北京市2020届高三普通中学学业水平考试生物试题（答案带解析）

2020年普通高中学业水平考试等级性考试抽样测试
生物试卷
第一部分选择题
1.下列选项中，不含氮元素的一组化合物是（ ）
A. 葡萄糖和糖原 B. 脂肪酸和磷脂
C. 脱氧核苷酸和脱氧核糖核酸 D. 氨基酸和血红蛋白
【答案】A
【解析】
【分析】
糖类与脂肪酸的元素组成都是C、H、O。磷脂、核酸及其基本组成单位的元素组成都是C、H、O、N、P；脱氧核糖核酸（DNA）属于核酸的一种，其基本组成单位是脱氧核苷酸。蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N四种，其基本组成单位是氨基酸。
【详解】A、葡萄糖和糖原均属于糖类，二者的元素组成都是C、H、O，A正确；
B、脂肪酸的元素组成是C、H、O，磷脂的元素组成是C、H、O、N、P，B错误；
C、脱氧核苷酸和脱氧核糖核酸的元素组成都是C、H、O、N、P，C错误；
D、氨基酸和血红蛋白的元素组成中都含有C、H、O、N，D错误。
故选A。
2. 所有细菌都具有的特征是（ ）
A. 都是异养生物 B. 仅在有水条件下繁殖
C. 仅在有氧条件下生长 D. 生存温度都超过80℃
【答案】B
【解析】
【详解】A、硝化细菌是自养生物，A错误；
B、所有的细菌都离不开水，都需要在有水的环境中繁殖，B正确；
C、细菌分为需氧菌和厌氧菌，C错误；
D、某些细菌耐高温，某些不耐高温，D错误。
故选B。
3.察卡病毒和乙肝病毒的遗传物质分别是RNA和DNA，这两种病毒均（ ）
A. 不含蛋白质和糖类 B. 具有完整的细胞结构
C. 含有A、T、C、G四种碱基 D. 需在宿主细胞内繁殖
【答案】D
【解析】
【分析】
病毒没有细胞结构，一般由核酸和蛋白质组成，营寄生生活，其生命活动离不开细胞。核酸包括DNA和RNA，DNA含有A、T、C、G四种碱基；RNA含有 A、G、C、U四种碱基。
【详解】A、病毒一般由核酸和蛋白质组成，因此察卡病毒和乙肝病毒都含蛋白质，A错误；
B、病毒不具有细胞结构，B错误；
C、察卡病毒的遗传物质是RNA，RNA含有 A、G、C、U四种碱基，乙肝病毒的遗传物质是DNA，DNA含有A、T、C、G四种碱基，C错误；
D、病毒的生命活动离不开细胞，需在宿主细胞内繁殖，D正确。
故选D。
4.在人体细胞和酵母细胞内都会发生的物质转化过程是（ ）
A. 葡萄糖转化为淀粉 B. 葡萄糖转化为糖原
C. 葡萄糖转化为丙酮酸 D. CO2和H2O转化为有机物
【答案】C
【解析】
【分析】
细胞呼吸包括有氧呼吸与无氧呼吸，有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段完全相同，都是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量的[H]，并释放少量的能量。淀粉是植物细胞中的储能物质，糖原是人和动物细胞中的储能物质，淀粉和糖原的基本组成单位都是葡萄糖。人和酵母菌都是异养生物，不能将CO2和H2O转化为有机物。
【详解】A、在植物细胞内，葡萄糖能够转化为淀粉，A 错误；
B、在人和动物细胞中，葡萄糖能够转化为糖原，酵母菌细胞中没有糖原分布，B错误；
C、人体细胞和酵母细胞都能进行细胞呼吸，在细胞呼吸过程中，会发生葡萄糖转化为丙酮酸的过程，C正确；
D、在人体细胞和酵母细胞内，不会发生CO2和H2O转化为有机物，D错误。
故选C。
5.下列关于酶的叙述正确的是
A. 都是蛋白质 B. 与生物体的物质和能量代谢有关
C. 由内分泌细胞分泌 D. 要释放到血液中才发挥作用
【答案】B
【解析】
【分析】
本题的对酶的概念、作用和作用特点的考查，分析选项进行解答。
【详解】A、酶不都是蛋白质，酶可能是蛋白质，也可能是RNA，A错误；
B、酶都对细胞代谢起催化作用，细胞代谢过程包含着物质变化和能量变化，因此酶与物质和能量代谢有关，B正确；
C、激素是由内分泌细胞产生的，酶的产生不仅仅是内分泌细胞，所有活细胞都能产生酶，C错误；
D、酶可以在细胞内发挥作用，不经体液运输，D错误。
故选B。
6.图为线粒体的结构示意图。在相应区域中会发生的生物过程是
A. ②处发生葡萄糖分解
B. ①中的CO2扩散穿过内膜
C. ②处丙酮酸分解为CO2和H2O
D. ③处[H]与O2结合生成水
【答案】D
【解析】
【分析】
分析图示，①是膜间腔，②是线粒体基质，③是线粒体内膜。
有氧呼吸总反应方程式：6O2+C6H12O6+6H2O 酶 6CO2+12H2O+能量。
1、有氧呼吸可以分为三个阶段：
第一阶段：在细胞质的基质中。
反应式：C6H12O6（葡萄糖）酶 2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量（2ATP）；
第二阶段：在线粒体基质中进行。
反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O酶 20[H]+6CO2+少量能量（2ATP）；
第三阶段：在线粒体的内膜上。
反应式：24[H]+6O2 酶 12H2O+大量能量（34ATP）；
【详解】A、 ②处为线粒体基质，葡萄糖的分解发生在细胞质基质，A错误；
B、①中的CO2往线粒体外扩散，穿过外膜，B错误；
C、 ②处为线粒体基质， H2O是在线粒体内膜上形成，C错误；
D、 ③处为线粒体内膜，此处[H]与O2结合生成水，D正确。
故选D。
7.图是叶绿体局部结构模式图。在相应区域发生的生物学过程不包括
A. ①的膜上面发生色素吸收光能的过程
B. ①的膜上面发生水的光解(释放O2)
C. 在②中CO2转化为C3化合物
D. 在②中发生ATP合成
【答案】D
【解析】
【分析】
叶绿体是光合作用的场所，光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，其中光反应发生在叶绿体基粒上，暗反应发生在叶绿体基质中。分析图解：图中①表示叶绿体类囊体膜，②表示叶绿体基质。
【详解】图中①是叶绿体类囊体膜，上面分布着可以吸收光能的光合色素，A正确；①是叶绿体类囊体膜，是水的光解和ATP产生的场所，B正确；②表示叶绿体基质，是二氧化碳固定生成三碳化合物的场所，C正确；②叶绿体基质是暗反应的场所，需要消耗ATP，D错误。
8.在下列自然现象或科学研究成果中，能体现细胞全能性的是
A. 壁虎断尾后重新长出尾部
B. 胡萝卜根的愈伤组织培养成完整植株
C. 用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
D. 蚕豆种子发育成幼苗
【答案】B
【解析】
【分析】
细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。细胞具有全能性的原因是细胞包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。在多细胞生物中每个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因，只要条件许可，都可发育成完整的个体。
【详解】?A、壁虎断尾后重新长出尾部，没有形成新个体，不能体现细胞的全能性，A错误；?B、胡萝卜根的愈伤组织培养成完整植株，体现了细胞全能性，B正确；?C、用体外培养的皮肤治疗烧伤病人属于自体移植，利用的是细胞增殖的原理，该过程没有形成新个体，不能体现细胞的全能性，C错误；?D、蚕豆的种子发育成幼苗，属于正常发育，不能体现全能性，D错误。?
故选B。
9.某种植物光合作用吸收CO2的速率与光照强度的关系如图所示。从图中可知

A. 光强在30时，植物可进行光合作用
B. 当光强达到200以上后，光合速率增加最快
C. 随着光照增强，光合速率不断增加
D. 在M点，植物的光合作用速率最低
【答案】A
【解析】
【分析】
分析图示，表示某种植物光合作用吸收CO2的速率与光照强度的关系，在一定范围内，随着光照增强，光合速率不断增加，达到一定光强后，再增加光强光合速率不再增加。M点为光补偿点。当光强为0时，只进行呼吸作用。
【详解】A、有一定的光照植物就能进行光合作用，A正确；
B、由图可知，当光强小于200时，光合速率增加最快，B错误；
C、 随着光照增强，光合速率不断增加，达到一定光强后，再增加光强光合速率不再增加，C错误；
D、 在M点，植物的光合作用速率等于呼吸速率，在M点之前，光合速率更低，D错误。
故选A。
10.若以碱基顺序5，-ATTCCATGCT-3，的DNA为模板链，转录出的mRNA碱基顺序为
A. 从5，端读起为ATTCCATGCT B. 从3，端读起为UAAGGUACGA
