精品解析：2025届江苏省南京师范大学附属中学高三4月模拟生物试题

22024/2025学年度第二学期段性考试 高三生物试卷 本试卷分为选择题和非选择题两部分，共100分。考试用时75分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共42分） 一、单项选择题：本部分包括15题，每题2分，共30分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 2024年12月13日，《科学》杂志公布了本年度十大科学突破。其中，科学家Zehr等发现了一种名为贝氏布拉藻的海藻可通过“硝基质体”这种新型细胞器来固定氮气，并认为该细胞器是古海藻吞噬了一种名为UCYN-A的固氮细菌进化而来，颠覆了以往真核生物无法直接从大气中固定氮气的认知。下列叙述正确的是（ ） A. UCYN-A和蓝藻都属于自养型原核生物 B. 原始贝氏布拉藻与吞入的UCYN-A最初构成原始合作关系 C. 推测硝基质体可能和叶绿体一样，都具有双层膜结构 D. 可用放射性同位素追踪硝基质体的固氮过程 【答案】C 【解析】 【分析】种间关系： （1）寄生：一种生物寄居于另一种生物的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活； （2）种间竞争：两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等，使得一种数量增多，另一种生物大量减少或死亡； （3）互利共生：两种生物共同生活在一起，相互依赖，彼此有利； （4）捕食：一种生物以另一种生物为食。 （5）原始合作：两种生物共同生活在一起，双方都有益，但分开后，各自都能独立生活。 【详解】A、蓝藻是自养型，UCYN-A是固氮细菌，属于异养型，A错误； B、原始贝氏布拉藻与吞入的UCYN-A成为一个整体，二者构成共生关系，B错误； C、“硝基质体”是古海藻吞噬了固氮细菌进化而来，因此其可能具有双层膜结构，外膜与真核细胞类似，内膜与原核生物类似，C正确； D、15N是稳定同位素，不具有放射性，D错误。 故选C。 2. 下图表示蔗糖分子进入筛管细胞和库细胞的部分机制，L为图中运输H+的质子泵，M为同时运输蔗糖分子和H+的转运蛋白。下列叙述正确的是（　　） A. 向筛管细胞外运输H+时，L的空间构象会发生可逆性改变 B. M向筛管细胞内运输H+同时运输蔗糖分子，其不具有特异性 C. 蔗糖分子进入筛管细胞的过程不消耗能量，属于被动运输 D. 蔗糖分子进入库细胞的方式为协助扩散 【答案】A 【解析】 【分析】据图可知，运出筛管细胞消耗ATP，属于主动运输，蔗糖分子进入筛管细胞消耗的势能，属于主动运输。 【详解】A、向筛管细胞外运输时，消耗ATP，属于主动运输，需要转运蛋白L的参与，转运蛋白L的空间构象会发生可逆性改变，A正确； B、M向筛管细胞内运输H+的同时运输蔗糖分子，仍具有特异性，B错误； C、蔗糖分子进入筛管细胞消耗H+浓度差的势能，属于主动运输，C错误； D、蔗糖分子通过专有通道胞间连丝进入库细胞，不属于协助扩散，D错误。 故选A。 3. 用高脂饲料喂养小鼠，脂肪在肝细胞中积累形成大量脂滴，细胞脂代谢异常，产生的自由基增加，影响细胞功能。处于营养缺乏状态的小鼠的肝细胞内存在脂质自噬过程，能够降低患脂肪肝的风险。下列说法正确的是（ ） A. 用高脂饲料喂养小鼠时，脂滴由内质网形成并由高尔基体进行包装 B. 自由基攻击磷脂分子会导致内质网膜面积减小，影响蛋白质的合成和加工 C. 脂滴膜与溶酶体膜的结构相同，脂质自噬过程中溶酶体可直接与脂滴融合 D. 脂滴分解后，溶酶体与细胞膜融合，其降解产物都会被排出细胞 【答案】B 【解析】 【分析】1、分泌蛋白是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，分泌蛋白的合成、加工和运输过程：最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外，该过程消耗的能量由线粒体提供。 2、溶酶体中含有多种水解酶（水解酶的本质是蛋白质），能够分解很多物质以及衰老、损伤的细胞器，清除侵入细胞的病毒或病菌，被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化车间”。 【详解】A、内质网单层膜形成的网状结构，是膜面积最大的一种细胞器，内质网的功能是细胞内蛋白质的合成和加工，以及脂质合成的“车间”，脂滴不需要被高尔基体进行包装，A错误； B、内质网能够运输蛋白质和合成脂质，自由基会攻击磷脂分子，导致内质网膜面积减少，影响蛋白质的合成和加工，B正确； C、脂质自噬过程中溶酶体与脂滴的融合需要依赖某些蛋白才能发生融合，C错误； D、溶酶体与细胞膜融合，其降解产物中部分产物可以被细胞重新利用，D错误。 故选B。 4. 生物科学史蕴含科学研究的思路和方法，下列科学史实验与结论相符的是（　　） 选项 科学史实验 结论 A 巴甫洛夫将无关刺激与条件刺激多次结合，使狗建立条件反射 条件反射是在非条件反射的基础上，通过学习和训练而建立的 B 斯塔林和贝利斯将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉，检测促胰液素分泌情况 促胰液素分泌是体液调节的结果 C 赫尔希和蔡司用T2噬菌体侵染被32P和35S分别标记的大肠杆菌 通过对比实验说明DNA是遗传物质 D 温特在黑暗情况下将接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧，结果胚芽鞘会弯向对侧，而对照组既不生长也不弯曲 温特认为这可能是一种激素类物质，并命名为生长素 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【分析】1、条件反射是在非条件反射的基础上，通过学习和训练而建立的。2、拜尔实验过程和现象：切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养，胚芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长。3、胰腺的胰岛是内分泌腺，可分泌胰高血糖素和胰岛素，二者共同维持血糖的平衡。4、小肠黏膜分泌促胰液素促进胰腺分泌胰液。 【详解】A、用无关刺激铃声与非条件刺激食物多次结合，可以使狗听到铃声这一条件刺激即分泌唾液，说明条件反射是在非条件反射的基础上，通过学习和训练而建立的，A错误； B、将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉，可以促进胰液分泌，排除神经调节的作用，说明胰液分泌是体液调节的结果，B错误； C、赫尔希和蔡斯用32P和35S分别标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，通过对比实验说明DNA是遗传物质，C错误； D、温特在黑暗情况下将接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧，结果胚芽鞘会弯向对侧，而对照组既不生长也不弯曲，温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并命名为生长素，D正确。 故选D。 5. 以下实验操作和描述正确的是（　　） A. 人工诱导动物细胞融合、研究DNA的复制方式、破译遗传密码的阅读数量都用了病毒 B. 实验员在植物组培中使用体积分数70%的酒精溶液对手部、超净工作台台面和MS培养基消毒 C. 过氧化氢和过氧化氢酶可用来验证酶的高效性实验和探究pH对酶活性的影响实验 D. 探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度和调查培养液中酵母菌种群数量的变化都不需要设立对照组 【答案】C 【解析】 【分析】无菌技术操作是防止微生物污染、保持无菌环境的关键操作，核心目的是避免实验材料或操作对象被杂菌污染，常用于微生物培养、医疗护理等场景。 【详解】A、人工诱导动物细胞融合可用灭活的病毒，但研究DNA的复制方式是通过同位素标记法等，破译遗传密码的阅读数量未用到病毒，A错误。 B、 在植物组培中，使用体积分数70%酒精溶液对手部、超净工作台台面进行消毒，但MS培养基需要进行高压蒸汽灭菌，不能用酒精消毒，B错误。 C、过氧化氢在常温、加热、加无机催化剂和加过氧化氢酶的条件下分解速率不同，可用来验证酶的高效性；在探究pH对酶活性的影响实验中，过氧化氢酶催化过氧化氢分解，C正确。 D、探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验中，需要设置一组只加蒸馏水的空白对照组；调查培养液中酵母菌种群数量的变化是自身前后对照，不需要额外设立对照组，D错误。 故选C。 6. 窦房结细胞有类似心肌细胞的兴奋性和传导性。但窦房结细胞膜上缺乏运输钠离子和钾离子的通道，动作电位主要由钙离子通过通道蛋白流动形成，造成去极化速度慢。如图为心房肌细胞和窦房结细胞相关电位的比较。下列叙述正确的是（　　） A. 心房肌细胞膜两侧的静息电位主要由K+通过钠钾泵外流所致 B. 窦房结细胞去极化速度慢是因为Ca2+主动运输速率低 C. 与心房肌细胞相比，窦房结细胞动作电位为内负外正且幅值降低 D. 心肌缺氧等因素会影响多种离子的运输，可能导致心律失常 【答案】D 【解析】 【分析】静息电位和动作电位是神经细胞等可兴奋细胞的膜电位变化，是神经传导的基础。细胞未受刺激时，细胞膜内外两侧的电位差，通常表现为外正内负。细胞受刺激后，膜电位发生快速可逆的变化，表现为外负内正的电位反转，是神经冲动传导的形式。 【详解】A、静息电位主要是K+外流形成的，是通过离子通道的协助扩散，而不是钠钾泵，钠钾泵主要与维持细胞内外离子浓度差有关，A错误； B、由题可知窦房结细胞膜上缺乏运输钠离子和钾离子的通道，动作电位主要由钙离子通过通道蛋白流动形成，去极化速度慢不是因为Ca2+主动运输速率低，因为钙离子是通过通道蛋白运输，属于协助扩散，B错误； C、由图可知，与心房肌细胞相比，窦房结细胞动作电位为内正外负，只是幅值降低，C错误； D、心肌缺氧会影响细胞呼吸，进而影响能量供应，多种离子的运输（如钙离子等）可能需要能量，所以可能导致心律失常，D正确。 故选D。 7. 人类9号染色体三体（T9）分为完全型T9和嵌合型T9，前者所有体细胞为9号染色体三体，后者部分细胞为9号染色体三体。嵌合型T9又可分为两种：一种是三体自救型，即完全型T9的部分细胞丢失第三条染色体，形成正常细胞；一种是分裂错误型，即由于早期胚胎部分正常二倍体细胞分裂过程中一条9号染色体不分离，形成只含一条9号染色体的细胞和三体细胞，只有三体细胞存活，与正常细胞形成嵌合型。某嵌合型T9胎儿的父母基因型为Aa（位于9号染色体上，不考虑基因突变和染色体片段互换），表型均正常。下列说法正确的是（　　） A. 若该胎儿为三体自救型，则其体内可能存在AAa和aa两种体细胞 B. 若该胎儿为分裂错误型，则其体内可能存在Aaa和aa两种体细胞 C. 该嵌合型T9胎儿的体内可能同时存在三种基因型的体细胞 D. 完全型T9个体的体细胞中染色体数目可能是94，其中含有3条9号染色体 【答案】C 【解析】 【分析】1、染色体变异包括染色体结构变异（重复、缺失、易位、倒位）和染色体数目变异。2、染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。 【详解】A、父母表型均正常，基因型为Aa，胎儿完全型T9基因型可能为AAA、AAa、Aaa，aaa，则三体自救型，即完全型T9的部分细胞丢失第三条染色体，形成正常细胞，则体内可能含有AAa和Aa，AA三种体细胞，AAa和aa两种体细胞不会同时存在，A错误； B、父母表型均正常，基因型为Aa，胎儿基因型可能为AA，Aa，aa，若该胎儿为分裂错误型，则其体内会存在AAa和Aa两种体细胞或Aaa和Aa两种体细胞，不会同时存在Aaa和aa两种体细胞，B错误； C、该嵌合型T9胎儿的体内可能同时存在三种基因型的体细胞，如AAa，随机丢失一条染色体，则可会产生AA，Aa的基因型，所以会出现三种基因AAa、AA、Aa，C正确； D、完全型T9个体所有体细胞为9号染色体三体，人体正常体细胞染色体数为46条，三体细胞染色体数为47条，体细胞进行有丝分裂时，后期染色体数为94条，其中含有6条9号染色体，D错误。 故选C。 8. 起源于南美洲的辣椒是茄科辣椒属的一年生或有限多年生植物，有许多辣度（来自于辣椒素）不同的品种。研究人员通过分析相关植物的基因组发现，辣椒属与酸浆属的亲缘关系比与茄属的更近，辣椒素合成途径可能是在约500万～1340万年前起源的。下列叙述错误的是（ ） A. 辣椒素合成关键酶基因的出现不是自然选择的结果 B. 研究人员在分子水平上揭示了辣椒属与其他物种的亲缘关系 C. 辣椒进化过程中辣椒素合成关键酶基因的基因频率一直在上升 D. 生殖隔离在茄科植物的进化过程中起了重要作用 【答案】C 【解析】 【分析】在一个种群的基因库中，某个基因占全部基因数的比值，叫做基因频率。 【详解】AC、可遗传变异为生物进化提供原材料，辣椒素的出现应是突变造成的，辣椒素出现后有助于辣椒抵抗天敌的捕食等，应为一种有利变异，但现在世界各地存在许多辣度不同的辣椒品种，辣椒素合成关键基因的基因频率不可能一直上升，A正确，C错误。 B、通过基因序列分析亲缘关系远近属于分子水平上的证据，B正确。 D、茄科植物包含辣椒、毛酸浆、番茄等多个物种，而生殖隔离是新物种形成的标志，D正确。 故选C。 9. 研究人员将生理状况相同的水稻的根置于黑暗环境，分别给予单侧弱光和强光照射，生长状况如图1所示，一段时间后，测得黑暗、弱光、强光条件下α分别为（0°、17.5°、35.5°。测定不同处理前后根尖向光侧和背光侧的生长素含量，结果如图2，已知光照不会影响生长素的合成。下列叙述正确的是（ ） A. 生长素都是由植物细胞合成起调节作用的微量有机物，化学本质是吲哚乙酸 B. 水稻根在单侧光照射后的生长状况是根细胞对生长素的敏感程度不同所致 C. 若逐渐增加单侧光的光照强度，图1中α的数值会逐渐增加 D. 水稻根向光侧生长素含量变化并不仅仅与生长素的运输有关 【答案】D 【解析】 【分析】题意分析，本实验是探究单侧光对根生长的影响，黑暗组为对照组，弱光和强光组为实验组。分析图2可知，黑暗条件下，根向光侧和背光侧生长素含量相同，弱光和强光条件下背光侧生长素含量高于向光侧，且向光侧生长素的减少量大于背光侧生长素的增加量，强光条件下的差异略大于弱光条件下。 【详解】A、生长素都是由植物细胞合成起调节作用的微量有机物，化学本质主要是吲哚乙酸，还有吲哚丁酸、苯乙酸等，A错误； B、由题图可知，单侧光照射后，水稻根向光侧生长素含量少，生长快，背光侧生长素含量多，反而生长慢，说明生长素对根作用有两重性，即水稻根在单侧光照射后的生长状况是根细胞对不同浓度的生长素反应不同导致的，B错误； C、在一定范围内，若逐渐增加单侧光的光照强度，图1中α的数值会逐渐增加，但不会一直增加，C错误； D、分析图2可知，黑暗条件下两侧生长素的总量为700ng·g-1，而弱光、强光条件下生长素的总量分别为539.8ng·g-1（138.2+401.6）、506.6ng·g-1（92.2+414.4），推测单侧光可能引起向光侧生长素的分解；弱光、强光条件下背光侧生长素的含量分别为401.6ng·g-1、414.4ng·g-1，均大于黑暗条件下的一侧生长素含量350ng·g-1，故推知单侧光引起了生长素的横向运输，部分生长素由向光侧向背光侧运输。故水稻根向光侧生长素含量变化不仅仅与生长素运输有关，还可能与单侧光可能引起向光侧生长素的分解有关，D正确。 故选D。 10. 废弃矿山的生态修复有自然修复和人工修复两种方式。矿藏开采往往会造成生态环境的严重破坏，自然修复比较慢。人工修复能够通过人工制造表土、插种等措施加快矿区生态环境的改善，使生物多样性逐渐恢复到原来的水平。下列说法正确的是（　　） A. 废弃矿山发生的自然修复过程比较慢，属于初生演替 B. 修复过程中动物取食植物减缓了群落演替速度，不利于自然修复 C. 修复过程中食物网逐渐趋于复杂，不同物种生态位重叠程度增加 D. 早期修复过程中，人工播种应该优先选用本地乔木，提高群落的垂直结构的复杂程度 【答案】C 【解析】 【分析】初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如地下茎）的地方发生的演替。 【详解】A、废弃矿山虽然生态环境被严重破坏，但仍保留了一定的土壤条件和植物种子等繁殖体，发生的自然修复过程属于次生演替，而不是初生演替，A错误。 B、修复过程中动物取食植物是群落演替过程中正常现象，动物的活动可以促进物质循环等，不一定会减缓群落演替速度，也并非不利于自然修复，B错误。 C、在修复过程中，随着生物种类的增加，食物网逐渐趋于复杂，不同物种为了获取资源等，生态位重叠程度可能会增加，C正确。 D、早期修复过程中，由于矿区环境恶劣，人工播种应该优先选用适应性强的本地草本植物，而不是乔木，草本植物对环境要求相对较低，更容易在恶劣环境中生长，之后再逐渐增加植物的复杂程度，D错误。 故选C。 11. 下图1表示某湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系，下图2为科研团队对该湖因蓝藻爆发所致水华发生的规律的研究结果。据图分析，下列叙述错误的是（ ） A. 图1中食鱼性鱼类处于第二、三、四营养级 B. 结合图2分析，可在12-2月清除底泥、3-4月在上覆水位置打捞蓝藻以防治水华 C. 夏季蓝藻水华最易发生，光照、温度属于影响蓝藻数量变化的非生物因素 D. 若食浮游生物鱼类的食物由80%浮游动物、20%浮游藻类组成，要收获100kJ的食浮游生物鱼类，至少需要8200kJ的浮游藻类 【答案】D 【解析】 【分析】题图分析：据图1可知，图示为太湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系。其中蓝藻等浮游藻类为生产者，处于第一营养级，为整个太湖的生物提供有机物。图2为太湖蓝藻水华的发生规律，据图可知，太湖中蓝藻大量生长集中在4-9月。 【详解】A、据图1可知，食浮游生物鱼类属于第二、三营养级，食鱼性鱼类可以直接捕食蓝藻等浮游藻类，为第二营养级；食鱼性鱼类也会以食浮游生物鱼类为食，为第三、四营养级，故食鱼性鱼类处于第二、三、四营养级，A正确； B、据图2所示，蓝藻在12-2月时下沉在底泥中，如果在此时清除底泥，可有效控制蓝藻数量；蓝藻在3-4月会上浮至上覆水，如果此时在上覆水位置打捞蓝藻，也可以减少蓝藻的数量，经过以上的措施处理，至其大量繁殖的4-9月时，蓝藻的数量就可以控制在较少的范围，B正确； C、光照给藻类繁殖提供能量，影响其繁殖；温度为藻类光合作用和呼吸作用提供条件，影响其繁殖；由因此可知夏季蓝藻水华最易发生，光照、温度属于影响蓝藻数量变化的非生物因素，C正确； D、据题意可知，食浮游生物鱼类的食物由80%浮游动物、20%浮游藻类组成，则其从浮游动物和藻类两条途径获得的能量比为4：1，至少需要的能量应按照传递效率20%计算，则所获得的浮游藻类至少需要：4/5×100÷20%÷20%+1/5×100÷20%=2100kJ的浮游藻类，D错误。 故选D。 12. 在捕捞业中，为获得最大持续产量（MSY），一般有两种简单的方式：配额限制和努力限制。配额限制是控制一个繁殖周期内收获对象个体的数量，允许收获者一个繁殖周期内收获一定数量的猎物；努力限制是当捕猎对象的种群数量减少后，必须要增加收获努力才能获得同样的收获量。