精品解析：2025届上海市浦东新区高三二模生物试题

浦东新区2024学年度第二学期高中教学质量检测 高三生物学试卷 本试卷满分100分。考试时间为60分钟。 请将所有答案写在答题纸上，否则不给分 一、莲藕的生态养殖（17分） 1. 莲藕是重要的水生经济作物，我国通常采用“莲虾共养”生态种养模式，如图1所示。小龙虾摄食藕蛆（一种蛀食莲藕根茎的寄生性害虫）和水草，水下莲藕的嫩芽、烂根、腐叶可为小龙虾提供食物。小龙虾可以在底泥中打洞，增强底泥的透气性。 （1）地下茎（莲藕）内部具有发达的气腔结构，维持根茎细胞呼吸。推测地下茎的细胞不具备的结构有______。 A. 线粒体 B. 高尔基体 C. 叶绿体 D. 内质网 （2）莲藕与小龙虾的种间关系属于______（编号选填） ①负相互作用 ②正相互作用 ③捕食 ④竞争 ⑤寄生 ⑥共生 （3）莲虾共养田中浮萍仅分布在表层30 cm以内，下层被沉水植物占据。这种现象主要体现了群落的______（水平/垂直）结构。 科研团队对单一种莲田（A）、单一养虾田（B）和莲虾共养田（C）的生态系统进行研究，结果如表。 表 三种模式生态系统特征对比 模式 物种数 小龙虾种群密度（只/m2） 藕蛆生物量（g/m2） 农药使用量（g/亩） 总生产量（kJ/m2·a） A 12±2 — 56±8 120±20 5.2×103 B 8±1 4.2±0.5 — 250±30 3.8×103 C 18±3 5.8±0.7 10±2 50±10 7.6×103 注：“总生产量”为该生态系统中每平方米每年通过生产者固定的能量。 （4）对三种模式的生态系统进行比较，下列说法正确的有______。 A. 模式A中藕蛆生物量最多，因此它处于生物量金字塔的最底层 B. 模式B中的总生产量最低，因此支撑的食物网最复杂 C. 模式C中的物种数最高，有利于提高抵抗力稳定性。 D. 模式C中农药使用量最少，说明该模式的自我调节能力最强 （5）为对害虫进行生物防治，研究人员对于莲花夜盗蛾、斜纹夜蛾等害虫进行了杀虫灯诱杀和性诱剂诱杀，利用生态学的功能是______（编号选填） ①物质循环 ②能量流动 ③信息传递 （6）科研团队推测，莲虾共养田（模式C）中藕蛆生物量低的原因是：藕蛆蛀食莲藕时，莲藕根部细胞受损会释放挥发性有机物，吸引小龙虾捕食藕蛆。科研团队设计实验验证这一推测，所选实验材料是______（编号①～③中选填）；将实验材料分别放入实验装置（“Y迷宫”）中的不同位置，如图2所示，实验操作的顺序是______（编号④～⑧中选填并排序）。 ①未受损的健康莲藕 ②模拟藕蛆蛀食伤口的莲藕（被针穿刺根部） ③未受损的健康莲藕（喷洒藕蛆的唾液） ④在C处放入吃饱的小龙虾 ⑤在C处放入饥饿的小龙虾 ⑥用活性炭分别收集各实验材料中的挥发性有机物 ⑦活性炭分别放入“Y迷宫”A、B处，并加入藕蛆 ⑧统计小龙虾对A、B处的选择次数和捕食率差异 二、粳稻与籼稻花相遇（20分） 2. 我国栽培水稻主要有籼稻和粳稻。籼稻适合低海拔湿热地区种植，而粳稻则适合高海拔种植。花期时，籼稻在上午10时左右开花，粳稻在正午12时左右开花。如图表示水稻颖花结构和开花调控机制，其中OsMYB8和OsJAR1为相关调控基因，颖花开花是由于浆片吸水膨胀使外稃和内移打开，露出雌雄蕊。“”表示基因能够表达。 （1）图中水稻A为______（籼稻/粳稻）。 （2）籼稻和粳稻开花时间点不同，体现______。 A. 自然选择的作用 B. 水稻对海拔的主动适应 C. 水稻变异方向的不同 D. 两种水稻具有共同祖先 （3）据图中信息推测，此时水稻A开花而水稻B不开花的分子机理可能是______。 A. 浆片细胞内OsMYB8基因启动子活性不同 B. 浆片细胞内OsMYB8基因的表达量不同 C. 浆片细胞内OsMYB8基因表达的时间不同 D. 浆片细胞内茉莉酸类物质的含量不同 （4）图中“相关基因”可能为______。 A. 水通道蛋白基因 B. 糖转运蛋白基因 C. 离子转运蛋白基因 D. 茉莉酸类物质合成酶基因 （5）综合上述信息，推测12点时粳稻开花的调控过程______。 若将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）的“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”。研究发现生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量。 （6）要研究水稻“源”和“库”关系，可以采用______。 A. 阻断水稻叶蔗糖的输出，检测花器官中蔗糖含量的变化 B. 阻断花器官蔗糖的输入，检测水稻叶光合作用速率的变化 C. 使用H218O浇灌小麦，检测花器官中含18O的蔗糖的比例 D. 使用14CO2“饲喂”水稻叶，检测花器官中含14C的蔗糖的比例 （7）籼稻、粳稻花时不遇，且每天花开约1小时。若要人工杂交，可采取的措施有______。 A. 提高籼稻OsMYB8基因的表达量 B. 将籼稻OsMYB8的启动子导入粳稻 C. 对粳稻喷洒茉莉酸类物质 D. 提高粳稻OsJARI基因的表达量 三、蚊虫叮咬与过敏性皮炎（22分） 3. 蚊虫叮咬刺激会让人感到不同程度的红肿瘙痒，瘙痒引起抓挠。