精品解析：上海市青浦高级中学2025-2026学年高三上学期期中生物试题

上海市青浦高级中学2025学年第一学期期中考试 高三生物等级试卷 考试时间：60分钟 满分100分 海洋牧场（21分） 1. 对海产品进行有计划放养的海域称为海洋牧场。研究者在某地设置了以人工鱼礁、海带养殖和牡蛎养殖为主体的海洋牧场，并在运行一段时间后调查了上述区域和对照海域的生态学数据，以期进一步优化海洋牧场布局。 （1）人工鱼礁是人们在预定水域放置的构造物，可为海洋生物提供更多的栖息和产卵场所，人工渔礁中的所有动物、植物和微生物构成了一个（ ） A. 种群 B. 群落 C. 生态系统 D. 生物因素 （2）定期捕捞海带和牡蛎都可获得一定的经济效益。海带可通过光合作用，提高水体中溶解氧含量。牡蛎虽可取食水体中的藻类，但大规模养殖还需定期投喂饵料，请分析其可能的原因。______（编号选填） ①藻类等生产者固定的太阳能不足以满足大规模养殖牡蛎的需求 ②定期捕捞导致牡蛎不断从该生态系统输出 ③从牡蛎中输出的元素难以回归该生态系统 浮游动物是海洋生态系统中重要的动物类群，以浮游植物、细菌、碎屑等为食物，而它们本身又是很多海洋动物重要的食物来源。浮游动物分布与海洋环境密切相关。 研究者调查了四个区域浮游动物的总丰富度，结果如下表。 对照区 海带养殖区 牡蛎养殖区 人工鱼礁区 总丰富度（ind/m3） 20.35 20.95 12.11 47.54 （3）表中数据显示，人工鱼礁区浮游动物总丰富度最高，结合文中信息推测原因是______。 研究者测定了四个区域表层海水的无机氮与活性磷含量（与海水富营养化程度呈正相关），结果如图1所示。 （4）图中结果表明，（ ）海水富营养化程度最高。 A. 对照区 B. 海带养殖区 C. 牡蛎养殖区 D. 人工鱼礁区 （5）综合上述调查数据，选择生态效益最佳的区域（ ） A. 对照区 B. 海带养殖区 C. 牡蛎养殖区 D. 人工鱼礁区 基于上述调查结果，研究者提出“多营养层次”生态养殖模式。 （6）图2中的养殖模式利用了群落的分布______，提高了空间资源利用率。 A. 垂直 B. 水平 （7）图2中初级消费者M用于生长、发育和繁殖的能量为________kJ/（m2·a），M到N的能量传递效率为_______。（保留1个有效数字）；图2中营养级M的同化能量来源是_______。 （8）通过研究海洋牧场的能量流动，采用人工方法合理地向天然水域投放经济价值较高的水生生物幼体，请简述其实践意义。_____________。 【答案】（1）B （2）①②③ （3）人工鱼礁为海洋生物提供更多栖息和产卵场所；海洋动物的粪便、碎屑可为浮游动物提供食物，同时可促进浮游植物的生长，浮游植物又为浮游动物提供食物来源 （4）C （5）D （6）A （7） ①. 2565 ②. 6.2% ③. 生产者流入的能量和其他生物的遗体残骸中的能量。 （8）帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 【解析】 【分析】1、群落是指同一时间内聚集在一定区域内各种生物种群的集合。 2、群落的空间结构包括：(1) 垂直结构：植物群落的垂直结构表现垂直方向上的分层性，其中植物的垂直结构决定了动物的垂直分层。(2) 水平结构：水平方向上由于光线明暗、地形起伏、湿度的高低等因素的影响，不同地段上分布着不同的生物种群。 3、能量流动的过程：①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；②流向下一营养级；③遗体残骸、粪便等被分解者分解；④未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量。即一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。 【小问1详解】 生物群落是指同一时间内聚集在一定区域内各种生物种群的集合，故人工鱼礁中的所有动物、植物和微生物构成了一个生物群落，B正确。 故选B。 【小问2详解】 ①藻类固定的太阳能是生态系统的能量基础，大规模养殖牡蛎时，藻类产量可能无法满足其食物需求，需额外投喂； ②定期捕捞使牡蛎（含能量和物质）不断输出生态系统，若不补充饵料，系统能量 / 物质会枯竭； ③牡蛎输出的元素（如 C、N、P）难以通过自然循环快速回归，需通过饵料补充，维持系统平衡。 故选①②③。 【小问3详解】 人工鱼礁是人们在预定水域放置的构造物，可为海洋生物提供更多的栖息和产卵场所，海洋动物的粪便、碎屑可为浮游动物提供食物，增加了浮游动物的种类，同时可促进浮游植物的生长，浮游植物又为浮游动物提供食物来源，故人工鱼礁区浮游动物总丰富度高于其他区域。 【小问4详解】 根据实验结果可知，牡蛎养殖区中无机氮含量和活性磷酸盐含量都是最高的，结合无机氮与活性磷酸盐含量与海水富营养化程度呈正相关，可知牡蛎养殖区海水富营养化程度最高。分析可能的原因是：一方面牡蛎养殖区存在残饵以及牡蛎的粪便等，这些会被分解者分解利用从而释放出N、P，导致富营养化程度高；另一方面藻类可吸收N、 P等物质用以合成有机物，从而起到缓解富营养化的作用，但是牡蛎养殖区藻类等被牡蛎取食强度大，生产者减少，吸收的N、P减少，导致富营养化程度高，C正确。 故选C。 