2020届北京市西城区高三二模生物试题（解析版）

西 城 区 高 三 模 拟 测 试 生 物 一、选择题 1.下列关于能量代谢的叙述错误的是（ ） A. 无氧呼吸对人体生命活动具有重要意义 B. 所有生物通过有氧呼吸获取所需的能量 C. ATP 是细胞生命活动的直接能源物质 D. 能量流动促进了生态系统的物质循环 【答案】B 【解析】 【分析】 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成无机物或小分子有机物，释放出能量并生成 ATP 的过程。根据过程中是否有氧气参与反应分为有氧呼吸和无氧呼吸。 细胞呼吸的意义：（1）为生物体各项生命活动提供直接能源物质—ATP；（2）为体内的其他化合物的合成 提供原料；（3）维持恒温动物的体温。 【详解】A、高等动物和人体在剧烈运动时，尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了，但是仍然不能满足骨 骼肌对氧的需要，这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸，维持人体的生命活动，A 正确； B、厌氧生物，是指一种不需要氧气生长的生物。如：蛔虫、破伤风杆菌等，只能进行无氧呼吸，不需要有 氧呼吸获得能量，B 错误； C、ATP（三磷酸腺苷），结构简式 A-P~P~P，由腺嘌呤、核糖和 3 个磷酸基团连接而成，水解时释放出能 量较多，是生物体内最直接的能量来源，C 正确； D、生态系统的物质循环为能量流动提供载体，使能量沿着食物链或食物网流动；能量作为动力，使物质能 够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返，D 正确。 故选 B。 2.某种水生植物细胞内与细胞外水环境中盐离子的浓度如图所示。以下相关叙述正确的是（ ）A. 该植物细胞通过扩散作用吸收这些盐离子 B. 该植物细胞膜上运输不同盐离子的载体数量相同 C. 植物细胞对盐离子的吸收具有选择性 D. 植物细胞外的盐离子浓度越大植物吸收越多 【答案】C 【解析】 【分析】 分析柱形图可知，Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、Cl－在细胞内的浓度均高于细胞外，且细胞内不同离子的浓度 存在较大差异，因为细胞对不同离子的需求不同。 【详解】A、由柱形图可知，这些离子在细胞内的浓度均高于细胞外，该植物细胞吸收这些离子为逆浓度梯 度，方式为主动运输，A 错误； B、植物细胞膜上运输不同盐离子的载体数量不同，因为细胞对不同离子的需求不同，B 错误； C、活细胞会按照生命活动的需要，主动吸收某些离子，即植物细胞对盐离子的吸收具有选择性，C 正确； D、植物对盐离子的吸收量取决于自身生命活动的需要，与细胞外盐离子的浓度无关，D 错误。 故选 C。 3.气孔是由 2 个保卫细胞构成，保卫细胞吸水气孔张开。如图为蚕豆气孔开度与胞内 K+和蔗糖浓度的关系， 下列据图分析错误的是（ ） A. 气孔是植物水分散失和气体进出的门户 B. 7:00～9:00 气孔开度增大与细胞内 K+浓度呈正相关C. 11:00～13:00 气孔开度增大的原因与蔗糖含量增加有关 D. 16:00～18:00 蔗糖含量迅速下降的原因是呼吸作用大于光合作用 【答案】D 【解析】 【分析】 分析图示可知，7:00～13:00 气孔开度逐渐增大，13:00 以后气孔开度逐渐减小；7:00～16:00 胞内蔗糖含量 逐渐增大，16:00 后胞内蔗糖含量逐渐减小；7:00～11:00 胞内 K+浓度逐渐增大，11:00～13:00K+浓度减小， 13:00～15:00K+浓度增大，15:00 后 K+浓度逐渐减小，到 21:00 减小到 0。 【详解】A、气孔是植物与外界进行气体交换以及通过蒸腾作用散失水分的门户，可通过保卫细胞的开闭作 用来调节，A 正确； B、由分析可知，7:00～9:00 胞内 K+浓度逐渐增大，气孔开度也增大，二者呈正相关，B 正确； C、由图示可知，11:00～13:00 胞内蔗糖含量迅速增大，使细胞内液渗透压增大，保卫细胞吸水增加，则气 孔开度增大，C 正确； D、16:00～18:00 胞内蔗糖含量迅速下降，是由于气孔开度迅速减小，气孔吸收 CO2 强度和蒸腾作用强度均 减弱，使光合作用强度减弱，进而影响蔗糖的合成，而细胞内的蔗糖又会转移到植物其他部位或转化成其 他物质而持续消耗，此过程呼吸作用强度小于光合作用强度，D 错误。 故选 D。 4.下列关于生物变异及其原理应用的叙述错误的是（ ） A. 倒位和易位会导致染色体上的基因数目或排列顺序发生改变 B. 细胞有丝分裂和减数分裂过程中都可能会发生染色体数目变异 C. 将外源目的基因通过体外重组导入受体生物可定向改变生物性状 D. 培育多倍体无籽西瓜和获得无籽番茄的原理均为染色体数目变异 【答案】D 【解析】 分析】 生物变异的类型包括可遗传变异和不可遗传变异，可遗传变异有：（1）基因突变：指 DNA 分子中发生碱 基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变；（2）基因重组：指在生物体进行有性生殖的过程中， 控制不同性状的基因的重新组合；（3）染色体变异：包括染色体结构的变异（片段的增加、缺失、易位、 倒位）和染色体数目的变异。 【详解】A、易位是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，倒位是指染色体中某一片段位置颠 【倒，二者属于染色体结构的变异，都会导致染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，A 正确； B、细胞有丝分裂和减数分裂中都会发生染色体的复制和分离过程，因此都可能会发生染色体数目变异，B 正确； C、将外源目的基因通过体外重组导入受体生物过程的原理为基因重组，可定向改变生物性状，C 正确； D、培育多倍体无籽西瓜的原理为染色体数目变异，而获得无籽番茄是利用生长素能促进果实发育，番茄的 遗传物质并未改变，D 错误。 故选 D。 5.人体载脂蛋白 apo-B 基因在肝、肾细胞中控制合成的蛋白质含有 4563 个氨基酸，但在小肠细胞中控制合 成的蛋白质仅有 2153 个氨基酸，原因是小肠细胞中的脱氨酶将 apo-B 的 mRNA 上的一个碱基 C 转变成了 U，如图所示。下列相关叙述错误的是（ ） A. 与 RNA 结合的脱氨酶导致 apo-B 基因发生基因突变 B. 与 RNA 结合的脱氨酶能识别并结合 RNA 的特定序列 C. CAA 编码特定的氨基酸，而 UAA 是终止密码子 D. 图示机制导致人体同一基因控制合成不同蛋白质 【答案】A 【解析】 【分析】 分析图示：由于小肠细胞中的脱氨酶将 apo-B 的 mRNA 上一个碱基 C 转变成了 U，导致人体载脂蛋白 apo-B 基因在肝、肾细胞中控制合成的蛋白质含有 4563 个氨基酸，但在小肠细胞中控制合成的蛋白质仅有 2153 个氨基酸，说明在小肠细胞中 mRNA 的序列并没有改变，只是相应的密码子 UAA 为终止密码子，提前终 止了翻译。 【详解】A、与 RNA 结合的脱氨酶导致终止密码提前，mRNA 上序列并未改变，没有发生基因突变，A 错误； B、与 RNA 结合的脱氨酶能识别并结合 RNA 的特定序列，才能使 mRNA 上的一个碱基 C 转变成了 U，B 正确； C、CAA 编码特定的氨基酸，而 UAA 是终止密码子，这样才会使翻译提前终止，C 正确； D、图示机制导致人体同一基因在不同的细胞中控制合成不同蛋白质，D 正确。 故选 A。 6.植物激素是植物细胞接受特定环境信号诱导产生的一类有机物，在低浓度时就具有调节植物生理反应的活 性。下列关于植物激素的叙述错误的是（ ） A. 激素从产生部位运输到作用部位发挥作用 B. 激素与相应受体结合调节代谢和生理活动 C. 激素在高浓度下不会产生明显的生理效应 D. 激素分别或相互协调地调控植物生长发育 【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查植物激素的产生、运输和作用机理相关知识，主要考查考生对植物激素的理解，明确其发挥作用 的方式以及不同种类激素之间的相互协调，然后分析选项进行判断。 【详解】A、植物激素就是一类在植物体一定部位合成并运输到作用部位，对植物的生长、分化等生命活动 进行调节的微量有机物，A 正确； B、植物激素在植物体内通过极性运输或非极性运输，从产生部位运往作用部位后，与相应的受体结合，进 而调节细胞的代谢和生理活动，B 正确； C、植物激素在高浓度下也会产生明显的生理效应，如一般高浓度的生长素抑制植物生长，C 错误； D、在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种植物激素相 互作用共同调节，D 正确。 故选 C。 7.研究人员检测尿液渗透压与人体血浆中抗利尿激素含量之间的关系，结果如图所示。下列相关叙述错误的 是（ ）A. 抗利尿激素由下丘脑神经内分泌细胞产生，由垂体释放 B. 图中血浆抗利尿激素含量增加的原因是尿液渗透压增加 C. 抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收 D. 当人体细胞外液渗透压升高时，抗利尿激素分泌量增加 【答案】B 【解析】 【分析】 当人体失水过多或吃的食物过咸，细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑渗透压感受器，由下丘脑合成、分泌， 垂体释放的抗利尿激素增加，促进肾小管、集合管重新吸收水分，减少尿量的排出，同时大脑皮层渴觉中 枢兴奋产生渴觉，主动饮水，以降低细胞外液渗透压。 【详解】A、抗利尿激素由下丘脑神经内分泌细胞合成、分泌并由垂体释放，A 正确； B、图中尿液渗透压增加的原因是血浆抗利尿激素含量增加，B 错误； C、抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收，C 正确； D、当人体细胞外液渗透压升高时，刺激下丘脑渗透压感受器，由下丘脑产生、垂体释放的抗利尿激素量增 加，D 正确。 故选 B。 8.塑料是海洋、湖泊以及河流最常见的污染物之一，长度小于 5mm 的塑料被称为塑料微粒，它们对觅食的 海洋动物构成了极大的威胁。海洋环境保护科学方面的联合专家小组评估全球塑料微粒的报告结果显示， 已有数万种生物受到塑料污染。以下说法错误的是（ ） A. 塑料微粒被海洋生物取食后会沿食物链富集，影响它们的生长、繁殖和迁徙 B. 塑料还可能会成为某些难降解污染物的载体，增加了动物和人类的健康风险 C. 生活中对这些塑料垃圾进行分类和集中处理，可阻断它们通往海洋的“道路” D. 海洋生态系统可通过正反馈调节降低塑料污染的危害，维持整个系统的稳态 【答案】D【解析】 【分析】 1、由于生物富集现象，一些有害物质通过食物链其浓度随消费者级别的升高而逐步增加，所以有害物质的 浓度总是在最高级别的消费者体内积累最多。 2、生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力，生态系统自我调节能力的，基础 是负反馈，物种数目越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大。 