研究发现其部分机制如图1所示，其中字母表示物质，蚊虫叮咬或抓挠刺激会使细胞释放出IL-3。 （1）结合已有知识和图1，下列物质中能作为信号分子的是______（编号选填） ①IL-3 ②物质P ③物质a ④物质b ⑤IL-3受体基因 ⑥组织胺 （2）痒感觉神经元的作用是______。 A. 形成痒觉 B. 接受内部或外部刺激 C. 传导神经冲动 D. 将刺激转换成电信号 （3）图1中①和②两处均会发生的生理过程是______。 A. 离子的跨膜运输 B. 胞吐过程 C. 神经递质的释放 D. 信号转换 （4）瘙痒引起抓挠，抓挠可以止痒。下列相关机制表述正确的是______。 A 抓挠刺激促进痛感觉神经元兴奋 B. 抓挠刺激抑制痒感觉神经元兴奋 C. 兴奋中间神经元，抑制痒觉信号的传递 D. 抑制中间神经元，抑制痒觉信号的传递 蚊虫叮咬不仅会引起红肿瘙痒，也可能引起某类人群发生过敏性皮炎（部分机制如图2所示，其中甲～戊表示细胞，编号Ⅰ～Ⅶ表示生理过程）。痒觉在抓挠后不会消失，反而引起患者的强烈不适，导致更严重的皮肤破损和炎症。 （5）结合已有知识，图2中细胞甲、乙、丙、丁、戊均能______。 A. 呈递抗原 B. 特异性识别抗原 C. 参与体液免疫 D. 执行细胞免疫 （6）过敏性皮炎的患者挠痒会导致病情加重，请根据图1和图2的信息解释原因______。 （7）表是常用的过敏性皮炎药物及其作用机理，结合图2信息将表格补充完整。（填图2中的编号） 药物 作用原理 作用生理过程 盐酸西替利嗪 竞争性结合细胞表面组织胺受体 （1）______ 环孢素 抑制T细胞的活化 （2）______ （8）度普利尤（单克隆抗体）是一种作用于IL-3受体的靶向药物，可用于治疗中重度过敏性皮炎。下列关于该药物的分析，正确的是______。 A. 制备过程需要利用细胞融合技术 B. 制备过程需要利用细胞培养技术 C. 研制过程中需用IL-3受体筛选 D. 该药物能与IL-3特异性结合 四、斑马鱼的胚胎发育（18分） 4. 斑马鱼是一种生存能力强热带鱼品种，属于二倍体生物。其胚胎发育过程中沿体轴依序分化形成各种组织器官。我国科学家发现一种无体轴品系，其胚胎发育畸形，形似葫芦，这与hwa基因突变有关。图1为斑马鱼发育的示意图，①～④表示不同发育阶段。 （1）下列关于斑马鱼的生物学事实中，能支撑“斑马鱼作为胚胎发育研究的模式生物（研究和揭示生命现象普遍规律的生物）”的理由是______。 A. 胚体透明 B. 繁殖周期短 C. 产卵量大 D. 性格温顺 （2）根据已有知识推测，图1形成体轴的过程中，斑马鱼细胞在分子层面发生的行为有______。 A. hwa的复制 B. 凋亡相关蛋白的合成 C. hwa的转录 D. 等位基因的分离 （3）图1所示斑马鱼各发育阶段中，体现“遗传信息控制生物性状”的有______。 A. ① B. ② C. ③ D. ④ 研究者用hwa+表示正常基因，hwa-表示突变基因，具有2个突变基因的个体基因型表示为hwa-/-。研究发现，基因型为hwa-/-的个体表现型也可能正常。为进一步研究hwa的作用机理，研究者进行图2所示的杂交实验。 （4）据图2分析，实验一和实验二中F1基因型分别是______，______（编号选填） ①hwa-/- ②hwa+/- ③hwa- （5）根据两组杂交实验结果可知______（父本/母本）的hwa基因对子代胚胎发育起作用。 （6）综合上述研究结果，对基因型hwa-/-个体表现型正常的解释合理的是该个体______。 A. 母本含有hwa+ B. 母本基因型是hwa+/+ C. 父本提供的精子中含有hwa- D. 细胞的细胞质成分影响hwa表达 （7）用表现型均正常的亲本组合♀hwa+/-和hwa-/-道进行杂交，其后代的基因型及比例为______；表现型及比例为______。 五、汞的检测（23分） 5. 汞是广泛存在的环境毒素。科研人员拟运用汞响应蛋白基因（MerR）、紫罗兰色素合成基因（Vio）以及大肠杆菌构建工程菌，快速有效地检测汞污染。图1为部分原理图，Amp'为氨苄青霉素抗性基因，Vio的表达产物可以将色氨酸转化为紫罗兰色素（紫色），①～④为pET-21质粒上的位点。 （1）据图1分析，为检测环境中的Hg2+，Vio基因应插入质粒pET-21的位点是____________。 A① B② C③ D④ （2）据图1信息，补全图2中的工程菌检测Hg2+的机制（1）______；（2）______。（编号选填） ①Hg2+与MerR蛋白结合，抑制启动子b ②Hg2+与MerR：蛋白结合，解除对启动子b抑制 ③Vio基因不表达，分解紫罗兰色素 ④Vio基因表达，合成紫罗兰色素 （3）据图1分析，为使工程菌显现出紫色，培养基应添加的物质是______，该培养基称为显色培养基。 （4）在上述显色培养基中是否应加入氨苄青霉素，小浦同学认为需要，但小东同学认为不需要。你认同谁的观点，并说明理由______。 （5）科研人员将成功转入重组质粒的工程菌置于含一定浓度范围内的不同浓度Hg2+的培养基中，一段时间后裂解细胞，颜色（紫色）深度结果如图3所示。为了绘制Hg2+浓度和溶液颜色深度之间的标准曲线，可以采用___________进一步定量检测颜色深度并进行分析。 A层析法 B同位素标记法 C分光光度法 D显微镜观察法 将等量工程菌接种在含不同浓度Hg2+的显色培养基中，培养一段时间后，其颜色深度和工程菌数量变化如图4所示。 （6）综合上述信息和所学知识分析： 在0～0.024 μM浓度范围内，随着Hg2+浓度升高，______；（编号选填） 在0.024～0.195 μM浓度范围内，随着Hg2+浓度升高，______；（编号选填） 在0.195～3.125 μM浓度范围内，随着Hg2+浓度升高，______；（编号选填） ①工程菌数量不断增加 ②工程菌数量不断减少 ③合成的色素增加 ④合成的色素减少 ⑤Vio基因表达量增加 ⑥Vio基因表达量减少 ⑦对工程菌的毒害作用增加 ⑧对工程菌没有毒害作用 ⑨色素合成酶活性增强 ⑩色素合成酶活性降低 （7）你认为科学家构建的工程菌是否能作为检测污水中汞含量的生物传感器？若认为不能，请阐述理由，并指出存在的问题和改进的措施；若认为能，请阐述理由，并说明该生物传感器使用时与理由相关的注意事项______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 浦东新区2024学年度第二学期高中教学质量检测 高三生物学试卷 本试卷满分100分。考试时间为60分钟。 请将所有答案写在答题纸上，否则不给分 一、莲藕的生态养殖（17分） 1. 莲藕是重要的水生经济作物，我国通常采用“莲虾共养”生态种养模式，如图1所示。小龙虾摄食藕蛆（一种蛀食莲藕根茎的寄生性害虫）和水草，水下莲藕的嫩芽、烂根、腐叶可为小龙虾提供食物。小龙虾可以在底泥中打洞，增强底泥的透气性。 （1）地下茎（莲藕）内部具有发达的气腔结构，维持根茎细胞呼吸。推测地下茎的细胞不具备的结构有______。 A. 线粒体 B. 高尔基体 C. 叶绿体 D. 内质网 （2）莲藕与小龙虾的种间关系属于______（编号选填） ①负相互作用 ②正相互作用 ③捕食 ④竞争 ⑤寄生 ⑥共生 （3）莲虾共养田中浮萍仅分布在表层30 cm以内，下层被沉水植物占据。这种现象主要体现了群落的______（水平/垂直）结构。 科研团队对单一种莲田（A）、单一养虾田（B）和莲虾共养田（C）的生态系统进行研究，结果如表。 表 三种模式生态系统特征对比 模式 物种数 小龙虾种群密度（只/m2） 藕蛆生物量（g/m2） 农药使用量（g/亩） 总生产量（kJ/m2·a） A 12±2 — 56±8 120±20 5.2×103 B 8±1 4.2±0.5 — 250±30 3.8×103 C 18±3 5.8±0.7 10±2 50±10 7.6×103 注：“总生产量”为该生态系统中每平方米每年通过生产者固定的能量。 （4）对三种模式的生态系统进行比较，下列说法正确的有______。 A. 模式A中藕蛆生物量最多，因此它处于生物量金字塔的最底层 B. 模式B中的总生产量最低，因此支撑的食物网最复杂 C. 模式C中的物种数最高，有利于提高抵抗力稳定性。 D. 模式C中农药使用量最少，说明该模式的自我调节能力最强 （5）为对害虫进行生物防治，研究人员对于莲花夜盗蛾、斜纹夜蛾等害虫进行了杀虫灯诱杀和性诱剂诱杀，利用生态学的功能是______（编号选填） ①物质循环 ②能量流动 ③信息传递 （6）科研团队推测，莲虾共养田（模式C）中藕蛆生物量低原因是：藕蛆蛀食莲藕时，莲藕根部细胞受损会释放挥发性有机物，吸引小龙虾捕食藕蛆。科研团队设计实验验证这一推测，所选实验材料是______（编号①～③中选填）；将实验材料分别放入实验装置（“Y迷宫”）中的不同位置，如图2所示，实验操作的顺序是______（编号④～⑧中选填并排序）。 ①未受损的健康莲藕 ②模拟藕蛆蛀食伤口的莲藕（被针穿刺根部） ③未受损的健康莲藕（喷洒藕蛆的唾液） ④在C处放入吃饱的小龙虾 ⑤在C处放入饥饿的小龙虾 ⑥用活性炭分别收集各实验材料中的挥发性有机物 ⑦活性炭分别放入“Y迷宫”A、B处，并加入藕蛆 ⑧统计小龙虾对A、B处的选择次数和捕食率差异 【答案】（1）C （2）①②③⑥ （3）垂直 （4）CD （5）③ （6） ①. ①②③ ②. ⑥⑦⑤⑧ 【解析】 【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，组成成分又包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，营养结构包括食物链和食物网。 2、种间关系主要有竞争、寄生、捕食和互利共生等。 3、生态农业是一个农业生态经济复合系统，将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来，以取得最大的生态经济整体效益。建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，减少环境污染。 【小问1详解】 莲藕的地下茎（莲藕）位于水下，无法接触光照，因此不需要进行光合作用。叶绿体是光合作用的场所，地下茎细胞中不具备该结构。而线粒体（细胞呼吸）、高尔基体（加工蛋白质）、内质网（合成有机物）均为植物细胞的常规细胞器，与细胞呼吸和物质合成相关，地下茎细胞中存在这些结构，C符合题意。 