精品解析：湖北省孝感高级中学2025-2026学年高三上学期11月生物测试卷（错题重做，11.22）

孝感高中2026届高三年级 生物学试题 本卷满分100分，考试时间75分钟 一、选择题：本题共18小题，每小题2分，共36分。（每小题只有一项符合题目要求） 1. 测定植物细胞细胞液浓度的实验——小液流法，基本过程如图所示。实验15分钟后各管植物细胞均保持活性且水分交换达到平衡状态。若A管溶液浓度不变，蓝色液滴将在B管均匀扩散；若A管溶液浓度变小，蓝色液滴浮于B管上部，反之沉入B管底部（注：亚甲基蓝结晶对溶液浓度影响极小，可忽略不计）。下列有关叙述错误的是（　　） A. 本实验的自变量是蔗糖溶液的浓度，应设置多个实验组并在组间形成浓度梯度 B. 若B管蓝色液滴均匀扩散，则可测定出该植物细胞的大致细胞液浓度 C. 若B管蓝色液滴下沉，则对应的a试管中的叶肉细胞发生质壁分离 D. 若B管蓝色液滴上浮，则实验结束时叶肉细胞细胞液浓度与A管中的蔗糖溶液浓度相等 2. 在特定条件下，某植物细胞内的部分代谢过程如下图所示，下列叙述正确的是（ ） A. 过程①释放的能量中大部分用于合成ATP B. 过程①和③生成的物质A是两种不同的物质 C. 过程②可能产生大量[H]，不可能消耗[H] D. 过程③④分别发生在叶绿体类囊体膜上和叶绿体基质中 3. 2024年12月，得克萨斯农工大学研究团队发现，当细胞处于硬度较硬的微环境中时，细胞核从皱褶状态变为紧绷状态。这种变化会促使YAP蛋白向细胞核内迁移并刺激细胞增殖。laminA/C（核纤层蛋白A/C）降低会减少YAP向细胞核的定位。这一发现为肿瘤治疗提供了新的靶点，关于这项研究，以下说法错误的是（　　） A. YAP蛋白向细胞核内迁移的过程，体现了核膜的流动性 B. laminA/C合成基因很可能是原癌基因，该基因突变可能会引起细胞癌变 C. 设计药物或其他治疗方法来软化肿瘤环境，可能会成为癌症治疗新的突破点 D. 可以通过测定细胞膜上糖蛋白是否减少来作为细胞是否癌变的依据之一 4. 下列关于蛋白质的空间结构的叙述，正确的是（　　） A. 二硫键只用于连接不同肽链，从而影响蛋白质的空间结构 B. 盐酸不会破坏胰蛋白酶的空间结构，且有利于食物的消化 C. 载体蛋白参与物质运输时都需要ATP磷酸基团的磷酸化 D. 转运蛋白空间结构的变化，是细胞膜选择透过性的基础之一 5. 大肠杆菌是动物肠道中的正常寄居菌。在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型生物。下列有关叙述正确的是（ ） A. 有氧条件下，丙酮酸进入大肠杆菌的线粒体中逐步氧化分解释放能量 B. 大肠杆菌在无氧条件下，无氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸会大量积累 C. 大肠杆菌在有氧和无氧条件下，参与细胞呼吸的酶完全不同，最终产物也不同 D. 大肠杆菌在有氧和无氧条件下，细胞呼吸释放的能量都大部分以热能形式散失 6. Waardenburg综合征Ⅰ型中，PAX3基因突变产生的典型表现是额部白发，眼距增宽，虹膜异色，部分病例有严重的听力丧失。下图1是患者家系的系谱图，该病在人群中的发病率为19/100。用限制酶处理该病相关基因得到大小不同的片段后进行电泳，部分家庭成员的电泳结果如图2。①②③代表电泳的不同长度的条带。下列叙述不正确的是（ ） A. 该病的致病基因不可能位于Y染色体上 B. Ⅲ8与人群中无亲缘关系的人婚配生一患病儿子的概率是1/20 C. Ⅳ1表现为患病，发病的原因可能是Ⅲ1和Ⅲ2减数分裂发生基因重组 D. 该病的发病原因是碱基对替换产生致病基因 7. 科技工作者发现了一种万年野生稻，被视为现代栽培水稻的祖先。它们抗病、抗虫害能力强，一穗可达千粒果实，而且可与栽培水稻杂交产生可育后代，进一步提高栽培水稻的抗逆性和产量。下列说法正确的是（ ） A. 对野生稻的保护有利于提高物种多样性 B. 野生稻进化栽培稻的过程中种群基因频率发生了定向改变 C. 若野生稻和栽培稻共有的某基因甲基化水平不同，则该差异由基因突变引起的 D. 建立野生稻精子库、基因库对其基因进行保护是最有效的保护野生稻的方式 8. 图A为某动物部分组织切片的显微图像，图B中的细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。下列说法正确的是（　　） A. 在图A中观察到的是雌性动物卵巢组织切片，②细胞的名称是次级卵母细胞或第一极体 B. 在图B的5种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型是a、b、c C. 正常情况下，等位基因的分离发生在②细胞的分裂过程中 D. 其中标号为①~⑤的细胞分别对应图B中的细胞类型b、c、d、a、e 9. 某基因首端部分序列如图所示，可指导编码4个氨基酸；部分密码子如表所示。研究发现图示序列的模板链中有3个碱基同时改变，导致mRNA上3个密码子各自改变了1个碱基，但编码的氨基酸序列没变。下列叙述正确的是（　　） 氨基酸 密码子 氨基酸 密码子 甲硫氨酸 AUG（起始） 苏氨酸 ACU、ACC、ACA、ACG 色氨酸 UGG 脯氨酸 CCU、CCC、CCA、CCG 谷氨酸 GAA、GAG 丝氨酸 UCU、UCC、UCA、UCG 酪氨酸 UAC、UAU UAA、UAG（终止） A. 碱基改变后产生的mRNA序列有6种可能 B. 图中β链是转录的模板链，其方向为5'…GTACATATGTAGT…3' C. 基因指导蛋白质合成时，需要利用解旋酶和RNA聚合酶进行转录 D. 该基因编码的多肽链首端4个氨基酸是甲硫氨酸—酪氨酸—苏氨酸—丝氨酸 10. 果蝇的红眼和白眼是一对相对性状，显性性状红眼由位于X染色体上的D基因控制。选用若干数量相等的红眼雌果蝇和白眼雄果蝇作为亲代杂交，每代果蝇再随机交配，繁殖出雌雄个体数目相等的大量后代。统计各代雌、雄果蝇中d基因频率，绘制曲线如图所示。下列推测错误的是（ ） A. 由实验结果可推测亲本果蝇的基因型为XDXd和XdY B. 子二代雌性中d基因频率为5/8，雄性中d基因的频率为3/4 C. 每代雌性中d基因频率与下一代雄性个体中d的基因频率相等 D. 每代雌性与雄性中d基因频率之和的2/3与下一代雌性个体中d的基因频率相等 11. 下图是某反射弧的组成示意图（虚线内为神经中枢），据图分析，下列结论错误的是（　　） A. 图中③为传入神经，②为传出神经 B. 如果④受到刺激后产生兴奋，图中ABCD均可检测到电信号 C. 若图中神经中枢位于脊髓，该反射弧不能表示膝跳反射 D. 图中表示当④受到刺激而②损伤时，人体能产生感觉 12. 我国科学家颜宁及其团队发现止痛药——大麻二酚能够抑制 Na⁺内流，从而缓解疼痛。机体疼痛与前列腺素E（PGE）密切相关，部分机理如图1。疼痛时肾上腺参与的应激反应如图2。相关叙述错误的是（　　） A. 图1 中的Na+大量内流可产生动作电位，才能最终产生痛觉 B. 据图1知，药物镇痛机理可能是抑制环氧化酶的活性，减少PGE的产生，降低痛觉感受器对致痛物质的敏感性 C. 据图2知，疼痛时肾上腺髓质分泌的激素d会增加，该反射的效应器是肾上腺髓质 D. 图2中由疼痛引起激素c的分泌过程既存在神经-体液调节，也有分级调节 13. 2024年11月28日上午，一条全长3046公里的绿色屏障被填补了最后缺口，沿着沙漠边缘蜿蜒成链，塔克拉玛干绿色阻沙防护带工程实现全面锁边“合龙”。由此，这道柔软而韧性十足的绿篱，能够强力制止流沙肆虐，将绿洲与黄沙、生命与死亡分隔，此次锁边工程采用了林草带建设、光伏治沙以及工程治沙等多种手段。下列叙述正确的是（　　） A. 光伏发电板下种植的沙拐枣、沙棘等构成的群落只有水平结构，没有垂直结构 B. 锁边工程有利于降低生态足迹和增大生态承载力 C. 生态工程建设时考虑环境承载力，体现了生态工程的自生原理 D. 塔克拉玛干沙漠上群落的形成过程属于次生演替 14. 下图为能量流经某生态系统某营养级示意图，数值代表能量值（单位J/cm²·a），据图分析，下列分析正确的是（ ） A. 该营养级是此生态系统第三营养级，次级消费者 B. 用于该营养级自身生长、发育和繁殖的能量是50J/cm²·a C. 能量由该营养级传递到下一营养级的传递效率是18% D. 生产者储存的能量中有10J/cm²·a 通过动物粪便传递给分解者 15. 微生物培养过程中要使用无菌技术，且要对微生物进行纯化培养。下列有关叙述正确的是（　　） A. 稀释涂布平板法统计活菌数时用台盼蓝染色更准确 B. 培养基的灭菌既可用湿热灭菌法也可用干热灭菌法 C. 利用生物或其代谢物除去环境中部分微生物的方法属于消毒 D. 平板划线法纯化细菌时必须对样品液进行多倍稀释 16. “异源囊胚补全法”是将敲除生肾基因的猪受精卵培育至囊胚期，再向其导入人源iPS细胞培育出的肾元祖细胞，然后移植到代孕母猪体内，培育出人源iPS细胞来源的肾单位并实际应用于移植医疗，如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 该技术使用的iPS细胞可以通过转基因等技术手段获取 B. 将该技术培育的人源肾脏移植到患者体内，不会出现免疫排斥 C. 过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾元祖细胞植入囊胚的滋养层 D. 过程③操作之前需要对代孕母猪进行超数排卵和同期发情处理 17. 乙醇是生物学实验中常用的试剂。下表列出了乙醇在实验中的作用，其中表述错误的共有（　　） 编号 实验 乙醇的作用 ① DNA粗提取与鉴定 溶解DNA，初步分离DNA与蛋白质 ② 菊花的组织培养 工作台、外植体、培养基等的消毒 ③ 绿叶中的色素的提取 溶解绿叶中的色素 ④ 检测生物组织中的脂肪 洗去浮色 ⑤ 观察植物细胞有丝分裂 酒精和卡诺氏液一起制成解离液 ⑥ 土壤小动物丰富度研究 防止小动物尸体腐烂 A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项 18. 某科研小组利用PCR定点突变技术培育抗冻蔬菜新品种。设计含有非特异性碱基配对的引物，将突变位点引入编码抗冻蛋白的基因中，获得抗冻能力更强的突变基因。下列叙述正确的是（　　） A. 过程②还需要四种核糖核苷酸和耐高温的DNA聚合酶 B. 过程③至少需要两次循环才能得到两条链等长的DNA分子 C. 过程④需要使用引物1和4才能获得目的基因 D. 合成的DNA分子经混合、变性、杂交后发现通过引物2和3延伸形成的两条链杂交在一起，说明引物2和3的碱基序列相同 二、非选择题（除特别说明外，每空2分，共64分） 19. BAT（褐色脂肪组织）细胞含有大量线粒体，具有分解脂肪和产热的功能，其数量及代谢异常与肥胖、衰老等现象相关。 （1）图1示有氧呼吸第三阶段，H+通过复合体I、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙，并顺浓度梯度通过_______（细胞结构）上的ATP合酶，生成大量ATP。 （2）图2为BAT细胞在寒冷刺激下增加产热的机制：产热复合体提高线粒体中Ca2+浓度→促进有氧呼吸第二阶段（三羧酸循环）→提高H+跨膜浓度梯度→_______→_______、产热增加。 （3）BAT细胞在凋亡过程中会释放肌苷，与相关细胞膜上受体结合发挥作用。用肌苷处理健康BAT和WAT（白色脂肪细胞，主要储存脂肪），发现二者UCP1基因的表达量均显著提高。试阐释BAT凋亡时释放肌苷对于维持机体的体温平衡的意义_______。 （4）ENT1是肌苷转运蛋白，在BAT细胞高表达，BAT细胞可通过ENT1吸收细胞外的肌苷。科研人员构建了ENT1缺陷小鼠，将其BAT细胞分离出并培养在含等量3H标记的肌苷的培养液中。一段时间后分别检测ENT1缺陷组上清液中的放射性强度（a）以及对照组（野生型小鼠）上清液中的放射性强度（b），则a、b的关系为：a____b（填“>”“<”或“=”），该研究方法称为_______。研究表明，抑制ENT1可以增加胞外肌苷水平，增强细胞产热能力。有人提出可通过抑制ENT1治疗肥胖，请说明理由_______。 20. 水稻是我国重要的粮食作物之一，开展水稻高产攻关是促进粮食高产优产、筑牢粮食安全根基的关键举措。为获得优质的水稻品种，科学家开展了多项研究。请回答下列问题： （1）用含3H2O的溶液培养该水稻一段时间后，水稻细胞以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、________。重新用含H218O的培养液培养水稻，在适宜光照条件下，水稻产生的带18O标记的气体有_________。 （2）为研究红光促进水稻气孔开放的机理，科研人员利用野生型（WT）和OsPIL15基因敲除的水稻m，设计并开展相关实验，结果如图。 注：气孔导度表示气孔张开的程度，OsAB15基因在气孔开闭的调节中具有重要作用 ①红光促进气孔开放的机制有两种假说： 假说一：红光为保卫细胞光合作用提供_________，保卫细胞合成有机物，细胞液浓度增大，细胞吸水膨胀，气孔张开； 假说二：红光作为____________影响OsPIL15蛋白的含量，调控气孔开闭。 实验一结果表明，红光促进气孔开放的主要机制不是假说一，依据是__。 ②OsPIL15蛋白如何对气孔开闭进行调控？研究者作出假设并进一步实验探究。 实验二的假设是：OsPIL15蛋白通过影响__________，从而影响气孔开闭。 实验三的结果推测：OsPIL15蛋白通过________（填“促进”或“抑制”）OsAB15基因的表达，从而影响气孔开闭。 ③综上所述，红光促进水稻气孔开放的机理： ________（在箭头边用（十）或（一）标注前后两者的作用） 。 21. T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法，研究者将带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题： （1）基因内碱基的增添、缺失或________都可导致基因突变。 （2）为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a，该植株会产生________种基因型的可育花粉，其中具有a基因的花粉占比为________。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型植株占比为________。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为________。 （3）实验中还获得了一个E基因被T-DNA插入突变为e基因的植株，e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系，进行下列实验： ①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出基因型为________的F1植株。 ②选出的F1植株自交获得F2，不考虑其他突变，若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0，E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为________；若两对基因位于非同源染色体，该类植株的占比为________。除了上述两种占比，分析该类植株还可能的其他占比和原因：________。 22. 自交不亲和性是指某一植物的雌雄两性机能正常，但不能进行自花传粉或同一品系内异花传粉的现象。如某品种烟草为二倍体雌雄同株植物，却无法自交产生后代。 （1）烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因（S1S2……S15）控制，以上复等位基因的出现是_________的结果，同时也体现了该变异具有_________特点。在杂交育种时，用两种自交不亲和的植株做亲本，可以省略杂交过程的_________操作。 （2）烟草的花粉只有通过花粉管伸长（花粉管由花粉萌发产生）输送到卵细胞所在处，才能完成受精。下表为不亲和基因的作用规律： 亲本组合 S3S4♂×S1S2♀ S1S2自交 S1S2♂×S1S3♀ 花粉管萌发情况 S3、S4花粉管都能伸长 S1、S2花粉管都不能伸长 只有S2花粉管能伸长 如表可见，如果花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精，据此推断： ①若将基因型为S1S4的花粉授于基因型为S2S4的烟草，则子代的基因型为_________； ②将基因型为S1S2和S2S3的烟草间行种植，全部子代的基因型种类及比例为_________。 （3）科学家将某抗病基因M成功导入基因型为S2S4的烟草体细胞，经植物组织培养后获得成熟的抗病植株。如图，已知M基因成功导入到S2所在Ⅱ号染色体上，但不清楚具体位置。现以该植株为_________（填“父本”或“母本”），与基因型为S1S2的个体杂交，根据子代中的抗病个体的比例确定M基因的具体位置。 Ⅰ．若后代中抗病个体占_________，则说明M基因插入到S2基因中使该基因失活。 Ⅱ．若后代中抗病个体占_________，则说明M基因插入到S2基因之外的其他部位。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 孝感高中2026届高三年级 生物学试题 本卷满分100分，考试时间75分钟 一、选择题：本题共18小题，每小题2分，共36分。（每小题只有一项符合题目要求） 1. 测定植物细胞细胞液浓度的实验——小液流法，基本过程如图所示。实验15分钟后各管植物细胞均保持活性且水分交换达到平衡状态。若A管溶液浓度不变，蓝色液滴将在B管均匀扩散；若A管溶液浓度变小，蓝色液滴浮于B管上部，反之沉入B管底部（注：亚甲基蓝结晶对溶液浓度影响极小，可忽略不计）。下列有关叙述错误的是（　　） A. 本实验的自变量是蔗糖溶液的浓度，应设置多个实验组并在组间形成浓度梯度 B. 若B管蓝色液滴均匀扩散，则可测定出该植物细胞的大致细胞液浓度 C. 若B管蓝色液滴下沉，则对应的a试管中的叶肉细胞发生质壁分离 D. 若B管蓝色液滴上浮，则实验结束时叶肉细胞细胞液浓度与A管中的蔗糖溶液浓度相等 【答案】C 【解析】 【详解】A、本实验的自变量是蔗糖溶液的浓度，若要测定细胞液浓度范围，需设置一系列浓度梯度的实验组进行观察，在组间形成浓度梯度，使实验成为对比实验，A正确； B、若B管蓝色小滴均匀扩散，说明小圆片细胞既不失水也不吸水，使溶液浓度不变，所以植物叶细胞的细胞液浓度大约相当于的蔗糖溶液浓度，B正确； C、若B管蓝色液滴下沉，则对应的A试管中蔗糖溶液变大，说明A试管中的叶肉细胞发生吸水而不是质壁分离，C错误； D、若B管蓝色液滴上浮，则对应的A试管中蔗糖溶液浓度变小，说明A试管中的叶肉细胞发生失水，由题干可知，实验结束时细胞保持活性且水分交换达到平衡状态，则叶肉细胞细胞液浓度与A管中的蔗糖溶液浓度相等，D正确。 故选C。 2. 在特定条件下，某植物细胞内的部分代谢过程如下图所示，下列叙述正确的是（ ） A. 过程①释放的能量中大部分用于合成ATP B. 过程①和③生成的物质A是两种不同的物质 C. 过程②可能产生大量[H]，不可能消耗[H] D. 过程③④分别发生在叶绿体类囊体膜上和叶绿体基质中 【答案】B 【解析】 【详解】A、①表示细胞呼吸第一阶段，释放的能量中大部分以热能的形式散失了，少部分用于合成ATP，A错误； B、①表示细胞呼吸第一阶段生成的物质A是丙酮酸，③表示光合作用暗反应中CO2的固定，生成物质A是C3，三碳化合物，即3－磷酸甘油酸，过程①和③生成的物质A是两种不同的物质，B正确； C、②如果表示产生酒精的无氧呼吸的第二阶段，则可以消耗[H]产生酒精，C错误； D、③表示光合作用暗反应中CO2的固定，发生在叶绿体基质中；④表示光合作用暗反应中C3的还原过程，发生在叶绿体基质中，D错误。 故选B。 3. 2024年12月，得克萨斯农工大学研究团队发现，当细胞处于硬度较硬的微环境中时，细胞核从皱褶状态变为紧绷状态。这种变化会促使YAP蛋白向细胞核内迁移并刺激细胞增殖。laminA/C（核纤层蛋白A/C）降低会减少YAP向细胞核的定位。这一发现为肿瘤治疗提供了新的靶点，关于这项研究，以下说法错误的是（　　） A. YAP蛋白向细胞核内迁移的过程，体现了核膜的流动性 B. laminA/C合成基因很可能是原癌基因，该基因突变可能会引起细胞癌变 C. 设计药物或其他治疗方法来软化肿瘤环境，可能会成为癌症治疗新的突破点 D. 可以通过测定细胞膜上糖蛋白是否减少来作为细胞是否癌变的依据之一 【答案】A 【解析】 【详解】A、 YAP蛋白向细胞核内迁移的过程主要通过核孔复合体进行，而非核膜的流动性，A错误； B、 laminA/C降低会减少YAP向细胞核的定位，而YAP入核促进细胞增殖，表明laminA/C高表达可能促进增殖；laminA/C合成基因若突变导致过度表达，可能引发细胞异常分裂，符合原癌基因（调控细胞生长分裂的基因，突变后可致癌）的特征，B正确； C、 软化肿瘤细胞的微环境，YAP蛋白向细胞核内迁移并刺激细胞增殖的作用减少，可以成为治疗癌症的思路，C正确； D、癌细胞的特征之一是细胞膜糖蛋白数量会减少，D正确。 故选A。 4. 下列关于蛋白质的空间结构的叙述，正确的是（　　） A. 二硫键只用于连接不同肽链，从而影响蛋白质的空间结构 B. 盐酸不会破坏胰蛋白酶的空间结构，且有利于食物的消化 C. 载体蛋白参与物质运输时都需要ATP磷酸基团的磷酸化 D. 转运蛋白空间结构的变化，是细胞膜选择透过性的基础之一 【答案】D 【解析】 【详解】A、二硫键是蛋白质中半胱氨酸残基间形成的共价键，既可连接同一肽链的不同部分，也可连接不同肽链，从而稳定蛋白质的空间结构，A错误； B、胰蛋白酶的最适pH为弱碱性，胃中的强酸性环境会使其空间结构破坏（变性失活），无法发挥消化作用，B错误； C、载体蛋白参与主动运输时需要ATP水解提供能量（如磷酸化过程），但参与被动运输（如易化扩散）时不需要ATP磷酸化，C错误； D、转运蛋白中的载体蛋白在运输物质时会发生构象改变（如主动运输和协助扩散），而通道蛋白在开放或关闭时也可能发生构象变化（如门控通道），D正确。 故选D。 5. 大肠杆菌是动物肠道中的正常寄居菌。在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型生物。下列有关叙述正确的是（ ） A. 有氧条件下，丙酮酸进入大肠杆菌的线粒体中逐步氧化分解释放能量 B. 大肠杆菌在无氧条件下，无氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸会大量积累 C. 大肠杆菌在有氧和无氧条件下，参与细胞呼吸的酶完全不同，最终产物也不同 D. 