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河南省安阳市重点高中2022-2023学年高三下学期开学摸底联考理综生物试题
一、单选题
1．（2023高三下·安阳开学考）项圈藻是一种蓝细菌，单个项圈藻细胞接近圆球形，直或弯曲的丝状体由分裂后未互相脱离的单列子细胞构成，状如项圈。噬藻体是一类以蓝细菌为宿主的DNA病毒。下列叙述正确的是（ ）
A．噬藻体和项圈藻的遗传物质的基本组成单位都含有核糖
B．项圈藻细胞中的DNA呈环状，增殖时能进行复制
C．在生态系统中噬藻体属于分解者，项圈藻属于生产者
D．项圈藻“项圈”中每个细胞内的叶绿体都能进行光合作用
2．（2023高三下·河北开学）下列关于生物科学研究方法和相关实验的叙述，正确的是（ ）
A．同位素标记法所使用的同位素，不但物理性质特殊且都具有放射性
B．用高倍镜观察叶绿体，可用藓类的小叶或菠菜叶的下表皮（不带叶肉）作实验材料
C．差速离心主要是采取逐渐提高离心速率来分离不同大小颗粒的方法
D．真核细胞的三维结构模型和电镜下拍摄的细胞亚显微结构照片都是物理模型
3．（2023高三下·河北开学）如图为某细胞分裂过程中，部分染色体发生的某特殊行为模式图（A/a、B/b表示相关基因且不考虑其他基因）。下列相关叙述正确的是（ ）
A．该行为发生在减数第一次分裂前期
B．此种变异属于染色体结构变异中的易位
C．图中产生的变异能通过遗传决定进化的方向
D．该细胞经减数分裂能产生AB、Ab、aB、ab四种配子
4．（2023高三下·安阳开学考）下列关于现代生物进化理论的叙述，正确的是（ ）
A．隔离的实质是不同种群的基因不能自由交流
B．种群进化的实质是基因频率和基因型频率同时发生变化
C．生物多样性不断形成的过程也就是新的物种不断形成的过程
D．自然选择作用于个体的表型，使得个体成为进化的基本单位
5．（2023高三下·河北开学）最新的研究资料表明，温度对睡眠质量有较大影响。事实上除了被褥的厚薄等因素外，睡姿对温度的保持也有积极作用。下列分析正确的是（ ）
A．正常情况下，不管是何种睡姿，人体体温都能维持不变
B．在寒冷环境下睡觉时，体内甲状腺激素的含量会适度减少
C．睡眠时，人体主要通过肝脏等器官的活动来提供能量
D．“蜷缩型”和“伸展型”睡姿分别有利于增加产热和减少散热
6．（2023高三下·安阳开学考）为助力“美丽乡村”建设，科研人员依据下图对某地富营养化水体实施生态恢复，先后向水体引入以藻类为食的某些贝类，引种芦苇、香蒲等水生植物，以及放养滤食性鱼类等。经过一段时间，水体基本实现了“水清”、“景美”、“鱼肥”的治理目标。下列有关叙述错误的是（ ）
A．治理前的水体不能实现自我净化，说明生态系统的自我调节能力有一定限度
B．浮床植物能吸收水体中的有机污染物，有效修复水体污染
C．引种芦苇、香蒲既可吸收水中无机盐，又能遮光抑制藻类生长、繁殖
D．生态浮床的净化水质作用，体现了生物多样性的间接价值
二、综合题
7．（2023高三下·安阳开学考）光合作用是地球上最重要的化学反应，图1为其部分反应过程。农业生产中有多种因素影响作物生长，农业专家在光照充足，CO2浓度适宜的条件下，探究大棚种植西瓜的最适生长温度，得到在5－25%℃温度区间，光合作用强度和呼吸作用强度结果如图2。请回答：
（1）图1反应过程的场所为 。与细胞膜上的蛋白质相比，图中的Cytf、PC和P700等特殊蛋白质可以传递H2O裂解产生的 ，并最终将光能转换为化学能。图中ATP合成酶由CF0和CE1两部分组成，其作用有 。
（2）西瓜叶肉细胞在光照条件下产生ATP的场所有 ，该类细胞中所含的光合色素的功能是 。图2中，在温度为15℃时，西瓜植株光合作用消耗的CO2的来源是 。
（3）根据图2中实验数据能否确定西瓜生长的最适温度？ ，判断依据是 。
8．（2023高三下·安阳开学考）互花米草是一种外来物种，给当地物种带来一定的冲击，威胁海岸湿地生态系统。完成下列各题：
（1）互花米草对气候、环境的适应性和耐受能力很强，入侵后种群数量在短时间内常呈现“ ”型增长。调查湿地中互花米草的种群密度应采用 法。
（2）芦苇是分布于我国滨海湿地的一种本土植物，与互花米草具有相似的适应特征，二者之间的关系是 。研究人员在东海岸10个湿地进行调查，在每块湿地 选取3～5个取样点，采集植物和土壤样本，测定相关数据，结果如下图。
如图显示，随土壤盐度的波动，互花米草叶面积变化不大，但对芦苇叶面积的影响较大；土壤含水量对二者叶面积均有较大影响，该结果可以说明互花米草受水盐波动影响 ，推测这是互花米草成功入侵的原因之一。
（3）下图为某海岸湿地的部分能量流动图[单位：MJ/（m2·a）]。
由图可知.输入该湿地生产者的总能量为 MJ/（m2·a），用于该湿地植被生长、发育、繁殖的能量为 MJ/（m2·a）。A部分的能量是指 。该湿地第一营养级和第二营养级间的能量传递效率为 %（小数点后保留1位数字）。
9．（2023高三下·安阳开学考）人被蚊子叮咬后，叮咬处会又痛又痒，从而产生抓挠行为，有的人还会出现局部皮肤红肿现象。薄荷醇（薄荷中的一种化学物质）可以止痒，近来的研究揭示了薄荷止痒的机理，如图所示。回答下列问题：
（1）蚊子叮咬人体后，机体有关细胞释放组织胺到体液中，可引起皮肤毛细血管舒张和血管壁通透性增加，此过程的调节方式为 。随后，血浆渗出引起组织液 ，从而出现局部皮肤红肿现象。
（2）已知感受器感受致痒物或薄荷醇是依靠细胞膜上的特异性受体，这些受体大都是 。人感觉痒的神经中枢位于 。被叮咬者会不自觉地用手指触摸叮咬部位，该行为的神经中枢位于 。在图中③处发生的信号转换形式是 。
（3）据图阐述开发新型止痒剂的理论方案，并阐明其止痒机理 （写一种即可）。
10．（2023高三下·安阳开学考）脆性X综合征（FXS）患者在X染色体长臂末端有一脆性部位（细丝部位），是由于X染色体上编码F蛋白的基因（F基因）中序列CGG重复过度扩增突变成f基因所致。回答下列问题：
（1）导致脆性X综合征出现的变异类型是 。FXS （填“能”或“不能”）通过显微镜检测。为调查该病在人群中的发病率，所用的计算公式是：脆性X综合征的发病率＝ 。
（2）图1为某FXS患者家系图，该家系部分个体F基因的cDNA片段检测结果如图2所示。
①在遗传咨询时，通过调查构建图1所示的家系图有助于分析遗传病的传递方式，推算后代再发风险等。
②临床观察发现，FXS的男患者通常比女患者症状严重。据图2推测，FXS患者的f基因的CGG发生多次重复，可能会导致男患者的f蛋白 ，而女患者症状较轻的原因可能是 。
（3）研究发现，FXS发病严重程度与CGG的重复次数有关。正常的X染色体有6～54次重复，而患者有230～2300甚至更多次的重复。CGG的重复次数有随代增加的倾向，科研人员提出对这一现象的解释，如图3所示。
据图3可知，以含有CGG重复序列的单链为 合成子代DNA链时，子链3'端容易滑落并折叠，随3'方向的继续延伸，会导致子链 。
11．（2023高三下·安阳开学考）为提高作物产量，种植业往往使用大量的氮素化肥，既增加了生产成本，又易造成环境污染。自生固氮菌营独立生活，为改变这种现状带来了希望。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如下图。回答下列问题：
（1）步骤①土样应取自表层土壤的原因是 。步骤③中需用手指轻压移液管上的橡皮头，吹吸3次的作用是 。步骤④所用的接种工具是 。
（2）下表为两种培养基的配方，步骤④应选其中的培养基 。
培养基类型 培养基组分
培养基甲 甘露醇、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水
培养基乙 甘露醇、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂
（3）纯化培养时，需同时进行未接种培养基的培养，目的是 。若在④的平板上统计出菌落的平均数量为130个，则每克土壤中含有的固氮菌为 个。
（4）将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48h，经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定，筛选出固氮能力最强的菌种CM12，为进一步鉴定其固氮能力，科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3组盆栽实验，30d后测定土壤微生物有机氮含量，结果如下图。
N：尿素处理组[每盆土壤浇灌50mL有氮全营养液（在1000mL无氮植物营养液中加入0.12g尿素）]；CM12：自生固氮菌CM12处理组（每盆土壤浇灌50mL接种自固氮菌的无氮植物营养液）
①对照组（CK）的处理为 。
②实验结果表明，用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能显著增加土壤微生物有机氮含量。与尿素处理组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加了约 %。
③自生固氮菌较共生固氮菌（如根瘤菌）的应用范围更广，原因是 。
12．（2023高三下·河北开学）心脏移植是挽救终末期心脏病患者生命唯一有效的手段，然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤（IRI），可能导致心脏坏死。研究发现，IRI通过促进Caspase8等一系列凋亡基因的表达，导致细胞凋亡最终引起器官损伤。根据Caspase8基因合成的小干扰RNA（siRNA）可以使Caspase8基因沉默，有效抑制IRI所致的器官损伤。图1是利用猪的心肌细胞开展siRNA作用研究的示意图，图2是此研究可能用到的4种限制酶及其切期位点。回答下列问题：
（1）图1中步骤②构建重组质粒需要使用多种工具酶。常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。图2中 酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接，图中 酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是 。
（2）图1中步骤③将重组质粒导入猪的心肌细胞最常用的方法是 。siRNA对应DNA序列在心肌细胞中表达产生siRNA的步骤④称为 。siRNA与RISC组装形成基因沉默复合物，通过抑制基因表达的 过程，使Caspase8基因沉默，从而降低IRI引起的细胞凋亡。
（3）研究人员根据Caspase8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因Caspase8的mRNA含量来确定最优序列。测定mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA，经过过程得到cDNA，再进行PCR扩增，测定PCR产物量，结果如 图3所示。据此判断最优序列是 。
（4）选用猪的心肌细胞作受体细胞是因为猪在基因、解剖结构、生理生化和免疫反应等方面与人类极为相似。为了解决心脏移植供体短缺问题，许多科学家正在研究用猪心脏代替人的心脏。你认为将猪心脏移植到人体面临的最大挑战是 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；生态系统的结构
【解析】【解答】A、噬藻体和项圈藻的遗传物质均为DNA，其基本组成单位都是脱氧核糖核苷酸，不含核糖，A错误；
B、项圈藻细胞的拟核含有一个环状DNA，增殖时能进行复制，B正确；
C、噬藻体与蓝细菌是寄生关系，属于消费者，项圈藻可通过光合作用将无机物合成有机物，属于生产者，C错误；
D、项圈藻是一种蓝细菌，是原核生物，没有叶绿体，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、生态系统组成成分： ①生产者：合成有机物，储存能量；为消费者提供食物和栖息场所。 ②消费者：加快物质循环，帮助植物传粉和传播种子。③分解者：将有机物分解成无机物，供生产者重新利用。④非生物的物质和能量：光、水、空气、无机盐等。
2、原核生物：细胞壁主要成分是肽聚糖，只有核糖体一种细胞器，分裂方式为二分裂，无核膜和核仁。蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。
2．【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法；真核细胞的三维结构模型；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、同位素标记法所使用的同位素，物理性质特殊，部分具有放射性，如3H、32P、35S等，部分没有放射性，如18O、15N等，A错误：
B、用高倍镜观察叶绿体时，选用藓类的小叶或者取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮作为实验材料，B错误：
C、差速离心主要是利用不同颗粒的密度不同，采取逐渐升高离心速率来分离不同大小颗粒的方法，C正确；
D、真核细胞的三维结构模型是物理模型，电镜下拍摄的细胞亚显微结构照片不是模型，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、同位素标记法是利用同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，生物学上经常使用的同位素是组成原生质的主要元素，即H、N、C、S、P和O等的同位素。
2、模型构建法：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助具体的实物或其它形象化的手段，有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观的表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型。
3．【答案】A
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化
【解析】【解答】A、图示同源染色体的非姐妹染色单体之间互换发生在减数第一次分裂前期，A正确：
B、图示的互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组，B错误：
C、变异是不定向的，不能决定进化的方向，C错误；
D、减数分裂结束时，图示四条染色单体会分到四个子细胞内，据图可知，若该细胞为初级精母细胞，则其经减数分裂可产生AB、AB、ab、ab四个、两种配子；若该细胞为初级卵母细胞，则其经减数分裂可产生AB或ab一种配子，D错误。
故答案为：A。
【分析】1、减数分裂过程：
（1）减数分裂Ⅰ前的间期：染色体的复制。
（2）减数分裂Ⅰ过程：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。
（3）减数分裂Ⅱ过程：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、依据题图分析可知，图中的一对同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换。据此答题。
4．【答案】A
【知识点】现代生物进化理论的主要内容
【解析】【解答】A、隔离是指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能进行自由交流的现象，常分为地理隔离和生殖隔离，A正确；
B、种群进化的实质是基因频率发生变化，B错误；
C、生物多样性包括三个层次：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，新的物种的形成只是其中的一个方面，C错误；
D、自然选择通过作用于个体使其生存或淘汰，从而引起种群的基因频率定向改变，且种群才是进化的基本单位，D错误。
故答案为：A。
【分析】现代生物进化理论的内容： （1）适应是自然选择的结果。 （2）种群是生物进化的基本单位，进化的实质是种群的基因频率发生改变。 （3）突变和基因重组提供进化的原材料。 （4）自然选择导致种群基因频率的定向改变。 变异是不定向的，通过自然选择，不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累，种群基因频率发生定向改变，导致生物朝一定的方向不断进化，因此自然选择决定生物进化的方向。 （5）隔离是物种形成的必要条件。 （6）生物多样性是协同进化的结果。
5．【答案】C
【知识点】体温平衡调节
【解析】【解答】A、正常情况下，体温维持相对稳定状态，不是绝对不变，A错误；
B、甲状腺激素可促进物质氧化分解、增加产热，因此在寒冷环境下睡觉时，体内甲状腺激素的含量会适度增加，以维持体温相对稳定，B错误；
C、睡眠时属于安静状态，人体主要是通过肝脏等器官的活动来提供能量，C正确；
D、“蜷缩型”和“伸展型”睡姿分别有利于减少散热和增加散热，D错误。
故答案为：C。
【分析】人体体温维持正常，需要依靠神经—体液的调节。当人处于寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热（骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加），减少散热（毛细血管收缩、汗腺分泌减少）→体温维持相对恒定；当人处于炎热环境→皮肤温觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加散热（毛细血管舒张、汗腺分泌增加）→体温维持相对恒定。
6．【答案】B
【知识点】种间关系；生态系统的稳定性；生物多样性的价值
【解析】【解答】A、生态系统具有一定的自我调节能力，故其具有一定的稳定性，但治理前的水体不能实现自我净化，说明生态系统的自我调节能力有一定限度，A正确；
B、植物不能直接吸收利用水体中的有机物，B错误；
C、芦苇、香蒲属于挺水植物，由于其茎叶部分高出水面，因此它们更能够充分的利用光照，因此引种二者既可吸收水中无机盐，又能遮光抑制藻类生长繁殖，与藻类植物形成了种间竞争关系，C正确；
D、间接价值是对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能），生态浮床的净化水质作用，体现了生物多样性的间接价值，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、生态系统的稳定性： （1）形成原因： 生态系统具有一定的自我调节能力。 （2）调节基础：负反馈调节。 （3）特点：生态系统的自我调节能力是有限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，生态系统原状难以恢复。
2、种间关系：（1）原始合作：两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。 （2）互利共生：两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。 （3）捕食：一种生物以另一种生物为食。 （4）寄生：一种生从另一种生物的体液、组织或已消化的物质中获取营养并对宿主产生危害。 （5）种间竞争：两种或更多种生物共同利用有限的资源和空间而产生的相互排斥的现象。
3、生物多样性的价值：（1）直接价值：食用、药用、科研、农业生产原料、文学艺术创作等。 （2）间接价值：体现在调节生态系统的功能等方面。如植物进行光合作用，制造有机物、固氮、供氧等功能；森林和草地具有防风固沙、水土保持作用，湿地可以蓄洪防旱、净化水质、调节气候。 （3）潜在价值：目前尚不清楚的价值。
7．【答案】（1）类囊体薄膜；电子；运输H+、催化ATP的合成
（2）细胞质基质、叶绿体、线粒体；吸收转化光能；从外界吸收和自身呼吸作用产生
（3）不能；温度在5-25℃之间光合作用强度与呼吸作用强度的差值（净光合作用强度）一直在上升
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）据图分析，图1过程包括水的光解和ATP的合成，表示光反应过程，光反应的场所是类囊体薄膜；据图可知，图中的Cytf、PC和P700等特殊蛋白质可以传递H2O裂解产生的电子并最终将光能转换为化学能；由图可知，CF0和CF1的作用有（顺浓度梯度）运输H+、催化ATP的合成。
（2）西瓜叶肉细胞在光照条件下可以进行光合作用和呼吸作用，故此时产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜），该类细胞中所含的光合色素（包括叶绿素和类胡萝卜素）的功能是吸收转化光能；在温度为15℃时，植物的光合作用大于呼吸作用，此时西瓜植株光合作用消耗的CO2的获得途径有从外界吸收和自身呼吸作用产生。
（3）分析题图，在温度在5-25℃之间光合作用强度与呼吸作用强度的差值（净光合作用强度）一直在上升，未出现峰值，因此不能确定西瓜生长的最适温度。
【分析】光合作用过程： （1）光反应：类囊体膜上光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶I(NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，光能提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。 （2）暗反应：在叶绿体基质中，从外界吸收的CO2，在Rubisco的作用下与C5结合形成两个C3分子，在相关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化成糖类。另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列的变化，又形成C5。
8．【答案】（1）J；样方
（2）（种间）竞争；随机；较小
（3）133.5；80.3；被下一营养级同化的能量；19.3
【知识点】估算种群密度的方法；种群数量的变化曲线；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）互花米草的生存能力强，故入侵后种群数量在短时间内常呈现“J”型（形）增长；样方法适用于植物和活动能力较弱的动物，故调查该湿地中互花米草的种群密度应采用样方法。
（2） 生态位是指一个物种在生物群落中的地位和作用，表征了物种对各种资源（食物、空间等）的利用以及不同物种之间的关系，芦苇与互花米草具有相似的生态位，说明二者为（种间）竞争关系；进行调查时，对取样点的选择要求要做到随机性；由题图可知，随土壤盐度的波动，互花米草叶面积变化不大，但对芦苇叶面积的影响较大，土壤含水量对二者叶面积均有较大影响，该结果可以说明互花米草受水盐波动影响较小，推测这是互花米草成功入侵的原因之一。
（3）由题图可知，输入该湿地生产者的总能量为光合作用固定的太阳能=133.5MJ/（m2·a）；其中净光合作用积累的能量用于该湿地植被生长、发育、繁殖为80.3MJ/（m2·a）；A部分的能量是指净光合作用积累的能量减去分解者利用的能量，表示被下一营养级同化的能量；该湿地第一营养级和第二营养级间的能量传递效率=第二营养级同化的能量/生产者同化的能量×100%=25.7/133.5×100%=19.3%。
【分析】1、种群数量增长曲线： （1）“J”型曲线：Nt=N0·λt ，食物和空间充裕、气候适宜、无敌害和其他竞争物种等。 （2）“S”型曲线：食物、空间有限等。种群数量达到K/2时，增长速率最大，种群数量增长到环境容纳量（即K值）后，将停止增长。
2、种群密度的调查方法： （1）逐个计数法：分布范围小，个体较大的生物。 （2）黑灯诱捕法：趋光性昆虫。 （3）样方法：多数植物和活动范围小活动能力弱的动物。 （4）标志重捕法：活动范围大活动能力强的动物。
3、营养级摄入能量的摄入量=同化量+粪便量。同化量=呼吸消耗的能量+用于生长发育和繁殖等生命活动的能量=呼吸消耗的能量+流向下一营养级+未被利用+流向分解者的能量。
9．【答案】（1）体液调节；增多
（2）蛋白质；大脑皮层；脊髓；电信号→化学信号→电信号
（3）方案1：开发与薄荷醇结构类似的药物，涂抹后使薄荷醇受体兴奋，从而抑制GM神经中枢，最终阻止痒的感觉产生；方案2：开发与致痒物结构类似的药物，涂抹后和致痒物竞争致痒物受体，从而减缓痒的感觉；方案3：开发能和致痒物受体结合从而改变致痒物受体结构的药物，进而抑制致痒物受体和致痒物结合，阻止感受器产生兴奋
【知识点】神经冲动的产生和传导；动物激素的调节；内环境的理化特性
【解析】【解答】（1）蚁子叮咬人体后，机体有关细胞释放组织胺到体液中，可引起皮肤毛细血管舒张和血管壁通透性增加，此过程主要是组织胺等化学物质起作用，调节方式为体液调节。血浆的渗透压主要与无机盐和蛋白质等含量有关，故血浆渗出引起组织液增多，从而出现局部皮肤红肿现象。
（2）细胞膜的主要化学成分是磷脂和蛋白质，其中蛋白质具有特异性，细胞膜上的特异性受体大都是蛋白质。人感觉痒的神经中枢位于大脑皮层：被叮咬者不自觉地用手指触摸叮咬部位的神经中枢位于脊髓。③处为突触，兴奋经过突触时会发生电信号→化学信号→电信号的转换。
（3）据题图可知，痒的感觉是致痒物与特异性受体结合，经传入神经、GM神经中枢传到大脑皮层，进而产生痒的感觉，薄荷醇与特异性受体结合后，产生的兴奋经传入神经传入，会抑制GM神经中枢，进而抑制大脑皮层产生痒的感觉，据此，可开发与薄荷醇结构类似的药物，涂抹后使薄荷醇受体兴奋，从而抑制GM神经中枢，最终阻止痒的感觉产生：或开发与致痒物结构类似的药物，涂抹后和致痒物竞争致痒物受体，从而减缓痒的感觉：或开发能和致痒物受体结合从而改变致痒物受体结构的药物，进而抑制致痒物受体和致痒物结合，阻止感受器产生兴奋。
【分析】1、动物机体通过各种内分泌腺分泌的激素，间接调节动物机体的活动。内分泌腺分泌的激素直接进入血液、随着血液循环到达身体各个部分，在一定的器官或组织中发生作用，从而协调动物机体新陈代谢、生长、发育、生殖及其它生理机能，使这些机能得到兴奋或抑制，使它们的活动加快或减慢。这种调节叫激素调节，它属于体液调节。
2 、内环境的理化性质：（1）渗透压：渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关，细胞外液渗透压的90%以上是由Na+和Cl-决定的。（2）酸碱度：正常人的血浆pH为7.35-7.45。血浆的pH维持相对稳定与它含有HCO3-、HPO42-等离子有关。 （3）温度：正常人的体温为37℃左右。
3、反射弧的组成：（1）感受器：接受一定刺激后产生兴奋。 （2）传入神经：传导兴奋至神经中枢。 （3）神经中枢：对传入的信息进行分析和综合。 （4）传出神经：传导兴奋至效应器。 （5）效应器：由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等组成，能对刺激作出应答。
10．【答案】（1）基因突变；能；脆性X综合征患病人数/被调查人数×100%
（2）不表达；女性有2条X染色体，一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质
（3）模板；CGG重复次数增加
【知识点】基因突变的类型；人类遗传病的类型及危害；调查人类遗传病
【解析】【解答】（1）分析题意，脆性X综合征的发生是存在于X染色体上的F基因重复过度扩增成f基因所致，属于基因突变中的碱基对的增添；脆性X染色体综合征虽然是由X染色体上F（显性）基因CGG重复过度扩增突变成f基因导致，但由于X染色体长臂末端的脆性部位为细丝部位，故可通过观察染色体结构是否有该细丝结构来判断；调查某遗传病的发病率就是在人群中随机调查，将发病的人数除以调查总人数，再乘以100%即可，因此，脆性X综合征的发病率=脆性X综合征病人数/被调查人数×100%。
（2）根据图2可知，Ⅱ-3、Ⅲ-6两个男患者没有550bp、308bp片段，而Ⅱ-2、Ⅲ-5两个女患者有550bp、308bp片段，其他正常个体携带308bp片段，故男患者与女患者的差异应该是男患者的f基因不表达，而女性有2条X染色体，一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质。
（3）DNA复制时以亲代DNA分子的核苷酸链作为模板；子链的滑落折叠使得CGG所在序列反复复制延伸，从而导致CGG重复次数增加。
【分析】1、基因突变： （1）概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，从而引起基因碱基序列（基因结构）改变。 （2）特点：普遍性、随机性、低频性、不定向性、利害相对性。 （3）意义：新基因的产生途径、生物变异的根本来源、生物进化的原材料。
2、遗传系谱图判断遗传的方式： （1）父病子全病——伴Y遗传。 （2）判断显隐性：无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子皆病为伴X，父子无病为常显。有中生无为显性，显性遗传看男病，母女皆病为伴X，母女无病为常显。 （3）不可判断显隐性：若连续遗传可能为显性。隔代遗传可能为隐性。若男女患者比例相当可能为常染色体遗传，患者男多于女或女多于男可能为伴性遗传。
11．【答案】（1）在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长（或固氮菌一般为需氧型，生活在土壤表层）；使菌种和无菌水充分混匀；涂布器
（2）乙
（3）检测培养过程中培养基是否被杂菌污染或检测培养基是否完全灭菌；1.3×107
（4）每盆土壤浇50mL无氮植物营养液；120；自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】（1）土壤中含有丰富微生物，同其他生物环境相比，土壤中的微生物数量最大、种类最多，在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长，故步骤①土样取自当地表层土壤；步骤③对菌液进行梯度稀释的过程中，用移液管取样前，需用手指轻压移液管上的橡皮头，吹吸3次，目的是使菌种和无菌水充分混匀；由图观察可知，步骤③中的稀释梯度分别为10、100、1000倍，实验中取样进行培养的是稀释倍数为1000的试管，实验采用的是稀释涂布平板法，所以步骤④中所用的接种工具是涂布器。
（2）由题干信息分析可知，科研人员的目的是分离土壤中自生固氮菌，故为了模拟类似的生长环境，培养基中需要添加多种无机盐来模拟土壤环境，且应为固体培养基，需要添加凝固剂如琼脂，故答案为：培养基乙。
（3）纯化培养时，需同时进行未接种培养基的培养，目的是检测培过程中培养基是否被杂菌污染或检测培养基是否完全灭菌；若在④的平板上统计的菌落的平均数量为130个，则每克土壤中含有的固氮菌为130÷0.1×104=1.3×107个。
（4）①对照组的目的是排除无关变量对实验的影响，故对照组（CK）的处理为每盆土壤浇50mL无氮植物营养液。
②由柱状图可知，空白对照组中土壤微生物有机氮含量为10，CM12处理组土壤微生物有机氮含量为22，故与对照组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加值大概为（22-10）÷10×100%=120%。
③自生固氮菌比共生固氮菌（如根瘤菌）的应用范围更广，原因是自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制。
【分析】稀释涂布平板法计算公式：每克样品中的菌株数=C/VxM，其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液体积（mL），M代表稀释倍数。
12．【答案】（1）EcoRⅠ、PstⅠ；EcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRV；磷酸二酯键
（2）显微注射法；转录；翻译
（3）逆转录；序列2
（4）免疫排斥反应
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）限制酶EcoRI和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和EcoRV切割形成的是平末端，E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接黏性末端，另外T4DNA连接酶还可以连接平末端，因此图中EcoRⅠ和PstⅠ切割后的DNA片段（具有黏性末端）可以用E.coliDNA连接酶连接，EcoRI、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRV切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成磷酸二酯键。
（2）将重组质粒导入动物细胞常采用显微注射法，步骤④以DNA为模板合成RNA，为转录过程。mRNA是翻译的模板，据图1可知，基因沉默复合物作用于Caspase8mRNA，抑制了基因表达的翻译过程，使Caspase8基因沉默。
（3）测定mRNA含量时，需提取细胞总RNA，经过逆转录过程得到cDNA，再进行PCR扩增，通过PCR产物的量间接反映细胞中相关基因的mRNA含量；据图3可知，在序列2作用下，PCR产物量最少，推测Caspase8的mRNA含量最低，表明其抑制效果最好，是最优序列。
（4）对于人体而言，猪的器官属于外来物质，免疫系统会把外来器官当作抗原成分进行攻击，故免疫排斥反应是将猪心脏移植到人体面临的最大挑战。
【分析】基因工程的操作程序： （1）目的基因的筛选与获取：利用PCR获取和扩增目的基因：①变性：当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。②复性：当温度下降到50℃左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。③延伸：72℃左右时，耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。（2）基因表达载体的构建： 基因表达载体的组成有目的基因、复制原点、启动子、终止子和标记基因。 （3）将目的基因导入受体细胞——显微注射法。 （4）目的基因的检测与鉴定：①分子水平：DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体DNA是否插入目的基因，也可检测目的基因是否转录出mRNA。抗原抗体杂交法检测目的基因是否表达出蛋白质。②个体生物学水平鉴定。
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河南省安阳市重点高中2022-2023学年高三下学期开学摸底联考理综生物试题
一、单选题
1．（2023高三下·安阳开学考）项圈藻是一种蓝细菌，单个项圈藻细胞接近圆球形，直或弯曲的丝状体由分裂后未互相脱离的单列子细胞构成，状如项圈。噬藻体是一类以蓝细菌为宿主的DNA病毒。下列叙述正确的是（ ）
A．噬藻体和项圈藻的遗传物质的基本组成单位都含有核糖
B．项圈藻细胞中的DNA呈环状，增殖时能进行复制
C．在生态系统中噬藻体属于分解者，项圈藻属于生产者
D．项圈藻“项圈”中每个细胞内的叶绿体都能进行光合作用
【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；生态系统的结构
【解析】【解答】A、噬藻体和项圈藻的遗传物质均为DNA，其基本组成单位都是脱氧核糖核苷酸，不含核糖，A错误；
B、项圈藻细胞的拟核含有一个环状DNA，增殖时能进行复制，B正确；
C、噬藻体与蓝细菌是寄生关系，属于消费者，项圈藻可通过光合作用将无机物合成有机物，属于生产者，C错误；
D、项圈藻是一种蓝细菌，是原核生物，没有叶绿体，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、生态系统组成成分： ①生产者：合成有机物，储存能量；为消费者提供食物和栖息场所。 ②消费者：加快物质循环，帮助植物传粉和传播种子。③分解者：将有机物分解成无机物，供生产者重新利用。④非生物的物质和能量：光、水、空气、无机盐等。
2、原核生物：细胞壁主要成分是肽聚糖，只有核糖体一种细胞器，分裂方式为二分裂，无核膜和核仁。蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。
2．（2023高三下·河北开学）下列关于生物科学研究方法和相关实验的叙述，正确的是（ ）
A．同位素标记法所使用的同位素，不但物理性质特殊且都具有放射性
B．用高倍镜观察叶绿体，可用藓类的小叶或菠菜叶的下表皮（不带叶肉）作实验材料
C．差速离心主要是采取逐渐提高离心速率来分离不同大小颗粒的方法
D．真核细胞的三维结构模型和电镜下拍摄的细胞亚显微结构照片都是物理模型
【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法；真核细胞的三维结构模型；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、同位素标记法所使用的同位素，物理性质特殊，部分具有放射性，如3H、32P、35S等，部分没有放射性，如18O、15N等，A错误：
B、用高倍镜观察叶绿体时，选用藓类的小叶或者取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮作为实验材料，B错误：
C、差速离心主要是利用不同颗粒的密度不同，采取逐渐升高离心速率来分离不同大小颗粒的方法，C正确；
D、真核细胞的三维结构模型是物理模型，电镜下拍摄的细胞亚显微结构照片不是模型，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、同位素标记法是利用同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，生物学上经常使用的同位素是组成原生质的主要元素，即H、N、C、S、P和O等的同位素。
2、模型构建法：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助具体的实物或其它形象化的手段，有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观的表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型。
3．（2023高三下·河北开学）如图为某细胞分裂过程中，部分染色体发生的某特殊行为模式图（A/a、B/b表示相关基因且不考虑其他基因）。下列相关叙述正确的是（ ）
A．该行为发生在减数第一次分裂前期
B．此种变异属于染色体结构变异中的易位
C．图中产生的变异能通过遗传决定进化的方向
D．该细胞经减数分裂能产生AB、Ab、aB、ab四种配子
【答案】A
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化
【解析】【解答】A、图示同源染色体的非姐妹染色单体之间互换发生在减数第一次分裂前期，A正确：
B、图示的互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组，B错误：
C、变异是不定向的，不能决定进化的方向，C错误；
D、减数分裂结束时，图示四条染色单体会分到四个子细胞内，据图可知，若该细胞为初级精母细胞，则其经减数分裂可产生AB、AB、ab、ab四个、两种配子；若该细胞为初级卵母细胞，则其经减数分裂可产生AB或ab一种配子，D错误。
故答案为：A。
【分析】1、减数分裂过程：
（1）减数分裂Ⅰ前的间期：染色体的复制。
（2）减数分裂Ⅰ过程：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。
（3）减数分裂Ⅱ过程：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、依据题图分析可知，图中的一对同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换。据此答题。
4．（2023高三下·安阳开学考）下列关于现代生物进化理论的叙述，正确的是（ ）
A．隔离的实质是不同种群的基因不能自由交流
B．种群进化的实质是基因频率和基因型频率同时发生变化
C．生物多样性不断形成的过程也就是新的物种不断形成的过程
D．自然选择作用于个体的表型，使得个体成为进化的基本单位
【答案】A
【知识点】现代生物进化理论的主要内容
【解析】【解答】A、隔离是指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能进行自由交流的现象，常分为地理隔离和生殖隔离，A正确；
B、种群进化的实质是基因频率发生变化，B错误；
C、生物多样性包括三个层次：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，新的物种的形成只是其中的一个方面，C错误；
D、自然选择通过作用于个体使其生存或淘汰，从而引起种群的基因频率定向改变，且种群才是进化的基本单位，D错误。
故答案为：A。
【分析】现代生物进化理论的内容： （1）适应是自然选择的结果。 （2）种群是生物进化的基本单位，进化的实质是种群的基因频率发生改变。 （3）突变和基因重组提供进化的原材料。 （4）自然选择导致种群基因频率的定向改变。 变异是不定向的，通过自然选择，不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累，种群基因频率发生定向改变，导致生物朝一定的方向不断进化，因此自然选择决定生物进化的方向。 （5）隔离是物种形成的必要条件。 （6）生物多样性是协同进化的结果。
5．（2023高三下·河北开学）最新的研究资料表明，温度对睡眠质量有较大影响。事实上除了被褥的厚薄等因素外，睡姿对温度的保持也有积极作用。下列分析正确的是（ ）
A．正常情况下，不管是何种睡姿，人体体温都能维持不变
B．在寒冷环境下睡觉时，体内甲状腺激素的含量会适度减少
C．睡眠时，人体主要通过肝脏等器官的活动来提供能量
D．“蜷缩型”和“伸展型”睡姿分别有利于增加产热和减少散热
【答案】C
【知识点】体温平衡调节
【解析】【解答】A、正常情况下，体温维持相对稳定状态，不是绝对不变，A错误；
B、甲状腺激素可促进物质氧化分解、增加产热，因此在寒冷环境下睡觉时，体内甲状腺激素的含量会适度增加，以维持体温相对稳定，B错误；
C、睡眠时属于安静状态，人体主要是通过肝脏等器官的活动来提供能量，C正确；
D、“蜷缩型”和“伸展型”睡姿分别有利于减少散热和增加散热，D错误。
故答案为：C。
【分析】人体体温维持正常，需要依靠神经—体液的调节。当人处于寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热（骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加），减少散热（毛细血管收缩、汗腺分泌减少）→体温维持相对恒定；当人处于炎热环境→皮肤温觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加散热（毛细血管舒张、汗腺分泌增加）→体温维持相对恒定。
6．（2023高三下·安阳开学考）为助力“美丽乡村”建设，科研人员依据下图对某地富营养化水体实施生态恢复，先后向水体引入以藻类为食的某些贝类，引种芦苇、香蒲等水生植物，以及放养滤食性鱼类等。经过一段时间，水体基本实现了“水清”、“景美”、“鱼肥”的治理目标。下列有关叙述错误的是（ ）
A．治理前的水体不能实现自我净化，说明生态系统的自我调节能力有一定限度
B．浮床植物能吸收水体中的有机污染物，有效修复水体污染
C．引种芦苇、香蒲既可吸收水中无机盐，又能遮光抑制藻类生长、繁殖
D．生态浮床的净化水质作用，体现了生物多样性的间接价值
【答案】B
【知识点】种间关系；生态系统的稳定性；生物多样性的价值
【解析】【解答】A、生态系统具有一定的自我调节能力，故其具有一定的稳定性，但治理前的水体不能实现自我净化，说明生态系统的自我调节能力有一定限度，A正确；
B、植物不能直接吸收利用水体中的有机物，B错误；
C、芦苇、香蒲属于挺水植物，由于其茎叶部分高出水面，因此它们更能够充分的利用光照，因此引种二者既可吸收水中无机盐，又能遮光抑制藻类生长繁殖，与藻类植物形成了种间竞争关系，C正确；
D、间接价值是对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能），生态浮床的净化水质作用，体现了生物多样性的间接价值，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、生态系统的稳定性： （1）形成原因： 生态系统具有一定的自我调节能力。 （2）调节基础：负反馈调节。 （3）特点：生态系统的自我调节能力是有限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，生态系统原状难以恢复。
2、种间关系：（1）原始合作：两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。 （2）互利共生：两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。 （3）捕食：一种生物以另一种生物为食。 （4）寄生：一种生从另一种生物的体液、组织或已消化的物质中获取营养并对宿主产生危害。 （5）种间竞争：两种或更多种生物共同利用有限的资源和空间而产生的相互排斥的现象。
3、生物多样性的价值：（1）直接价值：食用、药用、科研、农业生产原料、文学艺术创作等。 （2）间接价值：体现在调节生态系统的功能等方面。如植物进行光合作用，制造有机物、固氮、供氧等功能；森林和草地具有防风固沙、水土保持作用，湿地可以蓄洪防旱、净化水质、调节气候。 （3）潜在价值：目前尚不清楚的价值。
二、综合题
7．（2023高三下·安阳开学考）光合作用是地球上最重要的化学反应，图1为其部分反应过程。农业生产中有多种因素影响作物生长，农业专家在光照充足，CO2浓度适宜的条件下，探究大棚种植西瓜的最适生长温度，得到在5－25%℃温度区间，光合作用强度和呼吸作用强度结果如图2。请回答：
（1）图1反应过程的场所为 。与细胞膜上的蛋白质相比，图中的Cytf、PC和P700等特殊蛋白质可以传递H2O裂解产生的 ，并最终将光能转换为化学能。图中ATP合成酶由CF0和CE1两部分组成，其作用有 。
（2）西瓜叶肉细胞在光照条件下产生ATP的场所有 ，该类细胞中所含的光合色素的功能是 。图2中，在温度为15℃时，西瓜植株光合作用消耗的CO2的来源是 。
（3）根据图2中实验数据能否确定西瓜生长的最适温度？ ，判断依据是 。
【答案】（1）类囊体薄膜；电子；运输H+、催化ATP的合成
（2）细胞质基质、叶绿体、线粒体；吸收转化光能；从外界吸收和自身呼吸作用产生
（3）不能；温度在5-25℃之间光合作用强度与呼吸作用强度的差值（净光合作用强度）一直在上升
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）据图分析，图1过程包括水的光解和ATP的合成，表示光反应过程，光反应的场所是类囊体薄膜；据图可知，图中的Cytf、PC和P700等特殊蛋白质可以传递H2O裂解产生的电子并最终将光能转换为化学能；由图可知，CF0和CF1的作用有（顺浓度梯度）运输H+、催化ATP的合成。
（2）西瓜叶肉细胞在光照条件下可以进行光合作用和呼吸作用，故此时产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜），该类细胞中所含的光合色素（包括叶绿素和类胡萝卜素）的功能是吸收转化光能；在温度为15℃时，植物的光合作用大于呼吸作用，此时西瓜植株光合作用消耗的CO2的获得途径有从外界吸收和自身呼吸作用产生。
（3）分析题图，在温度在5-25℃之间光合作用强度与呼吸作用强度的差值（净光合作用强度）一直在上升，未出现峰值，因此不能确定西瓜生长的最适温度。
【分析】光合作用过程： （1）光反应：类囊体膜上光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶I(NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，光能提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。 （2）暗反应：在叶绿体基质中，从外界吸收的CO2，在Rubisco的作用下与C5结合形成两个C3分子，在相关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化成糖类。另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列的变化，又形成C5。
8．（2023高三下·安阳开学考）互花米草是一种外来物种，给当地物种带来一定的冲击，威胁海岸湿地生态系统。完成下列各题：
（1）互花米草对气候、环境的适应性和耐受能力很强，入侵后种群数量在短时间内常呈现“ ”型增长。调查湿地中互花米草的种群密度应采用 法。
（2）芦苇是分布于我国滨海湿地的一种本土植物，与互花米草具有相似的适应特征，二者之间的关系是 。研究人员在东海岸10个湿地进行调查，在每块湿地 选取3～5个取样点，采集植物和土壤样本，测定相关数据，结果如下图。
如图显示，随土壤盐度的波动，互花米草叶面积变化不大，但对芦苇叶面积的影响较大；土壤含水量对二者叶面积均有较大影响，该结果可以说明互花米草受水盐波动影响 ，推测这是互花米草成功入侵的原因之一。
（3）下图为某海岸湿地的部分能量流动图[单位：MJ/（m2·a）]。
由图可知.输入该湿地生产者的总能量为 MJ/（m2·a），用于该湿地植被生长、发育、繁殖的能量为 MJ/（m2·a）。A部分的能量是指 。该湿地第一营养级和第二营养级间的能量传递效率为 %（小数点后保留1位数字）。
【答案】（1）J；样方
（2）（种间）竞争；随机；较小
（3）133.5；80.3；被下一营养级同化的能量；19.3
【知识点】估算种群密度的方法；种群数量的变化曲线；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）互花米草的生存能力强，故入侵后种群数量在短时间内常呈现“J”型（形）增长；样方法适用于植物和活动能力较弱的动物，故调查该湿地中互花米草的种群密度应采用样方法。
（2） 生态位是指一个物种在生物群落中的地位和作用，表征了物种对各种资源（食物、空间等）的利用以及不同物种之间的关系，芦苇与互花米草具有相似的生态位，说明二者为（种间）竞争关系；进行调查时，对取样点的选择要求要做到随机性；由题图可知，随土壤盐度的波动，互花米草叶面积变化不大，但对芦苇叶面积的影响较大，土壤含水量对二者叶面积均有较大影响，该结果可以说明互花米草受水盐波动影响较小，推测这是互花米草成功入侵的原因之一。
（3）由题图可知，输入该湿地生产者的总能量为光合作用固定的太阳能=133.5MJ/（m2·a）；其中净光合作用积累的能量用于该湿地植被生长、发育、繁殖为80.3MJ/（m2·a）；A部分的能量是指净光合作用积累的能量减去分解者利用的能量，表示被下一营养级同化的能量；该湿地第一营养级和第二营养级间的能量传递效率=第二营养级同化的能量/生产者同化的能量×100%=25.7/133.5×100%=19.3%。
【分析】1、种群数量增长曲线： （1）“J”型曲线：Nt=N0·λt ，食物和空间充裕、气候适宜、无敌害和其他竞争物种等。 （2）“S”型曲线：食物、空间有限等。种群数量达到K/2时，增长速率最大，种群数量增长到环境容纳量（即K值）后，将停止增长。
2、种群密度的调查方法： （1）逐个计数法：分布范围小，个体较大的生物。 （2）黑灯诱捕法：趋光性昆虫。 （3）样方法：多数植物和活动范围小活动能力弱的动物。 （4）标志重捕法：活动范围大活动能力强的动物。
3、营养级摄入能量的摄入量=同化量+粪便量。同化量=呼吸消耗的能量+用于生长发育和繁殖等生命活动的能量=呼吸消耗的能量+流向下一营养级+未被利用+流向分解者的能量。
9．（2023高三下·安阳开学考）人被蚊子叮咬后，叮咬处会又痛又痒，从而产生抓挠行为，有的人还会出现局部皮肤红肿现象。薄荷醇（薄荷中的一种化学物质）可以止痒，近来的研究揭示了薄荷止痒的机理，如图所示。回答下列问题：
（1）蚊子叮咬人体后，机体有关细胞释放组织胺到体液中，可引起皮肤毛细血管舒张和血管壁通透性增加，此过程的调节方式为 。随后，血浆渗出引起组织液 ，从而出现局部皮肤红肿现象。
（2）已知感受器感受致痒物或薄荷醇是依靠细胞膜上的特异性受体，这些受体大都是 。人感觉痒的神经中枢位于 。被叮咬者会不自觉地用手指触摸叮咬部位，该行为的神经中枢位于 。在图中③处发生的信号转换形式是 。
（3）据图阐述开发新型止痒剂的理论方案，并阐明其止痒机理 （写一种即可）。
【答案】（1）体液调节；增多
（2）蛋白质；大脑皮层；脊髓；电信号→化学信号→电信号
（3）方案1：开发与薄荷醇结构类似的药物，涂抹后使薄荷醇受体兴奋，从而抑制GM神经中枢，最终阻止痒的感觉产生；方案2：开发与致痒物结构类似的药物，涂抹后和致痒物竞争致痒物受体，从而减缓痒的感觉；方案3：开发能和致痒物受体结合从而改变致痒物受体结构的药物，进而抑制致痒物受体和致痒物结合，阻止感受器产生兴奋
【知识点】神经冲动的产生和传导；动物激素的调节；内环境的理化特性
【解析】【解答】（1）蚁子叮咬人体后，机体有关细胞释放组织胺到体液中，可引起皮肤毛细血管舒张和血管壁通透性增加，此过程主要是组织胺等化学物质起作用，调节方式为体液调节。血浆的渗透压主要与无机盐和蛋白质等含量有关，故血浆渗出引起组织液增多，从而出现局部皮肤红肿现象。
（2）细胞膜的主要化学成分是磷脂和蛋白质，其中蛋白质具有特异性，细胞膜上的特异性受体大都是蛋白质。人感觉痒的神经中枢位于大脑皮层：被叮咬者不自觉地用手指触摸叮咬部位的神经中枢位于脊髓。③处为突触，兴奋经过突触时会发生电信号→化学信号→电信号的转换。
（3）据题图可知，痒的感觉是致痒物与特异性受体结合，经传入神经、GM神经中枢传到大脑皮层，进而产生痒的感觉，薄荷醇与特异性受体结合后，产生的兴奋经传入神经传入，会抑制GM神经中枢，进而抑制大脑皮层产生痒的感觉，据此，可开发与薄荷醇结构类似的药物，涂抹后使薄荷醇受体兴奋，从而抑制GM神经中枢，最终阻止痒的感觉产生：或开发与致痒物结构类似的药物，涂抹后和致痒物竞争致痒物受体，从而减缓痒的感觉：或开发能和致痒物受体结合从而改变致痒物受体结构的药物，进而抑制致痒物受体和致痒物结合，阻止感受器产生兴奋。
【分析】1、动物机体通过各种内分泌腺分泌的激素，间接调节动物机体的活动。内分泌腺分泌的激素直接进入血液、随着血液循环到达身体各个部分，在一定的器官或组织中发生作用，从而协调动物机体新陈代谢、生长、发育、生殖及其它生理机能，使这些机能得到兴奋或抑制，使它们的活动加快或减慢。这种调节叫激素调节，它属于体液调节。
2 、内环境的理化性质：（1）渗透压：渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关，细胞外液渗透压的90%以上是由Na+和Cl-决定的。（2）酸碱度：正常人的血浆pH为7.35-7.45。血浆的pH维持相对稳定与它含有HCO3-、HPO42-等离子有关。 （3）温度：正常人的体温为37℃左右。
3、反射弧的组成：（1）感受器：接受一定刺激后产生兴奋。 （2）传入神经：传导兴奋至神经中枢。 （3）神经中枢：对传入的信息进行分析和综合。 （4）传出神经：传导兴奋至效应器。 （5）效应器：由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等组成，能对刺激作出应答。
10．（2023高三下·安阳开学考）脆性X综合征（FXS）患者在X染色体长臂末端有一脆性部位（细丝部位），是由于X染色体上编码F蛋白的基因（F基因）中序列CGG重复过度扩增突变成f基因所致。回答下列问题：
（1）导致脆性X综合征出现的变异类型是 。FXS （填“能”或“不能”）通过显微镜检测。为调查该病在人群中的发病率，所用的计算公式是：脆性X综合征的发病率＝ 。
（2）图1为某FXS患者家系图，该家系部分个体F基因的cDNA片段检测结果如图2所示。
①在遗传咨询时，通过调查构建图1所示的家系图有助于分析遗传病的传递方式，推算后代再发风险等。
②临床观察发现，FXS的男患者通常比女患者症状严重。据图2推测，FXS患者的f基因的CGG发生多次重复，可能会导致男患者的f蛋白 ，而女患者症状较轻的原因可能是 。
（3）研究发现，FXS发病严重程度与CGG的重复次数有关。正常的X染色体有6～54次重复，而患者有230～2300甚至更多次的重复。CGG的重复次数有随代增加的倾向，科研人员提出对这一现象的解释，如图3所示。
据图3可知，以含有CGG重复序列的单链为 合成子代DNA链时，子链3'端容易滑落并折叠，随3'方向的继续延伸，会导致子链 。
【答案】（1）基因突变；能；脆性X综合征患病人数/被调查人数×100%
（2）不表达；女性有2条X染色体，一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质
（3）模板；CGG重复次数增加
【知识点】基因突变的类型；人类遗传病的类型及危害；调查人类遗传病
【解析】【解答】（1）分析题意，脆性X综合征的发生是存在于X染色体上的F基因重复过度扩增成f基因所致，属于基因突变中的碱基对的增添；脆性X染色体综合征虽然是由X染色体上F（显性）基因CGG重复过度扩增突变成f基因导致，但由于X染色体长臂末端的脆性部位为细丝部位，故可通过观察染色体结构是否有该细丝结构来判断；调查某遗传病的发病率就是在人群中随机调查，将发病的人数除以调查总人数，再乘以100%即可，因此，脆性X综合征的发病率=脆性X综合征病人数/被调查人数×100%。
（2）根据图2可知，Ⅱ-3、Ⅲ-6两个男患者没有550bp、308bp片段，而Ⅱ-2、Ⅲ-5两个女患者有550bp、308bp片段，其他正常个体携带308bp片段，故男患者与女患者的差异应该是男患者的f基因不表达，而女性有2条X染色体，一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质。
（3）DNA复制时以亲代DNA分子的核苷酸链作为模板；子链的滑落折叠使得CGG所在序列反复复制延伸，从而导致CGG重复次数增加。
【分析】1、基因突变： （1）概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，从而引起基因碱基序列（基因结构）改变。 （2）特点：普遍性、随机性、低频性、不定向性、利害相对性。 （3）意义：新基因的产生途径、生物变异的根本来源、生物进化的原材料。
2、遗传系谱图判断遗传的方式： （1）父病子全病——伴Y遗传。 （2）判断显隐性：无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子皆病为伴X，父子无病为常显。有中生无为显性，显性遗传看男病，母女皆病为伴X，母女无病为常显。 （3）不可判断显隐性：若连续遗传可能为显性。隔代遗传可能为隐性。若男女患者比例相当可能为常染色体遗传，患者男多于女或女多于男可能为伴性遗传。
11．（2023高三下·安阳开学考）为提高作物产量，种植业往往使用大量的氮素化肥，既增加了生产成本，又易造成环境污染。自生固氮菌营独立生活，为改变这种现状带来了希望。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如下图。回答下列问题：
（1）步骤①土样应取自表层土壤的原因是 。步骤③中需用手指轻压移液管上的橡皮头，吹吸3次的作用是 。步骤④所用的接种工具是 。
（2）下表为两种培养基的配方，步骤④应选其中的培养基 。
培养基类型 培养基组分
培养基甲 甘露醇、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水
培养基乙 甘露醇、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂
（3）纯化培养时，需同时进行未接种培养基的培养，目的是 。若在④的平板上统计出菌落的平均数量为130个，则每克土壤中含有的固氮菌为 个。
（4）将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48h，经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定，筛选出固氮能力最强的菌种CM12，为进一步鉴定其固氮能力，科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3组盆栽实验，30d后测定土壤微生物有机氮含量，结果如下图。
N：尿素处理组[每盆土壤浇灌50mL有氮全营养液（在1000mL无氮植物营养液中加入0.12g尿素）]；CM12：自生固氮菌CM12处理组（每盆土壤浇灌50mL接种自固氮菌的无氮植物营养液）
①对照组（CK）的处理为 。
②实验结果表明，用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能显著增加土壤微生物有机氮含量。与尿素处理组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加了约 %。
③自生固氮菌较共生固氮菌（如根瘤菌）的应用范围更广，原因是 。
【答案】（1）在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长（或固氮菌一般为需氧型，生活在土壤表层）；使菌种和无菌水充分混匀；涂布器
（2）乙
（3）检测培养过程中培养基是否被杂菌污染或检测培养基是否完全灭菌；1.3×107
（4）每盆土壤浇50mL无氮植物营养液；120；自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】（1）土壤中含有丰富微生物，同其他生物环境相比，土壤中的微生物数量最大、种类最多，在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长，故步骤①土样取自当地表层土壤；步骤③对菌液进行梯度稀释的过程中，用移液管取样前，需用手指轻压移液管上的橡皮头，吹吸3次，目的是使菌种和无菌水充分混匀；由图观察可知，步骤③中的稀释梯度分别为10、100、1000倍，实验中取样进行培养的是稀释倍数为1000的试管，实验采用的是稀释涂布平板法，所以步骤④中所用的接种工具是涂布器。
（2）由题干信息分析可知，科研人员的目的是分离土壤中自生固氮菌，故为了模拟类似的生长环境，培养基中需要添加多种无机盐来模拟土壤环境，且应为固体培养基，需要添加凝固剂如琼脂，故答案为：培养基乙。
（3）纯化培养时，需同时进行未接种培养基的培养，目的是检测培过程中培养基是否被杂菌污染或检测培养基是否完全灭菌；若在④的平板上统计的菌落的平均数量为130个，则每克土壤中含有的固氮菌为130÷0.1×104=1.3×107个。
（4）①对照组的目的是排除无关变量对实验的影响，故对照组（CK）的处理为每盆土壤浇50mL无氮植物营养液。
②由柱状图可知，空白对照组中土壤微生物有机氮含量为10，CM12处理组土壤微生物有机氮含量为22，故与对照组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加值大概为（22-10）÷10×100%=120%。
③自生固氮菌比共生固氮菌（如根瘤菌）的应用范围更广，原因是自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制。
【分析】稀释涂布平板法计算公式：每克样品中的菌株数=C/VxM，其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液体积（mL），M代表稀释倍数。
12．（2023高三下·河北开学）心脏移植是挽救终末期心脏病患者生命唯一有效的手段，然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤（IRI），可能导致心脏坏死。研究发现，IRI通过促进Caspase8等一系列凋亡基因的表达，导致细胞凋亡最终引起器官损伤。根据Caspase8基因合成的小干扰RNA（siRNA）可以使Caspase8基因沉默，有效抑制IRI所致的器官损伤。图1是利用猪的心肌细胞开展siRNA作用研究的示意图，图2是此研究可能用到的4种限制酶及其切期位点。回答下列问题：
（1）图1中步骤②构建重组质粒需要使用多种工具酶。常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。图2中 酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接，图中 酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是 。
（2）图1中步骤③将重组质粒导入猪的心肌细胞最常用的方法是 。siRNA对应DNA序列在心肌细胞中表达产生siRNA的步骤④称为 。siRNA与RISC组装形成基因沉默复合物，通过抑制基因表达的 过程，使Caspase8基因沉默，从而降低IRI引起的细胞凋亡。
（3）研究人员根据Caspase8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因Caspase8的mRNA含量来确定最优序列。测定mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA，经过过程得到cDNA，再进行PCR扩增，测定PCR产物量，结果如 图3所示。据此判断最优序列是 。
（4）选用猪的心肌细胞作受体细胞是因为猪在基因、解剖结构、生理生化和免疫反应等方面与人类极为相似。为了解决心脏移植供体短缺问题，许多科学家正在研究用猪心脏代替人的心脏。你认为将猪心脏移植到人体面临的最大挑战是 。
【答案】（1）EcoRⅠ、PstⅠ；EcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRV；磷酸二酯键
（2）显微注射法；转录；翻译
（3）逆转录；序列2
（4）免疫排斥反应
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）限制酶EcoRI和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和EcoRV切割形成的是平末端，E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接黏性末端，另外T4DNA连接酶还可以连接平末端，因此图中EcoRⅠ和PstⅠ切割后的DNA片段（具有黏性末端）可以用E.coliDNA连接酶连接，EcoRI、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRV切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成磷酸二酯键。
（2）将重组质粒导入动物细胞常采用显微注射法，步骤④以DNA为模板合成RNA，为转录过程。mRNA是翻译的模板，据图1可知，基因沉默复合物作用于Caspase8mRNA，抑制了基因表达的翻译过程，使Caspase8基因沉默。
（3）测定mRNA含量时，需提取细胞总RNA，经过逆转录过程得到cDNA，再进行PCR扩增，通过PCR产物的量间接反映细胞中相关基因的mRNA含量；据图3可知，在序列2作用下，PCR产物量最少，推测Caspase8的mRNA含量最低，表明其抑制效果最好，是最优序列。
（4）对于人体而言，猪的器官属于外来物质，免疫系统会把外来器官当作抗原成分进行攻击，故免疫排斥反应是将猪心脏移植到人体面临的最大挑战。
【分析】基因工程的操作程序： （1）目的基因的筛选与获取：利用PCR获取和扩增目的基因：①变性：当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。②复性：当温度下降到50℃左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。③延伸：72℃左右时，耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。（2）基因表达载体的构建： 基因表达载体的组成有目的基因、复制原点、启动子、终止子和标记基因。 （3）将目的基因导入受体细胞——显微注射法。 （4）目的基因的检测与鉴定：①分子水平：DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体DNA是否插入目的基因，也可检测目的基因是否转录出mRNA。抗原抗体杂交法检测目的基因是否表达出蛋白质。②个体生物学水平鉴定。
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