2023年北京石景山区高三一模生物试题及答案解析
展开第一部分
本部分共 15 题,每题 2 分,共 30 分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
金黄色葡萄球菌是一种细菌,能在食物中繁殖,分泌的可溶性蛋白质——肠毒素会导致人食物中毒。下列叙述正确的是
该菌没有线粒体,但能进行有氧呼吸 B.该菌没有成形的细胞核,但有染色体 C.肠毒素在该菌的核糖体合成,在内质网加工 D.高温会破坏肠毒素分子中的肽键
溶酶体膜上的质子泵能利用 ATP 水解产生的能量,将细胞质基质中的 H+逆浓度梯度
泵入溶酶体内,使溶酶体的pH 维持在 4.6 左右。近日,科学家鉴定出首个溶酶体膜上的H+通道TM175,能介导过量的 H+溢出溶酶体,避免溶酶体内部处于过酸状态。下列叙述不.正.确.的是
A.TM175 和质子泵共同调节溶酶体的 pH 稳态 B.H+通过质子泵进入溶酶体的方式属于主动运输 C.H+通过 TM175 溢出溶酶体的方式属于自由扩散 D.溶酶体中的水解酶在 pH 为 4.6 左右时活性较高
下图是生物体内 ATP 合成与水解示意图。下列叙述正确的是
能量 1 均来自于细胞呼吸释放的能量
能量 2 可用于蛋白质合成等放能反应 C.ATP 与 ADP 相互转化使细胞储存大量 ATP D.此转化机制在所有生物的细胞内都相同
某研究小组利用电子显微镜观察动物肝脏临时装片,得到下图所示图像(仅显示部分)。下列分析不.正.确.的是
该细胞处于有丝分裂中期,着丝粒均排列在赤道板上 B.该时期细胞核中的 DNA 数目是染色体数目的 2 倍
C.该时期后,细胞中的同源染色体受纺锤丝牵引分别移向两极 D.统计多个视野发现处于此时期的细胞数少于处于间期的细胞数
先天性夜盲症是一种单基因遗传病(相关基因用B、b表示),患者视网膜视杆细胞不能合成视紫红质。下图为某家族中此病的患病情况,以及第Ⅲ代个体的基因检测结果。下列分析不.正.确.的是
该病为隐性遗传病,致病基因位于 X 染色体上
B.Ⅱ-3 与Ⅱ-4 均携带致病基因,因此后代Ⅲ-7 患病
C.Ⅱ-5 的小肠上皮细胞和初级卵母细胞中均含有致病基因
D.若Ⅲ-8 与正常男性结婚,生育患病后代的概率是 1/4
下列有关 DNA 及其复制过程的叙述,正确的是 A.脱氧核糖和磷酸的交替连接是 DNA 多样性的原因之一 B.复制过程遵循 A-U、C-G 的碱基互补配对原则
C.复制时游离的脱氧核苷酸添加到子链的 3'端 D.DNA 聚合酶的作用是将 DNA 双螺旋的两条链解开
下列有关进化和生物多样性的叙述,不.正.确.的是 A.严格自花传粉的植物种群内个体间存在生殖隔离
B.自然选择和人工选择都能定向改变种群的基因频率 C.生物的多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性 D.蜂鸟细长的喙与某些花的筒状花萼是长期协同进化形成的相互适应
下图中实线表示神经纤维受到适宜刺激时的膜电位变化,虚线表示经某种处理后,受到相同刺激时的膜电位变化。由此推测此处理可能是
利用药物完全阻断 K+通道B.利用药物完全阻断 Na+通道 C.将神经纤维置于低浓度 K+溶液中D.将神经纤维置于低浓度 Na+溶液中
餐后血糖一般呈“先升后降”的趋势。下列关于“升”和“降”的原因分析中,不.合.理.的是
“升”与胰高血糖素的作用有关 B.“升”与食物中的糖被消化吸收有关 C.“降”与胰岛素的作用有关
D.“降”与血糖被分解利用有关
免疫制剂已经广泛应用于疾病的预防与治疗。下列不.属.于.该范畴的是 A.口服“糖丸”预防脊髓灰质炎
B.利用生长激素释放抑制激素治疗肢端肥大症 C.利用免疫抑制剂治疗类风湿性关节炎 D.注射破伤风免疫球蛋白治疗破伤风
芸苔素内酯(BL)是一种新型植物生长调节剂。某实验小组用不同浓度的 BL 溶液处理芹菜幼苗,一段时间后,测量不同浓度下幼苗的平均株高,结果见下图。下列分析不.正.确.的是
推测 BL 在植物体内主要分布在生长旺盛的部位
浓度为 0.5 mg/L 的 BL 对芹菜幼苗生长具有抑制作用 C.促进芹菜幼苗生长的最适 BL 浓度介于 0.2~0.4 mg/L 之间 D.将 BL 用于生产还应考虑施用时间、部位及残留等
为修复因养殖鸡鸭而被污染和破坏的湿地,某地实施“退养还湿”生态修复工程(如下图)。下列说
法不.正.确.的是
修复过程中发生的群落演替属于次生演替 B.芦苇阶段比翅碱蓬阶段的抵抗力稳定性强 C.不同演替阶段应适当补种生态位相似的其他植物
D.修复后的湿地极具观赏性,体现了生物多样性的直接价值
为筛选能大量分泌蛋白酶的枯草芽孢杆菌,将浸过不同菌株 a~e 分泌物提取液的无菌圆纸片置于培养基表面,放置 2 天后结果如下图。下列叙述不.正.确.的是
高浓度蛋白质导致培养基不透明
接种前应对培养基进行高压蒸汽灭菌 B.还应增设浸过无菌水的圆纸片进行对照
菌株 a 可作为大规模产业化培养的备选株
实验结果说明菌株 b 一定不能合成蛋白酶
“细胞培养肉”是一种人造动物蛋白,其培养过程是:获取哺乳动物的肌肉干细胞,将其培养成肌肉细胞,并分化成肌肉纤维。这意味着人类有望摆脱对传统养殖业的依赖。下列叙述正确的是
获取肌肉干细胞时,用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离 B.培养过程中的各种操作不需要在无菌环境中进行 C.贴壁细胞在生长繁殖时,会发生接触抑制现象 D.肌肉干细胞具有与胚胎干细胞相同的全能性
下列高中生物学实验中,材料选择或操作步骤正确的是
紫色洋葱鳞片叶和黑藻叶片均可用于观察细胞的质壁分离及复原 B.探究温度对酶活性影响的实验中,可使用肝脏研磨液中的过氧化氢酶 C.分离光合色素提取液中的色素时,应使滤液细线触及层析液便于扩散 D.统计酵母菌种群数量时,在血细胞计数板中加菌液,盖上盖玻片,吸去多余菌液
第二部分
本部分共 6 题,共 70 分。
16.(12 分)
小菜蛾是一种害虫,其幼虫主要危害十字花科蔬菜。
从生态系统的组成成分划分,小菜蛾属于 。十字花科植物可分泌芥子油苷防御害虫,而经过长期的演化,小菜蛾幼虫可抵御这种毒素。成虫将卵产于叶片上,孵化出的幼虫以叶片为食。芥子油苷同时还能吸引小菜蛾的天敌。上述现象说明,芥子油苷作为一种信息,能调节生物的种间关系,维持生态系统的 。
青菜和芥蓝是两种常见的十字花科蔬菜,研究者比较了小菜蛾成虫在两种植物叶片上的产卵量
(见下图)。结果显示。
芥蓝真叶的叶片表面有蜡质,青菜真叶表面无蜡质,二者的子叶表面均无蜡质(有蜡质的叶片表面更光滑,卵不易附着)。除去芥蓝叶片右侧的蜡质,统计左侧和右侧的产卵量。实验结果为右侧卵的数目 左侧,证明小菜蛾成虫在芥蓝真叶上产卵量小的原因是表面有蜡质。
研究人员发现,幼虫取食过的芥蓝真叶上卵数量增加。为探究这种现象的原因,电镜下观察幼虫取食过的芥蓝叶片,可看到爬行和取食部位布满了丝,进一步发现幼虫只在爬行过程中吐丝。用四组真叶进行实验,并统计叶片上的产卵量(见下图)。
请结合(2)~(4)的研究,推测小菜蛾在厚蜡植物上的生存策略为。
蚕豆(非十字花科)植株不能吸引小菜蛾成虫产卵,且小菜蛾幼虫不能在蚕豆植株上存活。请据此提出芥蓝田里控制小菜蛾的生物防治措施。
17.(11 分)
嵌合抗原受体 T 细胞(CAR-T)是指经过改造,能表达肿瘤细胞表面抗原受体的 T 细胞。比如表达血液肿瘤细胞表面抗原受体的 CAR-T 细胞可以特异性识别并清除血液肿瘤细胞。
当机体免疫功能正常时,免疫系统可识别并清除肿瘤细胞,这体现了免疫系统的功能。该过程需要细胞毒性 T 细胞的活化,参与其活化的细胞包括靶细胞、细胞等。
CAR-T 细胞在血液肿瘤的治疗中已取得显著效果,而用于治疗实体瘤时,实体瘤的微环境会抑制 IL-2 的产生,导致 CAR-T 细胞难以浸润、活化、增殖。若给患者全身使用 IL-2,则可能引起严重的不良反应。
①研究者给CAR-T 细胞再“安装”一个受体表达元件—synNtch,其工作原理如下图所示。该元件的胞外部分为CD19 受体(CD19 为肿瘤细胞表面普遍存在的一种抗原),当 CAR-T 细胞受到肿瘤细胞刺激时,胞内的TF 被释放进入,促进 IL-2 基因的转录,最终合成并分泌大量 IL-2。改造后的 CAR-T 细胞治疗实体瘤的优势是。
②为证明改造后的CAR-T细胞对肿瘤具有更强的抑制效果,研究者用胰腺癌模型鼠(胰腺癌细胞表面的一种特异性抗原为间皮素)开展相关实验。请从 І~Ⅵ中选择小鼠和相应处理的组合,并预期实验结果。
І:胰腺癌模型鼠Ⅱ:健康鼠Ⅲ:不做处理 Ⅳ:注射能表达间皮素受体的 CAR-T 细胞 Ⅴ:注射能表达 synNtch 的 CAR-T 细胞
Ⅵ:注射能同时表达间皮素受体和 synNtch 的 CAR-T 细胞
18.(12 分)
R 酶是植物光合作用暗反应的关键酶,由大亚基L(叶绿体中 L 基因编码)和小亚基S(由细胞核中 S 基因编码)组成。研究人员在一种变形杆菌内发现高活性的 R 酶,尝试将编码该酶两种亚基的 HnL、HnS 基因转入烟草,以提升烟草光合速率。
烟草光合作用暗反应发生的场所是,其中 R 酶催化与 C5 结合生成两分子 C3,由于该酶催化效率低,往往导致光合速率受限。
构建下图 1 所示的基因表达载体,转化至烟草细胞内。
①图 1 中的两个 DNA 片段两端的部分序列分别相同时,某种酶能从相同序列特定位点切断 DNA 双链,在修复过程中切口被重新连接,从而实现基因片段的替换,替换下来的游离片段会被降解。据此推断,野生型中的将被表达载体中的 DNA 片段替换。
分组
实验材料+处理
肿瘤体积(用“+/-”表示,“+”越多代表体积越大)
1
І+Ⅲ
+++
2
3
②将转化后的愈伤组织培养在含的培养基中,得到转基因植株。
③提取野生型与转基因植株 DNA,用 Spel 酶切后进行电泳。根据设计基因探针,与 DNA
片段结合后结果如图 2,表明。
提取野生型与转基因烟草叶片总蛋白,将 R 酶的两种亚基分离后进行电泳,结果如图 3。前人研究发现,核基因编码的 S 亚基若在烟草叶绿体中
没有与 L 亚基结合,会迅速降解。请判断图 3 电泳结果是否支持此结论,并阐述理由。
进一步研究发现,转基因烟草的R 酶活性是野生型的 2 倍,但其净光合速率仍低于野生型,请推测其原因。
19.(11 分)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
A 型塞内卡病毒的快速检测
A 型塞内卡病毒(SVA)会导致猪患水疱传染病,症状与猪口蹄疫等传染病非常相似,增加了鉴别的难度。VP1 蛋白是 SVA 核衣壳蛋白的主要成分,基因序列比较保守,因此常作为 SVA 诊断的靶蛋白。
检测病毒抗原常用的方法之一是胶体金免疫层析技术,具有快速、特异性强、操作简便、结果直观等特点。胶体金试纸条的构成如下图所示。将检测样本滴入样品垫后,样本会沿着硝酸纤维素膜向前移动。如果样本中含有某种病毒抗原,就会首先被结合垫上的胶体金标记抗体结合,形成“病毒抗原—金标抗体”复合物,并继续向试纸末端流动。在检测线(T 线)上又被能识别此抗原的另一种抗体捕获,形成“金标抗体—病毒抗原—T 线抗体”复合物。由于胶体金大量聚集后呈红色,因此 T 线显现出红色。试纸中多余的金标抗体会继续往吸水垫方向流动,当流至质控线(C 线)时,被此处包埋的 C 线抗体捕获,形成“金标抗体—C 线抗体”复合物。同样由于胶体金大量聚集,C 线显现出红色。C 线抗体通常为不具特异性的山羊抗鼠抗体。
某研究小组利用 SVA 的 VP1 蛋白,制备得到 2 种单克隆抗体(2E10、3E4)。为进一步确定 2E10
和 3E4 在 VP1 上的识别位点,将 VP1 蛋白截为 4 段,电泳后分别用 2E10 和 3E4 为探针进行杂交,结果如
右图所示。表明2E10 和3E4 识别VP1 上不同的抗原位点。利用这2 种抗体制备组装成SVA 胶体金试纸条,经检测,制备的试纸条有良好的特异性、灵敏性和稳定性。
参照蛋白
利用胶体金试纸条检验病毒的过程中,试纸上发生待检测病毒的抗原与抗体结合的区域是。
写出制备单克隆抗体 2E10、3E4 的主要流程。
研究者判断“2E10 和 3E4 识别 VP1 上不同的抗原位点”的依据是。
文中制备的 SVA 试纸条的结合垫、检测线、质控线包埋的抗体依次是。
与需进行 PCR 的核酸检测相比,用胶体金试纸条进行抗原检测的检出率略低,主要原因是。
20.(12 分)
镰状细胞贫血症是一种遗传病,患者会出现疼痛、贫血、手脚肿胀等症状。
此病是由于编码血红蛋白的β 珠蛋白基因中一个碱基对的改变,导致多肽链中某谷氨酸被缬氨酸替换。此种变异属于可遗传变异中的。
血红蛋白由两两相同的 4 个珠蛋白亚基构成,不同珠蛋白基因在人体发育过程中的表达情况如下图。
人体在胎儿期和出生后血红蛋白的主要组成分别是。形成这种差异是基因的结果。
BCL 是成体红细胞中特异表达的转录因子,科研人员推测该转录因子关闭了 γ 珠蛋白基因(简称 “γ 基因”)的表达,而启动 β 珠蛋白基因的表达。为证明该推测,实验组应选择的材料和检测指标为,支持上述推测的预期结果为。
①野生型小鼠 ②BCL 基因敲除小鼠 ③BCL 基因过表达小鼠
④检测 α 珠蛋白含量 ⑤检测 β 珠蛋白含量 ⑥检测 γ 珠蛋白含量
实验结果证实了上述推测。为确定BCL 蛋白在 γ 基因启动子中的结合位点,科研人员扩增了γ 基因启动子不同长度的片段 F1~F5,将这些片段分别构建表达载体(如下图),导入敲除 BCL 基因的受体细胞。
成功转化后,检测出含 F1~F4 的受体细胞有绿色荧光,含 F5 的受体细胞无荧光。继续向培养
液中添加适量的雌激素,含 F1~F3 受体细胞不再有荧光,而含 F4 的受体细胞仍有荧光。据此推测,
BCL 蛋白结合位点位于(用字母表示)。
科学家还发现,γ 珠蛋白含量多的镰状细胞贫血症患者症状较轻。请结合以上研究,提出利用病人的造血干细胞对镰状细胞贫血症进行基因治疗的思路。
21.(12 分)
马铃薯是世界上最重要的粮食作物之一,与大多数粮食作物不同,马铃薯主要以块茎繁殖。
野生马铃薯为二倍体,而商业化的马铃薯栽培品种为四倍体,即体细胞中有 4 个。块茎繁殖易携带病原体,且四倍体的染色体高度杂合,使引入新性状的育种工作复杂化。因此,利用二倍体杂交是马铃薯育种的发展趋势。
大多数二倍体马铃薯自交不亲和,其受 1 号染色体上复等位基因(S1,S2,S3……)控制。如下图所示,该基因在雌蕊的花柱中编码 S 酶,能抑制花粉管的伸长,导致精子不能与卵细胞结合;在雄蕊的花粉中则编码 F 蛋白,能识别降解进入花粉管的 S 酶,但对相同基因编码的 S 酶无效。
图中的两个亲本杂交,后代的基因型及比例是。
科学家发现一种自交亲和的二倍体马铃薯 RH,研究发现其自交亲和由 12 号染色体上的 A 基因决定,A 蛋白能识别绝大多数类型的 S 酶。将 RH(父本,AaS1S1)与自交不亲和的二倍体 PI
(母本,aaS2S2)杂交,流程如图。
①F1 中 SC 自交,F2 中 AA∶Aa=1∶1,无 aa 类型的个体,理由是基因型为的精子花粉管不能伸长,无法完成受精。
②写出 F1 中 SC 自交的遗传图解。
(4)S 酶是雌蕊阻断花粉管萌发的“锁”,RH 中的 A 蛋白则表现出“万能钥匙”的作用,从而打破自交不亲和性,对培育马铃薯自交系有重要作用。请写出利用 RH 培育出自交亲和的 PI 的流程。(用文字或图示作答均可)
参考答案
第一部分共 15 题,每题 2 分,共 30 分。
1-5 ACDCB6-10 CADAB11-15 BCDCA
第二部分共 6 题,共 70 分(除特殊标注外,每空 2 分)。
16.(12 分)
消费者 平衡与稳定
小菜蛾在青菜真叶、子叶上的产卵密度无差异,在芥蓝子叶上的产卵密度显著高于真叶
大于
成虫在子叶上产卵,孵化后的幼虫爬行到真叶上取食,爬行过程中吐的丝覆盖蜡质,取食破坏蜡质,使叶片表面不光滑,有利于卵的附着。
在芥蓝田中间隔种植蚕豆,小菜蛾爆发前在蚕豆上喷施芥子油苷或芥蓝提取物。
17.(11 分)
免疫监视 辅助性 T
①细胞核 仅在受肿瘤细胞刺激时由CAR-T 细胞自身合成并分泌大量 IL-2,有利于 CAR-T 细胞发挥免疫效应,避免了全身使用带来的不良反应
②2 组:І+Ⅳ ++ 3 组:І+Ⅵ +或- 18.(12 分)
叶绿体基质 CO2
①L 基因 ②大观霉素
③ NtP、NtT 序列 转基因植株中,L 基因完全被替换为 HnL、HnS
支持 转基因植株细胞中 S 基因未被替换,但电泳却未检出 S 亚基。
(或:不支持 未检出 S 亚基,不一定是 S 亚基降解,可能是 S 基因未表达。)
(4)R 酶的表达量低于野生型;转基因植株 CO2 饱和点高于野生型
19.(11 分)
结合垫、检测线(T 线)
(2)
(3)2E10 仅与 VP1-1 结合,而 3E4 仅与 VP1-3 结合
(4)2E10、3E4、山羊抗鼠抗体 (或: 3E4、2E10、山羊抗鼠抗体)
抗原含量较低时不易被测出,而 PCR 过程是以病毒核酸为模板进行多次复制,少量的病毒核酸在扩增后可被测出
20.(12 分)
基因突变
胎儿期主要由 2 个α、2 个γ珠蛋白组成,出生后主要由 2 个α、2 个β珠蛋白组成 选择性表
达
②⑤⑥
实验组 γ 珠蛋白表达量高于对照组,β 珠蛋白表达量低于对照组
c~d
敲除(或沉默、突变)病人造血干细胞的 BCL 基因,筛选 γ 珠蛋白含量多的造血干细胞,体外大量培养后输入病人体内。
21.(12 分)
染色体组
S1S3∶S2S3=1∶1
① a (aS1、aS2)
②AaS1S2
方案 1:回交(见右图)
PI ♀ ×RH♂
↓
筛选自交亲和的F1♂
↓ × PI♀
↓(连续多代)
筛选自交亲和的 PI 植株
方案 2:PCR 获取 A 基因,构建含 A 基因的表达载体导入 PI 细胞,通过植物组培技术获得自交亲和的 PI 植株。雄配子
雌配子
AS1
AS2
aS1
(不能萌发)
aS2
(不能萌发)
AS1
AAS1S1
AAS1S2
×
×
AS2
AAS1S2
AAS2S2
×
×
aS1
AaS1S1
AaS1S2
×
×
aS2
AaS1S2
AaS2S2
×
×
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