大肠杆菌在有氧和无氧条件下，细胞呼吸释放的能量都大部分以热能形式散失 【答案】D 【解析】 【详解】A、大肠杆菌属于原核生物，细胞中无线粒体，有氧条件下，丙酮酸在细胞质基质中分解，相关酶位于细胞质基质和细胞膜，A错误； B、无氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸会立即进入第二阶段（如转化为乳酸或乙醇等），不会大量积累，B错误； C、有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的酶相同，后续阶段酶不同，且最终产物不同（有氧为CO2和H2O，无氧为乳酸等），C错误； D、无论有氧还是无氧呼吸，细胞呼吸释放的能量中大部分能量以热能形式散失，少部分储存于ATP中，D正确。 故选D。 6. Waardenburg综合征Ⅰ型中，PAX3基因突变产生的典型表现是额部白发，眼距增宽，虹膜异色，部分病例有严重的听力丧失。下图1是患者家系的系谱图，该病在人群中的发病率为19/100。用限制酶处理该病相关基因得到大小不同的片段后进行电泳，部分家庭成员的电泳结果如图2。①②③代表电泳的不同长度的条带。下列叙述不正确的是（ ） A. 该病的致病基因不可能位于Y染色体上 B. Ⅲ8与人群中无亲缘关系的人婚配生一患病儿子的概率是1/20 C. Ⅳ1表现为患病，发病的原因可能是Ⅲ1和Ⅲ2减数分裂发生基因重组 D. 该病的发病原因是碱基对替换产生致病基因 【答案】C 【解析】 【分析】基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。包括碱基对的插入、替换、缺失。 【详解】A、由于该家系中含有女性患者，因此该病的致病基因不可能位于Y染色体上，A正确； B、结合图2可知，Ⅱ4的基因无法被酶识别不能被切割，Ⅳ1的基因能被酶识别而被切割，故Ⅱ5含有两种基因且患病，假设为Bb（①条带对应的是基因b，②③条带对应的是基因B），该病为常染色体显性遗传病，则Ⅲ8为bb，与人群中无亲缘关系的人（正常人为81%，b的频率为9/10，B的频率为1/10）婚配生一患病（Bb）儿子的概率是1/10×1/2=1/20，B正确； C、①条带对应的是基因b，②③条带对应的是基因B，结合图2可知，Ⅳ1为BB，表现为患病，由于Ⅲ1为bb，Ⅳ1却不含b基因，因此发病的原因可能是Ⅲ1减数分裂发生了基因突变或Ⅳ1发生了基因突变，该病只涉及一对等位基因，没有基因重组，C错误； D、由酶切条带可知，正常基因b用 限制酶切割后产生1条条带，而B基因酶切后有2条带，说明突变后的B基因能被酶识别，而降解后的两条带之和等于未降解的一条带，说明B为碱基对替换而来，即该病的发病原因是碱基对替换产生致病基因，D正确。 故选C。 7. 科技工作者发现了一种万年野生稻，被视为现代栽培水稻的祖先。它们抗病、抗虫害能力强，一穗可达千粒果实，而且可与栽培水稻杂交产生可育后代，进一步提高栽培水稻的抗逆性和产量。下列说法正确的是（ ） A. 对野生稻的保护有利于提高物种多样性 B. 野生稻进化栽培稻的过程中种群基因频率发生了定向改变 C. 若野生稻和栽培稻共有的某基因甲基化水平不同，则该差异由基因突变引起的 D. 建立野生稻精子库、基因库对其基因进行保护是最有效的保护野生稻的方式 【答案】B 【解析】 【分析】现代进化理论的基本内容是：①进化是以种群为基本单位，进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。 【详解】A、万年野生稻可与现有栽培水稻杂交，不存在生殖隔离，属于同一物种，故对野生稻的保护有利于提高遗传多样性，A错误； B、生物进化的实质是在自然选择的作用下种群基因频率发生了定向改变，B正确； C、基因甲基化不影响基因的碱基序列，只是影响了基因的表达，不属于基因突变，C错误； D、保护生物多样性最有效的方法是就地保护，D错误。 故选B。 8. 图A为某动物部分组织切片的显微图像，图B中的细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。下列说法正确的是（　　） A. 在图A中观察到的是雌性动物卵巢组织切片，②细胞的名称是次级卵母细胞或第一极体 B. 在图B的5种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型是a、b、c C. 正常情况下，等位基因的分离发生在②细胞的分裂过程中 D. 其中标号为①~⑤的细胞分别对应图B中的细胞类型b、c、d、a、e 【答案】D 【解析】 【详解】A、根据图A中②细胞的不均等分裂可知，该图中观察到的是雌性动物卵巢组织切片，②细胞处于减数第二次分裂后期，称为次级卵母细胞，A错误； B、据题图B分析可知，a是染色体数为体细胞的2倍，处于有丝分裂后期；b细胞处于减数第一次分裂或者处于有丝分裂前期、中期；c可以是体细胞也可以是处于减数第二次分裂后期的细胞；d为减数第二次分裂的前期或中期细胞；e细胞为精细胞、卵细胞或极体。有丝分裂细胞和减数第一次分裂时期的细胞都有同源染色体，减数第二次分裂过程中的细胞不具有同源染色体，即在图B的5种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型有a有丝分裂后期细胞和b细胞处于减数第一次分裂或者处于有丝分裂前期、中期，B错误； C、正常情况下，等位基因的分离发生在①细胞减数第一次分裂过程中，C错误； D、图A中①细胞处于减数第一次分裂中期对应图B的b细胞，②细胞处于减数第二次分裂后期对应图B的c细胞，③细胞处于减数第二次分裂前期对应图B的d细胞，④细胞处于有丝分裂后期对应图B的a细胞，⑤细胞处于减数第二次分裂末期对应图B中的e细胞，D正确。 故选D。 9. 某基因首端部分序列如图所示，可指导编码4个氨基酸；部分密码子如表所示。研究发现图示序列的模板链中有3个碱基同时改变，导致mRNA上3个密码子各自改变了1个碱基，但编码的氨基酸序列没变。下列叙述正确的是（　　） 氨基酸 密码子 氨基酸 密码子 甲硫氨酸 AUG（起始） 苏氨酸 ACU、ACC、ACA、ACG 色氨酸 UGG 脯氨酸 CCU、CCC、CCA、CCG 谷氨酸 GAA、GAG 丝氨酸 UCU、UCC、UCA、UCG 酪氨酸 UAC、UAU UAA、UAG（终止） A. 碱基改变后产生的mRNA序列有6种可能 B. 图中β链是转录的模板链，其方向为5'…GTACATATGTAGT…3' C. 基因指导蛋白质合成时，需要利用解旋酶和RNA聚合酶进行转录 D. 该基因编码的多肽链首端4个氨基酸是甲硫氨酸—酪氨酸—苏氨酸—丝氨酸 【答案】D 【解析】 【详解】A、题中显示，研究发现题图所示序列的模板链中有3个碱基同时发生改变，导致mRNA上有3个密码子各自改变了1个碱基，但编码的氨基酸序列没有改变，结合表格可知，UAU可变成UAC（1种可能）、ACA可变成ACU、ACG、ACC（3种可能）、UCA可变成UCU、UCC、UCG（3种可能），可见碱基改变后产生的mRNA序列有1×3×3=9种可能，A错误； B、检测出某基因首端的部分序列，而AUG为起始密码，该段能编码四个氨基酸，因此，题图中的α链是编码链，转录的模板链是β链；转录出的mRNA中的碱基序列为5'…CAUGUAUACAUCA…3'，则β链左侧为3'端，B错误； C、基因指导蛋白质合成时，需要利用RNA聚合酶进行转录，C错误； D、题图转录出的mRNA中的碱基序列为CAUGUAUACAUCA，起始密码为AUG，此后的密码子依次为UAU、ACA、UCA，根据密码子表可知该基因编码的多肽链首端4个氨基酸是甲硫氨酸-酪氨酸-苏氨酸-丝氨酸，D正确。 故选D。 10. 果蝇的红眼和白眼是一对相对性状，显性性状红眼由位于X染色体上的D基因控制。选用若干数量相等的红眼雌果蝇和白眼雄果蝇作为亲代杂交，每代果蝇再随机交配，繁殖出雌雄个体数目相等的大量后代。统计各代雌、雄果蝇中d基因频率，绘制曲线如图所示。下列推测错误的是（ ） A. 由实验结果可推测亲本果蝇的基因型为XDXd和XdY B. 子二代雌性中d基因频率为5/8，雄性中d基因的频率为3/4 C. 每代雌性中d基因频率与下一代雄性个体中d的基因频率相等 D. 每代雌性与雄性中d基因频率之和的2/3与下一代雌性个体中d的基因频率相等 【答案】D 【解析】 【分析】基因频率的计算方法：（1）一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率；（2）在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。 【详解】A、曲线中P代的雄性个体d基因频率为1，雌性个体d基因频率1/2，可推测亲本果蝇的基因型为XDXd和XdY，A正确； B、亲本果蝇的基因型为XDXd和XdY，子一代基因型及比例为XDXD：XdXd：XDY：XdY=1：1：1：1，子二代基因型及比例为XDXD：XDXd：XdXd：XDY：XdY=1：4：3：1：3，子二代雌性中d基因频率为5/8，雄性中d基因的频率为3/4，B正确； C、子代雄性个体的D/d基因来自于亲代雌性个体，因此每代雌性中d基因频率与下一代雄性个体中d的基因频率相等，C正确； D、由于每代雌性个体中的d基因来自于上一代的雌性与雄性亲本的d基因，因此每代雌性与雄性中d基因频率之和的1/2与下一代雌性个体中d的基因频率相等，D错误。 故选D。 11. 下图是某反射弧的组成示意图（虚线内为神经中枢），据图分析，下列结论错误的是（　　） A. 图中③为传入神经，②为传出神经 B. 如果④受到刺激后产生兴奋，图中ABCD均可检测到电信号 C. 若图中神经中枢位于脊髓，该反射弧不能表示膝跳反射 D. 图中表示当④受到刺激而②损伤时，人体能产生感觉 【答案】B 【解析】 【详解】A、在反射弧中，有神经节的神经元为传入神经元，图中③上有神经节，所以③是传入神经；与效应器相连的②是传出神经，A正确； B、如果④（感受器）受到刺激产生兴奋，兴奋会沿传入神经（③）传到神经中枢，再经神经中枢内的神经元传递。由于兴奋在神经元之间是单向传递的（只能从突触前膜传到突触后膜），所以兴奋能传到 A、B、D，但不能传到 C（因为C所在的神经元与中间神经元的连接是单向的，兴奋无法逆向传递到 C），B错误； C、膝跳反射的反射弧是二元反射弧（只有传入神经元和传出神经元，没有中间神经元）。而图中反射弧有中间神经元，若神经中枢位于脊髓，该反射弧结构与膝跳反射的反射弧不同，不可能完成膝跳反射，C正确； D、当④（感受器）受到刺激时，兴奋能通过传入神经（③）传到神经中枢，再进一步传到大脑皮层产生感觉；而②（传出神经）损伤，只是影响效应器的反应，不影响感觉的产生，因此人体能产生感觉，D正确。 故选B。 12. 我国科学家颜宁及其团队发现止痛药——大麻二酚能够抑制 Na⁺内流，从而缓解疼痛。机体疼痛与前列腺素E（PGE）密切相关，部分机理如图1。疼痛时肾上腺参与的应激反应如图2。相关叙述错误的是（　　） A. 图1 中的Na+大量内流可产生动作电位，才能最终产生痛觉 B. 据图1知，药物镇痛机理可能是抑制环氧化酶的活性，减少PGE的产生，降低痛觉感受器对致痛物质的敏感性 C. 据图2知，疼痛时肾上腺髓质分泌的激素d会增加，该反射的效应器是肾上腺髓质 D. 图2中由疼痛引起激素c的分泌过程既存在神经-体液调节，也有分级调节 【答案】C 【解析】 【详解】A、根据题意，大麻二酚能够抑制Na+内流，从而缓解疼痛。因此图1中的Na+大量内流可产生动作电位，促进痛觉感受器对致痛物质的敏感性，使得最终在大脑皮层产生痛觉，A正确； B、产生痛觉的部位是大脑皮层；分析图1可知，PGE可以促进痛觉感受器对致痛物质的敏感性，药物镇痛机理可能是抑制环氧化酶的活性，减少PGE的产生，降低痛觉感受器对致痛物质的敏感性，B正确； C、效应器是指传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体，肾上腺髓质属于人体的内分泌腺，在该神经调节过程中，传出神经末梢及其所支配的肾上腺髓质一起构成效应器，C错误； D、图2中激素c的分泌是通过下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴来进行的，说明激素c的分泌过程存在分级调节，该过程的调节是在疼痛等刺激下引起的，因此该过程存在大脑皮层的参与，故也属于神经-体液调节，D正确。 故选C。 13. 2024年11月28日上午，一条全长3046公里的绿色屏障被填补了最后缺口，沿着沙漠边缘蜿蜒成链，塔克拉玛干绿色阻沙防护带工程实现全面锁边“合龙”。由此，这道柔软而韧性十足的绿篱，能够强力制止流沙肆虐，将绿洲与黄沙、生命与死亡分隔，此次锁边工程采用了林草带建设、光伏治沙以及工程治沙等多种手段。下列叙述正确的是（　　） A. 光伏发电板下种植的沙拐枣、沙棘等构成的群落只有水平结构，没有垂直结构 B. 锁边工程有利于降低生态足迹和增大生态承载力 C. 生态工程建设时考虑环境承载力，体现了生态工程的自生原理 D. 塔克拉玛干沙漠上群落的形成过程属于次生演替 【答案】B 【解析】 【详解】A、光伏发电板下种植的沙拐枣、沙棘等构成的群落中既有水平结构，又有垂直结构，A错误； B、生态足迹是指在现有技术条件下，维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积；而生态承载力则是指生态系统在不受破坏的情况下所能承受的人类活动的最大限度。锁边工程通过改善生态环境、提高生态系统的稳定性和生产力，有利于减小生态足迹（即减少对自然资源的过度利用）和增大生态承载力（即提高生态系统的自我调节能力和恢复力），B正确； C、生态工程建设时考虑环境承载力，体现了生态工程的协调原理，C错误； D、塔克拉玛干沙漠上群落的形成过程属于初生演替，D错误。 故选B。 14. 下图为能量流经某生态系统某营养级示意图，数值代表能量值（单位J/cm²·a），据图分析，下列分析正确的是（ ） A. 该营养级是此生态系统第三营养级，次级消费者 B. 用于该营养级自身生长、发育和繁殖的能量是50J/cm²·a C. 能量由该营养级传递到下一营养级的传递效率是18% D. 生产者储存的能量中有10J/cm²·a 通过动物粪便传递给分解者 【答案】D 【解析】 【分析】分析题图：图示表示能量流经某生态系统第二营养级的示意图，其中A表示该营养级摄入的能量，B表示该营养级同化的能量，C表示用于生长、发育和繁殖的能量，D表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，E表示该营养级粪便中的能量和流向分解者能量。 【详解】A、据题图可知，该营养级中能量能流入次级消费者，因此该营养级属于初级消费者，是此生态系统第二营养级，A错误； B、图中C表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量，为20J/cm²·a，B错误； C、由于次级消费者的能量只知道摄入量，不知道同化量，不能计算能量由该营养级传递到下一营养级的传递效率，C错误； D、该营养级粪便中的能量为10J/cm²·a ，不属于该营养级的同化量，而是上一营养级（生产者）同化量的一部分，由此可知，生产者储存的能量中有10J/cm²·a 通过动物粪便传递给分解者，D正确。 故选D。 15. 微生物培养过程中要使用无菌技术，且要对微生物进行纯化培养。下列有关叙述正确的是（　　） A. 稀释涂布平板法统计活菌数时用台盼蓝染色更准确 B. 培养基的灭菌既可用湿热灭菌法也可用干热灭菌法 C. 利用生物或其代谢物除去环境中部分微生物的方法属于消毒 D. 平板划线法纯化细菌时必须对样品液进行多倍稀释 【答案】C 【解析】 【详解】A、稀释涂布平板法统计是根据菌落数来统计活菌数，无需染色；台盼蓝染色主要用于区分真核细胞的死活（如动物细胞），A错误； B、培养基的灭菌通常采用湿热灭菌法（如高压蒸汽灭菌），因湿热能穿透培养基并有效杀死所有微生物（包括芽孢）；干热灭菌法适用于玻璃器皿等耐热干燥物品，B错误； C、消毒是指使用物理或化学方法杀死物体表面或环境中部分微生物（如病原体），但不包括芽孢和孢子；利用生物或其代谢物（如抗生素、噬菌体或酶）抑制或杀死环境中部分微生物，属于生物性消毒方法，C正确； D、平板划线法纯化细菌时，通过连续划线操作使细菌分散，最终获得单个菌落；样品液无需多倍稀释，D错误。 故选C。 16. “异源囊胚补全法”是将敲除生肾基因的猪受精卵培育至囊胚期，再向其导入人源iPS细胞培育出的肾元祖细胞，然后移植到代孕母猪体内，培育出人源iPS细胞来源的肾单位并实际应用于移植医疗，如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 该技术使用的iPS细胞可以通过转基因等技术手段获取 B. 将该技术培育的人源肾脏移植到患者体内，不会出现免疫排斥 C. 过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾元祖细胞植入囊胚的滋养层 D. 过程③操作之前需要对代孕母猪进行超数排卵和同期发情处理 【答案】A 【解析】 【分析】题图分析：①表示去除生肾区的受精卵发育为囊胚过程，②表示将人源iPS细胞导入囊胚的过程，③表示胚胎移植，④表示分娩。 【详解】A、根据题干提供的过程图可知使用的iPS细胞是荧光蛋白标记的细胞，是通过转基因获得的，A正确； B、肾元祖细胞由iPS细胞定向诱导分化而来，该方法获得的肾脏可能含有囊胚细胞发育的部分，因此也可能出现免疫排斥，B错误； C、过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾元祖细胞植入囊胚的内细胞团，而不是滋养层，C错误； D、过程③操作之前需要对代孕仔猪进行同期发情处理，但不需要进行超数排卵处理，因为代孕母猪不提供卵母细胞，D错误。 故选A。 17. 乙醇是生物学实验中常用的试剂。下表列出了乙醇在实验中的作用，其中表述错误的共有（　　） 编号 实验 乙醇的作用 ① DNA粗提取与鉴定 溶解DNA，初步分离DNA与蛋白质 ② 菊花的组织培养 工作台、外植体、培养基等的消毒 ③ 绿叶中的色素的提取 溶解绿叶中的色素 ④ 检测生物组织中的脂肪 洗去浮色 ⑤ 观察植物细胞有丝分裂 酒精和卡诺氏液一起制成解离液 ⑥ 土壤小动物丰富度研究 防止小动物尸体腐烂 A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项 【答案】B 【解析】 【分析】酒精是生物实验常用试剂之一：1、如检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色；2、观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需要用到酒精，用体积分数为95%的酒精和盐酸一起制成解离液对材料进行解离，低温诱导染色体数目加倍实验中还需要用酒精洗去卡诺氏液；3、绿叶中色素的提取和分离实验中可用无水乙醇来提取色素；4、果酒和果醋制作实验、组织培养实验中可用体积分数为70%的酒精进行消毒等。 【详解】①DNA不溶于酒精，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，向滤液中加入冷却的体积分数为95%的酒精，静置2~3min，溶液中会出现白色丝状物，就是粗提取的DNA，①错误； ②70%的酒精可导致蛋白质变性，可用于实验室和日常消毒，菊花的组织培养过程中，需要对工作台、外植体、手等消毒，培养基需要灭菌，②错误； ③由于绿叶中的色素不溶于水而溶于有机溶剂，所以酒精（无水乙醇）在色素的提取和分离实验时可作为有机溶剂起到提取色素的作用，③正确； ④脂肪鉴定实验中，染色后滴加2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色，④正确； ⑤观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需要用到酒精，用体积分数为95%的酒精和盐酸一起制成解离液对材料进行解离，低温诱导染色体数目加倍实验中还需要用体积分数为95%的酒精洗去卡诺氏液，⑤错误； ⑥土壤小动物丰富度研究中，收集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，防止小动物尸体腐烂，⑥正确。 综上分析，B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 18. 某科研小组利用PCR定点突变技术培育抗冻蔬菜新品种。设计含有非特异性碱基配对的引物，将突变位点引入编码抗冻蛋白的基因中，获得抗冻能力更强的突变基因。下列叙述正确的是（　　） A. 过程②还需要四种核糖核苷酸和耐高温的DNA聚合酶 B. 过程③至少需要两次循环才能得到两条链等长的DNA分子 C. 过程④需要使用引物1和4才能获得目的基因 D. 合成的DNA分子经混合、变性、杂交后发现通过引物2和3延伸形成的两条链杂交在一起，说明引物2和3的碱基序列相同 【答案】B 【解析】 【详解】A、过程②是 PCR 扩增过程，PCR 需要四种脱氧核糖核苷酸（不是核糖核苷酸）和耐高温的 DNA 聚合酶（Taq 酶），A错误； B、过程③是PCR扩增含有突变位点的DNA片段，由于引物与模板链的结合位置不同，至少需要两次循环才能得到两条链等长的DNA分子，B正确； C、过程④经混合、变性后，杂交的两条单链均可为DNA聚合酶提供3'端，无需引物即可获得目的基因，C错误； D、合成的DNA分子经混合、变性、杂交后，通过引物2和3延伸形成的两条链杂交在一起，说明引物2和3的碱基序列互补，而不是相同，D错误。 故选B。 二、非选择题（除特别说明外，每空2分，共64分） 19. BAT（褐色脂肪组织）细胞含有大量线粒体，具有分解脂肪和产热的功能，其数量及代谢异常与肥胖、衰老等现象相关。 （1）图1示有氧呼吸第三阶段，H+通过复合体I、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙，并顺浓度梯度通过_______（细胞结构）上的ATP合酶，生成大量ATP。 （2）图2为BAT细胞在寒冷刺激下增加产热的机制：产热复合体提高线粒体中Ca2+浓度→促进有氧呼吸第二阶段（三羧酸循环）→提高H+跨膜浓度梯度→_______→_______、产热增加。 （3）BAT细胞在凋亡过程中会释放肌苷，与相关细胞膜上受体结合发挥作用。用肌苷处理健康BAT和WAT（白色脂肪细胞，主要储存脂肪），发现二者UCP1基因的表达量均显著提高。试阐释BAT凋亡时释放肌苷对于维持机体的体温平衡的意义_______。 （4）ENT1是肌苷转运蛋白，在BAT细胞高表达，BAT细胞可通过ENT1吸收细胞外的肌苷。科研人员构建了ENT1缺陷小鼠，将其BAT细胞分离出并培养在含等量3H标记的肌苷的培养液中。一段时间后分别检测ENT1缺陷组上清液中的放射性强度（a）以及对照组（野生型小鼠）上清液中的放射性强度（b），则a、b的关系为：a____b（填“>”“<”或“=”），该研究方法称为_______。研究表明，抑制ENT1可以增加胞外肌苷水平，增强细胞产热能力。有人提出可通过抑制ENT1治疗肥胖，请说明理由_______。 【答案】（1）线粒体内膜 （2） ①. UCPl将H+运至线粒体基质，减小了膜两侧H+的跨膜浓度梯度 ②. ATP合成比例减少 （3）BAT细胞凋亡时释放肌苷，可促进健康的BAT和WAT细胞UCPl基因表达而增加产热，从而维持机体的体温平衡 （4） ①. > ②. 同位素标记法（或同位素示踪法） ③. 抑制ENT1可提高胞外肌苷水平，促进BAT和WAT细胞有机物分解，增加产热，同时达到减重的效果 【解析】 【分析】有氧呼吸主要在线粒体中进行，分为三个阶段。第一阶段在细胞质基质，葡萄糖分解为丙酮酸和少量[H]，产生少量能量；第二阶段在线粒体基质，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和大量[H]，产生少量能量；第三阶段在线粒体内膜，O2与[H]结合生成水，产生大量能量。 【小问1详解】 在有氧呼吸第三阶段，从图1能看到，H+经复合体I、Ⅲ、Ⅳ被运到线粒体膜间隙后，会顺着浓度梯度通过线粒体内膜上的ATP合酶。这是因为线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，其上分布着与该阶段反应相关的酶和蛋白质等结构，H+通过这里的ATP合酶完成反应进而生成大量ATP 。 【小问2详解】 据题图2信息可知，产热复合体使线粒体中Ca2+浓度升高，推动有氧呼吸第二阶段（三羧酸循环）进行，使得H+跨膜浓度梯度增大。之后UCPl发挥作用，将H+运至线粒体基质，减小了膜两侧H+的跨膜浓度梯度。而ATP的合成与H+的浓度梯度有关，浓度梯度减小，ATP合成比例就会减少，能量更多地以热能形式释放出来，从而产热增加。 【小问3详解】 据题干信息可知，BAT细胞在凋亡过程中会释放肌苷，并且用肌苷处理健康的BAT和WAT细胞后，二者UCP1基因的表达量均显著提高。UCP1基因表达量提高会增加产热，而机体的体温需要维持在相对稳定的状态，BAT细胞凋亡时释放肌苷，可促进健康的BAT和WAT细胞UCPl基因表达而增加产热，从而维持机体的体温平衡。 【小问4详解】 ENT1缺陷小鼠无法吸收细胞外的肌苷，因此将其棕色脂肪细胞分离出并培养在含3H标记的肌苷的培养液中。一段时间后分别检测ENT1缺陷组上清液中的放射性强度(a)以及对照组(野生型小鼠)上清液中的放射性强度(b)的结果是a>b。该实验方法是同位素标记法。研究表明，抑制ENT1可以增加胞外肌苷水平，增强细胞产热能力。有人提出可通过抑制ENT1治疗肥胖，理由是抑制ENT1可提高胞外肌苷水平，促进BAT和WAT细胞有机物分解，增加产热，同时达到减重的效果。 20. 水稻是我国重要的粮食作物之一，开展水稻高产攻关是促进粮食高产优产、筑牢粮食安全根基的关键举措。为获得优质的水稻品种，科学家开展了多项研究。请回答下列问题： （1）用含3H2O的溶液培养该水稻一段时间后，水稻细胞以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、________。重新用含H218O的培养液培养水稻，在适宜光照条件下，水稻产生的带18O标记的气体有_________。 （2）为研究红光促进水稻气孔开放的机理，科研人员利用野生型（WT）和OsPIL15基因敲除的水稻m，设计并开展相关实验，结果如图。 注：气孔导度表示气孔张开的程度，OsAB15基因在气孔开闭的调节中具有重要作用 ①红光促进气孔开放的机制有两种假说： 假说一：红光为保卫细胞光合作用提供_________，保卫细胞合成有机物，细胞液浓度增大，细胞吸水膨胀，气孔张开； 假说二：红光作为____________影响OsPIL15蛋白的含量，调控气孔开闭。 实验一结果表明，红光促进气孔开放的主要机制不是假说一，依据是__。 ②OsPIL15蛋白如何对气孔开闭进行调控？研究者作出假设并进一步实验探究。 实验二的假设是：OsPIL15蛋白通过影响__________，从而影响气孔开闭。 实验三的结果推测：OsPIL15蛋白通过________（填“促进”或“抑制”）OsAB15基因的表达，从而影响气孔开闭。 ③综上所述，红光促进水稻气孔开放的机理： ________（在箭头边用（十）或（一）标注前后两者的作用） 。 【答案】（1） ①. C3H4O3（丙酮酸）、NADH（还原型辅酶I或[H]） ②. 氧气、二氧化碳 （2） ①. 能量 ②. 信号 ③. 黑暗和远红光照射OsPIL15基因敲除的水稻m，水稻不进行光合作用，但气孔导度和红光处理时相近 ④. 脱落酸的含量（或合成或降解） ⑤. 促进 ⑥. 【解析】 【分析】有氧呼吸的反应式是：C6H12O6 + 6H2O + 6O26CO2 + 12H2O + 能量。有氧呼吸可以概括地分为三个阶段：第一个阶段反应场所是细胞质基质，1 分子的葡萄糖分解成2 分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量；第二个阶段反应场所是线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量；第三个阶段反应场所是线粒体内膜，上述两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。 【小问1详解】 用含3H2O的溶液培养该水稻一段时间后，水稻细胞光合产物葡萄糖中也含有3H。进行有氧呼吸作用时，细胞质基质中被3H标记的葡萄糖在酶的作用下分解生成丙酮酸（C3H4O3）、NADH（还原型辅酶I，或写为[H]），并释放出少量能量，所以丙酮酸和NADH中也含有3H，丙酮酸和NADH能进入线粒体基质，再参与有氧呼吸的第二、三阶段。重新用含H218O的培养液培养水稻，在适宜光照条件下，水稻进行光合作用发生水的光解，所以产生的O2中含有18O；H218O还可以参与有氧呼吸的第二阶段，产生的CO2也被18O标记。 【小问2详解】 ①光不仅为光合作用提供能量，还可以作为一种信号，影响植物的生长发育等过程。红光促进水稻气孔开放的机理可能为假说一：红光为保卫细胞光合作用提供能量，促进保卫细胞合成有机物，使细胞液浓度增大，细胞吸水膨胀，气孔张开；假说二：红光作为信号影响OsPILI5蛋白的含量，调控气孔开闭。由实验一图可知，黑暗和远红光照射OsPIL15基因敲除的水稻m，水稻不进行光合作用，其气孔导度和红光处理时相近，说明红光并不是为保卫细胞光合作用提供能量，即红光促进气孔开放的主要机制不是假说一。 ②根据实验二的图可知，实验二的自变量是水稻中是否含有OsPIL15基因，因变量是脱落酸含量，所以实验二的假设是OsPIL15蛋白通过影响脱落酸含量（或合成或降解），从而影响气孔开闭。实验三的自变量有水稻中是否含有OsPIL15基因、黑暗或红光处理水稻，因变量是OsAB15基因的表达量，根据实验三可推出：不管是在黑暗条件还是在红光条件下，敲除OsPIL15基因都会导致OsAB15基因的表达量下降，所以OsPIL15基因表达的OsPIL15蛋白可以促进OsAB15基因的表达，从而影响气孔的开闭。 ③根据实验一，可知红光能作为信号分子促进野生型（WT）水稻气孔张开；根据实验三，可知野生型（WT）水稻在红光条件下中OsAB15的表达量低于黑暗条件下，即红光能降低OsAB15的表达量，而OsPIL15基因表达的OsPIL15蛋白可以促进OsAB15基因的表达，所以红光应抑制OsPIL15基因表达的OsPIL15蛋白，进而降低OsAB15的表达量，促进气孔开放。综上所述，红光促进水稻气孔开放的机理（“+”代表促进，“-”代表抑制）： 21. T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法，研究者将带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题： （1）基因内碱基的增添、缺失或________都可导致基因突变。 （2）为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a，该植株会产生________种基因型的可育花粉，其中具有a基因的花粉占比为________。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型植株占比为________。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为________。 （3）实验中还获得了一个E基因被T-DNA插入突变为e基因的植株，e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系，进行下列实验： ①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出基因型为________的F1植株。 ②选出的F1植株自交获得F2，不考虑其他突变，若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0，E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为________；若两对基因位于非同源染色体，该类植株的占比为________。除了上述两种占比，分析该类植株还可能的其他占比和原因：________。 【答案】（1）替换 （2） ①. 3##三 ②. 1/3 ③. 2/3 ④. a花粉不育，无法形成纯合aa植株 （3） ①. AaEe ②. E和a连锁，e和A连锁，在形成配子的过程中没有发生染色体交换 ③. 1/6 ④. 若基因连锁（E和a连锁，e和A连锁）但发生交换，正常植株占比介于0～1/6 【解析】 【分析】自由组合定律的实质：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 【小问1详解】 基因突变是指DNA分子上碱基对增添、缺失或替换引起基因结构的改变。基因内碱基的增添、缺失或替换都可导致基因突变。 【小问2详解】 为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a，插入A基因后，植株基因型为Aa（2号染色体为Aa，3号染色体为A0）。该植株会产生4种基因型的花粉，即AA、A0、Aa、a0，其中a不育，即产生3种可育基因型的花粉，而具有a基因的花粉占比为1/3。该植株雌配子即AA、A0、Aa、a0，均可育，其自交得到F1，利用棋盘法可知，F1的基因型为AAAA：AAA0：AA00：AAAa：AAa0：AAaa：Aa00：Aaa0=1∶2∶1∶2∶3∶1∶1∶1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型（含A、a）：PCR扩增出900bp（A）和600bp（a）条带。Ⅱ型（仅含A）：仅扩增出900bp条带。其中Ⅰ型植株占比为（2+3+1+1+1）/（1+2+1+2+3+1+1+1）=2/3。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为a花粉不育，无法形成纯合aa植株。 【小问3详解】 ①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出F1中AaEe植株（双杂合）。 ②若E/e和A/a连锁且无交换，F2中无同时含A和E的配子（花粉或种子致死），正常植株占比为0。若两基因独立遗传（非同源染色体），F1植株（AaEe）产生雌配子为AE：Ae：aE：ae=1：1：1：1，均可育，而雄配子AE：Ae=1；1，aE和ae不可育，利用棋盘法可知，F2为AAEE：AAEe：AaEE：AaEe=1：2：1：2，其中只有AAEE的花粉和自交所结种子均发育正常，即正常植株（AAEE）占比为1/6。其他可能：若基因连锁但发生交换，正常植株占比介于0～1/6。 22. 自交不亲和性是指某一植物的雌雄两性机能正常，但不能进行自花传粉或同一品系内异花传粉的现象。如某品种烟草为二倍体雌雄同株植物，却无法自交产生后代。 （1）烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因（S1S2……S15）控制，以上复等位基因的出现是_________的结果，同时也体现了该变异具有_________特点。在杂交育种时，用两种自交不亲和的植株做亲本，可以省略杂交过程的_________操作。 （2）烟草的花粉只有通过花粉管伸长（花粉管由花粉萌发产生）输送到卵细胞所在处，才能完成受精。下表为不亲和基因的作用规律： 亲本组合 S3S4♂×S1S2♀ S1S2自交 S1S2♂×S1S3♀ 花粉管萌发情况 S3、S4花粉管都能伸长 S1、S2花粉管都不能伸长 只有S2花粉管能伸长 如表可见，如果花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精，据此推断： ①若将基因型为S1S4的花粉授于基因型为S2S4的烟草，则子代的基因型为_________； ②将基因型为S1S2和S2S3的烟草间行种植，全部子代的基因型种类及比例为_________。 （3）科学家将某抗病基因M成功导入基因型为S2S4的烟草体细胞，经植物组织培养后获得成熟的抗病植株。如图，已知M基因成功导入到S2所在Ⅱ号染色体上，但不清楚具体位置。现以该植株为_________（填“父本”或“母本”），与基因型为S1S2的个体杂交，根据子代中的抗病个体的比例确定M基因的具体位置。 Ⅰ．若后代中抗病个体占_________，则说明M基因插入到S2基因中使该基因失活。 Ⅱ．若后代中抗病个体占_________，则说明M基因插入到S2基因之外的其他部位。 【答案】（1） ①. 基因突变 ②. 不定向性 ③. 去雄 （2） ①. S1S2、S1S4 ②. S1S2∶S2S3∶S1S3=1∶1∶2 （3） ①. 父本 ②. 50% ③. 0 【解析】 【分析】在种群中，同源染色体的相同位点上，可以存在两种以上的等位基因，遗传学上把这种等位基因称为复等位基因。由表格和题干可知，烟草无法完成自交的原因是：花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精，因此烟草没有纯合子。 【小问1详解】 控制同一性状的不同表现型的基因互为等位基因，等位基因是基因突变产生的。由于产生的等位基因多，所以体现了基因突变的不定向性。自交不亲和的植株做亲本，可以省略杂交过程的去雄操作。 【小问2详解】 ①若基因型为S1S4的花粉授予基因型为S2S4的烟草，S2S4的烟草产生的卵细胞是S2和S4，所以只能接受S1的花粉，子代基因型为S1S2和S1S4。 ②将基因型为S1S2和S2S3的烟草间行种植，它们之间没有自交只有杂交；如果由于烟草无法自交，S1S2和S2S3的烟草间行种植只能进行杂交，存在两种情况：S1S2（父本）×S2S3（母本）、或S1S2（母本）×S2S3（父本），前一种情况S2花粉管不能伸长，产生S1S3、S1S2两种子代，后一种情况S2花粉管不能伸长，产生S1S3、S2S3两种子代，因而产生的子代的基因型有S1S3、S1S2、S2S3=2：1：1。 【小问3详解】 该实验的目的是判断导入基因的位置，以该植株为父本，与基因型为S1S2的母本杂交，根据子代中的抗病个体的比例确定M基因的具体位置。如果M基因插入到S2基因中使该基因失活，则S4M与S1S2杂交，后代中抗病个体占50%；如果M基因插入到S2基因之外的其他部位，S2无法进行完成受精，后代中无抗病个体。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $