2024年高考第三次模拟考试题：生物（上海卷）（解析版）

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考生注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
3．“单选”指每题只有一个选项为正确答案；“多选”指每题有两个或两个以上选项
为正确答案；“编号选填”指每空有一个或多个选项为正确答案。
一、综合题：本卷共5题，共100分。
1．开展“乡村振兴战略”，打造集现代农业、休闲旅游、田园社区为一体的生态农业“田园综合体”是乡村可持续性综合发展的新模式。
（1）打造以种植采摘、特色养殖和休闲度假为一体的多功能生态农业是振兴乡村经济的重要举措，区别生态农业群落和传统农业群落的重要特征是 。生态农业更好地实现了生物多样性的 价值。
（2）在生态采摘园内设置一些鸟巢，招引更多的鸟类防治害虫，从能量流动的角度分析，这样做的目的是 。
（3）建设农村生态文明的重点工作之一是农村污染的防治。某地农民通过发展鳊鱼养殖已经逐渐致富，可是高密度水产养殖引起了水域生态系统水体富营养化，越来越影响鳊鱼的产量。如图1所示为利用稻田生态系统净化鱼塘尾水的示意图，箭头所指为水流方向。请回答以下相关问题：
①塘主在鱼塘边种植了一些本地的水生植物，使水体富营养化问题得到控制，治理鱼塘水体富营养化遵循的生态学原理主要是 。
②垂钓者在鱼塘边垂钓时，往往会被蚊子叮咬，研究发现蚊子触角中有识别乳酸的受体，以此寻找人类的位置，这说明信息传递具有的作用是 ；为了从根本上降低蚊子数量，可清除环境中的污水塘、房前屋后的积水容器、池塘养鱼捕食蚊子幼虫等，原因是这些措施降低了蚊子的 。
③假设鱼塘中的鳊鱼只捕食蓝藻和小虾，小虾只捕食蓝藻，能量传递效率为20%，则当鳊鱼直接捕食蓝藻的比例由变为时，理论上来说鳊鱼的产量会下降 %。
④出现藻类水华的鱼塘尾水流经稻田后，B处水样中藻类数量大大减少。从生态学角度分析，藻类数量减少的原因是 。（答出两点）
⑤为保证水稻和鱼的正常生长，仍需要不断有人工进行物质投入的原因 。
（4）我国承诺力争在2030年前实现碳达峰（CO2的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低），2060年前实现“碳中和”（净零排放）的目标。如图表示生物圈中碳循环示意图。
①“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”，达到“碳中和”时，图中X1过程吸收的CO2总量 （填“大于”“等于”或“小于”）Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2总量。
②建立绿色低碳循环体系还需要世界各国共同参与，主要原因是 。
【解答】解：（1）物种组成是区分不同群落的重要特征，故区别生态农业群落和传统农业群落的重要特征是群落的物种组成。生态农业具有以种植采摘、特色养殖和休闲度假为一体的多种功能，营养结构更复杂，自我调节能力更强，更好地实现了生物多样性的直接价值和间接价值。
（2）在生态采摘园内设置一些鸟巢，可以招引更多的鸟类来防治害虫，减少了能量向害虫体内的流动，从能量流动的角度分析，这样做的目的是调整能量流动的方向，使能量高效地流向对人类最有益的部分。
（3）①协调原理是指在进行生态工程建设时，生物与环境、生物与生物的协调与适应也是要考虑的问题。塘主在鱼塘边种植了一些本地的水生植物，遵循协调原理。
②蚊子触角中有识别乳酸的受体，以此寻找人类的位置，从而为自己的生存寻找到食物，这说明生命活动的进行离不开信息的传递。清除环境中的污水塘、房前屋后的积水容器、池塘养鱼捕食蚊子幼虫等，降低了蚊子种群的环境容纳量，从而降低其种群的数量。
③假设调整比例前鳊鱼获得的产量为a，则需要蓝藻的数量为1/2a除以20%+1/2a除以20%再除以20%＝15a，调整比例后，假设鳊鱼获得的产量为b，则需要蓝藻的数量为1/4b除以20%+3/4b除以20%再除以20%＝20b，由于调整食性后，蓝藻固定的太阳能不变，所以15a＝20b，a＝4b/3，则鳊鱼的产量下降了（4b/3﹣b）除以4b/3乘以100%＝25%。
④出现藻类水华的鱼塘尾水流经稻田后，由于水稻等作物与藻类竞争光照和N、P等无机盐，以及动物摄食和微生物等产生的杀藻物质一系列因素，都会导致B处水样中藻类数量大大减少。
⑤由于该生态系统每年都会有产品（大米、鱼等）的输出，带走大量物质，因此为保证水稻和鱼的正常生长，仍需要不断有人工进行物质投入。
（4）①达到“碳中和”时，X1过程吸收的CO2总量应等于CO2排放总量，而CO2排放总量除包括Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2外，还包括化石燃料的开采和使用过程中排放的CO2，故图中X1过程吸收的CO2总量大于Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2总量。
②碳循环具有全球性，故建立绿色低碳循环体系需要世界各国共同参与。
故答案为：
（1）物种组成；直接和间接
（2）调整能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
（3）协调原理；生命活动的进行离不开信息的传递；环境容纳量（K值）；25；水稻等作物与藻类竞争光照、竞争N、P等无机盐；动物摄食；微生物等产生杀藻物质；该生态系统每年都会有产品（大米、鱼等）的输出带走大量物质
（4）大于；碳循环具有全球性
2．肥胖不仅会引起胰岛素抵抗，而且还会引起认知功能障碍，如图表示相关机制。已知肥胖导致外周产生过多游离的脂肪酸FFA、脂多糖LPS和炎症细胞因子TNF﹣α、IL﹣6等，透过血脑屏障作用于神经细胞。大量脂质进入细胞氧化会诱导线粒体产生过多自由基和膜脂氧化剂MDA。同时，NF﹣kB信号通路的激活也抑制了胰岛素受体的磷酸化，一系列因素导致脑内神经细胞中胰岛素信号传导功能减弱并发生胰岛素抵抗。请回答：
（1）正常情况下，胰岛素与神经细胞上的受体结合后引起受体磷酸化从而引发信号转导，进一步促进 ，从而降低血糖。
（2）据图可知神经细胞膜的功能有 （填字母）。
A.将细胞与外界环境隔开
B.控制物质进出细胞
C.进行细胞间的信息交流
（3）LPS与受体TLR结合后会促进JNK的表达，从而抑制 ，引发胰岛素抵抗。TNF﹣α、IL﹣6会促进 分解，从而激活NF﹣kB信号通路引发胰岛素抵抗。
（4）大量游离的脂肪酸进入神经细胞的线粒体氧化分解导致认知功能障碍的原因是 。
（5）前期的研究发现高强度间歇训练能有效改善2型糖尿病小鼠的胰岛素抵抗状态，科学家推测高强度间歇训练可能是通过改变肝脏炎症来缓解胰岛素抵抗，科研人员进行了如下研究，研究主要步骤见下表，请补全表格：
如果推测是正确的，则预期实验结果是④ 。
【解答】解：（1）胰岛素作用于一般组织细胞，可以促进葡萄糖进入组织细胞并氧化分解。
（2）细胞膜的功能有：将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定；控制物质进出，体现细胞膜的选择透过性；进行细胞间的信息交流（化学物质传递，如激素、递质；通道传递，如胞间连丝；接触传递，如精卵结合、靶细胞与效应T细胞接触），图示都有体现。
故选：ABC。
（3）由图可以直接看出，LPS与受体TLR结合后会促进JNK的表达，从而抑制胰岛素受体磷酸化，引发胰岛素抵抗。TNF﹣α、IL﹣6会促进IkB（IkB和NF﹣KB的复合物）分解，从而激活NF﹣kB信号通路引发胰岛素抵抗。
（4）由图可以直接看出，大量游离的脂肪酸进入神经细胞，导致线粒体中自由基氧化和DNA损伤加剧、膜脂氧化剂MDA增多，使得神经细胞的结构和功能受到损伤从而诱发认知障碍。
（5）①胰岛素抵抗模型建立成功的小鼠和正常小鼠相比，血糖含量和胰岛素含量都不同；通过检测血糖含量和胰岛素含量等筛选胰岛素抵抗模型建立成功的小鼠。
②因为要研究高强度间歇训练能有效改善2型糖尿病小鼠的胰岛素抵抗状态，所以SED和HIIT组都要用高脂饲料喂养。
③检测相关炎症因子mRNA的含量，应用荧光RT﹣PCR（RT﹣PCR+电泳或PCR+电泳）等技术检测。
④由于高强度间歇训练可能是通过改变肝脏炎症来缓解胰岛素抵抗，所以HIIT组的相关炎症因子mRNA和炎症因子含量显著低于SED组，高于（等于）NC组。
故答案为：
（1）葡萄糖的吸收和氧化分解
（2）ABC
（3）胰岛素受体磷酸化 IkB（IkB和NF﹣KB的复合物）
（4）导致线粒体中自由基氧化和DNA损伤加剧、膜脂氧化剂MDA增多，使得神经细胞的结构和功能受到损伤从而诱发认知障碍
（5）①血糖含量和胰岛素含量 ②SED和HIIT ③荧光RT﹣PCR（RT﹣PCR+电泳或PCR+电泳）
④HIIT组的相关炎症因子mRNA和炎症因子含量显著低于SED组，高于（等于）NC组
3．地宝兰属植物为兰科草本植物，具有观赏和药用等科研价值。为探讨地宝兰属植物的叶片解剖结构及光合特性，研究人员将长势良好的贵州地宝兰、地宝兰、大花地宝兰植株放入透光率为20%遮阴棚中，4个月后测量相关指标，部分结果如下表和图。请回答问题：
（1）三种地宝兰属植物叶片解剖结构相似，气孔均只分布在下表皮，其生理意义是 ：根据上图，三种地宝兰属植物中， 最适应弱光环境， 利用低浓度CO2的能力最强。
（2）在植物光合作用过程中，叶绿素承担着 的功能。植物光合能力与叶绿素含量密切相关，为测定叶绿素含量，科研人员进行了如下操作：用打孔器取20片1cm2小圆片→剪碎后装入25mL容量瓶→用 定容后置于暗处24h→测定提取液吸光值并计算叶绿素含量。上述操作中，将容量瓶“置于暗处”的原因是 。
（3）根据上图，三种地宝兰属植物净光合速率日变化均呈“双峰型”曲线。为确定其光合“午休”现象是否由气孔限制因素引起，研究人员测定了胞间CO2浓度的日变化。结果显示三种地宝兰属植物净光合速率的下降均伴随胞间CO2浓度增加，这说明 。
（4）与地宝兰相比，贵州地宝兰种群较小，属于濒危植物。下列可能属于贵州地宝兰濒危原因的有 （填序号）。
①繁育机制的限制
②传粉者数量限制
③种间竞争能力低
④人畜干扰破坏
为进一步探索贵州地宝兰濒危的机制，研究人员比较了同域分布的贵州地宝兰和地宝兰的传粉情况以及遗传多样性。结果显示贵州地宝兰的传粉者较少但基因杂合程度较高，推测可能与它们的繁殖方式（自交或异交）有关。请据此解释贵州地宝兰濒危的原因 。
【解答】解：（1）三种地宝兰属植物叶片解剖结构相似，气孔均只分布在下表皮，其生理意义是可以避开直射的阳光，防止植物体内的水分过度损失；由图可知，三种兰花放置的环境是透光率为20%遮阴棚中，大花地宝兰净光合速率最大，说明其最适应弱光环境；由图可知，大花地宝兰CO2的补偿点最低，利用低浓度CO2的能力最强。
（2）叶绿素的功能是将吸收的光能转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中；乙醇能用来提取光合色素，故定容使用95%乙醇；叶绿素在光照条件下会分解，故置于暗处。
（3）若光合“午休”现象是否由气孔限制因素引起，则其胞间CO2浓度低，但结果显示三种地宝兰属植物净光合速率的下降均伴随胞间CO2浓度增加，则说明光合“午休”现象不是气孔限制因素引起的。
（4）①繁育机制的限制，繁殖力低，导致种群数量低；②传粉者数量限制，授粉率低，子代数量少，导致种群数量低；③种间竞争能力低，获得资源少，导致种群数量低；④人畜干扰破坏，直接导致种群数量低，故可能属于贵州地宝兰濒危原因的有①②③④；贵州地宝兰的传粉者较少，使得繁殖障碍、花粉限制，它们的繁殖方式为自交或异交，导致遗传多样性降低，有害等位基因纯化，故贵州地宝兰濒危的原因是繁殖障碍、花粉限制、近交衰退、遗传多样性低。
故答案为：
（1）可以避开了直射的阳光，防止植物体内的水分过度损失 大花地宝兰 大花地宝兰
（2）将吸收的光能转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中 95%乙醇 叶绿素在光照条件下会分解
（3）光合“午休”现象不是气孔因素引起的
（4）①②③④繁殖障碍、花粉限制、近交衰退、遗传多样性低
4．神经递质五羟色胺（5﹣HT）是一种抑制性神经递质，广泛存在于哺乳动物组织中。为探究5﹣HT在抗DNA病毒先天免疫中的作用机制，科学家进行了相关实验。
（1）储存在神经元 中的5﹣HT以 方式离开突触前膜，与突触后膜的受体结合，发挥调节作用。
（2）抗DNA病毒先天免疫是指细胞感染病毒后产生Ⅰ型干扰素（IFNⅠ），诱导相关基因表达进而促进病毒的清除进程。干扰素的化学本质为 ，属于免疫活性物质中的 。
（3）Ⅰ型单纯疱疹病毒（HSVⅠ）是一种双链DNA病毒。病毒与细菌在结构上的最大区别是 。下表为对小鼠进行5﹣HT给药处理或HSVⅠ感染等相关处理后IFNⅠ含量变化的实验记录表，表中第三组的①②处理应分别为 （用“+”或“﹣”表示）。实验结果表明5﹣HT能够 机体内干扰素IFNⅠ的产生。
“+”表示用HSVⅠ感染小鼠或给药5﹣HT处理，“﹣”表示不用HSVⅠ感染小鼠或不给药5﹣HT处理
（4）已知DNA病毒在入侵细胞后，病毒DNA主要被胞内的DNA感受器cGAS识别，产生第二信使cGAMP，进而介导IRF3（干扰素调节因子）磷酸化，磷酸化的IRF3（pIRF3）通过 进入细胞核激活干扰素（IFNⅠ）基因的转录，进而实现抗病毒作用。对小鼠进行HSVⅠ感染和5﹣HT注射相关实验，检测细胞内pIRF3的含量，结果如图所示（条带颜色深浅表示含量的多少），结果表明5﹣HT抑制细胞抗病毒先天免疫过程可能的途径是 。
“+”表示用HSVⅠ感染小鼠或给药5﹣HT处理，“﹣”表示不用HSVⅠ感染小鼠或不给药5﹣HT处理
（5）稳态的调节机制是 ，其调节过程都离不开信号分子，这些信号分子的作用方式都是 。通过这些信号分子，复杂的机体能够实现统一协调，稳态得以保持。
【解答】解：（1）SHT属于神经递质，储存在神经元的突触小泡中，以胞吐的方式离开突触前膜，与突触后膜的受体结合，发挥调节作用。
（2）干扰素的化学本质为糖蛋白（蛋白质），免疫活性物质有抗体、细胞因子、溶菌酶等，干扰素属于细胞因子。
（3）病毒无细胞结构，而细菌属于原核生物，有细胞结构，这是二者在结构上的最大区别。由表格可知，第一组是对照组，第二组用SHT处理而不用HSVI处理，第四组是用HSVI和5HT处理，所以第三组应该是用HSVI处理而不用SHT处理。第一组和第二组对照、第三组和第四组对照均能说明5HT能够抑制机体内干扰素IFNⅠ的产生。
（4）磷酸化的干扰素调节因子通过核孔进入细胞核激活干扰素（IFNI）基因的转录，进而实现抗病毒作用。由实验结果可以看出，与不用SHT处理相比，用SHT处理后，细胞内的p﹣IRF3含量减少，又因为磷酸化的IRF3（p﹣IRF3）激活干扰素（IFNI）基因的转录，进而实现抗病毒作用，所以5HT抑制细胞抗病毒先天免疫过程可能的途径是：显著抑制IRF3磷酸化，进而抑制IFNⅠ产生。
（5）目前普遍认为，神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制，其调节过程都离不开信号分子，这些信号分子都需要与特定受体直接接触从而实现信息的传递。
故答案为：
（1）突触小泡 胞吐
（2）糖蛋白（蛋白质） 细胞因子
（3）没有细胞结构；+、﹣；抑制
（4）核孔 显著抑制IRF3磷酸化，进而抑制IFNⅠ产生
（5）神经—体液—免疫调节 直接与受体接触
5．毕赤酵母以甲醇作为唯一碳源时需要大量表达醇氧化酶（AOX1），AOX1基因的长度为2200bp。科研人员将蜂毒肽（MEL）与石斑鱼c型溶菌酶（Ec﹣cLYZ）基因插入pPICZaA质粒上构建重组表达质粒，导入毕赤酵母以获得高效低毒的广谱抑菌融合蛋白，实验的主要流程如图所示，请回答：
注：重组质粒1是人工合成的包含MEL和Ec﹣cLYZ融合基因
（1）斜带石斑鱼c型溶菌酶属于免疫系统的 。相对于原核表达系统，毕赤酵母表达系统翻译出的蛋白可以经过 加工修饰，表达的蛋白具有天然生物学活性。
（2）为获得MEL和Ec﹣cLYZ融合基因，同时两端带有pPICZαA的同源序列，过程①PCR反应体系中加入的模板是 ，引物应该选择以下 。
A.5′﹣GAAACTGAAGCTCCCGAATTCGGTATTGGTGGT﹣3′
B.5′﹣CATCATCATCATCCCCGTCGACTTGATGCTGCAAGC﹣3′
C.5'﹣GGGGATGATGATGATGGAATTCTTGATGCTGCAAGC﹣3′
D.5'﹣GGGAGCTTCAGTTTCGTCGACGGTATTGGTGGT﹣3′
（3）过程②将PCR产物片段与线性化的pPICZαA混合后，在重组酶的作用下可形成环化质粒，这一过程与传统构建重组质粒相比不需要 酶。
（4）为了验证构建是否成功，利用限制性内切酶EcRⅠ和SaⅠ对提取出的重组质粒2进行双酶切，利用琼脂糖凝胶电泳检测，结果显示分别得到大小约为 （限制酶识别序列不计）的片段。过程③将重组质粒2导入大肠杆菌的目的是 。
（5）过程⑤培养毕赤酵母时加入 作为唯一碳源，目的是 。
（6）目的基因与宿主基因组染色体的交换方式包括单交换和双交换。含有目的基因的载体插入宿主染色体的AOX1基因的上游或下游，不影响AOX1基因的正常表达，属于单交换；当发生基因取代时，含目的基因的载体与宿主染色体中AOXl基因区域发生交换，宿主AOX1基因编码区域被全部取代，属于双交换。以AOX1基因两端序列为依据设计引物，对三500株重组酵母（编号1、2、3）进行菌液PCR、电泳后得到如图，根据结250果推断目的基因与宿主基因组染色体发生单交换的酵母菌株有 。
【解答】解：（1）免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质构成，溶菌酶属于免疫系统的免疫活性物质。原核细胞没有细胞核和众多细胞器，只有核糖体，真核细胞具有内质网、高尔基体等细胞器，因此相对于原核表达系统，毕赤酵母表达系统翻译出的蛋白可以经过内质网、高尔基体。
（2）重组质粒Ⅰ上既含有MEL基因又含有Ec﹣cLYZ，且两基因相连，因此重组质粒Ⅰ可作为过程①PCR反应体系中的模板，为获得MEL和Ec﹣cLYZ融合基因，且两端带有pPICZαA的同源序列，因此所设计的引物，一侧应包含pPICZαA和Ec﹣cLY的碱基序列，且连接处应含有限制酶EcRⅠ识别序列，又因为子链延伸的方向是5'→3'，因此，该侧引物序列应为5’﹣GAAACTGAAGCTCCCGAATTCGGTATTGGTGGT﹣3’，即A选项；另一侧引物应包含MEL和pPICZαA，且连接处应含有限制酶SalⅠ识别序列，子链延伸的方向是5'→3'，因此，该侧引物序列应为5’﹣CATCATCATCATCCCCGTCGACTTGATGCTGCAAGC﹣3’，即B选项。综上所述AB正确，CD错误。
故选：AB。
（3）过程②将PCR产物片段与线性化的pPICZαA混合后，在重组酶的作用下可形成环化质粒，在该过程中未用到限制酶和DNA连接酶。
（4）由图可知，Ec﹣cLYZ基因片段长度为533bp，MEL基因片段长度为78bp，在重组质粒Ⅱ中两基因为融合基因，之间为限制酶识别序列，但在两端分别含有限制性内切酶EcRI和SalI识别序列，若用限制性内切酶EcRI和SalI对提取出的重组质粒2进行双酶切，得到的融合基因片段长度为533+78＝611bp，另一片段为pPICZαA片段，长度为3493bp，因此利用琼脂糖凝胶电泳检测，结果显示分别得到大小约为611bp、3493bp两种片段。过程③将重组质粒2导入大肠杆菌可使得重组质粒2在大肠杆菌中稳定保存、准确复制、方便提取。
（5）毕赤酵母以甲醇作为唯一碳源时需要大量表达醇氧化酶，MEL和Ec﹣cLYZ融合基因存在于AOX1基因启动子和终止子之间，因此过程⑤培养毕赤酵母时加入甲醇作为唯一碳源，目的是诱导目的基因（MEL和Ec﹣cLYZ融合基因）大量表达。
（6）由题可知，AOX1基因的长度为2200bp，发生单交换的含有目的基因的载体插入宿主染色体的AOX1基因的上游或下游，不影响AOX1基因的正常表达，因此以AOX1基因两端序列为依据设计引物，若发生单交换，则扩增出来的片段大于AOX1基因本身的长度2200bp，若为双交换则AOX1基因编码区全部被替换，扩增出来的片段小于AOX1基因本身的长度2200bp，由图可知，三株重组酵母在大于2000bp的位置均有电泳条带，可知菌株1、2、3中目的基因与宿主基因组染色体发生单交换。
故答案为：
（1）（免疫）活性物质 内质网、高尔基体
（2）重组质粒1 AB
（3）限制酶和DNA连接酶
（4）611bp、3493bp 使得重组质粒2在大肠杆菌中稳定保存、准确复制、方便提取
（5）甲醇 诱导目的基因大量表达
（6）1、2、3
实验步骤
简要的操作流程
适应性培养及初步分组
将30只5周龄雄性小鼠适应性喂养一周。将上述小鼠分为对照组（NC）和高脂饮食模型组（HFD）。NC组饲喂普通饲料12周；HFD组饲喂高脂饲料12周。
胰岛素抵抗小鼠模型建立
给HFD组腹腔注射链脲佐菌素，通过检测① 等筛选胰岛素抵抗模型建立成功的小鼠。
实验再分组
再将建模成功的小鼠随机分为安静组（SED）和高强度间歇训练组（HIIT）。
运动训练
HIIT组进行8周高强度间歇性训练。运动期间② 组用高脂饲料喂养，其他组用普通饲料喂养。
检测相关指标
用③ 技术检测相关炎症因子mRNA的含量，并通过一定的技术检测这些炎症因子的含量。
物种
叶片厚度（μm）
气孔密度（个/mm2）
叶绿素含量（mg/dm2）
日均净光合速率（μml•m﹣2•s﹣2）
CO2补偿点（μml•m﹣2•s﹣2）
地宝兰
111.68
102.64
3.55
1.912
172.02
大花地宝兰
117.25
72.89
3.65
2.796
128.67
贵州地宝兰
60.67
94.80
3.20
1.901
165.61
组别
一
二
三
四
HSVⅠ
﹣
﹣
①
+
5﹣HT
﹣
+
②
+
IFNⅠ含量/（pg/mL）
1.05
1.03
260.05
140.21