北京市海淀区2021届高三上学期生物期中考试试卷
试卷更新日期：2020-12-04 类型：期中考试
一、单选题
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1. 氮元素是组成细胞的基本元素之一，下列组成细胞的化合物中，含氮元素的是（ ）A、糖原 B、蛋白质 C、脂肪 D、水2. 核酸是遗传信息的携带者，下列关于核酸的组成和分布的表述，正确的是（ ）A、除病毒外，一切生物都有核酸存在 B、真核细胞的DNA主要分布在细胞核中 C、RNA分子中嘌呤数总是等于嘧啶数 D、组成核酸的基本单位是脱氧核糖核苷酸3. 关于蓝细菌(蓝藻)与黑藻的相同之处，下列表述不正确的是（ ）A、均能进行光合作用 B、均在核糖体上合成蛋白质 C、遗传物质均为DNA D、均需高尔基体参与分泌蛋白加工4. 下列有关细胞结构的叙述，正确的是（ ）A、DNA和RNA等大分子物质可通过核孔进出细胞核 B、溶酶体内部有多种水解酶可分解损伤衰老的细胞器 C、生物的细胞壁都可以被纤维素酶和果胶酶分解 D、在动物细胞有丝分裂间期能观察到纺锤体和中心体5. 图为小肠上皮细胞吸收并运输葡萄糖进入组织液的示意图。下列相关叙述不正确的是（ ）
A、葡萄糖通过载体S被逆浓度梯度转运进入小肠上皮细胞 B、在基膜侧的载体G不具有ATP酶活性， 且结构不同于载体S C、载体G将葡萄糖运出小肠上皮细胞的方式属于主动运输 D、细胞内较低的Na+浓度需要膜上的Na+-K+泵消耗ATP来维持6. 最近，科学家培养鼠的胚胎干细胞分化出了心肌细胞，一段时间后发育成了直径约1mm的心脏类器官。这一研究成果对器官移植技术的发展具有重大意义，该研究成果说明（ ）A、胚胎干细胞分化程度高于心肌细胞 B、胚胎干细胞具有无限增殖的能力 C、胚胎干细胞经诱导可发生定向分化 D、胚胎干细胞内的所有基因都在活跃表达7. 下表中实验目的与所选取的实验材料对应最合理的是（ ）选项
实验目的
实验材料
A
提取和分离光合色素
洋葱鳞片叶
B
检测生物组织中的还原糖
胡萝卜块根
C
观察质壁分离和质壁分离复原
大蒜根尖
D
观察叶绿体的形态和分布
黑藻叶片
A、A B、B C、C D、D8. 图是某同学用普通光学显微镜观察到的洋葱根尖分生区的图像，下列叙述不正确的是（ ）
A、制作根尖临时装片的步骤依次是解离—漂洗—染色—制片 B、甲细胞中每条染色体的着丝粒排列在细胞板上 C、乙细胞中姐妹染色单体分离并被拉向两极 D、乙细胞中的染色体数目是甲的2倍，DNA含量与甲相同9. 赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质， 下列关于该实验的叙述正确的是（ ）A、实验需分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体 B、搅拌目的是使大肠杆菌破裂，释放出子代噬菌体 C、35S标记噬菌体的组别，搅拌不充分可致沉淀物的放射性增强 D、32P标记噬菌体的组别，放射性同位素主要分布在上清液中10. 番茄的单式花序和复式花序是一对相对性状，由A、a基因决定。番茄花的颜色黄色和白色是一对相对性状，由B、b基因决定。将纯合的单式花序黄色花植株与复式花序白色花植株进行杂交，所得F1均为单式花序黄色花。将F1分别做母本和父本，进行测交，所得后代的表现型和数量如图所示，下列分析不正确的是（ ）
A、番茄的单式花序和黄色花为显性性状 B、这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律 C、F1自交后代中复式花序白色花植株占1/16 D、F1产生的基因型为ab的花粉可能有2/3不育11. 科学家人工构建了一对代号为X-Y的新碱基对，X与Y可相互配对，但不能与已知碱基配对。将含X-Y碱基对的质粒导入大肠杆菌，并在培养基中添加相应原料，实验结果显示该质粒在大肠杆菌中可进行多轮自我复制。下列叙述正确的是（ ）A、该过程需要DNA聚合酶的参与 B、该过程所需的脱氧核苷酸有4种 C、该质粒上碱基X与Y的数量不相等 D、含X-Y碱基对的基因可准确表达出蛋白质12. RNase P是一种核酸内切酶，由RNA和蛋白质组成。无活性的RNase P通过与前体tRNA特异性结合被激活，激活的RNase P剪切前体tRNA，所得的成熟tRNA进入细胞质基质中发挥作用。以下关于RNase P分析不正确的是（ ）A、通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA B、RNase P能够催化tRNA基因的转录 C、RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中 D、pH、温度都会影响RNase P的活性13. 研究人员使用不同浓度甲醛处理孕鼠，一段时间后取胎鼠肝脏细胞显微镜下观察，统计微核(由细胞有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体片段所产生)率和染色体畸变率，实验数据如下表所示。下列叙述不正确的是（ ）组别
甲醛(mg/kg)
微核率(%0)
畸变率(%0)
对照组
0
1.8
0.5
20
2.4
0.74
200
5.6
2.61
2000
9.0
3.33
A、该数据表明甲醛可促进胎鼠肝脏细胞微核的产生和染色体畸变 B、微核中的遗传信息不能完整传递给子代细胞，导致细胞功能异常 C、染色体断裂导致不含着丝粒的片段丢失，这属于染色体数目变异 D、若染色体片段错接到非同源染色体上，这种变异属于染色体易位14. 下图是野生祖先种和栽培品种香蕉的染色体核型图，下列相关叙述正确的是（ ）
A、栽培品种和野生祖先种体细胞中每个染色体组都含11条染色体 B、栽培品种和野生祖先种都是香蕉，不存在生殖隔离 C、用秋水仙素处理野生祖先种的幼苗可以直接获得栽培品种香蕉 D、栽培品种香蕉可正常进行减数分裂，形成的配子含有11条染色体15. 三刺鱼根据栖息环境可分为湖泊型和溪流型(如图所示)。科研人员在实验室中让湖泊型和溪流型三刺鱼进行几代杂交，形成一个实验种群。之后将上述实验种群的幼鱼放生到一条没有三刺鱼的天然溪流中。一年后，他们将这条溪流中的三刺鱼重新捕捞上来进行基因检测。发现溪流型标志基因的基因频率增加了约2.5%，而湖泊型标志基因的基因频率则减少了。对上述材料分析，下列选项正确的是（ ）
A、自然选择可以定向改变种群的基因频率，但不一定导致新物种的形成 B、突变和基因重组使种群产生定向变异，导致基因频率改变，为进化提供原材料 C、溪流型和湖泊型三刺鱼不属于同一物种，两个物种存在竞争关系 D、溪流型三刺鱼在新环境中繁殖能力增强，导致两种三刺鱼发生协同进化二、综合题
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16. 胰岛素是人体内降低血糖的唯一激素。研究人员对胰岛素分泌的调节机制进行了相关研究。(1)、胰岛B细胞分泌胰岛素的机制如图1所示。血液中的葡萄糖浓度升高时，葡萄糖通过葡萄糖转运蛋白进入胰岛B细胞。据图可知，细胞内葡萄糖通过过程被分解，导致细胞内ATP浓度 ， 引起胰岛B细胞质膜上的K+通道磷酸化进而 ， K+外流受阻，细胞膜电位发生变化。电位变化导致膜上Ca2+通道开放，Ca2+促使细胞通过方式释放胰岛素。
(2)、研究发现H蛋白可与Ca2+通道结合，敲除H蛋白基因的小鼠血浆中胰岛素浓度显著低于野生型。为研究H蛋白调控胰岛素分泌的机制，研究人员在ISN细胞(胰岛B细胞瘤细胞)中转入能够抑制H蛋白基因转录的载体，将其作为实验组，用转入空载体的ISN细胞作为对照组，进行了下列实验。①检测两组细胞Ca2+通道基因的转录量，结果如图2所示。图中结果说明，抑制H蛋白基因的转录。
②在实验组和对照组ISN细胞中分别表达荧光标记的Ca2+通道蛋白，检测两组细胞细胞膜上的荧光强度，统计不同荧光强度的细胞所占比例，结果如图3所示。依据图中数据 ， 研究人员判断实验组缺少H蛋白导致定位到细胞膜上的Ca2+通道减少。
③通过后续实验，研究人员还发现实验组Ca2+通道的转运能力下降。
综合以上实验结果，推测敲除H蛋白基因的小鼠体内胰岛素分泌减少的机制： 。
17. 光合作用是地球上最重要的化学反应。科学家利用合成生物学的方法模拟光合作用，进行如下研究。(1)、高等植物的光合作用主要在叶肉细胞的（填写细胞器名称）中进行，植物光合作用中物质与能量的变化是。(2)、科学家从菠菜叶肉细胞中分离出 ， 用磷脂分子包裹形成图1所示的油包水液滴结构，并在其中加入足量NADP+、ADP等物质。比较图1结构的外膜与细胞膜，写出两者在物质组成和结构上的区别（至少各写出一点）。(3)、科学家对油包水液滴采取明暗交替处理，一段时间内检测此结构内产生NADpH（即[H]）的量，结果如图2所示。由图可知，NADpH含量明期上升，暗期。NADpH含量出现上述变化的原因是。这说明油包水液滴内的人工光反应系统构建成功。
(4)、进一步将多种酶等物质加入油包水液滴内，通入充足的作为原料，形成化学反应循环。明暗交替处理，在该化学反应循环中可检测到乙醇酸（一种有机酸）的生成，这一化学反应循环模拟了光合作用的阶段。检测此结构中NADpH的含量，推测其随明暗时段的变化是。(5)、从资源利用、生态环境保护等方面提出一条本研究可能的应用前景。18. 阅读以下材料，回答（1）~（5）题。细胞能量代谢与癌症
线粒体是细胞内的动力车间，细胞生命活动所需的能量绝大部分来自线粒体。很多研究发现线粒体损伤导致的细胞能量代谢异常与癌症的发生密切相关。
正常情况下，细胞在有氧、无氧情况下分别进行有氧呼吸和无氧呼吸。德国生理学家Warburg在1924年提出瓦尔堡(Warburg)效应，即肿瘤细胞无论在有氧或无氧情况下，都主要通过无氧呼吸进行代谢，大量消耗葡萄糖而无法高效产能，并释放大量乳酸。肿瘤细胞产生的乳酸可被单羧酸转运蛋白(MCT)转运出肿瘤细胞，以防止乳酸对细胞自身造成毒害。Warburg认为癌症是一种代谢异常疾病。在一些环境因素如辐射、致癌物、压力、化学试剂等的刺激下，引发线粒体损伤，细胞呼吸出现功能障碍后，可能会形成肿瘤。
但上世纪70年代，研究发现恶性肿瘤存在染色体异常和基因突变，使人们将恶性肿瘤发生的根本原因归结于遗传物质的改变，因此对Warburg的观点产生很大争议。争议的焦点在于细胞能量代谢异常是癌症产生的原因还是细胞癌变导致的结果。
线粒体中的细胞色素C氧化酶(CcO)参与氧气生成水的过程，并促成用于合成ATP的跨膜电位，通过氧化磷酸化为细胞提供能量。在患者的实体肿瘤最缺氧区，存在有缺陷的CcO。最近，某研究小组以骨、肾、乳腺和食管的细胞系为实验材料，发现仅破坏CcO的单个蛋白质亚基，可导致线粒体功能发生重大变化，进而细胞表现出癌细胞的所有特征。研究人员观察到，破坏CcO会引发线粒体激活应激信号到细胞核，发送求救警报，警告细胞出现缺陷，检测到多种促进肿瘤发展基因的表达量均上升。
基于这些发现，研究人员可找到一些肿瘤治疗的潜在药物作用靶点，从而达到控制和治疗癌症的目的。
(1)、对绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，细胞通过有氧呼吸把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生 ， 释放能量，生成大量ATP。肿瘤细胞主要通过无氧呼吸来提供能量，葡萄糖代谢生成后不再通过线粒体进行有氧氧化，而是在酶的作用下转化成乳酸，其中的大部分能量存留在乳酸中。(2)、根据文中信息，推测CcO发挥作用的场所是。细胞中破坏CcO的单个蛋白质亚基，可导致线粒体功能发生重大变化，进而细胞表现出癌细胞的所有特征，这些特征包括本文提到的及教材中的(各写出两点)。(3)、Warburg效应在肿瘤影像医学诊断方面获得应用，方法是通过对葡萄糖进行放射性标记，来识别机体内的肿瘤细胞。根据文中信息，推测其原理是。(4)、你认为文中对CcO功能的研究结果支持了下列哪种观点?并写明理由。观点一：细胞能量代谢异常是癌症产生的原因。
观点二：细胞能量代谢异常是细胞癌变后导致的结果。
(5)、根据本文信息，请写出可供癌症筛查的指标，并提出治疗癌症的思路。19. 稻瘟病和褐飞虱是严重影响水稻生产的两大病虫害。稻瘟病病菌种类繁多，为培育抗病虫害的水稻新品种，育种工作者进行了下列相关研究。(1)、现有纯合水稻品系甲和乙，甲对稻瘟病病菌X表现为抗病，对稻瘟病病菌Y感病；乙对病菌Y抗病，对病菌X感病。对病菌X的抗病与感病由一对基因M、m控制；对病菌Y的抗病与感病由一对基因H、h控制。①育种工作者将甲和乙作为亲本进行杂交，得到F1 ， F1自交得F2。F1对病菌X和Y均表现为抗病，检测F2统计结果如下表所示。
抗病
感病
抗病
150株
53株
感病
52株
17株
据表分析，水稻的抗病相对于感病均为性状。推测这两对抗病基因在染色体上的位置关系为。甲和乙的基因型分别为。同时对病菌X和Y具有抗性的F2植株中纯合子所占比例为。
②育种工作者根据M/m、H/h的基因序列设计特异性引物，分别对F2部分植株的DNA进行PCR扩增。已知M比m片段短，h比H片段短，扩增结果如图所示。据图判断符合选育目标的植株编号为 ， 依据是。
(2)、研究发现，甲和乙对稻瘟病病菌Z均表现为抗病。为研究甲和乙中对病菌Z抗病基因的位置，育种工作者用两种水稻杂交，F1均对病菌Z表现为抗病，统计F1自交后代F2的性状分离比。①若F2对病菌Z的表型及比例为 ， 则甲和乙对病菌Z的抗病基因可能位于同一个位点，或者位于一对同源染色体上不发生交叉互换的两个位点。
②若F2对病菌Z的表型及比例为 ， 则甲和乙对病菌Z的抗病基因位于两对同源染色体上。
(3)、通过筛选获得具有上述抗病基因且品质优良的纯合品系丙，欲将抗褐飞虱性状(由一对等位基因控制)与品系丙的抗病及各种优良性状整合在同一植株上，可采用的正确育种步骤是(按正确順序选填下列字母)。a.抗褐飞虱品系与野生型进行杂交
b.抗褐飞虱品系与品系丙进行杂交
c.品系丙与野生型进行杂交
d.杂交后代自交筛选抗褐飞虱个体，使其与品系丙杂交
e.杂交后代自交筛选抗稻瘟病个体，使其与抗褐飞虱品系杂交
f.多次重复d，筛选抗褐飞虱个体
g.多次重复e，筛选抗稻瘟病个体
自交，后代中选取目的基因纯合的植株，进行稻瘟病抗性和褐飞虱抗性田间实验鉴定。
20. 鱼鳞病是一种遗传所致的皮肤疾病，临床表现为皮肤干燥、伴有鱼鳞状脱屑。(1)、图1为某鱼鳞病家族系谱图。据图分析该遗传病的遗传方式最可能是 ， 判断依据是。
(2)、Ⅲ-14为该家族发现的一位鱼鳞病女性患者，通过对患者细胞学鉴定，发现该患者核型为45，XO，推测该女性患者鱼鳞病致病基因来自于 ， 理由是。该患者染色体数目异常的原因是。(3)、鱼鳞病的病因是由于患者体内缺乏类固醇硫酸酯酶(STS)所致，已知编码STS的基因含有10个外显子，根据STS基因的编码区外显子1及外显子10序列设计引物，对该家系中相关成员的基因进行PCR检测，结果如图2所示。同时在患者细胞中不能检测到STS蛋白，由此推测患者的整个STS基因。(4)、此外，还有些患者STS基因的PCR扩增条带与正常人相同，但也表现出鱼鳞病症状，推测是由于发生了基因。这种患者的STS由于 ， 不能与底物结合，进而失去了功能。底物积累可使胆固醇合成受限，导致皮肤角质层扁平细胞的结构异常，引起表皮屏障功能障碍，造成皮肤干燥，易损伤。(5)、鱼鳞病目前还没有较好的治疗方法，最常用的方法是加强皮肤保湿和护理。通过遗传咨询和可对该病进行预防和监测，进而降低该病的发病率。请结合本研究，提出可能根治鱼鳞病的思路。21. 酵母菌是一种单细胞真菌，可通过无性生殖和有性生殖进行繁殖。(1)、酵母菌在营养条件适宜时进行无性生殖，可通过分裂产生新个体，繁殖速度快。营养状况不好时，一些可进行有性生殖的二倍体酵母菌通过减数分裂产生单倍体，在合适条件下再萌发，经过细胞融合重新形成二倍体酵母菌。减数分裂过程中能发生 ， 因面产生的后代具有更大的性。酵母菌在不同条件下的不同生殖方式，体现了生物对环境的。(2)、某实验室发现一种缺失了X基因的突变体酵母菌。突变体中会有部分个体减数分裂后产生染色体数目异常的单倍体孢子，这样的孢子活力下降。科研人员对其机制进行了相关研究。图为酵母菌减数分裂过程示意图(只标注了其中一对染色体)，图中左侧为野生型酵母菌，右侧为突变体酵母菌产生染色体异常的单倍体孢子的过程。
①据图分析，减数分裂的MI于MII过程中，突变体染色体行为变化的特征是。观察发现突变体酵母菌产生的单倍体孢子中约16.4%染色体数目异常，据此推测%的亲代酵母细胞减数分裂发生异常。
②进一步观察发现突变体酵母菌在产生染色体异常的单倍体孢子过程中，在期同源染色体联会正常。此时，同源染色体间形成以蛋白质为主要成分的链状结构，称为联会复合体(SC)。依据图中信息，在减数分裂过程中，突变体与野生型相比SC含量变化的差异是 ， 导致染色体行为异常。结合上述信息，推测野生型酵母菌中X基因的功能是。
③为验证上述推测，科研人员将X基因转入酵母菌中，可观察或检测(至少写出两点)。