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【期中真题】上海交通大学附中2022-2023学年高二上学期期中生物试题.zip
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上海交通大学附属中学2022-2023学年度第一学期
高二生物期中试卷
1. 回答有关细胞的分子组成、结构和物质交换相关问题：
嫦娥五号顺利从月球带回1731克月壤。科学家证明嫦娥五号月壤样品含有微量的水，这些水必须要在高温加热条件下才能提取到，折算后每吨月壤中至少含有170克的水（不到地球沙漠含水量的1/10）。
（1）根据材料推测月壤中的水以__________（自由水/结合水）形式存在。
（2）科学家在探索外星生命的过程中，首要目标之一是寻找水，根据已有知识回答，水在生命活动中的作用有___________。
①维持蛋白质等分子的结构和活性
②水直接作为反应物参与某些细胞代谢
③由于水的比热容大，使得其具有调节温度的作用
④水是极性分子，可作为良好的溶剂，是生物体内物质运输的主要介质
2022年5月12日发表了美国科学家用阿波罗登月任务中收集的月壤进行模式植物拟南芥栽培的研究。由于仅获得三个不同的月壤样本各4克，研究团队在48孔板上进行栽培，共4块板进行平行重复，其中一块板的结果如图1所示。
注：JSC1A为地球火山灰对照，A11、A12、A17分别为阿波罗11号、12号、17号月壤样品
（3）科学家用月壤并辅助以充分的培养条件成功栽培出了植物，下列与之相关的描述不正确的是___________。
A. 培养之前的假设是：在充分的培养条件下可以用月壤栽培出植物
B. 充分的培养条件包括充足的水分、光照和温度等
C. 选择火山灰而不是土壤作为对照，因为火山灰的成分和结构与月壤更加接近
D. 栽培出的植物体干重的增加量等于月壤干重的减少量
（4）实验过程中，需要控制相同的无关变量有___________。
A. 每个小孔中火山灰和月壤的用量
B. 每个小孔中补充水分的量
C. 每个小孔中植物的数量
D. 植物叶片的大小和数量
研究发现与地球火山灰中相比，拟南芥植株在月壤样本中的生长速度有差异，并表现出更多应激反应，如表所示。
月壤和火山灰成分差异、年龄及栽培结果比较
阿波罗11
阿波罗12
阿波罗17
火山灰对照
钛氧化物（质量%）
7.8
3.6
5.09
1.48
铁氧化物（质量%）
15.8
15.4
12.4
9.81
月壤年龄
最长
其次
最短
-
最大植株叶冠长度（mm）
6.911
12.854
14.884
21.470
与对照表达显著差异基因个数*
465
265
113
-
注：*与对照基因表达共同具有显著差异的基因有42个，主要是盐分、金属等应激基因
（5）结合图1和表数据分析，下列分析合理的是____________。
A. 在充分培养条件下，植物能够在月壤中生长，但没有在火山灰中生长得好
B. 植物在不同月壤中的生长状态不同，与月壤年龄可能有一定关系
C. 植物在月壤中生长越好，与火山灰中基因表达差异越大
D. 植物在月壤中生长受到的主要威胁可能来自于过多的盐分和金属
科学家针对植物的应激反应开展了相关研究。在盐胁迫环境下，拟南芥细胞质中积累的Na+会抑制胞质酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na+浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图2所示。
（6）盐胁迫条件下，Na+通过载体蛋白A运出细胞的方式是主动运输，其能量来源是__________。主动运输方式对于细胞的意义是___________。
（7）据图2分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na+毒害的“策略”有___________。
【答案】（1）结合水 （2）②③④ （3）D （4）ABCD （5）ABD
（6） ①. H+ 浓度差形成的势能 ②. 通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
（7）使Na+进入液泡##使Na+排出细胞
【解析】
【分析】1、水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水；一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合水。
2、水在生命活动中的作用有：结合水是细胞结构的重要组成部分；自由水是细胞内良好的溶剂；由于水分子的极性，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外；细胞内的许多生物化学反应也都需要谁的参与；由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
3、主动运输需要细胞呼吸提供能量；主动运输方式对于细胞的意义是通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
4、对照实验需要遵循单一变量原则、等量原则、对照原则等。
【小问1详解】
科学家证明嫦娥五号月壤样品含有微量的水，因这些水必须要在高温加热条件下才能提取到，所以推测月壤中的水以结合水形式存在。
【小问2详解】
由于水分子的极性，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外，同时自由水是细胞内良好的溶剂；细胞内的许多生物化学反应也都需要谁的参与；由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要，因此水在生命活动中的作用有②③④。
【小问3详解】
A、科学家用月壤并辅助以充分的培养条件成功栽培出了植物，则可知与之相关的描述正确的是培养之前的假设是在充分的培养条件下可以用月壤栽培出植物，A正确；
B、充分的培养条件包括充足的水分、光照和温度等，B正确；
C、选择火山灰而不是土壤作为对照，因为火山灰的成分和结构与月壤更加接近，C正确；
D、栽培出的植物体干重的增加量等于植物光合作用合成有机物的量与呼吸作用消耗有机物的量的差值即光合作用的积累量，而非月壤干重的减少量，D错误。
故选D。
【小问4详解】
本实验的自变量为土壤的类型，可知：
A、每个小孔中火山灰和月壤的用量，是需要控制的无关变量，A正确；
B、每个小孔中补充水分的量，是需要控制的无关变量，B正确；
C、每个小孔中植物的数量，是需要控制的无关变量，C正确；
D、植物叶片的大小和数量，是需要控制的无关变量，D正确。
故选ABCD。
【小问5详解】
A、充分的培养条件下，植物能够在月壤中生长，在A11、A12、A17不同月壤的最大植株叶冠长度（mm）分别为6.911、12.854和14.884，在火山灰中最大植株叶冠长度（mm）为21.470，可知植物能够在月壤中生长，但没有在火山灰中生长得好，A正确；
B、由表中数据可知随着月壤年龄的减少，植物在不同月壤中的最大植株叶冠长度（mm）越长即生长状态不同，与月壤年龄可能有一定关系，B正确；
C、植物在不同月壤A11、A12、A17生长，最大植株叶冠长度（mm）分别为6.911、12.854和14.884，与对照火山灰中表达显著差异基因个数分别为465、265、113，植物在月壤中生长越好，与火山灰中基因表达差异越大，可知植物在月壤中生长越好，与火山灰中基因表达差异越小，C错误；
D、由表中可知植物在不同月壤A11、A12、A17中的钛氧化物和铁氧化物都比火山灰中含量高，植物生长状态都没有在火山灰中生长得好，可推知植物在月壤中生长受到的主要威胁可能来自于过多的盐分和金属，D正确。
故选ABD。
【小问6详解】
Na+通过载体蛋白A运出细胞的方式是主动运输，主动运输的能量来自于H+浓度差形成的势能；主动运输方式对于细胞的意义是通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
【小问7详解】
据图2分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na+毒害的“策略”有：使Na+进入液泡或排出细胞。
【点睛】本题重点考查根据题干信息和图表信息解决有关合理推理和实验有关问题的能力。
2. 回答下列有关细胞分裂等相关问题:
2018年7月德国科研者在受精卵形成后的第一次分裂过程发现来自父母双方的染色体并非携手共进，如图。
（1）据图可知，受精作用发生在__________。
A. 有丝分裂 B. 减数第一次分裂
C. 减数第二次分裂 D. 减数分裂完成后
（2）受精过程需要精子的细胞膜与卵细胞的细胞膜完成融合，下列与受精过程体现的细胞膜特性相同的是___________。
A. 钠离子进入神经细胞 B. 吞噬细胞通过血管壁细胞间隙
C. 氧气进入红细胞 D. 小肠上皮细胞吸收葡萄糖
（3）图中与纺锤体形成直接相关的细胞器是___________。
（4）下列对图中受精卵第一次正常分裂时发生的变化正确的描述及排序是__________。
①不同来源的染色体排列在赤道面上
②不同来源的染色体排列在赤道而两侧
③在两个纺锤体的牵引下，染色体分离
④在两个纺锤体牵引下，同源染色体分离
⑤细胞分裂，不同来源的染色体分配在两个子细胞中
⑥细胞分裂，不同来源的染色体均分在两个子细胞中
（5）图中的两种异常分裂现象表现为___________。
A. 两个纺锤体牵引不同步 B. 两个纺锤体方向不致
C. 形成了两个纺锤体 D. 着丝粒不分裂
（6）请从细胞水平和分子水平描述图中异常子细胞与正常子细胞的异同点?_______________________。
（7）父母的年龄越大，出现异常分裂的概率越高，与此相关的优生建议是___________。
【答案】（1）C （2）B
（3）中心体 （4）①③⑥
（5）AB
（6）细胞水平：异常子细胞有两个细胞核，正常子细胞一个细胞核；分子水平：正常细胞与异常细胞中的遗传物质相同 （7）适龄生育
【解析】
【分析】减数分裂过程：
（1）间期Ⅰ：完成DNA复制，细胞核体积增大；合成与分裂相关的蛋白质。
（2）前期Ⅰ：核膜、核仁解体；染色质凝缩成染色体；同源染色体联会，可能发生交叉互换。
（3）中期Ⅰ：同源染色体成对排列到赤道面上。
（4）后期Ⅰ：同源染色体分开，随机移向两极。
（5）末期Ⅰ：核仁、核膜重建，形成两个子细胞核；经胞质分裂形成两个子细胞。
（6）间期Ⅱ：合成与减数分裂Ⅱ有关的蛋白质，但不进行DNA复制（多数物种没有间期Ⅱ，有些物种的间期Ⅱ很短暂）。间期Ⅱ后，进入减数第二次分裂。
（7）前期Ⅱ：核膜、核仁再次解体，染色质凝缩成染色体，中心体（动物或低等植物）移向细胞的两极。
（8）中期Ⅱ：染色体着丝粒排列到赤道面上。
（9）后期Ⅱ：姐妹染色单体分开，成为独立的染色体，并移向细胞两极。
（10）末期Ⅱ：细胞核重建，并完成细胞质分裂，共形成4个子细胞。
【小问1详解】
据图可知，第二极体形成过程中完成受精作用，故受精作用发生在减数第二次分裂。
【小问2详解】
受精过程中精子的细胞膜与卵细胞的细胞膜的融合体现的是细胞膜具有一定的流动性的结构特性，而B选项吞噬细胞通过血管壁细胞间隙说明细胞可以变形，同样体现了上述特性，故选B。
【小问3详解】
图中是人类受精作用完成过程，纺锤体是由中心体发出的纺锤丝形成的，故与图中纺锤体形成相关的细胞器是中心体。
【小问4详解】
受精卵第一次正常分裂为有丝分裂。
①不同来源的染色体排列在赤道面上，属于有丝分裂中期特点，①正确；
②不同来源的染色体排列在赤道板两侧，属于减数第一次分裂中期特点，②错误；
③在两个纺锤体的牵引下，染色体分离，属于有丝分裂后期特点，③正确；
④在两个纺锤体的牵引下，同源染色体分离，属于减数第一次分裂后期特点，④错误；
⑤细胞分裂，不同来源的染色体随机分配在两个子细胞中，属于减数第一次分裂末期特点，⑤错误；
⑥细胞分裂，不同来源的染色体均分在两个子细胞中，属于有丝分裂末期特点，⑥正确。
故图中受精卵第一次正常分裂是有丝分裂，发生的正确排序是①③⑥。
【小问5详解】
据图可知，图中的两种异常分裂现象表现为两个纺锤体牵引不同步和两个纺锤体方向不一致，故选AB。
【小问6详解】
从细胞水平分析图中异常子细胞与正常子细胞的不同表现：异常子细胞有两个细胞核，正常子细胞一个细胞核，从分子水平分析图中异常子细胞与正常子细胞的相同表现：正常细胞与异常细胞中的遗传物质相同。
【小问7详解】
父母的年龄越大，出现异常分裂的概率越高，要做到优生，建议适龄生育。
3. 回答下列有关细胞代谢的相关问题：
受到周围环境遮荫时，植株会表现出茎伸长速度加快、株高和节间距增加、叶柄伸长等特征，这种现象称为避荫反应，如图1。研究人员模拟遮荫条件，对番茄植株的避荫反应进行了研究，结果如表。
相对叶绿素含量
节间距（mm）
正常光照组
34.02
11.25
遮荫组
28.01**
20.71**
注：**表示遮荫组与正常光照组存在显著差异
（1）提取后的色素用__________法分离，可以观察色素种类。定量测定叶绿素含量实验中用来测量吸光度的仪器是___________。
（2）白天，玉米叶肉细胞不能产生ATP的场所是___________。
A. 类囊体 B. 叶绿体基质
C. 线粒体内膜 D. 线粒体基质
（3）红光（R）和远红光（FR）比值的变化是引起植物产生避荫反应的重要信号。植物叶片会选择性吸收红光和蓝紫光，不吸收远红光。当种植过密时，下层植物叶片接收到的R/FR比值会_____________（“升高”、“降低”、“基本不变”）。
（4）根据图1和表，结合所学知识分析遮荫条件造成番茄果实产量减少的原因，正确的是____________。
A. 遮阴组的光照强度下降，光反应减弱
B. 遮阴组节间距显著增加，有利于单位叶面积的光能转换效率提高
C. 遮阴组的叶绿素含量显著下降，为碳反应提供的ATP和NADPH减少
D. 遮阴组用于节间和叶柄的营养生长增多，用于番茄果实发育的有机物减少
图2表示玉米CO2同化途径，玉米叶肉细胞中有一种酶X，对CO2的亲和力极高，几乎能把空气中的CO2完全利用，三碳酸将CO2固定形成四碳酸，将CO2传递给维管束鞘细胞，进行着正常的碳反应，而番茄缺乏酶X。图3为研究小组在夏季晴朗的某天，测得玉米和蕃茄的净光合速率。
（5）如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使酶X的活性降低，则在短时间内，维管束鞘细胞中五碳化合物的含量变化呈__________（上升/下降/不变）趋势。
（6）图3中，与12：00时相比，18：00时，玉米的光合作用主要限制因素是__________。
（7）图3中，12：00时，该地光照强度最强，温度很高，此时蕃茄光合作用速率明显下降，而玉米光合作用速率反而有所升高，联系题图信息，解释其原因是__________。
【答案】（1） ①. 纸层析 ②. 分光光度计 （2）B （3）降低 （4）ACD （5）上升 （6）光照强度
（7）12 ：00 时，光照强度最强，温度很高，叶片气孔关闭，蕃茄无酶 X 因 CO2 减少，光合作用减弱；而玉米因有酶 X ，在进入植物体内 CO 2 减少的情况下，玉米仍可维持较高的细胞内 CO2浓度；此时光照增强，促进玉米光合作用加强
【解析】
【分析】1.光合作用的光反应阶段，水分解成O2和[H]，ADP和Pi形成ATP；暗反应阶段，CO2和C5结合，生成2个C3，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，形成糖类和C5。辅酶Ⅱ（NADP+）与电子和质子（H+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。光反应与暗反应紧密联系，相互影响。光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+。
2.影响光合作用的外界因素有光照强度、温度、CO2浓度、矿质元素、水等。净光合作用速率=总光合作用速率-呼吸作用速率。
【小问1详解】
色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可用层析液将不同色素进行分离。来测量吸光度的仪器是分光光度计。
【小问2详解】
白天，玉米叶肉细胞不能产生ATP的场所是有氧呼吸的三个阶段，分别是细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜，还有光合作用的光反应阶段，在类囊体薄膜。
【小问3详解】
植物叶片吸收红光而不吸收远红光，光照条件上层叶片优于下层叶片，而由于种植过密，上层叶片吸收红光减少，下层叶片得到的红光更少，但是远红光没有变，所以R/RF比值会降低。
【小问4详解】
A、遮阴组的光照强度下降，光反应减弱，为暗反应提供的[H]和ATP减少，使合成的有机物减少，A正确；
B、遮阴组节间距显著增加，但由于光照强度降低，单位叶面积的光能转换效率没有提高，B错误；
C、遮阴组的叶绿素含量显著下降，吸收的光能减少，光反应减弱，为碳反应提供的ATP和NADPH减少，C正确；
D、遮阴组用于节间和叶柄的营养生长增多，而光合作用合成的有机物总量是一定的，用于番茄果实发育的有机物减少，D正确。
故选ACD。
【小问5详解】
如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使酶X的活性降低，则维管束鞘细胞中CO2浓度降低，短时间内CO2的固定速率降低，而C3的还原速率不变，则C5含量上升。
【小问6详解】
与12：00时相比，18：00时，光照强度降低，限制了玉米的光合作用的光反应。
【小问7详解】
12 ：00 时，光照强度最强，温度很高，叶片气孔关闭，降低蒸腾作用，蕃茄无酶 X 因 CO2 减少，光合作用减弱；而玉米因有酶 X ，在进入植物体内 CO 2 减少的情况下，酶X对CO2的亲和力极高，玉米仍可维持较高的细胞内 CO2浓度；此时光照增强，促进玉米光合作用加强。
【点睛】通过遮荫反应情境研究、玉米CO2同化途径研究，考查光合作用的过程、影响光合作用的因素、解析光合作用相关曲线的能力。
4. I.冰桶挑战最初旨在让人们了解肌肉萎缩性侧索硬化症，即运动神经元病，俗称渐冻症，临床表现为运动功能越来越退化，最后发展为全身无力、长期卧床，无法自主呼吸，但患者的智力、记忆、感觉不受影响。著名物理学家霍金即罹患该病。
（1）“渐冻人”肌肉萎缩，肌肉属于反射弧中____________的一部分。
（2）用针刺“渐冻人”皮肤，相关神经元发生兴奋时的电位变化是___________。
（3）科学家在已故“渐冻人”脑部发现了自然杀伤细胞（NK细胞），而已故的正常人则没有。NK细胞是一种淋巴细胞，在非特异性免疫中扮演着重要的角色。病原体侵入机体后，NK细胞可快速激活，通过释放多种细胞因子帮助防御，NK细胞还可杀伤机体的衰老细胞及肿瘤细胞等。下列相关叙述错误的是___________。
A、NK细胞、T细胞和B细胞都由骨髓造血干细胞增殖分化而来
B、NK细胞对抗原的识别不具有像B细胞和T细胞一样的特异性
C、 NK细胞被激活后释放的细胞因子属于免疫活性物质
D、可通过清除全部的NK细胞来防止渐冻症的发展
II.如图为某人在饥饿时参加冰桶挑战时体内的一些生理变化过程示意图（图中①~④为激素，A、B、C、D表示器官、组织或细胞）。
（4）参与者在用冰水浇遍全身时，寒冷刺激人体皮肤里的__________产生兴奋，经过传入神经传到___________中的体温调节中枢，再通过传出神经到效应器，使机体产热增加，同时减少散热，维持体温恒定。在此过程中，机体的产热量__________（填“大于”“等于”或“小于”）散热量。产生冷觉的A是___________。
（5）参与者在水浇到身，上的时候大叫一声“好冷”，涉及的语言中枢是（ ）。
A、听性语言中枢 B、视性语言中枢 C、躯体运动中枢 D、运动性语言中枢
（6）全身冰水浇湿后，下丘脑会分泌①，①促使B分泌②，②促使甲状腺分泌③，该过程中①表示____________，B表示__________，该过程体现了激素调节中的___________调节的特点；当③增加到一定程度后可以抑制下丘脑和B分泌①和②，该过程体现了激素调节中___________的调节。
（7）饥寒交迫时__________细胞分泌的④____________含量增加，④对C产生的影响是__________，从而使血糖浓度上升。
【答案】（1）效应器 （2）由外正内负变为外负内正 （3）D
（4） ①. 冷觉感受器 ②. 下丘脑 ③. 等于 ④. 大脑皮层 （5）D
（6） ①. 促甲状腺激素释放激素##TRH ②. 垂体 ③. 分级 ④. 反馈##负反馈
（7） ①. 胰岛A细胞 ②. 胰高血糖素 ③. 促进肝糖原分解和非糖物质转变成葡萄糖
【解析】
【分析】分析图示可知，A为大脑皮层，B为垂体，C为胰高血糖素的靶器官或靶细胞，主要为肝脏细胞。①为促甲状腺激素释放激素，②为促甲状腺激素，③为甲状腺激素，④为胰高血糖素。
【小问1详解】
“渐冻人”肌肉萎缩，肌肉属于反射弧中的效应器，效应器是指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体。
【小问2详解】
用针刺“渐冻人”皮肤，此时钠离子通道开放，钠离子内流，相关神经元发生兴奋时的电位变化是由外正内负变为外负内正。
【小问3详解】
A、由题可知NK细胞、T细胞和B细胞都是淋巴细胞家族成员因此推测NK细胞、T细胞和B细胞都是由骨髓造血干细胞增殖分化而来，A正确；
B、依据题意NK细胞在非特异性免疫中扮演重要的角色，因此推测NK细胞对抗原的识别不具有像B细胞和T细胞那样的特异性，B正确；
C、免疫活性物质包括抗体、溶菌酶和细胞因子等 ，故NK细胞被激活后释放的细胞因子属于免疫活性物质，C正确；
D、NK细胞是一种淋巴细胞，在非特异性免疫中扮演着重要的角色，清除全部的NK细胞会导致免疫功能降低，D错误。
故选D。
【小问4详解】
参加冰桶挑战的人在被冰水浇湿后，皮肤的冷觉感受器兴奋，兴奋沿传入神经传导，传至位于下丘脑的体温调节中枢，调节体温恒定；该过中机体的产热量等于散热量；产生冷觉的A表示大脑皮层。
【小问5详解】
参与者在水浇到身，上的时候大叫一声“好冷”，该过程主要是S区，运动性语言中枢。
故选D。
【小问6详解】
当身体的温度感受器受到寒冷等刺激时，相应的神经冲动传到下丘脑，下丘脑就会分泌①促甲状腺激素释放激素，运输到B垂体，促使垂体分泌促甲状腺激素，该过程体现了激素调节中的分级调节；但甲状腺激素过量时，以抑制下丘脑和垂体分泌相应的激素，维持激素含量的相对稳定，属于负反馈调节。
【小问7详解】
饥寒交迫时，胰岛A细胞分泌的④胰高血糖素增加，④胰高血糖素的主要生理功能是促进肝糖原的分解，促进脂肪等非糖物质转化为葡萄糖，进而升高血糖，以维持血糖含量的相对稳定。
5. 回答下列有关排尿反射和遗传进化相关问题：
排尿是一种复杂的反射活动，当膀胱充盈时，膀胱内牵张感受器受到刺激产生冲动，使人产生尿意。当环境条件适宜时，膀胱逼尿肌接收到冲动后收缩、尿道括约肌舒张，产生排尿反射。如图1是与人体内尿液形成、排出相关的部分调节简图。数字代表结构。请分析回答下列问题。
（1）人产生尿意后，在适宜条件下，脑发出神经冲动完成排尿过程的传导途径依次为：__________→膀胱逼尿肌、尿道括约肌（用箭头和图中数字来表示）。
（2）某患者神经系统部分受损，但能产生尿意。若该患者排尿反射不能完成，大量尿液滞留在膀胱内，推测其受损部位可能是图中的___________（填数字）部位。
（3）一般成年人可以有意识地控制排尿，但婴儿经常尿床。分析婴儿经常尿床的原因是___________。
多囊肾病（PKD）是常见的单基因遗传病之一，主要病理特征是双侧肾脏形成多个大小不等的液性囊肿，进行性增大，破坏肾脏的结构和功能，常伴肝囊肿，50%病人发展成肾功能衰竭。如图2是一多囊肾病家族遗传系谱图。
（4）据图2分析，该家族的多囊肾病遗传方式为__________。
（5）若相关基因用A/a表示，则Ⅱ-3的基因型为___________；Ⅱ-3与Ⅱ-4再生一个正常女孩的概率是__________。
（6）图3表示该家族一个体内某细胞减数分裂过程中部分染色体以及该病相关基因的图像，则该细胞可能出现在该家族下列个体中___________。
①I-2 ②Ⅱ-2 ③Ⅱ-3 ④Ⅲ-3
（7）经分析该家族多囊肾病是由基因PKD1突变导致的，编码PKD1的基因中某个碱基对被替换，表达产物酶X变为酶Y，表显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正确的是____________。
比较指标
①
②
③
④
酶Y活性/酶X活性
100%
50%
10%
150%
酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目
1
1
小于1
大于1
A. 状况①不一定发生氨基酸序列变化
B. 状况②一定是氨基酸种类减少50%
C. 状况③可能是因为突变导致tRNA的种类减少
D. 状况④可能是因为突变导致终止密码位置变化
（8）多囊肾病相关基因突变的类型有很多，但人群中发病人数却很少（约0.08%），从进化角度分析原因是______________________。
【答案】（1）⑦→②→③→④
（2）④ （3）婴儿控制排尿的高级中枢发育尚不完善
（4）常染色体显性遗传
（5） ①. AA 或Aa ②. 1/6
（6）①③ （7）AD
（8）多囊肾病人中有50%的病人发展成肾功能衰竭，这样的患者生育后代的可能性较低，导致人群中控制多囊肾病的基因频率降低，因此人群中发病人数很少。
【解析】
【分析】1、反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分构成，反射需通过完整的反射弧才能实现。解题需要明确两个反射弧，即脊髓控制的排尿反射弧和大脑控制的对脊髓排尿反射弧中的各结构。
2、多囊肾病（PKD）是常见的单基因遗传病，即该病受到一对等位基因控制，根据遗传系谱图可判断该病为染色体显性遗传病。
【小问1详解】
尿道括约肌、膀胱逼尿肌属于反射弧中的效应器，尿意的产生在大脑皮层。由图1可知，人产生尿意后，在适宜条件下，脑发出神经冲动完成排尿过程的传导途径依次为：⑦大脑皮层→②有关神经→③脊髓中的低级排尿中枢→④传出神经→膀胱逼尿肌、尿道括约肌。
【小问2详解】
已知患者神经系统受损，但能产生尿意，说明高级神经中枢（大脑皮层）和传入神经完好。患者排尿反射不能完成，大量尿液滞留在膀胱内，说明效应器不能很好地发挥作用，据此推测其受损部位可能是图中的④部位。
【小问3详解】
一般成年人可以有意识地控制排尿，但婴儿经常尿床，是因为婴儿控制排尿的高级中枢发育尚不完善。
【小问4详解】
由图2分析可知，I-1（父亲）和I-2 （母亲）患病，他们的女儿Ⅱ-2 正常 ，确定该病为常染色体显性遗传病。
【小问5详解】
I-1和I-2 患病，他们的女儿Ⅱ-2 正常 ，则I-1、I-2 、Ⅱ-2 的基因型依次为Aa、Aa、aa，Ⅱ-3的基因型为1/3AA 或2/3Aa；Ⅱ-3（1/3AA 或2/3Aa）与Ⅱ-4（aa）再生一个正常女孩的概率：2/3×1/2×1/2=1/6。
【小问6详解】
图3所示细胞为不均等分裂、无同源染色体，可判断该细胞为次级卵母细胞的减数第二次分裂后期。I-2（女性）、Ⅱ-2 （女性）、Ⅱ-3 （女性）、Ⅲ-3（男性）的基因型依次为Aa、aa、AA 或Aa、Aa，则图3的细胞可能出现在①③个体中。
【小问7详解】
根据题意“编码PKD1的基因中某个碱基对被替换，表达产物酶X变为酶Y”，并结合表格内容可知：
A、①中酶Y活性与酶X活性相同、构成二者的氨基酸数目也相同，因此碱基对的替换不一定使氨基酸序列发生变化，A正确；
B、②中酶Y活性/酶X活性为50%，酶Y活性下降，但构成二者的氨基酸数目相同，故碱基对的替换可能导致替换部位的氨基酸种类发生改变，从而使酶Y活性下降，但氨基酸种类不一定发生变化，B错误；
C、③中酶Y活性/酶X活性为10%，酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目比1小，即碱基对的替换使酶Y的氨基酸数目减少，导致酶Y活性下降，但tRNA的种类不一定减少，C错误；
D、④中酶Y活性/酶X活性为150%，酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目比1大，即碱基对的替换使酶Y的氨基酸数目增加，导致酶Y活性升高，可能原因是突变导致终止密码位置后延，D正确。
故选AD。
【小问8详解】
根据题意，多囊肾病人中有50%的病人发展成肾功能衰竭，这样的患者生育后代的可能性较低，导致人群中控制多囊肾病的基因频率降低，因此人群中发病人数很少。
上海交通大学附属中学2022-2023学年度第一学期
高二生物期中试卷
1. 回答有关细胞的分子组成、结构和物质交换相关问题：
嫦娥五号顺利从月球带回1731克月壤。科学家证明嫦娥五号月壤样品含有微量的水，这些水必须要在高温加热条件下才能提取到，折算后每吨月壤中至少含有170克的水（不到地球沙漠含水量的1/10）。
（1）根据材料推测月壤中的水以__________（自由水/结合水）形式存在。
（2）科学家在探索外星生命的过程中，首要目标之一是寻找水，根据已有知识回答，水在生命活动中的作用有___________。
①维持蛋白质等分子的结构和活性
②水直接作为反应物参与某些细胞代谢
③由于水的比热容大，使得其具有调节温度的作用
④水是极性分子，可作为良好的溶剂，是生物体内物质运输的主要介质
2022年5月12日发表了美国科学家用阿波罗登月任务中收集的月壤进行模式植物拟南芥栽培的研究。由于仅获得三个不同的月壤样本各4克，研究团队在48孔板上进行栽培，共4块板进行平行重复，其中一块板的结果如图1所示。
注：JSC1A为地球火山灰对照，A11、A12、A17分别为阿波罗11号、12号、17号月壤样品
（3）科学家用月壤并辅助以充分的培养条件成功栽培出了植物，下列与之相关的描述不正确的是___________。
A. 培养之前的假设是：在充分的培养条件下可以用月壤栽培出植物
B. 充分的培养条件包括充足的水分、光照和温度等
C. 选择火山灰而不是土壤作为对照，因为火山灰的成分和结构与月壤更加接近
D. 栽培出的植物体干重的增加量等于月壤干重的减少量
（4）实验过程中，需要控制相同的无关变量有___________。
A. 每个小孔中火山灰和月壤的用量
B. 每个小孔中补充水分的量
C. 每个小孔中植物的数量
D. 植物叶片的大小和数量
研究发现与地球火山灰中相比，拟南芥植株在月壤样本中的生长速度有差异，并表现出更多应激反应，如表所示。
月壤和火山灰成分差异、年龄及栽培结果比较
阿波罗11
阿波罗12
阿波罗17
火山灰对照
钛氧化物（质量%）
7.8
3.6
5.09
1.48
铁氧化物（质量%）
15.8
15.4
12.4
9.81
月壤年龄
最长
其次
最短
-
最大植株叶冠长度（mm）
6.911
12.854
14.884
21.470
与对照表达显著差异基因个数*
465
265
113
-
注：*与对照基因表达共同具有显著差异的基因有42个，主要是盐分、金属等应激基因
（5）结合图1和表数据分析，下列分析合理的是____________。
A. 在充分培养条件下，植物能够在月壤中生长，但没有在火山灰中生长得好
B. 植物在不同月壤中的生长状态不同，与月壤年龄可能有一定关系
C. 植物在月壤中生长越好，与火山灰中基因表达差异越大
D. 植物在月壤中生长受到的主要威胁可能来自于过多的盐分和金属
科学家针对植物的应激反应开展了相关研究。在盐胁迫环境下，拟南芥细胞质中积累的Na+会抑制胞质酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na+浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图2所示。
（6）盐胁迫条件下，Na+通过载体蛋白A运出细胞的方式是主动运输，其能量来源是__________。主动运输方式对于细胞的意义是___________。
（7）据图2分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na+毒害的“策略”有___________。
【答案】（1）结合水 （2）②③④ （3）D （4）ABCD （5）ABD
（6） ①. H+ 浓度差形成的势能 ②. 通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
（7）使Na+进入液泡##使Na+排出细胞
【解析】
【分析】1、水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水；一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合水。
2、水在生命活动中的作用有：结合水是细胞结构的重要组成部分；自由水是细胞内良好的溶剂；由于水分子的极性，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外；细胞内的许多生物化学反应也都需要谁的参与；由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
3、主动运输需要细胞呼吸提供能量；主动运输方式对于细胞的意义是通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
4、对照实验需要遵循单一变量原则、等量原则、对照原则等。
【小问1详解】
科学家证明嫦娥五号月壤样品含有微量的水，因这些水必须要在高温加热条件下才能提取到，所以推测月壤中的水以结合水形式存在。
【小问2详解】
由于水分子的极性，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外，同时自由水是细胞内良好的溶剂；细胞内的许多生物化学反应也都需要谁的参与；由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要，因此水在生命活动中的作用有②③④。
【小问3详解】
A、科学家用月壤并辅助以充分的培养条件成功栽培出了植物，则可知与之相关的描述正确的是培养之前的假设是在充分的培养条件下可以用月壤栽培出植物，A正确；
B、充分的培养条件包括充足的水分、光照和温度等，B正确；
C、选择火山灰而不是土壤作为对照，因为火山灰的成分和结构与月壤更加接近，C正确；
D、栽培出的植物体干重的增加量等于植物光合作用合成有机物的量与呼吸作用消耗有机物的量的差值即光合作用的积累量，而非月壤干重的减少量，D错误。
故选D。
【小问4详解】
本实验的自变量为土壤的类型，可知：
A、每个小孔中火山灰和月壤的用量，是需要控制的无关变量，A正确；
B、每个小孔中补充水分的量，是需要控制的无关变量，B正确；
C、每个小孔中植物的数量，是需要控制的无关变量，C正确；
D、植物叶片的大小和数量，是需要控制的无关变量，D正确。
故选ABCD。
【小问5详解】
A、充分的培养条件下，植物能够在月壤中生长，在A11、A12、A17不同月壤的最大植株叶冠长度（mm）分别为6.911、12.854和14.884，在火山灰中最大植株叶冠长度（mm）为21.470，可知植物能够在月壤中生长，但没有在火山灰中生长得好，A正确；
B、由表中数据可知随着月壤年龄的减少，植物在不同月壤中的最大植株叶冠长度（mm）越长即生长状态不同，与月壤年龄可能有一定关系，B正确；
C、植物在不同月壤A11、A12、A17生长，最大植株叶冠长度（mm）分别为6.911、12.854和14.884，与对照火山灰中表达显著差异基因个数分别为465、265、113，植物在月壤中生长越好，与火山灰中基因表达差异越大，可知植物在月壤中生长越好，与火山灰中基因表达差异越小，C错误；
D、由表中可知植物在不同月壤A11、A12、A17中的钛氧化物和铁氧化物都比火山灰中含量高，植物生长状态都没有在火山灰中生长得好，可推知植物在月壤中生长受到的主要威胁可能来自于过多的盐分和金属，D正确。
故选ABD。
【小问6详解】
Na+通过载体蛋白A运出细胞的方式是主动运输，主动运输的能量来自于H+浓度差形成的势能；主动运输方式对于细胞的意义是通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
【小问7详解】
据图2分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na+毒害的“策略”有：使Na+进入液泡或排出细胞。
【点睛】本题重点考查根据题干信息和图表信息解决有关合理推理和实验有关问题的能力。
2. 回答下列有关细胞分裂等相关问题:
2018年7月德国科研者在受精卵形成后的第一次分裂过程发现来自父母双方的染色体并非携手共进，如图。
（1）据图可知，受精作用发生在__________。
A. 有丝分裂 B. 减数第一次分裂
C. 减数第二次分裂 D. 减数分裂完成后
（2）受精过程需要精子的细胞膜与卵细胞的细胞膜完成融合，下列与受精过程体现的细胞膜特性相同的是___________。
A. 钠离子进入神经细胞 B. 吞噬细胞通过血管壁细胞间隙
C. 氧气进入红细胞 D. 小肠上皮细胞吸收葡萄糖
（3）图中与纺锤体形成直接相关的细胞器是___________。
（4）下列对图中受精卵第一次正常分裂时发生的变化正确的描述及排序是__________。
①不同来源的染色体排列在赤道面上
②不同来源的染色体排列在赤道而两侧
③在两个纺锤体的牵引下，染色体分离
④在两个纺锤体牵引下，同源染色体分离
⑤细胞分裂，不同来源的染色体分配在两个子细胞中
⑥细胞分裂，不同来源的染色体均分在两个子细胞中
（5）图中的两种异常分裂现象表现为___________。
A. 两个纺锤体牵引不同步 B. 两个纺锤体方向不致
C. 形成了两个纺锤体 D. 着丝粒不分裂
（6）请从细胞水平和分子水平描述图中异常子细胞与正常子细胞的异同点?_______________________。
（7）父母的年龄越大，出现异常分裂的概率越高，与此相关的优生建议是___________。
【答案】（1）C （2）B
（3）中心体 （4）①③⑥
（5）AB
（6）细胞水平：异常子细胞有两个细胞核，正常子细胞一个细胞核；分子水平：正常细胞与异常细胞中的遗传物质相同 （7）适龄生育
【解析】
【分析】减数分裂过程：
（1）间期Ⅰ：完成DNA复制，细胞核体积增大；合成与分裂相关的蛋白质。
（2）前期Ⅰ：核膜、核仁解体；染色质凝缩成染色体；同源染色体联会，可能发生交叉互换。
（3）中期Ⅰ：同源染色体成对排列到赤道面上。
（4）后期Ⅰ：同源染色体分开，随机移向两极。
（5）末期Ⅰ：核仁、核膜重建，形成两个子细胞核；经胞质分裂形成两个子细胞。
（6）间期Ⅱ：合成与减数分裂Ⅱ有关的蛋白质，但不进行DNA复制（多数物种没有间期Ⅱ，有些物种的间期Ⅱ很短暂）。间期Ⅱ后，进入减数第二次分裂。
（7）前期Ⅱ：核膜、核仁再次解体，染色质凝缩成染色体，中心体（动物或低等植物）移向细胞的两极。
（8）中期Ⅱ：染色体着丝粒排列到赤道面上。
（9）后期Ⅱ：姐妹染色单体分开，成为独立的染色体，并移向细胞两极。
（10）末期Ⅱ：细胞核重建，并完成细胞质分裂，共形成4个子细胞。
【小问1详解】
据图可知，第二极体形成过程中完成受精作用，故受精作用发生在减数第二次分裂。
【小问2详解】
受精过程中精子的细胞膜与卵细胞的细胞膜的融合体现的是细胞膜具有一定的流动性的结构特性，而B选项吞噬细胞通过血管壁细胞间隙说明细胞可以变形，同样体现了上述特性，故选B。
【小问3详解】
图中是人类受精作用完成过程，纺锤体是由中心体发出的纺锤丝形成的，故与图中纺锤体形成相关的细胞器是中心体。
【小问4详解】
受精卵第一次正常分裂为有丝分裂。
①不同来源的染色体排列在赤道面上，属于有丝分裂中期特点，①正确；
②不同来源的染色体排列在赤道板两侧，属于减数第一次分裂中期特点，②错误；
③在两个纺锤体的牵引下，染色体分离，属于有丝分裂后期特点，③正确；
④在两个纺锤体的牵引下，同源染色体分离，属于减数第一次分裂后期特点，④错误；
⑤细胞分裂，不同来源的染色体随机分配在两个子细胞中，属于减数第一次分裂末期特点，⑤错误；
⑥细胞分裂，不同来源的染色体均分在两个子细胞中，属于有丝分裂末期特点，⑥正确。
故图中受精卵第一次正常分裂是有丝分裂，发生的正确排序是①③⑥。
【小问5详解】
据图可知，图中的两种异常分裂现象表现为两个纺锤体牵引不同步和两个纺锤体方向不一致，故选AB。
【小问6详解】
从细胞水平分析图中异常子细胞与正常子细胞的不同表现：异常子细胞有两个细胞核，正常子细胞一个细胞核，从分子水平分析图中异常子细胞与正常子细胞的相同表现：正常细胞与异常细胞中的遗传物质相同。
【小问7详解】
父母的年龄越大，出现异常分裂的概率越高，要做到优生，建议适龄生育。
3. 回答下列有关细胞代谢的相关问题：
受到周围环境遮荫时，植株会表现出茎伸长速度加快、株高和节间距增加、叶柄伸长等特征，这种现象称为避荫反应，如图1。研究人员模拟遮荫条件，对番茄植株的避荫反应进行了研究，结果如表。
相对叶绿素含量
节间距（mm）
正常光照组
34.02
11.25
遮荫组
28.01**
20.71**
注：**表示遮荫组与正常光照组存在显著差异
（1）提取后的色素用__________法分离，可以观察色素种类。定量测定叶绿素含量实验中用来测量吸光度的仪器是___________。
（2）白天，玉米叶肉细胞不能产生ATP的场所是___________。
A. 类囊体 B. 叶绿体基质
C. 线粒体内膜 D. 线粒体基质
（3）红光（R）和远红光（FR）比值的变化是引起植物产生避荫反应的重要信号。植物叶片会选择性吸收红光和蓝紫光，不吸收远红光。当种植过密时，下层植物叶片接收到的R/FR比值会_____________（“升高”、“降低”、“基本不变”）。
（4）根据图1和表，结合所学知识分析遮荫条件造成番茄果实产量减少的原因，正确的是____________。
A. 遮阴组的光照强度下降，光反应减弱
B. 遮阴组节间距显著增加，有利于单位叶面积的光能转换效率提高
C. 遮阴组的叶绿素含量显著下降，为碳反应提供的ATP和NADPH减少
D. 遮阴组用于节间和叶柄的营养生长增多，用于番茄果实发育的有机物减少
图2表示玉米CO2同化途径，玉米叶肉细胞中有一种酶X，对CO2的亲和力极高，几乎能把空气中的CO2完全利用，三碳酸将CO2固定形成四碳酸，将CO2传递给维管束鞘细胞，进行着正常的碳反应，而番茄缺乏酶X。图3为研究小组在夏季晴朗的某天，测得玉米和蕃茄的净光合速率。
（5）如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使酶X的活性降低，则在短时间内，维管束鞘细胞中五碳化合物的含量变化呈__________（上升/下降/不变）趋势。
（6）图3中，与12：00时相比，18：00时，玉米的光合作用主要限制因素是__________。
（7）图3中，12：00时，该地光照强度最强，温度很高，此时蕃茄光合作用速率明显下降，而玉米光合作用速率反而有所升高，联系题图信息，解释其原因是__________。
【答案】（1） ①. 纸层析 ②. 分光光度计 （2）B （3）降低 （4）ACD （5）上升 （6）光照强度
（7）12 ：00 时，光照强度最强，温度很高，叶片气孔关闭，蕃茄无酶 X 因 CO2 减少，光合作用减弱；而玉米因有酶 X ，在进入植物体内 CO 2 减少的情况下，玉米仍可维持较高的细胞内 CO2浓度；此时光照增强，促进玉米光合作用加强
【解析】
【分析】1.光合作用的光反应阶段，水分解成O2和[H]，ADP和Pi形成ATP；暗反应阶段，CO2和C5结合，生成2个C3，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，形成糖类和C5。辅酶Ⅱ（NADP+）与电子和质子（H+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。光反应与暗反应紧密联系，相互影响。光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+。
2.影响光合作用的外界因素有光照强度、温度、CO2浓度、矿质元素、水等。净光合作用速率=总光合作用速率-呼吸作用速率。
【小问1详解】
色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可用层析液将不同色素进行分离。来测量吸光度的仪器是分光光度计。
【小问2详解】
白天，玉米叶肉细胞不能产生ATP的场所是有氧呼吸的三个阶段，分别是细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜，还有光合作用的光反应阶段，在类囊体薄膜。
【小问3详解】
植物叶片吸收红光而不吸收远红光，光照条件上层叶片优于下层叶片，而由于种植过密，上层叶片吸收红光减少，下层叶片得到的红光更少，但是远红光没有变，所以R/RF比值会降低。
【小问4详解】
A、遮阴组的光照强度下降，光反应减弱，为暗反应提供的[H]和ATP减少，使合成的有机物减少，A正确；
B、遮阴组节间距显著增加，但由于光照强度降低，单位叶面积的光能转换效率没有提高，B错误；
C、遮阴组的叶绿素含量显著下降，吸收的光能减少，光反应减弱，为碳反应提供的ATP和NADPH减少，C正确；
D、遮阴组用于节间和叶柄的营养生长增多，而光合作用合成的有机物总量是一定的，用于番茄果实发育的有机物减少，D正确。
故选ACD。
【小问5详解】
如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使酶X的活性降低，则维管束鞘细胞中CO2浓度降低，短时间内CO2的固定速率降低，而C3的还原速率不变，则C5含量上升。
【小问6详解】
与12：00时相比，18：00时，光照强度降低，限制了玉米的光合作用的光反应。
【小问7详解】
12 ：00 时，光照强度最强，温度很高，叶片气孔关闭，降低蒸腾作用，蕃茄无酶 X 因 CO2 减少，光合作用减弱；而玉米因有酶 X ，在进入植物体内 CO 2 减少的情况下，酶X对CO2的亲和力极高，玉米仍可维持较高的细胞内 CO2浓度；此时光照增强，促进玉米光合作用加强。
【点睛】通过遮荫反应情境研究、玉米CO2同化途径研究，考查光合作用的过程、影响光合作用的因素、解析光合作用相关曲线的能力。
4. I.冰桶挑战最初旨在让人们了解肌肉萎缩性侧索硬化症，即运动神经元病，俗称渐冻症，临床表现为运动功能越来越退化，最后发展为全身无力、长期卧床，无法自主呼吸，但患者的智力、记忆、感觉不受影响。著名物理学家霍金即罹患该病。
（1）“渐冻人”肌肉萎缩，肌肉属于反射弧中____________的一部分。
（2）用针刺“渐冻人”皮肤，相关神经元发生兴奋时的电位变化是___________。
（3）科学家在已故“渐冻人”脑部发现了自然杀伤细胞（NK细胞），而已故的正常人则没有。NK细胞是一种淋巴细胞，在非特异性免疫中扮演着重要的角色。病原体侵入机体后，NK细胞可快速激活，通过释放多种细胞因子帮助防御，NK细胞还可杀伤机体的衰老细胞及肿瘤细胞等。下列相关叙述错误的是___________。
A、NK细胞、T细胞和B细胞都由骨髓造血干细胞增殖分化而来
B、NK细胞对抗原的识别不具有像B细胞和T细胞一样的特异性
C、 NK细胞被激活后释放的细胞因子属于免疫活性物质
D、可通过清除全部的NK细胞来防止渐冻症的发展
II.如图为某人在饥饿时参加冰桶挑战时体内的一些生理变化过程示意图（图中①~④为激素，A、B、C、D表示器官、组织或细胞）。
（4）参与者在用冰水浇遍全身时，寒冷刺激人体皮肤里的__________产生兴奋，经过传入神经传到___________中的体温调节中枢，再通过传出神经到效应器，使机体产热增加，同时减少散热，维持体温恒定。在此过程中，机体的产热量__________（填“大于”“等于”或“小于”）散热量。产生冷觉的A是___________。
（5）参与者在水浇到身，上的时候大叫一声“好冷”，涉及的语言中枢是（ ）。
A、听性语言中枢 B、视性语言中枢 C、躯体运动中枢 D、运动性语言中枢
（6）全身冰水浇湿后，下丘脑会分泌①，①促使B分泌②，②促使甲状腺分泌③，该过程中①表示____________，B表示__________，该过程体现了激素调节中的___________调节的特点；当③增加到一定程度后可以抑制下丘脑和B分泌①和②，该过程体现了激素调节中___________的调节。
（7）饥寒交迫时__________细胞分泌的④____________含量增加，④对C产生的影响是__________，从而使血糖浓度上升。
【答案】（1）效应器 （2）由外正内负变为外负内正 （3）D
（4） ①. 冷觉感受器 ②. 下丘脑 ③. 等于 ④. 大脑皮层 （5）D
（6） ①. 促甲状腺激素释放激素##TRH ②. 垂体 ③. 分级 ④. 反馈##负反馈
（7） ①. 胰岛A细胞 ②. 胰高血糖素 ③. 促进肝糖原分解和非糖物质转变成葡萄糖
【解析】
【分析】分析图示可知，A为大脑皮层，B为垂体，C为胰高血糖素的靶器官或靶细胞，主要为肝脏细胞。①为促甲状腺激素释放激素，②为促甲状腺激素，③为甲状腺激素，④为胰高血糖素。
【小问1详解】
“渐冻人”肌肉萎缩，肌肉属于反射弧中的效应器，效应器是指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体。
【小问2详解】
用针刺“渐冻人”皮肤，此时钠离子通道开放，钠离子内流，相关神经元发生兴奋时的电位变化是由外正内负变为外负内正。
【小问3详解】
A、由题可知NK细胞、T细胞和B细胞都是淋巴细胞家族成员因此推测NK细胞、T细胞和B细胞都是由骨髓造血干细胞增殖分化而来，A正确；
B、依据题意NK细胞在非特异性免疫中扮演重要的角色，因此推测NK细胞对抗原的识别不具有像B细胞和T细胞那样的特异性，B正确；
C、免疫活性物质包括抗体、溶菌酶和细胞因子等 ，故NK细胞被激活后释放的细胞因子属于免疫活性物质，C正确；
D、NK细胞是一种淋巴细胞，在非特异性免疫中扮演着重要的角色，清除全部的NK细胞会导致免疫功能降低，D错误。
故选D。
【小问4详解】
参加冰桶挑战的人在被冰水浇湿后，皮肤的冷觉感受器兴奋，兴奋沿传入神经传导，传至位于下丘脑的体温调节中枢，调节体温恒定；该过中机体的产热量等于散热量；产生冷觉的A表示大脑皮层。
【小问5详解】
参与者在水浇到身，上的时候大叫一声“好冷”，该过程主要是S区，运动性语言中枢。
故选D。
【小问6详解】
当身体的温度感受器受到寒冷等刺激时，相应的神经冲动传到下丘脑，下丘脑就会分泌①促甲状腺激素释放激素，运输到B垂体，促使垂体分泌促甲状腺激素，该过程体现了激素调节中的分级调节；但甲状腺激素过量时，以抑制下丘脑和垂体分泌相应的激素，维持激素含量的相对稳定，属于负反馈调节。
【小问7详解】
饥寒交迫时，胰岛A细胞分泌的④胰高血糖素增加，④胰高血糖素的主要生理功能是促进肝糖原的分解，促进脂肪等非糖物质转化为葡萄糖，进而升高血糖，以维持血糖含量的相对稳定。
5. 回答下列有关排尿反射和遗传进化相关问题：
排尿是一种复杂的反射活动，当膀胱充盈时，膀胱内牵张感受器受到刺激产生冲动，使人产生尿意。当环境条件适宜时，膀胱逼尿肌接收到冲动后收缩、尿道括约肌舒张，产生排尿反射。如图1是与人体内尿液形成、排出相关的部分调节简图。数字代表结构。请分析回答下列问题。
（1）人产生尿意后，在适宜条件下，脑发出神经冲动完成排尿过程的传导途径依次为：__________→膀胱逼尿肌、尿道括约肌（用箭头和图中数字来表示）。
（2）某患者神经系统部分受损，但能产生尿意。若该患者排尿反射不能完成，大量尿液滞留在膀胱内，推测其受损部位可能是图中的___________（填数字）部位。
（3）一般成年人可以有意识地控制排尿，但婴儿经常尿床。分析婴儿经常尿床的原因是___________。
多囊肾病（PKD）是常见的单基因遗传病之一，主要病理特征是双侧肾脏形成多个大小不等的液性囊肿，进行性增大，破坏肾脏的结构和功能，常伴肝囊肿，50%病人发展成肾功能衰竭。如图2是一多囊肾病家族遗传系谱图。
（4）据图2分析，该家族的多囊肾病遗传方式为__________。
（5）若相关基因用A/a表示，则Ⅱ-3的基因型为___________；Ⅱ-3与Ⅱ-4再生一个正常女孩的概率是__________。
（6）图3表示该家族一个体内某细胞减数分裂过程中部分染色体以及该病相关基因的图像，则该细胞可能出现在该家族下列个体中___________。
①I-2 ②Ⅱ-2 ③Ⅱ-3 ④Ⅲ-3
（7）经分析该家族多囊肾病是由基因PKD1突变导致的，编码PKD1的基因中某个碱基对被替换，表达产物酶X变为酶Y，表显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正确的是____________。
比较指标
①
②
③
④
酶Y活性/酶X活性
100%
50%
10%
150%
酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目
1
1
小于1
大于1
A. 状况①不一定发生氨基酸序列变化
B. 状况②一定是氨基酸种类减少50%
C. 状况③可能是因为突变导致tRNA的种类减少
D. 状况④可能是因为突变导致终止密码位置变化
（8）多囊肾病相关基因突变的类型有很多，但人群中发病人数却很少（约0.08%），从进化角度分析原因是______________________。
【答案】（1）⑦→②→③→④
（2）④ （3）婴儿控制排尿的高级中枢发育尚不完善
（4）常染色体显性遗传
（5） ①. AA 或Aa ②. 1/6
（6）①③ （7）AD
（8）多囊肾病人中有50%的病人发展成肾功能衰竭，这样的患者生育后代的可能性较低，导致人群中控制多囊肾病的基因频率降低，因此人群中发病人数很少。
【解析】
【分析】1、反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分构成，反射需通过完整的反射弧才能实现。解题需要明确两个反射弧，即脊髓控制的排尿反射弧和大脑控制的对脊髓排尿反射弧中的各结构。
2、多囊肾病（PKD）是常见的单基因遗传病，即该病受到一对等位基因控制，根据遗传系谱图可判断该病为染色体显性遗传病。
【小问1详解】
尿道括约肌、膀胱逼尿肌属于反射弧中的效应器，尿意的产生在大脑皮层。由图1可知，人产生尿意后，在适宜条件下，脑发出神经冲动完成排尿过程的传导途径依次为：⑦大脑皮层→②有关神经→③脊髓中的低级排尿中枢→④传出神经→膀胱逼尿肌、尿道括约肌。
【小问2详解】
已知患者神经系统受损，但能产生尿意，说明高级神经中枢（大脑皮层）和传入神经完好。患者排尿反射不能完成，大量尿液滞留在膀胱内，说明效应器不能很好地发挥作用，据此推测其受损部位可能是图中的④部位。
【小问3详解】
一般成年人可以有意识地控制排尿，但婴儿经常尿床，是因为婴儿控制排尿的高级中枢发育尚不完善。
【小问4详解】
由图2分析可知，I-1（父亲）和I-2 （母亲）患病，他们的女儿Ⅱ-2 正常 ，确定该病为常染色体显性遗传病。
【小问5详解】
I-1和I-2 患病，他们的女儿Ⅱ-2 正常 ，则I-1、I-2 、Ⅱ-2 的基因型依次为Aa、Aa、aa，Ⅱ-3的基因型为1/3AA 或2/3Aa；Ⅱ-3（1/3AA 或2/3Aa）与Ⅱ-4（aa）再生一个正常女孩的概率：2/3×1/2×1/2=1/6。
【小问6详解】
图3所示细胞为不均等分裂、无同源染色体，可判断该细胞为次级卵母细胞的减数第二次分裂后期。I-2（女性）、Ⅱ-2 （女性）、Ⅱ-3 （女性）、Ⅲ-3（男性）的基因型依次为Aa、aa、AA 或Aa、Aa，则图3的细胞可能出现在①③个体中。
【小问7详解】
根据题意“编码PKD1的基因中某个碱基对被替换，表达产物酶X变为酶Y”，并结合表格内容可知：
A、①中酶Y活性与酶X活性相同、构成二者的氨基酸数目也相同，因此碱基对的替换不一定使氨基酸序列发生变化，A正确；
B、②中酶Y活性/酶X活性为50%，酶Y活性下降，但构成二者的氨基酸数目相同，故碱基对的替换可能导致替换部位的氨基酸种类发生改变，从而使酶Y活性下降，但氨基酸种类不一定发生变化，B错误；
C、③中酶Y活性/酶X活性为10%，酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目比1小，即碱基对的替换使酶Y的氨基酸数目减少，导致酶Y活性下降，但tRNA的种类不一定减少，C错误；
D、④中酶Y活性/酶X活性为150%，酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目比1大，即碱基对的替换使酶Y的氨基酸数目增加，导致酶Y活性升高，可能原因是突变导致终止密码位置后延，D正确。
故选AD。
【小问8详解】
根据题意，多囊肾病人中有50%的病人发展成肾功能衰竭，这样的患者生育后代的可能性较低，导致人群中控制多囊肾病的基因频率降低，因此人群中发病人数很少。
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