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2024年上海市浦东新区高三下学期高考二模生物试卷含详解
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这是一份2024年上海市浦东新区高三下学期高考二模生物试卷含详解，共26页。试卷主要包含了HPV与宫颈癌，光与植物生长，萝卜的开发与利用，血红蛋白知多少等内容，欢迎下载使用。
（本试卷满分100分。考试时间为60分钟）
请将所有答案写在答题纸上，否则不给分
一、海洋中的“热带雨林”——珊瑚礁生态系统
1. 珊瑚礁常位于营养较贫乏的水域，却有极高的生物多样性价值，如可为海洋生物提供食物和栖息地。珊瑚礁由珊瑚虫的骨骼聚结形成，其绚丽多彩的颜色是因珊瑚虫体内生活的虫黄藻所致。虫黄藻适合生长的温度范围是：20℃～28℃，盐度范围是27%~40%，超出这些范围会使虫黄藻逃离珊瑚虫。图1表示虫黄藻和珊瑚虫，图2表示珊瑚礁生态系统的部分生物的关系，黑色箭头表示捕食。
（1）据图2分析，该生态系统中生产者有___（编号选填）。
①浮游动物②珊瑚虫③虫黄藻④其他藻类⑤核果螺
（2）下列生物学事实能体现群落结构的是___。
A. 不同藻类分布在海洋不同深度
B. 虫黄藻生活在珊瑚虫体内
C. 珊瑚礁呈现五彩缤纷的颜色
D. 鱼类可以是第二营养级
（3）据图1和图2判断珊瑚虫和虫黄藻的种间关系，下列曲线中符合珊瑚虫数量变化的是___（①/②/③）。
（4）通过测定动物组织15N比值可对珊瑚礁生态系统能量流动进行研究，15N比值随着营养级的升高而增大。研究发现，随着季节更替大法螺的15N比值一年四季会发生显著变化，根据已有知识推测可能的原因是，随着季节更替___（多选）。
A. 大法螺的食物来源和种类发生改变
B. 珊瑚礁生态系统的物质循环发生改变
C. 珊瑚礁生态系统的信息传递发生改变
D. 温度的变化直接导致15N比值发生改变
（5）假设珊瑚礁生态系统中只存在“藻类→食藻鱼类→食肉鱼类”营养结构，流经这三个营养级的总能量分别为a，b，c，下列表达式正确的是___（编号选填）。
①a+b=c②ab+c④a>b>c⑤a=b+c
2. 某海岛北侧是游客聚集地，水体浑浊度显著高于南侧。科研人员在该岛的南北两侧分别对两种优势珊瑚（杯型珊瑚、滨珊瑚）采样，并检测它们体内虫黄藻的相关指标。图1是计数板上一个中方格的视野。图2表示两种珊瑚体内虫黄藻的相关指标。
（1）图1所示的中方格中，虫黄藻的数量是___。
（2）分析图2，南侧两种珊瑚体内虫黄藻的光合速率相对值均比北侧高，可能的原因___（多选）。
A. 北侧海水的温度低于南侧海水
B. 南侧虫黄藻容易获得充足光能
C. 北侧受人类活动影响更大
D. 南侧虫黄藻种群数量进行J型增长
（3）进一步研究发现，岛屿北侧两种珊瑚体内的有机物总量并无明显差别。可能的原因是北侧___（多选）。
A 杯型珊瑚增加了虫黄藻密度
B. 滨珊瑚降低了虫黄藻密度
C. 滨珊瑚增加了捕食浮游动物的数量
D. 杯型珊瑚中的虫黄藻的光合作用增强
（4）综合上述信息推测，气候变化引起的海水异常升温对珊瑚礁生态系统的影响___。
二、HPV与宫颈癌（16分）
3. 人乳头瘤病毒（HPV）是一类专门感染人皮肤及黏膜上皮细胞的DNA病毒。当少量HPV入侵人体皮肤细胞时，人体不表现出明显症状，但当人体持续感染HPV时会诱发宫颈癌，具体过程如图所示（“+”表示促进，“-”表示抑制）。
（1）图中细胞Ⅱ表示___；物质a表示___。
（2）HPV入侵皮肤细胞后表达E5蛋白，会利用皮肤细胞中的___（编号选填）。
①ATP②核糖核苷三磷酸③脱氧核苷三磷酸④DNA聚合酶⑤RNA聚合酶⑥tRNA⑦氨基酸⑧核糖体
（3）当少量HPV入侵皮肤细胞后，会发生的过程有___（多选）。
A. 物质a的分泌增加
B. 细胞Ⅰ的免疫应答增强
C. Th1细胞数量增加
D. 浆细胞的识别能力增强
（4）综合上述信息，结合已有知识，分析持续感染HPV会引发宫颈癌可能的原因___。
（5）图中能够刺激人体产生免疫应答的物质或结构是___（编号选填）。
①HPV②HPV的mRNA③E5蛋白④物质a⑤E6蛋白
（6）HPV疫苗是世界上第一个预防癌症的疫苗，适时接种HPV疫苗能有效预防宫颈癌，如果HPV上的抗原蛋白基因发生突变，接种的HPV疫苗是否还具有预防作用?___。
三、光与植物生长（23分）
4. 在农业生产中，高低作物间作可能会引发荫蔽现象，使低位植物环境中的红光/远红光的比值显著降低。光敏色素是感知红光与远红光的蛋白质，具有活化状态（Pfr）与非活化状态（Pr）两种类型，随着外界光信号变化，光敏色素会在Pfr与Pr之间相互转化。图1表示黄瓜和花生间作种植，图2表示光信号影响植物生长的部分机制。
（1）高低作物间作时，高位植物大量吸收环境中的红光，与之相关的色素是___（多选）。
A. 叶绿素aB. 叶绿素b
C. 叶黄素D. 胡萝卜素
（2）据图7分析，下列物质会促进植物茎秆伸长的是___（编号选填）。
①Pr②Pfr③赤霉素④生长素⑤油菜素内酯
（3）荫蔽现象促进花生茎秆伸长，这对花生的产量有何影响，并分析原因___。
（4）请用箭头表示荫蔽现象下调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系：___。
5. 依据植物开花与光周期长短的关系可以把植物分为长日照植物和短日照植物。研究表明，长日照植物在长日照条件下开花，而在短日照条件下不开花。
（1）下列是长日照植物开花的机理，请对以下生物学事实进行排序___（用编号排序）。
①促进GI基因的表达
②产生开花素，诱导植物开花
③Gl蛋白促进CO基因表达
④长日照植物通过光敏色素感受光信号
⑤CO蛋白持续积累达到一定的量，激活开花素基因的表达
（2）根据上述长日照植物开花的机理分析，正常的长日照植物在短日照条件下不能开花的原因可能是___（多选）。
A. 不能感受光信号
B. 开花素基因不表达
C. GI基因不表达
D. CO蛋白没有达到一定的量
6. 研究发现，光周期也可通过乙烯的合成来影响植物的性别分化。例如黄瓜的花有雌花、雄花与两性花之分，位于非同源染色体上的F和M基因均是花芽分化过程中乙烯合成途径的关键基因，对黄瓜花的性别决定有重要作用，作用机制如图所示。
（1）M基因表达使乙烯持续积累，进而抑制雄蕊发育，由此推测乙烯___（促进/抑制）M基因的表达。
（2）结合图8信息，关于黄瓜花性别分化的叙述正确是___（多选）。
A. 乙烯是调节黄瓜性别分化的信息分子
B. 乙烯通过调节基因的表达影响黄瓜性别分化
C. 雌蕊具有乙烯的受体，雄蕊没有乙烯的受体
D. 黄瓜性别分化是受到多种因素的调控
（3）综合上述信息，预测基因型为FFmm的黄瓜植株的开花情况，并阐述分析过程___。
四、萝卜的开发与利用（23分）
7. 萝卜是百姓喜爱的一种家常蔬菜，如图是人们用萝卜腌制萝卜泡菜的流程示意图。萝卜主要在乳酸菌的作用下发生一系列复杂的变化，最终形成泡菜独特的风味和酸甜爽脆的口感。
（1）萝卜为乳酸菌的生长繁殖提供了丰富的营养物质，其中可作为氮源的是___（编号选填）。
①葡萄糖②纤维素③蛋白质④水⑤无机盐
（2）下列对图所示过程的叙述，正确的是___（多选）。
A. 装坛前需用热水洗涤泡菜坛
B. 盐水有利于控制杂菌繁殖
C. 腌制过程需要定期开坛通气
D. 腌制过的泡菜汁中含有丰富的乳酸菌
（3）为研究泡菜腌制过程起作用的微生物种类及比例，需对其中的微生物进行分离培养。下列叙述错误的是___。
A. 配制培养基时需添加琼脂
B. 可用平板划线法接种
C. 需设置未接种的空白对照
D. 需在无氧条件下培养
8. 萝卜硫素具有抗炎、抗癌等生理功能，由黑芥子酶（Myr）水解前体物质萝卜硫苷形成。研究人员利用现代生物技术获得高产萝卜硫素的萝卜品种。具体过程如图，其中I~VI表示过程。
（1）图中涉及到基因工程的过程有___；属于细胞工程的过程有___（编号选填）。
①Ⅰ②Ⅱ③Ⅲ④Ⅳ⑤Ⅴ⑥Ⅵ
（2）图中A、B、C、D、E为5种限制性内切核酸酶及其酶切位点，宜选用酶是___。
（3）上述途径获得的高产萝卜硫素新品种要实现稳定遗传，最可行的操作是___。
A. 植物组织培养B. 与其他品种杂交
C. 进行自花传粉D. 花药离体培养
9. 丝状真菌会感染农作物的根茎部，影响农作物的正常生长。研究发现萝卜中的抗真菌蛋白（R）具有抗丝状真菌的作用且对人体没有影响。研究人员用基因工程的方法开发出含R基因的微生物农药（以微生物活体为有效成分，防治有害生物的生物源农药）。图是微生物发酵时的数量增长曲线。
（1）选择导入R基因的微生物时需考虑的因素有___（多选）。
A. 该微生物能高效表达出蛋白R
B. 蛋白R不影响该微生物正常生长
C. 该微生物不影响农作物的生长
D. 无需考虑该微生物对人体的影响
（2）为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，下列措施合理的有___（编号选填）。
①适时添加营养物质
②实时监测发酵罐的温度变化
③添加消泡剂
④适时排出发酵罐中的气体
⑤适时添加抗生素
⑥及时排出代谢产物
⑦持续快速搅拌
⑧微生物种群数量维持在K/2附近
（3）在如何使用微生物农药的问题上，小古同学提出可以直接喷洒蛋白R基因的表达产物；小月同学提出可以直接喷洒含蛋白R基因的微生物。你同意谁的观点，并说明理由___。
五、血红蛋白知多少（18分）
10. 血红蛋白是红细胞内运输氧气的特殊蛋白，由四个亚基（α1、α2、β1、β2）构成，每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成，肽链盘绕折叠成球形结构把血红素分子“抱”在里面，结构如图（a）所示。图（b）是血红素的分子式，血红素能结合氧气。
（1）据图分析，一个血红蛋白分子中含有___条肽链；缺乏图中的某离子会引发贫血，该离子是___。
A．Mg2+ B．Cu2+ C．Zn2+ D．Fe2+
（2）某个亚基中的肽链上第六位氨基酸——谷氨酸换成缬氨酸后，包裹血红素的能力和携氧能力变弱。对该现象解释合理的是___（多选）。
A. 谷氨酸和缬氨酸R基的差异导致
B. 谷氨酸结合氧气的能力比缬氨酸强
C. 氨基酸替换后引起蛋白结构改变