【详解】A、塑料微粒被海洋生物取食后会沿食物链富集，影响它们的生长、繁殖和迁徙，A 正确； B、塑料还可能会成为某些难降解污染物的载体，增加了动物和人类的健康风险，B 正确； C、生活中对这些塑料垃圾进行分类和集中处理，可阻断它们通往海洋的“道路”，C 正确； D、生态系统自我调节能力 基础是负反馈，故海洋生态系统可通过负反馈调节降低塑料污染的危害，维持 整个系统的稳态，D 错误。 故选 D。 9.植物以花蜜为代价吸引为其传粉的动物时，可吸引来不同行为的访花者。取食花蜜同时能为植物传粉的称 为传粉者，取食花蜜但不能为植物传粉的称为盗蜜者。植物能通过控制花蜜分泌量，吸引尽量多的传粉者 以获得更有效的传粉。传粉者在花朵上的停留时间与拜访频率间的关系如下图所示。以下分析错误的是（ ） A. 传粉者在花上的停留时间与拜访频率呈负相关关系 B. 传粉者的停留时间与拜访频率均与花中的蜜量有关 C. 盗蜜者使花中蜜量减少对植物有性生殖只有不利影响 D. 植物与传粉动物通过不断进化适应彼此的生存策略 【答案】C 【解析】 【分析】题干分析，访花者分为传粉者和盗蜜者，图中随着传粉者拜访频率的增加，传粉者在花朵上停留 的的时间越短，据此答题。 【详解】A、据曲线图分析可知，传粉者在花上的停留时间与拜访频率呈负相关关系，A 正确； B、花蜜是植物提供给访花者的重要报酬，也是影响访花者访花行为的重要性状，因此传粉者的停留时间与 拜访频率均与花中的蜜量有关，B 正确； C、盗蜜者对植物的有性生殖也有有利影响，C 错误； D、植物需要动物进行传粉来繁衍，动物吸取花蜜来取食，植物与传粉动物通过不断进化适应彼此的生存策 略，D 正确。 故选 C。 10.长期使用化肥可使土壤酸碱化，导致土壤肥力下降并污染环境。下列修复和改良酸碱化土壤的措施中， 不属于生物工程措施的是（ ） A. 设计构建物质和能量多级利用的现代农业种植体系 B. 增施有机肥，种植耐酸碱的农作物，秸秆还田 C. 施用化学改良剂或一些矿质肥料改善土壤的理化性质 D. 分离和筛选耐酸碱的微生物作为功能菌制成微生物肥料 【答案】C 【解析】 【分析】 生物工程是利用生物学与工程学相结合的方法，按照人类的需要设计和改造生物的结构与功能,以便绿色、 高效、经济地制造各种产品的新型学科，是生命科学从实验室研究通向工业生产的桥梁。生物工程包括五 大工程：基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程、生物反应器工程。 【详解】A、设计构建物质和能量多级利用的现代农业种植体系，实现了物质的循环再生，减少了废弃物的 产生，属于生态工程，A 正确； B、增施有机肥，种植耐酸碱的农作物，秸秆还田，符合生态工程所遵循的物质循环再生原理，B 正确； C、施用化学改良剂或一些矿质肥料，改善土壤理化性质，减轻或消除盐碱危害作用属于化学修复方法，不 属于生物工程，C 错误； D、分离和筛选耐酸碱的微生物作为功能菌制成微生物肥料，可增加土壤中的物种多样性，提高生态系统的 稳定性，功能菌作为分解者，在一定程度上加快了土壤中的物质循环，属于生物工程，D 正确。 故选 C。 11.下图是分离烟草原生质体的过程，下列说法错误的是（ ）A. 制备原生质体的叶片应采用高压蒸汽法进行消毒 B. 制备原生质体的酶溶液可能含纤维素酶和果胶酶 C. 血细胞计数板是检测原生质体密度的工具之一 D. 分裂出的烟草原生质体可用于植物体细胞杂交 【答案】A 【解析】 【分析】如图用酶溶液除去植物细胞壁从而得到原生质体，经过清洗分离杂质后用血细胞计数板对原生质 体的数量进行计数。 【详解】A、高压蒸汽法会使原生质体失活，A 错误； B、纤维素酶和果胶酶可以水解植物细胞的细胞壁从而得到原生质体，B 正确； C、显微镜下可以通过血细胞计数板观察统计原生质体的数目，从而计算密度，C 正确； D、分裂出的烟草原生质体可以在物理化学条件下，如 PEG 诱导，与其他原生质体融合，D 正确。 故选 A。 12.下列关于果酒、果醋酿造实验的说法错误的是（ ） A. 乙醇可以作为果醋发酵的底物 B. 酵母菌和醋酸杆菌增殖方式相同 C. 酵母菌和醋酸杆菌同化作用类型相同 D. 果酒发酵产物中的乙醇可以抑制杂菌生长 【答案】B 【解析】 【分析】酵母菌是真菌，代谢类型为异养兼性厌氧，醋酸杆菌是细菌，代谢类型为异养需氧。 【详解】A、乙醇在有氧条件下可被醋酸菌氧化为醋酸，A 正确； B、酵母菌的增殖方式为出芽生殖，而醋酸杆菌的增殖方式为二分裂，B 错误； C、酵母菌和醋酸菌的同化作用类型都为异养型，C 正确； D、果酒发酵产生的乙醇可以抑制其他微生物的生长，D 正确。 故选 B。13.下图是快速 RT-PCR 过程示意图，①和②为逆转录酶催化的逆转录过程，③是 PCR 过程。据图分析下列 说法错误的是（ ） A. 逆转录酶具有 DNA 聚合酶能力 B. ③PCR 过程只需要引物 b C. RT-PCR 可检测基因表达水平 D. RT-PCR 可检测新冠病毒等 RNA 病毒 【答案】B 【解析】 【分析】据图可知，逆转录酶可以催化以 RNA 为模板合成 cDNA，还可催化以 cDNA 为模板合成其互补 DNA；RT-PCR 过程中需要 a、b 两种引物。 【详解】A、逆转录酶催化合成 DNA，所以具有 DNA 聚合酶的能力，A 正确； B、③PCR 过程需要引物 a、b，因为后续的模板链序列既有与靶 RNA 一致的，也有与 cDNA 一致的，B 错 误； C、RT-PCR 可检测基因的转录情况从而推知基因的表达水平，C 正确； D、通过设计 RNA 的特异性引物进行 RT-PCR 检测新冠病毒等 RNA 病毒，D 正确。 故选 B。 14.下列关于生物科学研究方法和相关实验的叙述错误的是（ ） A. 同位素标记：分泌蛋白的合成与分泌和噬菌体侵染细菌实验 B. 模型构建：研究种群数量变化规律和 DNA 双螺旋结构的发现 C. 单因子分析：用 18O 分别标记 H2O 和 CO2 探究光合作用 O2 来源 D. 差速离心：叶绿体中色素的分离和细胞中各种细胞器的分离 【答案】D 【解析】 【分析】科学的研究方法：1、假说-演绎法：在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想像提出解释问题的假 说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假 说是正确的，反之，则说明假说是错误的。例如孟德尔的豌豆杂交实验、摩尔根研究的伴性遗传等。2、类 比推理法：类比推理指是根据两个或两类对象在某些属性上相同，推断出它们在另外的属性上（这一属性 已为类比的一个对象所具有，另一个类比的对象那里尚未发现）也相同的一种推理。萨顿的假说“基因在染 色体上”运用了类比推理法。3、模型构建法：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简 化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助具体的实物或其它形象化的手段， 有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式 直观的表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的 DNA 双螺旋结构模型， 就是物理模型。4、放射性同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质运行和变化的规律，例如噬菌体侵 染细菌的实验。 【详解】A、研究分泌蛋白的合成与分泌过程和噬菌体侵染细菌实验都采用了同位素标记法，A 正确； B、研究种群数量变化规律和 DNA 双螺旋结构的发现都采用了模型构建法，前者构建的是数学模型，后者 构建的是物理模型，B 正确； C、用 18O 分别标记 H2O 和 CO2 探究光合作用 O2 来源采用的是单因子对照实验法，C 正确； D、叶绿体中色素的分离采用的是纸层析法，D 错误。 故选 D。 15.下列与生物调查有关的叙述正确的是（ ） A. 调查某遗传病的遗传方式应以患者家系为调查对象 B. 调查蝗虫卵密度并预测蝗灾发生率可用标志重捕法 C. 调查蚜虫种群密度应选取其密集的区域作为样方 D. 随机扫取表层土样可以调查土壤小动物类群丰富度 【答案】A 【解析】 【分析】1、利用标志重捕法计算种群密度，设该地段种群中个体数为 N，其中标志总数为 M，重捕总数为 n，重捕中被标志的个体数为 m，则 N：M=n：m。2、调查某遗传病的遗传方式时，常以患者家系为调查对 象；调查遗传病的发病率时，常在随机的人群中调查。3、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。 【详解】A、调查某遗传病的遗传方式时，常以患者家系为调查对象，A 正确； B、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，所以调查土壤中昆虫卵的种群密度一般采用样方法，B 错误； C、用样方法调查蚜虫种群密度时在分布较密集的区域取样，导致结果偏大，应该随机取样，C 错误； D、表层土中生存的小动物很少，大多数小动物生存在土壤中下层，D 错误。 故选 A。 16.蓝藻是一类分布广泛的原核生物。蓝藻细胞能够吸收水体中的 CO2 和 HCO3‾，使细胞中无机碳含量高出 胞外 500～1000 倍以上，其过程如下图所示。回答下列问题： （1）向蓝藻培养液中加入一定量的放射性 H14CO3‾，胞内 14C 浓度增加的速率大于培养液中 H14CO3‾ 生成 14CO2 的速率，据图可知，原因是蓝藻细胞通过_________方式吸收无机碳。随着光合作用的进行，请以 14CO2 为起点，用图示说明 14C 转移途径，终产物用（CH2O）表示_________。 （2）将蓝藻从黑暗中转移至光照条件下，发现蓝藻吸入无机碳的速率增加，请根据上图对此现象进行解释 ________。 （3）在富营养化水体中，O2 和 CO2 含量较低时，蓝藻仍能高效进行光合作用，在水体中占据优势。请依据 上述研究内容说明蓝藻获得生存优势的原因是________。 【答案】 (1). 自由扩散和主动运输 (2). (3). 光照下 蓝藻进行光合作用消耗 CO2，导致胞内 CO2 浓度降低，需要（通过自由扩散）从外界吸收更多的 CO2；同 时因 ATP 产生量增加，主动运输吸收 HCO3-的速率也加快 (4). 蓝藻具有两条无机碳的吸收途径，其中 主动运输吸收 HCO3‾ 途径保证了在环境中 CO2 不足时细胞内的 CO2 供给，光合作用仍然能够正常进行（蓝 藻可通过主动运输方式吸收并积累 HCO3‾） 【解析】 分析】 识图可知：蓝藻细胞能够吸收水体中的 CO2 和 HCO3-，在细胞内 CO2 既可与参与光合作用又能转化成 HCO3-， 由此利用光合作用和物质跨膜运输相关知识再结合题文信息做出相关解答。 【详解】（1）CO2 跨膜运输的方式是自由扩散，由题干信息“蓝藻细胞内 HCO3-的浓度比细胞外高 500～1000 倍”可知，蓝藻细胞通过主动运输的方式吸收 HCO3-的，因此综合分析蓝藻细胞通过自由扩散和主动运输吸 【收无机碳。光合作用暗反应中先进行 CO2 的固定生成 C3，接着 C3 的还原生成糖类、C5 等有机物，所以放 射性将先后出现在细胞中的 C3、糖类、C5 等有机物里。 （2）识图可知，光照下蓝藻进行光合作用消耗 CO2，导致胞内 CO2 浓度降低，需要（通过自由扩散）从外 界吸收更多的 CO2；同时因 ATP 产生量增加，主动运输吸收 HCO3-的速率也加快。 （3）在富营养化水体中，虽然由于浮游植物的迅速增长导致水体中 CO2 含量较低，但是水体中无机碳含量 很高，蓝藻细胞主动运输吸收 HCO3‾ 途径保证了在环境中 CO2 不足时细胞内的 CO2 供给，所以蓝藻仍能高 效进行光合作用，在水体中占据优势。 【点睛】本题重点考查对光合作用的过程的识记，光反应包括水的光解和 ATP 合成；暗反应包括 CO2 的固 定和 C3 的还原。 17.为了应对干旱和强降雨等灾害性天气，很多城市增设了雨水截流储存和利用的设施，如布设于道路周边 或地势较低区域的生物滞留池。生物滞留池内土壤、植物和微生物等构成了小型生态系统。某城市道路收 集到的雨水含有高浓度污染物，其中的多环芳烃（PAHs），会严重危害城市水环境。科研人员基于解决污染 问题和维护生态安全两方面考虑，在从当地环境中筛选耐受菌的基础上，通过转基因技术获得高效降解污 染物的工程菌。 （1）经检测发现，生物滞留池内 PAHs 中的芘含量相对较高。研究者尝试筛选能降解芘的菌种。 ①筛选能降解芘的菌种基本操作步骤如下。请将下列“方框”内字母后面内容补充完整 a________b________c________d________e________。 ②从对照区域和生物滞留池中分别培养出占比较高的菌属，结果见图 1、图 2。在两个区域中均能检测出的 菌属有________个，此结果能够说明滞留池土壤中________出现了明显的变化。 ③在另一个筛选对芘具有耐受性的菌株的实验中，分离得到四个菌属中的菌株，其生长曲线见图 3。研究人员欲从中选择一个构建工程菌。结合图 1、图 2 所示结果，你认为应选择_________，理由是________。 （2）研究者将能高效降解芘的外源基因重组至所选受体菌的同时，还转入了含 lac 启动子的核酸酶基因。 在半乳糖苷分子的诱导下该启动子会被激活，表达的核酸酶会将自身遗传物质降解进而发生菌体自毁。转 入该基因在维护生态安全方面的意义是_______。 （3）试举一例说明人类在改造自然的过程中，可能会带来的生物安全隐患_______。 【答案】 (1). a 芘 (2). b 培养基（培养皿、接种环等） (3). c 稀释涂布平板 (4). d 酒精灯火焰 （外焰） (5). e 菌落 (6). 3 (7). 微生物种类及比例 (8). Pse (9). Pse 菌株在对照池和滞留池 中均占比较大且对芘的耐受性较好 (10). 防止转基因微生物逃逸到自然界，将实验带来的生态风险降到 最低 (11). 将外来物种引入新的环境，可能会造成生物入侵问题；转基因生物可能会影响原有生态系统 中的生物多样性等 【解析】 分析】 1.生物多样性是指生物圈内的所有的植物、动物和微生物（物种多样性），它们所拥有的全部基因（基因多 样性，也称遗传多样性）以及各种各样的生态系统（生态系统多样性），包括物种、基因（遗传）和生态系 统三个层次。 2. 不适当引种的危害：澳大利亚原来并没有仙人掌类植物，当地人从美洲引种一种仙人掌作为篱笆，结果 仙人掌过度繁殖，侵占大量的农田和耕地，给当地生态造成危害。 3.外来物种入侵的危害：外来物种入侵会严重破坏生物的多样性，并加速物种的灭绝；外来物种入侵会严重 破坏生态平衡；外来物种入侵会因其可能携带的病原微生物而对其他生物的生存甚至对人类健康构成直接 威胁。 4.基因污染指对原生物种基因库非预期或不受控制的基因流动，外源基因通过转基因作物或家养动物扩散到 其他栽培作物或自然野生物种并成为后者基因的一部分，基因污染主要是由基因重组引起的。 【详解】（1）①配制以芘（a）为唯一碳源的培养基→为了获得纯净的培养物需要用高压蒸汽灭菌法对培养 基进行灭菌，同时对培养皿、接种环也要进行进行灭菌（b）→对灭菌完成的培养基进行倒平板操作→然后 【用稀释涂布平板法对土壤浸出液进行接种（c）→接种时，为避免杂菌污染，需要在酒精灯火焰（外焰）旁 进行接种（d）→接种完成后需要将平板放在恒温培养箱中进行培养→待菌落长出后，挑选颜色、大小等有 差异的单个菌落进行进一步的接种，进而对菌种进行分离的鉴定（e）。 ②根据图 1、图 2 的结果可知，在两个区域中均能检测出的菌属有 3 个分别为 Tha、Pse、Com，该实验结 果说明滞留池土壤中微生物种类及比例发生了明显的变化。 ③由图 3 的生长曲线可推测四种菌种对芘的耐受性均表现较好，但结合图 1、图 2 所示结果，发现只有 Pse 菌株在对照池和滞留池中均占比较大且对芘的耐受性较好，因此研究人员需要应选择 Pse 来构建工程菌。 （2）研究者将能高效降解芘的外源基因重组至所选受体菌的同时，还转入了含 lac 启动子的核酸酶基因。 在半乳糖苷分子的诱导下该启动子会被激活，表达的核酸酶会将自身遗传物质降解进而发生菌体自毁。据 此可知转入该基因的意义在于能防止转基因微生物逃逸到自然界，从而将实验带来的生态风险降到最低， 避免引起生态危机。 （3）人类在改造自然的过程中，如将外来物种引入新的环境，可能会造成生物入侵问题从而使入侵地的生 物多样性锐减；转基因生物可能会引起基因污染，从而影响原有生态系统中的生物多样性等。 【点睛】解读题干中的信息并能进行分析综合是解答本题的关键！掌握微生物培养技术以及相关的操作时 解答本题的另一关键！ 18.吸烟有害健康，烟草中的尼古丁是主要的有害物质。研究发现吸烟者比非吸烟者糖尿病发病率更高。为 研究相关生理机制，科学家们利用大鼠开展了下列研究。 （1）胰岛细胞通过分泌________调节人体血糖平衡，这些激素的分泌除了受到血糖浓度的调节之外，还会 受到脑中多种转录因子如 TCF7L2 的调节。 （2）研究者将不同剂量的尼古丁试剂注入大鼠体内，检测其血糖的变化，结果见图 1，此结果说明 ________。 （3）大鼠大脑的 mHb 区是负责调控尼古丁摄入的主要区域。研究人员发现接受尼古丁注射的大鼠此脑区 中 TCF7L2 基因表达量较高。于是利用野生型大鼠和 TCF7L2 基因敲除的突变型大鼠进行实验，注射不同浓 度尼古丁后，测定其对尼古丁的主动摄入量，实验结果见图 2。①图 2 结果表明 TCF7L2 基因的表达产物能够________。 ②尼古丁可与乙酰胆碱受体（nAChR）结合，从而引起多巴胺的释放，产生愉悦感。长期大量吸烟的人，nAChR 的敏感度降低，结合图 2 推测 TCF7L2 基因可以_____nAChR 对尼古丁的敏感性，理由是_________。 ③在尼古丁大量摄入的突变体大鼠体内，研究者并没有检测到血糖升高的现象，推测由尼古丁摄入引发的 血糖升高依赖于________的正常表达。 （4）综合上述研究，吸烟会提高 TCF7L2 基因表达量，一方面通过乙酰胆碱受体调节对尼古丁的成瘾性； 另一方面通过影响胰岛细胞功能来提高血糖含量，而血糖升高又会________（选择填写 “升高”或“降低”） nAChR 对尼古丁的敏感度，从而增加了尼古丁摄入，导致尼古丁与高血糖效应形成恶性循环。 【答案】 (1). 胰岛素和胰高血糖素 (2). 尼古丁可使血糖升高，且血糖升高的幅度与尼古丁注射量呈 正相关 (3). 抑制尼古丁摄入 (4). 提高 (5). 突变型大鼠对尼古丁的主动摄入量明显高于野生型， 即 TCF7L2 基因敲除后，要引起足够的兴奋，需要更多的尼古丁。证明 TCF7L2 基因敲除后 nAChR 对尼古 丁的敏感性降低 (6). TCF7L2 基因 (7). 降低 【解析】 【分析】 1、血糖调节中枢在下丘脑，相关激素有胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素，因此血糖的调节方式属于神经-体 液调节；其中胰岛素降低血糖，胰高血糖素升高血糖，两者属于拮抗关系。 2、突触结构分为：突触前膜、突触间隙、突触后膜，神经递质由突触前膜释放，作用于突触后膜上的受体， 因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。 【详解】（1）胰岛细胞包括胰岛 A 细胞和胰岛 B 细胞，分别分泌胰高血糖素和胰岛素，共同调节血糖浓度。 （2）由图 1 曲线图显示可知，与空白对照组相比，尼古丁可使血糖升高，且血糖升高的幅度与尼古丁注射 量呈正相关。 （3）①野生型大鼠具有 TCF7L2 基因的表达产物，而 TCF7L2 基因敲除的突变型大鼠不具有 TCF7L2 基因 的表达产物，由图 2 曲线图突变型小鼠尼古丁的摄入量大于野生型小鼠，由此可知 TCF7L2 基因的表达产 物能够抑制尼古丁摄入。 ②突变型大鼠对尼古丁的主动摄入量明显高于野生型，即 TCF7L2 基因敲除后，要引起足够的兴奋，需要 更多的尼古丁，证明 TCF7L2 基因敲除后 nAChR 对尼古丁的敏感性降低，因此 TCF7L2 基因可以提高 nAChR 对尼古丁的敏感性。 ③突变体大鼠体内与野生型大鼠相比不同的就是突变型大鼠缺乏 TCF7L2 基因，因此可以推测尼古丁摄入 引发的血糖升高依赖于 TCF7L2 基因的正常表达。 （4）由血糖升高会增加尼古丁的摄入可知，血糖升高会降低 nAChR 对尼古丁的敏感度。 【点睛】本题以吸烟会导致糖尿病的发病率升高为背景，考查血糖调节和神经调节的相关知识，需要考生掌握血糖浓度的调节以及兴奋在神经元之间的传递等相关知识，考查了考生把握知识间内在联系的能力。 19.阅读短文完成下列问题： 分泌蛋白的经典与非经典分泌途径 在生物体中，细胞间的信息传递是细胞生长、增殖、分化、凋亡等生命活动正常进行的条件之一，而蛋白 分泌是实现某些细胞间信息传递途径的重要环节。 经典的蛋白分泌是通过内质网—高尔基体（ER-Golgi）途径进行的。这些分泌蛋白在肽链的氨基端有信号肽 序列，它引导正在合成的多肽进入内质网，多肽合成结束其信号肽也被切除，多肽在内质网中加工完毕后 被转运到高尔基体，最后高尔基体发生的分泌小泡与质膜融合，蛋白质被分泌到细胞外。 在真核细胞中，有少数蛋白质的分泌并不依赖于 ER-Golgi 途径，而是通过其他途径完成的，这类分泌途径 被称为非经典分泌途径。这些分泌蛋白不含有信号肽序列，目前较为公认的非经典蛋白的分泌途径有 4 种， 如图 1 所示。 FGF2 属于肝磷脂结合生长因子家族, 对细胞的生长和分化起到重要的作用。FGF2 不含有信号肽序列，通过 直接跨膜分泌到细胞外，其分泌过程如图 2 所示。 目前，有 2 种理论解释机体中存在非经典分泌途径的原因。一种解释是某些蛋白质的前体经经典途径的糖 基化等修饰后，易发生凝集，因此不能被成功地分泌到细胞外。另一种解释认为有些非经典分泌蛋白也可 以通过经典途径分泌，但经典分泌过程中发生的翻译后修饰会使得分泌出的蛋白质不具有生物活性。 （1）图 1 所示的 4 种非经典蛋白的分泌途径中，需要依赖生物膜的流动性来实现的是_________（填写图 1 中字母代号）。 （2）某种分泌蛋白的基因中不具有编码信号肽的序列，可以初步判断该分泌蛋白的分泌途径属于________。做出这一判断的依据是________。 （3）根据图 2 所示，FGF2 分泌出细胞大致经过三个步骤： ①FGF2 被招募到细胞膜。完成这一步骤需要水解 ATP，ATP 水解产物中的_______与 FGF2 结合。 ②多个 FGF2 形成寡聚物。FGF2 形成寡聚物之前，需与膜上的________结合，寡聚物插入到细胞膜内，最 终在细胞膜上形成环形小孔。 ③FGF2 与 HSPG 上的受体结合，并以________（选择填写“单体”或“寡聚物”）的形式储存在细胞膜的 外表面。 （4）结合文中信息分析真核细胞非经典分泌途径存在的生物学意义___________________。 【答案】 (1). a、c、d (2). 非经典途径 (3). 非经典分泌途径分泌的蛋白质肽链中没有信号肽序列， 不能被引导进入内质网 (4). 磷酸基团 (5). PI（4,5）P2 (6). 单体 (7). 非经典分泌途径的存在， 能够使一些特殊结构的蛋白质保持活性；防止某些蛋白质前体凝集、易于分泌；非经典分泌途径的存在对 经典分泌途径是一种必要和有益的补充 【解析】 【分析】 分泌蛋白是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，分泌蛋白的合成、加工和运输过程：最初是 在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质由囊 泡包裹着到达高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外，该过程消 耗的能量由线粒体提供。 【详解】（1）据图 1 所示可知，4 种非经典蛋白的分泌途径中，a、c、d 过程涉及胞吞胞吐过程，需要依赖 生物膜的流动性来实现。 （2）据图可知，非经典分泌途径分泌的蛋白质肽链中没有信号肽序列，不能被引导进入内质网，某种分泌 蛋白的基因中不具有编码信号肽的序列，故可以初步判断该分泌蛋白的分泌途径属于非经典途径。 （3）根据图 2 所示，FGF2 分泌出细胞大致经过三个步骤： ①ATP 水解产物中的磷酸基团与 FGF2 结合，使 FGF2 被招募到细胞膜上。 ②FGF2 形成寡聚物之前与膜上的 PI（4,5）P2 结合，多个 FGF2 形成寡聚物，寡聚物插入到细胞膜内，最终 在细胞膜上形成环形小孔。 ③FGF2 与 HSPG 上的受体结合，并以单体的形式储存在细胞膜的外表面。 （4）结合题干信息可知，非经典分泌途径的存在，能够使一些特殊结构的蛋白质保持活性；防止某些蛋白 质前体凝集、易于分泌；非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充。 【点睛】本题结合题干中的信息考查分泌蛋白的合成和分泌过程，考查学生获取信息和处理信息的能力。 20.GAL4/UAS 是从酵母菌中发现的 DNA 序列，GAL4 蛋白是一个转录激活因子，可以特异性识别并结合DNA 分子上的 UAS 序列，激活该序列下游的基因转录。研究人员将 GAL4 基因和上游连接 UAS 序列的待 测基因（基因 N）分别转入果蝇细胞中，通过控制基因 N 的表达来研究基因 N 功能。研究过程如下图所示。 （1）步骤 1：为获得 GAL4 基因纯合的果蝇品系（GAL4 品系），研究者进行了如下操作。 ①GAL4 基因本身不控制特定性状，因此研究人员以红眼基因作为________基因，将 GAL4 基因转入白眼果 蝇中（白眼基因是位于 X 染色体上的隐性基因，可用 b 表示）。已知外源基因是单拷贝插入的，选择白眼雌 蝇与转基因红眼雄蝇杂交，F1 代表现型为________，说明外源基因插入到了 X 染色体上。 ②果蝇 X 染色体上基因 m 能使带有该基因的雌配子致死，研究人员取带有该基因的________眼雄蝇与 F1 代 中的红眼雌蝇杂交，将子代中________果蝇选出，相互交配后获得的子代即为 GAL4 品系。 （2）步骤 2：获得 UAS-基因 N 品系的相关操作。 ①某品系果蝇 2 号染色体上有纯合致死的卷翅基因 D 和另一纯合致死的基因 E，如图所示。该品系（平衡 致死系）果蝇相互交配，子代性状为_________。 ②将 2 号染色体上导入单拷贝的基因群 2 的果蝇与上述平衡致死系果蝇杂交，选择子代中性状为________ 的果蝇相互交配，产生的新一代果蝇将出现________的性状分离比，挑选其中________性状的果蝇即为所 需的纯合 UAS-基因 N 品系。 ③若转入的待测基因具有纯合致死效应，保留上述选育过程的________性状果蝇可以防止逐代繁殖过程中 该基因_________。 （3）铁蛋白是一种在各种生物细胞中普遍存在的蛋白质，由重链和轻链组成，能够结合 Fe2+，避免细胞受 Fe2+毒害。研究人员将 GAL4 品系雌蝇与 UAS-human FTL（人类铁蛋白轻链基因）品系雄蝇杂交，发现 F1 中绿色荧光果蝇出现因 Fe2+毒害导致的刚毛缺失、复眼发育不良等 UAS-human FTL 品系果蝇并不具有的性 状。结合上述研究模型，分析该性状出现的原因是________。这一研究为 human FTL 基因突变造成的“晚 期发作的基底神经中枢疾病”遗传病提供了机理方面的解释。【答案】 (1). 标记或报告基因 (2). 雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼 (3). 白眼 (4). 红眼（雌 雄） (5). 全为卷翅 (6). 卷翅并发绿色荧光 (7). 卷翅并发绿色荧光:非卷翅发绿色荧光=2:1 (8). 不卷翅并绿色荧光 (9). 卷翅并发绿色荧光 (10). 频率下降而最终丢失（或被淘汰） (11). F1 中绿 色荧光果蝇的 GAL4 蛋白激活 human FTL 基因，表达出的人类铁蛋白轻链与果蝇铁蛋白轻链竞争结合果蝇 铁蛋白重链，但形成的铁蛋白不能有效结合 Fe2+以避免其毒害细胞，导致果蝇出现缺陷性状 【解析】 【分析】据图可知，GAL4 基因与红眼基因连锁，基因 N 与绿色荧光蛋白基因连锁；将转入 GAL4 的纯合 品系果蝇与纯合的 UAS-基因 N 品系果蝇杂交，得到的后代果蝇即可通过表达 GAL4 蛋白激活基因 N 的表 达。 【详解】（1）①GAL4 基因不控制性状，所以需要用红眼基因作为标记基因来推知 GAL4 基因是否成功导 入白眼果蝇；若成功导入，白眼雌蝇（XbXb）与转基因红眼雄蝇（XBY）杂交，F1 代雌蝇全为红眼，雄蝇 全为白眼；②取带有该基因的白眼雄蝇（XbmY）与 F1 中的红眼雌蝇（XBXb）杂交，将子代中的红眼雌雄 果蝇（XBXbm、XBY）相互交配，得到的子代（XBXB、XBY）全为 GAL4 品系。 （2）①图示产生两种配子 De、dE，因为有纯合致死的现象，该品系相互交配后代只有 DdEe，表现为卷翅； ②导入单拷贝的基因群 2 的果蝇中只有 1 条 2 号染色体上带有绿色荧光基因，且为纯合子（ddee，其他类 型纯合致死），与该平衡致死系果蝇（DdEe）杂交后代中选择性状为带有绿色荧光的卷翅果蝇（Ddee，de 所在染色体上带绿色荧光蛋白基因）相互交配，产生的新一代果蝇将出现 Ddee：ddee=2：1，即卷翅发绿色 荧光：不卷翅发绿色荧光=2：1；其中的不卷翅发绿色荧光个体即为所需的纯合 UAS-基因 N 品系。③若转 入的待测基因具有纯合致死效应，为了防止待测基因在逐代繁殖过程中频率下降甚至消失，可以将卷翅发 绿色荧光的个体保留下来以备不时之需。 （3）据题意，GAL4 品系果蝇与 UAS-human FTL 品系果蝇杂交产生的子代中发绿色荧光的果蝇表达的 GAL4 蛋白与 UAS 序列结合后激活 human FTL 基因，表达出的人类铁蛋白轻链可与果蝇铁蛋白轻链竞争结 合果蝇铁蛋白重链，但形成的铁蛋白不能有效结合 Fe2+以避免其毒害细胞，导致果蝇出现缺陷性状。 【点睛】注意可通过基因的连锁情况选出符合需求的个体，如在选择纯合 UAS-基因 N 品系时，抓住其单拷 贝在 2 号染色体上与 d、e 基因连锁，且与绿色荧光蛋白基因连锁这些关键点。 21.自 2019 年 12 月起，由新型冠状病毒 SARS-CoV-2 引发的新冠肺炎成为全球公共卫生的重大威胁。某些 患者早期病情较轻，后期因发生细胞因子风暴病情突然加重。细胞因子是具有免疫调节功能的小分子蛋白 质，细胞因子风暴是机体免疫系统被过度激活的一种状态，其造成肺损伤的机制如下图所示。（1）免疫细胞包含多种类型，图中未提到的一类是_______。 （2）据图可知，利用________的受体免疫实验动物后，制备的单克隆抗体可用于新冠肺炎细胞因子风暴的 治疗。 （3）我国医疗工作者用脐带间充质干细胞静脉输入法对 4 例新冠肺炎重症患者进行了治疗，效果良好。干 细胞的特点是________，脐带间充质干细胞除有干细胞特点外，还可以分泌多种营养因子和调节物质，其 表面抗原不明显，不会引起患者免疫排斥。由此分析，在治疗过程中间充质干细胞发挥的作用可能是 ________。 （4）在“疫情防控常态化”阶段，新冠疫苗研制更加重要，我国科学工作者研发的重组腺病毒疫苗已进入 临床实验阶段。 ①腺病毒疫苗中腺病毒是作为________。 ②腺病毒对于增殖和非增殖细胞均具有感染能力，且不整合进入宿主细胞的染色体基因组，与其他重组逆 转录病毒疫苗相比可减少多种临床风险，________请列出其中 1 点。 ③新冠疫苗可能存在的局限性是________（写出 1 点即可）。 【答案】 (1). B 淋巴细胞 (2). IL-6 (3). 增殖（分裂）能力强和分化程度低 (4). 通过间充质干 细胞的分裂、分化，修复受损肺细胞（受损组织）；分泌营养分子，改善肺部细胞微环境；分泌调节物质， 抑制细胞因子风暴 (5). 载体 (6). 避免正常基因被插入产生突变；避免细胞癌变 (7). 引起人体过 敏反应；病毒变异快，可能导致疫苗失效等 【解析】 【分析】 体液免疫过程 ： （1）感应阶段：除少数抗原可以直接刺激 B 细胞外，大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理，并暴露出其抗原 决定簇；吞噬细胞将抗原呈递给 T 细胞，再由 T 细胞呈递给 B 细胞； （2）反应阶段：B 细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成记忆细胞和浆细胞； （3）效应阶段：浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合，发挥免疫效应。 细胞免疫过程为： 为（1）感应阶段：吞噬细胞摄取和处理抗原，并暴露出其抗原决定簇，然后将抗原呈递给 T 细胞； （2）反应阶段：T 细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细胞和效应 T 细胞，同时 T 细胞能合成并分泌 淋巴因子，增强免疫功能。 （3）效应阶段：效应 T 细胞发挥效应，激活靶细胞内的溶酶体酶使靶细胞裂解。 【详解】（1）免疫细胞包含多种类型，图中未提到的一类是 B 淋巴细胞。 （2）据图可知，利用 IL-6 的受体免疫实验动物后，制备的单克隆抗体可用于新冠肺炎细胞因子风暴的治疗。 （3）干细胞的特点是增殖（分裂）能力强和分化程度低，脐带间充质干细胞除有干细胞特点外，还可以分 泌多种营养因子和调节物质，其表面抗原不明显，不会引起患者免疫排斥。由此分析，在治疗过程中间充 质干细胞发挥的作用可能是通过间充质干细胞的分裂、分化，修复受损肺细胞（受损组织）；分泌营养分子， 改善肺部细胞微环境；分泌调节物质，抑制细胞因子风暴。 （4）①腺病毒疫苗中腺病毒是作为载体。 ②腺病毒对于增殖和非增殖细胞均具有感染能力，且不整合进入宿主细胞的染色体基因组，与其他重组逆 转录病毒疫苗相比可减少多种临床风险，避免正常基因被插入产生突变；避免细胞癌变。 ③新冠疫苗可能存在的局限性是引起人体过敏反应；病毒变异快，可能导致疫苗失效等。 【点睛】本题以“新型冠状病毒 SARS-CoV-2”为载体，主要考查病毒的特点、免疫调节等相关知识，目的 考查学生对基础知识的理解与掌握，能够结合背景材料分析问题，得出结论。