精品解析：北京市西城区2025-2026学年高三上学期1月期末考试生物试题

北京市西城区2025—2026学年度第一学期期末试卷 高三生物 2026.1 本试卷共10页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列有关水的叙述错误的是（ ） A. 水参与光合作用和有氧呼吸 B. 水只能通过自由扩散进出细胞 C. 抗利尿激素促进肾小管重吸收水 D. 水可影响种群的数量变化和分布 2. 实验室中检测某陆生植物CO2吸收量和气孔导度在一天内的变化，结果如图。对该植物的推测合理的是（ ） A. 空气中的CO2在夜晚被吸收并以某种形式暂时储存 B. 白天气孔关闭，暗反应过程不需要CO2 C. 白天气孔关闭，不进行细胞呼吸 D. 该植物不适应干旱环境 3. 四倍体水稻（4n=48）有丝分裂后期细胞中（ ） A. 配对的同源染色体彼此分离 B. 非同源染色体自由组合 C. 有8个染色体组 D. 有96条染色单体 4. 下列关于科学方法的叙述错误的是（ ） A. 孟德尔揭示分离定律，运用了假说-演绎法 B 施莱登和施旺建立细胞学说，运用了完全归纳法 C. 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，运用了放射性同位素标记技术 D. 梅塞尔森和斯塔尔探究DNA复制方式的实验，利用离心来区分不同密度DNA 5. Wolf-Hirschhorn综合征（WHS）是由于4号染色体短臂缺失造成的。某病患儿经检测发现4号染色体异常（如图），其他染色体正常。其父母无此疾病，父亲染色体正常，母亲存在8号与4号染色体相互易位现象。下列说法错误的是（ ） A. WHS的症状是4号染色体基因数量减少所致 B. 母亲染色体异常可能是通过家族遗传获得 C. 这对夫妇无法再生染色体完全正常的孩子 D. 上述检测需用到动物细胞培养和显微观察技术 6. miRNA是一种非编码单链RNA，参与基因表达调控（如图），在细胞分化、个体发育及疾病发生发展中发挥巨大作用。相关叙述错误的是（ ） A. miRNA通过碱基互补配对来识别目标mRNA B. 途径①中miRNA通过抑制翻译来抑制目标基因表达 C. 途径②中miRNA抑制目标基因的转录 D. miRNA可能作为治疗疾病的药物的靶点 7. 存活曲线描述了一组大约同时出生的个体的存活过程。下图为两个稳定型黑尾鹿种群的存活曲线。相关叙述错误的是（ ） A. 0～1年龄段的死亡率种群Ⅰ低于种群Ⅱ B. 种群Ⅰ中的个体寿命长的机会更大 C. 高密度可加剧种内竞争使死亡率增加 D. 种群Ⅱ中幼年个体占比很低而老年个体占比很高 8. 某自然保护区不同演替阶段（先锋阶段→中期阶段→稳定阶段→顶极阶段）林下植物组成如图所示。相关叙述错误的是（ ） A. 草本植物的物种丰富度在稳定阶段达到最大 B. 顶极阶段草本和灌木种类下降可能与光照有关 C. 随着演替的进行，土壤和光能得到更充分利用 D. 顶极阶段该生态系统的稳定性急剧下降 9. 如图为圈养赤狐能流图，数值以每天每千克体重的千卡数表示。相关叙述正确的是（ ） A. 每天输入赤狐的总能量为223千卡/千克体重 B. 粪便中的能量为赤狐同化后流向分解者的能量 C. 生产量是用于赤狐生长发育等生命活动的能量 D. 野外赤狐生存斗争更激烈时呼吸散失能量会更低 10. 单次摄入大量酒精可使人出现意识障碍甚至死亡。下列治疗方法，不是直接针对内环境的是（ ） A. 清除胃内残留酒精 B. 静脉滴注补充水分 C. 血液灌流辅助治疗 D. 肌肉注射解毒药物 11. 声波在耳蜗内转化为压力波，使基底膜振动，导致毛细胞的静纤毛发生左右弯曲，并通过听神经向大脑发送信号，进而形成听觉（如图）。相关叙述错误的是（　　） A. 毛细胞可将机械信号转换为电信号 B. 毛细胞释放递质使突触后膜电位由内正外负变为内负外正 C. 声波刺激会改变传入神经纤维膜动作电位的频率 D. 听神经或听觉中枢受损均可导致耳聋 12. 妊娠期糖尿病损害母婴健康，肥胖、高龄孕妇患病风险更高。相关叙述错误的是（ ） A. 健康孕妇通过神经和体液调节维持血糖正常 B. 胰岛B细胞功能受损不会导致孕妇血糖升高 C. 妊娠期女性应定期进行产检并合理饮食 D. 必要时可使用胰岛素治疗患者 13. 将纤维素、半纤维素预处理和酶解后，利用某大肠杆菌菌株发酵产乳酸的过程如图。阻断该菌株产乙酸（或乙醇）的代谢途径，构建了高产乳酸工程菌。相关叙述错误的是（ ） A. 需敲除乙酸（或乙醇）代谢途径中相关酶的基因 B. 可将纤维素酶基因等导入工程菌以简化生产环节 C. 葡萄糖可为大肠杆菌提供碳源 D. 发酵过程中需保证充足的氧气以代谢生产乳酸 14. 重瓣东方百合离体繁殖时，常以叶片等为外植体，诱导获得不定芽，再诱导生根，形成幼苗。下列叙述正确的是（ ） A. 该繁殖过程没有体现植物细胞的全能性 B. 外植体用酒精消毒后需要立即用清水进行清洗 C. 培养基中的激素种类和比例影响不定芽的发生 D. 组培苗和试管牛均属于无性繁殖产物 15. 易错PCR是通过改变反应条件和酶，在DNA扩增中随机引入错误碱基，来获取突变基因的技术。对易错PCR的叙述错误的是（ ） A. 使目标基因发生定向突变 B. 需加入脱氧核苷酸作为原料 C. 需根据目标基因碱基序列设计引物 D. 可用于蛋白质的优化改造 第二部分 本部分共6题，共70分。 16. 栖息地碎片化会对生物造成多种影响，是导致生物多样性丧失的重要原因。研究者以某群岛为对象，探究栖息地碎片化对社鼠和小棺头蟋蟀两种动物体型大小等特征的影响。 （1）一个岛屿上的_______可视为一个社鼠种群。社鼠的体长性状是_______共同作用的结果。 （2）对该群岛和临近大陆上社鼠体型及其捕食者数量进行调查，结果如图1、图2。 ①图1数据显示，社鼠种群体型大小呈现的规律是_______。 ②综合图1、图2结果，推测岛屿面积变化改变社鼠体型大小的原因_______。 （3）小棺头蟋蟀具有较强飞行能力和一定的游泳能力。调查发现，该群岛中蟋蟀体型大小与大陆种群无显著差异，原因可能是地理隔离不完全，使岛屿种群与大陆种群之间存在基因交流，控制体型大小的基因的_______差异不明显。 （4）DNA分析显示，岛屿面积与种群基因多样性呈正相关。小岛上种群局部灭绝风险较大，原因是_______。因此，在制定野生动物保护策略时，要尽可能保持其栖息地斑块面积最大。 17. 线粒体是ATP合成和某些氨基酸（如脯氨酸、鸟氨酸等）生产的场所。科研人员以体外培养的小鼠成纤维细胞（MEF）为材料，对线粒体调控这两个相互竞争的代谢途径（图1）的机制进行了研究。 （1）由图1可知，在线粒体内，谷氨酸可在P5CS催化下合成脯氨酸和鸟氨酸，也可通过氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）等过程氧化供能。