2022-2023学年上海市杨浦区高二下学期期末生物试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1上海市杨浦区2022-2023学年高二下学期期末试题1.“稻-鱼-鸭”是我国稻作生产的重要模式（如下图）。其中，稻田可为鱼和鸭提供捕食、栖息的空间；鱼和鸭可疏松土壤、在取食和踩踏过程中可控制杂草与虫害、其粪便可培肥土壤。研究发现，该模式不仅可以最大程度发挥稻田的生产和养殖潜力，还对缓解温室效应具有重要意义。（1）水稻田中常放养食谱广、适应能力强的丁桂鱼。生活在稻田中的所有丁桂鱼属于一个______。A.种群B.群落C.生物圈D.生态系统（2）在图所示“稻-鱼-鸭”生态系统中，呈现的群落结构主要是______。（3）已知稻飞虱是影响水稻产量的有害生物，在“稻-鱼-鸭”生态种养模式下稻飞虱的生长曲线是______。A.B.C.D.（4）稻飞虱大规模爆发会造成水稻减产甚至绝收，影响稻飞虱种群数量的因素包括______。①出生率②死亡率③迁入率④迁出率⑤性别比例⑥年龄结构（5）假如稻田中鸭群的食物有杂草（60%）、稻飞虱（30%）和福寿螺（10%），而稻飞虱和福寿螺主要摄食水稻。若该生态系统能量从生产者到消费者的传递效率为20%，从消费者到消费者的能量传递效率为10%。则该生态系统中鸭群增加100kJ能量，需要消耗生产者的能量为______kJ。（6）“稻-鱼-鸭”生态系统相比单作稻田生态系统更稳定，原因可能是______。A.单作稻田中的杂草和害虫存在捕食关系B.“稻-鱼-鸭”模式丰富了稻田生态系统，延长了食物链C.害虫与鸭群间的信息传递，有利于维持生态系统的稳定D.稻田引入鱼鸭后，充分利用稻田生态位，提高了生态位效能（7）研究表明，相较于水稻单作，“稻-鱼-鸭”模式还能显著增加土壤微生物、水生植物和水生动物的密度和生物量，提高稻田水生生物多样性指数，相比水稻单作，其恢复力稳定性将______。（填“升高”或“不变”或“降低”）（8）“稻-鱼-鸭”模式相比较水稻单作具有明显的增产效应，有利于水稻生物量的积累，相关的原因可能有______。①浓度增加②土壤含氧量下降③病虫害减少④杂草生长量减少⑤土壤肥力提高（9）稻田是温室气体和重要排放源之一，某课题小组调查研究不同稻田模式下和排放量如表1所示。表1“稻鱼共作”生态系统和排放量（用其可产生温室效应效度表示，*表示有显著差异）（）（）和（）水稻单作5281.5*716.11231.5*稻鱼组合3922.8*688.2946.8*基于表1数据，判断“稻鱼共作”生态系统对减缓温室效应有无作用，理由是______。（10）已知稻田是由土壤中的产甲烷菌分解有机物质而生成的。与稻田生态系统碳循环有关的环节有______。A.动物呼吸作用 B.产甲烷菌分解作用C.生产者光合作用 D.杂草和水稻种间竞争〖答案〗（1）A（2）垂直结构（3）B（4）①②③④⑤⑥（5）2300kJ（6）BCD（7）降低（8）①③④⑤（9）有作用。因为稻田是温室气体和重要排放源之一，而稻鱼组合可显著降低和的排放量（10）ABC〖祥解〗生态系统的信息传递作用：第一，维持生命活动的正常进行和生物种群的繁衍。第二，调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。在生态系统中，食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息。生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，与其他物种的关系，活动时间等多个维度。碳循环：（1）循环形式：碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物。（2）方向：碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。（3）实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。【小问1详析】所有丁桂鱼属于一个种群，A正确。故选A。【小问2详析】在垂直方向上具有分层，体现群落的垂直结构。【小问3详析】在自然环境下资源、环境、天敌的影响，稻飞虱应该呈S型增长曲线，B符合要求。故选B。【小问4详析】影响稻飞虱种群数量的因素包括出生率、死亡率、迁入率、迁出率、性别比例、年龄结构。【小问5详析】根据题意可以写出食物链：①杂草→鸭，②水草→稻飞虱→鸭，③水草→福寿螺→鸭，鸭群的食物有杂草（60%）、稻飞虱（30%）和福寿螺（10%），从生产者到消费者的传递效率为20%，从消费者到消费者的能量传递效率为10%，现在鸭群增加100kJ，消耗①杂草60÷20%=300；消耗稻飞虱30÷10%=300，消耗②水草300÷20%=1500；消耗福寿螺10÷10%=100，消耗水草③100÷20%=500。综合3条食物链消耗生产者的能量=300+1500+500=2300kJ。【小问6详析】A、单作稻田中的杂草和害虫存在捕食关系，不是稻-鱼-鸭”生态系统更稳定的理由，A错误；B、“稻-鱼-鸭”模式丰富了稻田生态系统，比原来单一的水稻物种丰富度高，延长了食物链，更有利于生态系统的稳定，B正确；C、在生态系统中，食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息。可以调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定，C正确；D、生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，与其他物种的关系，活动时间等多个维度。稻田引入鱼鸭后，充分利用稻田生态位，提高了生态位效能，D正确。故选BCD。【小问7详析】恢复力稳定性指的是生态系统在受外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，其核心是"遭到破坏，恢复原状"。生物多样性越多，恢复力稳定性越低。提高稻田水生生物多样性指数，相比水稻单作，其恢复力稳定性将降低。【小问8详析】影响光合产物的因素外因有CO2浓度、光照强度、水、肥料等，本题水稻生物量的积累相关原因可能有①CO2浓度增加③病虫害减少④杂草生长量减少⑤土壤肥力提高，②土壤含氧量下降不利于根细胞呼吸，会出现烂根现象。【小问9详析】由表格可知：稻田是温室气体CH4和N2O重要排放源之一，而稻鱼组合可显著降低CH4和N2O的排放量，因此“稻鱼共作”生态系统对减缓温室效应有作用。【小问10详析】A、碳循环的循环形式：碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2；动物的呼吸作用产生CO2，A正确；B、实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。所以产甲烷菌分解作用也与之有关，B正确；C、碳元素从无机环境进入生物群落主要靠光合作用，C正确；D、种间竞争与碳循环无关，D错误。故选ABC。2.公共卫生调查显示：夜间过多光源暴露显著增加糖尿病等代谢疾病风险。研究人员发现，视网膜上的感光细胞ipRGC在蓝光的刺激下可作用于小鼠脑中相关神经通路，使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于红光刺激的小鼠；此外，该神经通路也与脂肪细胞的代谢相关，如图所示。