2021年高考全国乙卷理综生物试题及答案解析

1.果蝇体细胞含有 8 条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝的叙述，错误的是（    ）

A. 在间期，DNA 进行半保留复制，形成 16 个 DNA 分子

B. 在前期，每条染色体由 2 条染色单体组成，含 2 个 DNA 分子

C. 在中期，8 条染色体的着丝点排列在赤道板上，易于观察染色体

D. 在后期，成对的同源染色体分开，细胞中有 16 条染色体

2.选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述，错误的是（    ）

A. 鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色

B. 观察根尖细胞有丝中期的染色体，可用龙胆紫溶液使其着色

C. 观察 RNA 在细胞中分布的实验中，盐酸处理可改变细胞膜的通透性

D. 观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮

3.植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是（    ）

A. 根系吸收的水有利于植物保持固有姿态

B. 结合水是植物细胞结构的重要组成成分

C. 细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水

D. 自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动

4.在神经调节过程中，兴奋会在神经纤维上传导和神经元之间传递。下列有关叙述错误的是（   ）

A. 兴奋从神经元的细胞体传导至突触前膜，会引起 Na+外流

B. 突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放乙酰胆碱

C. 乙酰胆碱是一种神经递质，在突触间隙中经扩散到达突触后膜

D. 乙酰胆碱与突触后膜受体结合，引起突触后膜电位变化

5.在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的 R 型活细菌与被加热杀死的 S 型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的 S 型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（   ）

A. 与 R 型菌相比，S 型菌的毒性可能与荚膜多糖有关

B. S 型菌的 DNA 能够进入 R 型菌细胞指导蛋白质的合成

C. 加热杀死 S 型菌使其蛋白质功能丧失而 DNA 功能可能不受影响

D.  将 S 型菌的 DNA 经 DNA 酶处理后与 R 型菌混合，可以得到 S 型菌

6.某种二倍体植物的 n 个不同性状由 n 对遗传的基因控制（杂合子表现显性性状）。已知植株 A 的 n对基因均杂合。理论上，下列说法错误的是（  ）

A. 植株 A 的测交子代会出现 2n 种不同表现型的个体

B. n越大，植株 A 测交子代中不同表现型个体数目彼此之间的差异越大

C. 植株 A 测交子代中 n对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等

D. n ≥2 时，植株 A 的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子的个体数

7.生活在干旱地区的一些植物 (如植物甲)具有特殊的 CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收  CO2，吸收的 CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的  CO2可用于光合作用。回答下列问题：   

（1）白天叶肉细胞产生 ATP 的场所有_____________________。光合作用所需的 CO2来源于苹果酸脱羧和 _______释放的 CO2。 

（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止___________，又能保证 ______________________正常进行。

（3）若以 pH 作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的 CO2固定方式。（简要写出实验思路和预期结果）

8.在自然界中，竞争是一个非常普遍的现象。回答下列问题：

（1）竞争排斥原理是指在一个稳定的环境中，两个或两个以上受资源的，但具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起。为了验证竞争排斥原理，某同学选用双小核草履虫和大草履虫为材料进行实验，选择动物所遵循的原则是_______________________________。该实验中需要将两种草履虫放在资源____________________________________（填“有限的”或“无限的”）环境中混合培养。当实验出现 ______________________的结果时即可证实竞争排斥原理。

（2）研究发现，以同一棵树上的种子为食物的两种雀科鸟原来存在竞争关系，经进化后通过分别取食大小不同的种子而能长期共存。若仅从取食的角度分析，两种鸟除了因取食的种子大小不同而共存，还可因取食的________________________________________________________________（答出 1 点即可）不同而共存。

（3）根据上述实验和研究，关于生物种间竞争的结果可得出的结论是_______________________________________。

9.哺乳动物细胞之间的信息交流是其生命活动所必需的。请参照表中内容，围绕细胞间的信息交流完成下表，以体现激素和靶器官(或靶细胞)响应之间的对应关系。

内分泌腺或 

（1）请用灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇为实验材料，设计杂交实验以获得黄体雌果蝇。（要求：用遗传图解表示杂交过程。）

（2）若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇（XAYBB）作为亲本杂交得到 F1，F1相互交配得 F2 ，则 F2中灰体长翅 :灰体残翅:黄体长翅:黄体残翅=______________________，F2中灰体长翅雌蝇出现的概率为 ______________________。

11.工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。

（1）米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的________________可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供________。

（2）米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的_________________、_________能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和_______________。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于_____________________________（填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”）微生物。

（3）在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于________________________ （填“真核生物”或“原核生物”）；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是________，在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是________________（答出 1 点即可）。

12.用 DNA 重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中 4 种性核酸内切酶的切割位点如图所示。

回答下列问题：

（1）常用的 DNA 连接酶有 E.coli  DNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶。上图中_______酶切割后的 DNA 片段可以用E.coli  DNA 连接酶连接。上图中__________________________________酶切割后的DNA 片段可以用T4 DNA连接酶连接。

（2）DNA 连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是__________________。

（3）DNA 重组技术中所用的质粒载体具有一些特征。如质粒 DNA 分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能__________________；质粒 DNA 分子上有______________________________________，便于外源 DNA 插入；质粒 DNA 分子上有标记基因（如某种抗生素抗性基因），利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是______________________________________________________________。

（4）表达载体含有启动子，启动子是指__________________________________________________________。

答案解析

1.【答案】D

【解析】

【分析】

本题主要考查有丝过程中的物质变化规律，涉及DNA分子复制的过程、染色体行为变化等，属于理解应用层次，难度不大。

【解答】

A．有丝的间期，进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，DNA的复制方式为半保留复制，又果蝇体细胞含染色体，即含8个DNA分子，经过间期的复制，DNA含量加倍，为16个，A正确；

B．有丝的间期，染色体复制，由染色质丝变为染色体，即一条染色体含两条姐妹染色单体，含2个DNA分子，B正确；

C．有丝的中期，染色体整齐的排列在赤道板上，此时染色体形态和数目最为清晰，因此易于观察，且染色体数目未加倍，为，C正确；

D．有丝的后期，着丝点，姐妹染色单体分离，染色体数目暂时加倍为16条，细胞的每一级都含有同源染色体存在，D错误。

故选D。

2.【答案】A

【解析】

【分析】

本题考查课本基础实验的实验试剂，意在考查学生对实验试剂相关知识的识记理解能力。

【解答】

A.由于活细胞膜结构的完整性，排斥台盼蓝摄入而无法被染料染色；由于死细胞膜结构的破坏，可以摄入台盼蓝，被染上蓝色，A错误；

B.染色体易被碱性染料如龙胆紫、醋酸洋红染色，B正确；

C.在观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中，用8%的盐酸改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合，C正确；

D.在观察植物细胞的吸水和失水实验中，选用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶外表皮，D正确。

故选A。

3.【答案】C

【解析】

【分析】

本题考查水的存在形式、作用及水与细胞代谢的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。

【解答】

A.根系吸收的水通过蒸腾作用向上运输，水可以保持的形态，有利于植物保持固有姿态，A正确；

B.结合水是构成细胞和生物体结构的重要组成部分，所以结合水是植物细胞结构的重要组成成分正确，B正确；

C.细胞的有氧呼吸过程在第二阶段线粒体基质中消耗水，第三阶段在线粒体内膜上产生水，C错误；

D.细胞内的水以自由水和结合水两种形式存在，细胞中自由水的比例越小，细胞代谢越弱，其抗逆能力越强，反之相反。自由水和结合水的比值改变会影响细胞的代谢活动，D正确。

故选C。

4.【答案】A

【解析】

【分析】

本题主要考查神经调节知识，掌握兴奋在神经元上的传导和在神经元之间的传递的过程是解题关键。

【解答】

A、神经元受刺激后，Na+内流，膜两侧的电位表现为内正外负，A错误；

B、突触前神经元兴奋可引起突触前膜释放神经递质——乙酰胆碱，B正确；

C、乙酰胆碱是一种神经递质，在突触间隙中经扩散到达突触后膜，C正确；

D、乙酰胆碱与突触后膜受体结合，引起突触后膜电位变化，D正确。

​​​​​​​故选A。

5.【答案】D

【解析】

【分析】

本题考查学生对肺炎双球菌转化实验及肺炎双球菌的结构特点的理解，考查学生的识记理解能力，解题关键在于理解转化原理和S型菌毒性的与荚膜结构特点有关。

【解答】

A、S 型菌相比R型菌，具有有毒的多糖外荚膜，A正确；

B、R型菌能转化成S 型菌，关键就在于S型菌的 DNA，其能够进入 R 型菌细胞指导蛋白质的合成，B正确；

C、加热杀死 S 型菌使其蛋白质功能丧失，而 DNA 功能可能不受影响，C正确；

D、 将 S 型菌的 DNA 经 DNA 酶处理后，DNA被分解，与 R 型菌混合，得不到 S 型菌，D错误。

故选D。

6.【答案】B

【解析】

【分析】

本题主要考查遗传规律，考查学生能否形成以孟德尔遗传规律为基础，从特殊推导到一般的科学思维过程。

【解答】

A. n 个不同性状由n 对遗传的基因控制，一对性状的测交子代有2种表现型，则n 对性状的测交子代有2n 种表现型，故A项说法正确。

B. n 个不同性状由n 对遗传的基因控制，植株A测交子代中不同表现型个体数目比例均符合测交比例，故B项说法错误。

C.植株A测交子代中n 对基因均杂合的个体数和纯合子的个体数相等，故C项说法正确。

D. n =2时，测交子代基因型比例是1:1:1:1，其中纯合子占据1/4，纯合子所含比例为1/2n，随着n 的增大，测交子代纯合子所占比例越来越小，故D项说法正确。

故选B。

7.【答案】（1）叶绿体、线粒体、细胞质基质；呼吸作用 

（2）白天由于植物蒸腾作用过强导致的水分散失，植物光合作用 

（3）实验思路：选取健康的植株甲在干旱的环境条件下培养，且其它环境条件适宜。在相同时间内测定植株甲白天和晚上液泡内的pH值，在上述条件下，重复实验三次，记录实验结果。 

预期结果：若植株甲白天液泡内的pH值高于夜间植株液泡内的pH值，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO２固定方式。

【解析】

【分析】 

本题考查光合作用的有关知识，意在考查考生分析问题、解决问题的能力 

【解答】 

（1）白天叶肉细胞既进行光合作用也进行呼吸作用，光合作用产生ATP的场所是叶绿体，呼吸作用产生ATP的产所有细胞质基质和线粒体，所以白天叶肉细胞产生ATP的产所有叶绿体、线粒体、细胞质基质。分析题干可知，植物在夜晚将CO2转化成苹果酸储存在液泡中，等到了白天再释放出来，白天可以依靠苹果酸分解释放CO2进行光合作用，当然也可以利用自身呼吸作用释放的二氧化碳来进行光合作用。 

（2）白天炎热干旱环境下，植物关闭气孔可降低植株的蒸腾作用，从而防止水分的散失，又因为植株甲可利用夜间产生的CO2，所以植株甲在白天可进行正常的光合作用。 

（3）由题干知，植株甲晚上气孔打开吸收CO2生成苹果酸并储存在液泡中，白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸释放 CO2可用于光合作用。因此植株甲在晚上液泡中CO2浓度高，白天液泡中CO2浓度低，因此植株甲在白天液泡内的PH值高于夜间植株液泡内的pH值。故可通过分别测定植株甲白天晚上液泡内的pH值来判定植物甲在干旱环境中是否存在这种特殊的CO2固定方式。为了减小实验误差，使实验结果更准确，可做重复实验。

8.【答案】（1）两种草履虫的生理状况相似且数量相同；有限的；一种草履虫数量明显增多，然后在一段时间内稳定在某一水平，另一种草履虫数量先增加后减少，直至消失

（2）取食的种子成熟程度（或时间或部位）

（3）相同环境下的两个不同物种不能长期共存，它们之间因为竞争激烈，最终导致生活习性不同

【解析】

【分析】

本题考查种间关系—竞争，创设种间竞争现象分析和预测的问题情境，意在考查学生依据题干信息解决科学探究问题的能力。

【解答】

（1）为了验证竞争排斥原理，某同学进行实验时选择动物所遵循的原则是两种草履虫的生理状况相似且数量相同。根据题干给出的竞争排斥原理的概念可得出该实验中需要将两种草履虫放在资源有限的环境中混合培养。当实验出现一种草履虫数量明显增多，然后在一段时间内稳定在某一水平，另一种草履虫数量先增加后减少，直至消失的结果时即可证实竞争排斥原理。

（2）若仅从取食的角度分析，以同一棵树上的种子为食物的两种雀科鸟两种鸟除了因取食的种子大小不同而共存，还可因取食的种子成熟程度（或时间或部位）不同而共存。

（3）根据上述实验和研究，关于生物种间竞争的结果可得出的结论是相同环境下的两个不同物种不能长期共存，它们之间因为竞争激烈，最终导致生活习性不同。

故答案为：

（1）两种草履虫的生理状况相似且数量相同；有限的；一种草履虫数量明显增多，然后在一段时间内稳定在某一水平，另一种草履虫数量先增加后减少，直至消失

（2）取食的种子成熟程度（或时间或部位）

（3）相同环境下的两个不同物种不能长期共存，它们之间因为竞争激烈，最终导致生活习性不同

9.【答案】（1）胰岛素

（2）促甲状腺激素

（3）体液

（4）心脏

（5）促进甲状腺激素的合成和分泌

【解析】

【分析】

本题主要考查人体内主要内分泌腺及其分泌激素作用的综合考查，属于理解应用层次，难度不大。

【解答】

（1）胰岛B细胞分泌胰岛素，是人体内唯一具有降低血糖功能的激素；

（2）依据题干可知，垂体分泌此种激素作用的靶器官是甲状腺，因此为促甲状腺激素，促甲状腺激素的生理作用是促进甲状腺激素的合成和分泌；

（3）激素调节的作用特点之一是通过体液运输到相应的靶细胞和靶器官；

（4）依据题干可知，肾上腺分泌的肾上腺激素，靶器官或靶细胞的响应结果是心率加快，经分析可知肾上腺激素作用的靶器官为心脏。

（5）促甲状腺激素可以促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素。

故答案为：

（1）胰岛素

（2）促甲状腺激素

（3）体液

（4）心脏

（5）促进甲状腺激素的合成和分泌

10.【答案】(1)

(2) )3:1:3:1 ;  3/16

【解析】

【分析】

本题考查孟德尔遗传定律的应用，意在考查学生的理解能力、实验探究能力和创新能力。

【解析】

（1）有题目信息可知，实验材料灰体纯合子雌果蝇的基因型为XAXA，黄体雄果蝇的基因型为XaY，二者杂交后代为灰体雌果蝇（基因型为XAXa）和灰体雄果蝇（基因型为XAY），最终需要获得黄体雌果蝇（基因型为XaXa），因此亲本都需要含有Xa，使用F1的灰体雌果蝇（基因型为XAXa）和亲本黄体雄果蝇（基因型为XaY）杂交即可，故答案为：

（2）根据题目信息，黄体残翅雌果蝇（基因型为XaXabb）与灰体长翅雄果蝇（XAYBB）作为亲本杂交，所得的F1为灰体长翅雌果蝇（基因型为XAXaBb）和黄体长翅雌果蝇XaYBb，由于控制灰体和黄体的基因位于常染色体上，控制长翅和残翅的基因位于X染色体上，两对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。

先来分析灰体和黄体这对性状，根据分离定律，F1杂交所得的F2表现型及分离比是灰体雌果蝇：黄体雌果蝇：灰体雄果蝇：黄体雄果蝇=1：1：1：1，即灰体果蝇：黄体果蝇=1：1。再来分析长翅和残翅这对性状，根据分离定律，F1杂交所得的F2表现型及分离比是长翅果蝇：残翅果蝇=3：1。两对性状的遗传遵循自由组合定律，可知F2中灰体长翅：灰体残翅：黄体长翅：黄体残翅=（1：1）（3：1）=3：1：3：1。由以上比例可知F2中，灰体长翅果蝇的概率为3/8，由于F2中雌雄果蝇均可表现为灰体长翅，因此F2中灰体长翅雌果蝇出现的概率为3/16。

故答案为：3：1：3：1     3/16

11.【答案】（1）蛋白质；碳源

（2）蛋白酶；脂肪酶；氨基酸；异养好氧

（3）原核生物；酒精和二氧化碳；食盐

【解析】

【分析】

本题考查微生物的发酵。

【解答】

（1）米曲霉发酵过程中，可以利用的氮源有铵盐、盐、尿素、蛋白质等，可以利用的碳源有单糖、二糖、淀粉、有机酸等，大豆中的蛋白质可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉提供碳源。

（2）由题意可知，能够分解蛋白质和脂肪，说明米曲霉能够分泌蛋白酶（可以将蛋白质分解为不分子肽和氨基酸）和脂肪酶。米曲霉自身不能合成有机物，只能利用外界提供的营养物质，同时需要通入空气，说明米曲霉是异养好氧微生物。

（3）乳酸菌属于原核生物。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。从图中可以看出，在发酵池发酵时，加入了食盐，说明该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是食盐。

故答案为：

（1）蛋白质；碳源

（2）蛋白酶；脂肪酶；氨基酸；异养好氧

（3）原核生物；酒精和二氧化碳；食盐

12.【答案】（1） EcoRⅠ PstⅠ ； EcoRⅠ SmaⅠ PstⅠ EcoRV

（2）磷酸二酯键

（3）自我复制、稳定存在；一至多个酶切割位点；用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。

（4）位于基因首端的一段特殊 DNA 序列，是 RNA 聚合酶识别及结合的部位，能驱动转录过程。

【解析】

【分析】

本题主要考查基因工程技术，理解基因工程的原理、工具酶及相关的操作步骤是解题关键。

【解答】

(1)E.coli  DNA 连接酶在正常条件下只能连接具有互补配对黏性末端的双链，对平末端效果不佳。而T4 DNA连接酶对平末端和黏性末端均可以连接。

(2)DNA 连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是磷酸二酯键。

(3)质粒上的复制原点可以保证质料在受体细胞内部进行自我复制产生多个拷贝，进而能够稳定。因为质粒是具备至少一个酶切点，因此可以通过不同的酶对质粒进行切割、插入目的基因片断。若质粒DNA分子上存在某种抗生素的抗性基因，则可以用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，若该细胞含有该质粒，则该宿主细胞可以存活。

(4)每个基因均有启动子区域，该区域是 RNA 聚合酶识别及结合的部位，是基因首端的一段特殊 DNA 序列，能驱动转录过程。