北京市海淀区人大附中2020届高三生物下学期开学试题（Word版附解析）

北京市海淀区人大附中 2019-2020 学年高三下学期开学考试 生物试题 1.美国科考团在南极湖泊下方深水无光区发现了生活在此的不明类型细菌，并获得了该未知细 菌的 DNA，以下叙述正确的是（ ） A. 该细菌没有高尔基体，无法形成细胞壁 B. 该细菌中没有染色体，只能进行无丝分裂 C. 该细菌细胞中的嘌呤数不一定等于嘧啶数 D. 该细菌的生命活动主要由其 DNA 分子执行 【答案】C 【解析】 【分析】 根据细胞有无核膜（或成形的细胞核），可将细胞分为真核细胞和原核细胞，其中真核细胞有 被核膜包被的成形的细胞核，原核细胞没有被核膜包被的细胞核，比较如下： 类 别 原核细胞 真核细胞 细胞大小 较小（一般 1～10um） 较大（1～100um） 细胞核 无成形的细胞核，无核膜、核仁、 染色体，只有拟核 有成形的细胞核，有核膜、核仁 和染色体 细胞质 只有核糖体，没有其它复杂的细 胞器 有核糖体、线粒体等，植物细胞 还有叶绿体、液泡等 细胞壁 细胞壁主要成分是肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维 素和果胶 增殖方式 二分裂 有丝分裂、无丝分裂、减数分裂 可遗传变异 来源 基因突变 基因突变、基因重组、染色体变 异 生物 细菌、蓝藻、放线菌、支原体、 衣原体 动物、植物和真菌等共性 都含有细胞膜、细胞质、核糖体，都含有 DNA 和 RNA 两种核酸 等 【详解】A、细菌是原核生物，原核生物与真核生物最大的区别是没有核膜包被的成形的细胞 核，也没有除了核糖体以外的其他细胞器。该菌为原核生物，无高尔基体，但能形成细胞壁， A 错误； B、有丝分裂为真核细胞的分裂方式，而该细菌为原核生物，可以进行二分裂，B 错误； C、该细菌细胞中含有 DNA 和 RNA 两种核酸，其中 DNA 中嘌呤数等于嘧啶数，但 RNA 中 嘌呤数与嘧啶数不一定相等，因此该细菌细胞中 嘌呤数不一定等于嘧啶数，C 正确； D、蛋白质是生命活动的执行者，D 错误。 故选 C。 2.研究叶肉细胞的结构和功能时，取匀浆或上清液依次离心将不同的结构分开，其过程和结果 如图所示，P1~P4 表示沉淀物，S1~S4 表示上清液。据此分析，下列叙述不正确的是（ ） A. ATP 仅在 P2 和 P3 中产生 B. DNA 存在于 P1、P2 和 P3 中 C. P2、P3、P4 均能合成蛋白质 D. S1、S2、S3 和 S4 均含具膜细胞器 【答案】A 【解析】 【分析】 分析题图：研碎叶肉细胞，各种成分中含有细胞器等，画出示意图： 【详解】A、ATP 可以在细胞溶胶、线粒体和叶绿体中产生，即在 P2、P3 和 S1-S4，A 错误； B、DNA 存在于细胞核，叶绿体和线粒体中，即 DNA 存在于 P1、P2 和 P3 中，B 正确； 的C、P2、P3、是半自助细胞器，可以合成部分蛋白质；P4 指核糖体能合成蛋白质，C 正确； D、S1、S2、S3 和 S4 均含具膜细胞器，如内质网、高尔基体等，D 正确。 故选 A。 3.用含有不同浓度的 Cu2+培养液培养某植物幼苗，测得该植物叶绿素含量的变化如下表所示。 下列相关分析错误的是 Cu2+浓度（μmol/L） 0 1 10 100 1000 叶绿素 a 2. 0 2. 3 2. 2 2 0 1. 4叶绿素含量 （mg/g FW） 叶绿素 b 0. 4 0. 5 0. 5 0. 5 0. 4 A. 随着 Cu2+浓度的增大，叶绿素含量呈现出先增加后减少的趋势 B. Cu2+浓度为 100μmol/L 时，Cu2+促进叶绿素 a 和叶绿素 b 的合成 C. 当 Cu2+浓度为 1000μmol/L 时，可推测该植物幼苗光合作用减弱 D. 测定叶绿素 a 和叶绿素 b 的含量，要提取分离色素后再做定量分析 【答案】B 【解析】 【分析】 该实验中，自变量是不同浓度的 Cu2+培养液，因变量是植物叶绿素含量的变化，其他属于无 关变量。结合表格数据进行分析作答。 【详解】A、由表格数据可知：随着 Cu2+浓度的增大，叶片中的叶绿素含暈先稍增加，然后逐 渐减少，A 正确； B、当浓度为 1mol/L 时叶绿素的含量最高，原因可能是 Cu2+促进了叶绿素的合成，B 错误； C、当 Cu2+浓度为 1000μmol/L 时，叶绿素含量下降，可推测该植物幼苗光合作用减弱，C 正 确； D、测定叶绿素 a 和叶绿素 b 含量时，需要提取、分离色素后再做定量分析，D 正确。 故选 B。 4. 下图为杜氏肌营养不良（基因位于 X 染色体上）的遗传系谱图。下列叙述不正确的是 （ ） A. 家系调查是绘制该系谱图的基础 B. 致病基因始终通过直系血亲传递 C. 可推知家系中Ⅱ2 与Ⅲ3 的基因型不同 D. 若Ⅲ3 与Ⅲ4 再生孩子则患病概率为 1/4 【答案】C 【解析】 试题分析：分析系谱图：图为杜氏肌营养不良的遗传系谱图，其中Ⅰ1 和Ⅰ2 均正常，但他们 有一个患病的儿子（Ⅱ5），即“无中生有为隐性”，说明该病是隐性遗传病；又已知控制该病的 基因位于 X 染色体上，则该病为伴 X 染色体隐性遗传病（用 B、b 表示）． 解：A、家系调查是绘制该系谱图的基础，A 正确； B、致病基因始终通过直系血亲传递，B 正确； C、根据Ⅳ1（或Ⅳ4、Ⅳ5）可推知Ⅲ3 的基因型为 XBXb，进一步可推知Ⅱ2 的基因型也为 XBXb，可知家系中Ⅱ2 与Ⅲ3 的基因型相同，C 错误； D、Ⅲ3 的基因型为 XBXb，Ⅲ4 的基因型为 XBY，他们再生孩子则患病概率为 ，D 正确． 故选 C． 考点：常见的人类遗传病；人类遗传病的监测和预防． 5.下图所示 DNA 分子片段中一条链含 15N，另一条链含 14N。下列有关说法错误的是（ ） A. DNA 连接酶和 DNA 聚合酶都催化形成①处的化学键B. 解旋酶作用于③处，而②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 C. 若该 DNA 分子中一条链上 G+C=56%，则无法确定整个 DNA 分子中 T 的含量 D. 把此 DNA 放在含 15N 的培养液中复制两代，子代中含 15N 的 DNA 占 100% 【答案】C 【解析】 【分析】 分析题图：图示表示 DNA 分子片段，部位①为磷酸二酯键，是限制酶、DNA 聚合酶和 DNA 连接酶的作用部位；②处是碱基对；部位③为氢键，是解旋酶的作用部位。 【详解】A、DNA 连接酶和 DNA 聚合酶作用于①磷酸二酯键，A 正确； B、题图为双链 DNA 分子，而解旋酶作用于③氢键，②是构成 DNA 的基本单位，是胸腺嘧 啶脱氧核糖核苷酸，B 正确； C、若该 DNA 分子中一条链上 G+C=56%，依据碱基互补配对原则，另一条链上 G+C=56%， 整个 DNA 分子中 G+C=56%，A+T=44%，A=T，则 T 占 22%，C 错误； D、把此 DNA 放在含 15N 的培养液中复制两代得到 4 个 DNA 分子，根据 DNA 的半保留复制 特点，其中有一个 DNA 分子的一条链含有 14N，另一条链含有 15N，其他 3 个 DNA 分子只含 15N，因此子代 DNA 分子均含 15N，D 正确。 故选 C。 6.某种着色性干皮症的致病原因是由于相关染色体 DNA 发生损伤后，未能完成下图所示的修 复过程。下列相关说法不正确的是（　　） A. 完成过程③至少需要 2 种酶 B. 酶Ⅰ或酶Ⅱ功能异常或缺失都可导致患病 C. 该病是由于染色体结构变异所致 D. 该修复过程的场所是在细胞核中 【答案】C 【解析】 【分析】分析题图：图示为“DNA 修复机制”中切除修复过程的示意图，首先切除其中的二聚体，其次 填补缺口，该过程需要遵循碱基互补配对原则，最后封闭缺口，该过程需要 DNA 连接酶。据 此答题。 【详解】A、完成过程③需要 DNA 聚合酶将脱氧核苷酸连接到 DNA 片段上，之后还需要 DNA 连 接酶将 DNA 片段连接起来，A 正确； B、由图可知，该 DNA 的修复需要酶Ⅰ和酶Ⅱ，因此酶Ⅰ或酶Ⅱ功能异常或缺失都可导致患病， B 正确； C、该病是由于基因结构改变引起的，属于基因突变，C 错误； D、染色体位于细胞核中，因此修复染色体 DNA 损伤的过程发生在细胞核中，D 正确。 故选 C。 【点睛】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记 DNA 分子结构的主要特点；识记基因 工程的工具及其功能，能结合图中信息准确判断各选项。 7.人的某些细胞膜上的 CFTR 蛋白与 Na＋和 Cl－的跨膜运输有关。当 CFTR 蛋白结构异常时， 会导致患者支气管中黏液增多，肺部感染，引发囊性纤维病。下图为一个人体细胞内外不同 离子的相对浓度示意图，则下列说法正确的是（ ） A. 囊性纤维病说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程 B. 由图可知，Na＋排出细胞与 K+进入细胞都属于主动运输 C. 如果大量 Cl－进入神经细胞，将有利于神经元动作电位的形成 D. CFTR 蛋白与两种离子的跨膜运输有关，说明载体蛋白不具特异性 【答案】B 【解析】 【分析】 1、基因对性状的控制方式：①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的 性状，如白化病、豌豆的粒形；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，如镰刀形细胞贫血症、囊性纤维病。 2、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较： 被动运输物质出 入细胞 的方式 自由扩散 协助扩散 主动运输 运输方向 高浓度→低浓 度 高浓度→低浓 度 低浓度→高浓度 是否需要载体 不需要 需要 需要 是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗 【详解】A、CFTR 蛋白基因突变引起 CFTR 蛋白结构异常进而导致 CFTR 蛋白功能异常，说 明基因可通过蛋白质结构直接控制生物体的性状，A 错误； B、识图分析可知，细胞外 Na+的浓度高于细胞内，因此 Na＋排出细胞是逆着浓度梯度，属于 主动运输，B 正确； C、如果大量 Cl-进入神经细胞，会使静息电位值加大，从而使细胞不容易产生动作电位，即 抑制突触后膜的兴奋，不利于兴奋的形成，C 错误； D、CFTR 蛋白与 Na+和 Cl-两种离子的跨膜运输有关，但不能运输其它离子，说明载体蛋白具 有特异性，D 错误。 故选 B。 8.下图是人体神经元细胞模式图，有关分析正确的是（ ） A. ④中的物质释放到⑤的方式是自由扩散 B. 神经递质和其受体的化学本质都是蛋白质 C. 若抑制该细胞的呼吸作用，将不影响神经冲动的传导D. 若刺激 A 点，图 B 电表指针会发生两次反向的偏转 【答案】D 【解析】 【分析】 1、根据题意和图示分析可知：图左侧为神经元细胞的胞体，①②③分别为线粒体、高尔基体 和内质网；图右侧为突触结构，①②④⑤分别为线粒体、高尔基体、突触小泡、突触间隙。 2、由于神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜，所以兴奋在突触处的传递是单向的， 在神经纤维上的传导是双向的。 【详解】A、④是突触小泡，内含神经递质，通过胞吐的方式释放到到⑤突触间隙，A 错误； B、神经递质的化学本质不一定是蛋白质，而突触后膜上的受体的本质是蛋白质或者糖蛋白， B 错误； C、神经兴奋 传导需要消耗能量，所以若抑制该细胞的呼吸作用，将会影响神经兴奋的传导， C 错误； D、若刺激 A 点，图 B 电表指针会发生两次方向相反的偏转，D 正确。 故选 D。 9.将成熟的雄性小白鼠的甲状腺摘除，从第三周开始，每周注射激素 a，结果激素 a 和激素 b 在血液中浓度变化如下图，下列表述正确的是 A. a 曲线代表促甲状腺激素，由垂体分泌 B. b 曲线代表促甲状腺激素，由甲状腺分泌 C. a 曲线代表甲状腺激素，由甲状腺分泌 D. b 曲线代表甲状腺激素，由垂体分泌 【答案】C 【解析】 【分析】 由题文的描述可知：该题考查学生对甲状腺激素分泌的分级调节的知识的识记和理解能力。 的【详解】依题意可知：切除甲状腺后，小白鼠血液中的甲状腺激素的含量会下降，对垂体的 抑制作用减弱，导致垂体分泌的促甲状腺激素增多；当人为地补充甲状腺激素后，小白鼠血 液中的甲状腺激素的含量会上升，对垂体的抑制作用增强，导致垂体分泌的促甲状腺激素减 少。据此，依题意和分析曲线的变化趋势可知：a 曲线代表由甲状腺分泌的甲状腺激素，b 曲 线代表由垂体分泌的促甲状腺激素，A、B、D 均错误，C 正确。 【点睛】解题的关键是熟记并理解甲状腺激素分泌的分级调节（实线箭头所示）和反馈调节 过程（虚线箭头所示）。 10.羽毛球双打比赛时，运动员奔跑、扣杀、密切配合，下列对运动员机体生理功能的表述， 不正确的是（ ） A. 扣杀动作完成所依赖的神经结构基础为反射弧 B. 大量出汗导致机体失水，会使抗利尿激素分泌增加 C. 双打时球员之间的配合是条件反射，有大脑的参与 D. 运动会促使肌肉细胞内的糖原大量水解以补充血糖 【答案】D 【解析】 【分析】 人体内环境稳态的维持机制是神经-体液-免疫调节网络，运动员运动的调节是神经-体液调节， 主要的调节方式是神经调节，神经调节的基本方式是反射，低级反射活动要受高级中枢的控 制。 【详解】A、神经调节的结构基础为反射弧，扣杀动作完成所依赖的神经结构为反射弧，A 正 确。 B、大量出汗导致机体失水，细胞外液渗透压升高，从而导致抗利尿激素分泌增加，B 正确； C、双打时球员之间的配合是条件反射，有大脑的参与，C 正确； D、肌肉细胞中含有的是肌糖原，血糖降低时肝糖原分解成葡萄糖补充血糖浓度，肌糖原不可 以分解为葡萄糖，不能补充血糖，D 错误。 故选 D。11.科学家研究湖泊中食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成，结果如下表。该鱼在 3+时达 到性成熟（进入成年），9+时丧失繁殖能力（进入老年）。据此推测，下列说法不正确的是（ ） 年龄 0+ 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 9+ 10+ 11+ ≥12 个体数 92 187 121 70 69 62 63 72 64 55 42 39 264 注：表中“1+”表示鱼的年龄大于等于 1、小于 2，其他以此类推。 A. 该种群的年龄结构直接决定种群数量 B. 该鱼种群数量在一段时间内将保持稳定 C. 调查该种群的种群密度，常用的方法是标志重捕法 D. 该营养级能量输出的方向包括呼吸消耗和被分解者分解 【答案】A 【解析】 【分析】 1、种群的年龄组成：（1）增长型：种群中幼年个体很多，老年个体很少，这样的种群正处 于发展时期，种群密度会越来越大；（2）稳定型：种群中各年龄期的个体数目比例适中，数 目接近．这样的种群正处于稳定时期，种群密度在一段时间内会保持稳定；（3）衰退型：种 群中幼年个体较少，而老年个体较多，这样的种群正处于衰退时期，种群密度会越来越小。 2、对于活动能力强、活动范围大的个体调查种群密度时适宜用标志重捕法，而一般植物和个 体小、活动能力小的动物以及虫卵等种群密度的调查方式常用的是样方法。 3、能量流动的特点是单向流动，逐级递减。 【详解】A、出生率、死亡率直接决定种群数量，年龄结构只能用来预测种群数量的变化趋势， A 错误； B、根据表中数据可知幼年、成年和老年 3 个年龄组个体数的比例为（92+187+121）： （70+69+62+63+72+64）：（55+42+39+264）=400：420：400≈1：1：1，由此可推测该鱼种 群数量的变化趋势是保持稳定，属于稳定型，B 正确； C、鱼的个体较大，活动范围广，调查该种群的种群密度，常用的方法是标志重捕法，C 正确； D、根据试题分析，该鱼处于某湖泊中食物链最高营养级，该营养级能量输出的方向包括呼吸 消耗、分解者分解和未利用，D 正确。 故选 A。【点睛】本题考查种群的年龄组成、种群密度和能量流动的相关知识，意在考查学生的图表 分析能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力。 12.下列有关“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是（ ） A. 向菜花组织中加入蒸馏水并搅拌可释放核 DNA B. 该实验中的过滤都是为了得到粘稠物中的 DNA C. 向 DNA 滤液中加入冷酒精缓慢搅拌，可见玻棒上有白色絮状物 D. 鉴定 DNA 时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴 【答案】C 【解析】 【分析】 DNA 粗提取和鉴定的原理：1、DNA 的溶解性：DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度 NaCl 溶液中溶解度不同；DNA 不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA 对酶、高 温和洗涤剂的耐受性。2、DNA 的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA 遇二苯胺会被染成蓝色。 【详解】A、植物细胞具有细胞壁，向菜花组织中加入蒸馏水并不能使细胞吸水胀破，A 错误； B、该实验中的过滤并不都是为了得到粘稠物中的 DNA，有的是除杂的目的，B 错误； C、DNA 不溶于 95%的冷酒精，向 DNA 滤液中加入冷酒精缓慢搅拌，可见玻棒上有白色絮状 物析出，C 正确； D、鉴定 DNA 时，应将丝状物先加入 NaCl 溶液中，再加入二苯胺试剂并沸水浴加热才能呈 蓝色， D 错误。 故选 C。 13.植物组织培养实验中，为保证实验成功，需要对实验设备、用品及材料进行灭菌或消毒。 下表所列的对象与方法的对应关系中，错误的是（ ） 选项 对象 方法 A 三角瓶 高压蒸汽灭菌 B 培养基 G6 玻璃沙漏斗过滤 C 超净台 紫外灯照射 D 自然生长的茎段 70%的酒精和 5%次氯酸钠先后浸泡A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【分析】 各种大小的培养皿、试管、三角瓶、取样器的头（或称“枪头”、“tip”）、移液管、三角刮刀、 接种环、镊子、培养基等通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。G6 玻璃沙漏斗过滤，可以滤除 大肠杆菌及葡萄球菌。接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可以用紫外线照射 30min，以 杀死物体表面或空气中的微生物。若使用自然生长的茎进行组织培养，则可取一段茎在 70% 的酒精中浸泡 10min，再放入 5%次氯酸钠溶液中浸泡 5min，然后用另一 5%次氯酸钠溶液中 浸泡 5min，最后在超净工作台中用无菌水清洗，将茎的切段培养在生芽培养基中。 【详解】A、B、三角瓶与培养基，通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，A 正确，B 错误； C、超净台在使用前，可以用紫外线照射 30min 进行消毒，C 正确； D、在进行组织培养时，对自然生长的茎段进行消毒，可以用 70%的酒精和 5%次氯酸钠先后 浸泡，D 正确。 故选：B。 14.下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是 A. ②的构建需要限制性核酸内切酶和 DNA 聚合酶参与 B. ③侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒整合到④的染色体上 C. ④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D. ⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异 【答案】D 【解析】 构建载体需要限制酶和 DNA 连接酶，A 错误；③侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒上的 T-DNA 不是整合到染色体上，而是整合到 DNA 分子上，B 错误；染色体上含有目的基因，但目的基 因也可能不能转录或者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性，C 错误；植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属于基因重组，为可遗传变异，D 正确。 【考点定位】本题考查基因工程的有关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比 较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结 论的能力。 15.植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术或方法与原理不相符的是（ ） A. 植物组织培养和单克隆抗体——细胞的全能性 B. 纤维素酶、果胶酶处理植物细胞壁——酶的专一性 C. 原生质体融合和动物细胞融合——细胞膜的流动性 D. 愈伤组织培养和杂交瘤细胞的培养——细胞增殖 【答案】A 【解析】 【分析】 细胞的全能性指高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能；植物的组织培养是将离体 的细胞培养成植株的过程，体现细胞的全能性，单克隆抗体的制备过程没有将细胞培养成个 体，其原理属于细胞增殖；植物细胞壁的成分为纤维素和果胶，因此在植物的体细胞杂交时， 通常采用酶解法（纤维素酶和果胶酶）去除植物细胞的细胞壁，这体现酶的专一性；植物原 生质体的融合和动物细胞的融合涉及细胞膜的融合过程，故体现细胞膜的流动性这一结构特 点；单克隆抗体制备过程中对杂交瘤细胞的培养过程涉及细胞的有丝分裂，故均体现了细胞 增殖这一原理。 【详解】A、植物的组织培养是将离体的细胞培养成植株的过程，体现细胞的全能性，单克隆 抗体的制备过程没有将细胞培养成个体，其原理属于细胞增殖，A 错误； B、植物细胞壁的成分为纤维素和果胶，因此在植物的体细胞杂交时，通常采用酶解法（纤维 素酶和果胶酶）去除植物细胞的细胞壁，这体现酶的专一性，B 正确； C、原生质体融合和动物细胞融合过程涉及细胞膜的融合过程，故体现细胞膜的流动性这一结 构特点，C 正确； D、植物组织培养和杂交瘤细胞的培养中细胞要进行有丝分裂，故体现了细胞增殖这一原理， D 正确。 故选 A。 二、非选择题部分 16.阅读下面的材料，完成（1）~（4）题。大肠杆菌能够从“肉食者”变为“素食者”吗？ 在《细胞》杂志上，以色列科学家发表了一篇文章，讲述利用合成生物学方法制造“吃”CO2 的大肠杆菌，从而改变了大肠杆菌的代谢类型。 要从根本上改变大肠杆菌的代谢类型，需要许多相关基因的改变，是个很复杂和漫长的过程。 科学家先引入一条固定 CO2 的途径让大肠杆菌“吃掉”CO2，并从中获得能量。该途径主要是 让 CO2 和一种一碳化合物（甲酸盐）进行反应来生产有机物，具体途径见下图。 但是大肠杆菌并不喜欢这条通路，研究人员又利用自然选择的力量来促进大肠杆菌接受这条 新的代谢途径。200 多天后，大肠杆菌接受了新的生活方式。350 天后，选择下来的大肠杆菌 完全接受了暂新的命运。通过测序结果发现，这些细菌体内发生了至少 11 个新的基因突变， 让他们能够适应自养的生活方式。 此研究的目标是为了加大对 CO2 的固定，有望解决食物和能源的可持续生产问题。这一改造 使得大肠杆菌的碳源从有机碳源变为 CO2，是目标达成的重要一步。遗憾的是，目前的结果不 很尽人意，采取新生活方式的大肠杆菌产生的 CO2 要比消耗的更多。看样想要利用大肠杆菌 为人类服务是一件任重道远的事情。 （1）大肠杆菌是一种单细胞________生物，它进行有氧呼吸的场所是________，它的代谢类 型是________。 （2）写出改造后的大肠杆菌与蓝藻在同化作用上的不同。________ （3）推测研究人员筛选以最终获取“吃”CO2 大肠杆菌的思路。________ （4）上述实验结果是否能够解决温室效应问题？请阐述原因。________ 【答案】 (1). 原核 (2). 细胞膜和细胞溶胶 (3). 异养兼性厌氧型 (4). 大肠杆菌 利用有氧呼吸产生的 ATP 和[H]以及甲酸盐相关反应产生的[H]，将 CO2 合成有机物；蓝藻利 用光能将 CO2 合成有机物。 (5). 用逐渐降低有机碳源而增加 CO2 和甲酸盐为碳源的选择 培养基来筛选大肠杆菌 (6). 没有，因为改造后的大肠杆菌产生的 CO2 比消耗的更多，不 能降低大气中的 CO2【解析】 【分析】 大肠杆菌属于原核生物，原核细胞中只存在核糖体这个细胞器，大肠杆菌可以进行有氧呼吸。 蓝藻属于原核生物，其细胞内含藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物，但是没有 叶绿体。 【详解】（1）大肠杆菌是一种单细胞原核生物，没有线粒体，大肠杆菌有氧呼吸全部过程在 细胞膜和细胞溶胶，它的代谢类型是异养兼性厌氧型。 （2）通过阅读全文可知，大肠杆菌利用有氧呼吸产生的 ATP 和[H]以及甲酸盐相关反应产生 的[H]，将 CO2 合成有机物；蓝藻利用光能将 CO2 合成有机物。 （3）研究人员筛选以最终获取“吃”CO2 大肠杆菌的思路是：用逐渐降低有机碳源而增加 CO2 和甲酸盐为碳源的选择培养基来筛选大肠杆菌。 （4）上述实验结果不能够解决温室效应问题，因为改造后的大肠杆菌产生的 CO2 比消耗的更 多，不能降低大气中的 CO2。 【点睛】本题考查了原核生物的有关知识，同时考查考生获取信息的能力，意在考查考生识 记并理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。 17.呼吸缺陷型酵母菌是野生型酵母菌的突变菌株，其线粒体功能丧失，只能进行无氧呼吸。 科研人员为获得高产酒精的呼吸突变型酵母菌进行了相关研究。 （1）酵母菌发酵产生酒精首先要通入无菌空气，目的是______________________。一段时间 后密封发酵要注意控制发酵罐中的______________________条件（至少答出 2 个）。 （2）为优化筛选呼吸缺陷型酵母菌的条件，研究人员设计了紫外线诱变实验，记录结果如下 表。表中 A、B、C 分别是__________。据表中数据分析，最佳诱变处理的条件为 _______________________________。 组别 1 组 2 组 3 组 4 组 5 组 6 组 7 组 8 组 9 组 照射时间/min A 1．5 1．5 2．0 2．0 2．0 2．5 2．5 2．5 照射剂量/W 12 15 17 12 15 B 12 15 17 照射距离/cm 18 20 22 20 22 18 22 18 C 筛出率/% 3 7 13 5 15 6 4 7 11（3）TTC 是无色物质，可以进入细胞内与足量的还原剂[H]反应生成红色物质。为筛选呼吸 缺陷突变菌株可以在基本培养基中添加____________，该培养基属于___________培养基。如 果出现___________的菌落则为呼吸缺陷型酵母菌，原因是____________________________。 （4）科研人员为检测该呼吸突变型酵母菌是否具备高产酒精 特性，做了相关实验，结果如 图所示。由图中数据推测该呼吸缺陷型酵母菌__________（填“适宜”或“不适宜”）作为酒 精发酵菌种，依据是______________________。 【答案】 (1). 使酵母菌进行有氧呼吸，产生较多的 ATP，用于酵母菌的繁殖 (2). 温度、 气压、PH 值 (3). 1．5、17、20 (4). 照射时间 2．0min、照射剂量 15W、照射距离 22cm (5). TTC (6). 鉴别 (7). 白色 (8). 呼吸缺陷型酵母菌无法产生大量的[H]（或 “NADH”），不能将TTC 还原为红色物质 (9). 不适宜 (10). 在 8-32 小时发酵时间内， 呼吸缺陷型酵母菌产酒精量小于野生型 【解析】 【分析】 1、实验设计的原则为单一变量和对照原则； 2、酵母菌是兼性厌氧性生物，既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸； 3、有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和还原性氢，释放出少量能量，第二阶段是丙酮 酸和水在酶的催化作用下生成大量还原性氢和二氧化碳，释放出少量能量，第三阶段是前两 个阶段产生的还原性氢和氧气结合生成水，释放出大量能量。 【详解】（1）酵母菌发酵产生酒精首先要通入无菌空气，是为了使酵母菌进行有氧呼吸，产 生较多的 ATP，用于酵母菌的大量繁殖，增加酵母菌的数量。密封发酵要注意控制发酵罐中 的温度、气压、PH 值等发酵条件。 （2）实验设计遵循的是单一变量原则，由表可知，照射时间和照射剂量以及照射距离的值是 的固定的 3 个，即照射时间（1.5、2.0、2.5），照射剂量（12、15、17），照射距离（18、20、 22），故 123 组照射时间一定，故 1 组照射时间应为 1.5，同理 456 组照射剂量一定，6 组的照 射剂量为 17，789 组照射距离一定，对应的 9 组照射距离为 20，从表中可以分析得出第 5 组 诱变效果最好，即在照射时间 2min、照射剂量 15W、照射距离 22cm 的条件下。 （3）TTC 是无色物质，可以进入细胞内与足量的还原剂[H]反应生成红色物质。利用这个原 理，为筛选呼吸缺陷突变菌株可以在基本培养基中添加 TTC，这样的培养基具有筛选的功能， 属于选择培养基。由于呼吸缺陷型酵母菌无法产生大量的[H]（或“NADH”），不能将 TTC 还 原为红色物质，故培养基中出现白色的菌落则为呼吸缺陷型酵母菌。 （4）由图可知，在 8-32 小时内，野生型比呼吸缺陷型酵母菌发酵液酒精浓度高，所以呼吸缺 陷型酵母菌不适宜作为酒精发酵菌种。 【点睛】本题以酵母菌突变体筛选及酒精发酵能力测试实验为情境，主要考查微生物培养、 细胞呼吸等知识的理解和综合运用能力以及实验探究能力，三因素三水平实验设计是本题创 新性的考查，对思维能力要求较高，难度较大。 18.四膜虫是单细胞真核生物，营养成分不足时，进行接合生殖，过程如图 1 所示。科研人员 用高浓度的 DDT 处理不耐药的野生型四膜虫，经筛选获得了纯合的耐药四膜虫。为研究四膜 虫耐药的机理，进行了相关实验。 （1）高浓度 DDT 处理四膜虫可获得耐药个体，原因是 DDT 对四膜虫具有____________作用， 使耐药的个体被保留。 （2）为研究耐药性的遗传，科研人员将四膜虫分为 80 组进行实验，每一组两只四膜虫，一 只是纯合的耐药四膜虫，另一只是野生型四膜虫。每一组的一对四膜虫接合生殖后得到的四 膜虫均耐药。若每一组接合后的四膜虫再次相互接合，在 80 组实验结果中，出现耐药四膜虫 的组数约为____________组，则表明耐药性受一对等位基因控制，并且耐药为____________性；若 80 组实验结果中，出现耐药四膜虫的组数约为____________组，则表明耐药性受两对 等位基因控制，并且这两对基因独立分配。 （3）为研究基因 A 与四膜虫的耐药性是否有关，科研人员提取耐药个体的 DNA，选用图 2 所示的引物，先后进行 PCR，以最终获得 A 基因失活突变的四膜虫。 ①请分析每次 PCR 体系中除必要的原材料、酶、缓冲液外，还需加入的模板、引物是哪些？ 得到的产物是什么？填写以下表格。 模板 引物 产物 PCR1 A 基因 ______________ 大量的 A1-x PCR2 A 基因 ______________ ____________ PCR3 N 基因和_____________________ 不添加 A1-N-A3 PCR4 _____________________________ ______________ 大量的 A1-N-A3 ②回收的 PCR4 扩增产物通过基因工程方法转入耐药四膜虫细胞中，并用加入___________的 培养液筛选，获得的四膜虫在高浓度 DDT 处理下生长速率明显下降，表明 A 基因是 ____________基因。 （4）从进化角度分析，营养成分不足时四膜虫进行接合生殖的优势是____________。 【答案】 (1). 选择 (2). 60 (3). 显 (4). 45 (5). 引物Ⅰ、Ⅱ (6). 引物Ⅲ、 Ⅳ (7). 大量 y-A3 (8). A1-x 和 y-A3 (9). A1-N-A3 (10). 引物Ⅰ、Ⅳ (11). 巴龙 霉素 (12). 耐药（抗 DDT） (13). 通过基因重组，增加遗传多样性，更有可能产生在 营养成分不足环境中生存的类型 【解析】 【分析】1、基因分离定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源 染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给 后代。 2、分析题图 1 可知，四膜虫的结合生殖存在减数分裂和细胞核的两两结合，属于有性生殖过 程，有性生殖的优势是通过基因重组产生更大的变异性和生活力。 【详解】（1）由于 DDT 对四膜虫的选择作用，能抗 DDT 的四膜虫能繁殖产生后代，不能抗 DDT 的个体死亡，因此高浓度 DDT 处理四膜虫可获得耐药个体。 （2）如果耐药性受一对等位基因控制，并且耐药为显性，纯合的耐药四膜虫如果是 AA，则 野生型为 aa，子二代的基因型是 AA：Aa：aa=1：2：1，因此，在 80 组实验结果中，出现耐 药四膜虫的组数约为 3/4×80=60 组；如果耐药性受两对等位基因控制，并且这两对基因独立分 配，则遵循自由组合定律，子二代 A_B_：aaB_、A_bb：aabb=9：3：3：1，其中 A_B_具有 耐药性，因此出现耐药性四膜虫组数是 9/16×80=45。 （3）①PCR1、根据图 2 左侧分析，用引物Ⅰ、Ⅱ组合扩增扩增的是 A1 片段，以引物Ⅱ所在 的单链为模板在引物Ⅰ的作用下合成 DNA 时，引物Ⅱ上的 X 片段也被作为模板合成子链，因 此得到的绝大部分 DNA 片段是 A1-x。 PCR2、根据图 2 左侧分析，用引物Ⅲ、Ⅳ组合扩增扩增的是 A3 片段，以引物Ⅲ所在的单链 为模板在引物Ⅳ的作用下合成 DNA 时，引物Ⅲ上的 y 片段也被作为模板合成子链，因此得到 的绝大部分 DNA 片段是大量 y-A3。 PCR3、根据图 2 右侧分析，要得到 A1-N-A3 产物，而不添加任何引物，那可添加 N 基因和 A1-x 和 y-A3 作为模板。 PCR4、最后得到大量的 A1-N-A3 产物，则需要添加 A1-N-A3 作为模板，同时添加引物Ⅰ、Ⅳ。 ②由于基因 A1-N-A3 是巴龙霉素抗性基因，因此回收的 PCR4 扩增产物通过基因工程方法转入 耐药四膜虫细胞中，并用加入巴龙霉素的培养液筛选，获得 A 基因被敲除的四膜虫，这种四 膜虫在高浓度 DDT 处理下生长速率明显下降，表明 A 基因是耐药基因。 （4）由题图可知，四膜虫的结合生殖是有性生殖，从进化角度分析，营养成分不足时，四膜 虫进行接合生殖的优势是通过基因重组，增加遗传多样性，有利于适应环境。 【点睛】本题旨在考查学生理解基因分离定律的实质和应用、PCR 技术及应用，把握知识的 内在联系，形成知识网络，并应用相关知识结合题干信息进行推理、解答问题。 19.独脚金内酯是近年来新发现的一种植物激素，其具有抑制侧枝生长等作用。 （1）独脚金内酯作为植物激素，是一类具有_________作用的_________的有机物。（2）细胞分裂素能够促进侧枝生长，在这一功能上，其与独脚金内酯是_____的关系。 （3）为了探究这两种激素在调节侧枝生长上的相互作用机制，研究者用细胞分裂素类似物 BA 和独脚金内酯类似物 GR24 等试剂，以及独脚金内酯合成突变体和受体突变体豌豆为实验材料 进行了研究，实验结果如下图。 ①整个实验在光照和温度可控的温室中进行，目的是________________。 ②实验处理和测量的材料都是豌豆原本不发育的第三侧芽，选择此侧芽的目的是________。 ③由实验结果可知，BA 促进侧芽生长的效果在_______中比野生型更明显。 ④依据实验结果判断，______（填“突变体 1”或“突变体 2”）是独脚金内酯合成突变体， 做出此判断的依据是___________。 （4）研究人员推测独角金内酯能够促进细胞分裂素的降解而抑制侧枝生长，验证此推测还需 补充的实验组处理为____。 a．野生型豌豆 b．豌豆突变体 1 c．豌豆突变体 2 d．细胞分裂素合成缺陷 型豌豆 e．用适量 BA 处理 f．用适量 GR24 处理 g．用适量 BA 和 GR24 处理 h．检测细胞分裂素含量 i．检测侧枝长度 【答案】 (1). 调节（植物生命活动） (2). 微量（高效） (3). 拮抗 (4). 排除光 照和温度对实验结果的影响（保证温度和光照相同且适宜） (5). 使实验现象更明显，更易 观察 (6). 突变体 1 和突变体 2 (7). 突变体 1 (8). 突变体 1 加入 BA 和 GR24 的组 比单独加 BA 侧枝长度短得比突变体 2 更明显 (9). afh（i）或 bfh（i） 【解析】 【分析】 1、植物激素是指植物体内一定部位产生，从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育有 显著影响的微量有机物。2、明确实验设计遵循的单一变量原则，以图示信息为切入点是解题的关键。 【详解】（1）独脚金内酯作为植物激素，对植物的生命活动具有调节作用的微量有机物。 （2）细胞分裂素能够促进侧枝生长，独脚金内酯抑制侧枝生长，说明独脚金内酯与细胞分裂 素是拮抗关系。 （3）①从图中信息可知，该实验的自变量是不同激素对植物的处理，因变量是不同处理下侧 枝的长度；整个实验在光照和温度可控的温室属于无关变量，无关变量做到相同且适宜减少 对实验的影响。 ②实验处理和测量的材料都是豌豆原本不发育的第三侧芽，其目的是使实验现象更明显，更 易观察。 ③由实验结果可知，BA 促进侧芽生长的效果在突变体 1 和突变体 2 中比野生型更明显。 ④依据实验结果分析可知，变体 1 加入 BA 和 GR24 的组比单独加 BA 侧枝长度短得比突变体 2 更明显，故推测突变体 1 是独脚金内酯合成突变体。 （4）研究人员推测独角金内酯能够促进细胞分裂素的降解而抑制侧枝生长，验证此推测还需 补充的实验组处理为:选择野生型豌豆或者选择豌豆突变体 1 作为实验材料；用适量 GR24 处 理；一段时间检测细胞分裂素含量，同时检测侧枝长度，故选 afh（i）或者 bfh（i）。 【点睛】本题考查植物激素的相关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，对某些生物 学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。 20.药物 A 是一种新型免疫调节剂，临床用于肿瘤的治疗。研究人员利用 H 细胞对其作用机理 进行了相关研究。 （1）H 细胞是一种肝癌细胞，具有________的特点，该细胞产生的根本原因是________。细 胞癌变后通常会表达特异性的膜蛋白，当体内出现癌细胞时，机体主要通过________免疫发挥免疫监控和清除作用。但由于各种原因，癌细胞表面特异性抗原表达量________，无法被 免疫细胞识别，从而实现免疫逃逸。 （2）将 H 细胞培养一段时间后，分别加入 D 溶剂溶解的不同浓度的药物 A 溶液，24h 后测定 细胞存活率。实验结果如下表，由数据可知药物 A 对 H 细胞无明显的细胞毒性，原因是 _______________________。 浓度 /µmol·L-1 0 1 5 10 15 20 细胞存活率/% 100．0 98．21 97．85 97．12 96．87 96．24 （3）研究人员对药物 A 的免疫调节作用进行研究。将 H 细胞与 T 淋巴细胞按一定比例混合， 分别加入不同浓度的药物 A 溶液，培养一段时间后统计各组癌细胞的凋亡率。对照组的设置 应为________。 ①单独培养的 H 细胞 ②单独培养的 T 淋巴细胞 ③混合培养的 H 细胞与 T 淋巴细胞 ④加入等量的 D 溶剂 ⑤加入等量的生理盐水 凋亡率统计结果如下表，据此提出药物 A 的免疫调节作用是_______________________。 浓度/µmol·L-1 凋亡率/% 对照组 3 1 13．4 10 29．3 15 55．3 （4）为进一步探究药物 A 发挥免疫调节作用的机理，研究人员又做了如下实验： ①已知 IL-2、TNF-α 是 T 细胞产生的两种杀伤性细胞因子，研究人员利用癌症模型鼠进行实 验，测定了不同组小鼠 IL-2、TNF-α 的表达量，结果如下表：A 药剂量/mg·kg-1 IL-2 TNF-α 0 14．12 11．25 5 18．31 16．54 10 24．32 20．23 15 31．54 27．50 ②T 细胞表面的 PD-1 和癌细胞表面的 PD-L1 结合后可以抑制 T 细胞的活性，使其无法识别癌 细胞，导致癌细胞的免疫逃逸。研究者分别测定了①实验中 T 细胞表面的 PD-1 和癌细胞表面 的 PD-L1 表达量，结果如上图。上述实验结果________（支持/不支持）药物 A 免疫作用机理 的假设，原因是________________。 （5）请结合 PD-1/PD-L1 信号通路的作用机理，利用免疫学知识为治疗癌症提供一种新思路 ___。 【答案】 (1). 无限增殖 (2). 原癌基因和抑癌基因的突变 (3). 细胞 (4). 降低或 不表达 (5). 不同浓度的药物 A 与不加药物 A 处理后细胞存活率差异不明显 (6). ③④ (7). 药物 A 能促进淋巴细胞对 H 的杀伤能力（使癌细胞凋亡），且浓度越高杀伤能力越强 (8). 支持 (9). 药物 A 一方面可以增加 T 细胞杀伤因子 IL-2、TNF-α 的释放量，增强对癌 细胞的杀伤作用；另一方面可通过抑制 T 淋巴细胞和癌细胞表面 PD-1/PD-L1 的表达，使 T 细 胞活性增强，抑制癌细胞的增殖 (10). 制备抗 PD-1 或 PD-L1 单抗，抑制其活性；阻断 PD-1 和 PD-L1 的结合 【解析】 【分析】 特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫，其具体过程如下：【详解】（1）H 细胞是一种肝癌细胞，具有无限增殖的特点，该细胞产生的根本原因是原癌基 因和抑癌基因突变。当体内出现癌细胞时，机体主要通过细胞免疫发挥免疫监控和清除作用。 但由于各种原因，癌细胞表面抗原表达量降低，无法被免疫细胞识别，从而实现免疫逃逸。 （2）比较表中对照组以及添加不同浓度药物 A 处理的细胞存活率，发现不同浓度的药物 A 与 不加药物 A 处理后细胞存活率差异不明显，由此推测药物 A 对 H 细胞无明显的细胞毒性。 （3）将 H 细胞与 T 淋巴细胞按一定比例混合，分别加入不同浓度 药物 A 溶液为实验组， 那么对照组处理应是 H 细胞与 T 淋巴细胞按一定比例混合，加入等量的 D 溶液，故选③④。 通过实验凋亡率统计结果可以看出，药物 A 能促进淋巴细胞对 H 的杀伤能力（使癌细胞凋 亡），且浓度越高杀伤能力越强。 （4）通过柱形图分析可知，药物 A 一方面可以增加 T 细胞杀伤因子 IL-2、TNF-α 的释放量， 增强对癌细胞的杀伤作用；另一方面可通过抑制 T 淋巴细胞和癌细胞表面 PD-1/PD-L1 的表达， 使 T 细胞活性增强，抑制癌细胞的增殖，所以支持药物 A 免疫作用机理的假设。 （5）制备 PD-1 或 PD-L1 单抗，抑制其活性；阻断 PD-1 和 PD-L1 的结合。 【点睛】本题以实验为载体考查人体的免疫调节等相关知识，意在考查考生的识记能力和理 解所学知识，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合 等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。 21.大气污染中主要是 SO2 污染，科研人员对影响 L 市 SO2 浓度的变化因素进行了研究。 （1）生态系统成分中___________的分解作用可以产生 SO2，_____________可以吸收空气中 的 SO2，从而影响大气中的 SO2 的变化。 （2）人类活动中增加大气 SO2 浓度的有__________，减少大气中 SO2 浓度的有 ______________。 的（3）在近十年中发现 L 市的年均 SO2 浓度及每年 SO2 浓度变化如下图： 从图中可以看出：近 10 年来 L 市 SO2 浓度的总体变化趋势是_____________；每年中 SO2 浓 度变化呈现_____________的规律，推测主要原因是冬季采暖导致_____________，且植被覆 盖量_____________，导致植物吸收的 SO2 减少。 （4）为进一步证明上述的推测，研究人员对 L 市的植被进行了调查，结果如下图： 图中的数据________（是/否）支持上述假设，依据是_____________。 （5）综合上述数据可以看出，人类必需对____________复合生态系统进行调整，并利用 _________等现代技术培育新的抗寒植物，以增加冬季的植被覆盖量，才能更有效的治理 L 市 的 SO2 污染。 【答案】 (1). 分解者 (2). 生产者 (3). 汽车尾气的排放（或含硫碳的燃烧） (4). 种植吸收 SO2 的树木（减少 SO2 排放） (5). 逐渐降低 (6). 冬季 SO2 量较高 (7). （燃煤使）SO2 排放 (8). 减少 (9). 支持 (10). 冬季植被指数较低而 SO2 浓度较高 (11). 社会、自然、生态 (12). 基因工程 【解析】 【分析】 1、煤、石油和某些金属矿物中含硫或硫的化合物，因此燃烧或冶炼时，往往会生成二氧化硫， 汽车尾气、硫酸厂硝酸厂尾气排放是二氧化硫对空气污染的来源。 2、大气中二氧化碳和二氧化硫迅速增加，会造成的环境问题分别是温室效应和酸雨，其根本 原因是大量化石燃料的使用，开发新能源可以减轻这种环境问题，同时增加植被覆盖。 【详解】（1）生态系统中的分解者的分解作用可以产生 SO2，而生产者可以吸收空气中的 SO2，从而影响大气中的 SO2 的变化。 （2）人类活动如汽车尾气的排放（或含硫碳的燃烧）增加大气 SO2 浓度，通过种植吸收 SO2 的树木（减少 SO2 排放）减少大气中 SO2 浓度。 （3）从图中可以看出：近 10 年来 L 市 SO2 浓度总体呈下降趋势；一年内冬季 SO2 量较高， 可能是冬季采暖导致大量（燃煤使）SO2 排放，且植被覆盖量减少，导致植物吸收的 SO2 减少。 （4）通过对比分析春夏秋冬四季的 S O2 的变化量和植被覆盖情况，发现冬季植被指数较低而 SO2 浓度较高，说明图中的数据支持上述假设。 （5）综合上述数据可以看出，人类必需对社会、自然、生态复合生态系统进行调整，并利用 基因工程等现代技术培育新的抗寒植物，以增加冬季的植被覆盖量，才能更有效的治理 L 市 的 SO2 污染。 【点睛】本题考查大气中 SO2 的来源，去向进行考查，意在考查考生的识记能力和理解所学 知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问 题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查。