精品解析：上海市控江中学2024—2025学年高三下学期第二次月考生物试题

上海市控江中学 2024学年第二学期 高三生物学等级考 月考（二）试卷 考生注意： 1．本卷共12页，满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。将选择题答案填涂在答题纸相应位置，其它答案写在答题纸上。在试卷上作答不得分。务必在答题纸的正确位置填写班级、姓名和7位考试号。 3．“单选”指本题只有一个选项为正确答案，“多选”指每空有两个或两个以上选项为正确答案；“编号选填”指每空有一个或多个选项为正确答案。 混合养殖池塘生态系统（17分） 1. 硬壳蛤是一种可在池塘养殖的贝类。由于高密度养殖、饲料过量投喂等原因，养殖池塘内出现细菌超标、环境污染等问题。科研人员构建了硬壳蛤—三疣梭子蟹—凡纳滨对虾混合养殖池塘生态系统，有效提高了池塘养殖容量和产量。该生态系统的生物组分和营养关系如图。 （1）在上图中，未出现的生态系统组分是_______。 A. 生产者 B. 消费者 C. 分解者 D. 无机环境 （2）在混合养殖池塘生态系统，浮游动物、三疣梭子蟹、凡纳滨对虾的种间关系是_______。 A. 共生 B. 竞争 C. 寄生 D. 捕食 （3）团藻是该生态系统中浮游植物的优势种，但是团藻难以水生动物被取食和消化，而硅藻是水生生物偏好的饲料。为增加产量，科研人员通过在生态系统中投放硅藻逐步替代了团藻。下列说法正确的是_______。（编号选填） ①在研究人员投放硅藻前，团藻是该生态系统中唯一的能量流动起点 ②硅藻比团藻更适应混合养殖池塘环境 ③投放硅藻使混合养殖池塘生态系统发生了次生演替 （4）据题意和所学知识分析，与硬壳蛤单一养殖相比，硬壳蛤—三疣梭子蟹—凡纳滨对虾混养可以提高池塘养殖容量和产量的原因是混合养殖_______。（编号选填） ①提高了生态系统恢复力稳定性；②充分利用了环境中的资源；③使能量流向对人类有用的部分；④缩短食物链提高了能量利用效率；⑤增加了池塘内的遗传多样性 （5）如图是该生态系统中某条食物链的部分能量流动示意图，图中数字表示能量（J/cm2·a）。据图2分析，B表示_______的能量。 （6）上图中体现的生态系统原理有_______。 A. 物质在对虾和底栖动物体内逐级富集 B. 能量沿该食物链逐级递减 C. 信息在对虾和底栖动物间双向传递 D. 能量沿该食物链单向流动 （7）结合所学知识和本题信息，阐述底栖动物在混合养殖池塘生态系统中的生态学功能_______。 【答案】（1）D （2）B （3）②③ （4）②③⑤ （5）流向下一营养级 （6）BCD （7）底栖动物作为消费者参与物质循环和能量流动，其遗体残骸可被分解者分解促进物质再循环，丰富生物多样性增加生态系统稳定性 【解析】 【分析】群落演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。分为初生演替和次生演替。 【小问1详解】 生态系统的组分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量（无机环境）。从图中可以看到有生产者（浮游植物等）、消费者（各种动物），分解者（底栖细菌、浮游细菌），但没有显示出无机环境，故选D。 【小问2详解】 竞争是指两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等，浮游动物、三疣梭子蟹、凡纳滨对虾竞争饲料，为竞争关系，故选B。 【小问3详解】 ①在研究人员投放硅藻前，生态系统中的生产者不止团藻一种，其他浮游植物等也可以作为能量流动的起点，所以①错误； ②团藻难以水生动物被取食和消化，而硅藻是水生生物偏好的饲料。科研人员通过投放硅藻逐步取代了团藻，说明硅藻比团藻更适应混合养殖池塘环境，②正确； ③投放硅藻使生态系统的生物种类发生了改变，在原有生态系统的基础上发生了次生演替，③正确。 故选②③。 【小问4详解】 ①混合养殖往往使生态系统营养结构更复杂，抵抗力稳定性提高，恢复力稳定性降低，①错误； ②混合养殖中不同生物占据不同的生态位，充分利用了环境中的资源，②正确； ③通过合理的养殖组合，使能量更多地流向对人类有益的部分，比如养殖的经济动物，③正确； ④缩短食物链不一定能提高能量利用效率，④错误； ⑤不同生物的养殖增加了池塘内的遗传多样性，⑤正确。 故选②③⑤。 【小问5详解】 在能量流动示意图中，能量沿着食物链单向流动，下一营养级的同化量包含呼吸作用散失的能量、用于自身生长发育繁殖的能量，用于自身生长发育繁殖的能量包括流向分解的能量，流向下一营养级的能量和未利用的能量等。从图中可以看出，B的含义代表流向下一营养级的能量。 【小问6详解】 A、题干及图中未体现物质在对虾和底栖动物体内逐级富集，A错误； B、从图中能量流动的数值可以看出，能量沿该食物链逐级递减，B正确； C、信息传递的特点具有双向性，对虾和底栖动物为捕食关系，信息在对虾和底栖动物间双向传递，C正确； D、能量沿食物链单向流动，从生产者流向消费者等，图中体现了这一点，D正确。 故选BCD。 【小问7详解】 底栖动物在混合养殖池塘生态系统中，一方面作为消费者，参与生态系统的物质循环和能量流动，将摄取的有机物转化为自身物质和能量，同时通过呼吸作用等将部分物质和能量释放到环境中；另一方面，其遗体残骸等可以被分解者分解，促进物质的再循环；此外，底栖动物的存在丰富了池塘内的生物多样性，增加了生态系统的稳定性。 免疫佐剂与疫苗保护效力（17分） 2. 免疫佐剂是额外添加在疫苗中，用于增强机体的免疫反应，以提高疫苗保护效力的化学分子。铝盐是一种常用的免疫佐剂，能增强抗原呈递细胞作用，并促进细胞因子的分泌。科研人员开发了纳米锰佐剂（MnARK），为了研究MnARK对新冠疫苗免疫效应的影响，开展如表实验：将实验小鼠随机分为4组，分别进行不同的接种处理，30天后使用新冠病毒感染小鼠，感染5天后测定小鼠血清中抗体水平和体内细胞毒性T细胞含量。 甲 S蛋白+MnARK ++++++++ +++++++ 乙 S蛋白 ++++ ++ 丙 MnARK + ++ 丁 S蛋白+铝盐 ++++++ ++ 注：“+”数目越多，代表数值越高 （1）S蛋白是新冠疫苗的有效成分。从免疫学角度，S蛋白属于_______。 A. 抗体 B. 细胞因子 C. 免疫佐剂 D. 抗原 （2）小鼠是生物学研究常用的模式生物。本研究中所使用的实验小鼠应具有的特征是_______。 A. 不携带任何其它细菌和病毒 B. 年龄、身体状态等相似 C. 易感染新冠病毒 D. 免疫系统受到抑制 （3）实验中，需要检测采集实验小鼠的器官用于检测细胞毒性T细胞含量。下列器官中，最适宜用于检测细胞毒性T细胞含量的是_______。 A. 肌肉 B. 大脑 C. 脾脏 D. 肺 （4）丙组小鼠的抗体和细胞毒性T细胞水平均较低。下列关于表中丙组实验分析合理的是_______。 A. 丙组实验说明MnARK无法增强新冠疫苗的效果 B. 丙组的免疫应答由MnARK诱导产生 C. 丙组中的抗体由浆细胞分泌 D. 丙组中的细胞毒性T细胞由记忆T细胞分化产生 （5）表所示实验的研究结论是_______。 （6）一般利用非洲绿猴肾上皮细胞（VERO细胞）制备新冠病毒灭活疫苗。培养VERO细胞时，正确的操作有_______。（编号选填） ①培养过程中应严格遵守无菌操作，避免交叉污染②需要在95%空气和CO2混合气体中培养③培养基中需要加入免疫佐剂④培养基中需要加入抗生素和琼脂⑤培养结束后需要将新冠病毒灭活 （7）疫苗的保护效力受到多种因素的影响。下列措施中，有利于提高新冠疫苗保护效力的有_______。（编号选填） ①适当增加新冠疫苗接种剂量②口服适量的新冠疫苗③适当增加新冠疫苗接种次数④添加合适的免疫佐剂⑤研发新型的抗新冠药物 【答案】（1）D （2）B （3）C （4）C （5）MnARK可增强新冠疫苗引起的体液免疫反应且作用强于铝盐，并可增强新冠疫苗引起细胞免疫 （6）①②⑤ （7）①③④ 【解析】 【分析】1、体液免疫过程：抗原进入生物体后，大多数抗原都要经过抗原呈递细胞的摄取和处理，经过处理的抗原，可将其内部隐蔽的抗原决定簇暴露出来，随后，抗原呈递细胞将抗原信息呈递给辅助性T细胞，刺激辅助性T细胞产生细胞因子，细胞因子刺激B细胞进一步增殖分化成浆细胞和记忆细胞，浆细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合，形成沉淀或细胞集团，进而被吞噬细胞吞噬消化。 2、新冠病毒没有细胞结构，不能独立代谢，病毒进入人体后会引起机体产生相应的免疫反应。 【小问1详解】 S蛋白是新冠疫苗的有效成分，说明S蛋白是新冠病毒引起人体产生特异性免疫反应的抗原，D正确。 故选D。 【小问2详解】 A、实验小鼠很难做到不携带任何其它细菌和病毒，A 错误； B、在该实验中，为了保证实验结果的准确性和可靠性，排除无关变量的干扰，所使用的实验小鼠年龄、身体状态等应相似，B正确； C、虽然实验最终要用新冠病毒感染小鼠，但重点是小鼠的基本生理状态等要保持一致，易感染新冠病毒不是关键特征，C错误； D、若小鼠免疫系统受到抑制，会影响免疫反应的正常发生，不利于实验结果的观察，D错误。 故选B。 【小问3详解】 脾脏是免疫器官，是免疫细胞集中分布的场所，因此脾脏可作为检测细胞毒性T细胞含量的器官，C正确。 故选C。 【小问4详解】 A、丙组只接种了 MnARK，没有接种 S 蛋白（新冠疫苗有效成分），其抗体和细胞毒性 T 细胞水平均较低，不能说明 MnARK 无法增强新冠疫苗的效果，因为没有与接种疫苗且添加 MnARK 的组进行对比，A错误； BC、丙组小鼠的血清抗体水平最低，是因为丙组小鼠未注射S蛋白（疫苗）是初次免疫，而其他组注射过S蛋白（疫苗）的组发生的是二次免疫，B错误，C正确； D、丙组没有接种能引发特异性免疫产生记忆 T 细胞的抗原（S 蛋白），所以其细胞毒性 T 细胞不是由记忆 T 细胞分化产生，D错误。 故选C。 【小问5详解】 表中结果显示甲组抗体水平明显高于其它组，这说明MnARK可增强新冠疫苗引起的体液免疫反应且作用强于铝盐，甲组细胞毒性T细胞的数量明显高于其它组并且其它三组的细胞毒性T细胞的数量处于相同的较低水平，结合题干信息“疫苗佐剂可改变免疫反应的类型”说明MnARK可使新冠疫苗引起细胞免疫。 【小问6详解】 ①培养 VERO 细胞时，培养过程中应严格遵守无菌操作，避免交叉污染，①正确； ②动物细胞培养需要在 95% 空气和 5% CO₂混合气体中培养，其中CO2的主要作用是 维持培养液的pH，②正确； ③免疫佐剂是添加在疫苗中的，不是培养基中需要添加的，③错误； ④培养动物细胞的培养基不需要加琼脂，④错误； ⑤培养结束后需要将新冠病毒灭活，以制备灭活疫苗，⑤正确。 故正确的操作有①②⑤。 【小问7详解】 ①适当增加新冠疫苗接种剂量，可使机体产生更多抗体和免疫细胞，有利于提高新冠疫苗保护效力，①正确； ②新冠疫苗的主要成分是蛋白质，口服会被消化酶分解而失去作用，②错误； ③适当增加新冠疫苗接种次数，可刺激机体产生更强的免疫反应，有利于提高新冠疫苗保护效力，③正确； ④添加合适的免疫佐剂，能增强机体的免疫反应，提高疫苗保护效力，④正确； ⑤研发新型的抗新冠药物是用于治疗新冠患者的，不是提高疫苗保护效力的措施，⑤错误。 故有利于提高新冠疫苗保护效力的有①③④。 SMC特异性标记工具鼠的构建（16分） 3. 平滑肌细胞（SMC）是高等动物血管壁的重要组成，其功能障碍会导致主动脉瘤的发生。为获得血管SMC被特异性标记CE的工具小鼠，研究人员进行了如图所示实验，获得同时含有图所示基因的CE杂合小鼠C（CE/+）。Cre重组酶可识别DNA分子中的loxP序列，当DNA分子上存在两个同向loxP时，Cre重组酶可将两个loxP之间的DNA序列切除。 （1）SMC由胚胎发育过程中的中胚层细胞分化而来。下列可以作为中胚层细胞分化为SMC的标志的是_______。 A. 细胞表达肌肉收缩所需的肌动蛋白 B. 细胞表达细胞周期蛋白p53 C. 细胞表达RNA聚合酶 D. 细胞内高尔基体数量增加 （2）构建小鼠A，先通过PCR获得CE基因，为保证CE在SMC中特异性表达，应该可采取的策略是_______。 A. 促进CE序列发生甲基化修饰 B. 在CE基因编码序列前插入SMC特异性启动子 C. 在CE基因编码序列后插入SMC特异性终止密码子 D. 在CE基因编码序列的第一位插入SMC特异性起始密码子 （3）构建同时含有loxP、Stop和tdT的表达载体，以获得小鼠B，最合适的受体细胞是_______。 A. 小鼠骨髓瘤细胞 B. 人胚胎干细胞 C. 小鼠受精卵细胞 D. 小鼠SMC （4）在外源药物他莫昔芬的诱导下，可以使定位于细胞质中的雌激素受体进入细胞核。用他莫昔芬饲喂小鼠C后，可观察到_______。 为利用CE杂合小鼠研究血管SMC中S基因表达在主动脉瘤形成中的作用，在S基因两侧分别引入一个loxP，这样的S基因称为flox基因，获得flox杂合小鼠（flox/+）后，开展如图所示的杂交实验。已知S基因和CE位于小鼠的非同源染色体上，“+”表示无等位基因存在。 （5）为获得中的小鼠E，仅考虑S基因的遗传，用于与杂交的小鼠D的基因型应为_______，中小鼠E所占比例为_______。 （6）经过他莫昔芬诱导后，下列基因或序列存在于小鼠E基因组中的有_______。（编号选填） ①S基因②tdT基因③CE基因④Stop序列⑤flox基因 （7）为了使研究更具有科学性，还需评估特异性标记CE是否具有组织特异性。下列选项中，适用于检测评估特异性标记CE表达的组织特异性的是_______。 A. 检测SMC中tdT基因的表达情况 B. 检测多种组织中tdT基因的表达情况 C. 检测多种组织中S基因的表达情况 D. 检测SMC中是否具有loxP序列 【答案】（1）A （2）B （3）C （4）小鼠C的SMC发出红色荧光 （5） ①. flox/+ ②. 1/8 （6）②③ （7）B 【解析】 【分析】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钙离子处理法。 4、目的基因的检测与鉴定：（1）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——PCR检测等技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR检测等技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【小问1详解】 A、中胚层细胞分化为 SMC（平滑肌细胞），平滑肌细胞具有收缩功能，会表达肌肉收缩所需的肌动蛋白，因此细胞表达肌肉收缩所需的肌动蛋白可以作为中胚层细胞分化为 SMC 的标志，A正确； B、细胞周期蛋白 p53 主要与细胞周期调控和细胞凋亡等过程相关，不是中胚层细胞分化为 SMC 的特异性标志，B错误； C、RNA 聚合酶参与转录过程，几乎在所有活细胞中都有表达，不是中胚层细胞分化为 SMC 的特异性标志，C错误； D、高尔基体与细胞分泌物的形成等有关，细胞内高尔基体数量增加不能特异性地表明中胚层细胞分化为 SMC，D错误。 故选A。 【小问2详解】 A、促进 CE 序列发生甲基化修饰一般会抑制基因的表达，而不是保证其在 SMC 中特异性表达，A错误； B、启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录，在 CE 基因编码序列前插入 SMC 特异性启动子，可使 CE 基因在 SMC 细胞中特异性启动转录，从而保证 CE 在 SMC 中特异性表达，B正确； C、终止密码子在 mRNA 上，不在 DNA 序列中，且在 CE 基因编码序列后插入相关序列不能保证其在 SMC 中特异性表达，C错误； D、起始密码子也是在 mRNA 上，不在 DNA 序列中，在 CE 基因编码序列的第一位插入 SMC 特异性起始密码子的说法错误，不能保证其在 SMC 中特异性表达，D错误。 故选B。 【小问3详解】 A、小鼠骨髓瘤细胞是已经发生癌变的细胞，其遗传物质和细胞特性发生改变，不适合作为构建转基因小鼠的受体细胞，A错误； B、人胚胎干细胞是人源细胞，不能用于构建小鼠，B错误； C、小鼠受精卵细胞具有全能性，能够发育成完整个体，是构建转基因小鼠最常用的受体细胞，用它作为受体细胞导入含有 loxP、Stop 和 tdT 的表达载体，可以获得含有相应基因的小鼠 B，C正确； D、小鼠 SMC 是高度分化的细胞，不具有全能性，不能发育成完整个体，不适合作为构建转基因小鼠的受体细胞，D错误。 