如图表示不同努力水平对种群的影响，其中实线表示某种被捕捞生物的净补充量（一个繁殖周期内出生数超出死亡数的部分）随种群密度的变化，虚线表示四种不同努力水平下的收获量。下列说法错误的是（ ） A. 若收获努力高于MSY努力水平，不利于获得更高的持续收获量 B. 若种群密度低于Nm，而收获持续保持在MSY努力水平，则会导致种群灭绝 C. 收获量超过MSY的配额限制易导致种群灭绝 D. N点时的出生率与死亡率的差值为零 【答案】B 【解析】 【分析】题图分析，实线表示某种被捕捞生物的净补充量（出生数超出死亡数的部分）随种群密度的变化，实际可代表的是种群增长速率随种群数量变化的曲线，为获得最大持续产量通常需要使捕捞后的数量保持在Nm值附近。 【详解】A、MSY为最大持续产量，努力限制是当捕猎对象的种群数量减少后，必须要增加收获努力才能获得同样的收获量，若收获努力高于MSY努力水平，不利于获得更高的持续收获量，A正确； B、若种群密度低于Nm，而收获持续保持在MSY努力水平，则收获量会降低，但不会导致种群灭绝，B错误； C、要是长期以超MSY的配额限制方式进行捕捞，由于收获取走的个体数量比种群的净补充量多，这样会使种群密度降低，很容易导致种群灭绝，C正确； D、净补充量随种群密度变化的曲线和种群增长速率随种群密度变化的曲线类似，观察图示可知，种群数量呈现接近“S”形增长，N点实际就是K值，此时出生率与死亡率的差值为零，D正确。 故选B。 13. 甘薯病毒病造成了薯类品种保种难的问题，因此脱毒技术被广泛应用于薯类品种防退化。下列有关甘薯脱毒技术的说法，正确的是（　　） A. 一般选用甘薯茎的中段作为外植体进行组织培养 B. 此外植体要依次用酒精和次氯酸钠消毒，每次消毒完还需用无菌水冲洗2-3次 C. 打开试管苗封口几日后，应将其栽种于灭菌土壤总以防止真菌或细菌侵染 D. 可通过接种病毒在个体水平检测是否成功获得脱毒苗 【答案】B 【解析】 【分析】植物体内的病毒主要通过维管束系统传播，但在茎尖、根尖等分生组织中，细胞分裂速度快，病毒难以随营养物质快速扩散，因此茎尖（尤其是顶端分生组织）的病毒含量极低甚至无病毒。 【详解】A、一般选用甘薯的茎尖作为外植体进行组织培养来获得脱毒苗，因为茎尖病毒极少甚至无病毒，而不是茎的中段，A错误； B、外植体要依次用酒精和次氯酸钠消毒，每次消毒完用无菌水冲洗2 - 3次，以除去消毒剂，防止影响后续的组织培养过程，B正确； C、打开试管苗封口几日后，应将其移栽到经消毒的蛭石或珍珠岩等环境中进行炼苗，而不是直接栽种于灭菌土壤中，C错误； D、脱毒苗并不是不会感染病毒，检测是否成功获得脱毒苗应通过病毒的核酸检测等方法在分子水平检测，而不是通过接种病毒在个体水平检测，D错误。 故选B。 14. 乳酸菌是天然参与到果酒发酵中的重要菌群，利用多种酵母与乳酸菌混合发酵可以增加葡萄酒中酚类物质含量与香气成分。下图为以香蕉为原料采用两种不同发酵处理过程中酵母菌和乳酸菌生物量的变化。下列相关说法合理的是（　　） A. 香蕉果汁发酵过程分别利用酵母菌和乳酸菌的需氧型和厌氧型代谢特点 B. 发酵过程中取样检测两种微生物数量变化时可用血球计数板直接计数 C. 自然发酵过程中，乳酸菌先快速增殖，可能与其分裂方式和相对表面积有关 D. 两种发酵处理下，酵母菌和乳酸菌的生长规律有差异的主要原因在于种内竞争 【答案】BC 【解析】 【分析】酵母菌是兼性厌氧菌，乳酸菌是厌氧菌。 【详解】A、香蕉果汁发酵过程分别利用酵母菌无氧呼吸产生酒精和和乳酸菌的厌氧呼吸产生乳酸的代谢特点，A错误； B、血球计数板可以用于直接计数微生物的数量，在发酵过程中取样检测两种微生物数量变化时可用血球计数板直接计数，B正确； C、自然发酵过程中，乳酸菌先快速增殖，可能与其分裂方式（二分裂，繁殖速度快）和相对表面积（相对表面积大，物质交换速率快，有利于细胞生长繁殖）有关，C正确； D、两者不同物种，存在种间竞争，不存在种内竞争，D错误。 故选BC。 15. 关于“DNA粗提取与鉴定”、“琼脂糖凝胶电泳”、“PCR扩增”实验，下列说法正确的是（　　） A. 将洋葱切碎、研磨、过滤，滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后，取沉淀物再溶解 B. 在DNA鉴定和PCR扩增过程中，DNA双螺旋结构都会改变 C. 凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察 D. a个DNA模板分子完成第20轮循环需要a×（220-2）个引物 【答案】B 【解析】 【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 【详解】A、将洋葱切碎、研磨、过滤，滤液放置4∘C冰箱中静置几分钟后，DNA 主要存在于上清液中，应取上清液进行后续操作，而不是沉淀物，A 错误； B、在 DNA 鉴定实验中，在沸水浴条件下，DNA 与二苯胺反应呈现蓝色，此过程中 DNA 双螺旋结构被破坏；在 PCR 扩增过程中，高温变性使 DNA 双螺旋结构解开，B 正确； C、核酸染料是在制备凝胶时加入到凝胶中的，而不是在凝胶载样缓冲液中加入，C 错误； D、PCR技术中，DNA复制遵循半保留复制原则。一个双链DNA分子经过n次循环后得到2ⁿ个DNA分子，需要的引物数量为（2ⁿ⁺¹ - 2）×a个（因为最初的2个DNA分子各有2条模板链，不需要引物）。n-1次循环共需引物（2ⁿ - 2）×a，第n次循环共需引物a2n个，D错误。 故选B。 二、多项选择题：共4题，每题3分，共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分，选对但不全的得1分，错选或不答的得0分。 16. 人安静时，神经肌肉接头处的突触前膜自发地进行量子释放，引起的微小电位变化称为mEPP。运动时，当兴奋传至轴突末梢时，Ca2+内流引发突触小泡释放大量神经递质。图中横轴代表释放的量子数，纵轴是电镜下观察到的与突触前膜融合的囊泡数。下列说法正确的是（　　） A. 量子释放可能不引发肌肉细胞产生兴奋并收缩 B. 若抑制突触前膜的Ca2+内流，不改变mEPP的电位幅度和频率 C. 钾离子通道阻断剂能够抑制膜电位去极化，从而导致动作电位延长 D. 据图分析，1个量子可代表1个囊泡中所有神经递质 【答案】ABD 【解析】 【分析】当神经某处受到刺激时会使神经纤维膜上的钠通道开放，于是膜外钠离子在短期内大量涌入膜内，造成了内负外正的反极化现象，但在很短的时期内钠通道又重新关闭，钾通道开放，钾离子又很快涌出膜外，使得膜电位又恢复到原来外正内负的状态。 【详解】A、安静时，神经肌肉接头处的突触前膜自发地进行量子释放，引起微小电位变化，因此量子释放可能不引发肌肉细胞产生兴奋并收缩，A正确； B、题干信息：人安静时，神经肌肉接头处的突触前膜自发地进行量子释放，引起的微小电位变化称为mEPP，可见若抑制突触前膜的Ca2+内流，不改变mEPP的电位幅度和频率，B正确； C、钾离子通道阻断剂，该阻断剂会阻碍钾离子运输，进而阻碍动作电位的复极化过程，致使动作电位延长，但不会促进动作电位产生，C错误； D、结合题意“横轴代表释放的量子数，纵轴是电镜下观察到的与突触前膜融合的囊泡数”，提图显示图中释放的量子数与融合的囊泡数为1：1的关系，证明1个量子就是1个囊泡的所有递质分子，D正确。 故选ABD。 17. M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6407个核苷酸的单链环状DNA。图中①～⑥表示M13噬菌体遗传物质复制的过程，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列说法正确的是（　　） A. 过程①和③均需先合成引物来引导子链延伸 B. 过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6408个磷酸二酯键 C. 过程⑥得到的单链环状DNA是新合成的子链DNA D. SSB可以防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制 【答案】BD 【解析】 【详解】A、M13噬菌体的DNA为单链环状，过程①是 “复制型DNA”（可能为双链）的复制，需引物引导子链延伸；但过程③是单链DNA直接合成子链，M13噬菌体单链DNA复制时，可利用自身机制（无需引物）进行子链延伸。因此，过程③不需要先合成引物，A错误； B、由图可知过程②~⑥需要断裂2个磷酸二酯键（双链 DNA 环状分子一条链上切一个切口，新合成的DNA被切下需破坏一个磷酸二酯键），一共合成6409个磷酸二酯键，合成含6407个核苷酸的该单链DNA（首尾没有闭合前）需要合成6407个磷酸二酯键，两条单链重新闭合需要合成1个磷酸二酯键，所以一共合成6408个磷酸二酯键，B正确； C、据题图可知，过程⑥得到的单链环状DNA是原来的DNA，过程②~⑤中新合成的DNA单链存在于复制型双链DNA中，C错误； D、SSB是单链DNA结合蛋白，由图可知SSB的作用是可以防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制，D正确。 故选BD。 18. 庆大霉素（GM）能抑制沙门氏菌的生长。研究人员为了探究LPC（用MRS培养基培养植物乳杆菌后获得的上清液）对沙门氏菌生长的影响及作用机制，在接种沙门氏菌的平板上做了五组不同处理，实验结果如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 需将含沙门氏菌的菌液稀释到适宜浓度后用平板划线法接种 B. 