处理。 PCR扩增过程示意图如下,请回答下列问题:
(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过 获得 用于PCR扩增。
(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒,在引物中需要增加适当的 位点。 设计引物时需要避免引物之间形成 ,而造成引物自连。
(3)图中步骤1代表 ,步骤2代表退火,步骤3代表延伸,这三个步骤组成一轮循环。
(4)PCR 扩增时,退火温度的设定是成败的关键。 退火温度过高会破坏 的碱基配对。 退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但 的引物需要设定更高的退火温度。
(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有 (填序号:①升高退火温度 ②降低退火温度 ③重新设计引物)。
【解析】本题主要考查基因工程中目的基因的获取方法、PCR的过程,意在考查考生运用所学知识分析具体问题的能力。 (1)PCR技术可在体外对DNA进行扩增,模板可以是mRNA经过逆转录获得的cDNA。(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1 和引物2)时,需在引物中增加适当的限制性核酸内切酶的识别序列,便于目的基因与质粒的连接。为了避免引物自连,设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对。(3)根据PCR的过程可知,图中步骤1为变性,步骤2为退火(复性),步骤3为延伸,这三个步骤构成一个循环。(4)退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关,过高的退火温度会破坏引物与模板的碱基配对。因G、C之间的氢键数多于A、T之间的氢键数,故GC含量高的引物需要设定更高的退火温度。(5)如果PCR 反应得不到任何扩增产物,可能的原因是退火温度过高使扩增效率降低,也可能是未按照目的基因两端的核苷酸序列来设计引物,因此可以采取的措施是降低退火温度、重新设计引物等。
【答案】(1)逆转录 cDNA (2)限制性核酸内切酶 碱基互补配对 (3)变性 (4)引物与模板 GC含量高 (5)②③
9.(2017浙江,T33))欲研究药物乙对海拉细胞增殖的抑制作用,请根据以下提供的材料与用具, 以海拉细胞的细胞数变化为测定指标,完善实验分组设计和实验思路,预测实验结果并进行分 析与讨论。 材料与用具:海拉细胞悬液,药物甲溶液(对细胞增殖有影响),药物乙溶液,培养液、培养 瓶,血细胞计数板,显微镜等。 (要求与说明:细胞计数的具体操作过程不做要求,不考虑加入溶液对体积的影响,实验条件 适宜) 回答下列问题:
(1)实验分组设计: A组:海拉细胞悬液+培养液 B组:海拉细胞悬液+培养液+药物甲溶液 C组:海拉细胞悬液+培养液+药物甲溶液,培养一段时间后,加入________。
(2)完善实验思路: ①
(3)预测实验结果(以坐标曲线图形表示实验结果,并标出加入药物的时间):
(4)分析与讨论: 药物甲的作用是________。
【解析】(1)(2)题中已经将实验分组设计列出,降低了考查难度,只需要完善实验思路并预测结果。在添加药物乙之前,让各组细胞在培养液中培养一段时间,测得细胞数;再向C组加入药物乙溶液,隔一段时间测定细胞数并记录。(3)在加入药物乙之前,B组和C组的细胞增殖速率一致,且都大于A组;在加入药物乙后,C组细胞的增殖速率变慢,并小于B组,可据此作图。(4)为了更好地研究药物乙对海拉细胞增殖的抑制作用,药物甲的作用应该是促进海拉细胞的增殖。
【答案】(1)药物乙溶液 (2)①取细胞悬液加入到含培养液的培养瓶中,用血细胞计数板在显微镜下计数并记录。②将细胞悬液分别加入到A、B、C三组培养瓶中进行培养。
③每隔一段时间分别测定三组培养瓶中的细胞数并记录。 ④当细胞增殖达到一定数量时,向C组加入药物乙溶液。 ⑤重复③,统计并分析所得数据。(3)如图
(4)促进海拉细胞的增殖
10.(2017海南,T31)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题:
(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是__________。
(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到__________。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是____________(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。
(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是________。A中的愈伤组织是叶肉细胞经_______形成的。
(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法繁殖,在培养时,___________(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是____________。
【解析】本题考查植物组织培养的原理、条件及应用。(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖是一种二糖,可水解生成葡萄糖和果糖。具有完整的细胞核的细胞才能作为材料进行组织培养获得幼苗。(3)植物组织培养过程中,生长素/细胞分裂素的值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比例适中时,可促进愈伤组织的形成。A中的组织是愈伤组织,是经脱分化形成的。(4)要用组织培养方法获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,培养时不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,因为对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株。
【答案】(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性,在一定条件下能发育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核(3)细胞分裂素、生长素 脱分化(4)不能 对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株