精品解析：上海市财经大学附属北郊高级中学2024-2025学年高三上学期期中考试生物试题

上海财经大学附属北郊高级中学2024学年第一学期期中考试 高三年级 生物试卷 一、水体生态系统（20分） 1. 某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物在不同光照强度下光合速率及水质净化能力如图1所示。 （1）正常情况下，保持生态系统结构与功能相对稳定的因素有______（编号选填） ①能量单向流动 ②物质循环利用 ③信息双向传递 （2）当湖水富营养化时，该生态系统生物量金字塔与能量金字塔的形态______（相同/相反）。 （3）若该生态系统中鲫鱼的食物由50%水蚤、30%田螺、10%藻类和10%水草组成，且该体统能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若要收获100KJ的鲫鱼，至少需要______KJ的藻类。 （4）据图1推测，若3种草本沉水植物在治理后的上述生态系统中形成群落，其空间结构为______（垂直/水平）结构。 （5）上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途径（浓缩CO₂形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5），使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强、根据图1设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：________实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为_____μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 ______ 测量指标 ______ （6）为达到湖水净化的目的，据图2简述最佳治理方案及理由______。 【答案】（1）①② ③ （2）相反 （3）4100 （4）垂直 （5） ①. 金鱼藻 ②. 500 ③. 低浓度二氧化碳 ④. 单位时间释放氧气的量 （6）金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻。 【解析】 【分析】题图分析，图1中一定范围内随着光照强度增大，三种植物的光合速率加快，光照强度超过一定范围，三种植物的光合速率均减小。图2 分析，金鱼藻、黑藻和苦草都能在一定程度上去除氮和磷、藻。 【小问1详解】 生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，其功能表现为物质循环、能量流动和信息传递，生态系统的结构和功能是相对稳定的，即保持生态系统结构与功能相对稳定的因素有能量单向流动、物质循环利用和信息双向传递，即①② ③正确。 故选①② ③。 【小问2详解】 当湖水富营养化时，浮游藻类大量滋生，且藻类生活周期较短，因而，该生态系统生物量金字塔表现为倒置关系，而能量金字塔均表现为正置状态，可见，此时生物量金字塔与能量金字塔之间是相反的。 【小问3详解】 假如鲫鱼的食物由50%水溞、30%田螺、10%藻类和10%水草组成，且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。如果要收获100kJ的鲫鱼，至少需要藻类的能量：在藻类→水溞→鲫鱼食物链中，需要藻类的能量为100x50%÷20%÷10%=2500kJ；在藻类→鲫鱼食物链中，需要藻类的能量为100x10%÷10%=100 kJ；在藻类→田螺→鲫鱼食物链中，需要藻类的能量为100x30%÷20%÷10%=1500kJ；共需要2500+1500+100=4100kJ的藻类。 【小问4详解】 图1结果显示，金鱼藻、黑藻和苦草对光照的需求表现为苦草适宜弱光环境，其次是黑藻需要较强光照，需要最强光照的是金鱼藻，据此推测，这3种草本沉水植物在治理后的上述生态系统中形成群落，其空间结构表现为垂直结构。 【小问5详解】 根据图1可知，在相同光照强度下，①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近，尤其在光照强度为500时，两者光合作用强度完全相同，有利于控制无关变量一致，而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。题意显示“上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径”可知①、③均无C4途径，而除了上述3种草本沉水植物外的其他植物是否有C4途径不确定，所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组，本实验的目的是验证黑藻的碳浓缩优势，因此，这里的对照组选择金鱼藻最合适，光照条件为500μmol·m-2·s-1。因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢，即检测指标是单位时间释放氧气的量。 【小问6详解】 某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。据图2分析，金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻，能实现综合治理效果，因此可以合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。 二、糖尿病（20分） 2. 病毒感染等因素诱发的免疫应答可能导致胰岛细胞凋亡，释放胰岛细胞抗原，进而引发自身免疫型糖尿病。该病部分发病机制如图所示。（箭头代表作用方向） （1）图中，具有抗原呈递功能的细胞是______。（编号选填） ①细胞A ②细胞B ③细胞C ④DC细胞 （2）据图，激活细胞B分泌物质D的条件是有______。（编号选填） ①受β细胞抗原刺激②受病毒的刺激③受细胞A的辅助④受DC细胞的作用 （3）随着胰岛细胞不断地被损伤，该自身免疫病的病情是将快速加速还是缓慢推进？简述理由______。 （4）据图及题干信息推测，患者的发病原因可能是机体内______。 A. 产生能与胰岛素结合的抗体 B. 产生攻击胰岛α细胞的抗体 C. 细胞A细胞攻击胰岛β细胞 D. 细胞C细胞攻击胰岛β细胞 糖尿病还可能引发眼角膜神经病变。研究人员对小鼠注射链尿佐菌素（STZ）破坏胰岛细胞以构建糖尿病小鼠模型，并检测该鼠和正常鼠角膜处的三叉神经元。 （5）小鼠皮下注射STZ后，STZ在小鼠内环境的循环路径是______。 A. 血浆→组织液→细胞内液 B. 组织液→淋巴液→血浆 C. 组织液→血浆→组织液 D. 淋巴液→血浆→组织液 （6）实验显示糖尿病小鼠三叉神经元的轴突变短、树突变少，且细胞内线粒体的功能受损．据此分析，糖尿病患者视力受损的原因可能是______。 A. 动作电位无法在视神经上形成 B. 视神经元无法合成神经递质 C. 神经冲动无法在视神经上传递 D. 视神经元无法接受光信号 （7）糖尿病患者还可能引发温感受器对温度耐受性降低。据此及已学知识推测，糖尿病患者异常出汗的原因可能包括______。 A. 肾上腺素分泌增加，使机体产热增加 B. 甲状腺激素分泌增加，使机体散热增加 C. 促甲状腺素分泌增加，使机体产热增加 D. 下丘脑神经元兴奋，汗腺分泌活动增加 【答案】（1）BD （2）①③ （3）胰岛β细胞凋亡，释放β细胞抗原，随着β细胞抗原的释放，更多的β淋巴细胞受到刺激分裂分化为浆细胞产生抗体，辅助性T细胞释放更多的细胞因子与抗原呈递细胞共同发挥作用，产生更多细胞毒性T细胞，发挥细胞免疫功能杀死更多胰岛β细胞，所以过程加快 （4）D （5）C （6）BCD （7）ACD 【解析】 【分析】血糖调节：当血糖浓度上升时，葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋，通过下丘脑血糖调节中枢，最终由传出神经末梢释放神经递质，与胰岛B细胞膜上相应的受体结合，引起胰岛素分泌增多，另外葡萄糖可直接与胰岛β细胞膜上相应的受体结合，胰岛素与组织细胞膜上的受体结合后，一方面增加细胞内葡萄糖转运蛋白的合成，促进葡萄糖进入细胞，另一方面促进细胞内蛋白质、脂肪、糖原的合成。 题意分析，病毒感染等因素诱发的免疫应答可能导致胰岛β细胞凋亡，释放胰岛细胞抗原，进而引发成机体发生免疫应答，进而引起隐匿性自身免疫糖尿病。 【小问1详解】 A、细胞A是辅助性T细胞，其不具有抗原呈递功能，不符合题意，A错误； B、细胞B 是B淋巴细胞，该细胞具有抗原呈递功能，符合题意，B正确； C、细胞C为细胞毒性T细胞，该细胞不具有抗原呈递功能，不符合题意，C错误； D、DC细胞为树突状细胞，该细胞具有抗原呈递功能，符合题意，D正确。 故选BD。 【小问2详解】 据图，激活细胞B分泌物质D，即抗体的条件有两个，一个是①受B细胞抗原刺激和③受细胞A的辅助，前者是激活B淋巴细胞的第一信号，后者是激活B淋巴细胞的第二信号，即①③正确。 故选①③。 【小问3详解】 随着胰岛B细胞细胞损伤的发生，该自身免疫病的发病进程是将加快。因为胰岛B细胞凋亡，释放β细胞抗原，随着β细胞抗原的释放，更多的β淋巴细胞受到刺激分裂分化为浆细胞产生抗体，辅助性T细胞释放更多的细胞因子与抗原呈递细胞共同发挥作用，产生更多细胞毒性T细胞，发挥细胞免疫功能杀死更多胰岛B细胞，所以过程加快。 【小问4详解】 A、机体产生能与胰岛素结合的抗体只会导致胰岛素无法起作用，但不会引起胰岛B细胞受损，因而不会导致患者表现为自身免疫型糖尿病，A错误； B、产生攻击胰岛α细胞的抗体会攻击胰岛细胞，进而引起胰岛α细胞受损，可能不会导致患者表现为自身免疫型糖尿病，B错误； C、细胞A细胞，即辅助性T细胞攻击胰岛β细胞可能会导致胰岛β增殖、分化，但不会表现为自身免疫型糖尿病，C错误； D、细胞C细胞是细胞毒性T细胞，若该细胞攻击胰岛β细胞会导致该细胞裂解死亡，释放胰岛细胞抗原，进而可引发机体产生特异性免疫反应，产生的抗体会攻击胰岛β细胞，进而导致自身免疫型糖尿病，D正确。 故选D。 【小问5详解】 对小鼠皮下注射STZ后，STZ首先进入小鼠内环境中的组织液，而后可进入到血浆中，随着血液循环可到达全身各处去，而后STZ进入到胰岛细胞周围的组织液中，导致小鼠患糖尿病，即C正确。 故选C。 【小问6详解】 A、糖尿病小鼠三叉神经元的轴突变短、树突变少，不会导致动作电位无法形成，不符合题意A错误； B、三叉神经元的轴突的长度变短、分支较少将会导致神经递质合成或分泌不足，符合题意，B正确； C、三叉神经元的轴突的长度变短、分支较少，导致突触减少，因而可能会导致神经冲动无法在视神经上传递，符合题意，C正确； D、糖尿病小鼠三叉神经元的树突变少，可能会导致无法接受光信号，进而不能产生动作电位，导致视力受损，符合题意，D正确。 故选BCD。 【小问7详解】 A、温感受器对温度耐受性降低，通过神经调节，肾上腺素分泌增加，使机体产热增加，出汗增多，A正确； B、温感受器对温度耐受性降低，引起甲状腺激素分泌增加，甲状腺激素能促进物质代谢，产热增加，B错误； C、促甲状腺素分泌增加，引起甲状腺激素分泌增加，甲状腺激素能促进物质代谢，使机产热增加，C正确； D、温感受器对温度耐受性降低，而下丘脑中有体温调节中枢，因而下丘脑神经元兴奋，汗腺分泌活动增加，D正确。 故选ACD。 三、生物工程（20分） 3. 丁二醇广泛应用于化妆品和食品等领域，兴趣小组在已改造的大肠杆菌中引入合成丁二醇的关键基因X，以提高丁二醇的产量。下图为部分过程，表为部分限制酶识别序列及切割位点。 限制性内切核酸酶 BamHⅠ XhoⅠ BclⅠ SacⅠ 识别序列及切割位点 5'-C↓GATCG-3' 5'-C↓TCGAG-3' 5'-↓GATC-3' 5'-GAGCT↓C-3' （1）扩增X基因时，PCR反应中需要使用加入的材料有______。（编号选填） ①解旋酶②耐热的DNA聚合酶③特异性引物④DNA模版链⑤脱氧核苷三磷酸底物⑥DNA编码链 （2）为获得重组质粒，可在X基因两端添加______。（编号选填） ①XhoⅠ和BclⅠ的识别序列②SacⅠ和BclⅠ的识别序列③XhoⅠ和BamHⅠ的识别序列④SacⅠ和BamHⅠ的识别序列 （3）重组质粒转化入大肠杆菌，并涂布在无抗生素平板上．在此基础上，进一步筛选含目的基因菌株的实验思路是______。 （4）实验发现，大肠杆菌培养基中pH偏低，分析原因可能是______。 A. 碳源不足 B. 杂菌发酵 C. 氮源过多 D. 无机盐过少 （5）兴趣小组通过单因子实验确定了木薯淀粉和酵母粉的最适浓度分别为100g·L-1和15g·L-1，在此基础上，设置不同浓度的木薯淀粉（90g·L-1、100g·L-1、110g·L-1）和酵母粉（12g·L-1、15g·L-1，18g·L-1）筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，以获得较高发酵产量，理论上应设置______（填数字）组实验（重复组不计算在内）。 （6）研究发现，将X基因编码组氨酸定点突变为酪氨酸可提高丁二醇的产量．已知X基因编码链第468-488位碱基序列为5'-GATACA…GGACATGGG…ACGAAT-3'。为实现上述突变，应设计的引物序列是______。（编号选填）（组氨酸：CAU、CAC 酪氨酸：UAU、UAC） ①3'-CTATGT-5' ②5'-GGATATGGG-3' ③3'-GATACA-5'④3'-GGAATAGGG-5'⑤5'-ATTCGT-3'⑥5'-CCCATATCC-3'⑦5'-GATAGA-3' ⑧3'-CCTTATGGG-5' （7）除采用PCR技术获得单碱基突变基因外，还可以对上述单碱基编辑技术获得定点突变目的基因，你倾向于选择哪种技术获得定点突变基因？阐述理由______。 【答案】（1）②③④⑤ （2）①③ （3）在平板中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长的菌落利用影印法影印到添加四环素的培养基中，在含有四环素的培养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成 （4）B （5）9 （6）②⑤⑥⑦ （7）选择单碱基编辑技术，PCR技术获得点突变基因时，需要设计4个引物，经过多次步骤，所获得目的基因仍需要导入细胞内验证突变效果，过程繁琐；单碱基编辑技术不断裂DNA双链，可以通过编辑系统实现胞内编辑。（或选择PCR，单碱基编辑技术可能出现脱靶现象，且每种单碱基编辑技术仅适用某种碱基对的替换；PCR技术可以对目的基因任意位点任意碱基点突变） 【解析】 【分析】PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，利用的原理是DNA复制，需要条件有模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶），过程包括：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。 【小问1详解】 PCR 反应中不需要①解旋酶，因为高温（90 - 95℃）就可以使 DNA 解旋； ②耐热的 DNA 聚合酶是 PCR 反应中必不可少的，它可以在高温下催化 DNA 链的延伸； ③特异性引物可以与模板链结合，确定扩增的起始位置； ④DNA 模版链为PCR反应提供模板； ⑤脱氧核苷三磷酸底物是合成新DNA链的原料，且为该反应提供能量； ⑥DNA 编码链不是 PCR 反应需要加入的材料。 由此可知，扩增X基因时，PCR反应中需要使用加入的材料有②③④⑤。 【小问2详解】 从图中可以看出，载体上有 XhoI 和 BamHI 的酶切位点，为了将 X 基因插入到载体中构建重组质粒，需要在 X 基因两端添加 XhoI 和 BamHI 的识别序列，这样可以用这两种限制酶切割 X 基因和载体，然后进行连接，BamHⅠ和 BclⅠ切割后可产生相同的黏性末端，①③正确。 故选①③。 【小问3详解】 据图可知，使用BamH I和 Sal I限制酶处理质粒和X基因，四环素抗性基因被破坏，氯霉素抗性基因保留，因此能在氯霉素培养基上生存，不能在四环素培养基上生存的大肠杆菌即是含目的基因菌株，因此实验思路为：在平板中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长的菌落利用影印法影印到添加四环素的培养基中，在含有四环素的培养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成。 【小问4详解】 A、碳源不足一般不会导致 pH 偏低，A错误； B、杂菌发酵可能会产生酸性物质，从而导致培养基 pH 偏低，B正确； C、氮源过多与 pH 偏低没有直接关系，C错误； D、无机盐过少与 pH 偏低没有直接关系，D错误。 故选B。 【小问5详解】 要筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，木薯淀粉浓度有3种，酵母粉浓度也有3种，因此理论上应设置3×3=9组实验。 【小问6详解】 氨基酸是根据密码子读取的，密码子位于mRNA上，组氨酸：CAU、CAC，酪氨酸：UAU、UAC，实现该区域编码多肽链中的组氨酸定点突变为酪氨酸，即CAU→UAU或CAC→UAC，已知X基因编码链第468-488位碱基序列为5'-GATACA…GGACATGGG…ACGAAT-3'，其X基因对应的mRNA为5'-GAUACA…GGACAUGGG…ACGAAU-3'，将X基因编码组氨酸定点突变为酪氨酸对应的mRNA为5'-GAUACA…GGAUAUGGG…ACGAAU-3'，其对应的编码链为5'-GATACA…GGATATGGG…ACGAAT-3'，对应的模板链为3'-CTATGT…CCTATACCC…TGCTTA-5'，为实现定点突变，需要设计4个引物，分别为⑦5'-GATAGA-3' 、⑥5'-CCCATATCC-3'、 ②5'-GGATATGGG-3' 、⑤5'-ATTCGT-3'，综上所述，②⑤⑥⑦正确。 【小问7详解】 除上述单碱基编辑技术获得定点突变目的基因，还可以采用PCR技术获得单碱基突变基因，若选择单碱基编辑技术，PCR技术获得点突变基因时，需要设计4个引物，经过多次步骤，所获得目的基因仍需要导入细胞内验证突变效果，过程繁琐；单碱基编组技术不断裂DNA双链，可以通过编辑系统实现胞内编辑。（或选择PCR，单碱基编辑技术可能出现脱靶现象，且每种单碱基编辑技术仅适用某种碱基对的替换；PCR技术可以对目的基因任意位点任意碱基点突变。） 四、人类遗传病（20分） 4. 遗传性耳聋有多种遗传方式，图1和图2分别是小明和小红两个遗传性耳聋（单基因遗传病）家族的系谱图。 （1）由图2可以推测小红所患遗传性耳聋为____遗传病。 （2）下列信息有助于确定小明家族遗传性耳聋遗传方式的是____。 A. I₁号个体有致病基因 B. I₂号个体有致病基因 C. II₃号个体有致病基因 D. II₄号个体有致病基因 （3）若II₃和II₄再生一个孩子， 这个孩子患遗传性耳聋的概率为____。后经基因检测，发现小红和小明具有不同的耳聋致病基因，遗传方式不同。 （4）II₄号个体的基因型为____（相关基因用D或d表示），其体内可能不含耳聋致病基因的细胞有____。（编号选填） ①第一极体 ②卵细胞 ③初级卵母细胞 ④第二极体 ⑤卵原细胞 ⑥次级卵母细胞 （5）在家系调查中发现，小明的母亲（II₄）和外祖母（I₁）均出现了轻度听力障碍，基因分析发现二人的听力障碍是由线粒体中的某个基因突变导致的。携带该突变基因的个体接触链霉素、庆大霉素等氨基糖苷类抗生素会致聋。线粒体基因会随着卵细胞遗传给后代，那么小明和小明的儿子（小明与完全正常的女性结婚所生）携带该线粒体突变基因的情况分别是____。 A. 携带，携带 B. 携带，不携带 C. 不携带，不携带 D. 不携带，携带 （6）随着计划生育政策调整，小明的父（II₃）和母（II₄）准备再生一个孩子，为确保生下健康的孩子，在保障伦理安全并满足政策和法规要求的情况下，你认为可行的措施是____。 A. 对胎儿进行基因检测 B. 对胎儿进行性别鉴定 C. 对II₃号和 II₄号进行基因检测 D. 对II₃号和 II₄号的受精卵进行基因编辑 【答案】（1）常染色体隐性 （2）BC （3）1/4 （4） ①. XDXd ②. ①②④⑥ （5）B （6）AB 【解析】 【分析】系谱图分析，根据图中“无中生有为隐性”，可判断该病为隐性遗传病，又知由于Ⅱ7、Ⅱ8正常，却生出了患病的女儿，可知该遗传病为常染色体隐性遗传病。 【小问1详解】 根据正常的双亲生出患病的女儿小红可知，图2中小红所患遗传性耳聋为常染色体隐性遗传病。 【小问2详解】 I2号和 II3号个体有致病基因可排除该病为伴X隐性遗传病的可能性，因而推测小明家族中的遗传学耳聋的遗传方式为常染色体隐性遗传病，而I1号和II4号个体有致病基因不能判断出该病是常染色体遗传病还是伴X隐性遗传病，AD错误，BC正确。 故选BC。 【小问3详解】 若II3和II4再生一个孩子，由于该病可能是伴X隐性遗传病或常染色体隐性遗传病，若相关基因用A/a表示，则二者的基因型可能是XAXa和XAY或均为Aa ，则二者再生的这个孩子患遗传性耳聋的概率为1/4。后经基因检测，发现小红和小明具有不同的耳聋致病基因，遗传方式不同，则可确定小明家族的遗传病为伴X隐性遗传病。 【小问4详解】 根据第3小题分析可知，小明家族的遗传病为伴X隐性遗传病，因此II4号个体的基因型可表示为XDXd，其体内所有的体细胞均含有致病基因，卵原细胞是特殊的体细胞，初级卵母细胞是卵原细胞经过DNA复制后形成的细胞，因此这两种细胞中一定含有致病基因，而①第一极体、 ②卵细胞、④第二极体、⑥次级卵母细胞形成过程中经过了同源染色体分离过程，因而其中可能不含有致病基因，即①②④⑥可能不含致病基因。 【小问5详解】 在家系调查中发现，小明的母亲（II4）和外祖母（I1）均出现了轻度听力障碍，基因分析发现二人的听力障碍是由线粒体中的某个基因突变导致的。携带该突变基因的个体接触链霉素、庆大霉素等氨基糖苷类抗生素会致聋。线粒体基因会随着卵细胞遗传给后代，由于线粒体基因的遗传表现为母系遗传的特点，因此小明会携带线粒体突变基因，而小明的儿子因为其母亲为完全正常的女性，因此小明的儿子不携带该线粒体突变基因，ACD错误，B正确。 故选B。 【小问6详解】 小明家族的遗传病为伴X隐性遗传病，其父表现正常，而其母（II4）为携带者，且二人婚配只能生出患有该病的儿子，因此可通过对胎儿进行基因检测和性别鉴定确保生出正常的孩子，而对小明的双亲进行基因检测无法保证生出正常的孩子，对II3号和 II4号的受精卵进行基因编辑可操作性差，而且受精卵未必都需要进行基因编辑，AB正确，CD错误。 故选AB。 五、植物的气孔（共20分） 5. 植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成，保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体、在光下可进行光合作用。某研究小组取水稻叶下表皮创作临时装片子光学显微镜下观察、得到的物像如图1、2所示。 （1）据图分析，下列关于该小组实验操作的叙述，错误的是______。 A. 欲进一步观察箭头所指的细胞，应向右下方移动装片 B. 由甲到乙的调节顺序为：移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋 C. 若目镜放大倍数是10×，物镜放大倍数是10×，则被观察的细胞面积放大100倍 D. 换到高倍镜下，可观察到保卫细胞叶绿体、线粒体、内质网等细胞结构 研究表明，气孔开闭与保卫细胞中积累K+密切相关，科研人员发现水稻叶片保卫细胞细胞质膜上OSA1蛋白受免诱导后活性提高，运出H+，利用该过程释放的能量促进K+进入细胞，过程如图3所示，其中①—④表示物质。 （2）K+进入保卫细胞后，对细胞液浓度及气孔开放程度的影响分别为______。 A. 升高 开放 B. 降低 开放 C. 升高 关闭 D. 降低 关闭 （3）图3中R酶发挥作用的场所是______，光照和CO2充足条件下，③的去路是______。 （4）图3中水稻叶肉细胞内能量转换的主要路径是______。 A. ATP、NADPH→糖类 B. 糖类→ATP→电子传递链→ATP C. 光能→电能→ATP、NADPH D. 糖类→NADH→电子传递链→ATP （5）图3中根细胞膜上的OSAI蛋白能将NH4+间化产生的氢离子转移至细胞外，防止细胞质酸化。类似的情形可以发生于叶肉细胞内的H+从______。 A. 类囊体膜→类囊体腔 B. 线粒体基质→线粒体内外膜间隙 C. 类囊体腔→叶绿体基质 D. 叶绿体基质→细胞质基质 （6）水稻根吸收的NH4+除了合成谷氨酸外，还可用于合成______。（编号选填） ①磷脂 ②ATP合成酶 ③纤维素 ④脱氧核苷酸 大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性地闭合，称为“气孔振荡”，这是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。 （7）光照不变条件下，气孔开度增大，短时间内图7中五碳糖和④的含量变化分别是______。 A. 增加 增加 B. 减少 减少 C. 增加 减少 D. 减少 增加 （8）结合所学的知识。尝试解释干旱条件下“气孔振荡”对植物生长发育的意义______。 【答案】（1）ACD （2）A （3） ①. 叶绿体基质 ②. 有用于自身的呼吸消耗和释放到细胞外供其他细胞或者生物使用 （4）ACD （5）C （6）②④ （7）D （8）气孔振荡既可以降低植物的蒸腾作用，又能保证CO2供应，使光合作用能够正常进行。 【解析】 【分析】高倍显微镜的使用方法:低倍镜下找到清晰的物像→移动装片，使物像移至视野中央→转动转换器，换用高倍物镜→调节 反光镜和光圈，使视野亮度适宜→调节细准焦螺旋，使物像清晰。 【小问1详解】 A、观察箭头所指的细胞位于右上方，实际上位于细胞的左下方，若要进一步放大观察该时期的细胞，则应向 右上方移动装片，A错误； B、由甲到乙，是由低倍物镜换高倍物镜，正确调节顺序为：移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋，B正确； C、若目镜放大倍数是10×，物镜放大倍数是10×，则被观察的细胞长或宽放大100倍，面积放大10000倍，C错误； D、观察甲乙两图用的光学显微镜，观察不到保卫细胞叶绿体、线粒体、内质网等细胞具体结构，D错误。 故选ACD。 【小问2详解】 K＋进入保卫细胞后，使细胞液浓度升高，渗透压增大使保卫细胞吸水膨胀，气孔开放程度增大，A正确。 故选A。 【小问3详解】 由题图可知，R酶可以参与CO2固定的过程，属于暗反应过程，光合作用暗反应场所在叶绿体基质，即R酶起作用的场所是叶绿体基质。光照和CO2充足条件下，光合速率大于呼吸速率，其中③代表的是水光解产生的O2，因此氧气的去路有用于自身的呼吸消耗和释放到细胞外供其他细胞或者生物使用两条途径。 【小问4详解】 A、水稻叶肉细胞中会发生光合作用，在光合作用的暗反应中会发生ATP、NADPH中储存的能量转移到糖类中的过程，A正确； B、水稻叶肉细胞中会发生细胞呼吸，细胞呼吸的能量转换为：NADH作为电子供体，释放电子进入传递链后其本身被氧化为NAD＋(氧化型辅酶I)，同时，高能电子沿着长链传送，能量逐级卸载，最终被O2所接受，两者发生反应生成水。最后能量变为热能以及ATP中活跃的化学能，B错误； C、在光合作用的光反应中，光能转变成活跃的化学能储存在ATP中，这个过程当中存在电子的转移，所以能量转换为光能→电能→ATP、NADPH，C正确； D、水稻叶肉细胞中会发生细胞呼吸，细胞呼吸的能量转换为：糖类分解过程中会产生NADH，NADH作为电子供体，释放电子进入传递链后其本身被氧化为NAD＋(氧化型辅酶I)，同时，高能电子沿着长链传送，能量逐级卸载，最终被O2所接受，两者发生反应生成水。最后能量变为热能以及ATP中活跃的化学能，D正确。 故选ACD。 【小问5详解】 A、光合作用过程中H+不断在类囊体腔中产生，而后转移到结合光叶绿体合作用基质中，该转移过程驱动ATP的产生，该转移过程类似题中的情形，A错误； B、有氧呼吸过程中，H+不断从线粒体内外膜间隙向线粒体基质转运，同时驱动ATP产生，该转移过程类似题中的情形，B错误； C、光合作用过程中H+不断在类囊体腔中产生，而后转移到结合光叶绿体合作用基质中，该转移过程驱动ATP的产生，该转移过程类似题中的情形，C正确； D、H+没有发生从叶绿体基质向细胞质基质的转移，D错误。 故选C。 【小问6详解】 ①磷脂的组成元素有C、H、O、P有的磷脂含N，因而水稻根吸收的NH4+可能不合成含N的磷脂， ①错误； ②ATP合成酶的化学本质是蛋白质，其组成元素中含有N，因而水稻根吸收的NH4+可用于合成ATP合成酶，②正确； ③纤维素的组成元素是C、H、O，其中不含N元素， 因而水稻根吸收的NH4+不用于合成纤维素，③错误； ④脱氧核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，因而水稻根吸收的NH4+可用于合成脱氧核苷酸，④正确， 故选②④。 【小问7详解】 光照不变的条件下，气孔开度增大，胞间CO2浓度升高，CO2固定增多，消耗五碳糖增多，五碳糖含量减少，同时④三碳糖合成的增多，但光照不变，三碳糖消耗不变，所以最后④三碳糖含量增加，D正确， 故选D。 【小问8详解】 干旱条件下，植物为了减少水分的散失，通过关闭气孔来降低蒸腾作用，为了保证自身能正常生长，打开气孔以吸收确保能正常进行光合作用。所以“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行，气孔振荡既可以降低植物的蒸腾作用，又能保证CO2供应，使光合作用能够正常进行。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海财经大学附属北郊高级中学2024学年第一学期期中考试 高三年级 生物试卷 一、水体生态系统（20分） 1. 某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物在不同光照强度下光合速率及水质净化能力如图1所示。 （1）正常情况下，保持生态系统结构与功能相对稳定的因素有______（编号选填） ①能量单向流动 ②物质循环利用 ③信息双向传递 （2）当湖水富营养化时，该生态系统生物量金字塔与能量金字塔的形态______（相同/相反）。 （3）若该生态系统中鲫鱼的食物由50%水蚤、30%田螺、10%藻类和10%水草组成，且该体统能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若要收获100KJ的鲫鱼，至少需要______KJ的藻类。 （4）据图1推测，若3种草本沉水植物在治理后的上述生态系统中形成群落，其空间结构为______（垂直/水平）结构。 （5）上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途径（浓缩CO₂形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5），使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强、根据图1设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：________实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为_____μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 ______ 测量指标 ______ （6）为达到湖水净化的目的，据图2简述最佳治理方案及理由______。 二、糖尿病（20分） 2. 病毒感染等因素诱发的免疫应答可能导致胰岛细胞凋亡，释放胰岛细胞抗原，进而引发自身免疫型糖尿病。该病部分发病机制如图所示。（箭头代表作用方向） （1）图中，具有抗原呈递功能的细胞是______。（编号选填） ①细胞A ②细胞B ③细胞C ④DC细胞 （2）据图，激活细胞B分泌物质D的条件是有______。（编号选填） ①受β细胞抗原刺激②受病毒的刺激③受细胞A的辅助④受DC细胞的作用 （3）随着胰岛细胞不断地被损伤，该自身免疫病的病情是将快速加速还是缓慢推进？简述理由______。 （4）据图及题干信息推测，患者的发病原因可能是机体内______。 A. 产生能与胰岛素结合的抗体 B. 产生攻击胰岛α细胞的抗体 C. 细胞A细胞攻击胰岛β细胞 D. 细胞C细胞攻击胰岛β细胞 糖尿病还可能引发眼角膜神经病变。研究人员对小鼠注射链尿佐菌素（STZ）破坏胰岛细胞以构建糖尿病小鼠模型，并检测该鼠和正常鼠角膜处的三叉神经元。 （5）小鼠皮下注射STZ后，STZ在小鼠内环境的循环路径是______。 A. 血浆→组织液→细胞内液 B. 组织液→淋巴液→血浆 C. 组织液→血浆→组织液 D. 淋巴液→血浆→组织液 （6）实验显示糖尿病小鼠三叉神经元的轴突变短、树突变少，且细胞内线粒体的功能受损．据此分析，糖尿病患者视力受损的原因可能是______。 A. 动作电位无法在视神经上形成 B. 视神经元无法合成神经递质 C. 神经冲动无法在视神经上传递 D. 视神经元无法接受光信号 （7）糖尿病患者还可能引发温感受器对温度耐受性降低。据此及已学知识推测，糖尿病患者异常出汗的原因可能包括______。 A. 肾上腺素分泌增加，使机体产热增加 B. 甲状腺激素分泌增加，使机体散热增加 C. 促甲状腺素分泌增加，使机体产热增加 D. 下丘脑神经元兴奋，汗腺分泌活动增加 三、生物工程（20分） 3. 丁二醇广泛应用于化妆品和食品等领域，兴趣小组在已改造的大肠杆菌中引入合成丁二醇的关键基因X，以提高丁二醇的产量。下图为部分过程，表为部分限制酶识别序列及切割位点。 限制性内切核酸酶 BamHⅠ XhoⅠ BclⅠ SacⅠ 识别序列及切割位点 5'-C↓GATCG-3' 5'-C↓TCGAG-3' 5'-↓GATC-3' 5'-GAGCT↓C-3' （1）扩增X基因时，PCR反应中需要使用加入的材料有______。（编号选填） ①解旋酶②耐热的DNA聚合酶③特异性引物④DNA模版链⑤脱氧核苷三磷酸底物⑥DNA编码链 （2）为获得重组质粒，可在X基因两端添加______。（编号选填） ①XhoⅠ和BclⅠ的识别序列②SacⅠ和BclⅠ的识别序列③XhoⅠ和BamHⅠ的识别序列④SacⅠ和BamHⅠ的识别序列 （3）重组质粒转化入大肠杆菌，并涂布在无抗生素平板上．在此基础上，进一步筛选含目的基因菌株的实验思路是______。 （4）实验发现，大肠杆菌培养基中pH偏低，分析原因可能是______。 A. 碳源不足 B. 杂菌发酵 C. 氮源过多 D. 无机盐过少 （5）兴趣小组通过单因子实验确定了木薯淀粉和酵母粉的最适浓度分别为100g·L-1和15g·L-1，在此基础上，设置不同浓度的木薯淀粉（90g·L-1、100g·L-1、110g·L-1）和酵母粉（12g·L-1、15g·L-1，18g·L-1）筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，以获得较高发酵产量，理论上应设置______（填数字）组实验（重复组不计算在内）。 （6）研究发现，将X基因编码组氨酸定点突变为酪氨酸可提高丁二醇的产量．已知X基因编码链第468-488位碱基序列为5'-GATACA…GGACATGGG…ACGAAT-3'。为实现上述突变，应设计的引物序列是______。（编号选填）（组氨酸：CAU、CAC 酪氨酸：UAU、UAC） ①3'-CTATGT-5' ②5'-GGATATGGG-3' ③3'-GATACA-5'④3'-GGAATAGGG-5'⑤5'-ATTCGT-3'⑥5'-CCCATATCC-3'⑦5'-GATAGA-3' ⑧3'-CCTTATGGG-5' （7）除采用PCR技术获得单碱基突变基因外，还可以对上述单碱基编辑技术获得定点突变目的基因，你倾向于选择哪种技术获得定点突变基因？阐述理由______。 四、人类遗传病（20分） 4. 遗传性耳聋有多种遗传方式，图1和图2分别是小明和小红两个遗传性耳聋（单基因遗传病）家族的系谱图。 （1）由图2可以推测小红所患遗传性耳聋为____遗传病。 （2）下列信息有助于确定小明家族遗传性耳聋遗传方式的是____。 A. I₁号个体有致病基因 B. I₂号个体有致病基因 C. II₃号个体有致病基因 D. II₄号个体有致病基因 （3）若II₃和II₄再生一个孩子， 这个孩子患遗传性耳聋的概率为____。后经基因检测，发现小红和小明具有不同的耳聋致病基因，遗传方式不同。 （4）II₄号个体的基因型为____（相关基因用D或d表示），其体内可能不含耳聋致病基因的细胞有____。（编号选填） ①第一极体 ②卵细胞 ③初级卵母细胞 ④第二极体 ⑤卵原细胞 ⑥次级卵母细胞 （5）在家系调查中发现，小明的母亲（II₄）和外祖母（I₁）均出现了轻度听力障碍，基因分析发现二人的听力障碍是由线粒体中的某个基因突变导致的。携带该突变基因的个体接触链霉素、庆大霉素等氨基糖苷类抗生素会致聋。线粒体基因会随着卵细胞遗传给后代，那么小明和小明的儿子（小明与完全正常的女性结婚所生）携带该线粒体突变基因的情况分别是____。 A. 携带，携带 B. 携带，不携带 C. 不携带，不携带 D. 不携带，携带 （6）随着计划生育政策调整，小明的父（II₃）和母（II₄）准备再生一个孩子，为确保生下健康的孩子，在保障伦理安全并满足政策和法规要求的情况下，你认为可行的措施是____。 A. 对胎儿进行基因检测 B. 对胎儿进行性别鉴定 C. 对II₃号和 II₄号进行基因检测 D. 对II₃号和 II₄号的受精卵进行基因编辑 五、植物的气孔（共20分） 5. 植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成，保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体、在光下可进行光合作用。某研究小组取水稻叶下表皮创作临时装片子光学显微镜下观察、得到的物像如图1、2所示。 （1）据图分析，下列关于该小组实验操作的叙述，错误的是______。 A. 欲进一步观察箭头所指的细胞，应向右下方移动装片 B. 由甲到乙的调节顺序为：移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋 C. 若目镜放大倍数是10×，物镜放大倍数是10×，则被观察的细胞面积放大100倍 D. 换到高倍镜下，可观察到保卫细胞叶绿体、线粒体、内质网等细胞结构 研究表明，气孔开闭与保卫细胞中积累K+密切相关，科研人员发现水稻叶片保卫细胞细胞质膜上OSA1蛋白受免诱导后活性提高，运出H+，利用该过程释放的能量促进K+进入细胞，过程如图3所示，其中①—④表示物质。 （2）K+进入保卫细胞后，对细胞液浓度及气孔开放程度的影响分别为______。 A. 升高 开放 B. 降低 开放 C. 升高 关闭 D. 降低 关闭 （3）图3中R酶发挥作用的场所是______，光照和CO2充足条件下，③的去路是______。 （4）图3中水稻叶肉细胞内能量转换的主要路径是______。 A. ATP、NADPH→糖类 B. 糖类→ATP→电子传递链→ATP C. 光能→电能→ATP、NADPH D. 糖类→NADH→电子传递链→ATP （5）图3中根细胞膜上的OSAI蛋白能将NH4+间化产生的氢离子转移至细胞外，防止细胞质酸化。类似的情形可以发生于叶肉细胞内的H+从______。 A. 类囊体膜→类囊体腔 B. 线粒体基质→线粒体内外膜间隙 C. 类囊体腔→叶绿体基质 D. 叶绿体基质→细胞质基质 （6）水稻根吸收的NH4+除了合成谷氨酸外，还可用于合成______。（编号选填） ①磷脂 ②ATP合成酶 ③纤维素 ④脱氧核苷酸 大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性地闭合，称为“气孔振荡”，这是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。 （7）光照不变条件下，气孔开度增大，短时间内图7中五碳糖和④的含量变化分别是______。 A. 增加 增加 B. 减少 减少 C. 增加 减少 D. 减少 增加 （8）结合所学的知识。尝试解释干旱条件下“气孔振荡”对植物生长发育的意义______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $