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上海市黄浦区2024届高三下学期4月二模试题 生物 Word版含解析
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这是一份上海市黄浦区2024届高三下学期4月二模试题 生物 Word版含解析，共23页。试卷主要包含了考试分设试卷和答题纸等内容，欢迎下载使用。
2024年4月
（完成试卷时间：60分钟总分：100分）
考生注意：
1．考试分设试卷和答题纸。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
2．“单选”指每题只有一个选项为正确答案；“多选”指每题有两个或两个以上选项为正确答案；“编号选填”指每空有一个或多个选项为正确答案。
1. 森林修复
川西亚高山森林是长江上游的生态屏障，曾因遭到大量砍伐而造成退化。1998年，我国启动森林资源保护工程，全面禁伐封育，并对砍伐区域采取了人工造林（人工林）或天然更新（天然林）的恢复措施。表为不同恢复模式下的森林植物物种数量变化，图表示2020年人工林和天然林的乔木径级结构，径级指乔木树种的胸径大小等级。
（1）要获得表数据，且使数据准确可靠，应采用的研究方法是____。（多选）
A. 对林地中的植物逐个进行调查B. 选择特定季节开展调查
C. 在高密度区域选取多个样方进行调查D. 随机选取多个样方进行调查
（2）两类林地中，乔木层、灌木层和草本层的物种数量存在显著差异，且林地内的不同区域植被分布也存在差异，这体现了群落的____。（编号选填）
①水平结构②垂直结构③营养结构④环境结构
（3）调查显示，天然林恢复过程中，原本处于灌木层的乡土植物锐齿槲栎和四川蜡瓣花等逐渐进入乔木层中，取代青榨槭成为优势树种，同时灌木层的优势物种也发生了较大的变化，这一过程称为____；锐齿槲栎和青榨槭的种间关系是____。
（4）人工林的乔木层优势树种始终是人工种植的油松，其灌木层多为喜湿润的耐寒植物；而天然林的灌木层优势种多为喜光物种。造成这种现象的环境因素包括____。（编号选填）
①光照②温度③水分④土壤
（5）乔木的胸径大小与树龄呈正相关。据图推测，2020年人工林和天然林的乔木中，多数种群的年龄结构分别为____。（单选）
A. 增长型、衰退型B. 稳定型、衰退型
C. 衰退型、增长型D. 稳定型、增长型
（6）从森林生态系统的组成看，锐齿槲栎和青榨槭属于____；除表1所示组分外，生态系统至少还应有____。
（7）天然更新和人工造林两种方式中，哪种方式更有利于亚高山森林生态系统的恢复？请比较图表数据，并写出分析过程____。
2. 豌豆生长的调节
I.豌豆植株芽对不同浓度生长素的响应不同（见表）。图为具有顶端优势现象的豌豆植株培养于适宜条件下，其中①~④代表不同器官。
（1）对图中植株①处生长素浓度推测正确的是____。（单选）
A.可能小于10-5ml/L B.可能大于10-5ml/L
C.可能小于10-10ml/L D.可能大于10-3ml/L
（2）对图中植株生长素合成与运输的叙述正确的是____。（单选）
A. 只能由①处合成 B.只能由②处合成
C. 可以从①向②处运输 D.可以从④向①处运输
（3）关于①处发育时利用的物质和能量，下列说法正确的是____。（多选）
A .物质碳原子可能来自于③处细胞吸收的二氧化碳
B.物质氮原子主要来自于④处细胞从土壤中吸收
C.大部分直接能源物质来自于③处细胞的光反应
D.少部分直接能源物质来自于①处细胞的三羧酸循环
II.研究发现一种由根细胞合成的新型植物激素SLs，可通过抑制侧芽处生长素向侧芽外运输来调控侧芽发育，而生长素可以促进SLs合成。
（4）若去除图中植株的①处，则②处生长素浓度和生长状态的变化是____。（单选）
（5）据题意推测，SLs对侧芽发育的影响是____（促进/抑制）。
（6）据题意，下列外界环境因素中，可能会影响豌豆SLs合成的是____。（多选）
A.温度 B.光照强度 C.土壤pH D.土壤O2浓度
3. 大肠杆菌改造
I.甲醇（分子式CH3OH）是一种重要的有机化工原料，价格低廉，来源广泛，但不能被大肠杆菌利用。为获得能够高效利用甲醇的大肠杆菌，研究人员根据图1所示甲基芽孢杆菌中的甲醇代谢途径，对大肠杆菌进行改造。其中，F6P、FBP是各种细胞进行糖酵解过程的重要中间产物，而甲醛和H6P是甲醇代谢途径中特有的。
图1
（1）甲基芽孢杆菌甲醇代谢途径中的各种酶都具有相同的____。（多选）
A化学本质 B 活性中心 C合成场所 D 空间结构
（2）酶4发挥作用的场所是____。（单选）
A质膜 B细胞质基质 C 线粒体 D核糖体
II.对大肠杆菌的改造过程如图2，其中I~IV代表操作步骤，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因。在步骤IV，研究人员向大肠杆菌中引入突变的dnaQ基因（正常dnaQ基因是DNA聚合酶保真性的关键），并利用以甲醇为唯一碳源的液体培养基进行连续培养，即可实现菌株的定向进化，从而获得高效利用甲醇的大肠杆菌。
图2
（3）图2获取的目的基因应包括甲基芽孢杆菌中的____。（编号选填）
①酶1基因②酶2基因③酶3基因④酶4基因
（4）图2步骤II为____。
（5）在图2步骤I和步骤II中，应选用工具酶分别是____。（单选）
（6）引入突变的dnaQ基因影响的是下图所示的过程____。（编号选填）
（7）以下对步骤IV中大肠杆菌定向进化过程分析，正确的是____。（多选）
A甲醇代谢相关基因发生定向突变
B 甲醇代谢相关基因发生随机突变
C使大肠杆菌更容易在通用培养基中生长
D使大肠杆菌更容易在以甲醇为唯一碳源的培养基中生长
（8）为尽快获得甲醇利用效率更高的菌株，在配制步骤IV所需培养基时，配方中除甲醇外至少还应该有____。（编号选填）
①葡萄糖②NH4Cl③Amp④琼脂⑤水
（9）下列实验方法①~⑧中，可用于分离纯化能高效利用甲醇菌株的是____，可用于测定甲醇代谢有关酶活性的是____，可用于追踪大肠杆菌细胞中甲醇代谢情况的是____。（编号选填）
①分光光度法②差速离心法③显微注射法④显微镜计数法
⑤平板划线法⑥凝胶电泳法⑦稀释涂布法⑧同位素标记法
（10）图2改造大肠杆菌时涉及的生物工程有____。（多选）
A发酵工程 B 细胞工程 C基因工程 D 蛋白质工程
4. 人类遗传病
Ⅰ.F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病，由于异常代谢物积累部位不同而表现出不同的临床症状，且患者症状随年龄逐渐加重。目前已发现GLA基因的1000多个突变位点。图1为甲家庭部分成员F病的系谱图，该家庭患病个体携带的致病基因突变类型相同。
图1
（1）图1中的致病GLA基因是____（显性/隐性）基因，II-3是GLA基因型的____（纯合体/杂合体）。
（2）III-2的致病基因来自于____。（多选）
A I-1 B I-2 C II-3 D II-4
（3）不考虑分裂异常，在III-2产生的下列细胞中，一定含有致病基因的是____。（编号选填）
①精原细胞②初级精母细胞③次级精母细胞④精细胞
II.由GLA基因另一位点突变引起F病的乙家庭中，女孩小萌也患F病，其父亲和妹妹也是携带相同突变基因的F病患者，而母亲不携带致病基因。目前，小萌的母亲已再次怀孕。图2为小萌GLA突变基因及其等位基因编码链部分片段的测序结果，其中每种线形表示一种特定碱基，每个波峰对应序列中的一个碱基位点。
图2
（4）小萌与母亲的GLA蛋白仅第94位氨基酸不同，据图2推测，该突变使正常蛋白质中的半胱氨酸（密码子：5′-UGU-3′、5′-UGC-3′）变为____。（单选）
A 苏氨酸（密码子：5′-ACC-3′） B 丙氨酸（密码子：5′-GCA-3′）
C 脯氨酸（密码子：5′-CCG-3′） D 精氨酸（密码子：5′-CGU-3′）
（5）小萌的母亲第三胎生出患F病孩子的概率为____。
（6）为预防F病患儿出生，同时减少对健康胎儿和母亲的伤害，小萌父母可采取的最有效措施是____。（编号选填）
①不采取任何措施②对胎儿进行性别检测
③对胎儿进行染色体组成分析④对胎儿进行GLA基因检测
⑤采用试管婴儿技术辅助生育
（7）若未来小萌与甲家庭中的III-2结婚，则控制F病的相关基因在遗传时____。（多选）
A 遵循分离定律 B 遵循自由组合定律
C 通过配子传递给后代 D 具有伴性遗传特点
5. 睡眠与免疫
I.人的一生约有1/3时间在睡眠中度过。研究发现PGD2是一种睡眠调节物质，可由脑中的结缔组织细胞或上皮细胞合成，经脑脊液运送，并发挥睡眠调节作用，具体作用机制如图，其中字母表示物质，→表示促进，表示抑制，表示物质分泌。
（1）PGD2和Ad由细胞I和细胞II分泌后会直接进入脑脊液。脑脊液属于一种____。
（单选）
A、组织液 B、淋巴液 C、血浆 D、外环境
（2）从作用方式和功能来看，PGD2最可能是一种____。（单选）
A、神经递质 B、激素 C、细胞因子 D、抗体
（3）VLPO神经元可通过分泌GABA抑制下一个神经元的兴奋产生。则此时后者的质膜两侧电荷分布为____。（单选）
A、 B、 C、 D、
（4）除作用于中枢神经系统外，Ad还能广泛作用于外周，引起心率减慢、主动脉和冠状动脉舒张、血压下降。下列选项中，作用效果与其类似的是____。（单选）
A、 肾上腺素分泌B、胰岛素分泌C、交感神经兴奋D、 副交感神经兴奋
（5）脑脊液中的PGD2水平呈昼夜节律性波动，睡眠时浓度逐渐降低，觉醒时浓度逐渐升高。请结合图分析机体睡眠-觉醒节律形成的机制____。
II.睡眠不足不仅影响学习与记忆，还对机体健康带来严重不良影响。研究发现，睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），导致小鼠短时间内死亡。
（6）选择正确的编号填入下表，形成实验方案并预期实验结果，用来证实：睡眠剥夺造成的小鼠死亡是由于免疫系统过度激活引起的。（编号选填）
①正常小鼠②正常睡眠③存活时间长
④免疫缺陷小鼠⑤睡眠剥夺⑥存活时间短
（7）巨噬细胞可以释放IL-6。机体正常免疫过程中，巨噬细胞主要参与____。（单选）
A、非特异性免疫 B、特异性免疫 C、细胞免疫 D、体液免疫
（8）睡眠剥夺造成MODS属于一种____。（单选）
A、过敏反应 B、获得性免疫缺陷病C、自身免疫病 D、先天性免疫缺陷病
（9）下列措施中，对睡眠剥夺引起的MODS有缓解作用的是____。（多选）
A、抑制PGD2合成酶活性 B、注射PGD2受体激动剂 C、促进PGD2从脑脊液进入血液 D、注射IL-6抗体 年份
人工林（种）
天然林（种）
乔木层
灌木层
草本层
乔木层
灌木层
草本层
2005
3
28
34
11
28
23
2010
3
25
70
7
29
31
2015
7
43
61
15
33
24
2020
10
28
56
19
27
25
生长素浓度（ml/L）
芽的生长
10-10~10-5
促进
10-5~10-3
抑制
生长素浓度
生长状态
A
升高
加快
B
降低
减慢
C
升高
减慢
D
降低
加快
步骤I
步骤II
A
DNA解旋酶、限制酶
DNA连接酶
B
DNA连接酶、限制酶
耐热DNA聚合酶
C
耐热DNA聚合酶、限制酶
DNA连接酶
D
耐热DNA聚合酶、DNA连接酶
限制酶
实验材料
实验处理
预期实验结果
实验组
（1）____
（2）____
（3）____
对照组
（4）____
（5）____
（6）____
黄浦区2024年高中学业等级考模拟测试
生物学试卷
2024年4月
（完成试卷时间：60分钟总分：100分）
考生注意：
1．考试分设试卷和答题纸。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
2．“单选”指每题只有一个选项为正确答案；“多选”指每题有两个或两个以上选项为正确答案；“编号选填”指每空有一个或多个选项为正确答案。
1. 森林修复
川西亚高山森林是长江上游的生态屏障，曾因遭到大量砍伐而造成退化。1998年，我国启动森林资源保护工程，全面禁伐封育，并对砍伐区域采取了人工造林（人工林）或天然更新（天然林）的恢复措施。表为不同恢复模式下的森林植物物种数量变化，图表示2020年人工林和天然林的乔木径级结构，径级指乔木树种的胸径大小等级。
（1）要获得表数据，且使数据准确可靠，应采用的研究方法是____。（多选）
A. 对林地中的植物逐个进行调查B. 选择特定季节开展调查
C. 在高密度区域选取多个样方进行调查D. 随机选取多个样方进行调查
（2）两类林地中，乔木层、灌木层和草本层的物种数量存在显著差异，且林地内的不同区域植被分布也存在差异，这体现了群落的____。（编号选填）
①水平结构②垂直结构③营养结构④环境结构
（3）调查显示，天然林恢复过程中，原本处于灌木层的乡土植物锐齿槲栎和四川蜡瓣花等逐渐进入乔木层中，取代青榨槭成为优势树种，同时灌木层的优势物种也发生了较大的变化，这一过程称为____；锐齿槲栎和青榨槭的种间关系是____。
（4）人工林的乔木层优势树种始终是人工种植的油松，其灌木层多为喜湿润的耐寒植物；而天然林的灌木层优势种多为喜光物种。造成这种现象的环境因素包括____。（编号选填）
①光照②温度③水分④土壤
（5）乔木的胸径大小与树龄呈正相关。据图推测，2020年人工林和天然林的乔木中，多数种群的年龄结构分别为____。（单选）
A. 增长型、衰退型B. 稳定型、衰退型
C. 衰退型、增长型D. 稳定型、增长型
（6）从森林生态系统的组成看，锐齿槲栎和青榨槭属于____；除表1所示组分外，生态系统至少还应有____。
（7）天然更新和人工造林两种方式中，哪种方式更有利于亚高山森林生态系统的恢复？请比较图表数据，并写出分析过程____。
【答案】（1）BD （2）①②
（3） ①. 次生演替 ②. 种间竞争 （4）①②③④ （5）D
（6） ①. 生产者 ②. 消费者、分解者、无机环境
（7）表1显示2005年至2020年间，两种恢复方式均有利于植物物种数量上升，其中人工林草本植物种类增长更多，而天然林乔木物种种类增长更快。图1显示，天然林的乔木总量远多于人工林，而且根据径级结构推测未来乔木总量还将继续增多。由于乔木作为森林生态系统中的大型生产者，可以起到固定太阳能、为动物提供栖息场所等重要功能，天然林中大量的乔木有利于整体的物质循环、能量流动，天然林中的生物量可能比人工林更大，长势更好。因此天然更新更有利于森林生态系统恢复。
【解析】
【分析】群落演替是随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。（1）初生演替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替。（2）次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【小问1详解】
由于要调查该区域不同恢复模式下的森林植物物种数量变化，要获得表数据，且使数据准确可靠，应选择特定季节开展调查，且对于植物种类的调查应用样方法，该方法取样的关键是随机取样。
故选BD。
【小问2详解】
两类林地中，乔木层、灌木层和草本层的物种数量存在显著差异，体现的是垂直结构，而林地内的不同区域植被分布也存在差异，体现的是群落的水平结构。
故选①②。
【小问3详解】
群落演替是随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，原本处于灌木层的乡土植物锐齿槲栎和四川蜡瓣花等逐渐进入乔木层中，取代青榨槭成为优势树种，同时灌木层的优势物种也发生了较大的变化，这一过程称为次生演替；锐齿槲栎和青榨槭会竞争阳光和空间等资源，故种间关系是种间竞争。
【小问4详解】
环境因素影响植物的生长，人工林的乔木层优势树种始终是人工种植的油松，其灌木层多为喜湿润的耐寒植物；而天然林的灌木层优势种多为喜光物种，造成这种现象的环境因素包括光照（光合作用）、温度（影响酶的活性）、水分和土壤（含有无机盐等）。
【小问5详解】
乔木的胸径大小与树龄呈正相关。据图推测，2020年人工林和天然林的乔木中，人工林大的幼年、成年和老年个体比例适当，是稳定型，而天然林的幼年个体多，属于增长型。
故选D。
【小问6详解】
从森林生态系统的组成看，锐齿槲栎和青榨槭能够进行光合作用，属于生产者；表1所示组分是生产者，此外生态系统至少还应有消费者、分解者、无机环境。
【小问7详解】
表1显示2005年至2020年间，两种恢复方式均有利于植物物种数量上升，其中人工林草本植物种类增长更多，而天然林乔木物种种类增长更快。图1显示，天然林的乔木总量远多于人工林，而且根据径级结构推测未来乔木总量还将继续增多。由于乔木作为森林生态系统中的大型生产者，可以起到固定太阳能、为动物提供栖息场所等重要功能，天然林中大量的乔木有利于整体的物质循环、能量流动，天然林中的生物量可能比人工林更大，长势更好。因此天然更新更有利于森林生态系统恢复。
2. 豌豆生长的调节
I.豌豆植株的芽对不同浓度生长素的响应不同（见表）。图为具有顶端优势现象的豌豆植株培养于适宜条件下，其中①~④代表不同器官。
（1）对图中植株①处生长素浓度推测正确的是____。（单选）
A.可能小于10-5ml/L B.可能大于10-5ml/L
C.可能小于10-10ml/L D.可能大于10-3ml/L
（2）对图中植株生长素合成与运输的叙述正确的是____。（单选）
A. 只能由①处合成 B.只能由②处合成
C. 可以从①向②处运输 D.可以从④向①处运输
（3）关于①处发育时利用的物质和能量，下列说法正确的是____。（多选）
A .物质碳原子可能来自于③处细胞吸收的二氧化碳
B.物质氮原子主要来自于④处细胞从土壤中吸收
C.大部分直接能源物质来自于③处细胞的光反应
D.少部分直接能源物质来自于①处细胞的三羧酸循环
II.研究发现一种由根细胞合成的新型植物激素SLs，可通过抑制侧芽处生长素向侧芽外运输来调控侧芽发育，而生长素可以促进SLs合成。
（4）若去除图中植株的①处，则②处生长素浓度和生长状态的变化是____。（单选）
（5）据题意推测，SLs对侧芽发育的影响是____（促进/抑制）。
（6）据题意，下列外界环境因素中，可能会影响豌豆SLs合成的是____。（多选）
A.温度 B.光照强度 C.土壤pH D.土壤O2浓度
【答案】（1）A （2）C （3）ABD （4）D
（5）抑制 （6）ABCD
【解析】
【分析】生长素的产生部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要集中分布于生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽、和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子等处。其运输方向有：极性运输：生长素只能由形态学上端运向形态学下端；在成熟组织中可以通过韧皮部进行非极性运输。生长素还会由于单一方向刺激发生横向运输。
【小问1详解】
据图可知，图中的①是尖端，植物尖端生长旺盛，由于10-10~10-5范围内表现为促进，而0-5~10-3范围内表现为抑制，故图中植株①处生长素浓度可能小于10-5ml/L 。
故选A。
【小问2详解】
AB、生长素的产生部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，①②均可合成，AB错误；
CD、幼嫩部位生长素进行极性运输，只能从形态学上端向形态学下端运输，故可以从①向②处运输 ，但不能从④向①处运输，C正确，D错误。
故选C。
【小问3详解】
A、物质碳原子可能来自于③处细胞吸收的二氧化碳，二氧化碳通过光合作用转移到有机物中，A正确；
B、 物质氮原子主要来自于④处细胞从土壤中吸收，存在于土壤中的无机盐中，B正确；
C、直接能源物质是ATP，光反应产生的能量通常只用于暗反应，C错误；
D、三羧酸循环可产生少量ATP， 少部分直接能源物质来自于①处细胞的三羧酸循环，D正确。
故选ABD。
【小问4详解】
生长素的产生部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，若去除图中植株的①处，通过极性运输运至②的生长素减少，抑制作用消除，生长加快。
故选D。
【小问5详解】
分析题意，由根细胞合成的新型植物激素SLs，可通过抑制侧芽处生长素向侧芽外运输来调控侧芽发育，高浓度生长素抑制生长，故SLs对侧芽发育的影响是抑制。
【小问6详解】
可能会影响豌豆SLs合成的是温度（影响酶的活性）、光照强度（影响光合作用）、土壤pH（影响酶的活性）、土壤O2浓度（影响细胞呼吸影响能量供应）。
故选ABCD。
3. 大肠杆菌改造
I.甲醇（分子式CH3OH）是一种重要的有机化工原料，价格低廉，来源广泛，但不能被大肠杆菌利用。为获得能够高效利用甲醇的大肠杆菌，研究人员根据图1所示甲基芽孢杆菌中的甲醇代谢途径，对大肠杆菌进行改造。其中，F6P、FBP是各种细胞进行糖酵解过程的重要中间产物，而甲醛和H6P是甲醇代谢途径中特有的。
图1
（1）甲基芽孢杆菌甲醇代谢途径中的各种酶都具有相同的____。（多选）
A化学本质 B 活性中心 C合成场所 D 空间结构
（2）酶4发挥作用的场所是____。（单选）
A质膜 B细胞质基质 C 线粒体 D核糖体
II.对大肠杆菌的改造过程如图2，其中I~IV代表操作步骤，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因。在步骤IV，研究人员向大肠杆菌中引入突变的dnaQ基因（正常dnaQ基因是DNA聚合酶保真性的关键），并利用以甲醇为唯一碳源的液体培养基进行连续培养，即可实现菌株的定向进化，从而获得高效利用甲醇的大肠杆菌。
图2
（3）图2获取的目的基因应包括甲基芽孢杆菌中的____。（编号选填）
①酶1基因②酶2基因③酶3基因④酶4基因
（4）图2步骤II为____。
（5）在图2步骤I和步骤II中，应选用的工具酶分别是____。（单选）
（6）引入突变的dnaQ基因影响的是下图所示的过程____。（编号选填）
（7）以下对步骤IV中大肠杆菌定向进化过程的分析，正确的是____。（多选）
A甲醇代谢相关基因发生定向突变
B 甲醇代谢相关基因发生随机突变
C使大肠杆菌更容易在通用培养基中生长
D使大肠杆菌更容易在以甲醇为唯一碳源的培养基中生长
（8）为尽快获得甲醇利用效率更高的菌株，在配制步骤IV所需培养基时，配方中除甲醇外至少还应该有____。（编号选填）
①葡萄糖②NH4Cl③Amp④琼脂⑤水
（9）下列实验方法①~⑧中，可用于分离纯化能高效利用甲醇菌株的是____，可用于测定甲醇代谢有关酶活性的是____，可用于追踪大肠杆菌细胞中甲醇代谢情况的是____。（编号选填）
①分光光度法②差速离心法③显微注射法④显微镜计数法
⑤平板划线法⑥凝胶电泳法⑦稀释涂布法⑧同位素标记法
（10）图2改造大肠杆菌时涉及的生物工程有____。（多选）
A发酵工程 B 细胞工程 C基因工程 D 蛋白质工程
【答案】（1）AC （2）B （3）①②③ （4）表达载体的构建 （5）C （6）① （7）BD （8）②③⑤
（9） ①. ⑤⑦ ②. ① ③. ⑧ （10）ACD
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
AC、甲基芽孢杆菌甲醇代谢途径中的各种酶的本质是蛋白质，合成场所都是核糖体，AC正确；
B、酶具有专一性，不同酶活性中心不同，B错误；
D、蛋白质的结构决定功能，酶的功能不同，空间结构也不同，D错误。
故选AC。
小问2详解】
酶4能够催化F6P到FBP的过程，而F6P、FBP是各种细胞进行糖酵解过程的重要中间产物，故酶4发挥作用的场所是细胞质基质。
故选B。
【小问3详解】
甲醛和H6P是甲醇代谢途径中特有的，而F6P、FBP是各种细胞进行糖酵解过程的重要中间产物，图2获取的目的基因应包括甲基芽孢杆菌中特有的甲醇代谢途径，即应包括甲基芽孢杆菌中的酶1基因、酶2基因、酶3基因。
故选①②③。
【小问4详解】
图2步骤II是将目的基因和运载体整合为重组DNA分子的过程，是表达载体的构建。
【小问5详解】
在图2步骤I包括获取目的基因并进行扩增，故应使用限制酶进行切割，PCR扩增目的基因需要耐热DNA聚合酶，步骤II中是形成重组DNA分子，需要的酶是DNA连接酶。
故选C。
【小问6详解】
引入突变的dnaQ基因会插入到受体细胞的染色体DNA上，伴随其复制，故影响的是①过程。
【小问7详解】
AB、变异是不定向的，甲醇代谢相关基因发生随机突变，A错误，B正确；
CD、由于研究人员向大肠杆菌中引入突变的dnaQ基因（正常dnaQ基因是DNA聚合酶保真性的关键），并利用以甲醇为唯一碳源的液体培养基进行连续培养，故步骤IV使大肠杆菌更容易在以甲醇为唯一碳源的培养基中生长，C错误，D正确。
故选BD。
【小问8详解】
为尽快获得甲醇利用效率更高的菌株，在配制步骤IV所需培养基时，配方中除甲醇外至少还应该有②NH4Cl（无机盐）和⑤水（培养基成分之一），此外还可添加③Amp。
【小问9详解】
可用于分离纯化能高效利用甲醇菌株是平板划线法和稀释涂布平板法，即⑤⑦；可用于测定甲醇代谢有关酶活性的是①分光光度法；用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法，同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律，通过追踪同位素标记的化合物，可用于追踪大肠杆菌细胞中甲醇代谢情况的是⑧同位素标记法。
【小问10详解】
图2改造大肠杆菌时涉及的生物工程有发酵工程、基因工程和蛋白质工程，不涉及细胞工程。
故选ACD。
4. 人类遗传病
Ⅰ.F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病，由于异常代谢物积累部位不同而表现出不同的临床症状，且患者症状随年龄逐渐加重。目前已发现GLA基因的1000多个突变位点。图1为甲家庭部分成员F病的系谱图，该家庭患病个体携带的致病基因突变类型相同。
图1
（1）图1中的致病GLA基因是____（显性/隐性）基因，II-3是GLA基因型的____（纯合体/杂合体）。
（2）III-2的致病基因来自于____。（多选）
A I-1 B I-2 C II-3 D II-4
（3）不考虑分裂异常，在III-2产生的下列细胞中，一定含有致病基因的是____。（编号选填）
①精原细胞②初级精母细胞③次级精母细胞④精细胞
II.由GLA基因另一位点突变引起F病乙家庭中，女孩小萌也患F病，其父亲和妹妹也是携带相同突变基因的F病患者，而母亲不携带致病基因。目前，小萌的母亲已再次怀孕。图2为小萌GLA突变基因及其等位基因编码链部分片段的测序结果，其中每种线形表示一种特定碱基，每个波峰对应序列中的一个碱基位点。
图2
（4）小萌与母亲的GLA蛋白仅第94位氨基酸不同，据图2推测，该突变使正常蛋白质中的半胱氨酸（密码子：5′-UGU-3′、5′-UGC-3′）变为____。（单选）
A 苏氨酸（密码子：5′-ACC-3′） B 丙氨酸（密码子：5′-GCA-3′）
C 脯氨酸（密码子：5′-CCG-3′） D 精氨酸（密码子：5′-CGU-3′）
（5）小萌的母亲第三胎生出患F病孩子的概率为____。
（6）为预防F病患儿出生，同时减少对健康胎儿和母亲的伤害，小萌父母可采取的最有效措施是____。（编号选填）
①不采取任何措施②对胎儿进行性别检测
③对胎儿进行染色体组成分析④对胎儿进行GLA基因检测
⑤采用试管婴儿技术辅助生育
（7）若未来小萌与甲家庭中的III-2结婚，则控制F病的相关基因在遗传时____。（多选）
A 遵循分离定律 B 遵循自由组合定律
C 通过配子传递给后代 D 具有伴性遗传特点
【答案】（1） ①. 隐性 ②. 纯合体 （2）ABC （3）①② （4）D
（5）1/2##50%
（6）② （7）ACD
【解析】
【分析】人类遗传病一般是指由遗传物质改变引起的人类疾病，包括单基因遗传病，多基因遗传病和染色体异常遗传病。单基因遗传病是由1对等位基因控制的遗传病；多基因遗传病是指受2对或2对以上等位基因控制的遗传病；染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病和染色体数目异常遗传病。
【小问1详解】
分析题意，I.F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病，图中的I-1是患病男性，若是显性致病基因，则子代女儿均应患病，但II-1正常，说明该病是隐性遗传病；该病是伴X染色体隐性遗传病，II-3是女性，且是患者，故是GLA基因型的纯合体。
【小问2详解】
设该病致病基因是A/a，III-2是患病男性，其基因型是XaY，致病基因来自II-3，而II-3有两个致病基因，分别来自I-1和I-2。
故选ABC。
【小问3详解】
III-2基因型是XaY，不考虑分裂异常，III-2的精原细胞一定含有致病基因，初级精母细胞是精原细胞经复制得到的，一定含有致病基因；但同源染色体在减数第一次分裂后期分离，Xa和Y分离，得到次级精母细胞不一定含有致病基因，故经次级精母细胞分裂产生的精细胞也不一定含有致病基因。
故选①②。
【小问4详解】
正常蛋白质中的半胱氨酸（密码子：5′-UGU-3′、5′-UGC-3′）小萌与母亲的GLA蛋白仅第94位氨基酸不同，图2为小萌GLA突变基因及其等位基因编码链部分片段的测序结果，据此推知是一个碱基替换所致，据图2推测，该突变使正常蛋白质中的半胱氨酸（5′-UGC-3′）变为精氨酸（5′-CGU-3′）。
故选D。
【小问5详解】
分析题意，该家系中父亲患病，母亲正常，而子代有两个患病女儿，且F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病，说明该病是伴X染色体显性遗传病，相关基因设为B/b，则父亲基因型是XBY，母亲是XbXb，第三胎生出患F病孩子XBXb的概率为1/2。
【小问6详解】
产前诊断和遗传咨询是预防遗传病的有效措施，为预防F病患儿出生，同时减少对健康胎儿和母亲的伤害，由于该病是伴X显性遗传病，且结合（6）可知，小萌父母的第三胎女孩都患病，男孩都正常，故可采取的最有效措施是对胎儿进行性别检测。
故选②。
【小问7详解】
若未来小萌（基因型是XABXAb）与甲家庭中的III-2（XabY）结婚，由于相关致病基因均位于X染色体上，故表现为连锁遗传，遵循分离定律，但不遵循自由组合定律，控制F病的相关基因在遗传 具有伴性遗传特点， 通过配子传递给后代 。
故选ACD。
5. 睡眠与免疫
I.人的一生约有1/3时间在睡眠中度过。研究发现PGD2是一种睡眠调节物质，可由脑中的结缔组织细胞或上皮细胞合成，经脑脊液运送，并发挥睡眠调节作用，具体作用机制如图，其中字母表示物质，→表示促进，表示抑制，表示物质分泌。
（1）PGD2和Ad由细胞I和细胞II分泌后会直接进入脑脊液。脑脊液属于一种____。
（单选）
A、组织液 B、淋巴液 C、血浆 D、外环境
（2）从作用方式和功能来看，PGD2最可能是一种____。（单选）
A、神经递质 B、激素 C、细胞因子 D、抗体
（3）VLPO神经元可通过分泌GABA抑制下一个神经元的兴奋产生。则此时后者的质膜两侧电荷分布为____。（单选）
A、 B、 C、 D、
（4）除作用于中枢神经系统外，Ad还能广泛作用于外周，引起心率减慢、主动脉和冠状动脉舒张、血压下降。下列选项中，作用效果与其类似的是____。（单选）
A、 肾上腺素分泌B、胰岛素分泌C、交感神经兴奋D、 副交感神经兴奋
（5）脑脊液中的PGD2水平呈昼夜节律性波动，睡眠时浓度逐渐降低，觉醒时浓度逐渐升高。请结合图分析机体睡眠-觉醒节律形成的机制____。
II.睡眠不足不仅影响学习与记忆，还对机体健康带来严重不良影响。研究发现，睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），导致小鼠短时间内死亡。
（6）选择正确的编号填入下表，形成实验方案并预期实验结果，用来证实：睡眠剥夺造成的小鼠死亡是由于免疫系统过度激活引起的。（编号选填）
①正常小鼠②正常睡眠③存活时间长
④免疫缺陷小鼠⑤睡眠剥夺⑥存活时间短
（7）巨噬细胞可以释放IL-6。在机体正常免疫过程中，巨噬细胞主要参与____。（单选）
A、非特异性免疫 B、特异性免疫 C、细胞免疫 D、体液免疫
（8）睡眠剥夺造成的MODS属于一种____。（单选）
A、过敏反应 B、获得性免疫缺陷病C、自身免疫病 D、先天性免疫缺陷病
（9）下列措施中，对睡眠剥夺引起的MODS有缓解作用的是____。（多选）
A、抑制PGD2合成酶活性 B、注射PGD2受体激动剂 C、促进PGD2从脑脊液进入血液 D、注射IL-6抗体
【答案】（1）A （2）B （3）A （4）D
（5）觉醒状态下，脑脊液中PGD2水平升高，会通过细胞II升高Ad水平，进而促进VLPO神经元释放抑制性神经递质GABA，同时抑制TMN神经元释放兴奋性神经递质HA，使神经系统兴奋性下降，机体逐渐进入睡眠；而睡眠过程又使脑脊液中PGD2浓度降低，并通过Ad水平激活TMN神经元、抑制VLPO神经元功能，从而提升神经系统兴奋性，使机体觉醒如此周而往复，从而形成睡眠-觉醒节律。
（6） ①. ④ ②. ⑤ ③. ③ ④. ① ⑤. ⑤ ⑥. ⑥ （7）A （8）C （9）AD
【解析】
【分析】1、人体的细胞外液血浆、淋巴和组织液构成了人体的内环境，凡是血浆、淋巴、组织液的成分，都是内环境的成分。内环境的成分有：机体从消化道吸收的营养物质；细胞产生的代谢废物如尿素；机体细胞分泌的物质如激素、分泌蛋白等；氧气、二氧化碳。
2、过敏反应：指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应。引起过敏反应的物质叫做过敏原。如花粉、油漆、鱼虾等海鲜、青霉素、磺胺类药物等（因人而异）。
【小问1详解】
分析题意，PGD2和Ad由细胞I和细胞II分泌后会直接进入脑脊液，脑脊液是一种组织液， 属于内环境成分。
故选A。
【小问2详解】
分析题意，PGD2是一种睡眠调节物质，可由脑中的结缔组织细胞或上皮细胞合成，经脑脊液运送，结合图示可知，其可与相应受体结合后发挥作用，相当于信息分子，最可能是激素。
故选B。
【小问3详解】
VLPO神经元可通过分泌GABA抑制下一个神经元的兴奋产生，即释放的是抑制性神经递质，会导致突触后膜的阳离子外流或阴离子内流，膜电位表现为外正内负。
故选A。
【小问4详解】
Ad能广泛作用于外周，引起心率减慢、主动脉和冠状动脉舒张、血压下降，而肾上腺素分泌、交感神经兴奋会引起心率加快，胰岛素分泌增加会降低血糖，阈值最相似的是副交感神经兴奋。
故选D。
【小问5详解】
结合图分析机体睡眠-觉醒节律形成的机制可能是：觉醒状态下，脑脊液中PGD2水平升高，会通过细胞II升高Ad水平，进而促进VLPO神经元释放抑制性神经递质GABA，同时抑制TMN神经元释放兴奋性神经递质HA，使神经系统兴奋性下降，机体逐渐进入睡眠；而睡眠过程又使脑脊液中PGD2浓度降低，并通过Ad水平激活TMN神经元、抑制VLPO神经元功能，从而提升神经系统兴奋性，使机体觉醒。如此周而往复，从而形成睡眠-觉醒节律。
【小问6详解】
分析题意，本实验目的是验证睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），实验的自变量是小鼠类型，因变量可通过观察小鼠的存活情况进行比较，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故表中实验组应选择④免疫缺陷小鼠，并对其⑤睡眠剥夺处理，对照组选择①正常小鼠，且进行⑤睡眠剥夺，预期结果应是实验组小鼠存活时间长，而对照组存活时间短。
【小问7详解】
在机体正常免疫过程中，巨噬细胞能够摄取、处理、呈递抗原，主要参与非特异性免疫。
故选A。
【小问8详解】
自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病，睡眠剥夺造成的MODS是自身免疫病。
故选C。
【小问9详解】
分析题意，睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），故可通过抑制PGD2合成酶活性缓解，也可注射IL-6抗体抑制IL-6作用缓解。
年份
人工林（种）
天然林（种）
乔木层
灌木层
草本层
乔木层
灌木层
草本层
2005
3
28
34
11
28
23
2010
3
25
70
7
29
31
2015
7
43
61
15
33
24
2020
10
28
56
19
27
25
生长素浓度（ml/L）
芽的生长
10-10~10-5
促进
10-5~10-3
抑制
生长素浓度
生长状态
A
升高
加快
B
降低
减慢
C
升高
减慢
D
降低
加快
步骤I
步骤II
A
DNA解旋酶、限制酶
DNA连接酶
B
DNA连接酶、限制酶
耐热DNA聚合酶
C
耐热DNA聚合酶、限制酶
DNA连接酶
D
耐热DNA聚合酶、DNA连接酶
限制酶
实验材料
实验处理
预期实验结果
实验组
（1）____
（2）____
（3）____
对照组
（4）____
（5）____
（6）____
2024年4月
（完成试卷时间：60分钟总分：100分）
考生注意：
1．考试分设试卷和答题纸。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
2．“单选”指每题只有一个选项为正确答案；“多选”指每题有两个或两个以上选项为正确答案；“编号选填”指每空有一个或多个选项为正确答案。
1. 森林修复
川西亚高山森林是长江上游的生态屏障，曾因遭到大量砍伐而造成退化。1998年，我国启动森林资源保护工程，全面禁伐封育，并对砍伐区域采取了人工造林（人工林）或天然更新（天然林）的恢复措施。表为不同恢复模式下的森林植物物种数量变化，图表示2020年人工林和天然林的乔木径级结构，径级指乔木树种的胸径大小等级。
（1）要获得表数据，且使数据准确可靠，应采用的研究方法是____。（多选）
A. 对林地中的植物逐个进行调查B. 选择特定季节开展调查
C. 在高密度区域选取多个样方进行调查D. 随机选取多个样方进行调查
（2）两类林地中，乔木层、灌木层和草本层的物种数量存在显著差异，且林地内的不同区域植被分布也存在差异，这体现了群落的____。（编号选填）
①水平结构②垂直结构③营养结构④环境结构
（3）调查显示，天然林恢复过程中，原本处于灌木层的乡土植物锐齿槲栎和四川蜡瓣花等逐渐进入乔木层中，取代青榨槭成为优势树种，同时灌木层的优势物种也发生了较大的变化，这一过程称为____；锐齿槲栎和青榨槭的种间关系是____。
（4）人工林的乔木层优势树种始终是人工种植的油松，其灌木层多为喜湿润的耐寒植物；而天然林的灌木层优势种多为喜光物种。造成这种现象的环境因素包括____。（编号选填）
①光照②温度③水分④土壤
（5）乔木的胸径大小与树龄呈正相关。据图推测，2020年人工林和天然林的乔木中，多数种群的年龄结构分别为____。（单选）
A. 增长型、衰退型B. 稳定型、衰退型
C. 衰退型、增长型D. 稳定型、增长型
（6）从森林生态系统的组成看，锐齿槲栎和青榨槭属于____；除表1所示组分外，生态系统至少还应有____。
（7）天然更新和人工造林两种方式中，哪种方式更有利于亚高山森林生态系统的恢复？请比较图表数据，并写出分析过程____。
2. 豌豆生长的调节
I.豌豆植株芽对不同浓度生长素的响应不同（见表）。图为具有顶端优势现象的豌豆植株培养于适宜条件下，其中①~④代表不同器官。
（1）对图中植株①处生长素浓度推测正确的是____。（单选）
A.可能小于10-5ml/L B.可能大于10-5ml/L
C.可能小于10-10ml/L D.可能大于10-3ml/L
（2）对图中植株生长素合成与运输的叙述正确的是____。（单选）
A. 只能由①处合成 B.只能由②处合成
C. 可以从①向②处运输 D.可以从④向①处运输
（3）关于①处发育时利用的物质和能量，下列说法正确的是____。（多选）
A .物质碳原子可能来自于③处细胞吸收的二氧化碳
B.物质氮原子主要来自于④处细胞从土壤中吸收
C.大部分直接能源物质来自于③处细胞的光反应
D.少部分直接能源物质来自于①处细胞的三羧酸循环
II.研究发现一种由根细胞合成的新型植物激素SLs，可通过抑制侧芽处生长素向侧芽外运输来调控侧芽发育，而生长素可以促进SLs合成。
（4）若去除图中植株的①处，则②处生长素浓度和生长状态的变化是____。（单选）
（5）据题意推测，SLs对侧芽发育的影响是____（促进/抑制）。
（6）据题意，下列外界环境因素中，可能会影响豌豆SLs合成的是____。（多选）
A.温度 B.光照强度 C.土壤pH D.土壤O2浓度
3. 大肠杆菌改造
I.甲醇（分子式CH3OH）是一种重要的有机化工原料，价格低廉，来源广泛，但不能被大肠杆菌利用。为获得能够高效利用甲醇的大肠杆菌，研究人员根据图1所示甲基芽孢杆菌中的甲醇代谢途径，对大肠杆菌进行改造。其中，F6P、FBP是各种细胞进行糖酵解过程的重要中间产物，而甲醛和H6P是甲醇代谢途径中特有的。
图1
（1）甲基芽孢杆菌甲醇代谢途径中的各种酶都具有相同的____。（多选）
A化学本质 B 活性中心 C合成场所 D 空间结构
（2）酶4发挥作用的场所是____。（单选）
A质膜 B细胞质基质 C 线粒体 D核糖体
II.对大肠杆菌的改造过程如图2，其中I~IV代表操作步骤，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因。在步骤IV，研究人员向大肠杆菌中引入突变的dnaQ基因（正常dnaQ基因是DNA聚合酶保真性的关键），并利用以甲醇为唯一碳源的液体培养基进行连续培养，即可实现菌株的定向进化，从而获得高效利用甲醇的大肠杆菌。
图2
（3）图2获取的目的基因应包括甲基芽孢杆菌中的____。（编号选填）
①酶1基因②酶2基因③酶3基因④酶4基因
（4）图2步骤II为____。
（5）在图2步骤I和步骤II中，应选用工具酶分别是____。（单选）
（6）引入突变的dnaQ基因影响的是下图所示的过程____。（编号选填）
（7）以下对步骤IV中大肠杆菌定向进化过程分析，正确的是____。（多选）
A甲醇代谢相关基因发生定向突变
B 甲醇代谢相关基因发生随机突变
C使大肠杆菌更容易在通用培养基中生长
D使大肠杆菌更容易在以甲醇为唯一碳源的培养基中生长
（8）为尽快获得甲醇利用效率更高的菌株，在配制步骤IV所需培养基时，配方中除甲醇外至少还应该有____。（编号选填）
①葡萄糖②NH4Cl③Amp④琼脂⑤水
（9）下列实验方法①~⑧中，可用于分离纯化能高效利用甲醇菌株的是____，可用于测定甲醇代谢有关酶活性的是____，可用于追踪大肠杆菌细胞中甲醇代谢情况的是____。（编号选填）
①分光光度法②差速离心法③显微注射法④显微镜计数法
⑤平板划线法⑥凝胶电泳法⑦稀释涂布法⑧同位素标记法
（10）图2改造大肠杆菌时涉及的生物工程有____。（多选）
A发酵工程 B 细胞工程 C基因工程 D 蛋白质工程
4. 人类遗传病
Ⅰ.F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病，由于异常代谢物积累部位不同而表现出不同的临床症状，且患者症状随年龄逐渐加重。目前已发现GLA基因的1000多个突变位点。图1为甲家庭部分成员F病的系谱图，该家庭患病个体携带的致病基因突变类型相同。
图1
（1）图1中的致病GLA基因是____（显性/隐性）基因，II-3是GLA基因型的____（纯合体/杂合体）。
（2）III-2的致病基因来自于____。（多选）
A I-1 B I-2 C II-3 D II-4
（3）不考虑分裂异常，在III-2产生的下列细胞中，一定含有致病基因的是____。（编号选填）
①精原细胞②初级精母细胞③次级精母细胞④精细胞
II.由GLA基因另一位点突变引起F病的乙家庭中，女孩小萌也患F病，其父亲和妹妹也是携带相同突变基因的F病患者，而母亲不携带致病基因。目前，小萌的母亲已再次怀孕。图2为小萌GLA突变基因及其等位基因编码链部分片段的测序结果，其中每种线形表示一种特定碱基，每个波峰对应序列中的一个碱基位点。
图2
（4）小萌与母亲的GLA蛋白仅第94位氨基酸不同，据图2推测，该突变使正常蛋白质中的半胱氨酸（密码子：5′-UGU-3′、5′-UGC-3′）变为____。（单选）
A 苏氨酸（密码子：5′-ACC-3′） B 丙氨酸（密码子：5′-GCA-3′）
C 脯氨酸（密码子：5′-CCG-3′） D 精氨酸（密码子：5′-CGU-3′）
（5）小萌的母亲第三胎生出患F病孩子的概率为____。
（6）为预防F病患儿出生，同时减少对健康胎儿和母亲的伤害，小萌父母可采取的最有效措施是____。（编号选填）
①不采取任何措施②对胎儿进行性别检测
③对胎儿进行染色体组成分析④对胎儿进行GLA基因检测
⑤采用试管婴儿技术辅助生育
（7）若未来小萌与甲家庭中的III-2结婚，则控制F病的相关基因在遗传时____。（多选）
A 遵循分离定律 B 遵循自由组合定律
C 通过配子传递给后代 D 具有伴性遗传特点
5. 睡眠与免疫
I.人的一生约有1/3时间在睡眠中度过。研究发现PGD2是一种睡眠调节物质，可由脑中的结缔组织细胞或上皮细胞合成，经脑脊液运送，并发挥睡眠调节作用，具体作用机制如图，其中字母表示物质，→表示促进，表示抑制，表示物质分泌。
（1）PGD2和Ad由细胞I和细胞II分泌后会直接进入脑脊液。脑脊液属于一种____。
（单选）
A、组织液 B、淋巴液 C、血浆 D、外环境
（2）从作用方式和功能来看，PGD2最可能是一种____。（单选）
A、神经递质 B、激素 C、细胞因子 D、抗体
（3）VLPO神经元可通过分泌GABA抑制下一个神经元的兴奋产生。则此时后者的质膜两侧电荷分布为____。（单选）
A、 B、 C、 D、
（4）除作用于中枢神经系统外，Ad还能广泛作用于外周，引起心率减慢、主动脉和冠状动脉舒张、血压下降。下列选项中，作用效果与其类似的是____。（单选）
A、 肾上腺素分泌B、胰岛素分泌C、交感神经兴奋D、 副交感神经兴奋
（5）脑脊液中的PGD2水平呈昼夜节律性波动，睡眠时浓度逐渐降低，觉醒时浓度逐渐升高。请结合图分析机体睡眠-觉醒节律形成的机制____。
II.睡眠不足不仅影响学习与记忆，还对机体健康带来严重不良影响。研究发现，睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），导致小鼠短时间内死亡。
（6）选择正确的编号填入下表，形成实验方案并预期实验结果，用来证实：睡眠剥夺造成的小鼠死亡是由于免疫系统过度激活引起的。（编号选填）
①正常小鼠②正常睡眠③存活时间长
④免疫缺陷小鼠⑤睡眠剥夺⑥存活时间短
（7）巨噬细胞可以释放IL-6。机体正常免疫过程中，巨噬细胞主要参与____。（单选）
A、非特异性免疫 B、特异性免疫 C、细胞免疫 D、体液免疫
（8）睡眠剥夺造成MODS属于一种____。（单选）
A、过敏反应 B、获得性免疫缺陷病C、自身免疫病 D、先天性免疫缺陷病
（9）下列措施中，对睡眠剥夺引起的MODS有缓解作用的是____。（多选）
A、抑制PGD2合成酶活性 B、注射PGD2受体激动剂 C、促进PGD2从脑脊液进入血液 D、注射IL-6抗体 年份
人工林（种）
天然林（种）
乔木层
灌木层
草本层
乔木层
灌木层
草本层
2005
3
28
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2010
3
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7
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2015
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15
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2020
10
28
56
19
27
25
生长素浓度（ml/L）
芽的生长
10-10~10-5
促进
10-5~10-3
抑制
生长素浓度
生长状态
A
升高
加快
B
降低
减慢
C
升高
减慢
D
降低
加快
步骤I
步骤II
A
DNA解旋酶、限制酶
DNA连接酶
B
DNA连接酶、限制酶
耐热DNA聚合酶
C
耐热DNA聚合酶、限制酶
DNA连接酶
D
耐热DNA聚合酶、DNA连接酶
限制酶
实验材料
实验处理
预期实验结果
实验组
（1）____
（2）____
（3）____
对照组
（4）____
（5）____
（6）____
黄浦区2024年高中学业等级考模拟测试
生物学试卷
2024年4月
（完成试卷时间：60分钟总分：100分）
考生注意：
1．考试分设试卷和答题纸。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
2．“单选”指每题只有一个选项为正确答案；“多选”指每题有两个或两个以上选项为正确答案；“编号选填”指每空有一个或多个选项为正确答案。
1. 森林修复
川西亚高山森林是长江上游的生态屏障，曾因遭到大量砍伐而造成退化。1998年，我国启动森林资源保护工程，全面禁伐封育，并对砍伐区域采取了人工造林（人工林）或天然更新（天然林）的恢复措施。表为不同恢复模式下的森林植物物种数量变化，图表示2020年人工林和天然林的乔木径级结构，径级指乔木树种的胸径大小等级。
（1）要获得表数据，且使数据准确可靠，应采用的研究方法是____。（多选）
A. 对林地中的植物逐个进行调查B. 选择特定季节开展调查
C. 在高密度区域选取多个样方进行调查D. 随机选取多个样方进行调查
（2）两类林地中，乔木层、灌木层和草本层的物种数量存在显著差异，且林地内的不同区域植被分布也存在差异，这体现了群落的____。（编号选填）
①水平结构②垂直结构③营养结构④环境结构
（3）调查显示，天然林恢复过程中，原本处于灌木层的乡土植物锐齿槲栎和四川蜡瓣花等逐渐进入乔木层中，取代青榨槭成为优势树种，同时灌木层的优势物种也发生了较大的变化，这一过程称为____；锐齿槲栎和青榨槭的种间关系是____。
（4）人工林的乔木层优势树种始终是人工种植的油松，其灌木层多为喜湿润的耐寒植物；而天然林的灌木层优势种多为喜光物种。造成这种现象的环境因素包括____。（编号选填）
①光照②温度③水分④土壤
（5）乔木的胸径大小与树龄呈正相关。据图推测，2020年人工林和天然林的乔木中，多数种群的年龄结构分别为____。（单选）
A. 增长型、衰退型B. 稳定型、衰退型
C. 衰退型、增长型D. 稳定型、增长型
（6）从森林生态系统的组成看，锐齿槲栎和青榨槭属于____；除表1所示组分外，生态系统至少还应有____。
（7）天然更新和人工造林两种方式中，哪种方式更有利于亚高山森林生态系统的恢复？请比较图表数据，并写出分析过程____。
【答案】（1）BD （2）①②
（3） ①. 次生演替 ②. 种间竞争 （4）①②③④ （5）D
（6） ①. 生产者 ②. 消费者、分解者、无机环境
（7）表1显示2005年至2020年间，两种恢复方式均有利于植物物种数量上升，其中人工林草本植物种类增长更多，而天然林乔木物种种类增长更快。图1显示，天然林的乔木总量远多于人工林，而且根据径级结构推测未来乔木总量还将继续增多。由于乔木作为森林生态系统中的大型生产者，可以起到固定太阳能、为动物提供栖息场所等重要功能，天然林中大量的乔木有利于整体的物质循环、能量流动，天然林中的生物量可能比人工林更大，长势更好。因此天然更新更有利于森林生态系统恢复。
【解析】
【分析】群落演替是随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。（1）初生演替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替。（2）次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【小问1详解】
由于要调查该区域不同恢复模式下的森林植物物种数量变化，要获得表数据，且使数据准确可靠，应选择特定季节开展调查，且对于植物种类的调查应用样方法，该方法取样的关键是随机取样。
故选BD。
【小问2详解】
两类林地中，乔木层、灌木层和草本层的物种数量存在显著差异，体现的是垂直结构，而林地内的不同区域植被分布也存在差异，体现的是群落的水平结构。
故选①②。
【小问3详解】
群落演替是随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，原本处于灌木层的乡土植物锐齿槲栎和四川蜡瓣花等逐渐进入乔木层中，取代青榨槭成为优势树种，同时灌木层的优势物种也发生了较大的变化，这一过程称为次生演替；锐齿槲栎和青榨槭会竞争阳光和空间等资源，故种间关系是种间竞争。
【小问4详解】
环境因素影响植物的生长，人工林的乔木层优势树种始终是人工种植的油松，其灌木层多为喜湿润的耐寒植物；而天然林的灌木层优势种多为喜光物种，造成这种现象的环境因素包括光照（光合作用）、温度（影响酶的活性）、水分和土壤（含有无机盐等）。
【小问5详解】
乔木的胸径大小与树龄呈正相关。据图推测，2020年人工林和天然林的乔木中，人工林大的幼年、成年和老年个体比例适当，是稳定型，而天然林的幼年个体多，属于增长型。
故选D。
【小问6详解】
从森林生态系统的组成看，锐齿槲栎和青榨槭能够进行光合作用，属于生产者；表1所示组分是生产者，此外生态系统至少还应有消费者、分解者、无机环境。
【小问7详解】
表1显示2005年至2020年间，两种恢复方式均有利于植物物种数量上升，其中人工林草本植物种类增长更多，而天然林乔木物种种类增长更快。图1显示，天然林的乔木总量远多于人工林，而且根据径级结构推测未来乔木总量还将继续增多。由于乔木作为森林生态系统中的大型生产者，可以起到固定太阳能、为动物提供栖息场所等重要功能，天然林中大量的乔木有利于整体的物质循环、能量流动，天然林中的生物量可能比人工林更大，长势更好。因此天然更新更有利于森林生态系统恢复。
2. 豌豆生长的调节
I.豌豆植株的芽对不同浓度生长素的响应不同（见表）。图为具有顶端优势现象的豌豆植株培养于适宜条件下，其中①~④代表不同器官。
（1）对图中植株①处生长素浓度推测正确的是____。（单选）
A.可能小于10-5ml/L B.可能大于10-5ml/L
C.可能小于10-10ml/L D.可能大于10-3ml/L
（2）对图中植株生长素合成与运输的叙述正确的是____。（单选）
A. 只能由①处合成 B.只能由②处合成
C. 可以从①向②处运输 D.可以从④向①处运输
（3）关于①处发育时利用的物质和能量，下列说法正确的是____。（多选）
A .物质碳原子可能来自于③处细胞吸收的二氧化碳
B.物质氮原子主要来自于④处细胞从土壤中吸收
C.大部分直接能源物质来自于③处细胞的光反应
D.少部分直接能源物质来自于①处细胞的三羧酸循环
II.研究发现一种由根细胞合成的新型植物激素SLs，可通过抑制侧芽处生长素向侧芽外运输来调控侧芽发育，而生长素可以促进SLs合成。
（4）若去除图中植株的①处，则②处生长素浓度和生长状态的变化是____。（单选）
（5）据题意推测，SLs对侧芽发育的影响是____（促进/抑制）。
（6）据题意，下列外界环境因素中，可能会影响豌豆SLs合成的是____。（多选）
A.温度 B.光照强度 C.土壤pH D.土壤O2浓度
【答案】（1）A （2）C （3）ABD （4）D
（5）抑制 （6）ABCD
【解析】
【分析】生长素的产生部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要集中分布于生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽、和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子等处。其运输方向有：极性运输：生长素只能由形态学上端运向形态学下端；在成熟组织中可以通过韧皮部进行非极性运输。生长素还会由于单一方向刺激发生横向运输。
【小问1详解】
据图可知，图中的①是尖端，植物尖端生长旺盛，由于10-10~10-5范围内表现为促进，而0-5~10-3范围内表现为抑制，故图中植株①处生长素浓度可能小于10-5ml/L 。
故选A。
【小问2详解】
AB、生长素的产生部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，①②均可合成，AB错误；
CD、幼嫩部位生长素进行极性运输，只能从形态学上端向形态学下端运输，故可以从①向②处运输 ，但不能从④向①处运输，C正确，D错误。
故选C。
【小问3详解】
A、物质碳原子可能来自于③处细胞吸收的二氧化碳，二氧化碳通过光合作用转移到有机物中，A正确；
B、 物质氮原子主要来自于④处细胞从土壤中吸收，存在于土壤中的无机盐中，B正确；
C、直接能源物质是ATP，光反应产生的能量通常只用于暗反应，C错误；
D、三羧酸循环可产生少量ATP， 少部分直接能源物质来自于①处细胞的三羧酸循环，D正确。
故选ABD。
【小问4详解】
生长素的产生部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，若去除图中植株的①处，通过极性运输运至②的生长素减少，抑制作用消除，生长加快。
故选D。
【小问5详解】
分析题意，由根细胞合成的新型植物激素SLs，可通过抑制侧芽处生长素向侧芽外运输来调控侧芽发育，高浓度生长素抑制生长，故SLs对侧芽发育的影响是抑制。
【小问6详解】
可能会影响豌豆SLs合成的是温度（影响酶的活性）、光照强度（影响光合作用）、土壤pH（影响酶的活性）、土壤O2浓度（影响细胞呼吸影响能量供应）。
故选ABCD。
3. 大肠杆菌改造
I.甲醇（分子式CH3OH）是一种重要的有机化工原料，价格低廉，来源广泛，但不能被大肠杆菌利用。为获得能够高效利用甲醇的大肠杆菌，研究人员根据图1所示甲基芽孢杆菌中的甲醇代谢途径，对大肠杆菌进行改造。其中，F6P、FBP是各种细胞进行糖酵解过程的重要中间产物，而甲醛和H6P是甲醇代谢途径中特有的。
图1
（1）甲基芽孢杆菌甲醇代谢途径中的各种酶都具有相同的____。（多选）
A化学本质 B 活性中心 C合成场所 D 空间结构
（2）酶4发挥作用的场所是____。（单选）
A质膜 B细胞质基质 C 线粒体 D核糖体
II.对大肠杆菌的改造过程如图2，其中I~IV代表操作步骤，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因。在步骤IV，研究人员向大肠杆菌中引入突变的dnaQ基因（正常dnaQ基因是DNA聚合酶保真性的关键），并利用以甲醇为唯一碳源的液体培养基进行连续培养，即可实现菌株的定向进化，从而获得高效利用甲醇的大肠杆菌。
图2
（3）图2获取的目的基因应包括甲基芽孢杆菌中的____。（编号选填）
①酶1基因②酶2基因③酶3基因④酶4基因
（4）图2步骤II为____。
（5）在图2步骤I和步骤II中，应选用的工具酶分别是____。（单选）
（6）引入突变的dnaQ基因影响的是下图所示的过程____。（编号选填）
（7）以下对步骤IV中大肠杆菌定向进化过程的分析，正确的是____。（多选）
A甲醇代谢相关基因发生定向突变
B 甲醇代谢相关基因发生随机突变
C使大肠杆菌更容易在通用培养基中生长
D使大肠杆菌更容易在以甲醇为唯一碳源的培养基中生长
（8）为尽快获得甲醇利用效率更高的菌株，在配制步骤IV所需培养基时，配方中除甲醇外至少还应该有____。（编号选填）
①葡萄糖②NH4Cl③Amp④琼脂⑤水
（9）下列实验方法①~⑧中，可用于分离纯化能高效利用甲醇菌株的是____，可用于测定甲醇代谢有关酶活性的是____，可用于追踪大肠杆菌细胞中甲醇代谢情况的是____。（编号选填）
①分光光度法②差速离心法③显微注射法④显微镜计数法
⑤平板划线法⑥凝胶电泳法⑦稀释涂布法⑧同位素标记法
（10）图2改造大肠杆菌时涉及的生物工程有____。（多选）
A发酵工程 B 细胞工程 C基因工程 D 蛋白质工程
【答案】（1）AC （2）B （3）①②③ （4）表达载体的构建 （5）C （6）① （7）BD （8）②③⑤
（9） ①. ⑤⑦ ②. ① ③. ⑧ （10）ACD
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
AC、甲基芽孢杆菌甲醇代谢途径中的各种酶的本质是蛋白质，合成场所都是核糖体，AC正确；
B、酶具有专一性，不同酶活性中心不同，B错误；
D、蛋白质的结构决定功能，酶的功能不同，空间结构也不同，D错误。
故选AC。
小问2详解】
酶4能够催化F6P到FBP的过程，而F6P、FBP是各种细胞进行糖酵解过程的重要中间产物，故酶4发挥作用的场所是细胞质基质。
故选B。
【小问3详解】
甲醛和H6P是甲醇代谢途径中特有的，而F6P、FBP是各种细胞进行糖酵解过程的重要中间产物，图2获取的目的基因应包括甲基芽孢杆菌中特有的甲醇代谢途径，即应包括甲基芽孢杆菌中的酶1基因、酶2基因、酶3基因。
故选①②③。
【小问4详解】
图2步骤II是将目的基因和运载体整合为重组DNA分子的过程，是表达载体的构建。
【小问5详解】
在图2步骤I包括获取目的基因并进行扩增，故应使用限制酶进行切割，PCR扩增目的基因需要耐热DNA聚合酶，步骤II中是形成重组DNA分子，需要的酶是DNA连接酶。
故选C。
【小问6详解】
引入突变的dnaQ基因会插入到受体细胞的染色体DNA上，伴随其复制，故影响的是①过程。
【小问7详解】
AB、变异是不定向的，甲醇代谢相关基因发生随机突变，A错误，B正确；
CD、由于研究人员向大肠杆菌中引入突变的dnaQ基因（正常dnaQ基因是DNA聚合酶保真性的关键），并利用以甲醇为唯一碳源的液体培养基进行连续培养，故步骤IV使大肠杆菌更容易在以甲醇为唯一碳源的培养基中生长，C错误，D正确。
故选BD。
【小问8详解】
为尽快获得甲醇利用效率更高的菌株，在配制步骤IV所需培养基时，配方中除甲醇外至少还应该有②NH4Cl（无机盐）和⑤水（培养基成分之一），此外还可添加③Amp。
【小问9详解】
可用于分离纯化能高效利用甲醇菌株是平板划线法和稀释涂布平板法，即⑤⑦；可用于测定甲醇代谢有关酶活性的是①分光光度法；用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法，同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律，通过追踪同位素标记的化合物，可用于追踪大肠杆菌细胞中甲醇代谢情况的是⑧同位素标记法。
【小问10详解】
图2改造大肠杆菌时涉及的生物工程有发酵工程、基因工程和蛋白质工程，不涉及细胞工程。
故选ACD。
4. 人类遗传病
Ⅰ.F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病，由于异常代谢物积累部位不同而表现出不同的临床症状，且患者症状随年龄逐渐加重。目前已发现GLA基因的1000多个突变位点。图1为甲家庭部分成员F病的系谱图，该家庭患病个体携带的致病基因突变类型相同。
图1
（1）图1中的致病GLA基因是____（显性/隐性）基因，II-3是GLA基因型的____（纯合体/杂合体）。
（2）III-2的致病基因来自于____。（多选）
A I-1 B I-2 C II-3 D II-4
（3）不考虑分裂异常，在III-2产生的下列细胞中，一定含有致病基因的是____。（编号选填）
①精原细胞②初级精母细胞③次级精母细胞④精细胞
II.由GLA基因另一位点突变引起F病乙家庭中，女孩小萌也患F病，其父亲和妹妹也是携带相同突变基因的F病患者，而母亲不携带致病基因。目前，小萌的母亲已再次怀孕。图2为小萌GLA突变基因及其等位基因编码链部分片段的测序结果，其中每种线形表示一种特定碱基，每个波峰对应序列中的一个碱基位点。
图2
（4）小萌与母亲的GLA蛋白仅第94位氨基酸不同，据图2推测，该突变使正常蛋白质中的半胱氨酸（密码子：5′-UGU-3′、5′-UGC-3′）变为____。（单选）
A 苏氨酸（密码子：5′-ACC-3′） B 丙氨酸（密码子：5′-GCA-3′）
C 脯氨酸（密码子：5′-CCG-3′） D 精氨酸（密码子：5′-CGU-3′）
（5）小萌的母亲第三胎生出患F病孩子的概率为____。
（6）为预防F病患儿出生，同时减少对健康胎儿和母亲的伤害，小萌父母可采取的最有效措施是____。（编号选填）
①不采取任何措施②对胎儿进行性别检测
③对胎儿进行染色体组成分析④对胎儿进行GLA基因检测
⑤采用试管婴儿技术辅助生育
（7）若未来小萌与甲家庭中的III-2结婚，则控制F病的相关基因在遗传时____。（多选）
A 遵循分离定律 B 遵循自由组合定律
C 通过配子传递给后代 D 具有伴性遗传特点
【答案】（1） ①. 隐性 ②. 纯合体 （2）ABC （3）①② （4）D
（5）1/2##50%
（6）② （7）ACD
【解析】
【分析】人类遗传病一般是指由遗传物质改变引起的人类疾病，包括单基因遗传病，多基因遗传病和染色体异常遗传病。单基因遗传病是由1对等位基因控制的遗传病；多基因遗传病是指受2对或2对以上等位基因控制的遗传病；染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病和染色体数目异常遗传病。
【小问1详解】
分析题意，I.F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病，图中的I-1是患病男性，若是显性致病基因，则子代女儿均应患病，但II-1正常，说明该病是隐性遗传病；该病是伴X染色体隐性遗传病，II-3是女性，且是患者，故是GLA基因型的纯合体。
【小问2详解】
设该病致病基因是A/a，III-2是患病男性，其基因型是XaY，致病基因来自II-3，而II-3有两个致病基因，分别来自I-1和I-2。
故选ABC。
【小问3详解】
III-2基因型是XaY，不考虑分裂异常，III-2的精原细胞一定含有致病基因，初级精母细胞是精原细胞经复制得到的，一定含有致病基因；但同源染色体在减数第一次分裂后期分离，Xa和Y分离，得到次级精母细胞不一定含有致病基因，故经次级精母细胞分裂产生的精细胞也不一定含有致病基因。
故选①②。
【小问4详解】
正常蛋白质中的半胱氨酸（密码子：5′-UGU-3′、5′-UGC-3′）小萌与母亲的GLA蛋白仅第94位氨基酸不同，图2为小萌GLA突变基因及其等位基因编码链部分片段的测序结果，据此推知是一个碱基替换所致，据图2推测，该突变使正常蛋白质中的半胱氨酸（5′-UGC-3′）变为精氨酸（5′-CGU-3′）。
故选D。
【小问5详解】
分析题意，该家系中父亲患病，母亲正常，而子代有两个患病女儿，且F病是一种由X染色体上GLA基因突变引起的全身代谢紊乱疾病，说明该病是伴X染色体显性遗传病，相关基因设为B/b，则父亲基因型是XBY，母亲是XbXb，第三胎生出患F病孩子XBXb的概率为1/2。
【小问6详解】
产前诊断和遗传咨询是预防遗传病的有效措施，为预防F病患儿出生，同时减少对健康胎儿和母亲的伤害，由于该病是伴X显性遗传病，且结合（6）可知，小萌父母的第三胎女孩都患病，男孩都正常，故可采取的最有效措施是对胎儿进行性别检测。
故选②。
【小问7详解】
若未来小萌（基因型是XABXAb）与甲家庭中的III-2（XabY）结婚，由于相关致病基因均位于X染色体上，故表现为连锁遗传，遵循分离定律，但不遵循自由组合定律，控制F病的相关基因在遗传 具有伴性遗传特点， 通过配子传递给后代 。
故选ACD。
5. 睡眠与免疫
I.人的一生约有1/3时间在睡眠中度过。研究发现PGD2是一种睡眠调节物质，可由脑中的结缔组织细胞或上皮细胞合成，经脑脊液运送，并发挥睡眠调节作用，具体作用机制如图，其中字母表示物质，→表示促进，表示抑制，表示物质分泌。
（1）PGD2和Ad由细胞I和细胞II分泌后会直接进入脑脊液。脑脊液属于一种____。
（单选）
A、组织液 B、淋巴液 C、血浆 D、外环境
（2）从作用方式和功能来看，PGD2最可能是一种____。（单选）
A、神经递质 B、激素 C、细胞因子 D、抗体
（3）VLPO神经元可通过分泌GABA抑制下一个神经元的兴奋产生。则此时后者的质膜两侧电荷分布为____。（单选）
A、 B、 C、 D、
（4）除作用于中枢神经系统外，Ad还能广泛作用于外周，引起心率减慢、主动脉和冠状动脉舒张、血压下降。下列选项中，作用效果与其类似的是____。（单选）
A、 肾上腺素分泌B、胰岛素分泌C、交感神经兴奋D、 副交感神经兴奋
（5）脑脊液中的PGD2水平呈昼夜节律性波动，睡眠时浓度逐渐降低，觉醒时浓度逐渐升高。请结合图分析机体睡眠-觉醒节律形成的机制____。
II.睡眠不足不仅影响学习与记忆，还对机体健康带来严重不良影响。研究发现，睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），导致小鼠短时间内死亡。
（6）选择正确的编号填入下表，形成实验方案并预期实验结果，用来证实：睡眠剥夺造成的小鼠死亡是由于免疫系统过度激活引起的。（编号选填）
①正常小鼠②正常睡眠③存活时间长
④免疫缺陷小鼠⑤睡眠剥夺⑥存活时间短
（7）巨噬细胞可以释放IL-6。在机体正常免疫过程中，巨噬细胞主要参与____。（单选）
A、非特异性免疫 B、特异性免疫 C、细胞免疫 D、体液免疫
（8）睡眠剥夺造成的MODS属于一种____。（单选）
A、过敏反应 B、获得性免疫缺陷病C、自身免疫病 D、先天性免疫缺陷病
（9）下列措施中，对睡眠剥夺引起的MODS有缓解作用的是____。（多选）
A、抑制PGD2合成酶活性 B、注射PGD2受体激动剂 C、促进PGD2从脑脊液进入血液 D、注射IL-6抗体
【答案】（1）A （2）B （3）A （4）D
（5）觉醒状态下，脑脊液中PGD2水平升高，会通过细胞II升高Ad水平，进而促进VLPO神经元释放抑制性神经递质GABA，同时抑制TMN神经元释放兴奋性神经递质HA，使神经系统兴奋性下降，机体逐渐进入睡眠；而睡眠过程又使脑脊液中PGD2浓度降低，并通过Ad水平激活TMN神经元、抑制VLPO神经元功能，从而提升神经系统兴奋性，使机体觉醒如此周而往复，从而形成睡眠-觉醒节律。
（6） ①. ④ ②. ⑤ ③. ③ ④. ① ⑤. ⑤ ⑥. ⑥ （7）A （8）C （9）AD
【解析】
【分析】1、人体的细胞外液血浆、淋巴和组织液构成了人体的内环境，凡是血浆、淋巴、组织液的成分，都是内环境的成分。内环境的成分有：机体从消化道吸收的营养物质；细胞产生的代谢废物如尿素；机体细胞分泌的物质如激素、分泌蛋白等；氧气、二氧化碳。
2、过敏反应：指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应。引起过敏反应的物质叫做过敏原。如花粉、油漆、鱼虾等海鲜、青霉素、磺胺类药物等（因人而异）。
【小问1详解】
分析题意，PGD2和Ad由细胞I和细胞II分泌后会直接进入脑脊液，脑脊液是一种组织液， 属于内环境成分。
故选A。
【小问2详解】
分析题意，PGD2是一种睡眠调节物质，可由脑中的结缔组织细胞或上皮细胞合成，经脑脊液运送，结合图示可知，其可与相应受体结合后发挥作用，相当于信息分子，最可能是激素。
故选B。
【小问3详解】
VLPO神经元可通过分泌GABA抑制下一个神经元的兴奋产生，即释放的是抑制性神经递质，会导致突触后膜的阳离子外流或阴离子内流，膜电位表现为外正内负。
故选A。
【小问4详解】
Ad能广泛作用于外周，引起心率减慢、主动脉和冠状动脉舒张、血压下降，而肾上腺素分泌、交感神经兴奋会引起心率加快，胰岛素分泌增加会降低血糖，阈值最相似的是副交感神经兴奋。
故选D。
【小问5详解】
结合图分析机体睡眠-觉醒节律形成的机制可能是：觉醒状态下，脑脊液中PGD2水平升高，会通过细胞II升高Ad水平，进而促进VLPO神经元释放抑制性神经递质GABA，同时抑制TMN神经元释放兴奋性神经递质HA，使神经系统兴奋性下降，机体逐渐进入睡眠；而睡眠过程又使脑脊液中PGD2浓度降低，并通过Ad水平激活TMN神经元、抑制VLPO神经元功能，从而提升神经系统兴奋性，使机体觉醒。如此周而往复，从而形成睡眠-觉醒节律。
【小问6详解】
分析题意，本实验目的是验证睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），实验的自变量是小鼠类型，因变量可通过观察小鼠的存活情况进行比较，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故表中实验组应选择④免疫缺陷小鼠，并对其⑤睡眠剥夺处理，对照组选择①正常小鼠，且进行⑤睡眠剥夺，预期结果应是实验组小鼠存活时间长，而对照组存活时间短。
【小问7详解】
在机体正常免疫过程中，巨噬细胞能够摄取、处理、呈递抗原，主要参与非特异性免疫。
故选A。
【小问8详解】
自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病，睡眠剥夺造成的MODS是自身免疫病。
故选C。
【小问9详解】
分析题意，睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），故可通过抑制PGD2合成酶活性缓解，也可注射IL-6抗体抑制IL-6作用缓解。
年份
人工林（种）
天然林（种）
乔木层
灌木层
草本层
乔木层
灌木层
草本层
2005
3
28
34
11
28
23
2010
3
25
70
7
29
31
2015
7
43
61
15
33
24
2020
10
28
56
19
27
25
生长素浓度（ml/L）
芽的生长
10-10~10-5
促进
10-5~10-3
抑制
生长素浓度
生长状态
A
升高
加快
B
降低
减慢
C
升高
减慢
D
降低
加快
步骤I
步骤II
A
DNA解旋酶、限制酶
DNA连接酶
B
DNA连接酶、限制酶
耐热DNA聚合酶
C
耐热DNA聚合酶、限制酶
DNA连接酶
D
耐热DNA聚合酶、DNA连接酶
限制酶
实验材料
实验处理
预期实验结果
实验组
（1）____
（2）____
（3）____
对照组
（4）____
（5）____
（6）____
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