江西省师大附中2020-2021学年高三优生联赛生物试题及答案解析

2020-2021学年全国Ⅰ卷区优生联赛试卷生 物

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注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、选择题
1．下列关于组成细胞的分子，叙述错误的是
A．构成细胞和生物体结构的蛋白质称为结构蛋白，如肌肉中的蛋白质
B．构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动，蛋白质分子大多也能运动
C．DNA分子由A、T、C、G四种核苷酸组成，其中的A可由ATP脱去两个磷酸基团后提供
D．构成多聚体的单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架
2．下列关于细胞结构和功能的叙述，错误的是
A．突触间的兴奋传递，需要神经元细胞膜的磷脂、膜蛋白参与
B．细胞之间的信息交流不一定全依赖于细胞膜上的特异性受体
C．正常生理状态下，溶酶体不会对自身机体细胞结构进行水解
D．T2噬菌体的蛋白质外壳在大肠杆菌的核糖体上合成
3．新冠肺炎是一种世界性的传染病。如果用新冠病毒的蛋白质制成疫苗，注入人体后，体内将发生一系列的反应。下列关于这一系列反应的叙述，正确的是
A．T细胞受到该疫苗刺激后，可直接分化为效应T细胞
B．新冠病毒侵入机体后能被效应T细胞和浆细胞特异性识别
C．该系列反应过程体现了免疫系统具有防卫、监控、清除功能
D．参与该反应过程中的免疫活性物质有抗体、淋巴因子等
4．生物实验中常用到对照实验的方法，以下实验的对照设置正确的是
A．探究DNA和蛋白质是否为遗传物质时，实验组细菌用32P与35S标记、对照组细菌不标记
B．研究细胞核的功能时，将变形虫切成两半，一半有核，一半无核
C．探究酵母菌种群数量变化时，设置有氧条件和无氧条件的两组
D．验证H2O2酶具有高效性时，设置加酶处理和加热处理的两组
5．右图为某生态系统能量流动示意图(单位：kJ)。下列说法正确的是
A．营养级B至C之间的能量传递效率是15%
B．营养级A是生产者，固定能量时必须依赖叶绿体
C．营养级A的个体数量一定多于营养级B的个体数量
D．营养级B的个体数量越多，则营养级C获得的能量越少
6．一对表现型正常的夫妇生育了一个患色盲的三体男孩，已知色盲是一种伴X染色体隐性遗传病，并且XYY、XXY个体减数分裂时，任意两条性染色体均可配对，另一条随机移向两级。下列分析不合理的是
A．若该男孩的性染色体组成是XXY，且能减数分裂产生配子，则他产生的X配子占所有配子的1/3
B．若男孩的性染色体组成是XXY，且能减数分裂产生配子，当他与正常女性结婚时，理论上生染色体组成正常孩子的比例是1/2
C．若该男孩的性染色体组成是XYY，则发育成该男孩的受精卵可能由图1或图2产生的配子与带色盲基因的配子结合形成
D．若该男孩的性染色体组成是XXY，则其色盲基因只能来自于图4产生的配子
二、非选择题
（一）必做题
29．（10分）下图甲为某绿色植物叶绿体结构与功能示意图，图乙表示测定的栽培在同一密封恒温小室内的一组阴生植物和一组阳生植物光合作用强度与光照强度间的关系图。据此回答下列问题：

（1）图甲中的a是进行光反应的场所，其适应高效吸收光能的结构特征除了分布有四种色素之外，还有_______。在光反应阶段，a中发生的物质变化除了水被光解、ADP+Pi→ATP外，还有_______。
（2）光照强度相同的持续光照条件下，图甲中物质C与物质D达成了动态平衡，此时的C与D的比值是______。
（3）由于一组阴生植物和一组阳生植物同时处在同一密封恒温小室内，当CO2浓度偏低时，先表现出“饥饿”状态的是_______植物，原因是_______。
30．（10分）下图是运动员受到某种刺激时兴奋在反射弧中的传导和传递过程模式图，请据图回答下列问题：

（1）若图甲代表缩手反射弧，则虚线圈方框围成的结构位于_______内。
（2）给予图甲虚线方框中的③适宜强度的刺激后，A和B两个电流表中指针偏转次数分别是_______、_______次。
（3）图乙中，当神经纤维的_______（Na+内流/K+内流/Na+外流/K+外流）时，产生神经冲动，即由静息状态转变为兴奋状态。已知细胞外钙离子对钠离子存在“膜屏障作用”(即钙离子在膜上形成屏障，使钠离子内流减少)。临床上血钙含量偏高，会引起肌无力，原因是_______________________。
（4）如果图丙中的6是构成效应器的一部分，则6表示的可能是_______________的细胞膜。
31．（7分）2016年10月20日，美国劳伦斯伯克利国家实验室的EvgenyZ．Kvon等人在Cell上发表了一篇有趣的论文。他们将一段取自于蛇体内的某DNA片段，转入到小鼠受精卵后，发育成的小鼠像蛇一样，也不长腿了。已有研究表明，音猬因子是一种由Shh基因指导合成、控制动物四肢生长与发育的蛋白质。Shh基因受到一段称为分极活性区调控序列ZRS的控制。蛇的ZRS都缺失了17对碱基，甚至有的蛇体内没有ZRS。请分析以上论文内容，回答下列问题：
（1）Shh基因控制音猬因子合成的过程叫做______________。分极活性区调控序列ZRS对音猬因子合成具有____________（促进/抑制）作用。
（2）将一段取自于蛇体内的某DNA片段，转入到小鼠受精卵后，导致小鼠体内发生了_____（填变异类型）；蛇的分极活性区调控序列ZRS都缺失了17对碱基，导致ZRS发生了______________（填变异类型）。
（3）蛇的分极活性区调控序列ZRS缺失17对碱基后，导致蛇由有腿变成了无腿。这一现象应该称为_________（进化/退化），原因是 。
32．(12分)水稻育种工作者一方面利用转基因技术改良水稻雄性不育个体；另一方面通过对野生型水稻（甲品系）诱变处理，筛选得到籽粒中抗性淀粉(RS)含量较高的纯合品系(乙品系)。

（1）水稻的育性由一对等位基因M、m控制，基因型为MM和Mm的个体可产生正常的雌、雄配子，基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子，表现为雄性不育，基因M可使雄性不育个体恢复育性。通过转基因技术将基因M与雄配子致死基因A、蓝色素生成基因D一起导入基因型为mm的个体中，并使其插入到一条不含m基因的染色体上，如上图所示。基因D的表达可使种子呈现蓝色，无基因D的种子呈现白色。该方法可以利用转基因技术大量培育不含转基因成分的雄性不育个体。
基因型为mm的个体在育种过程中无法自交，与育性正常的非转基因个体杂交，所得种子可能出现的基因型为______________，这几种基因型的种子无法区分，所以无法及时选出雄性不育的种子。然而上图的转基因个体（ADMmm）更易得到不含转基因成分的雄性不育种子，请解释原因____________________________________________________________________________________。
（2）水稻非糯性基因(W)影响淀粉的含量，W基因包括W1和W2基因，W1对W2完全显性。已知E基因提高RS含量依赖于W1基因，W2基因没有此作用，且E基因提高RS含量的作用具有累加效应（作用效果与E基因的个数成正相关）。为确定W基因与E基因是否位于一对同源染色体上，科研人员找到了基因型为eeW1W1的乙品系水稻和基因型为EEW2W2的另一野生型水稻。请设计实验，探究W基因与E基因是否位于一对同源染色体上。请写出实验思路、预期实验结果与结论。
①实验思路 。
②预期实验结果与结论 。
（二）选考题（共15分，请考生从2道生物题中任选一题作答，如果多做，则每科按所做的第一题计分。）
37．【生物选修1——生物技术实践】（15分）
从传统发酵技术到现代大规模生产的发酵工程，从杂交育种到基因工程，生物技术拥有巨大的发展空间。生物技术往往要相应的生物学原理来指导，请回答下列相关技术与原理问题。
（1）泡菜制作过程中要进行亚硝酸盐含量的测定，其测定原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与 发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成 色染料。将显色反应后的样品与 进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
（2）土壤中微生物的分离与计数实验中，常常要设置对照组与重复组。设置对照组的主要目的是 ；设置重复组的主要目的是 。
（3）在血红蛋白的分离与提纯实验中，透析的主要作用是 ，常用 作为透析液。
（4）胡萝卜素的提取常用 法，这是因为 。
38．【生物选修3——现代生物科技专题】（15分）
新型冠状病毒是一种RNA病毒，会导致人患严重的肺炎。2019年末新型冠状病毒肆虐，全国上下齐心协力一致抗疫。2020年2月15日，官方宣布新型冠状病毒疫苗的研发取得了新进展，已完成了基因序列合成，正在进行重组质粒构建和工程菌筛选工作。请联系基因工程的相关知识，回答下列问题：
