2024年高考第三次模拟考试题：生物（北京卷）（解析版）

这是一份2024年高考第三次模拟考试题：生物（北京卷）（解析版），共21页。试卷主要包含了为探究油菜素内酯等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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
选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．流感病毒和肺炎支原体都是引发急性呼吸道传染病的常见病原体。以下关于两种病原体的说法正确的是（ ）
A．二者都含有蛋白质和核酸
B．二者都是独立的生命系统
C．流感病毒在呼吸道细胞内通过分裂增殖
D．治疗支原体的抗生素也能治疗流感病毒
【答案】A
【分析】1、病毒结构简单，没有细胞结构，一般由核酸（DNA或RNA）和蛋白质组成，不能独立生活，只能寄生在活细胞中。病毒的增殖方式，以T2噬菌体为例，包括吸附、注入、合成、组装、释放等过程。
2、常见的原核生物：衣原体、支原体、放线菌、细菌、蓝细菌等
【详解】A、肺炎支原体属于原核生物，细胞中含有核酸和蛋白质，病毒一般由核酸（DNA或RNA）和蛋白质组成，A正确；
B、病毒没有细胞结构，不能独立生活，只能更寄生在活细胞中，B错误。
C、病毒不能通过分裂增殖，C错误；
D、抗生素只能用于治疗细菌感染，不能治疗病毒引发的感染，D错误。
故选A。
2．下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图。下列叙述不正确的是
A．朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl、白眼基因w均不属于等位基因
B．在有丝分裂中期，X染色体和常染色体的着丝点都排列在赤道板上
C．在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w是不会出现在细胞同一极的
D．在减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极
【答案】C
【分析】由图可知，朱红眼基因与暗栗色眼基因连锁于常染色体上，二者关系为非等位基因，辰砂眼基因与白眼基因连锁于X染色体上，二者关系也为非等位基因，在减数分裂和有丝分裂过程中，上述四种基因均可能被拉向细胞同一极。
【详解】由图示可知朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于常染色体上，而辰砂眼基因v、白眼基因w位于X染色体上，依据等位基因的定义（位于同源染色体上的同一位置，控制相对性状的两个基因），它们均属于非等位基因，故A正确；有丝分裂中期特点是：染色体着丝点整齐地排列在赤道板上，染色体形态结构稳定，数目清晰，故B项描述正确；有丝分裂后期，常染色体和X染色体的着丝点均会一分为二，每条染色体变成两条相同的子染色体，在纺锤丝（星射线）的牵拉下，基因cn、cl、v、w会出现在细胞同一极的，故C错误；
含基因cn、cl、v、w的两条同源染色体，在减数第一次分裂后，可能会进入同一个次级性细胞，因此，减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极，故D正确；综上所述，选C项。
【点睛】解答本题的关键是依据图示弄清四个基因的相互关系均为非等位基因，然后再根据减数分裂和有丝分裂过程特点来分析相关选项，因此，考生平时对“等位基因”、“同源染色体”等概念的理解，以及细胞分裂过程中染色体形态、数目变化规律的识记是非常有必要的。
3．无氧运动产生的乳酸会导致肌肉酸胀乏力，乳酸在肌肉和肝脏中的部分代谢过程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．无氧运动时丙酮酸分解为乳酸可以为肌细胞迅速供能
B．肌细胞无氧呼吸产生的乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖
C．肌细胞中肌糖原不能分解产生葡萄糖可能是缺乏相关的酶
D．乳酸在肝脏中的代谢过程可防止乳酸堆积引起酸中毒
【答案】A
【分析】据图可知，骨骼肌细胞中，葡萄糖分解形成乳酸，乳酸可以在肝脏中经过糖异生，重新生成葡萄糖。
【详解】A、无氧运动时丙酮酸分解为乳酸过程不产生ATP，A错误；
B、由图可知，肌细胞无氧呼吸产生的乳酸能在肝脏中先转化为丙酮酸，再转化为葡萄糖，B正确；
C、糖原分解需要酶催化，肌细胞中肌糖原不能分解产生葡萄糖可能是缺乏相关的酶，C正确；
D、乳酸在肝脏中的代谢过程消耗掉乳酸，可防止乳酸堆积引起酸中毒，D正确。
故选A。
4．水资源短缺已成为制约我国经济社会发展的重要因素。区域再生水循环利用是指达标排放的废水经人工湿地进一步净化后，再次用于生产、生态、生活的污水资源化利用模式。下列相关说法错误的是（ ）
A．遵循了生态工程建设的整体原理
B．利于人与资源、环境可持续发展
C．净化废水依赖微生物的分解作用
D．废水中的能量用于湿地植物生长
【答案】D
【分析】遵循整体原理，首先要遵从从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。不仅要考虑自然生态系统的规律，也需要考虑经济和社会等的影响力，考虑社会习惯、法律制度等。
【详解】A、整体原理是指进行生态工程建设时，不仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力，该工程遵循了生态工程建设的整体原理，A正确；
B、区域再生水循环利用是指达标排放的废水经人工湿地进一步净化后，再次用于生产、生态、生活的污水资源化利用模式，利于人与资源、环境可持续发展，B正确；
C、废水中的有机物质会被微生物分解为无机盐和二氧化碳等，因此，净化废水依赖微生物的分解作用，C正确；
D、能量流动的特点是单向流动、逐级递减，废水中的能量不能用于湿地植物生长，D错误。
故选D。
5．Vander Wude综合征是一种常见的唇腭裂综合征，一对表型健康的夫妇生育了一位该病患儿。为帮助该夫妇生育健康的孩子，医生通过试管婴儿技术得到4枚发育正常的胚胎，并检测相应细胞的基因，结果如下表。
下列叙述不正确的（ ）
A．需对妻子注射促性腺激素以促进排卵
B．可将受精卵细胞直接移植入母体子宫
C．人工授精前需对精子进行获能处理
D．移植2号胚胎得到健康孩子的可能性最高
【答案】B
【分析】体外受精包括卵母细胞的采集和成熟、精子的获能和受精。卵母细胞的采集需要对妻子注射促性腺激素促进排卵，还需要在体外培养到一定时期；采集到的精子不能直接进行受精，需要在获能液中进行获能处理。
【详解】A、需对妻子注射促性腺激素促进排卵，获得卵母细胞，A正确；
B、体外受精之后的受精卵需要在体外培养到一定阶段才能移入到母体子宫，B错误；
C、采集到的精子不能直接受精，需要在体外进行获能处理，C正确；
D、2号胚胎的第二极体为野生型，所以得到健康孩子的可能性最高，D正确。
故选B。
6．研究者对绿色荧光蛋白进行改造，将其第203位苏氨酸替换为酪氨酸，使改造后的蛋白质在特定光激发后发射橙色光，称为橙色荧光蛋白。关于橙色荧光蛋白的构建，以下说法正确的是（ ）
A．用蛋白酶直接处理绿色荧光蛋白获得目标产物
B．设计定点突变PCR获得橙色荧光蛋白基因
C．PCR扩增获得的产物激发后可以发橙色荧光
D．绿色荧光蛋白基因发生的突变类型为碱基缺失
【答案】B
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。蛋白酶催化蛋白质中肽键的水解，使蛋白质分解成小分子氨基酸。PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。蛋白质工程不是对蛋白质分子的直接改造，而是通过改造基因或合成新基因来改变生物的遗传和表达性状，合成新的蛋白质，这种技术最终只能通过操作基因来完成。
【详解】A、用蛋白酶直接处理绿色荧光蛋白得到的是各种氨基酸，而不是第203位苏氨酸替换为酪氨酸的橙色荧光蛋白，A错误；
B、要使绿色荧光蛋白第203位苏氨酸替换为酪氨酸，可以通过对其基因进行定点突变PCR实现，这样基因中控制苏氨酸的碱基序列替换为合成酪氨酸的碱基序列，B正确；
C、PCR扩增获得的产物是目的基因片段，不能发橙色荧光，只有该基因片段控制合成的蛋白质才会在激发后发橙色荧光，C错误；
D、绿色荧光蛋白基因发生的突变类型为碱基替换，D错误。
故选B。
7．为探究油菜素内酯（BRs）对低温胁迫下油菜幼苗抗氧化能力的影响，科研人员对油菜幼苗进行了相应处理， 一段时间后测得的结果如下图[注：CAT为过氧化氢酶，可催化H2O2（过氧化氢）分解反应]。下列相关叙述不合理的是（ ）

A．低温胁迫导致油菜幼苗过氧化氢含量升高
B．BRs可提高低温胁迫下油菜幼苗的CAT活性
C．随着温度的下降，CAT活性逐渐升高
D．BRs可缓解低温胁迫对油菜幼苗的损害
【答案】C
【分析】本实验为探究油菜素内酯（BRs）对低温胁迫下油菜幼苗抗氧化能力的影响，自变量为是否进行低温胁迫和是否加油菜素内酯（BRs），因变量为CAT活性和H2O2的量。
【详解】A、由对照组和4℃处理组比较可知，低温胁迫导致油菜幼苗过氧化氢含量升高，A正确；
B、由4℃处理组和BRs+4℃组比较可知，BRs可提高低温胁迫下油菜幼苗的CAT活性，B正确；
C、本实验只进行了4℃处理，无法推知随着温度的下降，CAT活性逐渐升高，C错误；
D、由4℃处理组和BRs+4℃组比较可知，BRs可缓解低温胁迫对油菜幼苗的损害，D正确。
故选C。
8．斑马鱼如果看到同类遇险，自己也会感到恐惧。这种“共情”由神经元分泌的催产素所调控，缺乏产生催产素相关基因的鱼无法察觉同类的情绪。催产素对小鼠有同样的作用，也会影响人类的社会性反应。关于上述信息说法不正确的是（ ）
A．被敲除催产素合成基因的斑马鱼会成为“不合群”的鱼
B．无法察觉情绪的鱼注射催产素后能恢复“共情能力”
C．催产素引起女性的子宫收缩过程不存在反馈调节
D．这种机制可能演化于鱼和哺乳动物的共同祖先
【答案】C
【分析】激素调节是指由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行的调节。不同激素的化学本质组成不同，但它们的作用方式却有一些共同的特点：
（1）微量和高效；
（2）通过体液运输；
（3）作用于靶器官和靶细胞．激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了，激素只能对生命活动进行调节，不参与生命活动。
（4）作为信使传递信息。
【详解】A、被敲除催产素合成基因的斑马鱼，无法察觉同类的情绪，会成为“不合群”的鱼，A正确；
B、“共情”由神经元分泌的催产素所调控，无法察觉情绪的鱼注射催产素后，能恢复“共情能力”，B正确；
C、催产素可使子宫收缩，而子宫收缩和胎儿对产道的刺激又进一步加强催产素分泌，这是一种正反馈调节，意义是加快分娩的进程，C错误；
D、催产素对小鼠有同样的作用，也会影响人类的社会性反应，因此这种机制可能演化于鱼和哺乳动物的共同祖先，D正确。
故选C。
9．豹子每次觅食羚羊都要花上好多心思，讲究策略，本来隐藏得很好准备突击时，一阵风过来可能所有羚羊就跑了，因为豹子身上有很重的气味，而羚羊嗅觉又很灵敏。豹子为了去掉自身的气味，它会找到羚羊的尿或其它动物的屎尿在地上滚动，身上沾上尿屎后再去攻击羚羊。下列叙述错误的是（ ）
A．豹子很重的气味和羚羊灵敏的嗅觉是长期自然选择的结果
B．豹子在自己领地活动范围大，通过扩大生态足迹宣示主权
C．豹子的种群数量受非生物因素和生物因素的影响
D．豹子身上的气味在调节种间关系方面起着重要作用
【答案】B
【分析】生态足迹也称“生态占用“。是指特定数量人群按照某一种生活方式所消费的，自然生态系统提供的，各种商品和服务功能，以及在这一过程中所产生的废弃物需要环境（生态系统）吸纳，并以生物生产性土地（或水域）面积来表示的一种可操作的定量方法。
【详解】A、豹子和羚羊在相互选择中协同进化和发展，因而可推测，豹子很重的气味和羚羊灵敏的嗅觉是长期自然选择的结果，A正确；
B、生态足迹用于衡量一个人生存所需的资源及容纳其排放的废物所需要的土地和水域面积大小的量，不是针对豹子的研究量，因此，豹子在自己领地活动范围大宣示主权，不属于生态足迹范畴，B错误；
C、影响生物种群数量的因素有生物因素和非生物因素，豹子也不例外，其种群数量也受非生物因素和生物因素的影响，C正确；
D、豹子身上的气味能用于调节其与羚羊的关系，可见信息传递在调节种间关系方面起着重要作用，D正确。
故选B。
10．下图为遗传信息的表达示意图，下列说法不正确的是（ ）
A．通常状况下，核糖体甲和乙合成的蛋白质相同
B．相对于①，图中核糖体的移动方向是“从左向右”
C．分析②所携带的氨基酸种类，应查阅的密码子是UUA
D．不同种类的②所携带的氨基酸种类可能相同
【答案】C
【分析】基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段：基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。转录：转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。据图分析，①表示mRNA，②表示tRNA。
【详解】A、翻译的模板是mRNA，以相同的模板翻译得到的多肽氨基酸顺序相同，故通常状况下，核糖体甲和乙合成的蛋白质相同，A正确；
B、根据多肽链的长短，长的翻译在前，由图可知核糖体乙合成的肽链较长，故相对于①，图中核糖体的移动方向是“从左向右”，B正确；
C、②表示tRNA，该物质上有反密码子，没有密码子，故分析②所携带的氨基酸种类，应查阅的密码子是与其反密码子相互补的AAU，C错误；
D、一种tRNA只能携带一种氨基酸，但一种氨基酸可由一种或几种特定的tRNA来转运，所以②tRNA不同时，其携带的氨基酸种类可能相同，D正确。
故选C。
11．人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B．噬菌体侵染实验比肺炎链球菌转化实验在证明DNA是遗传物质上更具说服力
C．沃森和克里克在探究DNA结构时利用了物理模型构建的方法
D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明该病毒的遗传物质是RNA
【答案】A
【分析】有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。从烟草花叶病毒中提取出来的蛋白质，不能使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取出来的RNA，却能使烟草感染病毒。
【详解】A、孟德尔发现遗传因子并证实了遗传因子传递规律，但没有发现遗传因子的化学本质，A错误；
B、噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌，蛋白质外壳留在细菌外，这样DNA和蛋白质彻底分开，因此艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明遗传物质是DNA，噬菌体侵染细菌实验比肺炎链球菌转化实验更具说服力，B正确；
C、沃森和克里克在探究DNA结构时利用了物理模型构建的方法，构建了DNA分子双螺旋结构模型，C正确；
D、从烟草花叶病毒中提取出来的蛋白质，不能使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取出来的RNA，却能使烟草感染病毒，所以烟草花叶病毒感染烟草实验说明该病毒的遗传物质是RNA，D正确。
故选A。
12．生长于热带干旱地区的景天类植物白天气孔开放程度小，夜晚开放程度大，经过长期适应和进化形成独特的固定CO2的方式，如下图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．景天类植物白天气孔开放程度小，防止过度蒸腾作用
B．景天类植物夜间CO2净吸收速率可能大于0
C．景天类植物光期pH小于暗期，利于暗反应进行
D．景天类植物在暗期不能将CO2转化为糖类等光合产物
【答案】C
【分析】据图分析：景天类植物的气孔白天开放程度小，其光合作用的二氧化碳来源于和细胞呼吸，夜间气孔开放吸收的二氧化碳可以合成苹果酸，苹果酸储存在液泡中，因此这些植物适宜生存在干旱环境中。
【详解】A、分析图解可知，采用苹果酸代谢途径，景天类植物白天气孔开放程度小，可减少水分的流失，防止景天类植物在白天过度蒸腾作用，大量散失水分，A正确；
B、景天类植物白天气孔开放程度小，夜晚开放程度大，吸收的二氧化碳可以合成苹果酸，故景天类植物夜间CO2净吸收速率可能大于0，B正确；
C、景天类植物CO2固定后能够在暗期转化为酸性物质储存起来，而光期苹果酸分解形成二氧化碳用于暗反应，故景天类植物光期pH大于暗期，C错误；
D、由于暗期没有光反应提供的ATP和NADPH，所以不能将CO2转化为糖类等光合产物，D正确。
故选C。
13．色盲是伴X染色体隐性遗传病，抗维生素D佝偻病是伴Ⅹ染色体显性遗传病。下列有关图示四个家系的叙述，正确的是（ ）
A．可能是色盲遗传的家系是甲、乙、丙、丁
B．肯定不是抗维生素D佝偻病遗传的家系是甲、丁
C．家系甲中，这对夫妇再生一患病孩子的几率为
D．家系丙中，女儿一定是杂合子
【答案】C
【分析】根据题意和图示分析可知：甲中双亲正常，但有一个患病的儿子，为隐性遗传病，可能是常染色体隐性遗传病，也可能是伴X染色体隐性遗传病；乙的遗传方式不能确定，但不是伴X染色体显性遗传病；丙的遗传方式不能确定；丁中双亲都患病，但有一个正常的儿子，为显性遗传病，可能是常染色体显性遗传病，也可能是伴X染色体显性遗传病。
【详解】A、色盲是伴X染色体隐性遗传病，可能是色盲遗传的家系是甲、乙、丙，A错误；
B、家系甲是隐性遗传病，不可能是抗维生素D佝偻病；家系乙中父亲患病而女儿正常，所以不可能是抗维生素D佝偻病；而家系丁双亲都患病，但有一个正常的儿子，可能是常染色体显性遗传病，也可能是伴X染色体显性遗传病，B错误；
C、如果该病的常染色体隐性遗传，则双亲的基因型为Aa，再生一患病孩子的几率为1/4；如果是伴X隐性遗传，则双亲的基因型为XAXa、XAY，再生一患病孩子的几率为1/4，C正确；
D、家系丙中遗传病的遗传方式不能确定，若为伴X显性遗传病，则女儿一定是纯合子，D错误。
故选C。
14．CAM植物白天气孔关闭，夜晚气孔打开，以适应干旱环境。下图为其部分代谢途径，相关叙述不正确的是（ ）

A．催化过程①和过程②所需的酶不同
B．卡尔文循环的场所是叶绿体类囊体薄膜公
C．CAM植物白天气孔关闭可减少水分散失
D．夜晚缺乏NADPH和ATP不能进行卡尔文循环
【答案】B
【分析】具有CAM途径的植物称为CAM植物，在其所处的自然条件下，气孔白天关闭，夜晚张开，它们具有此途径，既维持水分平衡，又能同化二氧化碳。
【详解】A、过程①是将CO2转化为C4，②是C4释放出CO2，酶具有专一性，因此催化过程①和过程②所需的酶不同，A正确；
B、据图可知，卡尔文循环即光合作用的暗反应阶段，CAM植物进行暗反应的场所是叶绿体基质，B错误；
C、CAM植物白天关闭气孔，能减少水分散失以适应干旱环境，C正确；
D、CAM植物在夜晚黑暗条件下不能制造有机物，因为没有光照，光反应不能进行，无法为暗反应提供ATP和NADPH，不能进行卡尔文循环，D正确。
故答案为：B。
15．两种柳穿鱼植株杂交，F1均开两侧对称花，F1自交产生的F2中开两侧对称花34株，开辐射对称花的5株。进一步研究发现，两种柳穿鱼植株的Leyc基因碱基序列相同，只是在开两侧对称花植株中表达，在开辐射对称花植株中不表达，二者Lcyc基因的甲基化情况如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．控制两侧对称和辐射对称花的基因所含遗传信息不同
B．F2表型比说明柳穿鱼花型的遗传遵循基因的分离定律
C．控制辐射对称花的Lcyc基因的甲基化程度相对较高
D．推测甲基化的程度与Lcyc基因的表达程度成正相关
【答案】C
【分析】表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【详解】A、根据题干信息：进一步研究发现，两种柳穿鱼的Lcyc基因序列相同，但表达情况不同，控制两侧对称与辐射对称的基因所含遗传信息相同，A错误；
B、所得F2植株数较少，且性状比不是1：3，所以F2性状分离比不能说明花型遗传遵循基因的分离定律，B错误；
C、根据图可知，控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高，C正确；
D、控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高，两侧对称花植株Lcyc基因表达而辐射对称花植株不表达推测甲基化程度与Lcyc基因的表达程度成负相关，D错误。
故选C。
二、非选择题（共6题，共70分）。
16．调查显示，夜间过多光源暴露会显著提高患糖尿病等代谢疾病风险。研究发现，视网膜上的感光细胞ipRGC在蓝光刺激下可作用于小鼠脑中的相关神经通路，使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于红光刺激的小鼠。此外，该神经通路还与脂肪细胞的代谢有关，如图1所示。

(1)视网膜上的感光细胞ipRGC能将光刺激转变为电信号，属于反射弧中的 。
(2)科研人员研究光调节葡萄糖代谢与下丘脑SCN区、SON区关系的实验及结果如图2所示（AUC为血糖含量曲线与横坐标时间轴围成的面积），实验结果表明 。
(3)有人推断，“光暴露”通过交感神经系统调节棕色脂肪组织的产热过程，为验证这一推断的实验思路是：将若干只生理状态相似的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组；对甲组小鼠给予正常光照条件，乙组小鼠 ，丙组小鼠 ；将三组小鼠置于其他条件相同且适宜的环境下培养一段时间后，检测并比较三组小鼠的 。
(4)综合上述信息，尝试说明造成“蓝光让人感觉到凉爽，而红光则无此效应”这一现象的可能机制 。
(5)写出上述研究对现代人健康生活的启示 。
【答案】(1)感受器
(2)光调节葡萄糖代谢与下丘脑SON区关系密切
(3) 光暴露 切断交感神经并进行光暴露 棕色脂肪细胞产热量
(4)蓝光能激活ipRGC，通过神经调节减弱棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取，使产热减少
(5)夜晚睡觉时关灯，白天强光时拉好窗帘、黑暗环境中避免看手机、电视等电子屏等
【分析】当血糖浓度升高到一定程度时，胰岛B细胞的活动增强，胰岛素分泌量明显增加。体内胰岛素水平的上升，一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变葡萄糖。当血糖浓度降低时，胰岛A细胞的活动增强，胰高血糖素的分泌量增加。胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解为葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变为糖，使血糖浓度回升正常水平。
【详解】（1）完整的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢和传出神经，视网膜上的感光细胞ipRGC能将光刺激转变为电信号，属于反射弧中的感受器。
（2）图2中损伤了SCN的小鼠在光照条件下AUC明显高于损伤了SON的小鼠AUC，以及题干信息ipRGC对下丘脑的发出密集的神经纤维，可判断：ipRGC介导的光调节糖代谢功能与下丘脑的SON区有关。
（3）为验证“光暴露”通过交感神经调节棕色脂肪组织的产热过程，该实验的自变量为对小鼠是否进行“光暴露”处理、对小鼠是否进行切断交感神经的处理，因变量为小鼠的棕色脂肪组织（细胞）产热量，故实验步骤为：将生理状态相似的健康（空腹）小鼠均分为三组，甲组小鼠给予正常光照条件，乙组小鼠进行“光暴露”处理，丙组小鼠给予切断支配棕色脂肪组织的交感神经并进行“光暴露”处理。为排除无关变量的影响，应将三组小鼠置于其他条件相同且适宜的环境下培养，一段时间后检测并比较三组小鼠的棕色脂肪组织产热量。
（4）“蓝光让人感觉到凉爽”，蓝光可以激活相应的感光细胞ipRGC，通过神经调节减弱了棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取，进而使产热减少，让人感觉凉爽。
（5）调查显示，夜间过多光源暴露会显著提高患糖尿病等代谢疾病风险，故述研究对现代人健康生活的启示为夜晚睡觉时关灯，白天强光时拉好窗帘、黑暗环境中避免看手机、电视等电子屏等。
17．科学家依据油菜素内酯（brassinlide，BL）的基本化学结构特征，鉴定到大约60种与BL结构与功能相似的植物甾醇，统称为油菜素甾醇类物质（Brassinsterids，BR）。BR与其他植物激素一起参与调节植物发育，包括茎叶的生长、根的生长以及种子的萌发等。
(1)BR是近几十年，继生长素、 之后被确定的第六大植物激素，请列举化学物质被确定为植物激素的标准（或植物激素的特征），请写出4条 。
(2)IAA可以通过促进细胞的 促进植物的生长，科研工作者以拟南芥为实验材料，研究了BL（1nml/L）与IAA在植物侧根发育中的作用，如图1。

①将发育状况基本相同的拟南芥幼苗用于实验，图1设计了 组实验，激素组成是 的一组其侧根数目作为计算百分比的标准（100%）或对照组。
②据图1分析：IAA对侧根发育的作用特点是 。
③BL和IAA协同效应发生在IAA 浓度范围。
(3)科研工作者克隆到了BL合成信号通路中的2个关键基因（CPD和DWF4），并检测了侧根中的mRNA含量。图2说明，BL的合成受到 调节，图3说明体内BL含量受 机制调节维持相对稳定。

【答案】(1) 赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸 内源性（或特定部分产生）、可运输性、微量高效的有机物、调节作用
(2) 伸长 10/十 1nml/LBL且不含生长素（0nml/LIAA） 低浓度抑制，高浓度促进侧根生长 1~20nml/L（5~20nml/L）
(3) 昼夜节律 负反馈
【分析】图1：自变量为IAA浓度及是否加入BL，因变量为侧根的形成情况，需注意加BL组与不加BL组的空白对照不一样，前者侧根形成率约100%，后者侧根形成率约70%左右；图2：自变量为昼夜节律，因变量为CPDmRNA的量；图3：+BL组CPD和DWF4的表达量低于不加BL组。
【详解】（1）已有的五大激素分别是赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸、生长素；植物激素由植物产生，从产生部位运输至作用部位，因此植物激素具有的特征是：内源性（或特定部分产生）、可运输性、微量高效的有机物、调节作用。
（2） IAA可以通过促进细胞伸长生长促进植物的生长；①据图1可知，曲线共10个点，推知设置了10组实验，激素组成为1nml/LBL且不含生长素的组侧根形成为100%，可为对照。②据图可知，不加BL组，低浓度下IAA抑制侧根生长，高浓度（如大于5nml/L）时促进侧根生长。③据图可知，不加BL组，IAA浓度大于5nml/L时促进侧根生长，且浓度大于20nml/L后，不加BL组上升幅度明显大于加BL组，故此时生长素起促进作用而BL起抑制作用。因此BL和IAA协同效应发生在20nml/L浓度之前的范围，即1~20nml/L（5~20nml/L）。
（3） 图2横坐标为昼夜节律，纵坐标为CPDmRNA量，所示结果说明BL的合成受到昼夜节律的调节，图3+BL组，两种关键基因的表达量均变小，所示结果说明体内BL含量受负反馈机制调节以维持相对稳定。
18．奥森主湖具有水域面积小且封闭、易污染、缺少完整食物链等特点导致水体容易富营养化，爆发水华。为评估奥森主湖的水体生态系统现状，提出水质净化的有效措施，进行了相关研究。
(1)从村落和农田到如今北京最大的森林公园，展现了生物群落的 过程。通过生态工程，对人工生态系统进行分析、设计和调控，可实现生态系统的 、功能平衡和收支平衡。
(2)研究人员利用软件对公园主湖生态系统进行模拟研究。依据自然水域数据设计模型1。模拟期限为5个植物生长期，部分实验结果如图所示。

比较图1和图2可知，2017年沉水植物的存在抑制了浮游植物的生长，支持上述结论的依据是 。
(3)为彻底解决持续性净水的问题，研究人员以模型1为基础，分别在进水口增加人工湿地、加入底栖动物田螺、将沉水植物菹草置换为挺水植物荷花，构建模型2、3、4，重复（2）模拟实验。结果显示，各模型沉水植物中仅水藓长势的差异显著，如图3。其它植物干重均呈规律性周期变化。

注：田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食，也是鲤鱼的食物之一。
①根据实验结果推测，以下净水措施的可持续性排序依次为： > > B
A．现有人工湿地净化系统 B．无人工湿地净化系统
C．优化群落的垂直结构 D．增加多条完整的食物链
②请从生态系统营养结构的角度分析，增加底栖动物有效提升主湖自净能力的原因 。
【答案】(1) 次生演替 结构平衡
(2)叶绿素a浓度在春秋两季到达低谷，分别对应苦草和菹草生物量最大的时期。（叶绿素a浓度在6~9月间达到峰值，此时苦草和菹草生物量最小）
(3) D C A 田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食，也是鲤鱼的食物之一。加入底栖动物使主湖食物网更加完善，营养结构更加复杂，抵抗力稳定性增强/具有更强的自我调节能力，因而可以提升自净能力
【分析】1、初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替，如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
2、次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（ 如能发芽的地下 ）的地方发生的演替，如在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
【详解】（1）从村落和农田到如今北京最大的森林公园，展现了生物群落的次生演替过程。通过生态工程，对人工生态系统进行分析、设计和调控，可实现生态系统的结构平衡、功能平衡和收支平衡。
（2）由题干信息可知，苦草、菹草、水藓等沉水植物长势作为判断生态系统稳定性的指标，各沉水植物种群数量越稳定代表该净水措施的可持续性越强。叶绿素a浓度和浮游植物总浓度直接相关。比较图1和图2可知，2017年叶绿素a浓度在6~9月间达到峰值，此时苦草和菹草生物量最小，两者变化刚好呈错峰趋势，因此可推测沉水植物的存在抑制了浮游植物的生长。
（3）①模型2为进水口增加人工湿地、模型3为加入底栖动物田螺、模型4为将沉水植物菹草置换为挺水植物荷花，根据图3的结果可知，水藓在模型2的干重最大，模型4中次之，模型3中水藓的干重最少。现有人工湿地净化系统对应的是模型2，优化群落的垂直结构对应的是模型4，增加多条完整的食物链对应模型3，因此可持续性排序依次为D＞C＞A＞B。
②田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食，也是鲤鱼的食物之一。加入底栖动物使主湖食物网更加完善，营养结构更加复杂，自我调节能力增强，抵抗力稳定性增强，因而可以提升自净能力。
19．学习以下资料，回答（1）-（4）问题。
细胞感知氧气的分子机制
人类和大多数动物主要进行有氧呼吸，其体内细胞感知、适应不同氧气环境的基本原理2019年被科学家揭示、即人体缺氧时，会有超过300种基因被激活，或者加快红细胞生成、或者促进血管增生，从而加快氧气输送—这就是细胞的缺氧保护机制。
科学家在研究地中海贫血症的过程中发现了“缺氧诱导因子”（HIF）。HIF由两种不同的DNA结合蛋白（HIF-1α和ARNT） 组成。其中对氧气敏感的是HIF-1α，而ARNT稳定表达且不受氧调节，即HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。当细胞处于正常氧条件时，在脯氨酰羟化酶的参与下，氧原子与HIF-1α脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1α能与VHL蛋白结合，致使HIF-1α被蛋白酶体降解。在缺氧的情况下，HIF-1α羟基化不能发生，导致HIF-1α无法被VHL蛋白识别。从而不被降解而在细胞内积聚，并进入细胞核与ARNT形成转录因子，激活缺氧调控基因。这一基因能进一步激活300多种基因的表达。促进氧气的供给与传输。上述过程如下图所示。
HIF控制着人体和大多数动物细胞对氧气变化的复杂又精确的反应，生物体细胞氧气感知通路的揭示，不仅在基础科学上有其价值，还有望为某些疾病的治疗带来创新性的疗法。如干扰HIF-1α的降解能促进红细胞的生成治疗贫血，同时还可能促进新血管生成，治疗循环不良等。
(1)下列人体细胞生命活动中，受氧气含量直接影响的是___（多选）。
A．细胞吸水B．细胞分裂
C．葡萄糖分解成丙酮酸D．兴奋的传导
(2)HIF的基本组成单位是 。人体剧烈运动时，骨骼肌细胞中 HIF的含量上升，这是因为 。
(3)图中A、C分别代表的是 。
(4)VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤，并发现肿瘤内有异常增生的血管。由此推测，多发性肿瘤患者体内HIF-1α的含量比正常人 。抑制VHL基因突变患者的肿瘤生长，可以采取的治疗思路有 。
【答案】(1)BD
(2) 氨基酸 人体剧烈运动时，骨骼肌细胞内缺氧，HIF-1a羟基化不能发生，导致HIF-1a无法被VHL蛋白识别。HIF不被降解而在细胞内积聚
(3)HIF-1a和VHL 蛋白分子
(4) 高 加速HIF-1a降解； 阻断 HIF-1a进细胞核； 抑制 HIF-1a与ARNT 结合等
【分析】1、人体缺氧时，会有超过300种基因被激活，或者加快红细胞生成、或者促进血管增生，从而加快氧气输送--这就是细胞的缺氧保护机制。
2、缺氧诱导因子HIF由两种不同的DNA结合蛋白（HIF-1ɑ和ARNT）组成，其中对氧气敏感的部分是HIF-1ɑ；而蛋白ARNT稳定表达且不受氧调节。所以，HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。
【详解】（1）A、细胞吸水是被动运输，不消耗能量，与氧气含量无关，A错误；
B、细胞分裂，消耗能量，受氧气含量的影响，B正确；
C、葡萄糖分解成丙酮酸不受氧气含量的影响，C错误；
D、兴奋的传导，消耗能量，受氧气含量的影响，D正确。
故选BD。
（2）据题干信息可知，HIF是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸。人体剧烈运动时，骨骼肌细胞内缺氧，HIF-1ɑ羟基化不能发生，导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别，HIF不被降解而在细胞内积聚，导致骨骼肌细胞中HIF的含量上升。
（3）根据题干信息和图示氧气感知机制的分子通路，正常氧时，在脯氨酰羟化酶的参与下，氧原子与HIF-1α脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1ɑ能与VHL蛋白结合，最终被蛋白酶体降解；缺氧时，HIF-1ɑ羟基化不能发生，导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别，从而不被降解而在细胞内积聚，并进入细胞核与ARNT形成转录因子，激活缺氧调控基因，故图示中的A是HIF-1ɑ，B是O2，C是VHL蛋白，D是ARNT。
（4）VHL蛋白是氧气感知机制的分子通路中一个重要分子，VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤，并发现肿瘤内有异常增生的血管，可推测与正常人相比，患者体内HIF-1ɑ的含量高，因为肿瘤细胞代谢旺盛，耗氧较多，因此对氧气敏感的部分的HIF-1ɑ就高。
要抑制此类患者的肿瘤生长，可以采取的治疗思路有：加速HIF-1ɑ降解、阻断HIF-1ɑ进核、抑制HIF-1ɑ作为转录因子的活性等。
20．为了寻找控制植物生长发育的相关基因，研究人员从被Ds（含卡那霉素抗性基因）插入的拟南芥突变体库中， 筛选得到两个突变体（vp1和eed1） 。
(1)突变体vpl和eed1自交，将收获的种子用0.1%的HgCl2溶液消毒10分钟，然后用 洗涤。将处理好的种子接种于添加 的MS基本培养基上培养，十天后统计绿色苗和黄色苗的数量，结果如下表。
①在培养基上正常生长的绿色幼苗的DNA中含有 。
②vp1和eed1自交后代中，绿色苗与黄色苗的性状比例分别为 ，由此推测vpl可能为 突变体，eed1可能为 突变体。
(2)为了验证上述推测是否正确，研究人员进行了如下杂交实验
①1组和2组杂交结果说明 。
②3组和4组杂交结果说明 。
(3)为了确定Ds片段的插入位置，科研人员提取突变体vpl的基因组DNA，限制酶切割后用
连接，依据Ds片段的已知序列设计引物，扩增出 ，进一步测定其碱基序列。
【答案】(1) 无菌水 卡那霉素 Ds片段或卡那霉素抗性基因 1：1、2：1 配子体致死 胚胎纯合致死
(2) vp1为雄配子（花粉） 致死突变体 eed1为隐性纯合胚胎致死突变体
(3) DNA连接酶 被Ds片段插入的基因
【分析】1、基因的分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是：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。
【详解】（1）突变体vpl和eed1自交，将收获的种子用0.1%的HgCl2溶液消毒10分钟，然后用无菌水洗涤，洗去消毒液。由于拟南芥突变体中被导入Ds（含卡那霉素抗性基因），则可用含有卡那霉素的培养基进行筛选。
①绿色幼苗的DNA中含有Ds片段或卡那霉素抗性基因才能在选择培养基上正常生长。
②Ovpl自交后代绿色苗：黄色苗=1:1，则说明配子体致死，eed1自交后代绿色苗：黄色苗=2:1，则说明胚胎纯合致死。
（2）①1组杂交vp1（母本）×野生型（父本），后代绿色苗：黄色苗=1:1，2组杂交vpl（父本）×野生型（母本），后代只有黄色苗，则说明vp1为雄配子（花粉） 致死突变体。
②3组杂交eed1（母本）×野生型（父本），后代绿色苗：黄色苗=1:1；4组杂交eed1（父本）×野生型（母本），后代绿色苗：黄色苗=1:1，但是后代总数是1组后代的3/4，则可能eed1为隐性纯合胚胎致死突变体。
（3）基因工程中要用DNA连接酶连接，为了确定Ds片段的插入位置，科研人员提取突变体vpl的基因组DNA，用限制酶切割后用DNA连接酶连接。依据Ds片段的已知序列设计引物，则可扩增出被Ds片段插入的基因，进一步测定其碱基序列。
21．太谷核不育小麦是完全的雄性不育突变体，是国宝级的种质资源。它的花药的退化在减数分裂早期阶段开始，导致所有花药败育。
(1)小麦的太谷核不育和矮变一号均为单基因突变体，太谷核不育为高秆核不育，矮变一号为矮秆可育，株高基因用A、a表示，育性基因用R、r表示。为了获得矮秆核不育重组类型，进行以下实验：
i．太谷核不育为母本与矮变一号杂交，得到F1一半为矮秆核不育，一半为矮秆可育；
ⅱ．F1矮秆核不育为母本与野生型测交，得到矮秆可育152株和高秆核不育169株。
根据以上结果可知，太谷核不育和矮变一号的基因型分别为 ，两对等位基因的遗传 （符合/不符合）自由组合定律。
(2)重复上述实验并扩大数量，在得到的8374株测交子代中分离出14株矮秆不育株。进行细胞学检查发现，仅有1株为正常二倍体。请设计杂交实验验证该正常二倍体的矮秆不育株为所需类型，并预期子代的表现型及比例 。
(3)推测P基因就是使太谷核不育小麦败育的基因。以下事实支持该推测的是 。
A．显性的P基因一直处于杂合状态
B．P基因缺失或突变后小麦育性恢复
C．P基因的表达会引起转基因细胞的死亡
D．与核不育基因紧密连锁的分子标记与P基因也紧密连锁
E．P基因只在不育植株的花中表达，在可育植株中不表达
(4)为验证上述推测，研究人员在野生型小麦中获得了P等位基因的启动子，并发现所有的雄性不育植株都特异性地携带了TRIM序列。然后利用Ti质粒构建表达载体，部分结构如下图所示，GFP表达后会发出绿色荧光。
将载体转入小麦幼胚，获得转基因植株，对植株表型和P基因表达情况进行鉴定。从a~i中选择填表。
a．Ubi（通用的强启动子） b．P等位基因启动子 c．插入TRIM序列的P等位基因启动子 d．P编码区
e．P基因 f．无关基因 g．仅在花药发育S2期表达 h．在花药发育各时期均不表达
i．在根、茎、叶、雌蕊中均不表达
在存活的转基因小麦花药中特异性检测到绿色荧光。以上实验结果显示 ，导致雄性不育。
(5)矮秆核不育小麦是便利的遗传改良工具，请说明雄性不育在育种中优势 。
【答案】(1) aaRr、AArr 不符合
(2)用矮秆核不育（作为母本）与野生型杂交，子代矮秆核不育：高秆可育=1：1
(3)ABCDE
(4) cd 雄性不育 TRIM插入引起启动子序列改变，导致P基因在花药发育的S2期表达
(5)杂交作母本省去人工去雄的麻烦；保留子代的杂种优势
【分析】1、自由组合定律的实质：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
2、基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】（1）太谷核不育为母本与矮变一号杂交，得到F1一半为矮秆核不育，一半为矮秆可育，说明在株高方面，高秆为隐性，矮秆为显性，则关于株高性状，太谷核不育基因型为aa，矮变一号基因型为AA；核不育：可育=1:1，说明亲本太谷核不育基因型为Rr，矮变一号rr，综上所述，太谷核不育的基因型是aaRr，矮变一号的基因型AArr。F1矮秆核不育基因型为AaRr，其为母本与野生型测交，得到矮秆可育：高秆核不育≈1:1，不符个1:1:1:1的变式，因此两对等位基因的遗传不符合自由组合定律。
（2）该正常二倍体的矮秆不育株为所需类型则其基因型为AaRr，且两对基因不遵循基因的自由组合定律，因此该矮秆核不育作为母本与野生型杂交，子代矮秆核不育：高秆可育=1：1。
（3）A、P基因就是使太谷核不育小麦败育的基因，不育形状为显性性状，存在P基因使小麦不育只能作母本，不含有P基因时小麦可育，可作父本，因此显性的P基因一直处于杂合状态，A正确；
B、P基因存在时小麦败育，P基因缺失或突变后小麦育性恢复，B正确；
C、P基因的表达会引起转基因细胞的死亡，进而导致小麦败育，C正确；
D、若P基因就是使太谷核不育小麦败育的基因，则与核不育基因紧密连锁的分子标记与P基因也紧密连锁，都在同一条染色体上，D正确；
E、可育植株中不存在P基因，因此P基因只在不育植株的花中表达，在可育植株中不表达，D正确。
故选ABCDE。
（4）由表中数据可知，核不育小麦中，P基因的表达情况为g仅在花药发育S2期表达，i在根、茎、叶、雌蕊中均不表达；野生型小麦中，P基因表达情况为h在花药发育各时期均不表达，i在根、茎、叶、雌蕊中均不表达。野生型小麦中，转入载体中存在Ubi和P编码区，小麦死亡；由题干信息可知，所有的雄性不育植株都特异性地携带了TRIM序列，因此若想是野生型小麦中，P基因的表达情况与核不育小麦相同，则应选择的启动子为c即插入TRIM序列的P等位基因启动子 ，且需要与荧光蛋白基因连接，Ⅱ处应为P编码区，综上所述，野生型小麦转入载体组成Ⅰ为c，Ⅱ为d；植株表现为雄性不育。在存活的转基因小麦花药中特异性检测到绿色荧光，说明TRIM插入引起启动子序列改变，导致P基因在花药发育的S2期表达，导致雄性不育。
（5）雄性不育在育种中优势为杂交作母本省去人工去雄的麻烦；保留子代的杂种优势。胚胎编号
极体类型
突变基因检测结果
2号
第一极体
突变型
第二极体
野生型
4号
第一极体
野生型
第二极体
突变型
5号
第一极体
野生型
第二极体
突变型
6号
第一极体
突变型
第二极体
突变型
突变体植物
绿色苗
黄色苗
Ovpl
3326
3544
eed1
3736
1852
组别
杂交亲本
子代中的绿色苗（株）
子代中的黄色苗（株）
1
vp1（母本）×野生型（父本）
444
429
2
vpl（父本）×野生型（母本）
0
600
3
eed1（母本）×野生型（父本）
336
307
4
eed1（父本）×野生型（母本）
321
326
实验材料
转入载体组成Ⅰ Ⅱ
植株表型
P基因表达情况
核不育小麦
雄性不育
g i
野生型小麦
可育
h i
野生型小麦
ad
死亡
野生型小麦
①
②
g i