高中生物综合题

植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K⁺。回答下列问题：

（1）细胞外的K⁺可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜的结构特点是       。

（2）细胞外的K⁺能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由       复合物构成的，其运输的特点是       （答出1点即可）。

（3）细胞外的K⁺可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K⁺的吸收速率降低，原因是       。

小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一，如制作优质面包需强筋面粉，制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因（A/a，B ₁/B ₂，D ₁/D ₂）分别位于三对同源染色体上，控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白（HMW），从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F ₁，F ₁自交得F ₂，以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。

基因	基因的表达产物（HMW）	亲本		F 1	育种目标
		小偃6号	安农91168		强筋小麦	弱筋小麦
A	甲	+	+	+	+	﹣
B 1	乙	﹣	+	+	﹣	+
B 2	丙	+	﹣	+	+	﹣
D 1	丁	+	﹣	+	﹣	+
D 2	戊	﹣	+	+	+	﹣

注："+"表示有相应表达产物；"﹣"表示无相应表达产物

据表回答：

（1）三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制 　　来控制生物体的性状。

（2）在F ₁植株上所结的F ₂种子中，符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为 　　，符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为 　　。

（3）为获得纯合弱筋小麦品种，可选择F ₂中只含 　　产物的种子，采用 　　等育种手段，选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。

Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原，能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱，从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验，使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原，为此构建重组表达载体，技术路线如图1。

据图回答：

（1）为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达，需改造其编码序列。如图2是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析，转录形成的mRNA中，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有　　个。

（2）在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是　　（多选）。

A．引入短肽编码序列不能含终止子序列

B．引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列

C．引入短肽不能改变A链氨基酸序列

D．引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性

（3）在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体，可形成　　种DNA片段。

（4）检测转化的乳酸菌发现，信号肽﹣重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测，信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是　　。

（5）用转化的乳酸菌饲喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段时间后，小鼠体内出现人胰岛素抗原，能够特异性识别它的免疫细胞有　　（多选）。

A．B细胞

B．T细胞

C．吞噬细胞

D．浆细胞

某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比（见下表）进行预实验。

品种B组织培养阶段	细胞分裂素浓度（μmol/L）	生长素浓度（μmol/L）
Ⅰ诱导形成愈伤组织	m 1	n 1
Ⅱ诱导形成幼芽	m 2	n 2
Ⅲ诱导生根	m 3	n 3

据表回答：

（1）Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是 　 　。

（2）在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是 　 　阶段。

（3）为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比（m ₁＞2.0），以0.5μmol/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为 　 　μmol/L。

（4）Ⅲ阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于n ₃μmol/L的生长素处理品种A幼芽都能达到最佳生根效果，原因是处理幼芽时，选用低浓度生长素时的处理方法为 　 　，选用高浓度生长素时的处理方法为 　 　。

（5）在 　 　阶段用秋水仙素对材料进行处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体。

神经细胞间的突触联系往往非常复杂。如图为大鼠视网膜局部神经细胞间的突触示意图。

据图回答：

（1）当BC末梢有神经冲动传来时，甲膜内的　　释放谷氨酸，与乙膜上的谷氨酸受体结合，使GC兴奋，诱导其释放内源性大麻素。内源性大麻素和甲膜上的大麻素受体结合，抑制Ca²⁺通道开放，使BC释放的谷氨酸　　（增加/减少），最终导致GC兴奋性降低。

（2）GC释放的内源性大麻素还能与丙膜上的大麻素受体结合，抑制AC中甘氨酸的释放，使甲膜上的甘氨酸受体活化程度　　（升高/降低），进而导致Ca²⁺通道失去部分活性。AC与BC间突触的突触前膜为　　膜。

（3）上述　   调节机制保证了神经调节的精准性。该调节过程与细胞膜的　　两种功能密切相关。

（4）正常情况下，不会成为内环境成分的是　　（多选）。

A．谷氨酸

B．内源性大麻素

C．甘氨酸受体

D．Ca²⁺通道

水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因（Wx基因）启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。

（1）将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需的酶是　　，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为　　。

（2）根据启动子的作用推测，Wx基因启动子序列的改变影响了　，从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列　　（填：“发生”或“不发生”）改变，原因是　　。

（3）为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA （Wx mRNA）的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA，经　　过程获得总cDNA．通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA，原因是　　。

（4）各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为　　，原因是　　。

与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。

取样深度（cm）	农业模式	生物组分（类）	食物网复杂程度（相对值）
0﹣10	常规农业	15	1.06
	有机农业	19	1.23
	无公害农业	17	1.10
10﹣20	常规农业	13	1.00
	有机农业	18	1.11
	无公害农业	16	1.07

（1）土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级，与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向不包括　　。 某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是　　。

（2 ）取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的　　结构。 由表中数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为　    ，依据是　　。

（3）经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类样，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是　　。

（4）植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是　　。

玉米是雌雄同株异花植物，利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系，该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts，TS对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表现正常，乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响，进行了以下实验：

实验一：品系M（TsTs）×甲（Atsts）→F1中抗螟：非抗螟约为1：1

实验二：品系M（TsTs）×乙（Atsts）→F1中抗螟矮株：非抗螟正常株高约为1：1

（1）实验一中作为母本的是　 　，实验二的F₁中非抗螟植株的性别表现为　 　 （填：“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株和雌株”）。

（2）选取实验一的F₁抗螟植株自交，F₂中抗螟雌雄同株：抗螟雌株：非抗螟雌雄同株约为2：1：1．由此可知，甲中转入的A基因与ts基因　 　 （填：“是”或“不是”）位于同一条染色体上，F₂中抗螟雌株的基因型是　 　。若将 F₂中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交，子代的表现型及比例为　 　。

（3）选取实验二的F₁抗螟矮株自交，F₂中抗螟矮株雌雄同株：抗螟矮株雌株：非抗螟正常株高雌雄同株：非抗螟正常株高雌株约为3：1：3：1，由此可知，乙中转入的A基因　 　（填：“位于”或“不位于”）2号染色体上，理由是　 　。 F₂中抗螟矮株所占比例低于预期值，说明A基因除导致植株矮小外，还对F₁的繁殖造成影响，结合实验二的结果推断这一影响最可能是　 　。 F₂抗螟矮株中ts基因的频率为　　，为了保存抗螟矮株雌株用于研究，种植F₂抗螟矮株使其随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为　　。

科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤，通过特定的光刺激下丘脑CRH神经元，在脾神经纤维上记录到相应的电信号，从而发现下丘脑CRH神经元与脾脏之间存在神经联系，即脑﹣脾神经通路。该脑﹣脾神经通路可调节体液免疫，调节过程如图1所示，图2为该小鼠CRH神经元细胞膜相关结构示意图。

（1）图1中，兴奋由下丘脑CRH神经元传递到脾神经元的过程中，兴奋在相邻神经元间传递需要通过的结构是　　，去甲肾上腺素能作用于T细胞的原因是T细胞膜上有　　。

（2）在体液免疫中，T细胞可分泌　　作用于B细胞。B细胞可增殖分化为　　。

（3）据图2写出光刺激使CRH神经元产生兴奋的过程：　　。

（4）已知切断脾神经可以破坏脑﹣脾神经通路，请利用以下实验材料及用具，设计实验验证破坏脑﹣脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力。简要写出实验设计思路并预期实验结果。

实验材料及用具：生理状态相同的小鼠若干只，N抗原，注射器，抗体定量检测仪器等。

实验设计思路：　　。

预期实验结果：　　。

人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。

（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是　 　，模块3中的甲可与CO₂结合，甲为　 　。

（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将　　 （填：“增加”或“减少”）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是　　。

（3）在与植物光合作用固定的CO₂量相等的情况下，该系统糖类的积累量　 　 （填：“高于”“低于”或“等于”）植物，原因是　 　。

（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是　　。 人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。

W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。

回答下列问题：

（1）步骤①中需要使用的工具酶有　　。步骤②和③所代表的操作分别是　　和　　。步骤④称为　　。

（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的　　（答出2点即可）的限制。

（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息　　（填“相同”或“不同”），原因是　　。

（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有　　（答出2点即可）。

水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题：

（1）制作果汁时，可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、　　（答出2种即可）。纤维素酶可以分解植物　　（填“细胞膜”或“细胞壁”）中的纤维素。

（2）用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，原因是　　。

（3）现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常，酶活性的高低可用　　来表示。

（4）获得的果汁（如苹果汁）可以用来制作果酒或者果醋，制作果酒需要　　菌，这一过程中也需要O₂，O₂的作用是　　。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌属于　　（填“好氧”或“厌氧”）细菌。

普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示（其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体）。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：

（1）在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是　　。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有　　条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是　　（答出2点即可）。

（2）若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有　　 （答出1点即可）。

（3）现有甲、乙两个普通小麦品种（纯合体），甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路。

假设某种蓝藻（A）是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物（B）是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题：

（1）该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是　　（答出2点即可）。

（2）画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。

（3）假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物（C）后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是　　。

给奶牛挤奶时其乳头上的感受器会受到刺激，产生的兴奋沿着传入神经传到脊髓能反射性地引起乳腺排乳；同时该兴奋还能上传到下丘脑促使其合成催产素，进而促进乳腺排乳。回答下列问题：

（1）在完成一个反射的过程中，一个神经元和另一个神经元之间的信息传递是通过　　这一结构来完成的。

（2）上述排乳调节过程中，存在神经调节和体液调节。通常在哺乳动物体内，这两种调节方式之间的关系是　　。

（3）牛奶的主要成分有乳糖和蛋白质等，组成乳糖的2种单糖是　　。牛奶中含有人体所需的必需氨基酸，必需氨基酸是指　　。