（“+”表示促进）（1）ipRGC对蓝光敏感，但对红光不敏感。“敏感”是指ipRGC能______。A.将光能转化为化学能 B.产生光感C.将光刺激转化为电信号 D.以光信号的方式传递兴奋（2）为了进一步确认各脑区间的神经联系，研究人员在SON区域的特定神经元的细胞体中注射了一种“示踪剂”，一段时间后检测到该示踪剂出现在PVN的某些神经元中。据此推断，该示踪剂的特点包括______。①与神经递质结构相同②可由突触前膜向后膜移动③可在同一个神经元内由树突向轴突移动（3）当刺激SON区域一段时间后，可检测到PVN区域的神经元兴奋，据此判定此时PVN区域的神经纤维上______。①膜对的通透性改变②形成了局部电流③所有区域的膜电位同时转变为外负内正（4）光刺激后小鼠血糖水平上升幅度增加，但仍可降低至空腹水平并保持相对稳定，有赖于血糖浓度降低时对胰岛素分泌的______。（反馈调节/分级调节）（5）检测发现，蓝光照射后并不会影响小鼠体内与血糖平衡有关的激素含量以及营养物质的变化，但会减弱棕色脂肪组织的产热。据此推断，“光暴露”引发血糖上升水平程度高于对照小鼠的原因是______。A.小鼠体内胰高血糖素水平上升B.支配脂肪组织的交感神经受抑制C.交感神经兴奋促进了肝糖原分解D.棕色脂肪细胞对葡萄糖摄取量降低（6）若要通过实验验证光影响了图中所示的“棕色组织脂肪的产热调节途径”，请写出针对实验组小鼠可采取的处理措施：________________________。（7）冷暖色一直被定义为心理上的冷热感受。研究者认为，上述通路与“蓝光让人感觉到凉爽，而红光则无此效应”有关。结合图中信息，推测造成这一现象的可能机制：______。光不仅会影响血糖代谢，也会使细胞产生病变。如紫外线（UV）长期照射皮肤后，会诱发敏感的角质发生病变，并释放一些可激活树突状细胞的物质。（8）敏感的角质细胞病变后释放的物质在免疫应答中称为______。（9）敏感的角质细胞病变后释放的物质可激活淋巴结中的T、B淋巴细胞并最终产生抗体，抗体通过内环境到达病变组织。下列对于该过程的描述，正确的是______。A.该过程涉及体液免疫B.细胞毒性T细胞产生了该抗体C.T淋巴细胞激活有利于该抗体的产生D.该抗体可特异性识别角质细胞病变后释放的物质（10）上述两个案例表明，外界环境如光刺激会______。A.增强内环境间的物质交换 B.阻碍各系统间的相互协调作用C.引发多个器官或系统的自动调节 D.使部分系统丧失稳态调节的能力〖答案〗（1）C（2）②③（3）①②（4）反馈调节（5）BD（6）切断脂肪组织的交感神经；抑制神经递质的合成与分泌；抑制脂肪细胞相关基因的表达；破坏棕色脂肪组织的神经递质受体。（7）蓝光可以激活相应的感光细胞ipRGC，通过神经调节抑制神经递质的释放，减弱了棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取，进而使产热减少，感觉凉爽；而红光无法激活感光细胞ipRGC，则无法引发上述过程（8）抗原（9）ACD（10）C〖祥解〗1、突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，突触小体是轴突末梢膨大的杯状小体。2、兴奋在神经纤维上以电信号形式传导。动作电位是由于膜上Na+通道打开，进入细胞，形成外负内正的电位。3、血糖升高，刺激胰岛B细胞，胰岛素分泌增加，血糖回降至正常。其间，当血糖降到一定水平时，就通过反馈调节抑制胰岛素的分泌，从而使血糖浓度相对恒定。4、体液免疫的过程可人为分为抗原识别，B细胞活化、增殖与分化，合成分泌抗体并发挥效应三个阶段。【小问1详析】ipRGC在蓝光的刺激下可作用于小鼠脑中相关神经通路，说明ipRGC能将光刺激转化为电信号，因为兴奋在神经纤维上以电信号形式传导，C正确。故选C。【小问2详析】该示踪剂从一个神经元经过一段时间后出现在另一些神经元中，说明其与神经递质不同，神经递质一旦发挥作用后就被重新吸收或分解，①错误；突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，突触小体是轴突末梢膨大的杯状小体。该示踪剂从一个神经元经过一段时间后出现在另一些神经元中，说明可由突触前膜向后膜移动、可在同一个神经元内由树突向轴突移动②③正确。故选②③。【小问3详析】当刺激SON区域一段时间后，可检测到PVN区域的神经元兴奋，兴奋产生动作电位，动作电位是由于膜上Na+通道打开，进入细胞，形成外负内正的电位，从兴奋点开始形成局部电流，①②正确。故选①②。【小问4详析】血糖升高，刺激胰岛B细胞，胰岛素分泌增加，血糖回降至正常。其间，当血糖降到一定水平时，就通过反馈调节抑制胰岛素的分泌，从而使血糖浓度相对恒定。【小问5详析】A、蓝光照射后并不会影响小鼠体内与血糖平衡有关的激素含量以及营养物质的变化，A错误；B、由图可以看出PVN区域的神经元兴奋后传到交感神经，进而作用于棕色组织脂肪，促进产热，现在产热变少说明此过程被抑制，B正确；C、从图中可以看出交感神经如果兴奋会促进产热，C错误；D、支配脂肪组织的交感神经受抑制后，推测棕色脂肪细胞对葡萄糖摄取量降低，进而血糖升高，D正确。故选BD。【小问6详析】由图可知若要通过实验验证光影响了图中所示的“棕色组织脂肪的产热调节途径”，针对实验组小鼠可采取切断脂肪组织的交感神经检测产热情况；也可以抑制神经递质的合成与分泌；还可以抑制脂肪细胞相关基因的表达；破坏棕色脂肪组织的神经递质受体等。【小问7详析】“蓝光让人感觉到凉爽，而红光则无此效应”，蓝光可以激活相应的感光细胞ipRGC，通过神经调节抑制神经递质的释放，减弱了棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取，进而使产热减少，感觉凉爽；而红光无法激活感光细胞ipRGC，则无法引发上述过程。【小问8详析】抗原是能够引起机体免疫反应的物质，敏感的角质发生病变，并释放一些可激活树突状细胞的物质，这些物质是抗原。【小问9详析】A、产生抗体说明涉及体液免疫，A正确；B、抗体是浆B细胞产生的，B错误；C、B细胞的活化需要两个信号：抗原信号和活化的T细胞信号（并不是呈递抗原，而是通过T细胞上的其他分子信号提供的），并需要T细胞所分泌的细胞因子，C正确；D、抗原、抗体具有特异性，D正确。故选ACD。【小问10详析】上述两个案例表明，外界环境如光刺激会引发多个器官或系统的自动调节，其他选项没有体现，C正确。故选C。3.回答下类问题：Ⅰ.我国科研团队发现5-氟尿嘧啶（5-FU）能抑制T淋巴细胞中KLHL22基因的表达，KLHL22蛋白可促进PD-1蛋白进入蛋白酶体被降解，从而减少细胞质膜表面的PD-1蛋白（如图1所示），而PD-1蛋白可影响T淋巴细胞对肿瘤的免疫作用。（1）在图1的KLHL22基因表达中，化合物①和②的差别表现在______。A.碱基种类B.碱基数目C.五碳糖类型D.空间结构（2）由图1所示的5-氟尿嘧啶（5-FU）结构判断，该化合物的组成元素中和葡萄糖不同的是______。（3）据图1及所学知识分析，5-FU进入T淋巴细胞的方式是______。A.自由扩散B.协助扩散C.主动运输D.胞吞作用（4）下列细胞或生物中，从基因表达的时空特征来判断，和图1所示的过程最相似的是______。A.乳酸菌B.叶肉细胞C.大肠杆菌D.骨骼肌细胞（5）除了图1所示细胞结构外，参与PD-1蛋白的合成、加工、转运至细胞质膜以及降解过程的细胞结构还包括______。A.线粒体B.核糖体C.