故选C。 【小问4详解】 在外源药物他莫昔芬的诱导下，定位于细胞质中的雌激素受体进入细胞核，Cre重组酶能导致loxP位点间的序列丢失，则Stop序列丢失，tdT表达出红色荧光蛋白，由于CE在SMC中特异性表达，经杂交后，小鼠C同时含有CE和tdT，所以可观察到SMC发出红色荧光。 【小问5详解】 仅考虑S基因的遗传，用于与 F1 杂交的小鼠D的基因型应为flox/+。已知S基因和CE位于非同源染色体上，双杂合子（flox/+；CE/+）与flox杂合小鼠（flox/+）进行杂交，F2中中小鼠E（flox/flox；CE/+）所占比例为1/4×1/2=1/8。 【小问6详解】 经过他莫昔芬诱导后，定位于细胞质中的雌激素受体进入细胞核，Cre重组酶能导致loxP位点间的序列丢失，在S基因两侧分别引入一个loxP位点，所以经他莫昔芬诱导后，SMC中S基因被敲除，故存在于小鼠 E 基因组中的有②③。 【小问7详解】 可通过检测C鼠多种组织中tdT的表达情况，可评估血管SMC标记是否具有组织特异性，B正确。 故选B。 马铃薯品种改良（17分） 4. 马铃薯栽培种“大西洋”易受到致病疫霉感染而患“晚疫病”。马铃薯CYP8381基因的表达产物对该菌具有一定防御作用，通过基因工程技术提高该基因在马铃薯植株中的表达量，实现品种改良。研究人员先从“大西洋”细胞中提取总RNA，进而获得模板DNA，再利用In—Fusion技术构建重组载体，主要过程如图所示，其中序列1和序列2分别为添加在相应引物上的碱基序列，而In—Fusion酶能从任意线性DNA链的3'端切下15个脱氧核苷酸，从而得到黏性末端。 （1）研究人员从“大西洋”细胞中提取总RNA，进而获得模板DNA，其间需要经历的生理过程是_______。 A. 转录 B. 翻译 C. 逆转录 D. RNA复制 （2）据题意和图分析，序列1和序列2添加在相应引物的_______（填“5'端”或“3’端”或“一条为5’端，另一条为3’端”）。 （3）In—Fusion酶和限制性内切核酸酶均可切割DNA，下列关于它们的差异的说法正确的是_______。（编号选填） ①In—Fusion酶具有高效性，限制性内切核酸酶没有 ②In—Fusion酶不需要识别序列，限制性内切核酸酶需要 ③In—Fusion酶可以产生黏性末端，限制性内切核酸酶不能 ④In—Fusion酶切开磷酸二酯键，限制性内切核酸酶切开氢键 ⑤In—Fusion酶的基本单位为氨基酸，限制性内切核酸酶基本单位为脱氧核苷酸 （4）序列1和序列2的碱基序列一般不同，这样设计的意义是_______。 构建成功的重组载体的部分序列如图1所示，将其导入马铃薯细胞，并培育成马铃薯植株，从培育出的植株中随机选取三株马铃薯A、B和C检测CYP8381基因的转录水平，结果如图2所示，不同数字表示存在显著差异。 （5）研究人员将重组载体导入马铃薯细胞，并培育成马铃薯植株所经历的过程，称为_______。 A. 植物体细胞杂交 B. 干细胞技术 C 胚胎分割移植 D. 植物组织培养 （6）据题意和所学知识，分析图2中马铃薯植株A、B、C的CYP8381基因转录水平出现差异的原因_______。 【答案】（1）C （2）5'端 （3）② （4）避免反向连接和自身环化 （5）D （6）不同植株中重组载体导入的细胞位置和数量不同，含目的基因的细胞数量不同；基因表达受多种因素调控，不同植株中目的基因的转录效率存在差异 【解析】 【分析】1、基因工程的基本操作程序包括目的基因的筛选与获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定； 2、PCR是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术，利用PCR可以快速的获取和扩增目的基因。 【小问1详解】 从 “大西洋” 细胞中提取总 RNA，进而获得模板 DNA，该过程是以 RNA 为模板合成 DNA 的过程，需要经历逆转录过程，C正确。 故选C。 【小问2详解】 PCR扩增过程中，子链的延伸方向是从子链的5'端到3'端，所以序列1、2应分别添加在相应引物的5'端。 【小问3详解】 ①酶都具有高效性，In—Fusion 酶和限制性内切核酸酶都具有高效性，①错误 ②In—Fusion 酶能从任意线性 DNA 链的 3' 端切下 15 个脱氧核苷酸，不需要识别特定序列；限制性内切核酸酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割 DNA，②正确； ③In—Fusion 酶能得到黏性末端，限制性内切核酸酶切割 DNA 也可能产生黏性末端，③错误； ④In—Fusion 酶和限制性内切核酸酶都是切开磷酸二酯键，④错误； ⑤In—Fusion 酶和限制性内切核酸酶的化学本质都是蛋白质，基本单位都是氨基酸，⑤错误。 故选②。 【小问4详解】 为了防止自身环化和避免反向连接，一般序列1、2的碱基序列一般不同。 【小问5详解】 将重组载体导入马铃薯细胞，并培育成马铃薯植株，是利用植物细胞的全能性，通过植物组织培养技术实现的，D正确。 故选D。 【小问6详解】 图 2 中马铃薯植株 A、B、C 的 CYP381基因转录水平出现差异，可能是因为不同植株中重组载体导入的细胞位置和数量不同，导致含目的基因的细胞数量不同；也可能是由于基因的表达受多种因素调控，如细胞内的转录因子不同、环境因素对基因表达的影响等，使得不同植株中目的基因的转录效率存在差异。 糖尿病心肌病（17分） 5. 心肌细胞通过相关信号通路调节细胞内的线粒体动态平衡（图1），从而维持正常心脏功能。研究表明，高糖高脂（HG+PAL）环境导致SFRP2表达下降，导致线粒体稳态失调，从而诱发糖尿病心肌病（DCM）。在正常糖和高糖高脂环境下处理心肌细胞48h后，检测相关指标，结果如图2。 （1）与一般体细胞相比，心肌细胞具有更多的线粒体，原因是_______。 A. 心肌细胞需要大量分泌蛋白质 B. 心肌细胞连续进行细胞分裂 C. 心肌细胞不断产生神经信号 D. 心肌细胞需要不断收缩 （2）DCM患者血糖较高是由于胰岛功能减退，胰岛素分泌不足所致。局题意和所学知识分析，DCM患者可能存在异常的是_______。 A. 体细胞内外葡萄糖的分布失调 B. 肌细胞内糖原的合成减少 C. 躯体运动中枢障碍 D. 肾上腺素分泌不足 （3）据图1分析，在线粒体稳态的维持中，PGC—1α参与的生理过程包括_______。 A. 激活AMPK B. 线粒体的发生 C. 线粒体的融合 D. 线粒体的分裂 （4）为验证补充SFRE2能改善DCM模型大鼠的线粒体稳态失调，利用大鼠开展如表所示实验，请将实验方案补充完整。 分组 步骤1 步骤Ⅱ 步骤Ⅲ 检测指标 1 （1）_____喂养4周 注射等量缓冲液 同步骤Ⅰ喂养4周 检测相关 2 高脂饲料喂养4周 注射STZ 高脂饲料喂养4周 基因表达 3 高脂饲料喂养4周 注射STZ，72h后注射（2）_____ （3）_____ 量 注：STZ用于诱发大鼠患糖尿病 （5）结合图1和图2分析，高糖高脂环境诱发DCM的分子生物学机制_____。 【答案】（1）D （2）B （3）ABCD （4） ①. 正常饮食 ②. SFRE2 ③. 同步骤Ⅰ一样喂养4周 （5）高糖高脂环境导致SFRP2表达下降，一方面使AMPK磷酸化过程收租，PGC - 1α活性降低，进而影响线粒体的发生和融合，破坏线粒体稳态；另一方面SFRP2表达下降还可能通过其他未知途径影响线粒体相关基因的表达，最终导致线粒体稳态失调，诱发DCM 【解析】 【分析】血糖的三个来源是：食物中的糖类、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化，血糖的三个去路是：氧化分解功能、转化形成肝糖原和肌糖原、转化为非糖物质。 【小问1详解】 A、心肌细胞不需要大量分泌蛋白质，A错误； B、心肌细胞是高度分化的细胞，一般不再进行细胞分裂，B错误； C、心肌细胞是肌肉细胞，不是神经细胞，不产生神经信号，C错误； D、心肌细胞需要不断收缩，而肌肉收缩是一个耗能过程，需要大量的能量供应,需要更多的线粒体，D正确。 故选D。 【小问2详解】 A、从题干中看不出，体细胞内外葡萄糖的分布情况，A错误； B、胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，其中在肌肉细胞中主要是促进肌糖原的合成。DCM患者胰岛素分泌不足，那么肌细胞摄取葡萄糖后合成糖原的过程就会受到影响，导致肌细胞内糖原的合成减少，B正确； C、“躯体运动中枢障碍”与胰岛素分泌不足以及血糖升高没有直接关联，C错误； D、“肾上腺素分泌不足”，肾上腺素主要在机体应激等情况下升高血糖，D错误。 故选B。 【小问3详解】 ABCD、从图中可以看出，PGC - 1α可以作用于AMPK，使其被激活，所以参与激活AMPK过程。 PGC - 1α能促进线粒体的生物发生相关基因的表达，从而参与线粒体的发生过程。 图中也显示PGC - 1α参与了线粒体融合相关过程。 而图中未体现PGC - 1α参与线粒体的分裂过程，ABCD正确； 故选ABCD。 【小问4详解】 为了形成对照，需要设置正常饮食对照组，所以第1组用正常饲料喂养4周。 第3组是要验证补充SFRE2的作用，在注射STZ（诱发大鼠患糖尿病）72h后应注射SFRE2。 为了保证实验条件的一致性和可比性，第3组后续也应同步骤Ⅰ一样喂养4周。 【小问5详解】 据图可知，高糖高脂环境导致SFRP2表达下降，一方面使AMPK磷酸化过程收租，PGC - 1α活性降低，进而影响线粒体的发生和融合，破坏线粒体稳态；另一方面SFRP2表达下降还可能通过其他未知途径影响线粒体相关基因的表达，最终导致线粒体稳态失调，诱发DCM 。 转BT基因抗虫棉的光合作用（16分） 6. 现有转BT基因抗虫棉品种甲和乙，及非转基因棉品种丙。在花蕾期对叶片中色素含量、净光合速率日变化（图1）、胞间CO2浓度日变化（图2）进行了测量。 （1）转BT基因抗虫棉叶绿素主要吸收_______。 A. 红橙光 B. 蓝紫光 C. 绿光 D. 黄光 （2）图2中检测的胞间CO2可能来自于_______。 A. 叶绿体 B. 液泡 C. 线粒体 D. 外界环境 （3）对3个品种的棉花的叶绿素含量进行测定，下列说法正确的是_______。 A. 用95%乙醇提取棉花叶片中的叶绿素 B. 用层析法测定叶绿素的含量 C. 总共可以分离出2种叶绿体色素 D. 叶绿素提取液呈现砖红色 （4）据图1分析，以12:30为界，比较转基因棉与非转基因棉净光合速率变化趋势。下列说法正确的是_______。 A. 12:30之前，转基因棉的净光合速率大于非转基因棉 B. 12:30之前，转基因棉的净光合速率持续升高 C. 12:30之后，转基因棉的净光合速率小于非转基因棉 D. 12:30之后，非转基因棉的净光合速率持续下降 （5）据图1和图2，图中阴影所示区段，影响转基因棉乙净光合速率的主要因素可能有_______。（编号选填） ①胞间CO2浓度 ②光照强度 ③温度 ④光质 ⑤叶绿素含量 （6）有人依据转BT基因棉花的净光合速率大于非转基因棉花，推测BT基因与棉花净光合速率的关系可能是_______。（编号选填） ①BT基因抑制了转基因棉的细胞呼吸；②BT基因促进了转基因棉的细胞呼吸；③BT基因抑制了转基因棉的光合作用；④BT基因促进了非转基因棉的光合作用；⑤BT基因促进了转基因棉的光合作用；⑥BT基因抑制了非转基因棉的光合作用 【答案】（1）AB （2）CD （3）A （4）D （5）②③ （6）①⑤ 【解析】 【分析】图1是光照强度与净光合速率的相互关系，在12：30之前，转基因棉花的净光合速率小于非转基因棉花的净光合速率；在12：30之后，转基因棉花的净光合速率逐渐大于非转基因棉花的净光合速率。结合图1和图2显示光照强度与净光合速率和胞间CO2浓度各时间段的关系，当非转基因棉花净光合速率迅速增强时，胞间CO2浓度迅速下降；当非转基因棉花净光合速率增速减缓时，胞间CO2浓度下降减缓；最终呈现增加趋势。 【小问1详解】 ABCD、叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，而对绿光和黄光吸收很少。所以转BT基因抗虫棉叶绿素主要吸收红橙光、蓝紫光，AB正确；CD错误。 故选AB。 【小问2详解】 A、叶绿体是进行光合作用的场所，光合作用消耗CO2​，A错误； B、液泡中一般不含大量CO2 ​，B错误； C、线粒体是有氧呼吸的主要场所，呼吸作用会产生CO2 。胞间CO2 可能来自于线粒体，C正确； D、胞间CO2可能来自于外界环境，D正确。 故选CD。 【小问3详解】 A、提取叶绿素常用无水乙醇（95%乙醇也可用于提取），因为叶绿素等光合色素易溶于有机溶剂，A正确； B、测定叶绿素含量常用的是分光光度计法等，层析法是用于分离色素的，不是测定含量的方法，B错误； C、叶绿体色素有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素又包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素包括叶黄素和胡萝卜素，总共可以分离出4种色素，C错误； D、叶绿素提取液呈现绿色，D错误。 故选A。 【小问4详解】 AB、12:30之前，从图中可以看出转基因棉甲和乙的净光合速率整体小于非转基因棉丙，在12:30之前转基因棉净光合速率有先升高后降低的过程，AB错误； C、由图1可以看出，12:30之后，转基因棉甲和乙的净光合速率大于非转基因棉丙，非转基因棉丙的净光合速率持续下降，C错误，D正确。 故选D。 【小问5详解】 结合图1和图2，图中阴影所示区段是中午12：30-13：30之间，转基因棉乙胞间CO2浓度已经相对较高，且自然光中光质种类较全，所以影响转基因棉乙净光合速率的主要因素可能有光照强度和温度等。 所以选择②③。 【小问6详解】 根据净光合速率=光合速率-呼吸速率，已知转BT基因棉花的净光合速率大于非转基因棉花，可能的原因是BT基因抑制了转基因棉的细胞呼吸，导致呼吸速率降低，净光合速率增加；也有可能是BT基因促进了转基因棉的光合作用，使净光合速率增加，所以选择①⑤。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 上海市控江中学 2024学年第二学期 高三生物学等级考 月考（二）试卷 考生注意： 1．本卷共12页，满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。将选择题答案填涂在答题纸相应位置，其它答案写在答题纸上。在试卷上作答不得分。务必在答题纸的正确位置填写班级、姓名和7位考试号。 3．“单选”指本题只有一个选项为正确答案，“多选”指每空有两个或两个以上选项为正确答案；“编号选填”指每空有一个或多个选项为正确答案。 混合养殖池塘生态系统（17分） 1. 硬壳蛤是一种可在池塘养殖的贝类。由于高密度养殖、饲料过量投喂等原因，养殖池塘内出现细菌超标、环境污染等问题。科研人员构建了硬壳蛤—三疣梭子蟹—凡纳滨对虾混合养殖池塘生态系统，有效提高了池塘养殖容量和产量。该生态系统的生物组分和营养关系如图。 （1）在上图中，未出现生态系统组分是_______。 A. 生产者 B. 消费者 C. 分解者 D. 无机环境 （2）在混合养殖池塘生态系统，浮游动物、三疣梭子蟹、凡纳滨对虾的种间关系是_______。 A. 共生 B. 竞争 C. 寄生 D. 捕食 （3）团藻是该生态系统中浮游植物的优势种，但是团藻难以水生动物被取食和消化，而硅藻是水生生物偏好的饲料。为增加产量，科研人员通过在生态系统中投放硅藻逐步替代了团藻。下列说法正确的是_______。（编号选填） ①在研究人员投放硅藻前，团藻是该生态系统中唯一的能量流动起点 ②硅藻比团藻更适应混合养殖池塘环境 ③投放硅藻使混合养殖池塘生态系统发生了次生演替 （4）据题意和所学知识分析，与硬壳蛤单一养殖相比，硬壳蛤—三疣梭子蟹—凡纳滨对虾混养可以提高池塘养殖容量和产量的原因是混合养殖_______。（编号选填） ①提高了生态系统恢复力稳定性；②充分利用了环境中的资源；③使能量流向对人类有用的部分；④缩短食物链提高了能量利用效率；⑤增加了池塘内的遗传多样性 （5）如图是该生态系统中某条食物链的部分能量流动示意图，图中数字表示能量（J/cm2·a）。据图2分析，B表示_______的能量。 （6）上图中体现的生态系统原理有_______。 A. 物质在对虾和底栖动物体内逐级富集 B. 能量沿该食物链逐级递减 C. 信息在对虾和底栖动物间双向传递 D. 能量沿该食物链单向流动 （7）结合所学知识和本题信息，阐述底栖动物在混合养殖池塘生态系统中的生态学功能_______。 免疫佐剂与疫苗保护效力（17分） 2. 免疫佐剂是额外添加在疫苗中，用于增强机体的免疫反应，以提高疫苗保护效力的化学分子。铝盐是一种常用的免疫佐剂，能增强抗原呈递细胞作用，并促进细胞因子的分泌。科研人员开发了纳米锰佐剂（MnARK），为了研究MnARK对新冠疫苗免疫效应的影响，开展如表实验：将实验小鼠随机分为4组，分别进行不同的接种处理，30天后使用新冠病毒感染小鼠，感染5天后测定小鼠血清中抗体水平和体内细胞毒性T细胞含量。 甲 S蛋白+MnARK ++++++++ +++++++ 乙 S蛋白 ++++ ++ 丙 MnARK + ++ 丁 S蛋白+铝盐 ++++++ ++ 注：“+”数目越多，代表数值越高 （1）S蛋白是新冠疫苗的有效成分。从免疫学角度，S蛋白属于_______。 A. 抗体 B. 细胞因子 C. 免疫佐剂 D. 抗原 （2）小鼠是生物学研究常用的模式生物。本研究中所使用的实验小鼠应具有的特征是_______。 A. 不携带任何其它细菌和病毒 B. 年龄、身体状态等相似 C 易感染新冠病毒 D. 免疫系统受到抑制 （3）实验中，需要检测采集实验小鼠的器官用于检测细胞毒性T细胞含量。下列器官中，最适宜用于检测细胞毒性T细胞含量的是_______。 A. 肌肉 B. 大脑 C. 脾脏 D. 肺 （4）丙组小鼠的抗体和细胞毒性T细胞水平均较低。下列关于表中丙组实验分析合理的是_______。 A. 丙组实验说明MnARK无法增强新冠疫苗的效果 B. 丙组的免疫应答由MnARK诱导产生 C. 丙组中的抗体由浆细胞分泌 D. 丙组中的细胞毒性T细胞由记忆T细胞分化产生 （5）表所示实验的研究结论是_______。 （6）一般利用非洲绿猴肾上皮细胞（VERO细胞）制备新冠病毒灭活疫苗。培养VERO细胞时，正确的操作有_______。（编号选填） ①培养过程中应严格遵守无菌操作，避免交叉污染②需要在95%空气和CO2混合气体中培养③培养基中需要加入免疫佐剂④培养基中需要加入抗生素和琼脂⑤培养结束后需要将新冠病毒灭活 （7）疫苗的保护效力受到多种因素的影响。下列措施中，有利于提高新冠疫苗保护效力的有_______。（编号选填） ①适当增加新冠疫苗接种剂量②口服适量的新冠疫苗③适当增加新冠疫苗接种次数④添加合适的免疫佐剂⑤研发新型的抗新冠药物 SMC特异性标记工具鼠的构建（16分） 3. 平滑肌细胞（SMC）是高等动物血管壁的重要组成，其功能障碍会导致主动脉瘤的发生。为获得血管SMC被特异性标记CE的工具小鼠，研究人员进行了如图所示实验，获得同时含有图所示基因的CE杂合小鼠C（CE/+）。Cre重组酶可识别DNA分子中的loxP序列，当DNA分子上存在两个同向loxP时，Cre重组酶可将两个loxP之间的DNA序列切除。 （1）SMC由胚胎发育过程中的中胚层细胞分化而来。下列可以作为中胚层细胞分化为SMC的标志的是_______。 A. 细胞表达肌肉收缩所需的肌动蛋白 B. 细胞表达细胞周期蛋白p53 C. 细胞表达RNA聚合酶 D. 细胞内高尔基体数量增加 （2）构建小鼠A，先通过PCR获得CE基因，为保证CE在SMC中特异性表达，应该可采取的策略是_______。 A 促进CE序列发生甲基化修饰 B. 在CE基因编码序列前插入SMC特异性启动子 C. 在CE基因编码序列后插入SMC特异性终止密码子 D. 在CE基因编码序列的第一位插入SMC特异性起始密码子 （3）构建同时含有loxP、Stop和tdT表达载体，以获得小鼠B，最合适的受体细胞是_______。 A. 小鼠骨髓瘤细胞 B. 人胚胎干细胞 C. 小鼠受精卵细胞 D. 小鼠SMC （4）在外源药物他莫昔芬的诱导下，可以使定位于细胞质中的雌激素受体进入细胞核。用他莫昔芬饲喂小鼠C后，可观察到_______。 为利用CE杂合小鼠研究血管SMC中S基因表达在主动脉瘤形成中的作用，在S基因两侧分别引入一个loxP，这样的S基因称为flox基因，获得flox杂合小鼠（flox/+）后，开展如图所示的杂交实验。已知S基因和CE位于小鼠的非同源染色体上，“+”表示无等位基因存在。 （5）为获得中的小鼠E，仅考虑S基因的遗传，用于与杂交的小鼠D的基因型应为_______，中小鼠E所占比例为_______。 （6）经过他莫昔芬诱导后，下列基因或序列存在于小鼠E基因组中的有_______。（编号选填） ①S基因②tdT基因③CE基因④Stop序列⑤flox基因 （7）为了使研究更具有科学性，还需评估特异性标记CE是否具有组织特异性。下列选项中，适用于检测评估特异性标记CE表达的组织特异性的是_______。 A. 检测SMC中tdT基因的表达情况 B. 检测多种组织中tdT基因的表达情况 C. 检测多种组织中S基因的表达情况 D. 检测SMC中是否具有loxP序列 马铃薯品种改良（17分） 4. 马铃薯栽培种“大西洋”易受到致病疫霉感染而患“晚疫病”。马铃薯CYP8381基因的表达产物对该菌具有一定防御作用，通过基因工程技术提高该基因在马铃薯植株中的表达量，实现品种改良。研究人员先从“大西洋”细胞中提取总RNA，进而获得模板DNA，再利用In—Fusion技术构建重组载体，主要过程如图所示，其中序列1和序列2分别为添加在相应引物上的碱基序列，而In—Fusion酶能从任意线性DNA链的3'端切下15个脱氧核苷酸，从而得到黏性末端。 （1）研究人员从“大西洋”细胞中提取总RNA，进而获得模板DNA，其间需要经历的生理过程是_______。 A. 转录 B. 翻译 C. 逆转录 D. RNA复制 （2）据题意和图分析，序列1和序列2添加在相应引物的_______（填“5'端”或“3’端”或“一条为5’端，另一条为3’端”）。 （3）In—Fusion酶和限制性内切核酸酶均可切割DNA，下列关于它们的差异的说法正确的是_______。（编号选填） ①In—Fusion酶具有高效性，限制性内切核酸酶没有 ②In—Fusion酶不需要识别序列，限制性内切核酸酶需要 ③In—Fusion酶可以产生黏性末端，限制性内切核酸酶不能 ④In—Fusion酶切开磷酸二酯键，限制性内切核酸酶切开氢键 ⑤In—Fusion酶的基本单位为氨基酸，限制性内切核酸酶基本单位为脱氧核苷酸 （4）序列1和序列2的碱基序列一般不同，这样设计的意义是_______。 构建成功的重组载体的部分序列如图1所示，将其导入马铃薯细胞，并培育成马铃薯植株，从培育出的植株中随机选取三株马铃薯A、B和C检测CYP8381基因的转录水平，结果如图2所示，不同数字表示存在显著差异。 （5）研究人员将重组载体导入马铃薯细胞，并培育成马铃薯植株所经历过程，称为_______。 A. 植物体细胞杂交 B. 干细胞技术 C. 胚胎分割移植 D. 植物组织培养 （6）据题意和所学知识，分析图2中马铃薯植株A、B、C的CYP8381基因转录水平出现差异的原因_______。 糖尿病心肌病（17分） 5. 心肌细胞通过相关信号通路调节细胞内的线粒体动态平衡（图1），从而维持正常心脏功能。研究表明，高糖高脂（HG+PAL）环境导致SFRP2表达下降，导致线粒体稳态失调，从而诱发糖尿病心肌病（DCM）。在正常糖和高糖高脂环境下处理心肌细胞48h后，检测相关指标，结果如图2。 （1）与一般体细胞相比，心肌细胞具有更多的线粒体，原因是_______。 A. 心肌细胞需要大量分泌蛋白质 B. 心肌细胞连续进行细胞分裂 C. 心肌细胞不断产生神经信号 D. 心肌细胞需要不断收缩 （2）DCM患者血糖较高是由于胰岛功能减退，胰岛素分泌不足所致。局题意和所学知识分析，DCM患者可能存在异常的是_______。 A. 体细胞内外葡萄糖的分布失调 B. 肌细胞内糖原的合成减少 C. 躯体运动中枢障碍 D. 肾上腺素分泌不足 （3）据图1分析，在线粒体稳态的维持中，PGC—1α参与的生理过程包括_______。 A. 激活AMPK B. 线粒体的发生 C. 线粒体的融合 D. 线粒体的分裂 （4）为验证补充SFRE2能改善DCM模型大鼠的线粒体稳态失调，利用大鼠开展如表所示实验，请将实验方案补充完整。 分组 步骤1 步骤Ⅱ 步骤Ⅲ 检测指标 1 （1）_____喂养4周 注射等量缓冲液 同步骤Ⅰ喂养4周 检测相关 2 高脂饲料喂养4周 注射STZ 高脂饲料喂养4周 基因表达 3 高脂饲料喂养4周 注射STZ，72h后注射（2）_____ （3）_____ 量 注：STZ用于诱发大鼠患糖尿病 （5）结合图1和图2分析，高糖高脂环境诱发DCM的分子生物学机制_____。 转BT基因抗虫棉的光合作用（16分） 6. 现有转BT基因抗虫棉品种甲和乙，及非转基因棉品种丙。在花蕾期对叶片中色素含量、净光合速率日变化（图1）、胞间CO2浓度日变化（图2）进行了测量。 （1）转BT基因抗虫棉叶绿素主要吸收_______。 A. 红橙光 B. 蓝紫光 C. 绿光 D. 黄光 （2）图2中检测的胞间CO2可能来自于_______。 A. 叶绿体 B. 液泡 C. 线粒体 D. 外界环境 （3）对3个品种的棉花的叶绿素含量进行测定，下列说法正确的是_______。 A. 用95%乙醇提取棉花叶片中的叶绿素 B. 用层析法测定叶绿素的含量 C. 总共可以分离出2种叶绿体色素 D. 叶绿素提取液呈现砖红色 （4）据图1分析，以12:30为界，比较转基因棉与非转基因棉净光合速率变化趋势。下列说法正确的是_______。 A. 12:30之前，转基因棉的净光合速率大于非转基因棉 B. 12:30之前，转基因棉的净光合速率持续升高 C. 12:30之后，转基因棉的净光合速率小于非转基因棉 D. 12:30之后，非转基因棉的净光合速率持续下降 （5）据图1和图2，图中阴影所示区段，影响转基因棉乙净光合速率的主要因素可能有_______。（编号选填） ①胞间CO2浓度 ②光照强度 ③温度 ④光质 ⑤叶绿素含量 （6）有人依据转BT基因棉花的净光合速率大于非转基因棉花，推测BT基因与棉花净光合速率的关系可能是_______。（编号选填） ①BT基因抑制了转基因棉的细胞呼吸；②BT基因促进了转基因棉的细胞呼吸；③BT基因抑制了转基因棉的光合作用；④BT基因促进了非转基因棉的光合作用；⑤BT基因促进了转基因棉的光合作用；⑥BT基因抑制了非转基因棉的光合作用 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$