上海市长宁区2023-2024学年高三上学期教学质量调研生物试题（ 含答案解析 ）

2023学年第一学期高中生物学教学质量调研试卷考生注意：1．本场考试时间100分钟。试卷共8页，满分100分，答题纸共2页。2．作答前，在答题纸正面填写姓名、准考证号。将核对后的条形码贴在答题纸指定位置。3．所有作答务必填涂或书写在答题纸上与试卷题号对应的区域，不得错位。在试卷上作答一律不得分4．用2B铅笔作答选择题、编号选填题，用黑色字迹钢笔、水笔或圆珠笔作答其他题。一、土壤氮量与植物生理（19分）1.玉米是重要的粮食产物，土壤氮量作为化学信号会影响玉米的代谢和发育。图1示不同浓度的NO3-对玉米根部细胞中生长素合成基因（M）部分碱基序列的影响。（1）植物细胞中含有氮元素的化合物包括：__________（编号选填）①脱氧核糖核酸②纤维素③ATP④ATP合酶（2）欲研究M基因的表达情况，可检测细胞内是否存在相应的（）A.M基因 B.mRNA C.tRNA D.rRNA（3）据图1及所学知识推测，土壤氮条件对玉米根部细胞的影响是（）A.氮含量差异改变了M基因的碱基序列B.低氮条件改变了遗传信息的传递方向C.高氮条件抑制了M基因的转录D.低氮条件和生长素对根的生长具有协同作用研究小组通过大田试验，研究某种玉米在不同种植密度、不同施氮水平下叶片的光合作用能力。种植密度：87000株/hm2（D1）；99000株/hm2（D2）；施氮水平：不施氮组(N0)；高氮组360kg/hm2(N360)；检测方法：在叶表面安装可检测CO2气体量变化的仪器。在晴朗天气条件下实验并处理数据，玉米叶片的净光合速率（Pn）如图2所示。（4）玉米的光合作用离不开ATP的参与，以下相关说法正确的是（）A.低温会破坏ATP合酶结构，从而降低光合速率B.ATP合酶的作用与类囊体膜内外的H+浓度差有关C.固定CO2时，需要ATP提供能量D.三碳化合物的还原需要ATP合酶的驱动（5）欲获得不同条件下玉米的光合速率，本实验设计中可检测并记录的数据有（）A.检测白天CO2的吸收速率，得到净光合作用速率B.检测白天CO2的吸收速率，得到总光合作用速率C.检测白天O2的释放速率，得到净光合作用速率D.检测夜间CO2的释放速率，得到呼吸作用速率（6）下列能说明种植密度与净光合速率关系的实验组合是（）A.N0D1和N0D2 B.N0D2和N360D2C.N360D1和N360D2 D.N0D1和N360D1（7）研究者欲增加施氮水平为180kg/hm2的低氮组（N180），基于上述资料和研究，预测该组实验的结果更接近_________________（N0/N360）组实验，分析产生该现象的原因。__________________________________。【答案】1.①③2.B3.C4.B5.AD6.AC7.①.N360②.N能够促进叶绿素的合成，影响了光合作用，对呼吸作用的影响不大【解析】【分析】细胞中的无机盐主要以离子的形式存在，氮是蛋白质、核酸、磷脂等有机物的组成成分。【小问1详解】①脱氧核糖核酸是核酸的一种，含有C、H、O、N、P元素，①正确；②纤维素是糖类，只含有C、H、O元素，②错误；③ATP含有C、H、O、N、P元素，③正确；④ATP合酶是蛋白质，主要含有C、H、O、N元素，不一定含有P元素，④错误。故选①③。【小问2详解】基因的表达是指转录形成mRNA，翻译形成蛋白质，故欲研究M基因的表达情况，可检测细胞内是否存在相应的mRNA，B符合题意。故选B。【小问3详解】AC、图1可以看出，高浓度的NO3-促进了生长素合成基因（M）部分碱基序列的甲基化，从而抑制了M基因的转录，低浓度的NO3-促进了生长素合成基因（M）部分碱基序列的去甲基化，没有改变M基因的碱基序列，A错误、C正确；B、甲基化和去甲基化没有改变遗传信息传递的方向，B错误；D、低氮条件促进了生长素基因M的表达，促进了生长素的合成，但对根的的生长作用效应可能是促进，也可能是抑制，D错误。故选C。【小问4详解】A、低温不会破坏ATP合酶结构，只是降低了酶的活性，A错误；B、光反应时类囊体膜上ATP的合成中吸收的能量来自膜内外的H+浓度差有关，B正确；C、固定CO2时，不需要ATP提供能量，C错误；D、三碳化合物的还原需要ATP和NADPH参与，ATP合酶时参与ATP合成的，故不需要ATP合酶的驱动，D错误。故选B。【小问5详解】欲获得不同条件下玉米的光合速率，一般要测净（表观）光合速率和呼吸速率，即检测白天CO2的吸收速率，得到净光合作用速率，检测夜间CO2的释放速率，得到呼吸作用速率，而玉米的光合速率=净光合速率+呼吸速率，AD正确。故选AD。【小问6详解】要研究种植密度与净光合速率关系，故种植密度是自变量，净光合速率是因变量，其他是变量应该相同且适宜（即无关变量），AC符合题意。故选AC【小问7详解】研究者欲增加施氮水平为180kg/hm2的低氮组（N180），该组实验的结果更接近N360组实验，产生该现象的原因是N能够促进叶绿素的合成，影响了光合作用，对呼吸作用的影响不大。二、火灾与群落演替（19分）2.森林火灾导致成熟阶段优势树种死亡，林冠层出现空隙现象称为林窗,图1是一个林窗在40年间物种种类的统计图，图2是林窗中粉眼蝶的种群增长速率。（1）火灾导致的群落演替类型为____________。以下林窗生物中，营养级最高的是__________（编号选填）。①蒲公英②凤尾竹③云南松④粉眼蝶（2）关于图1林窗中群落的推断，合理的是（）A.0～20年间该群落内草本植物的种群密度下降B.0～40年间草本和灌木逐渐消失的主要环境因素是阳光C.30～40年间可定期合理砍伐木材来保护生物多样性D.演替过程中，植物和动物在群落中的垂直结构都发生了改变（3）林窗中形成了蒲公英→粉眼蝶→山雀的食物链。下列叙述正确的是（）A.蒲公英、粉眼蝶、山雀是一个微型生态系统B.鸟类的迁入会影响粉眼蝶的种群密度C.若粉眼蝶种群数量下降，则林窗的物种丰富度下降D.该食物链中的信息传递方向是蒲公英→粉眼蝶→山雀（4）据图2可推测，林窗中粉眼蝶种群的情况是（）A.该种群呈“S”形增长B.T1～T2种群数量逐渐上升C.T2～T3种群数量逐渐下降D.T4时的种群数量为该种群的环境容纳量云南松的果实成熟后以球果闭合的形式将种子长期储存在植物树冠中，称为植冠种子库。调查森林火灾常发地段（D1）和未发生森林火灾地段（D2）云南松植冠种子库的若干指标，结果如表所示。储存时间0年1年3年5年7年种子萌发率D132.2%93.6%78.8%78.6%39.5%D232.3%94.1%78.1%78.3401%球果开放比例D143.7%92%100%----D25.3%27%72%100%--（5）影响云南松种子萌发率的主要因素是____________，影响云南松球果开放比例的主要因素是____________。（6）云南高原林火的历史可追溯到2.5亿年前，这也是云南松兴起的时期。云南松能成为当地群落中优势物种的原因有（）A.火烧后捕食种子的动物减少 B.植冠种子库能积累有活力的种子C.大火促进了球果的开放 D.球果对种子起到保护作用【答案】（1）①.次生演替②.④（2）BCD（3）B（4）ABD（5）①.光照②.水、温度（6）ABD【解析】【分析】群落演替的类型：初生演替和次生演替。【小问1详解】火灾发生后，森林的土壤条件还存在，所以该群落演替类型是次生演替。在以下林窗生物中，营养级最高的是④粉眼蝶。【小问2详解】A、据图可知，0～20年间该群落内草本植物的物种种类数量逐渐减少，但草本植物的种群密度不一定下降，A错误；B、影响植物数量的因素主要是光照，0～40年间由于乔木增多，在竞争中占优势，故草本和灌木逐渐消失的主要环境因素是阳光，B正确；C、由图可知，30-40年时，生物多样性会降低，所以为更有效地保护生物多样性可定期合理开采木材，这有利于群落的发展，C正确；D、在林窗演替过程中，植物的垂直结构会发生改变，植物可为动物提供食物条件和栖息空间，故动物在群落中的垂直结构也发生改变，D正确。故选BCD。【小问3详解】A、生态系统的结构包括组成成分和营养结构，其中生态系统的组成成分包括非生物和能量、生产者、消费者和分解者，营养结构为食物链和食物网，蒲公英、粉眼蝶、山雀不是一个微型生态系统，A错误；B、鸟类会与粉眼蝶竞争空间与资源，因此鸟类的迁入会影响粉眼蝶的种群密度，B正确；C、物种丰富度表示物种数目的多少，因此若粉眼蝶种群数量下降，则林窗的物种丰富度并不会下降，C错误；D、信息传递的方向是双向的，D错误。