北京市通州区2023届高三生物一模试题（Word版附解析）

这是一份北京市通州区2023届高三生物一模试题（Word版附解析），共25页。试卷主要包含了 甲醛等内容，欢迎下载使用。

通州区2023年高三年级模拟考试
生物试卷
1. 假如将地球46亿年的历史压缩为一天，生命诞生在凌晨3点后，8点多产生了可以进行光合作用的细胞，而人类出现在最后1分钟。以下叙述正确的是（ ）
A. 蓝细菌细胞内含叶绿体能进行光合作用
B. 细菌进化的原材料主要来自于基因重组
C. 破伤风杆菌细胞内不含线粒体，但可以进行有氧呼吸
D. 地球上生物多样性的形成经历了漫长的协同进化历程
【答案】D
【解析】
【分析】原核细胞与真核细胞相比，最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核，没有核膜、核仁和染色体，只有唯一的细胞器核糖体。
【详解】A、蓝细菌属于原核生物，不含叶绿体，A错误；
B、细菌进化的原材料来自于基因突变，B错误；
C、破伤风杆菌属于厌氧型原核生物，其细胞内不含线粒体，不能进行有氧呼吸，C错误；
D、生物多样性的形成经历了漫长的生物与环境、生物与生物之间的协同进化历程，D正确。
故选D。
2. 下图为某种物质分泌过程的透射电镜照片，以下叙述错误的是（ ）

A. 该过程不消耗细胞呼吸所释放的能量
B. 该过程体现生物膜具有一定的流动性
C. 该过程会导致某些生物膜成分的更新
D. 突触前膜以图示的方式释放神经递质
【答案】A
【解析】
【分析】胞吞、胞吐一般是大分子颗粒进出细胞的方式，小分子的神经递质也通过胞吐释放。
【详解】A、胞吐过程消耗细胞呼吸所释放的能量，A错误；
B、该过程中囊泡与细胞膜融合，体现生物膜具有一定的流动性，B正确；
C、囊泡与细胞膜融合后，囊泡膜成为细胞膜的一部分，导致细胞膜成分的更新，C正确；
D、突触前膜以胞吐的方式释放神经递质，可在短时间内释放大量神经递质，使突触后膜发生电位变化，D正确。
故选A。
3. 甲醛（HCHO）是室内空气污染的主要成分之一，室内栽培观赏植物常春藤能够清除一定浓度范围内的甲醛污染，具体过程如图（其中Hu6P、Ru5P是中间产物），以下叙述错误的是（ ）

A. 采用同位素示踪法研究碳元素转移路径
B. 甲醛可作为碳源参与常春藤的光合作用
C. 常春藤分解甲醛的酶分布在叶绿体基质
D. 常春藤光合作用强度与甲醛浓度成正比
【答案】D
【解析】
【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是：二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
【详解】A、同位素示踪法是利用放射性核素或稀有稳定核素作为示踪剂，对研究对象进行标记的微量分析方法，故采用同位素示踪法研究碳元素转移路径例如14C，A正确；
B、据图可知，甲醛经过图示过程可以产生二氧化碳供给常春藤的光合作用，B正确；
C、据图分析可知，常春藤分解甲醛的过程发生在叶绿体基质，所以分解甲醛的酶分布在叶绿体基质，C正确；
D、室内栽培观赏植物常春藤能够清除一定浓度范围内的甲醛污染，不能判断常春藤光合作用强度与甲醛浓度成正比，D错误。
故选D。
4. SRY基因是人类男性性别决定基因，在一个原始生殖细胞形成成熟生殖细胞过程中，以下叙述错误的是（ ）
A. 减数第一次分裂前期，SRY基因可发生交换
B. 减数第一次分裂中期可观察到46条染色体
C. 减数第一次分裂后期，X和Y染色体分离
D. 减数第二次分裂末期，产生2种精细胞
【答案】A
【解析】
【分析】减数分裂的主要特点：减数第一次分裂发生同源染色体的分离，减数第二次分裂发生姐妹染色单体的分离。
【详解】A、SRY基因是人类男性性别决定基因，位于Y染色体上，X染色体上没有对应的基因，减数第一次分裂前期，SRY基因不会发生交换，A错误；
B、人类原始细胞中含有46条染色体，减数第一次分裂中期染色体数目不变，可观察到46条染色体，B正确；
C、X和Y是一对特殊的同源染色体，减数第一次分裂后期，X和Y染色体分离，C正确；
D、减数第二次分裂末期，姐妹染色单体的分离，来自同一次级精母细胞的精细胞染色体组成相同，一个原始生殖细胞形成2种成熟生殖细胞，D正确。
故选A。
5. 进行T2噬菌体侵染细菌实验后，对实验操作及结果做了如下表所示的归纳总结，以下叙述错误的是（ ）
项目
实验操作
目的或结果
①
用同时含有35S和32P的培养基培养T2噬菌体
标记噬菌体的蛋白质和DNA
②
实验中搅拌不充分
35S标记组的沉淀物放射性偏高
③
培养的时间过长
32P标记组的上清液放射性偏高
④
35S标记组和32P标记组相互对照
证明DNA是T2噬菌体的遗传物质

A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】A
【解析】
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、噬菌体是病毒，只有寄生在活细胞内才能进行生命活动，因此噬菌体的培养方法是用含35S和32P的培养基分别培养细菌，再用细菌培养噬菌体，A错误；
B、正常情况下，35S标记组的上清液放射性较高，沉淀物放射性较低，若搅拌不充分，则含35S的蛋白质外壳吸附在细菌表面，离心后进入沉淀物，使沉淀物放射性偏高，B正确；
C、正常情况下，32P标记组的上清液放射性较低，沉淀物放射性较高，若培养的时间过长，则含32P的子代噬菌体从细菌细胞内释放出来，离心后进入上清液，使上清液放射性偏高，C正确；
D、35S标记组和32P标记组因放射性元素标记噬菌体的部位不同，可以相互对照，证明DNA是遗传物质，D正确。
故选A。
6. 某遗传病由线粒体基因突变引起，当个体携带含突变基因的线粒体数量达到一定比例后会表现出典型症状。下图为某家族系谱，以下有关叙述正确的是（ ）

A. 该疾病的遗传符合孟德尔遗传定律
B. 该疾病在女性中的发病率高于男性
C. Ⅲ—1与正常男子结婚，子女一定患病
D. Ⅲ—1携带的突变基因来自于Ⅰ—1
【答案】D
【解析】
【分析】母系遗传指两个具有相对性状的亲本杂交，不论正交或反交，子一代总是表现为母本性状的遗传现象。母系遗传是细胞质遗传的主要特征。 线粒体DNA只通过卵细胞将其中的遗传信息传给下一代，使得子代中线粒体DNA序列和母亲一致。
【详解】A.该遗传病由线粒体基因突变引起，通过卵细胞将遗传信息传给下一代，子代的表现都与母亲相同，该病的遗传不符合孟德尔遗传定律，A错误；
B.若母亲带有致病基因，会传给所有的子代，男女发病率一样，B错误；
C.Ⅲ—1与正常男子结婚，致病基因会传给子女，根据题意“当个体携带含突变基因线粒体数量达到一定比例后会表现出典型症状”，子代不一定患病，可能是携带者，C错误；
D.根据母系遗传的特点，Ⅲ—1携带的突变基因来自于她的母亲II—2，II—2的突变基因又是来自于她的母亲Ⅰ—1，D正确；
故选D。
7. 受精前隔离是指隔离发生在生物交配受精以前，包括时间、空间、生物的形态和行为等方面的原因所造成的隔离。现有菊科植物的两个种群，生活在同一区域，在自然状态下，前者在夏季开花，后者在早春开花，不能正常杂交繁殖后代。以下叙述错误的是（ ）
A. 地理隔离属于受精前隔离的范畴
B. 受精前隔离是物种形成的必要条件
C. 开花季节不同是自然选择的结果
D. 两个种群的基因库存在差异
【答案】B
【解析】
【分析】生物多样性形成的过程：生物多样性是长期自然选择的结果。地球上生物生存的环境是多种多样的，在不同的环境中自然选择的方向是不同的，不同的选择方向形成不同的生物类型，最后形成不同的物种。不同的物种，其基因库中的基因组成也是不同的，这就形成了遗传基因的多样性。
【详解】A、受精前隔离是指隔离发生在生物交配受精以前，包括时间、空间、生物的形态和行为等方面的原因所造成的隔离。因此地理隔离属于受精前隔离范畴，A正确；
B、隔离包括地理隔离和生殖隔离，隔离是物种形成的必要条件，B错误；
C、自然选择导致两个种群的开花季节不同，C正确；
D、自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用是不同的，久而久之，这些种群的基因库就会形成差异，D正确。
故选B。
8. 缺血性脑卒中是因脑部血管阻塞等原因引起的脑组织坏死，可发生在脑的不同区域。若缺血性脑卒中患者无其他损伤，以下叙述错误的是（ ）
A. 损伤发生在小脑时，患者可能出现站立行走不稳
B. 损伤发生在下丘脑时，患者可能出现持续性高热
C. 损伤发生在大脑皮层S区时，患者不能发出声音
D. 损伤发生在大脑皮层运动中枢时，患者可能瘫痪
【答案】C
【解析】
【分析】人脑的组成及功能：
大脑：大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，是高级神经活动的结构基础。
小脑：是重要的运动调节中枢，维持身体平衡。
脑干：有许多重要的生命活动中枢，如呼吸中枢。
下丘脑：有体温调节中枢、渗透压感受器、是调节内分泌活动的总枢纽。
【详解】A、小脑是重要的运动调节中枢，可以维持身体平衡，损伤发生在小脑时，患者可能出现站立行走不稳，A正确；
B、下丘脑是生物的体温调节中枢，损伤发生在下丘脑时，患者可能出现持续性高热，B正确；
C、损伤发生在大脑皮层S区时，患者能听、读、写，不能正确表达出自己的思想，但是发声的部位没有问题，所以仍然能发出声音，C错误；
D、大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，高级神经中枢会对低级神经中枢控制，损伤发生在大脑皮层运动中枢时，患者可能瘫痪，D正确。
故选C。
9. 2023年春季，甲流席卷全国，下列关于甲型流感病毒及疫情防控相关叙述错误的是（ ）
A. 通常甲流患者的典型症状为高热，可通过体温测量初步排查潜在感染者
B. 接种流感疫苗可以刺激机体产生抗体和记忆细胞，具有一定的预防作用
C. 已免疫的机体产生的记忆细胞通过吞噬、消化甲型流感病毒而保护机体
D. 流感病毒感染后，活化的辅助性T细胞分泌细胞因子促进B细胞增殖分化
【答案】C
【解析】
【分析】记忆细胞可以在抗原消失后活几年甚至几十年，当再接触这种抗原时，能迅速增殖化，分化后快速产生大量抗体。抗体可以随体液在全身循环并与相应病原体结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
【详解】A、人的正常体温维持在37℃左右，而通常甲流患者的典型症状为高热，因此可通过体温测量初步排查潜在感染者，A正确；
B、接种流感疫苗可以刺激机体发生特异性免疫，产生抗体和记忆细胞，具有一定的预防作用，B正确；
C、已免疫的机体产生的记忆细胞，等再次接触相同抗原时，可以迅速增殖分化产生浆细胞，浆细胞产生大量抗体，C错误；
D、流感病毒感染后，活化的辅助性T细胞可以分泌细胞因子，细胞因子可以促进B细胞增殖分化，D正确。
故选C。
10. 某研究小组切取某种植物胚芽鞘顶端，随机分成甲、乙两组，按下图所示方法用琼脂块收集生长素，再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧，一段时间后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度（α角），测量数据如下表，以下叙述错误的是（ ）

分组
甲
乙
左
右
α角/度
20.4
9.0
k

A. 该实验可增加不含生长素的琼脂块组作为空白对照组
B. 生长素在胚芽鞘中的运输方式为极性运输，该过程不消耗能量
C. α角形成原因是胚芽鞘切段左侧生长素浓度高，生长更快
D. 乙图右侧琼脂块生长素含量与左侧基本相同，k约等于9.0
【答案】B
【解析】
【分析】生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。极性运输是一种主动运输。在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
【详解】A、为防止琼脂块本身对实验结果的影响，该实验可增加不含生长素的琼脂块组作为空白对照组，A正确；
B、生长素在胚芽鞘中的运输方式为极性运输，极性运输是一种主动运输，该过程消耗能量，B错误；
C、α角形成原因是胚芽鞘切段左侧生长素浓度高，生长更快，植物向右弯曲，C正确；
D、乙图中左右两侧以云母片隔开，生长素不能进行横向运输，左右两侧琼脂块中生长素含量基本相同，因此两侧的角度基本相同，故k约等于9.0，D正确。
故选B。
11. 红耳龟原产于美洲，作为宠物引入我国，由于弃养和放生行为使其成为了入侵物种。为研究其食性，研究人员解剖了红耳龟和本地中华花龟，红耳龟胃内残余食物种类及出现次数如图，而中华花龟胃内仅有久雨花科植物、苋科植物和鱼类，以下叙述错误的是（ ）
A. 红耳龟和中华花龟的种间关系属于种间竞争
B. 红耳龟在入侵初期种群数量表现为“J”形增长
C. 红耳龟的入侵不会影响本地物种进化的速度和方向
D. 红耳龟入侵可能引起本地鱼类、贝类种群密度下降
【答案】C
【解析】
【分析】种间竞争是指两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。
【详解】A、由题干信息可知，红耳龟胃和中华花龟在食物种类上有重叠，可判断两者之间为种间竞争，A正确；
B、红耳龟在入侵初期，食物和空间充裕，没有天敌，种群数量表现为“J”形增长，B正确；
C、红耳龟作为入侵物种会影响本地物种进化的速度和方向，C错误；
D、红耳龟主要捕食鱼类和贝类，因此红耳龟入侵可能引起本地鱼类、贝类种群密度下降，D正确。
故选C。
12. 某同学获得A、B两种可以降解石油的细菌，为探究两种菌株分解石油的能力，分析两个菌株的其他生理功能，该同学设计如下实验，分别在培养基Ⅰ和Ⅱ的甲、乙位置接种A菌、B菌，结果见下表（+表示有透明圈，+越多透明圈越大；－表示无透明圈），以下叙述错误的是（ ）

菌株
透明圈大小
培养基I
培养基Ⅱ
A
+++
++
B
++
-

A. 实验所用培养基中石油为碳源
B. 培养基Ⅰ和Ⅱ为液体培养基
C. A菌降解石油的能力强于B菌
D. A菌在氮源贫瘠的环境中可以生存
【答案】B
【解析】
【分析】培养基对微生物具有选择作用。配置培养基时根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求，加入某些物质或除去某些营养物质，抑制其他微生物的生长，也可以根据某些微生物对一些物理、化学因素的抗性，在培养基中加入某种化学物质，从而筛选出待定的微生物。这种培养基叫做选择培养基。
【详解】A、本题为探究两种菌株分解石油的能力，因此实验所用培养基中石油为碳源，A正确；
B、由题意可知要观察两种菌透明圈的大小来比较降解能力，因此所用培养基应为固体培养基，B错误；
C、比较透明圈大小可判断对石油的降解能力，透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，因此A菌降解石油的能力强于B菌，C正确；
D、由图可知，培养基Ⅱ中氮源贫瘠，B菌不能生长，但A菌可以生长，因此A菌在氮源贫瘠的环境中可以生存，D正确。
故选B。
13. 单克隆抗体在多种疾病的诊断和治疗中发挥重要作用，下图是利用小鼠制备单克隆抗体的过程，以下叙述错误的是（ ）

A. 从已免疫小鼠获取的B细胞均可分泌目标抗体
B. 可在无菌条件下采用电融合法诱导细胞融合
C. 在特定培养基中筛选出的细胞M为杂交瘤细胞
D. 抗体阳性检测的原理是抗原—抗体特异性结合
【答案】A
【解析】
【分析】1、单克隆抗体的制备过程：首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，在经过两次筛选：①筛选得到杂交瘤细胞（去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞）②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。两次抗体检测：专一抗体检验阳性，获得能产生特异性抗体、又能大量增殖杂交瘤细胞。最后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体。
2、单克隆抗体的作用：①作为诊断试剂：（最广泛的用途）具有准确、高效、简易、快速的优点。②用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症，可制成“生物导弹”。
【详解】A、抗体是由浆细胞分泌的，并不是由B细胞产生的，A错误；
B、诱导动物细胞融合的方法有：电融合法、聚乙二醇、灭活的病毒，因此可在无菌条件下采用电融合法诱导细胞融合，B正确；
C、利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，在特定培养基中筛选出的细胞M为杂交瘤细胞，C正确；
D、根据抗原—抗体特异性结合原理，单抗检测时取培养液滴加相应抗原出现反应为目标细胞，D正确。
故选A。
14. 为增加油菜种子含油量，科研人员尝试将酶D基因与叶绿体转运肽（引导合成的蛋白质进入叶绿体）基因连接（图甲），导入Ti质粒（图乙），最终获得转基因油菜品种，以下叙述错误的是（ ）

A. 用Cla Ⅰ切割酶D基因和转运肽基因，再利用DNA连接酶连接获得目的基因
B. 用Xba I和Sac I同时切割目的基因和载体片段，连接后获得重组Ti质粒
C. 将农杆菌接种在含卡那霉素的固体培养基上筛选成功导入Ti质粒的单菌落
D. 转基因油菜的酶D基因只表达于含叶绿体的细胞，并在叶绿体内转录、翻译
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤：
(1)目的基因的获取：方法有从利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样，将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法，将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因和检测目的基因是否转录出了mRNA--PCR技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质-抗原抗体杂交技术；个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、据图甲可知，酶D基因和转运肽基因上都有限制酶Cla Ⅰ切割位点，会产生相同的末端，再利用DNA连接酶连接获得重组目的基因，A正确；
B、根据A项的结果获得重组的目的基因上，含有Xba I和Sac I两种限制酶的切割位点，结合图乙，目的基因必修插在启动子和终止子之间，用Xba I和Sac I同时切割目的基因和载体片段，连接后获得重组Ti质粒，B正确；
C、根据图乙可知，Ti质粒上含卡那霉素抗性基因，所以将农杆菌接种在含卡那霉素的固体培养基上筛选成功导入Ti质粒的单菌落，C正确；
D、由题意可知，叶绿体转运肽是引导合成的蛋白质进入叶绿体，由于酶D基因与叶绿体转运肽基因重组形成新的目的基因，转基因油菜的酶D基因可以在其他细胞中表达，叶绿体转运肽会引导合成的蛋白质进入叶绿体，D错误。
故选D。
15. 宁夏渝河一度因生活污水、工业废水随意排放导致水质恶化，生态系统功能失调成为制约当地农业可持续发展的重要因素。通过综合养殖、发展生态农业等途径对渝河流域的生态进行治理和恢复，物种多样性逐渐增加，以下叙述错误的是（ ）
A. 该生态系统可利用的能量包括太阳能和排放废水、污水中的化学能
B. 该举措恢复环境的同时提高了经济效益，体现了整体性的生态原理
C. 随治理进程生态系统功能逐步恢复，体现了生物多样性的直接价值
D. 生态治理和恢复过程中，栽种的杨、柳等植物一般都是当地原有物种
【答案】C
【解析】
【分析】生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【详解】A、流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和排放废水、污水中的化学能。，A正确；
B、渝河生态治理过程中，既要恢复环境，又要发展经济，这体现了整体性原理，B正确；
C、随治理进程生态系统功能逐步恢复，体现了生物多样性的间接价值，C错误；
D、生态治理和恢复过程中，栽种的杨、柳等植物一般都是当地原有物种，这样能有效避免外来物种的入侵，同时也可以防止外地物种不适合在渝河种植，造成不必要的经济损失，D正确。
故选C。
16. 超负荷压力会导致人的头发加速变白，研究人员对此进行了研究。
（1）在头发生长的过程中，头皮中的色素干细胞被激活，分化出色素细胞，进而合成黑色素。同时色素干细胞通过______实现有限的自我更新，使头发可以在一生中的大部分时间保持黑色。
（2）研究人员利用动物模型探究白发产生的机制，他们通过在几个月内让小鼠昼夜颠倒、长期熬夜或限制活动等方法，建立压力模型鼠（图1）。使用免疫荧光染色技术观察白毛毛囊处的细胞，结果如图2。由图可知持续压力使______细胞消失，当毛囊进入新的生长周期时，由于没有黑色素的合成，只会长出白毛。

（3）毛囊周围有丰富的神经纤维、血管和免疫细胞。人们普遍认为压力会导致免疫功能紊乱和压力相关激素分泌增加，进而导致头发变白。研究人员进行动物实验，结果发现白毛的产生与免疫调节和激素调节无关，请完善下表内容。
实验对象
实验操作
实验结果
正常小鼠
几个月内持续施加压力
产生白毛
①_____
产生白毛
压力激素缺陷小鼠
②___________

（4）研究人员去除正常小鼠毛囊中的交感神经，之后再给予同等压力，结果发现白毛数量显著减少，从而证明了白毛产生与毛囊处的交感神经激活呈正相关。研究人员又对图3中正常小鼠圆圈处进行______处理，结果在没有经历压力的情况下圆圈中产生白毛再次证实了上述结论。

（5）进一步的研究发现，交感神经被过度激活后会释放大量去甲肾上腺素。
导致白发产生的机制为：超负荷压力使交感神经过度激活释放大量去甲肾上腺素____________无法合成黑色素，产生白发。
【答案】（1）细胞分裂
（2）色素干细胞 （3） ①. 免疫缺陷小鼠 ②. 产生白毛
（4）毛囊处交感神经的激活
（5） ①. 色素干细胞消失 ②. 色素细胞减少
【解析】
【分析】神经系统、内分泌系统与免疫系统之间存在着相互调节，通过信息分子构成一个复杂网络。
【小问1详解】
色素干细胞通过细胞分裂实现有限的自我更新，
【小问2详解】
由图2可知，与压力前相比，压力后的色素干细胞消失，因此当毛囊进入新的生长周期时，由于没有黑色素的合成，只会长出白毛
【小问3详解】
人们认为压力会导致免疫功能紊乱和压力相关激素分泌增加，进而导致头发变白，因此，可设置3组实验，一组正常小鼠，一组免疫缺陷型小鼠，一组压力激素缺陷小鼠，进行压力实验，结果发现白毛的产生与免疫调节和激素调节无关，说明三组实验结果无差别，都产生白毛。
【小问4详解】
若想证明白毛产生与毛囊处的交感神经激活呈正相关，可对图3中正常小鼠圆圈处进行激活毛囊处的交感神经处理，结果在没有经历压力的情况下圆圈中产生白毛，可证实上述结论。
【小问5详解】
由于交感神经被过度激活后会释放大量去甲肾上腺素。因此可推测导致白发产生的机制为：超负荷压力使交感神经过度激活，并释放大量去甲肾上腺素，甲肾上腺素可使色素干细胞消失，使色素细胞数量减少，导致色素细胞无法合成黑色素，产生白发
17. 学习以下材料，回答（1）～（5）题。
环境逼出来的“重口味”
植物通常使用根系吸收土壤中的矿质元素，但食肉植物不限于此。这些植物通常生长在土壤营养贫瘠的热带环境中，在长期自然选择过程中，食肉植物被迫产生了吃“荤”的本领，从而扭转了局面，使它们能够茁壮成长并结出更多的果实和种子。
食肉植物如何对猎物进行捕获？以捕蝇草为例，它们通过释放挥发性化合物来吸引昆虫授粉，一旦被吸引来的猎物不小心触发陷阱，捕虫夹便会闭合。值得注意的是，捕虫夹并不是一被触碰就会闭合：在捕虫夹的中间有3～5根小刺，当猎物第1次触碰到它们时，小刺会产生1个动作电位（AP），于是捕虫夹就被设置成了“准备捕捉模式”，但此时夹子并不会闭合。只有猎物在挣扎过程中短时间内再次碰到任意一根小刺，产生第2次AP时，夹子才会迅速闭合。在这个过程中，捕虫夹内的感觉细胞负责把机械反应转换成电信号，使胞内钙离子瞬间增加。当胞内钙离子浓度超过设定的阈值，会诱发捕虫夹细胞吸水后膨大，从而引起捕虫夹的关闭。
捕蝇草的捕虫夹在捕获猎物后可以从捕获器官转变为消化器官对捕获的猎物进行分解，进而吸收和利用它们的营养。捕虫夹内的消化腺通过消化液中的消化酶来完成消化吸收：腺体细胞内含有大量的高尔基体、粗面内质网、液泡以及突起的细胞膜；受到刺激后，腺体细胞的表面积增加30%，短时间内合成分泌大量消化酶。被刺激的捕虫夹在合成消化酶的同时也在生成营养转运蛋白，它们负责将分解猎物过程中释放的营养物质运入植株体内，用以补充捕蝇草生长繁殖过程中所需养分。
植物之所以食肉，是为了从昆虫那里获取土壤中缺乏的元素，这是在时间长河中所进化出来的充满智慧的机制，这些机制为仿生学、农业、生物医药等很多行业的创新发展提供了新思路。
（1）食肉植物通过捕食小虫等猎物获取营养，其获取的氮元素可以用于合成______等生物大分子。
（2）捕蝇草利用昆虫获得营养的过程可以分为以下四步：______→捕捉昆虫→______→利用吸收到的营养来维持生长。
（3）科学家发现捕虫夹的闭合需要触发两次以上的AP，并且如果没能在闭合后触发更多的AP捕虫夹将会在15分钟后重新张开。请从物质与能量的角度分析此种闭合机制的意义。
（4）结合文中信息及所学知识，请判断下列说法正确的有______。
①食肉植物细胞内缺乏叶绿素，无法进行光合作用，因此只能依靠捕食猎物得以生存
②参与捕蝇草腺体细胞消化酶合成和分泌的细胞器只有高尔基体、内质网和线粒体
③热带环境中微生物多且代谢快，使土壤中有机物被大量分解成无机物后又被植物大量吸收，造成土壤贫瘠
④据文中提及的捕蝇草捕食机制推测施加钙离子通道和水通道阻滞剂能有效抑制捕虫夹关闭
（5）结合文中信息，请写出一项与食肉植物捕食或消化机制相关的应用前景___。
【答案】（1）核酸、蛋白质
（2） ①. 释放挥发性的化合物吸引昆虫 ②. 对捕获的猎物进行分解并吸收
（3）避免捕虫夹无效的闭合，保证在消耗能量的同时捕捉到猎物，提高物质和能量利用的有效率 （4）③④
（5）进行害虫防治；模拟生物开关控制血流
【解析】
【分析】食肉植物仍是植物，属于生态系统的生产者，可通过光合作用合成有机物；当它捕捉并分解猎物时，兼具了消费者的身份。
【小问1详解】
食肉植物细胞内含有N氮元素的生物大分子包括蛋白质、核酸等。
【小问2详解】
根据题干信息，捕蝇草利用昆虫获得营养的过程可以分为以下四步：释放挥发性的化合物吸引昆虫；猎物不小心触发陷阱，捕虫夹闭合，捕捉昆虫；对捕获的猎物进行分解，进而吸收；利用吸收到的营养来维持生长。
【小问3详解】
捕虫夹的闭合需要触发两次以上的AP，并且如果没能在闭合后触发更多的AP捕虫夹将会在15分钟后重新张开，这一机制可以避免捕虫夹无效的闭合，保证在消耗能量的同时捕捉到猎物，提高物质和能量利用的有效率。
【小问4详解】
①食肉植物叶肉细胞中含有叶绿素，可以进行光合作用，①错误；
②参与捕蝇草腺体细胞消化酶合成和分泌的细胞器包括核糖体、高尔基体、内质网和线粒体，②错误；
③食肉植物通常生长在土壤营养贫瘠的热带环境中，推测热带环境中微生物多且代谢快，微生物生长旺盛，使土壤中有机物被大量分解成无机物后又被植物大量吸收，造成土壤贫瘠，③正确；
④根据题意“当胞内钙离子浓度超过设定的阈值，会诱发捕虫夹细胞吸水后膨大，从而引起捕虫夹的关闭”，据此推测施加钙离子通道和水通道阻滞剂能有效抑制捕虫夹关闭，④正确。
故选③④。
【小问5详解】
食肉植物可以捕食昆虫，利用这一特点可以进行进行害虫防治；模拟捕虫夹关闭机理可以研发生物开关控制血流。
18. 女性高血糖可能遗传给后代，研究者对其机制进行了相关研究。
（1）胰岛素由______细胞分泌，其含量不足或机体对其不敏感会引起组织细胞摄取、利用葡萄糖减少，造成高血糖
（2）有人推测：高血糖遗传起源于孕前卵母细胞。为验证这一推测，研究者利用链脲菌素（STZ）构建高血糖母鼠模型，从其体内获得卵母细胞后和正常雄鼠精子进行体外受精，将早期胚胎移植到______（正常/高血糖）代孕母鼠子宫继续发育并产生后代。往后代腹腔注射一定量葡萄糖溶液，检测血糖浓度和胰岛素分泌情况（图1），综合以上信息，表明______

（3）研究者利用不同浓度的STZ构建了正常血糖、中度高血糖、重度高血糖的模型母鼠，并检测了减数分裂Ⅱ中期卵母细胞中Tet3基因的表达情况，结果表明高血糖引起了Tet3转录水平下降（图2）。实验设置STZ注射的正常血糖模型组的原因是______。

（4）正常情况下，Tet3基因参与受精后DNA的去甲基化过程。追踪高血糖母鼠后代，发现胰岛素分泌相关基因GCK的启动子区域高度甲基化且转录水平降低。研究者设计实验验证了该现象是由Tet3基因表达变化引起（下表）。
组别
实验材料
处理
检测指标：受精卵中GCK 启动子区域的甲基化程度
1
正常母鼠卵母细胞
与正常雄鼠的精子体外受精
+
2
高血糖母鼠的卵母细胞
++
3
？
+++
4
在高血糖母鼠的卵母细胞中注射Tet3mRNA
？
根据实验总体设计和结果推测表中第3组的实验材料是______，第4组的结果是______。
（5）综上所述，女性高血糖遗传的机理是______
【答案】（1）胰岛B细胞
（2） ①. 正常 ②. 高血糖遗传起源于孕前卵母细胞
（3）与中度血糖和高度血糖组作对照，排出STZ对实验结果的影响
（4） ①. 敲除高血糖母鼠的卵母细胞中Tet3基因 ②. +
（5）通过抑制卵母细胞中Tet3基因的表达，进而增强受精卵中GCK 启动子区域的甲基化程度，从而抑制胰岛素分泌相关基因GCK表达，使胰岛素分泌不足，后代患糖尿病。
【解析】
【分析】糖尿病是一种严重危害健康的常见病，主要表现为高血糖和尿糖，可导致多种器官功能损害。人类的糖尿病分为1、2两种类型，多饮、多尿、多食是其共同外在表现。1型糖尿病由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致，通常在青少年时期发病，我国的发病率约为十万分之一。2型糖尿病很常见，与遗传、环境、生活方式等密切相关，但确切发病机理目前仍不明确。
【小问1详解】
胰岛素是胰岛B细胞分泌的，胰岛素能促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。因此其含量不足或机体对其不敏感会引起组织细胞摄取、利用葡萄糖减少，造成高血糖。
【小问2详解】
为验证高血糖遗传起源于孕前卵母细胞，需取来自高血糖母鼠的卵母细胞和正常精子体外受精，将早期胚胎移植到正常代孕母鼠子宫继续发育，并产生后代。往后代腹腔注射一定量葡萄糖溶液，由检测结果可知，高糖组血糖高于正常组，胰岛素释放指数低于正常组，因此可判断推测正确，表明高血糖遗传起源于孕前卵母细胞。
【小问3详解】
实验设置STZ注射的正常血糖模型组的原因为了与中度血糖和高度血糖组作对照，排出STZ对实验结果的影响。
【小问4详解】
由第3组实验结果可知，受精卵中GCK 启动子区域的甲基化程度最高，正常情况下，Tet3基因可参与受精后DNA的去甲基化过程，说明第三组实验中Tet3基因转录水平下降，可能是敲除了高血糖母鼠的卵母细胞Tet3基因。第4组在高血糖母鼠的卵母细胞中注射Tet3mRNA，可以减弱受精卵中GCK 启动子区域的甲基化程度，使第4组的甲基化程度小于第2组，可能与第1组相似，故则第4组的结果是+。
【小问5详解】
综上所述，女性高血糖遗传的机理是通过抑制卵母细胞中Tet3基因的表达，进而增强受精卵中GCK 启动子区域的甲基化程度，从而抑制胰岛素分泌相关基因GCK表达，使胰岛素分泌不足，后代患糖尿病。
19. 近年来，蜜蜂等传粉昆虫的数量在全球范围内急剧下降，植物授粉受到限制，研究者对此展开研究。
（1）蜜蜂等传粉昆虫取食植物花蜜的同时为植物授粉，绝大多数传粉昆虫会同时为多种植物授粉，因此植物会竞争传粉昆虫（传粉竞争），正是这些复杂的______将群落中的多种生物联系成有机的整体。
（2）对传粉竞争的影响有两种截然相反的假说：假说—认为传粉竞争可加剧植物的生态位分化，促进植物共存；假说二则认为由于传粉昆虫对某些植物物种的偏爱，导致一些稀有物种被赶出原来所占据的生态位，从而降低本地植物的______，不利于植物共存。
（3）研究者在650㎡的面积内将5种一年生植物分别播种到80个2.25㎡的地块中，模拟一个小型斑块状草甸。每种植物只与一种竞争者相邻，各地块内植物种类和种群密度各不相同，实验组由传粉昆虫授粉，对照组补充______，以减弱传粉竞争的影响，实验结果如下图。

注：每组结果中左侧为对照组，SB组表示S四周的邻居植物为B。
由图可知，植物______在没有邻居植物的情况下表现为花粉受限，对照组的处理使它们的有活力种子数提高了大约三倍。
（4）阴影组的传粉竞争来自于______。分析其他组的实验结果，发现传粉竞争显著减少了植物的共存，从而支持假说二，其中______等组（至少写两组）的结果尤其重要。
（5）下列关于此实验研究意义的叙述中正确的有
A. 通过巧妙的实验设计辨析了传粉竞争的两种假说
B. 有助于理解生物多样性的维持机制
C. 可用于预测全球传粉者数量下降的影响
【答案】（1）种间关系 （2）丰富度
（3） ①. 传粉昆虫 ②. B

（4） ①. 种内斗争 ②. S、N （5）ABC
【解析】
【分析】1、生物多样性包括三个层次：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，保护生物多样性的措施有：就地保护、易地保护、法制教育和管理等。
2、种间关系主要有：竞争、捕食、互利共生、寄生。
【小问1详解】
绝大多数传粉昆虫会同时为多种植物授粉，因此植物会竞争传粉昆虫，正是这些复杂的种间关系将群落中的多种生物联系成有机的整体。
【小问2详解】
假说二则认为由于传粉昆虫对某些植物物种的偏爱，导致一些稀有物种被赶出原来所占据的生态位，从而降低本地植物的丰富度，不利于植物共存。
【小问3详解】
实验组由传粉昆虫授粉，对照组补充传粉昆虫，以减弱传粉竞争的影响。
由图可知，植物B在没有邻居植物的情况下表现为花粉受限，对照组的处理使它们的有活力种子数提高了大约三倍。
【小问4详解】
阴影组的传粉竞争来自于种内斗争。S、N等组的结果说明传粉竞争显著减少了植物的共存，从而支持假说二。
【小问5详解】
此实验的研究意义：通过巧妙的实验设计辨析了传粉竞争的两种假说、有助于理解生物多样性的维持机制、可用于预测全球传粉者数量下降的影响。
故选ABC。
20. 马铃薯块茎繁殖的方式易积累病虫害，用种子繁殖是实现马铃薯育种优化的重要途径。
（1）铃薯种子繁殖曾以同源四倍体为主。其减数分裂时，同源染色体会出现“3+1”、“2+2”、“2+1+1”等多种联会方式，除“2+2”为正常联会外，其余均因______导致结实率低，且染色体组数多，难以获得纯合亲本进行杂交，种子繁殖非常困难。
（2）研究者尝试用二倍体马铃薯繁殖种子，但其自交不亲和的特性限制了育种工作的开展。研究表明，二倍体马铃薯自花传粉时花粉管会在雌蕊花柱中部停止生长。花柱中的S-RNase蛋白和花粉中的SLF蛋白调控了该过程。S-RNase是一种毒性蛋白，过多会引起花粉管生长停滞，特定的S-RNase能被SLF识别并降解。推测SLF______（能/不能）识别并降解同一植株的S-RNase。自交不亲和是植物在长期进化中形成的维持______多样性的一种策略。
（3）研究者发现一株自交亲和的二倍体马铃薯杂合植株，并确定该性状受显性基因A控制，A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-RNase。该杂合植株的自交后代只出现两种基因型：AA和 Aa，比例接近1:1，而不是1:2，结合（2）说明理由______。采取连续自交的办法获得高比例的自交亲和纯合子，育种周期长。
（4）为缩短育种年限，采用单倍体育种方式。研究者获得突变体S，用S给普通二倍体马铃薯授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒（胚是单倍体；胚乳与二倍体种子的胚乳相同，是由1个精子和2个极核结合成的三倍体，极核的遗传物质同卵细胞相同）。
①将突变体S作为父本与上述杂合的自交亲和马铃薯杂交，根据亲本中某基因的差异（条带位置不同），确定了F1单倍体胚是由 ______发育而来，理由是______。

②为便于筛选单倍体，研究者向S中转入能在胚和胚乳中表达的红色荧光蛋白基因RFP，得到转基因纯合子S´，用S´进行上述杂交实验。请写出筛选单倍体种子的原理______。
③将筛选出的单倍体种子在萌发阶段用秋水仙素处理，经过筛选，即可得到自交亲和纯合子。
【答案】（1）联会紊乱
（2） ①. 不能 ②. 基因##遗传
（3）只有含有A基因的花粉才具有降解S-RNase的功能，a花粉没有此功能，
（4） ①. 母本##卵细胞 ②. 2号和3号的条带位置相同 ③. 通过用S'给普通二倍体马铃薯授粉，选取胚乳能够发出红色荧光，但胚不发出红色荧光的种子即为单倍体种子
【解析】
【分析】单倍体生物是由未经受精作用的配子发育成的个体，其染色体数为本物种配子染色体数。
【小问1详解】
同源染色体会出现“3+1”、“2+2”、“2+1+1”等多种联会方式，说明会发生联会紊乱，导致结实率低，难以获得纯合亲本进行杂交，种子繁殖非常困难。
【小问2详解】
二倍体马铃薯繁殖种子自交不亲和，S-RNase是一种毒性蛋白，过多会引起花粉管生长停滞，特定的S-RNase能被SLF识别并降解，则说明同一植株的S-RNase不能被SLF降解。自交不亲和，降低了基因的纯合率，利于保持高度杂合性，增加了遗传多样性，是植物在长期进化中的结果。
【小问3详解】
杂合子Aa自交，后代只有AA和 Aa，比例接近1:1，同时A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-RNase，说明a基因不能降解S-RNase，a花粉没有受精能力。
【小问4详解】
①据图可知2号和3号的条带位置相同，说明F1单倍体胚是由卵细胞发育而来。
②RFP是红色荧光蛋白基因，通过杂交可产生单倍体胚，则可通过用S'给普通二倍体马铃薯授粉，胚是来源于卵细胞的单倍体胚，胚乳是由1个精子和2个极核结合成的三倍体，会发出红色荧光，则选取胚乳能够发出红色荧光，但胚不发出红色荧光的种子即为单倍体种子。
21. 母源因子是初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ前期的后段开始产生并积累的mRNA和蛋白质，其对于调控动物早期胚胎的发育十分重要。为研究不同母源因子的功能，相应母源突变体的培育显得尤为重要。
（1）母源因子由母源效应基因通过基因______过程产生，其产生并积累的时期由于同源染色体未分离，因此只有纯合突变的雌性个体的后代才是母源突变体。
（2）获得母源突变体的传统方法是反复交配与筛选。以母源效应基因A为例，科学家利用基因编辑技术将斑马鱼的一个A基因敲除后获得杂合子，记作（+/-）。如图1是获得母源突变体的杂交方案，请补全下图______。

（3）传统交配筛选的方法存在耗时长、纯合的合子突变体的致死率高等缺陷。为了解决上述问题，科学家在CRISPR/Cas9基因编辑系统的基础上进行了改进。
①sgRNA编码序列能与相应靶基因序列发生碱基互补配对。为构建含有sgRNA编码序列的重组质粒，需对含有特定sgRNA编码序列的DNA用______处理，然后将其插入到经相同酶处理过的质粒上。斑马鱼的卵母细胞与精子受精前停滞在减数分裂Ⅰ前期，此时还未开始合成母源因子，在此阶段前对卵母细胞进行基因敲除可避免母源因子的积累。
②为了实现卵母细胞中基因的特异性敲除，如图2所示，科学家将含有3个不同的但靶向相同基因的sgRNA编码基因的重组质粒组装到具有特殊元件的载体上，形成新的重组质粒后导入卵母细胞。

注：eflap—能够驱动基因广泛表达的启动子；EGFP—增强型绿色荧光蛋白基因；I-SecI一归位内切酶，可将质粒随机插入到斑马鱼的基因组中。
从理论上分析，一个sgRNA便能实现靶基因的敲除，请分析3个sgRNA串联有何优势，请答出2点_____。
（4）I-SecI介导的基因插入率并不能达到100%，请根据上述研究分析如何在斑马鱼早期胚胎中筛选出突变体，并说明理由_____。
【答案】（1）转录、翻译##表达
（2） （3） ①. 限制酶
②. 只构建一个表达载体即可，能准确插入到斑马鱼的基因组中，能通过绿色荧光进行筛选

（4）重组质粒中含有荧光标记基因，若将重组质粒导入受体细胞，则可通过观察是否发出绿色荧光进行筛选
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

【小问1详解】
母源因子是mRNA和蛋白质，需要基因的转录和翻译产生。
【小问2详解】
A组杂交组合，Aa×Aa，则后代基因型为AA:Aa:aa=1:2:1，只有纯合突变的雌性个体的后代才是母源突变体，则合子突变体①为-/-，B组杂交组合，母源突变体基因型为-/-，则图示如下：
【小问3详解】
①需要用限制酶对sgRNA编码序列的DNA和质粒酶切处理才能进行连接形成重组质粒。
②eflap—能够驱动基因广泛表达的启动子；EGFP—增强型绿色荧光蛋白基因；I-SecI一归位内切酶，可将质粒随机插入到斑马鱼的基因组中。则从理论上分析，一个sgRNA便能实现靶基因的敲除，并且只构建一个表达载体即可，能准确插入到斑马鱼的基因组中，能通过绿色荧光进行筛选，这都是3个sgRNA串联的优势。
【小问4详解】
由于I-SecI介导的基因插入率并不能达到100%，则可通过标记基因进行筛选，由于重组质粒中含有荧光标记基因，则若将重组质粒导入受体细胞，则可通过观察是否发出绿色荧光进行筛选。