2021届四省名校高三第一次大联考生物试题 （云南、四川、贵州、西藏）（解析版）

2021 届四省名校高三第一次大联考 生物 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在 答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在 试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答 题卡上的非答题区域均无效。 4.选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡，上指定的位置用 2B 铅笔涂黑，答案写在答 题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 5.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 第 I 卷 一、选择题：本题共 24 小题，每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列有关病毒的叙述正确的是（ ） A. 乙肝病毒不能在人体血浆中增殖 B. 病毒没有细胞结构，由 DNA 和蛋白质组成 C. T2 噬菌体可以感染肺炎双球菌导致其裂解 D. HIV 主要感染人体 B 淋巴细胞，导致人体免疫力下降 【答案】A 【解析】 【分析】 病毒没有细胞结构，不属于生命系统结构层次。病毒一般只含一种核酸和蛋白质。以核酸的种类可分为 DNA 病毒和 RNA 病毒。病毒营寄生生活，必须寄生在宿主细胞才能生存。 【详解】A、乙肝病毒没有细胞结构，生命活动只能在活细胞内进行，人体血浆属于细胞外液，病毒无法在 血浆中增殖，A 项正确； B、有些病毒含有的核酸只有 RNA，B 项错误； C、T2 噬菌体只能专性寄生于大肠杆菌而不是肺炎双球菌，C 项错误； D、HIV 主要感染人体 T 淋巴细胞，导致人体免疫力下降，D 项错误。 故选 A。2. 下列关于细胞中元素和化合物的说法，正确的是（ ） A. 组成细胞的元素大多以离子的形式存在 B. 淀粉水解的最终产物是 CO2、H2O C. DNA 和 RNA 都能携带遗传信息 D. ATP、核糖、磷脂的元素组成相同 【答案】C 【解析】 【分析】 化合物的元素组成： （1）蛋白质的组成元素有 C、H、O、N 元素构成，有些还含有 P、S； （2）核酸的组成元素为 C、H、O、N、P； （3）脂质的组成元素有 C、H、O，有些还含有 N、P； （4）糖类的组成元素为 C、H、O。 【详解】A、组成细胞的元素大多以化合物的形式存在，无机盐才主要以离子形式存在，A 错误； B、淀粉水解的最终产物是葡萄糖，氧化分解的最终产物才是 CO2、H2O，B 错误； C、DNA 是遗传物质能携带遗传信息，RNA 中的 mRNA 也可以携带遗传信息，C 正确； D、ATP 和磷脂的组成元素都是 C、H、O、N、P，而核糖属于糖类，组成元素是 C、H、O，D 错误。 故选 C。 3. 下列有关细胞结构和功能的说法中错误的是（ ） A. 细胞骨架主要由磷脂双分子层构成 B. 细胞核是遗传物质储存和基因转录的主要场所 C. 在叶绿体基质中可进行 CO2 的固定，但不能合成 ATP D. 环境中某些对细胞有害的物质有可能进入细胞 【答案】A 【解析】 【分析】 1、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，具有选择透过性，而细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构； 2、细胞核是遗传信息库，代谢和遗传的控制中心。 3、叶绿体是光合作用的场所，光反应发生在叶绿体的基粒上，光合作用暗反应发生在叶绿体基质。 【详解】A、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，而细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，A 错误； B、细胞核是遗传信息库，转录主要发生在细胞核，B 正确； C、光合作用暗反应发生在叶绿体基质，主要包括 CO2 的固定和 C3 的还原，在暗反应消耗 ATP，但不产生 ATP， C 正确；D、细胞膜具有控制物质进出的功能，这种控制作用是相对的，环境中某些对细胞有害的物质有可能进入细 胞，D 正确。 故选 A。 4. 下列关于原核生物和真核生物的叙述中，正确的是（ ） A. 真核生物都进行有氧呼吸，原核生物都进行无氧呼吸 B. 真核生物和原核生物都以 DNA 为主要遗传物质 C. 原核细胞只有一个 DNA 分子，真核细胞有多个 DNA 分子 D. 发菜和黑藻最主要的区别是有无以核膜为界限的细胞核 【答案】D 【解析】 【分析】 大肠杆菌属于原核生物，酵母菌属于真核生物，真核细胞和原核细胞的比较: 【详解】A、大多数真核生物主要进行有氧呼吸，有少数真核生物进行无氧呼吸，如蛔虫，原核生物如蓝藻 可以进行有氧呼吸，A 错误； B、真核生物和原核生物的遗传物质都是 DNA，只有 RNA 病毒的遗传物质才是 RNA，B 错误； C、原核细胞的拟核中只有一个环状的 DNA 分子，而拟核外还有质粒，C 错误； D、发菜属于原核生物，黑藻属于真核生物，原核生物和真核生物最大的区别是有无以核膜为界限的细胞核，D 正确。 故选 D。 5. 下列关于生物学实验的叙述，错误的是（ ） A. 脂肪可以被苏丹 IV 染液染成红色 B. 罗伯特森在电镜下看到细胞膜呈亮一暗一亮三层结构 C. 健那绿可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色 D. 观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验步骤中，制片的目的是使细胞分散开来 【答案】B 【解析】 【分析】 脂肪可用苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）；罗伯特森在电镜下看到细胞膜呈暗--亮-- 暗三层结构，“亮”是脂质分子，“暗”指蛋白质；健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使 活细胞中线粒体呈现蓝绿色。 【详解】A、脂肪可以被苏丹Ⅳ染液染成红色，A 正确； B、罗伯特森在电镜下看到细胞膜呈暗--亮--暗三层结构，B 错误； C、健那绿可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，C 正确； D、在观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验步骤中，制片的目的是使细胞分散开来，有利于观察，D 正确。 故选 B。 6. 如图表示某生物膜结构，图中 A、B、C、D、E、F 表示某些物质，a、b、c 表示物质跨膜运输方式。下 列相关叙述中，正确的是（ ） A. 若该图表示癌细胞的细胞膜，则膜上 D 的含量增加 B. 若该图表示人体红细胞膜，则图中 a 可表示 K＋的运输方式 C. 由于 b、c 可自由通过生物膜，因此该图不能体现生物膜的选择透过性 D. 若该图表示肝细胞膜，进食 4 小时后，C 可表示胰岛素，且含量增多 【答案】B 【解析】【分析】 根据题意和图示分析可知：图中 A 是蛋白质，B 是磷脂双分子层，D 是糖蛋白，只分布在细胞膜外侧（由 此可以判断物质是进细胞还是出细胞）。a 方式是从低浓度到高浓度，需要载体和能量，属于主动运输进细 胞；bc 方式是从高浓度到低浓度，不需要载体和能量，属于自由扩散进细胞。 【详解】A、若该图表示癌细胞膜，癌细胞膜上的糖蛋白减少，A 错误； B、若表示人体红细胞膜，红细胞吸收 K+是主动运输，B 正确； C、b 和 c 都属于跨膜运输中的自由扩散，图中有的物质能自由通过，有的不能，体现了生物膜的选择透过 性，C 错误； D、若图表示肝细胞膜，进食 4 小时后，血浆中的血糖浓度低，胰高血糖素含量增加，促进肝糖原分解成葡 萄糖，升高血糖，D 错误。 故选 B。 【点睛】 7. 下列有关酶、激素和神经递质的说法，正确的是（ ） A. 酶制剂最好在最适的温度下保存 B. 酶、激素和神经递质起作用后都被灭活 C. 酶、激素和神经递质都是有机物 D. 酶、激素和神经递质都需与相应物质结合才能起作用 【答案】D 【解析】 【分析】 酶的化学本质是蛋白质或 RNA，在细胞内产生，在细胞内和细胞外均能发挥作用；激素的化学本质不确定， 有蛋白质类激素，如胰岛素，有固醇类激素，如性激素；神经递质的化学本质不确定，激素需要随体液运 输，作用于靶细胞和靶器官。 【详解】A、酶在低温条件下的空间结构比较稳定，在适宜温度下酶的活性可以恢复，酶最好在低温下保存， A 错误； B、化学反应前后，酶的质量和性质都没改变，神经递质起作用后，可能被分解，也可能被回收，而激素是 被灭活，B 错误； C、酶的化学本质是蛋白质或 RNA；激素的种类主要包括蛋白质类、氨基酸衍生物类、固醇类；神经递质 除了有机物外，还有 NO 等无机物，C 错误； D、酶要与底物结合才可以起作用，激素和神经递质分别与相应受体结合才能起作用，D 正确。 故选 D。8. 下列表格中有关细胞呼吸过程的对应关系，正确的是（ ） A B C D 反应部位 细胞质基 质 细胞质基质 线粒体 线粒体基质 反应物 葡萄糖 丙酮酸、[H] 丙酮酸等 丙酮酸 反应名称 无氧呼吸 的部分过 程 无氧呼吸 第二阶段 有氧呼吸 的部分过 程 有氧呼吸 第二阶段 能否生成 ATP 能 能 能 能 终产物（除 ATP 外） 乙醇、CO2 乙醇、CO2 H2O、CO2 [H]、CO2 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【分析】 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸。有氧呼吸三个阶段的场所分别为细胞质基 质、线粒体基质、线粒体内膜，无氧呼吸两个阶段都发生细胞质基质中。 【详解】A、反应物：葡萄糖，产物：CO2、乙醇，反应名称应为无氧呼吸过程，而不是部分过程，A 错误； B、无氧呼吸在第二阶段是不合成 ATP 的，B 错误； C、场所：线粒体，反应物：丙酮酸等，终产物：H2O、CO2，此反应为有氧呼吸第二、三阶段，发生在线 粒体中，C 正确； D、有氧呼吸第二阶段的反应物除了丙酮酸外，还应有水，D 错误。 故选 C。 【点睛】 9. 下列有关室内植物种植的叙述中，合理的是（ ） A. 室内种植的植物越多，空气就越好 B. 冬季，对植物大量浇水不利于其生长 C. 浇灌牛奶有利于植物生长的原因是植物根部可以从土壤中吸收蛋白质 D. 室内光照不足，可以选择紫外光照射来提高光合作用强度【答案】B 【解析】 【分析】 植物只有在光下才能进行光合作用，吸收二氧化碳释放氧气，更新空气，夜晚植物进行细胞呼吸释放二氧 化碳，并不能使空气清新。 【详解】A、室内植物的数量要合适，并不是越多越好，A 错误； B、冬季温度比较低，若大量浇水，植物由于自由水的比例升高，抗寒性减弱，容易冻死，因此冬季对植物 大量浇水不利于生长，B 正确； C、浇灌牛奶植物生长更好的原因是牛奶在土壤微生物的作用下，有机物被分解为矿质元素和二氧化碳，植 物不能从土壤中直接吸收有机物，C 错误； D、紫外光属于不可见光，植物不能利用紫外光进行光合作用，紫外光也会对人体产生伤害，D 错误。 故选 B。 【点睛】 10. 下列关于细胞增殖、细胞凋亡和细胞衰老的叙述正确的是（ ） A. 细胞死亡是细胞凋亡的同义词 B. 老年人头发变白的原因是体内缺失酪氨酸酶 C. 衰老细胞的体积变小，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩 D. 细胞有丝分裂使细胞中的所有遗传物质平均分配到两个子细胞中 【答案】C 【解析】 【分析】 1、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程，对生物体是有利 的，而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。 2、衰老细胞的特征：（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染 色加深；（2）细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；（3）细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；（4） 有些酶的活性降低；（5）呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。 3、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，其中原癌基因负责调节细胞周期，控制细 胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖 。 【详解】A、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，属于细胞死亡，但不等同于细胞死亡，细 胞坏死也属于细胞死亡，A 错误； B、老年人头发变白的主要原因是细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，B 错误；C、衰老细胞的细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，细胞呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折， 染色质收缩、染色加深，C 正确； D、细胞有丝分裂使细胞核中的遗传物质被精确地平均分配到两个子细胞中，D 错误。 故选 C。 【点睛】 11. 人类肤色由 3 对独立遗传的等位基因控制，其中深肤色由显性基因控制，皮肤为深黑色的基因型为 AABBDD，皮肤为白色的基因型为 aabbdd。如表列出了基因型为 AaBbDd 的男女婚配后代个体中所能具有 的全部表现类型及所占的比例。若基因型为 AaBbDd 与 Aabbdd 的男女婚配，则下列有关子代的叙述，错误 的是（不考虑交叉互换）（ ） A. 子代中不会出现类型六和类型七的个体 B. 子代中类型三的个体出现的概率为 5/16 C. 子代中类型二的个体的基因型有 3 种 D. 子代中皮肤颜色类型四∶类型五＝4∶1 【答案】B 【解析】 【分析】 控制肤色的 3 对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律，显性基因个数越多，肤色越深。基因型为 AaBbDd 与 Aabbdd 的男女婚配，所有子代的可能情况如表（括号内为显性基因个数）： 【详解】A、由分析可知，子代中显性基因个数最多为 4 个，最少为 0 个，类型六的个体中含有显性基因个 数 5 个和类型七的个体中含有显性基因个数 6 个，因此子代中不会出现类型六和类型七的个体，A 正确； B、子代中类型三的个体中含有显性基因个数 2 个，由分析可知，其出现的概率=6/16，B 错误；C、子代中类型二的个体中含有显性基因个数 1 个，其基因型有 Aabbdd、aaBbdd、aabbDd 三种，C 正确； D、子代中类型四的个体中含有显性基因个数 3 个，子代中类型五的个体中含有显性基因个数 4 个，由分析 可知，子代中皮肤颜色类型四∶类型五＝4/16：1/16=4：1，D 正确。 故选 B。 12. 如图是基因型为 Aa 的某生物体(2n=4)正常的细胞分裂示意图。下列有关叙述错误的是（ ） A. 若染色体①上有基因 A，则染色体③上有基因 a B. 甲、乙细胞中的染色体组数不同但每个染色体组中的染色体数相同 C. 甲、乙、丙细胞可来自该生物体的同一器官，细胞乙的名称为次级精母细胞 D. 乙、丙细胞中的同源染色体对数相同 【答案】D 【解析】 【分析】 分析图示可知，甲表示有丝分裂后期，乙表示减数第二次分裂后期，丙表示减数第一次分裂后期，且细胞 质均等分裂，可推知该动物为雄性。 【详解】A、甲图中①和②为同源染色体，②和③来自同一染色体，故基因型为 Aa 的个体①上有基因 A， 则染色体②③上有基因 a，A 正确； B、三个细胞中的染色体组数分别为 4、2、2，每个染色体组的染色体条数均为 2 条， B 正确； C、由丙图可知该生物体为雄性，其雄性生殖器官内的细胞既能发生有丝分裂也能进行减数分裂，图中三种 细胞类型均会存在，细胞乙的名称为次级精母细胞，C 正确； D、甲和丙细胞含同源染色体而乙细胞不含同源染色体， D 错误。 故选 D。 13. 探索遗传物质的道路艰辛且曲折，该过程中留下了许多的经典实验，关于这些实验，下列说法正确的是 （ ） A. 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验是在艾弗里的实验基础上进行的 B. 艾弗里 肺炎双球菌体外转化实验转化效率低，可能与 DNA 的纯度和受体菌的状态有关 C. 赫尔希和蔡斯所用 T2 噬菌体的化学组成是蛋白质和 DNA，其中 S 主要存在于蛋白质中 的D. 赫尔希和蔡斯的实验证明了 DNA 是主要的遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质 【答案】B 【解析】 【分析】 噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的比较： 【详解】A、艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验是在格里菲思的实验基础上进行的，A 错误； B、艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中，DNA 的纯度越高，转化就越有效，此外受体菌的状态也会影响 转化效率，B 正确； C、赫尔希和蔡斯所用 T2 噬菌体的化学组成是蛋白质和 DNA，其中 S 仅存在于蛋白质中，C 错误； D、赫尔希和蔡斯的实验证明了 DNA 是遗传物质，而没有证明 DNA 是主要的遗传物质，D 错误。 故选 B。 14. 如图表示翻译过程示意图。（终止密码子为 UAA、UGA、UAG）下列相关叙述，正确的是（ ） A. 氨基酸 W 将与甲硫氨酸连接 B. 编码图中氨基酸 W 的密码子是 ACC C. 图示过程中存在氢键的形成与断裂 D. 图示翻译结束后的产物是十肽 【答案】C【解析】 【分析】 基因控制合成蛋白质的过程分为转录和翻译两个步骤。 1、转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以 DNA 分子的一条链为模板，在 DNA 解旋酶、RNA 聚合酶的作 用下消耗能量，合成 RNA。在此过程中，发生的碱基配对方式为 A-U、T-A、C-G、C-G。 2、翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的 mRNA 为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多 肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质；在此过程中，发生的碱基配对方式为 A-U、U-A、C-G、 C-G。 【详解】A、由图可知，图中三个 tRNA（从左往右）携带的氨基酸依次是 M（甲硫氨酸）、H、W，即图中 的氨基酸 W 将与氨基酸 H 通过肽键连接，A 错误； B、携带氨基酸 W 的 tRNA 上的反密码子为 ACC，故 mRNA 上编码氨基酸 W 的密码子为 UGG，B 错误； C、图中密码子和反密码子通过氢键连接，tRNA 离开核糖体又伴随着氢键的断裂，C 正确； D、图中 mRNA 分子共有 10 个密码子，最后一个 UAA 为终止密码子，不编码氨基酸，故图示翻译结束后的产 物是由 9 个氨基酸合成的九肽， D 错误。 故选 C。 15. 关于可遗传变异的来源，下列说法错误的是（ ） A. 基因重组增强了生物变异的多样性，有利于生物进化 B. 基因突变一定会改变核苷酸的排列顺序 C. 人类的猫叫综合征是染色体结构变异引起的遗传病 D. 用秋水仙素处理单倍体幼苗，得到的一定是二倍体 【答案】D 【解析】 【分析】 可遗传的变异有三种来源：基因突变、染色体变异和基因重组：（1）基因突变是基因结构的改变，包括碱 基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因突变的特点是低频性、普遍 性、少利多害性、随机性、不定向性。（2）基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和 非同源染色体上非等位基因之间的自由组合，另外，外源基因的导入也会引起基因重组。（3）染色体变异 是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目 变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形 式成倍地增加或减少。 【详解】A、减数分裂过程中，基因重组使得配子中基因组成具有多样性，配子之间的随机结合可以形成多种多样基因型的合子，从而使生物种群出现大量的可遗传变异，有利于生物进化，A 正确； B、基因突变是指 DNA 分子中碱基对的增添、缺失和替换，引起的基因结构的改变，因此基因突变一定会 引起核苷酸排列顺序的变化，B 正确； C、人类的猫叫综合征是 5 号染色体片段缺失引起的遗传病，属于染色体结构变异，C 正确； D、单倍体植株中不一定只有一个染色体组，用秋水仙素处理后得到的植株也可能是多倍体，D 错误。 故选 D。 【点睛】 16. 如图表示 4 个单基因遗传病的遗传系谱图（图中深颜色表示患者）。下列相关叙述正确的是（ ） A. 甲图中该患者的母亲一定携带该隐性致病基因 B. 乙图和丙图不可能表示同一种遗传病 C. 若丙图中双亲又生了一个表现型正常的儿子，其为纯合子的概率是 1/4 D. 若丁图中正常女儿不携带该病的致病基因，则致病基因位于常染色体上 【答案】A 【解析】 【分析】 单基因遗传病具有隔代遗传、男性患者多于女性患者 特点，说明该病为伴 X 隐性遗传，其遗传还具有女 性患者的儿子和父亲患病，如人类红绿色盲遗传。 【详解】A、图甲表示隐性遗传病，致病基因可位于常染色体或 X 染色体上，无论何种情况，患者母亲必 为携带者，A 正确； B、丙图中双亲正常，女儿患病，为常染色体隐性遗传病，图乙也可表示常染色体隐性遗传病，B 错误； C、丙图中双亲所生儿子表现型正常，是显性纯合子的概率应为 1/3，C 错误； D、若丁图中正常女儿不携带该病的致病基因，该病应为显性遗传病，致病基因可位于常染色体或 X 染色 体上，D 错误。 故选 A。 【点睛】 17. 某植物种群中，AA 个体占 30%，Aa 个体占 60%，该种群随机交配产生的后代中 AA 个体百分比、A 基因频率和自交产生的后代中 AA 个体百分比、A 基因频率的变化依次为（ ） A. 增大、不变、不变、不变 B. 不变、不变、增大、不变 的C. 增大、不变、增大、不变 D. 不变、增大、不变、增大 【答案】C 【解析】 【分析】 遗传平衡定律适用条件：种群足够大、没有自然选择、没有基因突变、个体之间进行随机交配、没有迁入 和迁出等。随机交配后代基因频率和基因型频率不变；自交使纯合体比例增大，杂合子比例降低，如果没 有自然选择、基因突变、迁入和迁出等，基因频率不变。 【详解】该植物种群中，AA 个体占 30%，Aa 个体占 60%，aa 的基因型频率为 10%，因此 A 的基因频率为 30%+1/2×60%=60%，a 的基因频率为 10%+1/2×60%=40%。随机交配后，AA 个体百分比是 60%×60%=36%， aa 的 基 因 频 率 是 40%×40%=16% ， Aa=2×60%×40%=48% ； 随 机 交 配 后 ， A 的 基 因 频 率 为 ： 36%+1/2×48%=60%。因此该种群随机交配产生的后代中 AA 个体百分比升高，A 基因频率不变。该种群自 交产生的后代中 AA=30%+1/4×60%=45%，aa=10%+1/4×60%=25%，Aa=1/2×60%=30%；自交后，A 的基 因频率为 45%+1/2×30%=60%。因此自交后，代中 AA 个体百分比升高，A 基因频率不变。故该种群随机 交配产生的后代中 AA 个体百分比、A 基因频率和自交产生的后代中 AA 个体百分比、A 基因频率的变化依 次为增大、不变、增大、不变。 故选 C。 18. 碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。如表为 2005－2008 年，该类抗生素在某医院住院患者 中的人均使用量，以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。下列相关叙述正确的 是：（ ） 年份 2005 2006 2007 2008 住院患者该类抗生素的人均使用量/g 0.074 0.12 0.14 0.19 某种细菌对该类抗生素的耐药率/% 2.66 6.11 10.9 25.5 A. 抗生素的使用诱导细菌产生了可遗传的耐药性变异 B. 已经具有耐药性的细菌种群属于一个新的物种 C. 为避免“超级细菌”的产生，应禁止使用抗生素 D. 抗生素使用量的增加和细菌耐药性的增强属于共同进化 【答案】D 【解析】 【分析】现代进化理论的基本内容是：①适应是自然选择的结果；②进化是以种群为基本单位；③突变和基因重组 产生进化的原材料；④自然选择导致种群的基因频率定向改变而决定生物进化的方向；⑤隔离导致物种形 成；⑥生物进化的过程实际上是生物与生物，生物与无机环境协同进化的过程；⑦生物多样性是协同进化 的结果。 【详解】AB、变异是不定向的，与环境因素之间没有必然联系，抗生素的使用只是选择出了细菌种群中耐 药性强的变异个体，使得耐药性基因的基因频率升高，导致该细菌种群的耐药率升高，这表明该细菌种群 发生了进化，是否形成了新物种，还要看是否产生了生殖隔离，AB 错误； C、为避免“超级细菌”的产生，应科学合理地使用抗生素，C 错误； D、共同进化是指不同物种之间，生物与无机环境之间，在相互影响中不断进化和发展，抗生素使用量的增 加和细菌耐药性的增强属于共同进化，D 正确。 故选 D。 【点睛】 19. 下列关于内环境与稳态的说法，错误的是（ ） A. 神经、体液和免疫调节都有信息分子的参与 B. 内环境稳态需要各个器官、系统的协调活动 C. 健康人内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中 D. 所有细胞都必须通过内环境才能与外界进行物质交换 【答案】D 【解析】 【分析】 内环境稳态是在神经、体液和免疫调节的共同作用下，通过机体的各器官，系统的分工合作，共同维持相 对稳定的状态，是机体进行生命活动的必要条件。 【详解】A、参与神经、体液和免疫调节的信息分子分别是神经递质、激素和淋巴因子，A 正确； B、内环境稳态需要各个器官、系统协调活动，B 正确； C、内环境稳态包括化学成分和理化性质两方面的相对稳定和动态平衡，C 正确； D、人体少数细胞可直接与外界进行物质交换，D 错误。 故选 D。 20. 下列关于生长素的说法，正确的是（ ） A. 生长素由相应的腺体分泌并运送到作用部位发挥作用 B. 植物向光弯曲生长体现了生长素的作用具有两重性 C. 生长素浓度大于生根的最适浓度时，促进植物插条生根的效果随浓度的升高而逐渐下降D. 扦插时，保留有芽和幼叶的插条比较容易生根成活，这主要是因为芽和幼叶能迅速生长 【答案】C 【解析】 【分析】 生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生 长素。生长素在浓度较低时促进生长；在浓度过高时则会抑制生长，甚至杀死植物。幼嫩的细胞对生长素 敏感，老细胞则比较迟钝；不同器官对生长素的反应敏感程度也不一样。 【详解】A、植物体内没有分泌激素的腺体，A 项错误； B、植物向光生长没有体现生长素的两重性，背光侧生长快于向光侧，B 项错误； C、在最适的生长素浓度下，促进插条生根的效果最好，大于最适浓度以后，虽然依然有促进效果，但效果 逐渐在减弱，C 项正确； D、保留有芽和幼叶的插条更容易生根成活的原因主要是芽和幼叶能产生生长素，促进生根，D 项错误。 21. 负反馈调节是生物界普遍存在的调节机制，下列对应关系不符合负反馈调节的是（ ） A. a：胰岛素分泌增多，b：血糖降低 B. a：水体污染，b：赤潮 C. a：促甲状腺激素分泌增加，b：甲状腺激素分泌增加 D. a：昆虫数量增多，b：食虫鸟数量增多 【答案】B 【解析】 【分析】 在一个系统中，系统本身的工作效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节(生 物学) 。 在生物化学中也指一个代谢反应的终产物(或某些中间产物)对生化反应关键酶的影响。反馈调节包 括正反馈调节和负反馈调节，如甲状腺激素的负反馈调节。 【详解】A、胰岛素分泌增多，能够起到降低血糖的作用，这一效果反过来会抑制胰岛素进一步分泌，符合 负反馈调节，A 错误； B、水体污染导致发生水华或赤潮，会加剧水体污染的程度，属于正反馈调节，B 正确； C、促甲状腺激素分泌增加，作用于甲状腺，使甲状腺激素分泌增多，反过来抑制垂体分泌促甲状腺激素， 属于负反馈调节，C 错误；D、昆虫数量增多，食虫鸟的食物丰富导致其数量增加，进而捕食更多的昆虫，导致昆虫数量不再增多，属 于负反馈调节，D 错误。 故选 B。 22. 下列关于人体体温调节的说法，错误的是（ ） A. 正常人在寒冷环境中的散热量高于炎热环境 B. 人体热量的主要来源是细胞中有机物的氧化放能 C. 下丘脑既是体温调节中枢，也能分泌激素 D. 生病时发热不利于免疫细胞在血管内的运输 【答案】D 【解析】 【分析】 人体体温调节： （1）体温调节中枢：下丘脑； （2）机理：产热⇌散热； （3）寒冷环境下：①增加产热的途径：骨骼肌战栗、甲状腺激素和肾上腺素分泌增加；②减少散热的途径： 立毛肌收缩、皮肤血管收缩等。 （4）炎热环境下：主要通过增加散热来维持体温相对稳定，增加散热的途径主要有汗液分泌增加、皮肤血 管舒张。 【详解】A、寒冷环境下，人体为了维持体温相对稳定，通过毛细血管收缩和汗腺分泌减少等方式减少散热， 同时通过分泌甲状腺激素等促进细胞代谢的方式增加产热，但散热量应等于产热量体温才能维持稳定，因 此寒冷环境中的散热量是大于炎热环境的，A 正确； B、细胞中的有机物通过有氧呼吸等细胞代谢过程释放能量，其中大部分以热能形式散失，是人体热量的主 要来源，B 正确； C、下丘脑能够对体温变化进行调控，是体温调节的中枢，同时也能释放促甲状腺激素释放激素进行激素的 分级调节，C 正确； D、生病时体温升高能够促进毛细血管舒张，加快血液流动速度，从而使免疫细胞更迅速地运送到作用部位， D 错误。 故选 D。 23. 下列有关种群数量变化的叙述，正确的是（ ） A. 随着环境条件的改变，种群数量出现波动，K 值不变 B. K 值即环境容纳量，就是该种群所能达到的最大数量C. 不考虑迁入和迁出，出生率等于死亡率时，种群增长就会停止 D. 控制鼠害可通过减少食物来源、增加天敌等方式，将其数量降低到 K/2 【答案】C 【解析】 【分析】 在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称为 K 值。同一 种生物的 K 值不是固定不变的，会受到环境的影响。环境遭受破坏，K 值会下降；当生物生存的环境改善， K 值会上升。当种群数量达到 K/2 时种群的增长率最大。 【详解】AB、K 值是指环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，即环境容纳量， 环境条件被破坏，K 值会降低，AB 错误； C、直接影响种群数量或密度的数量特征即出生率、死亡率、迁入率和迁出率，当不考虑迁入和迁出，出生 率等于死亡率时，种群数量不再增长，C 正确； D、通过减少食物来源、增加天敌等方式控制鼠害，若数量降低至 K/2，恰好是种群增长速率最大的时候， 反而不利于控制鼠害，因此应尽可能降低其数量，D 错误。 故选 C。 24. 信息传递对维持生态系统的稳定发挥了不可替代的作用。下列有关说法错误的是（ ） A. 蜘蛛感受蛛网的震动属于接收物理信息 B. 植物产生的生物碱、有机酸等都属于化学信息 C. 生命活动的正常进行和生物种群的繁衍离不开信息传递 D. 利用卷叶螟的性外激素诱捕雄虫属于化学防治 【答案】D 【解析】 【分析】 生态系统中信息的种类 （1）物理信息：生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，如蜘蛛网的振动 频率。 （2）化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸，动 物的性外激素等。 （3）行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。 【详解】A、生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息，蜘蛛 网的震动频率就是一种物理信息，A 正确；B、生物在生命活动过程中，产生的一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等就是化学信 息，B 正确； C、生态系统信息传递的作用包括维持生命活动的正常进行和生物种群的繁衍，以及调节生物的种间关系， 维持生态系统的稳定，C 正确； D、利用昆虫的性外激素诱捕雄虫，降低害虫的种群密度属于生物防治的方法，D 错误。 故选 D。 第 II 卷 二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分，第 25～28 题为必考题，每个试题考生都必 须作答。第 29、30 题为选考题，考生根据要求作答。 (一)必考题 25. 农业生产上有许多增加农作物产量的措施。回答下列问题： （1）无土栽培是现代农业的重要生产措施，无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是____和___。 （2）大棚种植蔬菜时，宜选择____________色的塑料薄膜，其理由是________________；实际生产中定期 通风可提高蔬菜光合作用强度，其主要原因是______________________。 【答案】 (1). 细胞内某些化合物的组成成分 (2). 维持细胞和生物体的生命活动 (3). 无（或白） (4). 不同颜色的光均可透过无色（或白色）的塑料薄膜，光合作用效率高 (5). 通风可以增加 CO2 浓度， 提高光合作用强度 【解析】 【分析】 提高农作物的光能的利用率的方法有： （1）延长光合作用的时间； （2）增加光合作用的面积（合理密植，间作套种）； （3）光照强弱的控制； （4）必需矿质元素的供应； （5）CO2 的供应（温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度）。 【详解】（1）无机盐主要以离子形式存在，是细胞内某些化合物的组成成分；如 Mg 是叶绿素的组成成分， 许多无机盐参与维持细胞和生物体的生命活动。 （2）大棚种植蔬菜时，宜选择无色透明或白色透明的塑料薄膜，这样的塑料薄膜透过的是白光，光合作用 效率高；通风可增加 CO2 浓度，CO2 是光合作用的原料，可以提高光合作用速率。 【点睛】此题是一道应用生物知识来解决实际问题的题目，具体考查的是光合作用原理在生产上的应用。 利用光合作用原理使农作物增产的方法主要是增强光合作用强度，如增强光照、增加光照时间、合理密植、为光合作用提供充足的原料（水和二氧化碳）等，另外还可以提供降低夜晚的温度，来提高作物产量。 26. 人体的稳态需要神经、体液和免疫调节共同维持。据图回答下列问题： （1）如果该图表示反射弧，则 a 代表_______，兴奋在反射弧中只能单向传递的原因是______________。 （2）如果该图表示抗利尿激素的释放过程，B 代表垂体，则 A 是____________，能感受的变化，抗利尿激 素作用于 C 的生理效应是____________。 （3）如果该图表示降血糖的过程，A 是下丘脑，则 b 是____________（填“胰岛素”或“胰高血糖素”），其生 理作用是________________________________________________。 （4）如果该图表示细胞免疫的过程，A 是 T 细胞，则 B 是________细胞，该细胞的作用是 __________________。 【答案】 (1). 传入神经 (2). 神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜 (3). 下丘脑 (4). 细胞外液的渗透压促进肾小管和集合管对水的重吸收 (5). 胰岛素 (6). 促进组织细胞加速摄取、 利用和储存葡萄糖 (7). 效应 T (8). 与靶细胞密切接触，使其裂解死亡 【解析】 【分析】 本题关键在于确定图解中各种信息分子以及参与的调节过程，据图分析，A 通过 a 过程形成 B，B 通过 b 过 程形成 C 。 【详解】（1）反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器，图中 A、B、C 应分别表示感 受器，神经中枢和效应器，a、b 分别表示传入神经、传出神经。反射弧中存在神经元之间的兴奋传递，依 赖于神经递质，而神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜上， 因此兴奋在反射弧中只能单向传递。 （2）水盐平衡调节过程中，由下丘脑（A）感受渗透压变化并调控垂体（B）释放抗利尿激素，C 是抗利尿 激素的作用部位肾小管和集合管，抗利尿激素的生理效应是促进肾小管和集合管对水的重吸收。 （3）血糖调节过程中，A 是下丘脑，a 是相关神经，B 是胰岛 B 细胞，b 是胰岛素，C 是组织细胞。胰岛 素的生理作用是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而使血糖水平降低。 （4）细胞免疫过程中，若 A 是 T 细胞，则 a 表示 T 细胞的增殖分化，B 表示效应 T 细胞，效应 T 细胞可 以与被抗原入侵的宿主细胞密切接触，使这些细胞裂解死亡。 【点睛】此题综合考察了神经-体液-免疫调节的相关知识，能够全面系统的了解各种调节的具体过程，形成 神经体-液免-疫调节方面的知识网络。关键在于掌握各种调节方式的具体过程和特点以及彼此之间的联系， 并尽可能的建立起这三种调节方式与生物体代谢之间的联系。27. “无废弃物农业”是我国古代人民创造的一种可持续发展的农业模式。回答下列问题： （1）“无废弃物农业”通过积极种植豆科植物，借助根瘤菌和豆科植物的____________关系，充分利用了大 气中的________元素。碳元素在生物群落和无机环境之间循环的主要形式是__________________。 （2）秸秆、粪便等发酵产生的沼气可作为燃料，底渣还可以用来作为饲料或食用菌的培养基，实现了对能 量的____________。 （3）在“桑基鱼塘”农业模式中，采集桑叶养蚕，蚕沙（蚕粪）可以作为鱼的饲料，鱼从蚕沙中获取的能量 属于_________（填“桑树的同化量”或“蚕的同化量”）。 （4）农田生态系统需要人们的精心管理和维护，因为它的____________稳定性较差；弃耕农田不久后长出 杂草、灌木，若干年后变成一片森林，这是发生了群落的____________演替。 【答案】 (1). 互利共生 (2). 氮（N） (3). CO2（二氧化碳） (4). 多级利用 (5). 桑树的同 化量 (6). 抵抗力 (7). 次生 【解析】 【分析】 “无废弃物农业”属于生态工程的一种模式，其遵循了自然界物质循环的规律，在充分发挥生产潜力，达 经济效益的同时，也取得了较好的生态效益。 【详解】（1）根瘤菌通过固氮作用为豆科植物提供氮元素，豆科植物为根瘤菌提供营养物质，两者属于互 利共生关系。碳循环过程中，植物通过光合作用把无机环境中的 CO2 固定为有机物，生物通过呼吸作用以 及分解者的分解作用将有机物分解成 CO2 重新释放到无机环境中。 （2）沼气工程体现了对能量的多级利用，提高了对能量的利用率。 （3）蚕沙中的能量来自蚕摄取的桑树的同化量，并未被蚕同化为自身的能量。 （4）农田生态系统物种单一，容易受到外界环境改变的破坏，因此其抵抗力稳定性差，弃耕农田原有植被 虽然不存在，但土壤条件仍然保留，在此基础上发生的演替属于次生演替。 【点睛】通过解答此题理解“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物能够成为本系统或另一个系统 的生产原料，从而实现废弃物的资源化。 28. 果蝇的刚毛和截毛是一对相对性状，受一对等位基因 D/d 控制，现有刚毛雌果蝇与截毛雄果蝇杂交，子 代雌雄果蝇中性状分离比均为 1∶1。回答下列问题： （1）若控制该性状的基因位于常染色体上，欲判断相对性状的显隐性，需继续进行实验，请用题中所给实 验材料，写出实验思路、预期结果并得出实验结论。____________ （2）若控制该性状的基因位于 X 染色体上或 X、Y 染色体上，显性性状是____________，亲本雌果蝇的基 因型为____________；为进一步确定控制刚毛和截毛的基因是位于 X 染色体上还是位于 X、Y 染色体的同 源区段上，某研究小组选取子代中的刚毛雌果蝇和纯合刚毛雄果蝇杂交，你认为他们的杂交实验是否可行，请说明理由。____________ 【答案】 (1). 让子代中表现型相同的雌雄果蝇相互交配，观察子代是否出现性状分离；若子代出现性 状分离，则新出现的性状为隐性性状，另一性状为显性性状，若子代不发生性状分离，则该性状为隐性性 状，另一性状为显性性状 (2). 刚毛 (3). XDXd (4). 可行，选取子代中的刚毛雌果蝇和纯合刚毛雄 果蝇杂交，若子代中雄果蝇既有刚毛又有截毛，则控制该性状的基因位于 X 染色体上；若子代中雄果蝇全 为刚毛，则控制该性状的基因位于 X、Y 染色体同源区段上 【解析】 【分析】 判断基因是位于常染色体还是 X 染色体的实验设计：（1）已知一对相对性状中的显隐性关系（方法：隐性 的雌性×显性的雄性）（2）未知一对相对性状中的显隐性关系--正交和反交。判断步骤和结论：利用正交和 反交法判断：用具有相对性状的亲本杂交，若正反交结果相同，子一代均表现显性亲本的性状，则控制该 性状的基因位于细胞核中常染色体上；若正反交结果不同，子一代性状均与母本相同，则控制该性状的基 因位于细胞质中的线粒体和叶绿体上；若正反交结果不同，子一代在不同性别中出现不同的性状分离（即 与性别有关），则控制该性状的基因位于细胞核中的性染色体上。 【详解】根据题意，如下表： 常染色体上 X 染色体上 X、Y 染色体同源区段 亲本 Dd×dd XDXd×XdY XDXd×XdYd 子代 Dd、dd XDXd、XdXd、XDY、XdY XDXd、XdXd、XDYd、XdYd 无法判断显隐性 刚毛 显性、截毛为隐性 刚毛为显性、截毛为隐性 （1）若基因位于常染色体上，欲判断相对性状的显隐性，可采用以下实验方案：让子代中表现型相同的雌 雄果蝇相互交配，观察子代是否出现性状分离；若子代出现性状分离，则新出现的性状为隐性性状，另一 性状为显性性状。 （2）若控制该性状的基因位于 X 染色体上或 X、Y 染色体同源区段上，根据题干：刚毛雌果蝇与截毛雄果 蝇杂交，子代雌雄果蝇中性状分离比均为 1∶1 推断，亲本雌果蝇应为杂合子，基因型均为 XDXd，显性性 状是刚毛；纯合刚毛雄果蝇的基因型为 XDY 或 XDYD，为进一步确定控制刚毛和截毛的基因是位于 X 染色 体上还是位于 X、Y 染色体的同源区段上，该研究小组选取子代中的刚毛雌果蝇和纯合刚毛雄果蝇杂交，若 控制该性状的基因位于 X 染色体上，子代中雄果蝇既有刚毛又有截毛；若控制该性状的基因位于 X、Y 染 色体同源区段上，子代中雄果蝇全为刚毛。 为【点睛】本题考查伴性遗传等相关知识，要求学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。 （二）选考题：请考生从给出的 2 道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。 [生物——选修 1：生物技术实践] 29. 约 9000 年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料。后来，人们通过自然 发酵或曲种传代的固体发酵方法生产其他食品，如酱油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等。这种传统发酵技术促 进了中华民族特有的饮食文化的形成。请结合所学知识回答下列与微生物及食品发酵相关的问题： （1）从结构上看，用于制作果酒和果醋的微生物最根本的区别是：______________________。在果醋制作 中，当____________时，微生物将葡萄汁中的糖分解为醋酸。 （2）腐乳制作的流程大致是：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。其中加盐腌制的目 的是：________。卤汤是由酒和各种香辛料配制而成的，香辛料具有_____________________的作用。 （3）在微生物培养中，接种是指在_______________________条件下将目的微生物移接到培养基的过程， 接种的常用方法除平板划线法、稀释涂布平板法外，还有__________等。在具体操作中，通常将接种后的 培养基与一个未接种的培养基置于相同的环境中，培养适宜的时间后分别观察并记录结果，其中“未接种 的培养基”的作用是____________________。 （4）为保持纯化后的微生物菌种的纯净，需要对菌种进行保藏。临时保藏的方法具有______（答出两点） 等缺点，它比较适合那些使用频率高的菌种的保藏。 【答案】 (1). 前者具有以核膜为界限的细胞核 (2). 氧气和糖源都充足 (3). 析出豆腐中的水分、 抑制微生物的生长 (4). 调节腐乳的风味并防腐杀菌 (5). 无菌操作 (6). 斜面接种和穿刺接种 (7). 检验配制的培养基是否污染 (8). 保存时间短、容易被污染或产生变异 【解析】 【分析】 1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。 2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充 足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生 的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。 3、微生物接种的方法很多，最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法通过接种环在琼脂固体 培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步分散到培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离到由 一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。 【详解】（1）从结构上看，参与果酒制作的微生物是酵母菌（真核生物），参与果醋制作的微生物是醋酸菌（原核生物），用于制作果酒和果醋的微生物最根本的区别是前者具有以核膜为界限的细胞核。在果醋制作 中，当氧气和糖源都充足时，醋酸菌能将葡萄汁中的糖分解为醋酸。 （2）腐乳制作的流程大致是：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。其中加盐腌制过程 中能析出豆腐中的水分、抑制微生物的生长。卤汤是由酒和各种香辛料配制而成的，香辛料具有调节腐乳 的风味并防腐杀菌的作用。 （3）在微生物培养中，接种是指在无菌操作条件下将目的微生物移接到培养基的过程；接种的常用方法除 平板划线法、稀释涂布平板法外，还有斜面接种和穿刺接种等。在具体操作中，通常将接种后的培养基与 一个未接种的培养基置于相同的环境中，培养适宜的时间后分别观察并记录结果，其中“未接种的培养基”的 作用是作为空白对照，检验配制的培养基是否污染。 （4）菌种进行保藏时，对使用频率高的菌种的保藏可以使用临时保藏，临时保藏的方法具有保存时间短、 容易被污染或产生变异等缺点。 【点睛】本题考查果酒和果醋的制作、腐乳的制作及微生物实验室培养，对于此类试题，需要考生注意的 细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。 [生物——选修 3：现代生物科技专题] 30. 胰岛素是胰岛素基因控制合成的胰岛素原经加工、分类、包装而形成的一种分泌蛋白，是治疗糖尿病的 特效药。科学家从人体内直接提取到控制合成人胰岛素的基因，拟采用基因工程的方法大量生产人胰岛素 用于疾病治疗。结合所学知识回答下列问题： （1）从人体直接提取的人胰岛素基因数量较少，科学家常采用 PCR（多聚酶链式反应）技术对其进行快速 扩增，该技术依据的原理是________________，PCR 技术扩增目的基因的前提是要有____________，以便 据此合成引物。 （2）构建人胰岛素基因表达载体是基因工程的核心，其目的是______________。一个完整的基因表达载体 除了含有启动子、终止子、目的基因外，还含有标记基因，标记基因的作用是___________________。 （3）为能在山羊的乳汁中提取到人胰岛素，科学家将人胰岛素基因与____________等调控组件重组在一起， 通过____________法导入山羊的受精卵中，最终得到乳汁中含有人胰岛素的转基因山羊，实现了人胰岛素 的大量生产。 （4）依据单细胞生物繁殖快、代谢旺盛的特点，科学家选用酵母菌作为生产人胰岛素的转基因受体细胞， 不选用大肠杆菌作为受体细胞的主要原因是____________________________。 【答案】 (1). DNA 双链复制 (2). 一段已知目的基因的核苷酸序列 (3). 使目的基因在受体细胞 中稳定存在并遗传给下一代，同时能够表达和发挥作用 (4). 鉴别受体细胞是否含有目的基因并将含目 的基因的受体细胞筛选出来 (5). 山羊乳腺蛋白基因的启动子 (6). 显微注射 (7). 大肠杆菌是原核 生物，没有内质网和高尔基体，无法对胰岛素原进行加工、分类、包装和运输【解析】 分析】 1、PCR 是利用 DNA 双链复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数方式增加。 基因工程的四个步骤为：提取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测 和鉴定。利用 PCR 技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合 成引物。 2、基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其目的是使目的基因在受体细胞 中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。一个完整的基因表达载体 除了含有启动子、终止子、目的基因外，还含有标记基因，标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含 有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因就可以作为这种基因。 3、将目的基因导入受体细胞时，如受体细胞是植物细胞，常用农杆菌转化法（约 80%的转基因植物都是用 这种方法获得的）；如果受体细胞是动物细胞，常用显微注射法；如果受体细胞是微生物细胞，常用感受态 细胞法。 4、酵母菌为真核生物，含有内质网、高尔基体等细胞器，大肠杆菌为原核生物，不含有内质网、高尔基体 等细胞器，因此与酵母菌相比，以大肠杆菌作为基因工程的受体细胞，其缺点是蛋白质合成后，细胞不能 对其进行加工（或修饰）并分泌到细胞外。 【详解】（1）PCR 是利用 DNA 双链复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数方 式增加。利用 PCR 技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合 成引物。 （2）构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目 的基因能够表达和发挥作用。标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，并将含有目的基 因的受体细胞筛选出来。 （3）含有人胰岛素基因的转基因山羊通过分泌乳汁来生产人胰岛素，为使目的基因正常表达，人胰岛素基 因必需与山羊乳腺蛋白基因的启动子等调控原件重组在一起，通过显微注射法导入山羊的受精卵中，得到 乳汁中含有人胰岛素的转基因山羊。 （4）酵母菌细胞为真核生物，含有内质网、高尔基体，大肠杆菌为原核生物，不含有内质网、高尔基体， 因此选用酵母菌作为生产人胰岛素的转基因受体细胞，不选用大肠杆菌作为受体细胞的主要原因是在胰岛 素原合成后，细胞无法对其进行加工、分类、包装和运输。 【点睛】本题考查基因工程的操作程序，意在考查考生对基因工程的理解，识记基因工程中各程序的操作 是解题的关键。 【