重庆市双江中学2023-2024学年高三第五次月考生物试题（Word版附解析）

这是一份重庆市双江中学2023-2024学年高三第五次月考生物试题（Word版附解析），共20页。试卷主要包含了单项选择题，综合题等内容，欢迎下载使用。

一 单项选择题（共15道小题，每题3分，共计45分）
1. 兴趣小组在一次农田物种丰富度调查实验中发现了一种微生物，由于该农田长期种植豆科植物，因此兴趣小组猜想该微生物很可能为根瘤菌。下列特征最能说明该微生物为根瘤菌的是（ ）
A. 具有细胞壁、核糖体、拟核，没有染色体
B. 能够利用有机物氧化分解的能量将N2转化为NH3
C. 能够利用氧化NH3释放的能量将CO2和H2O合成有机物
D. 将其细胞膜中磷脂铺展为单分子层并测得其面积为细胞表面积的两倍
【答案】B
【解析】
【分析】细胞生物分为原核生物和真核生物，原核生物包括：细菌、蓝细菌、放线菌、支原体、衣原体等。原核细胞的结构中一般有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体、拟核、遗传物质DNA，但是没有细胞核、染色体以及其它复杂的细胞器，支原体没有细胞壁。
【详解】A、所有细菌均具有细胞壁、核糖体、拟核，没有染色体，无法说明该微生物为根瘤菌，A错误；
B、根瘤菌为固氮菌，能够利用有机物氧化分解的能量将N2转化为NH3，可据此判断该微生物为根瘤菌，B正确；
C、硝化细菌能够利用氧化NH3所产生的能量将CO2和H2O合成有机物，根瘤菌不具备此功能，C错误；
D、将其细胞膜中磷脂铺展为单分子层并测得其面积为细胞表面积的两倍，说明该细胞没有核膜和细胞器膜，该特征细菌普遍具有，无法很好说明该细菌为根瘤菌，D错误。
故选B。
2. 酶是细胞代谢不可缺少的物质之一，广泛分布在各种生物体内，下列关于酶的叙述，不正确的是（ ）
A. 酶能使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行
B. 胰蛋白酶既可用于去除坏死组织又可用于促进伤口愈合
C. 有些载体蛋白既是运输某物质的载体又是一种催化ATP水解的酶
D. 痢疾内变形虫通过主动运输排出相关的酶以此溶解人肠壁组织获取营养
【答案】D
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。
2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性。
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活性降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
【详解】A、酶具有高效性、专一性、作用条件温和，所有酶能使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行，A正确；
B、胰蛋白酶可水解蛋白质，可用于去除坏死组织，有利于促进伤口愈合，B正确；
C、有些载体蛋白既是运输某物质的载体，也是一种可以催化ATP水解或催化ATP合成的酶，C正确；
D、酶属于大分子，痢疾内变形虫通过胞吐排出相关的酶，D错误。
故选D。
3. 细胞连接是指在细胞膜的特化区域，通过膜蛋白、细胞骨架等形成的细胞之间的连接结构。常见的细胞连接包括：a．存在于小肠上皮细胞的紧密连接，如图甲所示；b．常见于高等植物细胞中的胞间连丝，如图乙所示。下列关于细胞连接的说法，正确的是（ ）
A. 如图甲所示，小肠上皮细胞的紧密连接可增大细胞膜面积，有利于对营养物质的吸收
B. 如图乙所示，内质网参与形成胞间连丝的过程体现了生物膜具有信息交流和物质运输功能
C. 某些细胞连接处相关蛋白被固定无法运动，但此处细胞膜仍可能具有一定的流动性
D. 由蛋白质、纤维素构成的细胞骨架可能引导某些物质移动并参与形成细胞连接
【答案】C
【解析】
【分析】相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通，通过携带信息的物质来交流信息，即细胞一通道一细胞，如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流。
【详解】A、小肠上皮细胞的紧密连接不能增大膜面积，A错误；
B、内质网参与形成胞间连丝的过程不能体现生物膜具有信息交流和物质运输功能，B错误；
C、某些细胞连接处相关蛋白被固定无法运动，但此处的磷脂分子仍然可以运动，使细胞膜具有一定的流动性，C正确；
D、细胞骨架由蛋白质构成，不包含纤维素，D错误。
故选C。
4. 线粒体内膜上有质子泵，可以将线粒体基质中的质子不断泵至膜间隙，使线粒体内膜形成跨膜电位，这是线粒体维持正常功能的必要保障。在缺氧等因子刺激下，外膜通透性增大，内膜膜电位降低或线粒体肿胀破裂，导致AIF等凋亡因子进入细胞质基质，细胞进入凋亡程序。下列说法正确的是（ ）
A. 线粒体和叶绿体的外膜、内膜都只有保护和分隔功能
B. 线粒体的唯一功能就是为细胞提供生命活动所需的能量
C. 线粒体内膜形成跨膜电位需要能量也影响着能量的产生
D. 细胞凋亡是线粒体内凋亡因子控制的主动结束生命的过程
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质，第二阶段是线粒体基质，第三阶段是线粒体内膜。
【详解】A、叶绿体的外膜、内膜都只有保护和分隔功能，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的反应场所，A错误；
B、由题意可知线粒体还参与细胞凋亡，B错误；
C、质子不断泵至膜间隙，使线粒体内膜形成跨膜电位，这是线粒体维持正常功能的必要保障。质子不断泵至膜间隙是一个耗能的过程，线粒体主要功能是产生能量，C正确；
D、细胞凋亡是基因控制的主动结束生命的过程，不是凋亡因子，D错误。
故选C
5. 某品牌原浆苹果醋的简概工艺流程为：“苹果采摘→挑选清洗→破碎榨汁→酵母发酵→醋酸发酵→陈酿2年左右”，下列有关叙述正确的是（ ）
A. “挑选清洗”即可消除杂菌对发酵过程的影响
B. “酵母发酵”产物有利于溶出苹果中的风味物质并保留在苹果醋中
C. “酵母发酵”结束后需改变通气条件、降低温度才有利于“醋酸发酵”
D. “醋酸发酵”时若发酵液停止产生气泡即代表发酵结束
【答案】B
【解析】
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。
2、果醋制作利用的是醋酸菌，醋酸菌是异养需氧型。当氧气充足，糖源充足时，可以直接将葡萄糖分解为醋酸；当氧气充足，糖源不足时先将乙醇分解为乙醛，再讲乙醛分解为醋酸。
【详解】A、“挑选清洗”是为了洗去苹果表面的浮尘，不能完全消除杂菌的影响，A错误。
B、“酵母发酵”产生的酒精有利于溶出苹果中的风味物质并保留在果醋中，B正确；
C、“酵母发酵”(18~30℃)后应提供充足氧气，并升高温度(30~35℃)才利于“醋酸发酵”，C错误。
D、“醋酸发酵”时，当糖源充足，糖将分解成醋酸且产生二氧化碳，即有气泡产生，但当缺少糖源时，酒精将转变成醋酸且不产生二氧化碳，即不产生气泡，因此发酵液停止产生气泡不一定代表发酵结束，D错误。
故选B。
6. 遗传与变异现象在医学研究、农业育种、生物技术产业等领域都有广泛的应用。下列关于遗传学应用及其相关原理的说法，错误的是（ ）
A. 我国培育的形态各异的金鱼与基因突变、基因重组以及自然选择有关
B. 基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异可能与表观遗传有关
C. 在刑侦领域中，DNA指纹技术的应用与DNA多样性和特异性有关
D. 根据早期雏鸡的羽毛特征区分雌性和雄性与伴性遗传有关
【答案】A
【解析】
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，表观遗传现象普遍存在于生物体的生长发育和衰老的整个生命活动过程中。
【详解】A、我国培育的形态各异的金鱼与基因突变、基因重组以及人工选择有关。自然选择是筛选出适应当下环境生存的个体，而人工选择是培养符合人类需要的生物品种或性状，A错误；
B、基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异可能与表观遗传有关，B正确；
C、DNA具有多样性和特异性，所以在刑侦领域中，DNA指纹技术的应用与之有关，C正确；
D、在伴性遗传中，亲代的雌鸡选显性性状，雄鸡选隐性性状，在后代中雄性全为显性，雌性全为隐性，所以可以根据性状判断性别，D正确。
故选A。
7. 如图表示一种常见的激素受体-G蛋白偶联受体及其作用原理。G蛋白由三个亚基构成并具有一个GDP/GTP结合位点。当激素与G蛋白偶联受体结合后，受体的空间结构发生变化并使Gα亚基上的GDP与之脱离。之后，GTP与Gα亚基结合并使Gα亚基分离。分离后的Gα亚基催化GTP水解为GDP并激活细胞膜上的效应酶，引发后续生理变化。下列关于G蛋白偶联受体的说法，正确的是（ ）
A. 由图可知G蛋白偶联受体至少具有一个游离的氨基及羧基，且均位于细胞膜的外表面
B. G蛋白偶联受体的作用过程说明受体蛋白具有催化、物质运输、能量转换等功能
C. Gα亚基可将GTP中的活跃化学能转化为效应酶的活化能并提高后续生理变化的反应速率
D. 由于酶具有作用条件温和的特性，因此温度、pH等因素可能改变G蛋白的生物活性
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质的基本组成单位是氨基酸，每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接再同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。氨基酸通过脱水缩合方式形成多肽，一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基。
【详解】A、由图可知G蛋白偶联受体两端分别具有一个游离的氨基及羧基，其氨基酸的R基中可能还含有氨基或羧基，因此至少具有一个游离的氨基及羧基；图中氨基位于细胞膜的外表面，但羧基位于细胞膜的内表面，A错误；
B、由G蛋白偶联受体的作用过程可知其具有信息传递的功能，不能体现催化、物质运输、能量转化的功能，B错误；
C、GTP的活跃化学能用于激活效应酶，酶降低反应所需活化能加快反应速率，而非自身的活化能得到提高，C错误；
D、由于G蛋白的Gα亚基具有酶的催化活性，因此具有作用条件温和的特性，受温度、pH影响，D正确。
故选D
8. 某活动组欲通过质壁分离实验推测植物耐寒的机理。材料和用具：质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，常温和4℃低温预处理24小时的紫色洋葱鳞片叶、葫芦藓叶片，吸水纸，显微镜等。实验数据如下表，下列说法正确的是（ ）
A. 洋葱鳞片叶外表皮细胞和葫芦藓叶肉细胞的原生质层中都有花青素，便于观察实验现象
B. 常温下洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度大于葫芦藓叶肉细胞的细胞液浓度
C. 低温预处理后，溶液中的蔗糖分子进入细胞液导致质壁分离时间延长
D. 该实验表明植物细胞可通过增加细胞液的浓度来适应低温环境
【答案】D
【解析】
【分析】渗透作用需具备两个条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。质壁分离和质壁分离复原中水分子移动速度主要受膜两侧溶液的浓度差影响。成熟的植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用。质壁分离的原因：外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。最早出现质壁分离所需时间越长，说明细胞液浓度相对越大，与外界溶液的浓度差越小。由题干信息可知，低温处理使细胞质壁分离程度变小，质壁分离速度变慢。质壁分离的细胞其原生质体长度与细胞长度的比值表示质壁分离的程度，比值越大，质壁分离程度越小。
【详解】A、花青素存在于液泡中，不在原生质层中，A错误；
B、常温下洋葱鳞片叶外表皮细胞最早出现质壁分离所需时间小于葫芦藓叶肉细胞，说明洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度与外界溶液浓度的浓度差比葫芦藓叶肉细胞液浓度与外界溶液浓度的浓度差大，外界溶液浓度相同，所以，洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度小于芦藓叶肉细胞液浓度，B错误；
C、低温预处理，细胞生物膜选择透过性并未丧失，蔗糖分子不能通过原生质层进入细胞。低温处理后，细胞液浓度会增大，与外界溶液浓度差变小，使质壁分离时间延长，C错误；
D、根据题意，低温处理，细胞最早出现质壁分离所需时间延长，相同时间发生质壁分离的细胞所占比例减小，质壁分离程度减小，说明低温会导致细胞液浓度增大（比如低温下淀粉分解成可溶性糖增多），使细胞失水减少，以适应低温环境，D正确。
故选D。
9. 在细胞周期进程中，某些时间点对控制细胞周期的转变有重要作用，这些时间点称为细胞周期检查点。CDK能与细胞周期蛋白(cyclin)形成复合物，推动细胞跨过各个时期的检查点进入下一阶段，如图所示。如果细胞周期过程出现异常，不能通过检查点，则不能进入下一阶段。期细胞指在一般情况下不进行分裂，但在接收到相关信号时又可重新开始分裂的细胞。下列说法正确的是（ ）

A. G1期、G2期和M期都没有发生基因的选择性表达
B. 人体内处于G0期的细胞可能有B细胞、干细胞、红细胞等
C. 一个细胞周期的不同阶段均由不同的周期蛋白(cyclin)参与调控
D. 没有形成纺锤体可能抑制CDK1-cyclinB复合物的活性，细胞周期将停留在M期
【答案】D
【解析】
【分析】分裂间期包括G1期、S期和G2期，细胞进入G1期后，各种与DNA复制有关的酶在G1期明显增加，S期主要完成DNA的复制和组蛋白合成；在 G2期，中心粒完成复制而形成两对中心粒，微管蛋白以及一些与细胞分裂有关的物质也在此时期大量合成。
【详解】A、G1期、G2期要合成相关蛋白质，存在基因选择性表达，A错误；
B、G0期细胞指在一般情况下不进行分裂，但在接收到相关信号时又可重新开始分裂的细胞。而红细胞是不再分裂的细胞，不属于G0期的细胞，B错误；
C、据图可知，细胞周期蛋白cyclinA参与从S期进入G2期和从G2期进入M期，C错误；
D、由图可知，CDK1-cyclinB复合物能调控M期，因此没有形成纺锤体可能抑制CDK1-cyclinB复合物的活性，使后期分开的姐妹染色体不能分向细胞两极，细胞周期将停留在M期，D正确。
故选D。
10. 如图为水稻(2n=24)花粉母细胞减数分裂过程中处于三个时期的细胞显微照片。下列说法正确的是（ ）
A. 由图①可知在减数分裂的过程中减数分裂Ⅱ与减数分裂Ⅰ的纺锤体在空间上相互垂直
B. 形成水稻花粉细胞所经历的时期依次是③→②→①
C. 水稻花粉母细胞减数分裂后，花粉细胞中染色体数目为6对
D. 图②中细胞的染色体组数是12，图③细胞中染色体数与DNA含量的比值是1：2
【答案】A
【解析】
【分析】题图分析：①细胞中着丝粒分裂，染色单体分离，处于减数第二次分裂后期；②细胞为同源染色体联会形成的四分体时期，处于减数第一次分裂前期；③细胞中同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期。
【详解】A、根据图①中子细胞的分裂方向可知，减数分裂I是上下分，减数分裂Ⅱ是左右分，故减数分裂Ⅱ的纺锤体与减数分裂Ⅰ的纺锤体在空间上相互垂直，A正确;
B、①处于减数第二次分裂后期；②处于减数第一次分裂前期；③处于减数第一次分裂后期，形成水稻花粉细胞所经历的时期依次是②→③→①，B错误；
C、水稻花粉母细胞经减数分裂后，花粉细胞中染色体数目为12条，没有同源染色体，不能说6对，C错误；
D、图②细胞中染色体组数应为2，DNA包括细胞核中染色体上的DNA和细胞质中的DNA，故图③细胞中染色体数与核DNA含量的比值是1∶2，D错误。
故选A。
11. 兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群中FF、Ff、ff基因型频率分别为36%、60%、4%。下列叙述正确的是（ ）
A. 该兔群所有个体的脂肪颜色基因共同构成该种群的基因库
B. 该兔群自由交配的下一代FF基因型频率为36%，ff基因型频率为4%
C. 该兔群自由交配的下一代F基因频率为60%，f基因频率为20%
D. 若该兔群中两只白色脂肪兔交配，后代为淡黄色脂肪兔的概率为25/256
【答案】D
【解析】
【分析】基因频率是指在一个种群的基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
F的基因频率=FF的基因型频率+1/2Ff的基因型频率=66%；
f的基因频率=ff的基因型频率+1/2Ff的基因型频率=34%
遗传平衡定律：在数量足够多的随机交配的群体中，没有基因突变、没有迁入和迁出、没有自然选择的前提下，种群的基因频率逐代不变，则基因型频率将保持平衡。p2表示FF的基因型的频率， 2pq表示Ff基因型的频率，q2表示ff基因型的频率。其中p是F基因的频率，q是f基因的频率。基因型频率之和应等于1，即p2+ 2pq+q2=1。
【详解】A、一个种群的基因库是指该种群中全部个体所含的全部基因，A错误；
B、该兔群自由交配，下一代FF基因型频率为66%的平方=43.56%，ff基因型频率为34%的平方=11.56%，B错误；
C、该兔群自由交配，下一代中F、f的基因频率与亲本相同，因此F基因频率为66%，f基因频率为34%，C错误；
D、该兔群中白色脂肪兔可能为FF(占3/8)、Ff(占5/8)，两只白色脂肪兔交配，产f配子的概率为5/16，则后代为淡黄色(ff)的概率为5/16×5/16=25/256，D正确。
故选D。
12. 如图表示人体内环境及相关细胞之间的关系。X、Y、Z表示三种液体环境，1、2、3表示对应液体环境中的某种细胞。细胞2为Y中数量最多的细胞，内含大量血红蛋白和碳酸酐酶，该酶催化CO2与水结合生成H2CO2，H2CO3解离为HCO3-，从细胞2运出。下列说法正确的是（ ）
A. 大部分细胞生活的环境是Z，若细胞3代谢过强或过程1受阻，均可能导致组织水肿
B. 机体可通过成熟细胞2合成碳酸酐酶缓解碳酸酐酶活性丧失所造成的内环境酸碱平衡失调
C. Y中过多的可刺激脑干中的呼吸中枢造成呼吸加深、加快，该反射属于非条件反射
D. 体液由X、Y、Z组成，其中含量最多的化合物为水，说明细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知，X组织液，Y为血浆，Z为淋巴液。细胞2在血浆中数量最多，且含大量血红蛋白，因此细胞2为红细胞。
【详解】A、大部分细胞生活的环境为组织液，即X；组织水肿为细胞1代谢过强或过程1受阻等原因引起，A错误；
B、成熟细胞2即为成熟红细胞，无法合成碳酸酐酶，B错误；
C、血浆中过多的CO2可刺激脑干中的呼吸中枢造成呼吸加深、加快，该反射属于非条件反射，C正确；
D、体液由X、Y、Z及细胞内液组成，D错误。
故选C。
13. 在短跑比赛中，运动员在听到发令枪声之后，身体需经过一系列的反应才能完成起跑的动作。据统计，人类完成这一系列反应所需时间至少0.1s，因此现今世界短跑比赛规定：运动员在发令枪响0.1秒之内起跑将被视为“抢跑”。下列关于“抢跑”的说法，正确的是（ ）
A. 听到发令枪响后，运动员交感神经兴奋并支配肌肉作出起跑动作
B. 听到枪响并起跑的反射弧为：耳-传入神经-脊髓-传出神经-全身肌肉
C. 兴奋传导过程中、离子的参与，体现了无机盐维持生命活动正常进行的功能
D. 由抢跑时间的规定可推知：枪声刺激所产生的兴奋以电信号的形式传导至效应器至少需0.1秒
【答案】C
【解析】
【分析】神经调节的基本方式是反射，它是指在中枢神经系统参与下，动物或人体对内外环境变化作出的规律性应答，完成反射的结构基础是反射弧，反射弧是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成。
【详解】A、交感神经属于自主神经系统，无法控制肌肉运动，调节骨骼肌运动的神经是躯体运动神经，因此，听到发令枪响时运动员的躯体运动神经兴奋并支配肌肉做出起跑动作，A错误；
B、听到枪响并起跑为条件反射，需要脑中高级中枢参与，B错误；
C、兴奋传导过程中Na+ 、 K+ 的参与，体现了无机盐维持生命活动正常进行的功能，C正确；
D、枪声刺激所产生的兴奋，在神经元之间传递时，除了以电信号的形式传导，还需要以化学信号的形式传递，D错误。
故选C。
14. 研究发现在某些物质的诱导下，基因的工作状态会发生改变，这一过程称为可诱导调节，相关机制如图所示。为验证这一机制，研究人员将大肠杆菌放在乳糖培养液中，发现细菌在早期不生长，一段时间后开始生长，随后分离出β-半乳糖苷酶(催化乳糖水解)。根据以上资料推测，下列说法错误的是（ ）
A. 当无诱导物时，阻遏物通过与操纵基因的结合来影响结构基因的转录过程
B. 一段时间后细菌开始生长，表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的生命活动
C. 乳糖通过诱导大肠杆菌合成β-半乳糖苷酶基因来实现对乳糖的水解利用
D. β-半乳糖苷酶基因的转录起点可能位于阻遏基因与操纵基因之间
【答案】C
【解析】
【分析】据图可知，双链结构的物质是DNA，当无诱导物时，阻遏物通过与操纵基因的结合来影响相关基因的转录过程；在诱导物的诱导下，基因的工作状态会发生改变，乳糖加入后，β-半乳糖苷酶的基因由关闭状态变为工作状态。
【详解】A、据图可知，双链结构的物质是DNA，所以当无诱导物时，阻遏物通过与操纵基因的结合来影响相关基因的转录过程，A正确；
B、一段时间后细菌开始生长，表明细菌已合成β-半乳糖苷酶，这说明基因可以通过控制酶的合成来控制生物体的生命活动，B正确；
C、在诱导物的诱导下，基因的工作状态会发生改变，由此可知，乳糖加入后，β-半乳糖苷酶的基因由关闭状态变为工作状态，C错误；
D、据图可知，阻遏物通过与操纵基因的结合来抑制基因的转录，当诱导物出现时，会使阻遏物失去活性，解除结构基因的关闭状态，所以结构基因可以正常表达，转录的起始区域应位于阻遏基因和操纵基因之间，D正确。
故选C。
15. 人类的ABO血型由IA、IB和i三个基因决定(IA、IB对i为显性，IA和IB为共显性)，指甲髌骨综合征是一种单基因遗传病(自然人群中发病率为199/10000)，相关基因用D(d)表示。现有一个指甲髌骨综合征的家系，该病的遗传系谱图如图甲所示；图乙表示对Ⅱ-2精子细胞相关基因的电泳结果。若不考虑突变，下列说法正确的是（ ）
A. 指甲髌骨综合征的遗传方式为常染色体隐性遗传
B. Ⅲ-1体细胞中最多含有23条来自Ⅰ-2的染色体
C. 第三代子女中性状有所不同，说明ABO血型基因和D(d)基因独立遗传
D. Ⅲ-5与当地某一女性患者婚配，所生后代中正常男孩的概率为99/398
【答案】D
【解析】
【分析】指甲髌骨综合征是一种单基因遗传病，根据图中父亲患病，女儿存在正常个体，说明不是伴X显性遗传，根据母亲患病，儿子中有正常个体，可排除伴X隐性遗传。可通过假设其为常染色体显性遗传或常染色体隐性遗传进行推理。
【详解】A、根据系谱图，Ⅱ-2患病，Ⅲ-6正常，可排除伴X显性遗传，根据Ⅰ-2患病，Ⅱ-1正常，可排除伴X隐性遗传。若该病为常染色体隐性遗传，则Ⅱ-2的基因型是ddIAIB，在不考虑突变的情况下，该个体只能产生2种类型的精子，与图乙的电泳结果不符；若该病为常染色体显性遗传，则Ⅱ-2的基因型是DdIAIB，该个体可以产生4种类型的精子，与图乙的电泳结果相符合，A错误；
B、Ⅲ-1的基因型是DdIAi，无论基因是否连锁，Ⅲ-1体细胞中有23条染色体来自Ⅱ-2，Ⅰ-2的基因型是DdIA- ，Ⅱ-2体细胞中有23条染色体(22+X)来自Ⅰ-2，不能提供Y染色体，所以Ⅲ-1体细胞中最多含有22条来自Ⅰ-2的染色体，B错误；
C、若ABO血型基因与D(d)基因遵循基因的自由组合定律，则DdIAIB(Ⅱ-2)×ddii(Ⅱ-3)所生后代中，无论A血型还是B血型都有可能患病；若ABO血型基因与D(d)基因不遵循基因的自由组合定律(A、D基因连锁，B、d基因连锁)，但发生了基因重组，则DdIAIB (Ⅱ-2)×ddii(Ⅱ-3)所生后代中，无论A血型还是B血型都有可能患病，C错误；
D、Ⅲ-5基因型为dd，根据题意，自然人群中发病率为199/10000，则dd占9801/10000，由遗传平衡定律可知，d占99/100，D占1/100，所以当地患病人群中Dd=（2×99/100×1/100）÷199/10000=198/199，所生后代中正常男孩的概率为1/2× 198/199×1/2♂=99/398，D正确。
故选D。
二 综合题（共4道小题，共计55分）
16. 如图甲为果树叶绿体内进行的光合作用过程，数字代表生理过程，字母代表物质；图乙表示夏季晴朗白天，该农作物在不同遮光条件下相关指标的日变化曲线。回答下列问题：
（1）图甲中能吸收红光的色素是________，物质D包括ATP和________，ATP化学性质不稳定的生理意义是________。
（2）当细胞质基质中的Pi浓度低时________(填“有利于”或“不利于”)蔗糖的合成，蔗糖通过韧皮部运输到植物的根、茎、果实和种子中，摘除叶片附近的果实会________(填“促进”或“抑制”)该叶片的光合作用。为提高单果的质量，从有机物分配的角度应采取的措施是：及时修剪基部枝叶和适当________。
（3）由图乙可知，当遮光比例达到10%以上时，叶绿素含量增加，其中_______增加更显著，这说明间作时_______(填“高秆”或“矮秆”)作物需要将更多的无机盐用于合成叶绿素。
（4）在图乙中，与10%遮光处理相比，未遮光处理植物干重较小。给农业生产带来的启示是大棚种植作物需要合理遮光、大田(野外)种植作物需要________。
【答案】（1） ①. 叶绿素 ②. NADPH ③. 快速水解释放能量，为生命活动及时供能
（2） ①. 不利于 ②. 抑制 ③. 疏花疏果或去除部分幼嫩果实
（3） ①. 叶绿素b ②. 矮秆
（4）合理密植##适当增加种植密度
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
【小问1详解】
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，故图甲中能吸收红光的色素是叶绿素。光合作用的光反应阶段为暗反应阶段提供ATP和NADPH，故物质D包括ATP和NADPH，ATP化学性质不稳定，能快速水解释放能量，为生命活动及时供能。
【小问2详解】
由图可知，将细胞质基质中的Pi运进叶绿体的同时，会将叶绿体中的磷酸丙糖运入细胞质基质，如果当细胞质基质中的Pi浓度低，运入细胞质基质中的磷酸丙糖数量会减少，磷酸丙糖转化为蔗糖的数量减少，因此不利于蔗糖的合成。蔗糖通过韧皮部运输到植物的根、茎、果实和种子中，摘除叶片附近的果实会导致蔗糖堆积，进而导致磷酸丙糖堆积，从而抑制该叶片的光合作用。为提高单果的质量，可以及时修剪基部枝叶和适当疏花疏果或去除部分幼嫩果实。
【小问3详解】
图乙中当遮光比例达到10%以上时，叶绿素含量增加，而叶绿素a含量与叶绿素b含量之比下降，说明叶绿素b含量增加的更多，这说明间作时矮秆作物需要将更多的无机盐用于合成叶绿素。
【小问4详解】
在图乙中，与10%遮光处理相比，未遮光处理植物干重较小。因此大棚种植作物需要合理遮光、野外种植作物需要合理密植（或适当增加种植密度），合理遮光。
17. 白色脂肪组织(WAT)负责将能量以脂肪的形式储存起来，棕色脂肪组织(BAT)则通过产热消耗能量来维持机体的代谢健康。但高脂饮食、缺乏运动的生活方式促使体内棕色脂肪细胞凋亡。科学家使用紫外线照射培养液，诱导棕色脂肪细胞凋亡，之后离心得到上清液用于培养健康棕色脂肪细胞，并检测健康棕色脂肪细胞中产热相关蛋白基因的表达情况。结果发现：与产热相关的基因表达显著上升。
（1）脂肪是生物体内良好的储能物质，除此之外脂肪还具有的功能是____________。(至少回答一点)
（2）科学家进一步通过分析发现：棕色脂肪细胞凋亡后，其上清液中有三种物质含量显著上升，分别为：腺嘌呤、次黄嘌呤和肌苷。目前已知增强棕色脂肪细胞分化和产热程序的关键胞内信号分子是cAMP。现需结合上述研究成果，设计实验验证：提高健康棕色脂肪细胞内cAMP含量并促进细胞产热的物质是肌苷而非次黄嘌呤、腺嘌呤。请写出实验思路：取生理状况相同的健康棕色脂肪细胞若干，分为A、B、C三组，____________。
（3）研究结果揭示了肌苷促进棕色脂肪细胞产热增强的原理，如图甲所示；图中UCP1的功能如图乙所示。由图乙可知，当棕色脂肪细胞被激活时，可通过UCP1蛋白流至线粒体基质，此时线粒体内膜上ATP的合成速率将______，有氧呼吸释放的能量中_______所占比例明显增大。
（4）科学家最终得出结论：凋亡的棕色脂肪细胞能够增强周围健康脂肪细胞的代谢产热强度，请综合上述所有研究结果，说明该现象的原理：凋亡的棕色脂肪细胞能释放大量肌苷，____________，通过提高cAMP含量，____________，最终提高健康脂肪细胞的代谢产热强度。
（5）棕色脂肪细胞可通过膜蛋白ENT1吸收细胞外的肌苷。科研人员构建了ENT1缺陷小鼠，将其棕色脂肪细胞分离出并培养在含3H标记的肌苷的培养液中。一段时间后分别检测ENT1缺陷组上清液中的放射性强度(a)以及对照组(野生型小鼠)上清液中的放射性强度(b)，则a、b的关系为：a____b(填“>”“<”或“=”)，该研究方法称为________。
【答案】（1）缓冲、减压；作为绝热体，保温
（2）分别使用含相同浓度的腺嘌呤、次黄嘌呤和肌苷的培养基在相同且适宜的条件下培养，一段时间后检测三组细胞内cAMP的含量以及细胞产热强度
（3） ①. 下降 ②. 热能
（4） ①. 肌苷作用于周围健康棕色脂肪细胞表面的受体 ②. 增多线粒体内膜UCP1的含量
（5） ①. > ②. 同位素标记法或同位素示踪法
【解析】
【分析】组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质还含有P和N，细胞中常见的脂质有：（1）脂肪：①细胞内良好的储能物质；②保温、缓冲和减压作用。（2）磷脂：构成膜（细胞膜、核膜、细胞器膜）结构的重要成分。（3）固醇：维持新陈代谢和生殖起重要调节作用，分为胆固醇、性激素、维生素D等。①胆固醇：构成细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输。②性激素：促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成。③维生素D：促进肠道对钙和磷的吸收。
【小问1详解】
脂肪：①细胞内良好的储能物质；②保温、缓冲和减压作用。
【小问2详解】
本实验的自变量是肌苷、黄嘌呤、腺嘌呤，因变量是cAMP的含量和细胞产热的情况。要验证提高健康棕色脂肪细胞内cAMP含量并促进细胞产热的物质是肌苷而非次黄嘌呤、腺嘌呤，设计如下实验：分别使用含相同浓度的腺嘌呤、次黄嘌呤和肌苷的培养基在相同且适宜的条件下培养，一段时间后检测三组细胞内cAMP的含量以及细胞产热强度。
【小问3详解】
细胞呼吸释放的能量一部分用于合成ATP，一部分以热能的形式散失，当棕色脂肪细胞被激活时， H+ 可通过UCP1蛋白流至线粒体基质，此时线粒体内膜上ATP的合成速率将降低，有氧呼吸释放的能量中热能所占比例明显增大。
【小问4详解】
凋亡的棕色脂肪细胞能释放大量肌苷，而周围的健康脂肪细胞表面存在肌苷的受体，肌苷作用于受体后，通过提高cAMP含量，增多线粒体内膜UCP1的含量最终提高健康脂肪细胞的代谢产热强度。
【小问5详解】
ENT1缺陷小鼠无法吸收细胞外的肌苷，因此将其棕色脂肪细胞分离出并培养在含3H标记的肌苷的培养液中。一段时间后分别检测ENT1缺陷组上清液中的放射性强度(a)以及对照组(野生型小鼠)上清液中的放射性强度(b)的结果是a＞b。该实验方法是同位素标记法。
18. 癌症患者死亡的主要原因是肿瘤转移导致的并发症，F蛋白可抑制肝癌细胞的转移。研究发现细胞中的circRNA可通过miRNA调控F蛋白基因的表达，而且F蛋白还具有使circRNA去甲基化的功能，相关机制见下图。miRNA是一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。

（1）前体mRNA的合成需要DNA模板、______酶、______和能量等条件，经剪接、去甲基化后的circRNA通过______(细胞结构)进入细胞质基质。一个circRNA分子中游离的磷酸基团数目为______。
（2）circRNA与mRNA在细胞质基质中通过对______的竞争性结合，调控F蛋白基因表达的______过程，而且该调控过程具有______(填“正反馈”或“负反馈”)的特点。
（3）研究发现miRNA的含量升高有利于肝癌细胞的转移，据图分析，其原因是______。
（4）根据以上信息，除了降低miRNA的含量之外，试提出一个肝癌治疗中抑制癌细胞转移的新思路：______。
【答案】（1） ①. RNA聚合 ②. 核糖核苷酸 ③. 核孔 ④. 0
（2） ①. miRNA ②. 翻译 ③. 正反馈
（3）部分miRNA与F蛋白mRNA结合，使F蛋白不能合成或合成减少，无法抑制肝癌细胞的转移
（4）增加circRNA的量或促进F蛋白基因的转录
【解析】
【分析】结合题意分析题图可知，miRNA能与mRNA结合，使其降解，降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时，就不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
【小问1详解】
前体mRNA是通过转录形成的，转录需要以DNA一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料、RNA聚合酶催化和细胞代谢提供的能量等条件。由图可知，经剪接、去甲基化后的circRNA通过核孔进入细胞质基质。circRNA为环状，因此不含游离的磷酸基团。
【小问2详解】
由图可知，miRNA既能与mRNA结合，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，提高mRNA的翻译水平，故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节F蛋白基因表达的翻译过程。形成的F蛋白进入细胞核，具有使circRNA去甲基化的功能，从而增加了细胞质中去甲基化的circRNA的含量，使其与miRNA结合增加，从而促进mRNA合成更多的F蛋白，故该调控过程具有正反馈的特点。
【小问3详解】
由题意可知，F蛋白可抑制肝癌细胞的转移。由于部分miRNA与F蛋白mRNA结合，使F蛋白不能合成或合成减少，无法抑制肝癌细胞的转移，因此miRNA的含量升高有利于肝癌细胞的转移。
【小问4详解】
若要抑制癌细胞转移，就要提高F蛋白的表达量，因此可通过增加circRNA的量或促进F蛋白基因的转录，以提高F蛋白mRNA更多的翻译形成F蛋白，从而抑制癌细胞转移。
19. 柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂，食品工业生产柠檬酸时，可以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得，如图为黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的简要流程图。请回答下列问题：
（1）生产柠檬酸的优良菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过________育种获得。(答出一种育种方法即可)
（2）据图分析，黑曲霉的代谢类型是_______，将菌种接种至A培养基的方法为_______，将该菌种由A培养基转接至B培养基的目的是_______。
（3）请从培养基营养成分的角度分析，加α-淀粉酶的作用是_______，加蛋白胨的作用是_______。
（4）有人认为柠檬酸发酵工程的生产过程中pH将不断下降，会抑制杂菌的生长，因此C培养基不需要灭菌，但相关技术人员则认为该观点不正确，请做出合理的解释：_______。
（5）在柠檬酸发酵过程中，操作人员会定时检测培养液中的黑曲霉浓度以了解发酵进程，若将稀释了100倍的培养液用血细胞计数板(1mm×1mm×0.1mm，25个中方格，每个中方格包含16个小格)通过显微镜观察计数，则理论上统计的中方格中黑曲霉平均数量应不少于_____个才能达到个/mL的预期浓度。
【答案】（1）诱变育种、基因工程育种
（2） ①. 异养需氧型 ②. 平板划线法 ③. 扩大培养(或增加黑曲霉菌种数量)
（3） ①. 将红薯中的淀粉水解产生葡萄糖，提供碳源 ②. 提供氮源、维生素
（4）培养基中初始pH为6.0，适合多种微生物(霉菌)生长，若初期有杂菌污染可能导致柠檬酸产量大大下降
（5）30
【解析】
【分析】虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【小问1详解】
优良菌种可以从自然界中筛选，也可以通过诱变育种、基因工程育种获得。
【小问2详解】
分析图可知：柠檬酸发酵时需搅拌，故黑曲霉的代谢类型异养需氧型。使用平板划线法将菌种接种至A培养基，B培养基是液体培养基，将该菌种由A培养基转接至B培养基是进行菌种扩大培养，以增加黑曲霉菌种数量。
【小问3详解】
α-淀粉酶将红薯中的淀粉水解产生葡萄糖，提供碳源，蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等物质，故培养基C中蛋白胨的作用是为微生物生长提供氮源、维生素等。
【小问4详解】
分析图可知，培养初期pH为6.0，适合多种微生物(霉菌)生长，若该时期污染了杂菌，则有可能导致柠檬酸产量大大下降。
【小问5详解】
分析题意可知，使用的是长和宽均为1mm，深度为0.1mm的血细胞计数板，用血细胞计数板计数法对黑曲霉进行计数；预期密度为每毫升7.5×108个活细胞，设5个中方格的孢子数量应不少于x，则有，解得x=30。
20. 家蚕起源于中国，蚕丝是重要的纺织原料。家蚕的幼虫期为25天左右：1~2龄期7~9天；3龄期4天；4~5龄期13~15天。某生物兴趣小组在对家蚕饲养的过程中发现一种突变体，该突变体在3龄期生长停滞，个体小，4龄期全部致死。为研究该突变体致死基因的遗传特性，小组构建了家蚕的致死基因系统(系统中每一只蚕都含有致死基因，不考虑性染色体上的同源区段)，随机选取系统中雄蚕M、雌蚕N各一只，开展如下实验：
（1）根据实验可知，致死基因是由______(填“常染色体”或“性染色体”)上的_____(填“显性”或“隐性”)基因控制的。
（2）将实验二的家蚕随机进行交配，中3龄家蚕幼虫生长停滞型与正常型的比例是______。
（3）兴趣小组继续探究致死基因的来源，通过基因测序与数据库比对，发现致死基因来自拓扑异构酶基因的突变，将致死基因与正常基因的mRNA序列进行比对，结果如下：
①根据比对结果可知，与正常基因相比，致死基因在基因突变时发生了_______，该变化最终导致致死基因编码的蛋白质功能有所异常，具体的解释是_______。
②为验证①中发生的基因突变类型，小组成员设计如下实验思路，请补充完整：以_______为模板合成单链RNA，将其注射到野生型家蚕体内，检测_______(填“正常基因”或“致死基因”)的表达量。
【答案】（1） ①. 常染色体 ②. 隐性
（2）1：15 （3） ①. 碱基的缺失 ②. ⅰ.致死基因在1429~1475位置上缺失48个碱基，即最终表达的蛋白质会缺失16个氨基酸；ⅱ.致死基因在2566位置上缺失一个碱基，导致突变位点后氨基酸的排列顺序发生改变 ③. 1429~1475位置缺失的mRNA片段 ④. 正常基因
【解析】
【分析】根据题干信息分析，家蚕是二倍体生物，性别决定方式为ZW型，根据实验二的正反交结果相同，可知致死基因位于常染色体上。
【小问1详解】
根据实验二中正反交子代雌雄结果相同，可知致死基因与性别无关，即基因在常染色体上，根据实验一中M和N杂交后代，4龄幼虫致死率为25%，即突变体占1/4，则正常个体占3/4，因此突变的致死基因为隐性基因。
小问2详解】
设致死基因为a，则实验二的亲本为Aa×AA，子一代基因型为AA、Aa，各占1/2，产生的配子种类和比例为A∶a=3∶1，子一代随机交配后代为aa=1/4×1/4=1/16，A-=1-1/16=15/16，因此F2中3龄家蚕幼虫生长停滞型（突变型）与正常型的比例是1∶15。
【小问3详解】
①对比正常基因mRNA和致死基因mRNA可知，致死基因mRNA上1429~1475位置上缺失48个碱基，同时致死基因mRNA上2566位置上缺失1个碱基，因此可推测与正常基因相比，致死基因在基因突变时发生了碱基的缺失，由于致死基因在1429~1475位置上缺失48个碱基，即最终表达的蛋白质会缺失16个氨基酸；而致死基因在2566位置上缺失一个碱基，导致突变位点后氨基酸的排列顺序发生改变，因此最终导致致死基因编码的蛋白质功能有所异常。
洋葱鳞片叶外表皮
葫芦藓叶片
常温预处理
4℃预处理
常温预处理
4℃预处理
细胞最早出现质壁分离所需时间/秒
80
166
153
230
相同时间发生质壁分离的细胞所占比例/%
100
35
100
30
相同时间质壁分离的细胞其原生质体长度与细胞长度比值/%
41
80
40
87