精品解析：上海交通大学附属中学2024届高三上学期开学摸底考试生物试题（解析版）

上海交通大学附属中学2023-2024学年度第一学期高三生物摸底试卷（满分100分，60分钟完成。答案请写在答题纸上。）1.生物进化，长颈鹿的脖子长达2-3米，这一极端形态演化的成因吸引着一代又一代科学家进行探究。（1）英国博物学家达尔文则认为长颈鹿的群体中同时存在长脖子和短脖子的个体，长脖子的个体可以取食到更高处的叶子，容易存活下来，而短脖子的个体则容易饿死，食物起到了______的作用。（2）雄性长颈鹿之间常发生“脖斗”：甩动脖子和头部组成的“流星锤”，击打对手的薄弱部位。1996年两位动物行为专家分析了雌雄长颈鹿头颈部重量的差异（如图1），发现________，说明强壮的头颈在雄性中肯定具有某种优势，头颈强壮的雄性可能更容易在争夺配偶时获胜，从而提出求偶竞争才是长颈鹿长颈的主要原因这一新观点。（3）近日我国古生物学家领衔的国际团队对出土于新疆的古生物-獬豸盘角鹿化石进行研究，找到了支持雄性求偶竞争与头颈部演化的_____（直接/间接）证据。研究者据此将长颈演化的观点进行综合：长颈鹿的长颈作为雄性求偶斗争中的利器被保留，又成为其取食高处嫩叶的倚仗。（4）霍加狓是生活在非洲热带雨林的一种珍稀动物，长得像驴又像斑马（如图2），但基因测序显示它属于长颈鹿的近亲，这属于_________证据（填数字）。①分子生物学②细胞生物学③微观④比较解剖学（5）非洲的长颈鹿可以分成4个种，主要标志是它们之间存在___________。【答案】（1）自然选择（或定向选择或选择）（2）与雌性不同，雄性头颈部的重量随着年龄始终在增长（3）直接（4）①（5）生殖隔离【解析】【分析】达尔文的生物进化论主要由共同由来和自然选择两大学说组成。化石为研究生物进化提供了直接的证据，比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究，为生物进化论提供了有力的支持。同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。生殖隔离是区分物种的标志。提取题干中有效信息，结合生物进化知识来解题。【小问1详解】长脖子个体能得到更多食物，在生存斗争中有优势，食物起到了选择作用。【小问2详解】据图，随着年龄的增长，雄性头部、颈部的质量一直在增大，而雌性是先增大后稳定，说明强壮的头颈在雄性中有某种优势。【小问3详解】化石是研究生物进化的直接证据。【小问4详解】基因测序的方法是从分子生物学水平验证近亲关系的方法。【小问5详解】非洲的长颈鹿可以分成4个种，主要标志是它们之间存在生殖隔离。2.体液调节，图1、图2分别表示1000m持续全速游泳对女子运动员不同生理期雌二醇（一种雌激素）、胰岛素水平的影响。请据图回答下列问题：（1）雌二醇属于______类化合物，在女性体内其分泌受_____、_____（填内分泌腺名称）的调控，这种自上而下的调控称为______调节。（2）根据图1，1000m持续全速游泳会使女子运动员雌二醇激素水平_________。（3）由图1中检测结果可推测，影响雌二醇激素水平的因素有___________。（4）根据图2，1000m持续全速游泳影响女子运动员胰岛素水平，合理的解释有____（多选）。A.胰岛B细胞分泌活动受到抑制 B.收缩肌群对葡萄糖的利用量增加C.胰岛素为运动提供能量 D.血糖浓度升高导致胰岛素分泌量减少（5）根据图2，1000m持续全速游泳影响女子运动员胰岛素水平，有利于肝糖原分解和_______，以保持血糖浓度的相对稳定。葡萄糖转运载体（GLUT）有多个成员，其中对胰岛素敏感的是GLUT4。（6）GLUT1～3几乎分布于全身所有组织细胞，它们的生理功能不受胰岛素的影响，请从物质与能量的角度说明其生理意义在于___________________。（7）据图3分析，胰岛素促进细胞吸收葡萄糖的机制是________________。（8）结合图3分析，下列因素中可能会引发糖尿病的有_______（多选）。A.体内产生蛋白M抗体 B.体内产生胰岛素抗体C.信号转导蛋白缺失 D.胰高血糖素与其受体结合发生障碍【答案】（1）①.固醇②.下丘脑③.垂体④.分级（2）升高（3）生理期和运动（4）AB（5）脂肪等非糖物质转化为葡萄糖（6）维持细胞对葡萄糖的基础转运量，以保证细胞生命活动的基本能量需要（7）胰岛素与蛋白M结合之后，经过细胞内信号转导，引起含GLUT4的囊泡与细胞膜的融合，进而提高了细胞对葡萄糖的转运能力，有利于葡萄糖进入细胞。（8）ABC【解析】【分析】胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化．当胰岛素和其受体结合后，促进一方面促进葡萄糖的氧化分解、合成糖原和转化形成非糖类物质，另一方面使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增加，促进葡萄糖进入细胞，而使血糖浓度降低。【小问1详解】雌二醇是一种雌激素，其化学本质是脂质（固醇），其分泌过程受到下丘脑、垂体的分级调控，即这种自上而下的调控称为分级调节，分级调节能放大激素的调节效应。【小问2详解】由图1可知，无论卵泡期，还是黄体期，1000m持续全速游泳后，雌二醇激素水平都升高。【小问3详解】由图1可知，卵泡期和生理期、运动前后，雌二醇激素含量都不同，说明影响雌二醇激素水平的因素有生理期和运动。【小问4详解】A、1000m持续全速游泳中，血糖含量下降，胰岛B细胞的分泌活动受到抑制，因而胰岛素含量下降，A正确；B、运动过程肌肉细胞会消耗大量的能量，因此，收缩肌群对葡萄糖的利用增强，B正确；C、胰岛素能调节血糖平衡，促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，但不能为运动提供能量，C错误；D、血糖浓度升高会刺激相关神经、也可直接刺激胰岛B细胞，引起胰岛素分泌量增多，D错误。故选AB。【小问5详解】1000m持续全速游泳过程中，葡萄糖大量消耗，血糖含量降低，胰岛素分泌减少，胰高血糖素分泌增多，有利于肝糖原分解和脂肪等非糖物质转化为葡萄糖，以保持血糖浓度的相对稳定。【小问6详解】GLUT1～3转运葡萄糖的过程不受胰岛素的影响，其生理意义在于维持细胞对葡萄糖的基础转运量，以保证细胞生命活动的基本能量需要。【小问7详解】图3中胰岛素与蛋白M结合之后，经过细胞内信号转导，引起含GLUT4的囊泡与细胞膜的融合，GLUT4在细胞膜上的分布增加，其作为转运葡萄糖的载体，进而提高了细胞对葡萄糖的转运能力，有利于葡萄糖进入细胞。【小问8详解】A、若体内产生蛋白M抗体，则会导致组织细胞对胰岛素的敏感程度下降，进而引发糖尿病，A正确；B、若体内产生胰岛素抗体，会使胰岛素含量下降，使胰岛素不能有效降低血糖，进而引发糖尿病，B正确；C、若信号转导蛋白缺失，则会影响GLUT4的囊泡与细胞膜的融合，从而影响葡萄糖进入细胞，也会引发糖尿病，C正确；D、若胰高血糖素与其受体结合发生障碍，不能升高血糖，所以不会引发糖尿病，D错误。故选ABC。3.生物工程，长期高血糖可引发血管细胞衰老。科研人员为研究S蛋白在因高血糖引发的血管细胞衰老中的作用，以腺病毒为载体将编码S蛋白的S基因导入血管细胞，实现S蛋白在血管细胞中的大量表达。腺病毒的遗传物质为DNA，其复制需要E1、E2、E3基因共同完成。为将S基因导入腺病毒，科研人员首先构建了含S基因的重组质粒，过程如图1所示。图中PacI、EcoRI、BamHI、PmeI表示相关限制酶的酶切位点。（1）科研人员将S基因用______（具体名称）酶切后，用DNA连接酶连入质粒I，得到重组质粒I（图1甲所示），导入大肠肝菌。用添加______的培养基筛选，对所长出的单菌落提取质粒，通过PCR的方法可鉴定重组质粒I是否插入了S基因。（2）用PrmeI酶切重组质粒I获得DNA片段。将此DNA片段与质粒I（图1乙所示）共同转化BJ细菌。在BJ细菌体内某些酶的作用下，含同源序列的DNA片段（图1甲、乙所示的左臂、右臂）可以发生类似____________的过程，产生重组质粒IT（图1丙所示）。A.基因突变 B.交叉互换 C.自由组合 D.染色体数目变异（3）将含S基因的重组质粒II，用___________（具体名称）酶切后，获得改造后的腺病毒DNA.将其导入A细胞（A细胞含有E3基因，可表达E3蛋白），如图2所示。腺病毒DNA在A细胞内能够________从而产生大量重组腺病毒。（4）综合上述信息，从生物安全性角度分析重组腺病毒载体的优点：_______________。（5）用含S基因的重组腺病毒分别感染正常人及糖尿病患者的血管细胞，使S蛋白在血管细胞中大量表达。提取正常人、糖尿病患者及两者转入S基因后的血管细胞的蛋白，用抗原抗体特异性杂交方法检测I蛋白（一种能促进细胞衰老的蛋白）的表达量，结果如图3所示。实验结果显示2组血管细胞中I蛋白表达量最高，推测S蛋白对高血糖引发的血管细胞衰老的作用及机制是____________________。【答案】（1）①.BamHI和EcoRI②.抗生素（2）B（3）①.PacI②.复制并指导腺病毒外壳蛋白的合成（4）重组腺病毒只能在A细胞中才能够复制，即使侵染其他细胞，也不能复制；重组腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上；腺病毒是人工改造的载体，不含致病基因（5）S蛋白通过降低I蛋白的表达，抑制高血糖引发的血管细胞衰老【解析】【分析】分析图1可知：甲是由S基因和质粒Ⅰ组成的重组质粒Ⅰ，乙为质粒Ⅱ，甲和乙组中的同源区段左臂和右臂进行交换后形成丙重组质粒Ⅱ；分析图2可知：用PacI酶切重组质粒Ⅱ后，将其导入腺病毒，再让成功导入S基因的腺病毒去感染A细胞，经培养后，可得到含S基因的重组腺病毒。【小问1详解】由图甲可知，S基因是用BamHI和EcoRI酶切的，再用DNA连接酶连人质粒I，得到重组质粒Ⅰ；用CaCl2处理可以增加细胞膜的通透性，从而制备感受态细菌。用添加抗生素的培养基筛选，对所长出的单菌落提取质粒，通过设计S基因特异的引物进行PCR的方法可鉴定重组质粒Ⅰ是否插入了S基因。【小问2详解】分析甲和乙可知，它们都有左臂和右臂的基因片段，它们为同源区段，在BJ细菌体内某些酶的作用下，可以发生交叉互换（或“同源重组”），产生丙重组质粒Ⅱ。【小问3详解】分析题图可知，用PacI酶切含S基因的重组质粒Ⅱ，获得了改造后的腺病毒DNA．将其导入A细胞（A细胞含有E3基因，可表达E3蛋白）。腺病毒DNA在A细胞内能够复制并指导腺病毒外壳蛋白的合成，从而产生大量重组腺病毒。小问4详解】综合上述信息，从生物安全性角度分析重组腺病毒载体的优点是：重组腺病毒只能在A细胞中才能够复制，即使侵染其他细胞，也不能复制；重组腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上；腺病毒是人工改造的载体，不含致病基因。【小问5详解】分析实验结果可知，糖尿病患者2组血管细胞中I蛋白表达量最高，推测S蛋白对高血糖引发的血管细胞衰老的作用及机制是S蛋白通过降低I蛋白的表达，抑制高血糖引发的血管细胞衰老。4.神经损伤与修复，氧化应缴是中枢神经系统损伤后产生的继发性损伤之一，过多的活性氧使神经元中高尔基体结构不稳定，表现为长度增加，进而影响其功能。科研人员对相关机制进行了研究。（1）神经元中的高尔基体可对来自内质网的蛋白质进行________________。当神经元受损时，高尔基体还可以形成囊泡，修补神经元的断端细胞膜，这一功能与高尔基体膜具有____的结构特点有关。（2）Src蛋白分布于高尔基体等处，参与细胞内信号转导。科研人员使用H2O2构建氧化应激神经元模型进行相关实验，并在________下观察、测定并统计各组高尔基体的平均长度，结果如图。结果表明____________________。（3）ANLN是分布于高尔基体膜上的蛋白质，其作用是保持高尔基体的结构稳定。科研人员设计了可以特异性干扰ANLN基因表达的RNA片段（ANIi）和无关RNA片段。已知ANLN基因转录的mRNA的部分序列为：5'-GCUCACACU-3'，推测导入大鼠神经元的ANIi相关序列为___________________