设置MRS是为了排除MRS培养基成分对实验结果的影响 C. Heat-LPC与LPC对比结果说明LPC的热稳定性比较强 D. LPC抑制沙门氏菌的机制可能是因为LPC含有酸性物质 【答案】BCD 【解析】 【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质；根据物理性质分为固体培养基和液体培养基，培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物种和氧气的要求。 【详解】A、本实验需在培养基上形成均匀分布的沙门氏菌的菌落，是用稀释涂布平板法获得的结果，A错误； B、MRS培养基中的成分可能对该实验造成干扰，设置MRS是为了排除无关变量的影响，B正确； C、Heat-LPC经过了高温处理，但是该组的抑菌圈与LPC组的基本相同，说明加热不影响LPC，进而说明其热稳定性强，C正确； D、NaOH-LPC组没有抑菌圈，与MRS组相同，该组在LPC中加入了NaOH后调节到了中性，加入的NaOH与LPC中的酸性物质反应，使其失去了抑菌的作用，因而推测LPC抑菌是因为其含有酸性物质，D正确。 故选BCD。 19. PSMA是某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白，CD28是T细胞表面受体。将两株不同杂交瘤细胞融合形成的双杂交瘤细胞，既能够悬浮在培养基中生长繁殖，又可以产生双特异性抗体PSMA×CD28。PSMA×CD28既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白，又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白，从而激活T细胞，通过活化的T细胞来识别和杀灭目标癌细胞。图1所示为双特异性抗体PSMA×CD28的制备流程，图2所示为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理。下列分析正确的是（ ） A. ①过程需给小鼠分别注射PSMA蛋白、CD28蛋白，才能最终得到图2中有效激活T细胞和杀伤癌细胞的双特异性抗体PSMA×CD28 B. 图1至少进行3次抗原检测进行筛选才能得到双杂交瘤细胞XY，最后一次筛选需在96孔板的孔洞中同时加入PSMA和CD28蛋白 C. 对⑤过程得到的双杂交瘤细胞进行传代培养前，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 D. 获得的杂交瘤细胞XY要置于含有95%空气和5%混合气体的培养箱中进行培养 【答案】AD 【解析】 【分析】单克隆抗体的制备过程：①用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。 ②用特定的选择培养基进行筛选：在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。③对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。④将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。⑤从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。 【详解】A、双特异性抗体既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白，又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白，所以双特异性抗体生产过程中，应先将癌细胞表面的PSMA蛋白和T细胞表面的CD28蛋白作为抗原注射到小鼠体内，使小鼠产生免疫反应，才能最终得到图2中有效激活T细胞和杀伤癌细胞的双特异性抗体PSMA×CD28，A正确； B、筛选双特异性抗体时需要使用制备单克隆抗体时所使用的图2中抗原物质，该过程需要先用一种抗原（如PSMA）筛选出能够分泌抗PSMA抗体的杂交瘤细胞，再用另一种抗原（如CD28）从已筛选出的杂交瘤细胞中筛选出能分泌抗CD28抗体的杂交瘤细胞，所以筛选获得双特异性抗体时至少需要进行过2次抗原检测，B错误； C、⑤过程得到的双杂交瘤细胞能悬浮在培养基中生长繁殖，不需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，只有贴壁生长的细胞进行传代培养前才需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使其分散成单个细胞，C错误； D、动物细胞培养时，通常将细胞置于含有95%空气和5% CO2 混合气体的CO2培养箱中进行培养，95% 空气提供细胞代谢所需的氧气，5%CO2可以维持培养液的 pH，所以获得的杂交瘤细胞XY要置于含有95%空气和5% CO2 混合气体的 CO2 培养箱中进行培养，D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题，共58分） 三、非选择题：本部分包括5题，共58分。 20. 光照强度是影响光合速率的重要环境因素。当光照过强时，植物吸收的光能会超过光合作用所能利用的量，致使电子积累过多而产生活性氧，活性氧会使光系统变性失活，最终引起光能转化效率降低，这种现象被称为光抑制。植物为适应不断变化的光照条件，形成了多种光保护机制，主要包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）和D1蛋白周转依赖的PSⅡ损伤修复机制。叶黄素循环是指依照光照条件的改变，植物体内的叶黄素V和叶黄素Z可以经过叶黄素A发生相互转化。光系统PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体，D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白，铁氰化钾是能接收电子的人工电子梭，可有效解除植物的光抑制现象。据图回答下列问题： （1）据图1分析，光系统PSⅡ分布在叶绿体的______上，电子的最初供体是______，加入铁氰化钾后光抑制解除的机制是强光下生成_______运输到细胞质基质，细胞膜上的_______使其分解，同时把电子泵出细胞膜与铁氰化钾结合，从而消耗过多的电子，有效解除光抑制现象。在光合作用和解除光抑制过程中NADP+产生的场所分别是______和_______。 （2）图2为夏季白天对番茄光合作用相关指标的测量结果（Pn表示净光合速率，Fv/Fm表示光合色素对光能的转化效率），则在叶片内叶黄素总量基本保持不变的前提下，12~14时，叶黄素种类发生了______（填“V→A→Z”或“Z→A→V”）的转化，该转化有利于防止光损伤。16时以后，光照减弱，（A+Z）与（V十A十Z）的比值_______（填“增大”或“减小”），光损伤减弱，损伤的光系统得以部分修复，Fv/Fm_______（填“升高”或“降低”） （3）研究发现过剩的光能会损伤D1蛋白进而影响植物的光合作用。研究人员对番茄进行亚高温强光（HH）处理，实验结果如图3所示。据图分析，HH条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，理由是_______，试推测其可能的原因是______。 【答案】（1） ①. 类囊体膜 ②. 水（H2O） ③. NADPH ④. NADPH氧化酶 ⑤. 叶绿体基质 ⑥. 细胞质基质 （2） ①. V→A→Z ②. 减小 ③. 升高 （3） ①. 气孔导度（Gs）降低，但胞间二氧化碳浓度升高 ②. 由于RuBP羧化酶活性下降，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，D1蛋白受损，光反应减弱，光合速率降低 【解析】 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【小问1详解】 分析题意可知，光系统PSⅡ是光合作用中的重要色素蛋白复合体，主要分布在叶绿体的类囊体膜上；在光合作用中，水分子是电子的最终供体，通过光解水产生电子、质子和氧气；在光合作用中，产生NADP＋的场所是叶绿体基质，NADPH作为还原剂参与叶绿体基质中三碳酸的还原，同时产生NADP＋；由题意可知，铁氰化钾是一种人工电子受体，强光下生成NADPH运输到细胞质基质，细胞膜上的 NADPH氧化酶使NADPH分解为NADP＋，同时把电子泵出细胞膜与铁氰化钾结合， 生成的NADP＋通过叶绿体膜运输到叶绿体内，去消耗过多的电子，从而有效解除光抑 制现象。 【小问2详解】 在强光条件下，叶黄素V转化为叶黄素A，再转化为叶黄素Z，以耗散多余能量，防止光损伤，即在叶片内叶黄素总量基本保持不变的前提下，12~14时，叶黄素种类发生了V→A→Z的转化；Fv/Fm比值表示光合色素对光能的转化效率，16时以后光照强度减弱，(A+Z)与(V十A十Z)的比值减小，光损伤减弱，损伤的光系统得以部分修复，Fv/Fm升高。 【小问3详解】 结合图示可知，HH组的气孔导度降低，但胞间二氧化碳浓度较高，说明光合速率降低的原因不是气孔因素；在亚高温强光条件下，由于RuBP羧化酶活性下降，使C3 的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，D1 蛋白受损，光反应减弱，光合速率降低。 21. 绿花百合生长在海拔1400米至2250米的山坡林下，花呈绿白色，气味芳香，观赏性强，具有较高的研究和开发利用价值，是国家二级重点保护野生植物。 （1）绿花百合所在生物群落中决定地上植物分层的环境因素主要是_________；决定植物地下分层的环境因素则是_________等。绿花百合除观赏外，它的鳞茎也可供药用，这体现了生物多样性的_________价值。 （2）百合叶螟会在百合叶子背面产卵，导致叶子出现褐色的斑点，影响其生长和美观。调查虫卵密度的常用方法是_________。百合叶螟大量繁殖会导致百合大量死亡，从生态平衡的角度分析，生态系统的_________平衡受到破坏。 （3）研究小组研究了百合叶螟种群数量与被捕食率、补充率的关系，模型如图1所示。被捕食率是指百合叶螟被其天敌捕食的比率；补充率是指在没有被捕食的情况下，百合叶螟增长的比率。当其种群数量介于m与n之间时，种群数量会逐渐稳定在图中________点，判断依据是_______。 （4）某研究小组从百合生长的土壤中分离到一种单细胞真菌，配制了5mL样液，对样液进行100倍稀释后，用血细胞计数板对其进行计数，结果如图2。样液中真菌的个数约为______个。预计样液中真菌的活体个数比此结果_________（填大还是小）。 【答案】（1） ①. 光照（温度） ②. 水分、无机盐 ③. 直接 （2） ①. 样方法 ②. 结构 （3） ①. m ②. 被捕食率大于补充率，种群数量会逐渐下降而后稳定在m （4） ①. 3×109 ②. 小 【解析】 【分析】题图分析：图中显示的种群数量变化情况为，m点之前种群数量增加（m对应的相对比率值之前补充率大于被捕食率，由于补充率代表没有被捕食的情况下猎物增长的比率，所以种群数量会增加），m点和n点对应的相对比率之间被捕食率大于补充率，种群数量会减少；n点和p点对应的相对比例之间补充率大于被捕食率，种群数量会增加，并在P点种群数量保持稳定。 【小问1详解】 绿花百合所在生物群落中决定地上植物分层的环境因素主要是光照、温度；决定植物地下分层的环境因素则是水、无机盐等。绿花百合除观赏外，它的鳞茎也可供药用，这体现了生物多样性的直接价值。 【小问2详解】 虫卵几乎无活动能力，所以调查虫卵密度的常用方法是样方法。百合叶螟大量繁殖会导致百合大量死亡，会打破生态系统的各组分的平衡，进而使生态系统的结构平衡遭到破坏。 【小问3详解】 当百合叶螟种群数量介于m与n之间时，补充率小于被捕食率，种群数量减少，最后维持在m点。 【小问4详解】 据图可知，一个中方格内有24个单细胞真菌，因此一个大方格内单细胞真菌的数量为2425=600个，一个大方格的样本的体积为0.1mm3，0.1mm3=0.0001cm3=0.0001mL，则1mL样液中真菌的数量为600104100=6108个，5mL样液中，单细胞真菌的数量为56108=3109个，由于血细胞计数板是将死菌和活菌均统计在内，所以预计样液中真菌的活体个数比此结果小。 22. 阿尔茨海默病（AD）是一种中枢神经退行性疾病。AD两大主要病理特征为β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积导致形成老年斑和tau蛋白过度磷酸化导致神经纤维缠结，两种情形均引起神经元凋亡，使患者学习记忆能力减退。大蒜素是大蒜中的生物活性成分，具有保护大脑神经元和抑制脑细胞凋亡等作用。为研究大蒜素对AD发病进程的影响，研究人员进行了系列实验。 （1）实验一：研究人员构建AD模型小鼠进行实验，请将实验材料和处理补充完整。 组别 实验材料 实验处理 甲 ______ 玉米油灌胃处理 乙 AD模型小鼠 ______ 丙 ______ 大蒜素（溶于玉米油）灌胃给药 ①研究人员用三组小鼠进行水迷宫实验：在水中放置平台（图1中以●表示），训练小鼠记忆平台位置，之后撤去平台，观察小鼠的运动轨迹，检测小鼠的学习记忆能力。在撤去平台后，三组小鼠的运动轨迹如图1所示。实验结果支持大蒜素可改善AD模型小鼠的学习记忆能力，理由是______。 ②检测三组小鼠脑组织的老年斑数量，结果如图2所示（深色斑点为老年斑）。由结果可知，大蒜素______。 ③测定三组小鼠脑内Aβ的含量，如图3；测定三组小鼠脑内三种蛋白的表达水平，如图4（条带宽窄和颜色深浅代表相应蛋白表达水平的高低）。 请在图3横坐标相应柱形图下标出组别，并画出丙组的柱形图______。图4中β-actin的作用为______，根据图3和图4结果，推测大蒜素可______，从而在一定程度上减少神经元的凋亡，进而使AD模型小鼠的学习记忆能力得到改善。 （2）实验二：研究人员通过实验证实“大蒜素可通过减少tau蛋白的磷酸化来改善AD模型小鼠的学习记忆能力”。实验设计方案为用大蒜素分别处理tau蛋白过度磷酸化的AD模型小鼠和健康小鼠，检测两组小鼠的学习记忆能力。该实验方案是否合理，并说明理由______。 （3）综上所述，大蒜素对AD的发病进程有一定的______作用。 【答案】（1） ①. 甲：健康小鼠 ②. 乙：玉米油灌胃处理 ③. 丙：AD模型小鼠 ④. 丙组小鼠与甲组小鼠运动轨迹相似，即主要集中在相应平台位置运动，而乙组小鼠的运动轨迹则远离相应平台位置 ⑤. 可抑制AD模型小鼠脑组织中的老年斑形成，但未使其恢复至正常 ⑥. ⑦. 证明实验材料和实验操作的正确性 ⑧. 通过降低AD模型小鼠脑细胞中PS1的表达，减少Aβ的含量；抑制促凋亡蛋白Bax表达，促进抗凋亡蛋白Bcl-2表达 （2）不合理，因为该实验应有三组，其中对照组设置不准确，将大蒜素处理的健康小鼠改成玉米油灌胃处理的tau蛋白过度磷酸化的AD模型小鼠和健康小鼠；检测指标不全面，尚需检测tau蛋白的磷酸化水平 （3）减缓（抑制） 【解析】 【分析】根据题意分析可知：AD病人的神经细胞外β淀粉样蛋白（Aβ）沉积后，导致神经细胞受损，不能正常传导兴奋而发病。 【小问1详解】 根据题意可知，本实验的目的是研究大蒜素对AD发病进程的影响，实验材料为AD模型小鼠，乙组用玉米油灌胃处理，丙组用大蒜素（溶于玉米油）灌胃给药，甲组健康小鼠用玉米油灌胃处理作对照，丙组用AD模型小鼠。 ①分析图1，丙组小鼠与甲组小鼠运动轨迹相似，即主要集中在相应平台位置运动，而乙组小鼠运动轨迹则远离相应平台位置，所以实验结果支持大蒜素可改善AD模型小鼠的学习记忆能力。 ②分析图2，甲组无老年斑，乙组老年斑远多于丙组，可推知大蒜素可抑制AD模型小鼠脑组织中的老年斑形成，但未使其恢复正常。 ③根据以上分析，丙组小鼠脑内Aβ的含量应比甲多，比乙少，如图所示： 图4中β-actin作为对照，作用为证明实验材料和实验操作的正确性； 根据图3和图4结果，推测大蒜素可通过降低AD模型小鼠脑细胞中PSI的表达（丙组低于乙组），减少Aβ的含量；抑制促凋亡蛋白Bax表达（丙组低于乙组），促进抗凋亡蛋白Bcl-2表达（丙组高于乙组），从而在一定程度上减少神经元的凋亡，进而使AD模型小鼠的学习记忆能力得到改善。 【小问2详解】 本实验的目的是证实“大蒜素可通过减少tau蛋白的磷酸化来改善AD模型小鼠的学习记忆能力”。 该实验应有三组，其中对照组设置不准确，将大蒜素处理的健康小鼠改成玉米油灌胃处理的tau蛋白过度磷酸化的AD模型小鼠和健康小鼠，检测指标不全面，尚需检测tau蛋白的磷酸化水平。 【小问3详解】 综上所述，大蒜素具有保护大脑神经元和抑制脑细胞凋亡等作用。大蒜素对AD的发病进程有一定的缓解作用。 23. 科研人员利用射线处理萌发的普通水稻（2n=24）种子后，选育了光温敏雄性不育植株M。该植株在长日照下表现为雄性不育（可通过观察花药形态鉴别），在短日照下表现为雄性可育。 （1）为探究该雄性不育是否由一对等位基因控制，研究者选择的雌性和雄性亲本分别为_______、_______进行杂交，获得的F₁育性正常，F₁自交获得的F₂中花药形态异常植株占1/4。上述杂交实验应在_______（填“长日照”或“短日照”）条件下进行，实验结果_______（填“能”或“不能”）说明该性状由一对等位基因控制，理由是_______。 （2）研究发现，该性状由一对等位基因（A、a）控制，为进一步定位基因位置，科研人员选取一些位置和序列已知的DNA序列作为分子标记进行分析。将水稻中的12种染色体依次标记为1-12号，植株M和普通水稻中染色体上的分子标记分别依次记为r1~r12和R1~R12检测分子标记，结合（1）中杂交结果，若发现F2花药形态异常植株中_______，则说明雄性不育基因位于3号染色体。若在长日照条件下，让F2自由交配，则F3中雄性不育个体所占比例为_______。 （3）通过染色体互换概率分析可以对基因进一步精准定位（与相应基因距离越远，染色体互换概率越大）。若已知雄性不育基因位于3号染色体上，欲进一步明确雄性不育基因在3号染色体的具体位置，科研人员选择了3号染色体上10组分子标记。植株M中3号染色体上的分子标记依次记为：r3-1 ~r3-10。检测花药形态异常植株时发现部分分子标记来自普通水稻（标记为R），其原因是F1在减数分裂时_______。将花药形态异常植株中的分子标记R在3号染色体上出现的位置及次数进行统计，结果如图，由该实验结果可确定雄性不育基因a位于_____（填标记名称）之间。 【答案】（1） ①. 光温敏雄性不育水稻（植株M） ②. 普通水稻 ③. 长日照 ④. 不能 ⑤. 若该性状由同一对同源染色体上多个基因决定，也可能表现出上述比例 （2） ①. （几乎）没有R3，其他分子标记都有 ②.  1/6 （3） ①. 3号染色体上分子标记R与r发生了互换 ②.  r3-5~r3-7  【解析】 【分析】1、杂交育种：（1）概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。（2）方法：杂交→自交→选优→自交。（3）原理：基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。（4）优缺点：方法简单，可预见强，但周期长。2、表现型与基因型的关系：表现型=基因型+环境。 【小问1详解】 由于要探究雄性不育是否由一对等位基因控制，应选择雄性不育植株M作为雌性亲本（因为在长日照下表现为雄性不育，可避免自身花粉干扰），选择普通水稻作为雄性亲本。上述杂交实验应在长日照条件下进行，因为在短日照下植株M表现为雄性可育，这样会影响杂交过程。仅根据F1自交获得的F2中花药形态异常植株（雄性不育）占1/4这一比例，不能说明该性状由一对等位基因控制，因为若该性状由同一对同源染色体上多个基因决定，也可能表现出上述比例。 