2024广东省普通高中学业水平选择性模拟考试（二）生物试卷（原卷版+解析版）

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本试卷共10页，21小题，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：1．答卷前，考生务必将自己所在的市（县、区）、学校、班级、姓名、考场号、座位号和考生号填写在答题卡上，将条形码横贴在每张答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先画掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共16小题，共40分。第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 广东在全国率先实施公益林效益补偿制度。下列公益林改造措施中，与生态工程原理对应正确的是（ ）
A. 单一种植碳储量更高的桉树人工林，遵循循环原理
B. 打造“无废弃物林业”保证土壤肥力，遵循整体原理
C. 兼顾生态环境、经济旅游和政策文化等效益，遵循协调原理
D. 适当补充种植与优势树种生态位不同的本土树种，遵循自生原理
【答案】D
【解析】
【分析】生态工程原理有自生原理（由各种组分形成的整体可以自我维持）、循环原理（猪粪等废物充分的被利用）、整体原理（需要遵从自然生态系统的规律，考虑经济和社会等的影响力）、协调原理（需要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应、环境容纳量等问题）等。
【详解】A、单一种植碳储量更高的桉树人工林，该过程更多考虑了公益林效益，因而遵循整体原理，A错误；
B、打造“无废弃物林业”保证土壤肥力，实现了物质和能量的多级利用，遵循循环原理，B错误；
C、兼顾生态环境、经济旅游和政策文化等效益，实现了社会、自然和经济的统一，遵循整体原理，C错误；
D、适当补充种植与优势树种生态位不同的本土树种，增加物种多样性，提高了生态系统的自我调节能力，遵循自生原理，D正确。
故选D。
叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。完成下面小题。

2. 关于图中DNA、RNA、酶R和淀粉四种物质的分析，正确的是（ ）
A. 都以碳链为骨架
B. 都含有C、H、O、N元素
C. RNA主要分布在细胞核中
D. DNA和RNA的基本组成单位中有三种是相同的
3. 关于图中细胞膜、细胞核和叶绿体三种结构的分析，正确的是（ ）
A. 都具有双层膜结构
B. 构成膜的基本支架都是磷酸双分子层
C. 膜的外表面都有糖被
D. 共同参与构成细胞的生物膜系统
4. 关于图中过程①②③的分析，正确的是（ ）
A. ①需要DNA聚合酶的催化
B. ①RNA合成的方向是从5'到3'
C. 参与②的RNA有三种，都没有氢键
D. ③进行的场所是类囊体薄膜
【答案】2. A 3. D 4. B
【解析】
【分析】蛋白质合成时，核DNA上的遗传信息通过转录传到RNA上，RNA进入细胞质，与核糖体结合，合成多肽链；在叶绿体中的RNA有三种，分别是mRNA、rRNA、tRNA，mRNA是合成蛋白质的模板、rRNA是核糖体的成分，tRNA是运输氨基酸的工具。
【2题详解】
A、DNA、RNA为两种核酸，酶R的化学本质是蛋白质、淀粉属于多糖，核酸、蛋白质和多糖都属于生物大分子，组成它们的基本单位依次为核苷酸、氨基酸和葡萄糖，这些单体都是以碳链为基本骨架的，A正确；
B、DNA、RNA为两种核酸，酶R的化学本质是蛋白质、淀粉属于多糖，其中淀粉的组成元素只有C、H、O，因此它们不都含有C、H、O、N元素，B错误；
C、DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，C错误；
D、DNA和RNA的基本组成单位都是不同的，前者的基本单位是脱氧核苷酸，后者的基本单位是核糖核苷酸，D错误。
故选A。
【3题详解】
A、线粒体膜、细胞核和叶绿体的膜均为双层膜，细胞膜不具有双层膜，A错误；
B、构成细胞中生物膜的基本支架都是磷脂双分子层，B错误；
C、细胞膜的外表面有糖被，而细胞核和叶绿体膜的外表面没有糖被，C错误；
D、细胞膜、细胞核和叶绿体均具有膜结构，它们的膜结构共同参与构成细胞的生物膜系统，D正确。
故选D。
【4题详解】
A、图中①过程为转录，该过程的产物是RNA，需要RNA聚合酶的催化，A错误；
B、①过程为转录，转录过程中RNA子链的延伸方向是从5'到3'，先合成的部分先释放，B正确；
C、②过程为翻译，翻译的模板是mRNA、翻译的场所是核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，该过程中氨基酸的转运需要tRNA，可见参与②的RNA有三种，分别为mRNA、rRNA和tRNA，其中tRNA有氢键，C错误；
D、③过程为二氧化碳固定，该过程进行的场所是叶绿体基质，D错误。
故选B。
5. 如图表示无氧运动中产生的乳酸在肌肉和肝脏中的部分代谢过程。下列叙述正确的是（ ）

A. 过程①的场所是细胞质基质
B. 过程②伴随有CO2的生成
C. 过程③会导致血液pH呈酸性
D. 过程④为放能反应
【答案】A
【解析】
【分析】无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
【详解】A、过程①为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，该阶段发生的场所是细胞质基质，A正确；
B、过程②发生的是在细胞质基质中丙酮酸变成乳酸的过程，该过程中没有CO2的生成，B错误；
C、过程③表示细胞呼吸产生的乳酸进入到细胞外液中，但由于细胞外液中有缓冲物质的存在，因而不会导致血液pH呈酸性，C错误；
D、过程④表示丙酮酸合成葡萄糖的过程，该过程中有ATP的消耗，因而为吸能反应，D错误。
故选A。
6. 反馈调节是生命系统中普遍的调节机制。下列关于反馈调节的叙述错误的是（ ）
A. 在血糖调节的过程中，胰岛素使血糖浓度下降，进而抑制胰岛A细胞的分泌
B. 人体内甲状腺激素合成不足时会促进下丘脑和垂体分别分泌TRH和TSH
C. 富营养的水体中藻类疯长，藻类死亡后引起水体进一步恶化，属于正反馈调节
D. 害虫数量增加，食虫鸟随之增多，进而使害虫数量受到抑制，属于负反馈调节
【答案】A
【解析】
【分析】调节的结果作用于过程本身后，使过程越来越快或越来越慢，属于正反馈调节，结果增强后而使过程本身减弱或结果减弱后而使过程本身增强，属于负反馈调节。
【详解】A、在血糖调节的过程中，胰岛素使血糖浓度下降，进而促进胰岛A细胞的分泌，即引起胰高血糖素分泌增多，A错误；
B、人体内甲状腺激素合成不足时会促进下丘脑和垂体分别分泌TRH和TSH，进而维持甲状腺激素含量的稳定，B正确；
C、富营养的水体中藻类疯长，藻类死亡后引起水体缺氧、导致水质进一步恶化，属于正反馈调节，C正确；
D、在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟的数量也会增加，进而使害虫数量受到抑制，属于负反馈调节，该调节模式实现了害虫和食虫鸟数量的相互制约，D正确。
故选A。
7. 下列科学史实验中，属于应用“加法原理”的是（ ）
A. 绿色荧光标记的小鼠细胞和红色荧光标记的人细胞融合后，荧光均匀分布
B. 用18O分别标记H218O和C18O2，供小球藻进行光合作用，比较释放氧气的类型
C. 在混有R型细菌和S型细菌提取物的培养基中加入DNA酶，只长R型细菌
D. 将接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，胚芽鞘弯曲生长
【答案】D
【解析】
【分析】1、加法原理是给研究对象施加自变量进行干预。也就是说，实验的目的是为了探求某一变量会产生什么结果，即知道自变量，不知道因变量。
2、减法原理是排除自变量对研究对象的干扰，同时尽量保持被研究对象的稳定。具体而言，结果已知，但不知道此结果是由什么原因导致的，实验的目的是为了探求确切的“原因变量”。
【详解】A、为了观察方便。绿色荧光标记的小鼠细胞和红色荧光标记的人细胞融合后，由于细胞膜具有流动性，因而荧光均匀分布，该实验不设计加法原理和减法原理，A错误；
B、用18O分别标记H218O和C18O2，供小球藻进行光合作用，比较释放氧气的类型，该实验为对比实验，为了检测实验结果采用了同位素标记法，不涉及加法和减法原理，B错误；
C、在混有R型细菌和S型细菌提取物的培养基中加入DNA酶，使得S细菌的提取物中的DNA被分解，因而实验结果表现为平板上只长R型细菌，该实验运用了减法原理，不符合题意，C错误；
D、将接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，胚芽鞘弯曲生长，该实验中在琼脂块中添加了胚芽鞘尖端产生的物质，因而探究了胚芽鞘尖端产生的物质的影响，运用了加法原理，D正确。
故选D。
8. 兴趣小组对枯草芽孢杆菌进行纯培养，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A. 实验采用稀释涂布平板法进行接种
B. 接种时，顺序应为①→②→③→④
C. 培养时，应将接种后的平板倒置
D. 获得单菌落的理想区域是②区域
【答案】C
【解析】
【分析】常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，后者还可以用于菌落的计数。
【详解】A、图示接种方法为平板划线法，A错误；
B、根据图中细菌数目的多少，①中出现单菌落，所以划线顺序是④→③→②→①，B错误；
C、接种后，应该将平板导致，防止冷凝水进入培养基，C正确；
D、获得单菌落的理想区域是①区域 ，得到单独菌落，D错误。
故选C。
9. 排尿反射中，脊髓通过交感和副交感神经控制膀胱，大脑皮层也参与调控排尿过程。有关排尿反射叙述正确的是（ ）
A. 脊髓是控制排尿反射的高级神经中枢
B. 没有大脑皮层的调控，排尿反射就无法进行
C. 排尿反射的感受器和效应器都位于膀胱壁上
D. 交感神经兴奋会使膀胱缩小
【答案】C
【解析】
【分析】支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统。自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成，它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势；而当人处于安静状态时，副交感神经活动则占据优势。交感神经和副交感神经对同一器官的作用，犹如汽车的油门和刹车可以使机体对外界刺激作出更精确的反应，使机体更好的适应环境的变化。
【详解】A、脊髓是控制排尿反射的低级神经中枢，A错误；
B、排尿反射的低级神经中枢是脊髓，因此没有大脑皮层调控，排尿反射就仍然可以进行，B错误；
C、排尿反射的感受器和效应器都位于膀胱壁上，其中效应器指的是传出神经末梢及其支配的膀胱内括约肌和膀胱逼尿肌，C正确；
D、副交感神经兴奋，可使膀胱逼尿肌收缩，膀胱内括约肌舒张，促进排尿；交感神经兴奋，可使膀胱逼尿肌松弛，膀胱内括约肌收缩，抑制排尿，但不会使膀胱壁缩小，D错误。
故选C。
10. 如图为蜜蜂的性别决定方式示意图，有关推理错误的是（ ）
A. 雄蜂为单倍体生物，体内没有同源染色体和等位基因
B. 在初级卵母细胞减数分裂I后期，非同源染色体有216种自由组合方式
C. 卵细胞和精子形成过程中，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅱ
D. 蜂王和工蜂发育不同的原因可能是食用蜂王浆时长差异影响了表观遗传
【答案】C
【解析】
【分析】减数分裂过程：
（1）减数第一次分裂间期：染色体的复制；
（2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上非姐妹染色单体互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。
（3）减数第二次分裂过程：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、蜜蜂为二倍体，其中的雄蜂由未受精的卵细胞发育而来，属于单倍体，体内没有同源染色体和等位基因，A正确；
B、蜜蜂的染色体数目为32，有16对 同源染色体，在初级卵母细胞减数分裂I后期，由于非同源染色体自由组合，因此，非同源染色体有216种自由组合方式，B正确；
C、卵细胞形成过程中，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ，而精子形成过程进行的是假减数分裂，该过程中没有发生染色体数目减半，C错误；
D、结合图示可以看出，蜂王和工蜂发育不同的原因可能是食用蜂王浆时长差异影响了表观遗传，进而表现出不同的性状，D正确。
故选C。
11. 下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验操作叙述正确的是（ ）
A. 从静置的培养液中取适量上清液计数
B. 先向血细胞计数板的计数室滴加培养液再放盖玻片
C. 完成滴加培养液的操作后立即开始计数
D. 若一个小方格内酵母菌过多可增大稀释倍数再计数
【答案】D
【解析】
【分析】微生物培养中对培养用具和培养液都必须经过严格的灭菌处理，防止杂菌污染。抽样检测前要轻轻振荡几次试管使酵母菌分布均匀，防止实验误差。用血细胞计数板计数时，应先将盖玻片放在计数室上，再将培养液滴在盖玻片的边缘，使菌液缓缓渗入，多余的菌液用吸水纸吸取，等酵母菌全部沉降到血球计数室内再计数。
【详解】A、计数前要轻轻震荡几次试管使酵母菌分布均匀，再取培养液进行计数，A错误；
B、用血细胞计数板计数时，应先将盖玻片放在计数室上，再将培养液滴在盖玻片的边缘，让培养液自行渗入，B错误；
C、完成滴加培养液的操作后需等待酵母菌沉降后再开始计数，C错误；
D、若一个小方格内酵母菌过多会导致计数不准确，因此可增大稀释倍数再计数，D正确。
故选D。
12. 蜂兰的花朵形似蜜蜂，并可释放信息素吸引雄蜂，提高传粉率。下列叙述不正确的是（ ）
A. 此信息的传递过程有利于蜂兰种群的繁衍
B. 蜂兰的花形与释放信息素的种类是定向突变的结果
C. 自然选择可引起蜂兰信息素相关基因的基因频率定向改变
D. 蜂兰与雄峰在相互影响中不断进化和发展
【答案】B
【解析】
【分析】1、达尔文提出的自然选择学说对生物的进化和适应的形成作出了合理的解释，他认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。
2、生物进化的基本单位是种群，生物进化的原材料是可遗传变异，可遗传变异分为基因突变、基因重组和染色体变异，染色体变异和基因突变统称为突变；生物进化的标志是基因频率的定向改变。
【详解】A、蜂兰花释放信息素的目的是提高授粉效率，因此蜂兰花通过信息传递促进自身种群的繁衍，A正确；
B、适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果，突变是不定向的，B错误；
C、在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化，故自然选择导致与释放信息素相关基因的基因频率定向改变，C正确；
D、蜂兰与雄峰在相互影响中不断进化和发展，D正确。
故选B。
13. 我国科学家利用动物培育可用于移植的人源器官，如图为相关过程。相关分析正确的是（ ）
A. 去核卵母细胞需在体外培养到MI期
B. 可用PEG激活重构胚，并培育至桑葚胚阶段才能移植
C. 代孕母猪对外来的早期胚胎不会产生免疫排斥
D. 人源肾脏用于器官移植，不会引起免疫排斥
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术是指将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
【详解】A、卵母细胞需在体外培养到MI中期后进行去核操作，此时的细胞中有促进细胞核全能性发挥的物质，A错误；
B、可用物理或化学方法激活重构胚，如可采用电刺激、钙离子载体、乙醇或蛋白酶合成抑制剂等方法进行激活并培育至桑葚胚或囊胚阶段才能移植，B错误；
C、代孕母猪对植入的胚胎几乎不发生免疫排斥反应，因而可以保证移植的成功率，这是胚胎移植的基础，C正确；
D、人源肾脏属于外来器官，用于器官移植，会引起免疫排斥，D错误。
故选C。
14. 科研人员选用西妥昔单抗修饰自然杀伤细胞（NK细胞），增强其对肿瘤细胞受体蛋白EGFR的靶向性。如图为体内免疫细胞攻击肿瘤细胞的示意图。分析正确的是（ ）
A. 细胞因子、穿孔素和颗粒酶都属于免疫活性物质
B. 抗原呈递细胞和细胞毒性T细胞都在胸腺中成熟
C. 肿瘤细胞裂解后暴露出肿瘤抗原，被抗原呈递细胞吞噬消灭
D. 西妥昔单抗与EGFR结合体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能
【答案】A
【解析】
【分析】 细胞免疫：被病原体感染的宿主细胞膜表面的某些分子发生变化，细胞毒性T细胞识别变化的信号；细胞毒性T细胞分裂并分化，形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞，细胞因子能加速这一过程；新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环，它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞；靶细胞裂解、死亡后，病原体暴露出来，抗体可以与之结合；或被其他细胞吞噬掉。
【详解】A、免疫活性物质包括抗体、溶菌酶、细胞因子等，细胞毒性T细胞分泌的颗粒酶属于免疫活性物质，A正确；
B、抗原呈递细胞在骨髓中成熟，B错误；
C、肿瘤细胞裂解后暴露出肿瘤抗原，抗原与抗体结合，或被其他细胞吞噬，C错误；
D、西妥昔单抗与EGFR结合发生在细胞表面，并不能体现细胞膜控制物质进出细胞的功能，D错误。
故选A
15. 果蝇的红眼（B）对褐眼（b）为显性，灰体（E）对黑檀体（e）为显性。作为父本的红眼灰体雄果蝇染色体发生易位，如图所示，母本染色体正常，两者杂交F1能正常发育。F1中的雄蝇与母本杂交，F2中只出现红眼灰体和褐眼黑檀体两种表现型，且性状比1：1。不考虑互换，下列分析合理的是（ ）

A. 图中父本产生的配子约有1/2不能存活
B. F1产生的带有B基因的雄配子是致死的
C. F1产生的带有E基因的雄配子是致死的
D. F2含有1、3或2、4染色体的个体死亡
【答案】D
【解析】
【分析】据题干F1中的雄蝇与母本杂交，F2中只出现红眼灰体和褐眼黑檀体两种表现型，且性状比1：1分析，F1中的雄蝇只能产生Be和bE两种配子。
【详解】A、据图分析，父本产生BE配子，母本产生be配子，形成的F1为BbEe，根据仅有的信息无法判断父本产生的配子约有1/2不能存活，A错误；
B、母本只能产生be配子，而F1中的雄蝇与母本杂交产生红眼灰体，说明F1产生的带有B基因的雄配子不可能都致死，B错误；
C、母本只能产生be配子，而F1中的雄蝇与母本杂交产生褐眼黑檀体，说明F1产生的带有E基因的雄配子不可能都致死，C错误；
D、F1中的雄蝇与母本杂交，F2中只出现红眼灰体和褐眼黑檀体两种表现型，且性状比1：1，说明雄配子Be、bE致死，也从而说明F2含有1、3或2、4染色体的个体死亡，D正确。
故选D。
16. 正常雌性哺乳动物细胞中的一条X染色体会随机高度螺旋化而失活为巴氏小体。为探究胚胎发育早期X染色体上Xist基因的表达与X染色体失活的关系，科研人员将某种雌鼠的胚胎干细胞（PGK细胞）中两条X染色体分别记为X1和X2（如图甲）、通过基因工程方法将X2上的Xist基因敲除，获得XT细胞。对PGK细胞、XT细胞及由它们分化形成的许多细胞中E和e基因的表达量进行定量分析，结果如图乙所示。分析正确的是（ ）

A. X染色体上的E/e基因和Xist基因遵循自由组合定律
B. Xist基因的表达会导致该基因所在的X染色体失活
C. 胚胎发育过程中雄性哺乳动物体细胞的Xist基因会表达
D. 基因型为XDXd的女性抗维生素D佝偻病患者发病程度比男性患者严重
【答案】B
【解析】
【分析】 基因自由组合定律：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、X染色体上的E/e基因和Xist基因位于同一对染色体上，不遵循自由组合定律，A错误；
B、通过基因工程方法将X2上（即e基因所在染色体）的Xist基因敲除，获得XT细胞，XT细胞分化出来的细胞e基因的表达量比PGK细胞高，E基因基本不表达，可推知Xist基因的表达会导致该基因所在的X染色体失活，B正确；
C、雄性哺乳动物体细胞只含有一条X染色体，所以Xist基因不会表达，C错误；
D、因为雌性其中一条X染色体会随机失活，基因型为XDXd的女性（XD可能失活）抗维生素D佝偻病患者发病程度比男性患者轻，D错误。
故选B。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
17. 深海海底之下的甲烷、硫化氢和二氧化碳等气体在地质结构或压力变化驱动下，渗漏溢出海底进入海水的现象称为“冷泉”。冷泉周围的甲烷厌氧氧化古菌（ANME）和硫酸盐还原细菌（SRB）利用甲烷、硫化氢进行化学反应产生支撑整个冷泉生态系统的主要能量，在此基础上生长着深海双壳类和蠕虫等初级消费者，以及海星、海胆、海虾、螃蟹等次级消费者。冷泉生态系统被称为“深海中的绿洲”（如图）
回答下列问题：
（1）ANAE和SRB在甲烷厌氧氧化过程中产生的____是支撑冷泉生态系统的主要能量来源，因此它们在生态系统中的组成成分是____。
（2）螃蟹是冷泉生态系统的优势种，其生态位是长期进化中____的结果。尽管如此、螃蟹的个体数量明显少于双壳类，原因是双壳类不会被螃蟹吃光，以及双壳类中还有部分能量流向分解者，部分能量____。
（3）冷泉生态系统蕴藏着丰富的可燃冰，但开采可燃冰时很容易对冷泉生态系统的生态平衡造成严重破坏，从生态系统的稳定性角度看，这是因为____冷泉生态系统是科学研究的新天地、生物资源的宝库，具有巨大的潜在价值，请举出两个体现潜在价值应用的例子：____。
【答案】（1） ①. 化学能 ②. 生产者
（2） ①. 自然选择 ②. 通过呼吸作用以热能的形式散失
（3） ①. 外界干扰因素超过生态系统的自我调节能力 ②. 从目前没有直接价值的生物中分离具有重要功能的基因；从目前没有直接价值的生物中提取治疗疾病的重要成分
【解析】
【分析】 生物多样性的价值：直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有观赏旅游、科学研究和文学创作等非实用意义的价值；间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面；潜在价值为目前人们尚不清楚的价值。
【小问1详解】
甲烷厌氧氧化古菌（ANME）和硫酸盐还原细菌（SRB）利用甲烷、硫化氢进行化学反应产生的化学能支撑整个冷泉生态系统的主要能量，因此它们在生态系统中的组成成分是生产者。
【小问2详解】
生态位是长期进化中自然选择的结果。双壳类一部分能量流向下一营养级，一部分能量流向分解者，部分能量通过呼吸作用以热能的形式散失。
【小问3详解】
当外界干扰因素超过生态系统的自我调节能力，很容易对冷泉生态系统的生态平衡造成严重破坏。冷泉生态系统存在丰富的生物资源，未来有可能从目前没有直接价值的生物中分离具有重要功能的基因或者从目前没有直接价值的生物中提取治疗疾病的重要成分。
18. 植物工厂通过用人工光源代替阳光，用营养液代替土壤，智能控制调控温度、湿度、二氧化碳等环境，实现蔬菜的高品质生产。我国科学家探究红光和蓝光的不同比值对生菜生长的影响，相关的实验方案及检测指标如下表。
回答下列问题：
（1）叶肉细胞进行光反应时，吸收红光的色素主要是____，光反应需要暗反应提供的物质有____。
（2）据表可知，组别2的光合速率是最快的，但是该组植株的干重明显偏低，其原因是____。
（3）由表可知，随着红光与蓝光的配比升高，叶片数增多、叶面积增大，从光调控植物生长发育的反应机制来看，其机理是____，从而诱导细胞分化为叶片增多，以及调控植物的生长发育。
（4）与传统的农田种植蔬菜相比，植物工厂的突出优点有____（答出2点）。
【答案】（1） ①. 叶绿素 ②. ADP+Pi、NADP+
（2）总光合面积偏小（叶片数少、叶面积小），生成的有机物偏少
（3）红光与蓝光作为一种信号刺激并激活光敏色素，影响基因的选择性表达
（4）不受气候和地域影响，节约耕地资源，无污染（农药残余）
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气，另一部分光能用于合成ATP；暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下被还原，进而合成有机物。
【小问1详解】
叶肉细胞进行光反应时，吸收红光的色素主要是叶绿素，另外还可吸收蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，光反应需要暗反应提供的物质有ADP+Pi、NADP+，它们作为反应原料参与光反应中ATP和NADPH的合成。
【小问2详解】
表中结果显示，组别2的光合速率是最快的，但是该组植株的干重明显偏低，结合实验数据可推测，出现该结果的原因是该组植物总光合面积偏小（叶片数少、叶面积小），因而生成的有机物偏少，干重偏低。
【小问3详解】
由表可知，随着红光与蓝光的配比升高，叶片数增多、叶面积增大，这说明红光与蓝光作为一种信号刺激并激活光敏色素，进而导致光敏色素空间结构改变，将信号传递到细胞核中，影响相关基因的选择性表达，从而诱导细胞分化为叶片增多，叶面积增大，实现了对植物生长发育的调控。
小问4详解】
与传统农田种植蔬菜相比，植物工厂表现的突出优势为不受气候和地域影响，节约耕地资源，无污染（农药残余），便于自动化控制，提高生产效率。
19. 传统单克隆抗体为由2条轻链和2条重链组成的Y形结构、科学家从骆驼体内得到一种缺失轻链和部分重链结构的抗体，并从中分离出能与抗原特异性结合的结构（纳米抗体）、如图甲、图乙表示特异性纳米抗体的制备过程。
回答下列问题：
（1）构成抗体基本单位的结构通式是____，传统单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的，该细胞由B淋巴细胞和____细胞融合而来。
（2）骆驼经多次抗原免疫后，能从特定细胞中提取mRNA，该类细胞可由____细胞增殖分化而来。筛选时需要在培养液中添加____。
（3）从图甲抗体的结构特点分析、与传统的单克隆抗体相比，纳米抗体具有____的突出优势、纳米抗体除了用于治疗自身疾病之外，还有广阔的应用前景，请举出两个方面的例子：____。
【答案】（1） ①. ②. 骨髓瘤
（2） ①. B淋巴细胞和记忆B细胞 ②. 抗生素
（3） ①. 穿透力强 ②. 设计纳米抗体—药物偶联物，特异性杀死细胞；利用同位素或荧光标记的纳米抗体定位诊断疾病
【解析】
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产生抗体，又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【小问1详解】
抗体的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，氨基酸的结构通式是 ，传统单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的，该细胞由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而来，该细胞既能产生抗体，又能大量增殖，因而通过大量培养可获得大量的单克隆抗体。
【小问2详解】
骆驼经多次抗原免疫后，能从特定细胞中提取mRNA，该类细胞，即浆细胞可由B淋巴细胞和记忆B细胞增殖分化而来。筛选时需要在培养液中添加抗生素，其目的是避免杂菌污染。
【小问3详解】
从图甲抗体的结构特点分析、与传统的单克隆抗体相比，纳米抗体由于分子量小，因而具有穿透力强的突出优势，纳米抗体除了用于治疗自身疾病之外，还有广阔的应用前景，由于抗体具有与抗原发生特异性结合的特点，因而具有传统单克隆抗体的运用方式，如进行疾病诊断和携带药物，即可通过设计纳米抗体—药物偶联物，特异性杀死细胞；利用同位素或荧光标记的纳米抗体定位诊断疾病。
20. 抗性淀粉因难以被小肠消化，能有效降低糖尿病患者餐后的血糖波动。科研人员利用纯种高抗性淀粉品种“优糖稻2号”和纯种低谷蛋白品种“健养2号”，培育出兼具高抗性淀粉和低谷蛋白性状的水稻新种质，育种过程如图甲所示。高抗性淀粉性状由sbe3-rs基因（隐性）控制，低谷蛋白性状由Lgc1基因（显性）控制，两对基因独立遗传。
回答下列问题：
（1）杂交技术将高抗性淀粉和低谷蛋白性状集中在同一个子代中，依据的原理主要是____。sbe3-rs基因由淀粉分支酶基因SBEIIb突变而来，使淀粉分支酶活性下降，增加水稻高抗性淀粉含量，这说明基因表达产物与性状的关系是基因通过____，进而控制生物体的性状。
（2）获得BC1F1后，科研人员选择同时携带sbe3-rs基因和Lgc1基因的植株进行自交，该部分植株占BC1F1的比例为____，自交后产生的BC1F2中兼具高抗性淀粉和低谷蛋白性状的双基因纯合株系占比为____。
（3）研究发现，sbe3-rs基因由于突变而无法被限制酶SpeI切割，大小约为571bp。Lgc1基因由野生型基因发生片段缺失产生，野生型基因片段大小约为1573bp。对BC，F2部分水稻进行基因型检测（图乙），应选择____（填序号）进一步培育。与传统水稻育种通过表型对基因型进行间接选择相比，分子检测技术辅助选育的突出优势是____。
【答案】（1） ①. 基因重组 ②. 控制酶的合成来控制代谢过程
（2） ①. 1/2 ②. 5/32
（3） ①. 5号 ②. 提高选育的效率和准确性
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
杂交技术可将高抗性淀粉和低谷蛋白性状集中在同一个子代中，体现了杂交育种的优势，该育种方法依据的原理是基因重组。sbe3-rs基因由淀粉分支酶基因SBEIIb突变而来，使淀粉分支酶活性下降，增加水稻高抗性淀粉含量，这说明基因与性状的关系表现在基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
【小问2详解】
纯种高抗性淀粉品种“优糖稻2号”的基因型可表示为aabb和纯种低谷蛋白品种“健养2号”的基因型可表示为AABB，二者杂交得到的F1的基因型可表示为AaBb，F1与优糖稻2号（aabb）杂交获得BC1F1（AaBb、aaBb、Aabb、aabb）后，科研人员选择同时携带sbe3-rs基因（b）和Lgc1基因（A）的植株（AaBb和Aabb）进行自交，该部分植株占BC1F1的比例为1/2，自交后产生的BC1F2中兼具高抗性淀粉和低谷蛋白性状的双基因纯合株系占比为1/2×1/16+1/2×1/4=5/32。
【小问3详解】
研究发现，sbe3-rs基因（b）由于突变而无法被限制酶SpeI切割，大小约为571bp。Lgc1基因（A）由野生型基因发生片段缺失产生，野生型基因片段大小约为1573bp。对BCF2部分水稻进行基因型检测（图乙），根据图示结果可以看出序号为4、5个体的基因型为bb，同时1、2、5、6的基因型表现为AA，综合考虑应选择5号进一步培育。与传统水稻育种通过表型对基因型进行间接选择相比，分子检测技术辅助选育的突出优势是提高选育的效率和准确性，能节省人力和土地资源。
21. 夜间过多光暴露会显著增加罹患糖尿病、肥胖的风险。我国科学家揭示其机制如下：光→视网膜感光细胞ipRGC→下丘脑（SCN区和SON区）→脑干→交感神经→抑制棕色脂肪细胞消耗血糖，如图所示。进一步研究表明，自然光同样可利用该机制降低人体的血糖代谢能力。

回答下列问题：
（1）视网膜感光细胞ipRGC接受光刺激后，____，产生动作电位。
（2）有人开展如下实验，验证交感神经是“眼—脑—交感神经—棕色脂肪细胞”通路的重要环节。
【提出假设】“光暴露”通过交感神经调节棕色脂肪细胞的产热过程。
【实验思路】①将若干只生理状态相似的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组；②对甲组小鼠给予适量自然光照，乙组小鼠____，丙组小鼠____；③将三组小鼠置于其他条件相同且适宜的环境下培养一段时间；④检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量。
【预期结果】三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量的大小关系是____。
（3）为进一步回答光暴露增加罹患糖尿病、肥胖风险的生物学机理，你觉得接下来可以继续深入研究的方向是____（答出1个）。
（4）基于上述研究，从健康角度考虑，你认为生活中有哪些做法可以减少夜间光暴露?____（答出1点）。
【答案】（1）Na+内流
（2） ①. 光暴露 ②. 切断交感神经并进行光暴露 ③. 丙组>甲组>乙组
（3）研究光暴露对胰岛素（胰高血糖素/甲状腺素/肾上腺素）分泌的影响；研究不同光质对棕色脂肪细胞产热量的影响
（4）夜晚睡觉时关灯、不要在黑暗环境中玩手机或看电脑
【解析】
【分析】当血糖浓度升高到一定程度时，胰岛B细胞的活动增强，胰岛素分泌量明显增加。体内胰岛素水平的上升，一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变葡萄糖。当血糖浓度降低时，胰岛A细胞的活动增强，胰高血糖素的分泌量增加。胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解为葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变为糖，使血糖浓度回升正常水平。
【小问1详解】
完整的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢和传出神经，视网膜上的感光细胞ipRGC接受光刺激后，引起钠离子内流，产生动作电位，进而产生兴奋，并将兴奋沿着传入神经传至神经中枢。
【小问2详解】
本实验的目的是验证交感神经是“眼—脑—交感神经—棕色脂肪细胞”通路的重要环节。据此做出的假设为“光暴露”通过交感神经调节棕色脂肪细胞的产热过程。因此实验设计中自变量为交感神经是否完整，因变量为棕色脂肪细胞产热情况，实验设计思路如下：
①将若干只生理状态相似的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组；
②对甲组小鼠给予适量自然光照（作为空白对照组），乙组小鼠给与光暴露刺激（条件对照），丙组小鼠切断交感神经并进行光暴露（实验组）；
③将三组小鼠置于其他条件相同且适宜的环境下培养一段时间；
④检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量。
由于本实验是验证性实验，实验结果是唯一的，图中信息显示光暴露刺激引起棕色脂肪细胞产热减少、血糖代谢缓慢，即支持上述验证的实验结果为三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量的大小关系是丙组>甲组>乙组。
【小问3详解】
图示结果显示光暴露会引起血糖代谢减缓，因而脂肪细胞可能表现出摄入葡萄糖的量下降，因而可增加罹患糖尿病、肥胖的风险，由于参与血糖调节的激素有胰岛素和胰高血糖素，因此为了进一步研究，接下来可以研究光暴露对胰岛素（胰高血糖素/甲状腺素/肾上腺素）分泌的影响；研究不同光质对棕色脂肪细胞产热量的影响，进而分析引起糖尿病或肥胖的原因。
【小问4详解】
基于上述研究，光暴露能增加糖尿病和肥胖发生的风险，因而，从健康角度考虑，在生活中注意减少夜间光暴露，如可以做到夜晚睡觉时关灯、不要在黑暗环境中玩手机或看电脑，同时避免长时间熬夜。组别
色光配比
检测指标
干重/g
叶片数/片
叶面积/cm2
光合速率/（μml·m-2·s-2）
胞间CO2浓度/（μml·ml-1）
1
红光
0.95
20
545
7.8
336
2
红/蓝=1
1.04
22
597
8.5
345
3
红/蓝=4
1.37
25
771
7.8
329
4
红/蓝=8
1.67
30
898
7.5
325
5
红/蓝=12
1.83
28
956
7
310
6
蓝光
1.80
26
950
4.1
290