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北京市海淀区2021届高三一模生物试题
生
物
2021.04
本试卷共10页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。
第一部分
本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1.下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述，正确的是
A.淀粉和糖原的单体都是核糖
B.蛋白质和核酸均含有C、H、O、N
C.脂肪是细胞内唯一的储能物质
D.RNA是部分原核生物的遗传物质
2.木瓜蛋白酶可用于促进蛋白质水解，菠萝蛋白酶除此功能外，还具有消炎作用。下列相关分析不正确的是
A.两者都可以在细胞外发挥催化作用
B.两者都具有专一性和高效性
C.两者在结构上存在差异，导致功能不完全相同
D.加热变性后均不能与双缩脲试剂发生紫色反应
3.下列关于核糖体的叙述，不正确的是
A.能识别基因的启动子
B.存在于原核和真核细胞中
C.无生物膜包被的结构
D.遗传信息翻译的场所
4.最近我国一款新型冠状病毒灭活疫苗投人使用，预测该疫苗在人体内可引起的免疫反应有
A.促进浆细胞增殖并释放出淋巴因子
B.刺激吞噬细胞产生新型冠状病毒的抗体
C.机体所产抗体可直接裂解新型冠状病毒
D.机体产生针对新型冠状病毒的记忆细胞
5.水生植物浮萍生长速度快、富含淀粉，在工业上可作为微生物发酵生产乙醇的原料。下列相关分析合理的是
A.发酵过程中淀粉水解为葡萄糖再被有氧分解
B.发酵的产物有二氧化碳、乙醇和乳酸.
C.发酵产生的乙醇是由丙酮酸转化而来
D.发酵产生丙酮酸的过程不生成ATP
6.下列对相关生物实验的叙述，正确的是
A.洋葱根尖经解离、漂洗、染色和制片，部分细胞中可观察到染色体
B.DNA粗提取过程中，加入2mol/L的NaCl溶液以析出DNA
C.纸层析法分离叶绿体色素时，层析液需没过滤液细线
D.家庭制作果酒、果醋时，必须将发酵原料进行灭菌
7.甲、乙为某雄性二倍体动物（基因型为AaBb）体内不同细胞处于不同分裂时期的示意图，染色体及基因分布如图所示。下列相关叙述不正确的是
A.甲图所示细胞处于有丝分裂后期，有4个染色体组
B.甲图中①②染色体上基因分布的原因是染色体发生了交叉互换
C.乙图为次级精母细胞，可产生基因型为AB和aB的两种精子
D.乙图中细胞处于减数第二次分裂后期
8.腓骨肌萎缩症（CMT）是-一种神经系统疾病。对某CMT患者进行了遗传学家系调查并绘制家族系谱图（如图所示）。基因检测发现，该患者（图中IV-3）的致病基因PMP22位于17号染色体，图中I-2未携带致病基因。下列相关叙述正确的是
A.CMT的遗传方式属于常染色体显性遗传
B.该患者父亲携带致病的PMP22基因
C.IV-3与正常女性生育一个正常男孩的概率为1/8
D.在该家系中继续收集数据，据此获得人群CMT的发病率
9.视网膜神经节细胞（RGC）可把视觉信号从眼睛传向大脑。DNA甲基化是在相关酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA上。随年龄增长，DNA甲基化水平升高，使RGC受损后不可恢复，视力下降。科学家将OCT、SOX和KLF三个基因导入成年小鼠的RGC，改变其DNA甲基化水平，使受损后的RGC能长出新的轴突。下列相关分析不合理的是
A.在视觉形成的反射弧中RGC属于神经中枢
B.DNA的甲基化水平会影响细胞中基因的表达
C.DNA甲基化不改变DNA碱基对的排列顺序
D.自然状态下干细胞分化为RGC的过程不可逆