【小问2详解】 若发现F2花药形态异常植株（aa）中均只含有分子标记r3，没有R3，而其他分子标记都有，则说明雄性不育基因位于3号染色体。由（1）可知F2的基因型及比例为AA:Aa:aa = 1:2:1，在长日照条件下，aa表现为雄性不育，不能产生雄配子，能产生雄配子的是AA:Aa=1:2，则A的基因频率为2/3，a的基因频率为1/3，产生的雌配子是A=1/2，a=1/2，自由交配后F3中不育个体aa所占比例为1/3×1/2 = 1/6。 【小问3详解】 检测花药形态异常植株时发现部分分子标记来自普通水稻（标记为R），其原因是F1在减数分裂时3号染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换，导致植株M的3号染色体部分片段与普通水稻3号染色体片段发生交换，从而出现来自普通水稻的分子标记。从图中可以看出，r3-5和r3-7中间R标记次数为0，说明这两个标记之间的区域与雄性不育基因紧密连锁，没有发生互换或者互换概率极小，所以可确定雄性不育基因a位于 r3-5和r3-7之间。 24. 中国“干扰素之父”侯云德院士于1982年成功研发我国第一个基因工程创新药物——干扰素。干扰素是一种白细胞产生的具有抗病毒能力的分泌蛋白。研究人员从感染病毒的鸡白细胞提取全基因组mRNA，利用PCR技术获取鸡干扰素基因，图1表示鸡干扰素蛋白有关的基因片段，序号①~④表示引物。然后将获取的目的基因连接在大肠杆菌的pET32a质粒（5900bp，注：bp表示碱基对）上，图2表示pET32a质粒及其上部分限制酶切割位点。最后将重组质粒导入大肠杆菌后获得成熟干扰素。 （1）利用鸡白细胞总mRNA获得干扰素蛋白基因，需要在_________酶的作用下先合cDNA。选择cDNA而不是提取DNA后进行PCR获取干扰素蛋白基因的原因是_________。图1表示成熟干扰素蛋白序列及其前端的信号肽序列，信号肽是分泌蛋白合成过程中开始合成的一段肽链，其在干扰素合成中的作用是________。 （2）为了获取不含信号肽序列的干扰素基因，在进行PCR扩增时需要用到的一对引物是_______，为了将目的基因准确连接到pET32a质粒上需要在目的基因的两端添加_________限制酶的序列。PCR扩增过程除了引物，还需要的条件有_______（答出2点）。 （3）为了检测目的基因是否插入pET32a质粒，利用目的基因两端添加的限制酶切割质粒，然后对产物进行电泳，结果如图3，样品________最可能是插入了目的基因的重组质粒，判断的理由是______。 （4）将重组pET32a质粒导入大肠杆菌的方法为________，检测大肠杆菌是否能成功表达干扰素蛋白的方法为________。天然的干扰素在体外保存相当困难，为了生产出耐储存干扰素，科学家可通过蛋白质工程对干扰素进行改造，具体流程是：从预期的蛋白质功能出发→_________→_________→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→使用工程菌获得耐储存的干扰素。 【答案】（1） ①. 逆转录 ②. 受体细胞大肠杆菌无法对转录产生的mRNA进行加工（大肠杆菌无法切除内含子的转录序列） ③. 引导游离的核糖体转移到内质网上继续肽链的合成 （2） ①. ②④ ②. EcoRI、XhoI ③. 模板；4种游离的脱氧核苷酸（dNTP）；耐高温的DNA聚合酶；含Mg2+缓冲液 （3） ①. 2 ②. EcoRⅠ、XhoⅠ可以把重组质粒切成约500bp和5800bp的两个片段 （4） ①. 用Ca2+处理 ②. 抗原-抗体杂交 ③. 设计预期的蛋白质结构 ④. 推测应有的氨基酸序列 【解析】 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、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； （4）目的基因的检测与鉴定。 【小问1详解】 利用鸡白细胞总mRNA获得干扰素蛋白基因，需要经过RNA变成相应的DNA逆转录过程，需要逆转录酶的作用下先合cDNA。选择cDNA（不含内含子）而不是提取DNA后进行PCR获取干扰素蛋白基因的原因是：受体细胞大肠杆菌无法对转录产生的mRNA进行加工（大肠杆菌无法切除内含子的转录序列）。图1表示成熟干扰素蛋白序列及其前端的信号肽序列，信号肽是分泌蛋白合成过程中开始合成的一段肽链，指导新生的多肽链和核糖体与内质网膜结合，使蛋白质的合成和加工在粗面内质网上进行，所以其在干扰素合成中的作用是引导游离的核糖体转移到内质网上继续肽链的合成。 【小问2详解】 为了获取不含信号肽序列的干扰素基因，在进行PCR扩增时需要用到的一对引物是②④，其他引物会导致含信号肽序列的干扰素基因的合成；为了将目的基因准确连接到pET32a质粒上，需要在目的基因两端添加可以与质粒酶切位点互补的限制酶识别序列，结合图2可知，Hind Ⅲ会破坏启动子、Pst I会破坏终止子、Sau 3A I也会破坏启动子（Hind Ⅲ的识别序列中含有Sau 3A I的识别序列），因此，为了保证目的基因的正向连接及防止目的基因及质粒自连，通常需要选择两种酶，因此需要在目的基因的两端添加EcoRI、XhoI限制酶的序列；PCR扩增过程除了引物，还需要的条件有相应的模板，原料是4种游离的脱氧核苷酸（dNTP），耐高温的DNA聚合酶，含Mg2+缓冲液。 【小问3详解】 为了检测目的基因是否插入pET32a质粒，利用目的基因两端添加的限制酶切割质粒，然后对产物进行电泳，结果如图3，因为一个切割位点只会将环状的质粒切割成一条线性的DNA，有两个切割位点才能切成2条片段，根据题图分析EcoRⅠ、XhoⅠ可以把重组质粒切成约500bp（486bp）和5800bp的两个片段，所以样品2最可能是插入了目的基因的重组质粒。 【小问4详解】 将重组pET32a质粒导入大肠杆菌的方法为用Ca2+处理，使大肠杆菌处于感受态，增大细胞膜的通透性；检测大肠杆菌是否能成功表达干扰素蛋白的方法为抗原-抗体杂交；蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息，在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统，具体流程是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→使用工程菌获得耐储存的干扰素。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 22024/2025学年度第二学期段性考试 高三生物试卷 本试卷分为选择题和非选择题两部分，共100分。考试用时75分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共42分） 一、单项选择题：本部分包括15题，每题2分，共30分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 2024年12月13日，《科学》杂志公布了本年度十大科学突破。其中，科学家Zehr等发现了一种名为贝氏布拉藻的海藻可通过“硝基质体”这种新型细胞器来固定氮气，并认为该细胞器是古海藻吞噬了一种名为UCYN-A的固氮细菌进化而来，颠覆了以往真核生物无法直接从大气中固定氮气的认知。下列叙述正确的是（ ） A. UCYN-A和蓝藻都属于自养型原核生物 B. 原始贝氏布拉藻与吞入的UCYN-A最初构成原始合作关系 C. 推测硝基质体可能和叶绿体一样，都具有双层膜结构 D. 可用放射性同位素追踪硝基质体的固氮过程 2. 下图表示蔗糖分子进入筛管细胞和库细胞的部分机制，L为图中运输H+的质子泵，M为同时运输蔗糖分子和H+的转运蛋白。下列叙述正确的是（　　） A. 向筛管细胞外运输H+时，L的空间构象会发生可逆性改变 B. M向筛管细胞内运输H+的同时运输蔗糖分子，其不具有特异性 C. 蔗糖分子进入筛管细胞的过程不消耗能量，属于被动运输 D. 蔗糖分子进入库细胞的方式为协助扩散 3. 用高脂饲料喂养小鼠，脂肪在肝细胞中积累形成大量脂滴，细胞脂代谢异常，产生的自由基增加，影响细胞功能。处于营养缺乏状态的小鼠的肝细胞内存在脂质自噬过程，能够降低患脂肪肝的风险。下列说法正确的是（ ） A. 用高脂饲料喂养小鼠时，脂滴由内质网形成并由高尔基体进行包装 B. 自由基攻击磷脂分子会导致内质网膜面积减小，影响蛋白质的合成和加工 C. 脂滴膜与溶酶体膜的结构相同，脂质自噬过程中溶酶体可直接与脂滴融合 D. 脂滴分解后，溶酶体与细胞膜融合，其降解产物都会被排出细胞 4. 生物科学史蕴含科学研究的思路和方法，下列科学史实验与结论相符的是（　　） 选项 科学史实验 结论 A 巴甫洛夫将无关刺激与条件刺激多次结合，使狗建立条件反射 条件反射是在非条件反射的基础上，通过学习和训练而建立的 B 斯塔林和贝利斯将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉，检测促胰液素分泌情况 促胰液素分泌是体液调节的结果 C 赫尔希和蔡司用T2噬菌体侵染被32P和35S分别标记的大肠杆菌 通过对比实验说明DNA是遗传物质 D 温特在黑暗情况下将接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧，结果胚芽鞘会弯向对侧，而对照组既不生长也不弯曲 温特认为这可能是一种激素类物质，并命名为生长素 A. A B. B C. C D. D 5. 以下实验操作和描述正确的是（　　） A. 人工诱导动物细胞融合、研究DNA的复制方式、破译遗传密码的阅读数量都用了病毒 B. 实验员在植物组培中使用体积分数70%的酒精溶液对手部、超净工作台台面和MS培养基消毒 C. 过氧化氢和过氧化氢酶可用来验证酶的高效性实验和探究pH对酶活性的影响实验 D. 