D. 两种氨基酸参与形成的肽键不同
进一步研究发现，人体在出生前（胚胎期、胎儿期）和出生后的血红蛋白的携氧能力不同，是由于不同发育期构成血红蛋白的亚基类型不同。不同类型亚基中肽链不同，是由于不同发育期表达的α样基因（表达α系列亚基的肽链）和β样基因（表达β系列亚基的肽链）不同，即在整个生长发育过程中基因存在先后表达的现象。下图表示人体α样基因和β样基因在染色体上的位置，以及不同发育期人体血红蛋白的种类及其亚基的组成。
（3）据图可知，正常人体一条11号染色体上有___个β样基因。α样基因和β样基因之间遵循的遗传规律，依赖的细胞学基础是___（编号选填）。
（4）分析图，下列基因中最先表达的基因是___（编号选填）。
①α1②α2③α3④β2⑤β3⑥β5
（5）根据已有知识推测，出生后不再表达β4基因的原因可能是___（多选）。
A. β4基因进行了甲基化修饰
B. 含β4基因的DNA区域与组蛋白紧密结合
C. β4基因在酶的作用下被水解
D 细胞外液环境发生变化阻碍β4基因表达
（6）研究发现HbF结合氧气的能力要强于HbA，基于胎儿期和出生后个体所处环境有所不同的事实，人体在不同发育期表达不同类型血红蛋白的生物学意义是___（多选）。
A. 胎儿期表达HbF有利于其通过胎盘从母体获取氧气
B. 出生后表达HbA有利于携带氧气并扩散至组织细胞
C. 满足人体在不同环境中对氧气的需求
D. 丰富细胞的种类和功能及生物多样性
浦东新区2023学年度第二学期期中教学质量检测
高三生物学试卷
（本试卷满分100分。考试时间为60分钟）
请将所有答案写在答题纸上，否则不给分
一、海洋中的“热带雨林”——珊瑚礁生态系统
1. 珊瑚礁常位于营养较贫乏的水域，却有极高的生物多样性价值，如可为海洋生物提供食物和栖息地。珊瑚礁由珊瑚虫的骨骼聚结形成，其绚丽多彩的颜色是因珊瑚虫体内生活的虫黄藻所致。虫黄藻适合生长的温度范围是：20℃～28℃，盐度范围是27%~40%，超出这些范围会使虫黄藻逃离珊瑚虫。图1表示虫黄藻和珊瑚虫，图2表示珊瑚礁生态系统的部分生物的关系，黑色箭头表示捕食。
（1）据图2分析，该生态系统中生产者有___（编号选填）。
①浮游动物②珊瑚虫③虫黄藻④其他藻类⑤核果螺
（2）下列生物学事实能体现群落结构的是___。
A. 不同藻类分布在海洋不同深度
B. 虫黄藻生活在珊瑚虫体内
C. 珊瑚礁呈现五彩缤纷的颜色
D. 鱼类可以是第二营养级
（3）据图1和图2判断珊瑚虫和虫黄藻的种间关系，下列曲线中符合珊瑚虫数量变化的是___（①/②/③）。
（4）通过测定动物组织的15N比值可对珊瑚礁生态系统能量流动进行研究，15N比值随着营养级的升高而增大。研究发现，随着季节更替大法螺的15N比值一年四季会发生显著变化，根据已有知识推测可能的原因是，随着季节更替___（多选）。
A. 大法螺的食物来源和种类发生改变
B. 珊瑚礁生态系统的物质循环发生改变
C. 珊瑚礁生态系统的信息传递发生改变
D. 温度的变化直接导致15N比值发生改变
（5）假设珊瑚礁生态系统中只存在“藻类→食藻鱼类→食肉鱼类”营养结构，流经这三个营养级的总能量分别为a，b，c，下列表达式正确的是___（编号选填）。
①a+b=c②ab+c④a>b>c⑤a=b+c
【答案】（1）③④ （2）A （3）② （4）ABC （5）③④
【分析】生态系统中成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。
【小问1详解】
据图2分析，该生态系统中生产者为藻类植物，即③虫黄藻和④其他藻类。
【小问2详解】
群落的结构包括垂直结构和水平结构，不同藻类分布在海洋不同深度体现了群落的垂直结构，A符合题意，BCD不符合题意，
故选A。
【小问3详解】
据图2判断，虫黄藻为珊瑚虫提供氧气和有机物，而珊瑚虫为虫黄藻提供二氧化碳，二者是互利共生的关系，数量上同增同减，曲线中符合珊瑚虫数量变化的是②。
【小问4详解】
研究发现，随着季节更替大法螺的15N比值一年四季会发生显著变化，原因可能是：
A、大法螺的食物来源和种类发生改变，不同食物N元素含量不同，可能导致大法螺的15N比值改变，A正确；
B、物质循环是以元素的形式进行的，其发生变化，导致大法螺摄取食物中的15N也发生变化，B正确；
C、信息传递可调节种间关系，导致大法螺的摄食趋向发生改变，进而导致大法螺的15N比值改变，C正确；
D、生物体内的元素含量与温度直接关系不大，D错误。
故选ABC。
【小问5详解】
在“藻类→食藻鱼类→食肉鱼类”营养结构中，流经这三个营养级总能最分别为a，b，c。能量在传递的过程中逐级递减，单向流动，能量的传递效率为10%-20%，所以a>b>c，第一营养级同化量只有一小部分传递到之后的营养级，所以a>b+c，③④符合题意。
2. 某海岛北侧是游客聚集地，水体浑浊度显著高于南侧。科研人员在该岛的南北两侧分别对两种优势珊瑚（杯型珊瑚、滨珊瑚）采样，并检测它们体内虫黄藻的相关指标。图1是计数板上一个中方格的视野。图2表示两种珊瑚体内虫黄藻的相关指标。
（1）图1所示的中方格中，虫黄藻的数量是___。
（2）分析图2，南侧两种珊瑚体内虫黄藻的光合速率相对值均比北侧高，可能的原因___（多选）。
A. 北侧海水的温度低于南侧海水
B. 南侧虫黄藻容易获得充足光能
C. 北侧受人类活动影响更大
D. 南侧虫黄藻种群数量进行J型增长
（3）进一步研究发现，岛屿北侧两种珊瑚体内的有机物总量并无明显差别。可能的原因是北侧___（多选）。
A. 杯型珊瑚增加了虫黄藻密度
B. 滨珊瑚降低了虫黄藻密度
C. 滨珊瑚增加了捕食浮游动物的数量
D. 杯型珊瑚中的虫黄藻的光合作用增强
（4）综合上述信息推测，气候变化引起的海水异常升温对珊瑚礁生态系统的影响___。
【答案】（1）11 （2）BC
（3）AC （4）珊瑚大量死亡导致珊瑚礁逐渐减少，大量依赖珊瑚礁的海洋生物也将会因失去食物和栖息地逐渐消失， 导致生物多样性中的物种多样性和遗传多样性下降。
【分析】珊瑚体内的虫黄藻可以为珊瑚虫提供葡萄糖、甘油、氨基酸和氧气，同时珊瑚虫为虫黄藻提供CO2、N和P以供虫黄藻进行光合作用，二者为互利共生的种间关系；另外，珊瑚虫需要的有机物还可以少部分来自于浮游生物和鱼类的排泄物。
【小问1详解】
在计数靠近中方格边线的细胞时，遵循“计上不计下，计左不计右”原则，因此图1所示中方格中虫黄藻的数量为11。
【小问2详解】
图2显示，南侧两种珊瑚体内虫黄藻的光合速率相对值均比北侧较高，应该是因为北侧作为游客聚集地，人类活动导致北侧水体浑浊度显著高于南侧，浑浊的水体影响了虫黄藻获取的光照强度的强弱，即浑浊的水体使虫黄藻实际获得的光照强度减弱，使虫黄藻光合速率下降。
【小问3详解】
珊瑚虫既可以通过与虫黄藻互利共生获取营养，也可捕食浮游生物获取营养，结合图2分析，可推测南侧虫黄藻光合速率相对值比北侧大，但两种水体珊瑚体内有机物总量基本相同的原因是，北侧杯形珊瑚虫通过增加虫黄藻密度，增加虫黄藻光合作用制造有机物的总量维持有机物供应，同时可能通过提高捕食浮游动物的能力，维持有机物供应。
【小问4详解】
海水异常升温导致海洋生物体内相关酶活性下降，珊瑚因获取的有机物量减少以及自身酶活性下降而大量死亡，珊瑚礁逐渐减少，大量依赖珊瑚礁的海洋生物也将会因失去食物和栖息地逐渐消失， 导致生物多样性中的物种多样性和遗传多样性下降。
二、HPV与宫颈癌（16分）
3. 人乳头瘤病毒（HPV）是一类专门感染人皮肤及黏膜上皮细胞的DNA病毒。当少量HPV入侵人体皮肤细胞时，人体不表现出明显症状，但当人体持续感染HPV时会诱发宫颈癌，具体过程如图所示（“+”表示促进，“-”表示抑制）。
（1）图中细胞Ⅱ表示___；物质a表示___。
（2）HPV入侵皮肤细胞后表达E5蛋白，会利用皮肤细胞中的___（编号选填）。
①ATP②核糖核苷三磷酸③脱氧核苷三磷酸④DNA聚合酶⑤RNA聚合酶⑥tRNA⑦氨基酸⑧核糖体
（3）当少量HPV入侵皮肤细胞后，会发生的过程有___（多选）。
A. 物质a的分泌增加
B. 细胞Ⅰ的免疫应答增强
C. Th1细胞数量增加
D. 浆细胞的识别能力增强
（4）综合上述信息，结合已有知识，分析持续感染HPV会引发宫颈癌可能的原因___。
（5）图中能够刺激人体产生免疫应答的物质或结构是___（编号选填）。
①HPV②HPV的mRNA③E5蛋白④物质a⑤E6蛋白
（6）HPV疫苗是世界上第一个预防癌症的疫苗，适时接种HPV疫苗能有效预防宫颈癌，如果HPV上的抗原蛋白基因发生突变，接种的HPV疫苗是否还具有预防作用?___。
【答案】（1） ①. 辅助性T细胞 ②. 细胞因子 （2）①②③④⑤⑥⑦⑧ （3）ABC
（4）持续感染导致出现Treg细胞，Treg细胞抑制细胞免疫，使免疫系统免疫监视功能降低，从而引发宫颈癌
（5）① （6）没有
【分析】体液免疫过程会产生相应的浆细胞和记忆细胞，再由浆细胞产生相应的抗体；病毒侵入细胞后会引起机体发生特异性免疫中的细胞免疫，产生相应的记忆细胞和细胞毒性T细胞，细胞毒性T细胞与被病毒侵入的靶细胞结合，使得靶细胞裂解释放病毒。
【小问1详解】
据图可知，细胞Ⅰ为抗原呈递细胞，细胞Ⅱ为辅助性T细胞，辅助性T细胞增殖分化成为Th1、Treg、Th2，Th1产生的物质a细胞因子促进细胞免疫。
【小问2详解】
HPV入侵皮肤细胞后表达E5蛋白，会利用皮肤细胞中的原料、工具等进行包括转录和翻译在内的病毒的增殖过程，如DNA的复制需要利用皮肤细胞中的①ATP③脱氧核苷三磷酸④DNA聚合酶，转录需要利用皮肤细胞中的①ATP②核糖核苷三磷酸⑤RNA聚合酶，翻译需要利用皮肤细胞中的①ATP⑥tRNA⑦氨基酸⑧核糖体，所以会利用皮肤细胞中的①②③④⑤⑥⑦⑧。
【小问3详解】
当少量HPV入侵皮肤细胞后，抗原呈递细胞Ⅰ免疫应答增强，辅助性T细胞增殖分化成为Th1数量增多，物质a的分泌增加，而浆细胞无识别能力，ABC正确，D错误。
故选ABC。
小问4详解】
综合上述信息，结合已有知识，分析持续感染HPV会引发宫颈癌可能的原因持续感染导致辅助性T细胞增殖分化出现Treg细胞，Treg细胞抑制细胞免疫，使免疫系统免疫监视功能降低，从而引发宫颈癌。
【小问5详解】
能够刺激人体产生免疫应答的为抗原蛋白，即图中的①HPV。
【小问6详解】
如果HPV上的抗原蛋白基因发生突变，产生的抗原蛋白将发生改变，由于抗体具有特异性，故接种的HPV疫苗可能失去预防作用。
三、光与植物生长（23分）
4. 在农业生产中，高低作物间作可能会引发荫蔽现象，使低位植物环境中的红光/远红光的比值显著降低。光敏色素是感知红光与远红光的蛋白质，具有活化状态（Pfr）与非活化状态（Pr）两种类型，随着外界光信号变化，光敏色素会在Pfr与Pr之间相互转化。图1表示黄瓜和花生间作种植，图2表示光信号影响植物生长的部分机制。
（1）高低作物间作时，高位植物大量吸收环境中的红光，与之相关的色素是___（多选）。
A. 叶绿素aB. 叶绿素b
C. 叶黄素D. 胡萝卜素
（2）据图7分析，下列物质会促进植物茎秆伸长的是___（编号选填）。
①Pr②Pfr③赤霉素④生长素⑤油菜素内酯
（3）荫蔽现象促进花生茎秆伸长，这对花生的产量有何影响，并分析原因___。
（4）请用箭头表示荫蔽现象下调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系：___。
【答案】（1）AB （2）①③④⑤
（3）受荫蔽胁迫的花生下胚轴及茎秆等伸长，消耗了更多的光合作用产物，进而使光合产物向种子内的转移减少，因此黄瓜一花生间作时，受荫蔽胁迫的花生种子产量明显降低。
（4）
【分析】1、激素调节只是植物生命活动调节的一部分。2、在植物个体生长发育和适应环境的过程中，各种植物激素不是孤立地起作用，而是相互协调共同调节，植物激素的合成受基因的控制，也对基因的程序性表达具有调节作用。
【小问1详解】
叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光，叶黄素和胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光。
故选AB。
【小问2详解】
据图可知，荫蔽胁迫下，活化态（Pfr）转化为非活化态（Pr）增加，因此低位植物体内的光敏色素主要以非活化态（Pr）形式存在。据图可知，活化态（Pfr）可抑制光敏色素互作因子（PIFs）的作用，荫蔽胁迫时，Pfr减少，减弱了对PIFs的抑制作用。据图可知，赤霉素和乙烯促进PIFs的生成，进而促进生长素的生成，生长素促进下胚轴和茎秆伸长，油菜素内酯促进BZR1基因的表达，进而促进下胚轴和茎秆伸长，即四种激素均能促进植物幼苗下胚轴伸长，表现为协同作用。故选①③④⑤。
【小问3详解】
受荫蔽胁迫的花生下胚轴及茎秆等伸长，消耗了更多的光合作用产物，进而使光合产物向种子内的转移减少，因此受荫蔽胁迫的花生产量明显降低。
【小问4详解】
植物生长发育的调控中，激素作为信息分子会影响基因的表达；激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受环境因素的影响；植物通过光敏色素响应环境变化调控基因表达及激素的产生和分布，因此环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系为： 。
5. 依据植物开花与光周期长短的关系可以把植物分为长日照植物和短日照植物。研究表明，长日照植物在长日照条件下开花，而在短日照条件下不开花。
（1）下列是长日照植物开花的机理，请对以下生物学事实进行排序___（用编号排序）。
①促进GI基因的表达
②产生开花素，诱导植物开花
③Gl蛋白促进CO基因表达
④长日照植物通过光敏色素感受光信号
⑤CO蛋白持续积累达到一定的量，激活开花素基因的表达
（2）根据上述长日照植物开花的机理分析，正常的长日照植物在短日照条件下不能开花的原因可能是___（多选）。
A. 不能感受光信号
B 开花素基因不表达
C. GI基因不表达
D. CO蛋白没有达到一定的量
【答案】（1）④①③⑤②
（2）BCD
【分析】1、光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
2、光敏色素是一类蛋白质（色素—蛋白复合体），分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。
【小问1详解】
长日照植物与短日照植物的开花受光信号的调节。植物体内存在光敏色素，它是一类蛋白质，分布 在植物的各个部位。 在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。由题干信息中的逻辑关系可知，GI基因表达产物GI蛋白可促进CO基因表达，导致CO蛋白含量增加，CO蛋白积累到一定量时激活开花素基因的表达，开花素基因表达产物开花素会诱导植物开花，因此顺序为④①③⑤②。
【小问2详解】
长日照植物的光敏色素会被光信号激活，但日照时长太短，可能影响激活的光敏色素的数量，被激活的光敏色素数量不够，传至细胞核的相关信号太弱，导致GI基因不表达或表达量太少，进而对CO基因表达的促进作用太弱，CO蛋白没有或积累量不够，导致开花素基因不表达，正常的长日照植物在短日照条件下不能开花，因此选BCD。
6. 研究发现，光周期也可通过乙烯的合成来影响植物的性别分化。例如黄瓜的花有雌花、雄花与两性花之分，位于非同源染色体上的F和M基因均是花芽分化过程中乙烯合成途径的关键基因，对黄瓜花的性别决定有重要作用，作用机制如图所示。
（1）M基因表达使乙烯持续积累，进而抑制雄蕊发育，由此推测乙烯___（促进/抑制）M基因的表达。
（2）结合图8信息，关于黄瓜花性别分化的叙述正确是___（多选）。
A. 乙烯是调节黄瓜性别分化的信息分子
B. 乙烯通过调节基因的表达影响黄瓜性别分化
C. 雌蕊具有乙烯的受体，雄蕊没有乙烯的受体
D. 黄瓜性别分化是受到多种因素的调控
（3）综合上述信息，预测基因型为FFmm的黄瓜植株的开花情况，并阐述分析过程___。
【答案】（1）抑制 （2）ABD
（3）当植株含有F基因时，F基因促使乙烯合成，乙烯可促进雌蕊的发育，而机体不含有M基因，所以F基因的存在不会发挥其激活M基因的生物学效应（对雄蕊的抑制作用），所以雄蕊发育正常，故基因型为FFmm的开两性花
【分析】根据图示可知，F基因促使乙烯合成，乙烯可促进雌蕊的发育，并激活M基因表达产生更多的乙烯，高含量的乙烯抑制雄蕊的发育，故基因型为F_M_的黄瓜植株开雌花，基因型为F_mm的开两性花，基因型ffM_开雄花。
【小问1详解】
依据图示信息，F基因促使乙烯合成，乙烯可促进雌蕊的发育，并激活M基因表达产生更多的乙烯，高含量的乙烯抑制雄蕊的发育，由此可推测乙烯抑制M基因的表达。
【小问2详解】
AB、依据图示信息，乙烯作为一种信息分子，通过调节基因（基因M）的表达，进行影响黄瓜的性别分化，AB正确；
C、根据图示信息，F基因促使乙烯合成，乙烯可促进雌蕊的发育，故雌蕊上具有乙烯的受体，基因还通过促使乙烯合成，激活M基因表达产生更多的乙烯，高含量的乙烯通过抑制M基因的表达抑制雄蕊的发育，故雌蕊上也具有乙烯的受体，C错误；
D、由上可知，黄瓜性别的分化会受到基因、激素等多种因素的调控，D正确。
故选ABD。
【小问3详解】
当植株含有F基因时，F基因促使乙烯合成，乙烯可促进雌蕊的发育，但是由于机体不含有M基因，所以F基因的存在不会发挥其激活M基因的生物学效应，即雄蕊的发育正常，故基因型为FFmm的开两性花。
四、萝卜的开发与利用（23分）
7. 萝卜是百姓喜爱的一种家常蔬菜，如图是人们用萝卜腌制萝卜泡菜的流程示意图。萝卜主要在乳酸菌的作用下发生一系列复杂的变化，最终形成泡菜独特的风味和酸甜爽脆的口感。
（1）萝卜为乳酸菌的生长繁殖提供了丰富的营养物质，其中可作为氮源的是___（编号选填）。
①葡萄糖②纤维素③蛋白质④水⑤无机盐
（2）下列对图所示过程的叙述，正确的是___（多选）。
A. 装坛前需用热水洗涤泡菜坛
B. 盐水有利于控制杂菌的繁殖
C. 腌制过程需要定期开坛通气
D. 腌制过的泡菜汁中含有丰富的乳酸菌
（3）为研究泡菜腌制过程起作用微生物种类及比例，需对其中的微生物进行分离培养。下列叙述错误的是___。
A. 配制培养基时需添加琼脂
B. 可用平板划线法接种
C. 需设置未接种的空白对照
D. 需在无氧条件下培养
【答案】（1）③ （2）ABD
（3）B
【分析】泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，利用乳酸菌的无氧呼吸产生乳酸，代谢类型是异养厌氧型。
【小问1详解】
微生物生长都需要水、碳源 、氮源和无机盐等营养物质。萝卜中的蛋白质可作为乳酸菌生长的氮源。故选③
【小问2详解】
A、装罐前需用热水洗涤泡菜罐，可以起到消毒杀菌的作用，能够防止杂菌污染，A正确;
B、盐水调节泡菜风味，可杀菌，有利于控制杂菌的繁殖，B正确;
C、制作泡菜利用的是乳酸菌，乳酸菌是厌氧菌，发酵过程中需要保证无氧环境，故腌制过程不需要定期开罐通气，C错误;
D、制作泡菜的菌种是乳酸菌，腌制过的泡菜汁中含有丰富的乳酸菌，D正确。
故选ABD。
【小问3详解】
A、分离培养微生物需要用固体培养基，所以配制培养基时，需添加琼脂作为凝固剂，A正确;
B、研究微生物的种类及比例需要对菌落进行分类计数，需要用稀释涂布平板法，B错误;
C、设置空白对照判断培养基本身是否受杂菌污染，C正确;
D、泡菜制作使用的微生物主要是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，所以需要无氧环境，D正确。
故选B。
8. 萝卜硫素具有抗炎、抗癌等生理功能，由黑芥子酶（Myr）水解前体物质萝卜硫苷形成。研究人员利用现代生物技术获得高产萝卜硫素的萝卜品种。具体过程如图，其中I~VI表示过程。
（1）图中涉及到基因工程的过程有___；属于细胞工程的过程有___（编号选填）。
①Ⅰ②Ⅱ③Ⅲ④Ⅳ⑤Ⅴ⑥Ⅵ
（2）图中A、B、C、D、E为5种限制性内切核酸酶及其酶切位点，宜选用的酶是___。
（3）上述途径获得的高产萝卜硫素新品种要实现稳定遗传，最可行的操作是___。
A. 植物组织培养B. 与其他品种杂交
C. 进行自花传粉D. 花药离体培养
【答案】（1） ①. ①②③ ②. ④⑤⑥ （2）D、C （3）A
【分析】基因工程的核心工作是基因表达载体的构建，基因表达载体所含的结构有启动子、目的基因、终止子、复制原点、标记基因，启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA，最终表达出蛋白质，终止子位于基因的下游，也是一段特殊的DNA片段，功能：终止mRNA的转录。
【小问1详解】
Ⅰ过程为构建基因表达载体，Ⅱ过程为将重组质粒导入农杆菌，Ⅲ农杆菌侵染植物细胞，Ⅳ过程为脱分化，Ⅴ过程为再分化，Ⅵ过程为植株生长发育的过程。图中涉及到基因工程的过程有①②③，属于细胞工程的过程有④⑤⑥。
【小问2详解】
由于目的基因应该插入启动子和终止子之间，且Myr基因内部有A的切割位点，宜选用双酶切，结合题图可知宜选用酶D和C切割质粒和目的基因。
【小问3详解】
A、植物组织培养技术能保持亲本的优良性状，故可通过植物组织培养技术实现高产萝卜硫素新品种的稳定遗传，A正确；
B、与其他品种杂交，不能实验稳定遗传，B错误；
C、进行自花传粉，若亲本为杂合子，不能实现稳定遗传，C错误；
D、花药离体培养得到的为单倍体植株，不能实现稳定遗传，D错误。
故选A
9. 丝状真菌会感染农作物的根茎部，影响农作物的正常生长。研究发现萝卜中的抗真菌蛋白（R）具有抗丝状真菌的作用且对人体没有影响。研究人员用基因工程的方法开发出含R基因的微生物农药（以微生物活体为有效成分，防治有害生物的生物源农药）。图是微生物发酵时的数量增长曲线。
（1）选择导入R基因的微生物时需考虑的因素有___（多选）。
A. 该微生物能高效表达出蛋白R
B. 蛋白R不影响该微生物正常生长
C. 该微生物不影响农作物的生长
D. 无需考虑该微生物对人体的影响
（2）为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，下列措施合理的有___（编号选填）。
①适时添加营养物质
②实时监测发酵罐的温度变化
③添加消泡剂
④适时排出发酵罐中的气体
⑤适时添加抗生素
⑥及时排出代谢产物
⑦持续快速搅拌
⑧微生物种群数量维持在K/2附近
（3）在如何使用微生物农药的问题上，小古同学提出可以直接喷洒蛋白R基因的表达产物；小月同学提出可以直接喷洒含蛋白R基因的微生物。你同意谁的观点，并说明理由___。
【答案】（1）ABC （2）①②③④⑥⑧
（3）作为微生物农药，使用时常喷洒蛋白R基因的表达产物而不是含蛋白R基因的微生物，是因为蛋白R基因的发酵产物对人、畜、农作物和自然环境安全、不会造成基因污染等
【分析】1、发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的 配制、灭菌，接种，发酵，产物的分离、提纯等方面。
2、生产微生物农药。与传统的化学农药不同，微生物 农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的。例如，苏云金 杆菌可以用来防治80多种农林虫害；利用白僵菌可以防治玉 米螟、松毛虫等虫害；一种放线菌产生的抗生素—井冈霉素 可以用于防治水稻纹枯病。微生物农药作为生物防治的重要手 段，将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用
【小问1详解】
题干信息：抗真菌蛋白（R）具有抗丝状真菌的作用且对人体没有影响；用基因工程的方法开发出含R基因的微生物农药（以微生物活体为有效成分，防治有害生物的生物源农药），选择导入R基因的微生物时需考虑的因素有该微生物能高效表达出蛋白R，蛋白R不影响该微生物正常生长，该微生物不影响农作物的生长，以及需考虑该微生物对人体的影响，D错误，ABC正确。
故选ABC。
【小问2详解】
①微生物生长需要营养物质，为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，需要适时添加营养物质，①正确；
②每一种微生物都有一个适宜生长和产物生成的温度；为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，发酵过程中需要实时监测发酵罐的温度变化，②正确；
③大规模发酵过程中往往会产生大量泡沫，为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，因此常需要加入消泡剂以消除泡沫，③正确；
④发酵过程中用的菌种大都是需氧型，微生物进行有氧呼吸会产生气体，为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，需要适时排出发酵罐中的气体，④正确；
⑤抗生素会抑制细菌或真菌生长，可能抑制目标微生物生长，故微生物发酵过程中，一般不添加抗生素，⑤错误；
⑥发酵过程中，为防止微生物代谢产生的有毒物质危害菌体本身；为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，应及时排出代谢产物，⑥正确；
⑦搅拌促进菌体细胞、培养基成分、无菌空气和水充分混合；过量的搅拌可能会对微生物细胞造成伤害，为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，要根据该微生物最大需氧量合理设置搅拌速度，而不是持续快速搅拌，⑦错误；
⑧微生物种群数量维持在K/2附近时微生物种群增长速率最大，为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，微生物种群数量维持在K/2附近，⑧正确。
综上所述，⑤⑦错误；①②③④⑥⑧正确。
故选①②③④⑥⑧。
【小问3详解】
作为微生物农药，使用时常喷洒蛋白R基因的表达产物而不是含蛋白R基因的微生物，是因为蛋白R基因的发酵产物对人、畜、农作物和自然环境安全、不会造成基因污染等。
五、血红蛋白知多少（18分）
10. 血红蛋白是红细胞内运输氧气的特殊蛋白，由四个亚基（α1、α2、β1、β2）构成，每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成，肽链盘绕折叠成球形结构把血红素分子“抱”在里面，结构如图（a）所示。图（b）是血红素的分子式，血红素能结合氧气。
（1）据图分析，一个血红蛋白分子中含有___条肽链；缺乏图中的某离子会引发贫血，该离子是___。
A．Mg2+ B．Cu2+ C．Zn2+ D．Fe2+
（2）某个亚基中的肽链上第六位氨基酸——谷氨酸换成缬氨酸后，包裹血红素的能力和携氧能力变弱。对该现象解释合理的是___（多选）。
A. 谷氨酸和缬氨酸R基的差异导致
B. 谷氨酸结合氧气的能力比缬氨酸强
C. 氨基酸替换后引起蛋白结构改变
D. 两种氨基酸参与形成的肽键不同
进一步研究发现，人体在出生前（胚胎期、胎儿期）和出生后的血红蛋白的携氧能力不同，是由于不同发育期构成血红蛋白的亚基类型不同。不同类型亚基中肽链不同，是由于不同发育期表达的α样基因（表达α系列亚基的肽链）和β样基因（表达β系列亚基的肽链）不同，即在整个生长发育过程中基因存在先后表达的现象。下图表示人体α样基因和β样基因在染色体上的位置，以及不同发育期人体血红蛋白的种类及其亚基的组成。
（3）据图可知，正常人体一条11号染色体上有___个β样基因。α样基因和β样基因之间遵循的遗传规律，依赖的细胞学基础是___（编号选填）。
（4）分析图，下列基因中最先表达的基因是___（编号选填）。
①α1②α2③α3④β2⑤β3⑥β5
（5）根据已有知识推测，出生后不再表达β4基因的原因可能是___（多选）。
A. β4基因进行了甲基化修饰
B. 含β4基因的DNA区域与组蛋白紧密结合
C. β4基因在酶的作用下被水解
D. 细胞外液环境发生变化阻碍β4基因表达
（6）研究发现HbF结合氧气的能力要强于HbA，基于胎儿期和出生后个体所处环境有所不同的事实，人体在不同发育期表达不同类型血红蛋白的生物学意义是___（多选）。
A. 胎儿期表达HbF有利于其通过胎盘从母体获取氧气
B. 出生后表达HbA有利于携带氧气并扩散至组织细胞
C. 满足人体在不同环境中对氧气的需求
D. 丰富细胞的种类和功能及生物多样性
【答案】（1） ①. 4 ②. D （2）ABC
（3） ①. 5 ②. ②
（4）③⑥ （5）AB （6）ABC
【分析】表观遗传是指细胞内基因序列没有改变，但发生DNA甲基化、组蛋白修饰等，使基因的表达发生可遗传变化的现象。表型模拟是指由环境条件的改变所引起的表型改变，类似于某基因型改变引起的表型变化的现象。
【小问1详解】
据题意可知，血红蛋白由四个亚基（α1、α2、β1、β2）构成，每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成，因此一个血红蛋白分子中含有4条肽链。铁离子是构成血红素的重要成分，缺乏铁离子会引起贫血，D正确，ABC错误。
故选D。
【小问2详解】
ABC、根据结构决定功能的原理，谷氨酸换成缬氨酸后，包裹血红素的能力和携氧能力变弱，推测可能是谷氨酸结合氧气的能力比缬氨酸强；谷氨酸换成缬氨酸，血红蛋白的结构发生改变，可能是谷氨酸和缬氨酸R基的差异导致，也可能是氨基酸替换后引起蛋白结构改变，ABC正确；
D、氨基酸之间都是通过脱水结合形成肽键，因此它们肽键是一样的，D错误。
故选ABC。
【小问3详解】
据图可知，一条11号染色体上含有β1、β2、β3、β4、β5基因，即正常人体一条11号染色体上有5个β样基因。α样基因位于10号染色体上，β样基因位于11号染色体上，它们之间在减数第一次分裂后期同源染色体分离的同时，非同源染色体能自由组合，因此他们之间遵循遗传规律，因此α样基因和β样基因之间遵循的遗传规律，依赖的细胞学基础是②。
【小问4详解】
据表格可知，在胚胎期1表达的蛋白质是HbG1（α3α3β5β5），说明最先表达的基因是α3和β5，即③⑥。
【小问5详解】
A、β4基因进行了甲基化修饰，影响该基因的转录，A正确；
B、含β4基因的DNA区域与组蛋白紧密结合，不利于DNA分子的解旋、转录，不利用基因表达，B正确；
C、一般情况下，体内酶不会水解自身的基因，因此正常情况下，β4基因不会再酶的作用下被水解，C错误；
D、人体内细胞外液处于相对稳定状态，不会因为细胞外液环境发生变化阻碍β4基因表达，D错误。
故选AB。
【小问6详解】
A、HbF结合氧气的能力要强于HbA，胎儿期表达HbF有利于其通过胎盘从母体获取氧气，A正确；
B、出生后表达HbA有利于携带氧气并扩散至组织细胞，B正确；
C、胎儿期和出生后个体所处环境有所不同，在不同发育期表达不同类型血红蛋白，能满足人体在不同环境中对氧气的需求，C正确；
D、在不同发育期表达不同类型血红蛋白，但这些蛋白质都是运输氧气，功能是一样的，没有丰富细胞的功能，D错误。
故选ABC。
（本试卷满分100分。考试时间为60分钟）
请将所有答案写在答题纸上，否则不给分
一、海洋中的“热带雨林”——珊瑚礁生态系统
1. 珊瑚礁常位于营养较贫乏的水域，却有极高的生物多样性价值，如可为海洋生物提供食物和栖息地。珊瑚礁由珊瑚虫的骨骼聚结形成，其绚丽多彩的颜色是因珊瑚虫体内生活的虫黄藻所致。虫黄藻适合生长的温度范围是：20℃～28℃，盐度范围是27%~40%，超出这些范围会使虫黄藻逃离珊瑚虫。图1表示虫黄藻和珊瑚虫，图2表示珊瑚礁生态系统的部分生物的关系，黑色箭头表示捕食。
（1）据图2分析，该生态系统中生产者有___（编号选填）。
①浮游动物②珊瑚虫③虫黄藻④其他藻类⑤核果螺
（2）下列生物学事实能体现群落结构的是___。
A. 不同藻类分布在海洋不同深度
B. 虫黄藻生活在珊瑚虫体内
C. 珊瑚礁呈现五彩缤纷的颜色
D. 鱼类可以是第二营养级
（3）据图1和图2判断珊瑚虫和虫黄藻的种间关系，下列曲线中符合珊瑚虫数量变化的是___（①/②/③）。
（4）通过测定动物组织15N比值可对珊瑚礁生态系统能量流动进行研究，15N比值随着营养级的升高而增大。研究发现，随着季节更替大法螺的15N比值一年四季会发生显著变化，根据已有知识推测可能的原因是，随着季节更替___（多选）。
A. 大法螺的食物来源和种类发生改变
B. 珊瑚礁生态系统的物质循环发生改变
C. 珊瑚礁生态系统的信息传递发生改变
D. 温度的变化直接导致15N比值发生改变
（5）假设珊瑚礁生态系统中只存在“藻类→食藻鱼类→食肉鱼类”营养结构，流经这三个营养级的总能量分别为a，b，c，下列表达式正确的是___（编号选填）。
①a+b=c②a
2. 某海岛北侧是游客聚集地，水体浑浊度显著高于南侧。科研人员在该岛的南北两侧分别对两种优势珊瑚（杯型珊瑚、滨珊瑚）采样，并检测它们体内虫黄藻的相关指标。图1是计数板上一个中方格的视野。图2表示两种珊瑚体内虫黄藻的相关指标。
（1）图1所示的中方格中，虫黄藻的数量是___。
（2）分析图2，南侧两种珊瑚体内虫黄藻的光合速率相对值均比北侧高，可能的原因___（多选）。
A. 北侧海水的温度低于南侧海水
B. 南侧虫黄藻容易获得充足光能
C. 北侧受人类活动影响更大
D. 南侧虫黄藻种群数量进行J型增长
（3）进一步研究发现，岛屿北侧两种珊瑚体内的有机物总量并无明显差别。可能的原因是北侧___（多选）。
A 杯型珊瑚增加了虫黄藻密度
B. 滨珊瑚降低了虫黄藻密度
C. 滨珊瑚增加了捕食浮游动物的数量
D. 杯型珊瑚中的虫黄藻的光合作用增强
（4）综合上述信息推测，气候变化引起的海水异常升温对珊瑚礁生态系统的影响___。
二、HPV与宫颈癌（16分）
3. 人乳头瘤病毒（HPV）是一类专门感染人皮肤及黏膜上皮细胞的DNA病毒。当少量HPV入侵人体皮肤细胞时，人体不表现出明显症状，但当人体持续感染HPV时会诱发宫颈癌，具体过程如图所示（“+”表示促进，“-”表示抑制）。
（1）图中细胞Ⅱ表示___；物质a表示___。
（2）HPV入侵皮肤细胞后表达E5蛋白，会利用皮肤细胞中的___（编号选填）。
①ATP②核糖核苷三磷酸③脱氧核苷三磷酸④DNA聚合酶⑤RNA聚合酶⑥tRNA⑦氨基酸⑧核糖体
（3）当少量HPV入侵皮肤细胞后，会发生的过程有___（多选）。
A. 物质a的分泌增加
B. 细胞Ⅰ的免疫应答增强
C. Th1细胞数量增加
D. 浆细胞的识别能力增强
（4）综合上述信息，结合已有知识，分析持续感染HPV会引发宫颈癌可能的原因___。
（5）图中能够刺激人体产生免疫应答的物质或结构是___（编号选填）。
①HPV②HPV的mRNA③E5蛋白④物质a⑤E6蛋白
（6）HPV疫苗是世界上第一个预防癌症的疫苗，适时接种HPV疫苗能有效预防宫颈癌，如果HPV上的抗原蛋白基因发生突变，接种的HPV疫苗是否还具有预防作用?___。
三、光与植物生长（23分）
4. 在农业生产中，高低作物间作可能会引发荫蔽现象，使低位植物环境中的红光/远红光的比值显著降低。光敏色素是感知红光与远红光的蛋白质，具有活化状态（Pfr）与非活化状态（Pr）两种类型，随着外界光信号变化，光敏色素会在Pfr与Pr之间相互转化。图1表示黄瓜和花生间作种植，图2表示光信号影响植物生长的部分机制。
（1）高低作物间作时，高位植物大量吸收环境中的红光，与之相关的色素是___（多选）。
A. 叶绿素aB. 叶绿素b
C. 叶黄素D. 胡萝卜素
（2）据图7分析，下列物质会促进植物茎秆伸长的是___（编号选填）。
①Pr②Pfr③赤霉素④生长素⑤油菜素内酯
（3）荫蔽现象促进花生茎秆伸长，这对花生的产量有何影响，并分析原因___。
（4）请用箭头表示荫蔽现象下调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系：___。
5. 依据植物开花与光周期长短的关系可以把植物分为长日照植物和短日照植物。研究表明，长日照植物在长日照条件下开花，而在短日照条件下不开花。
（1）下列是长日照植物开花的机理，请对以下生物学事实进行排序___（用编号排序）。
①促进GI基因的表达
②产生开花素，诱导植物开花
③Gl蛋白促进CO基因表达
④长日照植物通过光敏色素感受光信号
⑤CO蛋白持续积累达到一定的量，激活开花素基因的表达
（2）根据上述长日照植物开花的机理分析，正常的长日照植物在短日照条件下不能开花的原因可能是___（多选）。
A. 不能感受光信号
B. 开花素基因不表达
C. GI基因不表达
D. CO蛋白没有达到一定的量
6. 研究发现，光周期也可通过乙烯的合成来影响植物的性别分化。例如黄瓜的花有雌花、雄花与两性花之分，位于非同源染色体上的F和M基因均是花芽分化过程中乙烯合成途径的关键基因，对黄瓜花的性别决定有重要作用，作用机制如图所示。
（1）M基因表达使乙烯持续积累，进而抑制雄蕊发育，由此推测乙烯___（促进/抑制）M基因的表达。
（2）结合图8信息，关于黄瓜花性别分化的叙述正确是___（多选）。
A. 乙烯是调节黄瓜性别分化的信息分子
B. 乙烯通过调节基因的表达影响黄瓜性别分化
C. 雌蕊具有乙烯的受体，雄蕊没有乙烯的受体
D. 黄瓜性别分化是受到多种因素的调控
（3）综合上述信息，预测基因型为FFmm的黄瓜植株的开花情况，并阐述分析过程___。
四、萝卜的开发与利用（23分）
7. 萝卜是百姓喜爱的一种家常蔬菜，如图是人们用萝卜腌制萝卜泡菜的流程示意图。萝卜主要在乳酸菌的作用下发生一系列复杂的变化，最终形成泡菜独特的风味和酸甜爽脆的口感。
（1）萝卜为乳酸菌的生长繁殖提供了丰富的营养物质，其中可作为氮源的是___（编号选填）。
①葡萄糖②纤维素③蛋白质④水⑤无机盐
（2）下列对图所示过程的叙述，正确的是___（多选）。
A. 装坛前需用热水洗涤泡菜坛
B. 盐水有利于控制杂菌繁殖
C. 腌制过程需要定期开坛通气
D. 腌制过的泡菜汁中含有丰富的乳酸菌
（3）为研究泡菜腌制过程起作用的微生物种类及比例，需对其中的微生物进行分离培养。下列叙述错误的是___。
A. 配制培养基时需添加琼脂
B. 可用平板划线法接种
C. 需设置未接种的空白对照
D. 需在无氧条件下培养
8. 萝卜硫素具有抗炎、抗癌等生理功能，由黑芥子酶（Myr）水解前体物质萝卜硫苷形成。研究人员利用现代生物技术获得高产萝卜硫素的萝卜品种。具体过程如图，其中I~VI表示过程。
（1）图中涉及到基因工程的过程有___；属于细胞工程的过程有___（编号选填）。
①Ⅰ②Ⅱ③Ⅲ④Ⅳ⑤Ⅴ⑥Ⅵ
（2）图中A、B、C、D、E为5种限制性内切核酸酶及其酶切位点，宜选用酶是___。
（3）上述途径获得的高产萝卜硫素新品种要实现稳定遗传，最可行的操作是___。
A. 植物组织培养B. 与其他品种杂交
C. 进行自花传粉D. 花药离体培养
9. 丝状真菌会感染农作物的根茎部，影响农作物的正常生长。研究发现萝卜中的抗真菌蛋白（R）具有抗丝状真菌的作用且对人体没有影响。研究人员用基因工程的方法开发出含R基因的微生物农药（以微生物活体为有效成分，防治有害生物的生物源农药）。图是微生物发酵时的数量增长曲线。
（1）选择导入R基因的微生物时需考虑的因素有___（多选）。
A. 该微生物能高效表达出蛋白R
B. 蛋白R不影响该微生物正常生长
C. 该微生物不影响农作物的生长
D. 无需考虑该微生物对人体的影响
（2）为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，下列措施合理的有___（编号选填）。
①适时添加营养物质
②实时监测发酵罐的温度变化
③添加消泡剂
④适时排出发酵罐中的气体
⑤适时添加抗生素
⑥及时排出代谢产物
⑦持续快速搅拌
⑧微生物种群数量维持在K/2附近
（3）在如何使用微生物农药的问题上，小古同学提出可以直接喷洒蛋白R基因的表达产物；小月同学提出可以直接喷洒含蛋白R基因的微生物。你同意谁的观点，并说明理由___。
五、血红蛋白知多少（18分）
10. 血红蛋白是红细胞内运输氧气的特殊蛋白，由四个亚基（α1、α2、β1、β2）构成，每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成，肽链盘绕折叠成球形结构把血红素分子“抱”在里面，结构如图（a）所示。图（b）是血红素的分子式，血红素能结合氧气。
（1）据图分析，一个血红蛋白分子中含有___条肽链；缺乏图中的某离子会引发贫血，该离子是___。
A．Mg2+ B．Cu2+ C．Zn2+ D．Fe2+
（2）某个亚基中的肽链上第六位氨基酸——谷氨酸换成缬氨酸后，包裹血红素的能力和携氧能力变弱。对该现象解释合理的是___（多选）。
A. 谷氨酸和缬氨酸R基的差异导致
B. 谷氨酸结合氧气的能力比缬氨酸强
C. 氨基酸替换后引起蛋白结构改变
D. 两种氨基酸参与形成的肽键不同
进一步研究发现，人体在出生前（胚胎期、胎儿期）和出生后的血红蛋白的携氧能力不同，是由于不同发育期构成血红蛋白的亚基类型不同。不同类型亚基中肽链不同，是由于不同发育期表达的α样基因（表达α系列亚基的肽链）和β样基因（表达β系列亚基的肽链）不同，即在整个生长发育过程中基因存在先后表达的现象。下图表示人体α样基因和β样基因在染色体上的位置，以及不同发育期人体血红蛋白的种类及其亚基的组成。
（3）据图可知，正常人体一条11号染色体上有___个β样基因。α样基因和β样基因之间遵循的遗传规律，依赖的细胞学基础是___（编号选填）。
（4）分析图，下列基因中最先表达的基因是___（编号选填）。
①α1②α2③α3④β2⑤β3⑥β5
（5）根据已有知识推测，出生后不再表达β4基因的原因可能是___（多选）。
A. β4基因进行了甲基化修饰
B. 含β4基因的DNA区域与组蛋白紧密结合
C. β4基因在酶的作用下被水解
D 细胞外液环境发生变化阻碍β4基因表达
（6）研究发现HbF结合氧气的能力要强于HbA，基于胎儿期和出生后个体所处环境有所不同的事实，人体在不同发育期表达不同类型血红蛋白的生物学意义是___（多选）。
A. 胎儿期表达HbF有利于其通过胎盘从母体获取氧气
B. 出生后表达HbA有利于携带氧气并扩散至组织细胞
C. 满足人体在不同环境中对氧气的需求
D. 丰富细胞的种类和功能及生物多样性
浦东新区2023学年度第二学期期中教学质量检测
高三生物学试卷
（本试卷满分100分。考试时间为60分钟）
请将所有答案写在答题纸上，否则不给分
一、海洋中的“热带雨林”——珊瑚礁生态系统
1. 珊瑚礁常位于营养较贫乏的水域，却有极高的生物多样性价值，如可为海洋生物提供食物和栖息地。珊瑚礁由珊瑚虫的骨骼聚结形成，其绚丽多彩的颜色是因珊瑚虫体内生活的虫黄藻所致。虫黄藻适合生长的温度范围是：20℃～28℃，盐度范围是27%~40%，超出这些范围会使虫黄藻逃离珊瑚虫。图1表示虫黄藻和珊瑚虫，图2表示珊瑚礁生态系统的部分生物的关系，黑色箭头表示捕食。
（1）据图2分析，该生态系统中生产者有___（编号选填）。
①浮游动物②珊瑚虫③虫黄藻④其他藻类⑤核果螺
（2）下列生物学事实能体现群落结构的是___。
A. 不同藻类分布在海洋不同深度
B. 虫黄藻生活在珊瑚虫体内
C. 珊瑚礁呈现五彩缤纷的颜色
D. 鱼类可以是第二营养级
（3）据图1和图2判断珊瑚虫和虫黄藻的种间关系，下列曲线中符合珊瑚虫数量变化的是___（①/②/③）。
（4）通过测定动物组织的15N比值可对珊瑚礁生态系统能量流动进行研究，15N比值随着营养级的升高而增大。研究发现，随着季节更替大法螺的15N比值一年四季会发生显著变化，根据已有知识推测可能的原因是，随着季节更替___（多选）。
A. 大法螺的食物来源和种类发生改变
B. 珊瑚礁生态系统的物质循环发生改变
C. 珊瑚礁生态系统的信息传递发生改变
D. 温度的变化直接导致15N比值发生改变
（5）假设珊瑚礁生态系统中只存在“藻类→食藻鱼类→食肉鱼类”营养结构，流经这三个营养级的总能量分别为a，b，c，下列表达式正确的是___（编号选填）。
①a+b=c②a
【答案】（1）③④ （2）A （3）② （4）ABC （5）③④
【分析】生态系统中成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。
【小问1详解】
据图2分析，该生态系统中生产者为藻类植物，即③虫黄藻和④其他藻类。
【小问2详解】
群落的结构包括垂直结构和水平结构，不同藻类分布在海洋不同深度体现了群落的垂直结构，A符合题意，BCD不符合题意，
故选A。
【小问3详解】
据图2判断，虫黄藻为珊瑚虫提供氧气和有机物，而珊瑚虫为虫黄藻提供二氧化碳，二者是互利共生的关系，数量上同增同减，曲线中符合珊瑚虫数量变化的是②。
【小问4详解】
研究发现，随着季节更替大法螺的15N比值一年四季会发生显著变化，原因可能是：
A、大法螺的食物来源和种类发生改变，不同食物N元素含量不同，可能导致大法螺的15N比值改变，A正确；
B、物质循环是以元素的形式进行的，其发生变化，导致大法螺摄取食物中的15N也发生变化，B正确；
C、信息传递可调节种间关系，导致大法螺的摄食趋向发生改变，进而导致大法螺的15N比值改变，C正确；
D、生物体内的元素含量与温度直接关系不大，D错误。
故选ABC。
【小问5详解】
在“藻类→食藻鱼类→食肉鱼类”营养结构中，流经这三个营养级总能最分别为a，b，c。能量在传递的过程中逐级递减，单向流动，能量的传递效率为10%-20%，所以a>b>c，第一营养级同化量只有一小部分传递到之后的营养级，所以a>b+c，③④符合题意。
2. 某海岛北侧是游客聚集地，水体浑浊度显著高于南侧。科研人员在该岛的南北两侧分别对两种优势珊瑚（杯型珊瑚、滨珊瑚）采样，并检测它们体内虫黄藻的相关指标。图1是计数板上一个中方格的视野。图2表示两种珊瑚体内虫黄藻的相关指标。
（1）图1所示的中方格中，虫黄藻的数量是___。
（2）分析图2，南侧两种珊瑚体内虫黄藻的光合速率相对值均比北侧高，可能的原因___（多选）。
A. 北侧海水的温度低于南侧海水
B. 南侧虫黄藻容易获得充足光能
C. 北侧受人类活动影响更大
D. 南侧虫黄藻种群数量进行J型增长
（3）进一步研究发现，岛屿北侧两种珊瑚体内的有机物总量并无明显差别。可能的原因是北侧___（多选）。
A. 杯型珊瑚增加了虫黄藻密度
B. 滨珊瑚降低了虫黄藻密度
C. 滨珊瑚增加了捕食浮游动物的数量
D. 杯型珊瑚中的虫黄藻的光合作用增强
（4）综合上述信息推测，气候变化引起的海水异常升温对珊瑚礁生态系统的影响___。
【答案】（1）11 （2）BC
（3）AC （4）珊瑚大量死亡导致珊瑚礁逐渐减少，大量依赖珊瑚礁的海洋生物也将会因失去食物和栖息地逐渐消失， 导致生物多样性中的物种多样性和遗传多样性下降。
【分析】珊瑚体内的虫黄藻可以为珊瑚虫提供葡萄糖、甘油、氨基酸和氧气，同时珊瑚虫为虫黄藻提供CO2、N和P以供虫黄藻进行光合作用，二者为互利共生的种间关系；另外，珊瑚虫需要的有机物还可以少部分来自于浮游生物和鱼类的排泄物。
【小问1详解】
在计数靠近中方格边线的细胞时，遵循“计上不计下，计左不计右”原则，因此图1所示中方格中虫黄藻的数量为11。
【小问2详解】
图2显示，南侧两种珊瑚体内虫黄藻的光合速率相对值均比北侧较高，应该是因为北侧作为游客聚集地，人类活动导致北侧水体浑浊度显著高于南侧，浑浊的水体影响了虫黄藻获取的光照强度的强弱，即浑浊的水体使虫黄藻实际获得的光照强度减弱，使虫黄藻光合速率下降。
【小问3详解】
珊瑚虫既可以通过与虫黄藻互利共生获取营养，也可捕食浮游生物获取营养，结合图2分析，可推测南侧虫黄藻光合速率相对值比北侧大，但两种水体珊瑚体内有机物总量基本相同的原因是，北侧杯形珊瑚虫通过增加虫黄藻密度，增加虫黄藻光合作用制造有机物的总量维持有机物供应，同时可能通过提高捕食浮游动物的能力，维持有机物供应。
【小问4详解】
海水异常升温导致海洋生物体内相关酶活性下降，珊瑚因获取的有机物量减少以及自身酶活性下降而大量死亡，珊瑚礁逐渐减少，大量依赖珊瑚礁的海洋生物也将会因失去食物和栖息地逐渐消失， 导致生物多样性中的物种多样性和遗传多样性下降。
二、HPV与宫颈癌（16分）
3. 人乳头瘤病毒（HPV）是一类专门感染人皮肤及黏膜上皮细胞的DNA病毒。当少量HPV入侵人体皮肤细胞时，人体不表现出明显症状，但当人体持续感染HPV时会诱发宫颈癌，具体过程如图所示（“+”表示促进，“-”表示抑制）。
（1）图中细胞Ⅱ表示___；物质a表示___。
（2）HPV入侵皮肤细胞后表达E5蛋白，会利用皮肤细胞中的___（编号选填）。
①ATP②核糖核苷三磷酸③脱氧核苷三磷酸④DNA聚合酶⑤RNA聚合酶⑥tRNA⑦氨基酸⑧核糖体
（3）当少量HPV入侵皮肤细胞后，会发生的过程有___（多选）。
A. 物质a的分泌增加
B. 细胞Ⅰ的免疫应答增强
C. Th1细胞数量增加
D. 浆细胞的识别能力增强
（4）综合上述信息，结合已有知识，分析持续感染HPV会引发宫颈癌可能的原因___。
（5）图中能够刺激人体产生免疫应答的物质或结构是___（编号选填）。
①HPV②HPV的mRNA③E5蛋白④物质a⑤E6蛋白
（6）HPV疫苗是世界上第一个预防癌症的疫苗，适时接种HPV疫苗能有效预防宫颈癌，如果HPV上的抗原蛋白基因发生突变，接种的HPV疫苗是否还具有预防作用?___。
【答案】（1） ①. 辅助性T细胞 ②. 细胞因子 （2）①②③④⑤⑥⑦⑧ （3）ABC
（4）持续感染导致出现Treg细胞，Treg细胞抑制细胞免疫，使免疫系统免疫监视功能降低，从而引发宫颈癌
（5）① （6）没有
【分析】体液免疫过程会产生相应的浆细胞和记忆细胞，再由浆细胞产生相应的抗体；病毒侵入细胞后会引起机体发生特异性免疫中的细胞免疫，产生相应的记忆细胞和细胞毒性T细胞，细胞毒性T细胞与被病毒侵入的靶细胞结合，使得靶细胞裂解释放病毒。
【小问1详解】
据图可知，细胞Ⅰ为抗原呈递细胞，细胞Ⅱ为辅助性T细胞，辅助性T细胞增殖分化成为Th1、Treg、Th2，Th1产生的物质a细胞因子促进细胞免疫。
【小问2详解】
HPV入侵皮肤细胞后表达E5蛋白，会利用皮肤细胞中的原料、工具等进行包括转录和翻译在内的病毒的增殖过程，如DNA的复制需要利用皮肤细胞中的①ATP③脱氧核苷三磷酸④DNA聚合酶，转录需要利用皮肤细胞中的①ATP②核糖核苷三磷酸⑤RNA聚合酶，翻译需要利用皮肤细胞中的①ATP⑥tRNA⑦氨基酸⑧核糖体，所以会利用皮肤细胞中的①②③④⑤⑥⑦⑧。
【小问3详解】
当少量HPV入侵皮肤细胞后，抗原呈递细胞Ⅰ免疫应答增强，辅助性T细胞增殖分化成为Th1数量增多，物质a的分泌增加，而浆细胞无识别能力，ABC正确，D错误。
故选ABC。
小问4详解】
综合上述信息，结合已有知识，分析持续感染HPV会引发宫颈癌可能的原因持续感染导致辅助性T细胞增殖分化出现Treg细胞，Treg细胞抑制细胞免疫，使免疫系统免疫监视功能降低，从而引发宫颈癌。
【小问5详解】
能够刺激人体产生免疫应答的为抗原蛋白，即图中的①HPV。
【小问6详解】
如果HPV上的抗原蛋白基因发生突变，产生的抗原蛋白将发生改变，由于抗体具有特异性，故接种的HPV疫苗可能失去预防作用。
三、光与植物生长（23分）
4. 在农业生产中，高低作物间作可能会引发荫蔽现象，使低位植物环境中的红光/远红光的比值显著降低。光敏色素是感知红光与远红光的蛋白质，具有活化状态（Pfr）与非活化状态（Pr）两种类型，随着外界光信号变化，光敏色素会在Pfr与Pr之间相互转化。图1表示黄瓜和花生间作种植，图2表示光信号影响植物生长的部分机制。
（1）高低作物间作时，高位植物大量吸收环境中的红光，与之相关的色素是___（多选）。
A. 叶绿素aB. 叶绿素b
C. 叶黄素D. 胡萝卜素
（2）据图7分析，下列物质会促进植物茎秆伸长的是___（编号选填）。
①Pr②Pfr③赤霉素④生长素⑤油菜素内酯
（3）荫蔽现象促进花生茎秆伸长，这对花生的产量有何影响，并分析原因___。
（4）请用箭头表示荫蔽现象下调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系：___。
【答案】（1）AB （2）①③④⑤
（3）受荫蔽胁迫的花生下胚轴及茎秆等伸长，消耗了更多的光合作用产物，进而使光合产物向种子内的转移减少，因此黄瓜一花生间作时，受荫蔽胁迫的花生种子产量明显降低。
（4）
【分析】1、激素调节只是植物生命活动调节的一部分。2、在植物个体生长发育和适应环境的过程中，各种植物激素不是孤立地起作用，而是相互协调共同调节，植物激素的合成受基因的控制，也对基因的程序性表达具有调节作用。
【小问1详解】
叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光，叶黄素和胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光。
故选AB。
【小问2详解】
据图可知，荫蔽胁迫下，活化态（Pfr）转化为非活化态（Pr）增加，因此低位植物体内的光敏色素主要以非活化态（Pr）形式存在。据图可知，活化态（Pfr）可抑制光敏色素互作因子（PIFs）的作用，荫蔽胁迫时，Pfr减少，减弱了对PIFs的抑制作用。据图可知，赤霉素和乙烯促进PIFs的生成，进而促进生长素的生成，生长素促进下胚轴和茎秆伸长，油菜素内酯促进BZR1基因的表达，进而促进下胚轴和茎秆伸长，即四种激素均能促进植物幼苗下胚轴伸长，表现为协同作用。故选①③④⑤。
【小问3详解】
受荫蔽胁迫的花生下胚轴及茎秆等伸长，消耗了更多的光合作用产物，进而使光合产物向种子内的转移减少，因此受荫蔽胁迫的花生产量明显降低。
【小问4详解】
植物生长发育的调控中，激素作为信息分子会影响基因的表达；激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受环境因素的影响；植物通过光敏色素响应环境变化调控基因表达及激素的产生和分布，因此环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系为： 。
5. 依据植物开花与光周期长短的关系可以把植物分为长日照植物和短日照植物。研究表明，长日照植物在长日照条件下开花，而在短日照条件下不开花。
（1）下列是长日照植物开花的机理，请对以下生物学事实进行排序___（用编号排序）。
①促进GI基因的表达
②产生开花素，诱导植物开花
③Gl蛋白促进CO基因表达
④长日照植物通过光敏色素感受光信号
⑤CO蛋白持续积累达到一定的量，激活开花素基因的表达
（2）根据上述长日照植物开花的机理分析，正常的长日照植物在短日照条件下不能开花的原因可能是___（多选）。
A. 不能感受光信号
B 开花素基因不表达
C. GI基因不表达
D. CO蛋白没有达到一定的量
【答案】（1）④①③⑤②
（2）BCD
【分析】1、光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
2、光敏色素是一类蛋白质（色素—蛋白复合体），分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。
【小问1详解】
长日照植物与短日照植物的开花受光信号的调节。植物体内存在光敏色素，它是一类蛋白质，分布 在植物的各个部位。 在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。由题干信息中的逻辑关系可知，GI基因表达产物GI蛋白可促进CO基因表达，导致CO蛋白含量增加，CO蛋白积累到一定量时激活开花素基因的表达，开花素基因表达产物开花素会诱导植物开花，因此顺序为④①③⑤②。
【小问2详解】
长日照植物的光敏色素会被光信号激活，但日照时长太短，可能影响激活的光敏色素的数量，被激活的光敏色素数量不够，传至细胞核的相关信号太弱，导致GI基因不表达或表达量太少，进而对CO基因表达的促进作用太弱，CO蛋白没有或积累量不够，导致开花素基因不表达，正常的长日照植物在短日照条件下不能开花，因此选BCD。
6. 研究发现，光周期也可通过乙烯的合成来影响植物的性别分化。例如黄瓜的花有雌花、雄花与两性花之分，位于非同源染色体上的F和M基因均是花芽分化过程中乙烯合成途径的关键基因，对黄瓜花的性别决定有重要作用，作用机制如图所示。
（1）M基因表达使乙烯持续积累，进而抑制雄蕊发育，由此推测乙烯___（促进/抑制）M基因的表达。
（2）结合图8信息，关于黄瓜花性别分化的叙述正确是___（多选）。
A. 乙烯是调节黄瓜性别分化的信息分子
B. 乙烯通过调节基因的表达影响黄瓜性别分化
C. 雌蕊具有乙烯的受体，雄蕊没有乙烯的受体
D. 黄瓜性别分化是受到多种因素的调控
（3）综合上述信息，预测基因型为FFmm的黄瓜植株的开花情况，并阐述分析过程___。
【答案】（1）抑制 （2）ABD
（3）当植株含有F基因时，F基因促使乙烯合成，乙烯可促进雌蕊的发育，而机体不含有M基因，所以F基因的存在不会发挥其激活M基因的生物学效应（对雄蕊的抑制作用），所以雄蕊发育正常，故基因型为FFmm的开两性花
【分析】根据图示可知，F基因促使乙烯合成，乙烯可促进雌蕊的发育，并激活M基因表达产生更多的乙烯，高含量的乙烯抑制雄蕊的发育，故基因型为F_M_的黄瓜植株开雌花，基因型为F_mm的开两性花，基因型ffM_开雄花。
【小问1详解】
依据图示信息，F基因促使乙烯合成，乙烯可促进雌蕊的发育，并激活M基因表达产生更多的乙烯，高含量的乙烯抑制雄蕊的发育，由此可推测乙烯抑制M基因的表达。
【小问2详解】
AB、依据图示信息，乙烯作为一种信息分子，通过调节基因（基因M）的表达，进行影响黄瓜的性别分化，AB正确；
C、根据图示信息，F基因促使乙烯合成，乙烯可促进雌蕊的发育，故雌蕊上具有乙烯的受体，基因还通过促使乙烯合成，激活M基因表达产生更多的乙烯，高含量的乙烯通过抑制M基因的表达抑制雄蕊的发育，故雌蕊上也具有乙烯的受体，C错误；
D、由上可知，黄瓜性别的分化会受到基因、激素等多种因素的调控，D正确。
故选ABD。
【小问3详解】
当植株含有F基因时，F基因促使乙烯合成，乙烯可促进雌蕊的发育，但是由于机体不含有M基因，所以F基因的存在不会发挥其激活M基因的生物学效应，即雄蕊的发育正常，故基因型为FFmm的开两性花。
四、萝卜的开发与利用（23分）
7. 萝卜是百姓喜爱的一种家常蔬菜，如图是人们用萝卜腌制萝卜泡菜的流程示意图。萝卜主要在乳酸菌的作用下发生一系列复杂的变化，最终形成泡菜独特的风味和酸甜爽脆的口感。
（1）萝卜为乳酸菌的生长繁殖提供了丰富的营养物质，其中可作为氮源的是___（编号选填）。
①葡萄糖②纤维素③蛋白质④水⑤无机盐
（2）下列对图所示过程的叙述，正确的是___（多选）。
A. 装坛前需用热水洗涤泡菜坛
B. 盐水有利于控制杂菌的繁殖
C. 腌制过程需要定期开坛通气
D. 腌制过的泡菜汁中含有丰富的乳酸菌
（3）为研究泡菜腌制过程起作用微生物种类及比例，需对其中的微生物进行分离培养。下列叙述错误的是___。
A. 配制培养基时需添加琼脂
B. 可用平板划线法接种
C. 需设置未接种的空白对照
D. 需在无氧条件下培养
【答案】（1）③ （2）ABD
（3）B
【分析】泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，利用乳酸菌的无氧呼吸产生乳酸，代谢类型是异养厌氧型。
【小问1详解】
微生物生长都需要水、碳源 、氮源和无机盐等营养物质。萝卜中的蛋白质可作为乳酸菌生长的氮源。故选③
【小问2详解】
A、装罐前需用热水洗涤泡菜罐，可以起到消毒杀菌的作用，能够防止杂菌污染，A正确;
B、盐水调节泡菜风味，可杀菌，有利于控制杂菌的繁殖，B正确;
C、制作泡菜利用的是乳酸菌，乳酸菌是厌氧菌，发酵过程中需要保证无氧环境，故腌制过程不需要定期开罐通气，C错误;
D、制作泡菜的菌种是乳酸菌，腌制过的泡菜汁中含有丰富的乳酸菌，D正确。
故选ABD。
【小问3详解】
A、分离培养微生物需要用固体培养基，所以配制培养基时，需添加琼脂作为凝固剂，A正确;
B、研究微生物的种类及比例需要对菌落进行分类计数，需要用稀释涂布平板法，B错误;
C、设置空白对照判断培养基本身是否受杂菌污染，C正确;
D、泡菜制作使用的微生物主要是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，所以需要无氧环境，D正确。
故选B。
8. 萝卜硫素具有抗炎、抗癌等生理功能，由黑芥子酶（Myr）水解前体物质萝卜硫苷形成。研究人员利用现代生物技术获得高产萝卜硫素的萝卜品种。具体过程如图，其中I~VI表示过程。
（1）图中涉及到基因工程的过程有___；属于细胞工程的过程有___（编号选填）。
①Ⅰ②Ⅱ③Ⅲ④Ⅳ⑤Ⅴ⑥Ⅵ
（2）图中A、B、C、D、E为5种限制性内切核酸酶及其酶切位点，宜选用的酶是___。
（3）上述途径获得的高产萝卜硫素新品种要实现稳定遗传，最可行的操作是___。
A. 植物组织培养B. 与其他品种杂交
C. 进行自花传粉D. 花药离体培养
【答案】（1） ①. ①②③ ②. ④⑤⑥ （2）D、C （3）A
【分析】基因工程的核心工作是基因表达载体的构建，基因表达载体所含的结构有启动子、目的基因、终止子、复制原点、标记基因，启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA，最终表达出蛋白质，终止子位于基因的下游，也是一段特殊的DNA片段，功能：终止mRNA的转录。
【小问1详解】
Ⅰ过程为构建基因表达载体，Ⅱ过程为将重组质粒导入农杆菌，Ⅲ农杆菌侵染植物细胞，Ⅳ过程为脱分化，Ⅴ过程为再分化，Ⅵ过程为植株生长发育的过程。图中涉及到基因工程的过程有①②③，属于细胞工程的过程有④⑤⑥。
【小问2详解】
由于目的基因应该插入启动子和终止子之间，且Myr基因内部有A的切割位点，宜选用双酶切，结合题图可知宜选用酶D和C切割质粒和目的基因。
【小问3详解】
A、植物组织培养技术能保持亲本的优良性状，故可通过植物组织培养技术实现高产萝卜硫素新品种的稳定遗传，A正确；
B、与其他品种杂交，不能实验稳定遗传，B错误；
C、进行自花传粉，若亲本为杂合子，不能实现稳定遗传，C错误；
D、花药离体培养得到的为单倍体植株，不能实现稳定遗传，D错误。
故选A
9. 丝状真菌会感染农作物的根茎部，影响农作物的正常生长。研究发现萝卜中的抗真菌蛋白（R）具有抗丝状真菌的作用且对人体没有影响。研究人员用基因工程的方法开发出含R基因的微生物农药（以微生物活体为有效成分，防治有害生物的生物源农药）。图是微生物发酵时的数量增长曲线。
（1）选择导入R基因的微生物时需考虑的因素有___（多选）。
A. 该微生物能高效表达出蛋白R
B. 蛋白R不影响该微生物正常生长
C. 该微生物不影响农作物的生长
D. 无需考虑该微生物对人体的影响
（2）为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，下列措施合理的有___（编号选填）。
①适时添加营养物质
②实时监测发酵罐的温度变化
③添加消泡剂
④适时排出发酵罐中的气体
⑤适时添加抗生素
⑥及时排出代谢产物
⑦持续快速搅拌
⑧微生物种群数量维持在K/2附近
（3）在如何使用微生物农药的问题上，小古同学提出可以直接喷洒蛋白R基因的表达产物；小月同学提出可以直接喷洒含蛋白R基因的微生物。你同意谁的观点，并说明理由___。
【答案】（1）ABC （2）①②③④⑥⑧
（3）作为微生物农药，使用时常喷洒蛋白R基因的表达产物而不是含蛋白R基因的微生物，是因为蛋白R基因的发酵产物对人、畜、农作物和自然环境安全、不会造成基因污染等
【分析】1、发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的 配制、灭菌，接种，发酵，产物的分离、提纯等方面。
2、生产微生物农药。与传统的化学农药不同，微生物 农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的。例如，苏云金 杆菌可以用来防治80多种农林虫害；利用白僵菌可以防治玉 米螟、松毛虫等虫害；一种放线菌产生的抗生素—井冈霉素 可以用于防治水稻纹枯病。微生物农药作为生物防治的重要手 段，将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用
【小问1详解】
题干信息：抗真菌蛋白（R）具有抗丝状真菌的作用且对人体没有影响；用基因工程的方法开发出含R基因的微生物农药（以微生物活体为有效成分，防治有害生物的生物源农药），选择导入R基因的微生物时需考虑的因素有该微生物能高效表达出蛋白R，蛋白R不影响该微生物正常生长，该微生物不影响农作物的生长，以及需考虑该微生物对人体的影响，D错误，ABC正确。
故选ABC。
【小问2详解】
①微生物生长需要营养物质，为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，需要适时添加营养物质，①正确；
②每一种微生物都有一个适宜生长和产物生成的温度；为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，发酵过程中需要实时监测发酵罐的温度变化，②正确；
③大规模发酵过程中往往会产生大量泡沫，为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，因此常需要加入消泡剂以消除泡沫，③正确；
④发酵过程中用的菌种大都是需氧型，微生物进行有氧呼吸会产生气体，为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，需要适时排出发酵罐中的气体，④正确；
⑤抗生素会抑制细菌或真菌生长，可能抑制目标微生物生长，故微生物发酵过程中，一般不添加抗生素，⑤错误；
⑥发酵过程中，为防止微生物代谢产生的有毒物质危害菌体本身；为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，应及时排出代谢产物，⑥正确；
⑦搅拌促进菌体细胞、培养基成分、无菌空气和水充分混合；过量的搅拌可能会对微生物细胞造成伤害，为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，要根据该微生物最大需氧量合理设置搅拌速度，而不是持续快速搅拌，⑦错误；
⑧微生物种群数量维持在K/2附近时微生物种群增长速率最大，为了使发酵罐中的微生物种群保持最大增长速率，微生物种群数量维持在K/2附近，⑧正确。
综上所述，⑤⑦错误；①②③④⑥⑧正确。
故选①②③④⑥⑧。
【小问3详解】
作为微生物农药，使用时常喷洒蛋白R基因的表达产物而不是含蛋白R基因的微生物，是因为蛋白R基因的发酵产物对人、畜、农作物和自然环境安全、不会造成基因污染等。
五、血红蛋白知多少（18分）
10. 血红蛋白是红细胞内运输氧气的特殊蛋白，由四个亚基（α1、α2、β1、β2）构成，每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成，肽链盘绕折叠成球形结构把血红素分子“抱”在里面，结构如图（a）所示。图（b）是血红素的分子式，血红素能结合氧气。
（1）据图分析，一个血红蛋白分子中含有___条肽链；缺乏图中的某离子会引发贫血，该离子是___。
A．Mg2+ B．Cu2+ C．Zn2+ D．Fe2+
（2）某个亚基中的肽链上第六位氨基酸——谷氨酸换成缬氨酸后，包裹血红素的能力和携氧能力变弱。对该现象解释合理的是___（多选）。
A. 谷氨酸和缬氨酸R基的差异导致
B. 谷氨酸结合氧气的能力比缬氨酸强
C. 氨基酸替换后引起蛋白结构改变
D. 两种氨基酸参与形成的肽键不同
进一步研究发现，人体在出生前（胚胎期、胎儿期）和出生后的血红蛋白的携氧能力不同，是由于不同发育期构成血红蛋白的亚基类型不同。不同类型亚基中肽链不同，是由于不同发育期表达的α样基因（表达α系列亚基的肽链）和β样基因（表达β系列亚基的肽链）不同，即在整个生长发育过程中基因存在先后表达的现象。下图表示人体α样基因和β样基因在染色体上的位置，以及不同发育期人体血红蛋白的种类及其亚基的组成。
（3）据图可知，正常人体一条11号染色体上有___个β样基因。α样基因和β样基因之间遵循的遗传规律，依赖的细胞学基础是___（编号选填）。
（4）分析图，下列基因中最先表达的基因是___（编号选填）。
①α1②α2③α3④β2⑤β3⑥β5
（5）根据已有知识推测，出生后不再表达β4基因的原因可能是___（多选）。
A. β4基因进行了甲基化修饰
B. 含β4基因的DNA区域与组蛋白紧密结合
C. β4基因在酶的作用下被水解
D. 细胞外液环境发生变化阻碍β4基因表达
（6）研究发现HbF结合氧气的能力要强于HbA，基于胎儿期和出生后个体所处环境有所不同的事实，人体在不同发育期表达不同类型血红蛋白的生物学意义是___（多选）。
A. 胎儿期表达HbF有利于其通过胎盘从母体获取氧气
B. 出生后表达HbA有利于携带氧气并扩散至组织细胞
C. 满足人体在不同环境中对氧气的需求
D. 丰富细胞的种类和功能及生物多样性
【答案】（1） ①. 4 ②. D （2）ABC
（3） ①. 5 ②. ②
（4）③⑥ （5）AB （6）ABC
【分析】表观遗传是指细胞内基因序列没有改变，但发生DNA甲基化、组蛋白修饰等，使基因的表达发生可遗传变化的现象。表型模拟是指由环境条件的改变所引起的表型改变，类似于某基因型改变引起的表型变化的现象。
【小问1详解】
据题意可知，血红蛋白由四个亚基（α1、α2、β1、β2）构成，每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成，因此一个血红蛋白分子中含有4条肽链。铁离子是构成血红素的重要成分，缺乏铁离子会引起贫血，D正确，ABC错误。
故选D。
【小问2详解】
ABC、根据结构决定功能的原理，谷氨酸换成缬氨酸后，包裹血红素的能力和携氧能力变弱，推测可能是谷氨酸结合氧气的能力比缬氨酸强；谷氨酸换成缬氨酸，血红蛋白的结构发生改变，可能是谷氨酸和缬氨酸R基的差异导致，也可能是氨基酸替换后引起蛋白结构改变，ABC正确；
D、氨基酸之间都是通过脱水结合形成肽键，因此它们肽键是一样的，D错误。
故选ABC。
【小问3详解】
据图可知，一条11号染色体上含有β1、β2、β3、β4、β5基因，即正常人体一条11号染色体上有5个β样基因。α样基因位于10号染色体上，β样基因位于11号染色体上，它们之间在减数第一次分裂后期同源染色体分离的同时，非同源染色体能自由组合，因此他们之间遵循遗传规律，因此α样基因和β样基因之间遵循的遗传规律，依赖的细胞学基础是②。
【小问4详解】
据表格可知，在胚胎期1表达的蛋白质是HbG1（α3α3β5β5），说明最先表达的基因是α3和β5，即③⑥。
【小问5详解】
A、β4基因进行了甲基化修饰，影响该基因的转录，A正确；
B、含β4基因的DNA区域与组蛋白紧密结合，不利于DNA分子的解旋、转录，不利用基因表达，B正确；
C、一般情况下，体内酶不会水解自身的基因，因此正常情况下，β4基因不会再酶的作用下被水解，C错误；
D、人体内细胞外液处于相对稳定状态，不会因为细胞外液环境发生变化阻碍β4基因表达，D错误。
故选AB。
【小问6详解】
A、HbF结合氧气的能力要强于HbA，胎儿期表达HbF有利于其通过胎盘从母体获取氧气，A正确；
B、出生后表达HbA有利于携带氧气并扩散至组织细胞，B正确；
C、胎儿期和出生后个体所处环境有所不同，在不同发育期表达不同类型血红蛋白，能满足人体在不同环境中对氧气的需求，C正确；
D、在不同发育期表达不同类型血红蛋白，但这些蛋白质都是运输氧气，功能是一样的，没有丰富细胞的功能，D错误。
故选ABC。
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