2021生物高考题含答案

2021生物高考题含答案2021年普通高中学业水平选择性考试(广东卷)生物1.(2021·广东卷,1)我国新冠肺炎疫情防控已取得了举世瞩目的成绩,但全球疫情形势仍然严峻。为更有效地保护人民身体健康,我国政府正在大力实施全民免费接种新冠疫苗计划,充分体现了党和国家对人民的关爱。目前接种的新冠疫苗主要是灭活疫苗,下列叙述正确的是(A)①通过理化方法灭活病原体制成的疫苗安全可靠②接种后抗原会迅速在机体的内环境中大量增殖③接种后可以促进T细胞增殖分化产生体液免疫④二次接种可提高机体对相应病原体的免疫防卫功能A.①④ B.①③ C.②④ D.②③解析:通过理化方法灭活病原体,使其内部核酸失活,失去繁殖和感染能力,该方法制成的疫苗安全可靠,①正确;疫苗作为抗原已被灭活,不能在机体的内环境中大量增殖,②错误;接种疫苗后,抗原会刺激B细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞,③错误;二次接种后,体内的记忆细胞会迅速增殖、分化为浆细胞,浆细胞快速产生大量的抗体,可提高机体对相应病原体的免疫防卫功能,④正确。2.(2021·广东卷,2)“葛(葛藤)之覃兮,施与中谷(山谷),维叶萋萋。黄鸟于飞,集于灌木,其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个(C)A.黄鸟种群 B.生物群落C.自然生态系统 D.农业生态系统解析:根据题干可知,诗句中描述了一个山谷中的葛藤、黄鸟、灌木等生物,由生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体叫作生态系统,故诗句描写的美丽景象构成了一个生态系统。3.(2021·广东卷,3)近年来我国生态文明建设卓有成效,粤港澳大湾区的生态环境也持续改善。研究人员对该地区的水鸟进行研究,记录到146种水鸟,隶属9目21科,其中有国家级保护鸟类14种,近海与海岸带湿地、城市水域都是水鸟的主要栖息地。该调查结果直接体现了生物多样性中的(C)A.基因多样性和物种多样性B.种群多样性和物种多样性C.物种多样性和生态系统多样性D.基因多样性和生态系统多样性解析:依据题干信息可知,该地区的水鸟有146种,体现了物种多样性;近海、海岸带湿地、城市水域都是水鸟的主要栖息地,体现了生态系统多样性。4.(2021·广东卷,4)研究表明,激活某种蛋白激酶PKR,可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是(D)A.上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复B.上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡C.上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制D.PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究解析:细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,因此细胞凋亡后其功能不可恢复;细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,因此细胞凋亡也被称为细胞编程性死亡;依据题干“激活某种蛋白激酶PKR,可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡”可知,PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究。5.(2021·广东卷,5)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是(B)①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制A.①② B.②③ C.③④ D.①④解析:赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验,证明了DNA是遗传物质,与构建DNA双螺旋结构模型无关,①不符合题意;沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱,推算出DNA分子呈螺旋结构,②符合题意;查哥夫发现的DNA中腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量,为沃森和克里克构建正确的碱基配对方式提供了依据,③符合题意;沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制未能为DNA双螺旋结构模型的构建提供依据,④不符合题意。6.(2021·广东卷,6)如图所示为某“S”型增长种群的出生率和死亡率与种群数量的关系。当种群达到环境容纳量(K值)时,其对应的种群数量是(B)A.a B.b C.c D.d解析:种群呈“S”型增长时,由于资源和空间是有限的,当种群密度增大时,种内竞争会加剧,捕食者数量也会增加,使种群的出生率降低,死亡率增高;由题图可知,b点之前,出生率大于死亡率,种群密度增加,b点时,出生率等于死亡率,种群数量不再增加,表示种群数量已达到环境容纳量(K值)。7.(2021·广东卷,7)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接影响的过程是(C)A.DNA复制 B.转录C.翻译 D.逆转录解析:翻译时,以mRNA为模板,tRNA是转运氨基酸的工具,通过一端的反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对;金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合,故会影响翻译过程。8.(2021·广东卷,8)兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性,由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1500只淡黄色脂肪兔组成,F、f的基因频率分别是(B)A.15%、85% B.25%、75%C.35%、65% D.45%、55%解析:依据题干可知,兔群由500只纯合白色脂肪兔(FF)和1500只淡黄色脂肪兔(ff)组成,则F的基因频率为500×2500×2+1500×2×100%=25%,9.(2021·广东卷,9)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸如图。下列叙述正确的是(D)A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母菌已产生了CO2C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量解析:检测无氧呼吸的产物——乙醇应从甲瓶中取出发酵液,滴加到试管中,再往试管中滴加酸性重铬酸钾溶液,而不是在甲瓶中直接加入酸性重铬酸钾溶液;溴麝香草酚蓝水溶液遇到CO2时的颜色变化为由蓝变绿再变黄;健那绿染液是专一染线粒体的活细胞染料;甲瓶添加的纤维素水解液是定量的,增加酵母菌的数量只能提高乙醇的生成速率,不能提高乙醇最大产量。10.(2021·广东卷,10)孔雀鱼雄鱼的鱼身具有艳丽的斑点,斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代,但也容易受到天敌的捕食。关于种群中雄鱼的平均斑点数量,下列推测错误的是(C)A.缺少天敌,斑点数量可能会增多B.引入天敌,斑点数量可能会减少C.天敌存在与否决定斑点数量相关基因的变异方向D.自然环境中,斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊解析:由题意可知,孔雀鱼雄鱼的斑点数量越多,越利于繁殖后代,但易被天敌捕食,故自然环境中,斑点数量的增减对孔雀鱼雄鱼既有利也有弊,在缺少天敌时,孔雀鱼雄鱼的斑点数量可能会增多;引入天敌后,斑点数量多的雄鱼易被天敌捕食逐渐被淘汰,而斑点少的雄鱼更易长期生存下去,因此孔雀鱼雄鱼的平均斑点数量可能会减少;变异具有不定向性,因此孔雀鱼雄鱼的斑点数量相关基因的变异方向与天敌存在与否无关。11.(2021·广东卷,11)白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是(A)A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B.将Bc作为育种材料,能缩短育种年限C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育解析:白菜型油菜是二倍体,有两个染色体组,植株Bc是由该油菜的卵细胞发育而成的单倍体植株,故成熟叶肉细胞中含有一个染色体组;在单倍体育种中可以用单倍体幼苗Bc作为实验材料,通过秋水仙素诱导其染色体加倍来获取纯合植株,能明显缩短育种年限;植株Bc仅含有一个染色体组,在形成配子时,由于染色体联会紊乱而使其配子发育异常,最终导致高度不育。12.(2021·广东卷,12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中,唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco,下列叙述正确的是(D)A.Rubisco存在于细胞质基质中B.激活Rubisco需要黑暗条件C.Rubisco催化CO2固定需要ATPD.Rubisco催化C5和CO2结合解析:由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco”可知,Rubisco是与暗反应有关的酶,暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的,故Rubisco存在于叶绿体的基质中;暗反应在有光、无光条件下都可以进行,故激活Rubisco不一定需要黑暗条件;在暗反应阶段,CO2的固定不消耗NADPH和ATP。13.(2021·广东卷,13)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(A)A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③解析:蔗糖分子属于二糖,不能进入保卫细胞,在清水中,保卫细胞因渗透吸水导致气孔开放,据题图可知,滴加蔗糖溶液①,保卫细胞气孔张开程度几乎与初始状态一样,推测蔗糖溶液①的浓度近似等于保卫细胞细胞液浓度,滴加蔗糖溶液②,保卫细胞气孔关闭,推测蔗糖溶液②的浓度高于保卫细胞细胞液浓度,故质壁分离最可能出现在滴加蔗糖溶液②后观察的视野中;滴加蔗糖溶液③,保卫细胞气孔张开比初始状态更大,推测蔗糖溶液③的浓度低于保卫细胞的细胞液浓度,滴加蔗糖溶液③后有更多的水分子进入保卫细胞,故蔗糖溶液③处理后的保卫细胞细胞液浓度<蔗糖溶液①处理后的保卫细胞细胞液浓度;由以上分析可知,3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③。14.(2021·广东卷,14)乙烯可促进香蕉果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动,以乙烯利溶液为处理剂,研究乙烯对香蕉的催熟过程,设计的技术路线如图。下列分析正确的是(C)A.对照组香蕉果实的成熟不会受到乙烯影响B.实验材料应选择已经开始成熟的香蕉果实C.根据实验安排第6次取样的时间为第10天D.处理组3个指标的总体变化趋势基本一致解析:对照组香蕉果实可以合成乙烯,故对照组香蕉果实的成熟会受到内源乙烯的影响;为排除无关变量对实验结果造成的影响,实验材料应该选择未成熟的香蕉果实;因为每2天取样一次,第0、2、4、6、8、10天各取样一次,所以推算出安排第6次取样的时间为第10天;处理组3个指标总体变化趋势依次为还原糖含量升高、淀粉含量降低,导致香蕉变甜、果皮叶绿素含量降低,导致果皮变黄。15.(2021·广东卷,15)与野生型拟南芥WT相比,突变体t1和t2在正常光照条件下,叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的不同(图b),进而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下,下列叙述错误的是(D)A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大解析:由题图可知,突变体t1的叶绿体相对受光面积大于突变体t2的叶绿体相对受光面积,故突变体t1在较小的光照强度下就能达到光补偿点和光饱和点;野生型、突变体t1和突变体t2的叶绿素含量基本一致,故造成野生型、突变体t1和突变体t2光合速率的高低与叶绿素含量无关;由题图可知,三者的光合速率差异是由叶绿体在细胞中分布位置不同引起的,与光照强度无关。16.(2021·广东卷,16)人类(2n=46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成14/21平衡易位染色体,该染色体携带者具有正常的表现型,但在产生生殖细胞的过程中,其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)。在进行减数分裂时,若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑交叉互换),下列关于平衡易位染色体携带者的叙述,错误的是(C)A.观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞B.男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体C.女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体D.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)解析:有丝分裂中期的染色体,形态和数目是最清晰的,因此可以选择在有丝分裂中期观察平衡易位染色体;正常男性的初级精母细胞中含有46条染色体,由于一条14号染色体和一条21号染色体融合为一条染色体(14/21平衡易位染色体),故男性携带者的初级精母细胞中含有45条染色体;减数分裂时联会复合物中的3条染色体,任意2条进入同一个配子中,剩余1条染色体进入另一个配子中,故女性携带者的卵子中最多含23种形态不同的染色体;假设平衡易位染色体标记为①,14号染色体标记为②,21号染色体标记为③,女性携带者的卵子可能有6种类型,分别是仅含①、②、③的卵子以及含①②、②③、①③的卵子。17.(2021·广东卷,17)为积极应对全球气候变化,我国政府在2020年的联合国大会上宣布,中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值),力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。这是中国向全世界的郑重承诺,彰显了大国责任。回答下列问题。(1)在自然生态系统中,植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等,可以自我维持。自西方工业革命以来,大气中CO2的浓度持续增加,引起全球气候变暖,导致的生态后果主要是。