探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度和调查培养液中酵母菌种群数量的变化都不需要设立对照组 6. 窦房结细胞有类似心肌细胞的兴奋性和传导性。但窦房结细胞膜上缺乏运输钠离子和钾离子的通道，动作电位主要由钙离子通过通道蛋白流动形成，造成去极化速度慢。如图为心房肌细胞和窦房结细胞相关电位的比较。下列叙述正确的是（　　） A. 心房肌细胞膜两侧的静息电位主要由K+通过钠钾泵外流所致 B. 窦房结细胞去极化速度慢因为Ca2+主动运输速率低 C. 与心房肌细胞相比，窦房结细胞动作电位为内负外正且幅值降低 D. 心肌缺氧等因素会影响多种离子的运输，可能导致心律失常 7. 人类9号染色体三体（T9）分为完全型T9和嵌合型T9，前者所有体细胞为9号染色体三体，后者部分细胞为9号染色体三体。嵌合型T9又可分为两种：一种是三体自救型，即完全型T9部分细胞丢失第三条染色体，形成正常细胞；一种是分裂错误型，即由于早期胚胎部分正常二倍体细胞分裂过程中一条9号染色体不分离，形成只含一条9号染色体的细胞和三体细胞，只有三体细胞存活，与正常细胞形成嵌合型。某嵌合型T9胎儿的父母基因型为Aa（位于9号染色体上，不考虑基因突变和染色体片段互换），表型均正常。下列说法正确的是（　　） A. 若该胎儿为三体自救型，则其体内可能存在AAa和aa两种体细胞 B. 若该胎儿为分裂错误型，则其体内可能存在Aaa和aa两种体细胞 C. 该嵌合型T9胎儿的体内可能同时存在三种基因型的体细胞 D. 完全型T9个体体细胞中染色体数目可能是94，其中含有3条9号染色体 8. 起源于南美洲的辣椒是茄科辣椒属的一年生或有限多年生植物，有许多辣度（来自于辣椒素）不同的品种。研究人员通过分析相关植物的基因组发现，辣椒属与酸浆属的亲缘关系比与茄属的更近，辣椒素合成途径可能是在约500万～1340万年前起源的。下列叙述错误的是（ ） A. 辣椒素合成关键酶基因的出现不是自然选择的结果 B. 研究人员在分子水平上揭示了辣椒属与其他物种亲缘关系 C. 辣椒进化过程中辣椒素合成关键酶基因的基因频率一直在上升 D. 生殖隔离在茄科植物的进化过程中起了重要作用 9. 研究人员将生理状况相同的水稻的根置于黑暗环境，分别给予单侧弱光和强光照射，生长状况如图1所示，一段时间后，测得黑暗、弱光、强光条件下α分别为（0°、17.5°、35.5°。测定不同处理前后根尖向光侧和背光侧的生长素含量，结果如图2，已知光照不会影响生长素的合成。下列叙述正确的是（ ） A. 生长素都是由植物细胞合成起调节作用的微量有机物，化学本质是吲哚乙酸 B. 水稻根在单侧光照射后的生长状况是根细胞对生长素的敏感程度不同所致 C. 若逐渐增加单侧光的光照强度，图1中α的数值会逐渐增加 D. 水稻根向光侧生长素含量变化并不仅仅与生长素的运输有关 10. 废弃矿山的生态修复有自然修复和人工修复两种方式。矿藏开采往往会造成生态环境的严重破坏，自然修复比较慢。人工修复能够通过人工制造表土、插种等措施加快矿区生态环境的改善，使生物多样性逐渐恢复到原来的水平。下列说法正确的是（　　） A. 废弃矿山发生的自然修复过程比较慢，属于初生演替 B. 修复过程中动物取食植物减缓了群落演替速度，不利于自然修复 C. 修复过程中食物网逐渐趋于复杂，不同物种生态位重叠程度增加 D. 早期修复过程中，人工播种应该优先选用本地乔木，提高群落的垂直结构的复杂程度 11. 下图1表示某湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系，下图2为科研团队对该湖因蓝藻爆发所致水华发生的规律的研究结果。据图分析，下列叙述错误的是（ ） A. 图1中食鱼性鱼类处于第二、三、四营养级 B. 结合图2分析，可在12-2月清除底泥、3-4月在上覆水位置打捞蓝藻以防治水华 C. 夏季蓝藻水华最易发生，光照、温度属于影响蓝藻数量变化的非生物因素 D. 若食浮游生物鱼类的食物由80%浮游动物、20%浮游藻类组成，要收获100kJ的食浮游生物鱼类，至少需要8200kJ的浮游藻类 12. 在捕捞业中，为获得最大持续产量（MSY），一般有两种简单的方式：配额限制和努力限制。配额限制是控制一个繁殖周期内收获对象个体的数量，允许收获者一个繁殖周期内收获一定数量的猎物；努力限制是当捕猎对象的种群数量减少后，必须要增加收获努力才能获得同样的收获量。如图表示不同努力水平对种群的影响，其中实线表示某种被捕捞生物的净补充量（一个繁殖周期内出生数超出死亡数的部分）随种群密度的变化，虚线表示四种不同努力水平下的收获量。下列说法错误的是（ ） A. 若收获努力高于MSY努力水平，不利于获得更高的持续收获量 B. 若种群密度低于Nm，而收获持续保持在MSY努力水平，则会导致种群灭绝 C. 收获量超过MSY的配额限制易导致种群灭绝 D. N点时的出生率与死亡率的差值为零 13. 甘薯病毒病造成了薯类品种保种难的问题，因此脱毒技术被广泛应用于薯类品种防退化。下列有关甘薯脱毒技术的说法，正确的是（　　） A. 一般选用甘薯茎的中段作为外植体进行组织培养 B. 此外植体要依次用酒精和次氯酸钠消毒，每次消毒完还需用无菌水冲洗2-3次 C. 打开试管苗封口几日后，应将其栽种于灭菌土壤总以防止真菌或细菌侵染 D. 可通过接种病毒在个体水平检测是否成功获得脱毒苗 14. 乳酸菌是天然参与到果酒发酵中的重要菌群，利用多种酵母与乳酸菌混合发酵可以增加葡萄酒中酚类物质含量与香气成分。下图为以香蕉为原料采用两种不同发酵处理过程中酵母菌和乳酸菌生物量的变化。下列相关说法合理的是（　　） A. 香蕉果汁发酵过程分别利用酵母菌和乳酸菌的需氧型和厌氧型代谢特点 B. 发酵过程中取样检测两种微生物数量变化时可用血球计数板直接计数 C. 自然发酵过程中，乳酸菌先快速增殖，可能与其分裂方式和相对表面积有关 D. 两种发酵处理下，酵母菌和乳酸菌的生长规律有差异的主要原因在于种内竞争 15. 关于“DNA粗提取与鉴定”、“琼脂糖凝胶电泳”、“PCR扩增”实验，下列说法正确的是（　　） A. 将洋葱切碎、研磨、过滤，滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后，取沉淀物再溶解 B. 在DNA鉴定和PCR扩增过程中，DNA双螺旋结构都会改变 C. 凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察 D. a个DNA模板分子完成第20轮循环需要a×（220-2）个引物 二、多项选择题：共4题，每题3分，共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分，选对但不全的得1分，错选或不答的得0分。 16. 人安静时，神经肌肉接头处的突触前膜自发地进行量子释放，引起的微小电位变化称为mEPP。运动时，当兴奋传至轴突末梢时，Ca2+内流引发突触小泡释放大量神经递质。图中横轴代表释放的量子数，纵轴是电镜下观察到的与突触前膜融合的囊泡数。下列说法正确的是（　　） A. 量子释放可能不引发肌肉细胞产生兴奋并收缩 B. 若抑制突触前膜的Ca2+内流，不改变mEPP的电位幅度和频率 C. 钾离子通道阻断剂能够抑制膜电位去极化，从而导致动作电位延长 D. 据图分析，1个量子可代表1个囊泡中所有神经递质 17. M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6407个核苷酸的单链环状DNA。图中①～⑥表示M13噬菌体遗传物质复制的过程，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列说法正确的是（　　） A. 过程①和③均需先合成引物来引导子链延伸 B. 过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6408个磷酸二酯键 C. 过程⑥得到的单链环状DNA是新合成的子链DNA D. SSB可以防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制 18. 庆大霉素（GM）能抑制沙门氏菌的生长。研究人员为了探究LPC（用MRS培养基培养植物乳杆菌后获得的上清液）对沙门氏菌生长的影响及作用机制，在接种沙门氏菌的平板上做了五组不同处理，实验结果如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 需将含沙门氏菌的菌液稀释到适宜浓度后用平板划线法接种 B. 设置MRS是为了排除MRS培养基成分对实验结果的影响 C. Heat-LPC与LPC对比结果说明LPC的热稳定性比较强 D. LPC抑制沙门氏菌的机制可能是因为LPC含有酸性物质 19. PSMA是某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白，CD28是T细胞表面受体。将两株不同杂交瘤细胞融合形成的双杂交瘤细胞，既能够悬浮在培养基中生长繁殖，又可以产生双特异性抗体PSMA×CD28。PSMA×CD28既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白，又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白，从而激活T细胞，通过活化的T细胞来识别和杀灭目标癌细胞。图1所示为双特异性抗体PSMA×CD28的制备流程，图2所示为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理。下列分析正确的是（ ） A. ①过程需给小鼠分别注射PSMA蛋白、CD28蛋白，才能最终得到图2中有效激活T细胞和杀伤癌细胞的双特异性抗体PSMA×CD28 B. 图1至少进行3次抗原检测进行筛选才能得到双杂交瘤细胞XY，最后一次筛选需在96孔板的孔洞中同时加入PSMA和CD28蛋白 C. 对⑤过程得到的双杂交瘤细胞进行传代培养前，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 D. 获得的杂交瘤细胞XY要置于含有95%空气和5%混合气体的培养箱中进行培养 第Ⅱ卷（非选择题，共58分） 三、非选择题：本部分包括5题，共58分。 20. 光照强度是影响光合速率重要环境因素。当光照过强时，植物吸收的光能会超过光合作用所能利用的量，致使电子积累过多而产生活性氧，活性氧会使光系统变性失活，最终引起光能转化效率降低，这种现象被称为光抑制。植物为适应不断变化的光照条件，形成了多种光保护机制，主要包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）和D1蛋白周转依赖的PSⅡ损伤修复机制。叶黄素循环是指依照光照条件的改变，植物体内的叶黄素V和叶黄素Z可以经过叶黄素A发生相互转化。光系统PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体，D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白，铁氰化钾是能接收电子的人工电子梭，可有效解除植物的光抑制现象。据图回答下列问题： （1）据图1分析，光系统PSⅡ分布在叶绿体的______上，电子的最初供体是______，加入铁氰化钾后光抑制解除的机制是强光下生成_______运输到细胞质基质，细胞膜上的_______使其分解，同时把电子泵出细胞膜与铁氰化钾结合，从而消耗过多的电子，有效解除光抑制现象。在光合作用和解除光抑制过程中NADP+产生的场所分别是______和_______。 （2）图2为夏季白天对番茄光合作用相关指标的测量结果（Pn表示净光合速率，Fv/Fm表示光合色素对光能的转化效率），则在叶片内叶黄素总量基本保持不变的前提下，12~14时，叶黄素种类发生了______（填“V→A→Z”或“Z→A→V”）的转化，该转化有利于防止光损伤。16时以后，光照减弱，（A+Z）与（V十A十Z）的比值_______（填“增大”或“减小”），光损伤减弱，损伤的光系统得以部分修复，Fv/Fm_______（填“升高”或“降低”） （3）研究发现过剩的光能会损伤D1蛋白进而影响植物的光合作用。研究人员对番茄进行亚高温强光（HH）处理，实验结果如图3所示。据图分析，HH条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，理由是_______，试推测其可能的原因是______。 21. 绿花百合生长在海拔1400米至2250米的山坡林下，花呈绿白色，气味芳香，观赏性强，具有较高的研究和开发利用价值，是国家二级重点保护野生植物。 （1）绿花百合所在生物群落中决定地上植物分层的环境因素主要是_________；决定植物地下分层的环境因素则是_________等。绿花百合除观赏外，它的鳞茎也可供药用，这体现了生物多样性的_________价值。 （2）百合叶螟会在百合叶子背面产卵，导致叶子出现褐色的斑点，影响其生长和美观。调查虫卵密度的常用方法是_________。百合叶螟大量繁殖会导致百合大量死亡，从生态平衡的角度分析，生态系统的_________平衡受到破坏。 （3）研究小组研究了百合叶螟种群数量与被捕食率、补充率的关系，模型如图1所示。被捕食率是指百合叶螟被其天敌捕食的比率；补充率是指在没有被捕食的情况下，百合叶螟增长的比率。当其种群数量介于m与n之间时，种群数量会逐渐稳定在图中________点，判断依据是_______。 （4）某研究小组从百合生长的土壤中分离到一种单细胞真菌，配制了5mL样液，对样液进行100倍稀释后，用血细胞计数板对其进行计数，结果如图2。样液中真菌的个数约为______个。预计样液中真菌的活体个数比此结果_________（填大还是小）。 22. 阿尔茨海默病（AD）是一种中枢神经退行性疾病。AD两大主要病理特征为β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积导致形成老年斑和tau蛋白过度磷酸化导致神经纤维缠结，两种情形均引起神经元凋亡，使患者学习记忆能力减退。大蒜素是大蒜中的生物活性成分，具有保护大脑神经元和抑制脑细胞凋亡等作用。为研究大蒜素对AD发病进程的影响，研究人员进行了系列实验。 （1）实验一：研究人员构建AD模型小鼠进行实验，请将实验材料和处理补充完整。 组别 实验材料 实验处理 甲 ______ 玉米油灌胃处理 乙 AD模型小鼠 ______ 丙 ______ 大蒜素（溶于玉米油）灌胃给药 ①研究人员用三组小鼠进行水迷宫实验：在水中放置平台（图1中以●表示），训练小鼠记忆平台位置，之后撤去平台，观察小鼠的运动轨迹，检测小鼠的学习记忆能力。在撤去平台后，三组小鼠的运动轨迹如图1所示。实验结果支持大蒜素可改善AD模型小鼠的学习记忆能力，理由是______。 ②检测三组小鼠脑组织的老年斑数量，结果如图2所示（深色斑点为老年斑）。由结果可知，大蒜素______。 ③测定三组小鼠脑内Aβ的含量，如图3；测定三组小鼠脑内三种蛋白的表达水平，如图4（条带宽窄和颜色深浅代表相应蛋白表达水平的高低）。 请在图3横坐标相应柱形图下标出组别，并画出丙组的柱形图______。图4中β-actin的作用为______，根据图3和图4结果，推测大蒜素可______，从而在一定程度上减少神经元的凋亡，进而使AD模型小鼠的学习记忆能力得到改善。 （2）实验二：研究人员通过实验证实“大蒜素可通过减少tau蛋白的磷酸化来改善AD模型小鼠的学习记忆能力”。实验设计方案为用大蒜素分别处理tau蛋白过度磷酸化的AD模型小鼠和健康小鼠，检测两组小鼠的学习记忆能力。该实验方案是否合理，并说明理由______。 （3）综上所述，大蒜素对AD的发病进程有一定的______作用。 23. 科研人员利用射线处理萌发的普通水稻（2n=24）种子后，选育了光温敏雄性不育植株M。该植株在长日照下表现为雄性不育（可通过观察花药形态鉴别），在短日照下表现为雄性可育。 （1）为探究该雄性不育是否由一对等位基因控制，研究者选择的雌性和雄性亲本分别为_______、_______进行杂交，获得的F₁育性正常，F₁自交获得的F₂中花药形态异常植株占1/4。上述杂交实验应在_______（填“长日照”或“短日照”）条件下进行，实验结果_______（填“能”或“不能”）说明该性状由一对等位基因控制，理由是_______。 （2）研究发现，该性状由一对等位基因（A、a）控制，为进一步定位基因位置，科研人员选取一些位置和序列已知的DNA序列作为分子标记进行分析。将水稻中的12种染色体依次标记为1-12号，植株M和普通水稻中染色体上的分子标记分别依次记为r1~r12和R1~R12检测分子标记，结合（1）中杂交结果，若发现F2花药形态异常植株中_______，则说明雄性不育基因位于3号染色体。若在长日照条件下，让F2自由交配，则F3中雄性不育个体所占比例为_______。 （3）通过染色体互换概率分析可以对基因进一步精准定位（与相应基因距离越远，染色体互换概率越大）。若已知雄性不育基因位于3号染色体上，欲进一步明确雄性不育基因在3号染色体的具体位置，科研人员选择了3号染色体上10组分子标记。植株M中3号染色体上的分子标记依次记为：r3-1 ~r3-10。检测花药形态异常植株时发现部分分子标记来自普通水稻（标记为R），其原因是F1在减数分裂时_______。将花药形态异常植株中的分子标记R在3号染色体上出现的位置及次数进行统计，结果如图，由该实验结果可确定雄性不育基因a位于_____（填标记名称）之间。 24. 中国“干扰素之父”侯云德院士于1982年成功研发我国第一个基因工程创新药物——干扰素。干扰素是一种白细胞产生的具有抗病毒能力的分泌蛋白。研究人员从感染病毒的鸡白细胞提取全基因组mRNA，利用PCR技术获取鸡干扰素基因，图1表示鸡干扰素蛋白有关的基因片段，序号①~④表示引物。然后将获取的目的基因连接在大肠杆菌的pET32a质粒（5900bp，注：bp表示碱基对）上，图2表示pET32a质粒及其上部分限制酶切割位点。最后将重组质粒导入大肠杆菌后获得成熟干扰素。 （1）利用鸡白细胞总mRNA获得干扰素蛋白基因，需要在_________酶的作用下先合cDNA。选择cDNA而不是提取DNA后进行PCR获取干扰素蛋白基因的原因是_________。图1表示成熟干扰素蛋白序列及其前端的信号肽序列，信号肽是分泌蛋白合成过程中开始合成的一段肽链，其在干扰素合成中的作用是________。 （2）为了获取不含信号肽序列的干扰素基因，在进行PCR扩增时需要用到的一对引物是_______，为了将目的基因准确连接到pET32a质粒上需要在目的基因的两端添加_________限制酶的序列。PCR扩增过程除了引物，还需要的条件有_______（答出2点）。 （3）为了检测目的基因是否插入pET32a质粒，利用目的基因两端添加的限制酶切割质粒，然后对产物进行电泳，结果如图3，样品________最可能是插入了目的基因的重组质粒，判断的理由是______。 （4）将重组pET32a质粒导入大肠杆菌的方法为________，检测大肠杆菌是否能成功表达干扰素蛋白的方法为________。天然的干扰素在体外保存相当困难，为了生产出耐储存干扰素，科学家可通过蛋白质工程对干扰素进行改造，具体流程是：从预期的蛋白质功能出发→_________→_________→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→使用工程菌获得耐储存的干扰素。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $