2025年高三生物高考深海熱液口生態(tài)系統(tǒng)模擬試題一、選擇題（共7小題，每小題6分，共42分）1．深海熱液口生態(tài)系統(tǒng)中，硫細菌通過氧化硫化物獲取能量，并利用CO?合成有機物。管蠕蟲通過體壁特化的“營養(yǎng)體”結(jié)構(gòu)容納硫細菌，同時將從海水中吸收的硫化氫、氧氣等物質(zhì)輸送給細菌，自身則從硫細菌獲取有機物。下列關于該生態(tài)系統(tǒng)的敘述，錯誤的是（）A．硫細菌與管蠕蟲的種間關系為互利共生B．該系統(tǒng)的能量流動起點是硫化物氧化釋放的化學能C．管蠕蟲體壁細胞通過主動運輸吸收硫化氫D．硫細菌的核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與有機物的合成2．科學家在深海熱液口周圍發(fā)現(xiàn)大量化能合成細菌，其通過氧化H?S、H?等無機物釋放能量，用于固定CO?。下列與該過程相關的敘述，正確的是（）A．化能合成細菌的代謝類型為異養(yǎng)需氧型B．該過程發(fā)生在細菌的葉綠體類囊體薄膜上C．能量轉(zhuǎn)化過程為：無機物中化學能→ATP中活躍化學能→有機物中穩(wěn)定化學能D．該生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)不依賴于大氣圈與海洋的物質(zhì)交換3．深海熱液口環(huán)境具有高溫（300-400℃）、高壓（200-300個大氣壓）、高鹽、無光照等極端條件。下列關于生物適應性特征的分析，錯誤的是（）A．熱液蝦體表覆蓋耐高溫蛋白質(zhì)，其空間結(jié)構(gòu)中氫鍵數(shù)量可能多于淺海生物B．嗜熱古菌的細胞膜中含有長鏈飽和脂肪酸，以增強膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性C．管蠕蟲體內(nèi)共生細菌的酶最適溫度高于陸生細菌，體現(xiàn)了生物對環(huán)境的適應D．熱液口生物的遺傳物質(zhì)DNA中G-C堿基對比例較低，以降低DNA分子的穩(wěn)定性4．某研究團隊對熱液口生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進行定量分析，結(jié)果如下表（單位：kJ/（m2·a））：生物類群同化量呼吸消耗量流向分解者流向下一營養(yǎng)級硫細菌12000500010006000管蠕蟲30001800600600熱液蟹4002408080盲蝦2001204040根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列敘述正確的是（）A．硫細菌到管蠕蟲的能量傳遞效率為25%B．該生態(tài)系統(tǒng)的次級生產(chǎn)量為3000kJ/（m2·a）C．熱液蟹的同化量中，用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為160kJ/（m2·a）D．若盲蝦數(shù)量減少，熱液蟹的種群數(shù)量將呈“J”型增長5．深海熱液口生態(tài)系統(tǒng)中，甲、乙兩種生物的生態(tài)位存在部分重疊。研究發(fā)現(xiàn)，當甲的種群密度增加時，乙的種群數(shù)量會顯著下降。下列關于兩者關系的分析，正確的是（）A．甲、乙的種間關系為捕食，甲是被捕食者B．甲、乙可能競爭相同的硫細菌資源C．甲、乙的生態(tài)位重疊度越高，種間競爭越弱D．兩者的數(shù)量變化關系可用數(shù)學模型N?=N?λ?表示6．熱液口周圍的生物群落隨熱液活動強度變化而演替。當熱液活動減弱時，硫化物供應減少，硫細菌數(shù)量下降，管蠕蟲等生物逐漸被以有機碎屑為食的多毛類動物取代。下列關于該演替過程的敘述，錯誤的是（）A．該演替屬于次生演替，演替起點存在土壤和生物B．演替過程中，群落的物種豐富度先增加后減少C．能量輸入方式由化能合成逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕾嚿蠈雍Ｑ蟮挠袡C物輸入D．演替的方向和速度受環(huán)境因素（如硫化物濃度）的影響7．近年來，深海熱液口生態(tài)系統(tǒng)的研究為生物技術開發(fā)提供了新方向。下列相關應用與生物學原理匹配正確的是（）A．利用熱穩(wěn)定DNA聚合酶擴增DNA——酶的專一性B．從嗜熱菌中提取石油降解酶——生物多樣性的直接價值C．將抗高溫基因?qū)朕r(nóng)作物——基因重組技術D．熱液口細菌產(chǎn)生的抗生素用于醫(yī)療——生物防治二、非選擇題（共4小題，共58分）（一）必考題（共3小題，共43分）8．（12分）深海熱液口是地球上最特殊的生態(tài)系統(tǒng)之一，其能量流動和物質(zhì)循環(huán)具有獨特性。（1）與陸地森林生態(tài)系統(tǒng)相比，熱液口生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入方式不同，主要依賴________（填生理過程），該過程的化學反應式可表示為：。（2）研究發(fā)現(xiàn)，熱液口的硫細菌可分為化能自養(yǎng)型和混合營養(yǎng)型（既能化能合成也能異養(yǎng)）。在硫化物濃度較低時，混合營養(yǎng)型硫細菌的數(shù)量占比上升，其生態(tài)學意義是。（3）熱液口生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)中，碳元素主要以________形式進入生物群落，與大氣圈碳循環(huán)相比，該系統(tǒng)的碳循環(huán)特點是________（答出兩點即可）。9．（15分）熱液口生物對極端環(huán)境的適應機制是進化生物學研究的熱點。（1）熱液蝦的視覺系統(tǒng)能感知熱液口的紅外輻射，其視網(wǎng)膜上的感光蛋白對波長800-900nm的光敏感。從分子水平分析，該蛋白的________決定了其功能特性；從進化角度看，這是________的結(jié)果。（2）某科研團隊對熱液口的兩種管蠕蟲（A和B）進行基因測序，發(fā)現(xiàn)A的mtDNA（線粒體DNA）中含有編碼熱休克蛋白（HSP）的基因，而B中該基因缺失。將兩種管蠕蟲的共生細菌在60℃下培養(yǎng)，A的共生細菌存活率明顯高于B，推測HSP的作用是________。若要驗證該推測，可設計實驗：。（3）熱液口生物的基因組中含有大量重復序列，這些序列的作用可能包括（答出兩點即可）。10．（16分）為探究熱液口生態(tài)系統(tǒng)中硫細菌與管蠕蟲的共生關系，某研究小組進行了以下實驗：實驗一：將管蠕蟲分為兩組，甲組保留體內(nèi)共生硫細菌，乙組去除共生硫細菌。在相同且適宜的條件下培養(yǎng)，定期測定兩組管蠕蟲的生長速率。實驗二：向含有硫細菌的培養(yǎng)液中加入1?C標記的CO?，檢測管蠕蟲體內(nèi)1?C的積累量。（1）實驗一的自變量是________，預期結(jié)果是________，該結(jié)果可說明________。（2）實驗二中，硫細菌通過________過程將1?C標記的CO?轉(zhuǎn)化為有機物，管蠕蟲體內(nèi)積累1?C的途徑是________。若向培養(yǎng)液中加入抑制光合作用的藥物，管蠕蟲體內(nèi)1?C積累量________（填“會”或“不會”）顯著下降，原因是________。（3）進一步研究發(fā)現(xiàn)，管蠕蟲體壁細胞能分泌特殊信號分子，誘導硫細菌合成相關酶。該現(xiàn)象體現(xiàn)了細胞間的________調(diào)節(jié)，這有利于維持兩者的共生關系。（二）選考題（共1小題，共15分。請從給出的兩題中任選一題作答）11．【生物技術實踐】（15分）熱液口嗜熱菌產(chǎn)生的高溫蛋白酶在洗滌劑、食品加工等領域具有應用價值。請回答下列問題：（1）從熱液口沉積物中分離嗜熱菌時，培養(yǎng)基的碳源應選擇________（填“無機碳”或“有機碳”），培養(yǎng)溫度應控制在________（填“37℃”或“60℃”）左右。（2）純化嗜熱菌時，常用的接種方法有________，若要統(tǒng)計活菌數(shù)量，可采用________法，該方法統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比實際活菌數(shù)________。（3）提取高溫蛋白酶后，需測定其活性。該酶的活性可用________表示，測定時需控制的無關變量有________（答出兩點即可）。12．【現(xiàn)代生物科技專題】（15分）熱液口古菌的細胞膜中含有獨特的醚鍵脂質(zhì)，其化學性質(zhì)穩(wěn)定，可用于極端環(huán)境下的生物材料研發(fā)。（1）獲取古菌的醚鍵脂質(zhì)合成基因后，需構(gòu)建基因表達載體，該載體的必備組件包括啟動子、、和標記基因。（2）將目的基因?qū)氪竽c桿菌時，常用________處理細胞，使其處于________態(tài)。若要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄，可采用________技術。（3）通過蛋白質(zhì)工程改造醚鍵脂質(zhì)合成酶，可提高其催化效率。該過程的基本流程是：預期蛋白質(zhì)功能→→推測氨基酸序列→→基因表達→獲得蛋白質(zhì)。三、拓展探究題（共15分）13．熱液口生態(tài)系統(tǒng)被認為是研究生命起源的理想模型，其依據(jù)之一是該環(huán)境與早期地球海洋環(huán)境相似（如高溫、富含還原性氣體）。請結(jié)合所學知識，回答下列問題：（1）從物質(zhì)組成角度分析，熱液口的________（填物質(zhì)名稱）可能為生命起源提供了碳源和能源。（2）現(xiàn)代熱液口生態(tài)系統(tǒng)中，硫細菌的化能合成作用與早期生命的能量代謝方式可能相似，該過程的優(yōu)勢是________。（3）若在其他星球的深海熱液環(huán)境中發(fā)現(xiàn)生命，其遺傳物質(zhì)可能不是DNA，理由是________。（4）為保護熱液口生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，可采取的措施有________（答出兩點即可）。參考答案及解析（此處省略，實際試卷中需附詳細解析）命題說明：1．本試卷以深海熱液口生態(tài)系統(tǒng)為核心情境，整合了必修1（細胞結(jié)構(gòu)、酶）、必修2（進化、遺傳）、必修3