(2)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是,消费者通过食物网(链)取食利用,

。

(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题,从全球碳循环的主要途径来看,减少和增加是实现碳达峰和碳中和的重要举措。

解析:(1)由题意可知,碳中和是指CO2排放量与减少量相等。植物等从大气中摄取碳的过程会使CO2减少,生物释放碳的过程会使CO2增加,自然生态系统中CO2的减少速率与增加速率大致相等,可以自我维持碳中和。自从西方工业革命以来,大气中CO2的浓度持续增加,从而引起全球气候变暖,导致的生态后果主要是冰川融化、海平面上升。(2)生态系统中各种生物摄取碳的方式分别是生产者通过光合作用或化能合成作用固定CO2,消费者通过食物网(链)取食利用,分解者通过分解作用分解植物的残枝败叶、动物的遗体残骸和排遗物中的含碳有机物。(3)从全球碳循环的主要途径来看,通过减少化石燃料燃烧、开发新能源等减少CO2的排放量,和通过植树造林等增加CO2的吸收,是实现碳达峰和碳中和的重要举措。答案:(1)碳平稳冰川融化、海平面上升(2)生产者通过光合作用或化能合成作用固定CO2分解者利用生产者的残枝败叶、动物的遗体残骸和排遗物中的含碳有机物(3)碳释放碳存储18.(2021·广东卷,18)太极拳是我国的传统运动项目,其刚柔并济、行云流水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。如图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。回答下列问题。(1)图中反射弧的效应器是及其相应的运动神经末梢。若肌梭受到适宜刺激,兴奋传至a处时,a处膜内外电位应表现为。

(2)伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是,使屈肌舒张。

(3)适量运动有益健康。一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞,降低血糖浓度。

(4)有研究报道,常年坚持太极拳运动的老年人,其血清中TSH、甲状腺激素等的浓度升高,因而认为运动能改善老年人的内分泌功能,其中TSH水平可以作为评估(填分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。

解析:(1)效应器是指传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等,由题图可知,题图中的效应器是伸肌或屈肌及其相应的运动神经末梢。a处是神经纤维,静息状态时,其膜内外电位表现为外正内负,受到兴奋刺激后,Na+内流,使得该处的膜内外电位表现为外负内正。(2)伸肘时,伸肌兴奋而收缩,屈肌受到抑制而舒张,因此伸肘时,题图中抑制性中间神经元的作用是释放抑制性神经递质,抑制其突触后膜所在的屈肌运动神经元兴奋,使得屈肌舒张。(3)胰岛素可加速组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,太极拳能提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促进肌细胞摄取、利用和储存葡萄糖,降低血糖浓度。(4)TSH是由垂体分泌的促甲状腺激素,故可以作为评估垂体功能的指标之一。答案:(1)伸肌或屈肌外负内正(2)释放抑制性神经递质,抑制其突触后膜所在的屈肌运动神经元兴奋(3)更快速地摄取、利用并储存葡萄糖(更快速地摄取葡萄糖)(4)垂体19.(2021·广东卷,19)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组。一段时间后检测相关指标,结果如图所示。回答下列问题。(1)与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收尿酸盐,体现了细胞膜具有的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜,这类跨膜运输的具体方式有。

(2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(如图),该结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是

。

(3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是,

与其他两组比较,设置模型组的目的是。

(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是,减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为。

解析:(1)URAT1、GLUT9是肾小管细胞膜上的载体蛋白,与分泌蛋白相似,它们在细胞内的合成、加工和运输过程需要核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白质重吸收尿酸盐,体现了细胞膜具有选择透过性的功能特性。原尿中还有许多物质的运输需要借助载体蛋白通过肾小管细胞膜,如葡萄糖、无机盐,它们的跨膜运输方式有主动运输和协助扩散。(2)由题图可知,肾小管细胞具有刷状缘,这种结构能增加细胞膜的表面积,从而增加能吸收尿酸盐的URAT1的数量。(3)与空白对照组比较,模型组灌服了尿酸氧化酶抑制剂,所以该组不仅可以作为高尿酸血症的疾病模型,还可以作为空白对照组和治疗组的对照。(4)由尿酸盐转运蛋白的检测结果分析可知,治疗组的URAT1、GLUT9两种载体蛋白的数量与空白对照组的基本相同,这说明F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是减少肾小管细胞膜上URAT1、GLUT9的数量,从而减少尿酸盐吸收。本题需增设对照组,向高尿酸血症大鼠灌服E,并检测血液尿酸盐含量和相关蛋白含量,对比E与F的作用效果。答案:(1)核糖体、内质网、高尔基体(答出两种即可)选择透过性主动运输、协助扩散(2)刷状缘能增加细胞膜的表面积,从而增加能吸收尿酸盐的URAT1的数量(3)灌服尿酸氧化酶抑制剂作为高尿酸血症的疾病模型,并可作为其他两组的对照(4)减少肾小管细胞膜上URAT1、GLUT9的数量向高尿酸血症大鼠灌服E20.(2021·广东卷,20)果蝇众多的突变品系为研究基因与性状的关系提供了重要的材料。摩尔根等人选育出M5品系并创立了基于该品系的突变检测技术,可通过观察F1和F2的性状及比例,检测出未知基因突变的类型(如显/隐性、是否致死等),确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。回答下列问题。(1)果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性,控制这2对相对性状的基因均位于X染色体上,其遗传总是和性别相关联,这种现象称为。

(2)如图1所示为基于M5品系的突变检测技术路线,在F1中挑出1只雌蝇,与1只M5雄蝇交配。若得到的F2没有野生型雄蝇、雌蝇数目是雄蝇的两倍,F2中雌蝇的两种表现型分别是棒眼杏红眼和,此结果说明诱变产生了伴X染色体基因突变。该突变的基因保存在表现型为果蝇的细胞内。

图1(3)上述突变基因可能对应下图2中的突变(从突变①②③中选一项),分析其原因可能是

,

使胚胎死亡。密码子序号正常核苷酸序列1…4…1920…540AUG…AAC…ACUUUA…UAG突变①↓密码子表(部分):AUG:甲硫氨酸,起始密码子突变后核苷酸序列AUG…AAC…ACCUUA…UAGAAC:天冬酰胺正常核苷酸序列AUG…AAC…ACUUUA…UAG突变②↓ACU、ACC:苏氨酸UUA:亮氨酸突变后核苷酸序列AUG…AAA…ACUUUA…UAGAAA:赖氨酸UAG、UGA:终止密码子正常核苷酸序列AUG…AAC…ACUUUA…UAG突变③↓…表示省略的、没有变化的碱基突变后核苷酸序列AUG…AAC…ACUUGA…UAG图2(4)图1所示的突变检测技术,具有的①优点是除能检测上述基因突变外,还能检测出果蝇基因突变;②缺点是不能检测出果蝇基因突变。(①②选答1项,且仅答1点即可)

解析:(1)位于X染色体上的基因所控制的性状总是和性别相关联,这种现象称为伴性遗传。(2)由题图可知,F1所选择的雌蝇的表现型是棒眼红眼(基因型是XBrXbR,其中XbR上同时存在新突变基因),它与M5雄蝇(XBrY)杂交,F2的雌蝇数量是雄蝇的两倍,说明F2的雄蝇存在致死现象,分析遗传实验结果可知,F2的雌蝇的基因型是XBrXBr(棒眼杏红眼)、XBrXbR(XbR上同时存在新突变基因,表现为棒眼红眼),由题意可知,F2中没有野生型雄蝇,故雄蝇的基因型只有XBrY,雌蝇(XBrXbR)存活,这说明XbR所在染色体上的突变基因是隐性致死基因,所以该突变的基因保存在表现型为棒眼红眼雌果蝇体内。(3)由题图可知,突变③是正常基因编码的第20位正常氨基酸密码子UUA突变为UGA,前者编码亮氨酸,后者为终止密码子,因此突变后该蛋白质由539个氨基酸缩短为19个氨基酸,相应的蛋白质功能异常,使得胚胎死亡。(4)题图所示的突变检测技术优点是除能检测上述伴X染色体隐性完全致死基因突变外,还能检测出果蝇X染色体上的可见突变(或X染色体上显性);该技术检测的结果需要通过性别进行区分,不能检测出果蝇常染色体上的基因突变,包括常染色体上隐性基因突变和显性基因突变。答案:(1)伴性遗传(2)棒眼红眼隐性致死棒眼红眼雌(3)③突变基因编码的第20位氨基酸密码子由正常的亮氨酸变成终止密码子,使得翻译提前终止,相应的蛋白质功能异常(4)X染色体上可见(或X染色体上显性)常染色体21.(2021·广东卷,21)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。回答下列问题。(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为,并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用的方法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。此外,选育优良菌株的方法还有等(答出两种方法即可)。

(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统,其培养基盐浓度设为60g/L,pH为10,菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌的原因是(答出两点即可)。

(3)研究人员在工厂进行扩大培养,在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵,结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中可能是高密度培养的限制因素。

(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,说明其能分泌

。

解析:(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,在液体培养基中,可将蔗糖作为碳源。培养过程中可定期取样并采用稀释涂布平板法(血细胞计数法)进行菌落计数,评估菌株增殖状况。除了上述方法选育能耐受高浓度蔗糖的菌株H外,还可通过诱变育种、基因工程育种来选育优良菌株。(2)由题意可知,菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强的特性,在该系统中,其他杂菌会因盐浓度过高或pH不适宜而死亡,故不用灭菌。(3)由于产物中产生了少量乙醇,说明发酵液缺氧导致菌株H进行了无氧呼吸,最终菌株H由于能量供应不足而使得其细胞增殖和PHA的产量均未达到预期,所以发酵条件中氧气可能是高密度培养的限制因素。(4)餐厨垃圾主要含有蛋白质、淀粉、油脂等,菌株H能利用餐厨垃圾来生产PHA,说明其能分泌蛋白质酶、淀粉酶、脂肪酶等,还有与PHA合成相关的酶。答案:(1)碳源稀释涂布平板法(血细胞计数法)诱变育种、基因工程育种(2)培养基是高盐浓度的液体环境,杂菌会由于渗透失水而死亡;培养基的液体环境是碱性的,其他杂菌的酶变性失活,生长繁殖受抑制(3)氧气(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和PHA合成相关的酶等22.(2021·广东卷,22)非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法,在细胞外构建多酶催化体系,获得目标产物的新技术,其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线(如图),可直接用淀粉生产肌醇(重要的医药食品原料),以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题,并可以提高产率。回答下列问题。(1)研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外,获得酶基因的方法还有

(答出两种即可)。(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白质,方法有(答出两种即可)。

(3)研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时,首先应制备细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白,需要采用的方法有。

(4)依题图所示流程,在一定的温度、pH等条件下,将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同,可能导致的结果是。在分子水平上,可以通过改变,从而改变蛋白质的结构,实现对酶特性的改造和优化。

解析:(1)获得目的基因的方法除PCR技术外,还有从基因文库中获取、人工合成等方法。(2)蛋白酶可分解蛋白质,但不会分解DNA;蛋白质在高温条件下会变性失活,而DNA虽然在高温时会变性,但在低温时又会复性,因此在制备高质量的DNA模板时,去除蛋白质可采用酶解法或高温处理。(3)将大肠杆菌作为基因工程的受体细胞时,首先应用Ca2+处理,使其成为能吸收外界DNA的感受态细胞。检测目的基因是否成功表达出酶蛋白可采用抗原—抗体杂交技术。(4)酶的作用条件有适宜的温度、pH等,温度过低,酶的活性会降低,温度过高、强酸或强碱的情况下,酶的活性会降低甚至失活,依据题图所示流程,在一定的温度、pH等条件下,将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系,这4种酶的最适反应条件不同,会导致可溶性淀粉的分解效率降低。可通过蛋白质工程实现对酶特性的改造和优化,在分子水平上,改变酶相应基因的碱基序列,从而改变酶蛋白的结构,最终实现优化酶特性的目的。答案:(1)从基因文库中获取、人工合成(2)酶解法(使用蛋白酶进行水解)、高温处理(3)感受态抗原—抗体杂交技术(4)可溶性淀粉的分解效率降低酶相应基因的碱基序列2021年普通高中学业水平选择性考试(湖南卷)生物1.(2021·湖南卷,1)关于下列微生物的叙述,正确的是(C)A.蓝藻细胞内含有叶绿体,能进行光合作用B.酵母菌有细胞壁和核糖体,属于单细胞原核生物C.破伤风杆菌细胞内不含线粒体,只能进行无氧呼吸D.支原体属于原核生物,细胞内含有染色质和核糖体解析:蓝藻细胞是原核细胞,不含叶绿体,其能进行光合作用与细胞中含有叶绿素和藻蓝素有关;酵母菌是典型的单细胞真核生物;破伤风杆菌是异养厌氧型的原核生物,不含线粒体,只能进行无氧呼吸;支原体属于原核生物,原核细胞的拟核区不含染色质。2.(2021·湖南卷,2)以下生物学实验的部分操作过程,正确的是(D)选项实验名称实验操作A检测生物组织中的还原糖在待测液中先加NaOH溶液,再加CuSO4溶液B观察细胞中DNA和RNA的分布先加甲基绿染色,再加吡罗红染色C观察细胞中的线粒体先用盐酸水解,再用健那绿染色D探究酵母菌种群数量变化先将盖玻片放在计数室上,再在盖玻片边缘滴加培养液解析:检测生物组织中的还原糖时用斐林试剂,斐林试剂需要甲液(质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液)和乙液(质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液)按照1∶1的比例混合均匀后再使用;观察细胞中DNA和RNA的分布,需要用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色;观察细胞中的线粒体,需要保持细胞的活性,不能用盐酸水解;探究酵母菌种群数量变化时,可采用抽样检测的方法,实验过程中先将盖玻片放在计数室上,再用滴管吸取培养液,滴于盖玻片边缘。3.(2021·湖南卷,3)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(D)A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低D.1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等解析:对农作物施肥过多,根细胞外液浓度过高,会导致质壁分离,引起“烧苗”;质壁分离过程中,原生质层(由细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成)与细胞壁分离,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁;质壁分离复原过程中,细胞液浓度逐渐降低,吸水能力逐渐降低;1mol/LNaCl溶液中,含1mol/L的Na+和1mol/L的Cl-,即溶质微粒浓度为2mol/L,而1mol/L蔗糖的溶质为蔗糖分子,不可再拆分,故1mol/LNaCl溶液的渗透压大于1mol/L蔗糖溶液的渗透压。4.(2021·湖南卷,4)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是(B)A.食草动物进入早期,其种群数量增长大致呈“J”型曲线B.图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量C.该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关D.过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性解析:由题图可知,食草动物进入早期,种群数量增长大致呈“J”型曲线;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,a点时,环境条件发生了改变(植物急剧减少),生态系统尚未稳定,此时种群数量不能作为环境容纳量;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础;过度放牧使得草原生态系统的结构和功能遭到破坏,从而降低其抵抗力稳定性。5.(2021·湖南卷,5)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是(B)A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响解析:蛋白质在磷酸化和去磷酸化过程中,通过构象改变发挥相应的功能,能够体现蛋白质结构与功能相适应的观点;这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,会导致这些蛋白质不能发生磷酸化和去磷酸化,不能参与细胞信号传递;由题图可知,在蛋白质磷酸化过程中,ATP为蛋白质提供磷酸基团,参与了细胞信号传递;蛋白质磷酸化和去磷酸化反应均属于酶促反应,受温度的影响。6.(2021·湖南卷,6)鸡尾部的法氏囊是B淋巴细胞的发生场所。传染性法氏囊病病毒(IBDV)感染雏鸡后,可导致法氏囊严重萎缩。下列叙述错误的是(D)A.法氏囊是鸡的免疫器官B.传染性法氏囊病可能导致雏鸡出现免疫功能衰退C.将孵出当日的雏鸡摘除法氏囊后,会影响该雏鸡B淋巴细胞的产生D.雏鸡感染IBDV发病后,注射IBDV灭活疫苗能阻止其法氏囊萎缩解析:免疫器官包括扁桃体、淋巴结、胸腺、脾等,鸡尾部的法氏囊是B淋巴细胞的发生场所,属于免疫器官;B淋巴细胞参与体液免疫过程,传染性法氏囊病可能导致雏鸡出现免疫功能衰退;由于鸡尾部的法氏囊是B淋巴细胞的发生场所,摘除法氏囊后,雏鸡B淋巴细胞的产生会受到影响;注射IBDV灭活疫苗只能预防IBDV的感染,无法阻止已感染IBDV发病后的雏鸡的法氏囊萎缩。7.(2021·湖南卷,7)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是(A)A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度解析:弱光条件下,植物没有O2的释放是因为此时呼吸作用强度大于或等于光合作用强度,并不是未进行光合作用;在光合作用暗反应阶段,CO2一般要与C5结合生成C3后才被还原;在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,短时间内使得光合作用产物输出受阻,对光合作用过程起抑制作用,叶片的光合速率会暂时下降;合理密植(增加受光面积、增加CO2浓度)和增施有机肥(提供无机盐和CO2)均可在一定程度上提高农作物的光合作用强度。8.(2021·湖南卷,8)金鱼是野生鲫鱼经长期人工选育而成,是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是(B)A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种B.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种形态C.鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变D.人类的喜好影响了金鱼的进化方向解析:自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代,因此二者属于同一物种;鲫鱼的变异是随机的、不定向的,并不是人工选择使之发生变异;生物进化的实质是种群基因频率发生改变;人类的喜好决定了人工选择的方向,所以也影响了金鱼的进化方向。9.(2021·湖南卷,9)某国家男性中不同人群肺癌死亡累积风险如图所示。下列叙述错误的是(C)A.长期吸烟的男性人群中,年龄越大,肺癌死亡累积风险越高B.烟草中含有多种化学致癌因子,不吸烟或越早戒烟,肺癌死亡累积风险越低C.肺部细胞中原癌基因执行生理功能时,细胞生长和分裂失控D.肺部细胞癌变后,癌细胞彼此之间黏着性降低,易在体内分散和转移解析:由题图可知,长期吸烟的男性人群中,随着年龄的增长,肺癌死亡累积风险越来越高;烟草中含有尼古丁等多种化学致癌因子,根据题图可知,不吸烟或越早戒烟,肺癌死亡累积风险率越低;原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,因此肺部细胞中原癌基因执行生理功能时,细胞生长和分裂并未失控;癌细胞的特征之一是由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。10.(2021·湖南卷,10)有些人的性染色体组成为XY,其外貌与正常女性一样,但无生育能力,原因是其X染色体上有一个隐性致病基因a,而Y染色体上没有相应的等位基因。某女性化患者的家系图谱如图所示。下列叙述错误的是(C)A.Ⅱ1的基因型为XaYB.Ⅱ2与正常男性婚后所生后代的患病概率为1/4C.Ⅰ1的致病基因来自其父亲或母亲D.人群中基因a的频率将会越来越低解析:根据题意可知,女性化患者的基因型应为XaY,题图中Ⅱ1为女性化患者,故其基因型为XaY;Ⅱ2的基因型为XAXa,她与正常男性(XAY)婚后所生后代患病(XaY)的概率为1/4;Ⅰ1的基因型为XAXa,若致病基因来自父亲,则其父亲的基因型为XaY,为女性化患者,不可育,不符合题意,故Ⅰ1的致病基因只能来自其母亲;由于女性化患者不育,故人群中基因a的频率将会越来越低。11.(2021·湖南卷,11)研究人员利用电压钳技术改变枪乌贼神经纤维膜电位,记录离子进出细胞引发的膜电流变化,结果如图所示,图a为对照组,图b和图c分别为通道阻断剂TTX、TEA处理组。下列叙述正确的是(A)A.TEA处理后,只有内向电流存在B.外向电流由Na+通道所介导C.TTX处理后,外向电流消失D.内向电流结束后,神经纤维膜内Na+浓度高于膜外解析:由题图可知,TEA处理后,只有内向电流存在;由题图可知,TEA处理后,阻断了K+通道,外向电流消失,说明外向电流由K+通道所介导;由题图可知,TTX处理后,内向电流消失;内向电流结束后,神经纤维膜内Na+浓度依然低于膜外。12.(2021·湖南卷,12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是(B)A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用解析:早稻浸种催芽过程中,常用40℃左右的温水淋种并时常翻种,目的是给种子的细胞呼吸过程提供有利条件,即水分、适宜的温度和氧气;农作物种子入库贮藏时,为延长贮藏时间,应在零上低温、低氧条件下贮藏,种子无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用;油料作物细胞中脂肪等含量较高,H元素含量较高,细胞呼吸时需要更多的氧气,因此油料作物种子播种时宜浅播;柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失,降低细胞呼吸速率,减少有机物的消耗,能起到保鲜作用。13.(2021·湖南卷,13)细胞内不同基因的表达效率存在差异,如图所示。下列相关叙述正确的是(ABC)A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A的表达效率高于基因BB.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物D.②过程中,rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子解析:由题图可知,基因A表达过程中产生的mRNA和蛋白质都多于基因B表达过程产生的mRNA和蛋白质,因此基因A的表达效率高于基因B的表达效率;真核生物的细胞核具有核膜,将核基因的转录和翻译过程分开,转录发生在细胞核,翻译发生在细胞质的核糖体上;人的mRNA、rRNA和tRNA都属于RNA,都是以DNA为模板转录形成的;②为翻译,该过程中tRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子。14.(2021·湖南卷,14)独脚金内酯(SL)是近年来新发现的一类植物激素。SL合成受阻或SL不敏感突变体都会出现顶端优势缺失。现有拟南芥SL突变体1(max1)和SL突变体2(max2),其生长素水平正常,但植株缺失顶端优势,与野生型(W)形成明显区别;在幼苗期进行嫁接试验,培养后植株形态如图所示。据此分析,下列叙述正确的是(BCD)A.SL不能在产生部位发挥调控作用B.max1不能合成SL,但对SL敏感C.max2对SL不敏感,但根能产生SLD.推测max2_S+max1_R表现顶端优势缺失解析:max1顶端优势缺失,但将其地上部分与野生型地下部分嫁接到一块后,又出现了顶端优势,说明,max1对SL敏感,缺失顶端优势的原因是不能合成SL;max2顶端优势缺失,将其地上部分与野生型地下部分嫁接到一块后,依然表现顶端优势,说明max2对SL不敏感,但将其地下部分与野生型地上部分嫁接到一块后,表现顶端优势,说明其根能产生SL;max2的根能产生SL,max1的地上部分对SL敏感,将两者嫁接到一块,表现顶端优势缺失;根据③出现顶端优势可知,SL在地上部分和根均能合成,且可以在产生部位发生调控作用。15.(2021·湖南卷,15)血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB100结合形成低密度脂蛋白(LDL),LDL通过与细胞表面受体结合,将胆固醇运输到细胞内,从而降低血浆中胆固醇含量。PCSK9基因可以发生多种类型的突变,当突变使PCSK9蛋白活性增强时,会增加LDL受体在溶酶体中的降解,导致细胞表面LDL受体减少。下列叙述错误的是(C)A.引起LDL受体缺失的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高B.PCSK9基因的有些突变可能不影响血浆中LDL的正常水平C.引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高D.编码apoB100的基因失活会导致血浆中胆固醇含量升高解析:基因突变导致LDL受体缺失→LDI受体减少→LDL不能正常进入细胞→血浆中胆固醇含量升高;由于密码子具有简并性,基因突变不一定引起其指导合成的蛋白质的结构和功能改变;引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变→PCSK9蛋白活性降低→LDL受体降解水平下降→LDL受体增多→LDL进入细胞增多→血浆中胆固醇含量降低;编码apoB100的基因失活→载脂蛋白apoB100减少→血浆中胆固醇不易进入组织细胞→血浆中胆固醇含量升高。16.(2021·湖南卷,16)有研究报道,某地区近40年内森林脊椎动物种群数量减少了80.9%。该时段内,农业和城镇建设用地不断增加,挤占和蚕食自然生态空间,致使森林生态系统破碎化程度增加。下列叙述正确的是(AD)A.森林群落植物多样性高时,可为动物提供多样的栖息地和食物B.森林生态系统破碎化有利于生物多样性的形成C.保护生物多样性,必须禁止一切森林砍伐和野生动物捕获的活动D.农业和城镇建设需遵循自然、经济、社会相协调的可持续发展理念解析:森林群落植物多样性高时,植食动物的食物来源更广泛,同时还可以为动物提供多样的栖息空间;由题干信息可知,森林生态系统破碎化的原因是人类活动破坏了自然环境,不利于生物多样性的形成;保护生物多样性并不是要禁止一切形式的猎杀、买卖和开发利用,而是合理地开发和利用;可持续发展理念是指自然、经济、社会的协调统一发展,这种发展既能满足当代人的需求,又不损害后代人的长远利益。17.(2021·湖南卷,17)油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关试验,如图所示。回答下列问题。(1)根据F2表现型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是,杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有种结合方式,且每种结合方式概率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是

。

(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3Ⅲ。产生F3Ⅰ、F3Ⅱ、F3Ⅲ的高秆植株数量比为。产生F3Ⅲ的高秆植株基因型为(用A、a;B、b;C、c……表示基因)。用产生F3Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,能否验证自由组合定律?。

解析:(1)根据杂交组合①②正反交的F2结果高秆∶半矮秆都约为15∶1,所以半矮秆为隐性遗传,且该性状是由非同源染色体上的两对隐性基因控制的,即只有基因型为aabb时表现为半矮秆,其他基因型均表现为高秆。杂交组合①中F1的基因型为AaBb,F1自交时雌雄配子有4×4=16(种)结合方式。其细胞遗传学基础是减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)杂交组合①中F1的基因型为AaBb,产生的F2中基因型为AA和BB的植株占F2中所有高秆植株的715,它们自交后代都表现为高秆,所以属于F3Ⅰ;F2中基因型为AaBb的植株自交,产生的后代高秆∶半矮秆=15∶1,与杂交组合①②的F2基本一致,记为F3Ⅱ,基因型为AaBb的高杆植株占F2中所有高秆植株的415;F2中基因型为Aabb和aaBb的高秆植株自交,产生的后代高秆∶半矮秆=3∶1,与杂交组合③的F2基本一致,记为F3Ⅲ,基因型为Aabb和aaBb的高杆植株占F2中所有高秆植株的415,故产生F3Ⅰ、F3Ⅱ、F3Ⅲ的高秆植株的数量比为7∶4∶4。基因型为Aabb和aaBb的高秆植株相互杂交的子一代再自交才能验证自由组合定律,否则只能验证一对基因的分离定律。

答案:(1)非同源染色体上的两对隐性基因控制的遗传16减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合(2)7∶4∶4Aabb、aaBb不能18.(2021·湖南卷,18)图a为叶绿体的结构示意图,图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题。(1)图b表示图a中的结构,膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-,光能转化成电能,最终转化为和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中电子受体NADP+减少,则图b中电子传递速率会(填“加快”或“减慢”)。

(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系,研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体,以相对放氧量表示光反应速率,实验结果如表所示。实验项目相对值叶绿体类型叶绿体A:双层膜结构完整叶绿体B:双层膜局部受损,类囊体略有损伤叶绿体C:双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂叶绿体D:所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一:以Fecy为电子受体时的放氧量100167.0425.1281.3实验二:以DCIP为电子受体时的放氧量100106.7471.1109.6注:Fecy具有亲水性,DCIP具有亲脂性。据此分析:①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明,叶绿体双层膜对以(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用。得出该结论的推理过程是

。

②该实验中,光反应速率最高的是叶绿体C,表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下,更有利于,从而提高光反应速率。

③以DCIP为电子受体进行实验,发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释。

解析:(1)题图b显示的是光反应的过程,光反应的场所是类囊体的薄膜,由此可推测题图b是题图a中的类囊体膜。由题图可知,光能转化为电能,电能最终转化为NADPH和ATP中活跃的化学能。CO2浓度降低,暗反应速率减慢,进而使光反应速率减慢,所以推测题图b电子传递速率会减慢。(2)①叶绿体的双层膜受损后,以Fecy为电子受体时的放氧量增加的比例比以DCIP为电子受体时的放氧量增加的比例大,所以叶绿体双层膜对Fecy为电子受体的光反应的阻碍作用更明显。②双层膜瓦解、类囊体松散但未断裂的条件下,更有利于类囊体膜上的色素吸收、传递和转化光能,提高水的光解速率,从而提高光反应速率。③叶绿体双层膜结构被破坏得越严重,H+在膜两侧的浓度差越小,ATP的产生效率就越低。答案:(1)类囊体膜NADPH减慢(2)①Fecy叶绿体的双层膜受损后,以Fecy为电子受体时的放氧量增加的比例比以DCIP为电子受体时的放氧量增加的比例大②类囊体膜上的色素吸收、传递和转化光能③膜结构破坏得越严重,H+在膜两侧的浓度差越小,ATP的产生效率就越低19.(2021·湖南卷,19)生长激素对软骨细胞生长有促进作用,调节过程如图所示。回答下列问题。(1)根据示意图,可以确定软骨细胞具有(填“GH受体”“IGF1受体”或“GH受体和IGF1受体”)。

(2)研究人员将正常小鼠和IGF1基因缺失小鼠分组饲养后,检测体内GH水平。据图预测,IGF1基因缺失小鼠体内GH水平应(填“低于”“等于”或“高于”)正常小鼠,理由是

。

(3)研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养,验证生长激素可通过IGF1促进软骨细胞生长。实验设计如表所示,A组为对照组。组别ABCDE培养液中添加物质无GHIGF1正常小鼠去垂体后的血清?实验结果预测及分析:①与A组比较,在B、C和D组中,软骨细胞生长无明显变化的是组。

②若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,结合本实验目的,推测E组培养液中添加物质是。

解析:(1)由题图可知,生长激素(GH)和胰岛素样生长因子1(IGF1)均能促进软骨细胞生长,说明软骨细胞具有GH受体和IGF1受体。(2)IGF1基因缺失小鼠不能合成IGF1,不能通过负反馈调节抑制垂体分泌GH,所以垂体的分泌活动不会受到抑制,GH水平应高于正常小鼠。(3)①以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,则B组培养液中添加GH,不能促进软骨细胞生长。②该实验是验证生长激素可通过IGF1促进软骨细胞生长,即GH通过促进肝脏分泌IGF1进而促进软骨细胞生长,推测E组培养液中添加的物质为正常小鼠的血清。答案:(1)GH受体和IGF1受体(2)高于IGF1基因缺失小鼠不能合成IGF1,不能通过负反馈调节抑制垂体分泌GH,所以垂体的分泌活动不会受到抑制(3)①B②正常小鼠的血清20.(2021·湖南卷,20)某林场有一片约2公顷的马尾松与石栎混交次生林,群落内马尾松、石栎两个种群的空间分布均为随机分布。为了解群落演替过程中马尾松和石栎种群密度的变化特征,某研究小组在该混交次生林中选取5个固定样方进行观测,每个样方的面积为0.04公顷,某一时期的观测结果如表所示。树高X(m)马尾松(株)石栎(株)样方1样方2样方3样方4样方5样方1样方2样方3样方4样方5X≤58975846485047455<X≤102527302830302528262710<X≤15342930363523543X>15131614151232122合计80818184858178847977注:同一树种的树高与年龄存在一定程度的正相关性;两树种在幼年期时的高度基本一致。回答下列问题。(1)调查植物种群密度取样的关键是;根据表中调查数据计算,马尾松种群密度为。

(2)该群落中,马尾松和石栎之间的种间关系是。马尾松是喜光的阳生树种,石栎是耐阴树种。根据表中数据和树种的特性预测该次生林数十年后优势树种是,理由是

。

解析:(1)调查植物种群密度取样的关键是随机取样。由题表中数据可知,每个样方马尾松种群密度分别为800.04=2000(株/公顷)、810.04=2025(株/公顷)、810.04=2025(株/公顷)、840.04=2100(株/公顷)、(2)在该群落中,马尾松和石栎都是生产者,且在同一区域内存在资源和空间的争夺,故两者之间的种间关系是竞争。由于同一树种的树高与年龄存在一定程度的正相关性,即年龄越大树高越高,由于马尾松是阳生树种,石栎是耐阴树种,马尾松越高越有利于其生长,石栎越高越不利于其生长,故数十年后马尾松处于优势。答案:(1)随机取样2055株/公顷(2)竞争马尾松同一树种的树高与年龄存在一定程度的正相关性,即年龄越大树高越高,由于马尾松是阳生树种,石栎是耐阴树种,马尾松越高越有利于其生长,石栎越高越不利于其生长21.(2021·湖南卷,21)大熊猫是我国特有的珍稀野生动物,每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12~38kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题。(1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即。为筛选纤维素分解菌,将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以为唯一碳源的固体培养基上进行培养,该培养基从功能上分类属于培养基。

(2)配制的培养基必须进行灭菌处理,目的是。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是

。

(3)简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路

。

(4)为高效降解农业秸秆废弃物,研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌,在37℃条件下进行玉米秸秆降解实验,结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株,理由是。

菌株秸秆总重(g)秸秆残重(g)秸秆失重(%)纤维素降解率(%)A2.001.5124.5016.14B2.001.5323.5014.92C2.001.4229.0023.32解析:(1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。培养基从功能上分为鉴别培养基和选择培养基,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作选择培养基。为筛选大熊猫新鲜粪便中的纤维素分解菌,应将样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养,该培养基从功能上分类属于选择培养基。(2)配制的培养基必须进行灭菌处理,目的是防止外来杂菌的入侵,接种前通常需要将未接种的培养基在适宜的条件下放置一段时间,观察培养基上是否有菌落出现,以检测固体培养基是否灭菌合格。(3)测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数可按照以下步骤进行:取10g大熊猫新鲜粪便移至90mL无菌水中,并进行101至106梯度稀释培养,取稀释度为106的稀释液涂布到选择培养基上培养,选择菌落数在30~300的平板进行计数,求出该稀释度平板上生长的平均菌落数,进而计算出每克样品中的菌株数。(4)由题表中数据可知,秸秆总重相同,但菌株C的秸秆残重、秸秆失重率和纤维素降解率都优于菌株A和菌株B,所以在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株C,理由是菌株C单位时间内、单位体积中秸秆的减少量大于菌株A和菌株B。答案:(1)C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶纤维素选择(2)防止杂菌的污染将未接种的培养基在适宜的条件下放置一段时间,观察培养基上是否有菌落出现(3)取10g大熊猫新鲜粪便移至90mL无菌水中,并进行101至106梯度稀释培养,取稀释度为106的稀释液涂布到选择培养基上培养,选择菌落数在30~300的平板进行计数,求出该稀释度平板上生长的平均菌落数,并计算每克样品中的菌株数(4)C菌株C单位时间内、单位体积中秸秆的减少量大于菌株A和菌株B22.(2021·湖南卷,22)M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验,将外源DNA片段F插入M基因的特定位置,再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A,流程如图所示。回答下列问题。(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中,切割质粒DNA的工具酶是,这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的断开。

(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液,目的是

。

(3)与胚胎细胞核移植技术相比,体细胞核移植技术的成功率更低,原因是。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞,在形态上表现为(答出两点即可),功能上具有。

(4)鉴定转基因动物:以免疫小鼠的淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合,筛选融合杂种细胞,制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路

。

解析:(1)构建基因表达载体时,切割质粒DNA要用到限制性核酸内切酶,即限制酶,限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。(2)在进行动物细胞培养的过程中,要定时更换培养液,以便清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(3)动物细胞核移植分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,其中体细胞核移植成功率更低,原因是动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显,在功能上,具有发育的全能性,即可以分化成为动物体内任何一种组织细胞。(4)在进行单克隆抗体制备时,首先要诱导相应的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。在应用单克隆抗体进行检测时,主要原理是抗原—抗体特异性结合,所以实验思路是取该转基因动物的肝组织细胞,提取其蛋白质,加入适量的M蛋白的单克隆抗体,观察有无凝集现象(抗原—抗体特异性结合的现象),若有则说明M基因不失活,若无则说明M基因失活。答案:(1)限制酶(或限制性核酸内切酶)磷酸二酯键(2)清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害(3)动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难体积小、细胞核大、核仁明显(答出两点即可)发育的全能性(4)B取该转基因动物的肝组织细胞,提取其蛋白质,加入适量的M蛋白的单克隆抗体,观察有无凝集现象(或有无抗原—抗体特异性结合的现象),若有则说明M基因不失活,若无则说明M基因失活2021年普通高中学业水平选择性考试(河北卷)生物1.(2021·河北卷,1)下列叙述正确的是(A)A.酵母菌和白细胞都有细胞骨架B.发菜和水绵都有叶绿体C.颤藻、伞藻和小球藻都有细胞核D.黑藻、根瘤菌和草履虫都有细胞壁解析:酵母菌属于真核生物,白细胞是真核细胞,它们中细胞骨架在维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性方面起重要作用;发菜属于原核生物,细胞内没有叶绿体;颤藻属于原核生物,没有由核膜包被的细胞核,伞藻和小球藻属于真核生物,有细胞核;黑藻属于高等植物,根瘤菌属于原核生物,都有细胞壁,草履虫属于单细胞原生动物,没有细胞壁。2.(2021·河北卷,2)关于细胞核的叙述,错误的是(D)A.有丝分裂过程中,核膜和核仁周期性地消失和重现B.蛋白质合成活跃的细胞,核仁代谢活动旺盛C.许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成,经核孔进入细胞核D.细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出解析:有丝分裂过程中,前期核仁解体、核膜消失,末期核膜和核仁重新出现;核仁与核糖体的形成有关,蛋白质合成活跃的细胞中核糖体数量多,核仁代谢活动旺盛;细胞中绝大部分的蛋白质都是在细胞质中的核糖体上合成的,对基因表达有调控作用的蛋白质需经核孔进入细胞核;细胞质中的RNA大多数是在细胞核中合成的,还有部分RNA是在线粒体或叶绿体中合成的。3.(2021·河北卷,3)关于生物学实验的叙述,错误的是(B)A.NaOH与CuSO4配合使用在还原糖和蛋白质检测实验中作用不同B.染色质中的DNA比裸露的DNA更容易被甲基绿着色C.纸层析法分离叶绿体色素时,以多种有机溶剂的混合物作为层析液D.利用取样器取样法调查土壤小动物的种类和数量,推测土壤动物的丰富度解析:还原糖的检测实验中,使用的是斐林试剂,将NaOH与CuSO4混合,还原糖与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀,蛋白质的检测实验中,使用的是双缩脲试剂,先加入NaOH创设碱性环境,再加少量CuSO4,蛋白质在碱性条件下与Cu2+反应,生成紫色的络合物;染色质的主要成分是蛋白质和DNA,蛋白质包裹着DNA,比裸露的DNA更难着色;纸层析法分离叶绿体色素时,使用的层析液由石油醚、丙酮和苯混合而成;调查土壤小动物的种类和数量采用的是取样器取样法,通过小动物的种类和数量可推测土壤动物的丰富度。4.(2021·河北卷,4)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是(D)A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中解析:血液流经肌肉组织时,进入红细胞的是CO2,运出红细胞的是O2;题图中①②是气体的跨膜运输过程,运输方式为自由扩散,④和⑤过程均是顺浓度梯度运输且需要转运蛋白的协助,属于协助扩散;成熟的红细胞中没有线粒体,只能进行无氧呼吸,产生的ATP可为③主动运输提供能量;成熟的红细胞内没有细胞核和核糖体等细胞器,不能合成蛋白质,因此成熟红细胞表面的糖蛋白不能更新。5.(2021·河北卷,5)关于细胞生命历程的叙述,错误的是(A)A.细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质B.清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老C.紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一D.已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性解析:细胞凋亡过程中有与凋亡相关基因的表达,即有相应蛋白质的合成;细胞内的自由基增多会造成蛋白质及DNA的损伤,致使细胞衰老,因此清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老;紫外线照射可能会导致DNA损伤,从而发生基因突变,是皮肤癌发生的原因之一;已分化的动物体细胞由受精卵经有丝分裂和分化而来,细胞核具有本物种全套的遗传物质,所以已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。6.(2021·河北卷,6)雄性缝蝇的求偶方式有①向雌蝇提供食物;②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇;③把食物裹成丝球送给雌蝇;④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是(B)A.求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖,是一种适应性行为B.④是一种仪式化行为,对缝蝇繁殖失去进化意义C.③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果D.④可能由③进化而来解析:无论哪种求偶方式,都可使雄性缝蝇求偶成功,有利于缝蝇的交配繁殖,是一种适应性行为;分析题意可知,①向雌蝇提供食物可能是雄性缝蝇求偶方式中最原始的一种,随着生物的进化,由①单纯提供食物,到②简单的“包装”,再到③包装变得复杂,最终演化出④仅送包裹食物的空丝球的求偶方式,④的出现对缝蝇繁殖仍具有进化意义;雄性缝蝇求偶方式的进化是雌蝇对雄蝇长期选择的结果;由以上分析可知,④仅送一个空丝球给雌蝇可能是由③进化而来的。7.(2021·河北卷,7)图中①②和③为三个精原细胞,①和②发生了染色体变异,③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离,另一条随机移向一极。不考虑其他变异,下列叙述错误的是(C)A.①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会B.②经减数分裂形成的配子有一半正常C.③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合,最终产生4种基因型配子D.①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到解析:分析题图可知,①中R基因和a基因相互易位,属于染色体的结构变异,在联会时,a基因所在的染色体分别与A基因和r基因所在的染色体联会;R基因所在的染色体分别与A基因和r基因所在的染色体联会。②中含有a基因的染色体多一条,A、a、a所在的三条同源染色体分离时任意两条移向一极,产生的配子类型及比例为A∶aa∶a∶Aa=1∶1∶2∶2,因此②经减数分裂形成的配子中有一半是正常的。③为正常细胞,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,最终产生2种基因型的4个配子。①和②分别属于染色体结构变异和染色体数目变异,都是细胞水平的变异,理论上均可以在光学显微镜下观察到。8.(2021·河北卷,8)关于基因表达的叙述,正确的是(C)A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA