2024年高考第二次模拟考试：生物（上海卷）（解析版）

这是一份2024年高考第二次模拟考试：生物（上海卷）（解析版），共11页。试卷主要包含了本试卷共7页，满分为100分，1mL细胞悬浊液，60，00，17等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.答题前，请将你的姓名及准考证号认真填、涂在试卷和答题纸上。
2.本试卷共7页，满分为100分。考试时间为60分钟。
3.所有答案必须涂（单选题、多选题、编号选填题）或写在答题纸的相应位置上。
一．解答题
1．（22分）光合生物吸收过量光能会引起光抑制，即光合作用最大效率和速率降低。如图1为叶肉细胞进行光反应过程的模式图，PSⅡ反应中心是光抑制发生的主要部位。光合生物进化出了多种光保护机制，光呼吸途径是一种重要的途径，其过程如图2，请回答下列问题。
（1）（8分）图1中PSⅡ和PSⅠ是由光合色素和蛋白质组成的复合物，位于叶绿体的 。自然界中某些细菌如硫细菌进行光合作用时不产生氧气，推测此类细菌可能不具 （填“PSⅠ”或“PSⅡ”）。据图可知，ATP合酶合成ATP直接动力是 ，光反应生成的ATP和NADPH为暗反应提供了 。
（2）（4分）强光照射往往会使环境温度升高，导致 ，CO2供应不足，暗反应减慢，光反应产物ATP、NADPH在细胞中的含量 。由于NADP+不足，导致电子积累，产生大量的活性氧，这些活性氧攻击叶绿素和PSⅡ反应中心，从而损伤光合结构。
（3）（4分）图2中Rubisc是一种双功能酶，在光下它催化RuBP（C5）与CO2的反应称为 ，还能催化C5与O2反应产生CO2进行光呼吸。强光下，光呼吸增强，产生的C3和CO2可加快暗反应的进行，消耗NADPH增多，减缓 的不足，避免电子积累引起的光合结构损伤。
（4）（6分）科研人员发现植物细胞内的呼吸链中存在由交替氧化酶（AOX）主导的交替呼吸途径，对植物抵抗强光也具有重要意义。如图3表示ATP与呼吸链对光合作用相关反应的影响。
强光环境下，植物细胞通过“草酰乙酸/苹果酸穿梭”途径，可有效地将光照产生的 中的还原能输出叶绿体，并最终在 （填场所）通过AOX的作用将其中大部分能量以 形式散失，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。
【答案】
（1）类囊体膜 PSⅡH+的顺浓度跨膜运输 还原剂和能量
（2）气孔关闭 上升
（3）CO2的固定 NADP+
（4）NADPH 线粒体 热能
【解析】（1）图1中PSII和PSI是由光合色素和蛋白质组成的复合物，主要完成光合作用的光反应，位于叶绿体的类囊体薄膜上。图中PSII过程可以产生氧气，自然界中某些细菌如硫细菌进行光合作用时不产生氧气，推测此类细菌可能不具有PSII。据图可知，ATP合酶合成ATP直接动力是H+的顺浓度跨膜运输；光反应生成的ATP和NADPH为暗反应C3化合物的还原提供了还原剂和能量。
（2）环境温度升高，导致气孔关闭，CO2供应不足，暗反应减慢，短时间内，光反应产物ATP、NADPH利用减少，在细胞中的含量上升。
（3）C5与CO2的反应称为CO2的固定；强光下，光呼吸增强，产生的C3和CO2可加快暗反应的进行，消耗NADPH增多，产生更多的NADP+，减缓NADP+的不足，避免电子积累引起的光合结构损伤。
（4）由题图可知植物细胞通过“苹果酸草酰乙酸穿梭”途径，将过多的NADPH中的还原能转移出叶绿体，并最终在线粒体中，参与由交替氧化酶（AOX）主导的交替呼吸，将其中的能量转化为ATP中的化学能和热能，其中大部分能量以热能的形式散失，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。
2．（12分）为探究茄子果皮与果肉颜色形成机制，科研人员进行了相关研究。
（1）（2分）茄子果肉颜色由一对等位基因控制。果肉浅绿色与果肉白色茄子杂交，F1果肉均为浅绿色、F1自交所得F2果肉颜色及比例为 。
（2）（2分）现有品系甲、乙两种通过传统育种方法选育的单基因隐性突变体（相关基因用D/d和E/e表示），果皮均为白色。用甲、乙进行杂交实验，结果如图1。
据此，写出F2中纯合白色个体的基因型： 。
（3）（4分）科学家分别检测品系甲、乙中的D、E基因并对比，发现甲品系中某基因（如图2所示）碱基对 ，导致其控制合成的蛋白质氨基酸数量减少， 改变而失活。用相同研究方法发现，乙中另外一个基因控制合成的蛋白失活。
（4）（2分）进一步研究发现，细胞合成花青素并转运至液泡储存使茄子果皮呈紫色，花青素合成过程如图3。
根据上述代谢途径，解释亲本果皮呈白色而F1果皮呈紫色的原因。 。
（5）（2分）有一果皮紫色变浅的突变株丙，其中E基因并未突变，而M基因转录水平显著提高，推测M基因通过抑制E基因的表达而使花青素合成减少。欲为此推测提供证据，实验组的材料选择及检测指标应包括 （填写选项前的字母）。
a.M基因沉默突变体
b.E基因沉默突变体
c.野生型植株
d.检测M基因表达量
e.检测E基因表达量
f.检测果皮花青素含量
【答案】
（1）浅绿色：白色＝3：1
（2）ddEE、DDee、ddee
（3）缺失 空间结构
（4）植株呈现紫色需同时具备D基因和E基因，即同时具备D蛋白和E酶，亲代植株的基因型分别为DDee（含有D蛋白，缺E酶）、ddEE（缺D蛋白，含E酶），导致不具备由无色矢车菊素形成花青素的条件，而呈现白色；这两株植株杂交，F1基因型为DdEe，就能同时含有E酶、D蛋白，能够使无色矢车菊素最终形成花青素，进而使F1果皮呈现紫色
（5）adf
【解析】（1）依据题干信息，果肉浅绿色与果肉白色茄子杂交，F1果肉均为浅绿色，说明浅绿色对白色为显性。据此判断，F1为杂合子，则F1自交所得F2中果肉颜色及比例为浅绿色：白色＝3：1。
（2）依据F2中出现的表型及比例紫色：白色＝9：7（是9：3：3：1的变式），可判断出，紫色和白色这一相对性状由两对等位基因控制，且符合基因的自由组合定律，进而可知，F2中白色个体的基因型包括D﹣ee、ddE﹣、ddee，其中纯合个体的基因型为ddEE、DDee、ddee。
（3）根据图示，甲品系的基因与正常基因相比较，发生了碱基对的缺失，导致其控制合成的蛋白质氨基酸数量减少，进而引起蛋白质的空间结构发生改变而失活。
（4）据图分析可知，亲本果皮呈白色是由于缺少基因D或基因E，进而使细胞缺少D蛋白或E酶，缺少E酶，含有D蛋白，无色（即基因型为D﹣ee）由无色矢车菊素无法形成矢车菊素，尽管含有D蛋白，但由于缺乏作用的底物，细胞呈现白色；或含有E酶，缺少D蛋白（即基因型为ddE﹣），矢车菊素能合成，由于缺少花青素转运酶，矢车菊素不能合成花青素，细胞依然呈现白色，但两种不同类型的白色植株DDee、ddEE杂交，F1基因型为DdEe，就能同时含有E酶、D蛋白，能够使无色矢车菊素最终形成花青素，进而使F1果皮呈现紫色。
（5）据图示信息可知，突变株丙E基因并未突变，而M基因转录水平显著提高，M基因可能是通过抑制E基因的表达而使花青素合成减少，所以对照组应选择野生型植株，实验组应选择M基因突变体植株，其他无关变量保持相同且适宜，因变量是检测M基因的表达量和花青素的含量，即实验组材料的选择和检测指标为a、d、f。
3．（14分）Graves病和桥本甲状腺炎是甲状腺激素水平异常的两种疾病，其主要发病机制如图所示。回答下列问题：
（2分）TSH受体抗体、TG蛋白抗体是诊断这两种病的主要指标，这类抗体的产生是因为
细胞都特异性识别了自身抗原，这两种疾病是由免疫系统的 功能异常所致。
（2）（2分）据图可知，同一抗体不仅能结合抗原，还能结合 细胞。
（3）（2分）NK细胞的功能与 淋巴细胞的相似，但两者也有差异，NK细胞的功能特点是 （答出一项即可）。
（4）（6分）甲～丁4位成年人血清检验的部分结果见表。
①这4位成年人中 可能患有Graves病。
②甲的激素水平异常的原因是 。
③人体内甲状腺激素分泌的调节依赖于 轴。
（5）（2分）表中能治疗桥本甲状腺炎的药物是 （填字母）。
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】
（1）B细胞、辅助性T细胞和记忆B细胞 免疫自稳
（2）NK细胞
（3）细胞毒性T 参与非特异性免疫；杀伤靶细胞不受细胞表面受体限制
（4）丁 NK细胞杀伤甲状腺细胞 下丘脑—垂体—甲状腺
（5）BC
【解析】（1）在体液免疫中，B细胞、辅助性T细胞和记忆B细胞具有特异性识别抗原能力。图中抗体与自身细胞受体结合形成疾病为自身免疫病，免疫系统的免疫自稳功能异常，容易发生自身免疫病。
（2）图中可以看到TG蛋白抗体既与甲状腺TG蛋白结合又与NK细胞结合。
（3）NK细胞杀伤甲状腺细胞与细胞毒性T细胞裂解靶细胞过程相似。图中NK细胞借助TG蛋白杀伤甲状腺细胞，不受细胞表面受体限制。
（4）丁血清中含有TSH受体抗体和游离甲状腺激素偏高，故可能患有Graves病。甲TG蛋白抗体偏高可使NK细胞杀伤甲状腺细胞导致甲状腺激素水平异常。人体内甲状腺激素分泌的调节依赖于下丘脑—垂体—甲状腺轴。
（5）桥本甲状腺炎是NK细胞杀伤甲状腺细胞引起的，减少甲状腺细胞数量可减弱炎症，甲状腺细胞数量减少导致甲状腺激素减少，故替代甲状腺激素。
故选BC。
4．（16分）近年来，草原鼠害日益严重，不仅引发了草原的沙漠化，还威胁着草原生态和我国畜牧业的健康发展。草原上栖息着50多种鼠类，对草原形成大面积危害的鼠类主要是布氏田鼠、草原鼢鼠等。研究人员为了解某草原的鼠害情况，对该草原鼠种群进行了调查。图1为种群数量特征的概念图。在调查该草原某种鼠的种群数量时，计算当年种群数量与一年前种群数量的比值（λ），并得到如图2所示的曲线。请回答下列问题：
（1）（2分）图1中c表示 ，a表示 。
（2）（4分）研究人员采用标记重捕法对草原布氏田鼠进行了种群密度的调查。布氏田鼠天性警觉，在操作无误的情况下，调查的结果比实际值 ，最可能的原因是 。
（3）（3分）调查草原鼢鼠等地下鼠的种群密度常采用土丘系数法：根据草原鼢鼠等地下鼠具有推土丘的习性，选取代表性样方，统计样方内土丘数，按土丘挖开洞道，把鼠捕尽，捕鼠总数与土丘数之比为土丘系数。求出土丘系数后，即可进行大面积调查该区域的土丘数，估算鼠密度。
①为保证调查结果的准确，选取样方时关键要做到 。
②研究人员用五点取样法选取样方，捕鼠总数为M，每个样方内平均土丘数为N，已知所调查区域总面积为S，该区域内土丘密度为Q，则计算该草原鼢鼠的种群密度的数学表达式为 。
（4）（4分）分析图2，前4年该鼠种群数量 （填“增大”“减小”或“基本不变”）。第8～16年该鼠的种群数量变化为 。
（5）（3分）为应对严重的草原鼠害，结合图1的概念图，该地采取投放莪术醇（雌性不育剂）的措施，该措施能够控制鼠类种群密度的原理是 。
【答案】
（1）种群密度 性别比例
（2）大 布氏田鼠天性警觉，经捕获后难以再次捕获
（3）随机取样
（4）基本不变 先减小后增大
（5）莪术醇使很多雌性个体不育，无法产生后代，导致出生率降低，从而使鼠的种群密度明显降低
【解析】（1）图1中c表示种群密度，是种群数量的最基本的特征；a性别比例通过影响出生率而影响种群密度。
（2）标记重捕法适用于活动能力强，活动范围大的动物的调查。标志重捕法计算公式：种群个体总数：第一捕获并标记个体总数＝重捕总数：重捕中被标志的个体数。由于布氏田鼠天性警觉，经捕获后难以再次捕获，导致调查的结果比实际值大。
（3）为避免人为因素的干扰，选取样方时关键要做到随机取样。土丘系数法是指利用土丘系数和单位面积内土丘数估算鼠密度的方法。五点取样法含有5个样方，样方内平均土丘数为N，土丘总数为5N。土丘系数＝鼠数÷土丘数＝M÷5N；鼠的种群密度＝土丘密度×土丘系数＝Q×M÷5N＝。
（4）分析图2，前4年λ值等于1，说明前4年该鼠种群数量基本不变；第8～16年λ值先小于1后大于1，该鼠的种群数量变化为先减小后增大。
（5）投放莪术醇（雌性不育剂），就会使很多雌性个体不育，无法产生后代，导致出生率降低，从而使鼠的种群密度明显降低，达到控制鼠数量的目的。
5．（18分）人参和西洋参是五加科人参属的药用植物，它们含有的人参皂苷具有抗肿瘤等作用。科研人员选用人参和西洋参有性杂交获得的杂种胚细胞以及人参种子胚、西洋参种子胚的愈伤组织进行悬浮细胞培养，建立其单细胞株系并对三者的部分特性进行比较研究，如图1是主要流程：
（1）（2分）人参与西洋参杂交存在花期不遇、F1代结实率低及难获得F2代的现象，说明两者之间存在 ，是两个不同的物种。人参和西洋参含有人参皂苷，可以作为药物，体现了生物多样性的 价值。
（2）（4分）过程①称为 。过程④优化悬浮细胞培养体系，最重要的条件是蔗糖浓度的筛选，蔗糖浓度过低和过高均不利于悬浮细胞的培养，原因是 。
（3）（4分）科研人员研究了三种愈伤组织中的人参皂苷Re、Rg3、Rb1和M﹣Rb1含量，结果见图2，其中Re具有治疗心肌缺血的功能，Rg3具有抗癌作用。杂种胚中的大多数种类的皂苷的含量均高于其他两种，这体现了 。若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择 的愈伤组织。
（4）（8分）科研人员继续研究了Rg3和常见的化疗药物5﹣FU对肿瘤的抑制效果：
①首先培养胃癌细胞，培养液中加入胎牛血清的目的是 。培养条件为5%CO2，作用是 、饱和湿度，温度为37℃。将准备好的胃癌细胞悬浊液皮下接种于小鼠裸鼠，每只裸鼠接种0.1mL细胞悬浊液。接种后2周可见背部长出肿块，证明接种成功。
②将上述40只裸鼠随机分为四组，生理盐水组对照组、5﹣FU组、Rg3组和5﹣FU+Rg3组（联合给药组）。各组均采用腹腔注射给药，给药前测定肿瘤的体积，给药后每2日测量1次肿瘤体积。请根据图3写出计算肿瘤体积变化的公式： 。根据实验结果可以得出的结论有 。
【答案】
（1）生殖隔离；直接
（2）脱分化；蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源和能源，过高会造成渗透压过高细胞失水死亡
（3）杂种优势；人参（种子胚）
（4）①补充未知的营养物质；维持培养液的pH
②给药后肿瘤体积/给药前肿瘤的体积；5﹣FU和Rg3均能抑制肿瘤生长，5﹣FU和Rg3联合给药效果更好
【解析】（l）人参与西洋参杂交存在花期不遇、F1代结实率低及难获得F2代的现象，说明两者之间存在生殖隔离；人参皂苷可以作为药物，这体现了生物多样性的直接价值。
（2）过程①脱分化形成愈伤组织，过程④优化悬浮细胞培养体系时，蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源和能源，过高会造成渗透压过高细胞失水死亡，因此要注意蔗糖浓度的筛选。
（3）杂种胚中的大多数种类的皂苷的含量均高于其他两种，这体现了杂种优势；图中可知，Rg3具有抗癌作用，人参（种子胚）的愈伤组织中其含量较高，若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择人参（种子胚）的愈伤组织。
（4）①培养胃癌细胞时，培养液中胎牛血清的作用是补充未知的营养物质。培养条件为5%CO2，作用是维持培养液的pH、饱和湿度。
②根据图3的纵坐标，可知计算肿瘤体积变化的公式为：给药后肿瘤体积/给药前肿瘤的体积。根据实验结果，分析图像，与对照组相比，三组处理后的比值降低，可以得出的结论有5﹣FU和Rg3均能抑制肿瘤生长，5﹣FU和Rg3联合给药效果更好。
6．（18分）毕氏酵母重组菌是将木聚糖酶基因（XynA）连接到含有自主复制序列（PARS）的游离表达载体上，然后转化至已整合表达木聚糖酶基因的毕氏酵母中，筛选得到毕氏酵母重组菌。质粒中的Ori代表复制原点，AmpR代表氨苄青霉素基因。回答下列问题：
（1）（4分）过程②为PCR，对XynA进行PCR扩增时并不需要知道XynA全部的核苷酸序列，但是必须知道XynA 的核苷酸序列，以便 。
（2）（2分）PCR产物中出现了部分非目标序列，可能的原因有 。
（3）（4分）根据重组质粒分析，切割原质粒和XynA的限制酶最可能是 ，若XynA两端具有PstⅠ的识别位点，但并不建议用限制酶PstⅠ构建重组质粒，理由是 （答两点）。
（4）（2分）外源基因的表达方式有两种，分别是整合到基因组中表达和构建游离的重组质粒进行表达。目前在毕氏酵母表达系统中均是构建整合型重组菌株进行外源基因重组表达，但是将木聚糖酶基因连接到含有自主复制序列的游离表达载体上，然后转化至已整合表达木聚糖酶基因的毕氏酵母中，可得到表达游离重组质粒的毕氏酵母重组菌。推测自主复制序列具有 的功能。
（5）（6分）研究员以还原糖为原料的发酵基质，探究了酿酒酵母（S.C）、毕氏酵母（P.F）、酿酒酵母和毕氏酵母同时接种（SO）、毕氏酵母和酿酒酵母先后接种（间隔48h，S48）四种不同发酵体系的发酵情况，实验结果如图所示。从实验结果可知，毕氏酵母单独发酵的特点是 ；能够提高酿酒效率的最佳发酵体系是 ，依据是 。
【答案】
（1）两端；合成（特定的）引物
（2）退火温度偏低、引物特异性差、循环次数过多等
（3）EcRⅠ、NtⅠ；破坏复制原点（Ori）、会导致启动子及自主复制序列（PARS）丢失等
（4）启动重组质粒复制
（5）还原糖消耗少且慢，乙醇产生少且慢；SO（S．C+P．F同时接种）；该体系可更快速地产生更多的乙醇
【解析】（1）PCR扩增时，需要一对引物，故对 XynA 进行 PCR 扩增时并不需要知道 XynA 全部的核苷酸序列，但是必须知道XynA两端的核苷酸序列，以便合成（特定的）引物。
（2）PCR的一次循环包括变性、复性和延伸，每个过程应注意适宜的温度和引物适宜的长度等，且循环次数通常为30次左右，若退火温度偏低、引物特异性差、循环次数过多等，可能导致PCR产物中出现部分非目标序列。
（3）分析题意，该操作中的目的基因是XynA，结合图示重组质粒XynA两端的酶可推测，切割原质粒和XynA 的限制酶最可能是EcRⅠ、NtⅠ；分析题图可知，由于限制酶PstⅠ会破坏复制原点（Ori）、会导致启动子及自主复制序列（PARS）丢失等，故不建议用限制酶PstⅠ构建重组质粒。
（4）由题干信息“在毕氏酵母表达系统中均是构建整合型重组菌株进行外源基因重组表达，但是将木聚糖酶基因连接到含有自主复制序列的游离表达载体上，然后转化至已整合表达木聚糖酶基因的毕氏酵母中”可知，重组质粒复制需要自主复制序列的启动，及自主复制序列具有启动重组质粒复制的功能。
（5）据图可知，与其他组别相比，毕氏酵母（P.F）单独发酵的特点是还原糖消耗少且慢，乙醇产生少且慢；图示SO（S．C+P．F同时接种）体系的还原糖消耗速率快，且产生的乙醇相对最多，即该体系可更快速的产生更多的乙醇，故是能够提高酿酒效率的最佳发酵体系。
游离甲状腺激素（pml•L﹣1）
TSH（mU•L﹣1）
TSH受体抗体（IU•L﹣1）
TG蛋白抗体（IU•L﹣1）
甲
5.60
122.43
2.15
1954.00
乙
36.60
23.85
0.23
83.00
丙
15.70
8.17
0.02
97.00
丁
60.40
0.02
368.56
161.00
正常范围
10.30～25.70
2.00～10.00
＜1.75
＜115.00
药物
作用
A
补充碘
B
替代甲状腺激素
C
减少甲状腺细胞数量
D
减少甲状腺激素的合成