2024届高三生物二轮复习同步练习：生物与科技（含解析）

生物与科技练习
一、选择题
1.据报道，科学家发现了一种可以合成植物叶绿素的动物——海蛞蝓。海蛞蝓可能是从其吃掉的颤藻等生物身上获取了合成叶绿素的基因。下列有关叙述不正确的是（　　）
A.颤藻等原核生物和真核生物都具有DNA和RNA两种核酸
B.颤藻与海蛞蝓遗传信息传递的过程相同
C.与颤藻相似，海蛞蝓体细胞可能也具有溶酶体和叶绿体
D.未合成叶绿素的海蛞蝓不能将光能转化为化学能，但仍能合成ATP
2.我国科学家许晓东团队发现一种由杆状病毒所编码的某种因子LEF-10为朊病毒（不含核酸而仅由蛋白质构成），此项研究将朊病毒存在的范围从细胞生物拓展至病毒界。下列说法错误的是（　　）
A.杆状病毒和朊病毒的元素组成都含C、H、O、N、P
B.杆状病毒和朊病毒进行正常的生命活动都离不开细胞
C.高温处理LEF-10后，用双缩脲试剂检测有显色反应
D.此项研究为朊病毒广泛存在的假说提供了有力的证据
3.我国首次实现从CO到蛋白质的合成，并形成万吨级工业产能。具体是以钢厂尾气中的CO为碳源、以氨水为氮源，经优化的乙醇梭菌（芽孢杆菌科）厌氧发酵工艺，22秒就可转化出乙醇和乙醇梭菌蛋白，该蛋白的类别划分与饲料行业常用的酵母蛋白一致。下列叙述正确的是（　　）
A.CuSO4在检测饲料中蛋白质与检测生物组织还原糖的实验中作用不同
B.向乙醇梭菌注射被3H标记羧基端的亮氨酸，可追踪其蛋白的合成与运输途径
C.乙醇梭菌产生的蛋白质可能需要内质网与高尔基体加工
D.煮熟饲料中的蛋白质因空间结构和肽键被破坏，更易被动物消化吸收
4. 2020年6月，学术期刊《自然》发表论文称，利用人类多能干细胞培养的皮肤类器官在培养4～5个月后，形成了多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经元回路，是迄今最逼真的人皮肤类器官。下列相关叙述正确的是（　　）
A.多能干细胞形成多层皮肤组织的过程中，遗传物质通常会发生改变
B.多能干细胞培养形成多层皮肤组织，说明了动物的体细胞具有全能性
C.给烧伤病人移植自身多能干细胞培养成的皮肤类器官可减弱免疫排斥反应
D.该项研究结果表明多能干细胞可以分化成为人体内所需的各种组织和器官
5.目前科学家较为认可的衰老机制是线粒体学说。该学说的内容是：在衰老过程中，线粒体产生的大量氧自由基不仅会对细胞造成直接损伤，还能启动一系列的信号转导途径，促进细胞衰老；线粒体呼吸酶复合物的活性随年龄增长而下降，导致ATP生成减少，细胞能量代谢功能下降，从而导致衰老。雌激素具有良好的抗衰老作用，科学家发现在许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体。下列叙述错误的是（　　）
A.线粒体产生的氧自由基可间接导致细胞中水分减少、细胞核体积增大
B.在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中会发生信息交流
C.线粒体合成ATP的能力与呼吸酶复合物的活性有关，ATP合成酶只存在于线粒体中
D.推测雌激素可能通过与线粒体内的受体结合来保护线粒体，发挥其抗细胞衰老的作用
6.我国科学家通过刺激雌鼠甲的卵细胞有丝分裂，培养了卵生胚胎干细胞，然后修改该细胞的基因，使这些细胞具备精子的功能，最后将这些细胞注入雌鼠乙的卵细胞，由此产生了一批具有两个“母亲”的小鼠。已知小鼠有20对染色体。以下叙述错误的是（　　）
A.得到的子代都是雌性
B.该方法繁殖产生的小鼠体细胞中有40条染色体
C.正常情况下，受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞
D.正常情况下，每个卵细胞继承了初级卵母细胞四分之一的细胞质
7. 2020年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位在发现丙肝病毒（　HCV　）及应对血液传染性肝炎方面作出了决定性贡献的科学家。HCV是一种正链RNA病毒（＋RNA病毒），整个病毒体呈球形，在核衣壳外包含有衍生于宿主细胞的脂双层膜（即包膜），膜上插有病毒基因组编码的糖蛋白，能侵染人肝细胞导致丙型病毒性肝炎（丙肝），威胁着人类的健康。紧密连接蛋白Claudin-1是HCV入侵细胞的重要受体之一，使用siRNA敲掉Sec24C或抑制剂削弱COPⅡ运输通路均能减少Claudin-1在细胞表面的定位。下列说法不正确的是（　　　）
A.HCV的RNA和包膜均含有P元素
B.HCV中的基因能指导紧密连接蛋白Claudin-1的合成
C.HCV侵染人体肝细胞，而不侵染人体的其他细胞的根本原因是不同细胞的遗传信息执行情况不同
D.使用siRNA敲掉Sec24C或抑制剂削弱COPⅡ运输通路能抑制HCV的入侵
8.我国科学家在研究水稻杂种不育现象时发现，品种甲7号染色体上紧密连锁的基因ORF2和ORF3分别编码毒蛋白和解毒蛋白，它们分别在花粉母细胞的减数分裂过程、花粉细胞中表达，解毒蛋白会自动消除毒蛋白的毒害作用，使花粉细胞顺利完成发育；水稻品种乙7号染色体相应位点上只有编码无毒蛋白的基因orf2而无基因ORF3及其等位基因。品种甲、乙的杂交种（如图）虽具有明显的杂种优势，但部分花粉不育（不考虑突变和交叉互换）。下列有关叙述正确的是（　　）
A.水稻品种甲与乙之间存在生殖隔离
B.ORF2、orf2与ORF3是一组复等位基因
C.F1产生的含基因orf2的花粉可育
D.F1产生的含基因ORF2的花粉可育
9.位于细胞膜上的生长素输出载体（PIN蛋白）是调控生长素极性运输的主要结构。Bud1突变体拟南芥（Bud1基因表达量增多）明显地表现为顶端优势丧失且生长矮小。为研究其原因，科学家以野生型和Bud1突变体拟南芥为材料进行实验探究（如图为拟南芥模式图）。下列说法错误的是（　　）
A.顶端优势的产生体现了生长素具有低浓度促进、高浓度抑制的作用特点
B.该实验的因变量检测指标是一段时间后下胚轴放射性生长素的含量
C.可推测，Bud1突变体拟南芥与野生型相比生长素的运输速率高
D.Bud1基因的表达产物增多可能抑制了PIN蛋白的合成或运输
二、非选择题
10. 2019年诺贝尔生理学或医学奖授予在低氧感应方面作出贡献的科学家。研究发现，合成促红细胞生成素（EPO）的细胞持续表达低氧诱导因子（HIF-1α）。在氧气供应正常时，HIF-1α合成后很快被降解；在氧气供应不足时，HIF-1α不被降解，细胞内积累的HIF-1α可促进EPO的合成，使红细胞增多以适应低氧环境，相关机理如图所示。此外，该研究可为癌症等诸多疾病的治疗提供新思路。
（1）如果氧气供应不足，HIF-1α进入细胞核，与其他因子（　ARNT　）一起与EPO基因上游的调控序列结合，增强该基因的　　　　　　　，使EPO合成和分泌增加。EPO刺激骨髓造血干细胞，使其　　　　　　，生成大量红细胞，从而提高氧气的运输能力。
（2）正常条件下，氧气通过　　　　　　的方式进入细胞，细胞内的HIF-1α在脯氨酰羟化酶的作用下被羟基化，最终被降解。如果将细胞中的脯氨酰羟化酶基因敲除，EPO基因的表达水平会　　　（填“升高”或“降低”）。
（3）一些实体肿瘤（如肝癌）中的毛细血管生成滞后，限制了肿瘤的快速发展。研究发现，血管内皮生长因子能促进血管内皮细胞增殖和毛细血管的生成。假设血管内皮生长因子的合成与EPO合成的调节途径类似，且途径有两个：途径①相当于图中HIF-1α的降解过程，途径②相当于HIF-1α对EPO合成的调控过程。为了限制肿瘤快速生长，可以通过调节途径①和途径②来实现，进行调节的思路是　　　　途径①的进行，　　　　（都填“促进”或“抑制”）途径②的进行。
11. 2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者——David J.Julius发现了产生痛觉的细胞信号机制。辣椒素受体TRPV1是感觉神经末梢上的非选择性阳离子通道蛋白，辣椒素和43 ℃以上的高温等刺激可将其激活，并打开其通道，激活机理如图1，请结合图2回答以下问题：
（1）辣椒素与TRPV1结合引起感觉神经末梢上的非选择性阳离子通道打开，Na＋内流导致神经纤维膜两侧的电位变为　　　　　　从而产生兴奋。兴奋沿传入神经纤维传至神经纤维末梢，引起储存在　　　　　　内的谷氨酸（一种神经递质）以　　　　　的方式释放并作用于突触后神经元，经一系列神经传导过程，最终在　　　　　　产生痛觉。
（2）辣椒素可引起人体中枢神经系统调控呼吸肌运动产生咳嗽反射，请（以文字＋箭头的形式）写出相应的反射弧　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）据图分析，吃辛辣食物时喝热饮料会加剧痛觉的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）某团队研发了一种新型靶点镇痛药物M，该药物与TRPV1受体结合后引起Ca2＋通道关闭。请结合图2分析药物M的镇痛原理　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：
1. C　颤藻等原核生物和真核生物都具有DNA和RNA两种核酸，A正确；颤藻与海蛞蝓遗传都是DNA，遗传信息传递的过程相同，B正确；海蛞蝓是一种动物，其可能是从其吃掉的颤藻等身上获取了合成叶绿素的基因，但不能具有叶绿体，C错误；未合成叶绿素的海蛞蝓不能将光能转化为化学能，但仍能通过呼吸作用合成ATP，D正确。
2. A　杆状病毒是DNA病毒，其元素组成为C、H、O、N、P，朊病毒不含核酸而仅由蛋白质构成，其元素组成为C、H、O、N，A错误；病毒无细胞结构，不能独立生活，必须寄生在活细胞中才能进行各种生命活动，B正确；朊病毒不含核酸而仅由蛋白质构成，高温处理LEF-10后，其空间结构被破坏，但是肽键没有被破坏，用双缩脲试剂检测依然有显色反应，C正确；朊病毒不含核酸而仅由蛋白质构成，此项研究将朊病毒存在的范围从细胞生物拓展至病毒界，故此项研究为朊病毒广泛存在的假说提供了有力的证据，D正确。
3. A　CuSO4在检测饲料中蛋白质与检测生物组织还原糖的实验中作用不同，前者是与肽键反应生成紫色络合物，后者是与NaOH反应生成氢氧化铜，A正确；芽孢杆菌是原核生物，其细胞中不含内质网、高尔基体等细胞器，因此向乙醇梭菌注射被3H标记羧基端的亮氨酸，不可追踪其蛋白的合成与运输途径，B、C错误；煮熟饲料中的蛋白质因空间结构被破坏而变性，但其中的肽键并没有被破坏，D错误。
4. C　多能干细胞形成多层皮肤组织的过程中，遗传物质并未发生改变，只是基因的选择性表达，A错误；全能性是指已高度分化的细胞具有发育成为完整个体的潜能，多能干细胞培养形成多层皮肤组织，未体现出发育成完成个体，不能体现全能性，B错误；由于多能干细胞培养成的皮肤类器官由自身细胞发育而来，不会出现排斥反应，C正确；研究结果表明，多能干细胞能形成多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经元回路，但不能说明其能分化成各种组织和器官，D错误。
5. C　由题意可知，在衰老过程中，线粒体产生的大量氧自由基能间接促进细胞衰老，而细胞中水分减少、细胞核体积增大都是细胞衰老的特点，A正确；由题意可知，在衰老过程中，线粒体产生的大量氧自由基能启动一系列的信号转导途径，促进细胞衰老，说明在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中会发生信息交流，B正确；线粒体合成ATP的能力与呼吸酶复合物的活性有关，细胞质基质中也含有ATP合成酶，C错误；由题意推测，许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体，雌激素可能通过与线粒体内的受体结合来保护线粒体，从而发挥其抗细胞衰老的作用，D正确。
6. D　由于子代小鼠是由两个卵细胞结合形成的，其性染色体组成为XX，因此得到的子代都是雌性，A正确；小鼠有20对染色体，该方法繁殖产生的小鼠是由两个卵细胞结合形成的细胞发育形成的，因此其体细胞中有20对、40条染色体，B正确；正常情况下，受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，C正确；由于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂都是不均等的，因此正常情况下，每个卵细胞继承了大于初级卵母细胞四分之一的细胞质，D错误。
7. B　RNA的元素组成为C、H、O、N、P，HCV的包膜为衍生于宿主细胞的脂双层膜，含有磷脂，磷脂的元素组成为C、H、O、N、P，故HCV的RNA和包膜均含有磷元素，A正确；“紧密连接蛋白Claudin-1是HCV入侵细胞的重要受体之一”，则该蛋白是位于宿主细胞膜上的，是由宿主的基因指导合成的，B错误；由同一个受精卵发育而来的不同细胞中遗传信息都相同，HCV侵染人体肝细胞，而不侵染其他细胞的根本原因是不同细胞的遗传信息的执行情况不同，即发生了基因的选择性表达，C正确；HCV病毒侵入机体需要借助细胞膜的识别作用，故使用siRNA敲掉Sec24C或抑制剂削弱COPⅡ运输通路均能减少Claudin-1在细胞表面的定位，通过阻止HCV与细胞膜的识别而抑制HCV的入侵，D正确。
8. D　品种甲、乙杂交能产生可育后代，因此不存在生殖隔离，A错误；基因ORF2与orf2是等位基因（同源染色体相同位置），ORF2与ORF3是非等位基因（同一条染色体不同位置），B错误；F1的花粉母细胞中因含有基因ORF2，因此其产生的花粉中都含有毒蛋白（减数分裂过程已表达），含基因orf2的花粉因不能表达解毒蛋白而不育，C错误；F1产生的含基因ORF2的花粉同时含有ORF3及其表达的解毒蛋白，故而可育，D正确。
9. C　顶端优势的产生原因是植物的顶芽产生的生长素通过极性运输方式向下运输，在侧芽积累后抑制侧芽生长，导致顶芽生长比侧芽快，该现象体现了生长素的作用具有两重性，A正确；根据题意可知，该实验的自变量是拟南芥的类型，因变量是一段时间后下胚轴放射性生长素的含量，B正确；实验结果表明，Bud1突变体拟南芥中生长素的相对运输速率低于野生型，说明突变体生长素的极性运输速率低于野生型，表现为顶端优势丧失且生长矮小，C错误；分析题干可知，Bud1基因的表达产物增多可能抑制了PIN蛋白的合成或运输，导致生长素不能被正常运输，D正确。
10.解析：（1）若氧气供应不足，HIF-1α进入细胞核，与ARNT一起与EPO基因上游的调控序列结合，增强该基因的表达（转录）水平，使EPO合成和分泌增加。EPO（促红细胞生成素）可刺激骨髓造血干细胞增殖和分化，生成大量红细胞，从而提高氧气的运输能力。（2）正常条件下，氧气进入细胞的方式为自由扩散；若脯氨酰羟化酶基因被敲除，细胞中缺少脯氨酸酰羟化酶，则HIF-1α不能被降解，其积累后，可进入细胞核与ARNT一起升高EPO基因的表达水平。（3）由题意可知，毛细血管生成滞后可限制肿瘤的快速生长，而毛细血管生成受血管内皮生长因子的调控。结合图解可知，途径①会降低细胞中血管内皮生长因子的含量，进而抑制毛细血管的生成，可限制肿瘤的快速生长，途径②则会增加细胞中血管内皮生长因子的含量，因此为限制肿瘤快速生长，应促进途径①的进行、抑制途径②的进行。
答案：（1）表达（转录）水平　增殖和分化　（2）自由扩散　升高　（3）促进　抑制
11.解析：（1）兴奋是指动物或人体内的某些细胞或组织（如神经组织）感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程，产生神经纤维由静息电位转变为动作电位，Na＋内流导致神经纤维膜两侧的电位变为外负内正。兴奋沿传入神经纤维传至神经纤维末梢，引起储存在突触小泡内的神经递质以胞吐的方式释放并作用于突触后神经元，最终在大脑皮层产生痛觉。（2）根据题意可知该反射弧为辣椒素→TRPV1（感受器）→传入神经→延髓咳嗽中枢（神经中枢）→传出神经→呼吸肌收缩。（3）由题意“辣椒素和43 ℃以上的高温都可以激活TRPV1，并打开其通道”可知，较高温度刺激能激活TRPV1，且TRPV1是位于疼痛感神经末梢的非选择性阳离子通道蛋白，它可以通过开合控制相关离子进出神经细胞，使神经细胞膜产生快速的电位变化，电信号就会沿着神经细胞传至大脑，所以激活的TRPV1促进离子进出神经细胞，增强电信号的传导，使痛觉增强。（4）根据图2分析药物M的镇痛原理是该药物与TRPV1受体结合后引起Ca2＋通道关闭抑制Na＋内流，进而抑制神经递质的释放，以阻断痛觉信号的传递。
答案：（1）外负内正　突触小泡　胞吐　大脑皮层
（2）辣椒素→TRPV1（感受器）→传入神经→延髓咳嗽中枢（神经中枢）→传出神经→呼吸肌收缩　（3）较高温度刺激也能激活TRPV1，促进Ca2＋、Na＋进入神经细胞，增强电信号的传导，使痛觉增强　（4）该药物与TRPV1受体结合后引起Ca2＋通道关闭抑制Na＋内流，进而抑制神经递质的释放以阻断痛觉信号的传递