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湖南省长沙市长郡中学2027届高三上学期开学考试
生物学试题答案及解析
1.【答案】A
【解析】血液中钙离子浓度过低会导致肌肉抽搐，奶制品中钙含量较高，是钙的重要来源，A正确；肉类富含蛋白质，水果蔬菜富含维生素等物质，只吃肉不吃水果蔬菜易缺乏维生素等物质，不会造成蛋白质缺乏，B错误；人体没有分解纤维素的酶，纤维素无法被人体消化吸收，不能为人体直接供能，C错误；均衡饮食是指各种营养元素摄入充足、比例适宜，符合人体生命活动的需求，并非比例相同，D错误。
2.【答案】B
【解析】噬菌体侵染细菌后，会劫持细菌的代谢系统用于合成自身的组成成分，细菌自身的DNA复制会被抑制，而非速率加快，A错误；噬菌体增殖过程需要消耗大量宿主细胞的ATP，用于合成自身的核酸、蛋白质等物质，因此细胞内ATP的消耗速率大于合成速率，B正确；细菌属于原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，不存在核孔结构，C错误；细菌为原核生物，不含线粒体这一细胞器，D错误。
3.【答案】D
【解析】由图可知，C单向箭头指向A，A单向箭头指向B，说明A为淋巴（液）、B为血浆、C为组织液。A、B、C分别为淋巴（液）、血浆和组织液，三者均属于细胞外液，细胞外液是细胞与外界环境进行物质交换的媒介，A正确；B为血浆，其中含有气体，在血浆中生活的成熟红细胞进行无氧呼吸，既不消耗氧气也不产生二氧化碳，B正确；细胞外液的渗透压与Na+、Cl-有关，酸碱度与HCO3-、HPO42-等离子有关，C正确；C为组织液，没有血浆蛋白，D错误。
4.【答案】D
【解析】退耕还林、退田还湖可增加植被覆盖率、改善水域生态，恢复生态系统的结构与功能，有利于生态保护，符合题干理念，A不符合题意；从“卖石头”的资源消耗、环境破坏型发展，转为“卖风景”的生态旅游型绿色发展，兼顾了生态保护和经济收益，符合题干理念，B不符合题意；湿地与城市一体化、“海绵城市”建设可发挥湿地的生态调节功能，改善城市生态环境，实现生态保护与城市发展协同，符合题干理念，C不符合题意；“先污染、后治理”以牺牲生态环境为代价换取短期经济增长，会造成不可逆的生态破坏，且后续治理成本极高，违背了生态保护与经济发展协同的要求，不符合题干理念，D符合题意。
5.【答案】A
【解析】主动运输是物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要消耗能量和载体蛋白协助，H+是逆浓度外排至细胞壁，A正确；负反馈调节的作用是抑制或减弱最初发生变化的过程，Pep作用于远端细胞后会促进远端细胞产生更多Pep，属于放大效应的正反馈调节，B错误；若缺失Pep受体，远端细胞无法识别Pep信号，既不能发生细胞壁碱化，也无法启动防御反应，会导致抗病性下降，C错误； 细胞壁碱化是远端细胞启动防御反应的前提，阻断远端细胞壁碱化会抑制远端组织的防御反应，D错误。
6.【答案】B
【解析】正反交实验得到的子代表型不同，是因为胚乳由受精极核发育而来，受精极核的形成与亲本的母本提供的极核和父本提供的精子有关，并非伴性遗传，A错误；小麦种子颜色与胚乳细胞中B基因的数量有关，由题意可知，深蓝粒胚乳基因型为BBB，胚由受精卵发育而来，基因型为BB，B正确；若小麦种子胚细胞的基因型为Bb，胚乳细胞的基因型可能是BBb或Bbb，因B基因的数量不同，所以其粒色不一定是浅蓝色，C错误；浅蓝与中蓝的胚基因型均为Bb，正反交所结种子颜色及比例相同，D错误。
7.【答案】C
【解析】题干信息提到侧芽IAA占优势时表现为顶端优势，CTK占优势时可促进侧芽生长，说明顶端优势可体现出IAA的作用与IAA的浓度有关，利用适宜浓度的CTK可解除顶端优势，A、B正确；由题干信息可知，在侧芽附近IAA浓度降低之前，侧芽就已经开始生长，所以打顶后侧芽附近IAA浓度的降低不是其生长的起始信号，C错误；蔗糖属于糖类物质，打顶后存在蔗糖转移至侧芽的现象，说明顶端优势的解除与糖类物质有关，D正确。
8.【答案】B
【解析】种间竞争不只是争夺食物，还包括争夺生存空间、栖息场所、阳光、水分、无机盐等资源。即使食物不同，若生活在同一区域，也会因争夺其他资源而产生竞争，A正确；捕食曲线的特征是“猎物先变，捕食者后变”，故A是被捕食者，B错误；非洲狮和斑鬣狗属于种间竞争关系（争夺食物、生存空间），两者势均力敌，呈现“此消彼长”的波动，与图②的曲线形态一致，C正确；互利共生的典型特征是：两种生物数量变化同步，同增同减，曲线表现为“同步波动”，与图③的形态完全一致，D正确。
9.【答案】D
【解析】菌株扩大培养需要快速获得大量菌体，应使用液体培养基，固体培养基常用于菌种分离、纯化和保藏，A错误；发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵，需严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件，培养基和设备灭菌是发酵前的准备工作，B错误；抗生素会抑制高产蛋白酶的嗜冷菌株生长繁殖，不能添加到发酵液中，C错误；发酵工程的产品若是代谢物，需采取适当的提取、分离和纯化措施，才能获得纯净的海鲜调味品，D正确。
10.【答案】D
【解析】胰腺分为外分泌部和内分泌部，外分泌部分泌的胰液通过导管进入消化道参与消化，内分泌部（胰岛）分泌的胰岛素、胰高血糖素等激素直接进入内环境，不会进入消化道，A错误；斯塔林和贝利斯的实验仅证明胰液分泌存在体液调节（促胰液素调节），没有证明不受神经调节，实际上胰腺分泌胰液同时受神经调节和体液调节，并非只受体液调节，B错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的程序性死亡，对机体有利；急性胰腺炎导致的胰腺细胞死亡是外界病理性损伤引起的细胞坏死，不属于细胞凋亡，C错误；癌症的发生是原癌基因和抑癌基因突变累积的结果，遗传易感性因素、不良饮食习惯、长期吸烟（含多种化学致癌因子）均会提高胰腺癌的发病风险，D正确。
11.【答案】D
【解析】功能冗余是物种间生态功能相似，本质是生态位的部分重叠，根据竞争排除原理，生态位完全重叠的物种无法长期共存，A错误；甲组去除1个优势功能群后生产力可快速恢复，乙组去除3个后生产力长期处于低位，说明功能冗余度越高，群落的抵抗力稳定性和恢复力稳定性均更高，功能冗余度与二者均呈正相关，B错误；引入外来物种后，其可能因缺少天敌、竞争力强等引发生物入侵，大概率会改变原有群落的结构，C错误；功能冗余是不同物种在长期自然选择中发生协同进化、产生相似生态功能的结果，当部分物种因干扰消失时，功能相似的物种可实现功能替代，有效降低群落功能崩溃的风险，D正确。
12.【答案】C
【解析】卵母细胞需培养到MⅡ期（减数第二次分裂中期），去核后与体细胞融合，A错误；由图可知，相同电场强度下，融合率、激活率、卵裂率的数值不同（如 140 V/mm 时三者数值有差异），说明影响结果不同，B错误；140 V/mm 电场强度下的融合率高于150 V/mm时的融合率，因此140 V/mm 更有利于细胞融合，C 正确；核移植技术目前成功率仍较低，理论和技术尚需完善，D 错误。
13.【答案】AC
【解析】无氧呼吸产生酒精和产生乳酸的过程中，只有第一阶段会生成ATP，两个过程的第一阶段完全相同，因此每分子葡萄糖经两种无氧呼吸产生的ATP量相等，A错误；PDC是乙醇发酵的关键酶，根据表格结果：耐涝品种PDC在4h后就显著升高，敏感品种PDC在8h后才轻度升高，说明耐涝品种更早激活PDC，更早将代谢途径转向乙醇生成，缓解了乳酸积累，B正确；从表格规律可推知：耐涝品种乳酸先升高到峰值，随后LDH活性下降、PDC活性升高，说明乳酸积累会诱导PDC活性升高，促进代谢途径从乳酸发酵转向乙醇发酵。因此用外源乳酸处理耐涝品种根细胞，会促进PDC活性，加速代谢途径转换，C错误；乳酸过度积累会降低细胞质pH，耐涝品种通过代谢转换减少乳酸积累，避免pH过度下降，有利于维持细胞质pH的相对稳定，D正确；
14.【答案】BC
【解析】题意分析，基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花，基因型为aaB_I_表现为红色，_ _ _ _ii表现为白色。杂交组合一中F2的性状分离比为紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4，为9∶3∶3∶1的变式，说明相关的两对等位基因的遗传符合基因自由组合定律，同理根据乙、丙杂交结果，也说明相关的等位基因的遗传符合基因自由组合定律。根据F2中性状表现确定亲本甲、乙和丙的基因型依次为AAbbII、AABBii，aaBBII。
当植株是白花时候，其基因型为_ _ _ _ii，与只含隐性基因的植株与F2测交仍然是白花，无法鉴别它的具体的基因型，A错误；甲×乙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AABbIi：AABBIi：AABbII：AABBII=4：2：2：1。乙×丙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AaBBIi：AABBIi：AaBBII：AABBII=4：2：2：1。其中II：Ii=1：2所以白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4=1/6，B正确；若某植株自交子代中白花植株占比为1/4，则亲本为（_ _ _ _Ii），则该植株可能的基因型最多有9种（3×3），C正确；由于题中不能说明相关基因A/a和B/b是否在同一对同源染色体上，则可分为两种情况，第一种情况，当三对等位基因分别位于三对同源染色体上，甲与丙杂交所得F1的基因型为AaBbII，其自交的子二代的表现型比为紫红色(A_B_II):靛蓝色花(A_bbII):红色(aaB_II):蓝色(aabblI)=9:3:3:1；第二种情况，当A/a和B/b两对等位基因位于一对染色体上时，子二代的表现型比为紫红色(A aBbII)：靛蓝色花(AAbbII)：红色(aaBBII)=2：1：1，D错误。
15.【答案】ACD
【解析】胰岛素能促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖，冬眠组林蛙胰岛素浓度显著降低，可减少组织细胞对葡萄糖的摄取和利用，减少能量消耗，适应冬眠期低代谢的状态，A正确；冬眠3个月组林蛙血糖浓度虽降至最低，但仍维持在一定水平，说明肝糖原的分解和非糖物质的转化仍在进行，并未完全停止，只是转化速率与葡萄糖消耗速率达到了低水平的平衡，B错误；本实验中，常温对照组不进行冬眠处理，属于空白对照；不同冬眠时长的实验组之间可相互对比，属于相互对照，符合实验对照设计的原则，C正确；胰岛素是血糖调节的核心激素，增设冬眠林蛙注射胰岛素的实验组，检测血糖变化，可进一步探究胰岛素在冬眠林蛙血糖调节中的作用机制，实验设计合理，D正确。
16.【答案】ABC
【解析】5H4、7D11均是可与Feld蛋白特异性结合的单克隆抗体，制备单克隆抗体时需要用目标抗原（Feld蛋白）免疫小鼠，才能获得能分泌对应抗体的浆细胞，A正确；该试纸的检测过程依赖Feld蛋白与5H4、7D11的特异性结合，以及5H4与抗5H4抗体的特异性结合，原理是抗原和抗体的特异性结合，B正确；若样本中无Feld蛋白，金标5H4无法结合Feld形成复合物，流至T线时不能被固定的7D11捕获，T线不显色；多余的金标5H4继续流至C线，可与抗5H4抗体结合使C线显色，C正确；5H4和7D11与Feld蛋白的结合位点不同，若将金标5H4替换为金标7D11，即使样本中存在Feld蛋白，金标7D11结合Feld的7D11结合位点后，T线固定的7D11没有可结合的位点，也会出现T线不显色的情况，因此无法通过T线不显色判断样本中无Feld蛋白，D错误。
17.【答案】
（1）PSⅡ H2O NADP+PSI和PSⅡ
（2）运输H+和催化ATP的合成 细胞质基质和线粒体 、细胞质基质和细胞膜
（3）显著下降
（4）从蓝色变绿色再变黄色
【解析】
（1）光系统涉及两个反应中心：光系统Ⅱ（PSⅡ）和光系统Ⅰ（PSⅠ）。PSⅡ光解水，PSI还原NADP+。O2是水光解的产物，需要的光能是通过PSⅡ直接吸收利用的，光系统II的色素吸收光能以后，能产生高能电子，并将高能电子传送到电子传递体PQ，传递到PQ上的高能电子依次传递给Cytbf、PC。光系统I吸收光能后，通过PC传递的电子与H+、NADP+在类囊体薄膜上结合形成NADPH。光反应过程中，最初提供电子的物质是H2O，最终接受电子的是NADP+，在光系统Ⅰ发生的物质变化是NADP++H++2e-→NADPH ，NADPH和ATP中都有化学能，NADPH中的化学能来自PSⅠ和PSⅡ吸收和转换的光能。
（2）由图可知，ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，利用类囊体薄膜两侧的H+浓度差，类囊体膜上的ATP合成酶合成了ATP，因此ATP合成酶的作用有运输H+和催化ATP的合成，ATP合成酶能合成ATP，生物体中光合作用和细胞呼吸能产生ATP，故酵母菌（真核生物）中ATP合成酶分布在细胞质基质、线粒体，硝化细菌（原核生物）中ATP合成酶分布在细胞质基质和细胞膜。
（3）水光解产生H+，使类囊体腔内H+浓度升高，H+顺浓度梯度运输到类囊体腔外，而H+在类囊体薄膜上与NADP+结合形成NADPH使类囊体腔外H+浓度降低，同时还可以通过PQ运回到类囊体腔内，这样就保持了类囊体薄膜两侧的H+浓度差，ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，利用类囊体薄膜两侧的H+浓度差，类囊体膜上的ATP合成酶合成了ATP，因此若某种农药与PQ竞争限制了电子传递的速率，则用该农药处理破坏内外膜的叶绿体，会导致ATP的含量显著下降。
（4）细胞呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝（水）溶液从蓝色变绿色再变黄色。
18.【答案】
（1）易饲养、 繁殖快、子代数量多、具有易于区分的相对性状、 染色体数目少、遗传背景清晰
（2）C
（3）ffXDY 15/16
（4）线粒体 D1基因的mRNA起始密码子后移，使表达产物缺失定位序列，导致该蛋白无法转运到线粒体中起作用
【解析】
（1）果蝇作为遗传学实验材料的优点有易饲养、繁殖快、子代数量多、具有易于区分的相对性状、染色体数目少、遗传背景清晰。
（2）要验证D基因导入X染色体，可选择♀野生型×♂乙，若D基因在X染色体上，♂乙（XDY）与野生型♀（XdXd）杂交，子代雌性（XDXd）会表达D基因，雄性（XdY）不表达，若在常染色体上则子代雌雄都会表达，C正确，ABD错误。
（3）与野生型果蝇相比，甲品系果蝇的运动能力大幅下降，甲品系基因型为ffXdY（F基因突变），由小问2可知，乙品系的基因型为FFXDXD（D基因纯合在X染色体上），P：♂甲（ffXdY）×♀乙（FFXDXD）→ F1的基因型为FfXDXd、FfXDY，F1雌雄杂交，F2雄果蝇中需要筛选出ffXDY的个体，若这些果蝇运动能力和野生型（FFXdY）相当，说明D基因可替代F基因功能，F基因正常（F-）或有D基因（XDY、XDX-）都正常，甲品系ff运动能力差，只有ffXdY（无D基因）才会运动能力差，F1中FfXDXd×FfXDY，F-占3/4，ff占1/4，雄果蝇XDY（1/2）、XdY（1/2），雌果蝇都为XDX-，运动能力差的只有ffXdY，比例为1/4×1/2×1/2=1/16，所以运动能力正常的比例为1-1/16=15/16。
（4）①由图3可知，D基因编码的蛋白质与红色荧光（标记线粒体）的重叠程度高，所以D基因编码的蛋白质运输到线粒体中起作用。②研究发现，若用D1替代D基因开展实验，无法恢复甲的运动能力，对比D基因和D1基因的mRNA序列，可能原因是D1基因的mRNA起始密码子后移，使表达产物缺失定位序列，导致该蛋白无法转运到线粒体中起作用。
19.【答案】
（1）下丘脑 表观遗传
（2）B组与C组的血清KLK14含量 给皮肤KLK14基因敲除（KO）小鼠进行热应激处理，同时注射KLK14蛋白，检测L型星形胶质细胞的占比
（3）抑制、抑制
（4）神经-体液 抑制KLK14蛋白的活性（或阻断KLK14进入脑组织/阻断GABA对OXT神经元的抑制作用）
【解析】
（1）小鼠的体温调节中枢位于下丘脑；表观遗传是指DNA碱基序列不改变，仅通过甲基化等化学修饰改变基因表达，产生可遗传的性状改变，基因去甲基化形成持久“热记忆”的现象属于表观遗传。
（2）据题图1信息可知，同为热应激处理，野生型B组和皮肤KLK14敲除的C组相比，血清KLK14含量显著更高，说明热应激引起的KLK14增多主要来源于皮肤。要进一步验证KLK14促进L型星形胶质细胞增多，需要在敲除KLK14的基础上补充KLK14，因此增设实验组为：对皮肤KLK14敲除小鼠做热应激处理，同时注射KLK14蛋白，检测L型星形胶质细胞占比。
（3）据题干信息可知，热应激短期效应是降低体温，需要增加皮肤散热，因此支配皮肤血管的交感神经被抑制，使血管舒张、散热增加；OXT神经元可激活支配脂肪组织的交感神经，而热应激促进L型星形胶质细胞释放GABA递质，抑制邻近OXT神经元活动，因此支配脂肪组织的交感神经被抑制，脂肪代谢减慢、脂肪积累，最终体重增加，符合长期效应。
（4）据题干信息可知，机体对热应激长期效应的调节通路既有神经系统（神经中枢、传入、传出神经）参与，又有KLK14蛋白通过体液运输发挥作用，因此属于神经-体液调节。基于上述调节通路可知，短期降温通路不依赖KLK14通路，因此仅阻断KLK14通路的任意环节，即可干预长期效应，同时不影响热应激的短期体温调节效应，故干预策略为抑制KLK14蛋白的活性（或阻断KLK14进入脑组织/阻断GABA对OXT神经元的抑制作用）。
20.【答案】
（1）不一定相同 黑光灯诱捕法
（2）Ⅲ封山幼林林下植被更丰富，群落垂直结构更复杂，可充分利用不同强度的光能，提高了光能利用率
（3）消费者 Ⅲ的物种丰富度更高，营养结构更复杂，抵抗力稳定性更强，且捕食类群、蜘蛛类群等害虫天敌的种类和数量更多，可有效控制害虫种群规模
（4）Ⅳ为多层次复层林，植物种间竞争导致可供昆虫取食的植物资源减少；同时昆虫的种间竞争加剧，且捕食、寄生等天敌对昆虫的调控作用更强，竞争力弱的昆虫被淘汰
【解析】
（1）物种丰富度仅表示群落内物种的数目，丰富度相同的两个群落，物种的具体种类可能存在差异，因此物种组成不一定相同。趋光性昆虫可利用其趋光特性，采用黑光灯诱捕法开展种群调查。
（2）对比两类林分的特点：Ⅰ未封幼林放牧严重，林下植被稀少，群落垂直结构简单；而Ⅲ封山幼林林下植被丰富，群落垂直结构更复杂，可充分利用不同强度的光能，提高了光能利用率。
（3）寄生类群吸食植物活组织的汁液，从活的宿主获取有机物，属于生态系统的消费者。相比林分Ⅱ，Ⅲ的生物种类更多，营养结构更复杂，生态系统自我调节能力更强，抵抗力稳定性更强，且捕食类群、蜘蛛类群等害虫天敌的种类和数量更多，可有效控制害虫种群规模，因此很少爆发虫害。
（4）从种间关系的角度分析：Ⅳ是多层次复层林，植物之间竞争光照、养分等资源，会导致部分昆虫喜食的植物种类和数量减少；同时昆虫之间竞争食物、栖息空间的强度更高，加上捕食、寄生类群的捕食压力，很多竞争力弱的昆虫被淘汰，因此昆虫的种类和数量相比Ⅲ大量减少。
21.【答案】
（1）在富含卡拉胶的环境中，存在能够分解卡拉胶的微生物的可能性较大
（2）BamH I Spe I和Xba I切割后产生的粘性末端序列相同，二者连接后原限制酶的识别序列被破坏，无法再被原酶切割；SmaⅠ和EcoRV都切割产生平末端，连接后原识别序列被破坏，也无法被原酶切割
（3）使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 卡拉胶 四环素
（4）44该位点的氨基酸空间上离半胱氨酸更近，容易形成二硫键，而且保守度低，替换后对酶功能的影响较小
【解析】
（1）卡拉胶是一类源于海洋红藻的大分子多糖，可被某些细菌降解为具有多种应用前景的卡拉胶寡糖。由于在富含卡拉胶的环境中，存在能够分解卡拉胶的微生物的可能性较大，因此可选择海藻和海泥作为样本筛选卡拉胶降解菌。
（2）E.coliDNA连接酶连接平末端的效率低，因此切割质粒和目的基因时不能选择切成平末端的限制酶，即不能选择EcoRV酶和Sma I酶，而Spe I酶与Xba I酶切割后的黏性末端相同，若选择Spe I酶与Xba I酶切割，会出现质粒和目的基因的自连、甚至目的基因倒接，因此切割质粒时Spe I酶与XbaⅠ酶中只能选择一个，而另一个限制酶需要选择BamHⅠ酶，又由于转录的方向是由启动子→终止子，且mRNA形成的方向是5’→3’，且mRNA与DNA的模板链方向相反，因此基因模板链的3’应靠近启动子，故为保证连接准确性和效率，cg转录模板链的5'端最好含有BamH I酶切位点。Spe I和Xba I切割后产生的粘性末端序列相同，二者连接后原限制酶的识别序列被破坏，无法再被原酶切割；SmaⅠ和EcoRV都切割产生平末端，连接后原识别序列被破坏，也无法被原酶切割，因此这两组会得到大小符合预期但无法切割的重组质粒。
（3）为将构建好的表达载体转入大肠杆菌，需要先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，便于重组DNA进入受体细胞。由于具有高活性卡拉胶酶（CG）的菌种可分解卡拉胶，使其菌落周围形成透明圈，且重组质粒上含有四环素抗性基因，因此导入目的基因的大肠杆菌可接种在含卡拉胶和四环素的培养基中培养一段时间后，根据菌落周围有无水解透明圈筛选目的菌株。
（4）据图可知，虚线长度代表氨基酸间的空间距离，由于第44位点的氨基酸空间上离半胱氨酸更近，容易形成二硫键，而且保守度低，替换后对酶功能的影响较小，因此选择第44位的氨基酸替换成半胱氨酸最合适。
