海淀区高三年级第二学期适应性练习
理科综合能力测试
1.下列关于细胞结构与功能相适应的叙述，不正确的是（ ）
A. 心肌细胞富含线粒体利于其旺盛的代谢活动
B. 蓝藻细胞含有叶绿体利于其进行光合作用
C. 浆细胞含有丰富的内质网和高尔基体利于其分泌抗体
D. 洋葱表皮细胞具有细胞壁和液泡利于其维持一定的形态
【答案】B
【解析】
【分析】
1.细胞体积越大，其相对表面积（体积与表面积之比）越小，与外界进行物质交换的能力越弱。
2.细胞膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此细胞膜是一种选择透过性膜。磷脂双分子层和膜上的载体决定了细胞膜的选择透过性。
3.细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，细胞质基质是新陈代谢的主要场所。
4.叶绿体是植物细胞能进行光合作用的细胞具有的细胞器，是绿色植物光合作用的场所。
植物细胞的细胞器有叶绿体和液泡。不是所有植物细胞都有叶绿体，衣藻、小球藻等原生生物也有叶绿体。液泡不是植物细胞特有的细胞器，真菌中的酵母菌细胞、某些动物细胞、某些原生生物细胞中也有液泡。
【详解】心肌细胞的代谢能力较强，其中具有较多的线粒体与功能相适应，A正确；蓝藻没有叶绿体，但含有进行光合作用所需的酶和色素，B错误；浆细胞能分泌抗体，抗体属于分泌蛋白需要内质网和高尔基体的加工，因此浆细胞富含内质网和高尔基体，C正确；细胞壁有机械支持作用，伸缩性很小，所以洋葱鳞茎表皮细胞的形态由细胞壁决定，原生质体由于液泡吸水而产生的膨压，从而使细胞维持一定的形态，D正确。故选B。
【点睛】本题考查细胞结构和功能的统一性，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。
2.科研人员探究了补充蓝光对油桃叶片色素含量的影响，结果如下表。下列分析不正确的是（ ）
叶绿素a
（mg/g）
叶绿素b
（mg/g）
叶绿素总量（a+b）
（mg/g）
实验组
2.6
0.9
3.5
对照组
2.3
0.7
3.0
A. 可用无水乙醇提取光合色素
B. 蓝光处理使叶绿素a、b的量均增加
C. 蓝光使叶绿素a/b的比值增加
D. 蓝光对叶绿素b合成的作用更显著
【答案】C
【解析】
【分析】
叶绿体色素的提取和分离实验：
1、提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
2、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。
3、各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。
4、结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】绿叶中的光合色素能溶解在无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取它，A正确；从表中看出，实验组比对照组叶绿素a、叶绿素b的量均增加，B正确；对照组叶绿素a/b的比值是2.3/0.7≈3.29，实验组叶绿素a/b的比值是2.6/0.9≈2.89，蓝光使叶绿素a/b的比值下降，C错误；对比实验组与对照组叶绿素a、叶绿素b的增长率，叶绿素a的增长率是（2.6-2.3）/2.3×100%≈13.04%，叶绿素b的增长率是（0.9-0.7）/0.7×100%≈28.57%，可以看出蓝光对叶绿素b合成的作用更显著，D正确。故选C。
【点睛】本题考查结合课本基础实验的原理和选材，探究影响叶绿素a、叶绿素b的光质因素，
学会定量分析的方法，理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；并对实验现象和结果进行解释、分析、处理。
3.当人感到极度危险时，不会发生的是（ ）
A. 胰岛素分泌增加，血糖利用减慢
B. 呼吸中枢活动加强，呼吸急促
C. 肾上腺素分泌增加，心跳加快
D. 甲状腺激素分泌增多，神经系统兴奋性增强
【答案】A
【解析】
【分析】
甲状腺激素的分级调节过程：下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素，促进甲状腺分泌甲状腺激素，甲状腺激素促进代谢增加产热。当甲状腺激素含量过多时，会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动，这叫做负反馈调节。
【详解】当人感到极度危险时，胰岛素分泌增加，血糖利用加快，A符合题意；当人感到极度危险时，人在面临紧急情况时，通过神经-体液调节，促使肾上腺素的分泌量急剧增加，B不符合题意；当人感到极度危险时，肾上腺素增加后会刺激人的交感神经异常兴奋，心跳与呼吸频率加快，C不符合题意；当人感到极度危险时，甲状腺激素可以促进新陈代谢和生长发育，提高神经系统的兴奋性， D不符合题意。故选A。
4.湿地生态系统在净化水质方面具有重要作用，图表示北京某地区建造的人工湿地（基质层由土壤和各种填料组成），有机物含量高的生活污水通过该湿地可被净化输出。下列关于该生态系统的叙述不正确的是（ ）
A. 污水进入湿地经理化作用和分解者的作用得到净化
B. 组成该湿地群落的类群包括植物、动物、微生物
C. 该湿地群落中的碳全部来自光合作用固定的CO2
D. 污水进入量过大会破坏该湿地生态系统的稳态性
【答案】C
【解析】
【分析】
该人工湿地输入的污水中含有有机物，有机物中含有能量。人工湿地是一个生态系统，流入该生态系统总能量是生产者所固定的太阳能，生态系统的自动调节能力有一定的限度。向水体中通入空气可以提高细菌、真菌等微生物的分解效率，生物物种丰富度的增加属于群落演替中的次生演替，其群落生态位的变化趋势是多样性增加。人工生态系统建立的目的是设法调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
【详解】污水流经人工湿地后，经过物理沉降、化学反应和微生物的分解作用，使污水得到净化，A正确；该湿地中所有的动物、植物和微生物是所有生物的集合体，属于群落，B正确；由于有城市污水流入，补充该湿地群落中的无机物、有机物和能量，该湿地群落中的碳并不是全部来自光合作用固定的CO2，C错误；污水进入量过大，超过了湖泊净化能力，其自我调节能力降低，抵抗力稳定性减弱，破坏该湿地生态系统的稳态性，D正确。故选C。
5.为增加玉米抗旱性，研究者构建含有某微生物抗旱基因E的重组质粒，采用农杆菌转化法转入玉米幼胚组织细胞中，用E蛋白的抗体进行抗原-抗体杂交检测后，经进一步鉴定，筛选出抗旱的转基因玉米。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 提取该微生物mRNA反转录为cDNA，通过PCR可获得大量目的基因
B. 将重组质粒置于经CaCl2处理的农杆菌悬液中，可获得转化的农杆菌
C. 用农杆菌转化法将E基因转入玉米幼胚组织细胞需要严格无菌操作
D. 用E蛋白的抗体进行抗原-抗体杂交，可在个体水平检测转基因玉米的抗旱性状
【答案】D
【解析】
【分析】
1.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。
2.农杆菌转化法的原理：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。
【详解】提取组织mRNA进行逆转录后得到的cDNA可以作为PCR的模板，PCR技术体外扩增获得大量目的基因，A正确；用CaCl2处理农杆菌，使其处于易于吸收周围环境中的DNA分子的感受态，有利于目的基因导入受体细胞，B正确；用农杆菌转化法将E基因转入玉米幼胚组织细胞进行植物组织培养时，需要严格无菌操作，保证无菌环境，C正确；用E蛋白的抗体进行抗原-抗体杂交，检测到玉米细胞中具有E蛋白基因，但E蛋白基因不一定能成功表达，因此培育出的玉米不一定具有抗旱能力，D错误。故选D。
【点睛】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节问题，能结合所学的知识准确判断各选项。
6.我国科学家发现，疫苗与佐剂S一起使用，可使机体的免疫应答更强烈、持久。为揭示其机理，科研人员进行了系列研究。
（1）如图1所示，接种疫苗后，疫苗中的蛋白质成分作为抗原被吞噬细胞通过_______作用摄取形成吞噬小体。在R-G作用下，吞噬小体中的抗原被处理成抗原肽，呈递给_______细胞，产生免疫应答。当细胞内的R-G过多时，吞噬小体与溶酶体融合，形成吞噬溶酶体，抗原被________，免疫应答受阻。
（2）研究者推测佐剂S通过影响体内物质G的合成，进而影响对疫苗的免疫应答。为验证该推测，研究者分别给四组小鼠注射表中所示的相应物质，一段时间后，测定四组小鼠抗体水平。
注射
成分
第1组
第2组
第3组
第4组
疫苗
+
Ⅱ
+
+
佐剂S
-
-
Ⅲ
+
物质G
Ⅰ
+
-
Ⅳ
注：“+”表示注射，“-”表示不注射
①请完善表格内容，表格中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次应为____（填写“+”或“-”）。
②测定结果显示第3组抗体水平显著高于其他三组，说明佐剂S可_______体内物质G的合成。
（3）研究者将体外培养的吞噬细胞分组进行图2所示处理，各组细胞进一步用蓝色荧光标记细胞核，红色荧光标记细胞内的吞噬溶酶体，再加入绿色荧光标记的抗原，温育相同时间后，荧光显微镜下进行观察。各组细胞中的荧光分布如图2所示。
据图中实验结果判断，图2中①、②两处结果应分别为图3中的________和________（选填图片下方字母）。
（4）研究发现，佐剂S处理能使抗原在吞噬细胞中停留的时间延长。综合上述研究，推测佐剂S通过__________，加强机体免疫应答。
【答案】 (1). 胞吞 (2). T (3). 完全降解 (4). -、+、+、+ (5). 抑制 (6). A (7). B (8). 抑制物质G的合成，减少R-G的生成，抑制抗原被吞噬溶酶体降解，使抗原在
吞噬细胞中停留时间增加，有利于抗原的处理和呈递，促进T细胞的活化
【解析】
【分析】
实验目的：探究佐剂S通过影响体内物质G的合成，判断疫苗的免疫应答。自变量是为佐剂S、物质G、佐剂S+物质G，因变量为小鼠抗体水平。
【详解】（1）疫苗中的蛋白质进入吞噬细胞是通过胞吞作用，吞噬细胞摄取抗原蛋白质形成吞噬小体。在R-G作用下，吞噬小体中的抗原被处理成抗原肽，抗原肽移动到细胞膜的表面，被T细胞特异性识别，启动特异性免疫，产生免疫应答。当细胞内的R-G过多时，吞噬小体与溶酶体融合，形成吞噬溶酶体，抗原被溶酶体的水解酶完全降解，特异性免疫受阻。
（2）本实验的目的是探究佐剂S通过影响体内物质G的合成，进而影响对疫苗的免疫应答。自变量是为佐剂S、物质G、佐剂S+物质G，因变量为小鼠抗体水平。对照组为第1组，第2、3、4组又是相互对照。根据对照原则和单一变量原则，表格中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次应为-、+、+、+。若第3组抗体水平显著高于其他三组，说明佐剂S抑制体内物质G的合成，减少R-G的生成，阻碍吞噬小体与溶酶体融合，在R-G作用下，启动特异性免疫，产生免疫应答。
（3）根据题意和图示信息，用蓝色荧光标记细胞核，加佐剂S组蓝色荧光亮度增强，说明细胞核代谢旺盛，产生较多的物质G；加佐剂S和物质G组蓝色荧光亮度减弱，细胞核代谢减弱，产生较少的物质G，说明佐剂S抑制体内物质G的合成；敲除R蛋白基因组因R蛋白基因被敲除，不能合成R蛋白。红色荧光标记细胞内的吞噬溶酶体，吞噬溶酶体形成的越多，红色荧光亮度增强，当细胞内的R-G过少时，吞噬小体没有与溶酶体融合，不能形成吞噬溶酶体，红色荧光亮度减弱，加佐剂S和物质G组由于佐剂S抑制物质G产生，形成较少的R-G物质，形成较少的吞噬溶酶体，红色荧光亮度减弱，故①应为图3中的图A。敲除R蛋白基因组因R蛋白基因被敲除，不能合成R蛋白，不能形成R-G物质，不能形成吞噬溶酶体，几乎无红色荧光，故②应为图3中的图B。
（4）研究发现，佐剂S处理能使抗原在吞噬细胞中停留的时间延长。综合以上分析，推测佐剂S通过抑制物质G的合成，减少R-G的生成，抑制抗原被吞噬溶酶体降解，使抗原在吞噬细胞中停留时间增加，有利于抗原的处理和呈递，促进T细胞的活化，加强机体免疫应答。
【点睛】本题考查非特异性免疫和特异性免疫，探究佐剂S通过影响体内物质G的合成，进而影响对疫苗的免疫应答。意在考查考生的理解所学知识要点和获取题目信息的能力，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，准确判断问题和探究问题的能力。
7.杂交水稻具有重要的经济价值。我国科研人员对杂交稻的无融合生殖（不发生雌、雄配子的细胞核融合而产生种子的一种无性繁殖过程）进行了研究。
（1）水稻的杂交种在生活力、抗逆性、适应性和产量等方面优于双亲，但由于杂种后代会发生_______，无法保持其杂种优势，因此需要每年制种用于生产。
（2）有两个基因控制水稻无融合生殖过程：含基因A的植株形成雌配子时，减数第一次分裂异常，导致雌配子染色体数目加倍；含基因P的植株产生的雌配子不经过受精作用，直接发育成个体。雄配子的发育不受基因A、P的影响。人们曾用图1所示杂交方案，获得无融合生殖的个体。
①若Ⅱ自交，所结种子的胚的基因型为_________。若Ⅲ自交，所结种子的胚的染色体组数为_______。
②理论上，Ⅳ作为母本能使子代__________。
（3）由于上述无融合生殖技术还存在不足，我国科研人员尝试利用CRISPR/Cas基因编辑技术敲除杂种水稻的4个相关基因，实现了杂种的无融合生殖（如图2所示）。
①CRISPR/Cas基因编辑技术中使用的Cas核酸酶可以实现对DNA分子的定点切割，该酶切断的化学键是________。
a.氢键 b.肽键 c.磷酸二酯键 d.高能磷酸键
②请在上边的框内绘制未敲除基因的杂种水稻自交繁殖所产生子代的染色体组成。_____
③据图分析，科研人员利用基因编辑技术敲除的4个基因在实现无融合生殖过程中的作用是_______。
（4）无融合技术应用于作物育种，可以使杂种通过无性繁殖得以保持杂种优势，但也会导致________多样性降低，应对杂草入侵或病毒侵害的能力降低，因而也藏有生态隐患。
（5）有人说“科学技术是一把双刃剑，应当审慎地使用基因编辑技术。”请你谈谈基因编辑技术可能带来的影响。_____
【答案】 (1). 性状分离 (2). aP或ap (3). 3 (4). 保持母本基因型 (5). c (6). (7). 使减数分裂变成有丝分裂（或“不出现基因重组、配子染色体数目加倍”）；受精后，父本来源的染色体消失 (8). 基因（或“遗传”） (9). 有利方面：疾病治疗、作物改良、酶的结构改造提高工业生产效率 潜在风险：技术上存在隐患，例如脱靶（误切割）带来的新的未知基因突变；使原有基因组改变，导致基因间相互作用关系的改变。
【解析】
【分析】
根据题意分析可知，CRISPR/Cas9系统基因编辑技术是利用该基因表达系统中的引导RNA能识别并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA，最终实现对靶基因序列的编辑。
【详解】（1）表现出优良性状的杂交后代不一定就有杂种优势，如显性杂合子，其自交后代会发生性状分离，无法保持其杂种优势，因此需要每年制种用于生产。
（2）由题意知，若Ⅱ自交，含基因P的植株产生的雌配子不经过受精作用，直接发育成个体，aaPp作母本产生的雌配子基因型为aP或ap，直接发育成个体所结种子的胚的基因型为aP或ap。若Ⅲ自交，Aapp作父本，产生雄配子的基因型为Ap、ap，Aapp作母本，由题意知，含基因A的植株形成雌配子时，减数第一次分裂异常，导致雌配子染色体数目加倍，产生雌配子的基因型为Aapp。受精作用后所结种子的胚的染色体组数为3组。Ⅳ作为母本，A保证产生雌配子的基因型为AaPp，P保证雌配子AaPp不经过受精作用，直接发育成个体，使子代保持母本基因型AaPp。
（3）Cas核酸酶切断的化学键磷酸二酯键。未敲除基因的杂种水稻自交繁殖所产生子代的染色体组成图示如下：
据图分析，科研人员利用基因编辑技术敲除的4
个基因在实现无融合生殖过程中的作用是使减数分裂变成有丝分裂（或“不出现基因重组、配子染色体数目加倍”）；受精后，父本来源的染色体消失。
（4）无融合技术应用于作物育种，可以使杂种通过无性繁殖得以保持杂种优势，但也会导致基因多样性降低，藏有生态隐患。
（5）基因编辑技术的有利方面：疾病治疗、作物改良、酶的结构改造提高工业生产效率。基因编辑技术的潜在风险：技术上存在隐患，例如脱靶（误切割）带来的新的未知基因突变；使原有基因组改变，导致基因间相互作用关系的改变等。
【点睛】本题以科技前沿技术无融合繁殖技术和基因编辑技术，考查杂交优势、异常减数分裂和基因工程等相关知识，意在考查考生的理解所学知识要点和获取题目信息的能力，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，准确判断问题和探究问题的能力。
8.人的一生中，睡眠大约占到了三分之一的时间，睡眠能够促进生长发育、恢复体力和增强抵抗力。研究发现，睡眠主要依靠脑部多个脑区的胞外腺苷水平来调节。
（1）腺苷由1分子的腺嘌呤和1分子的_______组成。神经元胞内的ATP主要来自________（细胞器）。
（2）依赖膜蛋白扩散到胞外的ATP在相关酶的催化下脱去____个磷酸基团后可形成腺苷。胞外腺苷作用机制类似于神经递质，与神经元细胞膜上的腺苷受体（R）发生结合后会通过降解来灭活，以防止_____。
（3）神经元细胞膜上常见的R有R1和R2两种。咖啡因是腺苷类似物，可能与某种R结合，但并不引起腺苷相应的效应。研究者用适量咖啡因分别处理野生型小鼠和R1、R2基因敲除小鼠，对照组用生理盐水处理。测定小鼠觉醒时间，结果如下图所示。
注：箭头对应时刻为处理时刻。
①R1、R2基因敲除小鼠的实验结果与野生型相比，_______________，因此可推测咖啡因通过与_______结合发挥作用。
②咖啡、茶、可乐等饮料中均含有咖啡因，有些人喜欢用这些饮料来“提神”，以缓解睡意。请解释咖啡因的“提神”机理：______。
③咖啡因虽可“提神”，但不能过度饮用，这是由于咖啡因需要一定时间才能完成降解，过度摄入咖啡因就会引起______。
【答案】 (1). 核糖 (2). 线粒体 (3). 3 (4). 持续与R发生作用 (5). R1敲除小鼠的实验组和对照组觉醒时间差异与野生型相似，R2敲除小鼠的实验组和对照组的觉醒时间无显著差异，与野生型差异显著 (6). R2 (7). 咖啡因与R2结合，但不引起相应睡眠效应，同时减少了腺苷与R的结合 (8). 神经系统长时间处于觉醒状态而超负荷工作
【解析】
【分析】
曲线分析： R1突变体敲除小鼠的实验组和对照组觉醒时间差异与野生型相似；R2突变体敲除小鼠的实验组和对照组的觉醒时间无显著差异，与野生型差异显著。
【详解】（1）腺苷由1分子的腺嘌呤和1分子的核糖组成。神经元胞内产生ATP的细胞器是线粒体。
（2）ATP是三磷酸腺苷，ATP在相关酶的催化下脱去3个磷酸基团后形成腺苷。神经递质由突触前膜分泌，作用于突触后膜的受体，结合后会通过降解来灭活，胞外腺苷作用机制类似于神经递质，与神经元细胞膜上的腺苷受体（R）发生结合后会通过降解来灭活，以防止持续与R发生作用。
（3）①R1、R2基因敲除小鼠的实验结果与野生型相比，R1敲除小鼠的实验组和对照组觉醒时间差异与野生型相似，R2敲除小鼠的实验组和对照组的觉醒时间无显著差异，与野生型差异显著，因此可推测咖啡因通过与R2结合发挥作用。
②咖啡因是腺苷类似物，咖啡因与R2结合，但不引起相应睡眠效应，同时减少了腺苷与R结合产生的睡眠效应，以缓解睡意。
③由于咖啡因需要一定时间才能完成降解，过度摄入咖啡因就会引起神经系统长时间处于觉醒状态而超负荷工作，对身体健康不利。
【点睛】本题考查ATP的结构及应用，探究腺苷类似物咖啡因控制睡眠效应的作用机理。意在考查考生的理解所学知识要点和获取题目信息的能力，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，准确判断问题和探究问题的能力。
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