生物：2024高考考前冲刺卷03（甘肃、贵州适用）（解析版）

这是一份生物：2024高考考前冲刺卷03（甘肃、贵州适用）（解析版），共22页。试卷主要包含了研究发现，结核分枝杆菌等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共16小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。每题3分，共48分。
1．皖西大白鹅以早期生长速长快，肉质细嫩鲜美，特别是羽绒产量高、且绒品质优而远近闻名。皖西大白鹅产蛋后，由雌鹅负责孵蛋，孵蛋期间进食少。下列叙述正确的是（ ）
A．皖西大白鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有碱基互补配对，且方式完全相同
B．皖西大白鹅蛋的卵清蛋白以蛋白质纤维为基本骨架，N元素的质量低于C元素
C．皖西大白鹅蛋孵化时不同细胞中的DNA、mRNA 和蛋白质种类相同
D．皖西大白鹅雌鹅孵蛋期间会消耗体内脂肪以供能
【答案】D
【分析】糖类是主要的能源物质，脂肪是良好的储能物质，细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外，多余的部分可以合成糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就可以转变成脂肪和某些氨基酸。糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。
【详解】A、多糖合成过程中没有碱基互补配对，且核酸的形成与蛋白质形成碱基配对方式不完全相同，A错误；
B、皖西大白鹅蛋的卵清蛋白以氨基酸为基本骨架，N元素的质量低于C元素，B错误；
C、皖西大白鹅蛋孵化时不同细胞都是受精卵经过有丝分裂而来，遗传物质DNA相同，mRNA和蛋白质种类不完全相同，C错误；
D、脂肪是良好的储能物质，孵蛋期间不进食，主要靠消耗体内脂肪以供能，D正确。
2．如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程，线粒体基质中的NADH脱去氢并释放电子，电子由电子传递链传递，最终被O2氧化。已知人体棕色脂肪细胞线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋白UCP，可与ATP合成酶竞争性的将膜间隙高浓度的H+回收到线粒体基质。下列说法错误的是（ ）
A．UCP对H+的转运不涉及两者的结合和UCP构象的改变
B．H+由线粒体基质进入线粒体膜间隙属于主动运输
C．ATP合成酶能催化ATP合成，同时也是一种转运蛋白
D．寒冷条件下人体的UCP活性可能会升高
【答案】A
【分析】需氧呼吸（有氧呼吸）有三个阶段：第一阶段称作糖酵解，是葡萄糖生成丙酮酸的过程；第二阶段称作三羧酸循环（柠檬酸循环），丙酮酸经过一系列的氧化反应，最终生成CO2和NADH；第三阶段为电子传递链过程，前两个阶段产生的NADH最终与O2反应生成水，并产生大量能量的过程。
【详解】A、UCP打开和关闭属于构象的改变，A错误；
B、H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙是逆浓度梯度进行的，属于主动运输，B正确；
C、ATP合成酶能催化ATP合成，同时也是一种转运蛋白，C正确；
D、寒冷条件下人体的UCP活性可能会升高，有利于减少ATP合成，增加产热，D正确。
3．下表是探究温度对纤维素酶活性的影响实验设计及结果，据表分析，以下说法不正确的是（ ）
注：“+”的多少，代表颜色深浅
A．该实验的自变量为温度
B．该实验检测的因变量是还原糖的生成量
C．纤维素酶液体积是无关变量
D．该实验结论是纤维素酶的最适温度为40℃
【答案】D
【分析】实验探究的是温度对纤维素酶活性的影响，由表中数据可知，温度是自变量，因变量是还原糖生成量，通过颜色反应体现出来；其它条件都是无关变量 。
【详解】A、实验探究的是温度对纤维素酶活性的影响，据表分析，设置了三组实验，自变量是温度，A正确；
B、该实验中检测指标为溶液中砖红色的深浅，检测试剂是斐林试剂，反映出检测的对象是还原糖的生成量，也就是纤维素分解产物，会随自变量温度的变化而变化，所以还原糖的生成量为因变量，B正确；
C、实验探究的是温度对纤维素酶活性的影响，自变量为温度，所以纤维素酶液体积是无关变量，C正确；
D、虽然在三组实验中40℃的情况下催化效果最明显，但由于设置的温度梯度过大，所以无法确定最适温度，还需要缩小温度梯度，进一步实验，才能逐步确定最适温度，D错误。
4．研究发现，结核分枝杆菌（TB）感染肺部的巨噬细胞后，会导致线粒体内产生大量的活性氧组分（ROS），然后通过激活BAX蛋白复合物，从而使内质网内的钙离子通过钙离子通道（RyR）流入线粒体，进而诱导线粒体自噬，启动巨噬细胞裂解，释放出来的TB感染更多的宿主细胞，引起肺结核。下列说法正确的是（ ）
A．内质网内钙离子的运输体现了其交通枢纽的作用
B．图中巨噬细胞进行线粒体自噬是为了获得维持生存所需的物质和能量
C．提高溶酶体内水解酶活性，使BAX水解，可以抑制肺结核的发生
D．免疫系统可能会攻击感染TB的巨噬细胞并导致其坏死
【答案】C
【分析】1、原核细胞与真核细胞的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。
2、溶酶体含有多种水解酶，能吞噬入侵细胞的病毒和病菌，以及分解衰老、损伤的细胞结构。
【详解】A、高尔基体现了交通枢纽的作用，A错误；
B、图中巨噬细胞进行线粒体自噬是为了清除受损的细胞器，B错误；
C、提高溶酶体内水解酶活性，使BAX水解，可以抑制线粒体自噬，从而抑制肺结核的发生，C正确；
D、免疫系统可能会攻击感染TB的巨噬细胞（宿主细胞）并导致其凋亡，D错误。
5．如图是基因型为AaBB的某二倍体生物（2n=4）的一个正在分裂的细胞局部示意图。不考虑其他变异，据图分析，下列相关叙述正确的是（ ）
A．该细胞处于减数第二次分裂后期，细胞中含有两个染色体组
B．该细胞分裂产生的子细胞的基因组成可能为AABB
C．图示细胞经减数分裂能得到2种或4种成熟的生殖细胞
D．若所有的B基因在复制前被3H完全标记，则该细胞分裂最终产生的子细胞50%含有3H
【答案】B
【分析】题图分析：图示为细胞一极，表示同源染色体染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期，由于细胞质不均等分裂，所以称为初级卵母细胞。
【详解】A、由图可知，此时期同源染色体染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期，细胞中含有2个染色体组，A错误；
B、若发生的是基因突变，图示未绘出的一极只存在A、a两种基因中的一种，因此，图示细胞产生的次级卵母细胞的基因型可能为AABB，B正确；
C、若不考虑其它变异，图示初级卵母细胞只能得到1 种成熟的生殖细胞，其基因型可能为AB、aB，因为一个初级卵母细胞只能产生一个卵细胞，C错误；
D、若B基因所在的染色体在DNA复制前全被3H标记，由于DNA 复制为半保留复制，因而产生的DNA分子均有同位素标记，则此细胞产生的子细胞均含有3H，D错误。
6．2022 年我国科研团队构建出国际首个人工合成的光控RNA 结合蛋白 LicV，可通过光对 RNA 进行精准调控。LicV单体是由LicT 蛋白与光敏蛋白（VVD）构成的融合蛋白。用不同的连接子蛋白连接LicT与VVD，形成的LicV 存在差异，在黑暗和蓝光照射下检测，可筛选出调控效果最佳的LicV。该调控过程如下图所示，图中RAT 由终止子转录而来，可以使转录终止。下列说法正确的是（ ）
A．图中 RAT 是在DNA 聚合酶的作用下转录形成的
B．LicT 蛋白合成时核糖体沿着 mRNA5'端移动到3'端，直至遇到终止密码子翻译结束
C．在黑暗条件下能根据红色荧光强度差异筛选出连接LicT 与 VVD的最佳连接子蛋白
D．基因的启动子不编码蛋白质，因此发生在启动子区域的突变不属于基因突变
【答案】B
【分析】基因的表达是指遗传信息转录和翻译形成蛋白质的过程。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要核糖核苷酸作为原料；翻译是指在核糖体上，以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程，该过程还需要tRNA来运转氨基酸。
【详解】A、由图可知RAT位于mRNA上，mRNA是转录而来的，因此图中RAT是在RNA聚合酶的作用下转录形成的，A错误；
B、LicT蛋白属于蛋白质，经过转录和翻译合成，翻译的场所在核糖体，翻译时核糖体沿着mRNA的5′端移动到3′端，直至遇到终止密码子翻译结束，B正确；
C、由图可知，黑暗条件下，转录会在遇到终止子时停止，因此并不会转录和翻译红色荧光蛋白，因此无法根据红色荧光强度差异筛选连接LicT与VVD的最佳连接子蛋白，C错误。
D、发生在启动子区域的突变也属于基因突变，D错误。
7．科学家用同位素标记法研究了T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。下图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程，图乙为图甲中④部分的放大。下列叙述错误的是（ ）
A．图甲所示的RNA聚合酶是在大肠杆菌体内合成的
B．图乙各物质或结构中含有核糖的有tRNA、mRNA和核糖体
C．图甲中形成①②时存在T-A配对，形成③④时存在A-U配对
D．携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合
【答案】D
【分析】分析甲图：甲图表示转录过程，其中①②是转录形成的RNA，③④为部分肽链。分析乙图：乙图表示翻译过程。
【详解】A、噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能合成RNA聚合酶，其所需的RNA聚合酶是在大肠杆菌的核糖体上合成的，A正确；
B、图乙为翻译过程，该图中各物质或结构含有核糖的有mRNA、tRNA、核糖体（由蛋白质和rRNA组成，rRNA中含有核糖），B正确；
C、图甲中形成①②过程是转录，是转录的mRNA与模板DNA链碱基互补配对，存在T-A配对，③④过程是翻译，是mRNA与tRNA碱基互补配对，存在A-U配对，C正确；
D、携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个mRNA结合位点结合，D错误。
8．栽培稻是由野生稻长期引种栽培获得的，与野生稻属于同一物种。在引种栽培过程中，遗传物质会发生改变，部分变异类型如图所示。下列有关分析错误的是（ ）
A．通过基因组测序可以检测栽培稻和野生稻遗传物质的差异
B．2号染色体A基因所在片段整合到6号染色体上实现了基因重组
C．图示变异导致了染色体上部分基因的种类和排列顺序发生改变
D．让栽培稻和野生稻杂交、选育，有可能找回部分丢失的基因
【答案】B
【分析】可遗传的变异有三种来源：基因突变、染色体变异和基因重组：（1）基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。（2）基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合。（3）染色体变异是指染色体结构和数目的改变。
【详解】A、基因组测序可测定染色体DNA分子的碱基排列顺序，通过基因组测序可以检测栽培稻和野生稻遗传物质的差异，A正确；
B、2号染色体的A基因转移到6号染色体上，该变异类型为易位，不是基因重组，B错误；
C、图示变异2号染色体的A基因转移到6号染色体上，该变异类型为易位，易位导致了染色体上部分基因的种类和排列顺序发生了改变，C正确；
D、栽培稻和野生稻属于同一物种，让栽培稻和野生稻杂交、选育，有可能找回部分丢失的基因，D正确。
9．漫长的进化历程中，鸟类很多构造都被舍弃了以减轻体重，例如，飞翔的鸟类没有膀胱和直肠，通过泄殖腔及时将粪尿混合物排出体外，使鸟类变得更轻，飞得更快，下列有关说法错误的是（ ）
A．用拉马克的观点解释鸟类无膀胱：因为长期不用膀胱储存尿液导致膀胱退化
B．用达尔文的观点解释鸟类无直肠：因为无直肠的个体容易生存，容易留下后代
C．鸟类通过减轻体重适应环境，不会改变环境，所以没有发生与环境的协同进化
D．通过比较鸟类的DNA和蛋白质的差异可以判断它们的亲缘关系远近及进化顺序
【答案】C
【分析】1、比较生物的化石及生物化石在地层中存在的情况，是运用古生物学上的证据对生物进化研究的方法，化石是生物进化最直接和最有力的证据；
2、达尔文把在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。遗传变异是生物进化的基础，首先细菌对抗生素的抗药性存在着变异。有的抗药性强，有的抗药性弱。使用抗生素时，把抗药性弱的细菌杀死，这叫不适者被淘汰；抗药性强的细菌活下来，这叫适者生存。
【详解】A、拉马克认为适应的形成是由于用进废退和获得性遗传，因此用拉马克的观点解释鸟类无膀胱是因为长期不用膀胱储存尿液导致膀胱退化，A正确；
B、达尔文利用自然选择学说对生物的适应性进行了解释，因此可解释为无直肠的个体容易生存，容易留下后代，B正确；
C、体重较轻的鸟类更能适应环境，鸟类的活动必然对环境造成影响，会发生与环境的协同进化，C错误；
D、DNA和蛋白质等生物大分子差异的大小揭示了鸟类亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序，D正确。
10．胰高血糖素和胰岛素是人体血糖平衡调节过程中的两种重要激素，具体作用机理如下图所示，结合所学知识，分析相关过程并判断下列说法，正确的是（ ）
A．血糖偏低时，下丘脑支配交感神经促进胰高血糖素和肾上腺素的分泌，进而升高血糖
B．胰岛素先通过体液的定向运输至靶细胞处，然后与靶细胞受体结合发挥调节作用
C．腺苷酸环化酶催化cAMP的生成，进而抑制磷酸化酶的活性，促进葡萄糖的生成
D．胰岛素和胰高血糖素与组织细胞膜上的受体结合会成为相关细胞的组成成分之一
【答案】A
【分析】激素通过体液运输，具有微量、高效、作用于靶细胞或靶器官的特点。
【详解】A、依据所学知识，血糖偏低，交感神经兴奋促进胰高血糖素和肾上腺素等激素的分泌从而升高血糖，A正确；
B、胰岛素无法通过体液的定向运输至靶细胞处，而是随血液运输至全身各处，只作用于靶器官靶细胞，B错误；
C、依据图中信息可知，腺苷酸环化酶催化cAMP的生成，进而提高磷酸化酶的活性，促进葡萄糖的生成，C错误；
D、激素不参与形成细胞，D错误。
11．春季里百花盛开，对于花粉过敏的人来说却是一场灾难，其发病机理及症状如下图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．只要有花粉就能激活花粉过敏患者的a细胞
B．b细胞虽然能够产生抗体，但不能识别抗原
C．组胺使组织液中蛋白质含量下降，引起组织水肿
D．花粉过敏是由患者免疫系统的免疫监视功能过强导致
【答案】B
【分析】免疫系统三大功能：①免疫防御，针对外来抗原性异物，如各种病原体。②免疫自稳，清除衰老或损伤的细胞。③免疫监视，识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生。
【详解】A、花粉和a细胞（B细胞）接触是激活a细胞的第一个信号，辅助性T细胞特定分子发生变化并与细胞a结合是激活细胞a的第二个信号，A错误；
B、b细胞是浆细胞，能够产生抗体，但不能识别抗原，B正确；
C、组胺引起毛细血管壁通透性增强，血浆中蛋白质进入组织液，导致组织液中蛋白质含量增多，组织液渗透压增大，血浆中的水大量渗入到组织液中，引起局部组织水肿，C错误；
D、过敏反应针对的是外来花粉，属于患者的免疫防御功能过强，D错误。
12．灰鼠是一种小型哺乳类动物，最喜食松籽。研究人员调查了1960～1980年间灰鼠种群数量及松籽产量的变化情况，结果如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．松籽产量属于影响灰鼠种群数量变化的密度制约因素
B．松籽产量还能在一定程度上反映气候条件的变化情况
C．灰鼠种群的数量没有出现3年以上的连续上升或下降
D．灰鼠的种群数量与松籽产量呈现出明显的正相关关系
【答案】D
【分析】影响种群数量变化的因素分两类，一类是密度制约因素，即影响程度与种群密度有密切关系的因素，如食物、流行性传染病等；另一类是非密度制约因素，即影响程度与种群密度无关的因素，气候、季节、降水等的变化，影响程度与种群密度没有关系，属于非密度制约因素。
【详解】A、密度制约因素是指影响程度与种群密度有密切关系的因素，松籽产量属于影响灰鼠种群数量变化的密度制约因素，A正确；
B、气候条件会影响松树的生长，因此松籽产量还能在一定程度上反映气候条件的变化情况，B正确；
C、由折线图可知，灰鼠种群的数量没有出现3年以上的连续上升或下降，其原因可能是松籽产量等其他条件的制约，C正确；
D、据图分析，66~67 年间松籽产量较低，但灰鼠种群数量增多，灰鼠的种群数量与松籽产量并没有呈现出明显的正相关关系，D错误。
13．生态学是研究生物与环境相互关系的科学，是自然科学的重要组成部分。下列说法不正确的是（ ）
A．生态平衡就是指生态系统处于结构平衡和功能平衡的状态，而且是动态平衡
B．生态足迹的值越大代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响越大
C．性外激素和蚕蛾醇属于化学信息，完成信息传递需要信息源、信道和信息受体
D．生态位是指某物种在群落中的地位或作用，相对稳定的生态位利于各种生物充分利用资源
【答案】A
【分析】生态足迹，又叫生态占用，是指在现有技术条件下.维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。
【详解】A、生态平衡就是指生态系统处于结构平衡、功能平衡和收支平衡，A错误；
B、生态足迹又叫生态占用，人类所需的资源越多生态足迹的值越大，对生态和环境的影响就越大，B正确；
C、性外激素和蚕蛾醇属于生物代谢产物，属于化学信息，完成信息传递需要信息源、信道和信息受体三环节，C正确；
D、生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，相对稳定的生态位利于各种生物充分利用资源，D正确。
14．下列对细胞成分与结构的研究方法不能达到目的的是
A．用PEG制备植物细胞原生质体
B．用差速离心法分离各种细胞器
C．用双缩脲试剂检测组织中的蛋白质
D．用同位素示踪法研究物质合成途径
【答案】A
【分析】1、获得原生质体的方法是用纤维素酶或果胶酶处理植物细胞；
2、分离细胞器的方法是差速离心法；
3、蛋白质可以双缩脲试剂检测；
4、利用放射性同位素标记可以追踪某些化合物的合成途径。
【详解】A、PEG能促进细胞的融合，获得原生质体的方法是用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞，A错误；
B、用差速离心法分离各种细胞器，B正确；
C、用双缩脲试剂检测组织中的蛋白质，C正确；
D、利用放射性同位素标记可以追踪某些化合物的合成途径，D正确。
15．某细菌的野生株能在基本培养基上生长，该细菌的亮氨酸缺陷型突变株因无法合成亮氨酸，只能在完全培养基上生长。如图是运用影印培养法（一种类似“盖章”的接种方法，使一系列培养皿的相同位置上能出现相应菌落）纯化亮氨酸缺陷型突变株的部分流程，数字1~5表示菌落。下列叙述正确的是（ ）
A．培养基A是基本培养基，培养基B是完全培养基
B．培养基A、B均为固体培养基，倒平板操作后，进行高压蒸汽灭菌
C．培养基B“盖章”接种后，需要用涂布器将菌种在培养基表面涂布均匀
D．可从培养基A中挑取菌落3、4进行纯化培养以获得亮氨酸缺陷型突变株
【答案】D
【分析】题图分析：由图可知，经培养基A能长出5个菌落，经培养基B的培养平板表面留下1号、2号、5号三个菌落。由此可推出培养基A是完全培养基，培养基B是基本培养基。其中3号、4号是亮氨酸缺陷型突变株繁殖而来的菌落。
【详解】A、由题干可知，亮氨酸缺陷型突变株无法合成亮氨酸，无法在基本培养基上生长，只能在完全培养基上生长，与A相比，B中缺少了3、4两个菌落，说明3、4菌落即是亮氨酸缺陷型突变株繁殖而来的，A为完全培养基，B为基本培养基，A错误；
B、对培养基进行高压蒸汽灭菌后再进行倒平板操作，B错误；
C、培养基B“盖章”接种后，要注意“盖章”的方向不能改变，防止菌落位置不一致，不能用涂布器涂布均匀，C错误；
D、由图可知，3和4菌落是亮氨酸缺陷型突变株生长繁殖形成的，因此从培养基A中挑取菌落3、4进行纯化培养即可获得亮氨酸缺陷型突变株，D正确。
16．研究人员将干细胞培养技术与基因编辑技术等结合获得重构干细胞，并培养至早期胚胎，检测后移植到受体子宫内发育，加快了育种进程，推动畜禽种业高速发展。下列说法正确的是（ ）
A．用胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理牛、羊睾丸组织可使其分散成单个细胞
B．培养动物细胞时，需将其置于含有95%CO₂和5%O₂混合气体的培养箱中
C．来自同一机体的胚胎干细胞、重构干细胞和精原干细胞的遗传信息一定相同
D．将早期胚胎移植到受体的子宫内，受体对该外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
【答案】D
【分析】动物培养条件：
（1）无菌无毒环境：无菌——对培养液和所有培养用具进行无菌处理；在细胞培养液中添加一定量的抗生素；无毒——定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对自身造成危害；
（2）营养成分：所需营养物质与体内基本相同，例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然成分。培养基类型：合成培养基（将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基）；
（3）温度和pH值：哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4；
（4）气体环境：通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。O2：是细胞代谢所必需的，CO2：主要作用是维持培养液的pH。
【详解】A、用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理牛、羊睾丸组织可使其分散成单个细胞，不能用胃蛋白酶，因为在细胞培养条件下（pH为7.2～7.4）胃蛋白酶会变性失活，A错误；
B、进行动物细胞培养时，需置于含有95%空气和5%CO2混合气体的培养箱中培养，B错误；
C、来自同一机体的胚胎干细胞和精原干细胞的遗传信息相同，重构干细胞会引入其他生物的遗传物质，因此它的遗传物质可能不同，C错误；
D、胚胎移植时受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为移植胚胎的存活提供了可能，
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17．（12分）生物炭是在低氧环境下，将木材、草、玉米秸秆等有机物通过高温慢速彻底氧化分解获得的，在农业中具有改良土壤、缓释肥料等功能。为探究生物炭和保水剂对园艺植物火鹤花光合色素合成及光合特性的影响，科研人员将长势相同的火鹤花均分为12组并进行如下表所示相关处理。种植3个月后摘取叶片测定光合色素含量和净光合速率，实验结果如图1、图2所示。请回答下列问题：
（1）火鹤花将 H2O 分解为 NADPH 和氧气的场所是叶绿体的 ，发生的能量转换是 。科研人员将水稻植株置于透明且密闭的容器内，给予适宜强度的光照，并通入一定比例的18O2和CO2，结果在光合作用产生的有机物中检测到了18O，请写出该过程中氧元素的转移途径： 。
（2）在不添加保水剂的情况下，一定量的生物炭能 （填“促进”“抑制”或“促进或抑制”）叶绿素的合成。与有机物在生物体外的燃烧相比，细胞呼吸中有机物的彻底氧化分解有何不同特点： （答出2点即可）。
（3）由实验结果可知，生物炭基质质量和保水剂基质质量分别为 时，火鹤花净光合速率达到最大值。适量保水剂能提高净光合速率的机理可能是 （答出2点即可）。
【答案】（除特殊标记外，每空2分）
（1）类囊体薄膜（1分）光能转化为 ATP（和 NADPH）中的化学能
（2）促进 （1分） 温和条件下逐步进行 ；需酶的作用；能量逐步释放
（3）10%、0.4% 适量保水剂能促进光合色素的合成，同时保水剂也可以减小蒸腾作用，增加CO2的吸收，从而提高净光合速率
【分析】光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。根据是否需要光能，这些化学反应可以分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段必须有光才能进行，暗反应阶段有光无光都能进行。
【详解】（1）H2O分解为NADPH 和氧气的场所是叶绿体的类囊体薄膜，发生的能量转换是光能转化为 ATP（和NADPH）中的化学能；氧元素的转移途径为：18O2→H218O→C18O2→（CH218O）；
（2）在不添加保水剂的情况下，比较T1、T5、T8光合色素的含量可知，一定量的生物炭能促进叶绿素的合成。与有机物在生物体外的燃烧相比，细胞呼吸中有机物的彻底氧化分解在温和条件下逐步进行，需酶的作用，能量逐步释放；
（3）由实验结果可知，T7时火鹤花净光合速率达到最大值，此时生物炭基质质量和保水剂基质质量分别为10%、0.4%，适量保水剂能提高净光合速率的机理可能是适量保水剂能促进光合色素的合成，同时保水剂也可以减小蒸腾作用，增加CO2的吸收，从而提高净光合速率。
18．（6分）《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面，《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种”，表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培有蚕种的智慧，现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种，更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题：
研究小组了解到：①雄蚕产丝量高于雌蚕；②家蚕的性别决定为ZW型；③卵壳的黑色（B）和白色（b）由常染色体上的一对基因控制；④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄，满足大规模生产对雄蚕需求的目的，该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后，发现大多数组别家蚕的性别比例与I组相近，有两组（Ⅱ、Ⅲ）的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析：
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于 染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕（bb）杂交，子代中雌蚕的基因型是 （如存在基因缺失，亦用b表示）。这种杂交模式可持续应用于生产实践中，其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕，但其后代仍无法实现持续分离雌雄，不能满足生产需求，请简要说明理由 。
【答案】（6分，每空2分）
常 bbZWB Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子，与白壳卵雌蚕杂交，后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性，无法通过卵壳颜色区分性别
【分析】分析题意和图示方案可知，黑卵壳经射线照射后，携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上且能正常表达，转移情况可分为三种，即携带B基因的染色体片段未转移或转移到常染色体上、转移到Z染色体上或转移到W染色体上。将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕（bb）杂交，统计子代的黑卵壳孵化后雌雄家蚕的数目，结合图中的三组结果分析，Ⅰ组黑卵壳家蚕中雌雄比例接近1：1，说明该性状与性别无关，即携带B基因的染色体片段未转移或转移到了常染色体上；Ⅱ组黑卵壳家蚕全为雌性，说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上；Ⅲ组黑卵壳家蚕全为雄性，说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。
【详解】分析题意和图示方案可知，黑卵壳经射线照射后，携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上且能正常表达，转移情况可分为三种，即携带B基因的染色体片段未转移或转移到常染色体上、转移到Z染色体上或转移到W染色体上。将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕（bb）杂交，统计子代的黑卵壳孵化后雌雄家蚕的数目，结合图中的三组结果分析，Ⅰ组黑卵壳家蚕中雌雄比例接近1：1，说明该性状与性别无关，即携带B基因的染色体片段未转移或转移到了常染色体上；Ⅱ组黑卵壳家蚕全为雌性，说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上；Ⅲ组黑卵壳家蚕全为雄性，说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。
①由以上分析可知，Ⅰ组携带B基因的染色体片段未转移或转移到了常染色体上，即所得雌蚕的B基因位于常染色体上。
②由题意可知，如存在基因缺失，亦用b表示。Ⅱ组携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上，亲本雌蚕的基因型为bbZWB，与白卵壳雄蚕bbZZ杂交，子代雌蚕的基因型为bbZWB（黑卵壳），雄蚕的基因型为bbZZ（白卵壳），可以通过卵壳颜色区分子代性别。将子代黑卵壳雌蚕继续杂交，后代类型保持不变，故这种杂交模式可持续应用于生产实践中。
③由题意分析可知，如存在基因缺失，亦用b表示。Ⅲ组携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上，亲本雌蚕的基因型为bbZBW，与白卵壳雄蚕bbZZ杂交，子代雌蚕的基因型为bbZW（白卵壳），雄蚕的基因型为bbZBZ（黑卵壳）。再将黑壳卵雄蚕（bbZBZ）与白壳卵雌蚕（bbZW）杂交，子代为bbZBZ、bbZZ、bbZBW、bbZW，其后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性，无法通过卵壳颜色区分性别，故不能满足生产需求。
19．（12分）长时程增强作用（LTP）是发生在两个神经元信号传输中的一种持久的增强现象，能够同步刺激两个神经元，被普遍视为构成学习与记忆基础的主要分子机制之一。下图展示了海马体CA1区与CA3区记忆神经元之间突触的LTP机制。A受体可与谷氨酸正常结合并打开偶联的Na+通道。N受体与谷氨酸结合，在突触后膜产生动作电位后才打开偶联的Ca2+通道。
（1）突触后膜由静息状态转为兴奋状态时，N受体通道的 发生了改变，Ca2+通过 方式内流。
（2）高频刺激下，大量Ca2+内流并与钙调蛋白结合，激活钙调蛋白激酶、NO合成酶和PCK。钙调蛋白激酶可以使A受体通道磷酸化，提高对Na+的通透性；NO合成酶可以 ；PCK 。最终使突触后神经元持续兴奋较长时间。
（3）若阻断N受体作用，再高频刺激突触前膜，未诱发LTP，但出现了突触后膜电现象，据图推断，该电现象与 内流有关。
（4）单次高频刺激导致早期LTP（E-LTP），多次间隔高频刺激可产生E-LTP和晚期LTP（L-LTP），从下图所示结果上看，L-LTP与E-LTP的主要区别是 ；从记忆形成角度考虑，L-LTP的形成可能还涉及到 的建立。
（注：横坐标是时间，纵坐标是电位变化。）
【答案】（12分，除特殊标记外，每空2分）
（1）空间结构（1分） 协助扩散（1分）
（2）催化NO合成，NO进入突触前膜，促进更多神经递质（谷氨酸）释放 促进胞内A受体向突触后膜移动，增加突触后膜上A受体数量
（3）Na+
（4）L-LTP维持的时间更长 新突触
【分析】分析图示可知，当突触前膜释放神经递质（谷氨酸）后，会促进钙离子通过N受体进入细胞，随后通过一系列反应促进NO合成酶生成NO，NO释放到细胞外，再进入突触前膜，作用于突触小泡，使其分泌神经递质；同时神经递质释放后也会促进Na+通过A受体进入细胞。
【详解】（1）据“N受体在突触后膜产生动作电位后才打开偶联的Ca2+通道”可推知，突触后膜由静息状态转为兴奋状态时，N受体通道发生了空间结构的改变，从而使Ca2+通过协助扩散的方式内流。
（2）读图可知，NO合酶催化NO合成，NO进入突触前膜后，促进更多谷氨酸释放；PKC促进胞内A受体向突触后膜移动，增加突触后膜上A受体数量，从而使得突触后神经元更容易兴奋，兴奋时间更长。
（3）阻断N受体的作用，不能促进Ca2+内流，从而不能形成Ca2+/钙调蛋白复合体，不能促进NO合成酶合成NO，从而不能产生LTP，但是谷氨酸还可以与A受体结合，促进Na+内流，从而引发电位变化。
（4）读图可知，E-LTP消失后，L-LTP依然处于较高水平，可知后者维持时间更长，因此L-LTP与E-LTP的主要区别是L-LTP维持的时间更长。长时记忆的产生涉及新突触的建立，L-LTP维持的时间更长，因此L-LTP的形成可能还涉及到新突触的建立。
20．河口生态系统是世界上最大的水生生态系统之一，在连接着陆地和海洋的结构和功能上发挥着重要作用。下表表示该生态系统内能量流经第二和第三营养级的情况（表中数值代表能量，单位为×105kJ·m-2，a-1）。回答下列问题：
（1）表中未利用的能量是指 和分解者利用的能量，表中①的数值为 。
（2）一般系统结构模式图如下图1所示，请尝试在图2中补充箭头完善该生态系统的结构模型 。
（3）采用血细胞计数板对该生态系统中某种单细胞藻类进行种群密度调查时，具体的操作流程：取血细胞计数板→ → →用滤纸将多余的海水吸去。
（4）海洋石油污染是一种世界性的海洋污染，石油污染物能抑制某种贝类雌激素的合成，导致该种贝类种群的年龄结构变为衰退型，原因是 。科学家正在研究通过生物修复（利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物，实现环境净化、生态效应恢复的生物措施）的途径降低海洋石油污染对该生态系统的危害，生物修复所依据的主要生态学原理是 原理。
【答案】（12分，除特殊标记外，每空2分）
（1）未被自身呼吸作用消耗，未被后一营养级 109
（2）
（3）盖盖玻片（1分） 在盖玻片边缘滴加海水
（4）石油污染物能抑制某种贝类雌激素的合成，不利于雌性卵细胞的形成，进而不利于雌雄交配产生后代，导致出生率下降 自生（1分）
【分析】在生态系统中，生产者通过光合作用，将太阳能固定在它们所制造的有机物中。太阳能转化成化学能，从而可以被生物所利用，因此，生产者可以说是生态系统的基石。消费者通过自身的新陈代谢，能将有机物转化为无机物，这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用。可见，消费者的存在，能够加快生态系统的物质循环。此外，消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。
【详解】（1）未利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，未被后一营养级和分解者利用的能量。用于生长发育繁殖的能量=尸体残骸流入分解者+未利用+流向下一营养级的能量，其中流向下一营养级的能量为12+17=29，则表中①的数值为29+30+50=109。
（2）太阳能通过生产者的光合作用进入生态系统，生产者、消费者、分解者同化的能量最终通过呼吸作用以热能形式散失，在生物群落内部，生产者能够被消费者捕食，生产者遗体残骸与消费者的遗体残骸、排遗物可被分解者分解利用，分解者通过分解作用产生的无机物能够被生产者利用，因此，图2中该生态系统的结构模型如图所示：见答案
（3）血细胞计数板对该生态系统中某种单细胞藻类进行种群密度调查时，具体的操作流程：取血细胞计数板→盖盖玻片→在盖玻片边缘滴加含某种单细胞藻类的海水→用滤纸将多余的海水吸去。
（4）石油污染物能抑制某种贝类雌激素的合成，雌性卵细胞的形成受到抑制，不利于雌雄交配产生后代，导致出生率下降。利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物，实现环境净化、生态效应恢复的生物措施，改善水生生物的生存环境，有利于生态系统的自生。
21．（10分）人胰岛素原基因（insulin）在大肠杆菌中表达时易形成不溶性、无活性的包涵体，增加了胰岛素的生产成本。以NusA蛋白作为N端标签时可提高融合蛋白的可溶性。若让大肠杆菌表达出带有NusA蛋白标签的人胰岛素原融合蛋白（His—NusA—insulin），再经蛋白酶酶切，即得到可溶性人胰岛素原，为降低胰岛素生产成本提供基础。下图为构建重组质粒pHis—NusA—insulin的基本流程，Ampr为氨苄青霉素抗性基因。Taq为四环素抗性基因，几种限制酶的酶切位点已在图中标注。人胰岛素原基因中不含这几种限制酶的识别序列，实验所用大肠杆菌对氨苄青霉素和四环素均敏感。回答下列问题：
（1）经过程①，即PCR可大量扩增人胰岛素原基因，该过程中除了需要向反应体系内添加引物1、2和人胰岛素原基因外，还要添加 （答两点）等，图中引物1、2的 （填“3'”或“5'”）端应分别添加 的识别序列。除限制解外，过程②还需要用到 酶。
（2）先将重组载体1导入经 处理后的大肠杆菌，为便于筛选，该大肠杆菌培养基中应添加 。
（3）重组载体1和2在构成表达调控元件上的区别在于前者 。欲获得重组载体2，则载体2的 （填“A”“B”或“A和B”）区域应具有EcRⅠ和HindⅢ的识别序列。含有重组载体2的大肠杆菌，在含有四环素的培养基中 （填“能”或“不能”）生存并大量增殖。
（4）若要从个体水平鉴定合成的胰岛素是否具有生物活性，则实验组的操作是 。
【答案】（10分，每空1分 ）
（1）4种脱氧核苷酸、Taq酶（或耐高温的DNA聚合酶）、缓冲液等 5' EcRⅠ、HindⅢ DNA连接
（2）Ca2+ 氨苄青霉素
（3）不含启动子和终止子 B 能
（4）给实验动物（如2型糖尿病小鼠）静脉注射合成的胰岛素，并监测其血糖变化
【分析】基因工程技术的基本步骤：
1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定：
（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--PCR技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--PCR技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）利用PCR扩增目的基因时，除了需要向反应体系内添加两种引物、目的基因外，还要添加4种脱氧核苷酸、Taq酶（耐高温的DNA聚合酶）、缓冲液等。据图可知，经PCR获得的目的基因要插入经EcRⅠ、HindⅢ切割的载体中，且启动子在EcRⅠ切口端。目的基因的转录方向由左向右，因此，引物1、2的应分别构建EcRⅠ、HindⅢ的识别序列。子链的延长由引物5'端向3'端，限制酶切割时，不能切割到目的基因片段，因此，限制酶识别序列应添加在引物1、2的5'端。过程②，即构建重组表达载体时还需要使用到DNA连接酶。
（2）导入重组载体前可先用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于易于吸收周围环境中DNA分子的状态。为便于筛选，该大肠杆菌培养基中应添加氨苄青霉素。
（3）据图可知，重组载体1和2在构成表达调控元件上的区别在于前者不含启动子和终止子。若欲获得重组载体2，则载体2的B区域应具有EcRⅠ和HindⅢ的识别序列。含有重组载体2的大肠杆菌，能在含有四环素的培养基中生存并大量增殖。
（4）若要从个体水平鉴定合成的胰岛素是否具有生物活性，则实验组的操作可以是给实验动物静脉注射合成的胰岛素，并监测其血糖变化。试管
①
②
③
纤维素悬液（mL）
2
2
2
纤维素酶液（mL）
1
1
1
反应温度（℃）
30
40
50
斐林试剂（mL）
2
2
2
砖红色深浅
++
+++
+
组别
处理
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10
T11
T12
基质质量（%）
生物炭
0
0
0
0
10
10
10
10
20
20
20
20
保水剂
0
0.2
0.4
0.6
0
0.2
0.4
0.6
0
0.2
0.4
0.6
用于生长、发育、繁殖
的能量
呼吸作用散失
的能量
尸体残骸流入分解者
的能量
未利用
的能量
第二营养级
①
110
30
50
第三营养级
12
17
9
1