10.抑制素（INH）是--种主要由卵巢分泌的蛋白类激素，调节促性腺激素的合成和分泌。科研人员制备了INH的抗体并在大鼠发情期注射给大鼠，测定相关指标，结果如下表。下列分析不正确的是
检测指标
组别
促性腺激素（mIU/mL）
性激素（ng/mL）
卵泡质量
（g）
成熟卵泡个数
（个）
促卵泡激素
促黄体素
孕酮
对照组
8.53
15.18
8.86
0.63
28.67
实验组
25.36
15.19
11.78
0.91
35
A.INH通过体液运输到靶器官，具有微量高效的特点
B.由实验数据推测INH可作用于垂体，进而促进卵泡发育
C.注射INH抗体后，促卵泡激素及孕酮含量均上升
D.注射的INH抗体可在机体内与抑制素结合，解除其作用
11.某地区将低洼荒地通过引入水源改造成为湿地生态公园，改造后的湿地生态公园物种丰富度逐渐上升。右图是该公园生态系统食物网的一部分。下列分析正确的是
A.该公园生物群落的变化属于初生演替
B.昆虫与杂食性鱼类之间只存在捕食关系
C.水草减少对草食性鱼类的影响强于其对杂食性鱼类的影响
D.湿地生态公园的抵抗力稳定性低于原低洼荒地
12.自然条件下兰花杂交后代不易萌发。科研人员用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交，获得大量优质杂交兰，并对其进行染色体观察与计数，培育过程如下图。下列分析不正确的是
A.调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化
B.从杂交兰组织中选择有丝分裂中期的细胞观察染色体并计数
C.所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为120条
D.通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一致
13.兴趣小组为探究植物生长调节剂萘乙酸（NAA）对绿豆芽生长的影响，选取长势相同的绿豆芽，用不同浓度NAA溶液和清水分别进行处理。一段时间后，测量不定根数量和胚轴长度，计算NAA处理组减去清水组的差值，结果如图。下列相关分析不正确的是
A.清水组作为该实验的对照组
B.由实验结果可知NAA的作用具有两重性
C.10-10g/mL
NAA处理抑制了不定根生根数量
D.10-6g/mL
NAA处理组胚轴依然生长
14.淡色库蚊是多种传染病的主要传播媒介，其对杀虫剂的抗药性由一对等位基因A和a控制。科研人员对使用杀虫剂的四个地域的淡色库蚊种群进行基因型检测，结果如下表。下列分析合理的是
基因型
地理
种群
数量
检测总数
AA（敏感型）
Aa（敏感型）
aa（抗药型）
甲
85
39
16
30
乙
83
16
44
23
丙
87
55
26
6
丁
91
46
30
15
A.
淡色库蚊四个地理种群的基因库没有差异
B.
杀虫剂诱导淡色库蚊由敏感型突变为抗药型
C.
a基因频率由大到小依次是甲>乙>丁>丙
D.杀虫剂对四个地理种群的定向进化发挥一定作用
15.我国科学家利用基因编辑技术，获得一只生物节律核心基因BMAL1敲除的猕猴。取其成纤维细胞与去核的卵母细胞融合，发育形成的早期胚胎植入代孕雌猴，获得5只克隆猴，用于研究节律机制。以下叙述不正确的是
A.克隆猴基因组成差异小，作为实验动物便于研究
B.可用灭活的病毒诱导去核卵母细胞和成纤维细胞融合
C.受精卵经基因编辑后形成的胚胎可发育为克隆猴
D.克隆猴的获得体现了动物体细胞的细胞核具有全能性
第二部分
本部分共6题，共70分。
16.（10分）遗传毒性物质常存在于被化学物质污染的水体，可损伤生物的DNA，严重威胁人类健康。研究人员通过基因工程改造大肠杆菌，以期筛选对遗传毒性物质反应灵敏的工程菌株，用于水质检测。
（1）大肠杆菌DNA中存在可被遗传毒性物质激活的毒性响应启动子序列。将毒性响应启动子插入图1所示表达载体的P区，获得基因工程改造的大肠杆菌。当改造后的大肠杆菌遇到遗传毒性物质时，_____识别并与启动子结合，驱动噬菌体裂解基因（SRR）_____，表达产物可使大肠杆菌裂解。
（2）研究人员选取启动子sul准备与图1表达载体连接。图2显示了启动子sul内部存在的酶切位点，箭头表示转录方向。
①据图1、2信息，克隆启动子sul时，在其A端和B端应分别添加限制性内切酶_____的酶切位点，从而确保启动子sul可与已被酶切的表达载体正确连接。
②将重组表达载体导入大肠杆菌，置于含有______的选择培养基中进行筛选、鉴定及扩大培养，获得工程菌sul。
（3）研究人员陆续克隆了其他4种启动子（rec、imu、qnr、cda），分别连入表达载体，用同样的方法获得导人重组载体的工程菌，以筛选最灵敏的检测菌株。
①将5种工程菌和对照菌在LB培养基中培养一段时间后，检测菌体密度，结果如图3。图中结果显示_______，说明工程菌在自然生长状态下不会产生自裂解现象。
②上述菌株在LB培养基中生长2h时加入遗传毒性物质，检测结果如图4。据图可知，5种工程菌均启动了对遗传毒性物质的响应，应选择工程菌________作为最优检测菌株。
（4）下列关于该工程菌的叙述，正确的包括
A.该工程菌可能用于检测土壤、蔬菜中的农药残留量
B.该毒性响应启动子序列广泛存在于自然界所有物种中
C.其表达产物可裂解大肠杆菌，检测后的剩余菌液可直接倒掉
D.为长期保存该工程菌，应加入--定浓度的甘油冻存于-20℃
17.（12分）为评估东北虎豹国家公园对东北虎和东北豹的承载能力，研究人员对其中的森林灌草层植物进行了调查。
（1）东北虎、东北豹主要捕食马鹿、梅花鹿等大中型有蹄类动物，而这些动物主要以森林灌草层的植物为食。这些植食性动物属于该生态系统营养结构中的_______。
（2）灌草层是有蹄类动物取食的主要区域，该区域根据林木覆盖程度可分为郁闭林和开阔地两种主要地形。研究人员分别在这两种地形中________选取样方，收集并检测几类常被取食植物的生物积累量（单位面积中生物的总量），结果如图。图中结果显示________其原因主要是由于开阔地_______充足，利于植物生长和有机物的积累。
（3）植物中元素的含量及比例会影响有蹄类动物的取食偏好及营养状况。含碳（C）量高的______植物常含有大量不易被消化的等多糖类分子，口感较差。氮（N）元素含量高的植物营养成分更高。下表为灌草层中上述四类植物元素含量的测定及分析结果，据表中数据选择最适宜作为有蹄类动物食物的植物种类并解释原因_______。
元素含量
植物种类
含N量（%）
含C量（%）
C/N值
嫩枝叶
2.41
45.36
19.92
禾莎草
2.05
42.50
22.05
杂类草
2.42
41.21
18.10
蕨类
2.43
44.00
19.78
（4）有蹄类动物能量消耗大，需要在较短时间内取食大量营养成分高的食物。综合上述结果，从取食地形及植物种类角度，推测有蹄类动物的最优取食策略是______。
（5）在该生态系统中，东北虎、东北豹捕食有蹄类动物所同化的能量，其去向包括______。
（6）评估东北虎豹国家公园对东北虎和东北豹的承载能力时，除上述调查外，还需要分析的影响因素有（写出两条）
18.（10分）水稻穗上的颖果可分为初级颖果和次级颖果（图1所示）。与初级颖果相比，次级颖果存在开花时期晚、营养积累差等特点。为研究两者差异产生的原因，研究人员进行了相关实验。
（1）研究人员发现A基因与颖果发育有关，A基因缺失突变体的初级颖果与次级颖果发育一致。检测A基因缺失突变体与野生型水稻授粉后不同时间两种颖果中IAA的含量，结果如图2所示。
①据图2可知，野生型水稻初级颖果与次级颖果发育存在差异的原因是_______。比较野生型与A基因缺失突变体中两种颖果的IAA含量，推测A基因能________。
②研究人员检测了野生型中IAA合成酶基因（T基因）的转录量，结果如图3。综合图2、3结果，推测野生型中初级颖果发育优于次级颖果的原因是_____。进一步研究发现，A基因突变体中两种颖果的T基因转录量一致，且显著低于野生型，导致突变体的初级、次级颖果发育差异消失，推测A基因可________T基因的转录。
（2）研究显示，A基因编码的A蛋白可与F蛋白结合，F蛋白可与T基因启动子结合。研究人员将T基因启动子与β-葡萄糖苷酸酶基因（GUS基因）连接构建表达载体，导人野生型水稻叶片制备的原生质体，加入反应底物，检测GUS酶活性，实验处理及结果如图4。结果说明_______，从而确保IAA的生物合成。
（3）进一步研究发现，在野生型次级颖果中，当IAA含量达到一定水平，可解除A蛋白与F蛋白的结合，从而抑制IAA合成，这种调节方式称为_________调节。而在初级颖果中无此机制，因而初级、次级颖果发育出现差异。
19.（13分）造血干细胞（HSC）在骨髓中产生，可分化和发育为血细胞和免疫细胞。当受到某些细胞因子刺激后，骨髓中的HSC释放到外周血中，此过程称为HSC动员。收集外周血中的HSC，可用于干细胞移植及血液疾病治疗。
（1）图1表示HSC动员的机制。由图可知，粒细胞集落刺激因子（G-CSF）刺激骨髓中的伤害性感受神经元，促进神经纤维末梢中的________融合，释放神经肽（CGRP），CGRP作为一种________可作用于HSC________上的受体，促进HSC迁移至血管中。
（2）研究人员用RTX药剂使小鼠的伤害性感受神经元失活，未处理的小鼠为对照组，实验处理及检测结果如下表所示。
组别
注射物质
CGRP相对量
外周血中HSC的相对量
RTX组
溶剂
V
Ⅰ
3
RTX组
CGRP
Ⅱ
10
对照组
溶剂
Ⅲ
10
对照组
CGRP
Ⅳ
20
表中实验结果支持了图1中的过程，请完善表格，V处为注射________刺激小鼠，
I~IV处数据依次为_______（选填数字“0、6、15、6”）
（3）R蛋白是HSC.上受体的组分之--。为研究HSC动员对骨髓造血的影响，研究人员以野生型小鼠及敲除编码R蛋白基因的小鼠为实验材料，实验处理及检测结果如图2和图3所示。
①图2结果表明R蛋白是受体响应CGRP信号所必须的，依据是________。
②图3结果说明________。
③综合图2和图3实验数据可知，G-CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总量明显高于敲除组，推测原因是_________。
（4）辣椒中富含辣椒素，辣椒素也可作用于伤害性感受神经元。为探究其能否增强由G-CSF刺激引起的造血干细胞动员，研究人员给野生型小鼠分别喂食含辣椒素的辛辣食物及普通食物，检测并比较两组小鼠体内CGRP含量。请补充完善上述实验方案。
20.（13分）阅读以下材料，完成（1）~（4）题。
叶绿体与细胞核双定位Y蛋白对于番茄抗低温的机制分析
番茄易受低温伤害，导致严重减产。我国科研人员从番茄低温诱导表达数据库中发现了Y基因，低温处理使其转录量升高。Y基因编码的Y蛋白是植物特有的DNA结合蛋白，定位于叶绿体和细，胞核。4℃低温处理后，Y基因过表达株系比野生型明显耐低温，而敲除Y基因的株系的低温耐受能力低于野生型。
低温会导致活性氧（ROS）产生，而大量的ROS会破坏植物细胞光合膜系统。电镜观察叶绿
体超微结构发现，与野生型相比，低温处理后Y基因过表达株系的类囊体结构相对完整、叶绿体中淀粉粒数量少，而敲除Y基因的株系类囊体受损更严重且淀粉粒数量更多。科研人员对Y蛋白的作用机制进行了研究。
类囊体膜上的光合复合体PSII是光反应中吸收、传递并转化光能的重要场所，叶绿体基因编码的D1蛋白是PSII的核心蛋白，低温会破坏D1蛋白。常温下Y基因过表达株系中的D1蛋白含量与野生型相同，而低温处理下，野生型中D1蛋白含量下降，Y基因过表达植株的D1蛋白含量基本保持稳定，从而保护了PSII。
I酶和A酶分别参与叶绿体中淀粉的合成与降解。在细胞核中，Y蛋白可通过与两者启动子结合，调控I酶和A酶基因的转录，降低低温下叶绿体中淀粉的积累。
R酶由8个大亚基蛋白和8个小亚基蛋白组成，是CO2固定过程中的限速酶，对低温胁迫尤为敏感。小亚基蛋白由S基因编码，S基因过表达植株与野生型相比，低温下R酶含量更高且耐低温能力更强。研究还发现，Y蛋白能够与S基因的启动子结合并增强其转录，从而在低温胁迫下维持R酶的含量。
农业生产中，Y基因的发现及其调控机制的研究，为增强冷敏感作物的低温抗性提供了有效途径。
（1）低温导致番茄细胞产生大量的_________破坏叶绿体类囊体膜，影响光反应的进行，为碳反应提供的_________减少，降低了植物光合速率。据文中信息，低温下Y基因过表达植株有利于光反应进行的直接原因有__________。
（2）为研究Y蛋白在低温胁迫下维持D1蛋白含量稳定的机制，科研人员进行了如下实验
实验材料
实验处理
检测指标
实验结果
Y基因过表达植株及野生型
施加硫酸链霉素（可抑制叶绿体编码的基因翻译）后，低温处理
D1蛋白含量
Y基因过表达植
株
I
野生型
低温处理
与D1蛋白降解相关基因的转录量
Y基因过表达植
株
II
野生型
结果说明在番茄中过量表达Y基因增加了D1蛋白的合成，而未减少D1蛋白降解。请在上述表格I、II处将实验结果补充完整。
（3）叶绿体中淀粉粒的积累会抑制光合作用。根据Y蛋白功能特点，结合文中信息，推测细胞核中的Y蛋白低温下减少叶绿体中淀粉积累的具体机制：________。
（4）R酶在_________（场所）中催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子_______。如图为野生型、Y基因过表达及敲除植株，4℃处理12小时后在一定光照强度下测定的净光合速率。下列相关分析合理的包括
A.Y基因过表达植株的CO2饱和点大于野生型
B.CO2浓度在100~200μmol·mol-1之间时，三组植株净光合速率随CO2浓度的增加而升高
C.CO2浓度等于250μmol·mol-1时，若突然增大光强，叶绿体内C5将减少
D.CO2浓度大于250μmol·mol-1时，限制野生型和Y基因敲除植株净光合速率增加的环境因素可能是光强
E.低温下Y基因过表达植株R酶的小亚基蛋白含量高，固定CO2能力强于野生型
21.（12分）科研人员在圆叶油菜（野生型）中新发现一株纯合花叶雄性不育株（植株丙），利用其雄性不育的特性进行育种实验。
（1）将圆叶和花叶植株进行杂交，正反交实验所得F1均表现为介于圆叶与花叶之间的半花叶，判断控制圆叶的基因与控制花叶的基因间显隐性关系为_______。
（2）纯合油菜优良品系甲和乙，均为圆叶雄性可育植株。油菜育性相关基因M/m在9号染色体上，R/r在7号染色体上。在R基因存在时，m基因纯合，可导致植株雄性不育。控制圆叶与花叶的基因位于10号染色体上。科研人员利用甲、丙进行下图所示杂交实验。
①经过程I产生的F1均为半花叶，若F1自交，则子代中雄性不育株所占比例约为________，经过程II产生的子代中，基因型为MmRr的半花叶植株所占比例约为_______。
②过程II所产生的半花叶子代中，可用________技术将基因型为MmRr的植株筛选出来，该技术所需原料及试剂包括_______。
③过程II连续多代与植株甲杂交、筛选的目的是________。
（3）纯合圆叶品系乙（MMrr）具有其他一些优良性状，请在上述杂交、筛选结果的基础上，设计育种方案，完成下列育种目标：获得兼具品系甲和乙优良性状的杂种一代植株，并能以叶形性状作为标记性状区分杂交种。
请写出育种方案：
北京市海淀区2021届高三一模生物试题
参考答案
第一部分
本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1.B
2.D
3.A
4.D
5.C
6.A
7.B
8.A
9.A
10.B
11.C
12.C
13.C
14.D
15.C
第二部分
本部分共6
题，共70
分。
16.（10分）
（1）RNA聚合酶
转录
（2）①Xho
I和Sap
I
②氨苄青霉素
（3）①5种工程菌菌体数量增长趋势与对照菌一致
②转入rec启动子的菌株
（4）AD
17.（12分）
（1）第二营养级
（2）随机
开阔地中各类植物的生物积累量均显著高于郁闭林
光照
（3）纤维素
杂类草，杂草类含N量较高、含C量最低，C/N值最低，纤维素含量少口感好，且营养成分高
（4）在开阔地取食杂类草
（5）用于自身生长、发育和繁殖等生命活动；呼吸作用以热能形式散失
（6）气候条件，人为干扰因素，有蹄类动物的种群密度、年龄组成
18.（10分）
（1）①初级颖果的
IAA含量高，次级颖果IAA含量低，且授粉后初级颖果的
IAA含量显著增加
提高IAA含量
②授粉3天至5天初级颖果中T基因转录量大于次级颖果，IAA合成量多，发育早发育快
促进
（2）A蛋白与F蛋白结合，解除了F蛋白对T基因转录的抑制
（3）反馈
19.（13分）
（1）突触小泡与突触前膜
神经递质（或“信号分子”）
细胞膜
（2）G-CSF
0、6、6、15
（3）①注射G-CSF刺激后，敲除组外周血中HSC数量显著低于野生型
②HSC动员对骨髓中HSC的存储量无影响
③HSC迁移至外周血导致骨髓中HSC增殖，维持骨髓中HSC的储存量，从而使体内HSC总量增加
（4）需补充2点：
1.实验处理：需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射G-CSF
2.检测指标：需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量
20.（13分）
（1）ROS
ATP和NADPH（或“[H]”）
Y基因过表达植株叶绿体的类囊体结构相对完整；低温下Y基因过表达植株的D1蛋白含量稳定，从而保护了PSII
（2）D1
蛋白含量基本等于
与D1蛋白降解相关基因的转录量基本等于
（3）细胞核中Y蛋白可与编码I酶和A酶基因的启动子结合，抑制编码I酶基因转录，促进编码A酶的基因转录，导致I酶减少、A酶增加，从而使淀粉合成减少，分解增多，降低叶绿体中淀粉的积累
（4）叶绿体基质
C3
ABDE
21.（12分）
（1）不完全显性
（2）①3/16
1/8
②PCR
引物、DNA聚合酶、4种脱氧核苷酸（dNTP）、DNA模板
③将花叶基因以外的遗传背景替换为植株甲的基因，使花叶基因与甲的优良性状基因整合在同一植株上，同时保留雄性不育的基因
（3）①将筛选得到的基因型为MmRr的半花叶植株自交（或“与相同基因型个体杂交”），获得花叶植株
②在花叶植株中，筛选得到基因型为mmRR（或“mmRr”）的花叶植株
③将基因型为mmRR（或“mmRr”）的花叶植株与品系乙杂交，所有半花叶为杂交种。
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