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考生请注意:
1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。
2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:(共6小题,每小题6分,共36分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.科研人员测定某噬菌体单链DNA的序列,得到其编码蛋白质的一些信息(图中字母表示相应氨基酸代号)如图所示。下列分析错误的是( )
A.一段核苷酸序列被D基因和E基因重复使用
B.D、E基因的重叠部分编码的氨基酸序列不同
C. D、E基因对应的终止密码子分别为TAA、TGA
D.重叠基因利用碱基的重叠可编码更多的遗传信息
2.如图表示肝细胞与甲、乙、丙三种细胞外液的物质交换关系,下列有关叙述错误的是
A.甲、乙、丙依次为组织液、血浆、淋巴
B.甲中的葡萄糖进入肝细胞需穿过两层磷脂分子
C.~
D.肝细胞、甲、乙三部位CO2浓度大小关系为乙>甲>肝细胞
3.圆褐固氮菌具有较强的固氮能力(将大气中的固定成),并且能够分泌植物生长素,促进植株生长和果实发育。某研究小组从土壤中分离固氮菌并进行计数,然后制成菌肥施入土壤中以增加土壤肥力,提高农作物的产量。下列有关说法正确的是( )
A.圆褐固氮菌固定的氮能直接被植物吸收利用
B.可用酚红对选择培养的圆褐固氮菌进行鉴定
C.筛选圆褐固氮菌的培养基中要加入有机氮源
D.可通过平板划线法对所培养的菌落进行计数
4. “无细胞蛋白质合成系统”是以外源DNA或mRNA为模板,人工添加所需原料和能源物质以细胞提取物为条件合成蛋白质的体外基因表达系统。下列叙述正确的是( )
A.人工添加的原料中应包含脱氧核苷酸
B.该系统具备完成转录和翻译的能力
C.为保证编码目标蛋白的数量应适当添加DNA酶
D.该系统的蛋白质合成过程不遵循碱基互补配对
5.下列关于细胞内蛋白质与核酸的叙述,错误的是( )
A.有的蛋白质具有催化功能,有的核酸也具有催化功能
B.含有蛋白质和核酸的结构,有的可作为遗传物质的载体,有的具有合成蛋白质的功能
C.蛋白质和核酸的合成都需要搬运各自组成单位的工具
D.分化程度不同的细胞内核酸和蛋白质的种类均有差异
6.工作在第一线的医护人员采取多种措施,全力救治重症的新冠肺炎患者,挽救了许多患者的生命。下列有关措施与其生物学原理的对应关系中正确的是( )
A.利用呼吸机等设备提高患者的血氧水平——有氧呼吸各个阶段都需要氧气参与
B.为患者提供更多的营养物质——免疫系统的结构与功能增强需要消耗有机物和能量
C.将新冠肺炎康复者的血浆输入患者体内——康复者血浆中含有B细胞
D.增强患者战胜疾病的信心——大脑皮层中有免疫调节中枢
二、综合题:本大题共4小题
7.(9分)腓骨肌萎缩症亦称遗传性运动感觉神经病,其遗传方式可能有多种情况。下图是某研究小组经过家系调查绘制的遗传图谱,其中Ⅲ11与Ⅲ12为同卵双生,Ⅱ3不携带该病的致病基因。
(1)上图家系中该病的遗传方式为__________,Ⅲ10患病概率为__________。
(2)若Ⅲ11和正常男子婚配,生了一个红绿色盲男孩,除Ⅲ10未知,家族中其他成员色觉均正常。则Ⅲ12和正常男子婚配,生一个色觉正常孩子的概率为__________。该红绿色盲基因来自第Ⅰ代中的__________。
(3)可以推算,Ⅲ10两种病都不患的概率为__________。
8.(10分)麻黄属植物是科学家发现的第一种与月球运行周期紧密相关的植物,每年7月的满月时分,它们会分泌微小的含糖液滴(花蜜),吸引附近的传粉昆虫。而在动物世界,很多动物都会在月球运行周期的不同时期上演不同的行为。例如,蜣螂在滚粪球时利用偏振月光导航。
(1)麻黄属植物分泌含糖液滴吸引传粉昆虫,其中含糖液滴属于____________信息,体现了信息传递有利于植物_________________。
(2)蜣螂在生态系统中的作用_________________,蜣螂以草食动物粪为食时,能否获得植物同化量的10%~20%,并说明理由:________________________。
9.(10分)研究表明,胰岛素之所以能促进细胞对葡萄糖的摄取,主要是因为能促进控制葡萄糖转运蛋白GLUT4合成的基因的表达,并刺激胞内含有GLUT4分子的囊泡移动到细胞膜上。GLUT4分子转移过程见下图,请回答下列问题:
(1)血浆中的葡萄糖浓度高于细胞内的浓度时,葡萄糖可通过细胞膜上的GLUT4蛋白转运进人细胞,该运输方式为__________。如果细胞内线粒体受损,组织细胞摄入葡萄糖的速率会减慢,可能的原因有_______________________________________________。
(2)由图推测,含GLUT4的囊泡与细胞膜融合___________ (填是或不是)随机的,你的判断依据是__________________________________。
(3)血糖浓度升高不仅可以直接促进胰岛素分泌,还可以刺激下丘脑通过神经调节促进_____细胞分泌胰岛素。胰岛素除了能促进组织细胞摄取葡萄糖,还能________________,从而使血糖降低,此结果又会反过来影响胰岛素的分泌,这种调节方式叫作__________________。
10.(10分)科研人员用3个相同的透明玻璃容器将生长状况相似的三株天竺葵分别罩住形成密闭气室,在其他环境因素相同且适宜的条件下,探究不同光照强度对植物光合作用强度的影响,利用传感器定时测定气室中二氧化碳浓度,绘制了下图。假设天竺葵的呼吸作用强度始终不变,据图回答下列问题:
(1)A组天竺葵叶肉细胞内能产生ATP的场所是____________。
(2)B组天竺葵叶肉细胞的光合速率____________(填“大于“小于”或“等于”)它的呼吸速率。
(3)C组天竺葵的叶肉细胞中氧气的扩散方向是____________。在0~x1时间范围内,C组天竺葵植株的平均实际光合速率是________________________ppm/s。
(4)在此条件下,若想确定完全光照是否是天竺葵生长的最适宜光照强度,请在本实验的基础上写出进一步探究的实验思路:________________________
11.(15分)某农场生态系统主要包括甲~戊5个生物种群(不含分解者),每个种群的生物都只占有一个营养级,且这5个种群共有4个营养级,其能量值如下表所示,请回答下列问题:
种群
甲
乙
丙
丁
戊
能量(×103kJ·m-2)
40
500
2
35
12
(1)根据以上信息,绘出该农场生态系统中由这5个种群生物构成的食物链(食物网)________。
(2)该生态系统中,能量在第二和第三营养级之间的传递效率是________。若人类大量捕杀丙,则甲种群的数量变化趋势是________。
(3)流经该农场生态系统的能量部分来自生产者固定的________,无机环境中的碳主要以________形式进入生物群落。该农场生态系统容易遭遇病虫害,原因是________________。
参考答案
一、选择题:(共6小题,每小题6分,共36分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1、C
【解析】
据图分析可知,D基因中包含着E基因,E基因的第一个密码子从D基因中央的一个密码子的基因序列TAT的中间开始,
【详解】
A、与分析可知, E基因的一段核苷酸序列被D基因和E基因重复使用,A正确;
B、两个部分重叠的基因所编码的氨基酸序列不同,B正确;
C、终止密码子位于mRNA上,因此密码子中不可能含有碱基T,C错误;
D、重叠基因利用碱基的重叠来编码更多的遗传信息,D正确。
故选C。
【点睛】
本题考查基因的概念、基因表达的相关知识,旨在考查考生的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力。
2、D
【解析】
A、甲、乙、丙依次为组织液、血浆、淋巴,A正确;
B、甲组织液中的葡萄糖进入肝细胞需要穿过一层膜,两层磷脂分子,B正确;
C、血浆中NaHCO3与乙中产生的乳酸反应,使血浆的pH稳定在1.35-1.45之间,C正确;
D、CO2通过自由扩散方式由肝细胞→甲→乙,因此肝细胞、甲、乙三部位CO2浓度的大小关系为肝细胞>甲>乙,D错误。
故选D。
【点睛】
内环境的组成;内环境的理化特性。本题涉及的知识点是内环境的组成成分,内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介,血浆、组织液、淋巴、细胞内液之间的动态关系,物质跨膜运输方式和特点,旨在考查学生理解所学找知识的要点,把握知识的内在联系,并理利用相关知识对某些生物学问题进行解释、推理、判断、获取结论的能力。
3、B
【解析】
根据题干信息分析,圆褐固氮菌具有较强的固氮能力,能够将大气中的N2固定成NH3,这些NH3进入土壤后提高了土壤肥力,进而提高农作物产量;圆褐固氮菌还能够分泌植物生长素,促进植株生长和果实发育。
【详解】
A、生物固氮生成的NH3经过土壤中硝化细菌的作用,最终转化成硝酸盐,硝酸盐可以被植物吸收利用,A错误;
B、酚红指示剂在pH升高后将变红,而圆褐固氮菌固氮产生的氨使得pH升高,因此可用酚红对选择培养的圆褐固氮菌进行鉴定,B正确;
C、圆褐固氮菌具有固氮能力,因此筛选圆褐固氮菌的培养基中不要加入有机氮源,C错误;
D、平板划线法只能用于菌种的分离,不能用于菌种的计数,D错误。
故选B。
4、B
【解析】
基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,翻译是以RNA为模板合成蛋白质的过程。
【详解】
体外基因表达系统值包含转录和翻译过程,而转录的过程需要核糖核苷酸为原料,而翻译的过程需要氨基酸为原料,整个过程不需要脱氧核苷酸为原料,A错误;该系统能合成蛋白质,而蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程,因此其具备完成转录和翻译的能力,B正确;为保证编码目标蛋白的mRNA数量应适当添加RNA聚合酶,如果添加了DNA酶,则会导致模板DNA被水解而破坏,C错误;蛋白质合成过程,是信使RNA和转运RNA进行碱基互补配对,D错误。
【点睛】
关键:根据基因表达的概念,分析本题信息 “体外基因表达系统”得出,该系统中包括转录和翻译过程,不包括DNA复制,故只需结合遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识进行判断。
5、C
【解析】
1、酶的化学本质:绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
2、细胞质中能转运氨基酸的物质是tRNA。
3、细胞中含有蛋白质和核酸的结构有:核糖体、染色体、线粒体、叶绿体等。
4、细胞在分裂分化过程中遗传物质保持不变,但在分化过程中基因进行选择性表达,因此不同种类的细胞中蛋白质的种类和数量不同。
【详解】
A、酶在细胞代谢中起催化作用,大多数酶是蛋白质,少数是RNA,A正确;
B、含有蛋白质和核酸的结构,如染色体可作为遗传物质的载体,核糖体是蛋白质的合成场所,B正确;
C、构成蛋白质的基本单位是氨基酸,蛋白质的合成过程中转运氨基酸是tRNA,其基本单位是核糖核苷酸,核酸的合成不需要搬运的工具,C错误;
D、细胞分化的实质是基因的选择性表达,分化程度不同的细胞核DNA相同,分化的细胞RNA和蛋白质的种类均有差异,D正确。
故选C。
【点睛】
本题考查细胞中的元素和化合物的知识,考生识记细胞中蛋白质和核酸的结构和功能,明确细胞分化的概念和实质是解题的关键。
6、B
【解析】
1、有氧呼吸的过程:
(1)有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖酵解产生丙酮酸和[H],同时合成少量ATP,发生在细胞质基质中;
(2)有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应形成二氧化碳和[H],同时合成少量ATP,发生在线粒体基质中;
(3)有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气结合形成水,合成大量ATP,发生在线粒体内膜上。
2、脑包括大脑、小脑、脑干。大脑是由左右两个半球组成,大脑半球的表层是灰质,称为大脑皮层,大脑皮层是调节人体生理活动的最高级中枢,可以划分为若干个功能区,如躯体运动中枢(管理身体对侧骨骼肌的随意运动)、躯体感觉中枢(管理身体对侧皮肤、肌肉等处的感觉)、视觉中枢、听觉中枢、以及人类特有的语言中枢等。
【详解】
A、只有有氧呼吸第三阶段需要氧气参与,A错误;
B、为患者提供更多的营养物质,可以为增强免疫系统的结构与功能提供有机物和能量,B正确;
C、康复者血浆中含有抗体,C错误;
D、大脑皮层没有免疫调节中枢,D错误。
故选B。
二、综合题:本大题共4小题
7、常染色体显性遗传病 Ⅰ1
【解析】
几种常见的单基因遗传病及其特点:
1、伴X染色体隐性遗传病:如红绿色盲、血友病等,其发病特点:男患者多于女患者;隔代交叉遗传,即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。根据Ⅱ5个体可判断其遗传方式不属于伴X染色体隐性遗传病。
2、伴X染色体显性遗传病:如抗维生素D佝偻病,其发病特点:女患者多于男患者;世代相传。根据Ⅱ5个体可判断其遗传方式不属于伴X染色体显性遗传病。
3、常染色体显性遗传病:如多指、并指、软骨发育不全等,其发病特点:患者多,多代连续得病。
4、常染色体隐性遗传病:如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等,其发病特点:患者少,个别代有患者,一般不连续。根据Ⅱ5个体可判断其遗传方式不属于常染色体隐性遗传病。
5、伴Y染色体遗传:如人类外耳道多毛症,其特点是:传男不传女。根据Ⅰ1个体可判断其遗传方式不属于伴Y染色体遗传。
【详解】
(1)根据Ⅰ1和Ⅰ2个体均患病,但有不患病的女儿可以判断该病的遗传方式是常染色体显性遗传病,假设致病基因为A,则Ⅰ
1和Ⅰ2个体为Aa,进一步推断Ⅱ3为aa,Ⅱ4为Aa、AA,故Ⅲ10不患病概率为×=,即患病概率为;
(2)假设红绿色盲的致病基因为b,若Ⅲ11和正常男子婚配,生了一个红绿色盲男孩(XbY),则Ⅲ11基因型为XBXb,由于Ⅲ11与Ⅲ12为同卵双生,则Ⅲ12基因型为XBXb,和正常男子(XBY)婚配,生一个色觉不正常孩子的概率为,色觉正常孩子的概率为。由于家族中其他成员色觉均正常,故其色盲基因Xb来自第Ⅰ代中的Ⅰ1个体;
(3)可以推算,Ⅰ1基因型为AaXBXb,Ⅰ2个体基因型为AaXBY,进一步推断Ⅱ3为aaXBY,Ⅱ4为Aa、AA(XBXb、XBXB),Ⅲ10为男性,不患腓骨肌萎缩症概率为,不患红绿色盲的概率为1−×=,两病皆不患的概率为×=。
【点睛】
本题结合系谱图,考查常见的人类遗传病,要求考生识记几种常见人类遗传病的类型及特点,能根据图中信息及题干信息判断该遗传病可能的遗传方式及相关个体的基因型,并能据此进行相关概率的计算。
8、化学 生物种群的繁衍 将粪球中的有机物分解为无机物 蜣螂不能获得植物同化量的10%~20%,理由是10%~20%是指相邻两营养级之间的能量传递效率,蜣螂是分解者,与植物不属于两个相邻营养级
【解析】
1、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。
2、信息传递在生态系统中的作用:
(1)生命活动的正常进行,离不开信息的作用;
(2)生物种群的繁衍,也离不开信息的传递;
(3)信息还能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。
【详解】
(1)麻黄属植物分泌含糖液滴吸引传粉昆虫,进行繁衍,其中含糖液滴属于化学信息,体现了信息传递有利于植物生物种群的繁衍。
(2)蜣螂属于分解者,将粪球中的有机物分解为无机物。蜣螂以草食动物粪便为食时,但并没有获得植物同化量的10%~20%,原因是10%~20%是指相邻两营养级之间的能量传递效率,蜣螂是分解者,与植物不属于两个相邻营养级。
【点睛】
本题考查了生态系统中信息传递的种类和作用,意在考查学生的理解和分析判断能力,试题难度中等。
9、协助扩散 控制GLUT4合成的基因的表达过程(或GUT4的加工过程、囊泡与细胞融合过程)由于缺少能量而受阻 不是 含GIUT4的囊泡上的VS蛋白与细胞膜上的ts蛋白特异性识别后融合 胰岛B 促进组织细胞利用和储存葡萄糖 反馈调节
【解析】
由图分析可知因为囊泡膜上vs蛋白与细胞膜上ts蛋白的(特异性)结合(识别),囊泡能精准地将GLUT4运送至细胞膜上特定位点。
胰岛素可以促进组织细胞加速对血糖的摄取、利用和储存,从而降低血糖。
【详解】
(1)葡萄糖由高浓度至低浓度,并通过载体蛋白的运输,这种方式是协助扩散。如果细胞内线粒体受损,导致呼吸作用降低,提供的能量减少,会影响控制GLUT4合成的基因的表达过程或GLUT4的加工过程、囊泡与细胞融合过程,所以组织细胞摄入葡萄糖的速率会减慢。
(2)从图中看出含GLUT4的囊泡上的VS蛋白与细胞膜上的ts蛋白特异性识别后融合,所以含GLUT4的囊泡与细胞膜融合不是随机的。
(3)血糖浓度升高,可以刺激下丘脑通过神经调节促进胰岛B细胞分泌胰岛素;胰岛素能促进组织细胞摄取葡萄糖,并促进组织细胞利用和储存葡萄糖,从而使血糖降低,此结果又会反过来影响胰岛素的分泌,这种调节方式叫作反馈调节(负反馈调节)。
【点睛】
本题考查血糖调节相关知识,能够分析图中囊泡转运GLUT4的机制是该题的难点。
10、细胞质基质和线粒体 大于 从叶绿体扩散到线粒体和细胞外(密闭气室) (y3-y1)/x1 进一步探究思路:在30%至完全光照之间,设置不同梯度的光照强度,其他条件跟本实验相同,测定气室中二氧化碳的浓度。
【解析】
分析题图:图示探究不同光照强度对密闭气室中天竺葵光合作用强度的影响,自变量为光照强度,因变量为CO2浓度,对比曲线可知,A组只进行呼吸作用,故CO2浓度上升,B、C组光照,其中B组CO2浓度基本不变,C组CO2浓度显著下降,说明完全光照条件下天竺葵光合作用速率最强,且30%光照强度下净光合速率几乎为0。
【详解】
(1)A组在黑暗条件下,天竺葵只进行呼吸作用,其叶肉细胞内能产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。
(2)据图可知,B组天竺葵的密闭气室内CO2浓度不变,说明该条件下天竺葵的叶肉细胞光合作用强度和天竺葵植株的呼吸作用强度相同,因此,B组天竺葵叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率。
(3)C组天竺葵光合作用大于呼吸作用,叶肉细胞中氧气的扩散方向是从叶绿体扩散到线粒体和细胞外(密闭气室);在0~x1时间范围内,A组CO2浓度为y3,说明呼吸作用强度为(y3-y2),而C组CO2浓度为y1,即C组净光合作用强度为(y2-y1),则C组天竺葵植株的总光合作用强度=净光合强度+呼吸作用强度=(y2-y1)+(y3-y2)=(y3-y1),因此C组天竺葵的平均实际光合速率是(y3-y1)/x1ppm/s。
(4)在此条件下,若想确定完全光照是否是天竺葵生长的最适宜光照强度,需要进一步设置光照强度梯度进行实验,实验思路如下:在30%光照和完全光照之间,设置多个梯度的光照强度进行实验,其他条件与原实验相同,测定、比较单位时间内各密闭气室的二氧化碳浓度。
【点睛】
本题综合考查光合作用、细胞呼吸的关系、光照强度对光合作用的影响,分析题图获取信息并利用相关信息结合所学知识进行分析、计算,解答本题的关键是能正确理解曲线图,并能根据图示信息对植物呼吸作用强度和净光合作用强度进行判断。
11、 16% 先减少后维持稳定 太阳能 CO2 农场生态系统生物多样性低导致抵抗力稳定性低
【解析】
分析题表可知,根据五个种群的能量大小和能量在生态系统中随食物链传递逐级递减的特点可推断,乙为第一营养级,甲和丁为第二营养级,戊为第三营养级,丙为第四营养级。
【详解】
(1)由题表可知,乙为第一营养级,甲和丁为第二营养级,戊为第三营养级,丙为第四营养级,故这5个种群构成的食物链为;
(2)能量在第二与第三营养级之间的传递效率为12/(40+35)×100%=16%;人类大量捕杀种群丙,会使种群戊的天敌减少导致种群数量增加,种群戊以种群甲、丁为食,则种群甲、丁的数量减少,但种群戊的数量受环境容纳量影响不会无限增加,之后种群甲、丁的数量会趋于稳定,所以甲种群的数量变化趋势为先减少后维持稳定;
(3)流经该农场生态系统的能量部分来自生产者固定的太阳能;无机环境中的碳元素以CO2的形式进入生物群落;该农场生态系统由于种群数量少,生物多样性低导致生态系统稳定性低,易遭遇病虫害侵袭。
【点睛】
本题考查种群与生态系统之间的关系。要求学生结合能量传递的特点和题表信息首先判断各个种群所处的营养级并判断各个种群之间的关系,再结合题意分析种群数量变化的影响因素。需要注意生态系统中种群即使不存在天敌,其数量仍受环境容纳量的影响而不会无限制的增加。