2024年上海市高中学业水平等级考试生物试题（原卷版+解析版）

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考生注意：
“单选”指每题只有一个正确选项；“多选”指每题有两个或两个以上正确选项；“编号选填”指用试题中所列出的数字编号答题，每空的正确选项有一个或多个。
一、全球变暖与花粉传播（17分）
1. 研究人员调查了我国某生态系统的结构及生物多样性，并用模拟增温的方式，研究全球变暖对该草地生态系统特征的影响。如图显示了该生态系统中不同口器类型昆虫与不同蜜距花型植物之间的传粉关系。昆虫与花朵之间的连线表示有传粉关系。图中L表示蜜距。
（1）下列生态系统的组分①-④中，A~D花型的植物属于该草地生态系统的___；a-d口器类型的昆虫属于该草地生态系统的___；除了图中所示的生态系统组分外，该草地生态系统至少还应有___（编号选填）。
①无机环境②分解者③消费者④生产者
（2）下列①~④中，能正确表示生物之间信息传递关系的有___；能正确表示生物之间能量流动方向的有___（编号选填）。
①a型口器昆虫↔d型口器昆虫
②C花型植物↔b型口器昆虫
③a型口器昆虫→D花型植物
④C花型植物→b型口器昆虫
（3）要获得图中所示的研究结果，且使研究结果准确和具有代表性，应选择下列实验方法中的___（多选）。
A. 在禁止放牧区随机取样
B. 记录昆虫口器形态
C. 在放牧区域固定地点取样
D. 测量花蜜距
a型口器昆虫熊蜂是A花型植物蓝翠雀花主要的传粉者。研究人员通过模拟增温，研究全球气候变暖对两者关系的影响，部分研究数据如表所示。
（4）据表1推测，全球气候变暖对蓝翠雀花的影响是___（单选）。
A. 只影响花期
B. 种群数量和花期都受影响
C. 只影响种群数量
D. 种群数量和花期都不受影响
（5）据图和表推测，全球气候变暖过程中，熊蜂的长口器基因最可能发生___（单选）。
A. 定向突变且基因频率升高
B. 定向突变且基因频率降低
C. 非定向突变且基因频率升高
D. 非定向突变且基因频率降低
（6）据图中信息，下列关于全球气候变暖对该草地生态系统影响效应的预测中，最合理的是___（单选）。
A. 若a型口器昆虫的种群数量显著减少会引起四种花型植物种群数量增加
B. 若四种花型植物种群数量波动会引起a型口器昆虫的种群数量波动
C. 若d型口器昆虫的种群数量显著增加会导致b、c型口器昆虫形成竞争关系
D. 若b型口器昆虫的种群数量显著增加会导致c、d型口器昆虫形成竞争关系
二、弹性纤维和血管（16分）
2. 图1显示了人体结缔组织中弹性纤维的形成机制。弹性蛋白借助E蛋白定位在微纤维束上，并由P蛋白协助L酶交联弹性蛋白形成弹性纤维。
（1）弹性蛋白与弹性纤维的相同之处在于___（单选）。
A. 多肽链的数量B. 肽键的结构
C. 氨基酸的数量D. 肽键的数量
弹性纤维合成受阻，对结缔组织中的血管会产生严重后果，如全身性动脉迂曲。某家庭有两男两女四个孩子，两个儿子均出现全身性动脉迂曲的症状，双亲和两个女儿均表型正常。对全体家庭成员进行基因测序，发现所有人均含有致病E基因。图2显示了致病E基因表达的部分氨基酸序列，其中一个字母表示一种氨基酸，*表示终止。
（2）据题中信息分析，该家庭成员所含的致病E基因是___（显性/隐性）基因，该病属于___（伴X/常）染色体遗传病。
（3）不考虑分裂异常，下列关于大儿子的致病E基因的来源与分布，正确的是___（单选）。
A. 其所有次级精母细胞均含有
B. 仅源自其父亲的精子
C. 仅其部分次级精母细胞含有
D. 仅源自其母亲的卵细胞
（4）据图2分析，致病E基因所表达的蛋白功能异常，其可能原因是由于E基因___（编号选填）。
①转录后的翻译提前终止
②替换了一个碱基对
③缺失了一个碱基对
④插入了一个碱基对
（5）理论上，下列基因治疗方案中对缓解大儿子的全身性动脉迂曲最有效的是___（单选）。
A. 修复P蛋白的基因
B. 修复LOX酶的基因
C. 降低致病E基因表达量
D. 修复致病E基因
（6）大女儿与表型正常的男性结婚后，为预防患全身性动脉迂曲的孩子出生，所采取的措施中应包括___（编号选填）。
①孕前对大女儿配偶做基因检测
②孕后开始高蛋白饮食
③孕前评估该疾病的再发风险率
④孕前对大女儿配偶做血管 B 超检查
三、血液中的分子X（13分）
3. 人体血液中微量的分子X可促进肾小管上皮细胞的能量代谢和膜上转运蛋白合成，从而影响肾小管上皮细胞对Na+、K+的转运，如图。
（1）从下列①~⑥中选择并按顺序表示Na+转运蛋白从合成到定位的路径：___。
①核糖体②内质网③溶酶体④高尔基体⑤质膜⑥胞外
（2）据图分析，健康人体内分子X的含量升高时，肾小管腔的Na+浓度会___（升高/降低/不变），血液中的K+浓度会___（升高/降低/不变）。
（3）下列与分子X有关的事件中，发生在人体内环境的是___（单选）。
A. 分子X的合成
B 肾小管腔中Na+浓度变化
C. 分子X的运输
D. 分子X与分子的受体结合
（4）根据X发挥作用的过程，可归纳分子X的特点是___（多选）。
A. 属于信号分子
B. 少量即可对细胞产生较广泛的影响
C. 属于无机盐
D. 只与特定分子发生作用
（5）下列因素中，会对分子X的作用效果产生影响的是___（编号选填）。
①饮水量②膳食营养结构③外界环境温度④神经系统兴奋性
四、磷对植物的影响（14分）
4. 磷是维持植物正常生长发育所必需的元素。研究人员在相同光照强度、CO2浓度等条件下，对长势一致的4组当归植株，分别补充P1、P2、P3、P4量的磷，测定其叶肉细胞的净光合速率（指光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）和总叶绿素含量，结果如图1。
（1）当归叶肉细胞内的下列物质或结构中，含有磷元素的有___（单选）。
A. 淀粉B. 高能电子
C. 麦芽糖D. 叶绿体外膜
（2）根据图1数据判断，P3组一定高于P1组的是当归叶肉细胞单位时间单位叶面积___（单选）。
A. 生成H2O的量B. 吸收CO2的量
C. 吸收O2的量D. 释放CO2的量
（3）分析图1数据可得到结论是___（单选）。
A. 磷元素是当归叶肉细胞合成光合色素的原料
B. 总叶绿素含量随光照强度的增加先升高再降低
C. 过高浓度的磷会抑制当归叶肉细胞的净光合速率
D. 当归叶肉细胞的净光合速率提高可促进对P的吸收
研究人员发现，植物根细胞质膜上存在负责吸收磷的磷转运蛋白H6。环境中P缺乏时，H6的数量会发生变化，同时其功能受一种胞内蛋白M6的调节。图2是该机制示意图，♡表示无机磷。
（4）从下列①~④中选择并形成实验方案，以探究缺磷对植物根细胞质膜上H6数量的影响。对照组___；实验组：___。
①选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷充足培养基
②选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷不足培养基
③检测H6基因转录水平
④检测光合作用相关基因转录水平
（5）结合题中信息分析植物根细胞对外界磷浓度变化的反应，并用下列编号表示。外界磷充足时：___。外界磷缺乏时：___。
①质膜上的H6数量少
②质膜上的H6数量多
③M6抑制H6的转运功能
④M6促进H6的转运功能
⑥M6不影响H6的转运功能
⑤细胞内磷元素维持在正常水平
⑦细胞内外磷含量一致
五、神经系统二三事（18分）
5. 人体中枢神经系统中，少突胶质细胞的突起包裹神经元的轴突，形成髓鞘（图1）。
（1）图1中的部位①~③中，能形成突触的是___。
（2）图1所示髓鞘形成过程中，少突胶质细胞发生了___（单选）。
A. 细胞凋亡B. 有丝分裂
C. 细胞分化D. 细胞生长
（3）根据图1中信息，下列对髓鞘物质组成的推测正确的是___（单选）。
A. 含有脂质B. 不含蛋白质
C. 含有纤维素D. 不含碳骨架
（4）根据图1中髓鞘的位置与形态，下列对髓鞘功能的推测正确的是___（多选）。
A. 促进神经元增殖
B. 阻断同一轴突上电信号的传导
C. 保护轴突
D. 减少相邻轴突间的电信号干扰
MS症是一种发生在中枢神经系统的疾病，关于该病发生机制的一种假说见图2。1～V表示发病过程各阶段。
（5）据图2，MS症发病阶段I中，参与免疫应答免疫细胞表面必须具有___（单选）。
A. 病原体B. 自身抗原受体
C. 溶菌酶D. 自身抗原抗体
（6）据图2，体内中枢神经系统细胞首次被攻击时，下列免疫细胞①~④中，在阶段IV参与免疫应答的是___;在阶段V能合成抗体的是___。与病情反复髓鞘损伤加重有关的免疫细胞是___（编号选填）。
①记忆B细胞
②记忆T细胞
③浆细胞
④细胞毒性T细胞（致敏T细胞）
（7）在反射弧五个环节中，MS症患者体内完成一次反射时，与健康者相比，其神经冲动传导异常的环节是___。
六、改造大肠杆菌（22分）
6. 精氨酸可以促进细胞生长因子的分泌，从而促进伤口愈合。其可通过微生物发酵大量生产。研究人员研究了大肠杆菌的精氨酸合成过程，并对菌株进行改造，获得了高产菌株。以下是该项研究的部分内容及结果。
【精氨酸合成机制研究】
精氨酸在大肠杆菌体内的合成过程如图1所示。在大肠杆菌细胞内，过多的精氨酸会抑制ArgA的活性。
（1）图1所示LysE转运精氨酸至胞外的方式属于___（单选）。
A. 自由扩散B. 协助扩散
C. 主动运输D. 胞吐
（2）据图1推测，下列蛋白质中，降低其表达量可提高精氨酸产量的是___（单选）。
A. ArgEB. ArgFC. ArgGD. ArgH
（3）将另一种细菌来源的ArgA引入大肠杆菌，发现该酶不受过量精氨酸抑制。这是因为该酶与大肠杆菌的ArgA相比___（单选）。
A. 催化类型不同B. 分子结构不同
C. 底物不同D. 最适温度不同
【筛选方法设计】
为提高目标菌株的筛选效率，研究人员构建了重组质粒，部分结构如图10。导入该重组质粒的大肠杆菌中，荧光蛋白表达量和精氨酸的量正相关。图2中启动子是RNA聚合酶结合的特定DNA序列，与转录起始有关。
（4）据图2解释，为何荧光蛋白的表达量可反映精氨酸的量：___。
【菌株的诱变和筛选】
将上述重组质粒导入大肠杆菌中，获取菌株A。对菌株A进行诱变，以筛选高产菌株，操作过程如图3，图中1～V是操作步骤。
（5）图3的步骤I～V中，须无菌操作的是___；须对菌株进行培养的是___。
（6）结合实验目的，下列关于培养基①~④的叙述正确的是___（多选）。
A. ②是选择培养基
B. ①~④的碳源的种类可以完全相同
C. ④是选择培养基
D. ①②的氮源及其比例可以与③④的不同
【高产机制分析】
研究人员对筛选到高产精氨酸菌株B进行基因测序，发现10个基因存在突变，将这10个突变基因分别替换菌株A中的相应基因，获得A1～A10菌株，并测定精氨酸产量，结果如图4所示。
（7）分析并阐述菌株A6的精氨酸产量介于A、B之间的原因：___。蓝翠雀花的指标
对照组
实验组（模拟增温）
第一朵花开放时间
一年中的第214天
一年中的第211天
平均花寿命（天）
13
10
平均蜜距长度（毫米）
25
21
总种子数目（粒）
99±5
90±2
种子发芽率（%）
80
70