2024届上海市崇明区二模生物试题

2023学年第二学期学业质量调研高三生物学考生注意：1．试卷满分100分，考试时间60分钟。2．本考试分设试卷和答题纸。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。3．“单选”指每题只有一个选项为正确答案；“多选”指每题有两个或两个以上选项为正确答案；“编号选填”指每空有一个或多个选项为正确答案。广阳岛的生态修复（17分）1.广阳岛是长江上游第一大江心岛屿，在维护长江生物多样性方面发挥着重要作用。2017年前由于不当开发，广阳岛的生态系统受损严重，生物多样性锐减。2019年起，研究人员通过开展生物多样性调查，因地制宜地科学生态修复，使广阳岛重新焕发了生机。图1是广阳岛一驳岸区消落带主要植物群落和优势种的分布情况。图2是该地区部分动植物的相互作用关系，其中小写字母表示同化的能量值。（1）研究人员调查广阳岛的植物群落优势种，最合适采用的调查方法是___（单选）。A.样方法 B.标志重捕法C.直接计数法 D.取样器取样法（2）研究人员根据驳岸区的环境和土壤理化条件，通过培土、引种等方式开展生态修复，使得原本的荒滩在短期内出现了物种比较丰富的生物群落。这种群落演替方式属于___。修复后的驳岸区多样化的植物分布差异体现了群落的___，同时也增加了生态系统的___（编号选填）。①初生演替②次生演替③恢复力稳定性④抵抗力稳定性⑤自我调节能力⑥营养级层次⑦垂直结构⑧水平结构（3）下列有关图2中各生物之间的关系的说法正确的是___（多选）。A.第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（b+d+e）/aB.同化量c的数值一定小于b、d和eC.若黄鼠狼的食物有1/4来自野兔，则黄鼠狼每增加1千克体重需要捕食野兔d/4f千克D.食虫性鸟类和食植性鸟类之间不存在信息传递广阳岛驳岸区消落带受江水冲刷严重，土壤pH约9.0。洪汛期高程30m以下区域可被洪水淹没，一些植物可能会被洪水连根拔起或被泥沙就地掩埋。目前有待修复的驳岸区消落带样地N，下表是部分备选生态修复植物物种生长信息。植物种类型生长特性其他特性卡开芦草本喜温暖、湿润和阳光充足环境，适应性强，耐寒、耐旱、耐涝观花、观叶，营造优美的湿生植物景观鸢尾草本耐寒性强，适宜生长在排水条件好的环境中，弱碱性土壤最为适宜观花，花型独特、色彩丰富胡枝子灌木喜光植物，具有耐荫耐旱耐瘠薄能力，对土壤适应性强，适合酸性土壤枝叶秀美，开花繁茂，是良好的园林和荒山绿化树种南川柳灌木极耐水淹，可片植于溪边、河岸带进行植被修复，适应性强适用于乡野化景观营造，自然野趣栾树乔木阳性树种，耐半阴；耐干旱、瘠薄，对土壤要求不严；根系深植且发达夏季黄花满树，入秋叶色变黄乔木喜光植物，对干旱和盐碱地带适应能力强，根系浅且发达，能够劫持水流和减少地表径流观花、观果，极具观赏价值，外来物种，繁殖能力强，是荒山绿化的先锋树种火炬树（4）引种合适的植被既可以防洪固土、稳固堤岸，又可以营造风景优美的自然景观，这体现了生物多样性具有___（编号选填）。①直接价值②间接价值③潜在价值（5）从表中选择适合用来进行样地N生态修复的植物物种组合，并说明理由___。遗传规律（18分）2.多囊肾病（PKD）是一种常见的单基因遗传病，目前发现PKD存在多个不同的致病基因，各致病基因的遗传方式不尽相同。如图为甲、乙两个PKD家系的遗传系谱图。（1）甲家系中PKD的遗传方式为___________，甲家系II－2的基因型为______________。（相关等位基因用A和a表示。）为判断乙家系PKD的遗传方式，对乙家系患者和正常成员的相关基因进行检测，检测基因部分序列如下图所示。检测发现乙家系II－1不携带致病基因。（2）甲乙两个家系PKD的遗传方式______（相同/不同/无法判断），乙家系III－2和III－3基因型相同的概率是______。（3）比较乙家系PKD患者和正常成员的基因序列，PKD产生的原因属于______。A.基因突变 B.基因重组 C.染色体倒位 D.染色体缺失（4）限制酶E的识别序列为GATATC，若用限制酶E切割乙家系PKD患者的基因，酶切后不同长度的DNA片段有______种。（5）若甲家系III－2与乙家系III－2婚配，生育携带PKD致病基因男孩的概率为______。（6）PKD目前没有理想的治疗方法，主要的治疗措施仍然是针对患者肾内和肾外各种并发症。对于有PKD家族史的家庭，有效降低患儿出生率的方法有______。（编号选填）①适婚青年进行遗传咨询②根据再发风险率的估计提出预防措施③通过产前诊断确定胎儿患病情况④对患PKD的双亲进行体细胞基因治疗棉花的纤维有白色的和紫色的，植株也有抗虫病的和不抗虫病的。为了鉴别其显隐性关系，现用紫色不抗虫植株与不同批次的白色抗虫植株进行杂交，结果见下表。颜色和抗虫与否的基因分别用A、a和B、b表示，基因型AaBb植株体细胞中两对基因与染色体的关系。组合序号亲本杂交组合子代的表现型及其植株数目紫色不抗虫白色不抗虫1紫色不抗虫×白色抗虫I2112082紫色不抗虫×白色抗虫II0279（7）根据表的信息判断，关于棉花两对相对性状的说法正确的是______。A.白色对紫色是显性，不抗虫对抗虫是显性B.杂交亲本中白色抗虫I植株的基因型是AabbC.两组杂交亲本中的紫色不抗虫植株的基因型均是aaBbD.两组杂交子代中白色不抗虫植株的体细胞中的染色体组成与图5细胞一致（8）表中子代白色不抗虫植株在正常产生配子的过程中，不会出现下列几种情况中的______。（编号选填）植物的光合作用（23分）3.不同物种独立演化出相同或相似的性状称为趋同进化。在大多数植物的光合作用中，大气CO2直接被卡尔文循环中的R酶固定。然而，R酶对CO2和O2都有亲和性，当其结合O2而非CO2时就会发生光呼吸作用，导致能量消耗。陆生植物进化出了多种碳浓缩机制避免光呼吸，除C3途径外，许多生活在炎热干燥环境中的植物会采用C4途径或CAM途径。两种机制都使用R酶并将CO2的捕获和固定分开进行，提高碳固定的效率。（1）植物光合作用的光反应产物______转移至______（场所）参与碳反应。不同植物碳浓缩机制的差异是长期自然选择形成的对环境______的结果。（2）结合题干信息分析，下列可作为光合作用趋同进化的证据有______。A.从蓝细菌到开花植物捕获光能的装置都是叶绿体B.为避免光呼吸，陆生植物进化出多种碳浓缩机制C.C4植物和CAM植物都利用R酶来固定CO2D.C4植物和CAM植物都把CO2的捕获和固定分开植物光合作用速率受多种因素影响，研究人员获得了光合作用速率明显降低的CST1基因功能缺失突变体玉米，利用其研究了光合作用产物对光合作用的反馈调节机制。研究人员检测了传粉后玉米叶片的气孔开放程度，结果如图1，野生型植株在不同光照条件下CST1基因的表达量，结果如图2。（3）图1结果说明野生型植株中CST1蛋白能够______（促进/抑制）气孔打开，突变体光合速率下降的原因是______。（4）据图2分析下列说法正确的是______。A.A组CST1基因表达量的峰值和谷值出现时间较光暗处理在时间上存在滞后B.B组和C组的结果说明CST1基因在黑暗条件下表达量高，在光照条件下表达量低C.连续光照处理不利于野生型玉米植株光合作用速率提高，而连续黑暗处理可以D.光照处理能够影响野生型玉米植株气孔的开放程度（5）研究人员在玉米传粉后第15天分别向野生型和突变体的茎注射蔗糖溶液，对照组注射等量蒸馏水，48小时后检测叶中气孔开放程度。实验证实了CST1基因的表达受到光合作用产物的调控，进而影响气孔开放程度。请将蔗糖处理突变体的结果补在下图中______________。在全球气候变化日益加剧的背景下，多重联合胁迫对作物生长发育及作物产量形成的不利影响日益显著。研究者设计了如图甲所示的实验，分析了在单一干旱、单一冷害以及二者联合胁迫条件下苗期玉米的光合生理差异，部分结果如图乙。（6）图甲所示的实验设计中，“25天最适条件”培养的目的是______。（7）干旱胁迫下，玉米的生命活动可能会发生的变化有______。A.部分细胞出现质壁分离B.无机盐运输效率降低C.氧气的释放量减少D.细胞无法调节代谢活动（8）该研究显示：干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合和生长等造成的损伤。请结合图乙所示数据说明得出该结论的依据：______。间歇性禁食与预防阿尔茨海默病（20分）4.阿尔茨海默病（AD）是一种神经系统退行性疾病。AD的两大主要病例特征为β－淀粉样蛋白（Aβ）沉积形成老年斑诱发炎症反应，和Tau蛋白过度磷酸化导致神经纤维缠结。两种情况均会引起神经元凋亡，使患者记忆力衰退。图1是神经细胞部分结构及其胞内自噬囊泡产生和运输的示意图。图2是小胶质细胞（MC细胞）清除Aβ沉积时诱发产生炎症反应的机制，小胶质细胞可通过吞噬作用去除变性蛋白和突触连接。（1）据图1分析，AD患者脑部神经元中与Aβ自噬囊泡清除相关的细胞结构有___（多选）。A.溶酶体 B.细胞骨架 C.线粒体 D.细胞膜（2）研究发现Tau蛋白能与微管结合并维持其稳定性。所以过度磷酸化的Tau___（促进/阻碍/不影响）AD患者脑神经元中的Aβ自噬囊泡的转运。（3）由图2和题干信息可知，当Aβ沉积时，MC细胞中会发生___（多选）。A.K酶和IK的磷酸化 B.NF抑制IL-1基因的表达C.吞噬并清除Aβ蛋白 D.大量释放IL-1（4）Aβ沉积会进一步促进MC内的NLRP3炎性小体，从而导致额外的Aβ沉积形成，还会促进Tau蛋白的过磷酸化，进而放大神经炎症，引起神经元损伤。下列关于炎症反应的叙述正确的是___（单选）。A.巨噬细胞可能参与炎症反应B.炎症反应属于机体的第一道防线C.细胞坏死一般不会引起炎症反应D.神经炎症的放大是机体的负反馈调节为了研究间歇性禁食是否能改善AD患者的认知水平，研究人员利用AD模型克隆小鼠开展如图3（a）所示的间隙性禁食实验，IF组每隔一天禁食，AL组自由喂食。野生型小鼠自由喂食作为对照WT。在水中放置平台如图3（b），训练小鼠记忆平台位置，隐去平台后观察各组小鼠在水中运动，检测小鼠的学习和记忆能力。水迷宫实验结果如图4所示。（5）根据图4分析，下列各组小鼠运动轨迹最有可能是AL组的是___（编号选填）。（6）据图4分析，间歇性禁食是否改善了AD模型小鼠的认知水平？请说明理由___。（7）有人认为间歇性禁食对AD模型小鼠认知水平的影响是因为重构了肠道菌群的组成和代谢，进而影响了小鼠“肠微生物－肠道－脑”轴的动态关系。请写出大致的实验思路，验证这一观点___。纤维素燃料乙醇的制备（22分）5.生物燃料乙醇是重要的清洁能源。传统的生物乙醇通过高粱、甘蔗等粮食进行生产，对粮食消耗巨大。高粱等植物的秸秆中含有丰富的半纤维素（主要水解产物是木糖），可以用作染料乙醇生产的原材料。酿酒酵母是用作乙醇发酵的重要菌种，但因其本身跨膜转运木糖困难以及缺乏专一性的木糖代谢酶，故不能直接利用木糖进行乙醇发酵。研究人员通过基因工程手段使酵母细胞超表达木糖转运体，并将木糖代谢相关的XR酶和XDH酶的基因导入野生型的酿酒酵母中，在酵母细胞内建立起了木糖代谢的通路，如图1中途径I所示。（1）木糖转运体能特异性地转运木糖而非葡萄糖，主要取决于木糖转运体蛋白质的___（单选）。A.氨基酸间的连接方式 B.合成和加工的细胞器C.两侧木糖和葡萄糖浓度 D.活性中心空间结构（2）在合适的发酵条件下发现，重组酵母相对于原菌株对于木糖的利用效率并未得到显著的改善，结合图1和所学知识分析，以下原因分析合理的有___（多选）。A.重组酵母的木糖转运体的转运效率不高B.酒精发酵与木糖代谢竞争NADHC.导入的XR酶和XDH酶的基因无法在酵母细胞中表达D.酵母胞质内环境与XR、XDH等酶的最适反应环境不一致为了提高乙醇的产量，研究人员利用基因工程技术将XK基因与增强启动子相连，导入受体细胞中，观察工程菌的乙醇发酵情况，技术路线如图2所示，其中①～④代表PCR扩增引物，LEU2基因是亮氨酸合成基因，URA3基因是尿嘧啶合成基因。如表是工程菌a和工程菌b在同等适宜条件下分别进行葡萄糖木糖共底物发酵实验的部分产物检测结果。木糖利用g/L乙醇产量g/L木糖醇产量g/L工程菌a12.49.40.7工程菌b5.66.94.8（3）为了使XK基因与载体质粒有效连接，可以通过PCR技术在XK基因的上下游引入限制性内切核酸酶___的识别序列，再用对应酶切后通过DNA连接酶连接。设计的扩增引物位置是图2中的___（编号选填）。（4）选出恰当的编号填在下表中，完成工程菌a和工程菌b的制备过程（编号选填）。制备工程菌a制备工程菌b导入质粒重组质粒a+重组质粒b重组质粒b受体细胞（1）___（2）___筛选用培养基（3）___（4）_