故选C。 【小问2详解】 根据题干描述，小龙虾摄食藕蛆（害虫）和水草，同时利用莲藕的残渣作为食物，而莲藕通过小龙虾的活动（如打洞）改善底泥透气性。这种关系对双方都有利，属于正相互作用（互利共生）；小龙虾摄食水下莲藕的嫩芽，具有捕食关系，属于负相关作用。 【小问3详解】 浮萍分布在表层，沉水植物在下层，这种分层现象是群落的垂直结构的典型表现。 【小问4详解】 A、生物量金字塔的底层是生产者（如莲藕），而不是藕蛆（消费者），A错误； B、总生产量低可能意味着生态系统能量输入少，与食物网复杂性无直接关系，B错误； C、物种数多（高生物多样性），食物网复杂，能提高生态系统的抵抗力稳定性，C正确； D、农药使用量少说明生态系统自我调节能力强，D正确。 答案CD。 【小问5详解】 杀虫灯和性诱剂是通过物理或化学信号（如光、性信息素）诱杀害虫，属于信息传递在生态系统中的应用。 故选③ 【小问6详解】 实验材料：需设置对照验证 “莲藕受损释放挥发性有机物吸引小龙虾”。 ①未受损健康莲藕（空白对照）； ②模拟藕蛆蛀食伤口的莲藕（针刺根部，模拟受损）； ③未受损健康莲藕喷洒藕蛆唾液（排除藕蛆唾液干扰，验证是否为莲藕自身释放的物质）。 实验步骤： 用活性炭收集实验材料中的挥发性有机物（⑥）。 将活性炭分别放入“Y迷宫”的A、B处，并加入藕蛆（⑦）。 在C处放入饥饿的小龙虾（⑤），以确保小龙虾有捕食行为。 统计小龙虾对A、B处的选择次数和捕食率差异（⑧）。 二、粳稻与籼稻花相遇（20分） 2. 我国栽培水稻主要有籼稻和粳稻。籼稻适合低海拔湿热地区种植，而粳稻则适合高海拔种植。花期时，籼稻在上午10时左右开花，粳稻在正午12时左右开花。如图表示水稻颖花结构和开花调控机制，其中OsMYB8和OsJAR1为相关调控基因，颖花开花是由于浆片吸水膨胀使外稃和内移打开，露出雌雄蕊。“”表示基因能够表达。 （1）图中水稻A为______（籼稻/粳稻）。 （2）籼稻和粳稻开花时间点不同，体现______。 A. 自然选择的作用 B. 水稻对海拔的主动适应 C. 水稻变异方向的不同 D. 两种水稻具有共同祖先 （3）据图中信息推测，此时水稻A开花而水稻B不开花的分子机理可能是______。 A. 浆片细胞内OsMYB8基因启动子活性不同 B. 浆片细胞内OsMYB8基因的表达量不同 C. 浆片细胞内OsMYB8基因表达的时间不同 D. 浆片细胞内茉莉酸类物质的含量不同 （4）图中“相关基因”可能为______。 A. 水通道蛋白基因 B. 糖转运蛋白基因 C. 离子转运蛋白基因 D. 茉莉酸类物质合成酶基因 （5）综合上述信息，推测12点时粳稻开花的调控过程______。 若将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）的“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”。研究发现生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量。 （6）要研究水稻“源”和“库”关系，可以采用______。 A. 阻断水稻叶蔗糖的输出，检测花器官中蔗糖含量的变化 B. 阻断花器官蔗糖的输入，检测水稻叶光合作用速率的变化 C. 使用H218O浇灌小麦，检测花器官中含18O的蔗糖的比例 D. 使用14CO2“饲喂”水稻叶，检测花器官中含14C的蔗糖的比例 （7）籼稻、粳稻花时不遇，且每天花开约1小时。若要人工杂交，可采取的措施有______。 A. 提高籼稻OsMYB8基因的表达量 B. 将籼稻OsMYB8的启动子导入粳稻 C. 对粳稻喷洒茉莉酸类物质 D. 提高粳稻OsJARI基因的表达量 【答案】（1）籼稻 （2）AC （3）ABD （4）ABC （5）粳稻中OsMYB8基因的启动子被激活，促进OsMYB8基因的表达，OsMYB8基因的表达产物与OsJAR1基因的启动子结合，促进OsJAR1的表达，合成茉莉酸类物质，12点左右粳稻浆片细胞内茉莉酸类物质积累到一定的浓度，使得相关基因表达从而促进浆片细胞吸水膨胀，引起开花 （6）ABD （7）BCD 【解析】 【分析】基因表达包括转录和翻译过程，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RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。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。 【小问1详解】 根据题意可知，花期时，籼稻在上午10时左右开花，粳稻在正午12时左右开花。图中时间为10时，水稻A开花，而水稻B没有开花，故水稻A为籼稻。 【小问2详解】 籼稻适合低海拔湿热地区种植，而粳稻则适合高海拔种植。籼稻和粳稻开花时间点不同，是在所生活的环境下形成的一种适应性特征，变异是不定向的，而环境选择是定向的，因此在不同环境的选择下保留了不同的适应环境的特征，根据题意不能确定两种水稻具有共同祖先，即AC符合题意，BD不符合题意。 故选AC 【小问3详解】 据图可知，水稻A中OsMYB8和OsJAR1基因的表达量高，形成的茉莉酸类物质多，表现为开花，而水稻B中OsMYB8和OsJAR1基因的表达量低，形成的茉莉酸类物质少，表现为不开花，因此此时水稻A开花而水稻B不开花的分子机理可能是浆片细胞内OsMYB8基因启动子活性不同，使浆片细胞内OsMYB8基因表达量不同；浆片细胞内茉莉酸类物质的含量不同，最终引起相关基因的表达不同，而由图可知，两种水稻细胞内OsMYB8基因均进行了表达，综上分析，ABD符合题意，C不符合题意。 故选ABD。 【小问4详解】 已知颖花开花是由于浆片吸水膨胀使外稃和内移打开，露出雌雄蕊，若要使其吸水，说明细胞液的浓度增加了，或是细胞膜上的水通道蛋白增加了，促进了水分子的吸收，若糖转运蛋白基因表达增多，会促进细胞对糖的吸收，增加细胞内的渗透压，同理若离子转运蛋白基因表达增加，会增加细胞对离子的吸收，增加细胞内的渗透压，因此图示茉莉酸类物质调节的相关基因可能是水通道蛋白基因、糖转运蛋白基因、离子转运蛋白基因，即ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 【小问5详解】 根据图示相关基因的调控过程，可推测12点时粳稻开花的调控过程为：12点时粳稻中OsMYB8基因的启动子被激活，促进OsMYB8基因的表达，OsMYB8基因的表达产物与OsJAR1基因的启动子结合，促进OsJAR1的表达，合成茉莉酸类物质，12点左右粳稻浆片细胞内茉莉酸类物质积累到一定的浓度，使得相关基因表达从而促进浆片细胞吸水膨胀，引起开花。 【小问6详解】 根据题意可知，将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”，“源”和“库”之间运输的是有机物，若要研究生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量，则可以采取中断“源”和“库”之间有机物的运输，检测“库”内有机物的含量来判断，也可以标记“源”内的有机物，研究“库”内有机物来自“源”的比例，水是无机物，水内的氧一般会以氧气释放到细胞外，虽然部分水参与有氧呼吸第二阶段形成C18O2，但光合作用所需的二氧化碳还有来自细胞外的，因此使用H218O浇灌小麦，检测花器官中含18O的蔗糖的比例不能代表“源”内的有机物运输到“库”内的总量，综上分析，ABD符合题意，C不符合题意。 故选ABD。 【小问7详解】 A、根据图示可知，影响开花的时间与细胞内OsMYB8和OsJAR1基因的表达量以及细胞内积累的茉莉酸类物质的总量有关，籼稻在上午10时左右开花，粳稻在正午12时左右开花，且每天花开约1小时，因此若要进行人工杂交，需要让粳稻开花时间提前，提高籼稻OsMYB8基因的表达量，会使籼稻开花时间提前，不利于杂交，A错误； BC、将籼稻OsMYB8的启动子导入粳稻，可促进OsMYB8基因的表达，进而促进茉莉酸类物质的积累，对粳稻喷洒茉莉酸类物质，也能提高茉莉酸类物质的积累，进而促进开花，BC正确； D、提高粳稻OsJARI基因的表达量，可提高茉莉酸类物质的积累，进而促进开花，D正确。 故选BCD。 三、蚊虫叮咬与过敏性皮炎（22分） 3. 蚊虫叮咬刺激会让人感到不同程度的红肿瘙痒，瘙痒引起抓挠。研究发现其部分机制如图1所示，其中字母表示物质，蚊虫叮咬或抓挠刺激会使细胞释放出IL-3。 （1）结合已有知识和图1，下列物质中能作为信号分子的是______（编号选填） ①IL-3 ②物质P ③物质a ④物质b ⑤IL-3受体基因 ⑥组织胺 （2）痒感觉神经元的作用是______。 A. 形成痒觉 B. 接受内部或外部刺激 C. 传导神经冲动 D. 将刺激转换成电信号 （3）图1中①和②两处均会发生的生理过程是______。 A. 离子的跨膜运输 B. 胞吐过程 C. 神经递质的释放 D. 信号转换 （4）瘙痒引起抓挠，抓挠可以止痒。下列相关机制表述正确的是______。 A. 抓挠刺激促进痛感觉神经元兴奋 B. 抓挠刺激抑制痒感觉神经元兴奋 C. 兴奋中间神经元，抑制痒觉信号的传递 D. 抑制中间神经元，抑制痒觉信号的传递 蚊虫叮咬不仅会引起红肿瘙痒，也可能引起某类人群发生过敏性皮炎（部分机制如图2所示，其中甲～戊表示细胞，编号Ⅰ～Ⅶ表示生理过程）。痒觉在抓挠后不会消失，反而引起患者的强烈不适，导致更严重的皮肤破损和炎症。 （5）结合已有知识，图2中细胞甲、乙、丙、丁、戊均能______。 A. 呈递抗原 B. 特异性识别抗原 C. 参与体液免疫 D. 执行细胞免疫 （6）过敏性皮炎患者挠痒会导致病情加重，请根据图1和图2的信息解释原因______。 （7）表是常用的过敏性皮炎药物及其作用机理，结合图2信息将表格补充完整。（填图2中的编号） 药物 作用原理 作用的生理过程 盐酸西替利嗪 竞争性结合细胞表面组织胺受体 （1）______ 环孢素 抑制T细胞的活化 （2）______ （8）度普利尤（单克隆抗体）是一种作用于IL-3受体的靶向药物，可用于治疗中重度过敏性皮炎。下列关于该药物的分析，正确的是______。 A. 制备过程需要利用细胞融合技术 B. 制备过程需要利用细胞培养技术 C. 研制过程中需用IL-3受体筛选 D. 该药物能与IL-3特异性结合 【答案】（1）①②③④⑥ （2）BCD （3）ABD （4）AC （5）C （6）搔抓患处会引起局部神经反射，进一步激发肥大细胞产生和释放更多的组胺，导致瘙痒感加剧；同时，搔抓还会使皮肤受到机械性损伤，促进炎症因子的渗出，进而加重皮损。此外，频繁搔抓可能导致细菌滋生，诱发继发感染，加重病情 （7） ①. Ⅶ ②. Ⅰ （8）ABC 【解析】 【分析】1、静息电位形成原因：神经细胞内K+浓度高于膜外，K+外流，最终电位表现为外正内负；动作电位形成原因：细胞膜对Na+通透性增加，Na+内流，最终电位表现为外负内正。 2、由于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，故兴奋在神经元之间只能单向传递。 【小问1详解】 分析题图可知，IL-3是细胞释放的物质，物质P、物质a、物质b均由神经元释放的神经递质，组织胺是肥大细胞释放的物质，①IL-3、②物质P、 ③物质a 、④物质b、⑥组织胺均属于信号分子，⑤IL-3受体基因属于基因而不属于信号分子，①②③④⑥正确，⑤错误。 故选①②③④⑥。 【小问2详解】 感觉神经元的作用是接受来自 内、外环境的刺激，并将信息传递给脑或脊髓；而痒觉中枢位于大脑皮层，即在大脑皮层形成痒觉，BCD正确，A错误。 故选BCD。 【小问3详解】 图中②处表示痛觉神经元释放神经递质作用于下一个神经元，图中①处表示IL-3与痒觉神经元细胞膜上的相应受体结合，引起细胞核内IL-3受体蛋白基因表达，促进L-3受体蛋白转移到细胞膜上，同时IL-3与痒觉神经元细胞膜上的相应受体结合促进神经递质以胞吐的方式释放物质P，痛感觉神经元通过中间神经元抑制痒感觉神经元向神经中枢传递兴奋，图1中①处没有神经递质的释放，①②两处均会发生的生理过程是ABD，即ABD正确，C错误。 故选ABD。 【小问4详解】 分析题图可知，抓挠刺激促进痛感神经元兴奋，痛感神经元释放神经递质作用于中间神经元，而中间神经元兴奋，释放抑制性神经递质，抑制痒觉信号的传递，AC正确，BD错误。 故选AC。 【小问5详解】 分析图2可知，甲为树突细胞，乙为辅助性T细胞，丙为B淋巴细胞，丁为浆细胞，戊为记忆B细胞，甲、乙、丙、丁、戊均能参与体液免疫，甲和丁细胞不能特异性识别抗原，乙丁戊不能呈递抗原，丙丁戊不执行细胞免疫，ABD错误，C正确。 故选C。 【小问6详解】 根据图1和图2可知，搔抓患处会引起局部神经反射，进一步激发肥大细胞产生和释放更多的组胺，导致瘙痒感加剧；同时，搔抓还会使皮肤受到机械性损伤，促进炎症因子的渗出，进而加重皮损。此外，频繁搔抓可能导致细菌滋生，诱发继发感染，加重病情。 【小问7详解】 题图2可知，致敏肥大细胞释放组织胺与其相应受体结合导致炎症反应，从而引起皮炎，盐酸西替利嗪可以竞争性结合细胞表面组织胺受体，抑制组织胺与其相应受体结合，从而缓解炎症反应，减轻皮炎，即盐酸西替利嗪作用于Ⅶ。图2中甲细胞可以活化乙细胞（辅助性T细胞），即环孢素作用于Ⅰ。 【小问8详解】 通过细胞融合技术制备单克隆抗体的基本方法可以总结如下：用外界 抗原刺激动物（如小鼠、兔子等），使其发生免疫反应，使B淋巴细胞产生抗体；利用 仙台病毒或聚乙二醇等融合因子进行诱导，使能产生抗体的B淋巴细胞与可以无限传代的骨髓瘤细胞融合；经过筛选，获得既能产生特异性抗体，又能无限增殖的杂交瘤 细胞；通过对杂交瘤细胞的克隆培养，获得单克隆抗体。度普利尤（单克隆抗体）是一种作用于IL-3受体的靶向药物，可用于治疗中重度过敏性皮炎，下列关于该药物的分析，正确的是制备过程需要利用细胞融合技术，制备过程需要利用细胞培养技术，研制过程中需用IL-3受体筛选，该药物能与IL-3受体特异性结合，ABC正确，D错误。 故选ABC。 四、斑马鱼的胚胎发育（18分） 4. 斑马鱼是一种生存能力强的热带鱼品种，属于二倍体生物。其胚胎发育过程中沿体轴依序分化形成各种组织器官。我国科学家发现一种无体轴品系，其胚胎发育畸形，形似葫芦，这与hwa基因突变有关。图1为斑马鱼发育的示意图，①～④表示不同发育阶段。 （1）下列关于斑马鱼的生物学事实中，能支撑“斑马鱼作为胚胎发育研究的模式生物（研究和揭示生命现象普遍规律的生物）”的理由是______。 A. 胚体透明 B. 繁殖周期短 C. 产卵量大 D. 性格温顺 （2）根据已有知识推测，图1形成体轴的过程中，斑马鱼细胞在分子层面发生的行为有______。 A. hwa的复制 B. 凋亡相关蛋白的合成 C. hwa的转录 D. 等位基因的分离 （3）图1所示斑马鱼各发育阶段中，体现“遗传信息控制生物性状”的有______。 A. ① B. ② C. ③ D. ④ 研究者用hwa+表示正常基因，hwa-表示突变基因，具有2个突变基因的个体基因型表示为hwa-/-。研究发现，基因型为hwa-/-的个体表现型也可能正常。为进一步研究hwa的作用机理，研究者进行图2所示的杂交实验。 （4）据图2分析，实验一和实验二中F1的基因型分别是______，______（编号选填） ①hwa-/- ②hwa+/- ③hwa- （5）根据两组杂交实验结果可知______（父本/母本）的hwa基因对子代胚胎发育起作用。 （6）综合上述研究结果，对基因型hwa-/-个体表现型正常的解释合理的是该个体______。 A. 母本含有hwa+ B. 母本基因型是hwa+/+ C. 父本提供的精子中含有hwa- D. 细胞的细胞质成分影响hwa表达 （7）用表现型均正常的亲本组合♀hwa+/-和hwa-/-道进行杂交，其后代的基因型及比例为______；表现型及比例为______。 【答案】（1）ABC （2）ABC （3）ABCD （4） ①. ② ②. ② （5）母本 （6）AD （7） ①. hwa⁺/⁻ : hwa⁻/⁻ = 1:1 ②. 全部正常 【解析】 【分析】生物体在个体发育的不同时期、不同部位，通过基因水平、转录水平等的调控，表达基因组中不同的部分，即基因选择性表达。其结果是完成细胞分化和个体发育。 【小问1详解】 斑马鱼作为模式生物的优势在于其胚体透明（便于观察胚胎发育过程）、繁殖周期短（可快速获得大量子代）、产卵量大（提供充足实验材料）。而 “性格温顺” 与胚胎发育研究无直接关联，ABC正确，D错误。 故选ABC。 【小问2详解】 A、在个体发育过程中会涉及细胞的分裂，细胞分裂时 DNA（包括 hwa 基因）需复制，确保子细胞遗传信息一致，A正确； B（凋亡相关蛋白的合成）：细胞凋亡是胚胎发育的重要环节，如组织器官的形态建成，B正确； C（hwa 的转录）：hwa 基因的表达（转录为 mRNA）是调控体轴分化的关键步骤，C正确； D、等位基因分离发生在减数分裂，而胚胎发育是有丝分裂过程，D错误。 故选ABC。 【小问3详解】 所有发育阶段（①～④）均需通过基因表达（转录、翻译）控制性状，体现 “遗传信息控制生物性状”，ABCD正确。 故选ABCD。 【小问4详解】 实验一：亲本为♀hwa⁺/⁺ × ♂hwa⁻/⁻，F₁应为hwa⁺/⁻（杂合子）。 实验二：若亲本为♀hwa-/- × ♂hwa+/+，F₁的基因型应为hwa+/-，故两个实验组的 F1的基因型都是hwa+/-，故都选②。 【小问5详解】 根据实验一和实验二可知，母本为hwa⁺/⁺子代表现正常，母本 hwa⁻/⁻子代表现异常，说明母本的hwa基因对子代胚胎发育起作用，可能是母本提供的细胞质成分（如 mRNA、蛋白质）调控子代发育。 【小问6详解】 A、（母本含有 hwa⁺）：母本携带至少一个正常等位基因（hwa⁺），通过细胞质传递正常基因产物，A正确； BC、母本基因型是hwa+/+以及父本提供的精子中含有hwa-，不是对基因型为hwa-/-个体表现型正常的解释合理，BC错误； D、细胞质成分影响 hwa表达，母性效应中，细胞质储存的母源 mRNA或蛋白质弥补了子代 hwa⁻/⁻的缺陷，D正确。 故选AD。 【小问7详解】 母本为hwa⁺/⁻，父本为hwa⁻/⁻，F₁基因型为hwa⁺/⁻（50%）和hwa⁻/⁻（50%）。 结合第五、六小问可知，母本hwa⁺/⁻可提供的正常成分以补偿hwa⁻/⁻，则其所有后代表现型均正常。 五、汞的检测（23分） 5. 汞是广泛存在的环境毒素。科研人员拟运用汞响应蛋白基因（MerR）、紫罗兰色素合成基因（Vio）以及大肠杆菌构建工程菌，快速有效地检测汞污染。图1为部分原理图，Amp'为氨苄青霉素抗性基因，Vio的表达产物可以将色氨酸转化为紫罗兰色素（紫色），①～④为pET-21质粒上的位点。 （1）据图1分析，为检测环境中的Hg2+，Vio基因应插入质粒pET-21的位点是____________。 A① B② C③ D④ （2）据图1信息，补全图2中的工程菌检测Hg2+的机制（1）______；（2）______。（编号选填） ①Hg2+与MerR蛋白结合，抑制启动子b ②Hg2+与MerR：蛋白结合，解除对启动子b的抑制 ③Vio基因不表达，分解紫罗兰色素 ④Vio基因表达，合成紫罗兰色素 （3）据图1分析，为使工程菌显现出紫色，培养基应添加的物质是______，该培养基称为显色培养基。 （4）在上述显色培养基中是否应加入氨苄青霉素，小浦同学认为需要，但小东同学认为不需要。你认同谁的观点，并说明理由______。 （5）科研人员将成功转入重组质粒的工程菌置于含一定浓度范围内的不同浓度Hg2+的培养基中，一段时间后裂解细胞，颜色（紫色）深度结果如图3所示。为了绘制Hg2+浓度和溶液颜色深度之间的标准曲线，可以采用___________进一步定量检测颜色深度并进行分析。 A层析法 B同位素标记法 C分光光度法 D显微镜观察法 将等量工程菌接种在含不同浓度Hg2+的显色培养基中，培养一段时间后，其颜色深度和工程菌数量变化如图4所示。 （6）综合上述信息和所学知识分析： 0～0.024 μM浓度范围内，随着Hg2+浓度升高，______；（编号选填） 在0.024～0.195 μM浓度范围内，随着Hg2+浓度升高，______；（编号选填） 在0.195～3.125 μM浓度范围内，随着Hg2+浓度升高，______；（编号选填） ①工程菌数量不断增加 ②工程菌数量不断减少 ③合成的色素增加 ④合成的色素减少 ⑤Vio基因表达量增加 ⑥Vio基因表达量减少 ⑦对工程菌的毒害作用增加 ⑧对工程菌没有毒害作用 ⑨色素合成酶活性增强 ⑩色素合成酶活性降低 （7）你认为科学家构建的工程菌是否能作为检测污水中汞含量的生物传感器？若认为不能，请阐述理由，并指出存在的问题和改进的措施；若认为能，请阐述理由，并说明该生物传感器使用时与理由相关的注意事项______。 【答案】（1）D （2） ①. ② ②. ④ （3）Hg2+和色氨酸 （4）小浦；若无选择压，工程菌易丢失带有外源基因的质粒，影响后续检测结果 （5）C （6） ①. ③ ②. ④⑦⑩ ③. ②④⑦ （7）观点1：不能。科学家用工程菌检测环境污水中汞污染的依据是随Hg2+与工程菌合成紫色色素 的量正相关，可借助分光光度计检测颜色深度进而得出Hg2+浓度。然而据图可知，若溶 液中Hg2+浓度大于0.024μM，Hg2+对工程菌的毒害作用随浓度增加而增强，可能改变酶的 空间结构使酶活性降低或使工程菌数量减少，Hg2+浓度与颜色深度不符合正相关的关系， 故不能作为生物传感器。改进的措施为：通过蛋白质工程等方式，提高紫色素合成酶空间 结构的稳定性，提高工程菌对高浓度Hg2+的耐受程度等 观点2 ：能。科学家用工程菌检测环境污水中汞污染的依据是随Hg2+与工程菌合成紫色色素的 量正相关，可借助分光光度计检测颜色深度进而得出Hg2+浓度。据图可知，若溶液中Hg2+浓度小于0.024μM，随Hg2+浓度的增加，工程菌的数量基本稳定，Hg2+解除MerR蛋 白对Vio基因表达的抑制，表达更多紫罗兰色素合成酶，Hg2+浓度与颜色深度符合正相关的 关系，因此能作为生物传感器。在使用时需注意若污水中Hg2+浓度过高，需要稀释至 0-0.024μM范围再测定。 【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。（4）目的基因的检测与鉴定。 【小问1详解】 根据题干信息，Vio基因的表达产物可以将色氨酸转化为紫罗兰色素（紫色），为了检测环境中的Hg²⁺，Vio基因需要与汞响应蛋白基因（MerR）协同工作。MerR蛋白在Hg²⁺存在时会解除对启动子的抑制，从而启动Vio基因的表达。因此，Vio基因应插入到启动子b的下游，即位点④，以便在Hg²⁺存在时启动Vio基因的表达。 故选D。 【小问2详解】 根据题干信息，Hg²⁺与MerR蛋白结合后，会解除对启动子b的抑制，从而启动Vio基因的表达。因此，工程菌检测Hg²⁺的机制如下：Hg²⁺与MerR蛋白结合，解除对启动子b的抑制（②）；Vio基因表达，合成紫罗兰色素（④）。 【小问3详解】 科研人员拟运用汞响应蛋白基因（MerR）、紫罗兰色素合成基因（Vio）以及大肠杆菌构建工程菌，快速有效地检测汞污染Vio基因的表达产物可以将色氨酸转化为紫罗兰色素，为了使工程菌显现出紫色，培养基中应添加色氨酸作为底物，同时需要加入待检测物质Hg²⁺。 【小问4详解】 Amp’是氨苄青霉素抗性基因，加入氨苄青霉素可以筛选出成功转入重组质粒的工程菌，避免未转入质粒的细菌生长，确保实验结果的准确性，故认同小浦同学的观点。 【小问5详解】 分光光度法可以通过测量溶液在特定波长下的吸光度来定量检测颜色深度，适合用于绘制标准曲线。层析法、同位素标记法和显微镜观察法不适合用于定量检测颜色深度。 故选C。 【小问6详解】 根据图4的信息，随着Hg²⁺浓度的增加，颜色深度（紫色）在0～0.195 μM范围内逐渐增加，说明Vio基因表达量增加，合成的色素增加。在0.195～3.125 μM范围内，颜色深度不再增加，且工程菌数量减少，说明Hg²⁺对工程菌的毒害作用增加，导致工程菌数量减少，故分析如下：在0～0.024 μM浓度范围内，随着Hg²⁺浓度升高，③合成的色素增加；在0.024～0.195 μM浓度范围内，随着Hg²⁺浓度升高，⑦对工程菌的毒害作用增加，⑩色素合成酶活性降低，同时④合成的色素减少；在0.195～3.125 μM浓度范围内，随着Hg²⁺浓度升高，⑦对工程菌的毒害作用增加，②工程菌数量不断减少，④合成的色素减少。 【小问7详解】 该工程菌通过MerR蛋白响应Hg²⁺，启动Vio基因表达，合成紫罗兰色素，从而通过颜色变化直观地检测Hg²⁺的存在，可以有以下观点： 观点1：不能。科学家用工程菌检测环境污水中汞污染的依据是随Hg2+与工程菌合成紫色色素 的量正相关，可借助分光光度计检测颜色深度进而得出Hg2+浓度。然而据图可知，若溶 液中Hg2+浓度大于0.024μM，Hg2+对工程菌的毒害作用随浓度增加而增强，可能改变酶的 空间结构使酶活性降低或使工程菌数量减少，Hg2+浓度与颜色深度不符合正相关的关系， 故不能作为生物传感器。改进的措施为：通过蛋白质工程等方式，提高紫色素合成酶空间 结构的稳定性，提高工程菌对高浓度Hg2+的耐受程度等。 观点2 ：能。科学家用工程菌检测环境污水中汞污染的依据是随Hg2+与工程菌合成紫色色素的 量正相关，可借助分光光度计检测颜色深度进而得出Hg2+浓度。据图可知，若溶液中Hg2+浓度小于0.024μM，随Hg2+浓度的增加，工程菌的数量基本稳定，Hg2+解除MerR蛋 白对Vio基因表达的抑制，表达更多紫罗兰色素合成酶，Hg2+浓度与颜色深度符合正相关的 关系，因此能作为生物传感器。在使用时需注意若污水中Hg2+浓度过高，需要稀释至 0-0.024μM范围再测定。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $