吴红卫
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. 研究表明,S蛋白是2019-nCOV与宿主细胞表面ACE2受体结合、进而介导病毒侵入宿主细胞的关键表面蛋白,是疫苗研发的重要靶点。下列相关叙述合理的是
A. 新冠灭活疫苗的主要有效成分为灭活的病毒,其中含有S蛋白
B. 当病毒侵染机体后,上百万种B淋巴细胞能接受该种病毒的刺激
C. 给重症新冠肺炎患者注射新冠病毒灭活疫苗是一种有效的治疗手段
D. 利用ACE2受体制作疫苗产生的抗体与抗原结合,从而抑制2019-nCOV病毒与受体结合
2.我国传统文化源远流长。下列古文(诗词)与生态学知识对应错误的是
A. 在瓜田中“又种薤(韭)十根……居于瓜外,至五月瓜熟,薤可拔卖之,与瓜相避”,这种生产方式充分利用了群落的空间结构
B.“数罟(细密的渔网)不入湾池,鱼鳖不可胜食也”,可保证鱼类种群的年龄结构为增长型
C.“落花不是无情物,化作春泥更护花”,体现了生态系统的物质循环原理
D.“螟蛉有子,蜾蠃负之”,体现了螟蛉与蜾蠃之间存在寄生关系
3. 骑行是一种流行的健身方式,既有利于缓解城市交通拥堵,又可以减少环境污染。骑行时会大量出汗、口渴,骑行过后还会感到肌肉酸痛。下列相关叙述正确的是
A. 骑行中,某些激素(如肾上腺素)分泌增加,对机体起到高效的生物催化作用
B. 骑行中,细胞外液渗透压升高,垂体释放的抗利尿激素增多,尿量减少
C. 骑行中,产热的主要器官是肝脏,散热的主要器官是皮肤
D. 骑行中,出汗会带走大量热量,机体散热量大于产热量
4. 据报道,奥地利科学家已经使用干细胞在实验室培育出微型人脑。科研人员选取人类胚胎干细胞或成人的皮肤细胞,将其培育成神经外胚层,再放入特制的凝胶中,引导组织进一步生長。这个豌豆大小的组织已达到9周胎儿大脑的发育水平,但尚不能独立思考。下列相关叙述正确的是
A. 若培育过程中出现了细胞坏死,其根本原因是基因的选择性表达
B. 若培育过程出现了细胞癌变,则癌变细胞的呼吸速率减慢
C. 由成人皮肤细胞培育成微型人脑,体现了动物细胞的全能性
D. 培育出微型人脑的过程中,发生了细胞分裂和细胞分化
5. 证明DNA是遗传物质是一个漫长而艰难的过程。下列有关实验方法或结论描述正确的是
A. 烟草花叶病毒不含DNA的事实说明某些生物的遗传物质可能是蛋白质
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细菌裂解后得到的噬菌体都含有31P
D. 格里菲思实验证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA
6. 驼鹿的自然寿命为20~25年,3~4岁性成熟。20世纪初,人们将驼鹿引入一个孤岛。该种群1915~1960 年的数量变化情况如下表1。
据表判断,下列推测不合理的是
A. 1930~1934年该岛可能发生过自然灾害
B. 1917~1921年间驼鹿种群的增长率最大
C. 预测该岛上驼鹿种群的K值范围为500~600只
D. 1930~1934年间驼鹿天敌的数量一定大幅度增加
7. 下面是4种遗传信息的流动过程模式图(图1),对应的叙述不正确的是
A. 甲可表示人体浆细胞内抗体合成过程中的遗传信息的传递方向
B. 乙可表示含逆转录酶的RNA病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向
C. 丙可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向
D. 丁可表示RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向
8. 大熊猫(性别决定类型为XY型)属于食肉目动物,但在进化过程中食性发生了很大变化,现在主要以竹子为食。若在一个处于遗传平衡中的野生大熊猫种群中雌雄比例为1 ∶ 1,控制某对相对性状(设基因为D、d)的D基因的频率为80%,d基因的频率为20%。下列相关叙述错误的是
A. 该大熊猫种群内所有个体含有的全部基因,构成了该种群的基因库
B. 大熊猫在进化过程中食性发生了很大变化与基因频率发生定向改变有关
C. 若等位基因D/d位于X染色体上,则该大熊猫种群中XdY个体占10%
D. 若等位基因D/d位于常染色体上,则该大熊猫种群中Dd个体占16%
9. 关于探究酵母菌细胞呼吸方式的实验(下图2为相关的模式图),下列相关叙述正确的是
A. 锥形瓶A中有充足的氧气,锥形瓶D中保持无氧状态
B. 锥形瓶A、B组成对照组,试剂瓶C、D、E组成实验组
C .一段时间后,从锥形瓶A中取出部分液体可使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色
D. 若将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水,则一段时间后试管B中的溶液先变浑浊
10. 我国科研人员通过“天涯”和“海角”号深渊着陆器发现,在马里亚纳海沟7000米以下深海中生活着通体透明的超深渊狮子鱼。据研究,与栖息在浅水的狮子鱼相比,超深渊狮子鱼体内与蛋白质结构稳定有关的基因发生了突变,这种突变有利于蛋白质空间结构的维持,增强了分子层面的抗压能力。下列叙述错误的是
A. 超深渊狮子鱼与浅水的狮子鱼不一定达到生殖隔离
B. 超深渊狮子鱼种群和浅水狮子鱼种群基因库存在差异
C. 两种不同的环境使狮子鱼产生了有利变异,共同进化
D. 抗压增强的超深渊狮子鱼的出现是生物多样性的一种体现
11. 育种工作者将长穗偃麦草(2n=14,记为14E)中的抗病、高产基因转移到普通小麦(6n=42,记为42W)中,培育成了小麦二体异附加系,流程如图3所示。下列相关叙述正确的是
A. F1是通过有性生殖获得的,含有2个染色体组
B. 过程①可使用秋水仙素,促使染色体的着丝点分裂
C. 丁的自交后代中,含有2条偃麦草染色体的植株约占1/2
D. 过程②会发生染色体变异,丙的染色体组成可能是42W+0~7E
12. Rubisco酶是绿色植物光合作用过程中的关键酶,当CO2浓度较高时,该酶催化CO2与C5反应,进行光合作用。当O2浓度较高时,该酶催化C5与O2反应,最后在线粒体内生成CO2,植物这种在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。下列叙述错误的是
A. 绿色植物进行光呼吸的场所有叶绿体基质和线粒体
B. 植物光呼吸的进行导致光合作用产生的有机物减少
C. 光合作用过程中,CO2和C5反应需要消耗NADPH和ATP
D. 植物在黑暗中细胞呼吸产生CO2的场所为细胞质基质或线粒体基质
13. 下图4代表物质运输的几种模式图,其中甲表示一个渗透作用的装置,将半透膜袋(只有水分子可以透过)缚于玻璃管的下端,半透膜袋内装有60mL质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液;乙表示放置在某溶液中的植物细胞失水量的变化情况;丙表示植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化的过程。下列有关叙述正确的是
A. 图甲中若将质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液换为0.3g/mL的葡萄糖溶液,玻璃管内液面高度会升高
B. 图乙表示植物细胞在某溶液中处理10min内发生质壁分离,10min后开始发生质壁分离复原
C. 圖乙中植物细胞所处的外界溶液可能是0.3g/mL的蔗糖溶液
D. ATP合成抑制剂会直接抑制图丙中蔗糖的运输
14. 科研人员利用生长素(IAA)和油菜素内酯(BR)处理拟南芥萌发的种子,观察其对主根伸长的影响,实验结果如下图5中甲所示;图乙是在黑暗条件下科研人员把BR合成缺陷突变体拟南芥的幼苗主根分成两组进行实验,用放射性碳标记的生长素(ΙAA)处理主根,检测BR对生长素运输的影响。下列叙述不正确的是
A. 据图甲可知,单独使用IAA处理,IAA对主根的伸长作用体现了促生长的两重性
B. 图甲实验的自变量是生长素,BR对IAA促进主根伸长的最适浓度没有影响
C. 据图乙可知,BR可以促进生长素的运输,且对极性运输的作用更显著
D. 据图乙可知,标记的生长素在根部的运输方向是双向的
15. 在其它条件适宜的情况下科学家对两种喜阴植物甲和乙的光合作用特性进行了实验探究,结果如下图6中的I,图II代表甲植物的一个叶肉细胞的模式图。下列说法错误的是
A. 图I实验中若光强迅速从A点升至B点,短时间内甲植物叶绿体中C3的含量降低
B. 当甲植物的净光合速率为0时,图II细胞的净光合速率一定大于零
C. 实验可通过测量植物单位时间内CO2的吸收量来反映植物的净光合速率
D. 实验结果证明了甲植物叶片中所含有的光合色素含量高于乙
16. 已知果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性。经辐射诱变,某雄蝇精原细胞X染色体上基因b和R之间出现某基因突变。为探究该突变基因与性状的关系,将该雄蝇与某雌蝇进行交配,从F1中挑出1只雌蝇,让其与1只某M-5品系的雄蝇交配(如图7),若得到的F2中没有野生型雄蝇且雌蝇数目是雄蝇的两倍。据图分析错误的是
A. 对果蝇的基因组测序,应测定果蝇5条染色体(DNA)上的碱基序列
B. 亲代母本与F2中棒眼杏红眼雌蝇的基因型均为XBrXBr
C. 该突变基因从F1开始只存在于棒眼红眼雌果蝇的细胞内
D. F2中无野生型雄蝇与突变基因导致XbR精子致死有关
二、非选择题:共60分。第17~20题为必考题,考生都必须作答。第21~22题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共48分。
17.(10分)
自1962年开始,塞罕坝林场三代建设者在“黄沙遮天日,飞鸟无栖树”的荒漠沙地上艰苦奋斗、甘于奉献,创造了荒原变林海的人间奇迹。林海使北方沙漠的风沙再也不能肆无忌惮地刮入北京。树木还可以降低温度提高湿度,林冠表面叶片还可以直接吸收空气中的污染物,缓解雾霾对空气的污染。请回答下列问题:
(1)塞罕坝林场生物群落区别于天然林生物群落的重要特征为________;在建设者的不懈努力下,塞罕坝林场由荒原重现林海,这体现了生态系统的_________(填“抵抗力稳定性”或“恢复力稳定性”)。
(2)美丽的林海也吸引了许多动物前来安家,若某种兔的种群密度在较长时期保持相对稳定,表明其种群数量已达到了__________。研究人员采用标志重捕法调查了林场中该兔的种群密度,若首次捕获a只,做好标记后放回,一段时间后第二次捕获b只,其中带有标记的有c只,则该兔种群个体总数N约为___________只。
(3)碳在林场生物群落中主要以__________的形式传递,碳循环具有全球性的主要原因是__________
__________________________________________。
18. (10分)
正常机体受到伤害性刺激时会产生一系列保护性反射与反应。比如人的脚部受到有害刺激,会引起屈反射和交叉伸反射。屈反射是一种保护性反射,它使肢体从伤害性剌激上缩回,以保护肢体不受伤害性刺激损伤。若下图8中甲表示屈反射的反射弧模式图,图乙为图甲中神经元A和B相互接触部分的局部放大。请回答下列问题:
(1)图甲中神经冲动从神经元A传递到神经元B的过程中,B神经元信号转换过程是______,请用箭头和图乙中的数字表示信号分子的运动路径_____________。
(2)图示对脚的有害刺激使右肢发生屈反射(即屈肌收缩,伸肌舒张),还会同时引起左肢出现伸反射(即伸肌收缩,屈肌舒张)。同样的有害刺激引起伸肌和屈肌不同的反应,推测其原因最可能是___________。
(3)若直接给予①神经元刺激,引起伸肌收缩,这并不属于反射,原因是________。当前人们在接种疫苗接种针刺激皮肤时,多数人表现得很淡定,并未出现明显的手臂缩回避开等反射(应),从神经中枢相互联系的角度分析,原因是在人们已知接种疫苗的情况下,_____________________。
19.(16分)酵母菌液泡的功能类似于动物细胞的溶酶体,可进行细胞内“消化”。API蛋白是一种存在于酵母菌液泡中的一种蛋白质,前体API(pro-API)蛋白进入液泡后才能形成成熟蛋白(m-API)。已知API蛋白进入液泡的途径有两种。
途径一:在饥饿条件下,细胞质基质中会形成较大的双层膜包被的自噬小泡,自噬小泡携带着API蛋白及细胞质中的其他物质与液泡膜融合。
途径二:在营养充足时,酵母菌中会形成体积较小的Cvt小泡,该小泡仅特异性地携带API与液泡膜融合。
PMSF是一种液泡蛋白酶抑制剂,可以使液泡中的自噬小体膜无法被分解而出现自噬小体堆积,这种现象可在光学显微镜下观察到。请据下图9回答下列问题:
(1)API蛋白进入液泡的两种途径都属于___________。研究API蛋白转移途径时,有同学认为:除了利用放射性同位素3H标记氨基酸,还需要用到抗原-抗体杂交技术。原因是_______________________________________________________________________________________________________。
(2)利用基因工程将酵母菌API蛋白基因导入大肠杆菌,生产的相关蛋白质却没有成熟。从细胞类型和结构角度考虑,这种差异产生的原因是______________________________。
(3)自噬小体包含了部分细胞质基质和部分细胞器。若要证明线粒体可通过途径一进入液泡,需要检测的酶、实验组选用的材料、处理的方法及分析结果的方式依次是________________________。
A. 催化葡萄糖分解为丙酮酸的酶X B. 催化丙酮酸分解为酒精的酶Y C. 催化NADH与O2反应生成水的酶Z D. 营养充足的酵母菌 E. 饥饿处理的酵母菌 F. 用药物PMSF处理 G. 不用药物PMSF处理 H. 裂解酵母菌细胞获得上清液进行分析 I. 裂解酵母菌细胞后分离液泡进行分析
(4)途径一和途径二分别由两个国家的实验室独立发现,两个实验室交流后,发现这两种途径存在许多相似之处,因此推测有部分基因同时影响了这两个途径。为探讨a、b基因是否同时影响了这两种途径,利用诱导的突变株Ⅰ(途径一障碍的菌株,基因型为a)、突变株Ⅱ(途径二障碍的菌株,基因型为b)进行了如下的相关实验。
实验一:饥饿条件下的突变株Ⅱ用PMSF处理,若_____________________________,说明b基因在途径一中也有作用。
实验二:检测营养充足条件下的突变株Ⅰ中的API蛋白,若______________________,说明a基因在途径二中也有作用。
(5)为进一步探究a与b基因是否为同一位点的突变,进行了以下实验:
已知野生型酵母菌是单倍体,酵母菌可以进行结合生殖,即两个酵母菌细胞结合后形成二倍体酵母菌,再进行减数分裂后形成单倍体酵母菌。如果a和b酵母菌结合后形成的二倍体酵母菌________________,说明a与b基因不是同一位点的突变。
20. (12分)
黄瓜为雌雄同株异花植物,同一植株上既有雌花也有雄花,雌花率影響黄瓜产量。研究人员利用黄瓜雌雄同株纯合品系甲培育出全雌株(只有雌花)纯合品系乙。为确定全雌性状形成的分子机制,研究人员进行了如下实验。
(1)雌雄同株和全雌株为一对等位基因控制的相对性状。若要设计实验证明全雌性状为显性性状并验证基因分离定律,实验思路为:_________________________________,观察F1的表现型,______________,观察子代的表现型及比例。
(2)进一步研究发现控制全雌性状的基因位于3号染色体上,品系甲、乙3号染色体上部分基因分布的情况如下图10所示,同时发现品系乙花蕾细胞中ASC蛋白和MYB1蛋白含量显著高于品系甲,而BCAT蛋白无显著差异。
由上述结果推测,品系乙可能由于___________________或_____________________的原因,导致合成的相应蛋白质增多,进而促进了雌花的发育。
(3) 为进一步研究控制全雌性状的基因,科研人员利用CRISPR-Cas9系统对相关基因进行编辑。该系统的核心组成包括gRNA和Cas9蛋白。gRNA可以识别并结合靶基因,引导Cas9蛋白对靶基因进行剪切,进而破坏靶基因结构。大致的实验过程如下:①由于品系乙难以被直接编辑,研究人员以品系甲为背景选育了转基因植株丙和丁。分别将以MYB1基因和ASC基因为靶基因设计的CRISPR-Cas9系统基因导人品系甲,得到植株丙和丁(植株丙和丁的染色体上均只有一个位点导人了CRISPR-Cas9系统基因)。转入植株丙和丁的基因可随配子传递给子代,该CRISPR-Cas9系统可在受精卵中发挥基因编辑作用。由此产生的变异变型属于________、________。
②将植株丙和植株丁分别与品系乙进行杂交,结果见下表2。
表2
据表推测:当植株丙与品系乙杂交的结果为____________时,则说明MYB1基因不能控制全雌性状,而ASC基因控制全雌性状。
21.【选修1:生物技术实践】(12分)
苹果干腐病是一种名为茶藤子葡萄座腔菌的真菌引起的疾病,病菌通常由枝条伤口入侵感染,在伤口处形成溃疡。某小组进行了不同药物防治实验,以期为苹果干腐病的防治提供合理的建议。
资料一:将采集的病组织用打孔器打成直径为9cm的组织块,经0.1%氯化汞消毒、清洗后分成三组。其中A、B两组分别放置于0.5%苦参碱、40%福美砷药液中浸泡2min,后用镊子夹出置于倒好的PDA平板上;C组进行相应处理,作为对照。25℃光照培养两天后,通过与对照组比较真菌菌落数,发现A、B两组中真菌的抑制率分别为84.0%、82.6%。
资料二:0.5%苦参碱是从植物体内提取的植物源杀虫剂;40%福美砷是化学农药,含有砷。
资料三:PDA培养基的配方如下表3所示。
表3
回答下列问题:
(1)PDA培养基中葡萄糖主要为真菌的生长提供________(答出两点)。该培养基中添加链霉素的作用是_____________
_____________________。
(2)该培养基经灭菌后,需放在37℃温箱培养24h方可使用,其目的是_________________________________,作为对照的C组的处理是_________________________________,后用镊子夹出置于倒好的PDA平板上。
(3)在扩大培养比较药物的抑菌效果过程中需要对微生物进行计数:科研人员以 0.2 mL 培养液样品涂布于固体培养基上进行培养,最后统计了三个平板的菌落数,假若它们分别有 199、185、207个,则样品中该种微生物的数量约为_____个/mL。
(4)通过上述实验,该小组认为,建议使用0.5%苦参碱防治苹果干腐病。你认为该小组作出建议的依据有________
_____________(答出一点即可)。
22.【选修3:现代生物科技专题】(12分)
植物的某种B基因存在于水稻基因组中,其在体细胞和精子中正常表达,在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响,科研工作者设计并完成了如下图11所示实验来获取能够在卵细胞中表达B基因的转基因植株。请回答下列问题:
注:Luc基因表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光
(1)图中所示的基因表达载体需含有启动子,它是_______________识别并结合的位点。
(2)可利用_____________中的RNA构建cDNA文库,从中获得B基因中编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因连接成融合基因(表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能),然后构建基因表达载体。与基因组文库相比,cDNA文库的基因数相对较少,原因是cDNA文库是用_______________的mRNA反转录产生的cDNA片段构建而成的,因此只含有该种生物的一部分基因(已转录的基因)。
(3)要判断T-DNA是否整合到水稻细胞染色体DNA上,可采用______________ 的方法进行检测。可以通过检测_____________________是否发出荧光,鉴定和筛选出能表达B基因的转基因植株。
(4)科研工作者可以利用PCR技术获得更多的B-Luc融合基因,利用PCR技术获取大量目的基因需要制成2种引物,设计引物时,应满足的主要要求有:
①引物自身不能存在互补配对序列,以避免引物自身通过折叠形成双链区;
②________________________________。若该融合基因的序列为(虚线处省略了部分核苷酸序列),则PCR设计应选用的两种引物(部分)序列应分别为:①5′-AACTAT-3′,②_________________。
参考答案
一、选择题(共40分):
1. A 2. D 3. B 4. D 5. C 6. D 7. A 8. D 9. C 10. C 11. D 12. C 13. A 14. B 15. D 16. D
二、非選择题(共60分):
(一)必考题(共48分)
17.(除标注外每空2分共10分)
(1)物种组成(1分) 恢复力稳定性(1分)
(2)环境容纳量(1分) (a×b)/c
(3)含碳有机物 碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行 ,大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动 (3分)
18.(每空2分共10分)
(1)化学信号转变为电信号 ⑤→④→⑥(或⑤→④→③)
(2)作用于神经元的神经递质的种类不同
(3)没有经过完整的反射弧 高级中枢(大脑皮层)抑制了脊髓(等低级中枢)控制的反射(应)(或答出分级调节)
19.(除标注外每空2分共16分)
(1)胞吞 氨基酸是蛋白质的基本组成单位(或合成原料)(2分);用标记氨基酸培养细胞时,细胞中多种蛋白质都会含有同位素标记,无法特异性区分API蛋白;需要利用抗原与抗体的特异性结合来区分API蛋白(2分)。
(2)大肠杆菌是原核细胞,没有液泡
(3)C、E、F、I(答不全或顺序颠倒0分)
(4)(显微镜下观察到)液泡中不出现自噬小体堆集 API不能成熟(或不形成m-API)
(5)与野生型酵母菌类似(或两条途径都正常)
20.(除标注外每空2分共12分)
(1)将品系甲与品系乙杂交 再将F1与亲本雌雄同株黄瓜杂交
(2)ASC和MYB1基因数量多 ASC基因MYBI基因转录(表达)水平高
(3)基因突变 (1分) 基因重组(1分) 全雌株
(二)选考题(12+12分):
21. (每空2分共12分)
(1) 碳源和能源(能量) 抑制细菌等杂菌生长
(2) 检测培养灭菌是否彻底 将组织块放置于等量的无菌水中浸泡2min
(3) 985
(4) 0.5%苦参碱的抑菌效果与40%福美砷相当(或略好);苦参碱是植物源杀虫剂无残留不会污染环境,而福美砷是化学农药,长期使用会污染环境、影响人体健康等
22.(除标注外每空2分共12分)
(1)RNA聚合酶(1分)
(2)水稻体细胞或精子 某种生物发育的某个时期
(3)DNA分子杂交(1分) 加入荧光素后该植株卵细胞中
(4)引物之间不能存在互补配对序列,以避免两引物结合成双链
5′-AGAGGC-3′(或3′-CGGAGA-5′)
责任编辑 李平安