陕西省部分学校2024-2025学年高三上学期期中考试生物试卷（解析版）

这是一份陕西省部分学校2024-2025学年高三上学期期中考试生物试卷（解析版），共23页。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。涂写在本试卷上无效。
3．作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。
4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题（共16道小题，每小题有且只有一个符合要求的答案，每小题3分，共计48分）
1. 人胰岛素由A、B两条肽链组成，它们通过三个二硫键相互结合在一起，并最终加工形成复杂的空间结构。这两条肽链一系列加工修饰的场所是（ ）
A. 内质网和高尔基体B. 高尔基体和线粒体
C. 内质网和溶酶体D. 核糖体和内质网
【答案】A
【分析】人胰岛素是一种分泌蛋白，分泌蛋白的合成与分泌过程中，肽链的加工修饰场所主要涉及内质网和高尔基体。内质网对肽链进行初步加工，如折叠、糖基化等；高尔基体对来自内质网的蛋白质进一步加工、分类和包装。
【详解】A、内质网和高尔基体是分泌蛋白加工修饰的场所，胰岛素作为分泌蛋白，其 A、B 两条肽链的加工修饰场所是内质网和高尔基体，A正确；
B、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，主要功能是提供能量，不是肽链加工修饰的场所；高尔基体是加工场所之一，B错误；
C、溶酶体含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，不是肽链加工修饰的场所；内质网是加工场所之一，C错误；
D、核糖体是合成肽链的场所，不是加工修饰的场所；内质网是加工场所之一，D错误。故选A。
2. 胆固醇不溶于水，它在血液中通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白（LDL）进行运输（如图）。研究发现胞内体内部的酸性环境是LDL受体顺利返回细胞膜的必要条件。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内可以作为性激素合成的原料
B. LDL进入细胞的方式是胞吐，该方式依赖于细胞膜的流动性，且需要消耗能量
C. 胞内体上的LDL受体最终返回细胞膜，有利于实现受体的循环利用，提高转运效率
D. H+跨膜进入胞内体与溶酶体的方式类似，都需要转运蛋白的协助并消耗能量
【答案】B
【分析】（1）脂质可以分为脂肪（储能物质，减压缓冲，保温作用）、磷脂（构成生物膜的主要成分）、固醇类物质包括胆固醇（动物细胞膜的成分，参与血液中脂质的运输）、性激素（促进性器官的发育和生殖细胞的产生）和维生素D（促进小肠对钙磷的吸收）；
（2）分析题图可知：LDL与LDL受体结合后，在网格蛋白和发动蛋白的作用下，形成网格蛋白包被膜泡，运入细胞内，和溶酶体结合，将LDL分解，同时将受体运至细胞膜。
【详解】A．胆固醇属于脂质，为动物细胞膜的重要成分，影响细胞膜的流动性，胆固醇与性激素都属于固醇，二者结构类似，动物细胞内的胆固醇可以作为合成性激素的原料，A正确；
B．由图可知，LDL与LDL受体结合后，以胞吞的形式进入细胞，需要消耗能量，且能体现细胞膜具有一定的流动性，B错误；
C．LDL受体返回细胞膜实现了受体的回收再利用，不需要重新合成受体，提高了运输效率，C正确；
D．胞内体和溶酶体内部都是酸性环境，细胞质基质pH接近中性，因此H+进入胞内体和溶酶体都是逆浓度梯度的主动运输，需要载体蛋白的协助并且消耗能量，D正确。
故选B。
3. 人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。下列有关说法错误的是（ ）
A. 据图可判断代谢物X是乳酸
B. 过程④将代谢物X消耗，对维持内环境稳态具有重要作用
C. 过程⑤中酶B的作用是催化过氧化氢的分解，避免其对细胞的毒害
D. 呼吸链受损会导致有氧呼吸第一阶段异常
【答案】D
【分析】（1）有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。（2）无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。
【详解】AB、据图可知，代谢物X是丙酮酸与NADH在细胞质基质中反应的产物，因此X应该是无氧呼吸的产物乳酸，乳酸含量的增加会导致小鼠内环境pH发生改变，因此④将乳酸代谢掉有助于维持小鼠内环境的稳态，AB正确；
C、过氧化氢对细胞会造成损伤，过程⑤中酶B催化过氧化氢的分解，从而避免其对细胞的毒害，C正确；
D、呼吸链位于细胞内的线粒体内，有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，因此呼吸链受损不影响有氧呼吸第一阶段，D错误。
故选D。
4. 铁死亡是发生于线粒体内的一种调节性细胞死亡机制，此过程由铁介导并产生过多的活性氧和脂质过氧化物，大量脂质在细胞内堆积，破坏氧化还原反应的平衡，致使线粒体缩小、膜浓缩、嵴减小或消失，最终导致细胞死亡。下列分析正确的是（ ）
A. 铁死亡是一种在物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下诱发的细胞坏死
B. 铁死亡过程中线粒体嵴减小或消失，导致有氧呼吸第二阶段受阻，细胞能量供应不足
C. 可以通过靶向激活肿瘤铁死亡的相关分子机制作为肿瘤治疗的一个潜在应用
D. 激活脂质过氧化物的还原过程会触发铁死亡过程
【答案】C
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制，在成熟的生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、铁死亡是一种由铁介导的调节性细胞死亡机制，具有一定的程序性和分子机制。不属于细胞坏死。A错误;
B、有氧呼吸的第二阶段发生在细胞质基质，第三阶段发生在线粒体内膜，因此线粒体嵴减小或消失，会影响有氧呼吸第三阶段。B错误;
C、通过靶向激活肿瘤细胞铁死亡的分子机制，可以作为肿瘤治疗的一个新思路。C正确;
D、激活脂质过氧化物还原过程，可消耗脂质过氧化物，使其含量减少，细胞铁死亡敏感性下降。D错误。
故选C。
5. 神经性耳聋、腓骨肌萎缩症是两种分别由A/a和B/b基因控制的单基因遗传病。图1为某家族遗传系谱图，其中已去世个体性状未知，经检测个体21不携带上述两种致病基因。为了确定腓骨肌萎缩症基因在染色体上的位置，科研人员对部分个体的该基因PCR扩增后用某种限制酶处理并进行了电泳（图2）。则下列分析正确的是（ ）
A. 据图1判断神经性耳聋是由一个基因控制的常染色体隐性遗传病
B. 由图2中10、13的电泳结果可以确定腓骨肌萎缩症的遗传方式为伴X染色体显性遗传病
C. 个体20的次级精母细胞的基因组成可以确定是AAXBXB、aaYY
D. 个体22和个体23近亲结婚，后代患病概率为9/16
【答案】D
【分析】9号、10号“无中生有”可判断神经性耳聋为隐性遗传病；通过16号“女患父子未患”可排除伴X染色体隐性遗传方式。综上可得，神经性耳聋为常染色体隐性遗传病。10号、12号、13号同时患腓骨肌萎缩症，且10号、13号两女性患者电泳结果相同，与12号男性患者电泳结果不同，有性别差异，故腓骨肌萎缩症为伴性遗传病。通过14号（未患病父亲）生出20号（患病儿子）可得该基因不在Y染色体上；10号为患病女性，由“女患父未患”可排除伴X染色体隐性遗传方式。故腓骨肌萎缩症为伴X染色体显性遗传病。
【详解】A、单基因遗传病是指由一对等位基因控制的遗传病，且由图1可知9和10均未患病，但他们的女儿16患病，因此该病属于一对等位基因控制的常染色隐性遗传病，A错误；
B、根据10、13的电泳结果，对比正常健康男女，只能判断腓骨肌萎缩症属于显性遗传病；根据12号只有致病基因，而没有其等位基因可以确定该病为伴X显性遗传病，B错误；
C、根据图1可以判断个体20号的基因组成为AaXBY，经过减数第一次分裂，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，在不考虑除自由组合以外变异的情况下，形成的次级精母细胞是AAXBXB、aaYY或AAYY、aaXBXB，但若发生交叉互换、基因突变或染色体变异，则次级精母细胞的基因型种类更多，C错误；
D、结合图1、图2可知个体22号的基因型为AaXbY，23号的基因型为1/2AAXBXb、1/2AaXBXb，则后代患病的概率=1-正常=1-（1-1/2×1/4）×1/2=9/16，D正确。
故选D。
6. 雌性哺乳动物在胚胎发育的早期，细胞中两个X染色体有一条会随机失活，浓缩形成巴氏小体（图1），随着细胞分裂巴氏小体也要复制，其失活机制如图2所示，下列有关叙述正确的是（ ）
A. 巴氏小体失活在减数分裂过程中发生，使得卵细胞中染色体数目减半
B. 结合巴氏小体形成机制可知，基因的最终表达产物都是蛋白质
C. 若B、b分别控制某种猫的黑色和黄色，则基因型为XBXb的个体表现为黑色或者黄色
D. 巴氏小体的形成导致基因表达和表型均发生了可遗传变化，属于表观遗传
【答案】D
【分析】表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【详解】A．巴氏小体是在雌性动物胚胎发育的早期形成的，因此发生在有丝分裂过程中，A错误；
B．由图2可知，巴氏小体的形成是X染色体上的XIST基因表达产生IncRNA，该RNA在X染色体上聚集、覆盖关键位点，导致X失活，可见有些基因表达的最终产物是RNA，B错误；
C．基因型为XBXb的雌性动物在胚胎发育过程中，细胞中的X染色体会随机失活，因此部分细胞可能为XBX、部分细胞可能为XbX、因此从表型上往往会形成隐性显性随机分布的嵌合体类型，C错误；
D．巴氏小体中基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，符合表观遗传的概念，D正确。
故选D。
7. 在生产实践中，人们通过对原鸡长时间的人工选择，分别培育出卵肉兼用的芦花鸡、药用的乌骨鸡、卵用的北京白鸡、观赏用的长尾鸡和斗鸡等不同品种。下列说法错误的是（ ）
A. 上述各品种鸡的人工选择过程说明产生生殖隔离不一定要经过地理隔离
B. 原鸡出现不同的性状是因为在繁殖过程中发生了不定向变异
C. 自然选择保存适应环境的变异，人工选择保留人类所需的变异
D. 在人工选择过程中，直接受选择的是不同原鸡变异后代的表现型
【答案】A
【分析】人工选择是在不同的条件下，原始祖先产生了许多变异，人们根据各自的爱好对不同的变异个体进行选择。经过若干年的选择，使选择的性状通过遗传积累加强，最后形成不同的新品种。而自然界中的生物，通过激烈的生存斗争，适应者生存下来，不适应者被淘汰掉，这就是自然选择。
【详解】A、原鸡经过人工选择后形成了不同品种的鸡，并没有形成新的物种，因此不能说明产生生殖隔离不一定要经过地理隔离，A错误；
B、原鸡出现不同性状是因为繁殖过程中发生了变异，且变异是不定向的，B正确；
C、人工选择与自然选择的不同点在于自然选择保存适应环境的变异，人工选择保留人类所需的变异，C正确；
D、人工选择是在不同的条件下，原始祖先产生了许多变异，人们根据各自的爱好对不同的变异个体进行选择，因此直接受选择的是表现性，D正确。
故选A。
8. 食物中毒后，大脑启动恶心和呕吐等一系列防御反应。我国科学家曹鹏团队发现了“恶心—呕吐”脑肠传递神经通路，胃肠道遭受毒素入侵后，通过如图所示的机制引发有关中枢产生呕吐现象及“恶心”行为（5-HT：5-羟色胺）。下列叙述正确的是（ ）
A. 通过恶心，大脑对摄入的有毒食物特征形成的短期记忆与新突触的建立有关
B. 5-羟色胺与感觉神经末梢的受体结合后进入迷走神经，使神经纤维膜内电位由负变正
C. 毒素入侵后，脑干孤束核神经元可激活脑干产生厌恶性情绪
D. 可以将抑制Ca2+通道活性，减少Ca2+内流作为研发针对化疗患者抗恶心药物的新思路
【答案】D
【分析】神经纤维未受到刺激时，K+外流，细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负，当某一部位受刺激时，Na+内流，其膜电位变为外负内正。由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡中，只能由突触前膜释放作用于突触后膜，使下一个神经元产生兴奋或抑制，因此兴奋在神经元之间的传递只能是单向的。
【详解】A．大脑形成的短期记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关，长期记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关，A错误；
B．5-羟色胺与受体结合后，不会进入神经细胞，B错误；
C．厌恶性情绪的产生在大脑皮层，C错误；
D．抑制Ca2+通道的活性，减少Ca2+内流，可以减少5-羟色胺的释放，从而减弱对厌恶中枢与恶心中枢的刺激，有利于缓解恶心、呕吐等症状，故可以作为针对化疗患者的抗恶心药物，D正确。
故选D。
9. 在免疫系统中，妊娠是更接近于一种器官移植的现象，胎儿对母体而言属于同种半异体，母体对这种半异体胎儿免疫耐受的建立是维持妊娠和成功分娩的必要前提。研究发现在母胎免疫耐受中辅助性T细胞17（Th17）和调节性T细胞（Treg）具有相反的功能，前者对免疫耐受起阻碍作用，后者促成免疫耐受。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 两种免疫细胞主要来自于造血干细胞，在胸腺中发育成熟后形成两个亚群
B. Th17细胞可能是通过分泌白细胞介素和肿瘤坏死因子激起母体对胎儿的免疫排斥
C. Treg通过增强免疫系统的防御功能来控制免疫耐受的维持
D. Th17/Treg免疫失衡可能会导致母体对胎儿的异常攻击，造成复发性流产等病理妊娠
【答案】C
【分析】免疫系统的组成：
(1)免疫器官：骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等。
(2)免疫细胞：①淋巴细胞：T细胞(迁移到胸腺中成熟)、B细胞(在骨髓中成熟)；②吞噬细胞等。
(3)免疫活性物质：细胞因子、抗体和溶菌酶等。
【详解】A、两种细胞都为T淋巴细胞，因此都是从骨髓中形成，迁移到胸腺中成熟，A正确；
B、Th17细胞是一种辅助性T细胞，因此通过分泌白细胞介素和肿瘤坏死因子等细胞因子来执行免疫功能，B正确；
C、题干信息可知Treg能控制免疫耐受地维持，意味着Treg需要减弱免疫系统的防御功能，减小免疫系统对胎儿的攻击，C错误；
D、两者功能相互影响，一旦失衡，如Th17功能过强，就会造成免疫耐受程度减弱，因而导致胎儿受到攻击造成复发性流产等病理妊娠，D正确。
故选C。
10. 甘草是重要的药用植物，因对甘草需求量的不断增加，人工栽培已成为获取甘草的主要途径。科学家们通过调控植物激素的合成、运输等可提高甘草产量。下列有关植物激素的说法，错误的是（ ）
A. 赤霉素能够促进甘草茎段伸长，加速幼苗生长
B. 细胞分裂素能够促进甘草细胞分裂，促进侧芽萌发和叶绿素的合成
C. 脱落酸可在渗透胁迫下延缓甘草叶片气孔关闭和促进叶片衰老
D. 赤霉素和细胞分裂素能够协同促进甘草茎叶生长，而脱落酸则与之抗衡
【答案】C
【分析】赤霉素促进种子萌发，脱落酸抑制种子萌发。植物的生长发育是多种植物激素相互作用共同调节的结果。
【详解】A．赤霉素可以促进细胞伸长生长，从而引起植株增高，加速甘草幼苗的生长，A正确；
B．细胞分裂素可以促进细胞分裂，有利于芽的分化，因而可以促进侧芽萌发和叶绿素的合成，B正确；
C．渗透胁迫证明甘草植株处于缺水状态，此时需要关闭气孔，减少水分的散失，而脱落酸能促进气孔关闭和促进叶片衰老，C错误；
D．赤霉素和细胞分裂素都能促进茎叶的生长，因此在促进茎叶生长方面具有协同作用；而脱落酸能抑制细胞分裂，抑制茎叶的生长，因此与赤霉素在促进茎叶生长方面具有抗衡作用，D正确。
故选C。
11. 人在饥寒交迫时的生理变化如下图所示（字母表示人体的某些结构，数字表示调节过程），下列分析中正确的是（ ）
A. 参与上述调节的神经中枢有大脑皮层中的体温调节中枢和下丘脑中的血糖平衡调节中枢
B. 激素丙也能实现与激素丁相似的生理效果
C. 肾上腺素的分泌调节过程与激素甲、乙、丙间的调节机制一致
D. 机体受到寒冷刺激使a产生冷觉的过程是反射
【答案】B
【分析】（1）胰高血糖素一方面促进肝糖原的分解，另一方面促进非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖水平升高。胰岛素也参与血糖平衡调节，胰岛素是降低血糖浓度，胰岛素和胰高血糖素之间是拮抗作用；
（2）下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，作用于垂体并促进其分泌促甲状腺激素，调控甲状腺分泌甲状腺是激素的调节方式称为分级调节。当甲状腺激素增加到一定程度后，又会反馈抑制下丘脑和垂体的分泌活动，体现了负反馈调节机制。
【详解】A．体温调节中枢位于下丘脑，A错误；
B．激素丙为甲状腺激素、丁为胰高血糖素，两者都可以升高血糖，B正确；
C．激素丙为甲状腺激素，肾上腺素是肾上腺髓质部位受到神经调节支配下所分泌的激素，与甲状腺激素分泌的分级调节机制不同，C错误；
D．反射必须经过完整的反射弧，产生冷觉只能说明兴奋到达了大脑皮层的感觉中枢，并未到达效应器做出应答反应，因此不能叫反射，D错误。
故选B。
12. 为更好保护朱鹮，我国实施了再引入的举措（再引入是指在某物种的历史分布区内释放野生或人工繁育个体，使其能够在所释放的环境中适应并且存活下来）。早期研究发现繁殖期内朱鹮具有较强的领域性，随着再引入措施的成功，近年来野外朱鹮种群数量逐渐增多，营巢密度增大，朱鹮的领域性不但显著降低甚至出现集群营巢的倾向。下列叙述正确的是（ ）
A. 集群营巢习性的形成与朱鹮的天敌数量、种类以及生存环境的改变等因素都有关系
B. 统计保护区内朱鹮数量可以采用样方法
C. 再引入举措可扩大朱鹮种群分布范围，从而减小不同种群朱鹮基因间的交流，提高种群的遗传多样性和种群生存力
D. 再引入的朱鹮种群因引入地环境差异，有的呈“S型增长”、有的呈“J型增长”
【答案】A
【分析】调查种群密度时，针对活动能力强，活动范围广的调查对象，常采用标记重捕法，针对活动能力弱，活动范围小的调查对象，常采用样方法。
【详解】A、因为朱种群数量逐渐增多，营巢密度增大，导致生存资源不足，因此需要缩小领域性来共享资源，维持生存。同时集群营巢可以减小被捕获的概率，A正确；
B、朱鹮属于活动范围大、活动能力强的动物，因此不能用样方法调查种群密度，B错误；
C、再引入举措可扩大朱鹮种群分布范围，从而增大了不同种群朱基因间的交流的概率，提高种群的遗传多样性和种群生存力，C错误；
D、现实中不存在“J型增长”的朱鹮种群，D错误。
故选A。
13. 1980年美国某火山爆发，其后科研人员在火山口附近的森林线以上，选取若干地点分别设立样地，以监测火山爆发后的恢复情况。下图显示了1981-1998年某研究地点的物种数量（实心点）和植被覆盖度（空心点）情况，据图分析，下列说法正确的是（ ）

A. 该地区物种丰富度持续增加
B. 光照不是该环境中植被恢复的限制性因素
C. 火山爆发后两年左右即演替成了相对稳定的群落
D. 1984年以后有大量的其他物种入侵该地区
【答案】B
【分析】群落演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。初生演替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
群落演替的影响因素
（1）群落内部因素（根本原因）：群落内部环境的变化−动力；种内和种间关系动态变化−催化剂;
（2）外界环境因素（重要条件）：自然因素：火灾、洪水、严寒等；人类活动：人类的活动往往会使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
【详解】A．物种丰富度是指物种的种类数目，由图可知物种数量在各个年份之间有增有减，并未持续增加，A错误；
B．因为该地区的植被覆盖度整体在明显增大，且整体数据较低，因此该地区植被间对光照资源竞争程度很低，因此光照不是该环境的限制性因素，B正确；
C．由图可知，两年后虽然物种数量达到高位但植被覆盖度还很低，且后续年份植被覆盖度有明显的增长，因此推测该地区的群落并未达到稳定状态，C错误；
D．1984年后物种数量并未有大幅的增加，植被覆盖度增加并不能说明大量的其他物种入侵该地区，D错误。
故选B。
14. 下图为某年某龄期马占相思人工林的能量流动示意图，图中数字为能量数值，单位是MJ·m-2·a-1。林冠截获量是指树木的枝叶对太阳光的吸收和反射量。生物量增量指在一定面积内单位时间干物质增加的量。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 流经该人工林的总能量为林冠截获量3542.0MJ·m-2·a-1
B. 净初级生产量将全部用于生产者（绿色植物）的生长、发育和繁殖
C. 凋落量为流向分解者的能量，分解者能够加快生态系统的物质循环，并有利于植物传粉和种子的传播
D. 生物量增量可能分布在植物的根、茎、叶中，属于流向下一营养级的能量
【答案】B
【分析】植物光合作用固定的能量中，有一部分被植物的呼吸消耗掉了，剩下的才用于植物的生长和繁殖，这部分能量为净初级生产量。
【详解】A．流经该人工林的总能量为生产者所固定的太阳能，也就是图中的总初级生产量，A错误；
B．生产者所固定太阳能的去向为呼吸作用消耗和用于自身生长发育繁殖。而图中总初级生产量代表生产者所固定的太阳能，总呼吸量代表生产者呼吸作用消耗的能量。因此净初级生产量（绿色植物）就是用于生产者生长、发育和繁殖的能量。B正确；
C．分解者在生态系统中的作用是分解动植物遗体、残骸、粪便等，将有机物转化为二氧化碳、水和无机盐等无机物，供植物重新利用，C错误；
D．生物量增量应为暂时未被利用的能量，虫食量是流向下一营养级的能量，D错误。
故选B。
15. 利用纤维素酶降解秸秆生产燃料乙醇，对缓解全球能源危机有重大意义。科研人员开展选育高产纤维素酶菌株的相关研究，过程如图1。鉴定高产纤维素酶菌株是否产生，可使用刚果红平板法。其原理是纤维素被分解，刚果红无法与纤维素的分解产物结合，培养基中的菌落周围会形成透明圈，如图2。下列叙述正确的是（ ）
A. 采集的黑土壤需经过高压蒸汽灭菌再进行富集培养
B. 人工筛选可以使产纤维素菌株发生定向进化，诱变处理使每个细菌的产纤维素酶能力提高
C. 配制CMC平板培养基需加入纤维素为唯一碳源和蛋白胨为唯一氮源
D. 图2中两个透明圈内的微生物均能将分解纤维素的酶分泌到细胞外
【答案】D
【分析】采用富集培养的方法筛选出高产纤维素酶菌株，经过的一般步骤是采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定，在进行富集培养前一般不对黑土壤进行高压蒸汽灭菌处理，避免杀死菌种。
【详解】A、高压蒸汽灭菌会杀死黑土壤中的微生物，因此无法培养出产纤维素酶的菌株，A错误；
B、人工筛选可以决定产纤维素菌株进化的方向，但变异是不定向的，因此无法保证每个细菌的产纤维素酶能力都能提高，B错误；
C、蛋白胨即是氮源也是碳源，C错误；
D、图2中两处位置都出现透明圈，说明菌落周围的纤维素都已被分解，因此确定纤维素酶出现在细胞外，D正确。
故选D。
16. 玉簪耐荫、耐寒、耐旱，全株皆可入药，是良好的园林植物和药材，通过组织培养可快速繁殖。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 玉簪幼嫩的茎段适合用作外植体
B. 通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于有性繁殖
C. 制备玉簪原生质体需用纤维素酶和果胶酶
D. 通过植物组织培养技术获得完整的玉簪植株体现了植物细胞的全能性
【答案】B
【分析】植物体细胞杂交过程：将植物细胞A与植物细胞B用纤维素酶和果胶酶处理，得到不含细胞壁的原生质体A和原生质体B，运用物理方法或化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。
【详解】A、幼嫩的茎段因生长旺盛，分裂能力较强，适合用作外植体，A正确；
B、通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物的组织培养，从繁殖看属于无性繁殖，B错误；
C、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体，C正确；
D、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。因此，植物组织培养技术获得完整的玉簪植株体现了植物细胞的全能性，D正确。
故选B。
二、非选择题（5道题，共52分）
17. 为了明确黄连花的光合特性，揭示干旱胁迫对黄连花生长和光合作用的影响机理，研究人员以黄连花幼苗为材料，测定了自然条件下（对照组）以及干旱胁迫组（自然干旱5、10和15天）的净光合速率（如图1）。请据此回答以下问题：

（1）根据图1结果显示，未开始光照时，CO2吸收速率低于0，这是由于黄连花细胞_____的结果。光照后，绿色植物光合作用中的能量变化为：光能→_____→_____。
（2）光补偿点是光合速率和呼吸速率相等时的光照强度。据图1分析，与对照组相比干旱10天黄连花的光补偿点增大的原因是______。
（3）研究发现，叶片气孔开放度随胁迫时间的延长而降低，而胞间CO2浓度则持续上升。请分析胞间CO2浓度上升的原因：______（答出一点即可）。由此推测干旱胁迫下，气孔因素_____“是”或“不是”）导致黄连花净光合速率下降的主要原因。
（4）PSI和PSⅡ是吸收、传递、转化光能的光系统，图2为高温胁迫诱导黄连花PSⅡ发生光抑制的局部作用机理图。ROS代表活性氧，D1蛋白是组成PSⅡ的重要蛋白之一。高温胁迫下，PSⅡ捕光复合体很容易从膜上脱落，影响光反应中的_____反应，电子传递受阻，光合作用强度下降。分析图2，高温胁迫导致PSⅡ失活的途径有_____（答出两点）。
【答案】（1）①. 细胞呼吸释放二氧化碳 ②. NADPH和ATP中的化学能 ③. 糖类等有机物中的化学能
（2）干旱条件下，光合作用强度减弱，补偿细胞呼吸需要的光照强度高于对照组
（3）①. 与对照组相比，干旱胁迫组净光合速率小，细胞消耗的CO2较少，导致胞间CO2浓度升高；另一方面，干旱胁迫组叶片气孔开放度下降，导致胞间CO2通过气孔与外界气体交换的速度减小，胞间CO2无法排出体外，从而导致胞间CO2浓度升高 ②. 不是
（4）①. 水的光解 ②. 高温胁迫下产生过量ROS，一方面可以直接导致PSII失活；另一方面ROS过量会抑制D1蛋白合成，导致PSII失活
【分析】光合作用的光反应阶段场所是叶绿体的类囊体膜上，存在水的光解以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段场所是叶绿体的基质中，暗反应中CO2被C5固定形成C3，C3经过还原生成有机物。
（1）未开始光照时，光合作用无法进行，但细胞呼吸消耗CO2，因此CO2吸收速率低于0，净光合作用强度小于零；光照后，绿色植物光合作用中的能量变化为：光能→NADPH和ATP中的化学能→糖类等有机物中的化学能。
（2）干旱条件下，光合作用强度减弱，但呼吸作用产生的二氧化碳量相对稳定，因此在干旱，为了维持光合作用和呼吸作用的平衡，植物需要更多的光照强度来达到相同的二氧化碳吸收和释放平衡点，即光补偿点增大。
（3）干旱胁迫组净光合速率小于对照组净光合速率，细胞消耗的CO2小于对照组，导致胞间CO2浓度高于对照组，另一方面，干旱胁迫组叶片气孔导度下降，导致胞间CO2通过气孔与外界气体交换的速度减小，胞间CO2无法排出体外，从而导致胞间CO2浓度升高。干旱条件下气孔关闭，CO2供应不足，导致净光合速率下降，属于气孔因素影响黄连花净光合速率，但此研究中胞间CO2浓度持续上升，因此导致黄连花净光合速率下降的因素并非气孔因素所致。
（4）PSII是吸收、传递、转化光能的光系统，高温胁迫下，PSII捕光复合体很容易从膜上脱落，则光能的吸收、传递、转化受阻，从而影响光反应过程中水的光解，由图2可知，高温胁迫导致PSII失活的途径有高温胁迫下产生过量ROS，一方面抑制D1蛋白合成，导致PSⅡ失活；另一方面ROS过量可以直接导致PSII失活。
18. 2024年4月23日，浙江大学科研团队发布了一项脑机接口的临床实验成果。一名高位截瘫患者接受了脑机接口实验，志愿者只需想象正常的书写过程，该过程被皮层区神经元活动反映出来，通过对神经元信号的解析，获得大脑中所想象的书写轨迹，控制机械臂进行书写，真正实现了侵入式脑机接口控制机械臂书写汉字。下图为实验示意图。
请根据以上信息回答问题：
（1）脑机接口中的脑指的是_____；微电极采集到的脑部神经信号主要是_____区神经信号。
（2）该技术实现的生物学基础是“意念”会产生_____信号。图中微电脑类似于反射弧的_____；其功能为_____。
（3）侵入式脑机接口需将微电极植入大脑，这可能会引发免疫反应，导致附近组织发炎并留下疤痕。请结合上述问题尝试提出一种该项技术的发展方向______。
【答案】（1）①. 大脑 ②. W
（2）①. 电 ②. 神经中枢 ③. 将神经信号转化为计算机指令（或电信号转化为控制机械臂命令；电信号转化为控制假肢的命令）
（3）寻找耐用并具有生物相容性的材料；研发非侵入性脑机接口新技术等（合理即可）
【分析】在中枢神经系 统的参与下，机体对内外刺激所产生的规律性应答反应， 叫作反射。除了缩手反射，常见的反射还有眨眼 反射、膝跳反射等。反射是神经调节的基本方式。完成反 射的结构基础是反射弧。
（1）脑机接口，指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换。因此脑指的是大脑。因为脑部意念控制书写，所以微电极接收到的脑部信号应该为言语区中控制书写的W区的神经信号。
（2）微电极能感知和收集电信号，因此意念要想控制假肢的生物学基础就是“意念”会产生电信号。微电脑具有将微电极从皮层区获得的神经信号正确分析综合的能力，因此其类似于反射弧的神经中枢。微电脑功能是将神经信号转化为计算机指令，从而控制假肢的规律运动。
（3）因为微电极等大脑人工植入物有可能会引发免疫反应，导致附近组织发炎并留下疤痕。对机体造成一定的损害，因此寻找耐用并具有生物相容性的材料；研发非侵入性脑机接口新技术等就是脑机接口进一步的发展方向和前景。
19. 1973年由石明松先生发现光敏感雄性核不育水稻“农垦58S”，这种不育系随日照的长短而发生变化。下表为不同光温条件下花粉育性的比较（用KI染色，染成蓝色即为可育，可染率小于20%为不育）。科研人员通过研究发现该突变体性状由光敏核不育基因控制。
请根据以上信息回答问题：
（1）为了证明农垦58S突变体性状是由细胞核内一对等位基因控制，科研人员设计了如下实验：将_____杂交后，获得F1代，均表现为野生型，自交获得的F2代，在日照条件为_____条件下分析个体的育性。若F2代表现型及比例为_____，则可证明突变体性状是由细胞核内一对等位基因控制的。
（2）研究发现农垦58S光敏核不育基因是12号染色体上的pms3基因突变所致，研究人员对突变体花粉中pms3基因转录的mRNA含量进行分析，结果如图所示，由此说明pms3基因与花粉可育性之间的关系是_______。
（3）农垦58S的育性是可以转换的，在长日照高温条件下不育，在短日照低温条件下育性最高，这说明______；如果你是科研工作者，请利用农垦58S设计一个保持光敏雄性不育性状的实验方案_______。
【答案】（1）①. 突变体与野生型（或“农垦58S与野生型”）②. 长日照 ③. 野生型：突变体≈3：1（可育：不可育≈3：1）
（2）花粉育性与pms3基因的转录量呈正相关，足量的pms3基因转录产物RNA是花粉正常发育所必需的
（3）①. 生物的性状受到环境因素的影响 ②. 以农垦58S为亲本，在短日低温条件下进行自交，获得的农垦58S在长日照条件下可以保持光敏雄性不育的性状
【分析】杂交育种： (1) 概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起,再经过选择和培育，获得新品种的方法。 (2)方法：杂交→自交→选优→自交。 (3)原理：基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。 (4)优缺点：方法简单，可预见性强，但周期长。
表现型与基因型的关系：表现型=基因型+环境。
（1）证明突变体性状是由细胞核内一对等位基因控制，根据基因分离定律的研究思路设计实验，将突变体与野生型杂交后，获得F1代，均表现为野生型，自交获得的F2代，在日照条件为长日照条件下分析个体的育性，发现F2代表型及比例为野生型：突变体=3：1，即可初步证明。
（2）结合表格和图示可知，花粉育性越高，pms3基因转录的mRNA含量相对值就越高，由此说明，花粉育性与pms3基因的转录量呈正相关，足量的pms3基因转录产物RNA是花粉正常发育所必需的。
（3）农垦58S在不同条件下育性不同说明生物的性状受到环境因素的影响；由于农垦58S的育性是可以转换，因此可以在可育条件下利用农垦58S纯合子自交，获得的58S，改变培养条件即可获得可育或不可育的农垦58S。因此设计思路为：以农垦58S为亲本，在短日低温条件下进行自交，自交后代依然为农垦58S，且在长日照条件下可以保持光敏雄性不育的性状。
20. 九寨沟国家级自然保护区是我国大熊猫保护的重点地区之一。2017年7月发生的7.0级地震使保护区内部分区域受到严重破坏，震后至今尚未发现新的大熊猫活动痕迹。为此科学家们进行了基于生境适宜性评价的九寨沟大熊猫栖息地保护分析。请回答下列问题。
（1）要研究九寨沟地区大熊猫的生态位，需要研究的方面有______（答出2点即可）。
（2）在灾后的九寨沟地区，决定大熊猫种群大小的最主要种群数量特征是______。
（3）研究发现震后的九寨沟地区，生态环境正在逐步恢复，此过程发生的演替为______，理由是_____。
（4）研究人员根据大熊猫适宜性环境因子模型分析发现，竹子分布、坡度、林分郁闭度、土地利用类型与海拔是此区域大熊猫生境适宜性的主要环境因子。主要环境因子单一变量与大熊猫生境适宜性响应曲线（数据越大代表越适宜）结果如下图所示：
请根据图中数据，提出利于九寨沟地区大熊猫活动恢复的生态修复建议______。
【答案】（1）栖息地、食物、天敌以及与其它物种的关系等
（2）迁入率（迁入率和迁出率）
（3）①. 次生演替 ②. 因为地震并未完全破坏该地区的土壤环境甚至土壤中还保留有竹子等植物的种子和繁殖体
（4）可选择九寨沟因地震破坏的坡度趋近于10°左右、海拔在2700～3500m的滑坡区域进行重点生态修复；可在修复区域大面积的种植竹子等较为高大的植物，增加林分郁闭度，以吸引大熊猫的迁入，并为其提供适宜的生境
【分析】影响种群数量的因素可分为生物因素和非生物因素。一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的，称为密度制约因素；气温和干旱等气候因素以及地震、 火灾等自然灾害属于非生物因素，对种群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度制约因素；
演替类型：
初生演替：发生于以前没有植被覆盖过的原生裸地上的群落演替叫做初生演替，如光裸岩石上进行的演替；
次生演替：在次生裸地（原群落被破坏、有植物繁殖体）上发生的演替，如火灾过后的草原发生的演替；
人类活动对野生物种生存环境的破坏，主要表现为使得某些物种的栖息地丧失和碎片化。将森林砍伐或开垦为耕地，交通（高速公路、高速铁路）和水利（修建水坝）设施、房地产工程项目的修建，都可能导致某些野生物种栖息地的丧失或者碎片化。
（1）生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，与其他物种的关系，活动时间等。因此要确定大熊猫的生态位就需要了解其栖息地的环境、食物和天敌的种类和数量以及与该地区其他物种间的关系等；
（2）因为该地区已无大熊猫的踪迹，因此该地域大熊猫种群的数量变化首先取决于是否有新的大熊猫种群迁入，因此最主要种群数量特征是迁入率（迁入率和迁出率）；
（3）次生演替是指在原有植被已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还留下了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。而地震并未完全破坏该地区的土壤环境甚至土壤中还保留有竹子等植物的种子和繁殖体，因此为次生演替；
（4）由图可知，大熊猫对竹子分布有较高依赖性；坡度越大适宜生境存在概率越低，区内大熊猫最偏好在坡度10°左右的区域活动；大熊猫更偏好在郁闭度大于80%的区域活动；大熊猫偏好的土地利用类型为林地；大熊猫生境适宜性对海拔的响应曲线呈现单峰型，偏好在海拔2700～3500m区域活动，且在3200～3300m左右活动最多。因此可选择九寨沟因地震破坏的坡度趋近于10°左右、海拔在2700～3500m的滑坡区域进行重点生态修复；可在修复区域大面积的种植竹子等较为高大的植物，增加林分郁闭度，以吸引大熊猫的迁入，并为其提供适宜的生境。
21. 我国胃癌死亡率一直居高不下。研究发现微小RNA（micrRNA，miRNA）在诸多恶性肿瘤中都有异常表达。科学家以miR-301a为例，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，建立miRNA基因敲除小鼠模型，为后续研究miRNA在胃癌发病过程中的作用提供重要的研究工具。CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术，Cas9基因表达的Cas9蛋白能在单链向导RNA（SgRNA）引导下，切割DNA双链以敲除目标基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理如图所示。
回答下列问题。
（1）过程①中，为构建CRISPR/Cas9重组质粒，需先获得SgRNA编码序列，该序列的设计原则______（答出一点即可）。
（2）过程②中，将重组质粒导入小鼠受精卵的方法是______；受体细胞选择受精卵而不选体细胞的理由是______。
（3）过程③～⑤中，SgRNA与Cas9蛋白形成复合体，该复合体中的SgRNA可识别并与目标DNA序列结合，二者结合所遵循的原则是______。
（4）利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除一个长度为1200bp的miR-301a基因，请简要说出在DNA水平上判断基因敲除是否成功的方法和思路_______。
（5）现有野生型小鼠若干以及通过上述技术获得的一只miR-301a基因敲除的杂合雌性小鼠，请简要写出获得miR-301a基因高效敲除的纯合小鼠的实验思路。______。
【答案】（1）特异性 （2）①. 显微注射法 ②. 动物体细胞的全能性受到限制，不能表现出来，而受精卵的全能性最高，可以发育成完整的动物个体
（3）碱基互补配对 （4）从小鼠体内提取全套基因，利用PCR技术获取扩增miR-301a基因片段，后用对应的基因探针进行DNA分子杂交，若无杂交带，则敲除成功（或用PCR技术扩增miR-301a基因片段，通过电泳检测，看是否有相应大小的电泳条带，无相应电泳条带，则敲除成功）
（5）该小鼠与野生型雄性小鼠杂交产生F1代小鼠，利用DNA分子杂交技术从F1中选择出两只性别不同的杂合子小鼠进行交配，得到F2代小鼠，从F2代中筛选，即可获得miR-301a基因高效敲除的纯合小鼠
【分析】基因工程技术的基本步骤包括目的基因的获取；基因表达载体的构建；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。
（1）SgRNA起到定位目标基因的作用，因此必须确保SgRNA是特异性与目标基因区段互补配对，以免在基因组中发生非特异性的编辑。
（2）因为受体细胞为动物细胞，因此可选择显微注射法。
（3）核酸单链与核酸单链的结合配对遵循碱基互补配对原则。
（4）题干要求从DNA分子水平进行判断，因此首先考虑使用DNA分子杂交技术对目的基因进行检测。从小鼠细胞中将完整的基因组取出，若miR-301a基因未被敲除，则利用PCR技术就可从基因组中将其扩增出来并通过DNA分子杂交技术将其诊断出来。若miR-301a基因已被敲除，则利用PCR技术就无法扩增出miR-301a基因片段，利用DNA分子杂交技术检测时就无杂交带。（或利用PCR技术扩增后进行电泳检测，若miR-301a基因未被敲除，利用电泳检测时就有相应条带；若miR-301a基因已被敲除，则利用电泳检测时就无相应条带。）
（5）要想获得miR-301a基因高效敲除的纯合小鼠，就需要双亲各至少含有一条miR-301a基因高效敲除的染色体。因此需要利用现有材料中的miR-301a基因敲除的该基因杂合雌性小鼠做母本，野生型小鼠做父本杂交，得到的F1中即存在至少含有一条miR-301a基因高效敲除的染色体的雌雄小鼠。利用PCR技术筛选出从F1中选择出两只性别不同的杂合子小鼠进行交配，得到F2代小鼠，从F2代中筛选，即可获得miR-301a基因高效敲除的纯合小鼠。
短日低温
短日高温
长日低温
长日高温
可染率
41.9%
30.2%
5.1%
0