上海市奉贤区2023-2024学年高三上学期生物学12月期末考试试题
一、(18分)细胞坏死与组织修复
1．肌肉组织受到急性损伤后，细胞坏死在组织损伤修复过程中提供有益帮助。肌细胞损伤后释放的物质可招募免疫细胞(如促炎性巨噬细胞可促进炎症的发生)，其数量变化如图1所示。
（1）根据图1中信息和所学知识分析，以下正确的是（ ）。(多选)
A．招募的T淋巴细胞主要参与细胞免疫
B．肌细胞损伤后释放的物质直接进入组织液
C．抑炎性巨噬细胞在后期招募，随后降至最低
D．巨噬细胞只在非特异性免疫过程中发挥作用
（2）根据题意，肌细胞损伤后释放的物质可招募免疫细胞，下列现象中也存在类似信息传递过程的有（ ）。(多选)
A．抗利尿激素减少人体排尿量
B．肌细胞内的三羧酸循环
C．尿液量增加到一定程度使人产生尿意
D．肝细胞中的过氧化氢酶催化过氧化氢
（3）坏死细胞通过释放TNC(肌腱蛋白C)促进肌肉干细胞增殖，相关过程与数据如图2所示，其中 RAS、RAF、MEK和ERK为调节过程中的相关蛋白质。
根据图2中信息和所学知识，下列物质或结构存在于内环境中的是 。(编号选填)
①TNC ②EGFR(表皮生长因子受体) ③MEK ④葡萄糖 ⑤糖原
（4）某个体肌纤维细胞与肌肉干细胞中相同的是 。(编号选填)
①遗传信息种类 ②mRNA 种类 ③蛋白质种类 ④碱基种类
（5）图3为不同个体中 TNC 的表达量， 根据图3与图2信息及已学知识，下列分析正确的是 。(单选)
A.人体除成熟的红细胞外，每个细胞只有一个细胞核。
B. TNC 促进肌肉干细胞增殖与 RAS有关，与MEK 无关。
C.可以检测 TNC的表达量来表征病人肌肉组织的损伤程度
D. TNC进入细胞后引起ERK的高表达，是细胞生长与增殖所必须的。
（6）肌肉干细胞增殖过程中，与保证亲子代细胞遗传信息一致性有关的是 。(编号选填)
①DNA的复制 ②染色质螺旋化为染色体 ③非同源染色体自由组合
④染色体排列在赤道面上 ⑤同源染色体分离 ⑥核膜消失 ⑦纺锤丝牵引染色体
二、(19分)上海海湾国家森林公园
2．上海海湾国家森林公园位于奉贤区境内杭州湾入海口，为20世纪60-80年代多次围海、农田改造形成。森林公园始建于1999年，在原有植被基础上，种植多种景观林，现有女贞、香樟、喜树等乔灌木种类达60种以上。
（1）经多次围海、农田改造到形成如今的上海海湾国家森林公园，展现了生物群落的 (初生/次生)演替。
（2）比较2011年与2016年表中数据，甲地中女贞的数量变化是 (增加/减少/不变)，请结合表1中信息，尝试分析女贞种群数量发生这一变化的原因可能是 。
课题组分别记录了上海海湾国家森林公园2011年、2016年甲、乙两地的部分植物生长情况，数据见表1。
表1
甲地 乙地
2011年 2016年 2011年 2016年
木本植物数量 (株) 283 217 131 136
群落密度 (/hm ) 3538 2713 3275 3050
优势种数量 (株) 女贞： 250 女贞： 182 光皮株木、喜树和女贞： 121 光皮株木、喜树和女贞：130
女贞生长形态 / 丛生现象严重 / 乔木状明显
群落高度 集中在1-7m 处， 主要为女贞， 占杨地植物总数 92.6% 1-7m处， 主要为女贞和少量光皮棶木， 占杨地植物总数 43.4%。7m以上多为喜树和光皮棶木。
（3）乙地B中，主要植物分布差异体现了群落的 (垂直/水平)结构特征。
（4）乔木种群的径级结构(代表年龄组成)可以反映种群与环境之间的相互关系，预测种群未来发展趋势。课题组成员调查了甲、乙两地不同坡向女贞的径级结构，结果见图4。下列叙述正确的是（ ）。(多选)
注：I和II为幼年期，III和IV为成年期，V和VI为老年期
A．甲地Ⅲ径级个体可能在幼年期经历了干旱等不利环境
B．乙地阳坡的种群密度比甲地阳坡的种群密度低
C．甲、乙两地阳坡的种群年龄结构分别为稳定型和衰退型
D．甲地阴坡的种群增长曲线均为S型、乙地阴坡的种群增长曲线均为J型。
（5）课题组若要衡量该公园在鸟类多样性保护方面的修复效果，需要调查的数据包括 。(编号选填)
①各鸟类种群的密度 ②候鸟的迁入率 ③留鸟的出生率④鸟类的食性
（6）图5表示该公园中某一食物链中各生物体内有毒物质含量的柱状图，该食物链最可能是（ ）。(单选)
A．甲→乙→丙→丁 B．丁→丙→乙→甲
C．丙→甲→乙→丁 D．丁→乙→甲→丙
（7）课题组成员在计算图5四种生物的同化量，发现从生产者到初级消费者之间能量传递效率明显不在5~20%的范围内，请分析其原因。 。
三、(19分) 骨关节炎光照治疗
3．骨关节炎是一种退行性疾病， 病因是关节内软骨细胞的 ATP和NADPH耗竭，使细胞合成代谢受损，导致细胞退变和衰老。浙江大学的林贤丰团队提取菠菜类囊体， 制成了纳米类囊体(NTUs)， 然后用小鼠软骨细胞膜(CM)进行封装，制备出 CM-NTUs， 注射到患有骨关节炎的小鼠膝关节，对该部位进行光照后， 发现细胞内的合成代谢得到了改善，软骨退化减慢，体内衰老细胞活力恢复。
具体过程如图6所示。
（1）注射了纳米类囊体的软骨细胞具有的功能是 。(编号选填)
①将光能转化为活跃的化学能
②将活跃的化学能转化为光能
③将活跃的化学能转化为稳定的化学能
④将稳定的化学能转化为活跃的化学能
（2）“霜打”后的菠菜，随着可溶性糖的增加，口感会更好。菠菜叶增加的可溶性糖的来源有 。(编号选填)
①淀粉水解
②糖酵解
③光反应
④碳反应
（3）受低温胁迫的菠菜细胞常表现为轻度的质壁分离状态。低温处理后的菠菜液泡内可溶性糖的含量增加，则可以在显微镜下观察到____。(单选)
A．质壁分离程度增加 B．细胞吸水涨破
C．质壁分离复原 D．无明显变化
（4）CM-NTUs进入小鼠软骨细胞的方式是____。(单选)
A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吞
（5）研究人员把 CM NTUs而不是NTUs注入患病小鼠的膝关节， 原因是 。
（6）另一研究发现：肿瘤区域高浓度的 H O 造成肿瘤区域缺氧而成为细胞信号促进肿瘤的恶性增殖，而 O 可转化成高毒性的单线态氧，诱导肿瘤细胞凋亡；类囊体膜上有丰富的过氧化氢酶，请提出一条不同于传统放疗或化疗的肿瘤治疗新思路，并说出理由 。
四、(23分)阿尔茨海默症
4．阿尔兹海默症(AD) 是一种发生于老年和老年前期的中枢神经系统退行性疾病，β-淀粉样前体蛋白(APP)基因是 AD发病关联基因。科学家尝试构建含人APP基因的转基因小鼠动物模型(如图7)，以研究AD疾病的发病机制。
（1）下列对培养基X和培养基 Y 的说明正确的是____。（多选)
A．培养基X是鉴别培养基
B．培养基Y应选用液体培养基
C．培养基X上生长大肠杆菌均含有重组质粒
D．培养基Y上生长大肠杆菌均含有重组质粒
（2）下列关于过程Ⅳ的培养条件，说明合理的是____。(多选)
A．加入抗生素—防止细菌感染 B．5%CO —维持酸碱平衡
C．适宜温度—维持酶活性 D．适宜渗透压—维持水平衡
（3）在繁育转基因小鼠过程中采用的生物技术与工程是 。(编号选填)
①重组DNA 技术
②动物细胞培养技术
③动物细胞融合技术
④细胞核移植技术
⑤胚胎移植技术
（4）若过程Ⅰ中质粒pUCl8选用了 Xho I和BclⅠ进行切割，表2为4种限制酶的识别序列和切割位点。为实现其与目的基因相连，可在人 APP基因两端分别添加 (编号选填)：若要保证过程Ⅱ能够成功回收 APP 基因，则应在人 APP 基因两端分别添加 。 (编号选填)
①XhoI 和 BclI的识别序列
②SacI 和 BclI的识别序列
③Xho I 和 BamHI的识别序列
④Sac I 和 BamHI 的识别序列
（5）科学家研究发现AD与脑部的β淀粉样蛋白(Aβ)寡聚有关，Aβ寡聚体能引起一系列的神经细胞毒性反应，造成神经细胞死亡。相关机制如图8，请回答：
有的神经递质为小分子化合物，但仍以图8所示方式释放，其意义是_________。(单选)