故选B。【小问4详解】A、在T1-T4时间内，种群增长速率先增加后减少，呈现S型曲线，A正确；BCD、在T1-T4时间内，种群增长速率始终大于0，因此在T1-T4时间内种群数量逐渐上升，种群增长速率等于0时种群数量为K值，即该种群的环境容纳量，BD正确，C错误故选ABD。【小问5详解】对比森林火灾常发地段（D1）和未发生森林火灾地段（D2）种子萌发率并无明显差异，因此影响种子萌发的因素光照，对比森林火灾常发地段（D1）和未发生森林火灾地段（D2）云南松球果开放比例有较大差异，因此推测影响云南松球果开放比例的主要因素是温度、水。【小问6详解】由于火烧后捕食种子的动物减少，且球果对种子起到保护作用，因此植冠种子库能积累有活力的种子，所以促使云南松能成为当地群落中优势物种。故选ABD。三、睡眠与稳态调节（19分）3.慢性睡眠剥夺(CSD)会对稳态维持产生影响。研究者对健康大鼠进行CSD干预后，检测其空腹血糖及胰岛素抵抗指数。（胰岛素抵抗指数=空腹胰岛素（μU/mL）×空腹血糖(mmol/L)/22.5）组别空腹血糖(mmol/L)胰岛素抵抗指数CSD组6.633.16对照组5.142.46（1）大鼠体内，胰岛素参与血糖调节过程，属于内环境稳态的（）A.体液调节 B.反馈调节 C.分级调节 D.免疫调节（2）为研究CSD影响，大鼠内环境中可检测的指标有__________（编号选填）。①胰岛素受体②胰岛素③葡萄糖④糖原⑤葡萄糖转运蛋白（3）CSD干预后，大鼠的空腹胰岛素水平____________（明显提高/基本不变/明显下降），因此CSD干预后胰岛素对血糖调节的功能____________（明显提高/基本不变/明显下降）。研究者用秀丽隐杆线虫研究睡眠与记忆的关系。丁酮是一种对秀丽隐杆线虫有天然吸引力的甜味化合物，研究者利用丁酮对秀丽隐杆线虫进行了嗅觉训练及嗅觉记忆方面的实验如图。（4）嗅觉训练中形成的条件反射是__________（编号选填），形成该条件反射的非条件刺激是__________（编号选填）。①秀丽隐杆线虫被丁酮吸引②秀丽隐杆线虫排斥丁酮③丁酮④食物（5）秀丽隐杆线虫通过神经元AWC感受丁酮气味，并传递给神经元AIY。研究表明嗅觉训练影响了这两个神经元间的突触联系，则培养皿中秀丽隐杆线虫的AWC和AIY间突触联系相对较低的培养皿编号为__________（填图中编号）。（6）嗅觉训练及睡眠干扰对秀丽隐杆线虫的影响分别是（）A.抑制AWC受体接受信息，巩固记忆B.抑制AWC释放神经递质，记忆减退C.抑制AIY释放神经递质，记忆减退D.抑制AIY受体接受信息，巩固记忆【答案】3.AB4.②③5.①.基本不变②.明显下降6.①.②②.④7.②③8.B【解析】【分析】胰岛素是降低血糖的激素，是由胰岛B细胞分泌的。【小问1详解】ABCD、胰岛素参与的血糖调节过程中有胰岛素、胰高血糖素等激素，故有体液调节，也有反馈调节，从而保证内环境的相对稳定，没有涉及分级调节和免疫调节，AB正确，CD错误。故选AB。【小问2详解】②胰岛素和③葡萄糖存在于内环境中，①胰岛素受体、④糖原和⑤葡萄糖转运蛋白不属于内环境，故为研究CSD影响，大鼠内环境中可检测的指标有②胰岛素和③葡萄糖。【小问3详解】根据题表可以看出，CSD干预后，大鼠的空腹胰岛素水平由干预前的2.46/5.14=0.48μU/mL变成了3.16/6.63=0.48μU/mL，故大鼠的空腹胰岛素水平基本不变；由于CSD干预后，大鼠的空腹胰岛素水平基本不变，而空腹血糖浓度升高，故CSD干预后胰岛素对血糖调节的功能明显下降。【小问4详解】从图中可以看出，秀丽隐杆线虫训练后，保持睡眠的一组训练16小时后丁酮失去了对秀丽隐杆线虫的吸引，而睡眠干扰组则保持了对秀丽隐杆线虫的吸引，故嗅觉训练中形成的条件反射是②秀丽隐杆线虫排斥丁酮，形成该条件反射的非条件刺激是④食物。【小问5详解】①④秀丽隐杆线虫被丁酮吸引、②③秀丽隐杆线虫排斥丁酮，故培养皿中秀丽隐杆线虫的AWC和AIY间突触联系相对较低的培养皿编号为②③。【小问6详解】根据图可以看出，嗅觉训练后，秀丽隐杆线虫排斥丁酮，故嗅觉训练对秀丽隐杆线虫的影响是抑制AWC（感受器）释放神经递质；睡眠干扰后又恢复了秀丽隐杆线虫被丁酮吸引，则睡眠干扰对秀丽隐杆线虫的影响是记忆减退，B正确，ACD错误。故选B。四、免疫排斥与基因治疗（21分）4.移植异体心脏时，异体心脏中的树突状细胞容易引起患者体内强烈的免疫排斥反应（如图）。（1）在免疫系统中，树突状细胞属于________________（编号选填），B细胞是______________（编号选填）。免疫反应中C细胞能分泌____________。①T淋巴细胞②B淋巴细胞③抗原呈递细胞④细胞毒性T细胞⑤辅助性T细胞（2）关于图6免疫排斥反应的分析，正确的是（）A.引发免疫排斥的主要信息来自树突状细胞上的MHCB.树突状细胞上被识别的MHC和心肌细胞上的不同C.树突状细胞和心肌细胞中的遗传信息不同D.刺激A细胞的信号会逐渐消失，免疫系统重归稳态未成熟的树突状细胞培养至第6天时才能激活免疫排斥，且树突状细胞中Dectin-1基因过量表达能抑制MHC的表达。为减轻免疫排斥反应，研究人员利用Dectin-1基因（甲）和带有绿色荧光蛋白基因（GFP）的噬菌体载体（乙）构建重组DNA（如图）。各限制酶的酶切位点分别是BglⅡ（-A↓GATCT-）、EcoRI（-G↓AATTC-）和Sau3AI（-↓GATC-）。（3）构建表达载体时，为提高重组率，最适合的酶切组合是（）A.用EcoRI切割目的基因和P1噬菌体载体B.用BglⅡ和EcoRI切割目的基因和P1噬菌体载体C.用BglⅡ和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体D.用EcoRI和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体（4）在制备受体细胞时，最为合理的操作是__________（编号选填）。①提取小鼠骨髓中的细胞②提取小鼠心脏中的细胞③原代培养获得多种细胞④原代培养获得树突状细胞⑤传代培养获得多种细胞⑥传代培养获得树突状细胞（5）细胞培养至第6天时，受体细胞发生了（）A.分裂 B.分化 C.生长 D.凋亡（6）分别对含重组DNA、未导入DNA分子的两种受体细胞进行检测，“+”表示检测物表达，“-”表示检测物不表达，表中①、②、③处的检测结果分别是________、________、_________（选填“+”/“-”）。检测物细胞A细胞B第1天第3天第6天第1天第3天第6天绿色荧光蛋白+++①

MHC

②③

（7）除了含重组DNA的树突状细胞、未导入DNA分子的树突状细胞两组实验外，还应设置的实验组是______________________，目的是_________________________________________。【答案】（1）①.③②.④③.抗体（2）A（3）D（4）②③⑥（5）B（6）①.-②.-③.+（7）①.导入带有绿色荧光蛋白基因（GFP）的噬菌体载体（乙）的树突状细胞②.排除噬菌体载体（乙）中的基因对MHC表达的影响【解析】【分析】据图分析：树突状细胞表面的MHC与A细胞——辅助性T细胞表面的受体结合，辅助性T细胞被活化释放淋巴因子作用于B细胞——细胞毒性T细胞和C细胞——B淋巴细胞，其中细胞毒性T细胞分裂分化形成效应毒性T细胞，最终裂解心肌细胞。【小问1详解】树突状细胞和吞噬细胞一样都属于抗原呈递细胞，可以将抗原呈递给细胞毒性T细胞和B淋巴细胞，B淋巴细胞分裂分化为效应B细胞，效应B细胞分泌抗体。【小问2详解】树突状细胞来自于异体心脏，异体细胞具有不同的MHC，会引起免疫排斥反应。【小问3详解】甲图所示基因的转录方向从左到右，乙中质粒的转录方向为逆时针，为了保证Dectin-1基因正常表达，两者的转录方向需要一致，因此需要选择用EcoRI和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体。【小问4详解】由题意可知重组DNA分子导入的最终对象是树突状细胞，而树突状细胞存在于小鼠心脏中，因此需要先提取小鼠心脏中的细胞进行原代培养，小鼠心脏中存在多种细胞，因此经过原代培养会获得多种细胞，于是需要通过传代培养获得树突状细胞。【小问5详解】未成熟的树突状细胞培养至第6天时才能激活免疫排斥，说明此时基因选择性表达了，而细胞分化的根本原因就是基因的选择性表达。【小问6详解】含重组DNA受体细胞会表达绿色荧光蛋白，同时Dectin-1基因过量表达抑制MHC的表达。未导入DNA分子的受体细胞没有绿色荧光蛋白基因，因此无法表达绿色荧光蛋白，且该细胞没有过量表达Dectin-1基因，无法抑制MHC的合成。【小问7详解】除了含重组DNA的树突状细胞、未导入DNA分子的树突状细胞两组实验外，还应设置的实验组是导入带有绿色荧光蛋白基因（GFP）的噬菌体载体（乙）的树突状细胞，目的就是排除噬菌体载体（乙）中的基因对MHC表达的影响。五、阳光辐射与遗传进化（22分）5.着色性干皮病（XP）是一种皮肤病，患者对阳光极度敏感，皮肤会出现严重斑点，易诱发癌症。该病与编码DNA聚合酶eta的POLH基因有关。如图为某家族XP的遗传系谱图。（1）POLH突变基因对正常基因为____________（显性/隐性）。（2）测得该家族11人中共有8个POLH突变基因，则Ⅱ8为纯合子的概率是____________。（3）关于着色性干皮病的调查和预防，可行的是（）A.通过防晒降低发病的严重程度B.近亲结婚不影响该病的发生率C.通过B超检测分析胎儿患病可能性D.通过患者家系调查确定群体发病率为分析XP的致病原理，对含POLH基因的DNA片段进行PCR扩增与产物测序。（4）引物1和引物2能与该DNA片段的特定位点结合（图A），使用这两种引物，经4轮PCR循环后,有5种不同的DNA分子产物（图B），其中第⑤种DNA分子有_____个。如图为POLH基因中部分序列，测得突变基因中，该序列某一位点的碱基C被T替换，使原密码子变成了终止密码子（UAG），导致DNA聚合酶eta的氨基酸序列缩短。（5）据此推断，该序列中的模板链为____________（A链/B链）。紫外辐射会导致皮肤细胞损伤并诱发细胞凋亡，人体表皮层有一种特殊的细胞称为黑色素细胞，它产生的黑色素能阻挡紫外线。OCA2蛋白是黑色素细胞上的膜蛋白，起到转运黑素体、增加黑色素的作用。如图为非洲、北欧和东亚人群的肤色进化树，树枝颜色表明了这些人群的普遍肤色水平。（6）紫外线辐射造成的皮肤细胞凋亡属于____________（细胞程序性死亡/细胞坏死）。（7）运输OCA2蛋白的细胞结构有__________（编号选填）。①细胞核②核糖体③内质网④高尔基体⑤线粒体（8）研究肤色进化时，可检测不同地区人群的OCA2基因序列，这种证据属于（）A.化石证据 B.胚胎学证据 C.细胞生物学证据 D.分子生物学证据（9）图中OCA2突变基因的基因频率较高的人群是____________。（10）紫外线能激活胆固醇形成维生素D，维生素D缺乏会导致佝偻病和软骨病。结合OCA2基因的功能，分析长期生活在紫外线较弱地区的人群肤色较浅的原因。____________________________________________。【答案】5.隐性6.07.A8.89.B链10.细胞程序性死亡11.③④12.D13.北欧和东亚人群14.OCA2基因控制的OCA2蛋白起到转运黑素体、增加黑色素的作用，黑色素能阻挡紫外线。长期生活在紫外线较弱地区的人群不需要阻挡紫外线，反而需要吸收一定的紫外线激活胆固醇形成维生素D，防止佝偻病和软骨病的发生。所以长期生活在紫外线较弱地区的人群肤色较浅。【解析】【分析】1、遗传系谱图口诀：无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子都病为伴性，父子有正非伴性(伴X)；有中生无为显性，显性遗传看男病，母女都病为伴性，母女有正非伴性(伴X)。2、PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4中游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物