中心体D.细胞骨架（6）研究人员在敲除KLHL22基因（KO）和未敲除KLHL22基因的小鼠（WT）体内接种黑色素瘤细胞，然后分别注射PD-1抗体和等量的生理盐水，最后检测数天后肿瘤大小，结果如图2所示。据题干和图2分析，下列表述正确的是______。A.5-FU可增加质膜上PD-1数量B.PD-1抗体能增强机体抗肿瘤能力C敲除KLHL22基因不利于杀死肿瘤细胞D.KLHL22基因表达量增加可增加质膜上PD-1数量Ⅱ.包括结肠癌在内的癌细胞通常会发生染色体非整倍体变异，科学家发现此类变异很可能与有丝分裂末期分裂沟的退化有关。分裂沟退化会产生双核的四倍体细胞（如图3所示），继而可能发生细胞凋亡、产生四倍体后代或产生非整倍体后代等情况。（7）在正常的细胞分裂过程中，保证亲子代细胞遗传信息相同的行为包括______。A.间期DNA复制B.前期染色质螺旋化成染色体C.中期染色体整齐地排列在赤道面D.后期着丝粒分裂，染色单体分离（8）图中的四倍体细胞可能发生凋亡，这是和细胞坏死不同的细胞死亡方式，两者的差异表现在______。A.是否会激发免疫反应B.是否会对周围健康细胞造成影响C.是否受遗传信息控制，程序性发生D.是否发生细胞膜破裂，内容物释放到细胞外（9）根据图信息和所学知识分析，有可能产生双核四倍体细胞，并最终导致非整倍体变异的因素包括______。①分裂沟退化②同源染色体联会③同源染色体分离④姐妹染色单体移向同一极⑤同源染色体移向同一极〖答案〗（1）ABCD（2）N、F（3）B（4）BD（5）ABD（6）ABC（7）ABCD（8）BCD（9）①④〖祥解〗图1为真核细胞基因表达的过程，①为DNA，②为RNA；图2为KLHL22基因是否敲除对肿瘤大小的影响和PD-1抗体的注射对肿瘤大小的影响，分析可知KLHL22基因存在可以增强机体抗肿瘤能力，PD-1抗体增强机体抗肿瘤能力；分析图3可知，分裂沟退化会产生双核的四倍体细胞，发生时期为有丝分裂末期。【小问1详析】化合物①是DNA，组成的五碳糖是脱氧核糖，碱基为A、T、C、G，结构为双链；化合物②是RNA，组成的五碳糖是核糖，碱基为A、U、C、G，结构为单链，比较短，碱基数目少。因此化合物①和②的差别表现在碱基种类不完相同、碱基数目不同、五碳糖类型不同以及空间结构不同。故选ABCD。【小问2详析】由结构图可知5-氟尿嘧啶组成元素为：C、H、O、N、F，葡萄糖的组成元素为：C、H、O，不同的元素为N、F。【小问3详析】由图可知，5-FU进入T淋巴细胞，是由高浓度向低浓度，需要转运蛋白，所以是协助扩散方式。故选B。【小问4详析】图1所示的基因表达过程，在细胞核内转录，细胞质内翻译，是真核细胞内基因表达方式，选项中叶肉细胞和骨骼肌细胞是真核细胞，乳酸菌和大肠杆菌为原核细胞。故选BD。【小问5详析】参与PD-1蛋白的合成、加工、转运至细胞质膜以及降解过程的细胞结构包括细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体（提供能量）、细胞骨架（参与运动），图示1中有细胞核、内质网、高尔基体。故选ABD。【小问6详析】A、由题干可知，KLHL22蛋白的表达使细胞质膜表面的PD-1蛋白减少，5-FU抑制KLHL22蛋白的表达，5-FU可增加质膜上PD-1数量，A正确；B、由图2可知，加入PD-1抗体的两组，比加入生理盐水的两组，肿瘤小，PD-1抗体能增强机体抗肿瘤能力，B正确；C、由图2可知，KO＋生理盐水组，比WO＋生理盐水组的肿瘤大，说明敲除KLHL22基因不利于杀死肿瘤细胞，C正确；D、KLHL22蛋白的表达使细胞质膜表面的PD-1蛋白减少，KLHL22基因表达量增加可减少质膜上PD-1数量，D错误。故选ABC。【小问7详析】A、间期DNA复制，保证亲子代的DNA相同，A正确；B、前期染色质螺旋化成染色体，使姐妹染色单体易于分离，B正确；C、中期染色体整齐地排列在赤道面，保证染色体数目平均分离，亲子代染色体数目相同，C正确；D、后期着丝粒分裂，染色单体分离，保证染色体数目平均分离，亲子代染色体数目相同，D正确。故选ABCD。【小问8详析】细胞凋亡不同于细胞坏死的根本原因是由基因决定的细胞编程性死亡，两者的差异表现在：是否会对周围健康细胞造成影响，是否受遗传信息控制，程序性发生，是否发生细胞膜破裂，内容物释放到细胞外。故选BCD。【小问9详析】由题干和题图可知，有丝分裂末期分裂沟的退化有关，分裂沟退化会产生双核的四倍体细胞，②③⑤和减数分裂有关，①④发生在有丝分裂末期，故选①④。4.回答问题：Ⅰ.短指症是显性遗传病。据文献资料，已知的致病基因（骨形态发生蛋白受体基因BMPR）定位于第4号染色体上。图1为某短指症家族的家系图。（1）根据题意，BMPR基因变异导致的短指症属于______（常/性）染色体遗传病。（2）据图1所示系谱图分析，Ⅱ-2的基因型为______（用H/h表示），Ⅱ-4和Ⅱ-5再生一个孩子患短指症的概率是______。Ⅱ.正常情况下，骨形态发生蛋白（BMP）与骨形态发生蛋白受体（BMPR）结合后，激活SMAD信号转导通路，促进成骨细胞分化为骨细胞（图2）。研究发现，若BMPR蛋白的第486位氨基酸由精氨酸转变为谷氨酰胺，可抑制SMAD信号转导通路激活，导致短指症的发生。（3）根据题意，若正常的BMPR基因发生______，可导致短指症的发生。A.碱基对重复 B.碱基对替换C.碱基对插入 D.碱基对缺失（4）图3为精氨酸的结构式。据题干及图3分析，精氨酸转变为谷氨酰胺，发生改变的基团是______。A.① B.② C.③ D.④（5）根据图2所示信息，分析“BMPR基因异常导致短指”的可能机制______。Ⅲ.小李家族患有短指症，基因测序显示：该家族中所有个体BMPR基因均正常，但在患者第20号染色体的STR内部均存在着如“5′-ATAT……ATAT-3′”的异常核苷酸重复序列，且不同个体内中“ATAT”等的重复次数不同。进一步分析发现，这些STR均位于BMP2基因（推测该基因可能为短指症新的致病基因）的周边。图4示该家族部分系谱。（6）据图4分析，可能携带异常重复序列的第20号染色体编号是______。（7）据题意分析，不同个体第20号染色体STR的差异属于______。A.缺失B.重复C.碱基种类变化D.碱基数目变化（8）科研人员通过测定不同个体STR的重复次数，可以______。A.为生物进化提供证据 B.确定生物进化的方向C.作为物种鉴定的依据 D.研究生物个体的亲缘关系（9）医生对小李家族的BMP2基因进行了测序，结果也没有发现异常。为进一步寻找致病原因，有必要对该基因表达状态进一步检测，检测项目应包括：______。①测定BMP2基因是否转录相应的mRNA②测定体内是否存在BMP2蛋白③测定BMP2基因的甲基化水平〖答案〗（1）常（2）①.Hh②.1/2（3）B（4）D（5）BMPR基因异常导致BMPR结构发生改变，从而无法很好地结合BMP，SMAD信号转导途径无法有效激活，导致成骨细胞分化为骨细胞受阻（6）eh（7）D（8）AD（9）①②③〖祥解〗基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。表现为如下特点：普遍性：基因突变是普遍存在的；随机性：基因突变是随机发生的；不定向性：基因突变是不定向的；低频性：对于一个基因来说，在自然状态下，基因突变的频率是很低的；多害少益性：大多数突变是有害的；可逆性：基因突变可以自我回复(频率低)。【小问1详析】短指症是显性遗传病定位于第4号染色体上，因此，BMPR基因变异导致的短指症属于常染色体遗传病。【小问2详析】短指症是常染色体显性遗传病，因此，据图1所示系谱图分析，Ⅱ-2的基因型为Hh，Ⅱ-4表现正常，其基因型为aa，而Ⅱ-5的基因型为Aa，则再生一个孩子患短指症的概率是1/2。【小问3详析】题意显示，若BMPR蛋白的第486位氨基酸由精氨酸转变为谷氨酰胺，可抑制SMAD信号转导通路激活，导致短指症的发生，则正常的BMPR基因发生的是碱基对的替换，可导致短指症的发生，即B正确。故选B。【小问4详析】氨基酸的种类因为R基的不同而不同，则图中的精氨酸转变为谷氨酰胺，发生改变的基团是R基，即图中的④。故选D。【小问5详析】结合图2所示信息，可知“BMPR基因异常导致短指”的可能机制是BMPR基因异常导致BMPR结构发生改变，从而无法很好地结合BMP，SMAD信号转导途径无法有效激活，导致成骨细胞分化为骨细胞受阻，引起短指。【小问6详析】据图4分析，根据个体的表现型以及对应的染色体上特定的序列推测，可能携带异常重复序列的第20号染色体编号是eh。【小问7详析】题意显示，患者第20号染色体的STR内部均存在着如“5′-ATAT……ATAT-3′”的异常核苷酸重复序列，且不同个体内中“ATAT”等的重复次数不同，因而可知，不同个体第20号染色体STR的差异是由于碱基数目变化导致的，即D正确。故选D。【小问8详析】由于DNA分子具有特异性，因此，科研人员通过测定不同个体STR的重复次数，可以为生物进化提供证据，也可为研究生物个体的亲缘关系提供分子生物学证据，即AD正确。故选AD。【小问9详析】为进一步寻找致病原因，有必要对该基因表达状态进一步检测，基因表达包括转录和翻译两个步骤，因此检测项目应包括①测定BMP2基因是否转录相应的mRNA，即测定该基因是否成功转录、②测定体内是否存在BMP2蛋白，即分析基因是否成功翻译、③测定BMP2基因的甲基化水平，因为甲基化水平影响基因的正常表达，即①②③均正确。故选①②③。5.回答下列问题：Ⅰ.水稻是我国重要的粮食作物，水稻种子的萌发率、干旱环境等均会影响水稻的产量。茉莉酸甲酯（MeJA）是一种新型植物生长调节物质，对植物种子的萌发、抗逆具有十分重要的作用。（1）种子从开始萌发到长出第一片真叶之前，所需的能量均依赖于储存的营养物质。种子萌发过程中发生的生理过程包括______。①利用光照合成淀粉储存②ATP和ADP的相互转换③乙酰辅酶A参与三羧酸循环④细胞内DNA复制和平均分配⑤NADH携带电子在线粒体内膜上传递（2）种子萌发过程中营养物质的供应依赖于水解酶（如淀粉酶、蛋白酶等）的活性与作用。若测定水稻种子内淀粉酶的活性，需要考虑的因素是______。①温度②光照③淀粉酶浓度④pH⑤淀粉浓度⑥氧气含量⑦检测指标（3）研究人员就MeJA对水稻种子萌发的影响进行了系列研究，研究结果如图1。据图分析正确的是______。A.实验结果显示，MeJA对水稻种子的萌发具有两重性B.萌发3天和7天，MeJA促进水稻种子萌发的浓度范围相当C.据结果推测，MeJA浓度越高，萌发时间越长，水稻种子萌发率越高D.萌发3天时，低浓度的MeJA（）可提高种子发芽率（4）研究发现，与对照组比较，干旱组的叶绿素含量有所下降。据此分析，针对干旱组的推测合理的是______。A.氧气的生成速率减慢B.叶肉细胞类囊体腔内pH上升C.叶肉细胞内C5消耗速率加快D.薄膜层析结果，第2、3条色素带变窄Ⅱ.科研人员选用水稻品种中二欧6，研究了在干旱胁迫及施加外源MeJA的情况下，根系水通道蛋白（ZmPIP1.1、ZmPIP1.5和ZmPIP2.6）表达量的变化，测定结果如图2。（5）通过检测细胞中特定的mRNA数量，可反映基因的表达水平。据图2分析，下列说法错误的是______。A.MeJA可增加水通道蛋白的基因数目B.MeJA可调控水稻细胞内DNA复制过程C.施加MeJA可增加水通道蛋白基因的表达量D.自然条件下，干旱导致水通道蛋白数量下降（6）MeJA是目前农业生产上被广泛运用的一种抗旱物质。研究表明施加一定浓度MeJA可增加植物细胞中可溶性糖、甜菜碱等化合物的含量。据题干、图2信息及所学知识，阐述施加外源MeJA增强植物抗旱能力的机理______。（7）某研究组欲探究干旱条件下MeJA对植物光合特性的影响，并得到可运用在农业生产上的MeJA的合适浓度，请写出合理的研究思路________________________。〖答案〗（1）②③④⑤（2）①②③④⑤⑦（3）ABD（4）AB（5）ABC（6）外源MeJA可以促进植物细胞中可溶性糖等溶质的积累，提高植物细胞渗透压；此外，干旱情况下植物根系水通道蛋白基因表达量下降，但外源MeJA可以提升干旱情况下水通道蛋白基因的表达量。上述均可以提高根细胞的吸水能力，从而提高植株抗干旱的能力（7）实验组和对照组的设计：选取长势相同的水稻若干，分成对照组、干旱组观测指标呈现：测量各组叶绿素含量、胞间CO2浓度、氧气的生成量或淀粉生成量（任一观测指标均可）。寻找合适的MeJA的生产用浓度：在预实验的基础上，选择具有抗旱作用的MeJA的浓度范围，在此范围内设置更小的MeJA浓度梯度用于实验，直到找到具有最有抗旱效果的浓度值（最适浓度），用于生产实践〖祥解〗种子从开始萌发到长出第一片真叶之前，不能进行光合作用，但能进行细胞呼吸、细胞分裂等生理活动，所需要的能量直接由ATP提供。影响酶活性的因素有温度、pH等，酶促反应速率受底物浓度与酶浓度的影响，酶的活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。分析图1可知：MeJA在低浓度范围内能提高种子的萌发率，但MeJA的浓度超过一定值后会降低种子的萌发率。分析图2可知：非干旱条件下，MeJA可降低水通道蛋白基因的相对表达量，干旱条件下，MeJA可提高水通道蛋白基因的相对表达量。【小问1详析】种子从开始萌发到长出第一片真叶之前，种子萌发过程中发生的生理过程包括②③④⑤。具体分析如下：①、种子从开始萌发到长出第一片真叶之前，不能进行光合作用，所以不能利用光照合成淀粉储存，①错误；②、种子萌发过程中所需能量直接由ATP提供，所以能发生ATP和ADP的相互转换，②正确；③⑤、种子萌发过程中能进行细胞呼吸，细胞呼吸的主要方式是有氧呼吸，因此能发生乙酰辅酶A参与三羧酸循环与NADH携带电子在线粒体内膜上传递，③⑤正确；④、种子萌发过程中能进行有丝分裂，在有丝分裂过程中会发生细胞内DNA复制和平均分配，④正确。故选②③④⑤。【小问2详析】若测定水稻种子内淀粉酶的活性，需要考虑的因素是①②③④⑤⑦。具体分析如下：①④、酶的活性受温度、pH等因素的影响，若测定水稻种子内淀粉酶的活性，需要在适宜的温度、pH等条件下进行，①④正确；②③⑤、酶促反应速率受底物浓度与酶浓度的影响，淀粉酶能催化淀粉水解，若测定水稻种子内淀粉酶的活性，需要考虑淀粉浓度、淀粉酶浓度，排除光合作用合成的淀粉对实验结果的干扰，因此应在遮光条件下进行，②③⑤正确；⑥、氧气含量会影响有氧呼吸的速率，不影响淀粉酶催化淀粉水解的反应速率，⑥错误；⑦、酶的活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示，若测定水稻种子内淀粉酶的活性，需要考虑检测指标，⑦正确。故选①②③④⑤⑦。【小问3详析】A、分析图1可知：用小于5×10-6mol/L的MeJA处理的实验组种子的萌发率比用水处理的对照组高，用大于5×10-6mol/L的MeJA处理的实验组种子的萌发率比用水处理的对照组低，说明MeJA对水稻种子的萌发具有两重性，A正确；B、萌发3天和7天，MeJA促进水稻种子萌发的浓度范围相当，其浓度范围都是5×10-9～5×10-6mol/L，B正确；C、分析题图可推知：MeJA浓度高于5×10-5mol/L时，随着MeJA浓度的升高，种子的萌发率急剧下降，C错误；D、萌发3天时，用浓度范围在5×10-9～5×10-6处理的实验组种子的萌发率比用水处理的对照组高，说明低浓度的MeJA（5×10-9～5×10-6）可提高种子发芽率，D正确。故选ABD。【小问4详析】A、B、干旱组的叶绿素含量有所下降，叶绿体中光合色素吸收的光能减少，水分解生成氧气和H+的速率减慢，导致叶肉细胞类囊体腔内pH上升，A、B正确；C、干旱组的叶绿素含量有所下降，光反应生成的NADPH和ATP减少，导致暗反应C3的还原过程减弱，C5的生成速率减慢，进而引起CO2固定过程中C5的消耗速率减慢，C错误；D、叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）叶绿素含量有所下降，薄膜层析结果，第3、4条色素带变窄，D错误。故选AB。【小问5详析】A、干旱组的水通道蛋白基因的相对表达量低于干旱组＋MeJA处理组，说明在干旱条件下，MeJA可增加水通道蛋白基因的相对表达量，但不能说明MeJA可增加水通道蛋白的基因数目，A错误；B、通过检测细胞中特定的mRNA数量，可反映基因的表达水平，mRNA是转录的产物，据此结合图2信息可推知：MeJA可调控水稻细胞内基因的转录过程，B错误；C、对照组的水通道蛋白基因的相对表达量高于对照组＋MeJA处理组，说明在非干旱条件下，MeJA可降低水通道蛋白基因的相对表达量；干旱组的水通道蛋白基因的相对表达量低于干旱组＋MeJA处理组，说明在干旱条件下，MeJA可增加水通道蛋白基因的相对表达量。综上分析，在干旱条件下，施加MeJA可增加水通道蛋白基因的表达量，C错误；D、水通道蛋白是水通道蛋白基因的表达产物，对照组的水通道蛋白基因的相对表达量高于干旱组，说明自然条件下，干旱导致水通道蛋白数量下降，D正确。故选ABC。【小问6详析】由题意“施加一定浓度MeJA可增加植物细胞中可溶性糖、甜菜碱等化合物的含量”可知：外源MeJA可以促进植物细胞中可溶性糖等溶质的积累，提高植物细胞渗透压。由图2信息可推知：干旱情况下植物根系水通道蛋白基因的表达量下降，但外源MeJA可以提升干旱情况下水通道蛋白基因的表达量。植物细胞渗透压的增大和水通道蛋白基因的表达量的增加，均可以提高根细胞的吸水能力，从而提高植株抗干旱的能力。【小问7详析】探究干旱条件下MeJA对植物光合特性的影响，并得到可运用在农业生产上的MeJA的合适浓度，自变量为是否用MeJA处理，以及MeJA的浓度，因变量为能反映光合作用强弱的相关的检测指标，如叶绿素含量、胞间CO2浓度等。其他对实验结果有影响的无关变量都应控制相同且适宜。根据实验设计遵循的对照原则，对照组不用MeJA处理，实验组中的不同组别分别用一系列不同浓度的MeJA处理，其合理的研究思路如下：实验组和对照组的设计：选取长势相同的水稻若干，分成对照组、干旱组。观测指标呈现：测量各组叶绿素含量、胞间CO2浓度、氧气的生成量或淀粉生成量（任一观测指标均可）。寻找合适的MeJA的生产用浓度：在预实验的基础上，选择具有抗旱作用的MeJA的浓度范围，在此范围内设置更小的MeJA浓度梯度用于实验，直到找到具有最有抗旱效果的浓度值（最适浓度），用于生产实践。上海市杨浦区2022-2023学年高二下学期期末试题1.“稻-鱼-鸭”是我国稻作生产的重要模式（如下图）。其中，稻田可为鱼和鸭提供捕食、栖息的空间；鱼和鸭可疏松土壤、在取食和踩踏过程中可控制杂草与虫害、其粪便可培肥土壤。研究发现，该模式不仅可以最大程度发挥稻田的生产和养殖潜力，还对缓解温室效应具有重要意义。（1）水稻田中常放养食谱广、适应能力强的丁桂鱼。生活在稻田中的所有丁桂鱼属于一个______。A.种群B.群落C.生物圈D.生态系统（2）在图所示“稻-鱼-鸭”生态系统中，呈现的群落结构主要是______。（3）已知稻飞虱是影响水稻产量的有害生物，在“稻-鱼-鸭”生态种养模式下稻飞虱的生长曲线是______。A.B.C.D.（4）稻飞虱大规模爆发会造成水稻减产甚至绝收，影响稻飞虱种群数量的因素包括______。①出生率②死亡率③迁入率④迁出率⑤性别比例⑥年龄结构（5）假如稻田中鸭群的食物有杂草（60%）、稻飞虱（30%）和福寿螺（10%），而稻飞虱和福寿螺主要摄食水稻。若该生态系统能量从生产者到消费者的传递效率为20%，从消费者到消费者的能量传递效率为10%。则该生态系统中鸭群增加100kJ能量，需要消耗生产者的能量为______kJ。（6）“稻-鱼-鸭”生态系统相比单作稻田生态系统更稳定，原因可能是______。A.单作稻田中的杂草和害虫存在捕食关系B.“稻-鱼-鸭”模式丰富了稻田生态系统，延长了食物链C.害虫与鸭群间的信息传递，有利于维持生态系统的稳定D.稻田引入鱼鸭后，充分利用稻田生态位，提高了生态位效能（7）研究表明，相较于水稻单作，“稻-鱼-鸭”模式还能显著增加土壤微生物、水生植物和水生动物的密度和生物量，提高稻田水生生物多样性指数，相比水稻单作，其恢复力稳定性将______。（填“升高”或“不变”或“降低”）（8）“稻-鱼-鸭”模式相比较水稻单作具有明显的增产效应，有利于水稻生物量的积累，相关的原因可能有______。①浓度增加②土壤含氧量下降③病虫害减少④杂草生长量减少⑤土壤肥力提高（9）稻田是温室气体和重要排放源之一，某课题小组调查研究不同稻田模式下和排放量如表1所示。表1“稻鱼共作”生态系统和排放量（用其可产生温室效应效度表示，*表示有显著差异）（）（）和（）水稻单作5281.5*716.11231.5*稻鱼组合3922.8*688.2946.8*基于表1数据，判断“稻鱼共作”生态系统对减缓温室效应有无作用，理由是______。（10）已知稻田是由土壤中的产甲烷菌分解有机物质而生成的。与稻田生态系统碳循环有关的环节有______。A.动物呼吸作用 B.产甲烷菌分解作用C.生产者光合作用 D.杂草和水稻种间竞争〖答案〗（1）A（2）垂直结构（3）B（4）①②③④⑤⑥（5）2300kJ（6）BCD（7）降低（8）①③④⑤（9）有作用。因为稻田是温室气体和重要排放源之一，而稻鱼组合可显著降低和的排放量（10）ABC〖祥解〗生态系统的信息传递作用：第一，维持生命活动的正常进行和生物种群的繁衍。第二，调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。在生态系统中，食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息。生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，与其他物种的关系，活动时间等多个维度。碳循环：（1）循环形式：碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物。（2）方向：碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。（3）实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。【小问1详析】所有丁桂鱼属于一个种群，A正确。故选A。【小问2详析】在垂直方向上具有分层，体现群落的垂直结构。【小问3详析】在自然环境下资源、环境、天敌的影响，稻飞虱应该呈S型增长曲线，B符合要求。故选B。【小问4详析】影响稻飞虱种群数量的因素包括出生率、死亡率、迁入率、迁出率、性别比例、年龄结构。【小问5详析】根据题意可以写出食物链：①杂草→鸭，②水草→稻飞虱→鸭，③水草→福寿螺→鸭，鸭群的食物有杂草（60%）、稻飞虱（30%）和福寿螺（10%），从生产者到消费者的传递效率为20%，从消费者到消费者的能量传递效率为10%，现在鸭群增加100kJ，消耗①杂草60÷20%=300；消耗稻飞虱30÷10%=300，消耗②水草300÷20%=1500；消耗福寿螺10÷10%=100，消耗水草③100÷20%=500。综合3条食物链消耗生产者的能量=300+1500+500=2300kJ。【小问6详析】A、单作稻田中的杂草和害虫存在捕食关系，不是稻-鱼-鸭”生态系统更稳定的理由，A错误；B、“稻-鱼-鸭”模式丰富了稻田生态系统，比原来单一的水稻物种丰富度高，延长了食物链，更有利于生态系统的稳定，B正确；C、在生态系统中，食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息。可以调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定，C正确；D、生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，与其他物种的关系，活动时间等多个维度。稻田引入鱼鸭后，充分利用稻田生态位，提高了生态位效能，D正确。故选BCD。【小问7详析】恢复力稳定性指的是生态系统在受外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，其核心是"遭到破坏，恢复原状"。生物多样性越多，恢复力稳定性越低。提高稻田水生生物多样性指数，相比水稻单作，其恢复力稳定性将降低。【小问8详析】影响光合产物的因素外因有CO2浓度、光照强度、水、肥料等，本题水稻生物量的积累相关原因可能有①CO2浓度增加③病虫害减少④杂草生长量减少⑤土壤肥力提高，②土壤含氧量下降不利于根细胞呼吸，会出现烂根现象。【小问9详析】由表格可知：稻田是温室气体CH4和N2O重要排放源之一，而稻鱼组合可显著降低CH4和N2O的排放量，因此“稻鱼共作”生态系统对减缓温室效应有作用。【小问10详析】A、碳循环的循环形式：碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2；动物的呼吸作用产生CO2，A正确；B、实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。所以产甲烷菌分解作用也与之有关，B正确；C、碳元素从无机环境进入生物群落主要靠光合作用，C正确；D、种间竞争与碳循环无关，D错误。故选ABC。2.公共卫生调查显示：夜间过多光源暴露显著增加糖尿病等代谢疾病风险。研究人员发现，视网膜上的感光细胞ipRGC在蓝光的刺激下可作用于小鼠脑中相关神经通路，使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于红光刺激的小鼠；此外，该神经通路也与脂肪细胞的代谢相关，如图所示。（“+”表示促进）（1）ipRGC对蓝光敏感，但对红光不敏感。“敏感”是指ipRGC能______。A.将光能转化为化学能 B.产生光感C.将光刺激转化为电信号 D.以光信号的方式传递兴奋（2）为了进一步确认各脑区间的神经联系，研究人员在SON区域的特定神经元的细胞体中注射了一种“示踪剂”，一段时间后检测到该示踪剂出现在PVN的某些神经元中。据此推断，该示踪剂的特点包括______。①与神经递质结构相同②可由突触前膜向后膜移动③可在同一个神经元内由树突向轴突移动（3）当刺激SON区域一段时间后，可检测到PVN区域的神经元兴奋，据此判定此时PVN区域的神经纤维上______。①膜对的通透性改变②形成了局部电流③所有区域的膜电位同时转变为外负内正（4）光刺激后小鼠血糖水平上升幅度增加，但仍可降低至空腹水平并保持相对稳定，有赖于血糖浓度降低时对胰岛素分泌的______。（反馈调节/分级调节）（5）检测发现，蓝光照射后并不会影响小鼠体内与血糖平衡有关的激素含量以及营养物质的变化，但会减弱棕色脂肪组织的产热。据此推断，“光暴露”引发血糖上升水平程度高于对照小鼠的原因是______。A.小鼠体内胰高血糖素水平上升B.支配脂肪组织的交感神经受抑制C.交感神经兴奋促进了肝糖原分解D.棕色脂肪细胞对葡萄糖摄取量降低（6）若要通过实验验证光影响了图中所示的“棕色组织脂肪的产热调节途径”，请写出针对实验组小鼠可采取的处理措施：________________________。（7）冷暖色一直被定义为心理上的冷热感受。研究者认为，上述通路与“蓝光让人感觉到凉爽，而红光则无此效应”有关。结合图中信息，推测造成这一现象的可能机制：______。光不仅会影响血糖代谢，也会使细胞产生病变。如紫外线（UV）长期照射皮肤后，会诱发敏感的角质发生病变，并释放一些可激活树突状细胞的物质。（8）敏感的角质细胞病变后释放的物质在免疫应答中称为______。（9）敏感的角质细胞病变后释放的物质可激活淋巴结中的T、B淋巴细胞并最终产生抗体，抗体通过内环境到达病变组织。下列对于该过程的描述，正确的是______。A.该过程涉及体液免疫B.细胞毒性T细胞产生了该抗体C.T淋巴细胞激活有利于该抗体的产生D.该抗体可特异性识别角质细胞病变后释放的物质（10）上述两个案例表明，外界环境如光刺激会______。A.增强内环境间的物质交换 B.阻碍各系统间的相互协调作用C.引发多个器官或系统的自动调节 D.使部分系统丧失稳态调节的能力〖答案〗（1）C（2）②③（3）①②（4）反馈调节（5）BD（6）切断脂肪组织的交感神经；抑制神经递质的合成与分泌；抑制脂肪细胞相关基因的表达；破坏棕色脂肪组织的神经递质受体。（7）蓝光可以激活相应的感光细胞ipRGC，通过神经调节抑制神经递质的释放，减弱了棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取，进而使产热减少，感觉凉爽；而红光无法激活感光细胞ipRGC，则无法引发上述过程（8）抗原（9）ACD（10）C〖祥解〗1、突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，突触小体是轴突末梢膨大的杯状小体。2、兴奋在神经纤维上以电信号形式传导。动作电位是由于膜上Na+通道打开，进入细胞，形成外负内正的电位。3、血糖升高，刺激胰岛B细胞，胰岛素分泌增加，血糖回降至正常。其间，当血糖降到一定水平时，就通过反馈调节抑制胰岛素的分泌，从而使血糖浓度相对恒定。4、体液免疫的过程可人为分为抗原识别，B细胞活化、增殖与分化，合成分泌抗体并发挥效应三个阶段。【小问1详析】ipRGC在蓝光的刺激下可作用于小鼠脑中相关神经通路，说明ipRGC能将光刺激转化为电信号，因为兴奋在神经纤维上以电信号形式传导，C正确。故选C。【小问2详析】该示踪剂从一个神经元经过一段时间后出现在另一些神经元中，说明其与神经递质不同，神经递质一旦发挥作用后就被重新吸收或分解，①错误；突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，突触小体是轴突末梢膨大的杯状小体。该示踪剂从一个神经元经过一段时间后出现在另一些神经元中，说明可由突触前膜向后膜移动、可在同一个神经元内由树突向轴突移动②③正确。故选②③。【小问3详析】当刺激SON区域一段时间后，可检测到PVN区域的神经元兴奋，兴奋产生动作电位，动作电位是由于膜上Na+通道打开，进入细胞，形成外负内正的电位，从兴奋点开始形成局部电流，①②正确。故选①②。【小问4详析】血糖升高，刺激胰岛B细胞，胰岛素分泌增加，血糖回降至正常。其间，当血糖降到一定水平时，就通过反馈调节抑制胰岛素的分泌，从而使血糖浓度相对恒定。【小问5详析】A、蓝光照射后并不会影响小鼠体内与血糖平衡有关的激素含量以及营养物质的变化，A错误；B、由图可以看出PVN区域的神经元兴奋后传到交感神经，进而作用于棕色组织脂肪，促进产热，现在产热变少说明此过程被抑制，B正确；C、从图中可以看出交感神经如果兴奋会促进产热，C错误；D、支配脂肪组织的交感神经受抑制后，推测棕色脂肪细胞对葡萄糖摄取量降低，进而血糖升高，D正确。故选BD。【小问6详析】由图可知若要通过实验验证光影响了图中所示的“棕色组织脂肪的产热调节途径”，针对实验组小鼠可采取切断脂肪组织的交感神经检测产热情况；也可以抑制神经递质的合成与分泌；还可以抑制脂肪细胞相关基因的表达；破坏棕色脂肪组织的神经递质受体等。【小问7详析】“蓝光让人感觉到凉爽，而红光则无此效应”，蓝光可以激活相应的感光细胞ipRGC，通过神经调节抑制神经递质的释放，减弱了棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取，进而使产热减少，感觉凉爽；而红光无法激活感光细胞ipRGC，则无法引发上述过程。【小问8详析】抗原是能够引起机体免疫反应的物质，敏感的角质发生病变，并释放一些可激活树突状细胞的物质，这些物质是抗原。【小问9详析】A、产生抗体说明涉及体液免疫，A正确；B、抗体是浆B细胞产生的，B错误；C、B细胞的活化需要两个信号：抗原信号和活化的T细胞信号（并不是呈递抗原，而是通过T细胞上的其他分子信号提供的），并需要T细胞所分泌的细胞因子，C正确；D、抗原、抗体具有特异性，D正确。故选ACD。【小问10详析】上述两个案例表明，外界环境如光刺激会引发多个器官或系统的自动调节，其他选项没有体现，C正确。故选C。3.回答下类问题：Ⅰ.我国科研团队发现5-氟尿嘧啶（5-FU）能抑制T淋巴细胞中KLHL22基因的表达，KLHL22蛋白可促进PD-1蛋白进入蛋白酶体被降解，从而减少细胞质膜表面的PD-1蛋白（如图1所示），而PD-1蛋白可影响T淋巴细胞对肿瘤的免疫作用。（1）在图1的KLHL22基因表达中，化合物①和②的差别表现在______。A.碱基种类B.碱基数目C.五碳糖类型D.空间结构（2）由图1所示的5-氟尿嘧啶（5-FU）结构判断，该化合物的组成元素中和葡萄糖不同的是______。（3）据图1及所学知识分析，5-FU进入T淋巴细胞的方式是______。A.自由扩散B.协助扩散C.主动运输D.胞吞作用（4）下列细胞或生物中，从基因表达的时空特征来判断，和图1所示的过程最相似的是______。A.乳酸菌B.叶肉细胞C.大肠杆菌D.骨骼肌细胞（5）除了图1所示细胞结构外，参与PD-1蛋白的合成、加工、转运至细胞质膜以及降解过程的细胞结构还包括______。A.线粒体B.核糖体C.中心体D.细胞骨架（6）研究人员在敲除KLHL22基因（KO）和未敲除KLHL22基因的小鼠（WT）体内接种黑色素瘤细胞，然后分别注射PD-1抗体和等量的生理盐水，最后检测数天后肿瘤大小，结果如图2所示。据题干和图2分析，下列表述正确的是______。A.5-FU可增加质膜上PD-1数量B.PD-1抗体能增强机体抗肿瘤能力C敲除KLHL22基因不利于杀死肿瘤细胞D.KLHL22基因表达量增加可增加质膜上PD-1数量Ⅱ.包括结肠癌在内的癌细胞通常会发生染色体非整倍体变异，科学家发现此类变异很可能与有丝分裂末期分裂沟的退化有关。分裂沟退化会产生双核的四倍体细胞（如图3所示），继而可能发生细胞凋亡、产生四倍体后代或产生非整倍体后代等情况。（7）在正常的细胞分裂过程中，保证亲子代细胞遗传信息相同的行为包括______。A.间期DNA复制B.前期染色质螺旋化成染色体C.中期染色体整齐地排列在赤道面D.后期着丝粒分裂，染色单体分离（8）图中的四倍体细胞可能发生凋亡，这是和细胞坏死不同的细胞死亡方式，两者的差异表现在______。A.是否会激发免疫反应B.是否会对周围健康细胞造成影响C.是否受遗传信息控制，程序性发生D.是否发生细胞膜破裂，内容物释放到细胞外（9）根据图信息和所学知识分析，有可能产生双核四倍体细胞，并最终导致非整倍体变异的因素包括______。①分裂沟退化②同源染色体联会③同源染色体分离④姐妹染色单体移向同一极⑤同源染色体移向同一极〖答案〗（1）ABCD（2）N、F（3）B（4）BD（5）ABD（6）ABC（7）ABCD（8）BCD（9）①④〖祥解〗图1为真核细胞基因表达的过程，①为DNA，②为RNA；图2为KLHL22基因是否敲除对肿瘤大小的影响和PD-1抗体的注射对肿瘤大小的影响，分析可知KLHL22基因存在可以增强机体抗肿瘤能力，PD-1抗体增强机体抗肿瘤能力；分析图3可知，分裂沟退化会产生双核的四倍体细胞，发生时期为有丝分裂末期。【小问1详析】化合物①是DNA，组成的五碳糖是脱氧核糖，碱基为A、T、C、G，结构为双链；化合物②是RNA，组成的五碳糖是核糖，碱基为A、U、C、G，结构为单链，比较短，碱基数目少。因此化合物①和②的差别表现在碱基种类不完相同、碱基数目不同、五碳糖类型不同以及空间结构不同。故选ABCD。【小问2详析】由结构图可知5-氟尿嘧啶组成元素为：C、H、O、N、F，葡萄糖的组成元素为：C、H、O，不同的元素为N、F。【小问3详析】由图可知，5-FU进入T淋巴细胞，是由高浓度向低浓度，需要转运蛋白，所以是协助扩散方式。故选B。【小问4详析】图1所示的基因表达过程，在细胞核内转录，细胞质内翻译，是真核细胞内基因表达方式，选项中叶肉细胞和骨骼肌细胞是真核细胞，乳酸菌和大肠杆菌为原核细胞。故选BD。【小问5详析】参与PD-1蛋白的合成、加工、转运至细胞质膜以及降解过程的细胞结构包括细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体（提供能量）、细胞骨架（参与运动），图示1中有细胞核、内质网、高尔基体。故选ABD。【小问6详析】A、由题干可知，KLHL22蛋白的表达使细胞质膜表面的PD-1蛋白减少，5-FU抑制KLHL22蛋白的表达，5-FU可增加质膜上PD-1数量，A正确；B、由图2可知，加入PD-1抗体的两组，比加入生理盐水的两组，肿瘤小，PD-1抗体能增强机体抗肿瘤能力，B正确；C、由图2可知，KO＋生理盐水组，比WO＋生理盐水组的肿瘤大，说明敲除KLHL22基因不利于杀死肿瘤细胞，C正确；D、KLHL22蛋白的表达使细胞质膜表面的PD-1蛋白减少，KLHL22基因表达量增加可减少质膜上PD-1数量，D错误。故选ABC。【小问7详析】A、间期DNA复制，保证亲子代的DNA相同，A正确；B、前期染色质螺旋化成染色体，使姐妹染色单体易于分离，B正确；C、中期染色体整齐地排列在赤道面，保证染色体数目平均分离，亲子代染色体数目相同，C正确；D、后期着丝粒分裂，染色单体分离，保证染色体数目平均分离，亲子代染色体数目相同，D正确。故选ABCD。【小问8详析】细胞凋亡不同于细胞坏死的根本原因是由基因决定的细胞编程性死亡，两者的差异表现在：是否会对周围健康细胞造成影响，是否受遗传信息控制，程序性发生，是否发生细胞膜破裂，内容物释放到细胞外。故选BCD。【小问9详析】由题干和题图可知，有丝分裂末期分裂沟的退化有关，分裂沟退化会产生双核的四倍体细胞，②③⑤和减数分裂有关，①④发生在有丝分裂末期，故选①④。4.回答问题：Ⅰ.短指症是显性遗传病。据文献资料，已知的致病基因（骨形态发生蛋白受体基因BMPR）定位于第4号染色体上。图1为某短指症家族的家系图。（1）根据题意，BMPR基因变异导致的短指症属于______（常/性）染色体遗传病。（2）据图1所示系谱图分析，Ⅱ-2的基因型为______（用H/h表示），Ⅱ-4和Ⅱ-5再生一个孩子患短指症的概率是______。Ⅱ.正常情况下，骨形态发生蛋白（BMP）与骨形态发生蛋白受体（BMPR）结合后，激活SMAD信号转导通路，促进成骨细胞分化为骨细胞（图2）。研究发现，若BMPR蛋白的第486位氨基酸由精氨酸转变为谷氨酰胺，可抑制SMAD信号转导通路激活，导致短指症的发生。（3）根据题意，若正常的BMPR基因发生______，可导致短指症的发生。A.碱基对重复 B.碱基对替换C.碱基对插入 D.碱基对缺失（4）图3为精氨酸的结构式。据题干及图3分析，精氨酸转变为谷氨酰胺，发生改变的基团是______。A.① B.② C.③ D.④（5）根据图2所示信息，分析“BMPR基因异常导致短指”的可能机制______。Ⅲ.小李家族患有短指症，基因测序显示：该家族中所有个体BMPR基因均正常，但在患者第20号染色体的STR内部均存在着如“5′-ATAT……ATAT-3′”的异常核苷酸重复序列，且不同个体内中“ATAT”等的重复次数不同。进一步分析发现，这些STR均位于BMP2基因（推测该基因可能为短指症新的致病基因）的周边。图4示该家族部分系谱。（6）据图4分析，可能携带异常重复序列的第20号染色体编号是______。（7）据题意分析，不同个体第20号染色体STR的差异属于______。A.缺失B.重复C.碱基种类变化D.碱基数目变化（8）科研人员通过测定不同个体STR的重复次数，可以______。A.为生物进化提供证据 B.确定生物进化的方向C.作为物种鉴定的依据 D.研究生物个体的亲缘关系（9）医生对小李家族的BMP2基因进行了测序，结果也没有发现异常。为进一步寻找致病原因，有必要对该基因表达状态进一步检测，检测项目应包括：______。①测定BMP2基因是否转录相应的mRNA②测定体内是否存在BMP2蛋白③测定BMP2基因的甲基化水平〖答案〗（1）常（2）①.Hh②.1/2（3）B（4）D（5）BMPR基因异常导致BMPR结构发生改变，从而无法很好地结合BMP，SMAD信号转导途径无法有效激活，导致成骨细胞分化为骨细胞受阻（6）eh（7）D（8）AD（9）①②③〖祥解〗基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。表现为如下特点：普遍性：基因突变是普遍存在的；随机性：基因突变是随机发生的；不定向性：基因突变是不定向的；低频性：对于一个基因来说，在自然状态下，基因突变的频率是很低的；多害少益性：大多数突变是有害的；可逆性：基因突变可以自我回复(频率低)。【小问1详析】短指症是显性遗传病定位于第4号染色体上，因此，BMPR基因变异导致的短指症属于常染色体遗传病。【小问2详析】短指症是常染色体显性遗传病，因此，据图1所示系谱图分析，Ⅱ-2的基因型为Hh，Ⅱ-4表现正常，其基因型为aa，而Ⅱ-5的基因型为Aa，则再生一个孩子患短指症的概率是1/2。【小问3详析】题意显示，若BMPR蛋白的第486位氨基酸由精氨酸转变为谷氨酰胺，可抑制SMAD信号转导通路激活，导致短指症的发生，则正常的BMPR基因发生的是碱基对的替换，可导致短指症的发生，即B正确。故选B。【小问4详析】氨基酸的种类因为R基的不同而不同，则图中的精氨酸转变为谷氨酰胺，发生改变的基团是R基，即图中的④。故选D。【小问5详析】结合图2所示信息，可知“BMPR基因异常导致短指”的可能机制是BMPR基因异常导致BMPR结构发生改变，从而无法很好地结合BMP，SMAD信号转导途径无法有效激活，导致成骨细胞分化为骨细胞受阻，引起短指。【小问6详析】据图4分析，根据个体的表现型以及对应的染色体上特定的序列推测，可能携带异常重复序列的第20号染色体编号是eh。【小问7详析】题意显示，患者第20号染色体的STR内部均存在着如“5′-ATAT……ATAT-3′”的异常核苷酸重复序列，且不同个体内中“ATAT”等的重复次数不同，因而可知，不同个体第20号染色体STR的差异是由于碱基数目变化导致的，即D正确。故选D。【小问8详析】由于DNA分子具有特异性，因此，科研人员通过测定不同个体STR的重复次数，可以为生物进化提供证据，也可为研究生物个体的亲缘关系提供分子生物学证据，即AD正确。故选AD。【小问9详析】为进一步寻找致病原因，有必要对该基因表达状态进一步检测，基因表达包括转录和翻译两个步骤，因此检测项目应包括①测定BMP2基因是否转录相应的mRNA，即测定该基因是否成功转录、②测定体内是否存在BMP2蛋白，即分析基因是否成功翻译、③测定BMP2基因的甲基化水平，因为甲基化水平影响基因的正常表达，即①②③均正确。故选①②③。5.回答下列问题：Ⅰ.水稻是我国重要的粮食作物，水稻种子的萌发率、干旱环境等均会影响水稻的产量。茉莉酸甲酯（MeJA）是一种新型植物生长调节物质，对植物种子的萌发、抗逆具有十分重要的作用。（1）种子从开始萌发到长出第一片真叶之前，所需的能量均依赖于储存的营养物质。种子萌发过程中发生的生理过程包括______。①利用光照合成淀粉储存②ATP和ADP的相互转换③乙酰辅酶A参与三羧酸循环④细胞内DNA复制和平均分配⑤NADH携带电子在线粒体内膜上传递（2）种子萌发过程中营养物质的供应依赖于水解酶（如淀粉酶、蛋白酶等）的活性与作用。若测定水稻种子内淀粉酶的活性，需要考虑的因素是______。①温度②光照③淀粉酶浓度④pH⑤淀粉浓度⑥氧气含量⑦检测指标（3）研究人员就MeJA对水稻种子萌发的影响进行了系列研究，研究结果如图1。据图分析正确的是______。A.实验结果显示，MeJA对水稻种子的萌发具有两重性B.萌发3天和7天，MeJA促进水稻种子萌发的浓度范围相当C.据结果推测，MeJA浓度越高，萌发时间越长，水稻种子萌发率越高D.萌发3天时，低浓度的MeJA（）可提高种子发芽率（4）研究发现，与对照组比较，干旱组的叶绿素含量有所下降。据此分析，针对干旱组的推测合理的是______。A.氧气的生成速率减慢B.叶肉细胞类囊体腔内pH上升C.叶肉细胞内C5消耗速率加快D.薄膜层析结果，第2、3条色素带变窄Ⅱ.科研人员选用水稻品种中二欧6，研究了在干旱胁迫及施加外源MeJA的情况下，根系水通道蛋白（ZmPIP1.1、ZmPIP1.5和ZmPIP2.6）表达量的变化，测定结果如图2。（5）通过检测细胞中特定的mRNA数量，可反映基因的表达水平。据图2分析，下列说法错误的是______。A.MeJA可增加水通道蛋白的基因数目B.MeJA可调控水稻细胞内DNA复制过程C.施加MeJA可增加水通道蛋白基因的表达量D.自然条件下，干旱导致水通道蛋白数量下降（6）MeJA是目前农业生产上被广泛运用的一种抗旱物质。研究表明施加一定浓度MeJA可增加植物细胞中可溶性糖、甜菜碱等化合物的含量。据题干、图2信息及所学知识，阐述施加外源MeJA增强植物抗旱能力的机理______。（7）某研究组欲探究干旱条件下MeJA对植物光合特性