2025年上學(xué)期高三生物極端環(huán)境生物適應(yīng)性試題一、選擇題（每題2分，共20分）熱泉生態(tài)系統(tǒng)中，嗜熱菌能在70℃以上環(huán)境中存活的關(guān)鍵機(jī)制是A.細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸比例升高B.細(xì)胞內(nèi)積累大量冰晶蛋白C.熱休克蛋白（HSP）快速修復(fù)變性蛋白質(zhì)D.通過(guò)行為調(diào)節(jié)避開(kāi)高溫時(shí)段南極企鵝皮下脂肪層厚度達(dá)3cm，其主要作用是A.增加浮力便于游泳B.減少熱量散失（熱傳導(dǎo)率僅為水的1/20）C.儲(chǔ)存能量以應(yīng)對(duì)食物短缺D.抵御紫外線(xiàn)輻射深海1000米以下的魚(yú)類(lèi)普遍缺乏swimbladder（魚(yú)鰾），這是對(duì)哪種環(huán)境因子的適應(yīng)？A.黑暗（無(wú)需調(diào)節(jié)浮力）B.高壓（避免魚(yú)鰾破裂）C.低溫（減少能量消耗）D.低氧（降低代謝需求）沙漠植物仙人掌的肉質(zhì)莖和針狀葉體現(xiàn)了哪種適應(yīng)性策略？A.形態(tài)適應(yīng)（減少表面積/體積比以降低蒸騰）B.生理適應(yīng)（CAM光合途徑夜間固定CO?）C.行為適應(yīng)（白天閉合氣孔）D.以上均是極端高輻射環(huán)境（如切爾諾貝利隔離區(qū)）中，某些真菌的生存機(jī)制是A.產(chǎn)生類(lèi)胡蘿卜素吸收紫外線(xiàn)B.細(xì)胞內(nèi)積累Mn2?離子清除自由基C.通過(guò)快速分裂稀釋受損DNAD.形成芽孢進(jìn)入休眠狀態(tài)北極狐夏季換毛為白色，冬季換為灰褐色，這屬于A(yíng).生理適應(yīng)B.行為適應(yīng)C.形態(tài)適應(yīng)D.進(jìn)化適應(yīng)高山墊狀植物（如點(diǎn)地梅）通過(guò)密集生長(zhǎng)形成墊狀結(jié)構(gòu)，其主要功能是A.增強(qiáng)光合作用面積B.形成局部微氣候（溫度較外界高5-8℃）C.提高抗風(fēng)能力D.減少種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)鹽沼中的鹵蟲(chóng)能在鹽度30%的環(huán)境中生存，其體液滲透壓調(diào)節(jié)方式是A.排出體內(nèi)多余鹽分B.積累甘油等有機(jī)小分子維持等滲C.通過(guò)鰓主動(dòng)吸收水分D.皮膚分泌黏液阻隔鹽分進(jìn)入熱休克蛋白（HSP）在生物適應(yīng)高溫中的作用是A.作為分子伴侶幫助蛋白質(zhì)正確折疊B.降低細(xì)胞代謝速率減少產(chǎn)熱C.增強(qiáng)細(xì)胞膜流動(dòng)性D.促進(jìn)水分蒸發(fā)散熱深海熱泉口的管蠕蟲(chóng)與化能合成細(xì)菌共生，該關(guān)系體現(xiàn)了生物對(duì)哪種極端環(huán)境的適應(yīng)？A.高壓B.黑暗（無(wú)光照）C.高硫化氫濃度D.極端溫度波動(dòng)二、非選擇題（共80分）（一）簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）簡(jiǎn)述極地魚(yú)類(lèi)抗凍蛋白的作用機(jī)制，并舉例說(shuō)明其分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。極地魚(yú)類(lèi)（如南極鱈魚(yú)）體內(nèi)合成抗凍蛋白（AFP），通過(guò)與冰晶表面結(jié)合，阻止冰晶生長(zhǎng)和重結(jié)晶。其分子結(jié)構(gòu)具有重復(fù)的氨基酸序列（如丙氨酸-蘇氨酸重復(fù)單元），形成扁平結(jié)構(gòu)與冰晶晶格匹配，降低冰點(diǎn)可達(dá)-2℃。例如，南極銀魚(yú)的AFP由37個(gè)氨基酸組成，含11個(gè)Thr殘基，通過(guò)氫鍵固定水分子，抑制冰晶擴(kuò)展。分析沙漠嚙齒類(lèi)動(dòng)物（如更格盧鼠）的節(jié)水策略（至少列舉3種）。代謝水利用：通過(guò)脂肪代謝產(chǎn)生水分（1g脂肪氧化生成1.1g水），可滿(mǎn)足60%水分需求；高度濃縮尿液：腎臟髓袢加長(zhǎng)，重吸收效率提高，尿滲透壓可達(dá)海水的3倍；行為調(diào)節(jié)：穴居（洞穴濕度較地表高30%）、晨昏活動(dòng)避開(kāi)高溫時(shí)段；糞便干燥：大腸重吸收水分，糞便含水量?jī)H為體重的1%。說(shuō)明極端環(huán)境生物適應(yīng)性研究對(duì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的啟示（以耐輻射微生物為例）。耐輻射球菌（Deinococcusradiodurans）能在5000Gy輻射下存活（人類(lèi)致死劑量?jī)H5Gy），其機(jī)制包括：高效DNA修復(fù)：基因組含4-10個(gè)拷貝，RecA蛋白介導(dǎo)同源重組修復(fù)，24小時(shí)內(nèi)可修復(fù)1000個(gè)雙鏈斷裂；抗氧化系統(tǒng)：Mn2?離子螯合ROS，減少DNA氧化損傷；醫(yī)學(xué)啟示：其DNA修復(fù)酶可用于開(kāi)發(fā)放療保護(hù)藥物，Mn2?復(fù)合物或可延緩衰老相關(guān)的氧化損傷。（二）實(shí)驗(yàn)分析題（20分）背景：某研究團(tuán)隊(duì)在青藏高原海拔5000米處發(fā)現(xiàn)一種新型跳蟲(chóng)（昆蟲(chóng)綱），其體內(nèi)積累大量海藻糖。為探究海藻糖對(duì)低溫適應(yīng)的作用，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：|組別|處理?xiàng)l件|24小時(shí)存活率（%）|體內(nèi)海藻糖含量（mg/g）||------------|-------------------------|-------------------|------------------------||對(duì)照組|25℃，普通飼料|98|1.2||低溫組|5℃，普通飼料|65|4.8||海藻糖組|5℃，飼料添加2%海藻糖|92|7.5|問(wèn)題：該實(shí)驗(yàn)的自變量是__________，因變量是__________。（4分）答案：溫度、海藻糖添加量；存活率、海藻糖含量分析數(shù)據(jù)說(shuō)明海藻糖與低溫適應(yīng)性的關(guān)系，并推測(cè)其作用機(jī)制。（8分）答案：低溫組存活率顯著低于對(duì)照組（65%vs98%），但添加海藻糖后存活率恢復(fù)至92%，且體內(nèi)海藻糖含量隨低溫脅迫升高（4.8mg/gvs1.2mg/g）。機(jī)制可能為：海藻糖作為冷凍保護(hù)劑，與細(xì)胞膜磷脂結(jié)合維持流動(dòng)性，或通過(guò)玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化（Tg=-40℃）減少冰晶形成對(duì)細(xì)胞的機(jī)械損傷。若要進(jìn)一步驗(yàn)證海藻糖的作用，可增設(shè)何種實(shí)驗(yàn)組？（8分）答案：①敲除海藻糖合成酶基因的突變體跳蟲(chóng)在5℃下的存活率；②體外培養(yǎng)細(xì)胞在低溫下添加海藻糖后的細(xì)胞膜完整性檢測(cè)（如FDA/PI染色）。（三）綜合論述題（30分）主題：從分子、細(xì)胞、個(gè)體三個(gè)層次論述生物對(duì)極端干旱環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制，并舉例說(shuō)明跨層次協(xié)同作用。參考答案：1.分子層次：滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累脯氨酸：沙漠植物（如沙棘）葉片中脯氨酸含量可達(dá)100μmol/gFW，通過(guò)羥基與水分子結(jié)合維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；甜菜堿：鹽生植物（如鹽角草）積累甜菜堿，取代水分子與酶結(jié)合，保護(hù)Rubisco等關(guān)鍵酶活性（在水分脅迫下酶活保留率提高40%）。2.細(xì)胞層次：結(jié)構(gòu)與功能優(yōu)化液泡膜H?-ATP酶：通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸將Na?泵入液泡（區(qū)隔化作用），避免細(xì)胞質(zhì)中毒（如鹽生杜氏藻液泡Na?濃度可達(dá)500mM）；細(xì)胞壁加厚：旱生植物（如駱駝刺）細(xì)胞壁木質(zhì)化程度提高，增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度以抵抗脫水收縮。3.個(gè)體層次：整合性適應(yīng)策略深根系統(tǒng)：駱駝刺主根可深達(dá)15米吸收地下水，根冠比（R/T）達(dá)3:1；代謝休眠：多肉植物（如生石花）在干旱期關(guān)閉氣孔，代謝速率降至正常的1/10，通過(guò)儲(chǔ)存的蘋(píng)果酸維持基礎(chǔ)代謝。4.跨層次協(xié)同作用以仙人掌為例：分子層次合成ABA（脫落酸）誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉；細(xì)胞層次通過(guò)液泡儲(chǔ)存水分（含水量達(dá)90%）；個(gè)體層次通過(guò)肉質(zhì)莖（形態(tài)適應(yīng)）和CAM光合途徑（生理適應(yīng)）協(xié)同作用——夜間開(kāi)放氣孔吸收CO?并儲(chǔ)存為蘋(píng)果酸，白天關(guān)閉氣孔減少蒸騰，同時(shí)分解蘋(píng)果酸釋放CO?進(jìn)行光合作用，實(shí)現(xiàn)“水-碳平衡”的最優(yōu)化。試題設(shè)計(jì)說(shuō)明：覆蓋核心知識(shí)點(diǎn)：嚴(yán)格遵循2025年高考大綱要求，涉及必修模塊“穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)”“生態(tài)系統(tǒng)”及選修模塊“生物技術(shù)實(shí)踐”中的極端環(huán)境適應(yīng)內(nèi)容；能力層級(jí)分布：選擇題側(cè)重理解能力（如HSP功能），簡(jiǎn)答題強(qiáng)調(diào)綜合運(yùn)用（如抗凍蛋白機(jī)制），實(shí)驗(yàn)題考查探究能力（海藻糖