山東省2020年普通高中學業(yè)水平等級考試模擬生物試題（解析版）

山東省2020年普通高中學業(yè)水平等級考試模擬試題

一、選擇題：本題共14小題，每小題2分，共28分。每小題給出的四個選項中，只有一個

選項是最符合題目要求的。

1.某山區(qū)的一些退耕地，隨著退耕年限的增長，優(yōu)勢物種由喜陽的一年生或多年生草本逐

漸向耐陰的多年生草本轉變，有的地段可出現灌木林，甚至森林。下列說法錯誤的是

A.退耕地逐漸轉變?yōu)樯值倪^程屬于群落演替

B.喜陽植物形成的遮陰環(huán)境有利于耐陰植物生長

C.該山區(qū)從低到高植被分布不同，體現了群落的垂直結構

D.森林形成后水土流失減少，體現了生物多樣性的價值

工答案XC

［［解析^A、退耕地逐漸轉變?yōu)樯值倪^程屬于群落演替中的次生演替，A正確；

B、較低光照條件有利于耐陰植物的生長，故喜陽植物形成的遮陰環(huán)境有利于耐陰植物生長,

B正確；

C、該山區(qū)從低到高植被分布不同，體現了群落的水平結構，C錯誤；

D、森林形成后水土流失減少，體現了森林在調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)方面的價值，屬于生物多樣性的

間接價值，D正確。故選C。

2.互花米草植株高大、根系發(fā)達，入侵濱海濕地后，低矮的本地草本植物逐漸被替代。同

時，互花米草入侵也可以改變蟹類等底棲動物的物種豐富度。下列說法錯誤的是

A.與低矮的本地植物相比，互花米草在光照、養(yǎng)分等方面占有競爭優(yōu)勢

B.某些底棲動物能夠攝食植物幼根，加速物質循環(huán)，屬于分解者

C.采用樣方法對蟹類進行調查，往往會造成調查結果不準確

D.引進外來物種時應對其進行生態(tài)風險評估

K答案』B

［解析XA、根據題意，互花米草植株高大、根系發(fā)達，故與低矮的本地植物相比，互花

米草在光照、養(yǎng)分等方面占有競爭優(yōu)勢，A正確；

B、某些底棲動物能夠攝食植物幼根，其屬于消費者，B錯誤；

C、對植物種群密度的取樣調查中常常采用樣方法，蟹類等活動能力比較強的動物不適合采

用樣方法調查，利用樣方法對蟹類進行調查往往會造成調查結果不準確，C正確；

D、作為入侵植物，互花米草最終會導致本地生態(tài)系統(tǒng)多樣性的減少，故引進外來物種時應

對其進行生態(tài)風險評估，D正確。故選B。

3.在實驗室中可利用酵母菌發(fā)酵的方式制作葡萄酒，下列說法正確的是

A.葡萄糖在酵母菌細胞的線粒體內被分解

B.制作葡萄酒時酵母菌先在有氧條件下大量增殖

C.制作過程中酵母菌始終處于堿性環(huán)境

D.酵母菌的發(fā)酵產物不會抑制自身的代謝活動

［答案XB

（解析』A、利用酵母菌發(fā)酵的方式制作葡萄酒時，酵母菌進行無氧呼吸，葡萄糖在酵母

菌細胞質基質內被分解，A錯誤；

B、酵母菌繁殖需要空氣，在完全隔絕空氣的情況下，酵母菌繁殖幾代就停止了，要維持酵

母菌長時間發(fā)酵，必須供給一定的氧氣，故制作葡萄酒時酵母菌先在有氧條件下大量增殖,

B正確；

C、酵母菌發(fā)酵的后期，由于產生的C02和其他代謝產物的積累，發(fā)酵液呈酸性，C錯誤；

D、酵母菌發(fā)酵產生的酒精會對酵母菌的生長產生抑制作用，D錯誤。故選B。

4.下列關于單克隆抗體制備的說法，正確的是

A.將特定抗原注射到小鼠體內，可以從小鼠血清中獲得單克隆抗體

B.經特定抗原免疫過的B淋巴細胞在體外培養(yǎng)時可分泌單克隆抗體

C.誘導B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后，發(fā)生融合的細胞均為雜交瘤細胞

D.篩選出雜交瘤細胞后，需利用特定抗原再次篩選分泌單克隆抗體的細胞

K答案XD

［解析1A、向小鼠體內注射特定的抗原，小鼠會產生漿細胞，可以從小鼠血清中獲得抗

體，但此時的抗體不是單克隆抗體，A錯誤；

B、經特定抗原免疫過的B淋巴細胞在體外無增殖能力，無法通過培養(yǎng)獲得單克隆抗體，B

錯誤；

C、誘導B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后，產生的融合細胞可能是：B細胞一B細胞融合、

瘤細胞一瘤細胞融合、B細胞一瘤細胞融合，C錯誤；

D、單克隆抗體制備過程需要2次篩選：第一次篩選出雜交瘤細胞，第二次篩選出能夠產生

特定抗體的雜交瘤細胞，因此經過B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后的雜交瘤細胞還需進行

抗體陽性檢測才能可進行體內或體外培養(yǎng)，D正確。故選D。

5.雙脫氧核甘三磷酸（ddNTP）與脫氧核昔三磷酸（dNTP）的結構如圖所示。已知ddNTP

按堿基互補配對的方式加到正在復制的子鏈中后，子鏈的延伸立即終止。某同學要通過PCR

技術獲得被32P標記且以堿基“C”為末端的、不同長度的子鏈DNA片段。在反應管中已經有

單鏈模板、引物、DNA聚合酶和相應的緩沖液等，還需要加入下列哪些原料

①dGTP,dATP,dTTP,dCTP②dGTP,dATP,dTTP

③a位32p標記的ddCTP④了位32P標記的ddCTP

A.①③B.①④C.②③D.②④

（答案』A

［［解析RPCR擴增DNA時，需要dGTP、dATP、dTTP,dCTP作為原料，而脫氧核昔三

磷酸（dNTP）連接到子鏈上時，會斷掉2個高能磷酸鍵，為了獲得被32P標記且以堿基“C”

為末端的，32P標記應位于ddCTP的a位，加入ddCTP后會終止子鏈的延伸，獲得不同長

度的子鏈DNA片段，故需要①③，A正確。

6.機體的多種生理、生化反應是在內環(huán)境中進行的。下列反應發(fā)生于內環(huán)境的是（）

A.吞噬細胞在組織間隙中吞噬細菌

B.病毒的DNA整合到宿主細胞的染色體上

C.腸道中的蛋白質被胰蛋白酶降解

D.淚液中的溶菌酶分解細菌的細胞壁

k答案』A

［解析XA、組織間隙中的液體為組織液，屬于內環(huán)境，故吞噬細胞在組織間隙中吞噬細

菌過程發(fā)生于內環(huán)境，A符合題意；

B、病毒DNA整合到宿主細胞的染色體上，發(fā)生在細胞內，不屬于內環(huán)境中發(fā)生的過程，B

不符合題意；

C、腸道與外界環(huán)境相通，不屬于內環(huán)境，故腸道中的蛋白質被胰蛋白酶降解不發(fā)生在內環(huán)

境中，C不符合題意；

D、淚液存在于與外界環(huán)境相通的地方，不屬于內環(huán)境，故淚液中的溶菌酶破壞細菌的細胞

壁不發(fā)生在內環(huán)境中，D不符合題意。

故選A?

7.褪黑素是由哺乳動物和人的松果體產生的激素，它能縮短入睡時間、延長睡眠時間，從

而起到調整睡眠的作用。褪黑素的分泌調節(jié)過程如圖所示，下列說法錯誤的是

抑制（-）

A.該過程不能體現激素的分級調節(jié)

B.長時間光照會使褪黑素的分泌減少

C.該過程中褪黑素的分泌存在反饋調節(jié)

D.微量注射褪黑素作用于下丘腦能促進動物睡眠

K答案］］D

［解析XA、分級調節(jié)是一種分層控制的方式，比如下丘腦能夠控制垂體，再由垂體控制

相關腺體，本題中下丘腦直接控制松果體，不能體現激素的分級調節(jié)，A正確；

B、據圖分析可知，暗信號會促進褪黑激素的分泌，而長時間光照會使褪黑素的分泌減少，

B正確；

C、據圖可知，褪黑素由松果體分泌后，經體液運輸到下丘腦，反過來抑制下丘腦的活動，

屬于（負）反饋調節(jié)，C正確；

D、褪黑素能縮短入睡時間、延長睡眠時間，微量注射褪黑素作用于下丘腦會抑制褪黑激素

的分泌，對促進睡眠不利，D錯誤。故選D。

8.草莓果實表面有許多瘦果。將生長一致的草莓植株分為四組，對照組SO不作處理，S1、

S2和S3組植株上的幼果去除瘦果，再在S2組葉片上、S3組幼果上分別噴施一定濃度的生

長素（IAA）溶液，實驗結果如圖所示。下列說法錯誤的是

A.果實開始發(fā)育后，瘦果內能夠合成生長素促進果實長大

B.S1組的果實略有增大可能是由來源于其他組織的IAA引起的

C.S2組的結果表明噴施到葉片上的外源IAA可運輸到果實

D.S3組成熟果實的大小與IAA溶液的濃度總是呈正相關

I答案XD

［［解析uA、據圖可知，未摘除瘦果的幼果正常發(fā)育，去除瘦果的幼果發(fā)育都受到影響，

說明果實開始發(fā)育后，瘦果內能夠合成生長素促進果實長大，A正確；

B、據圖可知，S1組的果實略有增大，很可能是其他組織產生的IAA對幼果的果實生長產

生了影響，B正確；

C、向S2組葉片噴施一定濃度的生長素（IAA）溶液，S2組的果實比S1組發(fā)育要好，表明

噴施到葉片上的外源IAA可運輸到果實，促進果實的生長，C正確；

D、由于題干未給出噴灑一系列濃度IAA的數據，故無法得知S3組成熟果實的大小與IAA

溶液的濃度之間是否成正相關，D錯誤。故選D。

9.植物葉片脫落酸積累會導致氣孔關閉。大豆葉片相對含水量、氣孔開放程度、脫落酸含

量隨時間變化情況如圖所示。第1~4天持續(xù)干旱，第5天測定后澆水。下列說法錯誤的是

A.干旱會加速葉片的脫落

B.隨干旱時間延長，氣孔關閉，葉片光合速率降低

C.澆水后，葉片脫落酸含量隨含水量的升高而降低

D.葉面噴施適宜濃度的脫落酸能增加葉片水分散失

［答案XD

［解析XA、據曲線圖可知，干旱會引起脫落酸含量增加，加速葉片的脫落，A正確；

B、隨干旱時間延長，氣孔關閉，會直接影響CO?的吸收，引起葉片光合速率降低，B正確；

C、據圖可知，葉片脫落酸含量隨含水量的升高而呈下降趨勢，C正確；

D、葉面噴施適宜濃度的脫落酸會導致氣孔關閉，減少葉片水分散失，D錯誤。故選D。

10.草方格沙障是用干的麥草、稻草、蘆葦等扎成方格形狀固定于沙中，并在方格中播撒固

沙植物的種子，用來防風固沙、涵養(yǎng)水分的一種治沙方法。某地用該方法治理正在沙化的土

地并取得良好效果，下列說法錯誤的是

A.草方格能蓄積降水促進固沙植物生長

B.微生物對草方格材料的分解改善了土壤結構

C.該過程改變了演替速度但沒有改變演替方向

D.該方法可增大治理區(qū)域的物種豐富度

工答案XC

[[解析^A、草方格能防風固沙、涵養(yǎng)水分，有利于蓄積降水，促進固沙植物生長，A正

確；

B、大多數微生物屬于分解者，其對草方格材料的分解可增加土壤中有機物的含量，有利于

土壤結構的改善，B正確；

C、該過程是人工干預了當地的群落演替過程，不但改變了演替速度，也改變演替方向，C

錯誤；

D、該方法有利于土壤的形成，促進植物的生長，有利于其他生物的定居和物種豐富度的增

加，D正確。故選C。

11.溶酶體參與了細胞的吞噬作用和自噬作用，作用途徑如下圖所示。下列說法正確的是

A.具有吞噬作用的細胞才有自噬作用

B.清除衰老和損傷的細胞和細胞器是通過自噬作用完成的

C.溶酶體膜破裂釋放出的各種酸性水解酶在細胞質基質中活性不變

D.營養(yǎng)物質缺乏時，細胞可通過加強自噬作用降解非必需物質以維持基本生存

工答案XD

II解析XA、據題圖可知，溶酶體參與了細胞的自噬作用，具有溶酶體的細胞都可進行自

噬作用，因此并不是具有吞噬作用的細胞才有自噬作用，A錯誤；

B、據圖可知，清除衰老損傷的細胞器是通過自噬作用完成的，清除衰老和損傷的細胞是通

過吞噬作用實現的，B錯誤；

C、溶酶體內部水解酶的最適pH呈酸性，而細胞質基質中的pH在7.0左右，故溶酶體膜破

裂釋放出的各種酸性水解酶在細胞質基質中活性會發(fā)生變化，c錯誤；

D、在應對生存壓力，如營養(yǎng)缺乏時，細胞自噬作用會增強，真核細胞通過降解自身非必需

成分，獲得生存所需的物質和能量，D正確。

故選D。

12.線粒體中的KH3與氧氣結合的過程需要細胞色素C的參與。細胞接受凋亡信號后，線

粒體中的細胞色素c可轉移到細胞質基質中，并與Apaf-1蛋白結合引起細胞凋亡。下列說

法錯誤的是

A.有氧呼吸過程產生KHX的場所為細胞質基質和線粒體基質

B.細胞色素c參與有氧呼吸第三階段的反應

C.細胞色素c功能喪失的細胞將無法合成ATP

D.若細胞中Apaf-1蛋白功能喪失，細胞色素c將不會引起該細胞凋亡

K答案Uc

［解析XA、有氧呼吸第一階段和第二階段都產生KH%場所為細胞質基質和線粒體基質，

A正確；

B、1HR與氧氣結合形成水發(fā)生在線粒體內膜，是有氧呼吸第三階段，故細胞色素c參與有

氧呼吸第三階段的反應，B正確；

C、有氧呼吸第一階段和第二階段也能合成ATP,故細胞色素c功能喪失的細胞也能合成ATP,

C錯誤；

D、根據題意，細胞色素c與Apaf-1蛋白結合后才引起細胞凋亡，因此若細胞中Apaf-1蛋

白功能喪失，細胞色素c將不會引起該細胞凋亡，D正確。故選C。

13.癌癥是威脅人類健康的疾病之一，目前某些防癌疫苗已經投入臨床使用。下列相關說法

錯誤的是

A.癌細胞表面出現異常的抗原

B.在某部位發(fā)現的癌細胞可能并不來源于該部位

C.同種癌癥的癌細胞基因組一定產生相同的突變

D.防癌疫苗可預防病毒致癌因子引起的細胞癌變

［［答案］］C

［解析XA、細胞癌變過程中，細胞膜成分會發(fā)生變化，如產生癌胚抗原等，故癌細胞表

面會出現異常的抗原，A正確；

B、由于癌細胞易轉移，因此在某部位發(fā)現的癌細胞可能并不來源于該部位，B正確；

C、癌癥的發(fā)生并不是單個基因突變的結果，通常是多個基因突變的結果，故同種癌癥的癌

細胞基因組不一定產生相同的突變，C錯誤；

D、引起癌癥的致癌因子有物理致癌因子、化學致癌因子、病毒致癌因子，防癌疫苗可預防

病毒致癌因子引起的細胞癌變，D正確。故選C。

14.果蠅的性別決定是XY型，性染色體數目異常會影響果蠅的性別特征甚至使果蠅死亡，

如：性染色體組成XO的個體為雄性，XXX、OY的個體胚胎致死。果蠅紅眼和白眼分別由

基因R和r控制。某同學發(fā)現一只異常果蠅，該果蠅左半側表現為白眼雄性，右半側表現為

紅眼雌性。若產生該果蠅的受精卵染色體組成正常，且第一次分裂形成的兩個細胞核中只有

一個細胞核發(fā)生變異，則該受精卵的基因型及變異細胞核產生的原因可能是

A.XRXr；含基因R的X染色體丟失

B.XK、含基因r的X染色體丟失

c.XRXr；含基因r的X染色體結構變異

D.XRXR；含基因R的X染色體結構變異

（答案IA

K解析XA、若受精卵為XRX「,第一次分裂形成的兩個細胞核中只有一個細胞核發(fā)生變異，

若含基因R的X染色體丟失，則形成的子細胞基因型為XRXr和XrO,表現為紅眼雌性和白

眼雄性，A正確；

B、若受精卵為X「Xr,有一個細胞核發(fā)生變異含基因r的X染色體丟失，則子細胞基因型為

XrXr^DXrO,表現為白眼雌性和白眼雄性，B錯誤；

C、若受精卵為XRXJ含基因r的X染色體結構變異，即缺失、重復、倒位、易位，也不

會產生白眼雄性性狀（X「Y、Xr0）,C錯誤；

D、若受精卵為XRXR,含基因R的X染色體結構變異，不會產生白眼雄性性狀（XrY、X「O）,

D錯誤。故選A。

二、選擇題：本題共6小題，每小題3分，共18分。每小題給出的四個選項中，有的只有

一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得3分，選對但不全的得1分，有選錯的

得0分。

15.龍須菜是生活在近岸海域的大型經濟藻類，既能給海洋生態(tài)系統(tǒng)提供光合產物，又能為

人類提供食品原料。某小組研究C02濃度和光照強度對龍須菜生長的影響，實驗結果如下

圖所示。已知大氣C02濃度約為0.03%,實驗過程中溫度等其他條件適宜，下列相關說法錯

誤的是

(

％，

>>

料

梟605

;^

*^.051

年O

ou

A.實驗中C02濃度為0.1%的組是對照組

B.增加CO2濃度能提高龍須菜的生長速率

C.高光照強度下光反應速率快從而使龍須菜生長較快

D.選擇龍須菜養(yǎng)殖場所時需考慮海水的透光率等因素

II答案XAB

K解析XA、根據題意，大氣CO?濃度約為0.03%,故實驗中CO2濃度為0.03%的組是對

照組，A錯誤；

B、據圖1可知，在相同光照條件下，0.03%C02和0.01%C02濃度下植物相對生長速率幾乎

無差別，故增加CO2濃度不能提高龍須菜的生長速率，B錯誤；

C、據圖可知，高光照強度下光反應速率和生長速率都比低光照條件下高，C正確；

D、結合圖1和圖2分析可知，龍須菜的生長速率和光反應速率主要受光照的影響，故選擇

龍須菜養(yǎng)殖場所時需考慮海水的透光率等因素，D正確。故選AB。

16.研究人員用三種基因探針，通過分子雜交技術分別對某動物三種細胞中的mRNA進行

檢測，結果如下表所示。下列說法錯誤的是

細胞

雜交帶輸卵管細胞未成熟紅細胞胰島B細胞

探針

卵清蛋白基因探針有無無

P—珠蛋白基因探針無有無

胰島素基因探針無無有

A.三種探針的核昔酸序列不同

B.有雜交帶出現表明相應基因發(fā)生了轉錄

C.用上述探針分別檢測三種細胞的DNA,實驗結果不變

D.可用mRNA逆轉錄產生的DNA制作相應基因的探針

K答案』C

［解析XA、由于基因不同，因此制備的三種探針的核昔酸序列也不同，A正確；

B、有雜交帶出現表明探針和mRNA之間發(fā)生了堿基互補配對，即相應基因發(fā)生了轉錄，B

正確；

C、同一生物不同細胞中遺傳物質相同，故用上述探針分別檢測三種細胞的DNA,都會出

現雜交帶，C錯誤；

D、可用mRNA逆轉錄產生的DNA,帶上相應的標記后制作成相應基因的探針，D正確。

故選：Co

17.鮮食玉米顏色多樣、營養(yǎng)豐富、美味可口。用兩種純合鮮食玉米雜交得B,B自交得到

F2,F2籽粒的性狀表現及比例為紫色非甜：紫色甜：白色非甜：白色甜=27：9：21：7。下

列說法正確的是()

A.紫色與白色性狀的遺傳不遵循基因的自由組合定律

B.親本性狀的表現型不可能是紫色甜和白色非甜

C.B的花粉離體培養(yǎng)后經秋水仙素處理，可獲得紫色甜粒純合個體

D.F2中的白色籽粒發(fā)育成植株后隨機受粉，得到的籽粒中紫色籽粒占4/49

［答案XC

［［解析uA、據分析可知，紫色與白色性狀受兩對等位基因控制，且遵循基因的自由組合

定律，A錯誤；

B、根據F2性狀分離比可知，Fi為AaBbCc,則親本基因型可能是AABBcc、aabbCC,故親

本表現型可能是紫色甜和白色非甜，B錯誤；

C、Fi為AaBbCc,可產生ABc的配子，故利用日的花粉離體培養(yǎng)后經秋水仙素處理，可

獲得AABBcc的個體，表現型為紫色甜粒純合個體，C正確；

D、Fi為AaBbCc,F2中的白色籽粒有l(wèi)/7AAbb、2/7Aabb、l/7aaBB、2/7aaBb、l/7aabb,產

生的雌雄配子為：2/7Ab、3/7ab、2/7aB,發(fā)育成植株后隨機受粉，得到的籽粒中紫色籽粒

(A_B_)的比例為2/7x2/7+2/7x2/7=8/49,D錯誤。

故選C。

18.橋本氏甲狀腺炎是一種常見的甲狀腺疾病，患者血液中可檢測出抗甲狀腺細胞的抗體,

隨病情發(fā)展，許多患者會表現為甲狀腺功能減退，稱為橋本氏甲減。下列說法正確的是

A.橋本氏甲狀腺炎是一種自身免疫病

B.橋本氏甲減出現的原因是甲狀腺細胞受損

C.橋本氏甲減患者會表現出體溫偏高的癥狀

D.橋本氏甲減可通過補充甲狀腺激素減輕癥狀

（答案］］ABD

［解析XA、據分析可知，橋本氏甲狀腺炎是一種自身免疫病，A正確；

B、橋本氏甲減出現的原因是甲狀腺細胞的抗體使甲狀腺細胞受損，使甲狀腺激素分泌減少，

表現為甲狀腺功能減退，B正確；

C、橋本氏甲減患者體內甲狀腺激素分泌減少，機體代謝減緩，產熱降低，體溫偏低，C錯

誤；

D、橋本氏甲減患者體內甲狀腺細胞受損，導致甲狀腺激素分泌減少，故可通過補充甲狀腺

激素來緩解，D正確。故選ABD。

19.放牧是草地生態(tài)系統(tǒng)重要的管理方式之一。下列說法正確的是

A.家畜只采食一種牧草會減弱該牧草的競爭力

B.放養(yǎng)的家畜數量可根據牧草的種群密度確定

C.越長的放牧間隔越有利于牧草的可持續(xù)增長

D禁止放牧一定能增加草地物種多樣性

［答案XAB

K解析』A、家畜只采食一種牧草會導致該牧草種群數量減少，減弱該牧草的競爭力，A

正確；

B、根據牧草的種群密度可以合理確定放牧的強度，B正確；

C、自然狀態(tài)下，牧草種群數量增長為“S”型曲線，故長期間隔后牧草種群增長速率會減慢，

C錯誤；

D、禁止放牧會導致群落中某牧草占優(yōu)勢，不利于草地物種多樣性的增加，D錯誤。故選

AB。

20.生長圖形法是一種測定微生物營養(yǎng)需求的簡便方法。為探究某嗜熱菌所需生長因子的種

類，研究小組把該菌的懸浮液與不含任何生長因子但含有其他必需營養(yǎng)物質的培養(yǎng)基混合后

倒成平板，然后在平板上劃分數區(qū)，將甲、乙、丙三種生長因子分別添加到不同區(qū)域，培養(yǎng)

結果如圖所示，下列說法正確的是（）

A.倒成平板后直接培養(yǎng)可判斷有無污染

B.倒成平板后需要進行滅菌處理

C.圖示結果表明該菌需要生長因子乙或丙

D.生長圖形法還可用于某些菌種的篩選

K答案XAD

K解析ZA、平板上不含任何生長因子，若倒成平板后直接培養(yǎng)，出現菌落說明已被雜菌

感染，因為該嗜熱菌不能在缺乏生長因子的培養(yǎng)基中生長，A正確；

B、制備平板時，先滅菌再倒平板，B錯誤；

C、圖中菌落生活在乙丙區(qū)域之間，說明同時需要乙和丙，C錯誤；

D、不同菌種所需生長因子不同，可利用生長圖形法篩選菌種，D正確。

故選AD?

三、非選擇題：本題包括5小題，共54分。

21.2019年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予在低氧感應方面做出貢獻的科學家。研究發(fā)現，合成

促紅細胞生成素(EPO)的細胞持續(xù)表達低氧誘導因子(HIF-la)o在氧氣供應正常時，HIF-la

合成后很快被降解；在氧氣供應不足時，HIF-la不被降解，細胞內積累的HIF-la可促進EPO

的合成，使紅細胞增多以適應低氧環(huán)境，相關機理如下圖所示。此外，該研究可為癌癥等諸

多疾病的治療提供新思路。

EPO基因凋控序列EPO基因

(1)如果氧氣供應不足，HIF-la進入細胞核，與其他因子(ARNT)一起與EPO基因上游

的調控序列結合，增強該基因的,使EPO合成和分泌增加。EPO刺激骨髓造血

干細胞，使其,生成大量紅細胞，從而提高氧氣的運輸能力。

（2）正常條件下，氧氣通過的方式進入細胞，細胞內的HIF-la在脯氨酰羥化酶

的作用下被羥基化，最終被降解。如果將細胞中的脯氨酰羥化酶基因敲除，EPO基因的表

達水平會（填“升高”或“降低”），其原因是o

（3）一些實體腫瘤（如肝癌）中的毛細血管生成滯后，限制了腫瘤的快速發(fā)展。研究發(fā)現，

血管內皮生長因子能促進血管內皮細胞增殖和毛細血管的生成。假設血管內皮生長因子的合

成與EPO合成的調節(jié)途徑類似，且途徑有兩個：途徑①相當于圖中HIF-la的降解過程，途

徑②相當于HIF-la對EPO合成的調控過程。為了限制腫瘤快速生長，可以通過調節(jié)途徑①

和途徑②來實現，進行調節(jié)的思路是。

（答案I①.轉錄②.增殖分化③.自由擴散④.升高⑤.HIF-la無法降

解，在細胞內積累，促進EPO基因的表達⑥.促進途徑①進行，抑制途徑②的進行

K解析U（1）據圖可知，如果氧氣供應不足，HIF-la進入細胞核，與其他因子（ARNT）

一起與EPO基因上游的調控序列結合，增強該基因的轉錄，使EPO合成和分泌增加。EPO

刺激骨髓造血干細胞，促進其增殖和分化，生成大量紅細胞，從而提高氧氣的運輸能力。

（2）正常條件下，氧氣通過自由擴散的方式進入細胞，細胞內的HIF-la在脯氨酰羥化酶的

作用下被羥基化，最終被降解。如果將細胞中的脯氨酰羥化酶基因敲除，則HIF-la降解的

途徑中斷，HIF-la無法降解，在細胞內積累，會進入細胞核后，促進EPO基因的表達，故

EPO基因的表達水平會升高。

（3）血管內皮生長因子的合成與EPO合成的調節(jié)途徑類似，途徑有兩個：途徑①相當于圖

中HIF-la的降解過程，途徑②相當于HIF-la對EPO合成的調控過程。根據題意，實體腫瘤

（如肝癌）中的毛細血管生成滯后，會限制腫瘤的快速發(fā)展，故可通過抑制毛細血管的生成

來限制腫瘤的快速生長，而血管內皮生長因子能促進血管內皮細胞增殖和毛細血管的生成，

故可調控誘導血管內皮生長因子凋亡來實現。因此，進行調節(jié)的思路為：促進途徑①即降解

過程，抑制途徑②的進行。

22.白紋伊蚊分布廣泛，可傳播登革病毒，雌蚊吸血，雄蚊不吸血而吸植物汁液。某科研團

隊培育了攜帶新型共生菌的白紋伊蚊,其中的雄蚊與野生雌蚊交配，產生的受精卵不能發(fā)育。

該團隊在試點小島上大量釋放攜帶新型共生菌的雄蚊，降低了野生白紋伊蚊的種群數量。該

實驗探索出的防治白紋伊蚊的新途徑，有助于控制登革病毒的傳播。

（1）研究人員釋放雄蚊后連續(xù)監(jiān)測白紋伊蚊種群數量的變化，以檢驗實驗效果。該實驗選

擇封閉性較好的小島而不是更開放的環(huán)境作為試點，從影響種群數量變動的直接因素考慮，

其原因是。

（2）有人擔憂降低白紋伊蚊數量后，會對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產生影響。而多年的實驗結果

表明該舉措對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響較小，這主要是因為生態(tài)系統(tǒng)具有一定的能力,

其基礎為調節(jié)。

（3）雄蚊可通過感知雌蚊扇動翅膀發(fā)出的聲波來辨別雌蚊的方位，該過程體現了生態(tài)系統(tǒng)

的功能。請據此原理設計一個降低白紋伊蚊種群數量的方案0

［答案』①.防止外來白紋伊蚊的遷入和遷出對種群數量的影響②.自我調節(jié)③.

負反饋④.信息傳遞⑤.模擬雌蚊扇動翅膀發(fā)出的聲波來吸引雄蚊，殺滅雄蚊，從

而達到降低白紋伊蚊種群數量的目的

［［解析』（1）該實驗選擇封閉性較好的小島而不是更開放的環(huán)境作為試點，從影響種群數

量變動的直接因素考慮，主要是防止外來的白紋伊蚊的遷入或遷出對種群數量的影響。

（2）有人擔憂降低白紋伊蚊數量后，會對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產生影響，而多年的實驗結果

表明該舉措對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響較小，這主要是因為生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調節(jié)能力,

其基礎為負反饋調節(jié)。

（3）根據題意，雄蚊可通過感知雌蚊扇動翅膀發(fā)出的聲波來辨別雌蚊的方位，該過程體現

了生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞功能。據此，可以通過模擬雌蚊扇動翅膀發(fā)出的聲波來吸引雄蚊，殺

滅雄蚊，從而達到降低白紋伊蚊種群數量的目的。

23.水稻的育性由一對等位基因M、m控制，基因型為MM和Mm的個體可產生正常的雌、

雄配子，基因型為mm的個體只能產生正常的雌配子，表現為雄性不育，基因M可使雄性

不育個體恢復育性。通過轉基因技術將基因M與雄配子致死基因A、藍色素生成基因D一

起導入基因型為mm的個體中，并使其插入到一條不含m基因的染色體上，如圖所示?；?/p>

因D的表達可使種子呈現藍色，無基因D的種子呈現白色。該方法可以利用轉基因技術大

量培育不含轉基因成分的雄性不育個體。

雄性不育個體（mm）轉基因個體（ADVmm）

（1）基因型為mm的個體在育種過程中作為（填“父本”或“母本”），該個體與育

性正常的非轉基因個體雜交，子代可能出現的基因型為。

（2）圖示的轉基因個體自交，R的基因型及比例為,其中雄性可育（能產生可

育的雌、雄配子）的種子顏色為oF1個體之間隨機授粉，得到的種子中雄性不育種

子所占比例為，快速辨別雄性不育種子和轉基因雄性可育種子的方法是。

（3）若轉入的基因D由于突變而不能表達，將該種轉基因植株和雄性不育植株間行種植，

使其隨機授粉也能挑選出雄性不育種子，挑選方法是-但該方法只能將部分雄性不

育種子選出，原因是-因此生產中需利用基因D正常的轉基因植株大量獲得雄

性不育種子。

K答案U①.母本②.Mm、mm③.ADMmm：mm=l：1④.藍色⑤.3/4

⑥.若所結種子為藍色則為轉基因雄性可育，白色為雄性不育⑦.選擇雄性不育植株上

所結的種子⑧.轉基因植株也能結出雄性不育的種子

K解析》（1）根據題意，基因型為mm的個體只能產生正常的雌配子，表現為雄性不育，

故mm的個體在育種過程中作為母本，該個體與育性正常的非轉基因個體即MM和Mm雜

交，子代可能出現的基因型為Mm、mm?

（2）據分析可知，若轉基因個體為ADMmm作為父本，產生的可育配子為m,作為母本，

產生的可育配子為m、ADMm,故該轉基因個體自交，Fi的基因型為mm、ADMmm,比例

為1：1,其中mm為雄性不育，ADMmm為雄性可育，由于基因D的表達可使種子呈現藍

色，故雄性可育種子顏色為藍色。Fi的基因型為mm、ADMmm,mm為雄性不育，ADMmm

為雄性可育，Fi個體之間隨機授粉，則雜交組合有mm（?）xADMmm（d）、ADMmm（5）

xADMmm（d'）,前者產生的子代都是mm（雄性不育），后者產生的子代有mm（雄性不育）：

ADMmm（雄性可育）=1:1,故得到的種子中雄性不育種子所占比例為l/2+l/2xl/2=3/4,且

雄性可育個體都含D,表現為藍色，故若所結種子為藍色則為轉基因雄性可育，若為白色則

為雄性不育，該方法可用于快速辨別雄性不育種子和轉基因雄性可育種子。

（3）若轉入的基因D由于突變而不能表達，將該種轉基因植株ADMmm和雄性不育植株

mm間行種植，隨機授粉，則根據（2）題分析可知，mm上產生的種子都是mm（雄性不育），

ADMmm上產生的種子有mm（雄性不育）：ADMmm（雄性可育）=1:1,故在雄性不育植

株上結的都是雄性不育種子，但該方法只能將部分雄性不育種子選出，因為轉基因植株上也

能結出雄性不育的種子，因此生產中需利用基因D正常的轉基因植株大量獲得雄性不育種

子。

24.用微電極記錄細胞膜上的電位變化是研究神經沖動產生、傳導和突觸傳遞原理的常用方

法。根據以下實驗方法和結果，分析和解決相關問題。

時間/ms

50,100,150

靜息

圖2電位

時間/ms

(1)當圖1中的微電極M記錄到動作電位時，突觸小泡將依次產生的反應是o突觸

后膜上將依次產生的反應是O

(2)研究表明，在突觸小體未產生動作電位的情況下，微電極N上也會記錄到隨機產生的、

幅度幾乎相等的微小電位變化，如圖2所示。結合突觸的結構和突觸傳遞的過程，分析導致

該電位變化產生的原因:o

(3)在某些突觸中，突觸小體產生動作電位后，微電極N上記錄到電位負值增大的抑制性

突觸后電位(IPSP),如圖3所示。已知K+和cr通道都參與了IPSP的形成，IPSP產生的原

理是o

(4)已知從刺激開始到動作電位產生有一短暫的延遲，且與刺激強度有關。為了規(guī)避該延

遲對測量精度的影響，請利用微電極記錄技術設計實驗，精確測量動作電位在神經軸突上的

傳導速度。(實驗儀器：微電極記錄設備、刺激器、計時器、刻度尺等。)=

K答案』(1)①.向突觸前膜移動，與突觸前膜融合釋放神經遞質②.突觸后膜上的受

體與神經遞質結合，產生動作電位

(2)突觸小泡破裂釋放少量神經遞質進入突觸間隙，引起突觸后膜產生微小的電位變化

(3)K+通道開放導致K+外流，cr通道開放導致C1內流

(4)在神經軸突上選取兩點，插入微電極記錄設備，用刻度尺測量兩微電極之間的距離，

用刺激器刺激兩微電極同一側的軸突某點，分別計時微電極測得動作電位的時間，用微電極

間的距離除以二者產生動作電位的時間差即為動作電位在神經軸突上的傳導速率。

[[解析F(1)微電極M記錄到動作電位時，即興奮傳至軸突末梢，此時突觸小泡會向突觸

前膜移動，并與突觸前膜融合釋放神經遞質導突觸間隙，神經遞質與突觸后膜上相應受體結

合，導致突觸后膜形成動作電位。

(2)突觸小體為產生動作電位時，其所含的突觸小泡可能會破裂，可釋放少量神經遞質，

引起突觸后膜產生微小的電位變化。

（3）由圖3可知，抑制性突觸后電位的負值增加，其可能是K+外流或CL內流引起。

（4）為規(guī)避動作電位的延遲，可測量動作電位通過神經軸突上兩點間的距離和時間，由此

計算動作電位在神經軸突上的傳導速率。具體的操作為：在神經軸突上選取兩點，插入微電

極記錄設備,用刻度尺測量兩微電極之間的距離，用刺激器刺激兩微電極同一側的軸突某點,

分別計時微電極測得動作電位的時間，用微電極間的距離除以二者產生動作電位的時間差即

為動作電位在神經軸突上的傳導速率。

25.基因定點整合可替換特定基因，該技術可用于單基因遺傳病的治療。苯丙酮尿癥是由

PKU基因突變引起的，將正常PKU基因定點整合到PKU基因突變的小鼠胚胎干細胞的染

色體DNA上，替換突變基因，可用來研究該病的基因治療過程。定點整合的過程是：從染

色體DNA上突變PKU基因兩側各選擇一段DNA序列HB1和HB2,根據其堿基序列分別

合成HB1和HB2,再將兩者分別與基因"SV—左1、HSV—tk2連接,中間插入正常PKU

基因和標記基因neo構建出如圖所示的重組載體。重組載體和染色體DNA中的HB1

和HB2序列發(fā)生交換，導致兩者之間區(qū)域發(fā)生互換，如圖所示。

netfPKU基因HB2HSY-tk2

強組載體

可互換區(qū)域

HB1突變的PKU基因HB2

|HB1,HB2及中間區(qū)域互換

■用產?突器曾因|華建件:一被降解

互換后的

載體

HB1PKI；基因HB2________

互換后的I~~^1T~I.-..

染色體DNA

（1）構