线粒体_______上含有ATP合酶等多种蛋白，是氧化磷酸化反应进行的场所。 （2）体外培养MEF时，培养液中应含有水、无机盐、糖类、_______等营养物质。 （3）用含10mM葡萄糖或缺乏葡萄糖的培养液培养MEF，一段时间后检测细胞耗氧量和脯氨酸水平，结果如图2、图3所示。由结果可知，与含葡萄糖培养基中生长的细胞相比，在缺乏葡萄糖培养基中生长的细胞更多地依赖线粒体中的_______过程来合成ATP，但脯氨酸合成_______。 （4）电镜观察在缺乏葡萄糖培养基中生长的细胞，发现线粒体分化为两个亚群（I、Ⅱ）。检测表明，I型线粒体缺乏ATP合酶但富含P5CS，其中P5CS以活性更高的细丝形态存在，Ⅱ型富含ATP合酶但缺乏P5CS。阻止线粒体分化，会使氧化磷酸化或脯氨酸合成能力受损。葡萄糖培养基中生长的细胞，线粒体没有分化。请分析说明线粒体分化的意义_______。 18. 学习以下材料，回答（1）～（4）题。 内质网应激期间线粒体区域翻译受保护 内质网对蛋白质的正确折叠有重要作用。内质网中有一种结合蛋白（BiP），能防止多肽链错误折叠，并促进错误折叠的蛋白质重新折叠，以形成正确构象。不能正确折叠的蛋白质可转移到细胞质中降解。 当细胞受到某些有害因素刺激，未折叠或错误折叠蛋白质在内质网腔超量积累时，会引发内质网应激反应。位于内质网膜上的蛋白质PERK感受到应激信号后通过二聚化和磷酸化被激活，继而通过一系列信号转导诱导BiP基因转录上调。活化的PERK可与翻译起始因子eIF2α结合，使eIF2α磷酸化，进而抑制细胞整体的翻译活性。 在使用毒性物质Tg处理细胞引发内质网应激反应后，科研人员检测了细胞不同区域的翻译活性，发现内质网区域的翻译活性下降了73%，而线粒体区域仅下降了27%。 为揭示内质网应激时线粒体区域翻译受保护的原因，科研人员进行了实验，发现线粒体蛋白A是PERK最丰富的相互作用蛋白之一。蛋白A位于线粒体膜上，能与激活的PERK的特定位点（第680～880位氨基酸）结合，而该位点也是eIF2α与PERK结合的位点（如图）。内质网和线粒体之间存在接触区（M区），PERK和蛋白A共定位于该区域。内质网应激期间，PERK和蛋白A的相互作用使M区面积显著增加。M区可作为内质网应激期间受保护的线粒体蛋白翻译平台。 （1）内质网是蛋白质________场所和运输通道。 （2）研究者推测，内质网应激发生时，蛋白A与eIF2α________，使________含量降低，进而使线粒体区域翻译受到保护。 （3）根据文中信息，对实验结果的预期正确的有________。 A. 使PERK第680～880位氨基酸缺失后，蛋白A不能与其结合 B. 与对照组相比，Tg处理组与蛋白A结合的PERK更多 C. 内质网应激条件下，过表达蛋白A细胞中线粒体区域翻译活性高于对照组 D. 内质网应激条件下，敲低蛋白A细胞中M区面积与对照组无显著差异 （4）阐述内质网应激期间细胞的一系列反应对细胞生存的意义________。 19. 科研人员开发了一种基于近红外光的光开关系统——NIR系统（如图），实现目的基因表达的精准控制和治疗的定制化。 （1）通过基因工程构建NIR系统需要的工具酶有________。 （2）P酶在近红外光下被激活后具有较高活性，在黑暗条件下具有较低活性。M基因编码的M蛋白是一种转录激活因子，c-di-GMP水平升高可促进M蛋白与特定的启动子结合。为实现近红外光对目的基因表达的精准控制，构建NIR系统时，科研人员选用组成型启动子（不需要诱导物、可持续驱动基因表达）驱动P基因表达，①②应选用的启动子为：①________②________。 （3）沙门氏菌能够选择性定植于肿瘤微环境中，但具有感染性，对动物体存在毒力风险。以PD-L1抗体基因为目的基因构建NIR系统，以沙门氏菌为受体菌，构建用于癌症治疗的工程菌。对此工程菌的叙述正确的有________。 A. 敲除沙门氏菌内源c-di-GMP合成酶基因，可降低目的基因的基础表达水平 B. 敲除沙门氏菌毒力相关基因，以减弱工程菌的毒性 C. NIR系统中Y基因的作用，是为了降低无光条件下胞内c-di-GMP水平 D. 可通过改变近红外光的强度和照射时间，来实现目的基因表达的精准控制 （4）将上述工程菌接种到小鼠的肿瘤内，通过检测________，来评价该工程菌是否构建成功以及治疗效果。 （5）NIR系统在癌症治疗之外也具有广阔的应用前景。在肠道炎症中活性氧起重要作用，通过抗氧化酶（如过氧化氢酶和超氧化物歧化酶）清除炎症部位的活性氧，可抑制炎症性肠病。拟利用NIR系统构建工程菌以治疗炎症性肠病，请写出设计思路________。 20. 野生型拟南芥在长日照条件下早开花，短日照条件下晚开花。对其进行诱变后筛选到一株晚开花突变体co，无论日照长短，co开花时间都与短日照条件下野生型植株相近。 （1）突变体co与野生型拟南芥杂交得到F1，F1自交获得F2。在长日照条件下，F2中早开花与晚开花植株的数量比接近3：1。将F1与突变体co杂交，杂交后代在长日照条件下的表型及比例应为_______。 （2）研究者推测长日照可能通过CO基因促进开花。对野生型拟南芥COmRNA和CO蛋白在24h中的变化进行检测，结果如图1。 根据图1结果推测，4～8h时，长日照和短日照条件下拟南芥细胞中CO蛋白含量均较低，可能是CO蛋白合成所需________不足所致。12～16h时，与长日照相比，短日照条件下CO蛋白含量明显较低，原因可能是________。 （3）泛素-蛋白酶体途径（图2）是真核细胞中选择性降解蛋白质的一种机制。为了探究CO蛋白的降解途径，利用原核生物表达CO蛋白，分离纯化后与黑暗条件处理的拟南芥细胞提取液混合，一段时间后分离CO蛋白、电泳并用抗体检测，结果如图3。 研究者认为，图3结果表明CO蛋白可通过泛素-蛋白酶体途径降解，请说明理由________。 （4）COPI基因编码一种E3连接酶，COPI基因与CO基因独立遗传。有一种隐性突变体copl，长日照条件下比野生型开花更早。将突变体copl与co进行杂交获得F1，F1自交获得F2。若COPI蛋白参与CO蛋白的泛素化（对其他蛋白无影响），则长日照条件F2中开花时间与突变体co开花时间相近的个体所占比例为________。 21. 自然环境中植物会同时面临多种压力，脱落酸（ABA）是植物适应非生物胁迫最重要的调节因子。为探究植物如何整合不同信号，进行如下实验。 （1）植物生长发育的调控是由基因表达调控、________和环境因素调节共同完成的。 （2）检测水稻根部在不同硝酸盐浓度下ABA诱导的基因表达，结果如图1。由图1可知，提高ABA浓度可________高浓度对ABA反应的抑制，研究者推测ABA和可能以竞争的方式被相同的受体识别。 （3）质膜上的硝酸盐转运蛋白NRT可作为感知细胞外硝酸盐浓度的受体。为探究ABA是否也以NRT为受体，进行了实验。 ①获取用FLAG（一种短肽链）标记的NRT和突变蛋白nrt1，分别加入不同浓度ABA孵育一段时间，然后与蛋白酶K混合，电泳并用抗FLAG抗体检测（图2）。该结果证明ABA可直接与NRT结合，据此推测ABA、NRT、蛋白酶K之间的关系________。 ②研究者进一步通过实验证明“ABA以NRT为受体”。实验组所用材料、处理及检测指标应为________。 A．野生型水稻 B．nrt1突变体水稻 C．低条件 D．高条件 E．不用ABA处理叶片 F．用适宜浓度ABA处理叶片 G．ABA响应基因的表达 H．响应基因的表达 （4）为进一步探究NRT响应ABA的信号转导机制，进行如下实验。用不同浓度ABA处理携带SPX-nLUC和cLUC-NRT的叶片，结果如图3。 NLP是ABA信号转导中一个重要的转录因子，与SPX蛋白结合时不发挥作用。构建NLP-GFP（GFP为绿色荧光蛋白）转基因水稻，用100nM ABA处理后，检测到荧光信号由细胞质向细胞核集中。根据以上实验结果推测NRT响应ABA的信号转导机制________。 （5）综合以上研究，分析植物整合环境中非生物胁迫和营养条件（）信号的意义________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市西城区2025—2026学年度第一学期期末试卷 高三生物 2026.1 本试卷共10页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列有关水的叙述错误的是（ ） A 水参与光合作用和有氧呼吸 B. 水只能通过自由扩散进出细胞 C. 抗利尿激素促进肾小管重吸收水 D. 水可影响种群的数量变化和分布 【答案】B 【解析】 【详解】A、水是光合作用光反应阶段的反应物（水的光解），水参与有氧呼吸第二阶段，与丙酮酸反应生成二氧化碳和[H]，A正确； B、水可通过自由扩散进出细胞，也可通过通道蛋白以协助扩散方式快速跨膜运输，B错误； C、抗利尿激素由下丘脑合成、垂体释放，能促进肾小管和集合管对水的重吸收，从而调节机体水平衡，C正确； D、水是影响生物生存的非生物因素，可决定种群分布（如干旱地区种群密度低），并通过影响食物、栖息地等间接调控种群数量变化，D正确。 故选B。 2. 实验室中检测某陆生植物CO2吸收量和气孔导度在一天内的变化，结果如图。对该植物的推测合理的是（ ） A. 空气中的CO2在夜晚被吸收并以某种形式暂时储存 B. 白天气孔关闭，暗反应过程不需要CO2 C. 白天气孔关闭，不进行细胞呼吸 D. 该植物不适应干旱环境 【答案】A 【解析】 【详解】A、从图中可以看到，在夜间，植物的CO2​吸收量大于0，即吸收了空气中的CO2​，且白天植物也需要CO2​进行光合作用，所以可以推测夜间吸收的CO2​以某种形式暂时储存起来供白天使用，A正确； B、暗反应必须依赖CO2​（CO2​是暗反应的原料）。白天气孔关闭，但植物可利用夜晚储存的CO2​进行暗反应，并非不需要CO2​，B错误； C、细胞呼吸是细胞的基本生命活动，时刻进行（无论光照、黑暗，无论气孔是否关闭），C错误； D、该植物夜间吸收CO2​，白天气孔关闭，这种特性有利于在干旱环境中减少水分散失，同时又能满足光合作用对CO2​的需求，说明该植物适应干旱环境，D错误。 故选A。 3. 四倍体水稻（4n=48）有丝分裂后期细胞中（ ） A. 配对的同源染色体彼此分离 B. 非同源染色体自由组合 C. 有8个染色体组 D. 有96条染色单体 【答案】C 【解析】 【详解】A、配对的同源染色体彼此分离发生在减数第一次分裂后期，有丝分裂过程中无同源染色体配对行为，A错误； B、非同源染色体自由组合是减数第一次分裂后期的特征，有丝分裂不发生该过程，B错误； C、四倍体水稻（4n=48）含4个染色体组，有丝分裂后期染色体数目加倍为96条，染色体组数加倍为8个，C正确； D、有丝分裂后期着丝粒分裂，姐妹染色单体消失，此时细胞中有96条染色体（无染色单体），D错误。 故选C。 4. 下列关于科学方法的叙述错误的是（ ） A. 孟德尔揭示分离定律，运用了假说-演绎法 B. 施莱登和施旺建立细胞学说，运用了完全归纳法 C. 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，运用了放射性同位素标记技术 D. 梅塞尔森和斯塔尔探究DNA复制方式的实验，利用离心来区分不同密度DNA 【答案】B 【解析】 【详解】A、孟德尔通过豌豆杂交实验，提出遗传因子的假说，并设计测交实验进行验证，运用了假说-演绎法，A正确； B、施莱登和施旺建立细胞学说时，基于对部分植物和动物细胞的观察，运用了不完全归纳法，B错误； C、赫尔希和蔡斯通过用放射性同位素标记噬菌体的DNA和蛋白质，证明了DNA是遗传物质，运用了放射性同位素标记技术，C正确； D、梅塞尔森和斯塔尔利用氮的同位素标记DNA，并通过密度梯度离心技术区分不同密度的DNA分子，证明了DNA的半保留复制，D正确。 故选B。 5. Wolf-Hirschhorn综合征（WHS）是由于4号染色体短臂缺失造成的。某病患儿经检测发现4号染色体异常（如图），其他染色体正常。其父母无此疾病，父亲染色体正常，母亲存在8号与4号染色体相互易位现象。下列说法错误的是（ ） A. WHS的症状是4号染色体基因数量减少所致 B. 母亲染色体异常可能是通过家族遗传获得 C. 这对夫妇无法再生染色体完全正常的孩子 D. 上述检测需用到动物细胞培养和显微观察技术 【答案】C 【解析】 【详解】A、根据题干可知：WHS 是 4 号染色体短臂缺失导致的，染色体片段缺失会使该区域的基因数量减少，从而引发相关症状，A正确； B、母亲存在 8 号与 4 号染色体相互移接（易位）现象，属于染色体结构变异，这种染色体结构异常可以通过家族遗传获得，B正确； C、母亲虽存在8号与4号染色体相互移接（易位）现象，仍能产生正常的生殖细胞，而且父亲染色体正常，因此他们仍有概率生育染色体完全正常的孩子，C错误； D、染色体核型分析需要先进行动物细胞培养，再通过显微镜观察染色体的形态和结构，D正确。 故选C。 6. miRNA是一种非编码单链RNA，参与基因表达调控（如图），在细胞分化、个体发育及疾病发生发展中发挥巨大作用。相关叙述错误的是（ ） A. miRNA通过碱基互补配对来识别目标mRNA B. 途径①中miRNA通过抑制翻译来抑制目标基因表达 C. 途径②中miRNA抑制目标基因的转录 D. miRNA可能作为治疗疾病的药物的靶点 【答案】C 【解析】 【详解】A、从图中可以看出，miRNA能与目标mRNA进行碱基互补配对来识别目标mRNA，A正确； B、途径①中，miRNA与mRNA结合后，抑制了核糖体与mRNA的结合，也就抑制了翻译过程，从而抑制目标基因表达，B正确； C、途径②中，miRNA与mRNA结合后，导致mRNA降解，这是对翻译过程的影响，而不是抑制目标基因的转录，C错误； D、由于miRNA在细胞分化、个体发育及疾病发生发展中发挥巨大作用，所以它可能作为治疗疾病的药物的靶点，D正确。 故选C。 7. 存活曲线描述了一组大约同时出生的个体的存活过程。下图为两个稳定型黑尾鹿种群的存活曲线。相关叙述错误的是（ ） A. 0～1年龄段死亡率种群Ⅰ低于种群Ⅱ B. 种群Ⅰ中的个体寿命长的机会更大 C. 高密度可加剧种内竞争使死亡率增加 D. 种群Ⅱ中幼年个体占比很低而老年个体占比很高 【答案】D 【解析】 【详解】A、0~1年龄段，种群Ⅰ的曲线下降幅度小于种群Ⅱ，说明种群Ⅰ该阶段存活数下降少，死亡率低于种群Ⅱ，A正确； B、种群Ⅰ整体曲线下降更平缓，后期存活数更高，说明个体寿命长的机会更大，B正确； C、种群Ⅱ是高密度，种内竞争更激烈，会导致死亡率增加，曲线下降更快，C正确； D、题干明确两个种群都是稳定型，稳定型种群的年龄结构特点是幼年、成年、老年个体比例适中，而非幼年个体占比很低而老年个体占比很高，D错误。 故选D。 8. 某自然保护区不同演替阶段（先锋阶段→中期阶段→稳定阶段→顶极阶段）林下植物组成如图所示。相关叙述错误的是（ ） A. 草本植物的物种丰富度在稳定阶段达到最大 B. 顶极阶段草本和灌木种类下降可能与光照有关 C. 随着演替的进行，土壤和光能得到更充分利用 D. 顶极阶段该生态系统的稳定性急剧下降 【答案】D 【解析】 【详解】A、从图中可以清晰地看到，在稳定阶段，草本植物所对应的柱状图高度是最高的。柱状图的高度代表了物种数量，物种数量越多意味着物种丰富度越高。所以，草本植物的物种丰富度在稳定阶段达到最大，A正确； B、在顶极阶段，随着植物群落的整体演替和发展，高大的乔木逐渐占据优势。这些高大的乔木会遮挡大量的阳光，使得林下的光照条件发生改变。草本和灌木由于相对矮小，在获取光照方面处于劣势，一些对光照需求较高的草本和灌木种类可能无法适应这种低光照环境，从而导致种类下降。所以，顶极阶段草本和灌木种类下降可能与光照有关，B正确； C、随着群落演替从先锋阶段逐步向中期阶段、稳定阶段直至顶极阶段推进，植物种类逐渐增多且结构日益复杂。不同层次的植物能够更充分地利用不同强度的光照，同时植物的根系也能更好地吸收土壤中的水分和养分，并且植物的生长活动还能改善土壤结构。因此，随着演替的进行，土壤和光能能够得到更充分的利用，C正确； D、顶极阶段是群落演替的相对稳定阶段，此时群落的结构和功能已经达到了相对稳定的状态。生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性，在顶极阶段，生态系统的抵抗力稳定性较高，能够较好地抵抗外界干扰，保持自身结构和功能的稳定；虽然恢复力稳定性可能相对较低，但整体生态系统的稳定性提高，D错误。 故选D。 9. 如图为圈养赤狐的能流图，数值以每天每千克体重的千卡数表示。相关叙述正确的是（ ） A. 每天输入赤狐的总能量为223千卡/千克体重 B. 粪便中的能量为赤狐同化后流向分解者的能量 C. 生产量是用于赤狐生长发育等生命活动的能量 D. 野外赤狐生存斗争更激烈时呼吸散失能量会更低 【答案】C 【解析】 【详解】A、从图中只能知道赤狐摄取的能量为223千卡/千克体重，但由于存在粪便中的能量（未被同化），所以每天输入赤狐的总能量并不是223千卡/千克体重，实际上每天输入赤狐的总能量是上一营养级同化的能量中流入赤狐的部分即摄入量-粪便中的能量=223-20=203千卡/千克体重，A错误； B、粪便中的能量属于上一营养级同化的能量，并不属于赤狐同化后的能量，赤狐同化后流向分解者的能量是吸收后未被利用以及遗体残骸中的能量等，B错误； C、生产量是吸收的能量减去呼吸消耗的能量，也就是用于赤狐生长发育和繁殖等生命活动的能量，从图中可以看出吸收量为203千卡/千克体重，呼吸消耗量为193千卡/千克体重，生产量为203−193=10千卡/千克体重，C正确；‌ D、野外赤狐生存斗争更激烈时，为了维持自身的生存和各种生命活动，需要更多的能量，呼吸作用会加强，呼吸散失能量会更高，而不是更低，D错误‌。 故选C。 10. 单次摄入大量酒精可使人出现意识障碍甚至死亡。下列治疗方法，不是直接针对内环境的是（ ） A. 清除胃内残留酒精 B. 静脉滴注补充水分 C. 血液灌流辅助治疗 D. 肌肉注射解毒药物 【答案】A 【解析】 【详解】A、胃属于消化道（体外环境），清除胃内酒精未直接作用于细胞外液（内环境），故该措施不直接针对内环境，A符合题意； B、静脉输液直接将水分输入血浆（内环境的重要组成部分），直接调节内环境渗透压和容量，B不符合题意； C、通过体外循环直接净化血液（血浆），清除内环境中的酒精等有害物质，C不符合题意； D、药物经组织液（内环境）吸收进入血浆，直接作用于内环境，D不符合题意。 故选A。 11. 声波在耳蜗内转化为压力波，使基底膜振动，导致毛细胞的静纤毛发生左右弯曲，并通过听神经向大脑发送信号，进而形成听觉（如图）。相关叙述错误的是（　　） A. 毛细胞可将机械信号转换为电信号 B. 毛细胞释放递质使突触后膜电位由内正外负变为内负外正 C. 声波刺激会改变传入神经纤维膜动作电位的频率 D. 听神经或听觉中枢受损均可导致耳聋 【答案】B 【解析】 【详解】A、根据题图分析可知：毛细胞能将声波的机械振动（机械信号）转化为膜电位变化（电信号），A正确； B、突触后膜在静息状态下的电位是内负外正，当毛细胞释放兴奋性递质时突触后膜会产生动作电位，电位由内负外正变为内正外负，B错误； C、根据题图分析可知：声波刺激的强度不同，会导致毛细胞释放递质的量不同，进而改变传入神经纤维膜动作电位的频率，以此传递不同的听觉信息，C正确； D、听神经负责传递听觉信号，听觉中枢负责处理听觉信号，两者受损都会导致信号传递或中断，从而引发耳聋，D正确。 故选B。 12. 妊娠期糖尿病损害母婴健康，肥胖、高龄孕妇患病风险更高。相关叙述错误的是（ ） A. 健康孕妇通过神经和体液调节维持血糖正常 B. 胰岛B细胞功能受损不会导致孕妇血糖升高 C. 妊娠期女性应定期进行产检并合理饮食 D. 必要时可使用胰岛素治疗患者 【答案】B 【解析】 【详解】A、血糖平衡受神经系统（如下丘脑）和激素（如胰岛素、胰高血糖素）共同调节，属于神经-体液调节，A正确； B、胰岛B细胞分泌胰岛素（唯一降低血糖的激素），若其功能受损，胰岛素分泌不足，血糖浓度升高，尤其在妊娠期胰岛素敏感性下降时更易发生，B错误； C、定期产检可监测血糖水平，合理饮食可减少糖分摄入，预防妊娠期糖尿病，C正确； D、胰岛素是蛋白质类激素，不会通过胎盘影响胎儿，是治疗妊娠期糖尿病的首选药物，D正确。 故选B。 13. 将纤维素、半纤维素预处理和酶解后，利用某大肠杆菌菌株发酵产乳酸的过程如图。阻断该菌株产乙酸（或乙醇）的代谢途径，构建了高产乳酸工程菌。相关叙述错误的是（ ） A. 