A．不利于神经冲动快速传递 B．避免被酶降解
C．短时间内可大量释放 D．减少能量的消耗
（6）神经递质与突触后膜上的 NMDA受体结合会引起Na 通道打开，Aβ寡聚体与NMDA受体结合后突触后膜兴奋性将 (增强/减弱/不变)。AD患者的神经纤维常常出现缠结原因是Aβ寡聚体导致微管稳定性丢失，由微管蛋白组成的 (细胞结构)被破坏，不能维持细胞的正常形态。
（7）请据图8及所学知识分析AD患者与糖尿病的相关性。
五、(21分)籼稻和粳稻
5．籼稻和粳稻两个稻种的杂交种具有杂种优势，但常常败育。科研人员通过杂交实验和基因检测发现了籼稻（基因型表示为ii）与粳稻（基因型表示为jj）之间生殖隔离的遗传因素。
（1）粳稻适于高海拔种植，而籼稻适宜于在低海拔湿热地区种植。检测发现粳稻中的许多基因不存在于籼稻中，而籼稻中的很多基因也未在粳稻中出现。对于两者的进化，下列观点合理的是 （ ）。(多选)
A．粳稻是籼稻祖先
B．粳稻中特有的基因来自生长于高海拔的祖先
C．两者的共同祖先在不同环境中分别进化
D．粳稻在低海拔地区可进化为籼稻
（2）显微观察发现籼—粳杂交种产生的花粉中有一半表现异常（败育），且其自交子代中ii和ij比例接近1：1，由此推测 （ ）。(单选)
A．jj纯合子死亡 B．i型花粉粒败育
C．ij杂合子部分死亡 D．j型花粉粒败育
（3）研究者选择了5个与花粉败育可能相关的候选基因，为了确定与籼-粳杂交不育相关的基因，应 。(编号选填并排序)
①将敲除候选基因的ij自交
②分别敲除ij的5个候选基因
③敲除ij的全部候选基因
④统计杂交后代的表型比例
图9是以水稻为实验材料的研究，揭示了生长素与细胞分裂素影响植物根系生长的机制。请回答下列问题：
（4）为研究不同浓度外源生长素对水稻胚芽鞘生长的影响，用初长为5mm的胚芽鞘进行相关实验，结果如图10所示(对照组仅用蒸馏水处理)。据图可知（ ）。(单选)
A．无外源生长素，胚芽鞘不能生长
B．生长素对胚芽鞘的生长具有两重性
C．浓度3一定大于浓度2
D．浓度4可能大于浓度 3
（5）据图9分析， 含量上升会促进根系的生长；促进细胞分裂素氧化酶合成的因素有 ；细胞分裂素与细胞分裂素氧化酶之间的平衡调控机制属于 调节。
研究发现A基因可能是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因，进而影响水稻根系的生长。为了验证上述推测，科研人员构建了敲除A基因的水稻突变体， 继续进行实验。
（6）
组别 水稻种类 检测指标
1 a b
2 普通水稻(野生型) 同上
请补充表中a、b处的内容，完善实验方案。a ；b 。
（7）实验的检测结果为 ，说明A基因是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因。
答案解析部分
1．【答案】（1）A；B
（2）A；C
（3）①④
（4）①④
（5）C
（6）①②④⑥⑦
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点；内环境的组成；水盐平衡调节；非特异性免疫；细胞免疫；体液免疫
【解析】【解答】(1)A、B细胞参与体液免疫，T细胞主要参加细胞免疫，A正确；
B、肌细胞是组织细胞，组织细胞生活的直接环境是组织液，所以肌细胞损伤后释放的物质直接进入组织液，B正确；
C、根据图1，抑炎性巨噬细胞在后期招募，但是没有降至最低，而是在一定时间内维持在一定水平，C错误；
D、巨噬细胞在人体免疫的第二道防线中属于非特异性免疫，但是它也参与特异性免疫；D错误。
故选AB。
(2) A、抗利尿激素作为信息分子，将信息传给肾小管和集合管促进对水的重吸收，从而使尿量减少，A正确；
B、肌细胞内的三羧酸循环不属于信息传递，B错误；
C、尿液量增加到一定程度会将信息传递到大脑皮层产生尿意，C正确；
D、肌细胞中的过氧化氢酶催化过氧化氢水解不属于信息传递，D错误。
故选AC。
(3)坏死细胞通过释放TNC(肌腱蛋白C)促进肌肉干细胞增殖，其中RAS、RAF、MEK和ERK为调节过程中的相关蛋白质，所以TNC会出现在内环境中，RAS、RAF、MEK和ERK是细胞内的蛋白质不会出现在内环境中，EGFR(表皮生长因子受体)是细胞表面的受体，不属于内环境中的成分，糖原主要存在于肌肉细胞和肝脏细胞中，也不属于内环境的成分，葡萄糖是内环境中的成分。故选①④。
(4)同一个体不同部位的细胞的遗传信息是相同的，核酸种类是相同的，所以碱基种类也相同，但是由于基因的选择性表达，mRNA和蛋白质种类不完全相同。
故选①④。
(5) A、骨骼肌细胞会出现多个细胞核；A错误；
B、坏死细胞通过释放TNC(肌腱蛋白C)促进肌肉干细胞增殖，其中RAS、RAF、MEK和ER K为调节过程中的相关蛋白质，所哟TNC促进肌肉干细胞增殖与RAS有关，与MEK也有关， B错误；
C、坏死细胞通过释放TNC(肌腱蛋白C)促进肌肉干细胞增殖，其中RAS、RAF、MEK和ERK为调节过程中的相关蛋白质，所以TNC促进肌肉干细胞增殖与RAS有关，与MEK也有关，且坏死细胞越多，释放的TNC越多，所以可以检测 TNC的表达量来表征病人肌肉组织的损伤程度；C正确；
D、TNC作为信息分子，与肌肉干细胞上的受体结合将信息传递给肌肉干细胞，不进入细胞。D错误。
故选C。
(6)肌肉干细胞增殖是通过有丝分裂，与保证亲子代细胞遗传信息一致性有关的是有丝分裂涉及的相关特点，③和⑤是减数分裂的特点，不符合题意。所以选①②④⑥⑦。
【分析】1、保护人体健康的三道防线是：第一道防线由皮肤和黏膜组成，能够阻挡和杀死病原体，阻挡和清除异物；第二道防线由体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成，能够溶解杀死病原体；第三道防线包括免疫器官和免疫细胞，能够产生抗体来抵抗抗原。第三道防线是后天获得的，只针对某特定的病原体或异物起作用，具有特异性，因此叫做特异性免疫，前两道防线属于非特异性免疫。非特异性免疫是人生来就有的，不针对某一种特定病原体，而是对多种病原体都有防御作用；特异性免疫是后天逐渐形成的，只针对一种抗原发挥免疫作用。
2、细胞免疫过程为：（1）感应阶段：吞噬细胞摄取和处理抗原，并暴露出其抗原决定簇，然后将抗原呈递给T细胞；（2）反应阶段：T细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细胞和效应T细胞，同时T细胞能合成并分泌淋巴因子，增强免疫功能。（3）效应阶段：效应T细胞发挥效应，激活靶细胞内的溶酶体酶使靶细胞裂解。
3、当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少，同时大脑皮层产生渴觉（主动饮水）。
4、血浆、淋巴、组织液中物质：
①小肠吸收的物质在血浆、淋巴中运输：水、盐、糖、氨基酸、维生素、血浆蛋白、甘油、脂肪酸等。
②细胞分泌物：抗体、淋巴因子、神经递质、激素等。
③细胞代谢产物：CO2、水分、尿素等。
5、有丝分裂不同时期的特点︰（1）间期∶进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；（2）前期∶核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；（4）后期∶着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；（5）末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2．【答案】（1）次生
（2）减少；种群密度过大或种内竞争激烈
（3）垂直
（4）A；C
（5）①②③
（6）D
（7）该地区还存在其它食物链
【知识点】种群的特征；群落的结构；群落的演替；生态系统的结构；生态系统的能量流动
【解析】【解答】(1)经多次围海、农田改造到形成如今的上海海湾国家森林公园，展现了生物群落的次生演替。