C. 从5，端读起为AUUCCAUGCU D. 从3，端读起为TAAGGTACGA
【答案】B
【解析】
【分析】
1、转录是在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照A—U、G—C、T—A、C—G的碱基互补配对原则，形成mRNA，mRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合。
（1）转录的场所：主要在细胞核
（2）转录的模板：以DNA的一条链为模板
（3）转录的原料：4种核糖核苷酸
（4）转录的产物：　一条单链的mRNA
（5）转录的方向是由5’-3’延伸。
【详解】我们知道DNA分子的两条链是反向平行的，故可推知，在进行转录时，转录出的mRNA和摸板链之间也是反向的。故题中转录出的mRNA碱基顺序为：从3，端读起为UAAGGUACGA，B正确。
故选B。
11.果蝇的K基因是伴性遗传的隐性纯合致死基因，纯合体胚胎无法发育。含K基因的杂合子雌果蝇与正常的雄果蝇杂交，F1果蝇中雌雄的比例是
A. 雌：雄=1：1 B. 雌：雄=1：2 C. 雌：雄=2：1 D. 雌：雄=3：1
【答案】C
【解析】
【分析】
题意分析：若认为只有XkXk致死，则后代中出现的比例是雌：雄=1：2，这是在亲本基因型为XKXk 与XkY 个体杂交的情况下出现的，但这时父本的表现型是不正常的，与题意不符；若是XKXk与XKY 杂交，则后代全正常，则没有备选项，故此时只能认为XkY为隐性纯合子。
【详解】由题意可知：母本的基因型为XKXk，父本的基因型为XKY，杂交产生的后代的基因型为XKXK、XKXk、XKY、XkY，由于K基因是伴性遗传的隐性纯合致死基因，故XkY胚胎无法发育，可推知F1果蝇中雌雄的比例是：雌：雄=2：1，C正确。
故选C。
12.如图为处于不同分裂时期的某哺乳动物细胞示意图，下列叙述正确的是
A. 甲、乙、丙中都有同源染色体 B. 睾丸中能同时出现这三种细胞
C. 乙发生基因重组的概率高 D. 丙的子细胞都是卵细胞
【答案】C
【解析】
【分析】
分析图示，甲图处于有丝分裂中期，乙图处于减数第一次分裂中期，丙图处于减数第二次分裂后期。由丙图不均等分裂可以看出，该哺乳动物为雌性。据此答题。
【详解】A、丙处于减数第二次分裂后期，没有同源染色体，A错误；
B. 由丙图不均等分裂可以看出，该哺乳动物为雌性，睾丸中不能出现丙图细胞，B错误；
C. 乙图处于减数第一次分裂中期，基因重组发生在减数第一次分裂，C正确；
D. 丙的子细胞是卵细胞和第二极体，D错误。
故选C。
13.下列关于人体及动物生命活动调节的叙述正确的是
A. 马拉松长跑过程中→抗利尿激素分泌减少→尿量减少
B. 马拉松长跑过程中→抗利尿激素分泌增加→尿量增加
C. 短时间饥饿→胰高血糖素分泌增加→血糖浓度维持正常
D. 短时间饥饿→胰高血糖素分泌减少→血糖浓度升高
【答案】C
【解析】
【分析】
1、马拉松长跑过程中，人体散失大量水分，并且不能及时补充水分，因此渗透压上升，抗利尿激素分泌增加，尿量减少;
2、短时间饥饿，血糖下降，刺激胰高血糖素分泌增加，促进肝糖原分解，血糖升高，血糖浓度维持正常。
【详解】马拉松长跑过程中，人体散失大量水分，并且不能及时补充水分，因此渗透压上升，抗利尿激素分泌增加，尿量减少，故A、B错误；短时间饥饿，血糖下降，刺激胰高血糖素分泌增加，促进肝糖原分解，血糖升高，血糖浓度维持正常，故C正确，D错误。
14.如图中①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果示意图，则下图②所示结果最有可能来自于
A. 清水培养的水仙叶片
B. 盆栽天竺葵的叶片
C. 大蒜发芽长出的绿叶
D. 秋冬季节的银杏落叶
【答案】D
【解析】
【分析】
叶绿体色素的提取和分离实验：
①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。
③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。
④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。
据图①分析，由下而上的色素依次为叶绿素b（黄绿色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶黄素（黄色）、胡萝卜素（橙黄色），②图中无叶绿素，只有叶黄素和胡萝卜素。
【详解】ABC、清水培养的水仙叶片、盆栽的天竺葵的叶片、大蒜发芽长出的绿叶都具备上述四种色素，与②图不吻合，ABC错误；
D、秋冬季节的银杏落叶中叶黄素、胡萝卜素含量高，在低温条件下叶绿素已分解，与②图吻合，D正确。
故选D。
【点睛】注意：正常生长的绿色植物叶片中各种光合色素含量正常，当植物进入秋冬季节，因温度降低，叶绿素为不断分解，叶片叶绿素含量减少，而类胡萝卜素性质稳定，含量不变。
15.在自然环境中，一个种群不能长期以“J”型曲线方式增长的原因是
A. 处在生育期的个体足够多 B. 存在天敌或竞争者
C. 每个季节都有充足的食物 D. 栖息地面积足够大
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了种群数量的变化曲线；
“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况；在实验室内的理想条件下可以实现；自然状态下当某种群刚迁入一个新的适宜环境中的最初阶段可能呈“J”型增长。
“S”型曲线：是受限制的指数增长函数，描述食物、空间都有限，有天敌捕食的真实生物数量增长情况，存在环境容纳的最大值K。根据分析解答本题。
【详解】A、处在生育期的个体足够多，种群数量增长快，可以J型曲线增长，A错误；
B、J型曲线是在食物（养料）和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害、没有疾病的理想条件下形成的，B项存在天敌或竞争者，不能长期以“J”型曲线方式增长，B正确；
CD、该两个选项都是条件适宜的情况，可以J型曲线增长，CD错误。
故选B。
第二部分非选择题
16.研究发现，正在生长的植物细胞具有“酸生长”特性，即pH4~5的溶液促进细胞伸长生长。为了研究这一现象的内在原因，研究者用黄瓜幼苗快速生长的下胚轴切段进行实验。实验操作及结果如下图。
请回答问题：
（1）多细胞植物体的伸长生长是细胞数量和/或________增加的结果。
（2）如图1所示，研究者通过冰冻融化去除下胚轴切段中的原生质体，仅剩________，经这种处理后的下胚轴切段称为Y。
（3）由图可知，对Y进行的实验处理为：________。
（4）图2结果表明，Y的特性是①________；决定这种特性的物质最可能是②________（选填：纤维素/果胶/蛋白质）。
（5）研究者发现生长素可通过诱导细胞膜外环境的pH值降低，促进细胞生长。已知植物细胞膜上有H+泵、水通道、生长素受体、钾通道、蔗糖运载体等。在上述实验结果的基础上，请选用已知信息，提出生长素促进细胞生长的一种可能机制。_________________________
【答案】 (1). 长度（体积） (2). 细胞壁构成的切段（细胞壁） (3). ①一组加热，一组不加热，②分别、先后放入不同酸度的溶液中 (4). 在酸性条件下伸长，在加热后该特性丧失 (5). 蛋白质 (6). 生长素与受体结合，激活了膜上运输H+的泵，将H+从细胞内转运到细胞外的细胞壁中，降低pH，促进细胞壁伸展，进而促进细胞体积增大
【解析】
分析】
本题实验的目的是证实正在生长的植物细胞具有“酸生长”特性。实验设计要遵循对照原则和单一变量原则，另外该实验为了减小实验误差，还需遵循平行重复原则。
【详解】（1）多细胞植物体的伸长生长是细胞数量增加和长度（体积）增大结果。
（2）如图一所示，研究者通过冰冻融化去除下胚轴切段细胞中的原生质体，成为“切段Y”，实际上“切段Y”仅保留了细胞中的细胞壁。
（3）①先将Y分为数量相等的两组，然后进行的处理是：一组加热，一组不加热。
②取两个相同烧杯（甲、乙），分别装入不同酸度的溶液。
（4）①实验结果说明：正在生长的植物细胞具有在酸性，条件下伸长，加热使其特性基本丧失；②蛋白质在加热的条件下变性，所以决定这种特性的是蛋白质。
（5）在实验证实植物细胞具有“酸生长”特性的基础上，有学者提出了关于植物生长素促进生长的“酸生长假说”；生长素与植物细胞的细胞膜上受体结合，通过信号转导促进质子泵活化，把ATP水解，提供能量，同时把H+排到细胞壁，使细胞壁环境酸化，组成细胞壁的多糖链被破坏而变得松弛柔软，细胞壁的重要成分纤维素的丝松开，细胞的渗透压下降，细胞吸水，细胞因体积延长而增长。
【点睛】本题结合实验设计，考查探究实验，首先要求考生掌握实验设计的原则，明确实验的目的，同时结合生长素促进植物生长的原理来解决问题。
17.离子的跨膜运输是神经兴奋传导与传递的基础。突触传递过程中，前、后膜内外离子的移动如下图所示。
请回答问题：
（1）当兴奋传导到突触前膜时，引起突触前膜对Na+通透性的变化趋势为______。在此过程中Na+离子的过膜方式是______。
（2）引起突触前膜上Ca2+ 通道打开的原因是______。
（3）图中①至④表示兴奋引发的突触传递过程。图中过程②表示______。
（4）为研究细胞外Na+浓度对突触传递的影响，向细胞外液适度滴加含Na+溶液，当神经冲动再次传来时,膜电位变化幅度增大，原因是______。
（5）在突触部位胞内的钙离子主要来自于胞外。为证明细胞内钙离子浓度可影响神经递质的释放量，提出可供实验的两套备选方案。
方案一：施加钙离子通道阻断剂，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。再在该实验体系中适度增加细胞外液中的钙离子浓度，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。
方案二：适度增加细胞外液中的钙离子浓度，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。另取一组实验材料施加钙离子通道阻断剂，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。
比较上述两个方案的优劣，并陈述理由 __________。
【答案】 (1). 突然增加，达到一定水平后迅速降低（停止） (2). 易化扩散/协助扩散 (3). 神经冲动带来的膜电位变化 (4). 进入到胞内的钙离子会促进囊泡内的神经递质释放到突触间隙 (5). 膜两侧钠离子浓度差增加，过膜的钠离子数目增加 (6). 方案二优于方案一
方案一：施加钙离子通道阻断剂后，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量，能够反映细胞内钙离子浓度较低时对神经递质释放的影响。而在钙离子通道阻断剂存在的条件下，增加细胞外液的钙离子浓度无法改变细胞内的钙离子浓度，不能反映细胞内钙离子浓度较高时对神经递质释放的影响。因此实验方案有缺陷。
方案二：能反映细胞内钙离子浓度较高和较低时分别对神经递质释放的影响。实验方案设计较全面，实验结果较明确
【解析】
【分析】
据图分析，兴奋传导至突触小体时，引起钠离子通道的开放，使钠离子内流引起膜电位变化。进而导致钙离子通道打开钙离子内流，细胞内钙离子增多促进突触小泡与突触前膜融合向突触间隙释放神经递质。神经递质与突触后膜上的受体分子结合使钠离子通道打开，引起下一神经元兴奋。
【详解】（1）Na+通道的开闭是十分迅速的，兴奋传来时迅速打开，传过后又会迅速关闭。从图中可知钠离子的运输不消耗能量，但利用了载体。说明运输方式应当为协助扩散。
（2）钠离子内流会引起膜电位变化，之后发生钙离子内流。所以引起钙离子通道打开的是膜电位变化。
（3）据分析可知过程②表示突触小泡与突触前膜融合，向外释放递质。
（4）钠离子内流的动力是钠离子的浓度差。细胞外液纳离子浓度增大，浓度差变大。单位时间内流的钠离子增多，膜电位变化幅度增大。
（5）实验目的是验证细胞内钙离子浓度可影响神经递质的释放量。为了充分证明该结论，需要高钙离子和低钙离子两组。施加钙离子通道阻断剂可以使进入细胞内的钙离子减少，增加细胞外液中的钙离子浓度可以使进入细胞内的钙离子增多。但如果先使用了钙离子通道阻断剂，则增大细胞外液中的钙离子浓度是无作用的。
【点睛】图中钙离子和钠离子进入细胞都是利用了载体，不消耗能量，都是协助扩散方式。
18.下图示甲、乙两生态系统中的食物网。
请回答问题：
（1）食物网由______交织而成，它反映了______中_____________关系。
（2）在食物网甲中，A鱼体内的能量直接来自于______。
（3）甲、乙两食物网的营养级最多均有______级，导致这一现象出现的原因是______。
（4）基于对上述两食物网的观察，借鉴教材中赛达伯格湖的研究案例，请提出一个可用数据证实（或证伪）的、能进一步深入研究的问题_______。
【答案】 (1). 多条食物链 (2). 群落 (3). 捕食者与被捕食者（不同物种间捕食） (4). 藻类、食肉昆虫 (5). 4 (6). 能量在各个营养级之间的传递效率只有大约10%（受到食物网/群落中能量供给总量的限制） (7). 符合题目要求即可。如：①甲食物网中的生产者生产的有机物量是否大于乙？②甲食物网的能量传递效率是否大于乙？③甲食物网是否有额外的能量输入？
【解析】
【分析】
甲图中食物链有：1、藻类→A鱼；2、藻类→摇蚊的幼虫等→食肉昆虫→A鱼；3、藻类→摇蚊的幼虫→C鱼→B鱼；4、藻类→摇蚊的幼虫→A鱼的鱼苗→B鱼；5、藻类→摇蚊的幼虫等→食肉昆虫→B鱼。
乙图中的食物链有：1、牧草→鼠类→山狗→狼；2、牧草→鼠类→狼；3、牧草→大角鹿→狼；4、白杨叶子→狸→山狗→狼；5、白杨叶子→大角鹿→狼；6、白杨叶子→黑尾鹿→狼；7、三角叶杨叶子→狸→山狗→狼；8、三角叶杨叶子→大角鹿→狼；9、三角叶杨叶子→黑尾鹿→狼；10、柳树叶子→狸→山狗→狼；11、柳树叶子→黑尾鹿→狼。
【详解】（1）食物网由多条食物链交织而成，它反映了群落中捕食者与被捕食者（不同物种间的捕食）关系。
（2）在食物网甲中，A鱼食物有藻类和食肉昆虫，故其体内的能量直接来自于藻类、食肉昆虫。
（3）由分析可知甲食物网中与乙食物网最长的食物链的最高营养级均为第四营养级，故甲、乙两食物网的营养级最多均有4级，导致这一现象出现的原因是，能量在各个营养级之间的传递效率只有大约10%（受到食物网/群落中能量供给总量的限制）。没有足够的能量供应，无法维持生物生存。
（4）基于对上述两食物网的观察，借鉴教材中赛达伯格湖的研究案例，提出可用数据证实（或证伪）的、能进一步深入研究的问题有：如：①甲食物网中的生产者生产的有机物量是否大于乙？②甲食物网中的能量传递效率是否大于乙？③甲食物网是否有额外的能量输入？
【点睛】分析甲乙两个生态系统的食物网，知道食物链可以表示为：生产者→消费者，食物链的起始点是生产者，依据题干情境分析作答。
19.阅读下面的材料，完成（1）~（5）题。
芽殖酵母和裂殖酵母被广泛地应用于细胞周期研究中。这些单细胞生物能够表现出细胞周期的所有基本步骤。在实验室条件下，它们生长迅速，完成一个分裂周期只需1～4h。在分裂过程中酵母的核被膜并不解体，与细胞核分裂直接相关的纺锤体位于细胞核内（见图1）。
顾名思义，芽殖酵母是通过“出芽”进行繁殖的。一个“芽”经过生长及有丝分裂后从已存在的“母”细胞上脱落下来，从而形成新的子细胞。因此，芽的大小就成为细胞处于细胞周期某一阶段的指标。裂殖酵母细胞是圆柱状的，靠顶端延长进行生长，并通过一个中间隔膜的形成来完成细胞分裂。野生型裂殖酵母种群中的细胞在分裂时长度相当稳定。因此，裂殖酵母的细胞长度是细胞所处细胞周期阶段的很好指标。
Hartwell 和同事筛选到细胞周期相关基因（cdc）的温度敏感型突变体。野生型芽殖酵母在25℃和37℃下都可以正常分裂繁殖，细胞群体中每个细胞芽体的有无及大小与其所处细胞周期的阶段相关。温度敏感型突变体在25℃可以正常分裂繁殖，在37℃则失去正常分裂繁殖的能力，一段时间后，它们会以芽大小相同的形态死亡（图2）。
其他研究人员在裂殖酵母中发现的cdc2温度敏感型突变体，在37℃时的表型如图3。
酵母在遗传上的突出特点为细胞周期进程中关键调控因子的鉴定奠定了基础，也为研究细胞周期的调控机理提供了丰富信息。细胞周期调控的分子机制在进化过程中非常保守，在酵母中鉴别出的调控因子，一般可以在其他高等真核生物中找到其同源蛋白（氨基酸序列相似性较高）。
请回答问题：
（1）细胞周期是指________。
（2）由图2可知，在37℃下芽殖酵母突变体的变异性状是________。
（3）请解释图3所示2-种裂殖酵母细胞长度不同的原因________。
（4）要找出芽殖酵母芽体的大小与细胞所处细胞周期阶段的对应关系，应采取的具体做法是________。
（5）根据本题信息，请推测Hartwell是如何通过实验操作获得该温度敏感型突变体的？ ____________________
【答案】 (1). 连续分裂的细胞，从一次细胞分裂结束时开始，直到下一次细胞分裂结束时终止的整个过程 (2). 生长停止在大小相同的阶段，不能完成细胞分裂 (3). 野生型裂殖酵母在37oC下能进行细胞分裂，因此，细胞长度较短；cde2温度敏感型突变体在37oC时不能进入分裂期，但能继续生长，形成特别长的细胞 (4). 染色后观察细胞核的状态，测量芽的大小 (5). 用物理或化学因素诱变野生型芽殖酵母，诱变后在25oC条件下涂布平板培养，然后将复制（日迹法）后的平板置于37oC培养，停止增殖的菌落所对应的25oC平板上的菌落即为目标菌
【解析】
【分析】
本题以酵母菌为材料研究酵母菌的繁殖，从题干和图片看出芽殖酵母是形成芽体，从而形成新的子代，所以子代和亲代大小不一；而裂殖酵母是通过细胞分裂产生子代，所以新形成的子代个体体积大小一致。
【详解】（1）细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次细胞分裂结束时开始，直到下一次细胞分裂结束时终止的整个过程。
（2）由图2可知，细胞停滞在细胞周期的一个特定时期，可以推测在37℃下芽殖酵母突变体的变异性状是生长停止在大小相同的阶段，不能完成细胞分裂。
（3）野生型裂殖酵母在37℃下能进行细胞分裂，因此，细胞长度较短；cde2温度敏感型突变体在37℃时不能进入分裂期，但能继续生长，形成特别长的细胞，所以两种细胞体积不同。
（4）根据题干给出的信息“芽的大小就成为细胞处于细胞周期某一阶段的指标”，所以可以染色后观察细胞核的状态，测量芽的大小来判断细胞处于细胞周期的某时期。
（5）由于温度敏感型突变体在25℃可以正常分裂繁殖，在37℃则失去正常分裂繁殖的能力，所以可以利用影印培养法来获得，即利用物理或化学因素诱变野生型芽殖酵母，诱变后在25℃条件下涂布平板培养，然后将复制后的平板置于37℃培养，停止增殖的菌落所对应的25℃平板上的菌落即为目标菌。
【点睛】本题阅读量较大，要求学生能够在短时间内获得题干中最有效的信息，同时要求学生在微生物的培养实验中，灵活运用所学的只是，需要较强的综合能力。
20.目前在经济作物栽培中使用的赤霉素（GA3）大多是来自于发酵工业的产品。为提高发酵过程中赤霉素的产量，有关人员对发酵工艺开展了优化研究。请回答：
（1）下表是在不同发酵温度下，经过190小时（h）发酵后测得的赤霉菌菌丝得率（每消耗1 g还原糖所产菌丝干重）。
温度（℃）
25
28
30
32
35
菌丝得率（g/g）
0.32
0.36
0.42
0.43
0.38
上表中数据显示，发酵温度为_________时赤霉菌菌丝得率最高。
（2）下面图1为不同发酵温度条件下赤霉菌产赤霉素的速率（每小时、每升菌液中的合成产物量）。
综合上表中数据和图1所示结果可知，菌丝得率和GA3合成速率的________温度不同。
（3）依据上述实验结果，采用分阶段变温调控的发酵工艺后，与恒温发酵相比，GA3的产量明显提高。发酵过程中菌丝干重、残糖浓度及GA3浓度的变化如图2。发酵过程中残糖浓度下降的原因是________。
（4）鉴于菌丝产量、GA3合成速率以及维持高水平GA3产率的时间共同决定了GA3的最终产量，请综合图表中的信息，简述图2所示发酵过程前、中、后期采用3种不同温度的设计思路：______。
【答案】 (1). 32℃ (2). 最适 (3). 糖类被用于菌丝生长和各种代谢产物合成的碳源及能量供给 (4). 由于菌丝得率和GA3合成速率的最适温度不同，而菌丝总量和GA3合成速率共同影响GA3的最终产量。所以，在发酵过程的前期，采用32℃适合菌丝快速生长，以便产生更多的菌丝，在中期采用30℃有利于快速提高GA3的合成速率，而采用28℃则有利于延长赤霉菌高水平合成GA3的时间
【解析】
【分析】
综合表格和图1结果可知，菌丝得丝率在32℃最高，GA3合成速率在30℃下发酵70h条件下相对较高的合成速率。?根据图2所示，发酵过程前、中、后期采用的温度不同。前期采用32℃较高温度，适合菌丝快速生长，以便产生更多的菌丝，中期采用30℃，有利于快速提高GA3合成速率；而在后期则采用28℃维持较长时间，有利于延长赤霉菌高水平合成GA3的时间。
【详解】（1）由表格中数据可知，32℃时赤霉菌菌丝得率最高。
（2）由图1可知，温度为30℃、发酵时间为70h的时候赤霉菌产赤霉素的速率最高，而赤霉菌菌丝得率最高时的温度是32℃，所以菌丝得率和GA3合成速率的最适温度不同。
（3）由于菌丝生长、各种代谢产物（或赤霉素合成）所需的碳源及能量都主要由糖类提供，所以发酵过程中残糖浓度会下降。
（4）菌丝产量、GA3合成速率以及维持高水平GA3产出率的时间共同决定了GA3的最终产量。所以，在发酵过程的前期，采用32℃适合菌丝快速生长，以便产生更多的菌丝，在中期采用30℃有利于快速提高GA3的合成速率，而采用28℃则有利于延长赤霉菌高水平合成GA3的时间
【点睛】本题以赤霉菌为例考查发酵的有关知识，要求考生会识图和分析实验来进行准确答题。
21.野生型果蝇为灰身、长翅。灰身基因（A）突变后出现黑身表型，长翅基因（B）突变后出现残翅表型。已知控制这两对性状的基因都位于常染色体上。用灰身长翅（P1）与黑身残翅（P2）两种果蝇进行的杂交实验结果如下：
根据这两对基因的DNA序列分别设计一对PCR引物，对杂交实验一亲本、子代的基因组DNA进行PCR扩增，扩增结果见图1。

请回答问题：
（1）根据杂交实验一与相关基因PCR产物电泳结果，推测P1亲本的基因型是______。P1亲本产生配子的基因型是______。
（2）由图1的PCR结果可以推测：果蝇B→b的突变是由于B基因内______所致。判断的依据是：______。
（3）若对杂交实验二中的亲本、子代的基因组DNA再进行PCR扩增，亲本及亲本型子代扩增结果见图2。请将新组合表型果蝇的扩增条带图绘在图2中的横线上。______
（4）分析杂交实验二后代中出现4种表型，且数量不等的原因是：______。
（5） 为从细胞水平证明只有雌果蝇能够产生新的基因组合的配子，请写出实验思路，列出主要实验设备及实验材料，并预期实验结果。______
【答案】 (1). AaBb (2). AB、ab (3). 碱基对的增加 (4). B基因的PCR扩增片段大小为600bp，而突变基因b的扩增片段为700bp，说明B基因的长度增加了100bp，突变为b基因 (5). (6). P1亲本产生了4种基因型不同，数量两两相等的配子，其中亲本型多、重组型少；P2亲本只产生一种基因型的配子 (7). 观察雌、雄果蝇生殖细胞减数分裂过程中的染色体行为。光学显微镜，染色后的性成熟果蝇卵巢、精巢的切片。在雌果蝇细胞中可以观察到有交叉现象的染色体，而在雄蝇中观察不到此现象
【解析】
【分析】
根据图1和杂交实验一可知：杂交一的亲本和子代的基因组成为AaBb×aabb→AaBb：aabb=1：1，推测两对等位基因位于一对同源染色体上，A和B在一条染色体上，ab在一条染色体上。
【详解】（1）根据相关基因PCR产物电泳结果，推测P1亲本的基因型AaBb，杂交一的亲本和子代的基因组成为AaBb×aabb→AaBb：aabb=1：1，推测两对等位基因位于一对同源染色体上，A和B在一条染色体上，ab在一条染色体上，因此P1亲本产生配子的基因型是AB和ab。
（2）由图1的PCR结果可知：B基因有600碱基对，b基因有700碱基对，因此果蝇B→b的突变是由于B基因内碱基对的增加所致。
（3）图2说明杂交实验二中的亲本的亲本基因组成为AaBb和aabb，杂交实验二的F1出现的四种表现型是两多两少，且两两相等，其中亲本类型多，重组类型少，推测P1亲本雌果蝇产生了4种卵细胞（AB、ab、Ab、aB），数量两两相等，其中AB、ab多，Ab、aB少，而P2亲本雄果蝇只产生一种ab的精子，因此后代的基因组成为AaBb、aabb、Aabb、aaBb。新组合表型果蝇的扩增条带如图：
（4）杂交实验二后代中出现4种表现型，四种表现型是两多两少，且两两相等，其中亲本类型多，重组类型少，推测P1亲本雌果蝇产生了4种卵细胞（AB、ab、Ab、aB），数量两两相等，其中AB、ab多，Ab、aB少，而P2亲本雄果蝇只产生一种ab的精子，说明P1发生了交叉互换，这种变异类型属于基因重组。
（5）为从细胞水平证明只有雌果蝇能够产生新的基因组合的配子，可以观察雌、雄果蝇生殖细胞减数分裂过程中的染色体行为。所需主要设备有光学显微镜，染色后的性成熟果蝇卵巢、精巢的切片。预期实验结果为在雌果蝇细胞中可以观察到有交叉现象的染色体，而在雄蝇中观察不到此现象。
【点睛】本题旨在考查学生理解基因分离定律和自由组合定律的实质，学会应用配子法判断非等位基因的位置及遵循的遗传规律，分析DNA指纹判断基因突变的类型及相关个体的基因型，会出特定个体的DNA指纹，并根据测交后代的表现型比例推算交换率。