需敲除乙酸（或乙醇）代谢途径中相关酶的基因 B. 可将纤维素酶基因等导入工程菌以简化生产环节 C. 葡萄糖可为大肠杆菌提供碳源 D. 发酵过程中需保证充足的氧气以代谢生产乳酸 【答案】D 【解析】 【详解】A、要构建高产乳酸工程菌，阻断该菌株产乙酸（或乙醇）的代谢途径，就需敲除乙酸（或乙醇）代谢途径中相关酶的基因，使代谢更多地向产生乳酸的方向进行，A正确； B、将纤维素酶基因等导入工程菌，工程菌自身就能产生纤维素酶，对纤维素、半纤维素进行酶解，从而简化生产环节，B正确； C、从图中可知，葡萄糖可参与乳酸的生成过程，能为大肠杆菌提供碳源，C正确； D、大肠杆菌发酵产生乳酸的过程是无氧呼吸过程，发酵过程中需保证无氧环境，而不是充足的氧气，D错误。 故选D。 14. 重瓣东方百合离体繁殖时，常以叶片等为外植体，诱导获得不定芽，再诱导生根，形成幼苗。下列叙述正确的是（ ） A. 该繁殖过程没有体现植物细胞的全能性 B. 外植体用酒精消毒后需要立即用清水进行清洗 C. 培养基中的激素种类和比例影响不定芽的发生 D. 组培苗和试管牛均属于无性繁殖产物 【答案】C 【解析】 【详解】A、该繁殖过程通过叶片外植体经脱分化、再分化形成完整植株，体现了植物细胞的全能性（已分化的细胞发育成完整个体的潜能），A错误； B、外植体用酒精消毒后需立即用无菌水冲洗（避免酒精残留损伤细胞），而非普通清水（可能引入微生物污染），B错误； C、培养基中生长素与细胞分裂素的比例调控器官分化：较高生长素/细胞分裂素比例促进生根，较高细胞分裂素/生长素比例促进生芽，故激素种类和比例直接影响不定芽发生，C正确； D、组培苗通过体细胞组织培养获得，属于无性繁殖；试管牛通过体外受精（精子与卵细胞结合）形成受精卵后发育而成，属于有性繁殖，D错误。 故选C。 15. 易错PCR是通过改变反应条件和酶，在DNA扩增中随机引入错误碱基，来获取突变基因的技术。对易错PCR的叙述错误的是（ ） A. 使目标基因发生定向突变 B. 需加入脱氧核苷酸作为原料 C. 需根据目标基因碱基序列设计引物 D. 可用于蛋白质的优化改造 【答案】A 【解析】 【详解】A、易错PCR通过改变反应条件（如镁离子浓度）和酶（如低保真DNA聚合酶），在DNA复制过程中随机引入错误碱基，属于不定向突变，而非定向突变，A错误； B、PCR反应需以四种脱氧核苷酸（dNTPs）为原料合成DNA链，易错PCR作为PCR技术的一种，同样需要该原料，B正确； C、所有PCR技术均需根据目标基因的特定碱基序列设计引物，以确保扩增的特异性，C正确； D、易错PCR产生的突变基因经表达可获得突变蛋白，通过筛选可得到功能优化的蛋白质，属于蛋白质工程中的常用技术，D正确。 故选A。 第二部分 本部分共6题，共70分。 16. 栖息地碎片化会对生物造成多种影响，是导致生物多样性丧失的重要原因。研究者以某群岛为对象，探究栖息地碎片化对社鼠和小棺头蟋蟀两种动物体型大小等特征的影响。 （1）一个岛屿上的_______可视为一个社鼠种群。社鼠的体长性状是_______共同作用的结果。 （2）对该群岛和临近大陆上社鼠体型及其捕食者数量进行调查，结果如图1、图2。 ①图1数据显示，社鼠种群体型大小呈现的规律是_______。 ②综合图1、图2结果，推测岛屿面积变化改变社鼠体型大小原因_______。 （3）小棺头蟋蟀具有较强的飞行能力和一定的游泳能力。调查发现，该群岛中蟋蟀体型大小与大陆种群无显著差异，原因可能是地理隔离不完全，使岛屿种群与大陆种群之间存在基因交流，控制体型大小的基因的_______差异不明显。 （4）DNA分析显示，岛屿面积与种群基因多样性呈正相关。小岛上种群局部灭绝的风险较大，原因是_______。因此，在制定野生动物保护策略时，要尽可能保持其栖息地斑块面积最大。 【答案】（1） ①. 全部社鼠 ②. 基因和环境 （2） ①. 岛屿种群体型大于大陆种群，且面积越小体型越大 ②. 岛屿面积越大捕食者数量越多，社鼠用于逃避捕食者的能量就越多，用于生长发育繁殖的能量就越少，导致体型越小 （3）基因频率 （4）基因多样性低不利于生物适应多变的环境 【解析】 【分析】隔离包括地理隔离和生殖隔离两种，地理隔离指的是两个种群由于地理障碍，而无法进行基因交流。生殖隔离是物种之间的界限。 【小问1详解】 种群是指在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。所以一个岛屿上的‌全部社鼠‌可视为一个社鼠种群。生物的性状是由基因控制，同时受环境因素的影响。社鼠的体长性状是‌基因和环境‌共同作用的结果。 【小问2详解】 ①观察图1可知，岛屿上社鼠的平均体长大于大陆种群，并且随着岛屿面积减小，社鼠体型有增大的趋势，即岛屿种群体型大于大陆种群，且面积越小体型越大。 ②从图2能看到，岛屿面积越大，单位面积捕食者数量越多。社鼠为了生存，用于逃避捕食者的能量就越多，那么用于生长发育繁殖的能量就越少，从而导致体型越小。 【小问3详解】 生物进化的实质是种群基因频率的改变。由于地理隔离不完全，岛屿种群与大陆种群之间存在基因交流，使得控制体型大小的基因的‌频率‌差异不明显，所以该群岛中蟋蟀体型大小与大陆种群无显著差异。 【小问4详解】 基因多样性低意味着种群的遗传信息较少，生物适应环境变化的能力就弱。当环境发生改变时，小岛上种群由于基因多样性低，难以适应多变的环境，所以局部灭绝的风险较大。 17. 线粒体是ATP合成和某些氨基酸（如脯氨酸、鸟氨酸等）生产的场所。科研人员以体外培养的小鼠成纤维细胞（MEF）为材料，对线粒体调控这两个相互竞争的代谢途径（图1）的机制进行了研究。 （1）由图1可知，在线粒体内，谷氨酸可在P5CS催化下合成脯氨酸和鸟氨酸，也可通过氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）等过程氧化供能。线粒体_______上含有ATP合酶等多种蛋白，是氧化磷酸化反应进行的场所。 （2）体外培养MEF时，培养液中应含有水、无机盐、糖类、_______等营养物质。 （3）用含10mM葡萄糖或缺乏葡萄糖的培养液培养MEF，一段时间后检测细胞耗氧量和脯氨酸水平，结果如图2、图3所示。由结果可知，与含葡萄糖培养基中生长的细胞相比，在缺乏葡萄糖培养基中生长的细胞更多地依赖线粒体中的_______过程来合成ATP，但脯氨酸合成_______。 （4）电镜观察在缺乏葡萄糖培养基中生长的细胞，发现线粒体分化为两个亚群（I、Ⅱ）。检测表明，I型线粒体缺乏ATP合酶但富含P5CS，其中P5CS以活性更高的细丝形态存在，Ⅱ型富含ATP合酶但缺乏P5CS。阻止线粒体分化，会使氧化磷酸化或脯氨酸合成能力受损。葡萄糖培养基中生长的细胞，线粒体没有分化。请分析说明线粒体分化的意义_______。 【答案】（1）内膜 （2）氨基酸、维生素 （3） ①. 氧化磷酸化（或有氧呼吸第三阶段） ②. 不受影响 （4） 线粒体分化导致代谢分工，I 型专注于脯氨酸等物质的合成，II型专注于 ATP合成。代谢分工提高了线粒体合成 ATP 和氨基酸的能力，使细胞能更好地应对营养缺乏环境，满足能量和营养需求。 【解析】 【分析】本题围绕线粒体的代谢功能展开，具体考查以下知识点：1.氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）发生在线粒体内膜，内膜含 ATP 合酶、细胞色素复合物等蛋白。2.体外培养 动物细胞需含水、无机盐、糖类、氨基酸、维生素、血清等。 【小问1详解】 氧化磷酸化是有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜，内膜上含 ATP 合酶、电子传递链相关蛋白，可将 NADH中的化学能转化为ATP中的化学能。 【小问2详解】 体外培养动物细胞（MEF）的培养液，除水、无机盐、糖类外，还需含氨基酸、维生素等营养物质。 【小问3详解】 图 2 显示缺乏葡萄糖时细胞耗氧量升高，说明细胞更多依赖线粒体的三羧酸循环（有氧呼吸第二阶段） 产生 NADH，再通过氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）合成 ATP。 图 3 显示缺乏葡萄糖时脯氨酸水平与含葡萄糖组基本相同，故脯氨酸合成不变。 【小问4详解】 线粒体分化为两个亚群：I 型富含活性 P5CS，高效合成脯氨酸；II 型富含 ATP 合酶，高效合成 ATP。这种分化可避免谷氨酸在 “氧化供能” 和 “氨基酸合成” 之间的代谢竞争，使细胞在葡萄糖缺乏时，既能通过 II 型线粒体满足能量需求，又能通过 I 型线粒体合成必需氨基酸（脯氨酸），适应营养缺乏环境。 18. 学习以下材料，回答（1）～（4）题。 内质网应激期间线粒体区域翻译受保护 内质网对蛋白质的正确折叠有重要作用。内质网中有一种结合蛋白（BiP），能防止多肽链错误折叠，并促进错误折叠的蛋白质重新折叠，以形成正确构象。不能正确折叠的蛋白质可转移到细胞质中降解。 当细胞受到某些有害因素刺激，未折叠或错误折叠蛋白质在内质网腔超量积累时，会引发内质网应激反应。位于内质网膜上的蛋白质PERK感受到应激信号后通过二聚化和磷酸化被激活，继而通过一系列信号转导诱导BiP基因转录上调。活化的PERK可与翻译起始因子eIF2α结合，使eIF2α磷酸化，进而抑制细胞整体的翻译活性。 在使用毒性物质Tg处理细胞引发内质网应激反应后，科研人员检测了细胞不同区域的翻译活性，发现内质网区域的翻译活性下降了73%，而线粒体区域仅下降了27%。 为揭示内质网应激时线粒体区域翻译受保护的原因，科研人员进行了实验，发现线粒体蛋白A是PERK最丰富的相互作用蛋白之一。蛋白A位于线粒体膜上，能与激活的PERK的特定位点（第680～880位氨基酸）结合，而该位点也是eIF2α与PERK结合的位点（如图）。内质网和线粒体之间存在接触区（M区），PERK和蛋白A共定位于该区域。内质网应激期间，PERK和蛋白A的相互作用使M区面积显著增加。M区可作为内质网应激期间受保护的线粒体蛋白翻译平台。 （1）内质网是蛋白质的________场所和运输通道。 （2）研究者推测，内质网应激发生时，蛋白A与eIF2α________，使________含量降低，进而使线粒体区域翻译受到保护。 （3）根据文中信息，对实验结果的预期正确的有________。 A. 使PERK第680～880位氨基酸缺失后，蛋白A不能与其结合 B. 与对照组相比，Tg处理组与蛋白A结合的PERK更多 C. 内质网应激条件下，过表达蛋白A细胞中线粒体区域翻译活性高于对照组 D. 内质网应激条件下，敲低蛋白A细胞中M区面积与对照组无显著差异 （4）阐述内质网应激期间细胞的一系列反应对细胞生存的意义________。 【答案】（1）加工 （2） ①. 竞争性结合激活的PERK ②. M区的磷酸化eIF2α （3）ABC （4）BiP转录上调，促进新合成蛋白质以及错误折叠蛋白质的正确折叠；大部分蛋白质翻译被抑制，降低进入内质网的蛋白质量，有利于内质网恢复正常功能；选择性保护线粒体蛋白翻译，有利于保障细胞的能量供应，几方面共同提高了细胞在有害环境下的生存能力。 【解析】 【分析】内质网应激反应可以减少错误折叠蛋白，选择性地保护线粒体蛋白翻译，有利于细胞的生存。 【小问1详解】 内质网是蛋白质等大分子物质的加工场所和运输通道。 【小问2详解】 由文中“位于内质网膜上的蛋白质PERK感受到应激信号后通过二聚化和磷酸化被激活，继而通过一系列信号转导诱导BiP基因转录上调。活化的PERK可与翻译起始因子eIF2α结合，使eIF2α磷酸化”以及“线粒体蛋白A是PERK最丰富的相互作用蛋白之一。蛋白A位于线粒体膜上，能与激活的PERK的特定位点（第680～880位氨基酸）结合”可知，内质网应激发生时，蛋白A与eIF2α竞争结合激活的PERK，使M区的磷酸化eIF2α含量降低，进而使线粒体区域翻译受到保护。 【小问3详解】 A、文中提到蛋白A能与激活的PERK的第680～880位氨基酸结合，若使PERK第680～880位氨基酸缺失，蛋白A不能与其结合，A正确； B、Tg处理引发内质网应激反应，根据“内质网应激期间，PERK和蛋白A的相互作用使M区面积显著增加”，可知与对照组相比，Tg处理组与蛋白A结合的PERK更多，B正确； C、内质网应激条件下，过表达蛋白A，会使更多PERK与蛋白A结合，减少PERK与eIF2α结合，使线粒体区域翻译受保护，其翻译活性高于对照组，C正确； D、内质网应激条件下，敲低蛋白A，PERK和蛋白A相互作用减弱，M区面积与对照组会有显著差异，D错误 故选ABC。 【小问4详解】 内质网应激期间细胞通过BiP转录上调，促进新合成蛋白质以及错误折叠蛋白质的正确折叠；大部分蛋白质翻译被抑制，降低进入内质网的蛋白质量，有利于内质网恢复正常功能；选择性保护线粒体蛋白翻译，有利于保障细胞的能量供应，几方面共同提高了细胞在有害环境下的生存能力。 19. 科研人员开发了一种基于近红外光的光开关系统——NIR系统（如图），实现目的基因表达的精准控制和治疗的定制化。 （1）通过基因工程构建NIR系统需要的工具酶有________。 （2）P酶在近红外光下被激活后具有较高活性，在黑暗条件下具有较低活性。M基因编码的M蛋白是一种转录激活因子，c-di-GMP水平升高可促进M蛋白与特定的启动子结合。为实现近红外光对目的基因表达的精准控制，构建NIR系统时，科研人员选用组成型启动子（不需要诱导物、可持续驱动基因表达）驱动P基因表达，①②应选用的启动子为：①________②________。 （3）沙门氏菌能够选择性定植于肿瘤微环境中，但具有感染性，对动物体存在毒力风险。以PD-L1抗体基因为目的基因构建NIR系统，以沙门氏菌为受体菌，构建用于癌症治疗的工程菌。对此工程菌的叙述正确的有________。 A. 敲除沙门氏菌内源c-di-GMP合成酶基因，可降低目的基因的基础表达水平 B. 敲除沙门氏菌毒力相关基因，以减弱工程菌的毒性 C. NIR系统中Y基因的作用，是为了降低无光条件下胞内c-di-GMP水平 D. 可通过改变近红外光的强度和照射时间，来实现目的基因表达的精准控制 （4）将上述工程菌接种到小鼠的肿瘤内，通过检测________，来评价该工程菌是否构建成功以及治疗效果。 （5）NIR系统在癌症治疗之外也具有广阔的应用前景。在肠道炎症中活性氧起重要作用，通过抗氧化酶（如过氧化氢酶和超氧化物歧化酶）清除炎症部位的活性氧，可抑制炎症性肠病。拟利用NIR系统构建工程菌以治疗炎症性肠病，请写出设计思路________。 【答案】（1）限制酶和DNA连接酶 （2） ①. 组成型启动子 ②. 以M蛋白为转录激活因子的启动子 （3）ABCD （4）不同强度近红外光或不同照射时长下PD-L1抗体水平；肿瘤体积或小鼠存活率 （5）以过氧化氢酶基因和超氧化物歧化酶基因为目的基因构建NIR系统，以肠道益生菌为受体菌构建工程菌 【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，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选；（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、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钙离子处理法；（4）目的基因的检测与鉴定。 【小问1详解】 基因工程中，要获取目的基因（如NIR系统相关基因）并对它们进行切割和连接等操作，需要用到限制酶来切割特定的DNA片段，再用DNA连接酶将切割后的片段连接起来，所以需要的工具酶是‌限制酶和DNA连接酶‌。 【小问2详解】 据题干及图可知，P酶催化GTP生成c-di-GMP，c-di-GMP水平升高促进M蛋白与特定启动子结合激活目的基因表达。Y基因和M基因共用启动子①，科研人员选用组成型启动子驱动Y和M基因表达，因为组成型启动子不需要诱导物且可持续驱动基因表达，能保证Y基因持续表达产生Y酶（分解c-di-GMP，防止在黑暗条件下其在细胞内积累而促进M蛋白起作用，影响光控效果），M基因持续表达产生M蛋白（保证光控时被c-di-GMP激活），所以①处应选‌组成型启动子‌。P酶在近红外光下被激活后具有较高活性，在黑暗条件下具有较低活性。在近红外光下促进P酶催化GTP生成c-di-GMP，由于c-di-GMP水平升高可促进M蛋白与特定启动子结合，M蛋白是转录激活因子，要实现近红外光对目的基因表达的精准控制，②处应选‌以M蛋白为转录激活因子的启动子‌。 【小问3详解】 A、沙门氏菌内源c-di-GMP合成酶基因被敲除后，其自身产生c-di-GMP的能力下降，由于c-di-GMP水平升高促进M蛋白与特定启动子结合激活目的基因表达，所以可降低目的基因的基础表达水平，A正确； B、敲除沙门氏菌毒力相关基因，能直接减弱工程菌的毒性，降低对动物体的毒力风险，B正确‌； C、NIR系统中Y基因的作用是在无光条件下使系统处于合适状态，降低胞内c-di-GMP水平，避免目的基因在不合适的时候表达，C正确‌； D、改变近红外光的强度和照射时间，可调控P酶活性，进而影响c-di-GMP水平，实现目的基因表达的精准控制，D正确‌。 故选ABCD。 【小问4详解】 以PD-L1抗体基因为目的基因构建NIR系统，工程菌接种到小鼠肿瘤内后，不同强度近红外光或不同照射时长会影响PD-L1抗体基因的表达水平，所以可通过检测‌不同强度近红外光或不同照射时长下PD-L1抗体水平‌，来了解工程菌是否按预期工作。治疗的最终效果体现在肿瘤的变化和小鼠的生存情况上，所以还可检测‌肿瘤体积或小鼠存活率‌来评价治疗效果。 【小问5详解】 在肠道炎症中活性氧起重要作用，抗氧化酶（如过氧化氢酶和超氧化物歧化酶）能清除炎症部位的活性氧，抑制炎症性肠病。所以可以‌以过氧化氢酶基因和超氧化物歧化酶基因为目的基因构建NIR系统，以肠道益生菌为受体菌构建工程菌‌，这样工程菌可以在肠道炎症部位根据近红外光的调控表达抗氧化酶，清除活性氧，达到治疗炎症性肠病的目的。 20. 野生型拟南芥在长日照条件下早开花，短日照条件下晚开花。对其进行诱变后筛选到一株晚开花突变体co，无论日照长短，co开花时间都与短日照条件下野生型植株相近。 （1）突变体co与野生型拟南芥杂交得到F1，F1自交获得F2。在长日照条件下，F2中早开花与晚开花植株的数量比接近3：1。将F1与突变体co杂交，杂交后代在长日照条件下的表型及比例应为_______。 （2）研究者推测长日照可能通过CO基因促进开花。对野生型拟南芥COmRNA和CO蛋白在24h中的变化进行检测，结果如图1。 根据图1结果推测，4～8h时，长日照和短日照条件下拟南芥细胞中CO蛋白含量均较低，可能是CO蛋白合成所需________不足所致。12～16h时，与长日照相比，短日照条件下CO蛋白含量明显较低，原因可能是________。 （3）泛素-蛋白酶体途径（图2）是真核细胞中选择性降解蛋白质的一种机制。为了探究CO蛋白的降解途径，利用原核生物表达CO蛋白，分离纯化后与黑暗条件处理的拟南芥细胞提取液混合，一段时间后分离CO蛋白、电泳并用抗体检测，结果如图3。 研究者认为，图3结果表明CO蛋白可通过泛素-蛋白酶体途径降解，请说明理由________。 （4）COPI基因编码一种E3连接酶，COPI基因与CO基因独立遗传。有一种隐性突变体copl，长日照条件下比野生型开花更早。将突变体copl与co进行杂交获得F1，F1自交获得F2。若COPI蛋白参与CO蛋白的泛素化（对其他蛋白无影响），则长日照条件F2中开花时间与突变体co开花时间相近的个体所占比例为________。 【答案】（1）早开花：晚开花 = 1：1 （2） ①. CO mRNA ②. 黑暗条件下 CO 蛋白降解快于光照条件，或黑暗条件下 CO mRNA 翻译少于光照条件 （3）第1组与第2组，或第3组与第4组对比，均可说明 CO 可被蛋白酶体降解：第3组用泛素抗体可检测到 CO ，说明 CO 可被泛素化。 （4）1/4 【解析】 【分析】光是植物进行光合作用的能量来源，也可以作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 【小问1详解】 根据题中“突变体co与野生型拟南芥杂交得到F1，F1自交获得F2。在长日照条件下，F2中早开花与晚开花植株的数量比接近3：1”可推测出晚开花为隐性性状，设基因为 A/a控制该性状，则突变体co的基因型为aa，F1的基因型为Aa，子代基因型为 Aa（早开花）：aa（晚开花）=1:1，故杂交后代长日照条件下的表型及比例为早开花：晚开花 = 1：1。 【小问2详解】 根据题图可知：4~8h 时长、短日照下 CO 蛋白含量均低，而此时 CO mRNA 含量也较低，因此CO蛋白低可能是由蛋白合成的模板COmRNA不足引起的；根据图1，12-16小时COmRNA含量短日照和长日照无明显差异。有差异的是CO蛋白，可能是黑暗条件下 CO 蛋白降解快于光照条件，或黑暗条件下 CO mRNA 翻译少于光照条件，因此短日照条件下CO蛋白含量明显较低。 【小问3详解】 第1组与第2组，或第3组与第4组对比，均可说明 CO 可被蛋白酶体降解：第3组用泛素抗体可检测到 CO ，说明 CO 可被泛素化。 【小问4详解】 根据题意可知：设 CO 基因相关基因型为 A/a，COPI 基因相关基因型为 B/b。突变体 copl（bb）与 co（aa）杂交，F₁基因型为 AaBb，F₁自交，F₂中开花时间与突变体co开花时间相近的个体基因型为：aa_ _，因此长日照条件F2中开花时间与突变体co开花时间相近的个体所占比例为aa_ _= 1/4 。 21. 自然环境中植物会同时面临多种压力，脱落酸（ABA）是植物适应非生物胁迫最重要的调节因子。为探究植物如何整合不同信号，进行如下实验。 （1）植物生长发育的调控是由基因表达调控、________和环境因素调节共同完成的。 （2）检测水稻根部在不同硝酸盐浓度下ABA诱导的基因表达，结果如图1。由图1可知，提高ABA浓度可________高浓度对ABA反应的抑制，研究者推测ABA和可能以竞争的方式被相同的受体识别。 （3）质膜上的硝酸盐转运蛋白NRT可作为感知细胞外硝酸盐浓度的受体。为探究ABA是否也以NRT为受体，进行了实验。 ①获取用FLAG（一种短肽链）标记的NRT和突变蛋白nrt1，分别加入不同浓度ABA孵育一段时间，然后与蛋白酶K混合，电泳并用抗FLAG抗体检测（图2）。该结果证明ABA可直接与NRT结合，据此推测ABA、NRT、蛋白酶K之间的关系________。 ②研究者进一步通过实验证明“ABA以NRT为受体”。实验组所用材料、处理及检测指标应为________。 A．野生型水稻 B．nrt1突变体水稻 C．低条件 D．高条件 E．不用ABA处理叶片 F．用适宜浓度ABA处理叶片 G．ABA响应基因的表达 H．响应基因的表达 （4）为进一步探究NRT响应ABA的信号转导机制，进行如下实验。用不同浓度ABA处理携带SPX-nLUC和cLUC-NRT的叶片，结果如图3。 NLP是ABA信号转导中一个重要的转录因子，与SPX蛋白结合时不发挥作用。构建NLP-GFP（GFP为绿色荧光蛋白）转基因水稻，用100nM ABA处理后，检测到荧光信号由细胞质向细胞核集中。根据以上实验结果推测NRT响应ABA的信号转导机制________。 （5）综合以上研究，分析植物整合环境中非生物胁迫和营养条件（）信号的意义________。 【答案】（1）激素调节 （2）减缓 （3） ①. ABA与NRT结合后，可以稳定NRT的结构，使其不易被蛋白酶K降解 ②. BCFG （4）NRT与ABA结合后，可与SPX形成复合物，从而释放被SPX结合的转录因子NLP，NLP入核，调控相关基因表达。 （5）植物通过同一受体响应ABA和NO3-信号，在高营养条件下，优先响应NO3-信号，实现生长发育；在非生物胁迫下，优先响应ABA信号，实现抗逆性。该机制是植物在长期进化中形成的对不同营养条件和非生物胁迫的适应，有利于种群的生存和繁衍 【解析】 【分析】植物激素是一类由植物体内产生，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。植物激素主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等五类。激素作为信息分子，通过与受体结合起作用。 【小问1详解】 高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体，它的正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合。植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。 【小问2详解】 从图1可以看出，当NO3−​浓度较高（5mM）时，低浓度ABA（0.1μM）诱导的差异基因表达个数较少，而高浓度ABA（10μM）诱导的差异基因表达个数明显增多。这表明提高ABA浓度可减缓高浓度NO3−对ABA反应的抑制。 【小问3详解】 ①据图2可知，对于NRT-FLAG：无ABA（0nM）→条带弱→易被蛋白酶K降解；加入ABA后（10、102、103nM）→条带逐渐变强→ABA浓度越高，保护作用越强→说明ABA结合NRT后可稳定NRT的结构，使其不易被蛋白酶K降解。对于nrt1-FLAG（突变体）：所有ABA浓度下条带均弱→说明突变体不能结合ABA，故无保护作用→侧面验证ABA特异性结合野生型NRT。 ②实验目是证明“ABA以NRT为受体”。自变量为NRT的有无，因变量为ABA响应基因的表达情况，所以对照组为野生型水稻（有NRT），实验组选用nrt1突变体水稻，因为研究者推测ABA和NO3−可能以竞争的方式被相同的受体识别。所以为了减小NO3−对实验的影响选择在低NO3−条件下进行，分别用适宜浓度的ABA处理叶片，一段时间后检测ABA响应基因的表达情况，所以实验组所用材料、处理及检测指标应为BCFG。 【小问4详解】 根据实验结果，用不同浓度ABA处理携带SPX−nLUC和cLUC−NRT的叶片时，随着ABA浓度增加，荧光强度增强，又因为当SPX与NRT相互作用时，nLUC和cLUC接近，形成有活性的荧光素酶，分解荧光素产生荧光，说明ABA促进了SPX与NRT的结合。因为NLP是ABA信号转导中重要的转录因子，与SPX蛋白结合时不发挥作用，且构建NLP−GFP转基因水稻，用100nMABA处理后，检测到荧光信号由细胞质向细胞核集中，说明NLP−GFP从SPX蛋白释放进入细胞核发挥作用。所以推测‌NRT与ABA结合后，可与SPX形成复合物，从而释放被SPX结合的转录因子NLP，NLP入核，调控相关基因表达‌。 【小问5详解】 综合题干信息可知，植物通过同一受体响应ABA和NO3−信号，在高营养条件下，优先响应NO3−​信号，实现生长发育；在非生物胁迫下，优先响应ABA信号，实现抗逆性。该机制是植物在长期进化中形成的对不同营养条件和非生物胁迫的适应，有利于种群的‌生存和繁衍‌。例如，在营养充足时，植物可以充分利用资源进行生长和繁殖；在面临胁迫时，能够及时调整生理状态，增强自身的抗逆能力，从而提高生存几率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $