广东省实验中学等四校2022-2023学年高三生物上学期联考试卷（Word版附解析）

这是一份广东省实验中学等四校2022-2023学年高三生物上学期联考试卷（Word版附解析），共22页。试卷主要包含了单选题，简答题等内容，欢迎下载使用。

广东省实验中学2023届高三上学期四校联考
生 物
一、单选题
1. 下列有关“骨架”或“支架”的叙述，错误的是（ ）
A. 细胞膜和细胞器膜的基本支架都是磷脂和蛋白质
B. 脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架
C. 细胞骨架由蛋白质纤维构成，与细胞的分化、胞内运输、信息传递有关
D. 单糖是以碳链作为基本骨架，多糖也是以碳链作为基本骨架
【答案】A
【解析】
【分析】细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构，细胞骨架由蛋白质纤维组成；生物膜的基本骨架是磷脂双分子层；DNA分子的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接构成的；生物大分子的基本骨架是碳链。
【详解】A、细胞膜和细胞器膜均属于生物膜，生物膜以磷脂双分子层为基本支架，A错误；
B、DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，B正确；
C、真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架，细胞骨架具有锚定并支撑细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关，C正确；
D、碳元素是最基本元素，单糖是以碳链作为基本骨架，多糖也是以碳链作为基本骨架，D正确。
故选A。
2. 染色和显色反应是生物实验常用的方法，下列关于染色和显色反应的叙述，正确的是（ ）
A. 向2mL苹果组织样液中加入1mL的斐林试剂，混匀后65℃水浴加热，溶液呈现砖红色
B. 向2mL鸡蛋清中加入3～4滴0.01g/mL的CuSO4溶液，混匀后出现紫色
C. 将花生子叶制成临时切片，直接置于光学显微镜下，能观察到橘黄色脂肪颗粒
D. 可用斐林试剂检测麦芽糖能否被麦芽糖酶水解
【答案】A
【解析】
【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉、蔗糖）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。（4）淀粉遇碘液变蓝。
【详解】A、向2mL苹果组织样液中加入1mL的斐林试剂，混匀后溶液呈现蓝色，水浴加热后溶液呈现砖红色，A正确；
B、用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，应该先加NaOH创造碱性环境，再向组织样液中加入3-4滴0.01g/mL的CuSO4溶液，混匀后才出现紫色，B错误；
C、将花生子叶制成临时切片，需要使用苏丹Ⅲ染色液染色后才能在光学显微镜下看到橘黄色的颗粒，C错误；
D、麦芽糖及其麦芽糖水解产物都属于还原糖，都能与斐林试剂反应，因此麦芽糖能否被麦芽糖酶水解不可用斐林试剂检测，D错误。
故选A。
3. 科学家詹姆斯·罗斯曼等因发现“细胞的囊泡运输调控机制”荣获2013年诺贝尔奖。下列有关囊泡和囊泡运输的叙述，错误的是（ ）
A. 组成囊泡膜的化学成分主要是磷脂和蛋白质
B. 囊泡运输发生障碍可导致神经系统和免疫系统紊乱等多种疾病
C. 所有激素在合成与分泌时都需要从内质网经由囊泡运输到高尔基体
D. mRNA从合成部位运输到翻译部位不需要借助囊泡运输
【答案】C
【解析】
【分析】1、生物膜的组成成分主要是蛋白质和磷脂，囊泡膜属于生物膜。
2、细胞核的核孔是RNA、蛋白质等大分子物质运输的通道，通过核孔实现了核质之间的物质交换和信息交流，通过核孔的物质运输与囊泡运输无关。
3、蛋白质类的激素在分泌时需要囊泡从内质网运输到高尔基体，然后运输到细胞膜，脂质类的激素在分泌时不需要囊泡从内质网运输到高尔基体，如性激素。
【详解】A、囊泡属于生物膜，组成成分主要是磷脂和蛋白质，A正确；
B、神经调节过程和免疫调节过程离不开囊泡运输，如神经递质和抗体的释放都存在囊泡运输，如果囊泡运输发生障碍可导致神经和免疫紊乱等多种疾病，B正确；
C、不是所有的激素分泌时都需要囊泡从内质网运输到高尔基体，如性激素等，C错误；
D、mRNA在细胞核中形成，运输到核糖体参与翻译过程通过核孔运输，不经过囊泡运输，D正确。
故选C。
4. 下图为真核细胞有氧呼吸的基本过程示意图。下列叙述正确的是（ ）

A. 阶段A、B、C都必须在有氧的条件下进行
B. 阶段A发生在细胞质基质中，产物只有丙酮酸和ATP
C. 物质①为CO2，其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度
D. 阶段C产生的物质②中的氧原子均来自氧气，产生ATP最多
【答案】CD
【解析】
【分析】分析题图：阶段A为有氧呼吸的第一阶段；阶段B为有氧呼吸第二阶段；阶段C为有氧呼吸的第三阶段。图中物质①为[H]，物质②为水。
【详解】A、阶段A为有氧呼吸第一阶段，不需要在有氧条件下进行，A错误；
B、阶段A为有氧呼吸第一阶段，该阶段的产物是丙酮酸、[H]和ATP，B错误；
C、阶段B为有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行，产生的CO2通过自由扩散进入细胞质基质，因此CO2在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度，C正确；
D、阶段C为有氧呼吸第三阶段，物质②为水，产物水中的氧原子均来自氧气，该阶段释放能量最多，因此产生ATP最多，D正确。
故选CD。
5. 甲病和乙病均为单基因遗传病， 某家族遗传家系图如下， 其中Ⅱ4不携带甲病的致病基因。下列叙述正确的是（ ）

A. 甲病为常染色体隐性遗传病， 乙病为伴X染色体隐性遗传病
B. Ⅱ1与Ⅲ5的基因型相同的概率为1/4
C. Ⅱ3与Ⅱ4的后代中理论上共有9种基因型和4种表现型
D. 若Ⅲ7的性染色体组成为XXY，则产生异常生殖细胞的最可能是其母亲
【答案】D
【解析】
【详解】由Ⅱ3和Ⅱ4甲病正常而后代Ⅲ7患甲病可知，甲病为隐性遗传病，且Ⅱ4不携带甲病致病基因，由此推断甲病为伴X染色体隐性遗传病。由Ⅱ1和Ⅱ2不患乙病而后代Ⅲ1患乙病可知，乙病为常染色体隐性遗传病；A错误；用A、a表示甲病致病基因，B、b表示乙病致病基因，则Ⅱ1的基因型为BbXAXa，Ⅲ5的基因型为BbXAX＿，两者基因型相同的概率为1/2；B错误；Ⅱ3与Ⅱ4的基因型分别是BbXAXa和bbXAY，理论上其后代共有8种基因型、6种表现型；C错误；若Ⅲ7的性染色体组成为XXY，而亲本有关的染色体组成为XAXa和XAY，因此最可能是母亲的卵原细胞在减数第二次分裂后期出现异常；D正确。
6. 在夏季高温环境中，体液的大量丢失会导致严重的血液循环障碍，为了维持脑和心脏最基础的氧气供应，机体会关闭皮肤血液循环，汗液分泌随之关闭，体温失去体温调节中枢的控制，机体核心温度迅速升高，超过40℃，进而导致器官系统损伤，这就是热射病。下列相关分析错误的是（ ）
A. 夏季高温时，及时补水是预防热射病的有效措施
B. 导致热射病患者体温升高的主要原因是散热不畅
C. 热射病患者的排汗量减少，下丘脑分泌抗利尿激素量减少
D. 热射病患者体温过高，细胞内酶活性改变，细胞代谢紊乱
【答案】C
【解析】
【分析】稳态是指正常机体通过调节作用，使各个器官系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。稳态的基础：各器官系统协调一致地正常运行；内环境稳态的意义：机体进行正常生命活动的必要条件。
【详解】A、热射病是在夏季高温环境中，体液的大量丢失而引发的，及时补水可以预防热射病，A正确；
B、热射病患者，机体会关闭皮肤血液循环，汗液分泌随之关闭，导致散热不畅，B正确；
C、热射病患者在夏季高温环境中，体液的大量丢失，细胞外液渗透压升高，抗利尿激素分泌量增多，C错误；
D、热射病患者体温可以超过40℃，人体内酶活性的最适温度为37℃左右，因此患者细胞内酶活性改变，细胞代谢紊乱，D正确。
故选C。
7. 听到上课铃声，同学们立刻走进教室，这一行为与神经调节有关。该过程中，其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该过程的叙述，错误的是（ ）

A. 此刻①处Na+内流，②处K+外流
B. ①处产生的动作电位沿神经纤维传播时，膜电位一直稳定不变
C. ②处产生的神经冲动，只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D. 若将电表的两个电极分别置于③、④处，指针会发生偏转
【答案】A
【解析】
【分析】神经纤维未受到刺激时，细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负，当某一部位受刺激时，其膜电位变为外负内正。在反射弧中，兴奋在神经纤维上的传导是单向的。
【详解】A、兴奋在反射弧中的神经元中是由胞体传导到轴突末梢，进而传递到下一个神经元，根据图中膜电位可知，兴奋传递的方向为③→④，则①处恢复静息电位，为K+外流，②处Na+内流，A错误；
B、动作电位沿神经纤维传导时，其电位变化总是一样的，不会随传导距离而衰减，B正确；
C、反射弧中，兴奋在神经纤维的传导是单向的，由轴突传导到轴突末梢，即向右传播出去，C正确；
D、将电表的两个电极置于③④处时，由于兴奋传导时会存在电位差，故指针会发生偏转，D正确。
故选A。
8. 下图表示人体过敏反应发生的基本过程。下列有关叙述正确的是（　　）

A. 图中包含细胞免疫过程和体液免疫过程
B. 细胞①和细胞②分别在骨髓和胸腺中成熟
C. 细胞③和细胞④分别指浆细胞和记忆细胞
D. 用药物抑制致敏细胞释放生物活性介质可缓解过敏症状
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析，细胞①是T细胞，细胞②是B细胞，细胞③是记忆B细胞，细胞④是浆细胞。
【详解】A、根据图中分泌的抗体可知，过敏反应参与的是体液免疫，A错误；
B、细胞①是T细胞，在胸腺中成熟，细胞②是B细胞，在骨髓中发育成熟，B错误；
C、细胞③和细胞④分别是B细胞分化出的记忆B细胞和浆细胞，C错误；
D、由图可知，致敏细胞释放生物活性介质导致过敏症状，则用药物抑制致敏细胞释放生物活性介质可缓解过敏症状，D正确。
故选D。
【点睛】
9. 下列关于初生演替中草本阶段和灌木阶段的叙述，正确的是( )
A. 草本阶段与灌木阶段群落的丰富度相同
B. 草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂
C. 草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强
D. 草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境
【答案】D
【解析】
【详解】初生演替是指在一个从来没有被植被覆盖过的地面，或者原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方发生的演替，大致要经历裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→森林阶段，灌木阶段较高的灌木取代了部分草本植物，物种丰富度增加；A错误。
物种丰富度增加，群落的空间结构更复杂；B错误。
物种丰富度增加，营养结构复杂度加强，自我调节能力更强；C错误。
草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境，D正确。
10. “菇一菜”立体栽培（如图）是充分利用温室大棚等设施的光、温度环境优势，按照空间层次分布，形成优势互补和资源高效利用的生态农业模式之一、下列有关叙述错误的是（ ）

A. 图中X可代表CO2，Y可代表O2 B. 该生态系统中食用菌属于分解者
C. 菌渣作为有机肥为蔬菜提供了能量 D. 该模式遵循了物质循环再生等生态工程原理
【答案】C
【解析】
【分析】分析图解：蔬菜属于植物，能进行光合作用吸收二氧化碳，食用菌属于生态系统成分中的分解者，将它们进行立体栽培，它们之间互为有利。在蔬菜大棚中，增施有机肥也是提高光合作用效率的一种有效措施。
【详解】A、蔬菜属于光能自养型生物，食用菌属于异养生物，蔬菜光合作用产生氧气可以供给食用菌有氧呼吸，食用菌呼吸作用产生的二氧化碳供给蔬菜光合作用，Y可代表O2，X可代表CO2，A正确；
B、在该生态系统中，蔬菜属于生产者，食用菌属于分解者，B正确；
C、菌渣作为有机肥的优点有两个：一是菌渣在被微生物分解的过程中释放的二氧化碳供给蔬菜进行光合作用，另一方面菌渣分解后产生的无机盐又可以作为蔬菜的肥料，但其不能为蔬菜提供能量，C错误；
D、该生态农业充分利用了菌渣等废弃物，遵循了物质循环再生等生态工程原理，D正确。
故选C。
11. 甜瓣子是豆瓣酱的重要成分，风味受蚕豆蛋白分解产生的氨基酸影响，也受发酵过程中不同微生物的多种代谢产物影响。其生产工艺如下图所示。某研究团队对加盐水后的发酵阶段的传统工艺（盐度15%，温度37℃，发酵30天）进行了改良，改良后甜瓣子风味得以提升。

两种工艺的结果比较如下图。

下列关于本研究的描述，错误的是（ ）
A. 蚕豆瓣可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源
B. 温度与盐度都影响微生物的生长繁殖
C. 定期取样，使用平板划线法统计活细菌总数
D. 新工艺中甜瓣子风味提升，与前、中期活微生物总数高和氨基酸终产量高均有关
【答案】C
【解析】
【分析】实验结果显示，新工艺发酵前、中期霉菌和细菌的活菌数均高于传统工艺，因而微生物获得旺盛，进而导致发酵结果表现为氨基酸态氮含量高，因而新工艺比传统工艺风味提升。
【详解】A、蚕豆瓣中含有丰富的营养，如糖类、蛋白质和脂质等，因而可提供微生物生长繁殖所需的碳源和氮源，A正确；
B、温度通过影响酶的活性影响细胞代谢，而盐度过高可导致微生物失水，进而影响微生物的细胞代谢，即温度与盐度都影响微生物的生长繁殖，进而影响发酵产物的种类和含量，B正确；
C、平板划线法不能用于统计活细菌总数，可用稀释涂布平板法统计活细菌的数目，C错误；
D、根据统计结果可知新工艺发酵过程中霉菌和细菌在前期和中期的含量均高于传统工艺，因而导致发酵产品中氨基酸态氮含量高于传统工艺，因此甜瓣子风味提升，D正确。
故选C。
12. 下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是（　　）

A. 后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
B. 过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体
C. 过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
D. 过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
【答案】B
【解析】
【分析】分析图解：图示过程为体细胞克隆过程，取乙牛体细胞，对处于减数第二次分裂中期的卵母细胞去核，然后进行细胞核移植；融合后的细胞激活后培养到早期胚胎，再进行胚胎移植，最终得到克隆牛。
【详解】A、后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自于乙牛，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；
B、动物细胞培养中需要提供95%空气（保证细胞的有氧呼吸）和5%CO2（维持培养液的pH）的混合气体，B正确；
C、过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；
D、过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑椹胚后移植，D错误。
故选B。
【点睛】
二、单选题
13. 新冠病毒主要攻击人体的肺部细胞，它是一种正链RNA病毒。新冠病毒的正链RNA侵入宿主细胞后，首先作为模板合成病毒的蛋白质，然后在依赖于RNA的RNA聚合酶的作用下，合成负链RNA，进而以负链RNA为模板合成正链RNA，最终组装成子代病毒颗粒。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 新冠病毒的正链RNA具有mRNA的功能
B. 新型冠状病毒容易发生变异与其复制方式密切相关
C. 通过抑制依赖于RNA的RNA聚合酶的活性可阻止新冠病毒在人体内的增殖
D. 新冠病毒在宿主细胞中能够合成自身的蛋白质依赖于密码子的通用性
【答案】B
【解析】
【分析】病毒是一类没有细胞结构的特殊生物，只有蛋白质外壳和内部的遗传物质构成，不能独立的生活和繁殖，只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖，一旦离开了活细胞，病毒就无法进行生命活动。
【详解】A、新冠病毒的正链RNA具有mRNA的功能，能作为合成蛋白质的模板，A正确；
B、新型冠状病毒的遗传物质为RNA，由于其为单链，因此易发生变异，B错误；
C、根据题意可知，新冠病毒的正链RNA侵入宿主细胞后，首先作为模板合成病毒的蛋白质，然后在依赖于RNA的RNA聚合酶的作用下，合成负链RNA，进而以负链RNA为模板合成正链RNA，最终组装成子代病毒颗粒，因此通过抑制依赖于RNA的RNA聚合酶的活性可阻止新冠病毒在人体内的增殖，C正确；
D、密码子的通用性使得病毒RNA在宿主细胞中能合成自身的蛋白质，D正确。
故选B。
14. 长期过量饮酒能通过增加染色体的组蛋白乙酰化修饰，间接对性状造成一定的影响。研究发现组蛋白乙酰化和去乙酰化是一个动态的可塑过程，分别受组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶的双重调控，组蛋白的乙酰化促进转录，而去乙酰化则抑制转录。下列叙述正确的是（ ）
A. 长期过量饮酒能提高组蛋白去乙酰化酶的活性
B. 组蛋白的乙酰化能够降低基因的表达水平
C. 组蛋白的乙酰化可能通过改变DNA与组蛋白的相互作用而促进转录
D. 设法抑制乙酰化酶基因的表达，可以降低饮酒造成的危害
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质乙酰化：在乙酰基转移酶的作用下，在蛋白质赖氨酸残基上添加乙酰基的过程，是细胞控制基因表达，蛋白质活性或生理过程的一种机制。
【详解】A、长期过量饮酒能通过增加染色体的组蛋白乙酰化修饰，组蛋白乙酰化受组蛋白乙酰转移酶的调节，因此长期过量饮酒能提高组蛋白乙酰转移酶的活性，A错误；
B、组蛋白的乙酰化能促进转录，因此能提高基因的表达水平，B错误；
C、组蛋白的乙酰化能促进转录，可能是通过改变DNA与组蛋白的相互作用而促进转录，C正确；
D、设法抑制乙酰化酶基因的表达，会使得组蛋白的乙酰化减弱，而去乙酰化增强，不一定能降低饮酒造成的危害，D错误。
故选C。
15. 玉米螟是玉米田中的常见害虫，引入步行虫能有效地治理玉米螟。科研人员研究了玉米田生态系统的能量流动关系，结果如下表[单位为kJ/（cm2·a）]。下列叙述正确的是（ ）
玉米同化的能量
玉米螟摄入能量
玉米螟粪便中的能量
玉米螟呼吸作用散失的能量
玉米螟流入步行虫的能量
179.5
89.6
43.2
35.7
4.58

A. 玉米、玉米螟和步行虫之间能进行能量流动和物质循环
B. 玉米螟粪便中的能量属于玉米螟同化量中部分流入分解者的能量
C. 玉米螟用于生长、发育和繁殖的能量值为10.7 kJ/（cm2·a）
D. “玉米→玉米螟→步行虫”食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同
【答案】C
【解析】
【分析】某一营养级（最高营养级除外）能量的去向：自身呼吸消耗、流向下一个营养级、被分解者分解利用、未被利用。
【详解】A、玉米、玉米螟和步行虫可形成食物链，生态系统中的能量沿着食物链流动，但物质循环指物质在生物群落与无机环境之间反复利用、循环往返，A错误；
B、玉米螟粪便中的能量属于其上一营养级玉米同化的能量，不属于玉米螟流入分解者的能量，B错误；
C、玉米螟用于生长、发育和繁殖的能量为同化量-粪便量-呼吸作用散失的能量=89.6-43.2-35.7=10.7kJ/（cm2•a），C正确；
D、在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同，如玉米是通过光合作用利用光能将无机物转变为储存能量的有机物，而消费者是通过捕食获得储存能量的有机物进而同化作用得到能量，D错误。
故选C。
16. CD47是一种跨膜糖蛋白，它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合，从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6-5倍，导致吞噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。科学家推测，抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，为此他们按照如下流程进行了实验。下列说法不正确的是（ ）

A. 多次进行步骤①的目的是获取更多能产生抗CD47的抗体的B细胞
B. 对照组应设置为：巨噬细胞+正常细胞共培养体系+单克隆抗体
C. 利用该单克隆抗体可以诊断包括肺癌、结肠癌在内的多种癌症
D. 实验组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于对照组可验证上述推测
【答案】B
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备的流程：
（1）制备产生特异性抗体的B淋巴细胞：向免疫小鼠体内注射特定的抗原，然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。
（2）获得杂交瘤细胞：①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合；②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。
（3）克隆化培养和抗体检测。
（4）将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
（5）提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【详解】A、步骤①是向免疫小鼠体内注射特定的抗原，多次进行步骤①可获得更多符合要求的浆细胞（产生抗CD47的抗体的B细胞），A正确；
B、根据单一变量原则可知，对照组的设置应为不加单克隆抗体的巨噬细胞+肿瘤细胞的共培养体系，B错误；
C、结合题意可知，单克隆抗体特异性强、灵敏度高，利用该单克隆抗体可以诊断包括肺癌、结肠癌在内的多种癌症，C正确；
D、实验组中加入了单克隆抗体，抗体与肿瘤细胞表面的CD47发生特异性结合，从而解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，而对照组中没有加入单克隆抗体，不能与肿瘤细胞表面的CD47结合，因而无法解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，因此，实验组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于对照组可验证上述推测，D正确。
故选B。
三、简答题
17. 为应对干旱、高盐、低温等不利环境因素，植物在长期进化过程中形成了一系列胁迫响应机制。基因在响应上述非生物胁迫时具有重要作用。为了探究基因（水稻的基因之一）是否与水稻的干旱耐受性相关，研究人员通过转基因技术得到了三个基因过表达株系(T4、T8、T11)，并对转基因植株进行了抗逆性实验，部分结果如图1、2所示。图3为水稻气孔开闭机制示意图，当组成气孔的细胞——保卫细胞吸水时，气孔打开，反之气孔关闭。据此分析回答下列问题：

（1）上述实验中，通过构建过表达株系来探究基因响应干旱胁迫的机制，体现了自变量控制的_______（“加法”或“减法”）原理。
（2）干旱胁迫下，测得野生型水稻植株的气孔开放度下降，导致CO2吸收速率_____， _____速率下降，最终光合速率下降。研究发现，干旱严重时，细胞内水分亏损还会导致叶绿体超微结构破坏，使得类囊体薄膜上的_______减少，从而直接影响光反应。
（3）己知可溶性糖可作为细胞的渗透调节物质，结合实验结果推测，过表达株系水稻抗旱性比野生型的_______，原因可能是________，从而确保光合作用的正常进行。
（4）植物在响应干旱胁迫的过程中，_____（填主要相关植物激素）的含量会增加以促进气孔关闭。综合上述实验可说明，植物生长发育的调控，是由激素调节、_____调控和_______调节共同完成的。
【答案】（1）加法 （2） ①. 下降 ②. 暗反应 ③. 光合色素（和酶）
（3） ①. 强 ②. 干旱胁迫下，保卫细胞内积累了较多可溶性糖，细胞的渗透压/浓度提高/细胞吸水，维持气孔的开放，保证对 CO2的吸收
（4） ①. 脱落酸 ②. 基因表达 ③. 环境（因素）
【解析】
【分析】分析题意可知，本实验目的是探究OsCIPK12基因（水稻的CIPK基因之一）是否与水稻的干旱耐受性相关，则实验的自变量是OsCIPK12基因的有无，因变量是水稻的存活率，据此分析作答。
【小问1详解】
上述实验中，通过构建过表达OsCIPK12株系来探究OsCIPK12基因响应干旱胁迫的机制，是添加了OsCIPK12基因，该过程属于加法原则。
【小问2详解】
二氧化碳进出细胞的方式是自由扩散，在暗反应过程中参与二氧化碳的固定过程，故干旱胁迫下，野生型水稻植株的气孔导度下降，会导致CO2吸收速率下降，影响暗反应速率，最终光合速率下降；
光反应过程需要色素和酶的参与，色素和酶分布在叶绿体的类囊体薄膜上。因此干旱严重时，细胞内水分亏损还会导致叶绿体超微结构破坏，使得类囊体薄膜上的光合色素（和酶）减少，从而直接影响光反应。
【小问3详解】
已知可溶性糖可作为细胞的渗透调节物质，干旱胁迫下，保卫细胞内积累了较多可溶性糖，细胞的渗透压/浓度提高， 维持气孔的开放，保证对CO2的吸收，故过表达OsCIPK12株系水稻抗旱性强。
【小问4详解】
植物在响应干旱胁迫过程中，脱落酸的含量会增加，故脱落酸也被称为逆境激素；植物生长发育的调控，是由激素调节、基因表达和环境因素共同完成的。
18. 水稻为二倍体雌雄同株植物，花为两性花，现有四个纯合的水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z，这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变（显性基因突变为隐性基因）导致，回答下列问题：
（1）基因突变的实质是_________，若四种突变体分别是不同基因突变的结果，则体现了基因突变具有_______的特点。
（2）为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系，育种人员进行了杂交实验，杂交组合及叶片色如表。
实验分组
母本
父本
F1叶色
第1组
W
X
浅绿
第2组
W
Y
绿
第3组
W
Z
绿
第4组
X
Y
绿
第5组
X
Z
绿
第6组
Y
Z
绿
实验结果表明，W的浅绿叶基因与突变体_______的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上，育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交，观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换，预测如下两种情况将出现的结果：
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，结果为____________________。
②若突变体X、Y浅绿叶基因在同一对染色体上，Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上，结果为___________。
（3）研究表明，W、X、Y、Z的相关基因编码的蛋白质，与催化叶绿素合成或转变有关，它们发生突变导致叶色的改变体现了基因与性状之间的关系有①_________；②__________。
【答案】（1） ①. DNA（基因）中碱基对发生了增添、缺失或替换 ②. 随机性
（2） ①. Y和Z ②. 三组均为绿叶：浅绿叶＝1：1 ③. 第4组绿叶：浅绿叶＝1：1，第5组和第6组绿叶：浅绿叶＝9：7
（3） ①. 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状 ②. 一对性状可受多对基因控制
【解析】
【分析】1、基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起基因结构的改变。
2、基因突变的特点：①普遍性：生物界中普遍存在；②随机性：生物个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生；③低频性：突变频率很低；④多害少利性：一般是有害的少数是有利的；⑤不定向性的，可以产生一个以上的等位基因。
3、基因自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
4、分析表格： W、X、Y、Z均为单基因隐性突变形成的浅绿叶突变体，第1组W、X杂交，F1仍为浅绿叶，说明W和X为相同隐性基因控制；第2组W、Y杂交，第3组W、Z杂交，F1均表现绿叶，说明W的浅绿叶基因与Y、Z不是同一基因，即属于非等位基因。设W (X) 的浅绿叶基因为a，Y的浅绿叶基因为b，Z的浅绿叶基因为c，当任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶。
【小问1详解】
根据基因突变的概念可知基因突变的根本原因是DNA（基因）中碱基对发生了增添、缺失或替换。基因突变的随机性是指生物个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生。由题干可知，四种突变体均为单基因隐性突变，且四种突变体分别是不同基因突变的结果，这体现了基因突变具有随机性的特点。
【小问2详解】
①第2组W、Y杂交，第3组W、Z杂交，F1均表现绿叶，说明W的浅绿叶基因与Y、Z不是同一基因，即属于非等位基因。
设W (X) 的浅绿叶基因为a，Y的浅绿叶基因为b，Z的浅绿叶基因为c，当任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶。若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，根据假设可知第4组为X (aaBBCC)×Y (AAbbCC) ，F1基因型为AaBbCC， F1产生的配子为aBC、AbC， 自交后代F2为1aaBBCC (浅绿叶)、1AAbbCC (浅绿叶)、2AaBbCC (绿叶)，即绿叶∶浅绿叶=1∶ 1；同理第5组和第6组的结果也是绿叶∶浅绿叶=1∶ 1。因此若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，结果为三组均为绿叶∶浅绿叶=1∶1。
②若突变体Y、Z的浅绿叶基因在同一对染色体上，X的浅绿叶基因在另外一对染色体上，则第4组为X (aaBBCC) ×Y (AAbbCC) ，F1基因型为AaBbCC，产生的配子类型为四种，即ABC、AbC、aBC、abC，自交后代F2为A_B_CC (绿叶)∶3aaB_CC（浅绿色）∶3A_bbCC（浅绿色）∶1aabbCC（浅绿色），即绿叶∶浅绿叶=9∶7；第5组为X (aaBBCC)×Z (AABBcc) ，F1基因型为AaBBCc， F1产生配子时，A、a和C、c可以进行自由组合，产生4种配子，与第4组相同，故自交后代F2符合9∶3∶ 3∶ 1，由于任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶，则F2的表现型为绿叶∶浅绿叶=9∶ 7；第6组为Y (AAbbCC)×Z (AABBcc) ，F1基因型为AABbCc， F1产生配子时，B、b和C、c不可以进行自由组合，产生的配子为ABc和AbC，自交后代为1AABBcc（浅绿色）∶1AABbCc（绿色）∶1AABbCc（绿色）∶1AAbbcc（浅绿色），即绿叶∶浅绿叶=1∶1。因此若突变体Y、Z的浅绿叶基因在同一对染色体上，X的浅绿叶基因在另外一对染色体上，结果为第4组和第5组绿叶∶浅绿叶=9∶7，第6组绿叶∶浅绿叶=1∶1。
【小问3详解】
基因对性状的控制有两种方式：①基因通过控制酶的合成来控制细胞代谢，进而间接控制生物的性状；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状。催化叶绿素合成或转变需要酶，因此根据题干“W、X、Y、Z的相关基因编码的蛋白质，与催化叶绿素合成或转变有关”可知，它们发生突变导致叶色的改变体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物的性状，同时也体现了一对性状可受多对基因控制。
19. 糖尿病是一种慢性代谢性疾病，其发病率呈逐年上升趋势。人体内有多种激素参与调节血糖浓度，胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。请回答下列相关问题：

（1）据图1分析，血糖浓度升高时，胰岛B细胞同时受到______和_____两种信号分子的调节，增加胰岛素的分泌。体内胰岛素水平上升，一方面促进细胞对葡萄糖的摄取和利用，另一方面又能抑制___________，使血糖浓度降低。
（2）II型糖尿病患者胰岛素功效_____（升高／降低），导致血糖水平居高不下，持续的高血糖又进一步刺激胰岛素分泌，这种现象称为胰岛素抵抗。患者出现胰岛素抵抗症状原因可能是________________导致胰岛素不能发挥作用。
（3）科研人员发现了一种新型血糖调节因子(FGF1)，并利用胰岛素抵抗模型鼠展开了相关研究，以期为治疗II型糖尿病提供新思路。实验结果如图2、3所示。

图2的实验结果说明____________________。综合上述信息，请推测FGF1改善胰岛素抵抗的可能机制________________________________________________。
【答案】（1） ①. 葡萄糖 ②. 神经递质 ③. 肝糖原分解及非糖物质转变为葡萄糖
（2） ①. 降低 ②. 胰岛素受体受损（或体内存在胰岛素抗体或胰岛素的结构异常）
（3） ①. FGF1发挥降血糖作用时必须依赖胰岛素 ②. FGF1可通过促进胰岛素与受体结合（或促进信号传导，促进胰岛素受体合成，增加膜上胰岛素受体数量等），从而提高胰岛素的功效，改善胰岛素抵抗
【解析】
【分析】体内血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
小问1详解】
据图1可知，血糖浓度升高时，葡萄糖和神经末梢释放的神经递质能作用于胰岛B细胞，促进胰岛素的分泌。胰岛素能促进细胞对葡萄糖的摄取和利用，抑制肝糖原分解及非糖物质转变为葡萄糖，使血糖浓度降低。
【小问2详解】
Ⅱ型糖尿病的典型特征是出现胰岛素抵抗，即胰岛素功效降低，可能是由于胰岛素受体受损（或体内存在胰岛素抗体或胰岛素的结构异常）等导致胰岛素无法起到相应的调节作用，因而血糖水平居高不下，而持续的高血糖又进一步刺激胰岛素分泌，形成恶性循环。
【小问3详解】
图2结果显示FGF1的使用能使血糖水平降低，而FGF1和胰岛素抑制剂的联合使用，却未能使血糖水平下降。说明使用FGF1可使胰岛素抵抗模型鼠的血糖浓度降低，FGF1发挥降血糖作用时必须依赖胰岛素。图3结果显示随着FGF1浓度的增加，胰岛素抵抗模型鼠的胰岛素浓度下降并接近正常值。综合上述信息，可知FGF1可通过促进胰岛素与受体结合（或促进信号传导，促进胰岛素受体合成，增加膜上胰岛素受体数量等），从而提高胰岛素的功效，改善胰岛素抵抗。
20. 2021年10月8日，国务院新闻办发布《中国的生物多样性保护》白皮书。白皮书显示，随着人工繁育大熊猫数量快速优质增长，大熊猫受威胁程度等级从“濒危”降为“易危”，实现野外放归并成功融入野生种群。40年间，大熊猫野外种群数量从1114只增加到了1864只，这也是我国生物多样性保护工作的显著成果和成功案例。
（1）生物多样性包括：_____________；人工繁育大熊猫属于______（就地／易地）保护。
（2）第四次野外大熊猫的数量调查中，科学家通过采集大熊猫的粪便进行DNA检测进行数量统计，该调查方法是依据_______设计的。结果表明我国野生大熊猫种群数量总体保持增长态势，但专家认为单从数量的多寡不足以判断分布在不同区域的大熊猫种群的生存现状，还应考虑_______等影响种群出生率的种群数量特征。大熊猫的粪便中竹纤维的比例大约占到80%，从能量流动的角度看，粪便中的能量属于______营养级。
（3）2008年汶川大地震对汶川卧龙自然保护区造成严重破坏，为尽快恢复社区经济，提高农民收入，全国各地纷纷支援当地建设，当地乡镇也出台了鼓励农民发展养殖业的优惠政策，于是不少农户购买马、牦牛、绵羊、黄牛等家畜散放在牧场及周边地区。放牧行为是否会对野生大熊猫造成影响，科学家对此展开研究：

①如图1所示，放牧家畜与野生大熊猫间的种间关系为_____________。
②如图2所示，虽然放牧家畜与野生大熊猫的竹子取食部位上存在明显差异性，但是放牧仍然严重影响了野生大熊猫的食物来源。请分析原因：____________________
③综合图1、图2可以看出，放牧家畜对当地野生大熊猫数量造成严重影响。为更好的保护大熊猫，针对当地居民放牧家畜行为，请你提出1点针对性的建议：___________
【答案】（1） ①. 遗传多样性（基因多样性）、物种多样性、生态系统多样性 ②. 易地
（2） ①. DNA特异性 ②. 年龄结构与性别比例 ③. 第一
（3） ①. 竞争 ②. 放牧家畜主要采食冷箭竹的枝叶，影响了其光合作用效率，导致生长发育迟缓，进而严重降低了竹冷箭竹数量，导致大熊猫的主要食物来源减少 ③. 严控自然保护地的放牧活动（放牧种类、畜群数量和放牧区域等）
【解析】
【分析】出生率和死亡率可决定种群密度，年龄结构可影响出生率和死亡率，而性别比例可影响出生率。
【小问1详解】
生物多样性包括遗传多样性（基因多样性）、物种多样性、生态系统多样性。人工繁育大熊猫是在繁育中心进行的，属于易地保护。
【小问2详解】
由于DNA分子具有特异性，因此可采集大熊猫的粪便进行DNA检测进行数量统计。年龄结构与性别比例可通过影响出生率来影响种群数量。大熊猫粪便中的能量属于上一营养级的同化量，即属于竹子的同化量，竹子属于第一营养级。
【小问3详解】
①放牧家畜与野生大熊猫都取食冷箭竹，且都取食竹子的枝叶部分，因此二者为竞争关系。
②由于放牧家畜主要采食冷箭竹的枝叶，影响了其光合作用效率，导致生长发育迟缓，进而严重降低了竹冷箭竹数量，导致大熊猫的主要食物来源减少，因此虽然放牧家畜与野生大熊猫的竹子取食部位上存在明显差异性，但是放牧仍然严重影响了野生大熊猫的食物来源。
③由于放牧家畜与野生大熊猫都取食冷箭竹，且都取食竹子的枝叶部分，以此放牧家畜会导致大熊猫的食物来源减少，因此应严控自然保护地的放牧活动，以保护大熊猫。
21. Cre - loxP系统能够实现特定基因的敲除，其技术过程如图1所示。科学家把几种荧光蛋白基因和Cre酶能识别并切割的序列（loxP1和loxP2）串在一起，构建如图2所示的表达载体T，在Cre酶的作用下，一部分荧光蛋白基因会被随机地“剪掉”，而剩下的部分得以表达，这样就可以随机呈现不同的颜色。这种利用荧光蛋白“点亮”神经元的大脑成像技术被称为“脑彩虹”，能帮助科学家了解大脑。

（1）loxP序列具有方向性，结构如图1所示，其中决定方向的序列是_______（填序号）。
（2）构建表达载体T需要用到______酶，用______法将表达载体T导入小鼠的______细胞中，经筛选后获得细胞中含一个表达载体T的转基因小鼠a（不含Cre酶）。小鼠a的脑组织细胞和其他组织细胞的色彩分别是______和_______。
（3）己知两个loxrP1之间或两个loxP2之间的基因，最多会被Cre酶敲除一次。研究者将Cre酶基因与病毒基因重组构建Cre病毒，然后将Cre病毒注入细胞中含一个表达载体T的转基因小鼠A体内，出现“脑彩虹”现象，小鼠A的一个脑细胞的色彩为_____________。
（4）利用上述技术可以培育能够在一个细胞内随机出现两种颜色的“脑彩虹”小鼠，请依据题目信息，简要写出设计思路__________________________。
【答案】（1）② （2） ①. 限制酶和DNA连接 ②. 显微注射 ③. 受精卵 ④. 红色 ⑤. 无色
（3）红色或黄色或蓝色
（4）设法使小鼠脑组织细胞内有2个相同表达载体T，Cre酶对每个DNA片段随机剪切，因而细胞的颜色由细胞内两种荧光蛋白的颜色随机出现决定
【解析】
【分析】基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。
基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。
【小问1详解】
根据图中loxP1的碱基序列可以看出，其中①③序列的碱基序列是相同的，即根据这两个片段无法看出loxP1的方向性，因此，loxP1序列的方向性由序列②决定。
【小问2详解】
基因表达载体构建过程中需要限制酶和DNA连接酶两种工具酶处理。将目基因导入动物细胞，常用显微注射法，且为了培育转基因动物，通常用小鼠的受精卵细胞作为受体细胞。图2中信息提示为表达载体T中仅表达与启动子相邻的荧光蛋白基因，且表达载体T中不含Cre酶，因此含图二的表达载体T的小鼠a 的脑组织细胞色彩为红色，而其他组织细胞因为该基因不表达，而表现为无色。
【小问3详解】
小鼠A有编码红、黄、蓝荧光蛋白的基因，loxP1、loxP2位置如图二黑白三角符号所示，两个loxP1和两个loxP2之间的基因最多会被Cre酶敲除一次，将含Cre酶的病毒注入小鼠体内，Cre酶表达情况不同，识别的loxP不同，则有可能未敲除荧光蛋白基因，此时为红色；也有可能敲除两个loxP1之间的红色荧光蛋白基因，此时为黄色；有可能敲除两个loxP2之间的红色 和黄色荧光蛋白基因，此时为蓝色。因而不同脑细胞会差异表达红色、黄色或蓝色荧光蛋白基因，即小鼠A的一个脑细胞的色彩为红色或黄色或蓝色。
【小问4详解】
当小鼠脑细胞内有一个表达载体T时，注入含Cre酶的病毒后，会使小鼠的一个脑细胞中出现红色或黄色或蓝色，为了达到在一个细胞内随机出现两种或两种以上颜色叠加的目的，可设计思路为设法使小鼠脑组织细胞内有多个相同的图2所示DNA片段，Cre酶对每个DNA片段随机剪切，因而细胞的颜色由细胞内多个荧光蛋白的颜色叠加而成。