【新高三摸底】2024届新高三-生物开学摸底考试卷（北京卷）

2024届新高三开学摸底考试卷【北京卷】生物·全解全析一、单项选择题1．下列哪组物质或结构的基本组成单位是相同的（    ）A．植物的纤维素和脂质B．动物的糖原和抗体C．人的胰岛素和性激素D．细菌的质粒和拟核DNA【答案】D【分析】生物大分子有多糖、蛋白质、核酸，对应的基本组成单位分别是单糖、氨基酸、核苷酸。【详解】A、植物的纤维素的基本组成单位是葡萄糖，脂质的种类有很多，但都不是多聚体，A错误；B、动物的糖原的基本组成单位是葡萄糖，抗体的化学本质是蛋白质基本组成单位是氨基酸，B错误；C、人的胰岛素的化学本质是蛋白质基本组成单位是氨基酸，性激素是小分子脂质，C错误；D、细菌的质粒和拟核DNA的化学本质均是DNA，基本组成单位都是脱氧核苷酸，D正确。故选D。2．某蛋白质从细胞质基质进入线粒体基质的基本步骤如下图所示。下列叙述正确的是（　　）A．靶向序列引导蛋白质定位到线粒体B．前体蛋白通过胞吞进入线粒体基质C．活化蛋白与前体蛋白氨基酸数目相同D．该蛋白由核基因和线粒体基因共同编码【答案】A【分析】线粒体是一种存在于真核细胞中的由两层膜包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所。线粒体包括外膜、内膜、嵴和基质，线粒体是半自主性细胞器，其中有少部分蛋白质由线粒体DNA指导合成，大部分蛋白质由核基因指导合成。【详解】A、由图可知，前体蛋白包含一段靶向序列，靶向序列与位于线粒体外膜上的受体结合后，引导该前体蛋白通过某种通道进入线粒体内，A正确；B、由图可知，前体蛋白通过贯穿线粒体内膜和外膜的某种通道进入线粒体内，不是胞吞方式，B错误；C、由图可知，该前体蛋白进入线粒体后，在蛋白酶的催化作用下分解为靶向序列和活化蛋白，因此活化蛋白的氨基酸数目少于前体蛋白，C错误；D、根据题干可知，该蛋白质由细胞质基质进入线粒体基质，说明其是在细胞质中的核糖体上合成的，因此是由核基因编码的，D错误。故选A。3．己糖激酶催化糖酵解（细胞呼吸第一阶段）的第一步反应（如下图）。水和葡萄糖均可进入己糖激酶的活性中心，但己糖激酶催化磷酸基团从ATP转移到葡萄糖分子的效率是转移给水分子的105倍。下列叙述错误的是（　　）A．糖酵解发生场所是细胞质基质B．糖酵解过程不消耗ATPC．已糖激酶具有专一性D．已糖激酶与葡萄糖结合后空间结构发生改变【答案】B【分析】结合细胞呼吸的过程分析题意：葡萄糖分解成丙酮酸的第一步反应在细胞质基质中完成，所以催化该步反应的己糖激酶分布在细胞质基质，而己糖激酶能够催化ATP水解并将磷酸基团转移到葡萄糖分子上，说明葡萄糖分解的第一步反应需要ATP水解供能。【详解】A、糖酵解即葡萄糖在酶的作用下转化生成丙酮酸的过程，发生的场所是细胞质基质，A正确；B、己糖激酶催化糖酵解，题干显示己糖激酶催化磷酸基团从ATP转移到葡萄糖分子的效率是转移给水分子的105倍，其中的磷酸基团来自ATP水解，可见糖酵解需要消耗ATP，B错误；C、酶具有高效性、专一性、作用条件比较温和等特点，故已糖激酶具有专一性，C正确；D、由图示可知，已糖激酶与葡萄糖结合后，空间结构发生了改变，D正确。故选B。4．用密闭的培养瓶培养等量的绿藻（单细胞藻类），将其置于4种不同温度下（t10，可求得n=9．6，D错误。故选C。5．鸭瘟病毒（DNA病毒）感染鸡胚成纤维细胞24h，用3H-尿嘧啶核苷标记10min后，电镜放射自显影结果如右图，银颗粒所在部位代表放射性同位素的标记部位。下列叙述错误的是（　　）A．推测宿主细胞的核仁依然保持转录功能B．合成的放射性物质通过核孔运至细胞质C．判断图中鸡胚成纤维细胞处于分裂中期D．该实验利用同位素标记法研究物质合成【答案】C【分析】尿嘧啶是RNA的特有碱基，由图可知，细胞核中分布着银颗粒，代表被3H-尿嘧啶核苷标记，说明其合成RNA，推测核仁还在继续转录。【详解】A、由图可知，细胞核中分布着银颗粒，代表被3H-尿嘧啶核苷标记，说明其合成RNA，推测核仁还在继续转录，A正确；B、合成的放射性物质RNA，通过核孔运至细胞质，B正确；C、图中还能观察到细胞核，说明其处于间期，C错误；D、该实验利用同位素标记法标记H元素，研究物质合成，D正确。故选C。6．在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团（如图所示）。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。下列有关叙述错误的是（    ）A．蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否甲基化有关B．DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合C．被甲基化的DNA片段中存储的遗传信息发生改变，从而使生物的性状发生改变D．如图所示，胞嘧啶和5′甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤（G）配对【答案】C【分析】DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶（dnmt）的催化作用下添加上甲基，虽然不改变DNA序列，但是导致相关基因转录沉默。DNA甲基化在细胞中普遍存在，对维持细胞的生长及代谢等是必需的。研究表明，工蜂大脑细胞中约600个基因被甲基化，而蜂王大脑细胞中的基因没有甲基化。如果某DNA片段被甲基化，那么包含该片段的基因功能就会被抑制。DNA的甲基化是由一种酶来控制的，如果让蜜蜂幼虫细胞中的这种酶失去作用，蜜蜂幼虫就会发育成蜂王，和喂它蜂王浆的效果是一样的。【详解】A、敲除DNMT3基因后，不能翻译DNMT3蛋白，DNA某些区域没有被甲基化，蜜蜂幼虫没有发育成工蜂，将发育成蜂王，因此，蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否甲基化有关，A正确；B、DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合，导致转录和翻译过程变化，使生物表现出不同的性状，B正确；C、从题目干中的图示可以看出，DNA甲基化并没有改变DNA内部的碱基排列顺序，未改变DNA片段的遗传信息，C错误；D、胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对，D正确。故选C。7．控制果蝇体色和翅型的基因均位于常染色体上，杂交实验结果如下图。下列分析错误的是（　　）A．长翅对短翅为显性B．体色和翅型的遗传均遵循基因分离定律C．F1灰身长翅果蝇产生了17%的重组配子D．F1灰身长翅自交后代性状分离比为9∶3∶3∶1【答案】D【分析】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。利用测交实验可验证某一个体的基因型， 由于隐性纯合子只产生隐性配子，其不影响后代的表现型，因此若后代只有一种表现型，说明该个体只产生一种配子，即亲本为纯合子，若后代为两种表现型且比例为1:1，说明亲本产生两种比例相等的配子，即亲本为杂合子。【详解】A、仅考虑翅型基因，亲本分别为纯合长翅和纯合短翅，F1只表现为长翅，说明长翅为显性性状，短翅为隐性性状，A正确；B、考虑体色基因，亲本分别为纯合灰身和纯合黑身，F1只表现为灰身，说明灰身为显性性状，黑身为隐性性状；假设A、a分别控制灰身和黑身，B、b分别控制长翅和短翅，已知两对基因均位于常染色体上，则母本基因型为AABB，父本基因型为aabb，F1基因型为AaBb，F1与纯合黑身短翅果蝇aabb测交，只考虑体色基因，后代灰身：黑身=（41.5%+8.5%）：（41.5%+8.5%）=1:1，说明体色基因遵循分离定律，只考虑翅型基因，后代长翅：短翅=（41.5%+8.5%）：（41.5%+8.5%）=1:1，说明翅型基因遵循分离定律，B正确；C、由以上分析可知，F1测交后代灰身：黑身=1:1，长翅：短翅=1:1，若这两对基因符合自由组合定律，则可用乘法法则计算其后代表现型比例应为灰身长翅：黑身长翅：灰身短翅：黑身短翅=1:1:1:1，与题图不符，说明这两对基因是位于一对同源染色体上的。由亲本基因型为AABB和aabb可知，F1中A与B基因位于一条染色体上，a与b位于一条染色体上，由于F1在减数第一次分裂前期发生了染色体互换，导致形成了重组配子Ab和aB，由于F1测交后代的表现型比例可以反应F1产生配子的比例，F1产生重组配子Ab和aB的比例之和=F1测交后代中灰身短翅个体（基因型为Aabb）和黑身长翅（基因型为aaBb）个体的比例之和=8.5%+8.5%=17%，C正确；D、由于体色和翅型基因是位于一对同源染色体上的，不符合自由组合定律，则F1（基因型为AaBb）自交后产生性状分离比不是9:3:3:1，9:3:3:1是符合自由组合定律的双杂合子（AaBb）自交获得的后代比例，D错误。故选D。8．二倍体栽培种芜菁、黑芥和花椰菜通过相互杂交和自然加倍可形成四倍体栽培种，关系如下图（图中A、B、C分别代表不同的染色体组，数字代表体细胞中的染色体数）。相关叙述错误的是（    ）A．骤然低温能够通过抑制纺锤体的形成引起染色体数自然加倍B．芜菁和黑芥形成芥菜的过程中发生了基因重组和染色体变异C．若油菜与黑芥进行杂交，产生的子代体细胞中含同源染色体D．若芥菜与花椰菜杂交，产生的子代体细胞中含3个染色体组，减数分裂中联会紊乱【答案】C【分析】人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理、用秋水仙素诱发等。其中，用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，是目前最常用且最有效的方法。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。【详解】A、低温可以抑制纺锤体的形成，导致细胞不能分裂，而使染色体数目加倍，故骤然低温能够通过抑制纺锤体的形成引起染色体自然加倍，A正确；B、芜菁和黑芥形成芥菜的过程中发生了减数分裂、受精作用、低温诱导，减数分裂过程发生基因重组，低温诱导过程发生了染色体数目变异，B正确；C、油菜染色体组为AACC，黑芥染色体组为BB，若油菜与黑芥杂交，产生的子代体细胞为ABC，不含同源染色体，C错误；D、芥菜AABB与花椰菜CC杂交，后代体细胞含3个染色体组ABC，减数分裂中无法正常联会，D正确。故选C。9．某种鱼生活在相邻但彼此隔离的2个池塘中。在捕食者多的池塘，鱼短时间快速的游动；在捕食者很少的池塘，鱼长时间连续的游动。进一步实验发现，雌鱼表现出对原种群雄鱼更强的交配偏好性。下列叙述错误的是（　　）A．两种群间鱼的运动能力差异受捕食者数量的影响B．雌鱼的交配偏好性不利于两种群的基因交流C．解除地理隔离后两种群的基因库差异可能逐渐减少D．雌鱼交配偏好性的出现说明已形成新的物种【答案】D【分析】现代生物进化理论的基本观点：①种群是生物进化的基本单位，②生物进化的实质在于种群基因频率的改变。③突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。③其中突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。【详解】A、在捕食者多的池塘，鱼短时间快速的游动；在捕食者很少的池塘，鱼长时间连续的游动，两种群间鱼的运动能力差异受捕食者数量的影响，A正确；B、雌鱼表现出对原种群雄鱼更强的交配偏好性，雌鱼的交配偏好性不利于两种群的基因交流，B正确；C、解除地理隔离后，两种群能够进行基因交流，两个种群的基因库差异可能逐渐减少，C正确；D、雌鱼交配偏好性的出现并不能说明已形成新的物种，新物种产生的标志是产生了生殖隔离，D错误。故选D。10．图为神经肌肉接头结构模式图，下列与之相关的说法中不正确的是（    ）A．①是神经元的轴突末梢，神经冲动只能由①传向肌肉B．②能与突触前膜融合通过胞吐的方式释放神经递质C．③是肌肉细胞膜，神经递质与受体结合后进入细胞D．④是能为神经元之间的信息传递提供能量的细胞器【答案】C【分析】分析题图可知，①为神经元的轴突末梢，②为包裹着神经递质的突触小泡，③为肌肉细胞膜，④为线粒体。【详解】A、神经肌肉接头可看作是突触结构，则①为神经元的轴突末梢，其具有的膜可看做是突触前膜，③为肌肉细胞膜，其可以看做是突触后膜，兴奋只能由突触前膜①传向突触后膜即肌肉细胞膜，A正确；B、由图可知，②为包裹着神经递质的突触小泡，其通过与突触前膜融合以胞吐的方式释放神经递质，B正确；C、由上面分析可知，③为肌肉细胞膜，神经递质与肌肉细胞膜上受体结合后，相应离子通道打开，离子内流，但是神经递质并不进入细胞，C错误；D、由图中④的结构图可知，其含有双层膜，且内膜向内凹陷形成嵴，因此可推知④是线粒体，线粒体是有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸产生大量ATP，因此线粒体可以为神经元之间的信息传递提供能量，D正确。故选C。11．颐和园乐寿堂前盛开的玉兰是游客们不能错过的美景，从1963年至今，科研人员认真记录了这几棵玉兰从发芽、开花直至凋落的准确时间，经数据分析发现，随着气候变暖，玉兰的花期在相应提前，原本在4月初才绽放的花苞，在3月20日左右就已经绽放。下列叙述错误的是（    ）A．植物所有的生理活动都是在一定的温度范围内进行B．温度可以作为一种信号，参与调控植物的生长发育C．温度可通过影响玉兰细胞中激素的含量而影响花期D．玉兰树对环境温度不敏感导致其开花时间不断改变【答案】D【分析】植物所有的生理活动都是在一定的温度范围内进行，温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育，此外植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。【详解】A、温度通过影响植物体内的酶活性来影响植物的各项生理活动，因此需要在一定温度范围内进行，A正确；B、温度作为重要的环境因子参与植物的生长发育的调控，B正确；C、由题干可知，随着气候变暖，玉兰花期提前，植物开花受多种激素影响，因此可推知，温度可通过影响玉兰细胞中激素的含量而影响花期，C正确；D、玉兰树对环境温度敏感，因此在气候变暖后，其开花时间提前，D错误。故选D。12．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。13．下图为某海洋生态系统能量流动图（单位：t·km-2·a-1）。下列分析不正确的是（　　）注：碎屑是指水体中植物的残枝败叶、动物遗体及其粪便。A．图中X的值应为578.1B．第三营养级向第四营养级的能量传递效率约为11.54%C．能量在沿食物链流动过程中逐级递减D．该生态系统不需要从系统外获得能量以维持其稳定【答案】D【分析】生态系统中各营养级的能量去向为：呼吸作用消耗，流入下一营养级，流向分解者，未被利用；生态系统各营养级之间的能量传递效率为：下一营养级同化量÷上一营养级同化量×100%。【详解】A、根据能量守恒定律可知，图中X的值应为554.1+342.2-100.5-217.7=578.1，A正确；B、第三营养级的同化量为100.5，第四营养级的同化量为11.6，其能量传递效率约为11.6÷100.5=11.54%，B正确；C、能量流动是沿食物链进行的，流动过程中表现为单向流动、逐级递减的特点，C正确；D、生态系统中能量流动表现为单向流动、逐级递减的特征，据此可知，若要让该生态系统维持相对稳定，则需要从系统外获得能量，D错误。故选D。14．我国科研人员利用大鼠、小鼠两个远亲物种培养出世界首例异种杂合二倍体胚胎干细胞（AdESCs），过程如图所示。该细胞可分化成各种杂种体细胞，为研究不同物种性状差异的分子机制提供了模型。下列相关叙述错误的是（　　）A．单倍体囊胚1最可能由小鼠的卵细胞经体外诱导培养获得B．体外培养AdESCs需向培养液中添加动物血清等天然成分C．该项技术突破了物种界限，获得了哺乳动物远亲物种的杂种细胞D．AdESCs的染色体组数与大鼠-小鼠体细胞融合的杂种细胞的相同【答案】D【分析】分析题图：小鼠的卵细胞体外培养到囊胚时期，取内细胞团细胞培养成孤雌单倍体胚胎干细胞，取大鼠的精子体外培养到囊胚时期，取内细胞团细胞培养成孤雄单倍体胚胎干细胞，两种胚胎融合成异种杂合二倍体胚胎干细胞（AdESCs)。【详解】A、由单倍体囊胚1可获得孤雌单倍体胚胎干细胞，因此单倍体囊胚1最可能由小鼠的卵细胞经体外诱导培养获得，A正确；B、血清等天然成分与细胞在体内需要的成分接近，含丰富的营养物质及各种生长因子等，因此体外培养AdESCs需向培养液中添加动物血清等天然成分，B正确；C、由于物种间存在生殖隔离，因此自然情况下，哺乳动物远亲物种间的配子往往无法完成受精作用，或者即便能完成也不能继续发育成个体，该项技术突破了物种界限，获得了哺乳动物远亲物种的杂种细胞，C正确；D、该AdESCs是杂合二倍体胚胎干细胞，故含有2个染色体组，但小鼠-大鼠杂种细胞由体细胞融合产生，通常含有4个染色体组，因此两者染色体组数不同，D错误。故选D。15．镰刀形细胞贫血症是一种单基因遗传病，由正常血红蛋白基因 (HbA)  突变为镰刀形 细胞贫血症基因 (Hbs)  引起， HbA 和 Hbs 的某片段如图甲。对胎儿基因检测的主要原理是： Mst Ⅱ限制酶处理扩增后的 DNA;  加热使酶切片段解旋，用荧光标记的 CTGACTCCT序列与其杂交；凝胶电泳分离。图乙是凝胶电泳后荧光出现的三种可能性下列叙述错误的是（    ）A．提取胎儿DNA 样品后，扩增DNA  需要添加特定的引物B．用 MstⅡI限制酶处理DNA 不充分，可能把正常人误判为携带者C．荧光标记序列越长，图乙-c 中两个DNA 条带间的距离越大D．若某胎儿检测结果为图乙-b， 则该胎儿为镰刀形细胞贫血症患者【答案】C【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。【详解】A、引物的作用是作为DNA复制开始时DNA聚合酶的结合位点，在细胞外的条件下，只有通过引物，DNA才可以开始进行复制，因此提取胎儿DNA 样品后，扩增DNA需要添加特定的引物，A正确；B、据图可知，正常血红蛋白基因 (HbA) 中含有MstⅡI限制酶的酶切位点，而贫血症基因 (Hbs) 中没有，用 MstⅡI限制酶处理DNA 不充分，正常血红蛋白基因 (HbA) 中中间位置可能没有被切割，结果可能与贫血症基因 (Hbs) 结果一样，因此可能把正常人误判为携带者，B正确；C、凝胶电泳中，DNA分子量越大跑得越慢，因此图乙-c 中两个DNA 条带间的距离与切割后DNA分子量的大小有关，与荧光标记序列长短无关，C错误；D、据图可知，出现图乙-aDNA条带表示含有正常血红蛋白基因 (HbA)   ，出现图乙-bDNA条带表示含有贫血症基因 (Hbs)  ，出现图乙-cDNA条带表示含有贫血症基因 (Hbs)  和正常血红蛋白基因 (HbA)  ，因此若某胎儿检测结果为图乙-b， 则该胎儿为镰刀形细胞贫血症患者，D正确。故选C。二、非选择题16．为研究捕食者对被捕食者的影响，科研人员进行实验。(1)滨蟹在海岸潮间带中是玉黍螺的捕食者，玉黍螺取食墨角藻（一种海藻）。滨蟹和玉黍螺均为生态系统成分中的_____。它们构成的食物链是生态系统______功能实现的渠道。(2)科研人员制作了四个培养箱（水流可通过），每个培养箱内放置两块平板，平板上长有墨角藻供玉黍螺取食。四个培养箱分别如下图进行处理，若干天后计数并统计平板上墨角藻的存留率。①本实验中d组的作用是排除_______对实验结果产生的影响。②本实验用带孔不透明的隔板隔开滨蟹和玉黍螺，防止滨蟹直接捕食玉黍螺，但滨蟹传递的_______信息能对玉黍螺取食墨角藻产生影响。(3)上述实验统计得到的墨角藻存留率如图2．依据实验结果可得出的结论是________。【答案】(1) 消费者 物质循环和能量流动(2) 环境因素引起的墨角藻生长或死亡 化学(3)滨蟹传递的化学信息明显抑制玉黍螺取食墨角藻，且对小玉黍螺取食的影响更大【分析】生态系统的组成包括非生物部分和生物部分，非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤等；生物部分包括生产者、消费者、分解者。生产者主要指绿色植物，能够通过光合作用制造有机物，为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量；消费者主要指各种动物，促进生物圈中的物质循环；分解者是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物，它们能将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境。【详解】（1）结合题意可知，滨蟹和玉黍螺均为生态系统成分中的消费者。它们构成的食物链是生态系统物质循环和能量流动的渠道，即物质循环和能量流动的渠道是食物链和食物网。（2）①本实验中d组的作用是作为对照，目的是排除环境因素引起的墨角藻生长或死亡对实验结果产生的影响，从而确定捕食者的存在对墨角藻影响效果。②本实验用带孔不透明的隔板隔开滨蟹和玉黍螺，防止滨蟹直接捕食玉黍螺，但滨蟹传递的化学信息能对玉黍螺造成影响，进而影响玉黍螺对墨角藻的取食。（3）实验结果显示，在滨蟹存在的情况下，玉黍螺受到捕食者的影响，减少了对墨角藻的取食，而在无滨蟹存在的情况下，小玉黍螺的取食量高于大玉黍螺的取食量，由此得出的结论可表述为滨蟹传递的化学信息能明显抑制玉黍螺取食墨角藻，且对小玉黍螺取食的影响更大。17．研究发现低温可以影响肿瘤的生长，为了阐明相关机制科研人员对此展开研究。(1)多数肿瘤细胞即使在氧气充足的条件下也会优先进行无氧呼吸将葡萄糖转化为______，此特性使癌细胞对葡萄糖的需求______正常细胞，但提高了癌细胞在恶劣条件下的适应性。(2)棕色脂肪组织(BAT)是哺乳动物中重要的产热组织，在寒冷环境中可以迅速代谢葡萄糖等物质产生热量维持体温。研究者将移植了肿瘤的小鼠(荷瘤小鼠)在30℃和4℃条件下饲养，注射荧光标记的葡萄糖，检测BAT和肿瘤细胞中的荧光强度，结果如图1，推测BAT、肿瘤细胞和葡萄糖三者的关系_________。(3)为了进一步验证上述推测，用手术法对荷瘤小鼠进行了相关实验研究，请完成下列实验设计。若实验结果中________组肿瘤的体积最小，则支持上述推测。(4)研究者进一步测定了荷瘤小鼠肿瘤细胞的GLUT(葡萄糖转运载体)的表达量，结果如图2。综上所述，低温影响肿瘤生长的机制为_______。【答案】(1) 乳酸 高于(2)低温条件下BAT与肿瘤细胞竞争性利用葡萄糖(3) 去除棕色脂肪组织（BAT） 乙(4)低温激活BAT，增强与肿瘤细胞对葡萄糖的竞争，同时降低肿瘤细胞膜上GLUT的数量，使得肿瘤细胞葡萄糖的摄入量下降，进而抑制肿瘤生长【分析】分析题意：低温可以影响肿瘤的生长，结合实验结果分析可推测低温下，肿瘤细胞获得的葡萄糖的含量下降，呼吸速率下降，肿瘤生长受到抑制。【详解】（1）动物细胞无氧呼吸消耗葡萄糖，产生乳酸，同时释放少量能量。在消耗同等质量葡萄糖的前提下，有氧呼吸释放的能量多于无氧呼吸，故多数肿瘤细胞即使在氧气充足的条件下也会优先进行无氧呼吸的这一特性使癌细胞对葡萄糖的需求高于正常细胞。（2）在30℃条件下，与BAT相比，肿瘤细胞荧光强度较强，说明在常温下，肿瘤细胞获取更多的葡萄糖用于细胞代谢，而4℃条件下肿瘤细胞荧光强度降低，说明低温下BAT获得更多的葡萄糖，由此可推测低温条件下BAT与肿瘤细胞竞争性利用葡萄糖，减少肿瘤细胞的葡萄糖，降低其无氧呼吸强度，从而抑制肿瘤生长。（3）结合单一变量原则和对照原则可知，图中甲组和乙组进行了假行手术，则丙组和丁组的处理应为：去除棕色脂肪组织（BAT）。若低温条件下BAT与肿瘤细胞竞争性利用葡萄糖，则丙组和丁组缺少BAT，肿瘤体积较大，而乙组含有BAT，且处于低温条件下，乙组的肿瘤的体积最小。（4）GLUT为葡萄糖转运载体，能将葡萄糖运入肿瘤细胞，由图2可知，与30℃条件下相比，4℃条件下肿瘤细胞的GLUT表达量明显偏低，综上所述，低温激活BAT，增强与肿瘤细胞对葡萄糖的竞争，同时降低肿瘤细胞膜上GLUT的数量，使得肿瘤细胞葡萄糖的摄入量下降，降低肿瘤细胞无氧呼吸强度，使能量供应不足，进而抑制肿瘤生长。18．阅读以下材料，回答（1）～（5）题。破解叶绿体“守门人”之谜叶绿体是绿色植物和藻类等真核生物的“养料制造车间”和“能量转换站”。其自身编码100多种蛋白，而多达2000到3000种叶绿体蛋白由核基因编码，在细胞质中翻译成为前体蛋白，再运输到叶绿体中。叶绿体到底是怎样精确识别这些蛋白的呢？叶绿体的外膜和内膜上分别存在转运因子TOC和TIC，它们联合形成一个超级复合体TOC-TIC，是核基因编码的前体蛋白穿过叶绿体膜的重要“守门人”。大部分转运入叶绿体的前体蛋白N端都含有一段可以剪切的信号序列称为转运肽，在分子伴侣蛋白的帮助下，通过转运肽与叶绿体外膜受体蛋白识别。第一阶段，前体蛋白与叶绿体外膜上TOC复合体的受体相互作用。第二阶段，前体蛋白进一步插入TOC复合体，甚至与TIC复合体接触，此阶段的特点是前体蛋白穿过TOC复合体，与TIC复合体相结合形成转运中间体，即TOC-TIC超级复合体。最后阶段，前体蛋白完全跨过叶绿体内膜插入到基质中，转运肽被转运肽基质加工酶SPP移除。2022年，我国科学家首次纯化并解析了TOC-TIC超级复合体的完整清晰结构，看到了“守门人”的样子，揭开了叶绿体前体蛋白转运之谜。实验采取两种不同策略纯化出来的蛋白质组分完全一致，解析出来的电镜结构也高度一致。解析结果显示，克莱因衣藻叶绿体上的TOC-TIC超级复合体一共包含14个组分，其中8个为之前已报道的组分，6个为功能未知的新组分。此研究用纯化并解析结构这个“终极手段”解决了光合生物叶绿体生物学的一个核心问题，为增进理解和认识藻类、植物叶绿体如何发展进化迈出了一大步。(1)绿色植物和藻类等生物通过叶绿体，利用光能，将_______转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程，称作_______。(2)根据材料可知，叶绿体前体蛋白转运入叶绿体的过程_______（“需要”、“不需要”）消耗能量。(3)从文中可知，转运肽在叶绿体前体蛋白转运入叶绿体中发挥的作用是____________________。(4)对文中TOC-TIC超级复合体及对其结构解析的理解，正确的有_______。A．叶绿体膜上的“守门人”由TOC和TIC两个部分组成超级复合体B．纯化TOC-TIC超级复合体的实验过程不能破坏其结构C．TOC-TIC超级复合体对叶绿体的生成以及稳态至关重要D．叶绿体合成的淀粉可通过TOC-TIC超级复合体进入细胞质基质E．核基因编码的叶绿体蛋白在叶绿体内成熟(5)在解析出TOC-TIC超级复合体清晰结构的基础上，提出可进一步研究的问题_______。【答案】(1) 二氧化碳和水 光合作用(2)需要(3)转运肽将前体蛋白定位到叶绿体并进一步穿过叶绿体膜。（叶绿体前体蛋白质通过转运肽与叶绿体膜上受体蛋白特异性识别，引导叶绿体蛋白穿过叶绿体双层膜进入叶绿体。）(4)ABCE(5)叶绿体中前体蛋白转运机制研究 、改造TOC-TIC复合物提高转运效率、能否让TOC-TIC复合体为其他蛋白放行、能否以TOC-TIC复合体为模板人造出不同功能的“守门人”等【分析】指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 实质是合成有机物，释放能量。 【详解】（1）绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程，这个过程称为光合作用。（2）由图片可知，叶绿体前体蛋白转运入叶绿体的过程中最后阶段，前体蛋白完全跨过叶绿体内膜插入到基质中，需要ATP的参与，需要消耗能量。（3）由材料可知，转运肽与叶绿体外膜受体蛋白识别，第一阶段，前体蛋白与叶绿体外膜上TOC复合体的受体相互作用。第二阶段，前体蛋白进一步插入TOC复合体，甚至与TIC复合体接触，最后阶段，前体蛋白完全跨过叶绿体内膜插入到基质中，转运肽被转运肽基质加工酶SPP移除。因此作用可以总结为转运肽将前体蛋白定位到叶绿体并进一步穿过叶绿体膜。（4）A、材料可知叶绿体的外膜和内膜上分别存在转运因子TOC和TIC，它们联合形成一个超级复合体TOC-TIC，是核基因编码的前体蛋白穿过叶绿体膜的重要“守门人”，A正确；B、结构完整才可以发挥作用，B正确；C：叶绿体自身编码100多种蛋白，而多达2000到3000种叶绿体蛋白由核基因编码，TOC-TIC超级复合体有利于前体蛋白进入叶绿体，因此对叶绿体的生成以及稳态至关重要，C正确；D：根据材料推测不出淀粉出叶绿体的方式和途径，D错误；E、最后阶段，前体蛋白完全跨过叶绿体内膜插入到基质中，转运肽被转运肽基质加工酶SPP移除，最后形成成熟的蛋白质，E正确。故选ABCE。（5）在解析出TOC-TIC超级复合体清晰结构的基础上，提出可进一步研究的问题有叶绿体中前体蛋白转运机制研究 、改造TOC-TIC复合物提高转运效率、能否让TOC-TIC复合体为其他蛋白放行、能否以TOC-TIC复合体为模板人造出不同功能的“守门人”等19．植物在受到机械损伤或病虫侵害时，会表达一种防御蛋白——蛋白P。为研究一种新的植物激素茉莉酸对蛋白P基因表达的影响，科研人员用番茄植株进行实验。(1)茉莉酸是在植物生命活动中传递________，有显著调节作用的微量有机物。(2)科研人员设计了下图所示装置，将番茄叶片C1和J1置于封口的玻璃瓶中，其内分别放置含清水或含茉莉酸(具有挥发性)的海编，叶片M紧贴在玻璃瓶的封口外。4小时后，测定各叶片中蛋白P的mRNA量，结果如下表。①本实验中，C1叶片的结果排除了________(写出两点)的影响。②本实验中，M叶片的结果说明，J2叶片蛋白P的mRNA量变化不是由________引起的。③本实验可以得出的两个结论有________。(3)依据上述实验结果，请提出一个清晰的、解释J2叶片数据的科学假设:________。(4)其他研究结果表明，模拟叶片机械损伤可以诱导蛋白P的表达和脱落酸(ABA)含量增加。科研人员推测，叶片受到机械损伤后内源茉莉酸增加，诱导ABA合成增加，ABA进而促进蛋白P的表达。为验证上述推测，需要在上述已知事实的基础上，进一步补充下列实验中的________(选填下列字母)，以完善证据链。a.给叶片单独施加ABA，检测蛋白P含量b.给叶片同时施加ABA和茉莉酸，检测蛋白P含量c.机械损伤叶片后，检测损伤叶片的茉莉酸含量d.给叶片单独施加茉莉酸，检测ABA含量【答案】(1)信息(2) 玻璃瓶封口、海绵以及叶片自身因素对实验结果 茉莉酸直接扩散到玻璃瓶外 茉莉酸可促进蛋白P基因转录增强；茉莉酸通过J1叶片引起J2叶片蛋白P基因转录增强(3)J1叶片中转录的蛋白P的mRNA运输至J2叶片(或茉莉酸通过J1叶片运输到J2叶片，引起蛋白P基因转录增强或J1叶片通过其他信号分子引起J2叶片蛋白P基因转录增强)(4)a、c、d【分析】结合题图可知，C1和J1的自变量是否有茉莉酸，M和J2的自变量是否和J1位于同一植株，因变量是蛋白P的mRNA含量。J1和J2中mRNA含量最高。【详解】（1）植物激素是对植物生长发育有显著调节作用的微量有机物，可以在生命活动中传递信息。（2）①C1叶片作为对照组，J1作为实验组用玻璃瓶罩住，并且含有海绵，所以C1叶片的结果排除了玻璃瓶封口、海绵以及叶片自身因素对实验结果的影响。②由于茉莉酸具有挥发性，而M叶片和J2叶片蛋白P的mRNA量是不一样的，说明这种变化不是由茉莉酸直接扩散到玻璃瓶外引起的。③通过J1和C1比较，说明茉莉酸可促进蛋白P基因转录增强，通过J2（和J1位于同一植株）和M（不在同一植株）的比较说明茉莉酸通过J1叶片引起J2叶片蛋白P基因转录增强。（3）J2和J1位于同一植株，并且二者蛋白P的mRNA含量比较高，推测可能是茉莉酸通过J1叶片运输到J2叶片，促进蛋白P基因转录增强，使mRNA增多，或者J1叶片中转录的蛋白P的mRNA运输至J2叶片。（4）根据题干信息，叶片受到机械损伤后内源苿莉酸增加，诱导ABA合成增加，ABA进而促进蛋白P的表达，所以可以通过施加ABA，检测蛋白P含量，或者机械损伤叶片后，检测损伤叶片的茉莉酸含量或给叶片单独施加茉莉酸，检测ABA含量来完善证据链。而同时施加ABA和茉莉酸不能判断蛋白P增加的直接原因是ABA还是茉莉酸。故选a、c、d。20．研究者改造与肠道共生的大肠杆菌，口服该工程菌后激活机体特异性免疫，实现肿瘤的预防和治疗。(1)部分肠道细菌能够分泌外膜囊泡（OMV），如图1．OMV能穿越肠道上皮屏障活化肠黏膜内丰富的免疫细胞。细菌溶素A（ClyA）是外膜囊泡上含量较高的特异蛋白。研究者利用含图2所示元件的表达载体转化大肠杆菌制备工程菌，ClyA基因的作用是_____；Fc表达产物能够与树突状细胞表面的特异性受体结合，提高树突状细胞_____OMV的能力。(2)为研究上述工程菌在人为可控条件下引发特异性免疫反应的效果，研究者用健康小鼠进行如下实验：注：“+”、“-”代表是否饮用；口服工程菌12小时后其在肠道内存在数量较多。①第4、5组的操作是_____。图3结果说明工程菌在人为可控条件下引发特异性免疫反应，理由是_____。②为进一步验证上述结论，研究者进行如下实验：先加入_____（填选项前字母）保温后漂洗，再加入_____（填选项前字母）保温后漂洗，检测荧光细胞的数目，若第5组_____为最大值，则上述结论成立。A．带有红色荧光标记的OVA抗原肽复合物B．带有绿色荧光标记的细胞毒性T细胞特异性抗体C．第1-5组小鼠脾脏细胞③肿瘤患者术后极易复发，研究者重复上表实验，并在第3次口服工程菌后第50天给小鼠注射黑色素瘤细胞。目的是_____。(3)该工程菌的研发为不同肿瘤的精准治疗和预防提供了可能。依据本研究，设计针对肺癌治疗的工程菌表达载体元件：_____。【答案】(1) 表达ClyA，使OVA和Fc定位至OMV表面 识别、摄取(2) 第4组:ClyA-OVA-Fc和-第5组:ClyA-OVA-Fc和 + 第3、5组含有OVA，在人为控制口服阿拉伯糖后产生OMV，激活特异性免疫，对肿瘤细胞的杀伤率较高;1、2组缺乏OVA，第4组无阿拉伯糖诱导，杀伤率均低 AC B 同时被红色和绿色荧光标记的细胞数目占比 研究该口服工程菌是否能够诱发长期免疫记忆，从而抑制肿瘤复发(3)将元件中的OVA替换为肺癌细胞特异性表达的抗原基因【分析】树突状细胞为抗原呈递细胞，可识别、摄取和传递抗原信息。【详解】（1）细菌溶素A（ClyA）是外膜囊泡上含量较高的特异蛋白，而OMV能穿越肠道上皮屏障活化肠黏膜内丰富的免疫细胞。所以，ClyA基因的作用为表达出细菌溶素A（ClyA），使OVA和Fc定位至OMV表面，进而融合基因可以被免疫细胞识别。Fc表达产物能够与树突状细胞表面的特异性受体结合，进而提高树突状细胞识别、摄取和传递抗原信息的能力。（2）①根据表格和柱状图可知，服用的工程菌采用“加法原理”，逐渐增加部件，且第4组和第5组工程菌都是完整的，即第4组:ClyA-OVA-Fc第5组:ClyA-OVA-Fc，但是第4组饮用含阿拉伯糖的水，进而激活融合基因的表达；第5组不饮用含阿拉伯糖的水，不能激活融合基因的表达。所以，第3、5组含有OVA，在人为控制口服阿拉伯糖后产生OMV，激活特异性免疫，对肿瘤细胞的杀伤率较高；1、2组缺乏OVA，第4组无阿拉伯糖诱导，杀伤率均低。②小鼠脾脏细胞具有免疫细胞，可在抗原刺激下引起特异性免疫。带有红色荧光标记的OVA抗原肽复合物可引起小鼠脾脏细胞发生特异性免疫，故先加入第1-5组小鼠脾脏细胞和带有红色荧光标记的OVA抗原肽复合物进行保温，判断特异性免疫的强度，故选AC。再加入带有绿色荧光标记的细胞毒性T细胞特异性抗体，目的是检测OVA抗原肽复合物是否能够产生特异性细胞毒性T细胞。故选B。若第5组同时被红色和绿色荧光标记的细胞数目占比越多，说明工程菌在人为可控条件下引发特异性免疫反应，结论成立。③肿瘤患者术后极易复发，说明特异性免疫功能减弱。所以，可多次注射黑色素瘤细胞，进而研究该口服工程菌是否能够诱发长期免疫记忆，从而抑制肿瘤复发。（3）本实验中融合基因里面有OVA（黑色素瘤细胞特异性抗原），所以只需将OVA替换为肺癌细胞特异性抗原即可。即将元件中的OVA替换为肺癌细胞特异性表达的抗原基因。21．杂交种在产量等方面常优于双亲，玉米生产主要依靠种植杂交种满足人们的需求。(1)玉米是雌雄同株的植物，需要进行繁琐的________处理，才能获得杂交种。研究者通过人工选育玉米雄性不育系，以简化制种程序，但由于其无法通过________继续保持雄性不育性状，需与携带雄性不育基因的可育品系（保持系）进行杂交，以获得雄性不育系，但该操作方法相对复杂。(2)为获得更优的保持系以简化上述制种方法，研究者设计了基因编辑器，实现对M基因（玉米内源雄性育性基因）定点编辑。同时构建了表达载体G（图1），ZMAA是玉米_______（花粉/子房）特异性启动子驱动的淀粉酶基因，可阻断能量代谢，进而导致雄性不育。MC只能通过________配子传递给子代，原因是______。(3)将基因编辑器与表达载体G共转化至玉米未成熟胚中，通过筛选基因组成为________（填选项）的植株作为保持系，并通过自交仅获得雄性不育系以及保持系。A．MmG+G-        B．mmG+G-        C．mmG+G+        D．MmG+G-（G+表示具有MC、ZMAA、DsRed基因，G-表示不具有上述三种基因）请用遗传图解描述制种过程。______(4)研究者通过观察_________以分拣雄性不育系和保持系种子，雄性不育系种子用于杂交种制种生产，保持系种子用于下一年生产所需保持系和不育系的繁殖，如此反复，形成高效的杂交种制种生产技术。【答案】(1) 去雄和人工授粉 自交(2) 花粉 雌 MC与ZMAA连锁，具有ZMAA的花粉不育(3) B (4)有无红色荧光【分析】基因编辑技术是指通过核酸酶对靶基因进行定点改造，实现特定DNA的定点敲除、散入以及突变等，最终下调或上调基因的表达，以使细胞获得新表型的一种新型技术。【详解】（1）人工授粉操作是：去雄、套袋、人工授粉、套袋；为了简化操作（不用去雄），设计选育雄性不育系，但因为雄性不育，无法自交维持后代雄性不育性状。（2）图1中将MC与ZMCC连锁，通过抑制花粉淀粉酶基因表达的方式，阻断能量代谢来控制雄性不育性状；由于MC与ZMAA连锁，而具有ZMAA的花粉不育，因此携带MC基因的雄配子不育，只能通过雌配子传递给子代。（3）作为保持系的植株需要能够产生后代（雌雄均可育），且能够产生雄性不育（雄性可育）的纯合品系，因此保持系为雌性可育纯合，但雄性可育杂合子：mmG+G- ，故选B。mmG+G-自交发生性状分离，遗传图解如下：（4）表达载体G中有红色荧光蛋白标记基因，雄性不育基因与其绑定，雄性不育个体无红色荧光，保持系【点睛】本题考查基因编辑技术、基因工程和分离定律的相关知识，考查学生根据材料信息、结合所学原理，解决实际问题的能力。12345678910D ABC CCDCDC1112131415DBDDC分组实验处理培养温度观察指标甲组假性手术30℃肿瘤的体积乙组4℃丙组_____30℃丁组4℃叶片蛋白P的mRNA量C16±4C27±3M7±3J1223±7J2172±4组别第0、3、8天口服工程菌每次服用工程菌12小时后，饮用含阿拉伯糖的水结果检测第1组空载体+第12天，每组随机取5只小鼠等量的脾脏细胞与黑色素瘤细胞共培养，检测杀伤率，结果如图3．第2组ClyA-Fc+第3组ClyA-OVA+第4组第5组