(2)比较2011年与2016年表中数据，甲地中女贞的数量由250株变为182株，数量减少，女贞种群数量发生这一变化的原因可能是种群密度过大或种内竞争激烈。
(3)乙地B中，主要植物分布受阳光等环境条件的影响，其差异体现了群落的垂直结构特征。
(4)A、由甲地个体数的柱形图可知，甲地III径级个体数量明显少于其他径级，可能在幼年期经历了干旱等不利环境，A正确；
B、乙地阳坡的种群密度为(10+15+20+25+30+40)=140个/500m2，甲地阳坡的种群密度为(20+20+5+20+25+20)=110个/500m2，故乙地阳坡的种群密度比甲地阳坡的种群密度高，B错误；
C、甲地阳坡各径级的个体数相当，属于稳定型，乙地阳坡的老年期个体数>中年期个体数>幼年期个体数，属于衰退型，C错误；
D、甲、乙两地阴坡的种群数量均有幼年时期个体数多(增长快)、老年期数量趋于稳定的特点，故二者种群增长曲线均为S型，D错误。故选AC。
(5)课题组若要衡量该公园在鸟类多样性保护方面的修复效果，需要调查的数据包括①各鸟类种群的密度、②候鸟的迁入率、③留鸟的出生率。
(6)有毒物质会随着食物链进行富集，该食物链最可能是丁→乙→甲→丙，D正确，ABC错误。
故选D。
(7)在计算图2四种生物的同化量，如果该地区还存在其它食物链，会导致从生产者到初级消费者之间能量传递效率明显不在5~20%的范围内。
【分析】1、群落演替的类型：（1）初生演替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替，初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。（2）次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替，次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
2、种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。其中，种群密度是种群最基本的数量特征；出生率和死亡率对种群数量起着决定性作用；年龄结构可以预测一个种群数量发展的变化趋势。
3、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构。（1）垂直结构：指群落在垂直方向上的分层现象。原因：①植物的分层与对光的利用有关，群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱，不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为：乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物，其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为：猫头鹰（森林上层），大山雀（灌木层），鹿、野猪（地面活动），蚯及部分微生物（落叶层和土壤）。（2）水平结构：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因：由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差异，它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果，既有利于充分利用资源，又有利于缓解种间竞争，导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。
4、食物链：在生态系统中，各种生物之间由于捕食关系而形成的一种联系；食物网：在一个生态系统中，许多食物链彼此交错连接成的复杂营养结构。
5、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。研究此生态系统能量流动的意义是调整能量流动关系，使能量持续高效流向对人类最有益的部分。
摄入量=同化量+粪便量；同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能；生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量；能量流动效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量ⅹ100%。
3．【答案】（1）①④
（2）①④
（3）C
（4）D
（5）避免被小鼠免疫系统清除
（6）移入类囊体并进行光疗。一方面光照条件下，类囊体产生O2，可诱导肿瘤细胞凋亡； 另一方面，类囊体膜上有丰富的过氧化氢酶，可分解肿瘤区域高浓度的 又能产生O ，加快了肿瘤细胞凋亡
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义；光合作用的过程和意义；质壁分离和复原
【解析】【解答】(1)植物细胞中，类囊体是光反应的场所，光反应过程中可以将光能转化为活跃的化学能，此外软骨细胞能够进行呼吸作用过程，也能将稳定的化学能转化为活跃的化学能。故选①④。
(2)“霜打”后的菠菜，随着可溶性糖的增加，口感会更好。菠菜叶增加的可溶性糖的来源有①淀粉水解(可产生麦芽糖等)和④碳反应(可生成葡萄糖等)，而糖酵解和光反应不会产生可溶性糖。故选①④。
(3)低温处理后的菠菜液泡内可溶性糖的含量增加，细胞液浓度变大，细胞吸水，则可以在显微镜下观察到质壁分离复原。故选C。
(4)分析题意，制备出纳米类囊体(NTUs)，然后用小鼠软骨细胞膜(CM)进行封装，制备出CM-NTUs，则 CM-NTUs是大分子物质，大分子物质进入小鼠软骨细胞的方式是胞吞。故选D。
(5)研究人员把CM-NTUs不是NTUs注入患病小鼠的膝关节，这是因为用小鼠软骨细胞膜对NTUs进行封装后，一方面为类囊体发生作用提供了合适的内部环境，另一方面也对NTUs起到了保护作用，避免被免疫系统清除。
(6)结合题意可知，肿瘤区域高浓度的 H2O2造成肿瘤区域缺氧而成为细胞信号促进肿瘤的恶性增殖，而O2可转化成高毒性的单线态氧，诱导肿瘤细胞凋亡，据此提出的肿瘤治疗新思路为：移入类囊体并进行光疗。一方面光照条件下，类囊体产生O2，可诱导肿瘤细胞凋亡；另一方面，类囊体膜上有丰富的过氧化氢酶，可分解肿瘤区域高浓度的H2O2，又能产生O2，加快了肿瘤细胞凋亡。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、植物细胞的质壁分离：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。
3、大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输，它们均需要消耗能量，依赖于细胞膜的流动性。
4．【答案】（1）B；D
（2）A；B；C；D
（3）①②⑤
（4）①③；①
（5）C
（6）减弱；细胞骨架
（7）神经细胞周围聚集的Aβ寡聚体与胰岛素受体结合，使得胰岛素缺乏受体，神经细胞无法获得摄取葡萄糖的信息，人体代偿性的分泌更多的胰岛素来维持血糖平衡，但胰岛素可以与其他细胞的胰岛素受体结合，降低血糖
【知识点】突触的结构；动物细胞培养技术；细胞骨架；培养基概述及其分类；基因工程的基本工具（详细）；血糖平衡调节
【解析】【解答】(1)利用“修饰”后的人APP基因和质粒pUC18重组构建含人APP基因的重组质粒，然后导入大肠杆菌，但并不是所有的大肠杆菌都接纳了重组质粒，因此先利用培养基X筛选出含有重组质粒的大肠杆菌，所以X属于选择培养基。然后将选择出的含有重组质粒的大肠杆菌放入培养基Y中进行扩大培养，因此培养基Y应选用液体培养基，且培养基Y上生长大肠杆菌均含有重组质粒，故选BD。
(2)过程IV为胚胎体外培养，需要加入抗生素一防止细菌感染、5%CO2-维持酸碱平衡、适宜温度-维持酶活性、适宜渗透压-维持水平衡，故选ABCD。
(3)据图分析：I是构建重组DNA导入大肠杆菌，III是将表达载体导入受精卵，IV是胚胎体外培养，V是胚胎移植。在繁育转基因小鼠过程中采用的生物技术与工程是重组DNA 技术、动物细胞培养技术、胚胎移植技术，故选①②⑤。
(4)由图1可知，质粒pUCl8选用了Xhol和BcII进行切割，为了让质粒和目的基因连接必须要有相同的粘性末端，因此人APP基因两端应添加Xhol和BclI的识别序列，但BamHI和BclI切割后获得的粘性末端相同的，且目的基因的转录方向并不确定，为了保证目的基因正常表达，因此可在人APP基因两端分别添加①和③。要保证过程II能够成功回收APP 基因，则应在人 APP基因两端分别添加①。
(5)以胞吐的形式可以在短时间内释放大量的神经递质，有利于神经冲动快速传递，不能避免被酶降解，胞吐过程也需要消耗能量，因此没有减少能量的消耗，故选C。
(6)神经递质与突触后膜上的NMDA受体结合会引起Na+通道打开，AB寡聚体与NMDA受体结合后会竞争性抑制神经递质与NMDA受体结合，从而突触后膜兴奋性将减弱。细胞骨架是由微管蛋白组成的，因此Aβ寡聚体导致微管稳定性丢失，由微管蛋白组成的细胞骨架被破坏。
(7)神经细胞周围聚集的Aβ寡聚体与胰岛素受体结合，使得胰岛素缺乏受体，神经细胞无法获得摄取葡萄糖的信息，人体代偿性的分泌更多的胰岛素来维持血糖平衡，但胰岛素可以与其他细胞的胰岛素受体结合，从而降低血糖。
【分析】1、培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基，液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基；固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数，液态培养基常用于扩大化生产，观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等；根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
2、动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。
3、“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）
（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
4、突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。当轴突末梢有神经冲动传来时，突触小泡受到刺激，就会向突触前膜移动并与它融合，同时以胞吐的方式释放神经递质。神经递质经扩散通过突触间隙，与突触后膜上的相关受体结合，从而改变了突触后膜对离子的通透性，引发突触后膜电位变化，这样，信号就从一个神经元通过突触传递到了另一个神经元。随后神经递质会与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞，以免持续发挥作用。
5、细胞骨架是支持细胞器的结构，细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
6、当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而使血糖下降。
5．【答案】（1）B；C
（2）D
（3）②①④
（4）D
（5）生长素；生长素含量上升、细胞分裂素含量上升；(负)反馈
（6）水稻突变体；根的平均长度
（7）1组水稻根的平均长度短于2组
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性；植物激素间的相互关系
【解析】【解答】(1) A、由题意信息不能得出“粳稻是籼稻祖先”的结论，A错误；
B、粳稻适于高海拔地区种，说明粳稻中特有的基因来自生长于高海拔的祖先，B正确；
C、粳稻适于高海拔地区种，籼稻适宜于在低海拔湿热地区种，据此可推测：两者的共同祖先在不同环境中分别进化，C正确；
D、由题意可知：粳稻中的许多基因不存在于籼稻中，而且不适于在低海拔湿热地区种，因此粳稻在低海拔地区不一定进化为籼稻，有可能在生存斗争中被淘汰，D错误。故选BC。
(2) AC、由题意“显微观察发现籼-粳杂交种产生的花粉中有一半出现异常(败育)“可知：自交子代中ii和ij比例接近1：1，不是由"ii纯合子死亡”或“ij杂合子部分死亡”导致的，而是由杂交种产生的花粉中有一半出现败育导致的， AC错误；
BD、籼稻(ii) 与粳稻(jj) 杂交，F1的基因型为ij。若F1产生的i型花粉中有一半败育，则F1产生的可育花粉的种类及比例为i：j=1：2，自交子代的基因型种类及其比例为ii：ij：jj=1：3：2，若F1产生的j型花粉中有一半败育，则 F1产生的可育花粉的基因型种类及其比例为i：j=2：1，自交子代的基因型种类及其比例为ii：ij：jj=2：3：1。可见，自交子代中ii和ij比例接近1：1，是由“j型花粉粒败育”导致的，B错误，D正确。故选D。
(3) 为确定与籼-粳杂交不育相关的基因，首先②分别敲除ij的5个候选基因，然后①将敲除候选基因的ij自交，最后④统计自交后代的表型比例，并将该表型比例与没有敲除任何候选基因的ij自交后代的表型比例进行对比，即可确定敲除的基因是否与花粉败育有关。
(4) A、对照组仅用蒸馏水处理小麦胚芽鞘，胚芽鞘有生长，A错误；
B、浓度1-5处理的胚芽鞘都比对照组长，说明实验中只有促进，没有抑制，B错误；
C、低于最适浓度时，随生长素浓度增加促进作用增强，高于最适浓度时，随生长素浓度增加促进作用减弱，所以3有可能小于最适浓度，2有可能大于最是浓度，C错误；
D、低于最适浓度时，随生长素浓度增加促进作用增强，高于最适浓度时，随生长素浓度增加促进作用减弱，4可能大于最适浓度，3有可能小于最是浓度，D正确。
故选D。
(5)据图中，生长素含量上升对根系的生长有促进作用；生长素含量上升、细胞分裂素含量上升都能促进细胞分裂素氧化酶的合成；细胞分裂素含量上升促进细胞分裂素氧化酶合成增多，而细胞分裂素氧化酶降解(抑制)细胞分裂素使其减少，所以细胞分裂素与细胞分裂素氧化酶之间的平衡调控机制属于(负)反馈调节调节。
(6)为了验证A基因的作用，应将水稻突变体与普通水稻对照观察，所以a为水稻突变体；A基因可能是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因，进而影响水稻根系的生长，所以检测指标就用根的平均长度。
(7)如果A基因是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因，则敲除A基因的水稻突变体生根长度将变短，所以1组水稻根的平均长度短于2组。
【分析】1、生长素作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长，主要表现为：既能促进生长，也能抑制生长；既可以疏花蔬果，也可以防止落花落果；既能促进生根，也能抑制生根。能够体现生长素两重性的实例有：顶端优势、根的向地性、根的背光性等。
2、细胞分裂素类：细胞分裂素在根尖合成，在进行细胞分裂的器言中含量较高，细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂和扩大，此外还有诱导芽的分化，延缓叶片衰老的作用。
3、负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化；正反馈调节是指某一生成的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的的变化。
1 / 1上海市奉贤区2023-2024学年高三上学期生物学12月期末考试试题
一、(18分)细胞坏死与组织修复
1．肌肉组织受到急性损伤后，细胞坏死在组织损伤修复过程中提供有益帮助。肌细胞损伤后释放的物质可招募免疫细胞(如促炎性巨噬细胞可促进炎症的发生)，其数量变化如图1所示。
（1）根据图1中信息和所学知识分析，以下正确的是（ ）。(多选)
A．招募的T淋巴细胞主要参与细胞免疫
B．肌细胞损伤后释放的物质直接进入组织液
C．抑炎性巨噬细胞在后期招募，随后降至最低
D．巨噬细胞只在非特异性免疫过程中发挥作用
（2）根据题意，肌细胞损伤后释放的物质可招募免疫细胞，下列现象中也存在类似信息传递过程的有（ ）。(多选)
A．抗利尿激素减少人体排尿量
B．肌细胞内的三羧酸循环
C．尿液量增加到一定程度使人产生尿意
D．肝细胞中的过氧化氢酶催化过氧化氢
（3）坏死细胞通过释放TNC(肌腱蛋白C)促进肌肉干细胞增殖，相关过程与数据如图2所示，其中 RAS、RAF、MEK和ERK为调节过程中的相关蛋白质。
根据图2中信息和所学知识，下列物质或结构存在于内环境中的是 。(编号选填)
①TNC ②EGFR(表皮生长因子受体) ③MEK ④葡萄糖 ⑤糖原
（4）某个体肌纤维细胞与肌肉干细胞中相同的是 。(编号选填)
①遗传信息种类 ②mRNA 种类 ③蛋白质种类 ④碱基种类
（5）图3为不同个体中 TNC 的表达量， 根据图3与图2信息及已学知识，下列分析正确的是 。(单选)
A.人体除成熟的红细胞外，每个细胞只有一个细胞核。
B. TNC 促进肌肉干细胞增殖与 RAS有关，与MEK 无关。
C.可以检测 TNC的表达量来表征病人肌肉组织的损伤程度
D. TNC进入细胞后引起ERK的高表达，是细胞生长与增殖所必须的。
（6）肌肉干细胞增殖过程中，与保证亲子代细胞遗传信息一致性有关的是 。(编号选填)
①DNA的复制 ②染色质螺旋化为染色体 ③非同源染色体自由组合
④染色体排列在赤道面上 ⑤同源染色体分离 ⑥核膜消失 ⑦纺锤丝牵引染色体
【答案】（1）A；B
（2）A；C
（3）①④
（4）①④
（5）C
（6）①②④⑥⑦
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点；内环境的组成；水盐平衡调节；非特异性免疫；细胞免疫；体液免疫
【解析】【解答】(1)A、B细胞参与体液免疫，T细胞主要参加细胞免疫，A正确；
B、肌细胞是组织细胞，组织细胞生活的直接环境是组织液，所以肌细胞损伤后释放的物质直接进入组织液，B正确；
C、根据图1，抑炎性巨噬细胞在后期招募，但是没有降至最低，而是在一定时间内维持在一定水平，C错误；
D、巨噬细胞在人体免疫的第二道防线中属于非特异性免疫，但是它也参与特异性免疫；D错误。
故选AB。
(2) A、抗利尿激素作为信息分子，将信息传给肾小管和集合管促进对水的重吸收，从而使尿量减少，A正确；
B、肌细胞内的三羧酸循环不属于信息传递，B错误；
C、尿液量增加到一定程度会将信息传递到大脑皮层产生尿意，C正确；
D、肌细胞中的过氧化氢酶催化过氧化氢水解不属于信息传递，D错误。
故选AC。
(3)坏死细胞通过释放TNC(肌腱蛋白C)促进肌肉干细胞增殖，其中RAS、RAF、MEK和ERK为调节过程中的相关蛋白质，所以TNC会出现在内环境中，RAS、RAF、MEK和ERK是细胞内的蛋白质不会出现在内环境中，EGFR(表皮生长因子受体)是细胞表面的受体，不属于内环境中的成分，糖原主要存在于肌肉细胞和肝脏细胞中，也不属于内环境的成分，葡萄糖是内环境中的成分。故选①④。
(4)同一个体不同部位的细胞的遗传信息是相同的，核酸种类是相同的，所以碱基种类也相同，但是由于基因的选择性表达，mRNA和蛋白质种类不完全相同。
故选①④。
(5) A、骨骼肌细胞会出现多个细胞核；A错误；
B、坏死细胞通过释放TNC(肌腱蛋白C)促进肌肉干细胞增殖，其中RAS、RAF、MEK和ER K为调节过程中的相关蛋白质，所哟TNC促进肌肉干细胞增殖与RAS有关，与MEK也有关， B错误；
C、坏死细胞通过释放TNC(肌腱蛋白C)促进肌肉干细胞增殖，其中RAS、RAF、MEK和ERK为调节过程中的相关蛋白质，所以TNC促进肌肉干细胞增殖与RAS有关，与MEK也有关，且坏死细胞越多，释放的TNC越多，所以可以检测 TNC的表达量来表征病人肌肉组织的损伤程度；C正确；
D、TNC作为信息分子，与肌肉干细胞上的受体结合将信息传递给肌肉干细胞，不进入细胞。D错误。
故选C。
(6)肌肉干细胞增殖是通过有丝分裂，与保证亲子代细胞遗传信息一致性有关的是有丝分裂涉及的相关特点，③和⑤是减数分裂的特点，不符合题意。所以选①②④⑥⑦。
【分析】1、保护人体健康的三道防线是：第一道防线由皮肤和黏膜组成，能够阻挡和杀死病原体，阻挡和清除异物；第二道防线由体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成，能够溶解杀死病原体；第三道防线包括免疫器官和免疫细胞，能够产生抗体来抵抗抗原。第三道防线是后天获得的，只针对某特定的病原体或异物起作用，具有特异性，因此叫做特异性免疫，前两道防线属于非特异性免疫。非特异性免疫是人生来就有的，不针对某一种特定病原体，而是对多种病原体都有防御作用；特异性免疫是后天逐渐形成的，只针对一种抗原发挥免疫作用。
2、细胞免疫过程为：（1）感应阶段：吞噬细胞摄取和处理抗原，并暴露出其抗原决定簇，然后将抗原呈递给T细胞；（2）反应阶段：T细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细胞和效应T细胞，同时T细胞能合成并分泌淋巴因子，增强免疫功能。（3）效应阶段：效应T细胞发挥效应，激活靶细胞内的溶酶体酶使靶细胞裂解。
3、当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少，同时大脑皮层产生渴觉（主动饮水）。
4、血浆、淋巴、组织液中物质：
①小肠吸收的物质在血浆、淋巴中运输：水、盐、糖、氨基酸、维生素、血浆蛋白、甘油、脂肪酸等。
②细胞分泌物：抗体、淋巴因子、神经递质、激素等。
③细胞代谢产物：CO2、水分、尿素等。
5、有丝分裂不同时期的特点︰（1）间期∶进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；（2）前期∶核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；（4）后期∶着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；（5）末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
二、(19分)上海海湾国家森林公园
2．上海海湾国家森林公园位于奉贤区境内杭州湾入海口，为20世纪60-80年代多次围海、农田改造形成。森林公园始建于1999年，在原有植被基础上，种植多种景观林，现有女贞、香樟、喜树等乔灌木种类达60种以上。
（1）经多次围海、农田改造到形成如今的上海海湾国家森林公园，展现了生物群落的 (初生/次生)演替。
（2）比较2011年与2016年表中数据，甲地中女贞的数量变化是 (增加/减少/不变)，请结合表1中信息，尝试分析女贞种群数量发生这一变化的原因可能是 。
课题组分别记录了上海海湾国家森林公园2011年、2016年甲、乙两地的部分植物生长情况，数据见表1。
表1
甲地 乙地
2011年 2016年 2011年 2016年
木本植物数量 (株) 283 217 131 136
群落密度 (/hm ) 3538 2713 3275 3050
优势种数量 (株) 女贞： 250 女贞： 182 光皮株木、喜树和女贞： 121 光皮株木、喜树和女贞：130
女贞生长形态 / 丛生现象严重 / 乔木状明显
群落高度 集中在1-7m 处， 主要为女贞， 占杨地植物总数 92.6% 1-7m处， 主要为女贞和少量光皮棶木， 占杨地植物总数 43.4%。7m以上多为喜树和光皮棶木。
（3）乙地B中，主要植物分布差异体现了群落的 (垂直/水平)结构特征。
（4）乔木种群的径级结构(代表年龄组成)可以反映种群与环境之间的相互关系，预测种群未来发展趋势。课题组成员调查了甲、乙两地不同坡向女贞的径级结构，结果见图4。下列叙述正确的是（ ）。(多选)
注：I和II为幼年期，III和IV为成年期，V和VI为老年期
A．甲地Ⅲ径级个体可能在幼年期经历了干旱等不利环境
B．乙地阳坡的种群密度比甲地阳坡的种群密度低
C．甲、乙两地阳坡的种群年龄结构分别为稳定型和衰退型
D．甲地阴坡的种群增长曲线均为S型、乙地阴坡的种群增长曲线均为J型。
（5）课题组若要衡量该公园在鸟类多样性保护方面的修复效果，需要调查的数据包括 。(编号选填)
①各鸟类种群的密度 ②候鸟的迁入率 ③留鸟的出生率④鸟类的食性
（6）图5表示该公园中某一食物链中各生物体内有毒物质含量的柱状图，该食物链最可能是（ ）。(单选)
A．甲→乙→丙→丁 B．丁→丙→乙→甲
C．丙→甲→乙→丁 D．丁→乙→甲→丙
（7）课题组成员在计算图5四种生物的同化量，发现从生产者到初级消费者之间能量传递效率明显不在5~20%的范围内，请分析其原因。 。
【答案】（1）次生
（2）减少；种群密度过大或种内竞争激烈
（3）垂直
（4）A；C
（5）①②③
（6）D
（7）该地区还存在其它食物链
【知识点】种群的特征；群落的结构；群落的演替；生态系统的结构；生态系统的能量流动
【解析】【解答】(1)经多次围海、农田改造到形成如今的上海海湾国家森林公园，展现了生物群落的次生演替。
(2)比较2011年与2016年表中数据，甲地中女贞的数量由250株变为182株，数量减少，女贞种群数量发生这一变化的原因可能是种群密度过大或种内竞争激烈。
(3)乙地B中，主要植物分布受阳光等环境条件的影响，其差异体现了群落的垂直结构特征。
(4)A、由甲地个体数的柱形图可知，甲地III径级个体数量明显少于其他径级，可能在幼年期经历了干旱等不利环境，A正确；
B、乙地阳坡的种群密度为(10+15+20+25+30+40)=140个/500m2，甲地阳坡的种群密度为(20+20+5+20+25+20)=110个/500m2，故乙地阳坡的种群密度比甲地阳坡的种群密度高，B错误；
C、甲地阳坡各径级的个体数相当，属于稳定型，乙地阳坡的老年期个体数>中年期个体数>幼年期个体数，属于衰退型，C错误；
D、甲、乙两地阴坡的种群数量均有幼年时期个体数多(增长快)、老年期数量趋于稳定的特点，故二者种群增长曲线均为S型，D错误。故选AC。
(5)课题组若要衡量该公园在鸟类多样性保护方面的修复效果，需要调查的数据包括①各鸟类种群的密度、②候鸟的迁入率、③留鸟的出生率。
(6)有毒物质会随着食物链进行富集，该食物链最可能是丁→乙→甲→丙，D正确，ABC错误。
故选D。
(7)在计算图2四种生物的同化量，如果该地区还存在其它食物链，会导致从生产者到初级消费者之间能量传递效率明显不在5~20%的范围内。
【分析】1、群落演替的类型：（1）初生演替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替，初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。（2）次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替，次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
2、种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。其中，种群密度是种群最基本的数量特征；出生率和死亡率对种群数量起着决定性作用；年龄结构可以预测一个种群数量发展的变化趋势。
3、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构。（1）垂直结构：指群落在垂直方向上的分层现象。原因：①植物的分层与对光的利用有关，群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱，不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为：乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物，其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为：猫头鹰（森林上层），大山雀（灌木层），鹿、野猪（地面活动），蚯及部分微生物（落叶层和土壤）。（2）水平结构：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因：由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差异，它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果，既有利于充分利用资源，又有利于缓解种间竞争，导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。
4、食物链：在生态系统中，各种生物之间由于捕食关系而形成的一种联系；食物网：在一个生态系统中，许多食物链彼此交错连接成的复杂营养结构。
5、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。研究此生态系统能量流动的意义是调整能量流动关系，使能量持续高效流向对人类最有益的部分。
摄入量=同化量+粪便量；同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能；生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量；能量流动效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量ⅹ100%。
三、(19分) 骨关节炎光照治疗
3．骨关节炎是一种退行性疾病， 病因是关节内软骨细胞的 ATP和NADPH耗竭，使细胞合成代谢受损，导致细胞退变和衰老。浙江大学的林贤丰团队提取菠菜类囊体， 制成了纳米类囊体(NTUs)， 然后用小鼠软骨细胞膜(CM)进行封装，制备出 CM-NTUs， 注射到患有骨关节炎的小鼠膝关节，对该部位进行光照后， 发现细胞内的合成代谢得到了改善，软骨退化减慢，体内衰老细胞活力恢复。
具体过程如图6所示。
（1）注射了纳米类囊体的软骨细胞具有的功能是 。(编号选填)
①将光能转化为活跃的化学能
②将活跃的化学能转化为光能
③将活跃的化学能转化为稳定的化学能
④将稳定的化学能转化为活跃的化学能
（2）“霜打”后的菠菜，随着可溶性糖的增加，口感会更好。菠菜叶增加的可溶性糖的来源有 。(编号选填)
①淀粉水解
②糖酵解
③光反应
④碳反应
（3）受低温胁迫的菠菜细胞常表现为轻度的质壁分离状态。低温处理后的菠菜液泡内可溶性糖的含量增加，则可以在显微镜下观察到____。(单选)
A．质壁分离程度增加 B．细胞吸水涨破
C．质壁分离复原 D．无明显变化
（4）CM-NTUs进入小鼠软骨细胞的方式是____。(单选)
A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吞
（5）研究人员把 CM NTUs而不是NTUs注入患病小鼠的膝关节， 原因是 。
（6）另一研究发现：肿瘤区域高浓度的 H O 造成肿瘤区域缺氧而成为细胞信号促进肿瘤的恶性增殖，而 O 可转化成高毒性的单线态氧，诱导肿瘤细胞凋亡；类囊体膜上有丰富的过氧化氢酶，请提出一条不同于传统放疗或化疗的肿瘤治疗新思路，并说出理由 。
【答案】（1）①④
（2）①④
（3）C
（4）D
（5）避免被小鼠免疫系统清除
（6）移入类囊体并进行光疗。一方面光照条件下，类囊体产生O2，可诱导肿瘤细胞凋亡； 另一方面，类囊体膜上有丰富的过氧化氢酶，可分解肿瘤区域高浓度的 又能产生O ，加快了肿瘤细胞凋亡
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义；光合作用的过程和意义；质壁分离和复原
【解析】【解答】(1)植物细胞中，类囊体是光反应的场所，光反应过程中可以将光能转化为活跃的化学能，此外软骨细胞能够进行呼吸作用过程，也能将稳定的化学能转化为活跃的化学能。故选①④。
(2)“霜打”后的菠菜，随着可溶性糖的增加，口感会更好。菠菜叶增加的可溶性糖的来源有①淀粉水解(可产生麦芽糖等)和④碳反应(可生成葡萄糖等)，而糖酵解和光反应不会产生可溶性糖。故选①④。
(3)低温处理后的菠菜液泡内可溶性糖的含量增加，细胞液浓度变大，细胞吸水，则可以在显微镜下观察到质壁分离复原。故选C。
(4)分析题意，制备出纳米类囊体(NTUs)，然后用小鼠软骨细胞膜(CM)进行封装，制备出CM-NTUs，则 CM-NTUs是大分子物质，大分子物质进入小鼠软骨细胞的方式是胞吞。故选D。
(5)研究人员把CM-NTUs不是NTUs注入患病小鼠的膝关节，这是因为用小鼠软骨细胞膜对NTUs进行封装后，一方面为类囊体发生作用提供了合适的内部环境，另一方面也对NTUs起到了保护作用，避免被免疫系统清除。
(6)结合题意可知，肿瘤区域高浓度的 H2O2造成肿瘤区域缺氧而成为细胞信号促进肿瘤的恶性增殖，而O2可转化成高毒性的单线态氧，诱导肿瘤细胞凋亡，据此提出的肿瘤治疗新思路为：移入类囊体并进行光疗。一方面光照条件下，类囊体产生O2，可诱导肿瘤细胞凋亡；另一方面，类囊体膜上有丰富的过氧化氢酶，可分解肿瘤区域高浓度的H2O2，又能产生O2，加快了肿瘤细胞凋亡。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、植物细胞的质壁分离：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。
3、大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输，它们均需要消耗能量，依赖于细胞膜的流动性。
四、(23分)阿尔茨海默症
4．阿尔兹海默症(AD) 是一种发生于老年和老年前期的中枢神经系统退行性疾病，β-淀粉样前体蛋白(APP)基因是 AD发病关联基因。科学家尝试构建含人APP基因的转基因小鼠动物模型(如图7)，以研究AD疾病的发病机制。
（1）下列对培养基X和培养基 Y 的说明正确的是____。（多选)
A．培养基X是鉴别培养基
B．培养基Y应选用液体培养基
C．培养基X上生长大肠杆菌均含有重组质粒
D．培养基Y上生长大肠杆菌均含有重组质粒
（2）下列关于过程Ⅳ的培养条件，说明合理的是____。(多选)
A．加入抗生素—防止细菌感染 B．5%CO —维持酸碱平衡
C．适宜温度—维持酶活性 D．适宜渗透压—维持水平衡
（3）在繁育转基因小鼠过程中采用的生物技术与工程是 。(编号选填)
①重组DNA 技术
②动物细胞培养技术
③动物细胞融合技术
④细胞核移植技术
⑤胚胎移植技术
（4）若过程Ⅰ中质粒pUCl8选用了 Xho I和BclⅠ进行切割，表2为4种限制酶的识别序列和切割位点。为实现其与目的基因相连，可在人 APP基因两端分别添加 (编号选填)：若要保证过程Ⅱ能够成功回收 APP 基因，则应在人 APP 基因两端分别添加 。 (编号选填)
①XhoI 和 BclI的识别序列
②SacI 和 BclI的识别序列
③Xho I 和 BamHI的识别序列
④Sac I 和 BamHI 的识别序列
（5）科学家研究发现AD与脑部的β淀粉样蛋白(Aβ)寡聚有关，Aβ寡聚体能引起一系列的神经细胞毒性反应，造成神经细胞死亡。相关机制如图8，请回答：
有的神经递质为小分子化合物，但仍以图8所示方式释放，其意义是_________。(单选)
A．不利于神经冲动快速传递 B．避免被酶降解
C．短时间内可大量释放 D．减少能量的消耗
（6）神经递质与突触后膜上的 NMDA受体结合会引起Na 通道打开，Aβ寡聚体与NMDA受体结合后突触后膜兴奋性将 (增强/减弱/不变)。AD患者的神经纤维常常出现缠结原因是Aβ寡聚体导致微管稳定性丢失，由微管蛋白组成的 (细胞结构)被破坏，不能维持细胞的正常形态。
（7）请据图8及所学知识分析AD患者与糖尿病的相关性。
【答案】（1）B；D
（2）A；B；C；D
（3）①②⑤
（4）①③；①
（5）C
（6）减弱；细胞骨架
（7）神经细胞周围聚集的Aβ寡聚体与胰岛素受体结合，使得胰岛素缺乏受体，神经细胞无法获得摄取葡萄糖的信息，人体代偿性的分泌更多的胰岛素来维持血糖平衡，但胰岛素可以与其他细胞的胰岛素受体结合，降低血糖
【知识点】突触的结构；动物细胞培养技术；细胞骨架；培养基概述及其分类；基因工程的基本工具（详细）；血糖平衡调节
【解析】【解答】(1)利用“修饰”后的人APP基因和质粒pUC18重组构建含人APP基因的重组质粒，然后导入大肠杆菌，但并不是所有的大肠杆菌都接纳了重组质粒，因此先利用培养基X筛选出含有重组质粒的大肠杆菌，所以X属于选择培养基。然后将选择出的含有重组质粒的大肠杆菌放入培养基Y中进行扩大培养，因此培养基Y应选用液体培养基，且培养基Y上生长大肠杆菌均含有重组质粒，故选BD。
(2)过程IV为胚胎体外培养，需要加入抗生素一防止细菌感染、5%CO2-维持酸碱平衡、适宜温度-维持酶活性、适宜渗透压-维持水平衡，故选ABCD。
(3)据图分析：I是构建重组DNA导入大肠杆菌，III是将表达载体导入受精卵，IV是胚胎体外培养，V是胚胎移植。在繁育转基因小鼠过程中采用的生物技术与工程是重组DNA 技术、动物细胞培养技术、胚胎移植技术，故选①②⑤。
(4)由图1可知，质粒pUCl8选用了Xhol和BcII进行切割，为了让质粒和目的基因连接必须要有相同的粘性末端，因此人APP基因两端应添加Xhol和BclI的识别序列，但BamHI和BclI切割后获得的粘性末端相同的，且目的基因的转录方向并不确定，为了保证目的基因正常表达，因此可在人APP基因两端分别添加①和③。要保证过程II能够成功回收APP 基因，则应在人 APP基因两端分别添加①。
(5)以胞吐的形式可以在短时间内释放大量的神经递质，有利于神经冲动快速传递，不能避免被酶降解，胞吐过程也需要消耗能量，因此没有减少能量的消耗，故选C。
(6)神经递质与突触后膜上的NMDA受体结合会引起Na+通道打开，AB寡聚体与NMDA受体结合后会竞争性抑制神经递质与NMDA受体结合，从而突触后膜兴奋性将减弱。细胞骨架是由微管蛋白组成的，因此Aβ寡聚体导致微管稳定性丢失，由微管蛋白组成的细胞骨架被破坏。
(7)神经细胞周围聚集的Aβ寡聚体与胰岛素受体结合，使得胰岛素缺乏受体，神经细胞无法获得摄取葡萄糖的信息，人体代偿性的分泌更多的胰岛素来维持血糖平衡，但胰岛素可以与其他细胞的胰岛素受体结合，从而降低血糖。
【分析】1、培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基，液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基；固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数，液态培养基常用于扩大化生产，观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等；根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
2、动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。
3、“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）
（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
4、突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。当轴突末梢有神经冲动传来时，突触小泡受到刺激，就会向突触前膜移动并与它融合，同时以胞吐的方式释放神经递质。神经递质经扩散通过突触间隙，与突触后膜上的相关受体结合，从而改变了突触后膜对离子的通透性，引发突触后膜电位变化，这样，信号就从一个神经元通过突触传递到了另一个神经元。随后神经递质会与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞，以免持续发挥作用。
5、细胞骨架是支持细胞器的结构，细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
6、当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而使血糖下降。
五、(21分)籼稻和粳稻
5．籼稻和粳稻两个稻种的杂交种具有杂种优势，但常常败育。科研人员通过杂交实验和基因检测发现了籼稻（基因型表示为ii）与粳稻（基因型表示为jj）之间生殖隔离的遗传因素。
（1）粳稻适于高海拔种植，而籼稻适宜于在低海拔湿热地区种植。检测发现粳稻中的许多基因不存在于籼稻中，而籼稻中的很多基因也未在粳稻中出现。对于两者的进化，下列观点合理的是 （ ）。(多选)
A．粳稻是籼稻祖先
B．粳稻中特有的基因来自生长于高海拔的祖先
C．两者的共同祖先在不同环境中分别进化
D．粳稻在低海拔地区可进化为籼稻
（2）显微观察发现籼—粳杂交种产生的花粉中有一半表现异常（败育），且其自交子代中ii和ij比例接近1：1，由此推测 （ ）。(单选)
A．jj纯合子死亡 B．i型花粉粒败育
C．ij杂合子部分死亡 D．j型花粉粒败育
（3）研究者选择了5个与花粉败育可能相关的候选基因，为了确定与籼-粳杂交不育相关的基因，应 。(编号选填并排序)
①将敲除候选基因的ij自交
②分别敲除ij的5个候选基因
③敲除ij的全部候选基因
④统计杂交后代的表型比例
图9是以水稻为实验材料的研究，揭示了生长素与细胞分裂素影响植物根系生长的机制。请回答下列问题：
（4）为研究不同浓度外源生长素对水稻胚芽鞘生长的影响，用初长为5mm的胚芽鞘进行相关实验，结果如图10所示(对照组仅用蒸馏水处理)。据图可知（ ）。(单选)
A．无外源生长素，胚芽鞘不能生长
B．生长素对胚芽鞘的生长具有两重性
C．浓度3一定大于浓度2
D．浓度4可能大于浓度 3
（5）据图9分析， 含量上升会促进根系的生长；促进细胞分裂素氧化酶合成的因素有 ；细胞分裂素与细胞分裂素氧化酶之间的平衡调控机制属于 调节。
研究发现A基因可能是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因，进而影响水稻根系的生长。为了验证上述推测，科研人员构建了敲除A基因的水稻突变体， 继续进行实验。
（6）
组别 水稻种类 检测指标
1 a b
2 普通水稻(野生型) 同上
请补充表中a、b处的内容，完善实验方案。a ；b 。
（7）实验的检测结果为 ，说明A基因是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因。
【答案】（1）B；C
（2）D
（3）②①④
（4）D
（5）生长素；生长素含量上升、细胞分裂素含量上升；(负)反馈
（6）水稻突变体；根的平均长度
（7）1组水稻根的平均长度短于2组
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性；植物激素间的相互关系
【解析】【解答】(1) A、由题意信息不能得出“粳稻是籼稻祖先”的结论，A错误；
B、粳稻适于高海拔地区种，说明粳稻中特有的基因来自生长于高海拔的祖先，B正确；
C、粳稻适于高海拔地区种，籼稻适宜于在低海拔湿热地区种，据此可推测：两者的共同祖先在不同环境中分别进化，C正确；
D、由题意可知：粳稻中的许多基因不存在于籼稻中，而且不适于在低海拔湿热地区种，因此粳稻在低海拔地区不一定进化为籼稻，有可能在生存斗争中被淘汰，D错误。故选BC。
(2) AC、由题意“显微观察发现籼-粳杂交种产生的花粉中有一半出现异常(败育)“可知：自交子代中ii和ij比例接近1：1，不是由"ii纯合子死亡”或“ij杂合子部分死亡”导致的，而是由杂交种产生的花粉中有一半出现败育导致的， AC错误；
BD、籼稻(ii) 与粳稻(jj) 杂交，F1的基因型为ij。若F1产生的i型花粉中有一半败育，则F1产生的可育花粉的种类及比例为i：j=1：2，自交子代的基因型种类及其比例为ii：ij：jj=1：3：2，若F1产生的j型花粉中有一半败育，则 F1产生的可育花粉的基因型种类及其比例为i：j=2：1，自交子代的基因型种类及其比例为ii：ij：jj=2：3：1。可见，自交子代中ii和ij比例接近1：1，是由“j型花粉粒败育”导致的，B错误，D正确。故选D。
(3) 为确定与籼-粳杂交不育相关的基因，首先②分别敲除ij的5个候选基因，然后①将敲除候选基因的ij自交，最后④统计自交后代的表型比例，并将该表型比例与没有敲除任何候选基因的ij自交后代的表型比例进行对比，即可确定敲除的基因是否与花粉败育有关。
(4) A、对照组仅用蒸馏水处理小麦胚芽鞘，胚芽鞘有生长，A错误；
B、浓度1-5处理的胚芽鞘都比对照组长，说明实验中只有促进，没有抑制，B错误；
C、低于最适浓度时，随生长素浓度增加促进作用增强，高于最适浓度时，随生长素浓度增加促进作用减弱，所以3有可能小于最适浓度，2有可能大于最是浓度，C错误；
D、低于最适浓度时，随生长素浓度增加促进作用增强，高于最适浓度时，随生长素浓度增加促进作用减弱，4可能大于最适浓度，3有可能小于最是浓度，D正确。
故选D。
(5)据图中，生长素含量上升对根系的生长有促进作用；生长素含量上升、细胞分裂素含量上升都能促进细胞分裂素氧化酶的合成；细胞分裂素含量上升促进细胞分裂素氧化酶合成增多，而细胞分裂素氧化酶降解(抑制)细胞分裂素使其减少，所以细胞分裂素与细胞分裂素氧化酶之间的平衡调控机制属于(负)反馈调节调节。
(6)为了验证A基因的作用，应将水稻突变体与普通水稻对照观察，所以a为水稻突变体；A基因可能是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因，进而影响水稻根系的生长，所以检测指标就用根的平均长度。
(7)如果A基因是合成细胞分裂素氧化酶的关键基因，则敲除A基因的水稻突变体生根长度将变短，所以1组水稻根的平均长度短于2组。
【分析】1、生长素作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长，主要表现为：既能促进生长，也能抑制生长；既可以疏花蔬果，也可以防止落花落果；既能促进生根，也能抑制生根。能够体现生长素两重性的实例有：顶端优势、根的向地性、根的背光性等。
2、细胞分裂素类：细胞分裂素在根尖合成，在进行细胞分裂的器言中含量较高，细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂和扩大，此外还有诱导芽的分化，延缓叶片衰老的作用。
3、负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化；正反馈调节是指某一生成的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的的变化。
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