高中生物综合题

下图为某囊性纤维化病的系谱图。请回答问题：

（1）据图分析，囊性纤维化病的遗传方式为______________，Ⅱ-1和Ⅱ-2后代的再发风险率为___________，所以生育前应该通过遗传咨询和____________等手段，对遗传病进行监控和预防。
（2）囊性纤维化病是CFTR基因突变导致的人类遗传病，迄今为止，已经发现超过1000种可以导致囊性纤维化的CFTR基因突变，这体现了基因突变具有___________的特点。其中的一些患者是由于CFTR基因缺失了三个碱基对，导致其编码的CFTR蛋白缺失了一个苯丙氨酸，苯丙氨酸的密码子为UUU或UUC，据此可推知基因缺失的序列为________。
（3）在正常肺部组织细胞中，细胞膜上的CFTR蛋白帮助氯离子转运出细胞。突变导致合成的CFTR蛋白____________改变，使其功能异常，导致细胞外水分________（填“增多”或“减少”），患者的肺部黏液堆积增多，易被细菌反复感染。
（4）以上事实说明，基因通过控制_____________直接控制生物体性状。
（5）科研人员利用经过修饰的病毒作为___________，将正常的CFTR基因导入患者的肺部组织细胞中，这种治疗方法称为___________。

胡萝卜素因其具有提高人体免疫力、延缓细胞和机体衰老、减少疾病的发生等作用而备受科研人员的关注。
（1）从新鲜胡萝卜中提取胡萝卜素时，萃取前需对胡萝卜进行粉碎和        。提取胡萝卜素时一般不用乙醇作萃取剂，主要原因是                 ，且乙醉能与水混溶。萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是               ；浓缩萃取液时可直接使用        装置。
（2）用纸层析法分离叶绿体中的色素时，胡萝卜素随层析液在滤纸条上的扩散速度           而位于滤纸条的最前端；在进行光合作用时，光合色素吸收的光能必须先转变为化学能储存在结构简式为           的化合物中。
（3）科研人员测定了夏季不同天气条件下胡萝卜植株光合速率的变化情况，结果如下图所示，请分析回答：

①图中j点时，叶肉细胞中叶绿体产生的氧气会扩散到           等处；与h点相比，i点时叶绿体内CO₂的固定速率较           。
②阴天时，a～b时间段植株净光合速率变化的原因是                   ，阴天时，植株在图中的       点时刻体内有机物总量最少。

“探究和验证”是高中生物学习的重要内容，是一种以实验为核心的实践活动，其核心都是设计实验和实施实验。
(1)验证胰岛素缺乏会引起糖尿病的实验：
实验材料：两组健康、大小相同的同种狗，胰岛素，试管，现配的斐林试剂及其他必需用品。
实验步骤：
第一步：取两组健康、大小相同的同种狗，将A组狗的胰岛切除，B组狗不做任何处理。
第二步：分别收集两组狗的尿液于试管中，滴加现配的斐林试剂并加热，观察颜色变化。
第三步：每天定时给A组狗喂食适量的胰岛素，然后收集尿液，用现配的斐林试剂鉴定，观察颜色变化。
实验分析：
①上述实验步骤中的一项不严谨之处是：_______。
②不严谨实验步骤前和纠正后，两者相应实验现象分别是：_______。
⑧本实验设置了两种对照：一种是_______ ，另一种是_______。
(2)探究二氯二乙胺能否抑制癌细胞增殖的实验：
实验材料：肝部长有肿瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，蒸馏水，生理盐水，含有全部营养物质的细胞培养液，显微镜，血球计数板，试管，吸管等。
实验步骤：
①取洁净的培养皿一个，加入适量培养液，从小鼠肝部切取肿瘤组织，剪碎，并用胰蛋白酶处理，使其分散开来，置于培养皿中培养；
②取洁净的试管5支，加入等量培养液，编号1、2、3、4、5，并在1～4号试管中加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液，5号试管中加入S；
③从培养皿中吸取等量的培养液置于1～5号试管中，振荡后，在适宜温度下培养一段时间；
④从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于血球计数板内，在显微镜下计数，记录数据。
实验分析：
①该实验的因变量是_______，5号试管中应加入的S是_______。经过上述实验步骤，请判断其测量数据是否准确，并解释原因：_______ 。
②另有同学按照正确的方法进行实验，得到如下结果：

实验组别	1	2	3	4	5
二氯二乙胺浓度(mg／mL)	O．1	0.2	0.3	0.4	O
细胞密度(个／mL)	320	275	186	96	560

根据实验结果，你能得出的结论有_______。

如图1表示某果蝇体细胞染色体组成，图2表示该果蝇所产生的一个异常生殖细胞，依图回答下列问题：

（1）该精原细胞进行正常的减数分裂时，在次级精母细胞（中期）中性染色体组成为_______，一个初级精母细胞X染色体上的两个W基因在_______期发生分离。
（2）若一个精原细胞的一条染色体上的B基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T，则由该精原细胞产生的精细胞携带该突变基因的概率________。
（3）图2所示是一个异常精细胞，造成这种异常的原因是在该精细胞形成过程中_______ 。
（4）果蝇中点状染色体(4号染色体)缺失一条也可以存活，而且能够繁殖后代。已知R、r位于常染色体上，分别控制长翅和残翅这相对性状(残翅为隐性性状)，欲判断残翅果蝇基因是否位于4号染色体上。
实验步骤是：
先利用_______果蝇与纯合长翅且4号染色体缺失的果蝇交配，统计子代的性状表现。
实验结果预测及结论：
①若子代中出现长翅果蝇和残翅果蝇且比例为_______，则说明残翅基因位于4号染色体上；
②_______，则说明残翅基因不位于4号染色体上。

图甲是在20℃、大气CO2浓度条件下测得的A、B两种植物CO2吸收速率随光照强度变化的关系曲线，图乙是在图甲c点的光照条件下测得的相关曲线。请据图回答问题：

CO2吸收速率 [µmol/(m^2·s)]

（1）甲图表明，A、B植物对生存环境的要求差异主要是______________不同。限制乙图m点增加的主要环境因素是_________________。
（2）在农业生产上可采取______________措施提高光能的利用率（至少答出一种）。
（3）乙图中两曲线后段呈下降趋势的原因是_____________________________________。
（4）若CO2浓度对植物呼吸作用强度不产生影响，请在坐标图中用虚线画出在乙图的n点条件下测得A植物光照强度与CO2吸收速率关系的曲线图。
（5）欲通过检测CO2的释放量来判断植物的呼吸作用强度，除澄清石灰水外，还可用____________________（试剂）检测，通过__________________________________来判断。

饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙等物质，很难被动物吸收利用，还影响对其他营养物质的利用。若在饲料中添加植酸酶，则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从作物根部土壤中分离产植酸酶的菌株的过程示意图。请分析作答。

（1）培养基中除了添加植酸钙以外，应含有              、              、水、无机盐等基本营养物质。
（2）为防止杂菌污染，要对培养基和培养皿等进行　　　　　，而且须将接种后的培养皿呈　　　　　状态放置。
（3）接种以前进行的一系列操作，目的是在培养皿表面形成              。根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的            就能大致推测出样品中的活菌数。
（4）由于植酸钙的不溶解性，使培养基中形成白色浑浊。产植酸酶的菌株会水解植酸钙，菌落的周围将形成透明的区域，根据透明区域的有无，可初步判断该菌是否产植酸酶。实验结果显示A～E五种菌株中，   是产植酸酶的理想菌株。
（5）获得目的菌以后，若要用于植酸酶的生产，还需要进行                          。

一个正常眼色的果蝇种群由于受到射线照射，出现了两只褐眼雌果蝇，分别记为果蝇A和果蝇B。为研究果蝇A和果蝇B的突变是否为同一突变，进行了如下实验：
实验一：果蝇A × 纯合正常雄果蝇→F1中40正常（♀）：38褐眼（♀）：42正常（♂）
实验二：果蝇B × 纯合正常雄果蝇→F1中62正常（♀）：62褐眼（♀）：65正常（♂）：63褐眼（♂）
实验三：实验二中F1褐眼雌雄果蝇互相交配→F2中25正常（♀）：49褐眼（♀）：23正常（♂）：47褐眼（♂）
综合上述实验结果，请回答：
（1）果蝇A发生的突变是____________（显、隐）性突变，且该突变具有__________效应，突变基因位于______________染色体上。
（2）果蝇B发生的突变是___________（显、隐）性突变，该突变也具有上述类似的效应。果蝇B的突变发生在_______染色体上，理由是___________________。
（3）若上述突变基因均能独立控制褐色素的合成而表现褐眼，让果蝇A与实验二中F1代褐眼雄果蝇杂交，则褐眼的遗传遵循____________________定律，其后代出现褐眼果蝇的概率是__________。

为研究乙烯影响植物根生长的机理，研究者以拟南芥幼苗为材料进行实验。
（1）乙烯和生长素都要通过与__________结合，将________传递给靶细胞，从而调节植物的生命活动。
（2）实验一：研究者将拟南芥幼苗放在含不同浓度的ACC（乙烯前体，分解后产生乙烯）、IAA（生长素）的培养液中培养，测量并记录幼苗根伸长区细胞长度，结果如下表。

组别	植物激素及处理浓度（µM）	根伸长区细胞长度（µm）
1	对照	175.1
2	0.20ACC	108.1
3	0.05IAA	91.1
4	0.20ACC+0.05IAA	44.2

实验结果说明乙烯和生长素都能够__________根生长，与单独处理相比较，两者共同作用时____________。
（3）实验二：将拟南芥幼苗分别放在含有不同浓度ACC的培养液中培养，12小时后测定幼苗根中生长素的含量，实验结果如图所示。据图分析，乙烯通过促进______________影响根生长。

（4）研究者将幼苗放在含NPA（生长素极性运输阻断剂）的培养液中培养，一段时间后，比较实验组和对照组幼苗根伸长区细胞长度，结果无显著差异。由此分析，研究者的目的是探究乙烯是否通过影响____________________影响根生长。
（5）综合上述各实验的结果可推测，乙烯影响根生长的作用最可能是通过促进生长素的____________实现的。

图1是仙人掌类植物特殊的CO2同化方式，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用；图2表示某热带地区A.B.C三类植物在晴朗夏季的光合作用日变化曲线，图3表示某植物在不同光照强度下单位时间内CO2释放量和O2 产生总量的变化。请据图分析并回答：

（1）图1所示细胞在夜间能产生H⁺的具体场所有______________。该植物夜间能吸收CO₂，却不能合成糖类等有机物的原因是缺少                  等物质。
（2）图1所示植物对应图2中的                  类植物（填字母），从生物进化的角度看，该特殊的CO2同化方式是                         的结果。
（3）图2中的A类植物在10～16时进行光合作用的暗反应，所需要的CO2有__________________。
（4）图2中的B和C植物，更适于生活在干旱缺水环境的是__________植物。
（5）分析图3可知，在光照强度为c时，该植物的光合速率_______（填大于/小于/等于）呼吸作用速率。若控制B植物幼苗的光照强度为d，且每天光照12h，再黑暗12h交替进行（假定温度保持不变），则B植物幼苗________（能/不能）正常生长。

阅读以下资料，并回答相关问题：
资料甲：20世纪六十年代，一些科学家尝试将番茄和马铃薯杂交，试图培育出一种地上长番茄，地下结马铃薯的“番茄—马铃薯”植株，始终未能成功。
资料乙：经过长期的实验，科学家们采用体细胞杂交的方法，终于得到了“番茄—马铃薯”植株，可惜它并没有如科学家所想象的那样，地上长番茄，地下结马铃薯。
资料丙：英国一家公司耗时十年，在2013年完成了土豆和西红柿的完美嫁接，开发出一种新的植物，可同时结出西红柿和土豆。收获时只需将植物连根拔起，就可在枝头收获西红柿，在根部摘取土豆。
（1）资料甲中，科学家们始终未成功的原因是番茄和马铃薯之间存在着           。
（2）资料乙中，在进行体细胞杂交之前，必须先利用          和          去除细胞壁，获得具有活力的          ，再诱导其融合。
（3）对资料丙中的植株进行植物组织培养，能否获得大量“番茄—马铃薯”植株？       ；对三倍体西瓜进行植物组织培养，能否获得大量三倍体西瓜苗？         。
（4）动物细胞也能进行融合，常用的诱导融合因素有PEG、电激和       。动物细胞融合最重要的应用是利用融合得到的          制备单克隆抗体。长期以来人们获得抗体的方法是向动物体内反复注射某种抗原，从动物 　　 中分离出抗体。这种方法不仅产量低、纯度低，而且制备的抗体           。单克隆抗体可用来制成“生物导弹”杀灭癌细胞，“生物导弹”中单克隆抗体的作用是            。

回答下列有关微生物的问题：
（1）19世纪中期，关系到法国经济命脉的酿造业曾一度遭受毁灭性的打击。在生产过程中，发现葡萄酒变酸，表面观察到菌膜，造成该现象的生物是   　    。腐乳外部有一层致密的皮，这是       　　　 的匍匐菌丝形成的。制作泡菜时，有时坛内会长一层白膜，这是         繁殖形成的。
（2）培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，除此之外，还需要满足微生物生长对pH、             及氧气的需求，例如培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素。
（3）微生物的接种方法很多，如平板划线法、稀释涂布平板法、斜面接种和穿刺接种等方法，虽然这些技术的操作方法各不相同，但是其核心都是要              ，保证培养物的纯度。由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的             ，就是菌落。
（4）从土壤中分离出分解尿素的细菌之后，要对其进行进一步的鉴定，要在以尿素为唯一氮源的培养基中加入       ，如果指示剂变 　 ，可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。
（5）灭菌是用         杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。对培养皿灭菌常用的方法是          。在进行平板划线时，划线操作结束后，       （需要或不需要）灼烧接种环。

阅读资料，回答下列与免疫相关的问题：
资料1：抗原是一类能诱发特异性免疫的物质， T细胞和B细胞通过细胞膜上的抗原识别受体（T细胞受体为TCR， B细胞受体为BCR）识别抗原。一个T细胞和B细胞只表达一种TCR或BCR，只能特异地识别并结合一种抗原。
资料2：抗原分为TD抗原（胸腺依赖性抗原）和TI抗原（胸腺非依赖性抗原）两大类。TD抗原刺激B细胞增殖分化时必须有两个条件，抗原的刺激和T细胞产生的淋巴因子的作用。TI抗原刺激B细胞增殖分化时不需要淋巴因子的作用，TI抗原不能引起细胞免疫和二次免疫。
（1）人体的免疫系统由免疫器官、免疫细胞和                 组成。免疫系统具有两大功能，三道防线构成了免疫系统的        功能，免疫系统还具有            功能，艾滋病患者的死亡就是由于该功能的缺失导致。
（2）T细胞内     （有或没有）表达BCR的基因。浆细胞不能识别抗原的原因是                                   。
（3）先天性胸腺发育不良患者的大部分体液免疫丧失，但还能保留针对 　 　 抗原的体液免疫，晚期艾滋病患者的免疫能力会 　　  ，导致艾滋病的病原体是 　　   。

用表中四种果蝇作亲本进行杂交实验，卷曲翅（A）对正常翅（a）为显性。

（1）若要通过一次杂交实验确定基因A、a是在常染色体上，还是在X染色体上，可设计实验如下：杂交组合序号为甲X丁。子代可能出现的性状：如果卷曲翅与正常翅无性别之分，则基因位于　　　　　　　　　；如果　　　　　　　　　　　　，则基因位于　　　　　　　　　。
（2）若已确定基因A、a在常染色体上，为进一步探究该基因是否存在显性纯合致死现象（胚胎致死），可设计杂交实验如下：
选取序号为　　　　　的亲本杂交，如果子代表现型及比例为　　　　　　，则存在显性纯合致死，否则不存在。
（3）若已确定基因A、a在常染色体上且存在显性纯合致死现象，选用都为卷曲翅的白眼（X^bX^b）与红眼（X^BY）果蝇杂交，子代F₁中卷曲翅红眼果蝇的基因型是　　　　　。卷曲翅红眼果蝇占F₁的比例是　　　　　。

改变光照强度，对甲乙两种植物的相关生理过程进行了测定，得到了下表数据（光照强度的单位为千勒克斯，CO₂的吸收和释放速度的单位不作要求）：
（1）请根据表格中乙植物的数据，在下图1中把乙植物曲线补充完整（单位省略）


（2）当光照强度3千勒克斯时，叶片释放氧气的速度甲比乙         。当光照强度为10千勒克斯时，叶绿体产生O₂的速度甲比乙         。
（3）上图2所示装置可以测定一些生理活动强度，回答相关问题（仅考虑以葡萄糖为呼吸作用底物）：
①若甲烧杯中为酵母菌培养液，乙烧杯中为NaOH溶液，则液滴会向  　 移动，单位时间内移动的距离可代表酵母菌         的强度。
②若甲烧杯中为酵母菌培养液，乙烧杯中为清水，则液滴会向    　 移动，单位时间内移动的距离可以代表酵母菌      　  的强度。
③若甲烧杯中为小球藻培养液，乙烧杯中为CO₂缓冲溶液，装置置于一定的光照强下，若液滴向右移动，单位时间内移动的距离可以代表小球藻         的强度。
④若甲烧杯中为小球藻培养液，乙烧杯中为CO₂缓冲溶液，装置置于黑暗中，则液滴会向   移动，单位时间内移动的距离可以代表小球藻         的强度。

聚羟基丁酸酯可被用于制造生物可降解塑料。下图是科研人员用微生物发酵技术以蔗糖为原料生产生物可降解塑料的过程示意图，请据图回答：

(1)制备筛选碱性天然菌种的培养基的一般步骤是：计算、称量、溶化、灭菌、_________。培养基中的蔗糖可以为微生物的生长提供_________。该培养基除含有微生物所需的各种营养物质外，还应注意调整_________。
(2)为了获得纯净的培养物，实验用的培养基最好选用_________法进行灭菌。
(3)为了检测菌液中活菌的数量是否适宜，可以采用_________法进行计数，该方法计数的结果与实际数目相比_________（偏大／偏小）。
(4)为使微生物易于从发酵液中分离且达到反复使用的目的，可采用___________技术进行处理该技术通常采用的方法是__________。