精品解析：广东省深圳市2023-2024学年高三下学期第二次调研考试生物试题变式题16-19

1. 某玉米品种紫色素的合成途径如图。研究人员将两个都不含有紫色素的纯系玉米杂交，所有F1植株都产生了紫色的种子，F1自交，得到的F2中，56%能产生紫色素，44%不能。不考虑染色体互换，则F1植株的基因组成最可能的情况是（　　） A. B. C. D. 2. 莲花可以自花传粉，也可以异花传粉。莲花花瓣细胞中的白色素可以转化为蓝色素和紫色素，某科研小组为研究莲花的花色遗传情况进行的杂交实验如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 若利用莲花进行杂交实验，则应在花蕊未成熟时对母本进行去雄 B. 亲本蓝花（甲）植株和白花（乙）植株均为纯合子 C. 莲花花色性状的遗传遵循基因的自由组合定律 D. 若让F2中的蓝花植株进行自交，则子代蓝花植株中纯合子占1/2 3. 某植物的花瓣颜色由两对独立遗传的等位基因控制（A、a和B、b），其关系如图所示。当基因型为Aa时，A基因只能在花瓣特定位置的细胞表达，从而使花瓣表现为镶粉或镶红，当基因型为AA时，A基因能在所有花瓣细胞表达，从而使花瓣表现为纯粉或纯红。一株开镶红花的植株M 自交所得后代出现了花瓣颜色所有表型，下列关于植株M的分析正确的是（ ） A. 基因型有可能是AaBb或者AaBB B. 自交后代纯粉植株不一定是纯合子 C. 自交后代出现纯白植株概率是 1/16 D. 测交后代有可能出现1：1：2 的比例 4. 某繁殖力超强鼠的自然种群中，体色有黄色、黑色、灰色三种，体色色素的转化关系如图所示。已知控制色素合成的两对基因位于两对常染色体上，基因B能完全抑制基因b的表达，不含基因A的个体会由于黄色素在体内过多积累而导致50%的个体死亡。下列叙述不正确的是（　　） A. 两只黑色鼠交配，子代只有黄色和黑色，且比例接近1：6，则双亲中一定有一只基因型是AaBB B. 若让一只黄色雌鼠与一只灰色雄鼠交配，F1全为黑色鼠，则双亲的基因型为aaBB和AAbb C. 若让一只黄色雌鼠与一只黄色雄鼠交配，F1全为黄色鼠，F2个体有四种基因型 D. 基因型为AaBb的雌雄鼠自由交配，子代个体表型及其比例为黄：黑：灰=2：9：3 5. 杂交育种是水稻育种的重要途径，但不同品种的水稻之间的杂交种常有育性下降的问题。已知水稻8号染色体上有一对等位基因T/t，4号染色体上有一对等位基因G/g，在花粉发育过程中，T或G基因表达对花粉发育重要的蛋白质，t和g基因无法表达有功能的蛋白质。研究人员选取部分植株，通过PCR扩增相关基因后，进行电泳检测，得到下图条带。有关说法错误的是（　　） 注：图A检测T/t基因，图B检测G/g基因，①②个体花粉发育完全正常，④个体花粉有3/4发育正常 A. T/t和G/g两对基因的遗传遵循自由组合定律 B. 杂交种育性下降的原因可能是基因型为tg的花粉发育不正常 C. ③⑤⑥个体中，1/2花粉发育正常的个体有③⑥ D. ④个体自交，后代有8种基因型，花粉发育完全正常的个体占7/16 6. 某研究性学习小组利用新鲜的菠菜叶打出若干个圆形小叶片，经处理后在适宜的光照条件下将其分别放在实验室提供的质量分数为0.5%、1.5%、2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液中，观察叶片上浮情况，实验结果如下表。 碳酸氢钠质量分数（%） 0.5 1.5 2.5 3.5 单位时间内叶片上浮片数（片） 4 18 20 8 回答下列问题： （1）绿叶通过___（填叶片结构）从外界吸收的CO2，最终在叶绿体基质中与C5结合形成C3，接受能量后，被___还原，最终转化为糖类和C5。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3再到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作___。 （2）沉降到烧杯底部的圆形小叶片在适宜的条件下一段时间会上浮，小圆叶片上浮的原因是___。 （3）碳酸氢钠溶液浓度超过一定数值后圆形小叶片的光合作用强度反而下降。为探究该问题，小组成员作出假设并进行探究。 ①假设：较高质量分数的碳酸氢钠溶液中，保卫细胞___，致使光合作用减弱。 ②为验证该假设，设置两组实验，对该植物气孔开度作检测，检测结果符合预期。 ③若用上述实验中的菠菜叶为材料，验证该假设提出的光合作用减弱原因，你的研究思路是___。 7. 为研究CO₂浓度和CO₃浓度上升对农作物的影响，研究人员将生长状况一致的甲、乙品种水稻植株各分为4组，在不同大气条件下连续生长75天，在第55天65天、75天分别检测植物的净光合速率，各组实验处理及结果如下表所示： 检测结果 实验处理 净光合速率（μmol·m⁻²·s⁻¹） 品种甲 品种乙 55天 65天 75天 55天 65天 75天 对照组（常态大气浓度） 33.0 33.0 330 30.2 30.2 30.2 实验组一（高CO₂浓度） 35.3 35.3 35.3 33.3 3.43 3.4 实验组二（高O₃浓度） 31.2 31.2 27.5 26.0 26.0 21.2 实验组三（高CO₂浓度+高O₃浓度） 33.0 33.0 30.1 31.2 30.0 25.2 （注：净光合速率是指在一定光照条件下，一定量的植物在单位时间内吸收外界的CO₂的量） 回答下列问题： （1）光合作用中CO₂在叶绿体基质中经过________和________两个过程，生成糖类等有机物。 （2）若要进一步获取甲、乙两个品种水稻植株的光合速率，还要检测这两个品种水稻植株的呼吸速率，测定光合速率的思路是_________。 （3）据表分析，长时间高浓度的O₃对水稻光合作用产生明显抑制，对________水稻植株的抑制作用更明显；高浓度CO₂可________（填“提高”或“降低”）高浓度O₃对水稻净光合作用的抑制效果。 （4）理论上，大气中CO₂浓度不断升高会使绿色植物的光合作用逐渐增强。但是，有科学家认为，大气中CO₂升高带来的气温升高会使光合作用受到一定程度的抑制。请根据所学知识，从光合作用角度说明提出这个观点的理由可能是___________（答一点）。 8. 广东是荔枝主要产地。荔枝品种丰富，目前主栽品种有糯米糍、妃子笑等。为提高荔枝的产量和品质提供指导依据，研究人员测定了两品种荔枝在盛花期白天的净光合速率，结果如图所示。 回答下列问题。 （1）白天荔枝叶肉细胞产生ATP的场所有____，C3的还原过程需要接受____等物质释放的能量。 （2）两个品种的荔枝在11：30时净光合速率都明显下降，原因是____。 （3）据图分析，____（填“能”或“不能”）判断糯米糍一整天有机物的积累量更多，理由是____。 （4）为进一步探究影响糯米糍和妃子笑产量的因素，研究者通过相关实验研究发现在13：30-16：30间，叶肉细胞间的CO2浓度增加，但光合速率反而下降，此时引起光合速率下降的原因可能是____（答出3点）。 9. 绿萝俗称“生命之花”，是一种常见的喜阴的家庭绿植。为了探究不同遮阴处理对绿萝光合作用强度的影响，科研人员做了相关实验，实验结果如下图所示（叶干重/总干重的值越大，说明叶面积越大），请回答下列问题： （1）该实验可以通过测量单位面积叶片________________来反映绿萝的净光合速率。为了进一步测定不同条件下绿萝的实际光合速率，还需要进一步测定________________。 （2）据图可知，绿萝适应较弱的光照条件的具体机制为：通过________________，从而加强对弱光的利用。 （3）假设不同遮阴处理不影响绿萝的呼吸作用，请据图分析不同遮阴处理对绿萝光合作用的影响：________________________________。 （4）已知绿萝叶片的光合产物可通过韧皮部筛管从叶片运输至茎、根等营养器官。请你利用同位素标记法设计实验验证光合产物在绿萝体内的转移过程，请简要写出实验思路：________________________________。 10. 科研人员采用比色法探究不同环境因素对菠菜离体叶绿体光合作用的影响，回答下列问题。 （1）实验原理：科研人员可采取____法制备离体叶绿体。希尔反应是指离体叶绿体在适当条件下发生____、产生____的化学反应。比色法的原理是：离体叶绿体发生光合作用时可将蓝色的DCIP还原成无色，光合作用越强，还原程度越大。可用分光光度计测量离体叶绿体悬液发生光合作用后的光密度值（OD值），从而反映希尔反应强度。[OD值与希尔反应强度（光合作用强度）呈负相关] （2）实验方法： 光照/温度处理： ①高光强：自然光+3个15WLED灯；中光强：自然光+1个15WLED灯；低光强：黑色塑料袋包裹。 ②高温：90℃蒸馏水；中温：常温蒸馏水；低温：冰水混合物；使用15WLED灯均匀照射。 取5mL叶绿体悬浮液于试管中，加入1mLDCIP，充分振荡至液体无明显分层。实验每组设置3个重复并置于不同光照或温度条件下处理3min，观察____，并测量____。 （3）实验结果如下图所示，据图甲、乙可得出结论：____（从光合作用强度和DCIP还原程度两个角度作答）。据图丁推测，图丙中a、b、c分别代表____条件。 （4）结果分析：在高温条件下，离体叶绿体很少或无法发生光合作用的原因是____；低温处理时，离体叶绿体很少或无法发生光合作用的原因是____。 11. 普通小麦（AABBDD，A、B、D分别表示三个不同物种的染色体组）是世界上广为栽培的主要粮食作物之一，养活了约占全球三分之一以上的人口。白粉病严重影响小麦产量，选育抗白粉病优良小麦品种是保证粮食安全的重要途径。回答下列问题： （1）普通小麦起源于皆为2n=14的一粒小麦、山羊草和节节麦在自然条件下的远缘杂交。其染色体组的来源如图1。请完成图2中二粒小麦自然产生过程的图解：①是___；②表示___诱导使染色体数目加倍。 （2）普通小麦（AABBDD）每个染色体组的某条染色体上都有MLO基因。利用基因组编辑技术，敲除所有MLO基因后获得隐性突变体植株mlo-aabbdd，其性状表现与野生型相比，结果如下表。 植株 白粉病 株高和产量 野生型（MLO-AABBDD） 感病 正常 突变体（mlo-aabbdd） 抗病 下降 结果表明，MLO基因与具体性状的对应关系是___。 （3）科学家在mlo-aabbdd群体中发现一个新型突变株mlo-R32，在其B染色体组上mlo基因相邻位置因缺失了304kb的一个染色体大片段，导致局部染色体三维空间重排，激活了其上游紧邻的TMT3基因的表达，恢复了株高和产量，这种遗传现象称为表观遗传，其判断的依据是___。为验证正是TMT3基因的表达导致了mlo-R32株高和产量的恢复，请设计一个验证实验，要求写出实验思路和预期实验结果___。 （4）科学家用杂交法进行验证，结果同样与预期相符。即用mlo-R32纯合突变体作为母系，并与两个不同的父系杂交：①mlo-R32×mlo-aaBBdd（感病、产量正常），②mlo-R32×mlo-aabbdd。请推测①杂交组合中科学家的预期：F2表型及其比例为___。 12. 家蚕主要以桑叶（染色体组成为2N）为食，一个世代中要经历卵（蚕蛾交配后产下的受精卵）、幼虫（蚕）、蛹（蚕吐丝成茧变成蛹）、成虫（蚕蛾）四个发育阶段 。请回答下列问题： （1）某科研小组通过下列育种过程培育出了具有产量高、叶质好、叶大而厚等优点的桑树新品种（如图），图中培育该新品种应用的主要育种方法是_____，该方法依据的原理是_____，得到的新品种是否可育？请判断并说明理由：_____。 （2）在家蚕遗传中，蚕体色黑色（H）对淡赤色（h）完全显性，蚕茧色黄茧（D）对白茧（d）完全显性，现有一对蚕蛾杂交后产下受精卵发育得到黑色黄茧：黑色白茧：淡赤色黄茧：淡赤色白茧=9：3：3：1，若让杂交子代中的黑色白茧类型发育的蚕蛾自由交配，其后代中黑色白茧的概率是_____。 （3）若蚕蛾的黑斑翅和白翅由两对独立遗传的常染色体基因（B和b、E和e）共同控制，含有B和E基因的黑色素细胞不能合成黑色素（作用机理如图）。现有一批白翅蚕蛾，甲组：bbEE，乙组：BBEE，丙组：bbee，若利用这批白翅蚕蛾通过杂交方法培育出纯种黑斑翅蚕蛾，请完成实验方案并讨论。 ①实验方案： I．选择_____两个品种进行杂交获得F1； Ⅱ．让F1雌雄个体相互交配获得F2； Ⅲ．让F2中表型为_____的雌雄个体相互交配，挑选F3中的_____个体继续杂交，逐代筛选，就会得到纯种的黑斑翅蚕蛾。 ②讨论： I．F2中黑斑翅蚕蛾与白翅蚕蛾的比例为_____。 Ⅱ．从理论上分析，若将F2黑斑翅中基因型相同的雌雄个体交配得F3，后代中黑斑翅的纯合子占F3中全部黑斑翅蚕蛾个体的比例为_____。 13. 李时珍在《本草纲目》中写道：“艾叶自成化以来，则以蕲州者为胜，用充方物，天下重之，谓之蕲艾。”蕲艾为特产中药材，但其染色体基数和倍性一直存在争议，以前普遍认为艾是染色体基数为9的四倍体（4n=36），近年科学家以在蕲春广泛种植的蕲艾品系“香艾”为研究对象发现，香艾为含有34条染色体的异源四倍体。 推测早期蒿属祖先为正常的二倍体（2n=18），后经染色体变异得到另一类蒿属祖先，两类蒿属祖先杂交（异源杂交）后的品系经染色体加倍即形成异源四倍体，其形成机制如图。 （1）图中①处表示的染色体数为____，品种甲是否可育，为什么？____。 （2）②可用____处理，品种乙在减数分裂过程中可以形成____个四分体。 （3）进一步研究发现香艾含有两条超长的10号染色体，且上面的基因可以和8、9号染色体上的基因一一对应。 据此推测10号染色体的形成机制是____。这种现象发生在异源杂交之____（填“前”或“后”）。 （4）艾叶的深裂和浅裂是一对相对性状，对某地的蕲艾调查发现基因型为EE（深裂）和ee（浅裂）的个体所占的比例分别为70%和20%，第二年对同一种群进行的调查中，发现基因型为EE和ee的个体所占的比例分别为67%和17%，在这一年中，该蕲艾种群是否发生了进化____（填“是”或“否”），理由是____。 14. “中中”和“华华”克隆猴的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物模型研究处于国际领先水平。“中中”和“华华”的克隆流程如图1所示，回答下列问题： （1）图1中的细胞a是____，操作①是指____。克隆猴的关键技术是____，具体手段是将体细胞与去核细胞混合用灭活仙台病毒短暂处理，灭活的仙台病毒的作用是____。 （2）科研人员发现：对灵长类动物供体细胞核进行表观遗传修饰，激活重构胚分化潜能调控基因A的表达，是克隆成功的关键。研究表明染色体组蛋白H3动态可逆地被修饰酶所改变，从而调控基因A的表达，如图2所示。为了激活基因A的表达，研究人员将组蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理重构胚。 据图2分析，给重构胚注入Kdm4d的mRNA来促进基因A表达的机理是____；TSA可以抑制____的活性，____（填“提高”或“降低”）组蛋白的乙酰化水平，进而促进基因A的表达。 （3）某人类药物研究过程中，在进行人体临床试验前需要进行动物临床试验。运用上述克隆手段得到大批相同亲代的克隆猴替代小鼠进行动物临床试验具有显著优势，具体表现在____（请写出两点）。 15. 柑橘是雌雄同株植物，无核是其优良性状之一，利于鲜食和加工。我国科学家以多种方式进行柑橘无核育种，并建立了完整的无核培育体系。线粒体的雄性不育基因（CMS）可导致柑橘果实无核，显性的核基因 R可使其育性恢复。部分柑橘品种雄性不育相关基因组成如表所示。回答下列问题： 柑橘品种 细胞质 CMS CMS - - 细胞核 RR/Rr rr RR/Rr rr （1）结合上表分析HJ有核的原因是________。 （2）若用表中纯合柑橘作亲本培育新的无核品种，杂交方案是__________。若仅考虑有性生殖，用Gl和杂合的BTC杂交得F1，F1自交得F2，理论上F2中雄性不育与雄性可育的比例为__________。 （3）培育三倍体是获得无核品种的另一条有效途径，科研工作者以二倍体柑橘为母本，以四倍体柑橘为父本培育了57株三倍体柑橘。用分子标记技术对亲本及子代群体进行PCR扩增及凝胶电泳，结果如下图所示。若父本产生配子时染色体随机组合，两两分离，则母本和父本的基因型分别为________，理论上F1的基因型及比例为________。 （4）对称融合可以创造胞质杂种，一般采用“二倍体叶肉原生质体＋二倍体愈伤组织原生质体"。在这种融合模式下，胞质杂种的核基因组来自于叶肉亲本，线粒体基因组基本来自于愈伤组织亲本。利用HJ将HBP改良为无核柑橘的对称融合方案为________。 16. 肥胖型2型糖尿病是一种因胰岛素抵抗或其他因素引起的疾病。为了探究大黄黄连泻心汤对肥胖型2型糖尿病小鼠的影响，连续高脂饮食饲喂构建模型小鼠。为评估模型是否构建成功，以正常小鼠为对照进行检测。图1和图2分别表示灌胃葡萄糖和腹腔注射胰岛素后的相关指标。对模型小鼠用3种不同剂量的大黄黄连泻心汤进行实验，胰岛素抵抗指数如下表。 普通小鼠 肥胖型2型糖尿病模型小鼠 A B C D E F 处理 蒸馏水 蒸馏水 罗格利酮片 低剂量 中剂量 高剂量 胰岛素抵抗指数 2.2 11.3 5.1 8.2 6.4 4.8 回答下列问题： （1）胰岛素抵抗是指组织细胞对胰岛素的敏感性下降，表现为胰岛素很难与组织细胞表面的___结合，使组织细胞对葡萄糖的转运摄取能力___，导致患2型糖尿病。 （2）图1和图2是模型小鼠构建成功的相关指标，模型小鼠对应的是___曲线，据图分析，成功构建的模型小鼠应具备的生理特征是___。 （3）罗格利酮片是一种常用的治疗糖尿病的药物，对模型小鼠处理时，设置B、C组分别与大黄黄连泻心汤作对照，B组的作用是___；C组的作用是___。 17. 糖尿病是以多饮、多尿、多食及消瘦、疲乏、尿糖为主要表现的代谢综合征，临床上表现为血糖浓度偏高，严重者会出现肾病、视网膜病变、糖尿病足等并发症。回答下列问题： （1）糖尿病是由于人体和胰岛素相关的代谢异常导致的，该激素由人体的__________细胞分泌，其降低血糖的机制是：一方面促进血糖进入组织细胞__________，进入肝、肌肉合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；另一方面抑制__________和非糖物质转变为葡萄糖。 （2）糖尿病分为1型和2型两种。2型糖尿病患者典型特征是出现胰岛素抵抗，即胰岛素功效降低，进而导致血糖水平居高不下。据此推测，2型糖尿病患者体内的胰岛素浓度较正常人偏__________，原因是__________。图1是胰岛素作用机理的部分内容，据图分析，2型糖尿病患者的病因可能有__________（填序号）。 ①胰岛素的受体数量减少②胰岛素的受体受损等原因导致功能异常③胰岛素与受体结合后的信号转导过程出现障碍④高尔基体合成的GLUT4减少⑤含有GLUT4的囊泡与细胞膜的融合出现障碍 （3）科研人员发现了一种新型血糖调节因子—成纤维细胞生长因子（FGF1），并利用胰岛素抵抗模型鼠和正常鼠开展了相关研究。图2中FGF1的浓度均为1单位，图3为健康鼠和注射不同浓度FGF1模型鼠体内胰岛素含量的测定结果。 ①图2的实验结果说明__________。 ②图3中随FGF1浓度的增加，胰岛素抵抗模型鼠的胰岛素含量逐渐降低，推测可能的原因是__________。 18. 研究发现，动物细胞膜上的载体和受体常常联在一起，共同完成某一生理过程。人类糖尿病的发病机理就与之相关，下图是I型、Ⅱ型两种糖尿病部分发病机理示意图，请回答： （1）胰岛中除了胰岛B细胞外，还有胰岛A细胞，他们分泌的激素共同作用的靶器官主要是__________。 （2）图中①表示的激素是___________，②表示运输葡萄糖分子的载体。正常情况下，当血糖浓度升高时，①能促进靶细胞摄取葡萄糖，还可促进__________（至少答2点）。 （3）研究发现某抗原的结构酷似胰岛B细胞膜的某结构，则因该抗原刺激机体后产生的特异性抗体攻击胰岛B细胞而导致的糖尿病属于___________（“I型”或“Ⅱ型”）糖尿病，___________（“能”或“不能”）通过注射胰岛素治疗。 （4）利用细胞体外培养方法验证胰岛A细胞的分泌物能促进正常胰岛B细胞分泌胰岛素，方案如下： ①用高糖培养液培养胰岛A细胞，一段时间后过滤得到细胞和滤液。 ②用含有滤液的培养液培养胰岛B细胞，一段时间后测定培养液中胰岛素的含量。 请指出上述方案的错误或不足：a__________，b__________。 19. 血糖的相对稳定受到多种激素的调节，图1表示肾上腺素和胰高血糖素促进肝细胞内肝糖原分解的部分生理过程。回答下列问题： 图1 （1）当血糖浓度降低时，肾上腺素与肝细胞上的_________________结合，激活__________，催化PIP2生成IP3，IP3的作用是__________释放，与__________共同作用激活糖原磷酸化酶，使糖原转变为1-磷酸葡萄糖（G1P），再通过一系列的反应转化为葡萄糖，并运出肝细胞使血糖浓度恢复。肾上腺素和胰高血糖素在血糖调节方面表现为__________作用。 （2）中医对消渴病（糖尿病）的认识始于春秋战国时期，发展于秦汉，体系初步形成于唐宋，最终成熟于明清。东汉张仲景所著《金匮要略》立专篇讨论，并最早提出治疗方药。研究发现红枣中的黄酮对1型糖尿病有治疗效果。研究人员欲探究红枣水提取物（A）和红枣中的黄酮（B）对1型糖尿病的治疗效果及机制，用STZ建立的1型糖尿病模型小鼠作为实验材料进行实验，实验结果如图2所示。 ①模型组小鼠的血清胰岛素水平显著低于正常组，原因是____________________；与模型组相比，阳性药物（二甲双胍）组胰岛素含量差异不大，说明二甲双胍不适合1型糖尿病的治疗，由此可推测，二甲双胍治疗2型糖尿病的机理可能是______________________。 ②由实验结果分析，1型糖尿病小鼠对黄酮具有剂量依赖性，依据是____________，推测黄酮能降糖的机制是_______________。分析A的降糖效果低于B的主要原因是_________________。 20. 激素分子可使 AMPK 蛋白磷酸化（p-AMPK）后被激活，通过 AMPK 信号通路作用于转录因子调节靶基因的转录。2型糖尿病（T2DM）主要表现为胰岛素抵抗，部分患者会出现神经病变，与帕金森病（PD）存在关联性。二氢杨梅素（DHM）对糖尿病和神经系统疾病均有疗效。为探究 DHM通过 AMPK信号通路改善 T2DM大鼠PD病变的机制，研究小组构建了 T2DM模型大鼠并进行了实验。实验处理和部分结果如表所示。回答下列问题： 组别 CON（正常大鼠） T2DM（模型大鼠） CON+L-DHM（正常大鼠+低剂量DHM） CON+H-DHM（正常大鼠+高剂量 DHM） T2DM+L-DHM（模型大鼠+低剂量 DHM） T2DM+H-DHM（模型大鼠+高剂量 DHM） 血糖水平/ （mmol·L-1） 5.22 21.34 4.85 4.76 18.36 15.56 胰岛素抵抗指数 4.35 48.25 4.25 3.88 38.76 21.48 平衡木实验评分 0.14 2.23 0.19 0.08 1.35 0.54 注：平衡木实验用于评价神经系统的相关功能，0分表示大鼠顺利通过平衡木，1分表示大鼠抓边通过平衡木，2~3分表示大鼠出现从平衡木跌落的现象。 （1）胰岛素抵抗会降低胰岛素与____的结合效果，使组织细胞中的葡萄糖不能有效用于____（答出3点）等代谢活动，从而引起高血糖。根据实验结果可知，____，说明T2DM模型大鼠构建成功。 （2）PD的发病与脑神经元内α-syn蛋白的积累和 DA 神经元的坏死密切相关，TH蛋白是DA 神经元坏死后释放的标记物。根据研究结果可知，____，说明 DHM 可改善T2DM大鼠并发的PD病变。检测各组大鼠的α-syn蛋白和 TH 蛋白含量，含量最高的是____组。 （3）研究小组检测了各组大鼠的p-AMPK、总 AMPK 表达量的变化，结果如图所示。 ①AMPK 信号通路激活受阻可能使葡萄糖转运蛋白基因的转录量____（填“升高”或“降低”），从而出现胰岛素抵抗现象。 ②分析实验结果可知，相比于 T2DM组，DHM处理组的____和____，说明DHM提高了 T2DM 大鼠脑组织中 AMPK 的活化水平。在患糖尿病的状态下，激活AMPK 有利于保护DA神经元，缓解患PD大鼠的运动功能障碍。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 1. 某玉米品种紫色素的合成途径如图。研究人员将两个都不含有紫色素的纯系玉米杂交，所有F1植株都产生了紫色的种子，F1自交，得到的F2中，56%能产生紫色素，44%不能。不考虑染色体互换，则F1植株的基因组成最可能的情况是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】所得F2植株中紫色∶无色＝56%∶44%≈9∶7，属于9∶3∶3∶1的变形，说明控制花色的是两对独立遗传的基因，遵循自由组合定律。 【详解】已知两个都不含有紫色素的纯系玉米杂交，所有F1植株都产生了紫色的种子，F1自交，得到的F2中，56%能产生紫色素，44%不能，即紫色∶无色＝56%∶44%≈9∶7，说明A_B_是紫色，其它基因型都不含紫色素，则亲本为AAbb×aaBB，子一代为AaBb，且两对基因位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，即D正确，ABC错误。 故选D。 2. 莲花可以自花传粉，也可以异花传粉。莲花花瓣细胞中的白色素可以转化为蓝色素和紫色素，某科研小组为研究莲花的花色遗传情况进行的杂交实验如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 若利用莲花进行杂交实验，则应在花蕊未成熟时对母本进行去雄 B. 亲本蓝花（甲）植株和白花（乙）植株均为纯合子 C. 莲花花色性状的遗传遵循基因的自由组合定律 D. 若让F2中的蓝花植株进行自交，则子代蓝花植株中纯合子占1/2 【答案】D 【解析】 【分析】假设相关基因用A/a、B/b表示，F2的性状分离比为9：3：4说明F1紫花植株能产生四种数量相等的配子，从而说明控制该植物花色的两对等位基因分别位于两对同源染色体上，因此该植物花色性状的遗传遵循自由组合定律，F1的基因型为AaBb，紫花的基因型为A_B_，蓝花的基因型为A_bb（aaB_），白花的基因型为aaB_（A_bb）、aabb。 【详解】A、该植物为自花传粉植物利用其进行杂交实验，应在花蕊未成熟时对母本进行去雄，A错误； BC、假设相关基因用A/a、B/b表示，F2的性状分离比为9：3：4说明F1紫花植株能产生四种数量相等的配子，从而说明控制该植物花色的两对等位基因分别位于两对同源染色体上，因此该植物花色性状的遗传遵循自由组合定律，F1的基因型为AaBb，紫花的基因型为A_B_，蓝花的基因型为A_bb（aaB_），白花的基因型为aaB_（A_bb）、aabb，亲本蓝花（甲）植株和白花（乙）植株均为纯合子，其基因型为aaBB、AAbb，BC正确； D、F2的蓝花植株中，基因型为AAbb（或aaBB）与Aabb（或aaBb）的个体各占l/3和2/3，假设蓝花的基因型为A_bb，则让F2中的蓝花植株进行自交，子代蓝花植株中纯合子所占的比例为[1/3AAbb+（2/3）×（1/4）AAbb]÷[1/3AAbb+（2/3）×（3/4）A_bb]=3/5，D错误。 故选D。 3. 某植物的花瓣颜色由两对独立遗传的等位基因控制（A、a和B、b），其关系如图所示。当基因型为Aa时，A基因只能在花瓣特定位置的细胞表达，从而使花瓣表现为镶粉或镶红，当基因型为AA时，A基因能在所有花瓣细胞表达，从而使花瓣表现为纯粉或纯红。一株开镶红花的植株M 自交所得后代出现了花瓣颜色所有表型，下列关于植株M的分析正确的是（ ） A. 基因型有可能是AaBb或者AaBB B. 自交后代纯粉植株不一定是纯合子 C. 自交后代出现纯白植株概率是 1/16 D. 测交后代有可能出现1：1：2 的比例 【答案】D 【解析】 【分析】根据题干信息可知，AAB_表现为纯红，AaB_表现为镶红，AAbb表现为纯粉，Aabb表现为镶粉， aa_ _表现为纯白（或白色），所以总共有5种表型，其中纯粉一定为纯合子。 【详解】A、M 自交所得后代出现了花瓣颜色所有表型，而基因型AaBB的个体自交不可能出现粉色，A错误； B、自交后代中纯粉植株的基因型为AAbb，一定是纯合子，B错误； C、自交后代中aa_ _表现为纯白，其概率是 1/4，C错误； D、若M的基因型为AaBb，则其测交后代基因型为AaBb：Aabb：aaBb：aabb=1：1：1：1，对应的表型及比例为镶红：镶粉：纯白=1：1：2 ，D正确。 故先D。 4. 某繁殖力超强鼠的自然种群中，体色有黄色、黑色、灰色三种，体色色素的转化关系如图所示。已知控制色素合成的两对基因位于两对常染色体上，基因B能完全抑制基因b的表达，不含基因A的个体会由于黄色素在体内过多积累而导致50%的个体死亡。下列叙述不正确的是（　　） A. 两只黑色鼠交配，子代只有黄色和黑色，且比例接近1：6，则双亲中一定有一只基因型是AaBB B. 若让一只黄色雌鼠与一只灰色雄鼠交配，F1全为黑色鼠，则双亲的基因型为aaBB和AAbb C. 若让一只黄色雌鼠与一只黄色雄鼠交配，F1全为黄色鼠，F2个体有四种基因型 D. 基因型为AaBb的雌雄鼠自由交配，子代个体表型及其比例为黄：黑：灰=2：9：3 【答案】C 【解析】 【分析】分析题图和题意可知，aaB_、aabb表现为黄色，A_B_表现为黑色，A_bb表现为灰色。 【详解】A、两只黑色鼠(A_B_)交配，子代只有黄色(aa_ _)和黑色(A_B_)，说明亲本的第一对基因均为Aa，黄色∶黑色比例接近1∶6，没有灰色(A_bb)，说明亲本的第二对基因B、b没有发生性状分离，推断双亲中一定有一只基因型是AaBB，A正确； B、若让一只黄色雌鼠(aa_ _)与一只灰色雄鼠(A_bb)交配，F1全为黑色鼠(A_B_)，则双亲的基因型为aaBB和AAbb，B正确； C、若让一只黄色雌鼠（aa_ _）与一只黄色雄鼠（aa_ _）交配，F1全为黄色鼠（aa_ _），F2个体最多有三种基因型，分别是aaBB、aaBb、aabb，C错误； D、基因型为AaBb的雌、雄鼠自由交配，子代中黑色鼠(A_B_)占3/4×3/4＝9/16，灰色鼠(A_bb)占3/4×1/4＝3/16，aa_ _表现为黄色占1/4，但由于黄色素在体内过多积累而导致50%的个体死亡，故黄色个体占1/4×50%＝1/8，故子代个体表型及其比例为黄∶黑∶灰＝2∶9∶3，D正确。 故选C。 5. 杂交育种是水稻育种的重要途径，但不同品种的水稻之间的杂交种常有育性下降的问题。已知水稻8号染色体上有一对等位基因T/t，4号染色体上有一对等位基因G/g，在花粉发育过程中，T或G基因表达对花粉发育重要的蛋白质，t和g基因无法表达有功能的蛋白质。研究人员选取部分植株，通过PCR扩增相关基因后，进行电泳检测，得到下图条带。有关说法错误的是（　　） 注：图A检测T/t基因，图B检测G/g基因，①②个体花粉发育完全正常，④个体花粉有3/4发育正常 A. T/t和G/g两对基因的遗传遵循自由组合定律 B. 杂交种育性下降的原因可能是基因型为tg的花粉发育不正常 C. ③⑤⑥个体中，1/2花粉发育正常的个体有③⑥ D. ④个体自交，后代有8种基因型，花粉发育完全正常的个体占7/16 【答案】D 【解析】 【分析】题图分析：电泳图可知图A检测T/t基因，图B检测G/g基因，图A中两条电泳带的一定是T和t，图B中两条电泳带的一定是G和g，又图中①②个体花粉发育完全正常，则只有图A中上面的条带代表t，下面的条带代表T，图B中上面条带代表G，下面条带代表g。 【详解】A、根据题意“研究人员发现水稻8号染色体上有一对等位基因T/t，4号染色体上有一对等位基因G/g”，这两对等位基因分别位于两对同源染色体上，T/t和G/g基因的遗传遵循基因的自由组合定律，A正确； B、杂交种如TtGg，其产生的花粉基因型为1/4TG、1/4Tg、1/4tG、1/4tg，有3/4的花粉发育正常；根据题干信息，T或G基因表达对花粉发育重要的蛋白质，t和g基因无法表达有功能的蛋白质，则是基因型为tg的花粉发育不正常导致杂交种育性下降，B正确； C、由电泳图中图A检测T/t基因，图B检测G/g基因，图A中两条电泳带的一定是T和t，图B中两条电泳带的一定是G和g，又图中①②个体花粉发育完全正常，则只有图A中上面的条带代表t，下面的条带代表T，图B中上面条带代表G，下面条带代表g，即①②③④⑤⑥个体的基因型分别为TtGG、TTGg、ttGg、TtGg、TTGG、ttTg，其中1/2花粉发育正常的个体的基因型是ttGg（③）、ttTg（⑥），C正确； D、④的基因型为TtGg，该个体自交，雌配子基因型1/4TG、1/4Tg、1/4tG、1/4tg，雄配子基因型为1/3TG、1/3Tg、1/3tG，后代的基因型为1/12TTGG、2/12TtGG、2/12TTGg、3/12TtGg、1/12TTgg、1/12Ttgg、1/12ttGg、1/12ttGG共8种，这些后代基因型花粉全部正常的个体是1/12TTGG、2/12TtGG、2/12TTGg、1/12TTgg、1/12ttGG，占7/12，D错误。 故选D。 6. 某研究性学习小组利用新鲜的菠菜叶打出若干个圆形小叶片，经处理后在适宜的光照条件下将其分别放在实验室提供的质量分数为0.5%、1.5%、2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液中，观察叶片上浮情况，实验结果如下表。 碳酸氢钠质量分数（%） 0.5 1.5 2.5 3.5 单位时间内叶片上浮片数（片） 4 18 20 8 回答下列问题： （1）绿叶通过___（填叶片结构）从外界吸收的CO2，最终在叶绿体基质中与C5结合形成C3，接受能量后，被___还原，最终转化为糖类和C5。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3再到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作___。 （2）沉降到烧杯底部的圆形小叶片在适宜的条件下一段时间会上浮，小圆叶片上浮的原因是___。 （3）碳酸氢钠溶液浓度超过一定数值后圆形小叶片的光合作用强度反而下降。为探究该问题，小组成员作出假设并进行探究。 ①假设：较高质量分数的碳酸氢钠溶液中，保卫细胞___，致使光合作用减弱。 ②为验证该假设，设置两组实验，对该植物的气孔开度作检测，检测结果符合预期。 ③若用上述实验中的菠菜叶为材料，验证该假设提出的光合作用减弱原因，你的研究思路是___。 【答案】（1） ①. 气孔 ②. NADPH ③. 卡尔文循环 （2）叶片在适宜条件下光合作用速率大于呼吸作用，释放氧气，氧气充满细胞间隙，叶片上浮 （3） ①. 通过渗透作用失水气孔开度变小，导致二氧化碳供应不足 ②. 撕取菠菜叶（下表皮）制作临时装片，分别用质量分数为2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液处理，观察气孔开度的变化情况 【解析】 【分析】影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。根据题意可知，该实验的自变量是 NaHCO3浓度和时间，因变量是叶圆片上浮的数量。据此分析作答。 【小问1详解】 绿叶需要通过气孔从外界吸收的CO2，在叶绿体基质中与C5结合形成C3，接受能量后，被NADPH还原，最终转化为糖类和C5。暗反应过程也称作卡尔文循环。 【小问2详解】 小圆叶片上浮的原因是叶片在适宜条件下光合作用速率大于呼吸作用，释放氧气，氧气充满细胞间隙，使叶片上浮。 【小问3详解】 较高质量分数的碳酸氢钠溶液中，保卫细胞通过渗透作用失水气孔开度变小，导致二氧化碳供应不足，致使光合作用减弱。 要验证该假设提出光合作用减弱原因是保卫细胞通过渗透作用失水气孔开度变小，导致二氧化碳供应不足，研究思路：撕取菠菜叶（下表皮）制作临时装片，分别用质量分数为2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液处理，观察气孔开度的变化情况。 7. 为研究CO₂浓度和CO₃浓度上升对农作物的影响，研究人员将生长状况一致的甲、乙品种水稻植株各分为4组，在不同大气条件下连续生长75天，在第55天65天、75天分别检测植物的净光合速率，各组实验处理及结果如下表所示： 检测结果 实验处理 净光合速率（μmol·m⁻²·s⁻¹） 品种甲 品种乙 55天 65天 75天 55天 65天 75天 对照组（常态大气浓度） 33.0 33.0 33.0 30.2 30.2 30.2 实验组一（高CO₂浓度） 35.3 35.3 35.3 33.3 3.43 3.4 实验组二（高O₃浓度） 31.2 31.2 27.5 26.0 26.0 21.2 实验组三（高CO₂浓度+高O₃浓度） 33.0 33.0 30.1 31.2 30.0 25.2 （注：净光合速率是指在一定光照条件下，一定量的植物在单位时间内吸收外界的CO₂的量） 回答下列问题： （1）光合作用中CO₂在叶绿体基质中经过________和________两个过程，生成糖类等有机物。 （2）若要进一步获取甲、乙两个品种水稻植株的光合速率，还要检测这两个品种水稻植株的呼吸速率，测定光合速率的思路是_________。 （3）据表分析，长时间高浓度的O₃对水稻光合作用产生明显抑制，对________水稻植株的抑制作用更明显；高浓度CO₂可________（填“提高”或“降低”）高浓度O₃对水稻净光合作用的抑制效果。 （4）理论上，大气中CO₂浓度不断升高会使绿色植物的光合作用逐渐增强。但是，有科学家认为，大气中CO₂升高带来的气温升高会使光合作用受到一定程度的抑制。请根据所学知识，从光合作用角度说明提出这个观点的理由可能是___________（答一点）。 【答案】（1） ①. CO2的固定 ②. C3的还原 （2）先在暗处测量水稻的呼吸速率，再在光照下测量水稻的净光合速率，二者之和即为实际光合速率 （3） ①. 品种乙 ②. 降低 （4）气温上升，导致有关酶活性下降，催化CO2固定速率下降，导致碳反应速率降低，产量不增反降或气温上升，蒸腾作用剧烈，导致气孔关闭，大气CO2浓度虽然升高，但胞间CO2浓度降低，导致碳反应速率降低，产量不增反降 【解析】 【分析】影响光合作用的环境因素 1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。 2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 【小问1详解】 CO2是光合作用的原料，参与光合作用的暗反应，经过CO2的固定和C3的还原两个过程最终生成糖类并完成C5的再生。 【小问2详解】 因为实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，故测量水稻实际光合速率的思路为先在暗处测量水稻的呼吸速率，再在光照下测量水稻的净光合速率，二者之和即为实际光合速率。 【小问3详解】 据表分析，品种乙中的O3组净光合速率低于甲组，这说明长时间高浓度的O₃对品种乙水稻植株的抑制作用更明显。O3组比CK组的最大净光合速率低，而CO2＋O3组的净光合速率大于O3组，因此高浓度CO2可降低高浓度O3对水稻净光合作用的抑制效果。 【小问4详解】 当大气中CO₂浓度不断升高时，有关的酶在CO2浓度升高后合成量下降，最终抑制了光合作用对大气二氧化碳浓度升高的持续响应，同时温度升高也会影响光合作用酶的活性，导致碳反应速率降低，产量不增反降。另一方面气温上升，蒸腾作用剧烈，导致气孔关闭，大气CO2浓度虽然升高，但胞间CO2浓度降低，导致碳反应速率降低，产量不增反降。 8. 广东是荔枝的主要产地。荔枝品种丰富，目前主栽品种有糯米糍、妃子笑等。为提高荔枝的产量和品质提供指导依据，研究人员测定了两品种荔枝在盛花期白天的净光合速率，结果如图所示。 回答下列问题。 （1）白天荔枝叶肉细胞产生ATP的场所有____，C3的还原过程需要接受____等物质释放的能量。 （2）两个品种的荔枝在11：30时净光合速率都明显下降，原因是____。 （3）据图分析，____（填“能”或“不能”）判断糯米糍一整天有机物的积累量更多，理由是____。 （4）为进一步探究影响糯米糍和妃子笑产量的因素，研究者通过相关实验研究发现在13：30-16：30间，叶肉细胞间的CO2浓度增加，但光合速率反而下降，此时引起光合速率下降的原因可能是____（答出3点）。 【答案】（1） ①. 细胞质基质、叶绿体、线粒体 ②. ATP、NADPH （2）中午光照过强，温度高，会导致荔枝的气孔关闭，导致CO2供应减少，从而抑制了荔枝的光合作用 （3） ①. 不能 ②. 题中没有两个品种夜晚的呼吸速率信息，仅靠8：30到16：30的净光合速率，不能判断判断糯米糍一整天有机物的积累量更多 （4）光照强度降低、温度降低、与光合作用有关酶的活性降低 【解析】 【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应，光反应是水光解产生O2和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP中，暗反应包括CO2固定和三碳化合物还原，CO2固定是CO2与五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH和ATP还原形成有机物和五碳化合物。2、分析题图中净光合速率日变化曲线，随着时间的变化，净光合速率逐渐升高，到正午由于出现午休现象，光合速率下降，然后上升，直到下午，光照减弱，净光合速率又逐渐下降。 【小问1详解】 白天叶肉细胞可同时进行有氧呼吸和光合作用，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体；NADPH和ATP可以为C3的还原过程提供能量。 【小问2详解】 11:30时温度过高，为降低蒸腾作用，植物叶片上部分气孔关闭，CO2供应减少而导致光合速率降低。 【小问3详解】 一整天有机物的积累量需要考虑24小时的光合作用与呼吸作用，题中没有两个品种夜晚的呼吸速率信息，仅靠8：30到16：30的净光合速率，不能判断判断糯米糍一整天有机物的积累量更多。 【小问4详解】 在13：30-16：30间，叶肉细胞间的CO2浓度增加，但光合速率反而下降，此时需要考虑其他影响光合作用的因素，例如光照强度降低、温度降低、与光合作用有关酶的活性降低。 9. 绿萝俗称“生命之花”，是一种常见的喜阴的家庭绿植。为了探究不同遮阴处理对绿萝光合作用强度的影响，科研人员做了相关实验，实验结果如下图所示（叶干重/总干重的值越大，说明叶面积越大），请回答下列问题： （1）该实验可以通过测量单位面积叶片________________来反映绿萝的净光合速率。为了进一步测定不同条件下绿萝的实际光合速率，还需要进一步测定________________。 （2）据图可知，绿萝适应较弱的光照条件的具体机制为：通过________________，从而加强对弱光的利用。 （3）假设不同遮阴处理不影响绿萝的呼吸作用，请据图分析不同遮阴处理对绿萝光合作用的影响：________________________________。 （4）已知绿萝叶片的光合产物可通过韧皮部筛管从叶片运输至茎、根等营养器官。请你利用同位素标记法设计实验验证光合产物在绿萝体内的转移过程，请简要写出实验思路：________________________________。 【答案】（1） ①. 单位时间内的CO2吸收量（或O2释放量或有机物的积累量） ②. （绿萝的）呼吸速率 （2）增加叶绿素含量和增大叶面积 （3）遮阴程度小于50%时可以促进绿萝的光合作用，且30%遮阴时促进作用较强，遮阴程度超过50%则会抑制绿萝的光合作用 （4）为绿萝提供14C标记的CO2进行光合作用，每隔一段时间测定绿萝叶片、茎和根的放射性强度。 【解析】 【分析】由实验目的：探究不同的遮阴处理对绿萝光合作用强度的影响，并结合实验结果，可知该实验中的自变量是不同的遮阴比例（或光照强度），因变量为净光合速率、叶绿素含量以及叶干重/总干重的比例。 【小问1详解】 净光合速率=真光合速率－呼吸速率，常用单位面积叶片、单位时间内的CO2吸收量（或O2释放量或有机物的积累量）来表示。若要进一步测定不同条件下绿萝的实际光合速率，还需要在黑暗条件下测定其相应的呼吸速率。 【小问2详解】 据图可知，随着遮阴比例增加，绿萝叶绿素含量和叶干重/总干重的值增加，以吸收更多的光能。由于叶干重/总干重的值越大，说明叶面积越大，因此可说明绿萝通过增加叶绿素含量和增大叶面积，从而加强对弱光的利用。 【小问3详解】 据图可知，遮阴程度小于50%时净光合速率大于对照组，且30%遮阴时净光合速率最大，遮阴程度超过50%后净光合速率小于对照组，由于假设不同遮阴处理不影响绿萝的呼吸作用，因此可用净光合速率变化表示总光合速率变化，即遮阴程度小于50%时可以促进绿萝的光合作用，且30%遮阴时促进作用较强，遮阴程度超过50%则会抑制绿萝的光合作用。 【小问4详解】 若要证明光合产物的转移，可为绿萝提供14C标记的CO2进行光合作用，每隔一段时间测定绿萝叶片、茎和根的放射性强度。 【点睛】熟知影响光合作用因素的影响机理是解答本题的关键！能够根据柱形图获取相关信息是解题的另一关键。 10. 科研人员采用比色法探究不同环境因素对菠菜离体叶绿体光合作用的影响，回答下列问题。 （1）实验原理：科研人员可采取____法制备离体叶绿体。希尔反应是指离体叶绿体在适当条件下发生____、产生____的化学反应。比色法的原理是：离体叶绿体发生光合作用时可将蓝色的DCIP还原成无色，光合作用越强，还原程度越大。可用分光光度计测量离体叶绿体悬液发生光合作用后的光密度值（OD值），从而反映希尔反应强度。[OD值与希尔反应强度（光合作用强度）呈负相关] （2）实验方法： 光照/温度处理： ①高光强：自然光+3个15WLED灯；中光强：自然光+1个15WLED灯；低光强：黑色塑料袋包裹。 ②高温：90℃蒸馏水；中温：常温蒸馏水；低温：冰水混合物；使用15WLED灯均匀照射。 取5mL叶绿体悬浮液于试管中，加入1mLDCIP，充分振荡至液体无明显分层。实验每组设置3个重复并置于不同光照或温度条件下处理3min，观察____，并测量____。 （3）实验结果如下图所示，据图甲、乙可得出结论：____（从光合作用强度和DCIP还原程度两个角度作答）。据图丁推测，图丙中a、b、c分别代表____条件。 （4）结果分析：在高温条件下，离体叶绿体很少或无法发生光合作用的原因是____；低温处理时，离体叶绿体很少或无法发生光合作用的原因是____。 【答案】（1） ①. 差速离心 ②. 水的光解 ③. 氧气、NADPH （2） ①. 各组DCIP颜色变化 ②. 光密度值（或OD值） （3） ①. 相对于低光强、中光强条件，高光强条件下光合作用强度更强，DCIP还原程度更高 ②. 高温、室温、低温 （4） ①. 高温会破坏酶空间结构而使酶失去活性 ②. 低温会降低酶的活性 【解析】 【分析】希尔反应是水在光照下被分解，产生氧气、还原氢等，还原氢把溶液中的DCIP还原并发生颜色变化，模拟的是光反应阶段；叶绿体存在于植物叶肉细胞中，得到叶绿体要先破碎细胞；氧化型DCIP既可利用于颜色反应，被还原后形成NADP+，还可作为氢载体，接受H后形成NADPH；希尔反应模拟光反应，光反应产生还原氢的同时释放氧气，因此可以用氧气释放速率得到反应活力。 【小问1详解】 采用差速离心法可分离到较纯的叶绿体；希尔反应模拟的是光反应阶段，为离体叶绿体在适当（铁盐或其他氧化剂、光照）条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。 【小问2详解】 水在光照下被分解生成NADPH、O2，溶液中的DCIP被NADPH还原，颜色由蓝色变成无色。故实验每组设置3个重复并置于不同光照或温度条件下处理3min，检测各组试管中DCIP颜色变化，并用分光光度计测量离体叶绿体悬液发生光合作用后的光密度值（OD值）。 【小问3详解】 图甲显示，高光强下，试管蓝色较浅；图乙中OD值为低光强＞中光强＞高光强，说明高光强下光合作用强度更强，光反应产生的NADPH多，蓝色的DCIP还原程度更高；由于OD值与光合作用强度呈负相关，故高光强下OD值较低。图丙中，b试管中颜色最浅，说明DCIP还原程度高，光合作用强度大，对应的是常温条件；由于高温会破坏酶的空间结构，导致酶失去活性，从而降低甚至阻断希尔反映的发生，DCIP还原程度最低，溶液颜色最深，对应的是a试管；低温会降低酶的活性，对应试管颜色较浅，为c试管。 【小问4详解】 光合作用的光反应和暗反应都需要酶参与，由于高温会破坏酶的空间结构而使酶失去活性，低温会降低酶的活性，故高温条件或者低温处理，离体叶绿体很少或无法发生光合作用，两者发生的机理不同。 11. 普通小麦（AABBDD，A、B、D分别表示三个不同物种的染色体组）是世界上广为栽培的主要粮食作物之一，养活了约占全球三分之一以上的人口。白粉病严重影响小麦产量，选育抗白粉病优良小麦品种是保证粮食安全的重要途径。回答下列问题： （1）普通小麦起源于皆为2n=14的一粒小麦、山羊草和节节麦在自然条件下的远缘杂交。其染色体组的来源如图1。请完成图2中二粒小麦自然产生过程的图解：①是___；②表示___诱导使染色体数目加倍。 （2）普通小麦（AABBDD）每个染色体组的某条染色体上都有MLO基因。利用基因组编辑技术，敲除所有MLO基因后获得隐性突变体植株mlo-aabbdd，其性状表现与野生型相比，结果如下表。 植株 白粉病 株高和产量 野生型（MLO-AABBDD） 感病 正常 突变体（mlo-aabbdd） 抗病 下降 结果表明，MLO基因与具体性状的对应关系是___。 （3）科学家在mlo-aabbdd群体中发现一个新型突变株mlo-R32，在其B染色体组上mlo基因相邻位置因缺失了304kb的一个染色体大片段，导致局部染色体三维空间重排，激活了其上游紧邻的TMT3基因的表达，恢复了株高和产量，这种遗传现象称为表观遗传，其判断的依据是___。为验证正是TMT3基因的表达导致了mlo-R32株高和产量的恢复，请设计一个验证实验，要求写出实验思路和预期实验结果___。 （4）科学家用杂交法进行验证，结果同样与预期相符。即用mlo-R32纯合突变体作为母系，并与两个不同的父系杂交：①mlo-R32×mlo-aaBBdd（感病、产量正常），②mlo-R32×mlo-aabbdd。请推测①杂交组合中科学家的预期：F2表型及其比例为___。 【答案】（1） ①. AB（幼苗） ②. 低温（等自然条件的剧烈变化） （2）既控制感病性状又影响生长发育和产量（或MLO基因具有多效性） （3） ①. TMT3基因的碱基序列没有变化，之所以被激活是因为染色体结构发生变化 ②. 同等种植条件下，对比敲除mlo-R32上TMT3基因的小麦与mlo-R32小麦的株高和产量。预期结果：敲除TMT3基因的mlo-R32小麦，株高和产量下降 （4）感病、产量正常：抗病、产量正常＝3:1 【解析】 【分析】用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，是目前最常用且最有效的人工诱导多倍体的方法。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。 【小问1详解】 图2中一粒小麦（AA）与山羊草（BB）进行杂交，其产物是AB，细胞中具有2个染色体组数；AB通过低温诱导或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使染色体数目加倍，形成二粒小麦AABB。图2为二粒小麦自然产生过程，因此②表示低温诱导使染色体数目加倍，①是AB（幼苗）。 【小问2详解】 敲除所有MLO基因后获得隐性突变体植株，与野生型相比，突变体抗白粉病的能力下降，株高和产量也下降，由此说明MLO基因既控制感病性状又影响生长发育和产量（或MLO基因具有多效性）。 【小问3详解】 表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，由题意可知，TMT3基因的碱基序列没有变化，之所以被激活是因为染色体结构发生变化，因此这种遗传现象称为表观遗传。为验证TMT3基因的表达导致了mlo-R32株高和产量的恢复，该实验的自变量为是否含有TMT3基因，因变量为mlo-R32小麦的株高和产量，故可设计在同等种植条件下，对比敲除mlo-R32上TMT3基因的小麦与mlo-R32小麦的株高和产量。若敲除TMT3基因的mlo-R32小麦，株高和产量下降，这说明TMT3基因的表达导致了mlo-R32株高和产量的恢复。 【小问4详解】 mlo-R32纯合突变体（aabbdd）表现为抗病、产量正常，与mlo-aaBBdd（感病、产量正常）进行杂交，F1的基因型为aaBbdd，F1进行自交，F1产生配子的种类及比例为aBd：abd=1：1，F2基因型及比例为aaBBdd：aaBbdd：aabbdd=1：2：1，F2表型及其比例为感病、产量正常：抗病、产量正常＝3:1。 12. 家蚕主要以桑叶（染色体组成为2N）为食，一个世代中要经历卵（蚕蛾交配后产下的受精卵）、幼虫（蚕）、蛹（蚕吐丝成茧变成蛹）、成虫（蚕蛾）四个发育阶段 。请回答下列问题： （1）某科研小组通过下列育种过程培育出了具有产量高、叶质好、叶大而厚等优点的桑树新品种（如图），图中培育该新品种应用的主要育种方法是_____，该方法依据的原理是_____，得到的新品种是否可育？请判断并说明理由：_____。 （2）在家蚕遗传中，蚕体色黑色（H）对淡赤色（h）完全显性，蚕茧色黄茧（D）对白茧（d）完全显性，现有一对蚕蛾杂交后产下的受精卵发育得到黑色黄茧：黑色白茧：淡赤色黄茧：淡赤色白茧=9：3：3：1，若让杂交子代中的黑色白茧类型发育的蚕蛾自由交配，其后代中黑色白茧的概率是_____。 （3）若蚕蛾的黑斑翅和白翅由两对独立遗传的常染色体基因（B和b、E和e）共同控制，含有B和E基因的黑色素细胞不能合成黑色素（作用机理如图）。现有一批白翅蚕蛾，甲组：bbEE，乙组：BBEE，丙组：bbee，若利用这批白翅蚕蛾通过杂交方法培育出纯种黑斑翅蚕蛾，请完成实验方案并讨论。 ①实验方案： I．选择_____两个品种进行杂交获得F1； Ⅱ．让F1雌雄个体相互交配获得F2； Ⅲ．让F2中表型为_____的雌雄个体相互交配，挑选F3中的_____个体继续杂交，逐代筛选，就会得到纯种的黑斑翅蚕蛾。 ②讨论： I．F2中黑斑翅蚕蛾与白翅蚕蛾的比例为_____。 Ⅱ．从理论上分析，若将F2黑斑翅中基因型相同的雌雄个体交配得F3，后代中黑斑翅的纯合子占F3中全部黑斑翅蚕蛾个体的比例为_____。 【答案】（1） ①. 多倍体育种 ②. 染色体畸变（或染色体数目变异） ③. 不可育；由于新品种是三倍体 ， 在减数 分裂时染色体配对（或联会）紊乱 ， 不能形成正常的配子 （2）8/9 （3） ①. 乙和丙 ②. 黑斑翅（蚕蛾） ③. 不发生性状分离 ④. 3：13 ⑤. 3/5 【解析】 【分析】多倍体产生的自然原因是由于温度等环境因素骤变，使生物体细胞的染色体虽然已经复制，但是不能完成细胞分裂过程，从而使细胞的染色体加倍。多倍体产生的人为因素是用秋水仙素处理植物的幼苗或发育的种子，从而抑制细胞中纺锤体的形成，从而使细胞中的染色体加倍。与正常个体相比，多倍体具有的特点是植株个体巨大、合成的代谢产物增多，但是发育迟缓。 【小问1详解】 由图可知培育出的新品种是有3个染色体组，故是多倍体育种，原理是染色体数目变异，得到的新品种是不可育的，因为得到的新品种是三倍体，在减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子。 【小问2详解】 根据题意，在家蚕遗传中，蚕体色和蚕茧色两对性状的遗传符合自由组合定律，且都是常染色体上的 。题中杂交子代黑色白茧类型发育的蚕蛾基因型有 HHdd（2/3）和Hhdd（1/3），产生的配子中有2/3Hd，1/3hd，由交配的话黑色白茧的基因型是H-dd，概率是1-hhdd=1-1/3×1/3=8/9。 【小问3详解】 黑斑翅蚕蛾基因型是B_ee，故亲本应选择乙和丙，得到BbEe的子一代，然后让它们相互交配，在F2中选择黑斑翅1/3BBee和2/3Bbee的雌雄个体相互交配，挑选F3中不发生性状分离的继续交配直到不发生性状分离。F2中黑斑翅蚕蛾（B_ee）与白翅蚕蛾（B_E_\bbE_\bbee）的比例为3：13。如果将F2黑斑翅中基因型相同的雌雄个体间相互交配得F3，1/3BBee全部是纯合子，2/3Bbee相互交配其后代中有2/3×1/4=1/6的白斑翅，2/3×1/2=1/3的杂合的黑斑翅，后代中黑斑翅的纯合子占F3中全部黑斑翅蚕蛾个体的比例为1-2/5=3/5。 13. 李时珍在《本草纲目》中写道：“艾叶自成化以来，则以蕲州者为胜，用充方物，天下重之，谓之蕲艾。”蕲艾为特产中药材，但其染色体基数和倍性一直存在争议，以前普遍认为艾是染色体基数为9的四倍体（4n=36），近年科学家以在蕲春广泛种植的蕲艾品系“香艾”为研究对象发现，香艾为含有34条染色体的异源四倍体。 推测早期蒿属祖先为正常的二倍体（2n=18），后经染色体变异得到另一类蒿属祖先，两类蒿属祖先杂交（异源杂交）后的品系经染色体加倍即形成异源四倍体，其形成机制如图。 （1）图中①处表示的染色体数为____，品种甲是否可育，为什么？____。 （2）②可用____处理，品种乙在减数分裂过程中可以形成____个四分体。 （3）进一步研究发现香艾含有两条超长的10号染色体，且上面的基因可以和8、9号染色体上的基因一一对应。 据此推测10号染色体的形成机制是____。这种现象发生在异源杂交之____（填“前”或“后”）。 （4）艾叶的深裂和浅裂是一对相对性状，对某地的蕲艾调查发现基因型为EE（深裂）和ee（浅裂）的个体所占的比例分别为70%和20%，第二年对同一种群进行的调查中，发现基因型为EE和ee的个体所占的比例分别为67%和17%，在这一年中，该蕲艾种群是否发生了进化____（填“是”或“否”），理由是____。 【答案】（1） ①. 16 ②. 否（或不育），染色体数为奇数，减数分裂时同源染色体联会紊乱，难以形成可育配子 （2） ①. 秋水仙素（或低温） ②. 17 （3） ①. 10号染色体是变异蒿属祖先8、9号两条染色体连接而成的产物 ②. 前 （4） ①. 否 ②. 该蕲艾种群的基因频率没有改变 【解析】 【分析】多倍体育种的原理是染色体变异。方法：最常用的是利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素能抑制有丝分裂时纺锤体的形成，使后期染色体不能移向两极，使得已经加倍的染色体无法平均分配，细胞也无法分裂。 【小问1详解】 根据品种甲含有两个染色体组，17条染色体，而早期蒿属祖先2n=18，产生的配子中含有9条染色体，可知变异蒿属祖先产生的配子应含17－9=8条染色体，故变异蒿属祖先的染色体数2n=16。由于品种甲染色体数为奇数，减数分裂时同源染色体联会紊乱，难以形成可育配子，因此品种甲不可育。 【小问2详解】 品种甲的染色体数2n=17，品种乙的染色体数4n=34，说明发生了染色体数目加倍，因此②过程应是用秋水仙素（或低温）处理了品种甲的幼苗获得了异源四倍体。品种乙含有早期蒿属祖先两个染色体组和变异蒿属祖先的两个染色体组，不同蒿属的染色体减数分裂时不能联会，因此品种乙在减数分裂过程中可以形成9+8=17个四分体。 【小问3详解】 根据题意可知，香艾含有两条超长的10号染色体，且上面的基因可以和8、9号染色体上的基因一一对应。说明10号染色体上含有8、9号染色体的结构，因此推测10号染色体是变异蒿属祖先的8、9号两条染色体连接而成的产物，这种变异发生在异源杂交之前，才会保证子代细胞内出现两条这样的10号染色体。 【小问4详解】 第一年EE占70%，ee占20%，则Ee占10%，E基因频率=70%+1/2×10%=75%，第二年EE占67%，ee占17%，则Ee占16%，E基因频率=67%+1/2×16%=75%，由于该过程中基因频率没有改变，因此该蕲艾种群没有发生进化。 14. “中中”和“华华”克隆猴的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物模型研究处于国际领先水平。“中中”和“华华”的克隆流程如图1所示，回答下列问题： （1）图1中的细胞a是____，操作①是指____。克隆猴的关键技术是____，具体手段是将体细胞与去核细胞混合用灭活仙台病毒短暂处理，灭活的仙台病毒的作用是____。 （2）科研人员发现：对灵长类动物供体细胞核进行表观遗传修饰，激活重构胚分化潜能调控基因A的表达，是克隆成功的关键。研究表明染色体组蛋白H3动态可逆地被修饰酶所改变，从而调控基因A的表达，如图2所示。为了激活基因A的表达，研究人员将组蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理重构胚。 据图2分析，给重构胚注入Kdm4d的mRNA来促进基因A表达的机理是____；TSA可以抑制____的活性，____（填“提高”或“降低”）组蛋白的乙酰化水平，进而促进基因A的表达。 （3）某人类药物研究过程中，在进行人体临床试验前需要进行动物临床试验。运用上述克隆手段得到大批相同亲代的克隆猴替代小鼠进行动物临床试验具有显著优势，具体表现在____（请写出两点）。 【答案】（1） ①. 母猴的卵母细胞 ②. 胚胎移植 ③. 核移植技术 ④. 促进动物细胞融合 （2） ①. Kdm4d可以表达组蛋白去甲基化酶，降低H3组蛋白的甲基化水平，进而促进基因A的表达 ②. 组蛋白脱乙酰酶 ③. 提高 （3）短期培育出排异反应小的器官移植供体、对个体生长发育机制的研究、疾病致病机制的研究、疾病模式动物的获得、新药的研发等具有重要意义。 【解析】 【分析】1、克隆动物概念：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 2、动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因：动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。 【小问1详解】 图1中的细胞a是母猴的卵母细胞，操作①是指胚胎移植。核移植技术是克隆猴的关键技术，核移植过程中是将供体细胞植入供体卵母细胞的透明带中，通过电极法促进重构胚的获取，具体操作可以将体细胞与去核细胞混合用灭活仙台病毒短暂处理，此时灭活的仙台病毒的作用是促进动物细胞融合，获得重构胚。 【小问2详解】 Kdm4d是组蛋白去甲基化酶，则Kdm4d可以表达组蛋白去甲基化酶，降低H3组蛋白的甲基化水平，进而促进基因A的表达。TSA是组蛋白脱乙酰酶抑制剂，可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，提高组蛋白的乙酰化水平最终调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率。 【小问3详解】 某人类药物研究过程中，在进行人体临床试验前需要进行动物临床试验。运用上述克隆手段得到大批相同亲代的克隆猴替代小鼠进行动物临床试验具有显著优势，该项技术的成功使短期培育出排异反应小的器官移植供体、对个体生长发育机制的研究、疾病致病机制的研究、疾病模式动物的获得、新药的研发等具有重要意义。 15. 柑橘是雌雄同株植物，无核是其优良性状之一，利于鲜食和加工。我国科学家以多种方式进行柑橘无核育种，并建立了完整的无核培育体系。线粒体的雄性不育基因（CMS）可导致柑橘果实无核，显性的核基因 R可使其育性恢复。部分柑橘品种雄性不育相关基因组成如表所示。回答下列问题： 柑橘品种 细胞质 CMS CMS - - 细胞核 RR/Rr rr RR/Rr rr （1）结合上表分析HJ有核的原因是________。 （2）若用表中纯合柑橘作亲本培育新的无核品种，杂交方案是__________。若仅考虑有性生殖，用Gl和杂合的BTC杂交得F1，F1自交得F2，理论上F2中雄性不育与雄性可育的比例为__________。 （3）培育三倍体是获得无核品种的另一条有效途径，科研工作者以二倍体柑橘为母本，以四倍体柑橘为父本培育了57株三倍体柑橘。用分子标记技术对亲本及子代群体进行PCR扩增及凝胶电泳，结果如下图所示。若父本产生配子时染色体随机组合，两两分离，则母本和父本的基因型分别为________，理论上F1的基因型及比例为________。 （4）对称融合可以创造胞质杂种，一般采用“二倍体叶肉原生质体＋二倍体愈伤组织原生质体"。在这种融合模式下，胞质杂种的核基因组来自于叶肉亲本，线粒体基因组基本来自于愈伤组织亲本。利用HJ将HBP改良为无核柑橘的对称融合方案为________。 【答案】（1）HJ细胞核中存在R基因，表现为雄性可育，因此可以完成受精作用形成种子 （2） ①. Gl为母本，HBP为父本进行杂交 ②. 1：3 （3） ①. aa、A1A2aa ②. A1aa：A2aa：A1A2a：aaa=2：2：1：1 （4）用HJ的愈伤组织原生质体与HBP的叶肉原生质体融合 【解析】 【分析】真核细胞中的遗传物质主要分布在细胞核中，染色体作为细胞核内遗传物质（DNA）的主要载体，细胞质中的线粒体以及植物细胞的叶绿体中也包含部分遗传物质，同样控制部分生物性状。 细胞质遗传特点：不遵循孟德尔遗传规律，后代的性状表现与亲本一致。 【小问1详解】 由表可知，HJ品种细胞质中虽然含有CMS雄性不育基因，但是细胞核含有R基因，由题干“显性的核基因R可使其育性恢复”可知，HJ品种育性可以恢复因而变现为雄性可育，能产生雄配子，受精形成受精卵后发育成种子。 【小问2详解】 若要培育无核品种，子代不能含有R基因，且细胞质中必须含有CMS雄性不育基因（可导致果实无核），由于子代个体细胞中的细胞质仅来自于母本，因此选择细胞核基因型为rr、细胞质含CMS基因个体Gl作为母本，细胞核基因型为rr、细胞质不含CMS基因个体HBP作为父本，二者杂交。 G1细胞质中含有CMS雄性不育基因，且细胞核基因型为rr，因此其表现为雄性不育，只能做母本，那么杂合的BTC（细胞核基因型为Rr）做父本，杂交得F1 个体细胞质中全部含有CMS雄性不育基因，细胞核基因型为1/2Rr和1/2rr。细胞核基因型为rr，且细胞质含有CMS雄性不育基因的F1个体表现为雄性不育，不能进行自交，只有细胞核基因型为Rr，细胞质含有CMS雄性不育基因的F1个体可以自交，自交后产生F2中个体细胞质中全部含有CMS雄性不育基因，细胞核中基因型比例为R-：rr=3：1，其中基因型为R-的个体育性可以恢复，表现为可育，基因型为rr的个体育性不能恢复，表现为不育，因此F2中雄性不育与雄性可育的比例为=1:3。 【小问3详解】 由四倍体父本的电泳条带可知，其含有A1、A2和a基因，因此其基因型为A1A2a-，同样的分析方法，可知二倍体母本基因型为aa，二者杂交后代全为三倍体，由子代3号个体可以推知，其只含有a基因，因此子代3号个体基因型为aaa，由二倍体母本aa产生a配子，可以倒推，四倍体父本可以产生aa配子，因此推出父本基因型为A1A2aa。由题干可知，四倍体父本产生配子时染色体随机组合两两分离，因此产生的配子基因型和比例为：A1a：A2a：A1A2：aa=2：2：1：1，因此其与母本产生的a配子结合后的形成F1的基因型及比例为A1aa：A2aa：A1A2a：aaa=2：2：1：1。 【小问4详解】 若要利用HJ（细胞质中含有CMS雄性不育基因）将HBP改良为无核柑橘，需要保证融合后的细胞质中含有CMS雄性不育基因，由题干“胞质杂种的核基因组来自于叶肉亲本，线粒体基因组基本来自于愈伤组织亲本”，可以推知，需要选择HJ的愈伤组织原生质体与HBP的叶肉原生质体融合。 16. 肥胖型2型糖尿病是一种因胰岛素抵抗或其他因素引起的疾病。为了探究大黄黄连泻心汤对肥胖型2型糖尿病小鼠的影响，连续高脂饮食饲喂构建模型小鼠。为评估模型是否构建成功，以正常小鼠为对照进行检测。图1和图2分别表示灌胃葡萄糖和腹腔注射胰岛素后的相关指标。对模型小鼠用3种不同剂量的大黄黄连泻心汤进行实验，胰岛素抵抗指数如下表。 普通小鼠 肥胖型2型糖尿病模型小鼠 A B C D E F 处理 蒸馏水 蒸馏水 罗格利酮片 低剂量 中剂量 高剂量 胰岛素抵抗指数 22 11.3 5.1 8.2 6.4 4.8 回答下列问题： （1）胰岛素抵抗是指组织细胞对胰岛素的敏感性下降，表现为胰岛素很难与组织细胞表面的___结合，使组织细胞对葡萄糖的转运摄取能力___，导致患2型糖尿病。 （2）图1和图2是模型小鼠构建成功的相关指标，模型小鼠对应的是___曲线，据图分析，成功构建的模型小鼠应具备的生理特征是___。 （3）罗格利酮片是一种常用的治疗糖尿病的药物，对模型小鼠处理时，设置B、C组分别与大黄黄连泻心汤作对照，B组的作用是___；C组的作用是___。 【答案】（1） ①. 胰岛素受体 ②. 下降 （2） ①. b ②. 血糖浓度升高后很难下降恢复正常、注射胰岛素后血糖很难下降恢复正常 （3） ①. B组是为了探究大黄黄连泻心汤是否有作用 ②. C组是为了探究大黄黄连泻心汤的作用效果 【解析】 【分析】胰岛素能促进血糖进入组织细胞进行氧化分解、合成肝糖原、肌糖原、转化成脂肪和某些氨基酸等，抑制肝糖原分解和非糖物质转化成血糖。胰高血糖素能促进肝糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖水平升高。 【小问1详解】 胰岛素是信息分子，需要与组织细胞表面相应的受体，即胰岛素受体特异性结合，如果胰岛素抵抗，可能受体的敏感性降低，则会使组织细胞对葡萄糖的转运摄取能力下降，降血糖的效果减弱，进而导致患2型糖尿病。 【小问2详解】 分析图1，曲线a的血糖高于曲线b，说明灌胃葡萄糖后b组小鼠的血糖值更高，且升高后很难下降到正常值，分析图2，发现腹腔注射胰岛素后，a组小鼠血糖下降比b组小鼠更明显，而构建的模型小鼠患有肥胖型2型糖尿病，降血糖的能力较弱，对应的是曲线b。结合以上分析可知，该模型小鼠具备血糖浓度升高后很难下降恢复正常、注射胰岛素后血糖很难下降恢复正常的特点。 【小问3详解】 B组对模型小鼠用蒸馏水处理，为空白对照，便于观察没有使用大黄黄连泻心汤的条件下小鼠的胰岛素抵抗指数，与D、E、F对比，有助于探究大黄黄连泻心汤是否有作用。C组用罗格利酮片处理，罗格利酮片是一种常用的治疗糖尿病的药物，能够明显降低胰岛素抵抗指数，可用于比较大黄黄连泻心汤与吡格列酮降血糖效果的差异，探究大黄黄连泻心汤的作用效果。 17. 糖尿病是以多饮、多尿、多食及消瘦、疲乏、尿糖为主要表现的代谢综合征，临床上表现为血糖浓度偏高，严重者会出现肾病、视网膜病变、糖尿病足等并发症。回答下列问题： （1）糖尿病是由于人体和胰岛素相关的代谢异常导致的，该激素由人体的__________细胞分泌，其降低血糖的机制是：一方面促进血糖进入组织细胞__________，进入肝、肌肉合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；另一方面抑制__________和非糖物质转变为葡萄糖。 （2）糖尿病分为1型和2型两种。2型糖尿病患者的典型特征是出现胰岛素抵抗，即胰岛素功效降低，进而导致血糖水平居高不下。据此推测，2型糖尿病患者体内的胰岛素浓度较正常人偏__________，原因是__________。图1是胰岛素作用机理的部分内容，据图分析，2型糖尿病患者的病因可能有__________（填序号）。 ①胰岛素的受体数量减少②胰岛素的受体受损等原因导致功能异常③胰岛素与受体结合后的信号转导过程出现障碍④高尔基体合成的GLUT4减少⑤含有GLUT4的囊泡与细胞膜的融合出现障碍 （3）科研人员发现了一种新型血糖调节因子—成纤维细胞生长因子（FGF1），并利用胰岛素抵抗模型鼠和正常鼠开展了相关研究。图2中FGF1的浓度均为1单位，图3为健康鼠和注射不同浓度FGF1模型鼠体内胰岛素含量的测定结果。 ①图2的实验结果说明__________。 ②图3中随FGF1浓度的增加，胰岛素抵抗模型鼠的胰岛素含量逐渐降低，推测可能的原因是__________。 【答案】（1） ①. 胰岛B ②. 氧化分解 ③. 肝糖原的分解 （2） ①. 高 ②. （由于负反馈调节机制，）高浓度的血糖会刺激机体产生更多的胰岛素 ③. ①②③⑤ （3） ①. 使用FGF1可使胰岛素抵抗模型鼠的血糖浓度降低，且FGF1发挥降血糖作用时必须依赖胰岛素 ②. FGF1发挥降血糖作用时必须依赖胰岛素，随FGF1浓度的增加，胰岛素消耗量逐渐增多，含量逐渐降低 【解析】 【分析】1、人体血糖的三个来源：食物、肝糖原的分解、非糖物质的转化；三个去处：氧化分解、合成肝糖原 和肌糖原、转化成脂肪蛋白质等。 2、机体内血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。 3、题图分析，胰岛素与相应的靶细胞膜上的受体结合后，会促使葡萄糖转运蛋白向细胞膜上的转运过程，进而促进靶细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存过程。 【小问1详解】 糖尿病是由于人体和胰岛素相关的代谢异常导致的，该激素由人体的胰岛B细胞分泌的，其降低血糖的机制是：一方面促进血糖进入组织细胞氧化分解，进入肝、肌肉合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；另一方面抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖。 【小问2详解】 2型糖尿病患者的典型特征是出现胰岛素抵抗，即胰岛素功效降低，进而导致血糖水平居高不下。据此推测，2型糖尿病患者体内的胰岛素浓度较正常人偏高，原因是高浓度的血糖会刺激机体产生更多的胰岛素。 2型糖尿病患者的病因可能有胰岛素的受体数量减少、胰岛素的受体受损等原因导致功能异常、胰岛素与受体结合后的信号转导过程出现障碍、含有GLUT4的囊泡与细胞膜的融合出现障碍。 【小问3详解】 图2中使用FGF1之后血糖浓度降低，加上胰岛素抑制剂后血糖含量升高，所以使用FGF1可使胰岛素抵抗模型鼠的血糖浓度降低，且FGF1发挥降血糖作用时必须依赖胰岛素。图3中随FGF1浓度的增加，胰岛素抵抗模型鼠的胰岛素含量逐渐降低，推测可能的原因是FGF1发挥降血糖作用时必须依赖胰岛素，随FGF1浓度的增加，胰岛素消耗量逐渐增多，含量逐渐降低 18. 研究发现，动物细胞膜上的载体和受体常常联在一起，共同完成某一生理过程。人类糖尿病的发病机理就与之相关，下图是I型、Ⅱ型两种糖尿病部分发病机理示意图，请回答： （1）胰岛中除了胰岛B细胞外，还有胰岛A细胞，他们分泌的激素共同作用的靶器官主要是__________。 （2）图中①表示的激素是___________，②表示运输葡萄糖分子的载体。正常情况下，当血糖浓度升高时，①能促进靶细胞摄取葡萄糖，还可促进__________（至少答2点）。 （3）研究发现某抗原的结构酷似胰岛B细胞膜的某结构，则因该抗原刺激机体后产生的特异性抗体攻击胰岛B细胞而导致的糖尿病属于___________（“I型”或“Ⅱ型”）糖尿病，___________（“能”或“不能”）通过注射胰岛素治疗。 （4）利用细胞体外培养方法验证胰岛A细胞的分泌物能促进正常胰岛B细胞分泌胰岛素，方案如下： ①用高糖培养液培养胰岛A细胞，一段时间后过滤得到细胞和滤液。 ②用含有滤液的培养液培养胰岛B细胞，一段时间后测定培养液中胰岛素的含量。 请指出上述方案的错误或不足：a__________，b__________。 【答案】（1）肝脏 （2） ①. 胰岛素 ②. 将葡萄糖氧化分解，合成糖原，转化为（甘油三酯等）非糖物质 （3） ①. Ⅰ型 ②. 能 （4） ①. 应用低糖或无糖培养液培养胰岛A细胞 ②. 缺少对照 【解析】 【分析】据图分析，①表示胰岛素，②表示运输葡萄糖分子的载体；胰岛B细胞合成分泌的胰岛素异常，导致Ⅰ型糖尿病，可以通过注射胰岛素治疗；Ⅱ型糖尿病是由于细胞膜上的胰岛素受体不足，所以在临床中Ⅱ型糖尿病不通过注射胰岛素治疗。 【小问1详解】 胰岛B细胞分泌的胰岛素能促进肝糖原的合成，胰岛A细胞分泌的胰高血糖素能促进肝糖原的分解，故他们共同作用的靶器官是肝脏。 【小问2详解】 图中①表示的激素是胰岛B细胞分泌的，因此为胰岛素，②表示运输葡萄糖分子的载体蛋白。胰岛素的作用是促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等；另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖；正常情况下，当血糖浓度升高时，①能促进靶细胞摄取葡萄糖，还可促进将葡萄糖氧化分解，合成糖原，转化为（甘油三酯等）非糖物质。 【小问3详解】 由图中可知，I型胰岛素受体正常，胰岛B细胞合成分泌异常，故胰岛素分泌量比正常人少；II型糖尿病患者胰岛B细胞合成分泌正常，受体不足，故胰岛B细胞会分泌更多的胰岛素降血糖，所以II型糖尿病患者胰岛素比正常人多，故正常人、I型、II型糖尿病患者的胰岛素分泌量从大到小的排序是II型>正常人>I型。某抗原的结构酷似胰岛B细胞膜的某结构，则因该抗原刺激机体后产生的特异性抗体攻击胰岛B细胞，使得胰岛B细胞分泌得胰岛素异常（分泌过少），从而导致糖尿病，与I型糖尿病发病机理相同，因此抗原刺激机体后产生的特异性抗体攻击胰岛B细胞而导致的糖尿病属Ⅰ型糖尿病。故在临床上I型糖尿病能通过注射胰岛素治疗。 【小问4详解】 胰岛A细胞分泌胰高血糖素，具有升血糖的作用，胰岛B细胞分泌胰岛素，具有降血糖的作用；利用细胞体外培养方法验证胰岛A细胞的分泌物能促进正常胰岛B细胞分泌胰岛素：首先用应用低（无）糖培养液培养胰岛A细胞，诱导胰岛A细胞分泌出相应的分泌物，然后再用含有滤液的培养液培养胰岛B细胞，检测培养液中胰岛素的含量，另外做实验时一定要有对照。可见题干实验方案不足之处：（1）应用低糖或无糖培养液培养胰岛A细胞；（2）缺乏对照。 19. 血糖的相对稳定受到多种激素的调节，图1表示肾上腺素和胰高血糖素促进肝细胞内肝糖原分解的部分生理过程。回答下列问题： 图1 （1）当血糖浓度降低时，肾上腺素与肝细胞上的_________________结合，激活__________，催化PIP2生成IP3，IP3的作用是__________释放，与__________共同作用激活糖原磷酸化酶，使糖原转变为1-磷酸葡萄糖（G1P），再通过一系列的反应转化为葡萄糖，并运出肝细胞使血糖浓度恢复。肾上腺素和胰高血糖素在血糖调节方面表现为__________作用。 （2）中医对消渴病（糖尿病）的认识始于春秋战国时期，发展于秦汉，体系初步形成于唐宋，最终成熟于明清。东汉张仲景所著《金匮要略》立专篇讨论，并最早提出治疗方药。研究发现红枣中的黄酮对1型糖尿病有治疗效果。研究人员欲探究红枣水提取物（A）和红枣中的黄酮（B）对1型糖尿病的治疗效果及机制，用STZ建立的1型糖尿病模型小鼠作为实验材料进行实验，实验结果如图2所示。 ①模型组小鼠的血清胰岛素水平显著低于正常组，原因是____________________；与模型组相比，阳性药物（二甲双胍）组胰岛素含量差异不大，说明二甲双胍不适合1型糖尿病的治疗，由此可推测，二甲双胍治疗2型糖尿病的机理可能是______________________。 ②由实验结果分析，1型糖尿病小鼠对黄酮具有剂量依赖性，依据是____________，推测黄酮能降糖的机制是_______________。分析A的降糖效果低于B的主要原因是_________________。 【答案】（1） ①. α肾上腺素受体 ②. 磷脂酶C ③. 促进内质网中Ca2+ ④. cAMP ⑤. 协同 （2） ①. 其胰岛B细胞受损，导致胰岛素合成减少 ②. 抑制肝糖原的分解，提高靶细胞对胰岛素的敏感性，改善胰岛素抵抗等 ③. 随着黄酮剂量的增加，胰岛素含量逐渐增加 ④. （高剂量的）黄酮对胰岛B细胞具有修复性，从而使胰岛素分泌增加 ⑤. A中黄酮含量比较少 【解析】 【分析】正常情况下人体血糖水平在3.9-6.1mmol/L范围之内波动，处于动态平衡状态。血糖平衡的调节就是调节血糖的来源和去路，使其处于平衡状态。血糖的主要来源有食物中糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪酸等非糖物质转化。血糖的去路包括进入组织细胞中氧化分解、合成糖原、转化为非糖物质。人体通过特定的激素来调节血糖的代谢速率保持血糖平衡，其中胰岛素能够降低血糖，胰高血糖素和肾上腺素能升高血糖。 【小问1详解】 血糖浓度降低时，胰高血糖素和肾上腺素起调节作用。据图可知，当肾上腺素起作用时，肾上腺素与肝细胞上的α肾上腺素受体结合，激活磷脂酶C催化PIP2生成IP3，IP3的作用是促进内质网中Ca2+释放，与cAMP共同作用激活糖原磷酸化酶，使糖原转变为1-磷酸葡萄糖（G1P），再通过一系列的反应转化为葡萄糖，并运出肝细胞使血糖浓度恢复。肾上腺素和胰高血糖素都起升高血糖的作用，在血糖调节方面表现为协同作用。 【小问2详解】 ①模型组小鼠是患1型糖尿病的小鼠，1型糖尿病的病因是胰岛B细胞受损，导致胰岛素合成减少。2型糖尿病的病因是靶细胞对胰岛素不敏感，造成胰岛素抵抗。二甲双胍是阳性对照组使用的药物，说明其具有降低血糖的作用。与模型组相比，阳性药物（二甲双胍）组胰岛素含量差异不大，说明二甲双胍不适合1型糖尿病的治疗，由此可推测，二甲双胍可以治疗2型糖尿病，其机理可能是抑制肝糖原的分解，提高靶细胞对胰岛素的敏感性，改善胰岛素抵抗等。 ②据图可知，随着黄酮剂量的增加，胰岛素含量逐渐增加，说明1型糖尿病小鼠对黄酮具有剂量依赖性，推测（高剂量的）黄酮对胰岛B细胞具有修复性，从而使胰岛素分泌增加。因此，若红枣水提取物（A）中黄酮含量比较少，则其降糖效果要低于B。 20. 激素分子可使 AMPK 蛋白磷酸化（p-AMPK）后被激活，通过 AMPK 信号通路作用于转录因子调节靶基因的转录。2型糖尿病（T2DM）主要表现为胰岛素抵抗，部分患者会出现神经病变，与帕金森病（PD）存在关联性。二氢杨梅素（DHM）对糖尿病和神经系统疾病均有疗效。为探究 DHM通过 AMPK信号通路改善 T2DM大鼠PD病变的机制，研究小组构建了 T2DM模型大鼠并进行了实验。实验处理和部分结果如表所示。回答下列问题： 组别 CON（正常大鼠） T2DM（模型大鼠） CON+L-DHM（正常大鼠+低剂量DHM） CON+H-DHM（正常大鼠+高剂量 DHM） T2DM+L-DHM（模型大鼠+低剂量 DHM） T2DM+H-DHM（模型大鼠+高剂量 DHM） 血糖水平/ （mmol·L-1） 5.22 21.34 4.85 4.76 18.36 15.56 胰岛素抵抗指数 4.35 48.25 4.25 3.88 38.76 21.48 平衡木实验评分 0.14 2.23 0.19 0.08 1.35 0.54 注：平衡木实验用于评价神经系统的相关功能，0分表示大鼠顺利通过平衡木，1分表示大鼠抓边通过平衡木，2~3分表示大鼠出现从平衡木跌落的现象。 （1）胰岛素抵抗会降低胰岛素与____的结合效果，使组织细胞中的葡萄糖不能有效用于____（答出3点）等代谢活动，从而引起高血糖。根据实验结果可知，____，说明T2DM模型大鼠构建成功。 （2）PD的发病与脑神经元内α-syn蛋白的积累和 DA 神经元的坏死密切相关，TH蛋白是DA 神经元坏死后释放的标记物。根据研究结果可知，____，说明 DHM 可改善T2DM大鼠并发的PD病变。检测各组大鼠的α-syn蛋白和 TH 蛋白含量，含量最高的是____组。 （3）研究小组检测了各组大鼠的p-AMPK、总 AMPK 表达量的变化，结果如图所示。 ①AMPK 信号通路激活受阻可能使葡萄糖转运蛋白基因的转录量____（填“升高”或“降低”），从而出现胰岛素抵抗现象。 ②分析实验结果可知，相比于 T2DM组，DHM处理组的____和____，说明DHM提高了 T2DM 大鼠脑组织中 AMPK 的活化水平。在患糖尿病的状态下，激活AMPK 有利于保护DA神经元，缓解患PD大鼠的运动功能障碍。 【答案】（1） ①. 受体 ②. 氧化分解、合成糖原、转变为甘油三酯 ③. T2DM 组大鼠的血糖水平和胰岛素抵抗指数较高 （2） ①. T2DM+L-DHM组和 T2DM+H-DHM组大鼠的平衡木实验评分均低于 T2DM 组大鼠的 ②. T2DM （3） ①. 降低 ②. p-AMPK 表达量增多 ③. p-AMPK/总 AMPK 的值增大 【解析】 【分析】胰岛素是由胰岛分泌的。它能促进血糖（血液中的葡萄糖）合成糖原，加速血糖分解，从而降低血糖浓度。人体内胰岛素分泌不足时，血糖合成糖原和血糖分解的作用就会减弱，结果会导致血糖浓度升高而超过正常值，一部分血糖就会随尿排出体外，形成糖尿病。 【小问1详解】 胰岛素可以促进组织细胞对葡萄糖的氧化分解，促进葡萄糖合成糖原，促进葡萄糖转化成非糖物质。胰岛素抵抗会降低胰岛素与特异性受体的结合效果，使组织细胞中的葡萄糖不能有效用于氧化分解、合成糖原、转变为甘油三酯，等代谢活动，从而引起高血糖。根据实验结果可知，T2DM组大鼠的血糖水平和胰岛素抵抗指数均较高，说明 T2DM 模型大鼠构建成功。 【小问2详解】 T2DM+L-DHM组和T2DM+H-DHM组大鼠的平衡木实验的评分均低于 T2DM组大鼠的，说明DHM可改善 T2DM 大鼠并发的 PD病变。T2DM 组未经 DHM处理，α-syn蛋白和TH 蛋白的含量应最高。 【小问3详解】 ①葡萄糖转运蛋白基因表达合成葡萄糖转运蛋白，使胰岛素的靶细胞可吸收葡萄糖，从而降低血糖浓度。若葡萄糖转运蛋白基因转录量降低，则可出现胰岛素抵抗现象。 ②根据实验结果可知，DHM 处理 T2DM 大鼠后，p-AMPK 表达量增多和 p-AMPK/总AMPK 的值增大，说明DHM提高了 T2DM 大鼠脑组织中 AMPK 的活化水平。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $