2025年高三生物高考深海热液口生态系统模拟试题

2025年高三生物高考深海热液口生态系统模拟试题一、选择题（共7小题，每小题6分，共42分）1．深海热液口生态系统中，硫细菌通过氧化硫化物获取能量，并利用CO₂合成有机物。管蠕虫通过体壁特化的“营养体”结构容纳硫细菌，同时将从海水中吸收的硫化氢、氧气等物质输送给细菌，自身则从硫细菌获取有机物。下列关于该生态系统的叙述，错误的是（）A．硫细菌与管蠕虫的种间关系为互利共生B．该系统的能量流动起点是硫化物氧化释放的化学能C．管蠕虫体壁细胞通过主动运输吸收硫化氢D．硫细菌的核糖体、内质网参与有机物的合成2．科学家在深海热液口周围发现大量化能合成细菌，其通过氧化H₂S、H₂等无机物释放能量，用于固定CO₂。下列与该过程相关的叙述，正确的是（）A．化能合成细菌的代谢类型为异养需氧型B．该过程发生在细菌的叶绿体类囊体薄膜上C．能量转化过程为：无机物中化学能→ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能D．该生态系统的碳循环不依赖于大气圈与海洋的物质交换3．深海热液口环境具有高温（300-400℃）、高压（200-300个大气压）、高盐、无光照等极端条件。下列关于生物适应性特征的分析，错误的是（）A．热液虾体表覆盖耐高温蛋白质，其空间结构中氢键数量可能多于浅海生物B．嗜热古菌的细胞膜中含有长链饱和脂肪酸，以增强膜结构的稳定性C．管蠕虫体内共生细菌的酶最适温度高于陆生细菌，体现了生物对环境的适应D．热液口生物的遗传物质DNA中G-C碱基对比例较低，以降低DNA分子的稳定性4．某研究团队对热液口生态系统的能量流动进行定量分析，结果如下表（单位：kJ/（m²·a））：生物类群同化量呼吸消耗量流向分解者流向下一营养级硫细菌12000500010006000管蠕虫30001800600600热液蟹4002408080盲虾2001204040根据表中数据，下列叙述正确的是（）A．硫细菌到管蠕虫的能量传递效率为25%B．该生态系统的次级生产量为3000kJ/（m²·a）C．热液蟹的同化量中，用于生长、发育和繁殖的能量为160kJ/（m²·a）D．若盲虾数量减少，热液蟹的种群数量将呈“J”型增长5．深海热液口生态系统中，甲、乙两种生物的生态位存在部分重叠。研究发现，当甲的种群密度增加时，乙的种群数量会显著下降。下列关于两者关系的分析，正确的是（）A．甲、乙的种间关系为捕食，甲是被捕食者B．甲、乙可能竞争相同的硫细菌资源C．甲、乙的生态位重叠度越高，种间竞争越弱D．两者的数量变化关系可用数学模型Nₜ=N₀λᵗ表示6．热液口周围的生物群落随热液活动强度变化而演替。当热液活动减弱时，硫化物供应减少，硫细菌数量下降，管蠕虫等生物逐渐被以有机碎屑为食的多毛类动物取代。下列关于该演替过程的叙述，错误的是（）A．该演替属于次生演替，演替起点存在土壤和生物B．演替过程中，群落的物种丰富度先增加后减少C．能量输入方式由化能合成逐渐转变为依赖上层海洋的有机物输入D．演替的方向和速度受环境因素（如硫化物浓度）的影响7．近年来，深海热液口生态系统的研究为生物技术开发提供了新方向。下列相关应用与生物学原理匹配正确的是（）A．利用热稳定DNA聚合酶扩增DNA——酶的专一性B．从嗜热菌中提取石油降解酶——生物多样性的直接价值C．将抗高温基因导入农作物——基因重组技术D．热液口细菌产生的抗生素用于医疗——生物防治二、非选择题（共4小题，共58分）（一）必考题（共3小题，共43分）8．（12分）深海热液口是地球上最特殊的生态系统之一，其能量流动和物质循环具有独特性。（1）与陆地森林生态系统相比，热液口生态系统的能量输入方式不同，主要依赖________（填生理过程），该过程的化学反应式可表示为：。（2）研究发现，热液口的硫细菌可分为化能自养型和混合营养型（既能化能合成也能异养）。在硫化物浓度较低时，混合营养型硫细菌的数量占比上升，其生态学意义是。（3）热液口生态系统的碳循环中，碳元素主要以________形式进入生物群落，与大气圈碳循环相比，该系统的碳循环特点是________（答出两点即可）。9．（15分）热液口生物对极端环境的适应机制是进化生物学研究的热点。（1）热液虾的视觉系统能感知热液口的红外辐射，其视网膜上的感光蛋白对波长800-900nm的光敏感。从分子水平分析，该蛋白的________决定了其功能特性；从进化角度看，这是________的结果。（2）某科研团队对热液口的两种管蠕虫（A和B）进行基因测序，发现A的mtDNA（线粒体DNA）中含有编码热休克蛋白（HSP）的基因，而B中该基因缺失。将两种管蠕虫的共生细菌在60℃下培养，A的共生细菌存活率明显高于B，推测HSP的作用是________。若要验证该推测，可设计实验：。（3）热液口生物的基因组中含有大量重复序列，这些序列的作用可能包括（答出两点即可）。10．（16分）为探究热液口生态系统中硫细菌与管蠕虫的共生关系，某研究小组进行了以下实验：实验一：将管蠕虫分为两组，甲组保留体内共生硫细菌，乙组去除共生硫细菌。在相同且适宜的条件下培养，定期测定两组管蠕虫的生长速率。实验二：向含有硫细菌的培养液中加入¹⁴C标记的CO₂，检测管蠕虫体内¹⁴C的积累量。（1）实验一的自变量是________，预期结果是________，该结果可说明________。（2）实验二中，硫细菌通过________过程将¹⁴C标记的CO₂转化为有机物，管蠕虫体内积累¹⁴C的途径是________。若向培养液中加入抑制光合作用的药物，管蠕虫体内¹⁴C积累量________（填“会”或“不会”）显著下降，原因是________。（3）进一步研究发现，管蠕虫体壁细胞能分泌特殊信号分子，诱导硫细菌合成相关酶。该现象体现了细胞间的________调节，这有利于维持两者的共生关系。（二）选考题（共1小题，共15分。请从给出的两题中任选一题作答）11．【生物技术实践】（15分）热液口嗜热菌产生的高温蛋白酶在洗涤剂、食品加工等领域具有应用价值。请回答下列问题：（1）从热液口沉积物中分离嗜热菌时，培养基的碳源应选择________（填“无机碳”或“有机碳”），培养温度应控制在________（填“37℃”或“60℃”）左右。（2）纯化嗜热菌时，常用的接种方法有________，若要统计活菌数量，可采用________法，该方法统计的菌落数往往比实际活菌数________。（3）提取高温蛋白酶后，需测定其活性。该酶的活性可用________表示，测定时需控制的无关变量有________（答出两点即可）。12．【现代生物科技专题】（15分）热液口古菌的细胞膜中含有独特的醚键脂质，其化学性质稳定，可用于极端环境下的生物材料研发。（1）获取古菌的醚键脂质合成基因后，需构建基因表达载体，该载体的必备组件包括启动子、、和标记基因。（2）将目的基因导入大肠杆菌时，常用________处理细胞，使其处于________态。若要检测目的基因是否转录，可采用________技术。（3）通过蛋白质工程改造醚键脂质合成酶，可提高其催化效率。该过程的基本流程是：预期蛋白质功能→→推测氨基酸序列→→基因表达→获得蛋白质。三、拓展探究题（共15分）13．热液口生态系统被认为是研究生命起源的理想模型，其依据之一是该环境与早期地球海洋环境相似（如高温、富含还原性气体）。请结合所学知识，回答下列问题：（1）从物质组成角度分析，热液口的________（填物质名称）可能为生命起源提供了碳源和能源。（2）现代热液口生态系统中，硫细菌的化能合成作用与早期生命的能量代谢方式可能相似，该过程的优势是________。（3）若在其他星球的深海热液环境中发现生命，其遗传物质可能不是DNA，理由是________。（4）为保护热液口生态系统的生物多样性，可采取的措施有________（答出两点即可）。参考答案及解析（此处省略，实际试卷中需附详细解析）命题说明：1．本试卷以深海热液口生态系统为核心情境，整合了必修1（细胞结构、酶）、必修2（进化、遗传）、必修3