（1）基因工程的四个基本操作步骤是获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和 。
（2）新型冠状病毒通过其表面的S-蛋白与宿主表面ACE2蛋白结合完成感染，在研制疫苗时需要获取病毒的目的基因是 ，具体方法为 ，然后利用 技术扩增。
（3）研究中将改造后的腺病毒作为运载目的基因的载体，改造后的腺病毒应该具备的特点有： （至少答出两点）。目的基因与腺病毒构建重组腺病毒载体必须包括：新型冠状病毒基因及其启动子 （至少答出两点）等。
（4）重组腺病毒载体侵染宿主细胞后，利用宿主细胞翻译出 ，引发机体免疫反应，产生可用于治疗的抗体。在转录过程中，识别其启动子的酶是 （单选）。
A．病毒的DNA聚合酶 B．宿主的DNA聚合酶
C．病毒的RNA聚合酶 D．宿主的RNA聚合酶

2020-2021学年全国Ⅰ卷区优生联赛试卷
生物试题答案
1.【答案】C
【解析】A项，构成细胞和生物体的蛋白质分为结构蛋白和功能蛋白两类，肌肉中的蛋白质属于结构蛋白，故正确；B项，构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动、翻转运动等，蛋白质分子大多也能运动，故正确；C项，构成DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸，而ATP脱去两个磷酸基团后形成的一磷酸腺苷是合成RNA的成分之一，故错误；D项，多聚体有DNA、RNA、多糖等，其相应的单体是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、单糖等，这些单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，故正确。
2.【答案】C
【解析】当兴奋传到神经末梢时，突触前膜内的突触小泡通过胞吐释放神经递质到突触间隙，与突触后膜上受体（膜蛋白）结合，引发突触后膜电位变化，兴奋就由一个神经元传递到另一个神经元，可见，神经元细胞膜的磷脂、膜蛋白都参与兴奋在突触间的传递过程，A正确；相邻两个细胞间形成通道，携带信息的物质由通道进入另一细胞从而实现信息交流，此过程没有细胞膜上的特异性受体参与，B正确；正常生理状态下，生物体内也会产生衰老、损伤的细胞器等，溶酶体会将其水解，C错误；大肠杆菌T2噬菌体没有细胞结构，其蛋白质和核酸均在宿主细胞中合成的，D正确。
3.【答案】D
【解析】T细胞受到该疫苗刺激后，可以增殖并分化成记忆T细胞和效应T细胞，A项错；效应T细胞识别的是被新冠病毒侵入的靶细胞，浆细胞不能识别病原体，B项错；该反应过程体现了免疫系统的防卫功能，不能体现其具有监控和清除功能，C项错；参与这一系列反应过程的抗体、淋巴因子都属于免疫活性物质，D项对。
4．【答案】B
【解析】探究DNA和蛋白质是否为遗传物质时，应该用只用32P标记细菌与只用35S标记的细菌进行相互对照，以单独观察DNA与蛋白质的作用，A错误；研究细胞核的功能，自变量是有无细胞核，可以将变形虫切成有核和无核二部分，形成空白对照，B正确；探究酵母菌种群数量变化时，自变量是时间，酵母菌自身前后作对照；氧气为无关变量，两组都应氧气充足，C错误；探究酶具有高效性时，高效催化应与低效催化对照，故应设置无机催化剂催化和酶催化的两组实验，D错误。
5.【答案】A
【解析】营养级之间的能量的传递效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%=30/200×100%=15%，A项正确；在该生态系统中，A可以是生产者，但它固定能量时，可以是真核植物的叶绿体，也可以是蓝藻等原核生物的光合片层，此外，化能自养生物也是生产者，B项错；营养级A的能量一般多于营养级B，但个体数量不一定多，C项错；营养级B一般是以10%~20%的能量传递效率，传递给营养级C，与其数量多少没有关系，D项错。
6.【答案】C
【解析】由于父母亲的表现型正常，该男孩的色盲基因只可能来自于母亲；该男孩的“三体”可能由父亲的Y精子与母亲的XbXb卵细胞结合形成或者由父亲的YY精子与母亲的Xb卵细胞结合形成。因此该男孩的基因型可能是XbXbY或者是XbYY。图1是初级精母细胞，图2是次级精母细胞，图3是初级卵母细胞，图4是次级卵母细胞。XXY减数分裂产生配子及比例为：XX∶XY∶X∶Y=1∶2∶2∶1，X配子占比为1/3，A正确；XXY产生的上述配子中，染色体正常的配子占比1/2，故当他与正常女性结婚时，理论上生染色体组成正常孩子的比例也是1/2，B正确；若为XbYY，则因男孩父亲减数第二次分裂异常产生了YY精子，则发育成该男孩的受精卵只能图2产生的配子与带色盲基因的配子结合形成，C错误；若该色盲男孩为XbXbY，则因其母亲减数第二次分裂异常产生了XbXb卵细胞，即色盲基因只来自图4产生的配子，D正确。
29.（10分，每空2分）
【答案】（1）每个基粒含有两个以上的类囊体，扩展了受光面积 NADP++H++2e−→NADPH（或合成（形成）还原[H]）
（2）2
（3）阳生（或E） 由图乙可见，当光照强度为0时，E的呼吸速率大于F，说明E代表阳生植物。在光照强度为3klx时，阳生植物与阴生植物的净光合速率相同，真光合速率则是阳生植物大于阴生植物，由此可见，阳生植物对CO2的需求量大于阴生植物，因此，在CO2浓度偏低时，阳生植物会更容易表现出“饥饿”状态（或答：由图乙可见，当光照强度为0时，E的呼吸速率大于F（或E的光饱和点大于F），说明E代表阳生植物。又因为E阳生植物的呼吸作用强度大于F阴生植物，所以阳生植物的CO2补偿点会大于阴生植物，因此，在CO2浓度偏低时，阳生植物会更容易表现出“饥饿”状态。）（答案合理即给分）
【解析】（1）图中a表示基粒，由类囊体组成，在类囊体薄膜上分布有与光合作用光反应有关的酶和色素，是光反应发生的场所，物质变化是水的光解（即2H2O→O2+4H++4e−）、ADP+Pi→ATP、NADP++H++2e−→NADPH（考生如果答出了[H]，也可给分。）（2）图甲中的A是水，B是二氧化碳，C是三碳化合物，D是五碳化合物。达成动态平衡时，一分子五碳化合物固定一分子CO2，生成两分子三碳化合物，因此，C∶D=2∶1。（3）见答案。
30.（10分，除注明外，其余每空2分）
【答案】（1）中枢神经系统（或脊髓）
（2）0（1分） 2（1分）
（3）Na+内流 细胞外钙离子对钠离子存在“膜屏障作用”，血钙过高使钠离子内流减少，降低了神经细胞兴奋性，最终导致肌细胞无法兴奋、收缩而表现出肌无力
（4）肌肉细胞或腺体细胞（答全才给分）
【解析】根据题意和图示分析，由突触的结构可以判断图甲中①是感受器、②是传入神经、③是神经中枢、④是传出神经、⑤是效应器；乙图是神经纤维的局部放大图，静息电位表现为外正内负，兴奋表现为外负内正；丙图是突触的结构放大图，其中1是轴突，2是线粒体，3是突触小泡，4是突触前膜，5是突触间隙，6是突触后膜。（1）图甲中虚线圈围成的结构叫神经中枢，位于中枢神经系统（脊髓）内；（2）图甲虚线圈中的③是联络（中间）神经元，经适宜强度的刺激后，A和B两个电流表中指针偏转次数分别0次和2次。（3）兴奋的产生机理是钠离子通过离子通道进入细胞；根据题意分析，细胞外钙离子对钠离子存在“膜屏障作用”，血钙过高使钠离子内流减少，降低了神经细胞兴奋性，最终导致肌细胞无法兴奋，收缩而表现出肌无力。（4）效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体，因此，6是肌肉细胞或腺体细胞的细胞膜。
31.（7分，除注明外，其余每空1分）
【答案】（1）表达（基因选择性表达） 促进
（2）基因重组 基因突变
（3）进化 蛇种群的基因频率发生了改变（2分）
【解析】（1）基因通过转录和翻译，控制蛋白质合成的过程，叫做表达；由题干信息可知，Shh基因受到一段称为分极活性区调控序列ZRS的控制，而ZRS突变或缺失的蛇不长腿，说明ZRS是促进Shh基因表达的。（2）将一段取自于蛇体内的某DNA片段，转入小鼠DNA中，也就是基因工程或基因拼接技术或DNA重组技术，属于基因重组；分极活性区调控序列ZRS实际上是一个基因，缺失17对碱基后，导致该基因发生了突变，因此叫基因突变。（3）蛇的分极活性区调控序列ZRS缺失17对碱基后，导致该基因突变，成了无效基因，或者突变成了具有抑制作用的基因，引起蛇种群基因频率发生了改变，从而导致了蛇的进化。
32.（12分）
【答案】（1）Mm、mm（2分） 转基因个体（ADMmm）可直接自交，所得种子中，含转基因成分的雄性可育种子（ADMmm）为蓝色，不含转基因成分的雄性不育种子（mm）为白色，所以，可以根据颜色快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子（2分）
（2）①实验思路：基因型为eeW1W1的乙品系水稻和基因型为EEW2W2的另一野生型水稻进行杂交，得F1，F1自交得F2，测定F2个体的RS含量（2分）
②预期实验结果与结论：若F2中高RS∶中RS∶低RS=3∶6∶7（2分），则说明W基因与E基因位于非同源染色体上（1分）；若F2中高RS∶中RS∶低RS=0∶1∶1（2分），则说明W基因与E基因位于一对同源染色体上（1分）
或答：若F2中出现高RS的表现型（2分），则说明W基因与E基因位于非同源染色体上（1分）；若F2中不出现高RS的表现型（2分），则说明W基因与E基因位于一对同源染色体上（1分）
【解析】（1）育性正常的非转基因个体基因型为MM或Mm，与基因型为mm的雄性不育个体交配，所得种子基因型为MM或Mm。转基因个体（ADMmm）因为转基因导入了M基因，育性恢复，自交图解如下：

所得种子中，含转基因成分的雄性可育种子（ADMmm）为蓝色，不含转基因成分的雄性不育种子（mm）为白色，所以，可以根据颜色快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子。（2）探究两对基因是否位于一对同源染色体上，常用杂交法，通过后代表现性及比例来进行判断。特别注意已知条件：E基因提高RS含量依赖于W1基因，W2基因没有此作用，W1对W2完全显性。若W基因与E基因位于一对同源染色体上，基因型为eeW1W1的乙品系水稻和基因型为EEW2W2的另一野生型水稻进行杂交，得F1基因型为EeW1W2，F1自交得F2，F2基因型为eeW1W1(低)∶EeW1W2(中)∶EEW2W2(低)=1∶2∶1，即中RS∶低RS=1∶1。若W基因与E基因位于非同源染色体上，F2中9种基因型为1/16eeW1W1（低RS），2/16eeW1W2（低RS），2/16EeW1W1（中RS），4/16EeW1W2（中RS），1/16EEW1W1（高RS），1/16EEW2W2（低RS），1/16eeW2W2（低RS），2/16EEW1W2（高RS），2/16EeW2W2（低RS）。即高RS∶中RS∶低RS=3∶6∶7。
37.（除说明外，每空2分，共15分）
【答案】（1）对氨基苯磺酸（1分） 玫瑰红（1分） 已知浓度的标准显色液（1分）
（2）排除实验组中非测试因素（无关变量）对实验结果的影响，提高实验结果的可信度 减少误差，避免偶然现象，使结果更真实（答案合理及给分）
（3）去除样品中的分子量较小的杂质 磷酸缓冲液（20mmol/L的pH为7.0的磷酸缓冲液）
（4）萃取 胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中
【解析】（1）泡菜制作过程中要进行亚硝酸盐含量的测定，其测定原理是在盐酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。（2）土壤中微生物的分离与计数实验中，常常要设置对照组与重复组。设置对照组的主要目的是排除实验组中非测试因素（无关变量）对实验结果的影响，提高实验结果的可信度；设置重复组的主要目的是减少误差，避免偶然现象，使结果更真实。（3）在血红蛋白的分离与提纯实验中，透析的主要作用是去除样品中的分子量较小的杂质，常用磷酸缓冲液作为透析液。（4）胡萝卜素的提取常用萃取法，这是因为胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中。
38.（除注明外，其余每空2分，共15分）
【答案】（1）目的基因的检测与鉴定
（2）指导S-蛋白合成的基因 以病毒的RNA为模板，通过逆转录合成相应的基因 PCR
（3）能够侵染宿主细胞，并表达目的蛋白，但是不能复制（至少答出两点） 终止子、标记基因、复制原点（至少答出两点）
（4）病毒的蛋白（或S-蛋白） D（1分）
【解析】（1）基因工程的四个基本操作步骤是获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。（2）获取的病毒目的基因应该是能让病毒在宿主细胞内指导S-蛋白合成的基因，在宿主体内控制S-蛋白合成，从而使该蛋白成为引起宿主产生免疫反应的抗原。方法是以病毒的RNA为模板，通过逆转录合成相应的基因，然后利用PCR技术进行扩增。（3）研究中将改造后的腺病毒作为运载目的基因的载体，改造后的腺病毒应该具备的特点有能够侵染宿主细胞，并表达目的蛋白，但是不能复制。目的基因与腺病毒构建重组腺病毒载体必须包括：新型冠状病毒基因及其启动子、终止子、标记基因、复制原点等。（4）重组腺病毒载体侵染宿主细胞后，利用宿主细胞翻译出病毒的蛋白，引发机体免疫反应，产生可用于治疗的抗体。在转录过程中，识别其启动子的酶是宿主的RNA聚合酶