【小问5详解】 由调查可知，人工鱼礁区能够显著提升浮游动物的丰富度，使生态系统的营养结构变得更复杂，从而提升生态系统的自我调节能力，提高生态系统的稳定性；人工鱼礁还能够降低水体中N和P的含量，降低水体的富营养化程度，故生态效益最佳的区域是人工鱼礁区，D正确。 故选D。 【小问6详解】 群落中的动植物在垂直方向.上的分层现象属于群落的垂直结构，群落的空间结构既有利于充分利用资源，又有利于缓解种间竞争，因此这种养殖模式提升了群落垂直结构的复杂程度，提高了空间和资源的利用率，进而增加了经济效益，A正确。 故选A。 【小问7详解】 图2中初级消费者M用于生长、发育和繁殖的能量=同化的能量-呼吸作用消耗的能量=3360+2905-3700=2565kJ/（m2·a），由M到N的能量传递效率为385÷（3360+2905）×100%~6.2%。据题图2分析可知，营养级M的同化能量来源有生产者流入的能量和其他生物的遗体残骸中的能量。 【小问8详解】 通过研究海洋牧场的能量流动，采用人工方法合理地向天然水域投放适量经济价值较高的水生生物幼体，其实践意义是帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 植物的防御机制（25分） 2. 植物在进化过程中对生物胁迫（如病原微生物侵染和动物取食等）形成了多种防御机制。 （1）生物胁迫会诱导水杨酸合成，水杨酸是植物防御生物胁迫的一种核心激素，通过与其受体结合传递信息，从而增强植物对生物胁迫的抗性。根据以上信息推测，水杨酸作用途径的激活通常会_________植物体的生长发育。 A. 促进 B. 抑制 C. 无影响 水杨酸合成控制因子（SC1）是一种长链非编码RNA，能平衡植物免疫和生长。研究人员用基因敲除术构建SC1突变体，检测不同个体中水杨酸积累量，结果如图1。对野生型植物幼苗开展四组实验，探究细菌感染时SC1积累量的影响，实验处理和结果如图2。 （2）图1结果表明SC1可通过_________水杨酸合成抑制植物免疫。 A. 促进 B. 抑制 （3）对比图2“1~4”组中______（填写组号）的结果，可说明SC1积累量下降是由于细菌感染加速了SC1的降解；图2中1组、2组的差值大于3组、4组的差值说明细菌感染还可以_________。 （4）N蛋白可激活水杨酸合成酶基因表达，而SC1可招募结合某种蛋白质，抑制N基因表达，为验证这种蛋白质是C蛋白，科研人员将SC1探针与胞内C蛋白、无关蛋白混合并电泳，结果如图3（生物素量越多则条带颜色越深），请在“a”、“b”、“c”处填写符号完善实验设计，“+”、“-”代表是否添加，“+”多少代表添加量。a_________；b________；c_______； 为开发适宜的生物防治手段，研究者以拟南芥为材料，利用植物被昆虫取食后释放的一种气体成分——罗勒烯进行了相关研究。用罗勒烯分别处理野生型植株和水杨酸受体缺失突变体后，进行病菌接种实验，一段时间后检测植株中病菌数量，结果如图4所示。 （5）图4显示，突变体对病菌的抗性_________野生型植株。 A. 高于 B. 低于 （6）实验结果还表明，罗勒烯能够_________（A．增强/B．减弱）植株对病菌的抗性，且该作用_________（A．必须依赖/B．不必须依赖）于水杨酸。 RP1是一种由RP1基因编码的蛋白质，在植物对生物胁迫的防御中起着重要作用。为探究罗勒烯的作用机制，研究者检测了相应植株中RPI基因的表达量，结果如下图所示。 （7）结合题干信息分析图结果，下列推测合理的是_____。（编号选填） ①RP1蛋白参与植物对病菌的防御应答，其含量的提高能够增强植物的抗病能力 ②罗勒烯处理能够立刻引发植物产生全面的防御反应，从而增强植物对生物胁迫的防御应答 ③罗勒烯处理能够启动植物对抗病菌的戒备状态，从而增强植物在受到生物胁迫之后的防御应答 （8）用罗勒烯反复处理处于不同生长发育时期的野生型植株，并测定其叶片直径、总生物量、开花时间和种子产量。结果显示，对照组与实验组各项指标没有显著差异。综上所述，罗勒烯适宜直接用于大棚中植物病虫害的防治，理由是________。 【答案】（1）B （2）B （3） ①. 3和4 ②. 抑制RNA的合成 （4） ①. + ②. + ③. ++ （5）B （6） ①. A ②. B （7）①③ （8）在植物遭受生物胁迫之前使用罗勒烯处理，既能增强植物在遭受生物胁迫之后的防御应答反应，又不影响植物在遭受生物胁迫之前的正常生长发育 【解析】 【分析】由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，具有调节作用，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，叫作植物激素。激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用，但是，激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节。 【小问1详解】 水杨酸通过与细胞膜上的特异性受体结合传递信息，增强植物对生物胁迫的抗性，因此水杨酸作用途径的激活常造成资源更多地分配给防御，这会抑制植物体的生长发育，B正确，AC错误。 故选B。 【小问2详解】 分析图1，突变体（SC1基因被敲除）的水杨酸积累量比野生型多，说明SC1可抑制水杨酸的合成，即SC1可通过抑制水杨酸的合成减弱对植物免疫相关基因表达的促进作用，抑制植物免疫，B正确，A错误。 故选B。 【小问3详解】 SC1是一种长链非编码RNA，分析图2，1组和2组没有添加RNA合成抑制剂，SC1正常合成；3组和4组添加了RNA合成抑制剂，SC1的合成被抑制。1组（SC1正常合成，不接种细菌）和2组（SC1正常合成，接种细菌）对比，说明细菌感染会使SC1积累量下降，其原因可能是细菌感染促进了SC1的降解或者抑制了SC1的合成；3组（SC1合成被沉默，不接种细菌）和4组（SC1合成被沉默，接种细菌）对比，说明细菌感染会使SC1积累量下降，其原因是细菌感染加速了SC1的降解。图2中1组、2组的差值大于3组、4组的差值说明细菌感染还可以抑制RNA的合成，进而表现为SC1的积累量下降。 【小问4详解】 N蛋白可激活水杨酸合成酶基因表达，而SC1可招募并结合某种蛋白质，抑制N基因表达，为验证这种蛋白质是C蛋白，即本实验的目的是验证SC1和C蛋白可以发生特异性结合，实验中所用SC1探针可与SC1结合，因此当探针与SC1结合后也可检测到胞内C蛋白的存在，而无关蛋白不会与SC1结合，据此做出判断，根据图3结果推测，“a”、“b”、“c”处的处理分别为“+”、“+”、“++”。 【小问5详解】 由图可知，突变体中病菌的含量高于野生型组，故推测突变体对病菌的抗性低于野生型植株，B正确，A错误。 故选B。 【小问6详解】 根据野生型+罗勒烯+病菌组的病菌数量少于野生型+病菌组，且突变体+罗勒烯+病菌组的病菌数量少于突变体+病菌组可知，罗勒烯能够增强植株对病菌的抗性（即A），且该作用不必依赖于水杨酸（即B）。 【小问7详解】 分析题图，野生型+罗勒烯+病菌组的病菌数量少于野生型+病菌组，RP1基因的表达量多于野生型+病菌组，说明RP1蛋白参与植物对病菌的防御应答，其含量的提高能够增强植物的抗病能力，①合理； 罗勒烯处理不能立刻引发植物产生全面的防御反应，其通过诱导相关基因的表达来增强植物对生物胁迫的防御应答，②不合理； 结合题图可知，野生型+罗勒烯组的RP1基因的表达量稍微多于野生型组，无明显差别，但是和野生型组与野生型+病菌组的RP1基因的表达量的差值相比，野生型+罗勒烯组与野生型+罗勒烯+病菌组的RP1基因的表达量的差值更大，即罗勒烯处理能够启动植物对抗病菌的戒备状态，从而增强植物在受到生物胁迫之后的防御应答，③合理。 综上所述，①③合理。 【小问8详解】 在植物遭受生物胁迫之前使用罗勒烯处理，既能增强植物在遭受生物胁迫之后的防御应答反应，又不影响植物在遭受生物胁迫之前的正常生长发育，故罗勒烯适宜直接用于大棚中植物病虫害的防治。 肠道寄生虫与人类健康（15分） 3. 鞭虫是一种人体肠道寄生虫，危害人体健康。为研究肠道抵抗鞭虫的免疫调节机制，研究者进行了相关研究。 （1）鞭虫虫卵可随被污染的食物，进入人体消化道。虫卵在小肠内孵化为幼虫，幼虫侵入肠黏膜、黏膜下层甚至可达肌层，突破了人体的（ ），引发人体出现腹痛、溃疡等病症。 A. 非特异性免疫 B. 特异性免疫 C. 天然免疫 D. 人工免疫 （2）破损的黏膜细胞可分泌白细胞介素-33（IL-33）。为探讨IL-33在机体抵御鞭虫感染中的作用，研究者以野生型小鼠为实验材料，实验处理及结果如下图所示。结果表明，IL-33的作用是（ ）。 A. 促进虫卵排出体外 B. 抑制虫卵排出体外 C. 无法判断 肠嗜铬细胞（EC细胞）是肠道中一种特化的细胞，可分泌5-羟色胺（5-HT，一种神经递质），细胞膜上有IL-33的受体。为进一步研究肠道排出虫卵的机制，研究者分别以IL-33合成缺陷小鼠和5-HT合成缺陷小鼠为实验材料，检测施加IL-33前后系列生理指标，实验结果如图甲、图乙。 （3）据图甲实验结果，对比两种缺陷小鼠在施加IL-33刺激前后排出虫卵的时间变化，说明EC细胞分泌5-HT与感受IL-33信号的先后顺序为（ ） A. EC细胞分泌5-HT后感受IL-33信号 B. EC细胞感受IL-33信号后，分泌5-HT C. 无法判断 （4）综合图甲与图乙结果，说明IL-33抵御鞭虫感染的机制：_____。 （5）研究发现，鞭虫感染可引起EC细胞Ca2+内流。请基于上述研究，从下列各项中选择合适的选项填入表格（填写字母），以探究EC细胞Ca2+内流与感受IL-33信号在肠道抵抗鞭虫感染中的上下游关系。 a．IL-33受体缺陷型小鼠b．野生型小鼠c．钙离子通道激动剂d．钙离子通道抑制剂e．溶剂 分组 实验材料 实验处理 检测指标 实验组一 ①____ 施加IL-33，②____ 排出虫卵时间 实验组二 ③____ 施加IL-33，④____ 排出虫卵时间 （6）作为中学生，结合本题信息及已有知识，提出鞭虫感染的治疗思路及预防措施。______________。 【答案】（1）A （2）A （3）B （4）IL-33与EC细胞表面的受体结合，促进EC细胞分泌5-HT，5-HT作为神经递质使肠道收缩强度增强，促进肠道排出虫卵，从而抵御鞭虫感染 （5） ①. a ②. c ③. b ④. d （6）治疗：使用IL-33；或刺激EC细胞分泌5-HT         预防：洗手、食物洗净煮熟、分餐公筷 【解析】 【分析】1、人体抵御病原体的攻击通常有三道防线，皮肤黏膜是保卫人体的第一道防线，体液中的杀菌物质和吞噬细胞是保卫人体的第二道防线，这两道防线人人生来就有，也不针对某一类特定的病原体，而是对多种病原体都有防御作用，因此，叫做非特异性免疫。 2、免疫分为非特异性和特异性免疫。非特异性免疫的物质基础是人体的第一、二道防线，是先天就有的，不针对某一特定的病原体起作用，而是对多种病原体都有防作用。特异性免疫的物质基础是细胞免疫和体液免疫，主要是免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成的。 【小问1详解】 鞭虫虫卵可随被污染的食物，进入人体消化道。虫卵在小肠内孵化为幼虫，幼虫侵入肠黏膜、黏膜下层甚至可达肌层，突破了人体的肠道黏膜，这属于人体的第一道防线，为非特异性免疫的屏障，进而引发人体出现腹痛、溃疡等病症，A正确，BCD错误。 故选A。 【小问2详解】 实验目的是探究破损的黏膜细胞分泌的白细胞介素-33在机体抵御鞭虫感染中的作用，因此实验设计中的自变量是是否有白细胞介素-33，根据该物质产生的条件可设计为野生小鼠的肠道黏膜细胞是否破损为自变量，因变量是虫卵排出的时间。研究者以野生型小鼠为实验材料，实验处理及结果如图1所示。结果表明，IL-33存在的情况下，排出虫卵的时间变短，说明IL-33能促进虫卵排出体外，从而起到了抵御鞭虫感染的作用，A正确，BC错误。 故选A。 【小问3详解】 据图甲实验结果显示，施加IL-33刺激前后对于IL-33合成缺陷小鼠有效果，而对5-HT合成缺陷小鼠无效果，据此可判断施加IL-33可缩短排卵的时间，其发挥作用可能与5-HT有关，结合题意可知EC细胞细胞膜上有IL-33的受体，且该细胞可分泌5-HT，综合实验结果可推测，EC细胞上的受体结合IL-33之后，进而分泌5-HT发挥作用，显然，EC细胞感受IL-33信号后，分泌5-HT，B正确，AC错误。 故选B。 【小问4详解】 结合图甲和图乙结果，IL-33抵御鞭虫感染的机制为：IL-33与EC细胞表面的受体结合，促进EC细胞分泌5-HT，5-HT作为神经递质使肠道收缩强度增强，能促进肠道排出虫卵，从而抵御鞭虫感染。 【小问5详解】 研究发现，鞭虫感染可引起EC细胞Ca2+内流，而感染的肠道黏膜细胞能分泌IL-33。为此探究EC细胞Ca2+内流与感受IL-33信号在肠道抵抗鞭虫感染中的上下游关系，实验一的设计如下：用 IL-33受体缺陷型小鼠为材料，小鼠体内的EC细胞不含有 IL-33的受体，该小鼠在施加 IL-33的情况下实际上起不到相应的刺激作用，同时使用钙离子通道激动剂，可促进EC细胞Ca2+内流，进而促进神经递质的释放，缩短排出虫卵的时间；实验二的设计为，采用野生型小鼠为实验材料，则在施加 IL-33的情况下，EC细胞接受刺激后 ，钙离子内流，但同时使用了钙离子通道抑制剂，导致Ca2+内流受阻，进而使排出虫卵的时间延长。 【小问6详解】 本题信息显示，受损的肠道黏膜细胞能分泌IL-33，促进排出虫卵，同时EC细胞分泌的5-HT也有助于肠道的收缩，促进排出虫卵，据此治疗鞭虫感染的方法应该为使用IL-33；或刺激EC细胞分泌5-HT ，同时应该注意个人卫生和合理饮食，如洗手、食物洗净煮熟、使用分餐公筷等。 雷特综合征（22分） 4. 雷特综合征（简称RTT）是一种罕见的遗传病，由MECP2基因突变引起。临床特征为孤独症行为，刻板动作及步态异常等。如图为某RTT患者家谱图。 （1）结合图信息，可推测该病可能的遗传方式有（ ）种。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 （2）为确定此病的遗传方式，可用正常基因和致病基因分别设计DNA探针，只需对个体______（填图中编号）进行核酸杂交，如果只出现一条杂交带，则该个体的基因型可表示为______（用B、b表示相关基因）。 （3）一对表型正常的夫妻生了一个RTT患儿，经基因检测，患儿为杂合子，父母基因均正常。经推测，可能是精原细胞在产生精细胞过程中产生了基因突变。那么随机选取一个次级精母细胞，其可能含有的突变基因数为______个。 BDNF作为神经营养因子，能抑制或缓解神经元的程序性死亡。某研究团队发现，补充BHBA（β-羟基丁酸）可以使小鼠体内的BDNF水平显著上升，其部分作用机制如下图。 （4）经研究发现，MECP2与BDNF的合成有关。请根据所给信息及图推测，MECP2会______BDNF基因的表达。 A. 促进 B. 抑制 （5）请推测RTT患者体内H2AK修饰/H3K4修饰比值比健康人______。 A. 高 B. 低 （6）根据题干信息及已学知识，下列叙述错误的是（ ） A. MECP2基因、BDNF等物质可与双缩脲试剂发生显色反应，结果呈现紫色 B. 细胞在合成BDNF物质时，DNA和RNA的种类、数量均发生改变 C. BHBA促进Ca2+通道通透性增大，促进CaMKⅡ磷酸化，促进BDNF基因表达 D. 若BDNF由119个氨基酸构成，则BDNF基因至少含357个碱基 研究显示BDNF基因和Tum基因（肿瘤抑素蛋白基因）可能通过共同信号通路互相作用，影响肿瘤生长和转移。为研究肿瘤抑素的作用，研究人员构建了转Tum基因的人神经胶质瘤细胞株U251并设计了三组实验：组1为未转基因的U251，组2为转入空白载体的U251，组3为转Tum基因的U251，相关检测结果如图甲、图乙。 注：**表示与对照组相比均有显著性差异。 （7）图甲中三组实验中属于对照组的是________。 A. 仅组1 B. 仅组2 C. 组1和组2 D. 不能判断 （8）图甲中组2实验数据能否支持导入空白载体具有与组3相似作用的结论（ ） A. 能 B. 不能 （9）据图甲、乙分析肿瘤抑素发挥作用的机理：_________。 （10）在肿瘤抑素的合成和转运过程中细胞的某些结构会发生膜面积的变化，如下图所示，曲线f表示的结构为（ ） A. 细胞质膜 B. 高尔基体 C. 内质网 D. 核糖体 【答案】（1）B （2） ①. Ⅱ-4 ②. XBY （3）0或1个 （4）A （5）A （6）ABD （7）C （8）B （9）肿瘤抑素可以被U251分泌到细胞外，并促进细胞凋亡 （10）B 【解析】 【分析】由图可知，Ⅱ-4、Ⅱ-5患病，生出正常后代，但正常后代均为男孩，据此可推测该病可能为伴X显性遗传或常染色体显性遗传。由图可知，BHBA促进Ca2+通道通透性增大，促进CaMKⅡ磷酸化，促进BDNF基因表达，抑制H2AK修饰BDNF基因，促进H3K4修饰BDNF基因。 【小问1详解】 由图可知，Ⅱ-4、Ⅱ-5患病，生出正常后代，但正常后代均为男孩，据此可推测该病可能为伴X显性遗传或常染色体显性遗传。 故选B。 【小问2详解】 为确定该病的遗传方式，可用正常基因和致病基因分别设计DNA探针，只需对个体Ⅱ-4进行核酸杂交，如果只出现一条杂交带（Ⅱ-4为纯合子），说明该病为伴X显性遗传，则该个体的基因型可表示为XBY。 【小问3详解】 由于父母基因正常，可能是精原细胞在产生精细胞过程中DNA复制时产生了基因突变，由于基因突变具有低频性，突变后的精原细胞为杂合子细胞，所产生的次级精母细胞，其可能含有的突变基因数为0个或1个。 【小问4详解】 BDNF作为神经营养因子，能抑制或缓解神经元的程序性死亡，经研究发现，MECP2与BDNF的合成有关，MECP2基因突变会导致发病，所以MECP2会促进BDNF基因的表达，从而缓解神经元程序性死亡，降低发病率。 故选A。 【小问5详解】 补充BHBA（β－羟基丁酸）可以使小鼠体内的BDNF水平显著上升，据图可知，BHBA可间接激活BNDF基因转录，抑制H2AK修饰BDNF基因，促进H3K4修饰BDNF基因，所以RTT患者体内H2AK修饰/H3K4修饰比值比健康人高。 故选A。 【小问6详解】 A、MECP2基因的本质是核酸，与双缩脲试剂发生紫色反应的物质是蛋白质，A错误； B、细胞在合成BDNF物质时，DNA种类和数量不变，由于转录和翻译，RNA的种类、数量均发生改变，B错误； C、由图可知，BHBA促进 Ca2+ 通道通透性增大，促进CaMKⅡ磷酸化，促进BDNF基因表达，C正确； D、蛋白质所含氨基酸与对应的基因所含碱基数之比=1：6，若BDNF由119个氨基酸构成，则BDNF基因至少含119×6=714个碱基，D错误。 故选ABD。 【小问7详解】 由题意可知，组1为未转基因的U251，组2为转入空白载体的U251，均为对照组。 故选C。 【小问8详解】 因为组2（转入空白载体）的实验结果与组1（未转基因）相比没有显著性差异，而组3（转Tum基因）的结果与组1相比有显著性差异，说明空白载体并未产生与Tum基因相似的作用，所以图2中组2实验数据不能支持导入空白载体具有与组3相似作用的结论。 故选B。 【小问9详解】 从图1可以看出，转Tum基因的U251细胞（组3）的上清液，即分泌出的肿瘤抑素含量明显高于组1和组2，从图2可以看出，转Tum基因的U251细胞（组3）的凋亡率显著高于组1和组2，说明肿瘤抑素可以被U251分泌到细胞外，并促进细胞凋亡。 【小问10详解】 在分泌蛋白合成过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积先增大后减小，细胞膜面积增大，所以图中d表示内质网、e表示细胞膜、f表示高尔基体，ACD错误，B正确。 故选B。 （五）拟南芥的果荚开裂（17分） 5. 果荚开裂并释放种子，是植物繁衍后代的重要途径。模式植物拟南芥果荚的开裂与传统油料作物具有相似的调控机制。研究者对拟南芥果荚开裂机理进行了系列研究。 （1）植物果荚开裂区域细胞的细胞壁在_______________等酶的作用下被降解，导致果荚开裂。野生型拟南芥果荚成熟后会完全开裂，以便种子传播。 （2）研究者通过筛选拟南芥T-DNA插入突变体库，获得两个果荚不开裂的突变体甲和乙。检测发现突变体甲的M酶活性丧失，推测编码M酶的M基因由于插入T-DNA，突变为m基因。研究者利用不同的引物对，分别进行PCR，检测野生型拟南芥及突变体甲的基因型，结果如图1 所示，验证了上述推测。在图2中标出引物1、2的位置及方向_____ 。 （3）进一步研究发现突变体乙的E酶活性丧失。另有一突变体丙的果荚开裂程度介于不开裂与完全开裂之间（中等开裂）。突变体乙、丙的果荚开裂程度分别由E/e、A/a基因控制。将上述突变体进行杂交，后代表型及比例如下表所示。 杂交组合 F1表现型 F2表现型及比例 乙×丙 完全开裂 完全开裂:中等开裂:不开裂＝9:3:4 甲×丙 完全开裂 完全开裂:中等开裂:不开裂＝2:1:1 图3为甲与丙杂交所得F1的部分染色体示意图，基因M、m的位置已标出，在图3中标出基因E/e、A/a可能的位置________。 据上述信息，预测甲与乙杂交所得F1的表现型及比例为______________，F1自交所得F2的表现型及比例为_________________。 （4）突变体丙体内的A蛋白缺失。为确定A蛋白的功能，研究者检测了野生型及突变体丙体内E基因及M基因的转录量，结果如图4所示。 根据图4数据推测A蛋白的功能是_________，突变体丙果荚开裂程度下降的原因是__________。 【答案】 ①. 纤维素酶、果胶酶 ②. ③. ④. 全部子代果荚完全开裂 ⑤. 完全开裂：不开裂=9：7 ⑥. 促进E基因及M基因的转录 ⑦. 突变体丙体内E酶及M酶的数量减少，导致果荚开裂区域细胞的细胞壁降解不完全，开裂程度下降 【解析】 【分析】1、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感受态细胞法； （4）目基因的检测与鉴定：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--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术；个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等； 2、基因自由组合定律的内容及实质： （1）自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合； （2）实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合； （3）适用条件：有性生殖的真核生物、细胞核内染色体上的基因、两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因； （4）细胞学基础：基因的自由组合定律发生在减数第一次分裂后期。 【详解】（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以植物细胞壁可以被纤维素酶、果胶酶降解，导致果荚开裂。 （2）检测野生型拟南芥及突变体甲的基因型，结果如图1 所示，由于完整的T-DNA长度过大，不能完成PCR，用引物1、3组合不能得到PCR产物，用引物2、3可以得到PCR产物；野生型由于没有插入T-DNA，所以用1、3组合能得到PCR产物。根据DNA分子的两条链是反向平行的，并且DNA进行复制时其延伸方向是由5′-3′方向延伸的，综上所述，引物1、2的位置及方向如图： 。 （3）F2的表现型及比例为完全开裂：中等开裂：不开裂=9：3：4，是9：3：3：1的变形，说明E/e、A/a两对基因符合自由组合；甲×丙，F2表现型及比例为完全开裂：中等开裂：不开裂=2：1：1，比例不是9：3：3：1，也不是9：3：3：1的变形，说明A/a、M/m两对基因不符合自由组合定律，这两对基因位于一对同源染色体上。且产生的配子是aM、Am时F2表现型及比例为完全开裂：中等开裂：不开裂=2：1：1，即A和m在一条染色体上，a和M在另一条染色体上，所以基因E/e、A/a可能的位置如图： ，据上述信息，甲基因型为AAmmEE，乙基因型为AAmmee，则甲与乙杂交所得F1为AAMmEe表现型全部子代果荚完全开裂，F1产生的配子为AmE、Ame、AME、AMe，F2中的基因型以及比例为AAM_E_（完全开裂）：AAmmE_（不开裂）：AAM_ee（不开裂）：AAmmee（不开裂）=9：3：3：1，因此F1自交所得F2的表现型及比例完全开裂：不开裂=9：7。 （4）根据图4柱形图可知，野生型E和M基因的转录量大于突变型，说明A蛋白促进E基因及M基因的转录；突变体丙体内E酶及M酶的数量减少，导致果荚开裂区域细胞的细胞壁降解不完全，开裂程度下降。 【点睛】本题考查基因自由组合定律和变异相关知识，意在考查考生能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市青浦高级中学2025学年第一学期期中考试 高三生物等级试卷 考试时间：60分钟 满分100分 海洋牧场（21分） 1. 对海产品进行有计划放养的海域称为海洋牧场。研究者在某地设置了以人工鱼礁、海带养殖和牡蛎养殖为主体的海洋牧场，并在运行一段时间后调查了上述区域和对照海域的生态学数据，以期进一步优化海洋牧场布局。 （1）人工鱼礁是人们在预定水域放置的构造物，可为海洋生物提供更多的栖息和产卵场所，人工渔礁中的所有动物、植物和微生物构成了一个（ ） A. 种群 B. 群落 C. 生态系统 D. 生物因素 （2）定期捕捞海带和牡蛎都可获得一定的经济效益。海带可通过光合作用，提高水体中溶解氧含量。牡蛎虽可取食水体中的藻类，但大规模养殖还需定期投喂饵料，请分析其可能的原因。______（编号选填） ①藻类等生产者固定的太阳能不足以满足大规模养殖牡蛎的需求 ②定期捕捞导致牡蛎不断从该生态系统输出 ③从牡蛎中输出的元素难以回归该生态系统 浮游动物是海洋生态系统中重要的动物类群，以浮游植物、细菌、碎屑等为食物，而它们本身又是很多海洋动物重要的食物来源。浮游动物分布与海洋环境密切相关。 研究者调查了四个区域浮游动物的总丰富度，结果如下表。 对照区 海带养殖区 牡蛎养殖区 人工鱼礁区 总丰富度（ind/m3） 20.35 20.95 12.11 47.54 （3）表中数据显示，人工鱼礁区浮游动物总丰富度最高，结合文中信息推测原因是______。 研究者测定了四个区域表层海水的无机氮与活性磷含量（与海水富营养化程度呈正相关），结果如图1所示。 （4）图中结果表明，（ ）海水富营养化程度最高。 A. 对照区 B. 海带养殖区 C. 牡蛎养殖区 D. 人工鱼礁区 （5）综合上述调查数据，选择生态效益最佳的区域（ ） A. 对照区 B. 海带养殖区 C. 牡蛎养殖区 D. 人工鱼礁区 基于上述调查结果，研究者提出“多营养层次”生态养殖模式。 （6）图2中的养殖模式利用了群落的分布______，提高了空间资源利用率。 A. 垂直 B. 水平 （7）图2中初级消费者M用于生长、发育和繁殖的能量为________kJ/（m2·a），M到N的能量传递效率为_______。（保留1个有效数字）；图2中营养级M的同化能量来源是_______。 （8）通过研究海洋牧场的能量流动，采用人工方法合理地向天然水域投放经济价值较高的水生生物幼体，请简述其实践意义。_____________。 植物的防御机制（25分） 2. 植物在进化过程中对生物胁迫（如病原微生物侵染和动物取食等）形成了多种防御机制。 （1）生物胁迫会诱导水杨酸合成，水杨酸是植物防御生物胁迫的一种核心激素，通过与其受体结合传递信息，从而增强植物对生物胁迫的抗性。根据以上信息推测，水杨酸作用途径的激活通常会_________植物体的生长发育。 A. 促进 B. 抑制 C. 无影响 水杨酸合成控制因子（SC1）是一种长链非编码RNA，能平衡植物免疫和生长。研究人员用基因敲除术构建SC1突变体，检测不同个体中水杨酸积累量，结果如图1。对野生型植物幼苗开展四组实验，探究细菌感染时SC1积累量的影响，实验处理和结果如图2。 （2）图1结果表明SC1可通过_________水杨酸合成抑制植物免疫。 A. 促进 B. 抑制 （3）对比图2“1~4”组中______（填写组号）的结果，可说明SC1积累量下降是由于细菌感染加速了SC1的降解；图2中1组、2组的差值大于3组、4组的差值说明细菌感染还可以_________。 （4）N蛋白可激活水杨酸合成酶基因表达，而SC1可招募结合某种蛋白质，抑制N基因表达，为验证这种蛋白质是C蛋白，科研人员将SC1探针与胞内C蛋白、无关蛋白混合并电泳，结果如图3（生物素量越多则条带颜色越深），请在“a”、“b”、“c”处填写符号完善实验设计，“+”、“-”代表是否添加，“+”多少代表添加量。a_________；b________；c_______； 为开发适宜的生物防治手段，研究者以拟南芥为材料，利用植物被昆虫取食后释放的一种气体成分——罗勒烯进行了相关研究。用罗勒烯分别处理野生型植株和水杨酸受体缺失突变体后，进行病菌接种实验，一段时间后检测植株中病菌数量，结果如图4所示。 （5）图4显示，突变体对病菌的抗性_________野生型植株。 A. 高于 B. 低于 （6）实验结果还表明，罗勒烯能够_________（A．增强/B．减弱）植株对病菌的抗性，且该作用_________（A．必须依赖/B．不必须依赖）于水杨酸。 RP1是一种由RP1基因编码的蛋白质，在植物对生物胁迫的防御中起着重要作用。为探究罗勒烯的作用机制，研究者检测了相应植株中RPI基因的表达量，结果如下图所示。 （7）结合题干信息分析图结果，下列推测合理的是_____。（编号选填） ①RP1蛋白参与植物对病菌的防御应答，其含量的提高能够增强植物的抗病能力 ②罗勒烯处理能够立刻引发植物产生全面的防御反应，从而增强植物对生物胁迫的防御应答 ③罗勒烯处理能够启动植物对抗病菌的戒备状态，从而增强植物在受到生物胁迫之后的防御应答 （8）用罗勒烯反复处理处于不同生长发育时期的野生型植株，并测定其叶片直径、总生物量、开花时间和种子产量。结果显示，对照组与实验组各项指标没有显著差异。综上所述，罗勒烯适宜直接用于大棚中植物病虫害的防治，理由是________。 肠道寄生虫与人类健康（15分） 3. 鞭虫是一种人体肠道寄生虫，危害人体健康。为研究肠道抵抗鞭虫的免疫调节机制，研究者进行了相关研究。 （1）鞭虫虫卵可随被污染的食物，进入人体消化道。虫卵在小肠内孵化为幼虫，幼虫侵入肠黏膜、黏膜下层甚至可达肌层，突破了人体的（ ），引发人体出现腹痛、溃疡等病症。 A. 非特异性免疫 B. 特异性免疫 C. 天然免疫 D. 人工免疫 （2）破损的黏膜细胞可分泌白细胞介素-33（IL-33）。为探讨IL-33在机体抵御鞭虫感染中的作用，研究者以野生型小鼠为实验材料，实验处理及结果如下图所示。结果表明，IL-33的作用是（ ）。 A. 促进虫卵排出体外 B. 抑制虫卵排出体外 C. 无法判断 肠嗜铬细胞（EC细胞）是肠道中一种特化的细胞，可分泌5-羟色胺（5-HT，一种神经递质），细胞膜上有IL-33的受体。为进一步研究肠道排出虫卵的机制，研究者分别以IL-33合成缺陷小鼠和5-HT合成缺陷小鼠为实验材料，检测施加IL-33前后系列生理指标，实验结果如图甲、图乙。 （3）据图甲实验结果，对比两种缺陷小鼠在施加IL-33刺激前后排出虫卵的时间变化，说明EC细胞分泌5-HT与感受IL-33信号的先后顺序为（ ） A. EC细胞分泌5-HT后感受IL-33信号 B. EC细胞感受IL-33信号后，分泌5-HT C. 无法判断 （4）综合图甲与图乙结果，说明IL-33抵御鞭虫感染的机制：_____。 （5）研究发现，鞭虫感染可引起EC细胞Ca2+内流。请基于上述研究，从下列各项中选择合适的选项填入表格（填写字母），以探究EC细胞Ca2+内流与感受IL-33信号在肠道抵抗鞭虫感染中的上下游关系。 a．IL-33受体缺陷型小鼠b．野生型小鼠c．钙离子通道激动剂d．钙离子通道抑制剂e．溶剂 分组 实验材料 实验处理 检测指标 实验组一 ①____ 施加IL-33，②____ 排出虫卵时间 实验组二 ③____ 施加IL-33，④____ 排出虫卵时间 （6）作为中学生，结合本题信息及已有知识，提出鞭虫感染的治疗思路及预防措施。______________。 雷特综合征（22分） 4. 雷特综合征（简称RTT）是一种罕见的遗传病，由MECP2基因突变引起。临床特征为孤独症行为，刻板动作及步态异常等。如图为某RTT患者家谱图。 （1）结合图信息，可推测该病可能的遗传方式有（ ）种。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 （2）为确定此病的遗传方式，可用正常基因和致病基因分别设计DNA探针，只需对个体______（填图中编号）进行核酸杂交，如果只出现一条杂交带，则该个体的基因型可表示为______（用B、b表示相关基因）。 （3）一对表型正常的夫妻生了一个RTT患儿，经基因检测，患儿为杂合子，父母基因均正常。经推测，可能是精原细胞在产生精细胞过程中产生了基因突变。那么随机选取一个次级精母细胞，其可能含有的突变基因数为______个。 BDNF作为神经营养因子，能抑制或缓解神经元的程序性死亡。某研究团队发现，补充BHBA（β-羟基丁酸）可以使小鼠体内的BDNF水平显著上升，其部分作用机制如下图。 （4）经研究发现，MECP2与BDNF的合成有关。请根据所给信息及图推测，MECP2会______BDNF基因的表达。 A. 促进 B. 抑制 （5）请推测RTT患者体内H2AK修饰/H3K4修饰比值比健康人______。 A. 高 B. 低 （6）根据题干信息及已学知识，下列叙述错误的是（ ） A. MECP2基因、BDNF等物质可与双缩脲试剂发生显色反应，结果呈现紫色 B. 细胞在合成BDNF物质时，DNA和RNA的种类、数量均发生改变 C. BHBA促进Ca2+通道通透性增大，促进CaMKⅡ磷酸化，促进BDNF基因表达 D. 若BDNF由119个氨基酸构成，则BDNF基因至少含357个碱基 研究显示BDNF基因和Tum基因（肿瘤抑素蛋白基因）可能通过共同信号通路互相作用，影响肿瘤生长和转移。为研究肿瘤抑素的作用，研究人员构建了转Tum基因的人神经胶质瘤细胞株U251并设计了三组实验：组1为未转基因的U251，组2为转入空白载体的U251，组3为转Tum基因的U251，相关检测结果如图甲、图乙。 注：**表示与对照组相比均有显著性差异。 （7）图甲中三组实验中属于对照组的是________。 A. 仅组1 B. 仅组2 C. 组1和组2 D. 不能判断 （8）图甲中组2实验数据能否支持导入空白载体具有与组3相似作用的结论（ ） A. 能 B. 不能 （9）据图甲、乙分析肿瘤抑素发挥作用的机理：_________。 （10）在肿瘤抑素的合成和转运过程中细胞的某些结构会发生膜面积的变化，如下图所示，曲线f表示的结构为（ ） A. 细胞质膜 B. 高尔基体 C. 内质网 D. 核糖体 （五）拟南芥的果荚开裂（17分） 5. 果荚开裂并释放种子，是植物繁衍后代的重要途径。模式植物拟南芥果荚的开裂与传统油料作物具有相似的调控机制。研究者对拟南芥果荚开裂机理进行了系列研究。 （1）植物果荚开裂区域细胞的细胞壁在_______________等酶的作用下被降解，导致果荚开裂。野生型拟南芥果荚成熟后会完全开裂，以便种子传播。 （2）研究者通过筛选拟南芥T-DNA插入突变体库，获得两个果荚不开裂的突变体甲和乙。检测发现突变体甲的M酶活性丧失，推测编码M酶的M基因由于插入T-DNA，突变为m基因。研究者利用不同的引物对，分别进行PCR，检测野生型拟南芥及突变体甲的基因型，结果如图1 所示，验证了上述推测。在图2中标出引物1、2的位置及方向_____ 。 （3）进一步研究发现突变体乙的E酶活性丧失。另有一突变体丙的果荚开裂程度介于不开裂与完全开裂之间（中等开裂）。突变体乙、丙的果荚开裂程度分别由E/e、A/a基因控制。将上述突变体进行杂交，后代表型及比例如下表所示。 杂交组合 F1表现型 F2表现型及比例 乙×丙 完全开裂 完全开裂:中等开裂:不开裂＝9:3:4 甲×丙 完全开裂 完全开裂:中等开裂:不开裂＝2:1:1 图3为甲与丙杂交所得F1的部分染色体示意图，基因M、m的位置已标出，在图3中标出基因E/e、A/a可能的位置________。 据上述信息，预测甲与乙杂交所得F1的表现型及比例为______________，F1自交所得F2的表现型及比例为_________________。 （4）突变体丙体内的A蛋白缺失。为确定A蛋白的功能，研究者检测了野生型及突变体丙体内E基因及M基因的转录量，结果如图4所示。 根据图4数据推测A蛋白的功能是_________，突变体丙果荚开裂程度下降的原因是__________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $