2020年高三生物开学摸底考02（北京卷解析版）

2020 年高三生物开学摸底考 02（北京卷） 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共 15 个小题，每小题 2 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要 求的。 1.大肠杆菌和烟草花叶病毒共有的特征是  (　　) A.有拟核　 　B.有核糖体 C.通过分裂进行增殖　　 D.以核酸为遗传物质 【答案】D 【解析】烟草花叶病毒属于病毒，由蛋白质和 RNA 构成，无细胞结构，无拟核、核糖体，不能进行 分裂增殖。 2.无活性胰蛋白酶原在人小肠肠腔内被激活成胰蛋白酶的过程如图所示。下列叙述错误的是(　)   A.无活性胰蛋白酶原的合成场所为核糖体 B.胰蛋白酶原的激活过程发生在人体的内环境中 C.水解酶破坏了胰蛋白酶原的部分肽键等化学键 D.水解过程改变了胰蛋白酶原的结构和功能 【答案】B 【解析】蛋白质的合成场所是核糖体，A 正确；由题可知，无活性胰蛋白酶原在人小肠肠腔内被激 活成胰蛋白酶，小肠肠腔不属于内环境，B 错；由图可知胰蛋白酶酶原被切除 6 个氨基酸，故破坏 了胰蛋白酶原部分的肽键，同时改变了其结构和功能，C、D 正确。 3.下列关于细胞膜的叙述,不正确的是 (　　) A.以脂双层为基本支架 B.膜内、外表面均镶有载体蛋白 C.是一种选择透过性膜 D.糖蛋白与细胞间的黏着性有关 【答案】B【解析】细胞膜是流动镶嵌型，以磷脂双分子层为基本支架，跨膜蛋白镶嵌其中，表面的糖蛋白可 以起到粘附、信息交流等作用；细胞膜的结构特性是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过 性。 4.仙人掌生长在高温、干旱的环境中,形成了一定的适应性特征。如图表示仙人掌在 24 小时内,光合 作用和气孔导度(气孔导度表示气孔张开程度)的变化。据图分析,下列描述正确的是 (　　) A.白天进行光合作用,夜间进行呼吸作用 B.白天蒸腾作用强,散失的水分多于夜间 C.白天可以进行光反应,但几乎不能从外界吸收 CO2 D.夜间同化二氧化碳,所以暗反应只在夜间进行 【答案】C 【解析】植物的呼吸作用是一直存在的；由图可知，仙人掌在白天光照强时，气孔关闭，夜间气孔 打开，所以白天的蒸腾作用小，散失的水分少于夜间；白天气孔关闭，仙人掌在白天几乎不从外界 吸收二氧化碳，但是可以同化二氧化碳，暗反应依然发生。 5.哺乳动物受精卵的前几次分裂异常可能导致子细胞出现多核现象。经研究发现，受精卵分裂时， 首先形成两个相对独立的纺锤体，之后二者夹角逐渐减小，形成一个统一的纺锤体。科研人员用药 物 N 处理部分小鼠（2n=40）受精卵，观察受精卵第一次分裂，结果如图所示。 以下有关实验的分析中，合理的是 A.两个纺锤体可能分别牵引来自双亲的两组染色体，最终合二为一 B.细胞 A 最终可能将分裂成为 1 个双核细胞，1 个单核细胞 C.细胞 B 最终形成的子细胞中每个核的染色体条数为 40 D.药物 N 抑制两个纺锤体的相互作用，可能和马达蛋白的作用有关 【答案】B【解析】根据图中信息,细胞 A 的两个纺锤体一极靠近,形成的子细胞会出现含 40 条染色体的单核,另 一极分开,形成的子细胞会出现各含 20 条染色体的双核;而细胞 B 的两个纺锤体完全分开,形成的子细 胞都会出现各含 20 条染色体的双核，这一过程与马达蛋白的作用无关。 6.果蝇的性别及育性如右表所示。用白眼雌果蝇（XrXr）和红眼雄果蝇（XRY）进行杂交实验，发 现每 2000 个子代个体中，总出现一个白眼雌蝇和一个红眼雄蝇（红眼对白眼为显性）。对这种例外 的分析，最合理的是 A.亲代红眼雄蝇产生配子时发生了基因突变 B.亲代白眼雌蝇产生配子时发生了基因突变 C.亲代红眼雄蝇产生配子时 X 与 Y 染色体不分离 D.亲代白眼雌蝇产生配子时两个 X 染色体不分离 【答案】D 【解析】基因突变具有低频性，题中“发现每 2000 个子代个体中，总出现一个白眼雌蝇和一个红眼 雄蝇”，不符合基因突变的低频性，则不是基因突变的结果；若 C 选项所述情况发生,则产生的子代 基因型及表现型为 XRXrY(红眼雌蝇)和 Xr(白眼雄蝇,不育),与实验结果不符；若 D 选项所述情况发生, 则产生的子代基因型及表现型为 XRXrXr(胚胎期死亡)、XrXrY(白眼雌蝇)、XR(红眼雄蝇,不育)、Y(胚 胎期死亡),D 选项正确。 7.枫糖尿病是一种单基因遗传病,患者氨基酸代谢异常,出现一系列神经系统损害的症状。如图是某患 者家系中部分成员的该基因带谱,以下推断不正确的是 ( 　) 性染色体组成 性别及育性 XX XXY ♀ 可育 XY XYY ♂ 可育 X ♂ 不育 XXX Y YY 胚胎期死亡A.该病为常染色体隐性遗传病 B.2 号携带该致病基因 C.3 号为杂合子的概率是 2/3 D.1 和 2 再生患此病孩子的概率为 1/4 【答案】C 【解析】由遗传图可知，1 号和 2 号均无病，4 号患病，该病为常染色体隐性遗传病，则 1 号和 2 号 均为携带该致病基因的杂合子；由基因带谱可知，3 号只有一个条带，所以三号为纯合子；1 和 2 再 生患此病孩子的概率为 1/4。 8.科研人员给予突触 a 和突触 b 的突触前神经元以相同的电刺激,通过微电极分别测量突触前、后两 神经元的膜电位,结果如图。据此判断不合理的是 (　　)  　   A.静息状态下膜内电位比膜外低约 70 mV B.突触 a 的突触后神经元出现了阳离子内流 C.突触 a 和 b 分别为兴奋性突触和抑制性突触 D.兴奋在突触前后两神经元间的传递没有延迟 【答案】D 【解析】由图可看出，静息状态下膜内电位比膜外低约 70 mV；突触 a 前神经元被刺激后，突触后 神经元的静息电位值降低，说明此时突触后神经元出现了阳离子内流，此时的递质为兴奋性递质； 突触 b 前神经元刺激后，突触后神经元的静息电位值增大，说明作用于突触 b 后膜上的为抑制性神 经递质，突触 b 为抑制性突触；兴奋在突触前后两神经元间的传递存在时间延迟。9.下图所示实验能够说明 (　　)   A.病毒抗原诱导 B 细胞分化的作用 B.浆细胞产生抗体的作用 C.病毒刺激淋巴细胞增殖的作用 D.效应 T 淋巴细胞的作用 【答案】D 【解析】培养瓶中加入的细胞是从被 LCM 病毒感染的小鼠体内分离出的淋巴细胞和被该病毒感染的 51Cr 标记的同种小鼠细胞,一段时间后测定的是上清液中 51Cr 释放量,可判断 51Cr 是标记细胞破裂后 释放出来的,所以被 LCM 病毒感染的 51Cr 标记的同种小鼠细胞可看作效应 T 淋巴细胞作用的靶细胞, 该细胞裂解是效应 T 淋巴细胞作用的结果,所以该实验说明了效应 T 淋巴细胞的作用。 10.如图为探究不同浓度 2,4-D(生长素类似物)对洋葱根生长影响的实验及结果,以下叙述正确的是  (　　) A.适宜浓度生长素主要通过促进细胞分裂从而促进根伸长 B.调节洋葱根生长的激素全部来自施加的 2,4-D 溶液 C.培养 6 天的实验结果未体现生长素作用的两重性 D.促进洋葱芽生长的最适 2,4-D 溶液浓度也是 10-8 mol/L 【答案】C 【解析】生长素主要是通过促进细胞的伸长，从而促进根的伸长；调节洋葱根生长的激素除 2,4-D(生 长素类似物)外,还有其内源性的其他激素；从图中可看出，培养 6 天的那组，在不同浓度的 2,4-D 作用下根的总长度一直大于对照组，并未体现生长素作用的两重性；芽对生长素的敏感程度与根不同, 其最适浓度不一定是 10-8 mol/L。 11.稻飞虱以刺吸水稻的汁液为生,成虫有短翅型和长翅型两种,长翅利于稻飞虱在水稻发育晚期迁移 到适宜生存的环境。研究人员在含糖量不同的封闭环境中饲养稻飞虱若虫(幼虫),探究种群密度对成 虫翅形比例的影响,结果如图。下列说法错误的是 ( 　)   A.水稻和稻飞虱共同组成生物群落 B.稻飞虱属于生态系统中的消费者 C.稻飞虱种群在高糖、高密度情况下迁移能力提高 D.水稻与稻飞虱在相互选择中共同(协同)进化 【答案】A 【解析】生物群落包括一定空间内所有的生物，水稻和稻飞虱不能组成生物群落。 12.我国生物多样性较低的西部沙漠地区生长着一种叶退化的药用植物锁阳,该植物依附在另一种植 物小果白刺的根部生长,从其根部获取营养物质。下列相关叙述正确的是 (　　) A.锁阳与小果白刺的种间关系为捕食 B.该地区生态系统的自我调节能力较强,恢复力稳定性较高 C.种植小果白刺等沙生植物固沙体现了生物多样性的间接价值 D.锁阳因长期干旱定向产生了适应环境的突变,并被保留下来 【答案】C 【解析】根据题意，锁阳依附在另一种植物小果白刺的根部生长,从其根部获取营养物质，两者为寄 生关系；西部沙漠地区生物多样性较低，自我调节能力较弱；种植小果白刺等沙生植物固沙体现了 生物多样性的间接价值；突变是自发的，不定向的，选项中锁阳因长期干旱定向产生了适应环境的 突变是错误的。13.下列与 DNA 相关实验的叙述中,不正确的是 (　　) A.利用不同物质在 NaCl 中溶解度的差异粗提取 DNA B.利用甲基绿吡罗红(派洛宁)染液鉴定 DNA C.利用密度梯度离心分离含 14N 与 15N 的 DNA D.利用琼脂糖凝胶电泳分离不同长度的 DNA 【答案】B 【解析】DNA 分子的鉴定使用的是二苯胺试剂，水浴加热。 14.甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株,再将二者 杂交后得到 F1,结合单倍体育种技术,培育出同时抗甲、乙的植物新品种。以下对相关操作及结果的 叙述,错误的是 (　　) A.将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞 B.通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定 C.调整培养基中植物激素比例获得 F1 花粉再生植株 D.经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体 【答案】D 【解析】基因工程中需将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞;通过接种病原体,可在个体生 物学水平上对转基因的植株进行抗病性鉴定;在花粉离体培养过程中,生长素与细胞分裂素的比例影 响脱分化与再分化过程,调整培养基中生长素与细胞分裂素比例有利于获得 F1 花粉再生植株;经花粉 离体培养获得的若干再生植株均为单倍体。 15.实验人员利用矮牵牛(二倍体,2n=14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体,4n=48)叶肉细胞, 制备了相应的原生质体,并诱导其融合,经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是 (　　) A.获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍 B.可利用电激、离心等方法诱导原生质体融合 C.可利用光学显微镜观察,筛选出杂种原生质体 D.若原生质体均为两两融合,则融合后的细胞中染色体数目均为 62 条 【答案】D 【解析】原生质体融合后的结果有三种，矮牵牛与矮牵牛、矮牵牛与枸杞、枸杞与枸杞，相应的融合后细胞中的染色体数目分别为，28 条、62 条、96 条。 第Ⅱ卷 二、非选择题：本卷包括 6 大题，共 70 分。请用黑色字迹签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答， 在试卷上作答无效。 16（11 分）气孔是由两个保卫细胞围成的空腔，主要分布在植物叶片表皮。脱落酸（ABA）可通过 特定的信号转导途径调节气孔的开放程度，机制如下图。已知细胞质基质中 Ca2+ 的浓度在 20~200nmol/L 之间，液泡中及细胞外 Ca2+的浓度通常高达 1mmol/L。（注：每个保卫细胞同时存在 “ROS”途径和“IP3，cADPR”途径） （1）由图可知，ABA 与 ABA 受体结合后，可通过 ROS、IP3 等信号途径激活_______上的 Ca2+通道， 使 Ca2+以_______方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中 Ca2+浓度的增加，促进了 K+及 Cl-流出细 胞，使保卫细胞的渗透压降低，保卫细胞_______（填“吸水”或“失水”），气孔关闭。 （2）有人推测，ABA 受体有胞内受体和细胞膜上受体两种，为探究 ABA 受体位置，研究者进行了 下列实验，请完善实验方案。 实验一 实验二 步骤一 培养叶片下表皮组织 培养叶片下表皮组织 步骤二 向培养液中添加同位素标记的 ABA 向保卫细胞内直接注射足以引起 气孔关闭的一定浓度 ABA 步骤三 检测_______ 检测气孔开放程度 实验结果 细胞膜表面放射性明显强于细胞内，气孔关闭 气孔不关闭 （3）据实验一、二推测 ABA 受体只位于细胞膜上，但有人认为直接注入细胞的 ABA 可能被降解， 导致气孔不关闭。因此设计了两种防降解的 “笼化 ABA”，光解性“笼化 ABA”能在紫外光作用下释放有活性的 ABA，非光解性“笼化 ABA” 则不能。 实验三 Ⅰ组 Ⅱ组 步骤一 培养叶片下表皮组织 步骤二 将 i_____显微注射入保卫细胞内 将 ii______显微注射入保卫细胞内 步骤三 用 iii_______照射保卫细胞 30s 步骤四 检测气孔开放程度 实验结果 气孔关闭 气孔不关闭 综合实验一、二、三结果表明，ABA 受体位于_______。 （4）植物在应答 ABA 反应时能产生一类磷脂—S1P（如图所示）。为检验“S1P 通过 G 蛋白起作用” 的假设，用 ABA 处理拟南芥 G 蛋白缺失突变体保卫细胞，检测气孔开放程度的变化。请评价 该实验方案并加以完善和修订_______。 【答案】(1)细胞膜和液泡膜(答全给分)　协助扩散(易化扩散)　失水 (2)放射性的强度、位置及气孔是否关闭(开放程度) (3)i 光解性“笼化 ABA”　ii 非光解性“笼化 ABA”　iii 紫外线　细胞膜上和细胞内(答全给分) (4)该实验存在两处缺陷: 第一,不应该用 ABA,应该用 S1P 处理拟南芥保卫细胞; 第二,补充一组对正常拟南芥做同样处理(用 S1P 处理)的对照实验 【解析】（1）由图可知，ABA 与 ABA 受体结合后，可通过 ROS、IP3 等信号途径激活细胞膜和液 泡膜上的 Ca2+通道，使 Ca2+以协助扩散方式（需要载体，不需要能量）转运到细胞质基质中。细胞 质基质中 Ca2+浓度的增加，促进了 K+及 Cl-流出细胞，使保卫细胞的渗透压降低，保卫细胞失水， 气孔关闭。 （2）本实验探究 ABA 受体位置,采用同位素标记法进行示踪,再结合实验结果可知,步骤三应检测放 射性的强度、位置及气孔是否关闭； （3）本实验的自变量是 ABA 是否被降解,i 组结果是气孔关闭,说明 ABA 发挥作用,且没有被降解,故 i 中应该加入光解性“笼化 ABA” ;ii 组结果是气孔不关闭,说明 ABA 没有起作用,故 ii 中应该加入非光 解性“笼化 ABA”,并分别用紫外线照射。综合实验一、二、三结果表明,ABA 受体位于细胞膜上和细 胞内。 （4）该实验的自变量是 S1P,所以不应该用 ABA,应该用 S1P 处理拟南芥保卫细胞。实验遵循对照原 则,应补充一组对正常拟南芥做同样处理(用 S1P 处理)的对照实验。17（12 分）阿尔茨海默病（AD）是一种中枢神经退行性疾病。AD 两大主要病理特征为 β-淀粉样蛋 白（Aβ）沉积导致形成老年斑和 tau 蛋白过度磷酸化导致神经纤维缠结，两种情形均引起神经元凋 亡，使患者学习记忆能力减退。大蒜素是大蒜中的生物活性成分，具有保护大脑神经元和抑制脑细 胞凋亡等作用。为研究大蒜素对 AD 发病进程的影响，研究人员进行了系列实验。 （1）细胞凋亡是由__________决定的细胞编程性死亡，神经元的凋亡使得其产生并传导__________ 的功能受阻。根据出现学习记忆能力减退的症状，推测 AD 患者中枢神经系统受损的部位是 __________。 （2）实验一：研究人员构建 AD 模型小鼠进行实验，请将实验材料和处理补充完整。 ①研究人员用三组小鼠进行水迷宫实验：在水中放置平台（图 1 中以●表示），训练小鼠记忆平 台位置，之后撤去平台，观察小鼠的运动轨迹，检测小鼠的学习记忆能力。在撤去平台后，三 组小鼠的运动轨迹如图 1 所示。 实验结果支持大蒜素可改善 AD 模型小鼠的学习记忆能力，理由是__________。 ②检测三组小鼠脑组织的老年斑数量，结果如图 2 所示（深色斑点为老年斑）。 由结果可知，大蒜素__________。 ③测定三组小鼠脑内 Aβ 的含量，如图 3；测定三组小鼠脑内三种蛋白的表达水平，如图 4（条 带宽窄和颜色深浅代表相应蛋白表达水平的高低）。 组别 实验材料 实验处理 甲 __________ 玉米油灌胃处理 乙 AD 模型小鼠 __________ 丙 __________ 大蒜素（溶于玉米油）灌胃给药请在图 3 横坐标相应柱形图下标出组别，并画出丙组的柱形图。 根据图 3 和图 4 结果，推测大蒜素可__________，从而在一定程度上减少神经元的 凋亡，进而使 AD 模型小鼠的学习记忆能力得到改善。 （3）实验二: 研究人员通过实验证实“大蒜素可通过减少 tau 蛋白的磷酸化来改善 AD 模型小鼠的学 习记忆能力”。实验设计方案为用大蒜素分别处理 tau 蛋白过度磷酸化的 AD 模型小鼠和健康小 鼠，检测两组小鼠的学习记忆能力。请评价该实验方案并加以完善。__________。 （4）综上所述，大蒜素对 AD 的发病进程有一定的__________作用。 【答案】(1)基因　兴奋(神经冲动)　大脑(高级神经中枢) (2)甲:健康小鼠　乙:玉米油灌胃处理　丙:AD 模型小鼠 ①丙组小鼠与甲组小鼠运动轨迹相似,即主要集中在相应平台位置运动,而乙组小鼠的运动轨 迹则远离相应平台位置 ②可抑制 AD 模型小鼠脑组织中的老年斑形成,但未使其恢复至正常 ③   通过降低 AD 模型小鼠脑细胞中 PS1 基因的表达,减少 Aβ 的含量;抑制表达出凋亡相关蛋白 Bax,促进 表达出凋亡相关蛋白 Bcl-2 (3)该实验应有三组,其中对照组设置不准确,将大蒜素处理的健康小鼠改成玉米油灌胃处理的 tau 蛋白 过度磷酸化的 AD 模型小鼠和健康小鼠;检测指标不全面,还需检测 tau 蛋白的磷酸化水平 (4)减缓(抑制) 【解析】（1）细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡，神经元的凋亡使得其产生并传导兴奋（神 经冲动）的功能受阻，可知受损的部位应该在大脑。（2）本实验的研究目的是大蒜素对 AD 发病进程的影响，实验应分为三组，空白对照组，健康小鼠 ---玉米油灌胃处理；条件对照组，AD 模型小鼠---玉米油灌胃处理；实验组，AD 模型小鼠---大蒜素 （溶于玉米油）灌胃给药；①观察甲、乙、丙的运动轨迹，甲组与丙组的运动轨迹形似，即主要集 中在相应平台位置运动,而乙组小鼠的运动轨迹则远离相应平台位置，则说明大蒜素可改善 AD 模型 小鼠的学习记忆能力；②据图可知,大蒜素组老年斑数量介于健康小鼠和 AD 模型小鼠之间,说明大蒜 素可以减缓脑组织中老年斑的形成，但未使其恢复至正常；③根据题干信息“β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积 导致形成老年斑”,结合②结果,丙组老年斑数量介于甲、乙组之间,故脑内 β-淀粉样蛋白(Aβ)含量也应 介于二者之间。图像见答案。因为条带宽窄和颜色深浅代表相应蛋白表达水平的高低,根据图 4 可知 大蒜素通过降低AD模型小鼠脑细胞中PS1基因的表达,减少Aβ的含量;抑制表达出凋亡相关蛋白Bax, 促进表达出凋亡相关蛋白 Bcl-2。 （3）该实验的实验目的是“大蒜素可通过减少 tau 蛋白的磷酸化来改善 AD 模型小鼠的学习记忆能 力”,所以实验的自变量为大蒜素、因变量为 tau 蛋白的磷酸化水平,所以实验应分为三组:大蒜素(溶于 玉米油)处理的 AD 模型小鼠、等量玉米油处理的 AD 模型小鼠、等量玉米油处理的健康小鼠,其中健 康小鼠组作为空白对照。(4)综合(2)、(3)结果可知,大蒜素对 AD 的发病进程有一定缓解作用。 （4）综上所述，大蒜素对 AD 的发病进程有一定的缓解作用。 18.（12 分）果蝇(2n=8)的精原细胞要经过精确的四次有丝分裂之后,方能启动减数分裂形成初级精母 细胞。科研团队致力于研究有丝分裂向减数分裂转化的调控机制,用 EMS 诱变筛选,发现一株果蝇 tut 突变体,其精原细胞不能停止有丝分裂,而出现精原细胞过度增殖的表现型。 (1)显微观察野生型果蝇精巢,发现有 15%的细胞是 16 条染色体、55%的细胞是 8 条染色体、30%的细 胞是 4 条染色体。细胞中　　　 条染色体的出现可能与减数分裂有关。 (2)为探究 tut 突变体的遗传特性,研究人员做了杂交实验,结果如下。 根据杂交实验结果可知,　　　 为隐性性状。推测它们的遗传遵循基因的　　　 定律。若 F1 与 tut 突变体杂交后代的性状及其分离比为　　　 ,则说明上述推测正确。 (3)经过文献查阅,发现已报道有 bgcn 突变体与 tut 突变体性状一样,研究人员为探究 tut 突变体的突变基因是否就是 bgcn 突变体的突变基因,做了如下实验: 实验结果表明:　　　　　　　　　　 ,理由是 。 (4)研究人员采用缺失定位法对 tut 突变体的突变基因进行定位:将一株一条染色体缺失某片段的果蝇 (缺失突变体)与 tut 突变体杂交,如果 F1 表现型会出现过度增殖,则说明　 　　 研究人员将 tut 突变体与一系列缺失突变体果蝇做杂交,发现 tut 突变体与编号为 BL7591、BL24400、 BL26830、BL8065 的果蝇缺失突变体杂交后代表型均有过度增殖,tut 突变体的突变基因应该位于这 些染色体缺失区域的　　　 (交集/并集)区域。 研究发现该区域共包含 11 个基因,通过 tut 突变体与野生型 DNA 测序并比对,只有一个位点的碱基序 列发生了改变: “↓”的碱基对由 G—C 变成了 A—T,这种变异属于　　　　 ,对应的密码子变为　　　 (终止密码子)。与正常蛋白质比较,变化后的基因控制合成的蛋白质相对分子质量将　　 。合成的 异常蛋白质在体内往往被降解,导致该基因失去功能。后经实验证实 tut 突变体表型确实由该位点的 突变导致,之后科研人员将该位点的基因命名为 tut 基因。 【答案】(1)8 和 4 (2)过度增殖　基因分离　正常有丝分裂∶过度增殖=1∶1 (3)tut 突变体的突变基因与 bgcn 突变体的突变基因不是同一个基因　tut 突变体与 bgcn 突变体杂 交,F1 为正常表现型,F2 性状分离比为 9∶7,符合基因自由组合定律,说明这两个突变体的突变基因分 别在两对同源染色体上 (4)tut 突变体的突变基因位于该果蝇的染色体缺失片段 交集　基因突变　UGA　减小 【解析】（1）果蝇（2n=16），说明果蝇体细胞中染色体数为 16 条，则细胞中 8 或 4 条染色体的出 现可能与减数分裂有关。 （2）野生型与 tut 突变体杂交，F1 代均为野生型，则 tut 突变体（过度繁殖）为隐性性状，F1 自交图 1 后，F2 代表现型比例为 3:1，符合基因分离定律。若上述推断正确，F1 与 tut 突变体杂交后代的性状 及其分离比为正常有丝分裂∶过度增殖=1∶1。 （3）由 bgcn 突变体与 tut 突变体杂交图谱可知，tut 突变体与 bgcn 突变体杂交,F1 为正常表现型,F2 性状分离比为 9∶7,符合基因自由组合定律,说明这两个突变体的突变基因分别在两对同源染色体上。 （4）将缺失突变体与 tut 突变体杂交时,缺失突变体可产生缺失某片段的配子,tut 突变体可产生含有 突变基因的配子,若 tut 突变体的突变基因位于该果蝇的染色体缺失片段,则上述两种配子完成受精可 获得由突变基因所控制的性状,即过度增殖。若多个缺失突变体与 tut 突变体杂交后代均出现过度增 殖现象,说明它们缺失的片段中均包含了 tut 突变体的突变基因,因此应该寻找它们的交集区域以确定 突变基因的位置。由题目信息可知,模板链发生碱基对的替换,这种可遗传的变异属于基因突变,与该 模板链碱基互补配对的 RNA 上携带对应的密码子,即与 ACT 对应的密码子为 UGA,由于该密码子为 终止密码子,因此翻译会提前终止,所得蛋白质比正常翻译所得蛋白质的相对分子质量要偏小。 19.（13 分）高脂饮食会引起肥胖，威胁机体健康，但肥胖个体常常难以控制住食欲。研究发现高脂 肪饮食引发的肥胖与小鼠体内瘦素有关，科研人员对此展开了研究。 （1）瘦素是一种具有抑制食欲、减轻体重等功能的蛋白质类激素。瘦素由脂肪细胞的_________合 成、_________加工和分泌，通过______传送的方式运输至下丘脑，并与下丘脑神经细胞膜上的 _______结合产生饱腹信号，抑制食欲。 （2）研究发现，高脂饮食使下丘脑细胞产生的饱腹信号减弱，因而难以抑制食欲。蛋 白酶 P 是下丘脑中影响瘦素信号作用的一种关键蛋白。科研人员将野生型小鼠分为两 组，一组饲喂高脂饮食，一组饲喂正常饮食。一段时间后，测定下丘脑神经组织中蛋 白酶 P 的含量，结果如图 1 所示。由实验结果可知，高脂饮食导致_______________。 （3）科研人员根据上述实验结果，提出关于蛋白酶 P 影响瘦素信号作用的两种假说，机制如图 2 所 示。 图 2为验证上述假说，科研人员用不同饮食饲喂三组小鼠，一段时间后，用抗原-抗体杂交技术测定了三 组小鼠细胞膜上瘦素受体的含量，在保证电泳上样量一致的情况下，结果如图 3 所示。 ①该实验结果可作为支持假说_______的证据之一，判断依据是___________。 ②为使实验结果更加严谨，还应进一步测定____________。 （4）结合以上研究，针对高脂饮食导致的肥胖，请提出治疗思路并分析可能存在的风险_______。 【答案】(1)核糖体　内质网和高尔基体　体液　(瘦素)受体 (2)小鼠下丘脑神经组织中蛋白酶 P 含量增加 (3)①二　Ⅲ组瘦素受体量低于Ⅱ组,而Ⅰ组瘦素受体量高于Ⅱ组　②(血液中的)瘦素含量 (4)治疗思路:开发能够降低蛋白酶 P 功能的药物;开发蛋白酶 P 抑制剂。可能风险:新药物的副作用;抑 制蛋白酶 P 的功能,从而影响蛋白酶 P 的其他生理功能 【解析】（1）瘦素是一种蛋白质类激素，在细胞的核糖体上合成，并经过内质网和高尔基体的加工， 通过体液传送的方式运输至下丘脑，并与下丘脑神经细胞膜上的受体结合产生饱腹信号，抑制食欲。 （2）由图 1 可知，高脂饮食组的蛋白酶 P 的相对含量高于正常饮食组，故高脂饮食导致小鼠下丘脑 神经组织中蛋白酶 P 含量增加。 （3）①由图三，三组小鼠细胞膜上瘦素受体的含量可知，Ⅲ组瘦素受体量低于Ⅱ组,而Ⅰ组瘦素受 体量高于Ⅱ组，则蛋白酶 P 作用于瘦素受体，减弱瘦素的作用，支持假说二。②为了使实验结果更 加严谨，还应进一步测定血液中瘦素的含量。 （4）综上可知高脂饮食会使蛋白酶 P 含量增加,而蛋白酶 P 影响瘦素信号作用,导致无法抑制食欲， 因此治疗思路:开发能够降低蛋白酶 P 功能的药物;开发蛋白酶 P 抑制剂。可能风险:新药物的副作用; 抑制蛋白酶 P 的功能,从而影响蛋白酶 P 的其他生理功能。 20.（12 分）多种多样的植物在生态系统中发挥的功能各不相同，构成不同的功能群。同一功能群中 的植物则具有相似的结构或功能。为研究生态系统的植物功能群对空心莲子草入侵的影响，科研人 员进行了生态学实验。 （1）空心莲子草是外来物种，引入后由于在本地物种中缺乏_______的制约，因而得以迅速繁殖。 空心莲子草与本地植物之间为________关系，导致本地植物的生存受到影响，生物多样性降低，导 图 3致生态系统的________稳定性下降，威胁生态安全。 （2）科研人员将一个圆形样地划分为 A 区、B 区和 C1~C5 区，除 A 区外，其余区域大小相同。各 区种植情况如图 1 所示，其中 C3~C5 区中植物功能群数目相同但物种数目分别为 4、8、16 种。第 3、7 和 13 天测定 B、C 区空心莲子草入侵状况，得到图 2 所示结果。 ①科研人员种植顺序应为______。 a. A 区和 C 区同时种植 b.先种植 A 区，一段时间后再种植 C 区 c.先种植 C 区，一段时间后再种植 A 区 ②据图 2 分析，C 区空心莲子草入侵程度均低于 B 区，说明_________________。 【答案】(1)天敌　竞争　抵抗力 (2) ①c　②本地植物的竞争能减缓空心莲子草入侵　　③植物功能群丰富的群落不易被入 侵;植物功能群数目相同而物种数目不同,则被入侵程度没有显著差异 【解析】(1)空心莲子草是外来物种,引入后由于在本地物种中缺乏天敌的制约,得以迅速繁殖。 空心莲子草与本地植物之间为竞争关系,导致本地植物的生存受到影响,生物多样性降低,导致生态系 统的抵抗力稳定性下降,威胁生态安全。 (2)①据图 1 和图 2 可知,为研究空心莲子草的入侵科研人员种植顺序应为先种植 C 区,一段时间后再 种植 A 区。②据图 2 分析,C 区空心莲子草入侵程度均低于 B 区,说明本地植物的竞争能减缓空心莲 子草入侵。③分析 C1~C5 区的数据,可得出的结论是植物功能群丰富的群落不易被入侵;植物功能群 数目相同而物种数目不同,则被入侵程度没有显著差异。 21.（10 分）阅读下面材料，完成（1）~（4）题 厌氧膜生物反应器处理高浓度有机废水的研究 随着科学技术和生物工程的发展，微生物作为污水的“清道夫”应用越来越广泛。微生物能够快 速繁殖，分解污染物并将其转化为无害物质，实现对污水的高效处理。在现有的各类污水处理技术中，好氧生物处理技术发展较为成熟，但存在能耗高、污泥产量高 以及资源回收率低等缺点。厌氧生物处理是厌氧微生物利用有机废水中的有机质作为自身营养物质， 在适宜的条件下（如合适的温度、pH 等）将其转化为沼气的过程。后者具有能耗低、污泥产量少 及易于控制等优点。 厌氧膜生物处理技术结合了厌氧生物处理与膜过滤系统，成为处理高浓度有机废水的研究热点。 厌氧膜生物反应器（AnMBR）是此项技术的实际应用，其工作过程分为厌氧消化与膜过滤两个阶段， 具体装置如图所示。 厌氧消化过程是由厌氧微生物所进行的一系列 生物化学的耦合反应。由于厌氧反应器内部各区域 的差异，造成非产甲烷细菌、产甲烷细菌出现有规 律的演替，通过各种群之间的相互利用、相互制约， 构成一个相对稳定的微生物群落，从而保证了生物 代谢过程的正常进行。厌氧反应器是 AnMBR 的核 心装置之一，其设计必须保证微生物停留的时间足 够长，这样才能减少污染物与膜的接触，减少膜污 染的发生。 选择合适的膜材料和膜组件是反应器设计的关键。应用于 AnMBR 的膜材料可分为 3 种形态： 疏水性有机聚合膜、金属膜和非金属膜（陶瓷膜）。膜污染是各类膜生物反应器技术都面临的难题 之一。在污水处理过程中，反应器中的物质（水溶性有机物、细胞裂解产物和无机沉淀物等）会在 膜孔、膜表面沉积，形成膜垢。膜结垢后使得整个操作系统的稳定性和可靠性减小，从而降低了反 应器的处理效能。解决这些问题的方法除了更换膜，还可以对膜进行清洁。物理法清洁主要包括反 冲洗、表面冲洗和超声波处理；化学法是指运用特定的试剂（酸、碱和氧化剂等）来去除膜的污染； 生物法是指采用酶制剂来清洗膜污染物中的有机污染物。 如果能有效解决 AnMBR 目前存在的各种问题，此技术将在污水处理方面发挥更大的作用。 （1）根据材料信息可以看出，厌氧膜生物处理技术是利用微生物的 作用和膜的过滤功能， 有效处理高浓度有机废水。应用此技术可以 （选择下列序号填写），实现环境与经 济效益的双赢。 a.促进物质循环再生 b.促进新物种的产生 c.提高人类对生态系统能量利用的效率 （2）研究发现，用 AnMBR 处理海产品加工的高盐度废水时，常常出现处理效果差，去除速度低等 现象，可能的原因是 。 控制 系统进 水 栅格 沼 气 污泥排放 搅拌器 出 水 膜 组 件 循环泵厌氧反应器（3）科研人员欲利用现有能分解不同有机污染物的各菌种和基因工程技术，培育出一种能同时高效 降解多种有机污染物的超级菌，用以提高 AnMBR 处理废水的能力。请简述培育思路。 （4）结合文中信息分析，与物理法和化学法清洁膜相比，生物法清洁膜的优势。 【答案】（1）分解 ac （2）较高盐度会使厌氧微生物失水或酶的活性受抑制 （3）将不同菌中分解不同有机污染物质的相关基因导入同一微生物中； 用仅以有机污染物为碳源的选择培养基培养转基因的微生物； 经筛选得到分解有机污染物效果最好的超细菌（工程菌） （4）酶制剂没有二次污染，而且对膜不产生损害；酶制剂可以反复利用；酶制剂效率高。（以上内 容写出一项即可） 【解析】（1）根据材料信息可以看出，厌氧膜生物处理技术是利用微生物的分解作用和膜的过滤功 能，有效处理高浓度有机废水。此技术的应用可以促进物质循环再生和提高人类对生态系统能量利 用的效率。 （2）由题意可知，用 AnMBR 处理海产品加工的高盐度废水时，常常出现处理效果差，去除速度低 等现象，可能的原因是较高盐度会使厌氧微生物失水或酶的活性受抑制。 （3）本题考察基因工程选育菌种的实验，实验步骤如下，将不同菌中分解不同有机污染物质的相关 基因导入同一微生物中；用仅以有机污染物为碳源的选择培养基培养转基因的微生物；经筛选得到 分解有机污染物效果最好的超细菌（工程菌）。 （4）根据材料，生物法清洁膜与物理法和化学法清洁膜相比具有，酶制剂没有二次污染，而且对膜 不产生损害；酶制剂可以反复利用；酶制剂效率高等特点。