2025年上学期高一生物信息思维处理测评试题

2025年上学期高一生物信息思维处理测评试题一、单项选择题（每题3分，共30分）细胞膜物质运输效率分析：某研究团队用荧光标记法测量不同温度下细胞膜对葡萄糖的转运速率，结果如图1所示。下列关于该实验的信息解读正确的是（）![图1：温度对葡萄糖转运速率的影响曲线，显示37℃时速率最高，低于或高于此温度速率均下降]A.温度升高时转运速率持续上升，说明该过程仅受酶活性影响B.37℃时速率峰值体现细胞膜流动性与载体活性的最优协同C.低温下曲线斜率为0，证明此时细胞膜完全失去选择透过性D.该实验数据支持“温度通过影响能量供应调控转运速率”的假说细胞呼吸代谢网络推断：酵母菌在不同氧气浓度下的呼吸产物检测结果如下表，据此分析错误的是（）氧气浓度（%）酒精生成量（mmol/L）CO₂释放量（mmol/L）01215562021028A.氧气浓度为5%时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的比例为3:1B.随氧气浓度升高，细胞呼吸的能量转换效率逐渐提高C.氧气浓度0%时，CO₂释放量大于酒精生成量的原因是存在其他代谢途径D.若增加葡萄糖浓度，21%氧气组的CO₂释放量可能不变光合作用数据模型构建：将某植物置于密闭容器中，在不同光照强度下测量CO₂吸收速率，结果拟合为曲线：y=0.02x²-0.5x+15（x为光照强度，y为CO₂吸收速率mg/h）。当植物有机物积累量为12mg/h时（假设呼吸速率不变），对应的光照强度是（）A.10klxB.15klxC.20klxD.25klx细胞周期调控网络分析：科学家发现CyclinD蛋白在细胞周期G₁期表达量升高，与CDK4结合后促进Rb蛋白磷酸化，释放E2F转录因子激活S期相关基因。若用RNA干扰技术沉默CyclinD基因，细胞周期最可能停滞在（）A.G₁期开始阶段B.G₁/S期检验点C.S期DNA复制阶段D.G₂/M期转换阶段遗传系谱图信息提取：图2为某单基因遗传病的系谱图（相关基因用A/a表示），下列分析正确的是（）![图2：系谱图显示Ⅰ-1正常男性，Ⅰ-2正常女性，Ⅱ-1患病男性，Ⅱ-2正常女性，Ⅱ-3正常男性，Ⅲ-1患病男性]A.若Ⅱ-2与正常男性婚配，子代患病概率为1/4B.该遗传病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传C.Ⅰ-1与Ⅰ-2的基因型组合为Aa×Aa（A为显性）D.Ⅲ-1的致病基因可能来自Ⅰ-1或Ⅰ-2酶促反应动力学分析：某实验小组测量不同底物浓度下酶促反应速率，得到数据如下表，若将酶浓度提高一倍，Km值（米氏常数）的变化是（）底物浓度（mmol/L）反应速率（μmol/min）0.5151.0252.0405.06010.075A.增大为原来的2倍B.减小为原来的1/2C.不变D.无法确定生态系统能量流动计算：某草原生态系统中，第一营养级（生产者）固定的能量为10000kJ，若能量传递效率为10%-20%，则第三营养级至少可获得的能量与第五营养级最多可获得的能量之比为（）A.25:1B.50:1C.100:1D.200:1DNA复制过程模拟：用¹⁵N标记的大肠杆菌在¹⁴N培养基中培养，连续繁殖三代后提取DNA，进行密度梯度离心。若DNA复制方式为半保留复制，轻带（¹⁴N/¹⁴N）与中带（¹⁵N/¹⁴N）的比例应为（）A.3:1B.7:1C.1:1D.0:1种群数量变化模型分析：某野兔种群数量变化符合逻辑斯谛增长模型（K值为1000只），当种群数量为200只时，增长速率为0.5只/（只·年）。下列说法错误的是（）A.该种群的瞬时增长速率随种群数量增加先增大后减小B.当种群数量为500只时，增长速率达到最大值C.若天敌数量增加，K值可能降至800只，此时最大增长速率不变D.种群数量从200只增长到800只的过程中，平均增长速率逐渐下降蛋白质结构与功能预测：某蛋白质的氨基酸序列为“Met-Phe-Leu-Arg-Ser-Glu”，利用生物信息学工具分析发现其N端具有疏水肽段，C端含有磷酸化位点。据此推测该蛋白质最可能的功能是（）A.胞内酶B.跨膜转运蛋白C.抗体D.激素受体二、非选择题（共70分）（一）实验数据综合分析（18分）探究pH对过氧化氢酶活性的影响：某小组进行如下实验：取5支试管，分别加入pH为3、5、7、9、11的缓冲液2mL各加入新鲜肝脏研磨液1mL，37℃保温5min加入3%H₂O₂溶液2mL，记录气泡产生速率（单位：mm³/min），结果如图2。![图2：pH与气泡产生速率关系图，显示pH=7时速率最高，pH=3和11时速率为0]（1）数据可靠性评估：该实验设计存在的缺陷是______，改进措施为______。若某试管在pH=7时的实际速率为120mm³/min，但测量值为90mm³/min，可能的误差来源有______（至少写出2点）。（6分）（2）机制分析：结合酶的空间结构解释pH=3和pH=11时酶活性丧失的差异：。若在pH=7组反应10min后加入NaOH溶液调至pH=11，气泡产生速率将，原因是______。（6分）（3）模型拓展：若在pH=7组增加底物浓度，气泡产生速率的变化趋势是______。请用米氏方程（v=Vmax[S]/(Km+[S])）解释，当[S]远大于Km时，v值接近Vmax的原因：______。（6分）（二）遗传图谱与概率计算（20分）人类遗传病家系分析：图3为某家族甲（A/a）、乙（B/b）两种单基因遗传病的系谱图，其中一种为伴性遗传。![图3：系谱图中，Ⅰ-1患甲病，Ⅰ-2正常，Ⅱ-1正常，Ⅱ-2患乙病，Ⅱ-3患甲病，Ⅱ-4正常，Ⅲ-1两病皆患]（1）遗传方式判断：甲病的遗传方式为______，判断依据是______。若Ⅲ-1的染色体组成为XXY，则其患乙病的原因可能是______（用减数分裂时期和亲本染色体行为描述）。（8分）（2）基因型推断与概率计算：Ⅱ-2的基因型为______。若Ⅱ-3与Ⅱ-4再生一个孩子，只患一种病的概率为______。若Ⅲ-1与正常女性婚配，为避免子代患病，最有效的产前诊断技术是______，检测的基因位点至少为______个。（8分）（3）数据关联：研究发现乙病患者的B基因发生突变，导致某跨膜蛋白的第50位氨基酸由亮氨酸（密码子UUA）变为脯氨酸（密码子CCA）。该突变类型为______，该蛋白功能异常的直接原因是______。（4分）（三）生态系统数据分析（16分）森林生态系统碳循环模型：某研究团队对一片温带森林的碳流动进行年度监测，数据如下表（单位：tC/hm²·年）：组分碳固定量呼吸消耗量流向分解者流向下一营养级生产者1200600200100初级消费者-402010次级消费者-530（1）数据补全与计算：初级消费者的碳摄入量为______tC/hm²·年，次级消费者的同化量为______tC/hm²·年。若分解者的呼吸消耗量占其碳输入量的60%，则该生态系统的碳净积累量为______tC/hm²·年。（6分）（2）稳定性分析：若该森林被过度砍伐，生产者固定量降至800tC/hm²·年，生态系统的抵抗力稳定性将______，原因是______。此时，初级消费者的种群数量可能通过______调节机制恢复平衡。（6分）（3）全球变化关联：若大气CO₂浓度升高导致生产者碳固定量增加10%，但呼吸消耗量增加5%，则生态系统的碳净积累量将______（增加/减少）______tC/hm²·年。（4分）（四）分子生物学综合应用（16分）基因表达数据分析：科学家对某植物在干旱胁迫下的基因表达进行RNA测序，得到如下结果：基因ID正常条件表达量（FPKM）干旱条件表达量（FPKM）功能注释G15.228.6脱落酸合成酶G212.53.1光合作用复合体蛋白G30.815.3脯氨酸转运蛋白（1）差异表达分析：计算各基因的差异表达倍数（干旱/正常），结果保留一位小数：G1______，G2______，G3______。若设定差异倍数≥2且FPKM≥10为显著差异表达基因，则符合条件的基因有______。（4分）（2）调控网络构建：根据功能注释，绘制干旱胁迫下的基因调控路径：。若抑制G1的表达，G3的表达量可能，原因是______。（6分）（3）实验验证设计：为验证G2表达量下降对光合作用的影响，写出实验思路：。预期结果为。（6分）三、信息综合应用题（20分）新冠病毒变异株的进化分析：某研究团队对2020-2025年全球新冠病毒S蛋白基因序列进行比对，发现以下突变热点（表3）及传播力变化（图4）。表3：S蛋白突变位点及氨基酸变化|突变株|突变位点|氨基酸变化|受体结合域（RBD）||--------|----------|------------|-------------------||Alpha|N501Y|Asn→Tyr|是||Delta|L452R|Leu→Arg|是||Omicron|E484A|Glu→Ala|是|![图4：2020-2025年新冠病毒传播力趋势图，显示随时间逐渐上升，Omicron株传播力为Alpha株的3倍]（1）进化关系推断：根据突变位点的累积规律，Omicron株与Delta株的进化关系是______（同源/趋异），判断依据是______。若某新变异株同时具有N501Y和E484A突变，其传播力可能______（高于/低于）Omicron株。（6分）（2）结构与功能关联：RBD区域的氨基酸突变可能通过______（改变/不改变）S蛋白的空间结构，从而增强与宿主细胞______受体的结合能力。用分子动力学模拟预测突变对结合能的影响，需要输入的数据包括______（至少写出2