精品解析：北京市二中2024-2025学年高三下学期开学测试生物试题

北京二中2024-2025学年度第二学期高三年级开学测试试卷 生物 一、选择题(每小题2分，共30分) 1. 细胞在迁移过程中会产生并释放一种单层膜的细胞器——迁移体，其内部含有细胞因子、mRNA等物质。当迁移体被周围细胞吞噬后，其中的mRNA翻译形成蛋白质，进而改变该细胞的行为。关于迁移体的推断正确的是（ ） A. 包含四层磷脂分子 B. 其膜不属于生物膜系统 C. 可能参与细胞间信息交流 D. 其被吞噬依赖于细胞膜的选择透过性 2. 如图表示H+和蔗糖进出植物细胞的方式。据图分析，下列实验处理中，可使蔗糖进入细胞速率加快的是（ ） A. 降低细胞外蔗糖浓度 B. 降低细胞质H+浓度 C 降低ATP合成酶活性 D. 降低膜上协同转运蛋白数量 3. 如图所示，细胞周期包括分裂间期（分为G1期、S期和G2期）和分裂期（M期），S期进行DNA复制。对某动物（2n＝12）的肠上皮细胞用含放射性的胸苷（DNA复制原料之一）短期培养15min后，洗去游离的放射性胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，并定期检测。下列叙述错误的是（ ） A. d→a→b→c→d可表示一个细胞周期 B. 显微镜下观察，间期细胞数目多于M期 C. M期细胞中染色体数目变化为12→24→12 D. 更换培养液后约10.1h开始出现被标记的M期细胞 4. 某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是（ ） A. 呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B. 净光合作用的最适温度约为25℃ C. 在0-25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比呼吸速率的大 D. 适合该植物生长的温度范围是10-50℃ 5. 斑点牛分为褐色和红色，相关基因位于常染色体上。育种人员将纯种红色斑点母牛与纯种褐色斑点公牛杂交，实验结果如下表。相关叙述错误的是（ ） 子代 表现型 比例 F1 褐色公牛：红色母牛 1：1 F2 褐色公牛：红色公牛：褐色母牛：红色母牛 3：1：1：3 A. 斑点牛体色的表现型与性别有关 B. 该性状受2对独立遗传基因控制 C. F1公牛、母牛相关基因型相同 D. 反交实验结果应与上述结果相同 6. 某二倍体雄性动物的基因型为AaBb。如图表示该个体的某个处于分裂状态细胞中的部分染色体（包含一对性染色体），相关叙述正确的是（　　） A. 形成该细胞的过程中发生了染色体结构变异 B. 该细胞所处的分裂时期是减数第二次分裂后期 C. 该细胞中含有3个染色体组、6条染色体 D. 该细胞分裂形成的配子基因型为aBXA、aBX、AbX、bX 7. 我国科学家从低氧、寒冷的青藏高原不同区域30个遗址中，获得97例青藏高原古代人类个体的基因组，追溯了青藏高原人群的演化历史。研究显示在过去的3000年中，EPAS1基因在青藏高原人群中的基因频率迅速升高。下列说法正确的是（ ） A. 青藏高原人群与平原人群之间存在生殖隔离 B. EPAS1基因可能是适应平原环境的关键基因 C. 高原环境使得EPAS1基因频率发生定向改变 D. 该研究为人群演化提供了细胞水平的证据 8. 为探究生长素对枝条生根的影响，在一定部位环剥枝条，涂抹生长素于环剥口上端，并用湿土包裹环剥部位，观察枝条生根情况，结果如下表。下列分析错误的是（　　） 生长素用量 （mg/枝） 处理枝条数 第90天时 生根枝条数 首次出根 所需天数 0 50 12 75 1．0 50 45 25 2．0 50 35 30 3．0 50 33 33 A. 在所研究浓度中促进生根的最佳生长素用量为1．0mg/枝 B. 实验结果表明生长素对枝条生根的作用具有两重性 C. 对照组枝条首次出根所需时间长与生长素总量少有关 D. 在激素作用下环剥口上端细胞发生了脱分化和再分化 9. 生命活动离不开信息，下列有关叙述不正确的是（　　） A. 基因中的遗传信息储存在碱基对的排列顺序中 B. 突触前神经元可向突触后神经元传递化学信息 C. 垂体细胞和甲状腺细胞之间只能单向传递信息 D. 环境中的光照可作为信息影响植物的生长方向 10. 2024北京马拉松于11月3日7：30在天安门广场鸣枪起跑，终点为奥林匹克公园，运动员在比赛过程中体内会发生系列变化。下列叙述不正确的是（　　） A. 交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张 B. 通过神经调节和体液调节维持体内血糖含量的相对稳定 C. 通过增加汗腺的分泌量维持细胞外液渗透压的相对稳定 D. 运动中产热量增加，通过增加散热维持体温的相对稳定 11. 肿瘤细胞通过细胞膜上的PD-L1蛋白与机体T细胞膜上PD-1蛋白结合，抑制T细胞激活，实现免疫逃逸。科研人员制备靶向PD-L1的单克隆抗体治疗肿瘤，下列说法错误的是（ ） A. 需用PD-1免疫小鼠以获得B细胞 B. 用灭活的病毒诱导产生杂交瘤细胞 C. 杂交瘤细胞的培养液中需添加动物血清 D. 利用抗原-抗体结合的原理制备靶向药物 12. 微载体动物细胞培养是以悬浮在培养液中的微珠作为细胞贴附的载体，在轻度搅拌下进行动物细胞培养。下列相关叙述错误的是（　　） A. 轻度搅拌有利于细胞的氧气供应 B. 培养液中需添加糖、氨基酸等营养物质 C. 该技术能提高单位体积培养液的细胞产率 D. 该技术不能应用于病毒疫苗的生产过程中 13. 为更有效地处理含重金属的废水，研究人员将植物的金属结合蛋白基因导入大肠杆菌构建工程菌。由于PCR扩增出的目的基因末端为平末端，且无合适的限制酶识别序列，需借助中间载体P将目的基因接入载体E。下图为两种载体的结构和相关限制酶的识别序列。下列叙述正确的是（ ） A. 不直接选择P构建表达载体是因为它不含起始密码子和终止密码子 B. 将目的基因插入载体P时，应选择SmaI进行酶切，再用DNA连接酶连接 C. 构建表达载体时，应选择XhoI和PstI酶切载体E和含目的基因的载体P D. 基因表达载体构建完成后，需利用农杆菌转化法导入受体细胞 14. 下列关于探究实践活动叙述错误的是（ ） A. 性状分离比模拟实验中同一小桶中的两种彩球数量可以不等 B. 模拟生物体维持pH稳定的实验中自来水和缓冲液作为对照 C. 探究光强对光合作用影响时利用光源与植物的距离来调节光强 D. 设计制作生态缸观察其稳定性的实验过程中需要保证适宜的光照 15. 下列关于生物学实验中科学方法和技术的应用，叙述错误的是（ ） A. 孟德尔在研究遗传规律时运用了假说-演绎法 B. “细胞学说”的建立基于科学观察和归纳概括的方法 C. 探索光合作用的原理时科学家运用了同位素示踪的方法 D. 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验使用了物质分离鉴定技术 二、非选择题(共70分) 16. 白洋淀湿地是华北地区重要的湿地生态系统。近年来，由于入淀污水增多，水体重金属污染加剧。研究人员发现可通过定期收割沉水植物地上部分，修复镉等重金属污染水体。 （1）沉水植物属于生态系统组成成分中的________，其根部能从底泥和水中吸收________，净化水体，体现生态系统具有________能力。此湿地由浅水区向陆地方向依次生长着芦苇、破蓬、柽柳等，这体现了群落的________结构。 （2）为筛选适合白洋淀镉污染修复的沉水植物，用不同浓度镉溶液处理本地4种沉水植物4天后，检测其对镉（Cd）的耐受性和富集能力，结果如表和图。 沉水植物 半数抑制浓度 （mg•L-1） 黑藻 0.51 狐尾藻 0.81 金鱼藻 0.03 菹草 0.12 （半数抑制浓度是指抑制沉水植物半数生长的外部Cd浓度） 表数据显示4种沉水植物中对镉的耐受性最大的是________。结合图1的实验结果，选择黑藻和菹草作为进一步研究的对象，不选用狐尾藻和金鱼藻的原因是_______。 （3）研究者从白洋淀取底泥，将黑藻和菹草分别栽种其中，用自来水培养。测定其生长率（图）和不同部位的富集系数和迁移系数（指由根系向地上部分的迁移能力），结果如表。 沉水 植物 富集系数 迁移系数 地上部分 根部 黑藻 0.33 0.41 0.79 菹草 0.21 1.01 0.21 综合分析，研究者认为黑藻是最适合修复Cd污染水体的物种，其重要证据有： ①________；②________。 （4）富集镉的沉水植物必须及时收割并无害化处理，一是因为镉等重金属能够通过________逐级积累和浓缩，在高营养级生物体内富集。二是因为________而造成水体的二次污染。 17. 野生型（绿叶）水稻叶绿素的合成需要镁螯合酶催化，镁螯合酶由CHLI和CHLD两种肽链形成的亚基参与构成。利用EMS诱导野生型水稻发生基因突变，筛选出黄叶突变体，该突变体的纯合子在幼苗期死亡。 （1）取野生型、杂合子、突变纯合子幼苗叶片浸泡于___________中，提取光合色素。经测定，三者叶绿素含量依次降低，且突变纯合子降低极显著。 （2）杂合子自交后代性状分离比为1：2：1，说明绿叶和黄叶性状受________（细胞核/细胞质）基因控制。DNA测序显示，相对于野生型的CHLI基因，突变体的chli基因中一个碱基由G变为C，突变基因经过___________________过程合成CHLI亚基，其中的一个氨基酸发生改变。 （3）叶绿素可发红色荧光。将CHLI基因、chli基因分别与绿色荧光蛋白（GFP）基因（表达的蛋白可发绿色荧光）构建融合基因，转入野生型细胞质基质中表达。在同一个细胞中观察红绿荧光出现的位置。结果如图1（图中白色部分为有荧光的区域）。 此实验研究目的是__________________________________。 （4）将CHLI基因、chli基因、CHLD基因分别构建表达载体，转入酵母菌中。酵母菌及转入不同质粒的酵母菌在A培养基中均可长成菌落。而在B培养基中，只有当转入基因指导合成的蛋白质相互结合，酵母菌才可生长。结果如图2所示（CHLI、chli表示相应酵母中转入的基因，“-”表示未转入基因，“×”表示接种相应酵母菌后未长出菌落）。 实验结果说明__________________________________。 （5）综合上述研究，突变体的纯合子在幼苗期死亡的原因是___________________。 18. “脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术，通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元，帮助科学家了解大脑。 （1）Cre酶是该技术的关键酶，能随机识别两个相同的loxP序列，催化如图1所示的反应。 通过Cre-loxP系统敲除基因基本原理是：Cre酶随机识别DNA分子上两个相同的loxP序列并从特定位点切断DNA双链，切口被重新连接后，保留片段_____，从而实现目标基因的敲除。 （2）研究者设计图2所示的DNA片段，转入小鼠体内，获得仅含一个图2所示片段的转基因小鼠。 ①构建基因表达载体时，需用限制酶和_____酶处理三种荧光蛋白基因、两种loxP序列，将它们与脑组织特异表达启动子M相连接。 ②研究者用显微注射法将图2所示表达载体导入小鼠的_____中，得到仅含一个图2 所示片段的转基因小鼠，再经过进一步筛选，获得纯合的转基因小鼠a。 （3）图2所示序列的两个loxP1之间或两个loxP2之间的基因，只会被Cre酶识别并切割一次。为使脑组织细胞中Cre酶的表达受调控，研究者将Cre酶基因与启动子N（由信号分子X开启)连接，获得纯合转基因小鼠b，将图3所示纯合小鼠a和b杂交，得到F1。 ①无信号分子X作用时，F1脑组织和其他组织细胞的色彩分别是_____。 ②有信号分子X作用时，F1：出现“脑彩虹”，请阐述机理：_____。 （4）研究者希望具有更丰富的颜色组合，即在一个细胞内随机出现两种或两种以上颜色叠加，形成更多颜色的“脑彩虹”，请依据题目信息，写出设计思路：_____。 19. 学习以下材料， 回答（1） ~（4）题。 铝对植物的毒害及植物的抗铝机制 铝是地壳中含量最丰富的金属元素， 地球上多达50%的可耕地为酸性土壤， 酸性条件下地壳中的铝以可溶性三价离子的形式被释放出来， 抑制植物根的生长发育。植物也通过一些机制减轻铝的毒害作用。 植物根尖的T区（介于分生区和伸长区之间的过渡区， 如图） 与根生长密切相关， 是响应铝毒害的主要部位。M区是细胞分裂的重要区域。对双子叶植物拟南芥的研究发现， 铝毒害可诱导大量乙烯产生， 引起生长素合成的关键基因在T区特异性表达， 同时多种参与生长素极性运输载体的表达也受到调控， 引起T区生长素含量升高。此过程中， 参与拟南芥生长素极性运输的主要有输出载体1、2和输入载体， 其分布和运输生长素的方向如图。铝毒害时， 三种载体的表达量均升高。输入载体的缺失突变体及输出载体2缺失突变体均表现出耐铝表型，但输出载体1功能缺失突变体却表现为对铝超敏感。单子叶植物（如玉米）在铝毒害下根伸长也受抑制， 但其根尖生长素含量下降， 输出载体2的表达量升高。铝毒害下输出载体2功能缺失突变体的根伸长快于野生型。这表明铝对单、双子叶植物产生毒害的机制可能存在差异。 同时， 很多植物在进化过程中还形成了多种抗铝机制。小麦、拟南芥、大豆等植物根尖细胞存在苹果酸转运蛋白（ALMT）， 铝离子可引发ALMT空间结构变化， 使其孔道打开， 细胞向外分泌苹果酸等有机酸可螯合根际土壤中的铝离子。再有， 铝毒害还可引起ALMT基因的表达量上升或转运蛋白在根中的重新分布。 有关植物对铝毒害的信号感知与调控机制的研究不断深入， 这些为未来开展作物分子育种设计和可持续农业发展提供了理论支撑。 （1）生长素_________运输， 称为极性运输。 （2）研究显示乙烯位于生长素调控上游， 下列支持该论点的证据有 。 A. 乙烯处理后， 生长素输出载体2和输入载体的表达增加 B. 外源施加生长素极性运输阻断剂使植株呈明显的耐铝表型 C. 加入乙烯合成抑制剂， 可减弱铝毒害下T区生长素合成相关基因的表达 D. 铝毒害时， 乙烯受体突变体T区的生长素合成基因表达量低于野生型 （3）据文中信息， 分别阐释铝毒害对双子叶、单子叶植物根生长抑制的作用机制。 ①双子叶植物（如拟南芥）：_________， 导致T区中生长素浓度较高， 根生长受抑制。 ②单子叶植物（如玉米）：_________， 从而造成根生长受抑制。 （4）结合文中信息， 选择单子叶或双子叶作物之一， 提出培育耐铝作物的思路_______________。 20. 造血干细胞（HSC）在骨髓中产生，可分化和发育为血细胞和免疫细胞。当受到某些细胞因子刺激后，骨髓中的HSC释放到外周血中，此过程称为HSC动员。收集外周血中的HSC，可用于干细胞移植及血液疾病治疗。 （1）图1表示HSC动员的机制。由图可知，粒细胞集落刺激因子（G-CSF）刺激骨髓中的伤害性感受神经元，促进神经纤维末梢中的________融合，释放神经肽（CGRP），CGRP作为一种________可作用于HSC________上的受体，促进HSC迁移至血管中。 （2）研究人员用RTX药剂使小鼠的伤害性感受神经元失活，未处理的小鼠为对照组，实验处理及检测结果如下表所示。 组别 注射物质 CGRP相对量 外周血中HSC的相对量 RTX组 溶剂 V Ⅰ 3 RTX组 CGRP Ⅱ 10 对照组 溶剂 Ⅲ 10 对照组 CGRP Ⅳ 20 表中实验结果支持了图1中的过程，请完善表格，V处为注射________刺激小鼠，I~IV处数据依次为_______（选填数字“0、6、15、6”） （3）R蛋白是HSC上受体的组分之一。为研究HSC动员对骨髓造血的影响，研究人员以野生型小鼠及敲除编码R蛋白基因的小鼠为实验材料，实验处理及检测结果如图2和图3所示。 ①图2结果表明R蛋白是受体响应CGRP信号所必须的，依据是________。 ②图3结果说明________。 ③综合图2和图3实验数据可知，G-CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总量明显高于敲除组，推测原因是_________。 （4）辣椒中富含辣椒素，辣椒素也可作用于伤害性感受神经元。为探究其能否增强由G-CSF刺激引起的造血干细胞动员，研究人员给野生型小鼠分别喂食含辣椒素的辛辣食物及普通食物，检测并比较两组小鼠体内CGRP含量。请补充完善上述实验方案________。 21. 提高作物的光合作用强度是解决全球粮食危机的重要措施。 （1）农作物的产量高低取决于叶绿体捕获的光能向_____转化的过程中，将CO2和H2O合成_____的量。 （2）强光会破坏叶绿体的结构，叶绿素非光化学猝灭机制（NPQ）能将植物吸收的多余光能以热能形式散失，这种光保护机制与类囊体蛋白PsbS含量、叶黄素循环密切相关，其机理如图1所示。催化叶黄素循环的关键酶VDE和ZEP活性受pH影响，VDE在pH≤6．5时被活化，在pH=7．0时失活，ZEP最适pH为7．5．强光下，_____导致类囊体pH降低，因此，自然条件下植物叶片中玉米黄素的含量在中午达到最高，随pH降低，玉米黄素与PsbS结合增多，激发并促进NPQ。 （3）当光照强度由过强变为适宜时，由于NPQ不能立即解除导致暗反应速率明显下降。为了使NPQ在光照强度变化时及时终止，科研人员将VDE、PsbS和ZEP的融合基因（VPZ）和T-DNA连接（图2），导入烟草细胞，筛选获得一系列转基因烟草。通过杂交实验，初步鉴定转基因烟草VPZ的拷贝数。 ①转基因烟草甲自交，子代中具有抗除草剂特性的植株占_____，则初步判断甲植株为VPZ单拷贝（单个基因）插入。 ②转基因烟草乙与野生型烟草杂交，子代转基因植株比例为3/4。请在图3中画出VPZ在乙植株染色体上的位置。 _____ （4）与野生型相比，转基因烟草所有VPZ株系均显示出VDE、PsbS和ZEP的过表达，使烟草在光照由弱变强和由强变弱的波动中，光合速率均提高。请完善转基因烟草产量提高的原理图。_____ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 北京二中2024-2025学年度第二学期高三年级开学测试试卷 生物 一、选择题(每小题2分，共30分) 1. 细胞在迁移过程中会产生并释放一种单层膜的细胞器——迁移体，其内部含有细胞因子、mRNA等物质。当迁移体被周围细胞吞噬后，其中的mRNA翻译形成蛋白质，进而改变该细胞的行为。关于迁移体的推断正确的是（ ） A. 包含四层磷脂分子 B. 其膜不属于生物膜系统 C. 可能参与细胞间的信息交流 D. 其被吞噬依赖于细胞膜的选择透过性 【答案】C 【解析】 【分析】1、生物膜系统包括细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。这些生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。 2、细胞膜的组成成分主要是蛋白质和脂质。细胞膜的功能有：将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特点是具有选择透过性。 【详解】A、细胞在迁移过程中会产生并释放一种单层膜的细胞器——迁移体，其膜结构包括两层磷脂分子，A错误； B、迁移体外侧有膜包被，是一种单层膜结构的细胞器，而生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜等，可见，迁移体的膜结构属于细胞的生物膜系统，B错误； C、迁移体内部含有细胞因子、mRNA等物质。当迁移体被周围细胞吞噬后，其中的mRNA翻译形成蛋白质，进而改变该细胞的行为，这说明迁移体可能参与细胞间的信息交流，C正确； D、当迁移体可被周围细胞吞噬，该过程属于胞吞过程，胞吞过程不依赖于细胞膜的选择透过性实现，D错误。 故选C。 2. 如图表示H+和蔗糖进出植物细胞的方式。据图分析，下列实验处理中，可使蔗糖进入细胞速率加快的是（ ） A. 降低细胞外蔗糖浓度 B. 降低细胞质H+浓度 C 降低ATP合成酶活性 D. 降低膜上协同转运蛋白数量 【答案】B 【解析】 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从高浓度到低浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】AB、据图可知，H+通过质子泵运出细胞需要消耗ATP，说明是逆浓度梯度进行的，即H+分布是细胞外浓度高于细胞内，而蔗糖的跨膜运输方式是借助H+浓度势能实现的，故降低细胞质H+浓度能够加大势能，从而使蔗糖进入细胞速率加快，而降低细胞外蔗糖浓度不利于蔗糖运输，A错误，B正确； C、降低ATP合成酶活性会影响，H+跨膜运输进而影响蔗糖运输，C错误； D、蔗糖跨膜运输需要转运蛋白协助，降低膜上协同转运蛋白数量会导致蔗糖运输减慢，D错误。 故选B。 3. 如图所示，细胞周期包括分裂间期（分为G1期、S期和G2期）和分裂期（M期），S期进行DNA复制。对某动物（2n＝12）的肠上皮细胞用含放射性的胸苷（DNA复制原料之一）短期培养15min后，洗去游离的放射性胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，并定期检测。下列叙述错误的是（ ） A. d→a→b→c→d可表示一个细胞周期 B. 显微镜下观察，间期细胞数目多于M期 C. M期细胞中染色体数目变化为12→24→12 D. 更换培养液后约10.1h开始出现被标记M期细胞 【答案】D 【解析】 【分析】一个细胞周期包括分裂间期（分为G1期、S期和G2期）和分裂期（M期），而分裂间期是从G1期开始。在分裂间期，细胞内发生着活跃的代谢变化，最重要的变化是发生在S期的DNA复制。分裂期主要是通过有丝分裂来完成的，又分为前期、中期、后期、末期。 【详解】A、连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。据此分析题图可知：d→a→b→c→d可表示一个细胞周期，A正确； B、分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，持续的时间明显比分裂期长，因此显微镜下观察，间期细胞数目多于M期，B正确； C、由题意可知：某动物体细胞中有12条染色体。分裂期（M期）分为前期、中期、后期、末期，细胞分裂进入后期时，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，导致细胞中的染色体数目暂时加倍，加倍后的染色体在末期平均分配到两个子细胞中，所以M期细胞中染色体数目变化为12→24→12，C正确； D、放射性的胸苷是DNA复制的原料之一，S期进行DNA复制，S期的细胞需经历G2期后才能进入到M期，所以更换培养液后约2.2h开始出现被标记的M期细胞，D错误。 故选D。 4. 某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是（ ） A. 呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B. 净光合作用最适温度约为25℃ C. 在0-25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比呼吸速率的大 D. 适合该植物生长的温度范围是10-50℃ 【答案】D 【解析】 【分析】题图分析：上图横坐标是温度，纵坐标是净光合作用强度，由图可知植物体在25℃时，净光合速率（净光合速率=总光合速率-呼吸速率）最高，说明该温度为净光合作用的最适温度。下图横坐标是温度，左侧纵坐标是总光合作用强度，右侧纵坐标是呼吸作用强度。由图可知，植物体总光合作用的最适温度为30℃，呼吸作用的最适温度为50℃。 【详解】A、由下图可知，呼吸作用的最适温度为50℃，总光合作用的最适温度为30℃，因此，呼吸作用的最适温度比光合作用的高，A正确； B、由上图可知，植物体在25℃时，净光合速率最高，说明该温度为净光合作用的最适温度，B正确； C、由下图可知在0～25℃范围内，光合作用的增长速率大于呼吸作用增长速率，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，C正确； D、由上图可知，超过45℃，净光合速率为负值，没有有机物的积累，不适合生长，D错误。 故选D。 5. 斑点牛分为褐色和红色，相关基因位于常染色体上。育种人员将纯种红色斑点母牛与纯种褐色斑点公牛杂交，实验结果如下表。相关叙述错误的是（ ） 子代 表现型 比例 F1 褐色公牛：红色母牛 1：1 F2 褐色公牛：红色公牛：褐色母牛：红色母牛 3：1：1：3 A. 斑点牛体色的表现型与性别有关 B. 该性状受2对独立遗传基因控制 C. F1公牛、母牛的相关基因型相同 D. 反交实验结果应与上述结果相同 【答案】B 【解析】 【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 【详解】A、分析题意，将纯种红色斑点母牛与纯种褐色斑点公牛杂交，子代中性状与性别有关联，说明斑点牛体色的表现型与性别有关，A正确； B、斑点牛相关基因位于常染色体上，且据F2可知，同一性别内均出现3∶1的分离比，说明该性状受1对基因控制，B错误； C、将纯种红色斑点母牛与纯种褐色斑点公牛杂交，F1是褐色公牛：红色母牛=1∶1，且F2中公牛与母牛均有3：1的分离比，说明F1公牛、母牛的相关基因型相同，均为杂合子，C正确； D、该基因位于常染色体上，反交实验结果应与上述结果相同，D正确。 故选B。 6. 某二倍体雄性动物的基因型为AaBb。如图表示该个体的某个处于分裂状态细胞中的部分染色体（包含一对性染色体），相关叙述正确的是（　　） A. 形成该细胞的过程中发生了染色体结构变异 B. 该细胞所处的分裂时期是减数第二次分裂后期 C. 该细胞中含有3个染色体组、6条染色体 D. 该细胞分裂形成的配子基因型为aBXA、aBX、AbX、bX 【答案】A 【解析】 【分析】 由图可知，该细胞中同源染色体分离，属于减数第一次分裂的后期。A/a、B/b分别位于两对常染色体上，图中又包含了一对性染色体，故图中发生了非同源染色体上片段的交换，导致A所在的染色体片段移接到了X染色体上。 【详解】A、根据图中染色体上的基因可知，非同源染色体之间发生了易位，属于染色体的结构变异，A正确； B、该细胞同源染色体分离，处于减数第一次分裂的后期，B错误； C、该细胞中含有2个染色体组，6条染色体，C错误； D、根据图中染色体上的基因和分析可知，该细胞分裂产生的精细胞中的基因型为aBXA、aBX、AbY、bY，D错误。 故选A。 【点睛】 7. 我国科学家从低氧、寒冷的青藏高原不同区域30个遗址中，获得97例青藏高原古代人类个体的基因组，追溯了青藏高原人群的演化历史。研究显示在过去的3000年中，EPAS1基因在青藏高原人群中的基因频率迅速升高。下列说法正确的是（ ） A. 青藏高原人群与平原人群之间存在生殖隔离 B. EPAS1基因可能是适应平原环境的关键基因 C. 高原环境使得EPAS1基因频率发生定向改变 D. 该研究为人群演化提供了细胞水平的证据 【答案】C 【解析】 【分析】现代生物进化理论的基本观点：①种群是生物进化的基本单位，②生物进化的实质在于种群基因频率的改变。③突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。③其中突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。 【详解】A、青藏高原人群与平原人群为同一物种，不存在生殖隔离，A错误； B、在过去的3000年中，EPAS1基因在青藏高原人群中的基因频率迅速升高，由此说明EPAS1基因可能是适应高原环境的关键基因，B错误； C、自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，高原环境使得EPAS1基因频率发生定向改变，C正确； D、该研究为人群演化提供了分子水平的证据，D错误。 故选C。 8. 为探究生长素对枝条生根的影响，在一定部位环剥枝条，涂抹生长素于环剥口上端，并用湿土包裹环剥部位，观察枝条生根情况，结果如下表。下列分析错误的是（　　） 生长素用量 （mg/枝） 处理枝条数 第90天时 生根枝条数 首次出根 所需天数 0 50 12 75 1．0 50 45 25 2．0 50 35 30 3．0 50 33 33 A. 在所研究浓度中促进生根的最佳生长素用量为1．0mg/枝 B. 实验结果表明生长素对枝条生根的作用具有两重性 C. 对照组枝条首次出根所需时间长与生长素总量少有关 D. 在激素作用下环剥口上端细胞发生了脱分化和再分化 【答案】B 【解析】 【分析】 本实验为探究生长素对枝条生根的影响，分析表格可知，生长素用量为0的一组为对照组，其余均为实验组。随着生长素浓度的升高，第90天存活时的生根枝条数先增多后减少，首次出根所需天数先减少后增多。 【详解】A、分析表格数据可知，在所研究浓度中，生长素用量为1．0mg/枝时，首次出根时间最短，第90天时生根枝条数最多，故促进生根的最佳生长素用量为1．0mg/枝，A正确； B、与对照组相比，实验中所用浓度的生长素对生根均为促进作用，不能体现两重性，B错误； C、分析表格数据可知，对照组枝条首次出根所需时间长可能与自身生长素总量少有关，C正确； D、在激素作用下环剥口上端细胞先是发生了脱分化形成愈伤组织，然后再经过再分化形成根，D正确。 故选B。 9. 生命活动离不开信息，下列有关叙述不正确的是（　　） A. 基因中的遗传信息储存在碱基对的排列顺序中 B. 突触前神经元可向突触后神经元传递化学信息 C. 垂体细胞和甲状腺细胞之间只能单向传递信息 D. 环境中的光照可作为信息影响植物的生长方向 【答案】C 【解析】 【分析】 1、突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成，突触前膜通过释放神经递质作用于突触后膜，使突触后膜兴奋或抑制，故突触间信号的转变为电信号-化学信号-电信号。 2、下丘脑分泌的TRH（促甲状腺激素释放激素）作用于垂体，促使垂体分泌TSH（促甲状腺激素）作用于甲状腺，促使甲状腺分泌甲状腺激素。故甲状腺激素的分泌受下丘脑、垂体的分级调节。甲状腺激素又可以作为信息反过去作用于下丘脑和垂体，实为反馈调节。 【详解】A、基因是有遗传效应的DNA片段，其遗传信息储存在碱基对的排列顺序中，A正确； B、突触前神经元可以通过神经递质（化学信息）作用于突触后膜，向突触后神经元传递信息，B正确； C、垂体分泌的促甲状腺激素可以作用于甲状腺，甲状腺分泌的甲状腺激素也可以作用于垂体，故垂体细胞和甲状腺细胞之间双向传递信息，C错误； D、单侧光作为物理信息，可以引起植物向光弯曲生长，D正确。 故选C。 【点睛】 10. 2024北京马拉松于11月3日7：30在天安门广场鸣枪起跑，终点为奥林匹克公园，运动员在比赛过程中体内会发生系列变化。下列叙述不正确的是（　　） A. 交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张 B. 通过神经调节和体液调节维持体内血糖含量的相对稳定 C. 通过增加汗腺的分泌量维持细胞外液渗透压的相对稳定 D. 运动中产热量增加，通过增加散热维持体温的相对稳定 【答案】C 【解析】 【分析】醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的主动重吸收，同时促进钾的分泌，从而维持水盐平衡；而抗利尿激素的作用是提高肾小管和集合管上皮细胞对水的通透性，增加水的重吸收量，使细胞外液渗透压下降，从而维持水平衡。 【详解】A、运动员在马拉松比赛过程中交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张，为运动提供充足的能量，A正确； B、血糖的含量相对稳定需要通过神经调节和体液调节的共同维持，B正确； C、通过增加汗腺的分泌量，在皮肤蒸发带走热量，从而维持体温的恒定，C错误； D、运动中产热量增加，通过出汗、皮肤毛细血管舒张等增加散热维持体温的相对稳定，D正确。 故选C。 11. 肿瘤细胞通过细胞膜上的PD-L1蛋白与机体T细胞膜上PD-1蛋白结合，抑制T细胞激活，实现免疫逃逸。科研人员制备靶向PD-L1的单克隆抗体治疗肿瘤，下列说法错误的是（ ） A. 需用PD-1免疫小鼠以获得B细胞 B. 用灭活的病毒诱导产生杂交瘤细胞 C. 杂交瘤细胞的培养液中需添加动物血清 D. 利用抗原-抗体结合的原理制备靶向药物 【答案】A 【解析】 【分析】1、动物细胞融合指用自然或人工方法使两个或多个不同的动物细胞融合成一个细胞的过程的技术。诱导动物细胞融合的方法有PEG（聚乙二醇）融合法，电融合法、离心，灭活病毒诱导法等。 2、把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞融合，实际操作中有多种融合情况，B淋巴细胞与B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，其中B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合所得到的杂交瘤细胞就可能大量增殖，产生足够数量的特定抗体。 【详解】A、科研人员制备靶向PD-L1的单克隆抗体治疗肿瘤，所以需用PD-L1免疫小鼠以获得B细胞，A错误； B、诱导动物细胞融合的方法有物理、化学和生物方法，其中生物方法是用灭活的病毒诱导产生杂交瘤细胞，B正确； C、动物细胞培养时需要添加血清，补充人工培养基缺乏的物质，所以杂交瘤细胞的培养液中需添加动物血清，C正确； D、PD-L1的单克隆抗体治疗肿瘤利用的原理是抗原-抗体结合，利用抗体与靶抗原结合的特性携带其进入肿瘤细胞从而发挥作用，D正确。 故选A。 12. 微载体动物细胞培养是以悬浮在培养液中的微珠作为细胞贴附的载体，在轻度搅拌下进行动物细胞培养。下列相关叙述错误的是（　　） A. 轻度搅拌有利于细胞的氧气供应 B. 培养液中需添加糖、氨基酸等营养物质 C. 该技术能提高单位体积培养液的细胞产率 D. 该技术不能应用于病毒疫苗的生产过程中 【答案】D 【解析】 【分析】 动物细胞培养条件： （1）无菌无毒环境：无菌--对培养液和所有培养用具进行无菌处理；在细胞培养液中添加一定量的抗生素；无毒--定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。 （2）营养成分：所需营养物质与体内基本相同，例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然成分。 （3）温度和pH值：哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。 （4）气体环境：通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。O2是细胞代谢所必需的 ，CO2主要作用是维持培养液的pH。 【详解】A、轻度搅拌可以增加培养液的溶氧量，有利于细胞的氧气供应，A正确； B、动物细胞培养所需营养物质与体内基本相同，需添加糖、氨基酸等营养物质，B正确； C、以悬浮在培养液中的微珠作为细胞贴附的载体，能提高单位体积培养液的细胞产率，C正确； D、该技术培养的动物细胞可作为病毒的宿主细胞，可应用于病毒疫苗的生产过程中，D错误。 故选D。 13. 为更有效地处理含重金属的废水，研究人员将植物的金属结合蛋白基因导入大肠杆菌构建工程菌。由于PCR扩增出的目的基因末端为平末端，且无合适的限制酶识别序列，需借助中间载体P将目的基因接入载体E。下图为两种载体的结构和相关限制酶的识别序列。下列叙述正确的是（ ） A. 不直接选择P构建表达载体是因为它不含起始密码子和终止密码子 B. 将目的基因插入载体P时，应选择SmaI进行酶切，再用DNA连接酶连接 C. 构建表达载体时，应选择XhoI和PstI酶切载体E和含目的基因的载体P D. 基因表达载体构建完成后，需利用农杆菌转化法导入受体细胞 【答案】C 【解析】 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：可利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测；①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因；②检测目的基因是否转录出了mRNA；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】A、由图可知，不直接选择P构建表达载体是因为它不含启动子与终止子，A错误； BC、由于载体E只有产生黏性末端的酶切位点，要使中间载体P接入载体E，同时防止载体E自身环化，需要用两种限制酶分别切割载体E和中间载体P，据图可知，中间载体P和载体E均含有XhoI和PstI酶识别序列，故可选用XhoI和PstI酶进行酶切，载体P的这两种酶识别序列中含有EcoRV识别位点，并且其切割的为平末端，可以用于连接目的基因，SmaI酶虽然也能切割得到平末端，但是其识别位点没有位于XhoI和PstI酶识别位点之间，故不能选择其对中间载体P进行切割，B错误，C正确； D、由于将目的基因导入大肠杆菌，因此用钙离子处理法最有效，D错误。 故选C。 14. 下列关于探究实践活动叙述错误的是（ ） A. 性状分离比模拟实验中同一小桶中的两种彩球数量可以不等 B. 模拟生物体维持pH稳定的实验中自来水和缓冲液作为对照 C. 探究光强对光合作用的影响时利用光源与植物的距离来调节光强 D. 设计制作生态缸观察其稳定性的实验过程中需要保证适宜的光照 【答案】A 【解析】 【分析】性状分离比的模拟实验中，两个小桶模拟雌雄生殖器官，体积可不同，但每个小桶中两种彩球的数量相同。 【详解】A、性状分离比的模拟实验中，两个小桶模拟雌雄生殖器官，体积可不同，但每个小桶中两种彩球的数量相同，因为每个小桶中的两种彩球分别代表的是两种雌配子和两种雄配子，但两种雌配子的数量是相同的，两种雌配子的数量也是相同的，A错误； B、血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质，也叫缓冲对，其作用是使血液的酸碱度不会发生很大的变化，从而维持在相对稳定的状态。在模拟生物体维持pH稳定的实验中通常用自来水和缓冲液作为对照，B正确； C、探究光强对光合作用的影响时可以通过改变光源与植物的距离来调节光强，C正确； D、设计制作生态缸观察其稳定性的实验过程中需要保证适宜的光照，D正确。 故选A。 15. 下列关于生物学实验中科学方法和技术的应用，叙述错误的是（ ） A. 孟德尔在研究遗传规律时运用了假说-演绎法 B. “细胞学说”的建立基于科学观察和归纳概括的方法 C. 探索光合作用的原理时科学家运用了同位素示踪的方法 D. 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验使用了物质分离鉴定技术 【答案】D 【解析】 【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证（测交实验）→得出结论。 2、肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。 【详解】A、孟德尔在研究豌豆杂交实验时，运用了假说-演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证（测交实验）→得出结论，A正确； B、“细胞学说”的建立基于科学观察和归纳概括的方法，主要用到了不完全归纳法，B正确； C、探索光合作用的原理时科学家运用了同位素示踪的方法，主要用了18O等标记，C正确； D、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明S型细菌中存在转化因子，但并未用到物质分离鉴定技术，D错误。 故选D。 二、非选择题(共70分) 16. 白洋淀湿地是华北地区重要的湿地生态系统。近年来，由于入淀污水增多，水体重金属污染加剧。研究人员发现可通过定期收割沉水植物地上部分，修复镉等重金属污染水体。 （1）沉水植物属于生态系统组成成分中的________，其根部能从底泥和水中吸收________，净化水体，体现生态系统具有________能力。此湿地由浅水区向陆地方向依次生长着芦苇、破蓬、柽柳等，这体现了群落的________结构。 （2）为筛选适合白洋淀镉污染修复的沉水植物，用不同浓度镉溶液处理本地4种沉水植物4天后，检测其对镉（Cd）的耐受性和富集能力，结果如表和图。 沉水植物 半数抑制浓度 （mg•L-1） 黑藻 0.51 狐尾藻 0.81 金鱼藻 0.03 菹草 0.12 （半数抑制浓度是指抑制沉水植物半数生长的外部Cd浓度） 表数据显示4种沉水植物中对镉的耐受性最大的是________。结合图1的实验结果，选择黑藻和菹草作为进一步研究的对象，不选用狐尾藻和金鱼藻的原因是_______。 （3）研究者从白洋淀取底泥，将黑藻和菹草分别栽种其中，用自来水培养。测定其生长率（图）和不同部位的富集系数和迁移系数（指由根系向地上部分的迁移能力），结果如表。 沉水 植物 富集系数 迁移系数 地上部分 根部 黑藻 0.33 0.41 0.79 菹草 0.21 1.01 0.21 综合分析，研究者认为黑藻是最适合修复Cd污染水体的物种，其重要证据有： ①________；②________。 （4）富集镉的沉水植物必须及时收割并无害化处理，一是因为镉等重金属能够通过________逐级积累和浓缩，在高营养级生物体内富集。二是因为________而造成水体的二次污染。 【答案】 ①. 生产者 ②. 镉等无机盐离子（无机盐、镉等重金属） ③. 自我（自动）调节（自净化） ④. 水平 ⑤. 狐尾藻 ⑥. 狐尾藻虽然对镉的耐受性很强，但其对Cd的富集能力最低；而金鱼藻在对镉的耐受性和富集能力方面表现都较差 ⑦. 黑藻的生长率大于菹草 ⑧. 黑藻地上部分对镉的富集能力强于菹草，（黑藻的迁移系数高） ⑨. 食物链（和食物网） ⑩. 植物体（和动物）死亡腐烂后通过微生物的分解作用返回水体（通过物质循环使镉等重金属又回到水体） 【解析】 【分析】生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量，营养结构包括食物网和食物链；生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递；生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态系统具有一定的自我调节能力，但是这个能力是有一定的限度的。 【详解】（1）沉水植物可以进行光合作用合成有机物，属于生态系统的生产者，其根部能从底泥和水中吸收镉等无机盐离子（无机盐、镉等重金属），进化水体，说明生态系统具有一定的自我调节能力。此湿地由浅水区向陆地方向依次生长着芦苇、破蓬、柽柳等，属于群落的水平结构。 （2）根据表格数据分析，狐尾藻的半数抑制浓度最高，说明其对镉的耐受性最大；据图分析，狐尾藻虽然对镉的耐受性很强，但其对Cd的富集能力最低；金鱼藻在对镉的耐受性和富集能力方面表现都较差，所以应该选择黑藻和菹草作为进一步研究的对象，而不选用狐尾藻和金鱼藻。 （3）根据表格和图形分析可知，黑藻的生长率大于菹草，且黑藻地上部分对镉的富集能力强于菹草，黑藻的迁移系数也比菹草高，说明黑藻是最适合修复Cd污染水体的物种。 （4）由于镉等重金属能够通过食物链、食物网逐级积累和浓缩，在高营养级生物体内富集，且植物体（和动物）死亡腐烂后通过微生物的分解作用返回水体，造成水体的二次污染，所以富集镉的沉水植物必须及时收割并无害化处理。 【点睛】解答本题的关键是分析图表获得信息的能力，能够根据表格数据判断对镉的耐受性最大的植物种类，并能够根据图形判断不选择狐尾藻和金鱼藻做进一步研究的原因。 17. 野生型（绿叶）水稻叶绿素的合成需要镁螯合酶催化，镁螯合酶由CHLI和CHLD两种肽链形成的亚基参与构成。利用EMS诱导野生型水稻发生基因突变，筛选出黄叶突变体，该突变体的纯合子在幼苗期死亡。 （1）取野生型、杂合子、突变纯合子幼苗叶片浸泡于___________中，提取光合色素。经测定，三者叶绿素含量依次降低，且突变纯合子降低极显著。 （2）杂合子自交后代性状分离比为1：2：1，说明绿叶和黄叶性状受________（细胞核/细胞质）基因控制。DNA测序显示，相对于野生型的CHLI基因，突变体的chli基因中一个碱基由G变为C，突变基因经过___________________过程合成CHLI亚基，其中的一个氨基酸发生改变。 （3）叶绿素可发红色荧光。将CHLI基因、chli基因分别与绿色荧光蛋白（GFP）基因（表达的蛋白可发绿色荧光）构建融合基因，转入野生型细胞质基质中表达。在同一个细胞中观察红绿荧光出现的位置。结果如图1（图中白色部分为有荧光的区域）。 此实验研究目的是__________________________________。 （4）将CHLI基因、chli基因、CHLD基因分别构建表达载体，转入酵母菌中。酵母菌及转入不同质粒的酵母菌在A培养基中均可长成菌落。而在B培养基中，只有当转入基因指导合成的蛋白质相互结合，酵母菌才可生长。结果如图2所示（CHLI、chli表示相应酵母中转入的基因，“-”表示未转入基因，“×”表示接种相应酵母菌后未长出菌落）。 实验结果说明__________________________________。 （5）综合上述研究，突变体的纯合子在幼苗期死亡的原因是___________________。 【答案】 ①. 无水乙醇（乙醇：丙酮=1：1） ②. 细胞核 ③. 转录和翻译（基因表达） ④. 观察突变基因表达蛋白在细胞中的定位是否改变 ⑤. CHLI与CHLD之间可以相互作用，但chli与CHLD两个亚基之间不能相互作用 ⑥. CHLI基因的G变为C，导致CHLI亚基的一个氨基酸发生改变，使之进入叶绿体后不能与CHLD结合而影响镁螯合酶的功能，不能催化叶绿素合成，导致幼苗（不能光合作用而）死亡 【解析】 【分析】1、叶绿素可以溶于有机溶剂，因此可以用乙醇等有机溶剂提取叶绿素； 2、杂交子代形状分离比为1：2：1，符合基因的分离定律，质基因不符合基因的分离定律，说明该性状是核基因控制的； 3、图1中，在同一个细胞中观察红绿荧光出现位置，观察突变基因表达蛋白在细胞中的定位是否改变； 4、图2中，CHLI和CHLD转入的酵母菌才能在B培养基上生长，说明CHLI和CHLD可以相互结合。 【详解】（1）叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素。故可用无水乙醇（乙醇:丙酮=1: 1）提取光合色素； （2）杂合子自交后代性状分离比为1: 2: 1，说明绿叶和黄叶性状符合孟德尔分离定律，因此绿叶和黄叶性状受细胞核基因控制，转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程，翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。由题干信息可知：突变基因经过转录和翻译（基因表达）合成CHLI亚基； （3）在同一个细胞中观察红绿荧光出现的位置，说明该实验研究目的:观察突变基因表达蛋白在细胞中的定位是否改变； （4）根据实验结果，同时转入了CHLI和CHLD的相关基因才可以在B培养基上生长，说明CHLI与CHLD之间可以相互作用，但CHLI与CHL D两个亚基之间不能相互作用； （5）突变体的纯合子在幼苗期死亡，因为CHLI基因的G变为C，导致CHLI亚基的一个氨基酸发生改变，使之进入叶绿体后不能与CHLD结合而影响镁螯合酶的功能，不能催化叶绿素合成，导致幼苗不能光合作用而死。 【点睛】本题结合图示主要考查了光合色素的提取、转.录和翻译、基因工程的基本操作程序、分离定律等知识，意在强化学生对相关知识点理解与运用，题目难度中等。 18. “脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术，通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元，帮助科学家了解大脑。 （1）Cre酶是该技术的关键酶，能随机识别两个相同的loxP序列，催化如图1所示的反应。 通过Cre-loxP系统敲除基因的基本原理是：Cre酶随机识别DNA分子上两个相同的loxP序列并从特定位点切断DNA双链，切口被重新连接后，保留片段_____，从而实现目标基因的敲除。 （2）研究者设计图2所示的DNA片段，转入小鼠体内，获得仅含一个图2所示片段的转基因小鼠。 ①构建基因表达载体时，需用限制酶和_____酶处理三种荧光蛋白基因、两种loxP序列，将它们与脑组织特异表达启动子M相连接。 ②研究者用显微注射法将图2所示表达载体导入小鼠的_____中，得到仅含一个图2 所示片段的转基因小鼠，再经过进一步筛选，获得纯合的转基因小鼠a。 （3）图2所示序列的两个loxP1之间或两个loxP2之间的基因，只会被Cre酶识别并切割一次。为使脑组织细胞中Cre酶的表达受调控，研究者将Cre酶基因与启动子N（由信号分子X开启)连接，获得纯合转基因小鼠b，将图3所示纯合小鼠a和b杂交，得到F1。 ①无信号分子X作用时，F1脑组织和其他组织细胞的色彩分别是_____。 ②有信号分子X作用时，F1：出现“脑彩虹”，请阐述机理：_____。 （4）研究者希望具有更丰富的颜色组合，即在一个细胞内随机出现两种或两种以上颜色叠加，形成更多颜色的“脑彩虹”，请依据题目信息，写出设计思路：_____。 【答案】 ①. 2 ②. DNA连接 ③. 受精卵 ④. 红色、无色 ⑤. F1为杂合子，有编码红、黄、蓝荧光蛋白的基因、loxP1、loxP2及Cre酶基因； 有信号分子 X 时，启动 Cre 酶表达，不同脑细胞中 Cre 酶表达情况不同，Cre酶识别的loxP不同，因而不同细胞会差异表达红色、黄色或蓝色荧光蛋白基因 ⑥. 设法使小鼠脑组织细胞内有多个相同的图 2 所示 DNA 片断，Cre 酶对每个DNA片段随机剪切，因而细胞的颜色由细胞内多个荧光蛋白的颜色叠加而成 【解析】 【分析】1、限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。 2、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 【详解】（1）通过图1可知，Cre酶识别两个相同的loxP序列，进行切除，切除后片段1自身环化且带有待敲除基因，片段2没有待敲除基因，故保留片段2，从而实现目标基因的敲除。 （2）①基因表达载体构建过程中需要限制酶和DNA连接酶两种工具酶处理三种荧光蛋白基因、两种loxP序列，将它们与脑组织特异表达启动子M相连接。 ②常用显微注射法将基因表达载体导入小鼠的受精卵细胞中，得到仅含一个图2所示片段的转基因小鼠，再经过进一步筛选，获得纯合的转基因小鼠a。 （3）①F1为杂合子，脑组织细胞中有编码红、黄、蓝荧光蛋白的基因、loxP1、loxP2及Cre酶基因；无信号分子X时，Cre酶不表达，仅表达与启动子相邻的荧光蛋白的基因即红色荧光蛋白基因，使脑组织细胞呈红色。通过题干信息可知，“脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术，通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元，而其他组织细胞非神经细胞，故表现出无色。 ②F1为杂合子，有编码红、黄、蓝荧光蛋白的基因、loxP1、loxP2及Cre酶基因；有信号分子X时，启动Cre酶表达，不同脑细胞中Cre酶表达情况不同，Cre酶识别的loxP不同，因而不同脑细胞会差异表达红色、黄色或蓝色荧光蛋白基因，使F1出现“脑彩虹”。 （4）研究者希望具有更丰富的颜色组合，即在一个细胞内随机出现两种或两种以上颜色叠加，形成更多颜色的“脑彩虹”，依据题目信息，可设计思路为：设法使小鼠脑组织细胞内有多个相同的图2所示DNA片断，Cre酶对每个DNA片段随机剪切，因而细胞的颜色由细胞内多个荧光蛋白的颜色叠加而成。 【点睛】本题考查基因工程相关知识，要求考生能够识记基因工程的原理、工具以及操作步骤等。 19. 学习以下材料， 回答（1） ~（4）题。 铝对植物的毒害及植物的抗铝机制 铝是地壳中含量最丰富的金属元素， 地球上多达50%的可耕地为酸性土壤， 酸性条件下地壳中的铝以可溶性三价离子的形式被释放出来， 抑制植物根的生长发育。植物也通过一些机制减轻铝的毒害作用。 植物根尖的T区（介于分生区和伸长区之间的过渡区， 如图） 与根生长密切相关， 是响应铝毒害的主要部位。M区是细胞分裂的重要区域。对双子叶植物拟南芥的研究发现， 铝毒害可诱导大量乙烯产生， 引起生长素合成的关键基因在T区特异性表达， 同时多种参与生长素极性运输载体的表达也受到调控， 引起T区生长素含量升高。此过程中， 参与拟南芥生长素极性运输的主要有输出载体1、2和输入载体， 其分布和运输生长素的方向如图。铝毒害时， 三种载体的表达量均升高。输入载体的缺失突变体及输出载体2缺失突变体均表现出耐铝表型，但输出载体1功能缺失突变体却表现为对铝超敏感。单子叶植物（如玉米）在铝毒害下根伸长也受抑制， 但其根尖生长素含量下降， 输出载体2的表达量升高。铝毒害下输出载体2功能缺失突变体的根伸长快于野生型。这表明铝对单、双子叶植物产生毒害的机制可能存在差异。 同时， 很多植物在进化过程中还形成了多种抗铝机制。小麦、拟南芥、大豆等植物根尖细胞存在苹果酸转运蛋白（ALMT）， 铝离子可引发ALMT空间结构变化， 使其孔道打开， 细胞向外分泌苹果酸等有机酸可螯合根际土壤中的铝离子。再有， 铝毒害还可引起ALMT基因的表达量上升或转运蛋白在根中的重新分布。 有关植物对铝毒害的信号感知与调控机制的研究不断深入， 这些为未来开展作物分子育种设计和可持续农业发展提供了理论支撑。 （1）生长素_________运输， 称为极性运输。 （2）研究显示乙烯位于生长素调控上游， 下列支持该论点的证据有 。 A. 乙烯处理后， 生长素输出载体2和输入载体的表达增加 B. 外源施加生长素极性运输阻断剂使植株呈明显的耐铝表型 C. 加入乙烯合成抑制剂， 可减弱铝毒害下T区生长素合成相关基因的表达 D. 铝毒害时， 乙烯受体突变体T区的生长素合成基因表达量低于野生型 （3）据文中信息， 分别阐释铝毒害对双子叶、单子叶植物根生长抑制的作用机制。 ①双子叶植物（如拟南芥）：_________， 导致T区中生长素浓度较高， 根生长受抑制。 ②单子叶植物（如玉米）：_________， 从而造成根生长受抑制。 （4）结合文中信息， 选择单子叶或双子叶作物之一， 提出培育耐铝作物的思路_______________。 【答案】（1）从形态学上端运输到形态学下端 （2）ACD （3） ①. 乙烯升高，T区生长素合成基因表达升高，生长素合成增加；输出载体2和输入载体将生长素从M区运输至T区细胞 ②. 在生长素输出载体2的作用下，导致根尖生长素浓度过低 （4）单子叶：减弱或敲除输出载体2功能；转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因。 双子叶：减弱或敲除输出载体2、输入载体功能；增强输出载体1功能；转入增强ALMT功能基因或ALMT基因。 【解析】 【分析】植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素作为信息分子，几乎参与调解植物生长发育过程的所有生命活动。 【小问1详解】 生长素从形态学上端运输到形态学下端运输的特点 称为极性运输，是一种消耗能量的主动运输。 【小问2详解】 A、乙烯处理后，生长素输出载体2和输入载体的表达增加，可支持乙烯位于生长素调控上游，A正确； B、外源施加生长素极性运输阻断剂使植株呈明显的耐铝表型，没有体现乙烯的作用，不能支持乙烯位于生长素调控上游，B错误； C、加入乙烯合成抑制剂， 可减弱铝毒害下T区生长素合成相关基因的表达，可支持乙烯位于生长素调控上游，C正确； D、铝毒害时，乙烯受体突变体T区的生长素合成基因表达量低于野生型，可支持乙烯位于生长素调控上游，D正确。 故选ACD。 【小问3详解】 据文中信息可知，铝毒害对双子叶、单子叶植物根生长抑制的作用机制如下： ①双子叶植物（如拟南芥）：乙烯升高，T区生长素合成基因表达升高，生长素合成增加；输出载体2和输入载体将生长素从M区运输至T区细胞，导致T区中生长素浓度较高，根生长受抑制。 ②单子叶植物（如玉米）：在生长素输出载体2的作用下，导致根尖生长素浓度过低，从而造成根生长受抑制。 【小问4详解】 根据文中信息可知，单子叶：可通过减弱或敲除输出载体2功能；或转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因的方法培育耐铝单子叶作物。 双子叶：可通过减弱或敲除输出载体2、输入载体功能；或增强输出载体1功能；或转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因的方法培育耐铝双子叶作物。 20. 造血干细胞（HSC）在骨髓中产生，可分化和发育为血细胞和免疫细胞。当受到某些细胞因子刺激后，骨髓中的HSC释放到外周血中，此过程称为HSC动员。收集外周血中的HSC，可用于干细胞移植及血液疾病治疗。 （1）图1表示HSC动员的机制。由图可知，粒细胞集落刺激因子（G-CSF）刺激骨髓中的伤害性感受神经元，促进神经纤维末梢中的________融合，释放神经肽（CGRP），CGRP作为一种________可作用于HSC________上的受体，促进HSC迁移至血管中。 （2）研究人员用RTX药剂使小鼠的伤害性感受神经元失活，未处理的小鼠为对照组，实验处理及检测结果如下表所示。 组别 注射物质 CGRP相对量 外周血中HSC的相对量 RTX组 溶剂 V Ⅰ 3 RTX组 CGRP Ⅱ 10 对照组 溶剂 Ⅲ 10 对照组 CGRP Ⅳ 20 表中实验结果支持了图1中的过程，请完善表格，V处为注射________刺激小鼠，I~IV处数据依次为_______（选填数字“0、6、15、6”） （3）R蛋白是HSC上受体的组分之一。为研究HSC动员对骨髓造血的影响，研究人员以野生型小鼠及敲除编码R蛋白基因的小鼠为实验材料，实验处理及检测结果如图2和图3所示。 ①图2结果表明R蛋白是受体响应CGRP信号所必须的，依据是________。 ②图3结果说明________。 ③综合图2和图3实验数据可知，G-CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总量明显高于敲除组，推测原因是_________。 （4）辣椒中富含辣椒素，辣椒素也可作用于伤害性感受神经元。为探究其能否增强由G-CSF刺激引起的造血干细胞动员，研究人员给野生型小鼠分别喂食含辣椒素的辛辣食物及普通食物，检测并比较两组小鼠体内CGRP含量。请补充完善上述实验方案________。 【答案】 ①. 突触小泡与突触前膜 ②. 神经递质（或“信号分子”） ③. 细胞膜 ④. G-CSF ⑤. 0、6、6、15 ⑥. 注射G-CSF刺激后，敲除组外周血中HSC数量显著低于野生型 ⑦. HSC动员对骨髓中HSC的存储量无影响 ⑧. HSC迁移至外周血导致骨髓中HSC增殖，维持骨髓中HSC的储存量，从而使体内HSC总量增加 ⑨. 需补充2点：1.实验处理：需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射G-CSF。2.检测指标：需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量 【解析】 【分析】 题干中表明HSC动员为细胞因子刺激后，骨髓中的HSC释放到外周血中，因此实验中可以用外周血中HSC的数量来表示，分析图1可以看出细胞因子为G-CSF，其可以作用于伤害性感受神经元，其作为突触前膜可以分泌神经递质CGRP，作用于HSC细胞膜上的受体，引起HSC迁移至血管中。该过程必不可少的环节为G-CSF刺激，CGRP的分泌。 【详解】（1）根据图示可以看出G-CSF刺激突触前膜后，引起了神经纤维末梢中的突触小泡与突触前膜融合，释放神经肽，因此可判定CGRP为一种神经递质（或信号分子），可作用于HSC细胞膜上的受体，促进HSC迁移至血管中。 （2）题干描述该实验的结果支持图1的过程，而图1中的过程需要G-CSF刺激突触前膜，引起前膜释放CGRP，作用于HSC，而单纯用RTX药剂会让伤害性神经元失活，所以RTX组和对照组相比，自变量为伤害性神经元是否有活性，因此在两个RTX组中要设置是否有G-CSF刺激，因此可确定V为注射G-CSF刺激小鼠；根据该机制的过程，RTX组伤害性神经元失活，用G-CSF刺激也不会引起CGRP释放，因此Ⅰ为0，因此外周血中HSC的相对量也最低，Ⅱ和Ⅲ对应的组别中，一个是被RTX处理，另一个是没有G-CSF刺激，且两组外周血中HSC的相对量相同，因此可推测两组的CGRP相对量都为6；而Ⅳ的神经元正常，且加入CGRP，其外周血中HSC的相对量也最高，因此确定Ⅳ的值为15。 （3）①图2中注射G-CSF后，对照组（野生型）可以引起外周血中HSC的相对量升高，与之相比，敲除了R基因的敲除组外周血中HSC的相对量较少，可确定R基因表达的R蛋白是受体响应CGRP信号所必须的。 ②图3中可以看出无论是否注射G-CSF，已经是否有R基因的表达产物，单位体积骨髓中HSC存储数量基本不变，因此可确定HSC动员对骨髓中HSC的存储量无影响。 ③综合图2和图3实验数据可知，G-CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总量明显高于敲除组，可以推测该机制可能是受G-CSF刺激后，HSC迁移至外周血导致骨髓中HSC增殖，维持骨髓中HSC的储存量，从而使体内HSC总量增加。 （4）该实验的实验目的为探究辣椒素能否增强由G-CSF刺激引起的造血干细胞动员，因此自变量为是否喂食辣椒素，因变量为造血干细胞动员程度，但该过程需要由G-CSF刺激，因此需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射G-CSF，而因变量需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量，题中实验方案需补充完善2点：1、实验处理：需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射G-CSF。2、检测指标：需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量。 【点睛】本题主要以实验的方式考察了突触上兴奋传递过程的影响，学生能分析题图看出HSC动员过程涉及突触上信号的转换，以及运用实验原理和对照原则等分析数据推导结论是本题的解题关键。 21. 提高作物的光合作用强度是解决全球粮食危机的重要措施。 （1）农作物的产量高低取决于叶绿体捕获的光能向_____转化的过程中，将CO2和H2O合成_____的量。 （2）强光会破坏叶绿体的结构，叶绿素非光化学猝灭机制（NPQ）能将植物吸收的多余光能以热能形式散失，这种光保护机制与类囊体蛋白PsbS含量、叶黄素循环密切相关，其机理如图1所示。催化叶黄素循环的关键酶VDE和ZEP活性受pH影响，VDE在pH≤6．5时被活化，在pH=7．0时失活，ZEP最适pH为7．5．强光下，_____导致类囊体pH降低，因此，自然条件下植物叶片中玉米黄素的含量在中午达到最高，随pH降低，玉米黄素与PsbS结合增多，激发并促进NPQ。 （3）当光照强度由过强变为适宜时，由于NPQ不能立即解除导致暗反应速率明显下降。为了使NPQ在光照强度变化时及时终止，科研人员将VDE、PsbS和ZEP的融合基因（VPZ）和T-DNA连接（图2），导入烟草细胞，筛选获得一系列转基因烟草。通过杂交实验，初步鉴定转基因烟草VPZ的拷贝数。 ①转基因烟草甲自交，子代中具有抗除草剂特性的植株占_____，则初步判断甲植株为VPZ单拷贝（单个基因）插入。 ②转基因烟草乙与野生型烟草杂交，子代转基因植株比例为3/4。请在图3中画出VPZ在乙植株染色体上的位置。 _____ （4）与野生型相比，转基因烟草所有VPZ株系均显示出VDE、PsbS和ZEP的过表达，使烟草在光照由弱变强和由强变弱的波动中，光合速率均提高。请完善转基因烟草产量提高的原理图。_____ 【答案】（1） ①. 化学能 ②. 有机物##糖类 （2）水光解产生H+增加 （3） ①. 3/4 ②. （4） 【解析】 【分析】1、参与光合作用的色素位于类囊体薄膜上，包括叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）和类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）这两类。 2、光合作用的过程：①光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜）：水的光解产生还原氢与O2，以及ATP的形成；②暗反应阶段（场所是叶绿体的基质）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和还原氢的作用下还原生成C5和糖类等有机物。 【小问1详解】 农作物的产量高低取决于叶绿体捕获的光能向化学能转化的过程中，将CO2和H2O合成有机物的量。 【小问2详解】 光反应阶段，水光解会产生H+，光照增强产生的H+增多，使pH值下降。 【小问3详解】 ①因该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段，看作是杂合子，可以假设基因型为AO，则通过自交可以产生AA：AO：OO=1：2：1，则具有抗除草剂特性的植株占总数的3/4。 ②转基因烟草乙与野生型烟草杂交，子代转基因植株比例为3/4，说明基因位于两条非同源染色体上，如图： 【小问4详解】 转基因烟草光合速率均提高原理如图： 【点睛】本题考查光合作用相关知识点，需要学生在掌握光合作用的基础上分析答题。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$