2020届清华大学中学生标准学术能力诊断性测试（5月）理综生物试题（解析版）

中学生标准学术能力诊断性测试 2020 年 5 月测试 理科综合试卷（一卷） 一、选择题： 1.2019 年诺贝尔生理医学奖授予了揭示“细胞如何感知和适应氧气”机理的三位科学家。他们研究发现肾 脏中有专门的细胞可以感受氧气水平的变化，当氧气供应不充足时，低氧诱导因子（HIF-1α）不被降解， 细胞内积累的 HIF-1α 可促进促红细胞生成素（EPO）的合成；氧气供应充足时，HIF-1α 合成后很快被降解， 具体调节途径如下图所示。请据图分析下列说法错误的是（ ） A. 低氧时，HIF-1α 进入细胞核联合 ARNT 与 EPO 基因调控序列结合，增强 EPO 基因的表达，使细胞合成 更多的 EPO B. 若将细胞中的脯氨酸酰羟化酶基因敲除，EPO 基因的表达水平会下降，细胞合成的 EPO 量减少 C. 正常条件下，人体细胞内 HIF-1α 含量较低，在医学上可尝试通过提高 HIF-1α 的含量来治疗人类的贫 血症 D. 高原反应时，EPO 会刺激骨髓中的造血干细胞，使其增殖分化生成大量红细胞，提高氧气的运输能力， 该调节方式属于激素调节 【答案】B 【解析】 【分析】 在缺氧条件下，HIF-1α 通过核孔进入细胞核内，促进 EPO 基因的表达，而使促红细胞生成素（EPO）增加， 使得细胞适应低氧环境。 正常条件下，氧气通过自由扩散的方式进入细胞，细胞内的 HIF-1α 在脯氨酰羟化酶的作用下被羟基化，最 终被降解。 【详解】A、由图分析可知，低氧时，HIF-1α 通过核孔进入细胞核，联合 ARNT 与 EPO 基因调控序列结合， 增强 EPO 基因的表达，促进促红细胞生成素（EPO）的合成，A 正确； 的B、若将细胞中的脯氨酸酰羟化酶基因敲除，则脯氨酸酰羟化酶不能合成，低氧诱导因子（HIF-1α）不能被 降解，其积累后，可进入细胞核与 ARNT 一起增强 EPO 基因的表达，细胞合成的 EPO 量增多，B 错误； C、患贫血症会使细胞氧气供应不充足，可通过提高 HIF-1α 的含量，促进促红细胞生成素（EPO）的合成， 提高细胞氧气供应，C 正确； D、高原缺氧时，低氧诱导因子（HIF-1α）不被降解，细胞内积累的 HIF-1α 可促进促红细胞生成素（EPO） 的合成，EPO 刺激骨髓中的造血干细胞，使其增殖分化生成大量红细胞，提高氧气的运输能力，该调节方 式属于激素调节，D 正确。 故选 B。 【点睛】本题通过低氧和氧气充足时机体的调节过程，考查识图能力和结合所学知识解决实际问题的能力。 2.双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）属于非天然核苷酸，是桑格-库森法测定 DNA 序列的底物。ddNTP 与脱氧 核苷三磷酸（dNTP）的结构如下图所示，根据所学知识判断下列选项错误的是（ ） A. 若 X 表示 OH，该结构代表的物质 dNTP 可作为体内 DNA 分子复制的原料 B. 若将 ddNTP 加到正在复制的 DNA 反应体系中，ddNTP 结合到子链后，子链的延伸会立即终止 C. ddNTP、dNTP 以及磷脂分子的元素组成都为 C、H、O、N、P D. 若 X 表示 OH，碱基为 A 时，该物质可为细胞的各项生命活动直接提供能量 【答案】D 【解析】 【分析】 双脱氧核苷三磷酸（ddNTP），其中核糖单位的第 2'和 3'端碳原子位上的羟基都被氢原子取代，是桑格-库森 法测定 DNA 序列的底物。 脱氧核苷三磷酸（dNTP），其中核糖单位的第 3'端碳原子位上的羟基都被氢原子取代，dNTP 脱去两个磷酸 基团后，变成脱氧核糖核苷酸（dNMP）。 【详解】A、dNTP 脱去两个磷酸基团后，变成脱氧核糖核苷酸（dNMP），为体内 DNA 分子复制的原料，A 正确； B、若将 ddNTP 加到正在复制的 DNA 反应体系中，ddNTP 结合到子链后，因为没 3'的羟基，不能同后续的dNTP 形成磷酸二酯键，因此，正在延伸的 DNA 链不能继续延伸，B 正确； C、由图分析可知，ddNTP、dNTP 以及磷脂分子的元素组成都为 C、H、O、N、P，C 正确； D、若 X 和 2'端均为 OH，碱基为 A 时，该物质为 ATP，是细胞的各项生命活动直接能源物质，D 错误。 故选 D。 【点睛】本题考查提取题干信息和读图能力，掌握脱氧核苷酸和 ATP 的结构组成是解题的关键。 3.细胞自噬有助于人类更好地了解细胞如何实现自身的循环利用，帮助细胞适应饥饿和应对感染等不良环境。 下图表示细胞自噬作用的机理，请分析下列选项错误的是（ ） A. 溶酶体起源于高尔基体，其中的水解酶在核糖体合成后需要转运至内质网以及高尔基体中加工 B. 溶酶体膜能向其内部主动运输 H+，因此溶酶体的 pH 值低于细胞质基质中的 pH 值，若溶酶体膜发生破 裂，释放的水解酶不会破坏细胞结构 C. 细胞饥饿或机体感染病原体时，细胞的自噬作用会增强，该过程有利于维持机体的稳态 D. 溶酶体还可以杀死侵入细胞的病原体，由于只有吞噬细胞中才有溶酶体，因此该过程只在吞噬细胞中发 生 【答案】D 【解析】 【分析】 1、水解酶属于蛋白质，是在核糖体上合成的。 2、溶酶体能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器，清除侵入细胞的病毒或病菌，被比喻为细胞内的 “酶仓库”、“消化车间”。 【详解】A、溶酶体内的酶为蛋白质，是由核糖体合成、内质网加工、高尔基体再加工和修饰，最终由高尔 基体以出芽方式形成囊泡，即为溶酶体，A 正确； B、酶的活性受 pH 影响，溶酶体内酶的最适 pH 约为 5，而细胞质基质的 pH 约为 7.2，酶进入细胞质基质 后活性会减弱，甚至失去活性，因此溶酶体膜发生破裂，释放的水解酶不会破坏细胞结构，B 正确； C、细胞饥饿或机体感染病原体时，细胞的自噬作用会增强，为自身代谢提供更多有用的降解产物或清除入 侵的病原体，维持机体的稳态，C 正确； D、溶酶体可以杀死侵入细胞的病原体，大多数真核细胞中都有溶酶体，只是巨噬细胞中的溶酶体较多，D错误。 故选 D。 【点睛】本题考查溶酶体的结构和功能，意在考查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。 4.水果玉米是鲜食玉米家族的重要成员，现将纯合的黄粒玉米植株与纯合的紫粒玉米植株杂交，F1 植株上全 为黄粒，对 F1 自交的后代 F2 所结籽粒的粒色进行统计，结果为黄粒:紫粒:白粒为 422:108:35。现将 F2 的 紫粒与白粒种子种在一起，让其随机传粉，每植株结实率相同。请分析下列选项中正确的是（ ） A. 控制水果玉米粒色的两对基因位于非同源染色体上，亲本黄粒基因型为 AAbb B. 若只收获 F2 紫粒玉米植株上的种子，则白粒种子占的比例为 1/6 C. F2 出现该比例的根本原因是 F1 产生配子时，控制籽粒颜色的等位基因发生分离 D. 若让 F1 植株与白粒植株杂交，子代表现型及比例为黄:紫:白为 2:1:1，该结果不能验证基因的自由组合 定律 【答案】B 【解析】 【分析】 分析题干，纯合的黄粒玉米植株与纯合的紫粒玉米植株杂交，F1 植株上全为黄粒，对 F1 自交的后代 F2 所结 籽粒的粒色进行统计，结果为黄粒:紫粒:白粒=422:108:35≈12:3:1，可推知玉米籽粒颜色由两对基因控制，符 合自由组合定律，设这两对基因为 A、a 和 B、b，进一步可推断，黄粒的基因型为 A_B_和 A_bb（或 aaB_），紫粒的基因型为 aaB_（或 A_bb），白粒的基因型为 aabb，则亲本纯合黄粒玉米的基因型为 AAbb 或 aaBB，纯合的紫粒玉米的对应基因型为 aaBB 或 AAbb，F1 植株基因型为 AaBb。 【详解】A、由分析可知，控制水果玉米粒色的两对基因位于非同源染色体上，亲本黄粒基因型为 AAbb 或 aaBB，A 错误； B、假设紫粒的基因型为 aaB_，则 F2 紫粒玉米植株为 1aaBB 和 2aaBb，白花基因型为 1aabb，随机传粉时， 可只考虑 B、b 基因，因为只收获 F2 紫粒玉米植株上的种子，则 F2 紫粒玉米作母本，产生的雌配子为 2/3B、1/3b，紫粒和白粒植株作父本，产生的雄配子为 1/2B、1/2b，则 F2 紫粒玉米植株上所结白粒种子 aabb 的比例为 1/3×1/2=1/6，B 正确； C、F2 出现该比例的根本原因是，F1 产生配子时，等位基因发生分离，且非等位基因之间自由组合，C 错误； D、若让 F1 植株（AaBb）与白粒植株（aabb）杂交，子代表现型及比例为黄:紫:白=2:1:1，该结果能验证基 因的自由组合定律，D 错误。 故选 B。 【点睛】本题通过玉米籽粒的颜色考查基因的自由组合定律，掌握双杂合 F1 代自交后代的表现型、基因型以及比例是解题的关键。 5.某实验小组将小麦种子横切两部分：“含胚半粒”和“无胚半粒”，用清水浸泡后，分别把两部分及等量 缓冲液加入 4 支试管中，并按下表中的操作进行实验。保温一段时间后，取各试管中等量的上清液，加碘 检测，结果见下表。请据表分析下列说法错误的是（ ） 试管编号 半粒种子（10 粒） 赤霉素 （10-6g/mL） 赤霉素抑制剂 （5×10-4mol/L） 检测结果（蓝色 深浅） 1 有胚 - - + 2 无胚 - - +++ 3 无胚 0.2mL - + 4 无胚 0.2mL 0.2mL +++ 注：“－”为不添加相应物质，“＋”为浅蓝色，“＋＋＋”为深蓝色。 A. 1、2 组结果可以说明小麦胚可以产生淀粉酶催化淀粉水解 B. 3 组与 2、4 组结果不同，说明赤霉素可以促进无胚部分产生淀粉酶 C. 1、3 组检测结果相同可能因为有胚部分的赤霉素促进淀粉酶的合成 D. 根据表格可推测，小麦种子在成熟过程中赤霉素的含量逐渐增多 【答案】D 【解析】 【分析】 分析表格：淀粉酶能催化淀粉水解，淀粉遇碘液变蓝。1、2 组对照，说明有胚种子能产生淀粉酶；2、3、4 组对照，说明赤霉素能诱导无胚种子合成淀粉酶。 【详解】A、在其他实验条件相同时，与 1 组对比，2 组的半粒种子无胚，加碘后，溶液为深蓝色；1 组中 的半粒种子有胚，加碘后，溶液为浅蓝色，由此说明带胚的半粒种子能产生淀粉酶，A 正确； B、3 组和 2、4 组比较，3 组加入了赤霉素而未加入赤霉素抑制剂，加碘后溶液为浅蓝色，可说明赤霉素可 以促进无胚部分产生淀粉酶，B 正确； C、1、3 组比较，1 组半粒种子有胚，3 组半粒种子无胚，但加入了赤霉素，其它实验条件相同，两组检测 结果相同，说明半粒有胚种子可产生赤霉素，赤霉素能促进淀粉酶的合成，C 正确； D、根据表格可推测，小麦种子在萌发过程中赤霉素 含量逐渐增多，D 错误。的故选 D。 【点睛】本题考查实验设计能力，意在考查具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行 解释、分析和处理能力。 6.2018 年诺贝尔生理医学奖授予为癌症的免疫治疗方面作出贡献的美国科学家詹姆斯·艾利森和日本科学家 本庶佑。他们的研究发现 PD-1 是活化的 T 淋巴细胞、B 淋巴细胞表面的一种免疫抑制性跨膜蛋白质分子， 该蛋白质可以阻止 T 细胞全力攻击“入侵者”，起到免疫刹车的作用，研制的PD-1 抗体（也称 PD-1 抑制剂） 可以解除免疫刹车作用，是治疗一些晚期癌症的有效药物。下列分析正确的是（ ） A. PD-1 抗体特异性结合 PD-1 后促进 T 细胞的增殖分化等免疫过程 B. 机体出现癌细胞后细胞免疫会发挥作用，这体现了免疫系统具有防卫的功能 C. 异体器官移植后，可尝试通过阻断病人的 PD-1 的功能以利于移植后器官的存活 D. 癌细胞的产生是原癌基因突变的结果，原癌基因主要负责调节细胞周期控制细胞正常的生长和分裂 【答案】A 【解析】 【分析】 原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞正常的生长和分裂的过程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的 增殖。环境中的致癌因子会损伤细胞中的 DNA 分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生 长和分裂失控而变成癌细胞。 【详解】A、PD-1 抗体特异性结合 PD-1 后，避免了 PD-1 对 T 细胞的阻止作用，使 T 细胞能够增殖分化， A 正确； B、机体出现癌细胞后细胞免疫会发挥作用，这体现了免疫系统的监控和清除功能，B 错误； C、异体器官移植后，可尝试通过利用病人 PD-1 的功能，阻止 T 细胞攻击移植器官，以利于移植后器官的 存活，C 错误； D、癌细胞的产生是原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞，D 错误。 故选 A。 【点睛】本题以 2018 年诺贝尔生理医学奖的癌症的免疫治疗的研究为相关信息背景，考查免疫和癌变的相 关知识，解题关键是获取题干信息并能解决实际问题。 三、非选择题： （一） 必考题： 7.虾青素是类胡萝卜素的一种，具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、预防心脑血管疾病等作用。单细胞绿藻中的 一种雨生红球藻是天然虾青素含量最高的物种之一。为大面积培养雨生红球藻以获得虾青素，科研人员研 究了不同盐浓度对该藻类光合作用的影响，其他条件适宜，实验结果见下表。请回答：NaCl （mmol/L） 净光合速率 （µmol/ m2•s） 气孔导度 （µmol/m2•s） 胞间 CO2 浓度 （µmol/mol） 虾青素含量 （mg/g） 10 6.0 0.037 238.4 2.45 30 7.0 0.079 245.2 2.88 50 5.8 0.064 227.8 2.24 70 5.6 0.059 217.6 1.81 90 1.8 0.032 218.4 1.62 110 1.6 0.028 223.1 1.61 （1）雨生红球藻与蓝球藻都能进行光合作用，两者结构上最大的区别是________，两者进行光合作用时， 驱动光反应和暗反应的能量分别是________，若将虾青素溶液放在阳光和三棱镜间，从连续光谱中可看到 虾青素主要吸收________。 （2）当 NaCl 浓度为 30mmol/L 时，若对其进行遮光处理，则叶肉细胞中 C3 的合成速率________。（填“增 大”“减小”或“不变”） （3）与 NaCl 浓度 30mmol/L 相比，NaCl 浓度为 70mmol/L 时，雨生红球藻的净光合速率下降，请据表分 析原因是________，研究人员认为当 NaCl 浓度继续增大时，影响净光合速率的因素可能有非气孔因素，请 据表分析研究人员作出此推测的原因是________。 （4）若要进一步获得产生虾青素的最适盐浓度，请简要写明实验思路________。 【答案】 (1). 是否有成形的细胞核（是否有以核膜为界限的细胞核） (2). 光能、ATP（和 NADPH）的化学能 (3). 蓝紫光 (4). 减小 (5). 气孔导度下降，CO 2 吸收量减少，暗反应速率减 弱，净光合速率降低 (6). 随 NaCl 浓度增加，气孔导度继续下降，但胞间 CO 2 浓度却上升 (7). 在 NaCl 浓度为 10mmol/L——50mmol/L 之间，缩小浓度梯度进一步实验，其他条件不变，虾青素含量最高所对应 的浓度即为最适 NaCl 浓度 【解析】 【分析】 分析表中数据：随着 NaCl 浓度的增加，雨生红球藻净光合速率、气孔导度、虾青素含量均表现为先增加后 减小的趋势，当 NaCl 浓度 30mmol/L 时均出现最大值；而胞间 CO2 浓度在 NaCl 浓度 10mmol/L-70mmol/L 之间表现为先增大后减小，当 NaCl 浓度大于 70mmol/L 时，仍表现为增加。【详解】（1）雨生红球藻是真核生物，蓝球藻是原核生物，真核细胞与原核细胞相比，最大的区别是原核 细胞没有由核膜包被的成形的细胞核。两者进行光合作用时，驱动光反应的能量是光能，驱动暗反应的能 量是 ATP（和 NADPH）中的化学能。虾青素是类胡萝卜素的一种，主要吸收蓝紫光。 （2）若对其进行遮光处理，光反应产生的 ATP 和[H]均会减少，暗反应生成的 C5 减少，固定的 CO2 减少， C3 的合成速率减小。 （3）由表中数据分析可知，与 NaCl 浓度 30mmol/L 相比，NaCl 浓度为 70mmol/L 时气孔导度下降，CO2 吸 收量减少，使暗反应速率减弱，净光合速率降低。当 NaCl 浓度大于 70mmol/L 时，随 NaCl 浓度增加，气 孔导度继续下降，胞间 CO2 浓度却上升，说明此时影响净光合速率下降的因素可能有非气孔因素。 （4）由表中数据分析，当 NaCl 浓度为 30mmol/L 时，虾青素含量最高，若要进一步获得产生虾青素的最适 盐浓度，应在 NaCl 浓度为 10mmol/L-50mmol/L 之间，缩小浓度梯度进一步实验，其他条件不变，虾青素含 量最高所对应的浓度即为最适 NaCl 浓度。 【点睛】本题通过探究不同盐浓度对雨生红球藻光合作用的影响，考查原核生物与真核生物的区别、影响 光合作用的因素等相关知识，培养对实验结果进行解释、分析和处理的能力。 8.阿尔茨海默症（AD）俗称老年痴呆，是一种中枢神经系统退行性疾病。据研究，AD 发病原因为 β-淀粉 样蛋白（Aβ）异常分泌并在脑组织内沉积，引起线粒体膜、神经纤维膜的损伤和神经元的凋亡，临床上表 现为记忆障碍、失语等功能障碍。请分析回答： （1）Aβ 积累会引起突触小体中神经递质的释放量________（“增加”、“不变”、“减少”），原因是________。 （2）由记忆障碍症状推测 AD 患者中枢神经系统受损的部位是________，该部位与低级神经中枢的关系为 ________。 （3）为明确发病机理，研究人员测定了三组小鼠脑内三种基因的表达水平： PS1（产生 Aβ 的酶基因） Bax（促凋亡达标基因） Bcl-2（抗凋亡达标基因） 健康小鼠 + + +++ AD 模型小鼠 +++ +++ + 表中“+”的多少表示相关基因 mRNA 量的多少。 由上表可知从分子水平分析，AD 患者的产生原因是________。 （4）研究发现，增强体育锻炼可以改善 AD 的症状。人体在运动时机体产热会增加，调节体温的中枢位于 ________，此时机体的散热途径主要有________。 【答案】 (1). 减少 (2). （突触小泡内）神经递质以胞吐形式释放（到突触间隙），Aβ 积累导致线粒 体膜损伤无法提供能量，神经纤维膜损伤无法正常胞吐释放神经递质 (3). 大脑（海马区） (4). 低级中枢要受到高级中枢的调控 (5). 通过促进小鼠脑细胞中 PS1 基因的表达，增加了 Aβ 的含量，促进 Bax 基因表达，抑制 Bcl-2 基因表达，增加了神经细胞的凋亡 (6). 下丘脑 (7). 汗腺分泌增加、毛细血管 舒张 【解析】 【分析】 1、突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成的，突触小体含有突触小泡，内含神经递质，神经递质有 兴奋性和抑制性两种，受到刺激后，神经递质由突触小泡运输到突触前膜与其融合，递质以胞吐的方式排 放到突触间隙，作用于突触后膜，引起突触后膜的兴奋或抑制。 2、分析上表，与健康小鼠相比，AD 模型小鼠 PS1 和 Bax 基因的表达均出现了增加，而 Bcl-2 基因表达减 少。 【详解】（1）（突触小泡内）神经递质以胞吐形式释放（到突触间隙），此过程需要细胞呼吸为其提供能量， 由于 Aβ 的沉积使突触小体中线粒体膜损伤，细胞提供的能量减少，以及神经纤维膜的损伤，无法正常胞吐 释放神经递质，引起突触小体中神经递质的释放量减少。 （2）记忆为大脑的高级神经活动，故推测 AD 患者中枢神经系统受损的部位是大脑。一般来说，位于脊髓 的低级中枢受脑中相应的高级中枢的调控。 （3）与健康小鼠相比，AD 模型小鼠 PS1 和 Bax 基因的表达均出现了增加，而 Bcl-2 基因表达减少，因此 推断，AD 患者 PS1 基因的过度表达，增加了 Aβ 的含量，促进 Bax 基因表达，抑制 Bcl-2 基因表达，增加 了神经细胞的凋亡。 （4）人体的体温调节中枢位于下丘脑，当体温升高时，人体能够通过汗腺分泌增多、毛细血管舒张血流量 增加等途径增加散热，维持体温。 【点睛】本题考查兴奋的传递过程、脑的高级功能、体温调节等相关知识，要求识记并理解相关知识，构 建知识网络，解决实际问题。 9.库布其沙漠盘踞于黄河内蒙古段“几”字弯南岸，经人们几十年治理，书写了从“死亡之海”变为“经济 绿洲”的绿色传奇，为中国生态文明建设树起一面旗，也为世界荒漠化治理蹚出一条新路。草方格沙障是 沙漠治理中一种常见的治沙方法，先将干的麦草、稻草、芦苇等扎成方格形状固定于沙漠中，然后在方格 中播撒固沙植物的种子，以此来防风固沙、涵养水分。请分析回答： （1）从“死亡之海”变为“经济绿洲”，此过程中发生的演替类型为________，经人们几十年治理，采用“草 方格沙障”、“飞机播种造林”等方式控制沙漠蔓延，从群落角度分析说明了人类活动对群落产生的影响是 ________。 （2）草方格沙障能蓄积降水促进固沙植物生长，提高治理地区的丰富度，丰富度指________，白沙蒿是沙 地的“先锋”植物，也能固沙改变环境，油蒿因此也能生长，并在竞争中处于优势。这说明生态系统中的________之间在相互影响中不断进化和发展。 （3）沙漠中有一种神奇的植物—复活草，该植物有着较强的储水能力，科学研究发现复活草的储水与其体 内的糖基海藻糖有关，据此研究出的化妆品体现了复活草的________价值。 （4）沙漠中的常见动物沙蜥主要以蚂蚁等各类小昆虫为食。下图表示能量流向沙蜥所处的营养级示意图[单 位：J/（cm2a）]，其中 B 表示________，若蚂蚁所处的营养级的同化量为 XJ/（cm2a），两营养级的传递效 率为________ %，若研究一个月内沙蜥所处营养级的能量去向，图中缺少的能量去向为________。 【答案】 (1). 初生演替 (2). 使演替向着不同于自然演替的速度和方向进行 (3). 群落中物种数目 的多少 (4). 生物与生物、生物与环境 (5). 直接 (6). （沙蜥所处营养级）同化的上一营养级的能 量 (7). 80/x×100  (8). 暂时未被利用的能量 【解析】 【分析】 1、群落的演替包括初生演替和次生演替两种类型。在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者原来存在过植 被、但被彻底消灭了的地方发生的演替，叫做初生演替。例如，在冰川泥、裸岩或沙丘上开始的演替。在 原有植被随已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地 下茎）的地方发生的演替，叫做次生演替。例如，火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行 的演替。 2、不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。 3、生物多样性的价值：①潜在价值，目前人类尚不清楚的价值；②间接价值，对生态系统起到重要调节功 能的价值，如森林和草地对水土的保持作用，湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用；③直接价值，对 人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的 价值。 4、图中 A 表示沙蜥所处的营养级摄入量[100 J/（cm2a）]，B 表示沙蜥所处的营养级同化量 80[J/（cm2a）]， C 表示沙蜥所处的营养级用于生长、发育和繁殖的能量，D 表示沙蜥所处的营养级呼吸作用散失的能量，E 为分解者散失的能量，F 为下一个营养级的摄入量。其中 A=B+粪便（20），B=散失+C。 【详解】（1）沙丘上开始的演替为初生演替。人类活动对群落演替的影响，往往会使群落演替按照不同于 自然演替的速度和方向进行。 （2）由教材中丰富度的概念可知，群落中物种数目的多少称为丰富度。白沙蒿是流动沙地上的“先锋”植物，能固定流沙改变环境，油蒿因此能够生长，并在竟争中处于优势。这说明生物与生物、生物与无机环 境之间在相互影响中不断进化和发展。 （3）根据生物多样性的价值分类，根据复活草的储水与其体内的糖基海藻糖有关，研究出的化妆品体现了 复活草的直接价值。 （4）由图分析可知，B=摄入量 A-粪便量，故 B 表示沙蜥所处营养级同化的上一营养级的能量。两营养级 的传递效率=沙蜥所处营养级同化量/蚂蚁所处的营养级的同化量×100%=80/x×100%。若研究一个月内沙蜥 所处营养级的能量去向，图中还应标明 C 中未被利用的能量。 【点睛】本题考查群落的演替、群落的丰富度、生物多样性的价值、以及生态系统中能量流动的过程，要 求识记并理解相关的知识点，能够分析、表述各问题。 10.近日，袁隆平团队培育的“超级稻”亩产1365 公斤，创下了我国双季稻产量新高。研究发现水稻的 7 号 染色体上的一对等位基因 Dd 与水稻的产量相关，D 基因控制高产性状，d 基因控制低产性状。水稻至少有 一条 7 号染色体正常才能存活。研究人员发现两株染色体异常稻（体细胞染色体如下图所示），请据图分析 回答： （1）植株甲的可遗传变异类型为________，请简要写出区分该变异类型与基因突变最简单的鉴别方法 ________。 （2）已知植株甲的基因型为 Dd，若要确定 D 基因位于正常还是异常的 7 号染色体上，请试用最简单的方 法设计实验证明 D 基因的位置（请写出杂交组合预期结果及结论）________。 （3）经实验确定基因 D 位于异常染色体上，以植株甲为父本，正常的低产植株为母本进行杂交，子代中发 现了一株植株乙。若植株乙的出现是精子异常所致，则具体原因是________。 （4）若 D 位于异常染色体上，若让植株甲、乙进行杂交，则子代表现型及比例为________。（注：产生配 子时，假设三条互为同源的染色体其中任意两条随机联会，然后分离，多出的一条随机分配到细胞的一 极。） 【答案】 (1). 染色体结构变异（染色体缺失） (2). 用光学显微镜观察该植株分裂期（联会时期）细 胞的装片 (3). 让甲植株自交产生种子，种植后观察统计后代植株的产量 若子代全是高产植株，D 基因在 7 号正常染色体上 若子代高产植株：低产植株为 2：1，D 基因在 7 号异常染色体上 或： 若子代无低产植株，D 基因在 7 号正常染色体上若子代出现低产植株，D 基因在 7 号异常染色体上 (4). 精子形成时，减数第一次分裂后期，两条 7 号 染色体没有分开，移向了细胞的同一极 (5). 高产：低产=8：3 【解析】 【分析】 1、基因突变是染色体的某一位点上基因的改变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体 变异是可以用显微镜直接观察到的，如染色体结构的改变（增添、缺失、倒位、易位）、染色体数目的增减 等。 2、分析图示，植株甲（Dd）中 异常染色体比正常染色体短一段；植株乙（Ddd）中多了一条 7 号染色体， 且异常染色体比正常染色体短一段。 【详解】（1）与正常染色体比较可知，异常染色体为染色体片段缺失，属于染色体结构变异。基因突变是 染色体的某一位点上基因的改变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体变异是可以用 显微镜直接观察到的。 （2）让甲植株自交产生种子，种植后观察统计后代植株的产量，如果 D 基因位于正常 7 号染色体上，则自 交结果因 dd 无正常 7 号染色体不能存活，故全部为高产（DD、2Dd）；如果 D 基因位于异常 7 号染色体上， 则自交结果因 DD 无正常 7 号染色体不能存活，故高产(Dd):低产(dd)=2:1。 （3）植株甲作为父本，基因型为 Dd，低产植株为母本，基因型为 dd，若产生植株乙的基因型为 Ddd，且 植株乙的出现是精子异常所致，则可判断异常精子的基因型为 Dd，产生的原因为减数第一次分裂后期，两 条 7 号染色体没有分开，移向了细胞的同一极所致。 （4）植株甲、乙进行杂交，子代表现型及基因型见下表： 乙的配子 甲 配子 D dd 2d 2Dd D 不存活 Ddd（高产） 2Dd（高产） 2DDd（高产） d Dd（高产） ddd（低产） 2dd（低产） 2Ddd（高产） 由上表可知，高产:低产=8:3。 【点睛】本题以染色体变异为材料考查基因分离定律，掌握分离定律的实质，解题关键是判断乙产生配子 的种类及比例。 （二）选考题： [生物——选修 1：生物技术实践] 11.最新调查显示手机每平方厘米就驻扎了 12 万个细菌，这个数字足以令马桶坐垫上的细菌队伍汗颜。某生 的 的物兴趣小组的同学，利用手机表面的细菌进行了相关的培养研究。 （1）培养微生物的培养基一般含有的成分有________，另外还需满足 PH、营养物质以及对氧气的需求。 （2）若想获取不同菌的菌落形态，需要固体培养基培养，培养基配置的基本步骤有：计算→________。上 述操作完成待培养基冷却凝固后需将平板倒置，这样做的目的是________。 （3）为研究手机表面微生物的种类，用稀释涂布平板法进行细菌的纯化和分离。下面的四种菌落分布情况 中，哪些选项是通过稀释涂布平板法得到的________。 （4）研究小组用琼脂扩散法测定玫瑰精油对手机表面细菌的抑制情况。该方法的操作步骤如下：首先制备 牛肉膏蛋白胨平板，用涂布器将 5 种细菌分别接种到 5 个平板上，得到细菌平板。然后制备直径为 5mm 的 滤纸圆片，采用________灭菌法处理，将灭菌的滤纸片分别放入________中浸泡 10min，后将滤纸片放在 5 个细菌平板表面。最后将平板放入________中倒置培养 48 小时。通过测量________来检测玫瑰精油对 5 种 细菌的抑制效果。 【答案】 (1). 水、碳源、氮源、无机盐 (2). 称量、溶化、灭菌、倒平板 (3). 避免水分蒸发过快， 防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染 (4). ABC (5). 干热 (6). 适宜浓度的玫瑰精油和无菌水 (7). 恒温培养箱 (8). 透明圈的直径（抑菌圈的直径） 【解析】 【分析】 1、微生物常见的接种的方法 ①平板划线法：将已经溶化 培养基倒入培养皿制成平板、划线接种、在恒温箱里培养。在线的开始部分， 微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。 ②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过适量稀释后，均匀涂布在固体培养基表面，经培养后可形成单个 菌落。 2、常用的灭菌方法：干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法。 【详解】（1）培养微生物的培养基一般含有水、碳源、氮源和无机盐，在除上述几种主要营养物质的基础 上，培养基还需要满足微生物生长对 pH、特殊营养物质以及氧气的要求。 （2）制备固体培养基的基本步骤有：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。等平板冷却凝固后，应将平板倒 置，这样做的目的是，防止培养基冷却过程中形成的水滴落到培养基表面对培养基造成污染。 （3）由图和分析可知，A、B、C 为通过稀释涂布平板法得到的菌落，D 为通过平板划线法得到的菌落。 的（4）为保持滤纸的干燥，灭菌时应用干热灭菌法，不宜采用高压蒸汽灭菌法。将灭菌的滤纸片分别放入适 宜浓度的玫瑰精油和无菌水中（对照）浸泡 10min，再将滤纸片放在 5 个细菌平板表面，最后将平板放入恒 温箱中倒置培养 48h，防止培养皿盖上凝结的水珠滴落造成污染。通过测量透明圈直径(抑菌圈直径)可判断 玫瑰精油对 5 种供试细菌的抑制效果，抑菌圈越大，说明抑制作用越强。 【点睛】本题考查微生物的培养、筛选、琼脂扩散法测定玫瑰精油的抑菌情况等知识，要求识记培养基的 成分、筛选方法，熟练掌握实验步骤。 [生物——选修 3：现代生物科技专题] 12.苯丙酮尿症是 PKU 基因突变引起，研究人员尝试用基因治疗的方式治疗该疾病，即将正常基因 D 导入 携带有突变基因的细胞中。下图中的图甲为 A、B、C 三种质粒，图乙为含有目的基因 D 的 DNA 片段，图 丙表示重组载体的示意图。其中 Ap 为氨苄青霉素抗性基因，Tc 为四环素抗性基因，lacZ 为蓝色显色基因 （基因表达的产物将无色化合物 X-gal 转化成一种蓝色物质，菌落呈蓝色），EcoRⅠ（0.7Kb）、PvuⅠ（0.8Kb） 等为限制酶及其切割位点与复制原点之间的距离。已知 1 Kb＝1 000 个碱基对。请结合所学知识回答： （1）将正常的 D 基因导入受体细胞的基因工程操作步骤中，其核心是________，据图分析上述甲图中三种 质粒中不宜作为运载体的有________，请分析原因________。 （2）若要获取目的基因 D，上述乙图中应选择限制酶________对其所在的 DNA 进行切割。如果仅知道 D 基因首尾的部分核苷酸序列，通常可根据该基因首尾两端的已知核苷酸序列合成________，利用________ 技术得到大量目的基因。 （3）将目的基因 D 和甲图中可做载体的质粒进行连接后，会得到图丙中三种连接方式。需要选出正向连接 的重组质粒，可使用________酶切割所获得的重组质粒。完全酶切后，进行电泳分析。若是载体自连，电 泳图谱中出现 2.7Kb 一条带，若是正向连接载体和反向连接载体，电泳图谱中出现长度分别为________和 ________。 （4）选择自身不含 lacZ 基因且对抗生素敏感的大肠杆菌作为受体细胞，在已转化的含重组质粒、空质粒的受体细胞中和未转化成功的细胞中如何筛选出成功导入重组质粒的受体细胞_______________。 【答案】 (1). 基因表达载体的构建 (2). AC (3). 质粒 A 缺少标记基因，质粒 C 复制原点被限制 酶切割 (4). PvuⅠ (5). 引物 (6). PCR (7). EcoRⅠ (8). 1.1Kb 和 5.6Kb (9). 3.1Kb 和 3.6Kb (10). 在含有氨苄青霉素的加入 X-gal 培养基上培养经转化后的细胞，形成白色菌落的即为导入重组质粒的 受体细胞，蓝色菌落的没有导入重组细胞 【解析】 【分析】 分析图甲：质粒 A 含有 EcoRⅠ和 PvuⅠ限制酶割位点，无标记基因；质粒 B 含有中 Ap 基因和 lacZ 基因， 且 EcoRⅠ和 PvuⅠ限制酶切位点位于 lacZ 基因内；质粒 C 含有中 Ap 基因和 Tc 基因，含有 EcoRⅠ和 PvuⅠ 限制酶割位点，PvuⅠ限制酶割位点位于复制原点。 【详解】（1）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤，其中基因工程的核心是基因表达载体的构建。 图中质粒 A 缺少标记基因；质粒 C 在用和目的基因相同的限制酶切割时，复制原点会被限制酶切割，会影 响重组质粒的自主复制。因此，不能作为目的基因运载体的质粒是 A、C。 （2）分析乙图，目的基因 D 上有两个 PvuⅠ酶切位点和一个 EcoRⅠ酶切位点，而 EcoRⅠ酶切会破坏目的 基因 D 的结构，因此应选用 PvuⅠ酶对其所在的 DNA 进行切割。利用 PCR 扩增技术可以获得大量的目的 基因，用 PCR 扩增基因之前，需要先根据该基因已知核苷酸序列制出相应的引物。 （3）在目的基因上存在 EcoRⅠ酶的切割位点，因此在基因工程的操作过程中，需要选出正向连接的重组 质粒，应使用该酶切重组质粒。依题意和图甲、乙可知，由于目的基因 D 的长度为 4.0Kb，因此用质粒 B 构建的重组质粒的长度为 4.0Kb+2.7Kb=6.7Kb，重组质粒被 EcoRⅠ酶完全切割后，出现两个不同长度片段， 若是正向连接（目的基因 D 上的 EcoRⅠ酶切位点与质粒 B 上的 EcoRⅠ酶切位点的距离最近），会得到 0.1Kb+1.0Kb=1.1Kb 和（2.7Kb+4.0Kb）-1.1Kb=5.6Kb 的两个片段；若是反向连接（目的基因 D 上的 EcoRⅠ 酶切位点与质粒 B 上的 EcoRⅠ酶切位点的距离较远），会得到 0.1Kb+3.0Kb=3.1Kb 和（2.7Kb+4.0Kb） -3.1Kb=3.6Kb 的两个片段。 （4）在含有氨苄青霉素的加入 X-gal 培养基上培养经转化后的细胞，导入重组质粒的受体细胞，质粒上 lacZ 基因被破环，不能将无色化合物 X-gal 转化成蓝色物质，且质粒中含有 Ap 基因，故受体菌能在培养基上正 常生长，形成白色菌落；导入空质粒的受体细胞，具有 Ap 基因和 lacZ 基因，故能在培养基上生长，且能 将无色化合物 X-gal 转化成蓝色物质，菌落呈蓝色；未转化成功的细胞中不含 Ap 基因，故不能在含有氨苄 青霉素的培养基上生长。 【点睛】本题以图文结合为情境，综合考查对基因工程的基本操作程序，特别是利用 PCR 技术扩增目的基 因以及基因表达载体的构建等相关知识的识记和理解能力，以及分析问题的能力。