高中生物试题

[生物——选修3：现代生物科技专题]

GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以 $GFP$基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。

（1）构建突变基因文库。科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体，并转入大肠杆菌制备出 $GFP$基因的突变基因文库。通常，基因文库是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）构建目的基因表达载体。科研人员从构建的 $GFP$突变基因文库中提取目的基因（均为突变基因）构建表达载体，其模式图如下所示（箭头为GFP突变基因的转录方向）。图中①为＿＿＿＿＿＿＿，②为＿＿＿＿＿＿＿，其作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现大肠杆菌有的发绿色荧光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是＿＿＿＿＿＿＿（答出1点即可）。

（4）新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后，对其所含的 $GFP$突变基因进行测序，发现其碱基序列与 $GFP$基因的不同，将该 $GFP$突变基因命名为 $YFP$基因（黄色荧光蛋白基因）。若要通过基因工程的方法探究 $YFP$基因能否在真核细胞中表达，实验思路是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

[生物——选修1：生物技术实践]

某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌 $T$，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆（清水淋洗时菌 $T$不会流失），在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如图所示。

回答下列问题。

（1）在粉碎的秸秆中接种菌 $T$，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养成分，氮源的主要作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出1点即可）。通常，可采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时，为了达到良好的灭菌效果，需要注意的事项有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出2点即可）。

（3）将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。发酵液中的乙醇可用＿＿＿＿＿＿＿溶液检测。

（4）本实验收集的淋洗液中的＿＿＿＿＿＿＿可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶 $1$催化，第2步由酶 $2$催化。其中酶1的合成由 $A$基因控制，酶 $2$的合成由 $B$基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子，某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨，得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液，并用这些研磨液进行不同的实验。

实验一：探究白花性状是由 $A$或 $B$基因单独突变还是共同突变引起的

①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。

②在室温下将两种细胞研磨液充分混合，混合液变成红色。

③将两种细胞研磨液先加热煮沸，冷却后再混合，混合液颜色无变化。

实验二：确定甲和乙植株的基因型

将甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色。

回答下列问题。

（1）酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出3点即可）；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的＿＿＿＿＿＿＿。

（2）实验一②中，两种细胞研磨液混合后变成了红色，推测可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）根据实验二的结果可以推断甲的基因型是＿＿＿＿＿＿＿，乙的基因型是＿＿＿＿＿＿＿；若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，则混合液呈现的颜色是＿＿＿＿＿＿＿。

农田生态系统和森林生态系统属于不同类型的生态系统。回答下列问题。

（1）某农田生态系统中有玉米、蛇、蝗虫、野兔、青蛙和鹰等生物，请从中选择生物，写出一条具有 $5$个营养级的食物链：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。请从负反馈调节的角度分析，森林中害虫种群数量没有不断增加的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）从生态系统稳定性的角度来看，一般来说，森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。

（1）神经元未兴奋时，神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是＿＿＿＿＿＿＿。

（2）当动脉血压降低时，压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢，通过通路 $A$和通路 $B$使心跳加快。在上述反射活动中，效应器有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。通路 $A$中，神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是＿＿＿＿＿＿＿。

（3）经过通路 $B$调节心血管活动的调节方式有＿＿＿＿＿＿＿。

植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭。保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收 $K^{+}$。有研究发现，用饱和红光（只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度）照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的 $60\%$左右，回答下列问题。

（1）气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、＿＿＿＿＿＿＿（答出2点即可）等生理过程。

（2）红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收 $K^{+}$。请推测该研究小组得出这一结论的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔＿＿＿＿＿＿＿（填“能”或“不能”）维持一定的开度。

某种植物的宽叶/窄叶由等位基因 $A/a$控制， $A$基因控制宽叶性状；高茎/矮茎由等位基因 $B/b$控制， $B$基因控制高茎性状。这 $2$对等位基因独立遗传。为研究该种植物的基因致死情况，某研究小组进行了两个实验，实验①：宽叶矮茎植株自交，子代中宽叶矮茎：窄叶矮茎 $＝2：1$；实验②：窄叶高茎植株自交，子代中窄叶高茎：窄叶矮茎 $＝2：1$。下列分析及推理中错误的是（　　）

A．	从实验①可判断 $A$基因纯合致死，从实验②可判断 $B$基因纯合致死
B．	实验①中亲本的基因型为 $Aabb$，子代中宽叶矮茎的基因型也为 $Aabb$
C．	若发现该种植物中的某个植株表现为宽叶高茎，则其基因型为 $AaBb$
D．	将宽叶高茎植株进行自交，所获得子代植株中纯合子所占比例为 $\frac{1}{4}$

已知某种氨基酸（简称甲）是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古细菌）中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是，这些古菌含有特异的能够转运甲的 $tRNA$（表示为 $tRN{A}^{甲}$）和酶 $E$。酶 $E$催化甲与 $tRN{A}^{甲}$结合生成携带了甲的 $tRN{A}^{甲}$（表示为甲 $﹣tRN{A}^{甲}$），进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知 $tRN{A}^{甲}$可以识别大肠杆菌 $mRNA$中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是（　　）

① $ATP$	②甲	③ $RNA$聚合酶
④古菌的核糖体	⑤酶 $E$的基因	⑥ $tRN{A}^{甲}$的基因

A．

②⑤⑥

B．

①②⑤

C．

③④⑥

D．

②④⑤

激素调节是哺乳动物维持正常生命活动的重要调节方式。下列叙述错误的是（　　）

A．	甲状腺分泌甲状腺激素受垂体和下丘脑的调节
B．	细胞外液渗透压下降可促进抗利尿激素的释放
C．	胸腺可分泌胸腺激素，也是 $T$细胞成熟的场所
D．	促甲状腺激素可经血液运输到靶细胞发挥作用

植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放 $C{O}_2$的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）

A．	在时间 $a$之前，植物根细胞无 $C{O}_2$释放，只进行无氧呼吸产生乳酸
B．	$a～b$时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和 $C{O}_2$的过程
C．	每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的 $ATP$比产生乳酸时的多
D．	植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗 $ATP$

植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是（　　）

A．	氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B．	叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C．	用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D．	叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢

生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成。构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键，以及检测生物大分子的试剂等信息如下表。

单体	连接键	生物大分子	检测试剂或染色剂
葡萄糖	—	①	—
②	③	蛋白质	④
⑤	—	核酸	⑥

根据表中信息，下列叙述错误的是（　　）

A．	①可以是淀粉或糖原
B．	②是氨基酸，③是肽键，⑤是碱基
C．	②和⑤都含有 $C、H、O、N$元素
D．	④可以是双缩脲试剂，⑥可以是甲基绿和吡罗红混合染色剂

科研人员构建了可表达 $J﹣V5$融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中 $V5$编码序列表达标签短肽V5。

（1）与图甲中启动子结合的酶是＿＿＿＿＿＿。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出2个结构即可）。

（2）构建重组质粒后，为了确定 $J$基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行 $PCR$检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物＿＿＿＿＿＿。已知 $J$基因转录的模板链位于b链，由此可知引物 $F1$与图甲中J基因的＿＿＿＿＿＿（填“a链”或“b链”）相应部分的序列相同。

（3）重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗 $J$蛋白抗体和抗 $V5$抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带 $1$证明细胞内表达了＿＿＿＿＿＿，条带 $2$所检出的蛋白＿＿＿＿＿＿（填“是”或“不是”）由重组质粒上的J基因表达的。

研究群落中植物类群的丰富度时；不仅要统计物种数，还要统计物种在群落中的相对数量。群落中某一种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比可用相对多度表示。在某退耕农田自然演替过程中，植物物种甲、乙和丙分别在不同阶段占据优势，它们的相对多度与演替时间的关系如图所示。

（1）该群落演替与在火山岩上进行的群落演替相比，除了演替起点的不同，区别还在于该群落演替类型＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（答出2点区别即可）

（2）在研究该群落植物类群丰富度的过程中，统计丙的相对数量采用了记名计算法。根据记名计算法适用对象的特点分析，丙的特点是＿＿＿＿＿＿。

（3）据图分析，第 $30$年至第 $50$年乙种群密度的变化是＿＿＿＿＿＿（填“增大”“减小”或“不能确定”），原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）该农田退耕前后的变化，说明人类活动对群落演替的影响是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

单个精子的 $DNA$提取技术可解决人类遗传学研究中因家系规模小而难以收集足够数据的问题。为研究 $4$对等位基因在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以上 $4$对等位基因的引物，以单个精子的 $DNA$为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因，检测结果如表所示。已知表中该志愿者 $12$个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同；本研究中不存在致死现象，所有个体的染色体均正常，各种配子活力相同。

等位基因		A	a	B	b	D	d	E	e
单个精子编号	1		+	+			+
	2		+	+			+		+
	3		+	+			+
	4		+	+			+		+
	5		+	+		+
	6		+	+		+			+
	7	+			+		+
	8	+			+		+		+
	9	+			+	+
	10	+			+	+			+
	11	+			+	+
	12	+			+	+			+

注：“+”表示有，空白表示无

（1）表中等位基因 $A、a$和 $B、b$的遗传＿＿＿＿＿＿（填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。据表分析，＿＿＿＿＿＿（填“能”或“不能”）排除等位基因 $A、a$位于 $X、Y$染色体同源区段上。

（2）已知人类个体中，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。某遗传病受等位基因 $B、b$和 $D、d$控制，且只要有 $1$个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为 $\frac{17}{18}$，据此画出该女性的这 $2$对等位基因在染色体上的相对位置关系图：＿＿＿＿＿＿。（注：用“”形式表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置）。

（3）本研究中，另有一个精子的检测结果是：基因 $A、a，B、b$和 $D、d$都能检测到。已知在该精子形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述 $6$个基因的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）据表推断，该志愿者的基因e位于＿＿＿＿＿＿染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，请用本研究的实验方法及基因E和e的引物，设计实验探究你的推断。

①应选用的配子为：＿＿＿＿＿＿；

②实验过程：略；

③预期结果及结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。