生物终极押题猜想（广东专用） 2026年高考生物终极冲刺讲练测

2026年高考生物终极押题猜想 目 录 押题猜想01 线粒体质量控制与疾病 1 押题猜想02 表观遗传的“书写-读取-擦除” 15 押题猜想03 植物逆境胁迫与粮食安全 23 押题猜想04 炎症风暴与免疫治疗 35 押题猜想05 碳汇林业、海洋蓝碳、生物质能源与碳中和 48 押题猜想06 肠道菌群-肠脑轴与人体健康 57 押题猜想07 工业微生物发酵生产高价值化合物 73 押题猜想08 微塑料污染与生物修复 84 押题猜想09 CRISPR基因编辑治疗遗传病（如地中海贫血） 95 押题猜想10 基因工程操作细节——启动子选择、密码子优化 105 押题猜想01 线粒体质量控制与疾病 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】心肌缺血再灌注损伤（I/R injury）常见于急性心肌梗死恢复血流后，部分心肌细胞反而加速死亡。研究发现，该过程与线粒体通透性转换孔（mPTP）异常开放密切相关。线粒体通透性转换孔（mPTP）是在特定应激条件下于线粒体膜上形成的非特异性通道。mPTP 可感知多种细胞内信号，mPTP开放会导致线粒体膜电位崩解，造成ATP 合成中断、线粒体肿胀，并促使细胞色素c、线粒体DNA（mtDNA）等小分子物质释放至胞质。这一系列事件可引发坏死或凋亡，具体取决于线粒体损伤程度。下列有关叙述正确的是（ ） A. 缺血再灌注过程中，线粒体mPTP关闭可促进细胞色素c释放，启动凋亡 B. 抑制mPTP开放能减少活性氧爆发，保护心肌细胞 C. 线粒体自噬增强是导致I/R损伤中细胞死亡的主要原因 D. 再灌注时线粒体膜电位崩解是mPTP开放的直接诱因 【答案】1．B 【解析】1．A.mPTP开放（而非关闭）会导致线粒体外膜破裂，释放细胞色素c，启动凋亡通路，A错误； B.缺血再灌注时大量活性氧（ROS）产生，诱导mPTP开放，进一步放大ROS爆发并导致ATP合成障碍.B正确； C.I/R损伤中细胞死亡的主要原因是mPTP异常开放，不是自噬增强，C错误； D.再灌注时线粒体膜电位崩解是mPTP开放的标志和结果，而非诱因，D错误。 分析有理·押题有据 广东高考生物近年命题尤其注重细胞生物学与人类健康相结合的情境设计。“线粒体质量控制”作为细胞生物学与医学交叉的前沿领域，涵盖线粒体自噬、融合/分裂动态平衡、线粒体DNA修复等机制，与神经退行性疾病、代谢病、衰老等密切相关，是近年来高考生物高频次、高权重的新兴考点。 《普通高中生物学课程标准》强调“细胞结构与功能”“细胞代谢”“细胞生命历程”与“健康生活”的联系，线粒体质量控制是上述模块的理想交汇点。2021–2024年广东卷及全国卷多次出现以线粒体自噬、线粒体分裂/融合为背景的题目，如：2023年广东卷：PINK1-Parkin通路调控线粒体自噬与帕金森病的关系。2024年广东卷：线粒体融合蛋白MFN2突变导致神经肌肉疾病。2024年广东卷（T5，线粒体碎片化与有氧呼吸）：以敲除兼性厌氧酵母sqr基因后线粒体出现碎片化、数量减少为情境，考查线粒体结构完整性对有氧呼吸功能的影响、有氧/无氧条件下WT与突变株的ATP产量差异。 此外，线粒体功能障碍与多种难治性疾病（如渐冻症、糖尿病心肌病）相关，近年诺奖（自噬、GPCR）也间接推动该考点升温。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·陕西·三模）线粒体自噬是指细胞自噬系统靶向受损线粒体，将其包裹到具有双层膜结构的囊泡中形成自噬小体，自噬小体将受损线粒体输送到溶酶体进行降解，从而实现线粒体质量控制的生理过程，下列叙述错误的是（    ） A．线粒体自噬过程依赖于生物膜的流动性 B．正常线粒体可为线粒体自噬过程提供能量 C．溶酶体中的水解酶为降解过程提供所需活化能 D．线粒体自噬有利于维持细胞内能量供应稳定 【答案】C 【详解】A、线粒体自噬过程中，自噬小体的形成、自噬小体与溶酶体的融合都依赖生物膜的流动性，A正确； B、正常线粒体是细胞的“动力车间”，通过有氧呼吸产生ATP，可为线粒体自噬这一耗能的生理过程提供能量，B正确； C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为反应提供活化能，溶酶体中的水解酶属于酶，仅能降低降解反应的活化能，C错误； D、线粒体自噬可清除受损、功能异常的线粒体，保留功能正常的线粒体，保障细胞的能量供应，有利于维持细胞内能量供应稳定，D正确。 故选C。 2．（25-26高三·广东·期末）机体在营养匮乏、缺氧、细胞老化、蛋白折叠错误、炎症过度化和病原微生物入侵时都可以发生线粒体自噬，线粒体自噬能够清除多余或受损的线粒体，参与机体的许多生理和病理过程，在控制线粒体质量和抵御病毒感染等方面发挥重要的作用。下列叙述正确的是（    ） A．适当的线粒体自噬仅发生在衰老细胞中 B．通过细胞自噬消除过多线粒体导致细胞坏死 C．线粒体自噬需要溶酶体合成的水解酶参与 D．细胞自噬产生的氨基酸、脂肪酸、核苷酸等物质可被细胞再利用 【答案】D 【详解】A、适当的线粒体自噬发生在细胞生长、衰老、凋亡等过程中，A错误； B、通过细胞自噬消除过多线粒体导致细胞凋亡，B错误； C、水解酶合成的场所是核糖体，C错误； D、细胞自噬产生的氨基酸、脂肪酸、核苷酸等物质可被细胞再利用，D正确。 故选D。 3．（2025·河南·模拟预测）电镜下显示线粒体外膜与内质网之间距离保持在约10～25纳米，两者间存在一个特殊区域，特定的膜蛋白MFN1和MFN2可跨越内质网和线粒体间的空隙，此特殊区域称为“MAMs”膜接触位点。MAMs介导两个细胞器间的通讯并参与蛋白质和代谢物的交换，破坏MAMs可导致线粒体钙离子过载和细胞凋亡。下列叙述错误的是（    ） A．线粒体与内质网保持各自细胞器独立结构，使多种化学反应同时进行互不干扰 B．通过MFN1和MFN2可直接将内质网中的蛋白质运输到线粒体中 C．线粒体结构异常可能会通过MAMs影响内质网加工蛋白质 D．膜蛋白MFN1和MFN2由附着在内质网上的核糖体合成后即可发挥作用 【答案】D 【详解】A、细胞中各种细胞器具有特定的结构和功能，线粒体与内质网保持各自独立结构，这使得细胞内多种化学反应能够在不同的场所同时进行且互不干扰，A正确； B、膜蛋白MFN1和MFN2可跨越内质网和线粒体间的空隙，并介导两个细胞器间的通讯并参与蛋白质和代谢物的交换，因此通过MFN1和MFN2可直接将内质网中的蛋白质运输到线粒体中，B正确； C、由于 MAMs 介导线粒体和内质网间的通讯，所以线粒体结构异常可能会通过 MAMs 影响内质网加工蛋白质，C正确； D、膜蛋白MFN1和MFN2是由游离核糖体先在细胞质基质中合成一小段肽链后进入内质网进一步合成和加工而成，并不是直接由附着在内质网上的核糖体合成且即可发挥作用，D错误。 故选D。 二、解答题 4．（2023·北京平谷·一模）学习以下资料，回答(1)~(4)题 溶酶体损伤通过PITT途径修复 溶酶体是单层膜围绕、内含有多种酸性水解酶的细胞器，溶酶体膜上嵌有质子泵，能借助水解ATP将H+泵入，并具有多种载体蛋白和高度糖基化的膜蛋白。研究表明，溶酶体损伤参与了衰老和疾病的发生。因此，维持溶酶体的完整性及水解能力有助于延缓衰老并推迟疾病发生。然而，研究者对细胞监测和修复溶酶体损伤的途径仍不清楚。 最近，研究发现受损溶酶体膜表面特异性地富集PI4P脂质信号的相关蛋白，包括生产PI4P的激酶PI4K2，以及多个PI4P的效应蛋白 (ORP9/10/11) ，表明受损溶酶体表面可能激发了新的PI4P信号通路。 进一步研究发现，PI4P直接推动了ORP家族效应蛋白的招募，这些ORP蛋白一端结合溶酶体上面的 PI4P，另一端结合在内质网上，从而介导了内质网和受损溶酶体之间的膜互作。在内质网-溶酶体互作位点，ORP蛋白还介导内质网和溶酶体之间的脂质交换，进而把溶酶体上的PI4P转换成胆固醇和磷脂酰丝氨酸的脂质(PS)。胆固醇可以显著提高细胞膜的稳定性以及强度。但在没有胆固醇的情况下，溶酶体上PS的富集也可以极大地促进溶酶体的修复。研究者认为，PS的转运本身不足以修复溶酶体漏洞，因为转运一个PS到溶酶体的同时，溶酶体上就会丢失一个PI4P分子。因此，PS的富集并不能增加溶酶体上的脂质数量。因此推测PS可能激活了另外的大规模脂质转运蛋白来填补溶酶体漏洞。 深入研究发现，脂质转运蛋白ATG2可以被溶酶体上的PS激活，在溶酶体修复中起着关键作用。 研究者将这一全新溶酶体修复机制命名为PITT途径。PITT途径可以被多种疾病相关的溶酶体损伤所激活，表明它是一种通用的溶酶体质量控制机制。PITT途径的发现是理解和治疗与溶酶体功能障碍相关的衰老和疾病的重要一步。 (1)溶酶体膜的主要成分是___________。 ORP蛋白介导了内质网和受损溶酶体之间的膜互作体现了生物体膜具有___________性。 (2)依据资料信息，举例说明溶酶体膜的功能_________。 (3)研究发现，激酶PI4K2被激活后能特异性修复溶酶体，为验证这一结论，用野生型细胞株WT构建了PI4K2敲除细胞株P-KO，加入L药物诱导溶酶体膜损伤后，检测溶酶体损伤率结果如图。实验结果证实了结论，请P-KO的结果将补充在答题卡_________。    (4)综合以上信息，以文字和箭头的方式，阐述PITT途径修复溶酶体的机制_________。    【答案】(1) 磷脂/脂质、蛋白质、糖类 流动 (2)有质子泵，能借助水解ATP能量将H+泵入，—控制物质进出、能量转换 多种载体蛋白，把水解产物运出细胞—控制物质进出 有脂质转运蛋白，促进脂质转运修复溶酶体—控制物质进出 高度糖基化的膜蛋白可以保护膜不被自身水解酶水解—保护 维持溶酶体内高浓度的酸性环境，利于酸性水解酶催化—边界 受损溶酶体膜表面特异性地富集PI4P脂质信号的相关蛋白—信息传递 (3)   (4)   【详解】（1）溶酶体膜的主要成分是磷脂/脂质、蛋白质、糖类，ORP蛋白介导了内质网和受损溶酶体之间的膜互作体现了生物体膜具有一定的流动性。 （2）依据资料信息，“有质子泵，能借助水解ATP能量将H+泵入”体现了溶酶体膜控制物质进出溶酶体以及能量转换的功能，“多种载体蛋白，把水解产物运出细胞”、“有脂质转运蛋白，促进脂质转运修复溶酶体”说明溶酶体膜能控制物质进出溶酶体，“维持溶酶体内高浓度的酸性环境，利于酸性水解酶催化”说明溶酶体膜能作为边界将溶酶体内环境与细胞质基质分隔开来，“高度糖基化的膜蛋白可以保护膜不被自身水解酶水解”说明溶酶体膜有保护作用，“受损溶酶体膜表面特异性地富集PI4P脂质信号的相关蛋白”说明溶酶体膜具有信息传递的功能。 （3）  细胞株P-KO中激酶PI4K2被敲除，加入L药物诱导溶酶体膜损伤后，细胞株P-KO因体内缺乏激酶PI4K2而无法特异性修复溶酶体，导致细胞中溶酶体的损伤率相对于野生型一直较高，结果如图所示   （4）由题意：一方面受损溶酶体膜表面特异性地富集PI4P脂质信号的相关蛋白，包括生产PI4P的激酶PI4K2，以及多个PI4P的效应蛋白 (ORP9/10/11)，另一方面PI4P直接推动了ORP家族效应蛋白的招募，介导内质网和溶酶体之间的脂质交换，进而把溶酶体上的PI4P转换成胆固醇和磷脂酰丝氨酸的脂质(PS)，胆固醇可以显著提高细胞膜的稳定性以及强度，脂质转运蛋白ATG2可以被溶酶体上的PS激活，在溶酶体修复中起着关键作用。综合以上信息，可以文字和箭头的方式，阐述PITT途径修复溶酶体的机制。   5．（25-26高三·山东枣庄）非酒精性脂肪肝病（NAFLD）是我国第一慢性肝病，其特点是过多的脂质以脂滴的形式存在于肝细胞中。脂滴是细胞内储存脂质的一种细胞器，可与细胞中的多种细胞器相互作用，部分关系如图所示。回答下列问题： (1)脂滴膜是由_________层磷脂分子构成的，根据脂滴膜的结构和功能，推测脂滴膜外侧是_________（填“水”或“脂”）溶性的，体现胆固醇的功能之一是__________。 (2)奶茶、甜品的兴起和普及，使得部分青少年逐渐养成长期摄入高糖、高脂的饮食习惯。高糖摄入不仅会导致肥胖和糖尿病，还会诱发非酒精性脂肪肝，严重的还会发展为焦虑症和抑郁症等心理疾病。长期大剂量摄入糖类很容易导致肥胖，从物质的转化角度分析其原因是__________。 (3)研究人员为探讨中等有氧运动和高强度间歇运动对非酒精性脂肪肝小鼠心肌线粒体自噬的影响（线粒体自噬可通过消除功能异常或多余的线粒体，提高线粒体质量，维持线粒体数量平衡）进行了相关实验，实验结果如下图，长期高脂饮食会__________，从而导致线粒体功能障碍。哪种运动方式改善非酒精性脂肪肝的效果最好? _________ 【答案】(1) 单/一 水 参与血脂的运输 (2)糖类在供应充足的情况下可以大量转化为脂肪 (3) 抑制PINK1和Parkin的表达，进而抑制小鼠心肌细胞的线粒体自噬，使线粒体的质量下降 中等强度有氧运动改善效果更好 【详解】（1）脂滴内部为脂质，其膜由单层磷脂分子构成（疏水尾朝向脂质内部，亲水头部朝向细胞质）；脂滴膜外侧是磷脂的亲水头部，因此是水溶性的；体现胆固醇的功能之一是参与血脂的运输。 （2）长期大量摄入糖类时，多余的糖类会在体内转化为脂肪储存起来，导致肥胖。 （3）由图可知，模型组（高脂组）的PINK1、Parkin 蛋白表达量显著低于对照组，而这两种蛋白是促进线粒体自噬的关键蛋白，因此高脂饮食会抑制PINK1和Parkin的表达，进而抑制小鼠心肌细胞的线粒体自噬，使线粒体的质量下降；高脂中等强度有氧运动组的PINK1、Parkin蛋白表达量更接近对照组，对线粒体自噬的促进作用更显著，改善效果更好。 6．（25-26高三·河南新乡）线粒体的质量控制和数量调控对于维持细胞功能至关重要。在活性氧（ROS）胁迫等应激作用下，线粒体损伤会逐渐累积。此时，细胞通过一种称为线粒体自噬的过程，选择性地包裹并降解细胞内受损或功能障碍的线粒体，如图1所示。精子成熟过程中可生成线粒体囊并将线粒体排至细胞外空间，这一过程依赖于生殖腺内的蛋白酶，也依赖于SPE-12和SPE-8等酶，如图2所示。回答下列问题： (1)线粒体内膜受损会直接导致有氧呼吸第________阶段发生障碍，引起细胞供能不足，该阶段发生的反应主要是________________________________。 (2)为了维持细胞内稳定的供能环境，一些衰老损伤的线粒体会被自噬小体包裹形成自噬体，该结构能与溶酶体融合形成自噬溶酶体，从而实现对衰老、损伤的线粒体的降解，其能实现降解的原因是________________________________。 (3)精细胞在形成精子的过程中，细胞质膜首先形成向外的芽突，包裹一个健康的线粒体，然后迅速芽吐生成“线粒体囊”，精细胞排出线粒体的方式是________，该过程________（填“属于”或“不属于”）线粒体自噬，理由是________________________________。 (4)科研人员通过荧光染色及三维电镜两种成像手段对秀丽隐杆线虫雄虫生殖腺中刚完成减数分裂Ⅱ的精细胞和成熟精子中线粒体数量进行了分析，认为秀丽隐杆线虫精细胞形成成熟精子的过程中存在图2所示过程，支持这一结论的依据是________________________________（答出1点）。 【答案】(1) 三/3 [H]与氧气结合生成水，同时释放大量能量 (2)溶酶体中含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器 (3) 胞吐 不属于 线粒体自噬是选择性地包裹并降解细胞内受损或功能障碍的线粒体，有溶酶体参与；而精细胞排出线粒体是将健康的线粒体排至细胞外空间，无溶酶体参与 (4)成熟精子中线粒体数量比刚完成减数分裂Ⅱ的精细胞中线粒体数量少 【详解】（1）线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，第三阶段的反应过程为[H]与氧气结合生成水，同时释放大量能量。 （2）溶酶体中含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，因此实现对衰老、损伤的线粒体的降解。 （3）在精细胞形成精子的过程中，细胞质膜会首先形成向外的芽突，这个芽突会包裹一个健康的线粒体。然后，这个芽突会迅速芽吐，生成一个“线粒体囊”。精细胞排出线粒体的方式是胞吐。这个过程并不属于线粒体自噬，原因是线粒体自噬是选择性地包裹并降解细胞内受损或功能障碍的线粒体，并且这个过程有溶酶体的参与；而精细胞排出线粒体的过程，是将健康的线粒体排至细胞外空间，并没有溶酶体的参与。 （4）科研人员通过荧光染色及三维电镜两种成像手段，对秀丽隐杆线虫雄虫生殖腺中刚完成减数分裂Ⅱ的精细胞和成熟精子中的线粒体数量进行了分析。支持秀丽隐杆线虫精细胞形成成熟精子过程中存在图2所示过程的依据是：成熟精子中的线粒体数量比刚完成减数分裂Ⅱ的精细胞中的线粒体数量要少，即精子成熟过程中会生成线粒体囊并将线粒体排至细胞外空间，以维持线粒体数量的稳定。 7．（25-26高三·河北沧州）小熊猫是我国二级重点保护野生动物，其主要分布区年气温一般在0~25℃之间。测得小熊猫在不同环境温度下安静状态时的体温、皮肤温度如图所示。回答下列问题： (1)由图可见，在环境温度0~30℃范围内，小熊猫的皮肤温度随环境温度降低而_________，体温却保持基本不变，说明该温度范围内，机体产热_________（填“大于”“小于”或“等于”）散热。若长期在40℃环境中生活，则小熊猫内环境的_________可能遭受破坏。 (2)温度下降到0℃以下时，寒冷刺激产生的兴奋会通过神经中枢传到小熊猫的胰岛A细胞，导致分泌_________增加，进一步促进_________（答出2点），使血糖升高，对抗寒冷刺激。小熊猫在体温调节过程中，神经冲动在神经纤维上的传导是_________（填“单”或“双”）向的。 (3)持续寒冷刺激时，机体维持体温相对稳定所需能量主要来源于消耗棕色脂肪供能。当棕色脂肪细胞被激活时，解偶联蛋白1（UCP1）能消除线粒体内膜两侧的跨膜质子（H+）浓度差，从而阻碍有氧呼吸_________阶段ATP的正常产生，但此变化有利于小熊猫维持体温相对稳定，原因是_________。 【答案】(1) 降低 等于 稳态 (2) 胰高血糖素 肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖 单 (3) 第三 有氧呼吸第三阶段ATP生成减少，使得释放的能量中热能所占比例明显增大 【详解】（1）由图1可见，在环境温度0~30℃范围内，皮肤温度随环境温度降低而降低，但小熊猫的体温基本维持在37℃左右，说明产热等于散热，这是在神经—体液调节方式下，平衡产热与散热的结果；内环境稳态是有一定限度的，若外界环境变化过于剧烈，可能导致内环境稳态被打破，若长期在40℃环境中生活，则小熊猫体温会持续高于正常值，内环境的稳态可能会遭受破坏。 （2）胰高血糖素是由胰岛A细胞分泌的，可以升高血糖，结合题意可知，温度下降到0℃以下时，寒冷刺激产生的兴奋会通过神经中枢传到小熊猫的胰岛A细胞，导致胰高血糖素分泌增加，进一步促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，使血糖升高，对抗寒冷刺激；在一个反射过程中，由于突触间的传递是单向的，因此在体温调节过程中，神经冲动在神经纤维上的传导只能是单向的。 （3）有氧呼吸第三阶段ATP的大量产生，所需能量来自质子（H+）在线粒体内膜两侧的浓度差形成的梯度势能。持续寒冷刺激时机体维持体温恒定所需能量主要来源于消耗棕色脂肪供能，是因为棕色脂肪细胞被激活时，解偶联蛋白1（UCP1）能消除线粒体内膜两侧的跨膜质子（H+）浓度差，据此可推测棕色脂肪细胞被激活后阻碍有氧呼吸第三阶段ATP的正常产生，使得释放的能量中热能所占比例明显增大，从而增加产热以维持机体体温相对稳定。 8．（24-25高三·江西南昌）线粒体稳态是指线粒体在细胞内保持稳定的数量和功能状态。心肌组织富含线粒体，线粒体稳态的维持是心肌细胞发挥正常生理功能所必需的。回答下列问题。 (1)心肌细胞中各种细胞器的大小、形态和结构不同，分离细胞器常用的方法是________。心肌细胞中的生物膜系统除了线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜之外，还包括________（写出三点）等。 (2)在心肌细胞收缩过程中，线粒体发挥了重要作用，原因是_________。功能失调或损伤的线粒体会形成“自噬体”，“自噬体”与溶酶体结合形成“自噬溶酶体”，从而将线粒体分解，该过程体现溶酶体具有________的功能。 (3)心肌缺血再灌注损伤是指缺血的心肌细胞再次恢复血液供应时，心肌细胞损伤程度会进行性加重的现象。多项实验研究发现5'-N-乙基酰胺基腺苷（NECA）能够通过抑制心肌H9c2细胞线粒体自噬从而减轻再灌注诱发的心肌损伤。为验证NECA能抑制线粒体自噬，需要分析的溶酶体与线粒体共定位情况（线粒体和溶酶体可以共同定位于细胞的某一特定区域）。现有大鼠心肌H9c2细胞、PBS缓冲液配制的不同浓度NECA（10、100和1000nmol/L）、线粒体红色荧光探针和溶酶体绿色荧光探针、荧光显微镜等充足的实验材料和用具，按步骤简要写出实验过程。 ①细胞培养：用含糖类、________（答出两点即可）等营养物质的培养基在适宜条件下培养大鼠心肌H9c2细胞。 ②分组操作：________。 ③检测线粒体和溶酶体共定位：更换含有荧光探针的新培养基继续培养一段时间，用PBS缓冲液洗涤后，________。 【答案】(1) 差速离心法 细胞膜、核膜、高尔基体膜 (2) 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，可以为心肌细胞的收缩提供能量 分解衰老、损伤的细胞器 (3) 氨基酸、无机盐、维生素 将在适宜条件下培养的大鼠心肌H9c2细胞随机分为甲、乙、丙、丁四组，甲组用不含NECA的培养基培养作为对照组，乙、丙、丁组分别用等量的含NECA的浓度分别为10、100和1000nmol/L的培养基培养，将这四组再置于适宜条件下培养一定的时间 将各组细胞分别制成临时装片，用荧光显微镜分别观察各组细胞中的红色荧光和绿色荧光的分布来确定溶酶体与线粒体共定位情况。 【详解】（1）由于细胞内不同细胞器的大小、形态和结构不同，所以常用差速离心法分离细胞内不同的细胞器。 细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统，心肌细胞中的生物膜系统除了线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜之外，还包括细胞膜、核膜、高尔基体膜等。 （2）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，可以为心肌细胞的收缩等生命活动提供能量，因此在心肌细胞收缩过程中，线粒体发挥了重要作用。 溶酶体是“消化车间”，内部含有多种水解酶，能够分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。功能失调或损伤的线粒体通过形成的“自噬溶酶体”而被溶酶体内部含有的水解酶分解，该过程体现了溶酶体具有分解衰老、损伤的细胞器的功能。 （3）①动物细胞在体外培养时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质，如糖类、氨基酸、无机盐、维生素等，通常还需要加入血清等一些天然成分。 ②验证5'-N-乙基酰胺基腺苷（NECA）能够抑制心肌H9c2细胞线粒体自噬，自变量是NECA的有无，因此需要将在适宜条件下培养的大鼠心肌H9c2细胞随机分为甲、乙、丙、丁四组，甲组用不含NECA的培养基培养作为对照，乙、丙、丁组分别用等量的含NECA的浓度分别为10、100和1000nmol/L的培养基培养，将这四组再置于适宜条件下培养一定的时间。 ③由题意可知：该实验的因变量是检测细胞中的线粒体和溶酶体的共定位情况，因此在更换含有荧光探针的新培养基继续培养一段时间，用PBS缓冲液洗涤后，将各组细胞分别制成临时装片，用荧光显微镜分别观察各组细胞中的红色荧光和绿色荧光的分布来确定溶酶体与线粒体共定位情况。 三、实验题 9．（2026·北京门头沟·一模）椎间盘衰老和退变的核心病理过程是线粒体异常引发的髓核细胞凋亡，科研人员对其机制进行研究。 (1)线粒体是细胞进行____________的主要场所，髓核细胞的线粒体功能障碍会导致____________合成减少，细胞能量供应不足，最终引发细胞凋亡。 (2)研究人员建立髓核细胞退变模型（模型组，模拟细胞凋亡过程），检测髓核细胞中促进线粒体分裂和融合相关蛋白的表达量（图1、图2）。结果表明，退变的髓核细胞中线粒体____________。 (3)已有研究发现，线粒体中的去乙酰化酶3（Sirt3）在线粒体执行正常功能过程中起着重要作用。研究者在模型组细胞中过表达Sirt3基因（实验组），开展相关研究。 ①实验证明Sirt3可缓解退变髓核细胞中的线粒体功能障碍，请在图3中补充绘出能证明上述结论的结果。（注：活性氧水平高低和线粒体损伤程度成正相关）____________ ②蛋白激酶（AMPK）可通过影响线粒体动力相关蛋白（Drp1）的活性维持线粒体分裂和融合的动态平衡。研究人员进一步检测各组细胞中相关蛋白含量（图4）。据此说明，Sirt3通过____________保证线粒体正常分裂和融合。 注：p为磷酸化，磷酸化蛋白才有活性 ③研究者进一步在实验组细胞中加入AMPK特异性抑制剂，检测发现细胞活性氧相对含量与模型组基本相同。该实验的目的是____________。 (4)结合本研究，提出一个延缓椎间盘退变的潜在治疗思路____________。 【答案】(1) 有氧呼吸 ATP（腺苷三磷酸） (2)分裂增强，融合减弱 (3) 激活AMPK并抑制Drp1的活性 验证Sirt3是否依赖AMPK发挥作用 (4)开发能激活Sirt3的表达的药物或能激活AMPK/Drp1信号通路的药物 【详解】（1）线粒体是有氧呼吸的主要场所，细胞生命活动所需大部分能量来自线粒体，有氧呼吸的产物是ATP，直接为细胞供能，因此线粒体功能障碍会导致ATP合成减少，能量供应不足。 （2）考察图表分析：由图1可知，退变模型组线粒体分裂相关蛋白表达量高于对照组；图2显示模型组融合相关蛋白表达量低于对照组，说明退变细胞中线粒体分裂增强、融合减弱，分裂融合的动态平衡被打破。 （3） ① 已知活性氧水平和线粒体损伤程度正相关，Sirt3可缓解线粒体功能障碍，因此活性氧含量：模型组（损伤大）>实验组（缓解）>对照组（正常），据此即可画出柱形，。 ② 由图4可知，三组总Drp1、总AMPK含量相近，仅磷酸化（活化型）p-AMPK：模型组<实验组≈对照组，说明Sirt3可促进AMPK磷酸化提高其活性，进而抑制Drp1活性，维持线粒体分裂融合平衡。 ③ 在实验组加入AMPK抑制剂后，效果和模型组一致，说明阻断AMPK后Sirt3无法发挥作用，该实验目的是验证Sirt3的作用依赖AMPK通路保证线粒体正常分裂和融合。。 （4）根据研究机制，可通过提高Sirt3表达/活性的药物，或激活下游AMPK/Drp1信号通路的药物，恢复线粒体分裂融合平衡，从而延缓椎间盘退变。 10．（25-26高三·湖南长沙）线粒体膜上分布着大量蛋白质，它们在参与细胞的能量代谢、维持线粒体数量平衡等方面发挥了重要作用。请分析并回答下列问题： (1)线粒体内膜通过_______________来增加其膜面积，为线粒体内膜蛋白提供更多附着位点。 (2)人体褐色脂肪细胞线粒体内膜上的UCP 是一种通道蛋白，它可与ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H⁺回收到线粒体基质，同时将脂肪分解释放的能量几乎全部转化为热能以维持体温，UCP的活性受ATP/ADP值的影响。推测ATP/ADP值较低时UCP的活性_________（填“升高”或“降低”）。 (3)线粒体可通过融合、分裂来维持线粒体数量平衡（如下图所示）。由图可知线粒体外膜上的Mfn1/Mfn2 蛋白和内膜融合蛋白_______协同完成线粒体融合过程。线粒体融合后单个线粒体中嵴的数量增加会________（填“提高”或“降低”）单个线粒体有氧呼吸的能力。 (4)研究发现，线粒体中的FZO基因编码的蛋白质是线粒体融合所必需的，请设计实验证明上述结论，写出简要实验思路和预期实验结果。（提供绿色荧光染料和红色荧光染料，两种染料混合时荧光呈黄色。） 实验思路：______________。 预期实验结果：________________。 【答案】(1)内膜向内腔折叠形成嵴 (2)降低 (3) Opal 提高 (4) 将普通酵母细胞和敲除FZO基因的酵母菌细胞中相邻的线粒体分别用绿色荧光染料和红色荧光染料标记，观察两组细胞中是否出现黄色荧光标记的线粒体 只有普通酵母细胞中出现黄色荧光标记的线粒体 【详解】（1）线粒体具有两层膜，线粒体内膜通过向内腔折叠形成嵴来增加其膜面积，为线粒体内膜蛋白提供更多附着位点。 （2）UCP与ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H⁺回收到线粒体基质，所以当ATP/ADP值较低时UCP的活性会受到抑制，减少H⁺通过UCP回收到线粒体基质，而更多地通过ATP合成酶从膜间隙转移到线粒体基质，保障ATP的合成与供应。 （3）从图中可以看出，Opa 1蛋白参与线粒体融合，而Drp 1参与线粒体分裂。当线粒体融合后，单个线粒体中嵴变得更多，使有氧呼吸第三阶段进行的面积增大，参与的酶的数量变多，因而增大了单个线粒体的有氧呼吸的能力。 （4）由于要证明的是线粒体中的FZO基因编码的蛋白质是线粒体融合所必需的这一结论，因而该实验应围绕线粒体中的FZO基因作为自变量来设计，可将敲除FZO基因的酵母菌细胞作为实验材料，与普通酵母细胞形成对照。为检测出线粒体是否发生了融合，可用红、绿色荧光分别标记同一细胞内相邻的线粒体，若发生了线粒体融合则应出现黄色线粒体，若不融合则不出现黄色线粒体，所以只有普通酵母细胞中会出现黄色荧光标记的线粒体。 押题猜想02 表观遗传的“书写-读取-擦除” 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】近年研究发现，哺乳动物在生命早期若经历慢性应激，其海马区神经元中糖皮质激素受体基因（GR）启动子区会发生DNA高甲基化，且该修饰状态可稳定维持至成年，导致成年后应激反应异常。与此同时，科研人员发现一种新型去甲基化酶激活剂能够逆转该表型。下列相关叙述正确的是（ ） A. 早期应激导致GR基因启动子区碱基序列发生替换，从而抑制其转录 B. 启动子区DNA高甲基化通过阻碍RNA聚合酶与启动子结合来下调GR基因表达 C. 该甲基化修饰属于不可遗传变异，因为它是环境因素引起的 D. 去甲基化酶激活剂通过改变GR基因的碱基排列顺序来恢复其表达 【答案】1．B 【解析】1．DNA甲基化是在胞嘧啶（C）上添加甲基基团，属于化学修饰，并不改变DNA的碱基排列顺序（A/T/C/G未变），A错误； B.启动子区CpG岛高度甲基化，染色质压缩，阻碍RNA聚合酶与启动子的识别与结合，转录起始受抑，B正确； C.表观遗传修饰，在某些生物中可通过配子（精卵）传递给后代，C错误； D.去甲基化酶（如TET蛋白） 的作用是氧化去除甲基基团，恢复DNA的未修饰状态。这一过程同样不改变DNA的碱基序列，D错误。 分析有理·押题有据 广东高考生物近年命题尤其注重遗传信息表达调控与环境-基因互作的情境设计。“表观遗传的‘书写-读取-擦除’”作为遗传学与医学交叉的前沿领域，涵盖DNA甲基化动态平衡、组蛋白修饰可逆性、染色质重塑等机制，与肿瘤发生、代谢记忆、神经系统发育密切相关，已成为广东卷非选择题中区分高分考生的核心逻辑链考点。如2022年广东卷（T19，组蛋白修饰）：首次引入组蛋白乙酰化/去乙酰化调控染色质松紧度的机制。2023年广东卷（T18，DNA甲基化测序）：给出甲基化谱系图，要求学生推断环境（光照）对甲基化“书写”的影响。2024年广东卷（T10，PcG蛋白与肿瘤形成）：以抑制果蝇幼虫PcG蛋白（具有组蛋白修饰功能）合成会启动原癌基因zhl表达、导致肿瘤形成为情境，考查表观遗传的分子机制。该题明确涉及组蛋白修饰这一表观遗传“书写”机制，要求学生区分表观遗传与基因突变、染色体变异、基因重组的概念差异，是表观遗传考点在广东卷中的首次独立呈现。2025年广东卷（T19，基因组印记与美臀性状）：以陶赛特绵羊美臀性状的父本/母本来源效应为情境，考查G基因根据亲本来源不同而差异表达（父源G促进D基因表达，母源G促进M基因表达）的遗传现象。该题要求学生识别并命名这一现象为“基因组印记”，属于典型的表观遗传“读取”机制——同一基因序列因亲本来源不同而产生不同的表达模式。 其次，广东地处华南医疗高地，出题素材频繁取自中山大学肿瘤防治中心、南方医科大学的研究成果。去甲基化酶（TET）作为“擦除器” 是当前白血病（MDS）治疗药物（如阿扎胞苷） 的直接作用靶点。考查“擦除”机制，能完美对接《课程标准》中“关注人类健康”的要求。 密押预测·精练通关 一、单选题 （2026·浙江·二模）阅读材料，完成下面小题。 中国科研团队通过多代低温胁迫处理，使ACT1基因的甲基化水平发生改变，成功获得了能稳定遗传的耐低温水稻株系，从分子水平证实了环境诱导的表观遗传与生物适应性性状的相关性，其机制如下图所示。 1．下列关于水稻低温适应的表观遗传机制的叙述，正确的是（　　） A．DNA甲基转移酶能促进ACT1基因去甲基化 B．多代低温胁迫后，ACT1基因的甲基化程度降低 C．多代低温胁迫导致ACT1基因碱基序列发生改变 D．低甲基化有利于转录因子与ACT1基因的起始密码子结合 2．多代低温胁迫使水稻种群形成了稳定的耐低温特征。下列叙述正确的是（　　） A．水稻的全部ACT1基因构成种群基因库 B．水稻的耐低温变异是进化的动力和机制 C．耐低温水稻和普通水稻已形成生殖隔离 D．水稻耐低温性状的产生是对环境的适应 【答案】1．B 2．D 【解析】1．A、分析题意，要获得能稳定遗传的耐低温水稻株系，需要使ACT1基因的甲基化水平低甲基化，结合图示信息可知，低温抑制DNA甲基转移酶表达后，ACT1可变为低甲基化，说明该酶能促进甲基化，A错误； B、多代低温胁迫抑制DNA甲基转移酶基因表达，最终ACT1基因成为低甲基化，即甲基化程度降低，B正确； C、甲基化是表观遗传的一种，表观遗传的特点是基因的碱基序列不发生改变，C错误； D、起始密码子位于mRNA上，而转录因子结合的是基因（DNA）的启动子区域，D错误。 2．A、种群基因库是一个种群中全部个体所含的全部基因，并非仅包含全部ACT1基因，A错误； B、自然选择是生物进化的动力，变异只为进化提供原材料，B错误； C、该性状改变属于表观遗传变异，基因碱基序列没有改变，耐低温水稻和普通水稻仍属于同一物种，没有形成生殖隔离，C错误； D、耐低温性状是水稻在长期低温胁迫下形成的性状，是对低温环境的适应，D正确。 3．（2026·北京房山·一模）暹罗猫毛色的季节变化（冬深夏浅），主要由TYR基因突变，温度敏感型酪氨酸酶构象变化影响黑色素合成导致。下列分析错误的是（    ） A．暹罗猫毛色随温度变化属于表观遗传 B．温度可引起酪氨酸酶活性改变 C．环境可通过改变蛋白质的结构来影响性状 D．基因型与环境都会影响暹罗猫的毛色 【答案】A 【详解】A、表观遗传的核心是生物体基因的碱基序列保持不变，仅基因表达和表型发生可遗传的变化。本题中该性状的根本原因是TYR基因发生了突变，且温度导致的毛色变化不可遗传，不符合表观遗传的定义，A错误； B、题干明确说明温度会使温度敏感型酪氨酸酶的构象发生变化，而酶的空间结构直接决定酶活性，因此温度可引起酪氨酸酶活性改变，B正确； C、温度属于环境因素，它通过改变酪氨酸酶（蛋白质）的空间结构影响黑色素的合成，最终改变毛色性状，说明环境可通过改变蛋白质的结构来影响性状，C正确； D、TYR基因突变的基因型是该性状出现的基础，季节温度（环境）会通过影响酶活性改变毛色深浅，说明基因型与环境都会影响暹罗猫的毛色，D正确。 故选A。 4．（2026·湖北十堰·二模）研究发现，表观遗传调控异常可导致结直肠癌发生。DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA（如miRNA）的作用机制如图所示，已知组蛋白乙酰化通常使染色体结构松弛。下列叙述正确的是（    ） 注：Mc表示甲基，Ac表示乙酰基，表示甲基化，表示抑制。 A．抑癌基因启动子区域的DNA高度甲基化会促进抑癌基因转录 B．组蛋白发生去乙酰化修饰后，往往会导致染色质DNA转录被抑制 C．miRNA通过特异性结合并降解原癌基因的碱基序列来发挥调控作用 D．人结直肠癌细胞中发生的这些表观遗传改变通常会遗传给患者的下一代 【答案】B 【详解】A、抑癌基因的启动子区域的DNA甲基化会抑制基因的转录，使其失活，A错误； B、组蛋白去乙酰化会使组蛋白与DNA结合更紧密，导致染色质结构紧缩，从而抑制基因转录，B正确； C、miRNA通过与靶mRNA部分序列互补结合来抑制其翻译或使其降解，进而在翻译水平调控基因表达。miRNA不直接降解DNA序列，C错误； D、表观遗传虽然不改变DNA序列，但部分修饰可遗传，由于题目所指的是体细胞（结直肠癌细胞）发生的表观遗传变异，故通常不会遗传给下一代，D错误。 5．（2026·湖南张家界·二模）表观遗传是指基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，下列相关叙述错误的是（　　） A．DNA甲基化可抑制基因的转录，从而导致表型改变 B．组蛋白的乙酰化修饰可影响染色质的凝缩程度，进而调控基因表达 C．表观遗传现象可发生在生物体的生长发育全过程中 D．表观遗传的表型变化不能传递给后代 【答案】D 【详解】A、DNA 甲基化会抑制基因的转录过程，进而改变基因表达水平，导致表型改变，A正确； B、组蛋白的乙酰化修饰会影响染色质的凝缩程度，当染色质处于松散状态时，基因更容易被转录，从而调控基因表达，B正确； C、表观遗传现象可以发生在生物体的生长发育全过程中，比如细胞分化、个体发育的不同阶段都可能出现，C正确； D、表观遗传属于可遗传的变异，其表型变化可以传递给后代，D错误。 6．（2026·辽宁抚顺·二模）研究发现，T基因含有5个外显子，该基因在大鼠心脏中表达水平最高，且在肾、肝、脾、肺、肌肉等多组织中均有表达，但表达出的蛋白质种类有差异。如图表示T基因在大鼠的心肌细胞（①②④）和肾平滑肌细胞（①③⑤）中表达的示意图。下列叙述错误的是（    ） 注：RNA上的外显子为DNA上外显子的对应序列。 A．大鼠的心肌细胞内有蛋白质α，无控制蛋白质β合成的mRNA B．同一种基因表达出不同蛋白质，不属于可遗传变异中的表观遗传 C．②和③过程既有磷酸二酯键的断裂，也有磷酸二酯键的形成 D．蛋白质α和β的氨基酸序列只有外显子α和β对应的区段不同 【答案】D 【详解】A、根据题干和图示信息可知，T基因在大鼠的心肌细胞内表达路径是①②④，故该心肌细胞中有蛋白质α，无控制蛋白质β合成的mRNA，A正确； B、同一种基因表达出不同蛋白质，这是转录后加工所致，不属于可遗传变异中的表观遗传，B正确； C、②和③过程涉及RNA的剪切和拼接，其中剪切涉及磷酸二酯键的断裂，拼接涉及磷酸二酯键的形成，C正确； D、由于控制蛋白质α和β的mRNA不同，若外显子α和β的碱基数相差不是3的倍数，则蛋白质α和β的氨基酸序列不仅仅是外显子α和β对应的区段不同，D错误。 7．（2026·四川德阳·二模）RNA干扰是真核生物中普遍存在的基因表达调控机制，miRNA和siRNA是介导RNA干扰的两类关键小分子RNA。miRNA由基因组内源DNA编码产生，经Dicer加工后成熟，siRNA主要来源于外来异源双链RNA（dsRNA），二者经不同加工路径后发挥作用。据图分析，以下叙述正确的是（    ） A．①过程需要解旋酶、RNA聚合酶及核糖核苷酸 B．miRNA在核内加工成熟后经③过程导致翻译终止 C．病毒经④过程实现宿主基因沉默，不利于病毒的生存和繁殖 D．miRNA和siRNA调控基因的表达属于表观遗传的具体机制之一 【答案】D 【详解】A、①过程为转录，不需要解旋酶，A错误； B、miRNA在细胞核内加工后还需要在细胞质中进一步加工，形成成熟的双链miRNA，B错误； C、寄生在宿主体内的病毒通过④过程（形成siRNA与目标mRNA结合），阻止基因表达，实现宿主基因沉默，从而有利于病毒的生存和繁殖，C错误； D、表观遗传是DNA序列不改变，基因表达发生可遗传调控的现象，miRNA和siRNA通过转录后水平调控基因表达，不改变DNA序列，属于表观遗传的调控机制，D正确。 8．（2026·海南海口·模拟预测）miRNA是一类短小的非编码RNA，通过与靶mRNA互补配对从而在转录后水平上对基因表达进行调控，具体机理如下图所示。下列分析不正确的是（　　） A．miRNA与靶mRNA配对情况不同，对靶基因表达的调控方式不同 B．miRNA的高表达可以提高靶基因的表达水平 C．Ago蛋白在特定条件下能够水解磷酸二酯键 D．一种miRNA可能同时调控多种靶mRNA 【答案】B 【详解】A、miRNA与靶mRNA完全互补时，会切割降解靶mRNA；不完全互补时，会抑制靶mRNA的翻译过程，配对情况不同，调控方式不同，A正确； B、无论哪种配对方式，miRNA都会抑制靶基因的表达，miRNA高表达会增强抑制效果，降低靶基因的表达水平，B错误； C、完全互补时，Ago蛋白所在的RISC会切割靶mRNA，mRNA的核苷酸链通过磷酸二酯键连接，因此切割过程需要水解磷酸二酯键，C正确； D、若多种靶mRNA都存在与该miRNA互补配对的序列（据图可知有完全互补和不完全互补的mRNA），一种miRNA就可以结合并调控多种靶mRNA，D正确； 二、解答题 9．（2026·河北石家庄·一模）剂量补偿效应指的是在XY性别决定机制的生物中，使性连锁基因在两种性别中有相等或近乎相等的有效剂量的遗传效应。剂量补偿的一种情况是雌性细胞中有一条X染色体随机失活。研究表明，X染色体的失活起始于“X染色体失活中心”的Xist基因转录产生长链非编码 Xist RNA 分子。Xist RNA聚集的因子可能促使DNA甲基化和组蛋白修饰的发生。失活的X染色体比细胞内其他染色体的乙酰化程度要低很多，而组蛋白的去乙酰化与基因组不转录的区域相关。Xist RNA 招募的修饰因子促使H3组蛋白第27位赖氨酸甲基化，可以诱导染色质高度螺旋形成巴氏小体。猫的毛色由位于X染色体上的一对等位基因控制(黑色B，橙色b)。B对b完全显性，但杂合子的毛色却表现为黑、橙斑块的混合体，取名“玳瑁猫”，如图所示。 回答下列问题： (1)由文中信息可知，正常玳瑁猫的性别是__________性。玳瑁猫的黑、橙斑块毛色由两种产生色素的细胞决定，当不同的产色素干细胞分裂时，同一来源的子代色素细胞位置靠近，形成一片聚集区。请结合文中信息分析上图，表示O区域(橙色)的细胞示意图是__________（填出图中的正确选项）。 (2)现观察到一只橙黑相间的雄猫体细胞核中有一个巴氏小体，则该雄猫的基因型为__________；若该雄猫的亲本基因型为XᵇXᵇ和XBY；且未发生基因突变，则产生该猫是由于其______（选填“父方”或“母方”）形成了异常的生殖细胞，导致出现这种异常生殖细胞的原因是________________。 (3)X染色体凝缩成巴氏小体而失活的现象属于表观遗传，表观遗传是指________。文中提到的与X染色体失活机制相关的表观遗传方式有哪些?___________。 ①DNA甲基化②组蛋白的乙酰化③非编码RNA的调控④组蛋白氨基酸的甲基化修饰 (4)对巴氏小体的研究具有一定的应用价值，例如鉴定性别：一些需要进行力量和速度比拼的体育项目在比赛前通常会对参加女子项目的运动员的白细胞进行染色镜检，若发现运动员细胞中________时，将不能参加该项比赛。此方法比性染色体组成的检测更简便易行。 (5)若受精卵的某一同源染色体存在三条，则有一定概率会随机清除其中的一条，称为“三体自救”。某受精卵的基因型是XBXbY，其发育成的个体可能有_____种基因型。 (6)下图为猫体内X染色体失活的分子机制， Tsix基因是 Xist基因的反义基因，Tsix基因转录得到的RNA 会阻止XistRNA发挥作用，使X染色体保持活性。科研人员希望能将该机制应用于21三体综合征的治疗研究推测其研究设想为：__________。 【答案】(1) 雌 丁 (2) XBXbY 父方 减数第一次分裂时XB、Y染色体没有分离 (3) 生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象 ①③④ (4)无巴氏小体 (5)4/四 (6)（将外源X染色体失活中心整合到三条21号染色体的其中一条上；）激活具有失活中心的21号染色体上的关键基因转录；转录出的RNA对该条21号染色体进行包裹并吸引失活因子聚集，使其失活，另两条21号染色体正常发挥作用 【详解】（1）题意显示，猫的毛色由位于X染色体上的一对等位基因控制(黑色B，橙色b)。B对b完全显性，但杂合子的毛色却表现为黑、橙斑块的混合体，取名“玳瑁猫”，由于雄性个体只有X染色体上含有毛色基因，不会出现杂合子，所以玳瑁猫的性别一定是雌性。图中O区域均为橙色，说明产色素干细胞中的X染色体上含有b基因，即b基因所在的X染色体表现为正常形态，而B基因所在的X染色体浓缩为巴氏小体，结合图中两种基因的颜色可推知，O区域(橙色)的细胞示意图是丁。 （2）现观察到一只橙黑相间的雄猫体细胞核中有一个巴氏小体，则该雄猫的基因型为XBXbY；若该雄猫的亲本基因型为XbXb和XBY，且未发生基因突变，则该猫的产生是由于其父方形成了异常的生殖细胞（XBY）并与正常的卵细胞结合形成的，导致出现这种异常生殖细胞的原因是减数第一次分裂时XB、Y染色体没有分离进入同一个子细胞形成的。 （3）结合题意可知，X染色体凝缩成巴氏小体而失活的现象属于表观遗传，表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。题意显示，导致X染色体失活的原因包括DNA甲基化、组蛋白的去乙酰化、非编码RNA的调控、组蛋白氨基酸的甲基化修饰等原因，即①③④正确。 （4）根据题意可知，巴氏小体只出现在XY型生物的雌性个体中，而巴氏小体又能在显微镜下观察到，所以可用于性别鉴定。一些需要进行力量和速度比拼的体育项目在比赛前通常会对参加女子项目的运动员的白细胞进行染色镜检，若发现运动员细胞中无巴氏小体时，说明其为男性，将不能参加该项比赛。 （5）若受精卵的某一同源染色体存在三条，则有一定概率会随机清除其中的一条，称为“三体自救”。某受精卵的基因型是XBXbY，根据三体自救的原理可知，其发育成的个体可能有4种基因型，分别为XBXb、XbY、XBY和XBXbY。 （6）下图为猫体内X染色体失活的分子机制， Tsix基因是 Xist基因的反义基因，Tsix基因转录得到的RNA 会阻止XistRNA发挥作用，使X染色体保持活性。科研人员希望能将该机制应用于21三体综合征的治疗研究，则相关的操作是将该失活中心转移到某一条21号染色体中，具体的设想为：（将外源X染色体失活中心整合到三条21号染色体的其中一条上；）激活具有失活中心的21号染色体上的关键基因转录；转录出的RNA对该条21号染色体进行包裹并吸引失活因子聚集，使其失活，另两条21号染色体正常发挥作用。 押题猜想03 植物逆境胁迫与粮食安全 试题前瞻·能力先查 限时：10min 【原创题】华南地区“双季稻”生产常遭遇“前期低温阴雨（春寒）—后期高温逼熟（早稻灌浆期高温）”的复合胁迫。广东省农科院水稻研究所团队于2026年发表在 Nature Plants 上的研究发现：若水稻幼苗期经历短期适度低温（12°C，3天），在后续抽穗灌浆期遭遇高温（38°C）时，其叶片光合速率下降幅度显著小于未经低温预处理的对照组。 进一步机制研究表明，低温预处理诱导了组蛋白甲基转移酶 OsSDG724 的表达上调，该酶可催化抗氧化酶基因（如 OsCATB、OsAPX1）启动子区 H3K4me3（组蛋白H3第4位赖氨酸三甲基化）修饰水平的升高。 处理组 幼苗期处理 灌浆期处理 灌浆期叶片净光合速率（μmol·m⁻²·s⁻¹） 灌浆期 OsCATB 基因相对表达量 CK 常温（25°C） 常温（28°C） 22.5 1.0 HT 常温（25°C） 高温（38°C） 9.8 0.4 CT+HT 低温预处理（12°C） 高温（38°C） 16.3 1.8 CT+HT+抑制剂 低温预处理 + 组蛋白甲基转移酶抑制剂 高温（38°C） 10.2 0.5 注：H3K4me3是与转录激活密切相关的组蛋白修饰标记。 （1） CO2固定的场所是叶绿体的_____，产物C3在光反应生成的______________参与下合成糖类等有机物。 （2） 比较HT组与CT+HT组的数据，低温预处理使水稻在后续高温胁迫下光合速率下降幅度减小。从细胞代谢角度分析，光合速率得以维持的可能原因是：灌浆期高温通常导致叶片______，而低温预处理通过 ，从而保护光合系统结构完整性，促进光合作用效率。 （3） 假设你是育种工作者，基于上述研究成果，请你提出一条利用基因编辑技术（CRISPR/Cas9）改良广东主栽水稻品种抗逆性的分子设计思路，并简述其预期效果。 【答案】 （1）基质 ATP、NADPH （2） ① 光呼吸增强 / 光合酶（Rubisco）活性受抑 / 气孔关闭导致CO2亏缺（任答一点，合理即可） ② 提高OsCATB 基因相对表达量，维持了较高的抗氧化酶活性 （3）设计思路：利用CRISPR/Cas9技术，对OsSDG724基因的启动子区进行精准编辑。具体方案是：敲除该启动子中抑制低温响应的负调控元件（沉默子），或在该启动子上游插入多个低温响应顺式作用元件（如LTRE/DRE序列）。 预期结果：改造后，OsSDG724基因仅在遭遇苗期低温时被特异性诱导高水平表达，建立抗逆记忆；而在正常温度或灌浆期高温单独发生时，其表达量维持在基础水平。这样既赋予了水稻交叉适应能力，又避免了因基因持续过表达导致的物质能量浪费和无效分蘖增加，从而兼顾抗逆与高产。 【解析】（1）CO2固定，发生在叶绿体基质中。产物C3在光反应生成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物，其中ATP可以提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量。 （2）高温胁迫对水稻（C₃植物）的经典伤害路径：高温 → 气孔部分关闭以减少水分散失 →胞间CO₂浓度下降 → Rubisco加氧活性相对增强 →光呼吸（Photorespiration）增强。光呼吸消耗ATP和NADPH，并将已固定的有机碳重新释放CO₂，是净光合速率下降的重要原因。结合表格，CT+HT组OsCATB表达量高达1.8（远高于HT组的0.4）。OsCATB编码过氧化氢酶（CAT），专门清除H₂O₂。高温导致光合电子传递链过度还原，产生大量超氧阴离子和H₂O₂，攻击类囊体膜脂及D1蛋白。维持高抗氧化酶活性 → ROS被及时清除 → 保护光合色素蛋白复合体 → 电子传递和光合磷酸化得以维持 → 净光合速率下降幅度减小。 （3）设计思路：利用CRISPR/Cas9技术，对OsSDG724基因的启动子区进行精准编辑。具体方案是：敲除该启动子中抑制低温响应的负调控元件（沉默子），或在该启动子上游插入多个低温响应顺式作用元件（如LTRE/DRE序列）。 预期结果：改造后，OsSDG724基因仅在遭遇苗期低温时被特异性诱导高水平表达，建立抗逆记忆；而在正常温度或灌浆期高温单独发生时，其表达量维持在基础水平。这样既赋予了水稻交叉适应能力，又避免了因基因持续过表达导致的物质能量浪费和无效分蘖增加，从而兼顾抗逆与高产。 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中，将「细胞的代谢」列为必修一的核心大概念，明确要求：说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能；说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。该内容是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到「理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题不可动摇的核心载体。 今年来，广东高考生物命题尤其注重植物生理学与国家粮食安全战略相结合的情境设计。“植物逆境胁迫应答与产量形成”作为植物生理、分子生物学与生态学的交叉领域，涵盖激素信号转导（ABA/乙烯）、活性氧（ROS）清除系统、渗透调节、光呼吸调控等机制，与耐盐碱水稻、高温抗性荔枝、干旱胁迫大豆等广东特色农业密切结合，是近年来选择题重情境、非选择题重逻辑的新兴核心考点。如2022年广东卷（T18，干旱胁迫）：研究干旱条件下，外源褪黑素如何通过调节抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性维持细胞膜透性稳定。2023年广东卷（T19，盐胁迫与红光）：典型“信号整合”题：红光（光信号）→光敏色素 → 降低ABA合成 → 缓解盐胁迫对根生长的抑制。2024年广东卷（T19，乙烯与激素X调控水稻根伸长）：以乙烯抑制野生型水稻幼苗根伸长、而突变体m2不受影响为情境，设计四组实验探究植物激素X（推测为生长素）参与乙烯信号通路的机制。2025年广东卷（T18，光质对光合作用与水分消耗的影响）：以番茄在不同光质下的光合响应曲线、水稻PILI5突变体在远红光下蒸腾速率变化为情境，要求学生整合“光→光合作用（通路1）”与“光→光受体→脱落酸信号→气孔导度（通路2）”两条通路。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·海南海口·模拟预测）淹水胁迫是植物生长期较为常见的逆境胁迫之一，下表是不同淹水时间对菠萝蜜细胞代谢的影响情况。下列说法不正确的是（　　） 淹水时间/h 净光合速率 /(μmol·m⁻²·s⁻¹) 胞间CO₂浓度 /(μmol·mol⁻¹) 气孔导度 /(mol·m⁻²·s⁻¹) 叶绿素含量 /(mg·g⁻¹) 0 8 230 0.09 1.15 24 5 130 0.025 1.12 48 4.3 170 0.025 0.85 A．据表中数据分析，短期淹水处理条件下，菠萝蜜仍可正常生长 B．淹水24h时，气孔导度下降是菠萝蜜净光合速率降低的主要限制因素 C．淹水48h时，菠萝蜜胞间CO₂浓度的增加与NADPH含量增加有关 D．可用无水乙醇提取叶绿素，测定红光的吸光度来估算叶绿素的含量 【答案】C 【详解】A、短期淹水（24h）时菠萝蜜净光合速率为5μmol·m-2.s-1，仍大于0，可积累有机物维持正常生长，A正确； B、淹水24h时，叶绿素含量仅小幅下降，而气孔导度大幅下降，同时胞间CO2浓度显著降低，说明气孔关闭导致CO2供应不足是净光合速率降低的主要限制因素，B正确； C、淹水48h时叶绿素含量明显下降，光反应速率降低，产生的NADPH含量减少，暗反应中C3还原速率减慢，CO2消耗减少，因此胞间CO2浓度升高，与NADPH含量增加无关，C错误； D、叶绿素为脂溶性色素，可溶于无水乙醇，且叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此可用无水乙醇提取叶绿素后测定红光吸光度估算叶绿素含量，D正确。 二、实验题 2．（2025·河北张家口·二模）干旱胁迫是植物最常遭遇的逆境胁迫之一，对植物的光合效率影响较大。科研人员对小麦植株进行不同条件处理，实验结果如图所示。已知小麦植株光合作用、呼吸作用的最适温度分别是25℃、35℃，RuBP羧化酶能催化CO2的固定。回答下列问题： (1)RuBP羧化酶催化CO2的固定过程______（填“消耗”或“不消耗”）能量，CO2固定的产物是C3，C3被还原的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖，其中______可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 (2)与对照组相比，实验组小麦植株固定CO2的速率减弱，其原因最可能是______（填“气孔导度下降”“RuBP羧化酶活性下降”或“气孔导度下降与RuBP羧化酶活性下降”）；判断理由是______。 (3)与对照组相比，实验组小麦植株净光合速率下降，其原因有两点，分别是______、______。 【答案】(1) 不消耗 蔗糖 (2) RuBP羧化酶活性下降 与对照组相比，实验组小麦植株气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升，说明小麦植株固定CO2的速率减弱不是气孔导度下降引起的，而是温度由25℃变为35℃，RuBP羧化酶活性下降引起的 (3) RuBP羧化酶活性降低，暗反应速率下降，光合作用速率降低 温度升高，与呼吸作用有关酶活性增强，呼吸作用速率升高 【分析】光合作用过程：光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）CO2的固定过程不消耗能量，C3的还原要消耗能量。蔗糖分子量小于淀粉，可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 （2）与对照组相比，实验组小麦植株气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升，说明小麦植株固定CO2的速率减弱不是气孔导度下降引起的，而是温度由25℃变为35℃，RuBP羧化酶活性下降引起的。 （3）净光合速率=真光合速率-呼吸速率。与对照组相比，实验组小麦RuBP羧化酶活性降低，暗反应速率下降，光合作用速率降低；温度升高，与呼吸作用有关酶活性增强，呼吸作用速率升高，所以实验组小麦植株净光合速率下降。 3．（2026·湖北十堰·一模）研究发现，脱落酸（ABA）可调节植物在干旱、盐碱、高温等逆境胁迫中的生理代谢。研究人员在盐胁迫条件下，通过对玉米喷施不同浓度的ABA溶液，探究ABA对玉米气孔特征和光合性能的影响，部分实验结果见下表（表中ind表示气孔数，实验组玉米幼苗分别喷施1、2.5、5、10μmol·L-1的ABA溶液，喷施后的第2天和第7天浇灌100mmol·L-1的NaCl溶液）。回答下列问题： 实验组别 处理 生物量 （g） 气孔密度 （ind·mm-2） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 气孔导度 （mmol·m-2·s-1） 叶绿素含量 （mg·g-1） 对照组一 ？ 29.9 42.0 11.11 1.52 5.25 对照组二 ？ 12.7 42.7 5.62 0.23 4.15 实验组 1 18.1 49.3 5.96 0.43 5.02 2.5 18.1 44.3 10.85 0.99 7.25 5 25.5 49.7 12.77 1.19 12.34 10 23.4 45.7 6.17 0.35 11.03 (1)玉米叶肉细胞中类囊体膜的主要组成成分是______，类囊体膜上含有的光合色素主要吸收______光。玉米光合作用光反应的实质是光能引起氧化还原反应，反应中最终接受电子的物质是______，而提供电子的物质是______。 (2)对照组一和对照组二处理方法的差异是______。实验表明，盐胁迫可降低玉米幼苗的暗反应速率，原因包括______。外源施加ABA后可以缓解盐胁迫，促进玉米幼苗在逆境中生长，判断的依据是______。 (3)研究人员检测不同实验组和对照组玉米幼苗的叶绿素合成酶基因（CHLG）和叶绿素降解酶基因（CLH）的相对表达量，结果如图所示。ABA在盐胁迫下对两种基因表达调控的意义是______。 【答案】(1) 脂质（磷脂）和蛋白质 红光和蓝紫 NADP+ H2O（水） (2) 对照组一不浇灌NaCl溶液，对照组二浇灌NaCl溶液 气孔导度降低，CO2供应减少；同时叶绿素含量减少，使光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少 实验组玉米幼苗的生物量和净光合速率均高于对照组二 (3)一定浓度的ABA可以上调盐胁迫条件下叶绿素合成酶基因（CHLG）表达、下调叶绿素降解酶基因（CLH）表达，有利于维持叶绿素含量，从而保证光合作用的正常进行 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP；暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原；影响光合作用的因素有光照强度、二氧化碳浓度和温度等。 【详解】（1）玉米叶肉细胞中类囊体膜的主要组成成分是脂质（磷脂）和蛋白质， 类囊体膜上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光；玉米光合作用光反应的实质是光能引起氧化还原反应，水在光下分解产生O₂、H＋和电子，NADP＋、H＋和电子生成NADPH，所以光反应中最终接受电子的物质是NADP＋，提供电子的物质是H₂O（水）； （2）本实验的自变量是盐胁迫和是否施加外源ABA，对照组一为空白对照，目的是排除NaCl以外的因素对实验的干扰，对照组二为盐胁迫对照，用于与实验组（盐胁迫+ABA）对比，验证ABA的作用，因此对照组一和对照组二处理方法的差异是对照组一不浇灌NaCl溶液，对照组二浇灌NaCl溶液；盐胁迫可降低玉米幼苗的暗反应速率，原因是根据表格分析可知，盐胁迫下气孔导度降低，CO2供应减少；同时叶绿素含量减少，使光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少；外源施加ABA后可以缓解盐胁迫，促进玉米幼苗在逆境中生长，判断的依据是与对照组二（仅盐胁迫）相比，施加ABA的实验组玉米的生物量和净光合速率更高； （3）通过图分析，实验组与对照组二比，施加一定浓度的ABA后可以上调盐胁迫条件下叶绿素合成酶基因（CHLG）表达、下调叶绿素降解酶基因（CLH）表达，有利于维持叶绿素含量，从而保证光合作用的正常进行。 4．（2025·贵州·二模）研究表明，在应对逆境胁迫时器官脱落通常与糖类的储存量减少有关。科研人员在利用饥饿胁迫诱导龙眼果实脱落的实验中发现，幼果期 （果皮呈绿色）的果实脱落速度显著慢于发育中期、后期。为探究导致这种差异的作用机理，研究团队对3个时期的果实进行了相关实验，结果如图所示，请回答下列问题： (1)植物在进行光合作用时，CO2先与叶绿体内的__________结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的___________中的化学能，合成的糖分子再运输到果实等器官中。 (2)科研人员把坐果量相近的果穗枝条离体置于黑暗条件下，并扦插入清水中，同时摘除果穗枝条上的叶片，根据图甲的实验目的分析，摘除叶片的目的是_________。 (3)图乙结果显示，随着透光度增加，只有幼果期果实的呼吸耗氧量测定值呈现负数，推测可能原因是__________。 (4)综合以上分析，幼果期果实脱落显著慢于发育中期、后期的两个原因是__________。 【答案】(1) C5（核酮糖-1，5-二磷酸） ATP和NADPH (2)切断果实外源糖类的供应，使其处于饥饿胁迫状态，从而诱导果实脱落，以便比较不同发育时期果实对饥饿胁迫的响应差异 (3)幼果期果皮呈绿色，说明含有叶绿体可进行光合作用，当光照强度达到一定时，光合作用强度大于呼吸作用强度，此时释放氧气，即耗氧量测定值呈现负数 (4)呼吸耗氧量低，糖类消耗慢；幼果期果皮含有叶绿体，能进行光合作用，合成糖类进行补充，从而缓解了因糖类的储存量减少导致的器官脱落现象 【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）光合作用暗反应的起点，CO2首先与C5（核酮糖-1，5-二磷酸）结合，被固定成两个C3分子（3-磷酸甘油酸）。光反应中，叶绿素吸收光能后合成ATP和NADPH，它们为C3的还原提供能量和氢，最终合成糖类。 （2）本实验在研究“饥饿胁迫”下不同发育时期的龙眼果实脱落差异机理。通过摘除叶片，可彻底切断果实外源糖类的供应，使其处于饥饿胁迫状态，从而诱导果实脱落，以便比较不同发育时期果实对饥饿胁迫的响应差异。 （3）题干明确指出“幼果期（果皮呈绿色）”，绿色是含有叶绿体的直观证据。因此，唯一合理的推测是：幼果期果皮含有叶绿体，能够进行光合作用，当光照强度达到一定时，光合作用强度大于呼吸作用强度，此时释放氧气，即耗氧量测定值呈现负数。 （4）从图甲可知，幼果期呼吸速率显著低于中、后期，说明其在饥饿条件下对储存糖类的消耗更慢，能维持更长时间的代谢需求，延迟脱落。图乙表明，幼果在光照下出现净氧气释放，证明其具有光合能力。这种自养能力可以缓解因叶片对果实的糖供应中断而引起的“碳饥饿”，从而延缓脱落进程。综合来看，呼吸耗氧量低，糖类消耗慢；幼果期果皮含有叶绿体，能进行光合作用，合成糖类进行补充，从而缓解了因糖类的储存量减少导致的器官脱落现象，因此幼果在饥饿胁迫下脱落较慢。 5．（2026·河北保定·一模）脱落酸（ABA）在植物应对干旱等逆境胁迫过程中发挥重要作用，科研结果显示，ABA通过诱导基因表达、改变气孔开度等发挥作用。PYR/PYL/RCAR为ABA受体，未结合ABA时，PYR/PYL/RCAR蛋白的构象不稳定，其与PP2C的结合位点被自身结构遮蔽，无法与PP2C有效结合；当ABA与PYR/PYL/RCAR结合后，蛋白构象会发生改变，暴露原本被遮蔽的PP2C结合 (1)从植物激素的合成部位来看，脱落酸主要在植物的________合成。 (2)当有ABA时，ABA与受体结合，会________（填“解除”或“增强”）负调节因子对正效应因子的抑制作用。被激活的正效应因子可使________（写出两种）发生磷酸化，最终使植物产生ABA响应。 (3)研究发现，在干旱等逆境条件下，ABA会诱导植物叶片气孔关闭，部分机制如图2所示，ABA与其受体结合后，促进Ca²⁺内流，使细胞质基质中的Ca²⁺浓度增加，进而________；另一方面通过信号分子促进________，导致保卫细胞失水，气孔关闭。 (4)某同学为验证干旱环境中拟南芥植株气孔关闭是由ABA引起的，以ABA缺失突变体（不能合成ABA）为材料，进行实验，请简要写出实验思路。 实验思路：________。 【答案】(1)根冠、萎蔫的叶片等 (2) 解除 离子通道蛋白、转录因子（bZIP） (3) 抑制K⁺内流、促进Cl⁻外流 K⁺外流，促进液泡中的Ca²⁺流入细胞质基质 (4)将ABA缺失突变体在干旱条件下处理一段时间，测定气孔开度；将在干旱条件下处理的ABA缺失突变体随机均分为两组，分别用等量的ABA和清水处理；一段时间后，测定两组的气孔开度 【详解】（1）脱落酸（ABA）是植物应对逆境的关键激素，主要在根冠、萎蔫的叶片等部位合成，在衰老或脱落的器官中含量较高。 （2）无ABA时，PP2C（负调节因子）会抑制SnRK2（正效应因子）的活性；当ABA与受体PYR/PYL/RCAR结合后，受体构象改变并结合PP2C，解除PP2C对SnRK2的抑制，使SnRK2被激活。激活的SnRK2会使离子通道蛋白和转录因子（bZIP）发生磷酸化，分别调控离子跨膜运输和逆境相关基因的表达，最终使植物产生ABA响应。 （3）从图 2 可知：① ABA与受体结合后促进Ca²⁺内流，细胞质中Ca²⁺浓度升高，进而抑制K⁺内流、促进Cl⁻外流，降低保卫细胞内的离子浓度。② 信号分子进一步促进K⁺外流，同时促使液泡中的Ca²⁺流入细胞质基质，放大信号，最终导致保卫细胞失水、气孔关闭。 （4）实验目的：验证干旱环境中拟南芥气孔关闭由ABA引起。实验逻辑：利用ABA缺失突变体（无法自身合成ABA），通过外源ABA处理与清水对照，观察气孔开度变化。预处理：将ABA缺失突变体置于干旱环境，测定初始气孔开度（此时无ABA，气孔不会关闭）。分组处理：将突变体随机均分为两组，实验组施加ABA，对照组施加清水（单一变量：是否提供ABA）。检测指标：一段时间后测定两组气孔开度，若实验组气孔开度显著小于对照组，即可证明ABA可诱导气孔关闭。 6．（2026·四川南充·二模）研究发现，兼性景天酸代谢（CAM）植物（如冰叶日中花）可在盐胁迫、干旱等逆境条件下，从普通的C3光合途径可逆切换为CAM光合途径。图甲为CAM光合途径的核心生理过程。某研究小组为探究盐胁迫对光合途径切换的影响，测定了正常条件和盐胁迫条件下，冰叶日中花植株昼夜CO2吸收速率，结果见图乙。回答下列问题。 (1)由图甲可知，冰叶日中花夜间吸收的CO2在_______中被固定，液泡pH会_______（填“升高”“降低”或“不变”）；白天气孔关闭时，该植物光合作用所需的CO2主要来自_______（填生理过程）。 (2)图乙中的曲线B代表的培养条件为_______，判断依据是_______。 (3)该光合途径的切换对冰叶日中花适应盐胁迫环境的生理意义是_______。 (4)为进一步验证盐胁迫是导致冰叶日中花光合途径切换的直接原因，需补充一组实验，请简要写出实验思路。______。 【答案】(1) 细胞质基质 降低 苹果酸脱羧（分解） (2) 正常培养 正常条件下，该植物进行C3光合途径，即白天吸收CO2，夜间不吸收CO2 (3)白天关闭气孔减少水分蒸发，适应盐胁迫逆境；夜间打开气孔吸收并储存CO2，保证白天光合作用能正常进行 (4)将经盐胁迫处理后的冰叶日中花转移至正常条件下培养，其他条件不变，测定其昼夜CO2吸收速率 【分析】CAM 途径的本质：CAM 途径是植物对干旱 / 盐胁迫的适应性进化，通过 “时间错位”（夜间储 CO₂，白天用），在白天气孔关闭保水的同时，不影响光合作用，是植物应对逆境的重要策略。 【详解】（1）CAM 植物夜间气孔开放，吸收的 CO₂首先在细胞质基质中，在 PEP 羧化酶催化下与 PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）结合生成草酰乙酸，再还原为苹果酸，储存于液泡中。苹果酸是酸性物质，大量苹果酸进入液泡，会使液泡内 H⁺浓度升高，因此液泡 pH 会降低。白天气孔关闭，外界 CO₂无法进入，此时液泡中的苹果酸会运输到细胞质基质，分解释放 CO₂；同时细胞自身的细胞呼吸（呼吸作用）也会产生 CO₂，这两部分 CO₂进入叶绿体，供卡尔文循环（暗反应）使用。 （2）C₃光合途径的特点是：白天（6-18 时）气孔开放，吸收 CO₂（CO₂吸收速率为正）；夜间（0-6 时、18-24 时）气孔关闭，不吸收 CO₂（CO₂吸收速率为 0 / 负，仅释放呼吸产生的 CO₂）。而 CAM 途径（盐胁迫）的特点是：夜间吸收 CO₂（CO₂吸收速率为正），白天气孔关闭，几乎不吸收 CO₂（CO₂吸收速率为 0 / 负），对应图中曲线 A。因此正常条件下冰叶日中花进行 C₃光合途径，白天吸收 CO₂（CO₂吸收速率为正），夜间不吸收 CO₂（CO₂吸收速率为负 / 0），与曲线 B 的变化趋势一致。 （3）白天气孔关闭，极大减少蒸腾作用散失的水分，适应盐胁迫下的高渗、干旱环境（盐胁迫会导致植物吸水困难，水分流失加剧）； 夜间气孔开放，吸收并储存 CO₂（以苹果酸形式储存在液泡），保证白天即使气孔关闭，也有充足的 CO₂用于光合作用（卡尔文循环），维持正常的有机物合成； 最终实现：在盐胁迫下，既减少水分流失，又不影响光合作用，从而适应高盐环境。 （4）实验设计需遵循单一变量原则、对照原则，核心是：除 “盐胁迫” 外，其他条件完全一致，检测 CO₂吸收速率（光合途径）的变化。 实验思路（标准版本）：  分组：取生长状况一致的冰叶日中花植株，随机分为两组，编号为甲组（实验组）、乙组（对照组）。 处理：甲组用含适宜浓度盐的完全培养液培养，乙组用等量不含盐的完全培养液培养，两组置于相同且适宜的光照、温度等环境条件下培养。 检测：连续测定两组植株一昼夜（24 小时）的 CO₂吸收速率，绘制曲线。 预期结果：甲组（盐胁迫）CO₂吸收速率曲线与图中曲线 A（CAM 途径）一致，乙组（正常）与曲线 B（C₃途径）一致，证明盐胁迫是光合途径切换的直接原因。 7．（2026·四川泸州·二模）研究表明，在应对逆境胁迫时器官脱落通常与糖类的储存量减少有关。科研人员在利用饥饿胁迫诱导龙眼果实脱落的实验中发现，幼果期（果皮呈绿色）的果实脱落速度显著慢于发育中期、后期。为探究导致这种差异的作用机理，研究团队对3个时期的果实进行了相关实验，结果如图所示。请回答下列问题： (1)植物在进行光合作用时，CO2先与叶绿体内的______结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的______中的化学能，合成的糖分子再运输到果实等器官中。 (2)科研人员把坐果量相近的果穗枝条离体置于黑暗条件下，并扦插入清水中，同时摘除果穗枝条上的叶片，根据图甲的实验目的分析，摘除叶片的目的是______，使其处于饥饿胁迫状态，从而诱导果实脱落，以便比较不同发育时期果实对饥饿胁迫的响应差异。 (3)当透光度增加到80时，幼果期龙眼果实光合作用速率______呼吸作用速率（填“大于”、“小于”或“等于”）。 (4)综合以上分析，幼果期果实脱落显著慢于发育中期、后期的两个原因是______。 【答案】(1) C5（核酮糖-1，5-二磷酸） ATP和NADPH (2)切断果实外源糖类的供应 (3)大于 (4)幼果期呼吸耗氧量低，糖类消耗慢；幼果期果皮含有叶绿体，能进行光合作用，合成糖类进行补充，从而缓解了因糖类的储存量减少导致的器官脱落现象 【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）光合作用暗反应的起点，CO2首先与C5（核酮糖-1，5-二磷酸）结合，被固定成两个C3分子（3-磷酸甘油酸）。光反应中，叶绿素吸收光能后合成ATP和NADPH，它们为C3的还原提供能量和氢，最终合成糖类。 （2）本实验在研究“饥饿胁迫”下不同发育时期的龙眼果实脱落差异机理。通过摘除叶片，可彻底切断果实外源糖类的供应，使其处于饥饿胁迫状态，从而诱导果实脱落，以便比较不同发育时期果实对饥饿胁迫的响应差异。 （3）题干明确指出“幼果期（果皮呈绿色）”，绿色是含有叶绿体的直观证据。因此，唯一合理的推测是：幼果期果皮含有叶绿体，能够进行光合作用，当光照强度达到一定时（如当透光度增加到80时），光合作用强度大于呼吸作用强度，此时释放氧气，即耗氧量测定值呈现负数。 （4）从图甲可知，幼果期呼吸速率显著低于中、后期，说明其在饥饿条件下对储存糖类的消耗更慢，能维持更长时间的代谢需求，延迟脱落。图乙表明，幼果在光照下出现净氧气释放，证明其具有光合能力。这种自养能力可以缓解因叶片对果实的糖供应中断而引起的“碳饥饿”，从而延缓脱落进程。综合来看，呼吸耗氧量低，糖类消耗慢；幼果期果皮含有叶绿体，能进行光合作用，合成糖类进行补充，从而缓解了因糖类的储存量减少导致的器官脱落现象，因此幼果在饥饿胁迫下脱落较慢。 8．（2026·广东汕头·模拟预测）拟南芥glu1-1突变体出现叶片失绿、生长迟缓的现象。为寻找能“逆转”glu1-1缺陷的基因，进而提升作物的光合速率，研究人员以glu1-1突变体为材料构建突变体库，筛选出了rog1突变体。检测其光合生理指标，结果见下图。 回答下列问题： (1)Rubisco酶分布在叶绿体的_____中，催化C₅和CO2生成_____，进而被_____还原成糖类。 (2)如上图实验结果表明rog1突变体能“逆转”glu1-1缺陷，判断的依据是_____。 (3)脱落酸（ABA）是植物响应逆境胁迫的激素。推测rog1突变体的突变位点与ABA合成酶基因有关。向rog1突变体导入正常的ABA合成酶基因，若出现_____的现象，则可证实该结论。 (4)为探究ABA抑制拟南芥光合作用依赖于ABA的合成还是ABA的信号传导通路，研究人员对野生型（WT）、ABA合成缺陷突变体、ABA受体缺陷突变体三种植株施加外源ABA，检测植株的净光合速率，结果见图1。实验结果说明ABA抑制拟南芥光合作用依赖于_____。在未添加ABA的情况下，检测不同植株内源ABA含量加以验证，则预期的实验结果是_____（在图2中用柱状图进行表示）。 【答案】(1) 基质 C3（三碳化合物） NADPH (2)rog1突变体的Rubisco酶活性和净光合速率均高于glu1-1突变体，且接近野生型（WT） (3)rog突变体表现出glu-1突变体的表型，即叶片失绿，生长迟缓 (4) ABA的信号传导通路 ②中②ABA合成缺陷突变体的柱高最低，③ABA受体缺陷突变体的柱高最高 【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，C3的还原消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）Rubisco酶催化光合作用暗反应中CO2的固定过程，而暗反应发生在叶绿体的基质中；CO2与C5结合生成C3（三碳化合物），C3进而被光反应提供的NADPH还原成糖类。 （2）由图可知，glu1-1突变体的Rubisco酶活性和净光合速率低于野生型（WT），而rog1突变体的Rubisco酶活性和净光合速率高于glu1-1突变体且接近野生型（WT），所以rog1突变体能“逆转”glu1-1缺陷。 （3）rog突变体能逆转glu-1缺陷，且突变位点与ABA合成酶基因有关。导入正常的ABA合成酶基因，应出现glu-1的现象，即叶片失绿，生长迟缓。 （4）施加外源ABA后，ABA合成缺陷突变体施加ABA后净光合速率下降，ABA受体缺陷突变体施加ABA后净光合速率无明显变化，这说明ABA抑制拟南芥光合作用依赖于ABA的信号传导通路；在未添加ABA的情况下，ABA合成缺陷突变体自身不能合成ABA，内源ABA含量最低，野生型次之，ABA受体缺陷突变体可以合成ABA，内源ABA含量最高，因此预期的实验结果是②ABA合成缺陷突变体的柱高最低，③ABA受体缺陷突变体的柱高最高：。 押题猜想04 炎症风暴与免疫治疗 试题前瞻·能力先查 限时：3min 【原创题】2023年初，我国批准了托珠单抗用于治疗重症新冠肺炎患者。托珠单抗是一种人源化单克隆抗体，可特异性结合白细胞介素-6受体（IL-6R），阻断其信号转导。研究显示，部分新冠重症患者体内会出现“细胞因子风暴”，即免疫细胞被过度激活，释放大量促炎细胞因子（如IL-6），导致肺部等多器官损伤。下图示意了新冠病毒感染后引发细胞因子风暴及托珠单抗作用的部分过程。根据以上信息，下列叙述错误的是（ ） A.新冠病毒感染机体后，需要经过抗原呈递细胞的处理和呈递才能激活辅助性T细胞 B.细胞因子风暴本质上是一种免疫失调现象，其严重程度与机体特异性免疫应答的强度呈正相关 C.托珠单抗通过特异性结合IL-6R，竞争性抑制了IL-6与受体的结合，从而缓解过度炎症反应 D.使用托珠单抗治疗的患者，其体液免疫功能会受到显著抑制，导致机体清除新冠病毒的能力下降 【答案】1．D 【解析】1．新冠病毒作为抗原，需要被抗原呈递细胞（如巨噬细胞、树突状细胞）摄取、处理，并与MHC分子结合呈递在细胞表面，才能被辅助性T细胞识别并激活。这是特异性免疫启动的必要环节，A正确； B.细胞因子风暴是免疫系统对病原体产生的过度、失控的免疫应答，属于免疫失调（过度免疫）。其严重程度与机体特异性免疫（尤其是T细胞和巨噬细胞的过度活化）的强度直接相关，B正确； C.托珠单抗作为IL-6受体的拮抗剂，其作用机理正是与IL-6竞争结合IL-6R。由于单抗与受体结合后不触发下游信号，从而阻断了IL-6介导的促炎信号通路，达到抗炎目的，C正确； D.托珠单抗特异性阻断IL-6信号通路，主要抑制的是过度的炎症反应，而非全面抑制体液免疫，D错误。 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中，将「生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态」列为选择性必修一《稳态与调节》的核心大概念，并明确要求：举例说明免疫细胞、免疫器官和免疫活性物质等是免疫调节的结构与物质基础；概述人体的免疫包括生来就有的非特异性免疫和后天获得的特异性免疫；阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式，针对特定病原体发生的免疫应答。该内容是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到「理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题不可动摇的核心载体。 近年来，广东高考生物命题在《稳态与调节》模块尤其注重人体健康与疾病防治、前沿生物技术与公共卫生安全相结合的情境设计。如2023年广东卷（T14，免疫调节与自身免疫病）：以类风湿关节炎为情境，考查细胞因子（如TNF-α）在发病过程中的作用及单克隆抗体药物（如阿达木单抗）的治疗机理。2024年广东卷（T17，PD-L1/PD-1免疫检查点疗法与化疗联合治疗）：以黑色素瘤模型小鼠为材料，考查单克隆抗体阻断PD-L1与PD-1结合以恢复CTL活性的免疫治疗原理，并要求学生设计抗体-药物偶联物的治疗方案。 “炎症风暴与免疫治疗”作为免疫学、细胞生物学与临床医学的交叉前沿领域，涵盖特异性免疫应答过程（体液免疫与细胞免疫）、免疫失调（自身免疫病、过敏反应）、细胞因子网络调控、单克隆抗体与CAR-T细胞疗法等核心机制，与广东省作为生物医药产业大省、在应对新发突发传染病（如COVID-19、登革热）中的科研与临床实践密切结合，是近年来选择题重机理、非选择题重逻辑与创新能力的新兴核心考点。理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题不可动摇的核心载体。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·重庆·二模）睡眠不足会严重影响机体健康，睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），导致小鼠短时间内死亡。PGD2作用机制如图（已知GABA为抑制性神经递质，HA为兴奋性神经递质）。下列关于该调节过程的叙述，正确的是（    ） A．Ado引起胃肠蠕动加强、血压下降的效果与交感神经兴奋时类似 B．由觉醒进入睡眠时，脑脊液中PGD2浓度降低，VLPO神经元活动减弱 C．VLPO神经元分泌的GABA会使下一神经元细胞膜静息电位绝对值增大 D．睡眠剥夺小鼠因免疫系统监视功能异常，引发炎症风暴导致多器官功能障碍 【答案】C 【详解】A、交感神经兴奋时引起胃肠蠕动减慢，Ado引起胃肠蠕动加强，作用相反，A错误； B、图示分析，GABA促进睡眠，HA抑制睡眠，由觉醒进入睡眠时，脑脊液中PGD2浓度增加，VLPO神经元活动增强，B错误； C、GABA为抑制性神经递质，VLPO神经元分泌的GABA会引起下一神经元的阴离子内流，从而使其膜静息电位绝对值增大，C正确； D、睡眠剥夺小鼠是因为免疫系统过度激活，引发炎症风暴导致多器官功能障碍，不是免疫监视功能异常，D错误。 2．（2026·山东菏泽·一模）肠道微生物可利用膳食纤维发酵产生短链脂肪酸（SCFAs）。短链脂肪酸（SCFAs）可促进肠道分泌肠促胰素，肠促胰素能促进胰岛素的分泌，同时抑制胰高血糖素的分泌；SCFAs进入血液后，可抑制免疫细胞分泌炎症因子，而炎症因子过量会损伤胰岛B细胞功能，还会降低组织细胞对胰岛素的敏感性。下列说法正确的是（　　） A．饮食习惯差异会影响人体组织细胞对胰岛素的敏感性 B．SCFAs对肠促胰素和炎症因子的调节均属于激素调节 C．抑制肠促胰素合成会降低胰高血糖素的分泌 D．大量摄入脂肪有助于SCFAs产生，降低患糖尿病风险 【答案】A 【详解】A、饮食习惯差异（如膳食纤维摄入量）会影响肠道微生物产生SCFAs的量，而SCFAs可抑制炎症因子，提高组织细胞对胰岛素的敏感性，故饮食习惯差异会影响人体组织细胞对胰岛素的敏感性，A正确； B、SCFAs对肠促胰素的调节是通过促进肠道分泌实现的（属于体液调节），但对炎症因子的调节是通过抑制免疫细胞分泌实现的（属于免疫调节），二者均非典型的激素调节（激素调节需由内分泌腺或细胞分泌激素），B错误； C、肠促胰素可抑制胰高血糖素分泌，若抑制肠促胰素合成，则对其抑制减弱，胰高血糖素分泌反而可能增加，C错误； D、SCFAs由膳食纤维经微生物发酵产生，脂肪摄入与SCFAs产生无直接关联；且大量摄入脂肪可能引发肥胖，反而增加胰岛素抵抗风险，D错误。 故选A。 二、多选题 3．（2025·江西鹰潭·一模）病原体侵入人体后会激活免疫细胞，进而诱发局部红肿的炎症反应，在一些病毒感染患者体内，随着病毒数量的增多，机体会启动“炎症风暴”，以细胞的过度损伤为代价对病毒展开攻击，人体可通过一系列的调节机制防止炎症反应过强导致的正常细胞损伤，过程如图所示。据图分析，下列叙述错误的是（    ）    A．在肾上腺皮质激素的分级调节中，垂体产生的物质b是促肾上腺皮质激素释放激素 B．如果炎症细胞因子与免疫细胞之间发生正反馈调节会导致“炎症风暴”的产生 C．“炎症风暴”是由于机体免疫防御功能过强导致的 D．巨噬细胞、T细胞都属于抗原呈递细胞，T细胞分泌的乙酰胆碱不属于神经递质 【答案】AD 【分析】内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。随着分子生物学的发展，人们发现免疫系统对于内环境稳态也起着重要的调节作用：它能发现并清除异物、病原微生物等引起内环境波动的因素。因此，目前普遍认为，神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 【详解】A、在肾上腺皮质激素的分级调节中，下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体，促使垂体分泌促肾上腺皮质激素（即物质b），促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质，使其分泌肾上腺皮质激素，所以垂体产生的物质b是促肾上腺皮质激素，而不是促肾上腺皮质激素释放激素，A错误； B、从题干可知，随着病毒数量增多，机体会启动“炎症风暴”，若炎症细胞因子与免疫细胞之间发生正反馈调节，会使炎症反应不断增强，进而导致“炎症风暴”的产生，B正确； C、“炎症风暴”是以细胞的过度损伤为代价对病毒展开攻击，是机体免疫防御功能过强，对自身正常细胞也造成损伤的结果，C正确； D、巨噬细胞、树突状细胞和B细胞属于抗原呈递细胞，T细胞不属于抗原呈递细胞；乙酰胆碱是由神经元分泌的神经递质，T细胞分泌的乙酰胆碱不属于神经递质，D错误。 故选AD。 三、实验题 4．（2026·湖北孝感·二模）引起机体感染的因素很多。研究发现，慢性压力会导致机体免疫功能下降，易引发感染。为探究慢性压力对免疫调节的影响及机制，科研人员进行了如下分组实验： 甲组：正常饲养，不进行压力刺激； 乙组：每天进行6小时压力刺激，连续刺激21天（慢性压力组）； 丙组：每天进行6小时压力刺激，连续刺激21天，同时每周注射一次免疫增强剂。 实验结束后，检测各组小鼠的免疫相关指标，结果如表。回答下列问题： 组别 免疫细胞活性 抗体产生量 肾上腺皮质激素含量 甲组 +++ +++ + 乙组 + + +++ 丙组 ++ ++ ++ (1)该实验的自变量是______。 (2)乙组小鼠免疫细胞活性和抗体产生量均低于甲组，可能的原因是______。丙组小鼠的免疫相关指标优于乙组，说明免疫增强剂可_____。 (3)结合实验结果，推测慢性压力影响免疫调节的机制是______。 (4)为进一步探究慢性压力对体液免疫和细胞免疫的影响是否存在差异，还需检测的指标有_______（答出一点即可）。 (5)当机体受到感染、损伤或其他刺激时，免疫系统会迅速激活并产生大量的细胞因子，细胞因子过多会引发细胞因子风暴，导致炎症反应。2025年诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家，以表彰他们在“外周免疫耐受机制”领域的开创性发现。外周免疫耐受的核心是调节性T细胞（Treg）的调控作用。Treg可通过分泌抑制性细胞因子来抑制T细胞的异常活化，从而缓解细胞因子风暴。为验证该结论，完善实验设计： 实验组：T细胞+培养过Treg的培养液 对照组：______。 若实验结果为_______，则支持该结论。 【答案】(1)是否进行慢性压力刺激、是否注射免疫增强剂 (2) 慢性压力导致肾上腺皮质激素含量升高，抑制了免疫细胞的活性和浆细胞的抗体分泌过程 缓解慢性压力对免疫功能的抑制作用 (3)慢性压力会使机体肾上腺皮质激素含量升高，进而抑制免疫细胞的活性和抗体的产生，导致免疫功能下降 (4)细胞毒性T细胞的数量（或细胞因子的分泌量、靶细胞的裂解效率等） (5) T细胞+等量的普通培养液（或未培养过Treg的培养液） 实验组细胞因子的含量显著低于对照组（，实验组T细胞的活化程度显著低于对照组） 【详解】（1）实验的自变量为是否进行慢性压力刺激（甲组vs乙组）、是否注射免疫增强剂（乙组vs丙组）。 （2）乙组肾上腺皮质激素含量显著升高，免疫指标降低，说明肾上腺皮质激素抑制免疫功能；丙组注射免疫增强剂后免疫指标优于乙组，说明免疫增强剂可缓解慢性压力对免疫的抑制。 （3）结合实验结果，慢性压力通过促进肾上腺皮质激素的分泌，进而抑制免疫细胞活性和抗体产生，导致免疫功能下降。 （4）体液免疫的关键指标为抗体、浆细胞等，细胞免疫的关键指标为细胞毒性T细胞、淋巴因子、靶细胞裂解等，检测二者差异可测定细胞毒性T细胞数量或淋巴因子分泌量。 （5）实验的自变量为是否加入培养过Treg的培养液，对照组为T细胞+普通培养液（或未培养过Treg的培养液）；若Treg能抑制T细胞活化、缓解细胞因子风暴，则实验组细胞因子含量更低，T细胞活化程度更低。 5．（2026·浙江台州·二模）类风湿性关节炎（RA）的发病原因之一是肿瘤坏死因子α（TNF-α）异常升高，使炎症信号通路增强，引起过度炎症反应，从而破坏骨关节。为验证药物X能有效缓解类风湿性关节炎且效果好于地塞米松试剂（一种常用的治疗RA的药物），某科研小组以生理状况相似且健康的大鼠为实验模型，开展相关实验研究。根据提供的材料与用具，以踝关节肿胀程度为指标，完善实验思路，预测实验结果，并分析与讨论。 材料与用具：大鼠若干、牛Ⅱ型胶原蛋白液、地塞米松试剂、药物X、蒸馏水、足趾肿胀测量仪。 （要求与说明：牛Ⅱ型胶原蛋白液用于构建RA大鼠，一般需要进行二次免疫。给药方式均为灌胃，具体指标检测过程不做要求。） (1)完善实验思路： ①将若干只大鼠随机均分为_____组，并记为甲、乙。 ②甲组不作处理，其他组_____，7天后再次在尾根部皮下注射牛Ⅱ型胶原蛋白液进行二次免疫，构建模型组大鼠。对该大鼠进行_____检测，确保构建成功。 ③甲、乙两组灌胃蒸馏水，_____。每天重复上述操作，其他条件相同且适宜。 ④每隔7天使用足趾肿胀测量仪检测每只大鼠踝关节肿胀度。重复3次，将所得数据进行统计并计算每组大鼠的平均值。 (2)预测实验结果： 设计一张表格用于记录最后一次检测数据的平均值，并将预测结果填入表中_____。（“+”表示肿胀程度。假设健康大鼠为“+”，“+”越多肿胀程度越高。） (3)分析与讨论： ①构建模型组大鼠时，进行二次免疫是为了使_____增殖分化成相应的效应细胞，从而加强炎症反应，提高建模成功率。 ②类风湿性关节炎患者的免疫系统异常攻击自身关节组织，故属于_____病。临床上通常使用的药物是地塞米松，这是一种免疫抑制剂，长期服用可能导致_____。药物X能缓解类风湿性关节炎并达到精准治疗的目的，推测可能原因是_____。 【答案】(1) 四 在每只大鼠尾根部皮下注射适量牛Ⅱ型胶原蛋白液 踝关节肿胀程度 丙组灌胃地塞米松试剂，丁组灌胃药物X (2) (3) 记忆细胞 自身免疫 免疫能力下降 通过特异性结合TNF-α从而降低TNF-α的含量（阻断TNF-α的产生或抑制TNF-α的活性） 【详解】（1）①本实验的核心目的是验证药物 X 能有效缓解类风湿性关节炎（RA），且效果好于地塞米松。 造模方法：用牛 Ⅱ 型胶原蛋白液两次免疫大鼠，构建 RA 模型（踝关节肿胀）。检测指标：大鼠踝关节肿胀程度（“+” 越多，肿胀越重，健康大鼠为 “+”）。 因此需要设置空白对照组（健康大鼠）、模型对照组（RA 模型，灌胃蒸馏水）、地塞米松阳性对照组、药物 X 实验组，共 4 组。 ②甲组不作处理（健康对照），其余3组需要构建RA模型，即在每只大鼠尾根部皮下注射适量牛Ⅱ型胶原蛋白液，7天后再次在尾根部皮下注射牛Ⅱ型胶原蛋白液进行二次免疫，构建模型组大鼠。对该大鼠进行踝关节肿胀程度检测，确保构建成功。 ③甲、乙两组灌胃蒸馏水，丙组灌胃适量地塞米松试剂，丁组灌胃等量药物 X（遵循单一变量原则，保证给药量一致）。 （2）根据实验目的，各组肿胀程度的预期为：甲组（健康空白）：+（基础水平）；乙组（RA 模型对照）：++++（最高，无药物干预）；丙组（地塞米松）：+++（药物缓解，肿胀低于模型组）；丁组（药物 X）：++（效果优于地塞米松，肿胀低于地塞米松组），设计的记录表格为： 。 （3）①二次免疫会激活体内的记忆细胞，使其增殖分化为相应的效应细胞，从而增强炎症反应，提高模型的构建成功率。 ②免疫系统异常攻击自身关节组织，属于自身免疫病；地塞米松是免疫抑制剂，长期服用会抑制免疫系统的功能，导致机体免疫能力下降（易感染病原体、肿瘤发生率升高等）。药物X能精准缓解RA，且效果优于地塞米松（广谱免疫抑制剂），推测其机制为：药物X通过特异性结合TNF-α从而降低TNF-α的含量（阻断TNF-α的产生或抑制TNF-α的活性）。 四、解答题 6．（2026·辽宁·模拟预测）炎症反应是机体对损伤或感染的一种防御性生理反应，核心功能包括清除病原体、修复受损组织。其过程涉及免疫细胞激活、炎症介质释放，但过度的炎症反应会造成组织损伤和功能障碍。迷走神经是与脑干相连的脑神经，可调节胃肠及消化腺的活动，还可通过一系列过程产生抗炎效果，如图所示。回答下列问题： (1)脾神经属于内脏运动神经，与躯体运动神经相比，其作用特点是________；图中去甲肾上腺素属于脾神经分泌的________，该物质还可以由肾上腺髓质细胞分泌，与脾神经相比，肾上腺髓质细胞分泌的去甲肾上腺素在作用范围和时间上的特点为________。 (2)T细胞分泌乙酰胆碱可看作反射活动的应答环节，完成此环节的效应器由________组成。乙酰胆碱可以使巨噬细胞的膜电位发生改变，这种改变表现为________。 (3)迷走神经刺激（VNS）可影响脾神经的活动，VNS已被发现在不同的临床实验中起到抗炎作用，据图可得出电流刺激迷走神经控制炎症的机理是________。 (4)除了图中分泌炎症因子的作用外，巨噬细胞还具有下列哪些功能________。 A．摄取和加工处理抗原 B．将抗原信息暴露在细胞表面 C．将抗原呈递给其他免疫细胞 D．识别并接触、裂解被特定病原体感染的靶细胞 【答案】(1) 不受意识支配 神经递质 作用范围广泛、作用时间长 (2) 脾神经末梢及其支配的T细胞 使其膜外的正电位加大 (3)刺激迷走神经引起脾神经释放去甲肾上腺素，去甲肾上腺素激活脾脏中的T细胞，使其释放乙酰胆碱，乙酰胆碱作用于巨噬细胞表面的相应受体，减少炎症因子产生、释放，发挥抗炎作用 (4)ABC 【分析】传出神经包括躯体运动神经和内脏运动神经，躯体运动神经受意识支配，内脏运动神经不受意识支配称为自主神经系统，包括交感神经和副交感神经。 【详解】（1）躯体运动神经受意识支配，内脏运动神经不受意识支配。图中去甲肾上腺素属于脾神经分泌的神经递质。神经递质由神经细胞分泌，其调节属于神经调节，激素由内分泌细胞分泌，其调节属于体液调节。体液调节与神经调节相比，具有作用范围广泛、作用时间长的特点。 （2）效应器是由传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体组成。完成此环节的效应器是脾神经末梢及其支配的T细胞。乙酰胆碱作用的结果是减少炎症因子的产生和释放，由此推断其为抑制性神经递质，会使突触后膜膜外的正电位加大。 （3）据图可得出，电流刺激迷走神经控制炎症的机理是刺激迷走神经引起脾神经释放去甲肾上腺素，去甲肾上腺素激活脾脏中的T细胞，使其释放乙酰胆碱，乙酰胆碱作用于巨噬细胞表面的相应受体，减少炎症因子产生、释放，发挥抗炎作用。B细胞接收信号后可增殖、分化为浆细胞，浆细胞增加后抗体的分泌增多。 （4）巨噬细胞作为抗原呈递细胞可以摄取和加工处理抗原，将抗原信息暴露在细胞表面，并将抗原呈递给其他免疫细胞，故选ABC。 7．（2026·广东湛江·一模）自身免疫性关节炎（如类风湿关节炎）是一种因免疫系统异常激活导致关节炎症的疾病，患者体内免疫细胞过度增殖并释放大量细胞因子，引发关节损伤。研究发现，该病的发生与神经—内分泌系统的调节失衡密切相关。图1展示的为该病患者体内免疫—神经—内分泌系统的相互作用机制。回答下列问题： (1)图1中参与过度炎症反应的免疫活性物质经______运输，刺激下丘脑释放CRH增多，最终导致肾上腺皮质激素增多，这种通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”的分层调控，其意义是______。 (2)临床上发现，长期使用肾上腺皮质激素治疗自身免疫性关节炎的患者，肿瘤发生率显著升高。结合图1分析，其原因可能是：______。 (3)为探究药物A和药物B的抗炎效果，研究人员以自身免疫性关节炎模型小鼠为实验对象，设置以下四组实验。空白对照组：未治疗的模型小鼠；阳性对照组：模型小鼠注射已知有效抗炎药物甲氨蝶呤；药物A组：模型小鼠注射药物A；药物B组：模型小鼠注射药物B。实验检测了各组小鼠脾脏中淋巴细胞的增殖率（增殖率越高，炎症反应越剧烈），实验结果如图2所示。据此分析回答下列问题： ①该实验的自变量是_______，因变量的观测指标是______。 ②依据图2实验结果，得出的结论是：______。 ③若要进一步验证药物B的抗炎效果具有剂量依赖性（即药物疗效随剂量增减而改变），请设计实验方案：_______（简要写出思路及结论）。 【答案】(1) 体液 可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态 (2)长期使用肾上腺皮质激素会抑制免疫细胞活性，抑制免疫反应导致免疫系统对肿瘤细胞的监视和清除能力下降，从而增加肿瘤发生风险 (3) 药物种类 淋巴细胞增殖率 药物A具有一定的抗炎效果，药物B的抗炎效果与阳性对照组相当，且均优于药物A 设置不同浓度的药物B处理组（如低、中、高剂量），检测各组淋巴细胞增殖率，若增殖率随药物浓度升高而降低，则证明具有剂量依赖性 【分析】激素的分级调节主要指下丘脑 — 垂体 — 靶腺（甲状腺、肾上腺皮质等）的层级调控，下丘脑分泌促激素释放激素作用于垂体，促使垂体分泌促激素，进而调控靶腺分泌相应激素，层层传递调控信号，精准调节激素合成与分泌。反馈调节分正负反馈，以负反馈为主，靶腺分泌的激素含量升高时，会反过来抑制下丘脑和垂体的相关分泌，使激素浓度维持相对稳定；正反馈较少见，作用是放大调控信号，如分娩时催产素的调节。 【详解】（1）免疫活性物质可通过体液进行运输。这种通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”的分层调控称为分级调节。分级调节可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。 （2）自身免疫病患者长期使用肾上腺皮质激素会抑制免疫细胞活性，抑制免疫反应导致免疫系统对肿瘤细胞的监视和清除能力下降，无法及时清除突变的肿瘤细胞，从而增加肿瘤发生风险。 （3）①自变量：药物种类（是否给药、药物 A / 药物 B / 甲氨蝶呤）。 因变量的观测指标：脾脏中淋巴细胞的增殖率（增殖率越高，炎症反应越剧烈）。 ②从图中看，药物A组增殖率低于空白组但高于阳性对照组，药物B组与阳性对照组增殖率接近且显著低于药物A组，说明药物A具有一定的抗炎效果，药物B的抗炎效果与阳性对照组相当，且均优于药物A。 ③设置不同浓度的药物B处理组（如低、中、高剂量），检测各组淋巴细胞增殖率。 若增殖率随药物浓度升高而降低，则证明其抗炎效果具有剂量依赖性。 8．（2025·江苏盐城·模拟预测）脑和机体的免疫系统紧密联系，能够感知和调控免疫反应。研究员用小鼠进行研究。 (1)神经系统与免疫系统的相互联系中，以______（填信号分子的名称）作为相互通讯的分子“语言”。这些信号分子的作用方式______（填“都是”、“不都是”或“都不是”）直接与受体结合。 (2)细菌的脂多糖（LPS）能引起小鼠强烈的免疫反应——炎症反应，此时若抑制小鼠脑干中的N区，会导致促炎因子IL-6显著增加、抗炎因子IL-10显著减少。用LPS分别刺激野生型小鼠（WT）和免疫细胞上LPS受体缺失的小鼠（KO），检测小鼠N区神经元的兴奋性，结果如图1。以上信息表明，N区可______炎症反应，并且免疫细胞通过______，参与N区神经元的激活。 (3)研究发现，迷走神经是向脑干传递信息的重要途径，LPS不能直接激活迷走神经，但炎症信号能激活。科研人员进一步探究迷走神经中两类神经元——C和T的功能。 ①给3组WT小鼠注射LPS，检测不同处理条件下外周血中炎症因子的含量，结果如图2，由图可知，C仅导致IL-6分泌量下降，而T导致______。 ②研究发现，C和T均能通过突触激活N区，切断小鼠迷走神经后，N区对LPS的反应消失。已知N区有两类神经元——N1和N2。请结合上述信息，在图3中补充必要的箭头，并标注“正反馈”“负反馈”，完善N区和免疫系统相互作用的机理。______。 (4)人体感染细菌后，有些患者体内会出现“细胞因子风暴”，这属于免疫系统的______功能异常。由“细胞因子风暴”导致正常细胞的死亡属于______。 【答案】(1) 神经递质、细胞因子 都是 (2) 抑制 LPS受体接受LPS刺激 (3) IL-6分泌量显著下降，IL-10分泌量上升 (4) 防御 细胞坏死 【分析】神经系统、内分泌系统与免疫系统之间存在着相互调节，通过信息分子构成一个复杂网络。这三个系统各自以特有的方式在内环境稳态的维持中发挥作用，它们之间的任何一方都不能取代另外两方。神经调节、体液调节和免疫调节的实现都离不开信号分子（如神经递质、激素和细胞因子等），这些信号分子的作用方式，都是直接与受体接触。受体一般是蛋白质分子，不同受体的结构各异，因此信号分子与受体的结合具有特异性。通过这些信号分子，复杂的机体才能够实现统一协调，稳态才能够得以保持。 【详解】（1）神经递质是神经系统的信号分子，细胞因子是免疫系统的信号分子，这两种信号分子可以实现神经系统与免疫系统的相互联系。这些信号分子的作用方式都是直接与受体接触，特异性结合。 （2）据题干信息分析可知，若抑制小鼠脑干中的N区，会导致促炎因子IL-6显著增加、抗炎因子IL-10显著减少，说明N区抑制炎症反应；用LPS分别刺激野生型小鼠（WT）和免疫细胞上LPS受体缺失的小鼠（KO），发现KO组N区神经元兴奋性较弱，因此免疫细胞通过LPS受体接受LPS刺激。 （3）①给3组WT小鼠注射LPS，与1组相比，显示激活C仅导致IL-6分泌量下降，IL-10分泌量不变，而T导致IL-6分泌量显著下降，IL-10分泌量上升。 ②激活C仅导致IL-6分泌量下降，IL-10分泌量不变，说明IL-6与N1之间存在负反馈，而T导致IL-6分泌量显著下降，IL-10分泌量上升，说明T促进N1对IL-6的反馈抑制，使得IL-6分泌量显著下降，而IL-10与N2之间存在正反馈，使得IL-10分泌量上升。相互作用机理如图所示。 （4）人体感染细菌后，有些患者体内会出现“细胞因子风暴”，即大量炎症因子在短时间内迅速释放并引起全身性炎症反应，这属于免疫系统的防御功能异常。由“细胞因子风暴”导致正常细胞的死亡属于细胞坏死。 押题猜想05 碳汇林业、海洋蓝碳、生物质能源与碳中和 试题前瞻·能力先查 限时：5min 【原创题】“蓝碳”是指利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳，并将其固定、储存在海洋生态系统中的过程、活动和机制。红树林、海草床和滨海盐沼是三大典型的蓝碳生态系统。广东省湛江市拥有全国面积最大的红树林自然保护区，其固碳效率显著高于陆地森林。2023年，湛江红树林造林项目成功完成广东省首笔蓝碳碳汇交易。根据以上信息，下列关于碳循环与碳中和的叙述，正确的是（ ） A.红树林生态系统的碳汇功能仅体现在植物的光合作用，其土壤沉积物不参与碳封存过程 B.蓝碳生态系统固碳效率高于陆地森林，主要原因是其光合作用速率远高于陆地植物 C.碳汇交易中出售的“碳汇量”，本质上是该生态系统净吸收并长期储存的CO₂量 D.实现碳中和意味着区域内的碳排放量降为零，所有生态系统均表现为碳汇功能 【原创题】某科研团队对广东省某滨海湿地生态修复项目进行了为期三年的碳收支监测。该项目将一片退化的养殖池塘修复为以芦苇和碱蓬为主的盐沼湿地。修复前后，研究样地（面积1 km²）的年碳收支数据如下表所示： 年份与状态 总初级生产量 (GPP) / t C·km⁻²·yr⁻¹ 生态系统呼吸量 (Re) / t C·km⁻²·yr⁻¹ 修复前（养殖池塘） 120 350 修复后第3年（盐沼湿地） 980 420 注：GPP为植物光合作用固定的总碳量；Re包括植物自养呼吸与土壤异养呼吸释放的碳量。净碳源：总碳排放量＞总碳吸收量，净碳汇：总碳吸收量＞总碳排放量 根据表中数据分析，下列叙述错误的是（ ） A.修复前，该养殖池塘生态系统释放的碳多于固定的碳，表现为净碳源 B.修复后，该盐沼湿地植物的光合固碳量显著增加，是其成为碳汇的主要原因 C.修复后，生态系统呼吸释碳量较修复前增加，说明该生态系统的碳汇功能有所减弱 D.从养殖池塘到盐沼湿地的修复过程，属于群落的次生演替，生态系统的稳定性逐步提高 【答案】1．C 2．C 【解析】1．A.红树林生态系统的碳汇功能不仅包括植物光合作用的固碳，其更重要的碳封存机制在于土壤沉积物中的厌氧环境，使有机质分解缓慢，碳被长期埋藏在沉积物中。这是蓝碳生态系统碳汇效率高的关键原因之一，A错误； B.蓝碳生态系统固碳效率高的主要原因并非光合速率更高，而是缺氧环境使微生物分解作用受到抑制，有机碳分解速率极低，从而实现碳的长期封存，B错误； C.碳汇交易的核心概念正是“净碳汇量”。它等于生态系统通过光合作用吸收的CO₂总量减去生态系统自身呼吸释放的CO₂量，即净生态系统生产力（NEP）所对应的碳量。这部分净吸收的碳被长期储存在生物体和土壤中，可作为碳汇产品进行交易，C正确； D.碳中和的科学定义是：人为碳排放量=人为碳汇吸收量，即“净零排放”，而非碳排放绝对量为零，D错误。 2．A.修复前，植物光合固碳量（120）明显小于生态系统呼吸释碳量（350），即生态系统整体向大气释放的碳多于其吸收固定的碳，表现为净碳源，A正确； B.光合作用是生态系统固定大气CO₂的唯一途径，固碳量的显著增加是该生态系统由碳源转变为碳汇的根本驱动因素，B正确； C.复后，虽然呼吸释碳量从350增加到420（因为生物量增加、生物种类增多，总呼吸量随之上升），但光合固碳量（980）远超呼吸释碳量（420），净效应仍为吸收CO₂，碳汇功能较修复前显著增强，C错误； D.该修复过程是在原有土壤条件（养殖池塘底泥）和一定生物残留基础上进行的植被重建，属于典型的次生演替，D正确。 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中，将「细胞的代谢」列为必修一的核心大概念，将「生态系统的结构与功能」列为选择性必修二的核心大概念，并明确要求：说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能；说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量；分析生态系统中能量流动和物质循环的基本规律；探讨人类活动对生态系统碳循环的影响及应对措施。这些内容横跨必修一与选择性必修二两大模块，是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到「理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题不可动摇的核心载体。 近年来，广东高考生物命题尤其注重生态学原理与国家“双碳”战略目标相结合的情境设计。如2023年广东卷（T20，湿地生态修复）：以珠三角某湿地公园的生态修复工程为情境，综合考查了生态系统的结构与功能、生物多样性的价值、生态修复的效益评估。2024年广东卷（T1，“碳汇渔业”概念辨析）：以“碳汇渔业”（不投饵渔业）实现“双碳”目标为情境，要求学生辨析何种生产活动属于碳汇渔业。该题将生态系统碳汇功能与渔业生产实践相结合，考查“碳汇”概念的理解与迁移应用，是碳中和考点在广东卷中的首次独立呈现。2025年广东卷（T13，跨越水陆生境的食物链）：以蜜蜂-油菜-鱼-人等跨越水陆生境的食物链为情境，考查生态系统的物质循环与能量流动。 “碳中和”作为光合作用、细胞呼吸、生态系统碳循环、生物多样性保护与全球气候变化的交叉前沿领域，涵盖光合作用与呼吸作用的定量分析、碳汇与碳源的概念辨析、生态系统的物质循环与能量流动、生态修复与生物固碳技术等核心机制，与广东省作为经济大省在绿色低碳转型中的先行实践（如深圳碳交易试点、湛江红树林蓝碳、海上风电与海洋牧场融合）密切结合，是近年来选择题重概念辨析、非选择题重综合建模的新兴核心考点。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·广东湛江·二模）广东湛江红树林国家级自然保护区是我国红树林面积最大、分布最集中的自然保护区。红树林生态系统具有很强的储碳、固碳能力，是提升林业碳汇的重要生态资源。下列叙述正确的是（    ） A．红树林的储碳和固碳能力体现了生物多样性的直接价值 B．优化红树植物的配置提高植被多样性有助于提升碳储量 C．成熟稳定的红树林群落，植被中碳储量会逐年不断积累 D．水土流失是成熟稳定红树林生态系统碳输出的主要途径 【答案】B 【详解】A、生物多样性的间接价值是指其对生态系统的调节功能，红树林储碳、固碳属于生态调节功能，体现的是生物多样性的间接价值，A错误； B、优化红树植物配置、提高植被多样性，可提升群落对光照等环境资源的利用效率，提高总光合固定的碳量，有助于提升碳储量，B正确； C、成熟稳定的红树林群落属于顶极群落，此时植被生物量基本稳定，植被固定的碳与呼吸消耗、凋落分解等输出的碳基本平衡，碳储量不会逐年不断积累，C错误； D、成熟稳定红树林生态系统碳输出的主要途径是生产者、消费者、分解者的呼吸作用（含分解作用）释放CO₂，红树林可保持水土，水土流失极弱，不是碳输出的主要途径，D错误。 2．（2026·辽宁沈阳·二模）向大气释放CO2的库称为碳源，反之为碳汇。某地区将部分湿地围垦成农田，种植两季农作物。一年内农田与湿地生态系统净CO2通量逐日累积结果如图。下列叙述正确的是（　　） 注：生态系统净CO2通量（NEE）=碳排放量-碳固定量 A．两曲线交点代表农田与湿地生态系统的日NEE相等 B．虚线下降区段，农田碳固定量大于碳排放量 C．据图分析，农田生态系统是碳源，湿地生态系统是碳汇 D．结果表明，农田比湿地生态系统更有助于全球碳平衡 【答案】B 【详解】A、两曲线交点代表农田与湿地生态系统的NEE的逐日累积量相等，而不是日NEE相等，A错误； B、虚线下降区段，累积NEE从正值向负值变化，说明碳固定量逐渐大于碳排放量，B正确； C、农田生态系统和湿地生态系统的累积NEE均最终为负值，说明碳排放量均小于碳固定量，说明两者都为碳汇，C错误； D、由图可知，湿地生态系统碳固定量远高于碳排放量，因此，湿地比农田生态系统更有助于全球碳平衡，D错误。 二、解答题 3．（2026·河北沧州·一模）为探究河北地区输电线路保护范围的生态系统碳汇变化规律，相关人员监测了2003-2023年河北地区输电线路保护范围森林碳汇数据。结果显示，该区域森林碳汇量呈“先升后略降”趋势： 2003-2018年森林碳汇量从987.5万tC/a增至1271.5万tC/a， 2023年回落至1188.2万tC/a；不同林地类型碳汇变化存在差异，有林地在观测期内表现为先增后减少的明显波动；灌木林整体呈持续增长后小幅回落的特征，而疏林地波动剧烈。回答下列问题： (1)森林碳汇是指森林植物通过光合作用吸收并将其固定在植被或土壤中，就森林碳汇量来看，表明2003-2018年该地区的_____稳定性逐渐提高。2018-2023年该区域的森林碳汇值略有下降的非生物因素可能是_____（答出两点）。为提高森林碳汇，在此期间通过生物之间各种相互作用，比如种间关系，使这些物种形成互利共存的关系体现了生态工程的_____原理。 (2)若森林发生局部轻微火灾，反而有利于林下植被的生长，其原因是_____（答出两点）；森林火灾后发生的群落演替类型为次生演替，这与发生在裸岩上的演替的区别是_____（答出两点）。 (3)综合分析材料可知，有林地、灌木林和疏林地的碳汇功能在外界干扰下表现出较强的抗干扰能力的是_____，原因是_____。 (4)为提高河北地区输电线路保护范围的生态系统的稳定性，一方面要控制对生态系统的干扰强度，另一方面我们应当采取的措施是_____。 【答案】(1) 抵抗力 阳光、温度、水等 自生 (2) 轻度火灾后，林下光照强度增大，使光合作用增强；土壤无机盐含量增加有利于植物的生长发育 原有的土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，次生演替速度快，趋向于恢复原来的群落，经历的阶段相对较少 (3) 灌木林 在观测期间灌木林的碳汇值呈持续增长后小幅回落的特征，相比有林地和疏林地的变化较小 (4)对利用强度较大的生态系统投入相应的物质和能量，保证生态系统内部结构与功能的协调 【详解】（1）一般而言，生态系统的营养结构越复杂，抵抗力稳定性越高，碳汇量增加说明生态系统生物量增加、营养结构更复杂，抵抗力稳定性随结构复杂程度升高而提高；非生物因素主要是指环境因素，导致碳汇下降的非生物因素如温度升高、降水不足、干旱、气候异常等；自生原理是可通过生物间的种间相互作用，故在此期间通过生物之间各种相互作用，比如种间关系，使这些物种形成互利共存的关系体现了生态工程的自生原理。 （2）若森林发生局部轻微火灾，反而有利于林下植被的生长，原因是轻度火灾后，林下光照强度增大，促进光合作用；火灾烧毁部分有机物，使土壤中无机盐含量增加，利于植物生长；森林火灾后发生的群落演替类型为次生演替，这与发生在裸岩上的演替的区别是次生演替起始条件有土壤条件和繁殖体，演替速度更快，经历阶段更少，趋向于恢复原有群落。 （3）综合分析材料可知，有林地、灌木林和疏林地的碳汇功能在外界干扰下表现出较强的抗干扰能力的是灌木林，原因是观测期内灌木林碳汇持续增长后仅小幅回落，变化幅度小于有林地的明显波动和疏林地的剧烈波动。 （4）生态系统稳定性的措施为：一方面控制对生态系统的干扰强度，不超过其自我调节能力；另一方面对人类利用强度较大的生态系统，要给予相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。 4．（2026·河北承德·一模）碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求，增加碳存储是实现碳中和的重要举措。碳汇是指能够捕获和储存CO₂的过程、活动或机制，主要通过光合作用、生物地球化学过程等将CO₂转化为有机碳，并储存在植物、土壤、海洋等媒介中。回答下列问题： (1)生态系统的碳循环是指组成生物体的碳元素在_____之间循环往复的过程。若地球的碳循环平衡被打破，大气中的CO₂浓度不断增加，会引起的全球性生态环境问题是_____。 (2)海洋是地球上最大的碳库，理论上可以捕获全球范围内排放的CO₂，这体现出碳循环具有_____性。海洋中有些植食动物摄食大量富含碳元素的浮游藻类后，它们会向海洋深层迁移，从而实现碳元素以_____的形式向海洋深层输送。海洋中的微型生物能将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳，使其不易被分解释放CO₂，从而构成了海洋储碳，这在维持全球碳平衡方面的意义是_____。 (3)草原生态系统中植物同化的碳主要通过地下根系分泌物和地上凋落物的形式进入土壤，转变为土壤有机质储存在土壤中。长期重度放牧会降低土壤有机碳储量，分析其原因：_____。研究发现，在重度放牧情况下，草原上植物采取的生存策略是把更多的同化产物分配给地下部分，这种策略具有的意义是_____。 【答案】(1) 非生物（无机）环境和生物群落 温室效应，全球气候变暖 (2) 全球 含碳有机物 通过减少二氧化碳的释放，增加碳的长期储存，维持碳平衡 (3) 长期重度放牧导致植被覆盖减少，植物光合作用固定的碳减少，同时植被减少也会导致残枝落叶减少 通过增加根系储存碳，减少地上部分被采食造成的碳损失，同时促进土壤碳储存。 【详解】（1）碳循环是指碳元素不断在非生物（无机）环境和生物群落之间反复循环的过程；温室效应加剧导致全球变暖会加速土壤中微生物（分解者）对有机碳的分解，释放温室气体，进一步加剧温室效应。即大气中的CO2浓度不断增加，会引起温室效应。 （2）海洋是地球上最大的碳库，理论上可以捕获全球范围内排放的CO2，这说明碳循环具有全球性。海洋中有些植食动物摄食大量富含碳元素的浮游藻类后，它们会向海洋深层迁移，从而实现碳元素以含碳有机物的形式向海洋深层输送。海洋中的微型生物能将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳，使其不易被分解释放CO2，从而构成了海洋储碳，这有利于减少二氧化碳的释放，增加碳的长期储存，有利于缓解温室效应，进而维持全球碳平衡。 （3）草原生态系统中植物同化的碳主要通过地下根系分泌物和地上凋落物的形式进入土壤，转变为土壤有机质储存在土壤中。长期重度放牧会降低土壤有机碳储量，这是因为长期重度放牧导致植被覆盖减少，植物光合作用固定的碳减少，同时植被减少也会导致残枝落叶减少，因而使土壤中有机质储量减少。研究发现，在重度放牧情况下，草原上植物采取的生存策略是把更多的同化产物分配给地下部分，这种策略具有的意义是有利于植物在不利条件下维持生存，通过增加根系储存碳，减少地上部分被采食造成的碳损失，同时促进土壤碳储存。 5．（2026·湖南长沙·一模）黄河三角洲滨海湿地是重要的碳库，因石油污染、围海养殖等人类活动出现生态退化的现象。近年来，当地政府实施了生态补水、植被恢复等修复工程，取得了良好效果。 (1)湿地生态系统的结构包括________。“碳汇”是指能吸收大气中的CO2、减少大气CO2浓度的活动、过程或机制。湿地作为地球上最高效的碳汇之一，其碳循环中的“碳汇”主要依赖________（填生命活动）完成。 (2)互花米草是该地区典型的外来入侵物种，从种间关系角度分析，定期清理互花米草的目的是________。生态系统在对抗破坏或干扰时，有使自身恢复平衡的调节机制，这种机制称为________机制。 (3)如图为该生态系统的某时间段能量流动图，数值单位[[kcal/（m2·a）]。图中X代表的能量去向为________和________，从螺类底栖生物到鱼类的能量传递效率约为________（结果保留1位小数）。 (4)目前在湿地浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施________。 【答案】(1) 组成成分和营养结构/组成成分和食物链（网） 生产者的光合作用 (2) 减弱互花米草对本地物种的竞争 负反馈 (3) 呼吸作用散失的热能 未被利用的能量（顺序可调换） 11.2% (4)合理引入浮水植物和挺水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 【详解】（1）生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构（食物链和食物网）。碳循环中的“碳汇”主要依赖光合作用完成。 （2）互花米草是该地区典型的外来入侵物种，导致本地物种减少，所以定期清理互花米草可以减弱互花米草对本地物种的竞争。生态系统对抗破坏、自我恢复平衡的调节机制称为负反馈调节机制。 （3）各营养级同化的能量包括呼吸作用消耗的能量和生长发育繁殖的能量（包括传递至下一营养级、未被利用和被分解者利用），图中X所示螺类等底栖生物呼吸作用散失和未被利用的能量。螺类同化的能量是554.1+342.2=896.3，鱼类同化的能量是57.8+11.6+31.1=100.5，所以传递效率为100.5÷896.3=11.2% （4）合理引入浮水植物和挺水植物，利用其冠层遮挡部分强光，为下层沉水植物遮阴，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。 6．（2026·山东烟台·一模）科学家在黄河流域盐碱地开展“上粮下藕、藕鱼套养、鸭鹅混养”立体种养模式：在盐碱地开挖鱼塘，挖出的泥土在塘边堆成台田种植农作物，鱼塘中养殖咸水鱼并种藕，田间杂草可以喂鱼和家禽，动物的排泄物能为莲藕和农作物提供肥料。 (1)科学家设计的黄河流域盐碱地立体种养模式，不但减少了“废物”的产生，改善生态环境，同时解决了居民的粮食、收入等问题，该立体种养模式运用了生态工程的______原理，同时体现了生物多样性的______价值。 (2)该立体种养模式中的“上粮下藕”体现了群落的______结构，这种结构分布往往取决于______（答2点）等因素。 (3)碳汇渔业是指利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2，通过对水生生物产品的收获，将碳转移出水体的渔业活动。实施碳汇渔业可缓解水体酸化和____等生态环境问题。下列生产活动不属于碳汇渔业的是____（填序号）。 ①增加饵料投放，扩大立体养殖规模②建设黄河大坝人工鱼塘，开发多鱼类养殖③投放人工礁，为鱼类提供栖息场所④推广贝类养殖，构建多层次立体种养模式 【答案】(1) 循环、整体 间接和直接 (2) 水平 生物自身生长特点、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、地形的变化、人与动物的影响 (3) 全球性气候变暖 ①② 【分析】生态农业：是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。 【详解】（1）科学家设计的黄河流域盐碱地立体种养模式，不但减少了“废物”的产生，改善生态环境，同时解决了居民的粮食、收入等问题，该立体种养模式运用了生态工程的循环、整体原理，同时体现了生物多样性的间接和直接价值。改善生态环境属于间接价值，解决了居民的粮食、收入等问题属于直接价值。 （2）“上粮下藕”是指鱼塘种藕，在鱼塘旁边的台田种植作物，这体现了群落的水平结构，这种结构分布往往取决于生物自身生长特点、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、地形的变化、人与动物的影响。 （3）碳汇渔业是指利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2，从而减少二氧化碳排放到大气中，实施碳汇渔业可缓解水体酸化和全球性气候变暖等生态环境问题。①增加饵料投放，通过呼吸作用产生更多的二氧化碳，而非利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2，①不属于碳汇渔业； ②建设黄河大坝人工鱼塘，开发多鱼类养殖，需要投放饵料，不属于碳汇渔业；③投放人工礁，为鱼类提供栖息场所：人工礁可以促进附着生物生长，增加水体中生物的固碳能力，属于碳汇渔业。 ④推广贝类养殖，构建多层次种养模式：贝类通过滤食和生长吸收水体中的CO₂，属于碳汇渔业。故选①②。 7．（2026·四川德阳·二模）阅读以下材料，回答相关问题。 材料一：湿地生态系统在固碳方面功能突出，碳汇强度是指单位面积湿地在一定时间内吸收和固定二氧化碳的量。研究表明，水位变化是影响湿地碳汇强度的关键因素。 材料二：科研人员对莫莫格国家级自然保护区2013-2023年的水位与碳汇强度进行了监测。研究发现，水位变化通过影响湿地植物的光合作用和沉积有机质的分解过程，进而影响碳汇强度。 材料三：研究还发现，水位变化受气候因素（如气温、降水量）和人类活动（如水利工程）影响。气温升高会加剧蒸发导致水位下降，而降水量增加可直接抬升水位。人类活动通过改变区域水文格局间接影响碳汇功能。 结合上述材料与生态学原理，回答下列问题： (1)湿地生态系统中的碳元素主要通过_________（填生理过程）进入生物群落。 (2)根据材料和所学知识推测，湿地保护区水位与碳汇强度的变化趋势最可能呈现_________（填“正相关”或“负相关”）的关系。当水位下降时，碳汇强度减弱的原因主要有①_________；②_________。 (3)除固碳功能外，湿地生态系统还具有_________（答出2点）等生态功能。在生态工程的调控中，我们应遵循_________原理，保障当地的生态、经济与社会协调发展。 (4)碳中和是指二氧化碳净零排放，结合本题信息和所学知识，为实现该目标，人类应该_________（答出2点）。 【答案】(1)生产者的光合作用 (2) 正相关 水位下降降低了湿地植物的光合作用，从而减弱二氧化碳固定能力 水位下降使沉积有机质暴露于氧气，好氧分解作用加强，加速有机质氧化释放二氧化碳。 (3) 涵养水源、调节气候、净化水质、保护生物多样性 整体 (4)减少温室气体排放，减缓气温升高；植树造林、保护湿地生态系统，增强碳汇功能 【详解】（1）生态系统碳循环中，碳从无机环境进入生物群落最主要的途径就是生产者的光合作用。 （2）结合题干可知，水位通过影响光合作用和有机质分解影响碳汇强度：高水位环境更适合湿地植物生长，同时淹水缺氧会抑制分解者对有机质的分解，因此水位越高，碳汇强度越大，二者呈正相关。水位下降后，一方面湿生植物生长受抑制，降低了湿地植物的光合作用，从而减弱二氧化碳固定能力；另一方面水位下降使土壤通气性增加，分解者分解沉积有机质的速率加快，释放更多二氧化碳，因此碳汇强度减弱。 （3）湿地生态系统除固碳外，兼具涵养水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候、维持生物多样性等多种生态功能；生态工程中，兼顾生态、经济、社会三方协调发展，对应整体性原理。 （4）可以通过减少碳排放（如减少温室气体排放，减缓气温升高）；增加碳汇（如植树造林、保护湿地生态系统），实现碳中和。 8．（2026·陕西榆林·二模）2060年前实现“碳中和”（碳净排放量为零）是我国重要的生态发展目标。某湖泊由于受周围工厂排污和生活污水的影响，导致水体富营养化，蓝细菌和绿藻等大量繁殖，影响了水生动物和沉水植物等生物类群的生存，CO2固定量长期小于CO2释放量。生态学家通过引入多种类型生物，并调控各种生物的种群密度，逐渐修复了该湖泊生态系统。经治理后，该湖泊包含浮游植物、浮游动物、鱼类、蛙类及微生物等多种生物类群，食物网复杂且结构稳定，有机碳合成量远高于分解量，成为区域碳汇的重要载体。请回答下列问题： (1)碳汇是指通过吸收大气中的CO2，降低其在大气中浓度的过程或活动。该湖泊在治理之前，为实现“碳中和”需____（填“增强”或“减弱”）碳汇，生产者主要通过____（填生理过程）来实现碳汇。 (2)水体出现富营养化引发蓝细菌的爆发性增殖，其中微囊蓝细菌分泌的毒素导致水生动物死亡，动物残体的分解进一步加剧水体污染，该过程属于____（填“正”或“负”）反馈调节，会使生态系统逐渐____（填“偏离”或“维持”）稳态。 (3)修复该湖泊生态系统时，生态学家引入了浮游动物、滤食性鱼类和肉食性鱼类等生物组分并合理布局，主要遵循了生态工程的____原理；湖泊中的雄蛙在繁殖期通过鸣叫声向雌蛙传递求偶信号，该信息类型属于____信息，这种信息的传递在生态系统中的作用是____。 (4)生态学家对该湖泊生态系统中三个营养级的能量流动进行定量分析，得到如下数据（单位：kJ/（m2·a））。 营养级 粪便量 同化量 呼吸消耗量 流向分解者的能量 未利用的能量 第一营养级 —                     第二营养级                          第三营养级      ？           ？ 第二营养级粪便中的能量属于第____营养级的同化量；从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为____。 【答案】(1) 增强 光合作用 (2) 正 偏离 (3) 自生 物理 有利于生物种群的繁衍 (4) 一 13% 【分析】光合作用绿色植物（包括蓝细菌等光合生物）通过叶绿体，利用光能，将CO2和H2O转化为储存能量的有机物，并释放O2的过程。光合作用分为光反应（类囊体膜上，产生ATP、NADPH、O2）和暗反应（叶绿体基质中，固定CO2为C3，再还原为糖类等有机物）。光合作用是生态系统中碳汇的主要途径，也是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。 【详解】（1）碳汇是指能吸收大气中的CO2，减少其在大气中浓度的过程。该湖泊生态系统在治理之前CO2固定量长期小于CO2释放量，为实现“碳中和”需要通过增强碳汇来实现碳的净零排放；生产者主要通过光合作用将大气中的CO2，固定为有机物来实现碳汇。 （2）水体出现富营养化引起蓝细菌的爆发性增殖，其中微囊蓝细菌会分泌毒素，进一步引起水生动物死亡，加剧水体的污染，形成正反馈调节，使该生态系统逐渐偏离稳态。 （3）生态工程的自生原理强调生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持，修复该湖泊时合理布局浮游动物、滤食性鱼类等生物组分，利用种群之间互利共存关系，让生态系统依靠自身结构和功能维持稳定，遵循了自生原理；雄性的鸣叫声属于物理信息（声音是物理范畴的信息载体），求偶信号的传递能促进雌雄蛙完成交配，有利于生物种群的繁衍。 （4）第二营养级粪便中的能量属于第二营养级的非同化量，实际为第一营养级同化量的一部分；第三营养级的同化量=第二营养级流向第三营养级的能量=第二营养级的同化量-第二营养级呼吸消耗量-第二营养级流向分解者的能量-第二营养级未利用的能量=2.0×105-7.0×104-2.4×104-8.0×104=2.6×104，那么从第二营养级到第三营养级的能量传递效率=第三营养级的同化量/第二营养级的同化量×100%=（2.6×104）/（2.0×105）=13%。 押题猜想06 肠道菌群-肠脑轴与人体健康 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】研究发现，给小鼠喂食富含膳食纤维的饮食后，其肠道菌群代谢产生的短链脂肪酸（如丁酸）含量显著增加。进一步检测发现，小鼠肠道上皮细胞间的紧密连接蛋白（构成肠道机械屏障的关键结构）表达量上调，血液中由肠道渗入的细菌内毒素（LPS）水平下降。据此分析，下列关于此调节机制的推断，不合理的是( ) A. 短链脂肪酸可能作为信号分子，通过体液运输作用于肠道上皮细胞 B. 肠道屏障功能的增强有助于维持内环境中血浆渗透压和化学成分的相对稳定 C. 膳食纤维在此过程中充当了抗原的角色，刺激肠道黏膜产生了特异性免疫防御 D. 若抑制小鼠肠道内特定菌群的活性，再喂食高纤维饮食，血液LPS水平可能不会明显下降 【答案】1．C 【解析】1．题目描述短链脂肪酸由肠道菌群产生后影响了肠道细胞功能，说明其随组织液或血液运输，符合体液调节中化学物质通过体液运输的特点，A合理； B.肠道屏障能阻挡细菌毒素（LPS）进入血液。若屏障功能受损，内毒素入血会引起内环境成分改变。因此屏障功能增强确实有助于维持内环境稳态，B合理； C.膳食纤维只是被菌群分解的底物（食物成分），并非病原体或异物。此过程属于非特异性免疫中的机械屏障维持，并未涉及抗原呈递或特异性免疫反应，C不合理； D.若抑制相关菌群，短链脂肪酸产量减少，调节屏障功能的作用会减弱，LPS下降趋势自然会被逆转，D合理。 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中，将「生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态」列为选择性必修一《稳态与调节》的核心大概念，并明确要求：举例说明机体通过神经调节、体液调节和免疫调节维持内环境稳态；概述神经系统的基本结构；阐明免疫系统在维持稳态中的作用；探讨微生物与人体健康的关系。这些内容横跨选择性必修一的神经调节、体液调节、免疫调节三大板块，并与必修二“微生物的培养与应用”、选择性必修三“微生物与人类健康”形成跨模块衔接，是高考的必考核心内容。如2023年广东卷（T15，迷走神经与抗炎通路）：典型“神经-免疫”整合题：以迷走神经刺激抑制炎症反应为情境，考查了传出神经释放神经递质（乙酰胆碱）作用于免疫细胞（巨噬细胞）抑制促炎因子释放的机制。2024年广东卷（T12，肠道菌群移植与宿主代谢）：以肥胖小鼠接受健康小鼠粪菌移植后体重下降为情境，考查肠道菌群对宿主能量代谢的调节作用。该题首次在广东卷中将“肠道菌群”作为独立考查对象，是“肠脑轴”考点从知识铺垫走向正式确立的标志性信号。2025年广东卷（T20，脾神经调控体液免疫应答）：以去除小鼠脾神经后浆细胞生成量显著下降为情境，构建“脾神经末梢→去甲肾上腺素→T细胞释放乙酰胆碱→AChR-α9介导→B细胞分化为浆细胞”的完整神经-免疫调控通路。该题将2023年“迷走神经抗炎通路”（传出神经→免疫）拓展至“交感神经→体液免疫”调控，是“肠脑轴”中“神经-免疫”信号轴在广东卷中的直接考查，为肠道菌群通过肠神经系统调控全身免疫应答的命题铺平了道路。 近年来，广东高考生物命题在《稳态与调节》模块尤其注重人体微生态与重大慢性疾病防治、前沿生物技术相结合的情境设计。“肠道菌群-肠脑轴”作为微生物学、神经科学、免疫学与内分泌学的交叉前沿领域，涵盖微生物的共生关系、神经递质的微生物来源、免疫调节的黏膜屏障机制、迷走神经信号传导等核心机制，与广东省作为生物医药产业大省在微生物组学研究中的前沿布局（如深圳华大基因在肠道宏基因组领域的领先地位）、岭南地区特有的饮食文化与消化系统疾病防治实践密切结合，是近年来选择题重机理辨析、非选择题重实验探究与逻辑建模的新兴核心考点。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·湖北省直辖县级单位·一模）研究表明，人体肠道中某些微生物代谢产生的神经活性分子γ-氨基丁酸（GABA），可通过肠—脑轴影响中枢神经系统的功能，缓解焦虑样行为和改善应激相关障碍。进一步研究发现，富含益生元的饮食可增加肠道中GABA的合成。下列叙述错误的是（　　） A．GABA对肠道神经元和中枢神经元均有调节作用 B．增加益生元摄入可能有助于改善应激相关的情绪障碍 C．个体间肠道菌群组成的差异可能影响GABA的水平 D．该研究结果表明GABA可完全替代现有抗焦虑药物用于临床治疗 【答案】D 【详解】A、GABA是肠道微生物产生的神经活性分子，可通过肠—脑轴作用于中枢神经系统，说明其对肠道神经元和中枢神经元均有调节作用，A正确； B、由题干可知，益生元可增加肠道GABA的合成，而GABA可改善应激相关障碍，B正确； C、GABA是肠道中某些微生物的代谢产物，不同个体肠道菌群的组成存在差异，能够合成GABA的微生物数量、种类不同，C正确； D、题干仅表明GABA可缓解焦虑样行为、改善应激相关障碍，并未证明其可完全替代现有抗焦虑药物，D错误。 二、实验题 2．（2026·江苏南通·二模）人体肠道的上皮细胞将肠腔与内环境分隔开。脑肠轴是脑与肠道之间复杂的通信系统，肠道菌群可以通过菌体自身或其代谢产物对人脑产生影响，部分机制如下图。请回答下列问题： (1)支配肠上皮细胞的迷走神经属于______（填“交感”或“副交感”）神经，其兴奋会使肠道蠕动______，改善肠道营养供应，对肠道菌群产生影响。 (2)肠道益生菌产生的SCFA会通过两个途径影响脑神经。①肠上皮细胞通过______（方式）吸收SCFA，SCFA经______运输作用于______轴，使糖皮质激素分泌量减少，从而改善肠道功能。②刺激迷走神经，将信息传到中枢进行整合，再由中枢向肠道发出相应的指令，使肠道蠕动加强，该过程属于______（填“神经”“体液”或“神经-体液”）调节。其中兴奋在结构甲处传递的方向是______（填“a→b”或“b→a”）。兴奋在结构乙中传导时，膜电位发生的变化是______。 (3)科研人员发现阿尔兹海默症（AD）发病进程与肠道菌群有密切关系。AD小鼠肠道菌群失衡，菌群代谢产物苯丙氨酸和异亮氨酸增多，诱导辅助性T细胞（Th1）的分化和增殖并活化脑内小胶质细胞，导致了神经炎症的发生，最终导致认知功能障碍。为验证“甘露寡糖二酸（GV-971）可以通过调节肠道菌群改善AD小鼠神经炎症和认知功能障碍”，进行了下列实验： 实验目的 实验步骤 ①______ 取40只正常小鼠，向脑中注射β-淀粉样蛋白（Aβ），获取阿尔兹海默症小鼠 实验分组、变量控制 甲组取20只正常小鼠进行生理盐水灌胃处理；乙组和丙组分别取20只阿尔兹海默症小鼠进行等量生理盐水、②______灌胃给药。 实验结果检测 一段时间后检测三组小鼠的③______，并进行认知功能评估。 【答案】(1) 副交感 增强 (2) 主动运输 体液 下丘脑-垂体-肾上腺皮质 神经 b→a 外正内负→外负内正→外正内负 (3) 制备阿尔兹海默症（AD）模型小鼠 等量的甘露寡糖二酸（GV-971） 肠道菌群情况、Th1细胞数量、脑内小胶质细胞的活化形态和数量 【详解】（1）自主神经系统中，副交感神经兴奋会促进胃肠蠕动、增加消化器官供血，改善肠道营养供应，交感神经兴奋则抑制胃肠蠕动，因此此处迷走神经属于副交感神经，兴奋使肠道蠕动加快。 （2）①结合图示可知，肠上皮细胞吸收SCFA为逆浓度梯度运输，方式为主动运输；吸收后进入内环境，经血液循环运输到脑部；糖皮质激素的分泌受下丘脑-垂体-肾上腺轴的分级调节，因此SCFA作用于此轴减少糖皮质激素分泌。 ②该过程通过完整反射弧（感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器）完成，全程仅神经参与，属于神经调节；结构甲是突触，a为突触前膜、b为突触后膜，神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜，因此传递方向为a→b；结构乙是神经纤维，静息电位为外正内负，兴奋时变为外负内正，因此兴奋传导时膜电位变化为由外正内负变为外负内正，恢复静息状态时变为外正内负。 （3）本实验目的是验证“GV-971可通过调节肠道菌群改善AD小鼠症状”，第一步是构建AD模型小鼠，因此①为制备AD模型小鼠；实验自变量为是否给AD小鼠施用GV-971，实验遵循单一变量和等量原则，甲组空白对照，乙组为AD模型+生理盐水（条件对照），丙组为实验组，因此②处理为等量GV-971溶液灌胃；分析题意可知，检测完相关指标（肠道菌群/异常代谢产物/炎症指标）后，再评估认知功能，因此③需要检测苯丙氨酸和异亮氨酸含量、Th1数量或神经炎症水平，结合认知功能评估验证实验结论。 3．（2026·湖南郴州·模拟预测）最新研究表明，哺乳动物大脑和肠、胃之间存在双向信号交流网络，肠道菌群可通过“肠道菌群—肠—脑轴”将肠道状况传递给大脑，进而影响个体行为、情绪和认知等，该过程异常会诱发抑郁，过程如图。 (1)肠道菌群可通过“肠道菌群—肠—脑轴”影响激素、神经递质、淋巴因子等信号分子的分泌，进而调节情绪和行为反应，该种调节机制称为____调节网络。 (2)长期压力下，肠道菌群异常，在直接激活迷走神经的同时，可诱导淋巴细胞释放促炎症淋巴因子，使脑内BDNF和兴奋性神经递质5-HT合成量减少，从而诱发抑郁。药物氟西汀可用于治疗抑郁，推测该药物的作用是____，从而促进神经元生长。 (3)图中GC分泌的调节是通过下丘脑—垂体—肾上腺轴（HPA轴）来进行的，该过程中存在分级调节和____两种调节机制，其中前者的意义是____；HPA轴亢进会导致GC水平过高，TDO酶的活性提高，进一步诱发抑郁。 (4)中医认为，有氧运动可以通过提高5-HT的含量来治疗抑郁。请根据所给的实验材料，完善以下实验方案来验证该观点的正确性。 实验处理： 甲组：选择正常小鼠，饲喂适量安慰剂（不含药理成分）； 乙组：____； 丙组：选择抑郁模型小鼠，饲喂等量安慰剂并进行适量有氧运动。 检测指标：定期检测三组小鼠突触间隙内5-HT的含量并观察其抑郁恢复情况。 预期各组5-HT含量的大小关系为____。 【答案】(1)神经—体液—免疫 (2)抑制突触间隙5-HT的回收及促进BDNF表达 (3) 反馈/负反馈 放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态 (4) 选择抑郁模型小鼠，饲喂等量安慰剂 乙＜丙≤甲 【详解】（1）肠道菌群可通过“肠道菌群—肠—脑轴”影响激素、神经递质、淋巴因子等信号分子的分泌，进而调节情绪和行为反应，影响宿主的大脑和心理行为，这种由神经—体液—免疫调节组成的调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 （2）抑郁是由于长期压力下，肠道菌群异常，在直接激活迷走神经的同时，可诱导淋巴细胞释放促炎症淋巴因子，使脑内BDNF和兴奋性神经递质5-HT合成量减少导致的，药物氟西汀可用于治疗抑郁，推测该药物的作用是抑制突触间隙5-HT的回收及促进BDNF表达，使得脑内BDNF和兴奋性神经递质5-HT合成量增多，从而促进神经元生长，减轻抑郁。 （3）GC分泌的调节是通过下丘脑—垂体—肾上腺轴（HPA轴）来进行的，该过程中存在分级调节和反馈调节两种调节机制，分级调节可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。 （4）要验证适量有氧运动可以通过提高5-HT的含量来治疗抑郁，可分为三组，甲组选择正常小鼠，饲喂适量安慰剂（不含药理成分）；乙组选择抑郁模型小鼠，饲喂等量安慰剂（不含药理成分），丙组选择抑郁模型小鼠，饲喂等量安慰剂并进行适量有氧运动，定期检测三组小鼠突触间隙内5-HT的含量并观察其抑郁恢复情况。 预测乙组的5-HT含量最少，丙组大于乙组，可能与甲组相近或略低于甲组。 4．（2026·山东东营·模拟预测）肠道与中枢神经系统之间存在“肠微生物—肠—脑轴（MGBA）”的双向调节网络系统。中枢神经系统能通过信号传导影响肠道菌群的分布，肠道菌群可以通过菌体自身或其代谢产物对脑产生影响，部分机制如图。 (1)中枢神经系统主要通过由______（填“传入”“传出”或“传入和传出”）神经组成的自主神经系统向肠道发送信号，其中______（填“交感”或“副交感”）神经兴奋会使肠道蠕动加强，改善肠道营养供应情况，对肠道菌群产生影响。 (2)肠道菌群失衡时，下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴（HPA轴）被激活，垂体分泌的______（填激素名称）作用于肾上腺，导致皮质激素水平升高；这种调控方式称为______调节，它可以______，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。 (3)图中免疫细胞Ⅰ为______，其接受抗原信息后，细胞表面的______发生变化并与免疫细胞Ⅱ结合，同时开始增殖分化并分泌细胞因子。 (4)为研究肠道微生物通过MGBA影响生物的个体行为。利用含有正常肠道菌群的大鼠（对照组）和肠道无菌大鼠（实验组）进行了实验，检测2组大鼠60分钟内的运动距离和运动轨迹，实验结果如图2. ①由图可知______，说明实验组大鼠出现了自发活动增强的现象。 ②已知5-羟色胺（5-HT）是MGBA的关键神经递质。为探究两组大鼠行为差异的分子机理，某小组提出假设：肠道微生物通过影响5-HT分解酶相关基因的表达影响5-HT的含量。该小组进一步提出了“检测实验组大鼠的5-HT分解酶相关基因转录量”的实验方法。评价此实验方法是否合理，并给出理由______。 【答案】(1) 传出 副交感 (2) 促肾上腺皮质激素 分级 放大激素的调节效应，形成多级反馈调节 (3) 辅助性T细胞 特定分子 (4) 实验组大鼠比对照组大鼠运动距离更长，运动轨迹更复杂 不合理，缺乏对对照组大鼠的相关基因转录量的检测 【详解】（1）自主神经系统由传出神经组成，负责将中枢神经系统的信号传递到效应器（如肠道）。副交感神经兴奋时，会促进肠道蠕动、消化液分泌，改善肠道营养供应，从而影响肠道菌群。 （2）垂体分泌的促肾上腺皮质激素（ACTH）作用于肾上腺，促进皮质激素的分泌。这种 “下丘脑→垂体→肾上腺皮质” 的分级调控方式称为分级调节。分级调节可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，维持机体稳态。 （3）免疫细胞 I 能分泌细胞因子，且接受抗原信息后与免疫细胞 II 结合，因此免疫细胞 I 为辅助性 T 细胞。辅助性 T 细胞接受抗原信息后，细胞表面的 特定分子发生变化，与免疫细胞 II（B 细胞）结合，同时增殖分化并分泌细胞因子。 （4）由图可知，实验组（肠道无菌大鼠）在 60 分钟内的运动距离显著大于对照组，运动轨迹也更复杂，说明实验组大鼠自发活动增强。此实验方法不合理。理由：若假设是 “肠道微生物通过影响 5-HT 分解酶相关基因的表达影响 5-HT 的含量”，则需要同时检测实验组和对照组的 5-HT 分解酶相关基因转录量，仅检测实验组无法进行对照，无法验证假设。 5．（2026·天津宁河·一模）“肠微生物—肠—脑轴”（MGBA）是哺乳动物脑与肠道间的双向调节网络系统。5-HT是一种神经递质，由色氨酸经一系列反应生成，在神经系统的信息传递和情绪调节中发挥关键作用。肠道中微生物的代谢物可刺激迷走神经向脑传递信息，并参与5-HT分泌的调节。下图表示肠道菌群紊乱引发抑郁的部分机制，请回答下列问题： (1)机体可通过“_______轴”调节GC的分泌。GC分泌量升高会抑制TPH1的活性，从而影响5—HT的合成，使得GC的分泌量_______（填“上升”或“下降”），这种调节方式属于______反馈调节。 (2)迷走神经是一种混合神经，5-HT可使迷走神经兴奋并促进胃肠蠕动，由此推测迷走神经中包含_______（填“交感神经”或“副交感神经”）。研究发现，对肠道移植益生菌后，肠道内色氨酸的含量上升，并且抑郁症状明显改善。当研究人员切断迷走神经后，益生菌对抑郁症状的改善作用显著减弱，其原因是______，继续研究发现，益生菌对抑郁症状的改善作用未完全消失。请对该研究结果进行解释：益生菌还可以提升肠道内色氨酸含量来增加_______的含量，通过血液循环到达脑，进而增加5-HT的分泌量，从而改善抑郁症状。 (3)研究表明抑郁症患者肠道中普雷沃菌的数量显著减少，该菌能代谢膳食纤维产生短链脂肪酸（SCFAs）。欲验证肠道中的SCFAs可通过影响5-HT的分泌来改善抑郁症状，请选择合适的材料及试剂完成如下实验设计。 实验材料及试剂：健康小鼠若干只，抑郁模型小鼠若干只，适宜浓度的SCFAs补充剂，生理盐水。 动物 处理方式 对照组1 健康小鼠 适量的生理盐水灌胃 对照组2 _______ _______ 实验组 抑郁模型小鼠 _______ 【答案】(1) 下丘脑—垂体—肾上腺皮质 上升 正 (2) 副交感神经 益生菌的代谢物可以通过刺激迷走神经向脑传递信息使5-HT分泌量上升来改善抑郁症状，切断迷走神经后，5-HT分泌量下降 5-HTP或5-羟色胺前体 (3) 抑郁模型小鼠 等量的生理盐水灌胃 等量的适宜浓度的SCFAs补充剂灌胃 【详解】（1）由图可知，机体可通过“下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴”调节GC的分泌。GC分泌量升高会抑制TPH1的活性从而使5-HTP的合成减少，进而使5-HT合成减少，促进ACTH合成，作用于肾上腺皮质增加GC的分泌，使GC分泌量上升，这种调节方式属于正反馈调节。 （2）因为5-HT可使迷走神经兴奋并促进胃肠蠕动，而副交感神经能促进胃肠蠕动等，所以迷走神经中包含副交感神经。 益生菌的代谢物通过刺激迷走神经向脑传递信息使5-HT分泌量上升，切断后该信息传递途径受阻，5-HT分泌量下降，使益生菌对抑郁症状的改善作用显著减弱。继续研究发现，益生菌对抑郁症状的改善作用未完全消失。据图可知益生菌还可以提升肠道内色氨酸含量来增加5-HTP（或5-羟色胺前体）的含量，5-HTP通过血液循环到达脑，进而增加5-HT的分泌量，从而改善抑郁症状。 （3）实验目的是验证肠道中的SCFAs可通过影响5-HT的分泌来改善抑郁症状，因此本实验的自变量为是否补充SCFAs，因变量是抑郁症状的改变，或者是检测5-HT的含量；实验设计中对照组1是健康小鼠用适量的生理盐水灌胃；对照组2应是抑郁模型小鼠，用等量的生理盐水灌胃，作为空白对照；实验组是抑郁模型小鼠，用等量的适宜浓度的SCFAs补充剂灌胃。 6．（2026·河北承德·一模）肠易激综合征是常见的胃肠病之一，与肠道运动紊乱、肠道菌群紊乱、肠道炎症等有关。人体在应激源的刺激下容易引发肠易激综合征，其机制如图所示。回答下列问题： 注：（+）表示促进，（-）表示抑制，CRH表示促肾上腺皮质激素释放激素，ACTH表示促肾上腺皮质激素，CORT表示皮质酮（属于糖皮质激素）。 (1)图中调节CRH分泌的方式属于_____（填“神经调节”“体液调节”或“神经——体液调节”）。长期应激刺激会加重肠道炎症，过度炎症反应会增加机体肿瘤发生风险，这说明过度炎症反应会降低免疫系统的_____功能。 (2)图中副交感神经兴奋可导致多种促炎细胞因子的释放量_____（填“增加”或“减少”）。人体内的交感神经与副交感神经可对同一器官起作用，二者的作用特点是_____（答出一点）。 (3)CORT 的分泌受“下丘脑——垂体—肾上腺皮质轴”的分级调节，分级调节的意义是_____。CORT的分泌过程还存在负反馈调节机制，请用箭头和符号在图中补充该调节过程_______。 (4)研究发现，长时间使用外源糖皮质激素会导致体内糖皮质激素受体（GR）含量降低，而物质X能够缓解这种现象。请利用体外培养的动物细胞（含GR）为材料对此进行验证，实验思路是：_________ 【答案】(1) 神经-体液调节 免疫监视 (2) 减少 通常对同一器官的作用相反，可使机体对外界刺激作出更精确的反应，适应环境变化 (3) 放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态 CORT下丘脑，CORT垂体 (4)将体外培养含GR的动物细胞随机均分为三组，甲组不作处理，乙组添加适量外源糖皮质激素，丙组添加等量外源糖皮质激素和物质X，在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测并比较三组细胞的GR含量（合理即可） 【详解】（1）分析题意可知，应激源通过神经调节作用于下丘脑，影响CRH分泌，此时CORT（激素）会通过负反馈调节抑制CRH分泌，该过程既有下丘脑等参与 ，也有激素参与，故CRH分泌的调节方式是神经-体液调节；免疫系统的免疫监视功能负责识别、清除机体突变细胞，过度炎症增加肿瘤发生风险，说明过度炎症降低了免疫系统的免疫监视功能。 （2）由图可知，副交感神经释放乙酰胆碱抑制巨噬细胞，而促炎细胞因子由巨噬细胞释放，因此副交感神经兴奋会使促炎细胞因子释放量减少；交感神经和副交感神经对同一器官的作用特点通常是作用相反，可使机体对外界刺激作出更精确的调节，更好适应环境变化。 （3）下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的分级调节，可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态；负反馈调节是指CORT含量升高后，反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动，从而维持CORT含量稳定，由于（-）表示抑制，故反馈调节可表示为CORT下丘脑，CORT垂体。 （4）实验目的是验证“外源糖皮质激素会降低GR含量，物质X可缓解该现象”，实验设计可遵循对照原则，设置空白对照组、仅加糖皮质激素组、加糖皮质激素和物质X组，培养后检测GR含量即可验证结论，故可设计实验如下：将体外培养含GR的动物细胞随机均分为三组，甲组不作处理，乙组添加适量外源糖皮质激素，丙组添加等量外源糖皮质激素和物质X，在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测并比较三组细胞的GR含量（合理即可）。 三、解答题 7．（2026·广西柳州·三模）多发性硬化属于中枢神经系统的自身免疫病，部分患者发病与之前的EB病毒感染有关。许多药物难以通过血脑屏障，而乳酸等代谢物可顺利进入中枢神经系统。研究人员以小鼠为模型进行如图所示实验，探究食物中乳酸对多发性硬化的影响机制。回答下列问题： (1)多发性硬化与免疫系统____功能异常有关，部分患者体内产生的某种抗体能结合EB病毒抗原，也能结合髓鞘细胞表面受体，推测原因可能是________________。 (2)已知患者体内同时对EB病毒和髓鞘细胞敏感的细胞毒性T细胞过度活化。细胞毒性T细胞可直接由________细胞分裂、分化而来，据图推测导致这种细胞毒性T细胞过度活化的关键细胞可能为____________。 (3)分析图中实验过程，推测乳酸可能____HIF-1a基因表达，进而对树突状细胞的影响是______________，小鼠症状缓解。 (4)肠道菌群及代谢物通过肠-脑轴调节中枢神经系统的功能。请你据此为多发性硬化症患者的饮食提出建议______________。 【答案】(1) 自稳 EB病毒抗原与髓鞘细胞表面受体结构相似（分子模拟），导致免疫系统产生的抗体无法区分二者，进而攻击髓鞘细胞。 (2) 细胞毒性T细胞或记忆T细胞； 树突状细胞 (3) 促进（或上调） 降低树突状细胞的耗氧率，减少炎症因子的分泌。 (4)适当增加富含乳酸的食物摄入（如酸奶、发酵食品），或补充益生菌，调节肠道菌群以提高体内乳酸水平（合理即可）。 【详解】（1）①多发性硬化是自身免疫病，本质是免疫系统的免疫自稳功能异常，无法正确区分“自己”和 “非己”，错误攻击自身的髓鞘细胞。②抗体与抗原的结合具有特异性，该抗体能同时识别两种物质，说明二者存在结构上的相似性（分子模拟），使免疫系统发生交叉反应，攻击自身细胞。 （2）①细胞毒性T细胞的来源有两个：一是初始细胞毒性T细胞受抗原刺激后分裂分化而来；二是记忆T细胞在二次免疫时快速增殖分化而来。②树突状细胞是抗原呈递细胞，能摄取、处理抗原并呈递给 T 细胞，激活T细胞增殖分化为细胞毒性T细胞。实验中，树突状细胞分泌的炎症因子增多会加剧症状，说明它是导致细胞毒性 T 细胞过度活化的关键细胞。 （3）①对比两组实验：普通小鼠加入乳酸后症状缓解，而敲除HIF-1a基因的小鼠加入乳酸后症状未缓解，说明乳酸发挥作用依赖HIF-1a基因，即乳酸促进（上调）HIF-1a基因的表达。 ②普通小鼠中，乳酸作用后树突状细胞耗氧率下降，分泌的炎症因子减少，从而缓解症状；而敲除HIF-1a基因后，这一过程无法发生。因此乳酸通过促进 HIF-1a基因表达，降低树突状细胞耗氧率，减少炎症因子分泌，实现症状缓解。 （4）乳酸可通过肠-脑轴进入中枢神经系统，缓解多发性硬化症状，因此建议患者通过饮食补充乳酸或促进肠道菌群产生乳酸。 8．（2026·辽宁·三模）“脑肠轴”指的是大脑与肠道之间双向交流的网络，这种交流通过神经系统、免疫系统和内分泌系统进行，确保大脑与肠道之间的信息传递顺畅，下图是益生菌参与机体稳态调节的部分途径，请回答下列问题： (1)大脑向小肠上皮细胞发送信号主要通过自主神经系统完成，通过______（填“交感”或“副交感”）神经促进肠胃蠕动，消化液分泌增加。 (2)压力会促进“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”产生糖皮质激素，使血糖浓度______，并且抑制免疫细胞、肠道上皮细胞的活动；长期大量使用糖皮质激素会使自身分泌的糖皮质激素______，其原因是______。 (3)肠嗜铬细胞是一种肠内分泌细胞，双歧杆菌可使其产生神经递质5—羟色胺进入血液，当血液中5—羟色胺的含量上升时，通过“肠道菌群—肠神经—迷走神经—脑”通路可改善焦虑状况，该过程______（填“属于”或“不属于”）反射，请解释其原因：______。 (4)下列关于“脑肠轴”的表述，错误的是______。 A．自主神经系统属于传入神经，支配血管、内脏和神经 B．神经细胞膜内局部电流的方向与兴奋传导的方向相同 C．神经冲动可以在“脑肠轴”上双向传导 D．“脑肠轴”可通过神经—体液—免疫调节网络维持稳态 【答案】(1)副交感 (2) 升高 减少 糖皮质激素分泌有负反馈机制，血液中糖皮质激素含量增加到一定程度时，会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，进而使自身产生的糖皮质激素减少 (3) 不属于 无完整反射弧参与（或只有感受器、传入神经和神经中枢的参与，无传出神经和效应器的参与） (4)AC 【分析】自主神经系统包括交感神经和副交感神经，两者作用通常是相反的。反射需要完整的反射弧，反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。 【详解】（1）人处于安静状态时，副交感神经活动占据优势，此时心跳减慢，胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强，有利于食物的消化和营养物质的吸收。脑向小肠上皮细胞发送信号主要通过自主神经系统完成，通过副交感神经促进肠胃蠕动，消化液分泌增加。 （2）压力会促进“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”产生糖皮质激素，使血糖浓度升高。糖皮质激素分泌有负反馈机制，血液中糖皮质激素含量增加到一定程度时，会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，进而使自身产生的糖皮质激素减少。故长期大量使用糖皮质激素会使自身分泌的糖皮质激素减少。 （3）反射需要经过完整的反射弧，该过程无完整反射弧参与（或只有感受器、传入神经和神经中枢的参与，无传出神经和效应器的参与），因此“肠道菌群—肠神经—迷走神经—脑”不属于反射。 （4）A、自主神经系统属于传出神经，支配血管、内脏和腺体，A错误； B、神经细胞膜内局部电流的方向与兴奋传导的方向相同，B正确； C、在体内，神经冲动在“脑肠轴”上的传导方向是单向的，C错误； D、“脑肠轴”可通过神经—体液—免疫调节网络维持稳态，D正确。 故选AC。 9．（2026·黑龙江·模拟预测）“肠微生物—肠—脑轴”（MGBA）是哺乳动物脑与肠道间的双向调节网络系统。5-HT是一种神经递质，由色氨酸经一系列反应生成，在神经系统的信息传递和情绪调节中发挥关键作用。肠道中微生物的代谢物可刺激迷走神经向脑传递信息，并参与5-HT分泌的调节。下图表示肠道菌群紊乱引发抑郁的部分机制，请回答下列问题： (1)机体可通过“___________轴”调节GC的分泌。GC分泌量升高会抑制TPH1的活性从而影响5-HT的合成，使得GC的分泌量________（填“上升”或“下降”），这种调节方式属于___反馈调节。 (2)迷走神经是一种混合神经，5-HT可使迷走神经兴奋并促进胃肠蠕动，由此推测迷走神经中包含___________（填“交感神经”或“副交感神经”）。研究发现，对肠道移植益生菌后，肠道内色氨酸的含量上升，并且抑郁症状明显改善。当研究人员切断迷走神经后，益生菌对抑郁症状的改善作用显著减弱，其原因是_________,继续研究发现，益生菌对抑郁症状的改善作用未完全消失。请对该研究结果进行解释：益生菌还可以提升肠道内色氨酸含量来增加___________的含量，通过__________到达脑，进而增加5-HT的分泌量，从而改善抑郁症状。 (3)研究表明，抑郁症患者肠道中普雷沃菌的数量显著减少，该菌能代谢膳食纤维产生短链脂肪酸（SCFAs）。欲验证肠道中的SCFAs可通过影响5-HT的分泌来改善抑郁症状，请选择合适的材料及试剂完成如下实验设计。 实验材料及试剂：健康小鼠若干只，抑郁模型小鼠若干只，适宜浓度的SCFAs补充剂，生理盐水。 动物 处理方式 对照组1 健康小鼠 适量的生理盐水灌胃 对照组2 __________（填字母） A．健康小鼠  B．抑郁模型小鼠 ___________ 实验组 抑郁模型小鼠 _________ 【答案】(1) 下丘脑—垂体—肾上腺皮质 上升 正 (2) 副交感神经 益生菌的代谢物可以通过刺激迷走神经向脑传递信息使5-HT分泌量上升来改善抑郁症状，切断迷走神经后，5-HT分泌量下降 5-HTP/5-羟色胺前体 血液循环 (3) B 等量的生理盐水灌胃 等量的适宜浓度的SCFAs补充剂灌胃 【分析】肾上腺皮质激素的分泌，受“下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴”的分级调节，即下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素，作用于垂体，使其分泌促肾上腺皮质激素，作用于肾上腺皮质，使其分泌肾上腺皮质激素。 【详解】（1）由图可知，机体可通过“下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴”调节GC的分泌。GC分泌量升高会抑制TPH1的活性从而使5-HTP的合成减少，进而使5-HT合成减少，促进ACTH合成，作用于肾上腺皮质增加GC的分泌，使GC分泌量上升，这种调节方式属于正反馈调节。 （2）因为5-HT可使迷走神经兴奋并促进胃肠蠕动，而副交感神经能促进胃肠蠕动等，所以迷走神经中包含副交感神经。 益生菌的代谢物通过刺激迷走神经向脑传递信息使5-HT分泌量上升，切断后该信息传递途径受阻，5-HT分泌量下降，使益生菌对抑郁症状的改善作用显著减弱。据图可知益生菌还可以提升肠道内色氨酸含量来增加5-HTP的含量，5-HTP通过血液循环到达脑，进而增加5-HT的分泌量，从而改善抑郁症状。 （3）实验目的是验证肠道中的SCFAs可通过影响5-HT的分泌来改善抑郁症状。对照组1是健康小鼠用适量的生理盐水灌胃；对照组2应是抑郁模型小鼠，用适量的生理盐水灌胃，作为空白对照；实验组是抑郁模型小鼠，用适量适宜浓度的SCFAs补充剂灌胃。 四、综合题 10．（2026·上海浦东新·一模）肠道调节与健康 人体的肠道仅由一层紧密排列的上皮细胞将肠腔与内环境隔开。脑肠轴（图）是脑与肠道之间复杂的通信系统。血清素可作用于下丘脑的食欲中枢，使人产生饱腹感；低水平的血清素与抑郁症等情绪障碍密切相关。 (1)据图可知，实现脑和肠道通讯的信息分子有___________（填图中的编号）。下列关于结构甲的事实中，有利于信号快速、精准传递的有( )（多选） A．④的数量多            B．⑤以胞吐方式释放 C．⑤被快速降解          D．⑤和④特异性结合 (2)图中迷走神经的信息传递方向为____________。（编号选填） ①脑→肠       ②肠→脑         ③脑肠 (3)信息在结构乙处传递时，发生的过程有（    ）（多选） A．膜内外电位差的改变 B．离子的跨膜运输 C．神经递质的释放 D．静息电位→动作电位 (4)据图分析，以下功能或现象可能通过“脑肠轴”完成的是（    ）（多选） A．长期服用抗生素，产生更多血清素 B．菌群紊乱，产生腹痛 C．通过补充血清素，可以抑制食欲 D．情绪焦虑或放松 肠组织中免疫细胞的存活高度依赖脂肪酸氧化。下图是健康人和HIV感染者的相关免疫细胞的代谢示意图（PPAR：脂肪酸感应器；FA：脂肪酸；基因F：脂肪生成相关基因；箭头粗细表示程度；启动子；RNA聚合酶结合的特定DNA序列，与转录起始有关） (5)肠道上皮可作为第一道免疫防线，下列相关特点中，与此功能相适应的有（    ）（多选） A．膜上有转运蛋白 B．具有黏液层 C．细胞排列紧密 D．分泌抗菌肽 (6)据图推测PPAR的作用是（    ）（单选） A．促进基因F的突变 B．促进基因F的转录 C．抑制基因F的翻译 D．抑制基因F的复制 (7)综合上述图文信息，HIV感染者肠道上皮完整性被破坏的机制是：HIV感染引起PPAR下降→___________→肠道上皮完整性被破坏。（编号排序） ①免疫细胞攻击肠上皮细胞的质膜         ②脂肪酸氧化分解下降 ③免疫细胞能量供应不足                 ④基因F转录水平下降 ⑤摄取肠上皮细胞的质膜                 ⑥脂滴生成减少 (8)据题干信息和所学知识，HIV感染引起肠道上皮完整性被破坏的治疗思路有__________。（多选）（    ） A．提升肠道上皮细胞中PPAR的数量 B．提高肠道免疫细胞脂肪酸的供应 C．抑制肠道上皮细胞的凋亡 D．阻止免疫细胞攻击肠道上皮细胞 【答案】(1) ①②⑤ ABD (2)② (3)ABD (4)BCD (5)BCD (6)B (7)④→⑥→②→③→①→⑤ (8)BCD 【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。兴奋在神经元之间的传递过程为：兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号），递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号），从而将兴奋传递到下一个神经元。 【详解】（1）某些肠道微生物会促进肠道上皮A细胞，分泌①血清素，血清素可作用于下丘脑的食欲中枢，使人产生饱腹感；某些肠道微生物的代谢产物②作用于肠道上皮B细胞，B细胞释放神经递质，作用于迷走神经传入神经元的突触后膜，引发神经冲动并沿迷走神经传导至脑，所以实现脑和肠道通讯的信息分子是①②⑤。 A、结构甲是一个突触，④是突触后膜的受体，数量多能更高效接收信号，加快传递速度，A符合题意； B、⑤神经递质以胞吐方式释放，胞吐可快速大量释放神经递质，提升信号传递效率，B符合题意； C、⑤神经递质被快速降解，避免持续刺激，C不符合题意； D、⑤神经递质与④突触后膜上的受体特异性结合，确保信号传递的准确性，D符合题意。 故有利于信号快速、精准传递的有ABD。 （2）由图可知，肠道B细胞内含有突触小泡，为突触前膜以胞吐形式释放神经递质，作用于迷走神经元形成的突触后膜，迷走神经的信息传递方向为 ②肠→脑 。 （3）A、结构乙是神经纤维上的某一部位，兴奋在神经纤维上传导时，电位会从静息电位变为动作电位，导致电位差改变，A发生； B、神经纤维上动作电位产生（Na⁺内流）、静息电位恢复（K⁺外流）都依赖离子跨膜运输，B发生； C、神经递质的释放发生在突触中，C不发生； D、神经冲动传导时，神经纤维上会发生静息电位到动作电位的转变，D发生。 故选ABD。 （4）A、长期服用抗生素，杀死肠道部分菌群，使肠道A细胞产生血清素减少，A不符合题意； B、菌群紊乱可释放代谢产物，刺激肠道B细胞，信号经迷走神经等传入脑，产生腹痛的痛觉，B符合题意； C、血清素可作用于下丘脑的食欲中枢，使人产生饱腹感，通过补充血清素，可以抑制食欲，C符合题意； D、由题得低水平的血清素与抑郁症等情绪障碍密切相关，所以可通过“脑肠轴”使情绪焦虑或放松，D符合题意。 故选BCD。 （5）A、膜上有转运蛋白主要参与物质运输，与作为第一道免疫防线功能无关，A不符合题意； B、具有黏液层，可物理阻挡病原体，B符合题意； C、细胞排列紧密，形成机械屏障，阻止病原体侵入，C符合题意 D、分泌抗菌肽，直接杀伤病原体，D符合题意。 故选BCD。 （6）基因 F 的启动子是 RNA 聚合酶结合位点（与转录起始有关），图中健康人 PPAR 活跃时，基因 F 相关过程更旺盛；HIV 感染者 PPAR 下降，基因 F 转录受影响。因此 PPAR 促进基因 F 的转录，ACD错误，B正确。故选B。 （7）由图可知：HIV 感染→PPAR 下降→④基因 F 转录水平下降→⑥脂滴生成减少→②脂肪酸氧化分解下降→③免疫细胞能量供应不足→①免疫细胞攻击肠上皮细胞的质膜→⑤摄取肠上皮细胞的质膜→肠道上皮完整性被破坏。 （8）A、应提升免疫细胞中PPAR的数量，A错误； B、提高肠道免疫细胞脂肪酸的供应，满足免疫细胞的能量供应，B正确； C、免疫细胞攻击肠上皮细胞的质膜引起肠道上皮细胞的凋亡，抑制肠道上皮细胞的凋亡可治疗HIV感染引起肠道上皮完整性被破坏，C正确； D、阻止免疫细胞攻击肠道上皮细胞，可保护肠道上皮细胞，D正确。 故选BCD。 押题猜想07 工业微生物发酵生产高价值化合物 试题前瞻·能力先查 限时：10min 【原创题】聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一种由微生物合成的可生物降解塑料，可用于替代传统石油基塑料。科学家从某盐湖中分离到一株嗜盐细菌Halomonas，该菌能在高盐环境下生长并在胞内积累PHA。其PHA合成途径简图如下： 葡萄糖 → 乙酰-CoA → 乙酰乙酰-CoA → 3-羟基丁酰-CoA → PHA 为提高PHA产量，研究者拟将Halomonas中控制PHA合成的关键酶基因phaC克隆出来，连接到大肠杆菌表达载体上，再导入大肠杆菌中进行发酵生产。大肠杆菌作为工程菌具有生长快、遗传背景清晰、培养成本低等优势。 回答下列问题： （1） 若要从Halomonas中获取phaC基因，可通过 技术进行扩增。PCR反应体系中除了模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸外，还需要加入 ，反应过程包括 三个基本步骤。 （2） 构建基因表达载体时，需要将phaC基因插入质粒的 之间，以保证目的基因能在受体细胞中 。作为受体细胞的大肠杆菌需先用 处理，使其处于易于吸收外源DNA的感受态。 （3） 将重组质粒导入大肠杆菌后，需在培养基中加入 进行筛选，其原理是质粒上带有 ，只有成功导入重组质粒的大肠杆菌才能在含该抗生素的培养基上存活。 （4） 与传统化学合成塑料相比，利用微生物发酵生产PHA在环境保护方面的优势是 （答出两点即可）。 【答案】 （1）PCR 耐高温的DNA聚合酶/Taq酶 变性、复性（退火）、延伸 （2）启动子 终止子 转录 Ca²⁺/钙离子 （3）抗生素 抗生素抗性基因/标记基因 （5）原料可再生、产品可生物降解、减少白色污染、减少化石能源消耗 【解析】 （1） PCR是一种体外扩增DNA的技术，需要在高温（通常90℃以上）下使DNA双链解旋。普通的DNA聚合酶在高温下会变性失活，因此必须使用从嗜热细菌（如Thermus aquaticus）中提取的耐高温DNA聚合酶，最常用的是Taq酶。PCR的三个核心步骤循环进行，缺一不可：变性，加热至90~95℃，使DNA双链解开成为单链模板，复性（退火），降温至50~65℃，使引物与单链模板DNA的互补序列配对结合；延伸，升温至72℃左右，DNA聚合酶从引物3'端开始合成新的DNA链。 （2）基因表达载体的核心组件包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。启动子位于目的基因上游，是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录；终止子位于目的基因下游，提供转录终止信号。只有将目的基因插入启动子和终止子之间，才能保证基因在宿主细胞内正常转录。启动子与终止子控制的是以DNA为模板合成mRNA的过程，即转录。基因表达的完整过程包括转录和翻译，此空考查的是表达载体保证目的基因“能”被转录。大肠杆菌是原核生物，细胞壁外有细胞膜。将外源DNA导入大肠杆菌常用感受态细胞法：用低温的CaCl₂（钙离子） 溶液处理大肠杆菌，使细胞膜的通透性增加，细胞处于易于吸收外源DNA的生理状态。 （3）将重组质粒导入大肠杆菌时，并非所有细胞都能成功吸收质粒。为筛选出成功转化的细胞，通常利用质粒上携带的抗生素抗性基因。在培养基中加入相应抗生素，只有含质粒的细胞能存活，未导入质粒的细胞被抑制或杀死。 （4）题干要求从“环境保护”角度对比微生物发酵PHA与传统化学合成塑料。化学塑料以石油为原料，生产过程高能耗、高排放，且废弃后难以降解，造成“白色污染”。PHA的优势在于：原料可再生：以葡萄糖、淀粉、秸秆水解液等可再生生物质为原料，而非化石能源。产品可生物降解：PHA在自然环境中能被微生物完全分解为CO₂和水，不产生持久性污染。减少白色污染：替代传统塑料可减少不可降解废弃物在环境中的累积。减少化石能源消耗：生产过程中对石油依赖小，碳排放较低。 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中，将「生物技术与工程」列为选择性必修三的核心模块，并明确要求：阐明发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品；概述基因工程的基本操作程序；举例说明基因工程在农牧业、医药卫生等领域的应用；探讨生物技术在发展经济、保护环境等方面的价值与伦理问题。该模块内容是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到「理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题中“生物技术与工程”板块的核心载体。 近年来，广东高考生物命题在《生物技术与工程》模块尤其注重工业微生物发酵与合成生物学、绿色生物制造国家战略相结合的情境设计。如2024年广东卷（T21，工程菌株合成细菌纤维素及光控染色）：以构建光控表达载体转化驹形杆菌、实现细菌纤维素膜的光控黑色素染色为情境，综合考查：①培养基营养条件的优化；②启动子选择逻辑（PBAD与PT7的分工）；③光控基因表达的原理（蓝光诱导nMag与pMag结合重构T7RNAP活性）；④抗生素抗性基因的筛选与维持功能；⑤工程菌株构建思路的迁移应用（生产其他颜色图案）。2025年广东卷（T21，大肠杆菌生长阶段特异性调控生产莽草酸）：以构建质粒调控蛋白质合成与降解速率、实现大肠杆菌生长稳定期莽草酸积累为情境，考查：①重组菌株的筛选方法（PCR+荧光检测）；②细胞密度与荧光强度的监测方法；③启动子PX与阻遏蛋白X的负调控回路设计；④基于生长阶段动态调控代谢途径的生产菌株构建思路。 “工业微生物发酵生产高价值化合物”作为微生物学、分子生物学、代谢工程与生物化工的交叉前沿领域，涵盖微生物培养与发酵条件的优化、基因表达载体的构建与调控（启动子选择、诱导系统设计）、代谢途径的定向改造、产物分离与纯化等核心机制，与广东省作为全国生物医药与生物制造产业高地（深圳国家基因库、广州国际生物岛、珠海横琴合成生物学创新中心）、发酵调味品与功能食品的产业传统（酱油、豆豉、功能糖等） 密切结合，是近年来非选择题重工程设计、重逻辑建模的核心考点。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·重庆·二模）嗜热菌是一种生活在高温环境下的微生物，能够产生高分子表面活性剂（一种胺类化合物）。这类表面活性剂具有去除油污、泡沫的能力，常用发酵工程的方法培养嗜热菌生产各种洗涤剂。下列相关叙述正确的是（    ） A．嗜热菌含有表面活性剂基因，可用嗜热菌生产洗涤剂 B．发酵培养基中营养物质的浓度越高，活性剂的产量越高 C．与常规的洗涤剂相比，嗜热菌产生的活性剂可能更耐高温 D．发酵过程中，pH、溶解氧量的改变不会影响嗜热菌产生活性剂 【答案】C 【详解】A、基因表达的产物是RNA或蛋白质，表面活性剂是一种胺类化合物，可见嗜热菌含有控制表面活性剂合成的相关基因，而不是表面活性剂基因，A错误； B、若发酵培养基中营养物质浓度过高，会使培养基渗透压过高，导致嗜热菌细胞失水，代谢受抑制甚至死亡，反而会降低活性剂的产量，并非浓度越高产量越高，B错误； C、嗜热菌本身生活在高温环境中，其产生的表面活性剂需要在高温下保持功能稳定才能适应嗜热菌的代谢活动，因此与常规洗涤剂相比，该活性剂可能更耐高温，C正确； D、pH会影响嗜热菌胞内酶的活性，溶解氧量会影响嗜热菌的呼吸作用，二者改变均会影响嗜热菌的正常代谢，进而影响表面活性剂的产量，D错误。 故选C。 2．（2026·陕西安康·一模）商洛丹参是道地药材，其有效成分丹参酮需经P450酶催化合成。科研人员将丹参P450基因导入酵母，构建工程菌生产丹参酮。下列叙述正确的是（    ） A．P450酶通过提供活化能加速丹参酮合成 B．工程酵母需添加丹参细胞特有的辅因子才能产丹参酮 C．发酵罐需严格无氧以维持P450酶活性 D．提高发酵温度可显著提升丹参酮产量 【答案】B 【详解】A、酶通过降低化学反应的活化能来加速反应速率，P450酶的作用机制也是如此，A错误； B、酵母细胞可能缺乏丹参细胞中与P450酶功能相关的特定辅因子（如辅酶、金属离子等），需额外添加才能催化合成丹参酮，B正确； C、P450酶在丹参细胞中正常发挥作用需氧气参与（如催化氧化反应），且酵母为兼性厌氧生物，严格无氧环境会抑制其代谢，C错误； D、酶活性受温度影响，超过最适温度会导致酶变性失活，盲目提高温度反而降低丹参酮产量，D错误。 故选B。 3．（2026·宁夏·二模）青霉素发酵过程中总有头孢霉素产生。人们通过对青霉菌代谢途径的研究发现，在青霉素与头孢霉素的合成过程中，它们有一个共同的前体，这个前体经过两种不同酶的作用分别合成两种产物。下列相关叙述正确的是（　　） A．通过基因编辑敲除其中一种酶的基因，从而使青霉菌只产生一种产物 B．青霉素属于抗生素，因此在青霉素生产过程中不会发生杂菌污染 C．发酵结束时可采用过滤、沉淀等方法从发酵液中提取青霉素 D．进行主发酵前一次性加足所需的营养组分以利于工业化生产 【答案】A 【详解】A、青霉素和头孢霉素由共同前体经两种不同酶催化分别合成，敲除其中一种酶的基因后，青霉菌无法合成该酶，对应代谢途径中断，前体仅能通过另一条途径合成单一产物，A正确； B、青霉素主要抑制革兰氏阳性菌的细胞壁合成，对真菌、青霉素抗性菌无抑制效果，故生产过程中仍可能被这类杂菌污染，B错误； C、过滤、沉淀是分离收集微生物菌体的方法，青霉素是代谢产物，需用其它方法提取，C错误； D、一次性加足全部营养会导致发酵初期培养液渗透压过高，抑制青霉菌生长，还易出现前期菌体过度增殖、后期营养不足的问题，工业化生产通常采用分批补料的方式补充营养，D错误。 4．（2026·湖北·一模）某同学利用我国人工智能大模型检索现代发酵工程应用相关的问题。下列检索的结果存在科学性错误的是（    ） A．发酵工业体系形成得益于原料丰富价廉、产物种类多、生产条件严苛 B．发酵工程生产的单细胞蛋白就是微生物菌体，可作为食品添加剂或饲料 C．可通过人工诱变、基因工程、从自然界直接筛选等方式获得性状优良的菌种 D．啤酒的工业化生产主发酵阶段完成酵母菌繁殖、大部分糖的分解及代谢物生成 【答案】A 【详解】A、发酵工业的优势在于原料来源广泛且成本低廉（如农副产品）、产物种类多样（如抗生素、酶制剂等），但发酵工程的生产条件通常是相对温和的（比如常温常压），而非“严苛”，A错误； B、单细胞蛋白指通过发酵工程获得的微生物菌体本身（如酵母菌、细菌），富含蛋白质，可作为食品添加剂（如营养强化剂）或动物饲料，B正确； C、优良菌种的选育方法包括人工诱变（诱导基因突变）、基因工程（定向改造遗传物质）及从自然界筛选（分离野生型菌株），均为现代发酵工程常用技术，C正确； D、啤酒工业化生产中，主发酵阶段主要完成酵母菌的大量繁殖、大部分糖类分解（产生乙醇和CO₂）及代谢产物积累（如风味物质），后发酵阶段则进行澄清与熟化，D正确。 故选A。 5．（2026·四川内江·二模）不同乳酸菌代谢特征不同，用多种乳酸菌作复合发酵剂可生产风味多样的发酵产品。研究人员筛选出三种乳酸菌，通过两两相交划线接种，鉴定菌种间是否存在拮抗作用，结果如下表（“+”表示交接处菌落正常生长）。下列叙述错误的是（　　） 植物乳杆菌 副干酪乳杆菌 短乳杆菌 植物乳杆菌 / + + 副干酪乳杆菌 + / + 短乳杆菌 + + / A．三种乳酸菌无拮抗作用，可调配为泡菜复合发酵剂 B．调配比例适宜的复合发酵剂是发酵工程的中心环节 C．乳酸菌发酵液呈酸性可抑制杂菌，但发酵设备仍需严格灭菌 D．发酵条件改变会影响乳酸菌代谢，进而影响发酵产品品质 【答案】B 【详解】A、三种乳酸菌两两接种交接处均正常生长，说明无拮抗作用，可根据风味需求调配为泡菜复合发酵剂，A正确； B、发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵过程，B错误； C、乳酸菌发酵产生乳酸使发酵液呈酸性，可抑制多数杂菌繁殖，但仍需对发酵设备严格灭菌，避免耐酸杂菌等污染影响发酵产品品质，C正确； D、温度、pH等发酵条件会影响乳酸菌内酶的活性进而影响其代谢，最终会改变发酵产品的风味等品质，D正确。 6．（2026·山东淄博·一模）科研人员以甲醇为原料，利用毕赤酵母工厂化生产单细胞蛋白用于饲料生产，相关流程如图所示。下列说法正确的是（　　） A．①中提高甲醇浓度和培养温度可定向获得耐高温和高甲醇耐受性的菌株 B．②中的种子培养基属于选择培养基 C．④可以采用提取、分离和纯化措施从发酵液中获得单细胞蛋白 D．⑤中获得的单细胞蛋白属于毕赤酵母的次生代谢产物 【答案】A 【详解】A、提高甲醇浓度和培养温度能起到选择作用，筛选出耐高温和高甲醇耐受性的菌株，A正确； B、②中的种子培养基（酵母提取物-胰蛋白胨-葡萄糖培养基）是通用培养基/富集培养基，目的是扩大培养筛选后的毕赤酵母，不具备选择功能，B错误； C、单细胞蛋白是微生物菌体本身，发酵结束后需要用过滤沉淀的方法获得，C错误； D、单细胞蛋白是毕赤酵母的细胞本身（菌体），属于细胞组分，并非代谢产物。次生代谢产物是微生物生长到一定阶段后产生的、对自身无明显生理功能的物质，与单细胞蛋白概念不同，D错误。 故选A。 7．（2026·山东德州·一模）泡菜和食醋既可通过传统发酵技术获得，也可利用发酵工程进行工业化生产。下列说法错误的是（　　） A．醋酸发酵过程中醋酸菌繁殖越快发酵产物的产量越高 B．与传统发酵相比，发酵工程更易保证产品品质的稳定性 C．泡菜和食醋制作过程中的发酵产物会抑制杂菌的繁殖 D．泡菜和食醋的制作分别依赖乳酸菌的无氧呼吸和醋酸菌的有氧呼吸 【答案】A 【详解】A、醋酸发酵过程中，若醋酸菌繁殖过快，会消耗大量营养物质用于菌体自身增殖，用于合成发酵产物醋酸的营养占比下降，因此发酵产物产量不会随醋酸菌繁殖速度加快而升高，并非繁殖越快产物产量越高，A错误； B、发酵工程可精准控制温度、pH、溶氧量等发酵条件，且使用纯化的优良菌种，相比传统发酵自然接种、条件难以精准调控的特点，更易保证产品品质的稳定性，B正确； C、泡菜的发酵产物为乳酸，食醋的发酵产物为醋酸，酸性环境可抑制多数杂菌的生长繁殖，C正确； D、泡菜制作依赖乳酸菌的无氧呼吸产生乳酸，醋酸菌为好氧菌，食醋制作依赖醋酸菌的有氧呼吸产生醋酸，D正确； 故选A。 二、解答题 8．（2026·天津·一模）苏氨酸是常用工业原料，目前主要通过大肠杆菌发酵生产。当细胞中苏氨酸含量较高时，会抑制苏氨酸合成酶基因的转录。A基因编码的A蛋白位于大肠杆菌细胞膜上，可将苏氨酸运出细胞。我国研究者尝试利用基因工程技术提高菌株生产能力。 注：限制性内切核酸酶Bsa Ⅰ具有偏移剪切特性，其识别序列及切割位点如图1所示。 (1)Bsa Ⅰ酶切DNA中的________键，产生________（类型）末端。Bsa Ⅰ酶切图1中载体产生的末端________（填“相同”或“不相同”或“不完全相同”）。 (2)为构建A基因—RFP（红色荧光蛋白）基因表达载体，需在图1中载体的Bsa Ⅰ酶切点处插入基因A。为保证基因A对应的基因序列与载体正确连接，应在扩增该基因时通过引物添加相关序列，则引物2的序列为5′________3′（写出前12个碱基）。若要通过PCR检测A基因—RFP基因表达载体构建是否成功，应选择图1中的引物组合________。 (3)筛选导入A基因—RFP基因表达载体的大肠杆菌工程菌时，若选用缺少苏氨酸的完全培养基能否达到目的，请做出判断并说明原因_________________________________。 (4)为探究外源A基因表达水平对工程菌苏氨酸产量的影响，分别将利用三种具有持续表达活性的启动子的A基因—RFP基因表达载体导入大肠杆菌菌株W中，获得三种工程菌，相关处理及结果如图2。 ①图中菌株W-01、菌株W-02、菌株W-03三组实验的荧光强度相对值可反映________。 ②工程菌W-01苏氨酸产量显著高于菌株W的原因是________。 【答案】(1) 磷酸二酯键 黏性 不相同 (2) GGTCTCNAAACC 引物2和引物3 (3)否，大肠杆菌自身能合成苏氨酸 (4) A基因的表达水平（三种启动子的活性不同） W-01荧光最强 ，A基因表达最高，A蛋白产量高，苏氨酸运出速率高，（菌体中苏氨酸浓度低）对苏氨酸合成酶基因转录的抑制弱 【详解】（1）限制性内切核酸酶（限制酶）的作用是断裂DNA分子中特定位置相邻核苷酸之间的磷酸二酯键。观察图中载体的两个BsaⅠ切点：正向链（5′→3′）：识别序列（5’-GGTCTC-3’）后第1个N后切割， 反向链（3′→5′）：识别序列（3′-CCAGAG-5′）后第5个N前切割，分别产生5’-GTTT-3’和5’-AAAC-3’的黏性末端，两者末端序列不同。 （2）为保证基因A对应的基因序列与载体正确连接，应在扩增该基因时通过引物添加相关序列：酶切位点序列+对应质粒黏性末端互补的片段，即5’-GGTCTCNAAAC...3’（N代表任意碱基），但题目只要求前12个，再加1个与3’第1个碱基G配对的C，所以引物2的序列为5’-GGTCTCNAAACC...3’。选择一个在载体上、一个在插入片段上的引物组合，这样只有插入成功时才能扩增出条带。图中引物2在基因A的下游，引物3在载体RFP基因上游的启动子区域，所以用引物2和引物3可以跨越插入位点，扩增出预期片段，验证是否成功插入。 （3）大肠杆菌作为原核生物，自身具备完整的苏氨酸合成代谢途径。在缺少外源苏氨酸的培养基中，大肠杆菌会启动自身合成途径产生苏氨酸。因此，无论是否导入A基因（A蛋白负责运出苏氨酸），大肠杆菌在缺苏氨酸培养基上均能生长，无法据此筛选出工程菌。 （4）RFP基因与A基因共享同一启动子（I-01/I-02/I-03），其表达量与荧光强度正相关，因此荧光强度相对值可反映A基因的表达水平（转录或翻译水平）；W-01荧光最强 ，A基因表达最高，A蛋白最多，苏氨酸运出速度最快，胞内苏氨酸浓度最低，解除对“苏氨酸合成酶基因”的转录抑制，合成酶持续表达，苏氨酸产量显著升高。 9．（2026·河南洛阳·二模）利用基因工程技术生产人胰岛素的两种途径，其中途径1利用转基因牛作为乳腺生物反应器，途径2利用转基因大肠杆菌进行发酵生产。 回答下列问题： (1)获得基因工程所用的胰岛素基因，需先从人体胰岛B细胞的细胞质中获得mRNA，经________催化获得cDNA，利用PCR技术获得大量的胰岛素基因。构建重组质粒过程中，最好选用的限制酶是________。 (2)某同学设计引物用PCR方法验证重组质粒构建成功（引物1~4结合位置如图所示，→表示引物方向）。该同学进行PCR实验时，所用模板与引物见下表。无扩增产物的实验有________；实验⑥扩增出的DNA产物是________。 实验 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 模板 无 无 引物对 引物1和引物2 引物3和引物4 (3)途径1中为使目的基因能在乳腺细胞中表达，应将该基因与________的基因的启动子重组在一起；途径2筛选含目的基因大肠杆菌菌株的实验思路是________。 【答案】(1) 逆转录酶 EcoRⅠ和BamHⅠ (2) ①②④ 含目的基因和部分质粒序列的片段 (3) 乳腺中特异性表达 在含有四环素的培养基上利用稀释涂布平板法培养样品大肠杆菌，再将在含有四环素的培养基上生长的菌落（利用影印法影印）对应转移到含有青霉素的培养基上培养，比较分析两个培养基上的菌落生长情况（注解：在含有四环素的培养基上能正常生长而在含有青霉素的培养基上不能正常生长的菌落为含目的基因大肠杆菌菌株形成的菌落） 【详解】（1）以mRNA为模板合成cDNA的逆转录过程需要逆转录酶催化；构建重组质粒时，选用EcoRⅠ和BamHⅠ两种不同限制酶，可产生不同的黏性末端，避免质粒和目的基因自身环化、反向连接，同时保留完整的四环素抗性基因作为筛选标记，是最佳选择。 （2）PCR扩增需要模板和能特异性结合的引物：①模板为空白、④模板为空白，均无扩增模板，无法得到产物；②模板是不含目的基因的原质粒PO，引物1、2是针对目的基因设计的，无法在PO上特异性结合，因此也无扩增产物；③模板是重组质粒，引物配对正确，可以扩增；⑤模板PO的质粒骨架存在引物3、4的结合位点，可以扩增出不含目的基因的片段；⑥模板是重组质粒PX，引物3、4结合在目的基因的两侧，因此扩增出含目的基因和部分质粒序列的片段。 （3）乳腺生物反应器中，需要让目的基因仅在乳腺细胞中特异性表达，因此需要将目的基因与乳腺中特异性表达基因的启动子重组连接；本构建过程中，目的基因插入后破坏了青霉素抗性基因，四环素抗性基因保持完整，因此筛选思路是：在含有四环素的培养基上利用稀释涂布平板法培养样品大肠杆菌，再将在含有四环素的培养基上生长的菌落（利用影印法影印）对应转移到含有青霉素的培养基上培养，比较分析两个培养基上的菌落生长情况（注解：在含有四环素的培养基上能正常生长而在含有青霉素的培养基上不能正常生长的菌落为含目的基因大肠杆菌菌株形成的菌落）。 三、实验题 10．（2026·广东汕头·一模）异丁胺是一种重要的化工原料，其胞内合成代谢途径见图8。通过微生物发酵生产异丁胺时常难以兼顾菌株生长和产物合成间的平衡，研究人员尝试利用基因工程技术提高菌株的生产能力。回答下列问题： (1)据图8推测，真核细胞中TCA循环发生在线粒体______（填“基质”或“内膜”）。将asgltA基因导入菌株中，其转录形成的RNA能与gltA基因的mRNA结合形成部分双链，gltA基因表达的_____（填“转录”或“翻译”）过程受阻，减少丙酮酸进入TCA循环，积累丙酮酸用于异丁胺的生产，但此时菌株的生长未受明显影响。 (2)为实现利用温度对大肠杆菌代谢的调控，研究人员构建了两种质粒（图），并分别以红色荧光蛋白mCherry和绿色荧光蛋白GFP为模式蛋白，检测质粒的调控能力。 注：PRM为持续性表达启动子，PR和Ptrc-box为特异型启动子（分别被CI蛋白二聚体和pdhR蛋白识别并抑制），符号代表抑制，代表终止子。 ①为了使细胞中质粒1中mCherry蛋白的表达同时受到温度和丙酮酸的调控，可在质粒2的___处（填“A”或“B”）插入pdhR基因，将改造后的质粒1和质粒2导入敲除pdhR基因的大肠杆菌获得菌株L1，菌株L1在30℃时会发出____色荧光。 ②pdhR蛋白无法结合天然启动子Ptrc。在Ptrc后插入box序列即可得到质粒1中的启动子Ptrc-box。研究人员通过右图实验（如图）证明pdhR蛋白可以直接结合启动子Ptrc-box，由此推测，实验中P是指无荧光标记的_____（填“Ptrc-box”或“无关启动子”），并在泳道5的方框中补充可能的条带宽度_____。 (3)已知丙酮酸在细胞内积累到2g/L时，才能解除pdhR对Ptrc-box的抑制作用；asgltA转录形成的RNA的抑制作用可长时间维持。请完善以下表格，以实现动态调节大肠杆菌的代谢途径从而提高异丁胺的产量。 操作 目的 对菌株L1的质粒和遗传物质进行改造：______ 获得在生长阶段（37℃）积累丙酮酸并抑制生产，而在生产阶段（30℃）抑制生长的工程菌。 控制发酵温度先为37℃，当监测到______时将温度切换为30℃。 【答案】(1) 基质 翻译 (2) B 红 Ptrc-box (3) ①用vlmD酶基因替换质粒1中的mCherry基因；②asgltA基因替换质粒2中的GFP基因；③敲除菌株L1的vlmD基因 丙酮酸浓度≥2g/L 【分析】基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶DNA 连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）真核细胞的 TCA 循环发生在线粒体基质，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所。asgltA 转录的 RNA 与 gltA 的 mRNA 结合形成双链，会阻碍核糖体与 mRNA 结合，使翻译过程受阻，减少丙酮酸进入 TCA 循环，为异丁胺合成积累原料。 （2）①将 pdhR 基因插入质粒 2 的 B 处，使 pdhR 表达受温度调控，进而通过 pdhR 调控质粒 1 的 mCherry，实现温度和丙酮酸的控制，30℃时 CI 蛋白形成二聚体，抑制 pdhR 表达→无 pdhR 抑制 Ptrc→mCherry（红色荧光）持续表达，故菌株发红光。 ②实验为凝胶迁移实验，P 是无荧光标记的Ptrc-box，用于验证 pdhR 与该启动子的直接结合，实验仅检测荧光标记的 Ptrc-box，与泳道 2相比，泳道 5 的 pdhR 与标记 Ptrc-box 的结合效率完全相同，因此条带 1 的宽度与泳道 2 一致，条带 2 的宽度也与泳道 2 一致，补充可能的条带宽度如图： 。 （3）对菌株L1的质粒和遗传物质进行改造，可以替换 mCherry 为 vlmD，将异丁胺合成关键酶置于 温度 + 丙酮酸调控下； 替换 GFP 为 asgltA，将 抑制生长置于温度调控下； 敲除内源 VlmD，避免原有酶干扰，确保产物合成受控。37℃asgltA 表达，菌体正常生长，丙酮酸逐步积累，当丙酮酸浓度≥2g/L时，切换至 30℃，asgltA 表达抑制生长，vlmD 持续表达，丙酮酸全部用于合成异丁胺，实现产量最大化。 押题猜想08 微塑料污染与生物修复 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】微塑料（粒径<5 mm）已成为全球海洋生态系统面临的新型污染物。2025年，中国水产科学研究院黄海水产研究所团队在桑沟湾的研究发现，微塑料在海洋食物网中存在显著的生物放大作用——营养级放大系数（TMF）大于1，且小尺寸、纤维状及聚苯乙烯成分的微塑料生物放大效应尤为明显。与此同时，广东省科学院生态环境与土壤研究所孙蔚旻研究员团队发现，珠江口作为世界上塑料污染最严重的河口之一，其沉积物中存在大量微塑料积累。2026年，国际研究团队成功构建了一株工程化的海洋细菌Vibrio natriegens，将PET降解酶（PETase）展示在其细胞表面，在模拟海水条件下（3.5% NaCl，30℃）6小时内即实现了96.6%的PET模型底物转化，远优于大肠杆菌体系的39.3%。 根据以上信息，下列叙述错误的是（ ） A.桑沟湾微塑料TMF>1的研究结果表明，微塑料可沿“浮游植物→浮游动物→鱼类”等食物链逐级传递，且在高营养级生物体内浓度可能高于低营养级生物 B.微塑料在生物体内富集的主要来源是环境暴露，其尺寸、形状和聚合物类型等物理化学特性是影响营养级放大作用的关键因素 C.利用工程化Vibrio natriegens对海洋微塑料进行原位生物修复，其本质是利用微生物的分解代谢将PET等塑料聚合物矿化为CO₂等无机物，促进碳元素回归自然界物质循环 D.微塑料作为外源污染物进入海洋生态系统后，可通过生物富集作用在食物链顶端生物体内达到最高浓度，这一过程与重金属（如汞）和持久性有机污染物（如DDT）沿食物链的传递规律完全一致 【答案】1．D 【解析】1．题干明确指出桑沟湾微塑料的营养级放大系数（TMF）大于1，表明微塑料在食物网中存在生物放大作用。TMF>1意味着高营养级生物体内的微塑料浓度高于低营养级生物，这与微塑料沿“浮游植物→浮游动物→鱼类”等食物链逐级传递的规律一致，A正确； B.题干直接引用了黄海所研究的结论——微塑料的尺寸、聚合物类型、形状和颜色等物理化学特性是影响其营养级放大作用的关键因素。同时，研究发现生物体内微塑料的组成与周围水体及沉积物中的组成相似，表明环境暴露是其生物累积的主要来源，B正确； C.生物修复的核心原理正是利用微生物分泌的降解酶将塑料聚合物分解，最终矿化为CO₂等小分子。这一过程使塑料中固定的碳元素重新进入生态系统的物质循环，体现了微生物在碳循环中的重要作用，C正确； D.微塑料的生物富集机制与经典持久性有机污染物（如DDT）和重金属（如汞）存在本质区别。 DDT等脂溶性污染物可通过细胞膜进入生物体内并在脂肪组织中长期蓄积，逐级放大效应十分显著，而微塑料作为颗粒性污染物，主要通过摄食途径进入消化道，大多数滤食性生物具有主动筛选和排出能力，D错误。 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中，将「生态系统的结构与功能」「人类活动对生态系统的影响」列为选择性必修二的核心大概念，并明确要求：分析生态系统中能量流动和物质循环的基本规律；探讨人类活动对生态系统物质循环和能量流动的影响；举例说明生态修复的原理与方法；关注全球性生态环境问题。同时，《课程标准》在“教学提示”中强调：应引导学生关注当地的环境问题，运用生态学原理分析和解决实际问题。这些内容是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到「理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题中“生态与环境”板块的核心载体。 近年来，广东高考生物命题在《生物与环境》模块尤其注重新污染物治理与生态修复、海洋生态环境保护相结合的情境设计。如2024年广东卷（T20，沉水植物修复富营养化水体）：以引种沉水植物恢复湖泊生态为情境，考查不同植物的光合特性、水质净化能力与垂直分布关系。2025年广东卷（T17，热带雨林生态修复与菌根真菌）：以退化热带雨林的生态修复为情境，考查植物-菌根真菌互作对磷元素利用和群落演替的影响。该题将微生物修复与植物修复深度融合，构建了“土壤微生态—植物生长—群落恢复”的多层次修复模型，为考查微塑料污染的生物修复（如利用塑料降解菌与植物联合修复）提供了完整的方法论参照。 “微塑料污染与生物修复”作为生态学、微生物学、环境科学与分子生物学的交叉前沿领域，涵盖生态系统的物质循环受阻机制、生物富集与食物链传递、微生物降解途径与关键酶系、植物-微生物联合修复等核心机制，与广东省作为海洋大省面临的微塑料污染挑战（珠江口、南海近岸微塑料污染）、本土科研机构在微塑料生态风险与生物降解领域的前沿研究（中国科学院南海海洋研究所、广东工业大学环境生态工程研究院） 密切结合，是近年来选择题重概念辨析、非选择题重实验探究与系统建模的新兴核心考点。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·山西吕梁·二模）海洋微塑料污染日益严重，某科研团队利用微生物培养技术，从深海沉积物中筛选出可高效降解聚乙烯类微塑料的工程菌，并进行扩大培养。下列关于该工程菌的培养、分离与计数的叙述错误的是（    ） A．配制选择培养基时，以聚乙烯微塑料作为唯一碳源，可实现定向筛选 B．采用稀释涂布平板法计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少 C．发酵工程扩大培养时，需严格控制温度、pH、溶氧量等发酵条件 D．只要工程菌降解聚乙烯类微塑料效果显著，即可用于海洋微塑料污染的治理 【答案】D 【详解】A、选择培养基可通过设定特定营养条件定向筛选目标微生物，以聚乙烯微塑料为唯一碳源时，只有能降解利用聚乙烯的工程菌可存活繁殖，可实现定向筛选，A正确； B、采用稀释涂布平板法计数时，若两个或多个活菌连在一起，平板上仅会形成一个菌落，因此统计的菌落数往往比活菌实际数目少，B正确； C、微生物的生长和代谢活动受温度、pH、溶氧量等环境条件影响，扩大培养时严格控制相关发酵条件可保证工程菌的活性和繁殖效率，C正确； D、将人工筛选的工程菌投入自然环境前，除考虑降解效果外，还需评估其是否会造成生物入侵、破坏海洋生态平衡等生态风险，不能仅因降解效果显著就直接投入使用，D错误。 2．（2026·湖北·二模）微塑料（MP）是指粒径<5mm的塑料碎片，具有化学性质稳定、难以降解等特点，进入水体中的微塑料易被鱼类、贝类等生物摄食。下列相关叙述错误的是（    ） A．MP通过水、生物迁移等途径扩散，引起全球污染 B．水体中营养级越低的生物体内MP浓度一般越高 C．MP被鱼类、贝类等摄食之后，会沿着食物链单向传递 D．人工种植吸附能力较强的植物，可减轻环境中MP污染 【答案】B 【详解】A、MP可通过水体流动、生物摄食等途径进行迁移扩散，导致全球性污染，符合污染物扩散规律，A正确； B、生物富集作用是指污染物沿食物链逐渐积累，营养级越高的生物体内污染物浓度越高。MP作为难降解物质，在食物链中会逐级富集，因此营养级越低的生物体内MP浓度应越低，B错误； C、MP被水生生物摄食后，通过捕食关系沿食物链单向传递，符合物质在食物链中的传递特点，C正确； D、利用植物修复技术，种植能吸附污染物的植物，可降低环境中MP含量，属于生物防治手段，D正确。 故选B。 二、解答题 3．（2026·广西柳州·三模）天然牡蛎礁是全球热带至温带海岸线上广泛分布的重要生态系统，由死牡蛎壳和大量的牡蛎活体聚集而成，具有复杂的三维结构，具有重要的生态功能。图1表示该水域牡蛎摄入能量的去向（图中字母表示相应的能量）。回答下列问题： (1)牡蛎礁为鱼类等动物提供____________（写出两点）。 (2)牡蛎属于生态系统成分中的____________。牡蛎常被广泛用于监测持久性环境污染物（如微塑料和重金属物质），因为这些污染物可通过________作用在牡蛎体内聚集。 (3)图1中B代表的含义是____________，其中用于生长、发育和繁殖的能量是____________（用字母表示）。牡蛎被分解者利用的能量为____________（用字母表示）。 (4)科研人员在调查的基础上绘制了该牡蛎礁部分生物食物关系图，如图2所示。下列叙述错误的有（多选）________ A．牡蛎在该食物网中处于不同营养级 B．海葵和节肢动物的关系是捕食和竞争 C．采用样方法可以精确掌握海葵的种群密度 D．流入该生态系统的总能量为所有生物所含有的能量 (5)因过度采捕、环境污染、海岸带开发等影响，全球85%的牡蛎礁已退化或消失。开展牡蛎礁修复前，需进行可行性调研，请从生物与环境的相互作用角度设计一项调研的问题：________________。 【答案】(1)栖息地与食物来源 (2) 消费者 生物富集 (3) 牡蛎的同化量 C DF (4)ACD (5)①当地环境是否适宜牡蛎生长（如盐度、温度、溶解氧）？②环境中导致牡蛎礁退化的因素是什么？是否已经得到控制？ 【详解】（1）天然牡蛎礁是全球热带至温带海岸线上广泛分布的重要生态系统，由死牡蛎壳和大量的牡蛎活体聚集而成，据此推测，牡蛎礁为鱼类等动物提供栖息地、食物来源等。 （2）根据图2可知，牡蛎以浮游植物为食，属于消费者。牡蛎可用于监测持久性环境污染物，这些污染物可通过生物富集作用在牡蛎体内聚集。 （3） 同化量等于摄入量减去粪便量，图1中，牡蛎摄入的能量一部分以粪便形式排出（A），故B代表牡蛎的同化量。 用于生长、发育和繁殖的能量是同化量减去呼吸作用散失的能量，所以用于生长、发育和繁殖的能量是C。牡蛎被分解者利用的能量为D和F，A中的能量属于上一营养级的能量。 （4） A、图2食物网中包含牡蛎的食物链有：浮游植物→牡蛎→节肢动物→海葵、浮游植物 →牡蛎→ 海葵，其中牡蛎均处于第二营养级，A错误； B、海葵捕食节肢动物，同时海葵和节肢动物都捕食牡蛎，所以海葵和节肢动物的关系是捕食和竞争，B正确； C、海葵是活动能力弱、活动范围小的动物，适合用样方法调查其种群密度，但只是估算，不能精确掌握海葵的种群密度，C错误； D、流入该生态系统的总能量为所有生产者固定的太阳能以及死牡蛎壳中的有机物中的化学能，D错误。 故选ACD。 （5） 因过度采捕、环境污染、海岸带开发等影响，全球85%的牡蛎礁已退化或消失。从生物与环境的相互作用角度，可以设计的调研问题如当地环境是否适宜牡蛎生长（如盐度、温度、溶解氧）？②环境中导致牡蛎礁退化的因素是什么？是否已经得到控制等。 4．（2026·陕西西安·一模）为保护与修复长江三峡地区生态系统，科研人员对该生态系统的能量流动情况进行了调查统计，并设计了相应的生态修复措施。回答下列问题： (1)长江三峡地区曾由于污染物排放超标等原因出现了水体富营养化现象，产生了水华，长满水华的水域中藻类数量增多，水中溶解氧含量下降，主要原因是________。“水华”现象发生后，会导致水体污染加重，这一调节方式是________调节。 (2)长江水域中存在一定的重金属污染和白色污染（主要是塑料制品）。甲→乙→丙→丁为长江水域中的一条食物链，若检测四种生物体内的镉含量，镉含量最高的生物应该是________。研究发现丙的消化道内有吞食的微塑料碎片，为判断微塑料在丙的体内是否存在生物富集现象，还需进一步比较________。 (3)科研人员在三峡流域的某河滩地上设计了杨树纯林、杨树—沙棘混交林和紫花苜蓿草地三种植物生态修复模式，观测其生态修复效果（如表），并以播种玉米的河滩耕地为对照。 不同植物生态修复模式修复效果的监测数据【单位：（m·s-1）；（kg·m-2）】 组别 风速 土壤状况 土壤年风蚀量 杨树纯林林地 2.0 土壤中植物根系多，土壤紧实 0.21 杨树-沙棘混交林地 3.5 土壤中植物根系较多，土壤较紧实 0.25 紫花苜蓿草地 3.6 土壤中植物根系较多，土壤较紧实 0.30 玉米对照地 3.6 土壤中植物根系较少，土壤疏松 1.69 注：杨树纯林中杨树的平均树高为6.2m，平均胸径为8.7cm；杨树-沙棘混交林中杨树的平均树高为2.2m，平均胸径为3.8cm。杨树为乔木，沙棘为灌木，紫花苜蓿为多年生草本植物。 据表可知，三种植物生态修复模式在防风固沙、保持水土方面都起到一定作用，其中________（填“杨树纯林林地”“杨树—沙棘混交林地”或“紫花苜蓿草地”）防护效果最好，请分析其防护效果最好的依据________。 (4)在进行生态工程修复时，要遵循自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的，这是遵循了生态工程的________原理。 【答案】(1) 引起水华的浮游藻类、蓝细菌等迅速繁殖，又迅速死亡（或沉水植物缺光死亡），使得水体中的有机质增多，分解者的分解作用增强，不断消耗水中的溶解氧 正反馈调节 (2) 丁 水体中微塑料的含量和丙体内微塑料的含量 (3) 杨树纯林林地 三种植物生态修复模式中，杨树纯林林地中杨树的平均树高更高，平均胸径更大，防风能力强，风速最小；土壤中植物根系多，土壤紧实，年风蚀量最低 (4)整体 【详解】（1）水体富营养化导致N、P浮游藻类、蓝细菌等迅速繁殖，又迅速死亡，使得水体中的有机质增多，分解者的分解作用增强，不断消耗水中的溶解氧，从而使水中溶解氧含量下降；水体污染导致藻类大量繁殖引起“水华”现象，“水华”现象发生后，会导致水体污染加重，这一调节方式称为正反馈调节。 （2）在生态系统中，有害物质可以通过食物链在生物体内不断积累，其浓度随着消费者级别的升高而逐步增加，食物链甲→乙→丙→丁中，丁的营养级最高，因此，镉浓度最高的生物是丁；判断微塑料在丙的体内是否存在生物富集现象，还需进一步比较水体中微塑料的含量和丙体内微塑料的含量大小，如果丙体内微塑料含量高于水体，则表明丙的体内存在生物富集现象。 （3）根据表格中的数据可知，杨树纯林林地的风速最小、年风蚀量最低，说明其防护效果最好，这与杨树纯林林地中杨树的平均树高更高、平均胸径更大以及土壤中植物根系多，土壤紧实有关。 （4）几乎每个生态工程都是具有多组分、复杂结构及综合功能的系统，这样的复杂系统建设必须以整体观为指导；在进行生态工程修复时，要遵循自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的，这是遵循了生态工程的整体原理。 5．（2026·陕西咸阳·二模）微塑料污染在全球范围内日益严重，塑料废弃物在环境中分解产生的微塑料（MPs）被生物体吸收和积累后会产生不良影响。科研小组以波斯菊为实验材料探究MPs对植物生长的影响及机制，如图为波斯菊光反应过程的电子传递示意图，部分实验结果如表所示。回答下列问题： 不同浓度MPs胁迫对波斯菊生长指标的影响 MPs浓 度（mg/kg） 气孔导度（mol/m2） 叶绿素含 量（mg/g） CO2固定酶 活性（U/g） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓 度（μL·L-1） 0 3.57 1.91 3.85 8.5 302.2 0.5 3.55 1.90 3.88 10.1 308.1 5 3.34 1.66 3.62 8.3 310.02 50 3.30 1.34 3.6 7.9 310.3 200 3.29 1.29 3.4 6.8 311.0 (1)光合作用过程中，叶绿体依靠光系统（包括PSI和PSII）将光能转换为电能。实验室用________（试剂）提取绿叶中的色素，PSI和PSII中的色素在层析液中溶解度最小的是________。 (2)图中ATP合成酶合成ATP的能量直接来自于________。据图分析，光合电子传递链的最终电子受体是________。 (3)净光合速率大于0时，波斯菊叶肉细胞所固定的CO2来自________，此时产生ATP的膜结构有_________。 (4)根据表中实验结果可知，较高浓度MPs对波斯菊的光合作用具有________（填“促进”或“抑制”）作用，判断依据是___________（答出两点）。 【答案】(1) 无水乙醇 叶绿素b (2) 氢离子浓度差（氢离子势能） NADP+（氧化型辅酶Ⅱ） (3) 细胞呼吸和外界环境 线粒体内膜和类囊体薄膜 (4) 抑制 叶绿素含量降低；CO2固定酶活性降低 【详解】（1）叶绿体中含有的光合色素用无水乙醇提取，色素在层析液中的溶解度大小依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。 （2）图中ATP合成酶合成ATP的能量直接来自于氢离子浓度差（氢离子势能）。由图可知，光合电子传递链的最终电子受体是NADP+（氧化型辅酶Ⅱ），产物是NADPH。 （3）净光合速率大于0时，波斯菊叶肉细胞所固定的CO2除来自细胞呼吸产生的以外，还需要从外界环境中吸收，此时产生ATP的生理过程是光合作用和细胞呼吸，场所是细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、类囊体薄膜，其中的膜结构只有线粒体内膜和类囊体薄膜。 （4）由表可知，与对照组（MPs浓度为0）相比，较高浓度MPs处理后，波斯菊的叶绿素含量降低，会减弱光反应对光能的吸收、传递和转化，进而抑制光合作用；较高浓度MPs处理后，CO2固定酶活性降低，会减弱暗反应中CO2的固定速率，进而抑制光合作用。由于胞间CO2浓度变化不大，所以气孔导度不是依据。 6．（2026·河北保定·一模）微塑料（MPs）指的是直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒，其作为新型有机污染物近年来广受关注。微生物作为碳循环的关键调控者，对MPs污染的响应敏感（MPs会对土壤中的多种生物造成毒害）。科研人员探究了秦淮河中沉积物环境和微塑料表面（塑料际）对微生物群落的影响，部分结果如下。 结果1：塑料际微生物群落中呈现以少数优势种为主的结构特征，如甲烷微菌纲，这是一类具有重要生态功能的产甲烷古菌，其在塑料际的丰富度要显著高于周围沉积物环境中的。 结果2：基因组分析表明，塑料际与沉积物环境中微生物群落的结构存在显著差异。 回答下列问题。 (1)在生态系统的组成成分中，大多数微生物属于_______，对生态系统的________功能起着关键作用。 (2)碳循环过程中，微生物通过_______作用分解有机碳以维持碳平衡。MPs污染可能通过________（填“提高”或“降低”）微生物的多样性而影响碳的释放，进而影响生态系统的碳平衡。 (3)结果1说明塑料际能够选择性富集具有特定功能的菌群，这为筛选功能菌种提供依据，且塑料际微生物群落中的产甲烷古菌具有重要的生态功能。该现象体现了生物多样性的________价值。 (4)由结果2可知，塑料际中的微生物具有独特的生态位，生态位是指一个物种在_______中的地位和作用。塑料际与沉积物环境中微生物群落的结构存在显著差异，下列推测正确的是_______。 A．环境与微生物之间的协同进化会影响多种微生物的生态位 B．微生物群落内部种群相互关系的发展变化不会影响该群落的演替 C．塑料际与沉积物环境中微生物群落出现结构差异是微生物适应不同环境的一种表现 (5)科研人员调查了秦淮河中不同水生生物体内微塑料的情况，得到如图所示结果，其中鱼类微塑料富集系数最高，原因是_______。 (6)研究发现，水体中的微塑料污染与农业生产中使用的大棚薄膜有关，废薄膜经过破碎、化学分解和生物降解会变成微塑料。从污染源控制的角度，提出一条农业生产上使用塑料薄膜的合理建议以缓解微塑料污染：_______。 【答案】(1) 分解者 物质循环 (2) 分解 降低 (3)直接价值和间接 (4) 群落 AC (5)鱼类的营养级最高，微塑料会沿着食物链（网）逐渐积累 (6)减少使用塑料薄膜；使用塑料薄膜后要及时回收处理；开发新型的不会产生微塑料的薄膜等 【详解】（1）生态系统中大多数微生物营腐生生活，属于分解者；分解者可将有机物分解为无机物归还到无机环境，对生态系统的物质循环起到关键作用。 （2）微生物通过分解作用将有机碳分解为二氧化碳，释放到无机环境维持碳平衡；题干明确说明MPs会对多种生物造成毒害，因此MPs污染会降低微生物多样性，影响碳平衡。 （3）塑料际能够选择性富集具有特定功能的菌群，为人类提供了筛选功能菌种等实用价值，体现了生物多样性的直接价值，生物多样性的间接价值指的是生态功能价值，产甲烷古菌的生态功能体现了间接价值。 （4）生态位是一个物种在群落中的地位和作用。 A、环境和微生物之间会发生协同进化，环境的选择作用会改变微生物的适应性，进而影响微生物的生态位，A正确； B、微生物群落内部的种间、种内关系会影响群落演替的方向和速度，B错误； C、塑料际和沉积物是两种不同环境，选择压力不同，群落结构差异是微生物适应不同环境的表现，C正确。 （5）微塑料难以被生物降解，会沿食物链发生生物富集，营养级越高的生物，体内积累的微塑料越多；鱼类是该水生系统中营养级最高的生物，因此富集系数最高。 （6）从污染源控制角度，可通过减少使用塑料薄膜；使用塑料薄膜后要及时回收处理；开发新型的不会产生微塑料的薄膜等缓解微塑料污染。 7．（2026·陕西榆林·二模）2060年前实现“碳中和”（碳净排放量为零）是我国重要的生态发展目标。某湖泊由于受周围工厂排污和生活污水的影响，导致水体富营养化，蓝细菌和绿藻等大量繁殖，影响了水生动物和沉水植物等生物类群的生存，CO2固定量长期小于CO2释放量。生态学家通过引入多种类型生物，并调控各种生物的种群密度，逐渐修复了该湖泊生态系统。经治理后，该湖泊包含浮游植物、浮游动物、鱼类、蛙类及微生物等多种生物类群，食物网复杂且结构稳定，有机碳合成量远高于分解量，成为区域碳汇的重要载体。请回答下列问题： (1)碳汇是指通过吸收大气中的CO2，降低其在大气中浓度的过程或活动。该湖泊在治理之前，为实现“碳中和”需____（填“增强”或“减弱”）碳汇，生产者主要通过____（填生理过程）来实现碳汇。 (2)水体出现富营养化引发蓝细菌的爆发性增殖，其中微囊蓝细菌分泌的毒素导致水生动物死亡，动物残体的分解进一步加剧水体污染，该过程属于____（填“正”或“负”）反馈调节，会使生态系统逐渐____（填“偏离”或“维持”）稳态。 (3)修复该湖泊生态系统时，生态学家引入了浮游动物、滤食性鱼类和肉食性鱼类等生物组分并合理布局，主要遵循了生态工程的____原理；湖泊中的雄蛙在繁殖期通过鸣叫声向雌蛙传递求偶信号，该信息类型属于____信息，这种信息的传递在生态系统中的作用是____。 (4)生态学家对该湖泊生态系统中三个营养级的能量流动进行定量分析，得到如下数据（单位：kJ/（m2·a））。 营养级 粪便量 同化量 呼吸消耗量 流向分解者的能量 未利用的能量 第一营养级 —                     第二营养级                          第三营养级      ？           ？ 第二营养级粪便中的能量属于第____营养级的同化量；从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为____。 【答案】(1) 增强 光合作用 (2) 正 偏离 (3) 自生 物理 有利于生物种群的繁衍 (4) 一 13% 【分析】光合作用绿色植物（包括蓝细菌等光合生物）通过叶绿体，利用光能，将CO2和H2O转化为储存能量的有机物，并释放O2的过程。光合作用分为光反应（类囊体膜上，产生ATP、NADPH、O2）和暗反应（叶绿体基质中，固定CO2为C3，再还原为糖类等有机物）。光合作用是生态系统中碳汇的主要途径，也是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。 【详解】（1）碳汇是指能吸收大气中的CO2，减少其在大气中浓度的过程。该湖泊生态系统在治理之前CO2固定量长期小于CO2释放量，为实现“碳中和”需要通过增强碳汇来实现碳的净零排放；生产者主要通过光合作用将大气中的CO2，固定为有机物来实现碳汇。 （2）水体出现富营养化引起蓝细菌的爆发性增殖，其中微囊蓝细菌会分泌毒素，进一步引起水生动物死亡，加剧水体的污染，形成正反馈调节，使该生态系统逐渐偏离稳态。 （3）生态工程的自生原理强调生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持，修复该湖泊时合理布局浮游动物、滤食性鱼类等生物组分，利用种群之间互利共存关系，让生态系统依靠自身结构和功能维持稳定，遵循了自生原理；雄性的鸣叫声属于物理信息（声音是物理范畴的信息载体），求偶信号的传递能促进雌雄蛙完成交配，有利于生物种群的繁衍。 （4）第二营养级粪便中的能量属于第二营养级的非同化量，实际为第一营养级同化量的一部分；第三营养级的同化量=第二营养级流向第三营养级的能量=第二营养级的同化量-第二营养级呼吸消耗量-第二营养级流向分解者的能量-第二营养级未利用的能量=2.0×105-7.0×104-2.4×104-8.0×104=2.6×104，那么从第二营养级到第三营养级的能量传递效率=第三营养级的同化量/第二营养级的同化量×100%=（2.6×104）/（2.0×105）=13%。 三、实验题 8．（2025·河北·一模）塑料薄膜凭借其良好的延展性、稳定性和低廉的价格，被广泛应用于农业领域，但其产生的微塑料(MP)会通过影响土壤进而影响植物生长发育。某科研人员研究了含不同质量分数MP的土壤对冬小麦幼苗光合特性的影响，实验结果如下表。请回答下列问题： MP 质量分数/% 净光合速率/(CO2μmol·m-2) 胞间CO2浓度/μmol·mol-1) 气孔导度/(mol/m2) 叶绿素含量/(mg/g) Rubisco活性相对值 0 12.20 180.33 0.21 7.64 100% 0.2 11.55 184.10 0.20 7.46 74% 0.4 10.81 190.02 0.19 6.49 76% 0.6 9.57 192.10 0.18 6.02 89% 0.8 9.07 194.09 0.17 5.35 66% 注：表中的冬小麦幼苗光合特性是在实验处理30天后测定的；Rubisco可催化CO2与C5反应。 (1)据表可知，实验中冬小麦幼苗的净光合速率用___________作为测定指标。 (2)由表中数据可知，随着MP质量分数的增大，冬小麦幼苗光合作用受抑制___________(填“是”或“不是”)由气孔导度变化引起的，判断依据是___________。随着MP质量分数的增大，冬小麦幼苗光合作用受抑制的机理是___________。 (3)某人提出生物炭可缓解 MP 对冬小麦幼苗光合速率的负面影响。为验证此人的说法是否正确，科研人员将若干生理状况等相同的冬小麦幼苗随机均分成甲、乙两组，甲组冬小麦幼苗种植在普通土壤中，乙组冬小麦幼苗种植在含质量分数为0.6%的MP 和适量生物炭的等量土壤中，在其他条件相同且适宜的环境中培养30天后，检测并比较两组冬小麦幼苗光合速率。若质量分数为0.6%的MP使用恰当，请评价该实验整体设计是否合理，若合理，请说明理由；若不合理，请改进实验方案。___________。 (4)MP化学性质稳定且难以降解，容易出现生物富集。从控制污染源的角度，提出一条农业生产上使用塑料薄膜的合理建议：___________。 【答案】(1)单位时间单位叶面积CO2的吸收量 (2) 不是 随着MP质量分数的增大，冬小麦气孔导度下降，但胞间CO2浓度却在上升 随着MP质量分数的增大，叶绿素含量下降，抑制光合作用的光反应；同时 Rubisco活性受抑制，CO₂的固定减弱，抑制光合作用的暗反应，从而抑制光合作用 (3)不合理，应该再加一组实验，相关的处理为将冬小麦幼苗种植在含质量分数为0.6%的MP的等量土壤中，其他条件与甲、乙两组相同 (4)减少使用塑料薄膜、合理控制塑料薄膜的使用时间、使用塑料薄膜后及时回收处理、开发不会产生微塑料的新型塑料薄膜等(答出一条即可) 【分析】光合作用通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。 【详解】（1）据表可知，实验中冬小麦幼苗的净光合速率用单位时间单位叶面积CO2的吸收量作为测定指标。 （2）随着MP质量分数的增大，冬小麦气孔导度下降，但胞间CO2浓度却在上升，说明随着MP质量分数的增大，冬小麦幼苗光合作用受抑制不是由气孔导度变化引起的。随着MP质量分数的增大，叶绿素含量下降，抑制光合作用的光反应；同时 Rubisco活性受抑制，CO₂的固定减弱，抑制光合作用的暗反应，从而抑制光合作用。 （3）不合理，应该再加一组实验，相关的处理为将冬小麦幼苗种植在含质量分数为0.6%的MP的等量土壤中，其他条件与甲、乙两组相同。 （4）农业生产上使用塑料薄膜的合理建议：减少使用塑料薄膜、合理控制塑料薄膜的使用时间、使用塑料薄膜后及时回收处理、开发不会产生微塑料的新型塑料薄膜等。 押题猜想09 CRISPR基因编辑治疗遗传病（如地中海贫血） 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】β-地中海贫血是我国南方最常见的单基因遗传病之一，由β-珠蛋白基因缺陷导致血红蛋白合成障碍。广东省地贫基因携带率约16.8%，每年约有11万新生儿为地贫基因携带者，重型地贫患者需终身输血维持生命。2026年4月，中国科学家的研究成果登上国际顶刊《自然》——他们利用自主研发的“变形式碱基编辑器tBE”开发的CS-101注射液，通过对患者自体造血干细胞进行基因编辑，成功使5名输血依赖型β-地贫患者全部摆脱输血依赖，总血红蛋白恢复至健康水平。tBE的核心设计理念是通过引入“变形式”构象切换机制，在不依赖DNA双链断裂的情况下实现精准的碱基转换。CS-101治疗的简化流程如图： 动员采集自体造血干细胞 → 体外用tBE编辑 → 回输患者体内 → 造血重建与功能恢复 根据以上信息，下列叙述错误的是（ ） A.CS-101属于体外基因治疗，仅编辑患者的造血干细胞（体细胞），其遗传改变不会传递给后代，因此在伦理上属于当前国际共识下可接受的基因治疗范畴 B. 传统CRISPR-Cas9技术通过切断DNA双链实现基因编辑，可能带来染色体大片段缺失或易位等风险；tBE碱基编辑器无需切断DNA双链即可实现精准碱基转换，从根本上降低了与DNA双链断裂相关的细胞毒性风险 C. 从基因与性状的关系分析，β-地中海贫血的致病机制是β-珠蛋白基因突变导致编码的蛋白质结构异常，进而引发功能障碍，体现了“基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状” D. 若采用CRISPR/Cas9技术对患者造血干细胞中的β-珠蛋白基因进行修复，使缺陷基因恢复正常，则治愈后的患者与正常人婚配，其子女理论上不会再患β-地中海贫血 【答案】1．D 【解析】1．CS-101是对患者自体造血干细胞进行体外编辑后回输，属于体细胞基因治疗。体细胞基因编辑仅影响个体自身，其改变不会传递给后代，在伦理层面引发的争议相对较小。题干中“动员采集自体造血干细胞”也明确提示编辑对象为体细胞，A正确； B.传统CRISPR-Cas9核酸酶在靶向编辑过程中造成DNA双链断裂，触发p53通路激活，可能导致细胞周期停滞和细胞凋亡，还可能带来染色体大片段缺失、易位等风险；而碱基编辑技术在不产生DNA双链断裂的情况下即可实现靶向碱基转换，有效避免了与DSB相关的细胞毒性和染色体异常等风险，B正确； C.β-地中海贫血是β-珠蛋白基因突变导致β-珠蛋白肽链合成障碍，从而使血红蛋白结构异常、携氧功能下降，C正确； D.CS-101是对患者自体造血干细胞进行体外编辑后回输，属于体细胞基因治疗。体细胞基因编辑仅影响个体自身，其改变不会传递给后代，D错误。 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中，将“基因工程赋予生物新的遗传特性”“生物技术的安全性与伦理问题”列为选择性必修三的核心内容，并明确要求：阐明基因工程的基本操作程序；举例说明基因工程在农牧业、医药卫生等领域的应用；探讨生物技术在发展经济、保护环境等方面的价值与伦理问题。这些内容是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到“理解、应用、探究”的最高能力等级，是高考命题中“现代生物技术”板块的核心载体。如2024年广东卷（T18，遗传性牙龈纤维瘤病）：非选择题最后一问考查了“是否可以对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病”的伦理判断，要求学生说明理由。2025年广东卷（T21，CRISPR-Cas系统在工程菌构建中的间接考查）：题干涉及内源CRISPR-Cas系统的精准基因编辑技术用于敲除目标基因，标志着广东卷对CRISPR的考查从概念名词走向了实际应用场景。 近年来，广东高考生物命题在《生物技术与工程》模块尤其注重基因治疗与重大疾病防治、前沿生物技术相结合的情境设计。“CRISPR基因编辑治疗遗传病”作为分子生物学、遗传学与临床医学的交叉前沿领域，涵盖基因编辑技术原理（CRISPR/Cas9系统）、sgRNA设计与PAM序列识别、基因敲除/碱基编辑的区别、载体构建与细胞治疗流程、体细胞基因治疗与生殖细胞基因编辑的伦理界限等核心机制，与广东省地中海贫血高发的公共卫生现实、广东作为全国细胞与基因治疗先行区的产业布局、广州南沙等地基因治疗临床应用突破密切结合，是近年来选择题重概念辨析、非选择题重实验设计与伦理思辨的新兴核心考点。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·湖南张家界·二模）CRISPR/Cas9基因编辑技术可对目标基因进行定点编辑，下列相关叙述错误的是（　　） A．Cas9蛋白的作用是切割DNA分子，属于限制性内切核酸酶 B．该技术需要根据目标基因的序列设计向导RNA C．基因编辑过程中，细胞可通过DNA修复机制修复断裂的DNA D．该技术可用于治疗人类的单基因遗传病，不会产生任何安全风险 【答案】D 【详解】A、Cas9蛋白可识别切割特定序列的DNA，功能与限制性内切核酸酶一致，A正确； B、向导RNA需要通过碱基互补配对定位目标基因，因此需要根据目标基因的序列设计特异性向导RNA，B正确； C、Cas9切割使DNA断裂后，细胞可通过自身的DNA修复机制修复断裂的DNA，以此完成基因编辑，C正确； D、CRISPR/Cas9技术仍存在脱靶效应等问题，可能引发基因突变、染色体异常等安全风险，并非不会产生任何安全风险，D错误。 2．（2026·安徽宣城·二模）2023年11月，英国药品和保健品监管机构（MHRA）批准了全球首款CRISPR基因编辑疗法Casgevy，用于治疗镰状细胞病（SCD）和输血依赖性β地中海贫血（TDT）。该疗法通过提取患者自身的造血干细胞，在体外利用CRISPR-Cas9系统敲除了BCL11A基因红细胞增强子（一段能够显著提高基因转录效率的DNA序列）区域的部分序列，重新激活胎儿血红蛋白（HbF）的表达，再将编辑后的细胞回输患者体内。临床试验显示，29例SCD患者中有28例至少12个月未出现严重血管闭塞性危象。下列叙述错误的是（    ） A．对BCL11A基因增强子区域的编辑导致基因突变，可遗传给后代 B．BCL11A基因在红细胞中的表达产物可能抑制胎儿血红蛋白（HbF）基因的转录 C．该疗法使用患者自身细胞，避免了免疫排斥反应，体现了个体化医疗的优势 D．基因编辑技术可用于治疗遗传病，但不代表对人类胚胎进行基因编辑以预防遗传病具有伦理合理性 【答案】A 【详解】A、敲除BCL11A基因增强子的部分序列属于DNA结构改变，确实是基因突变，但编辑的对象是造血干细胞（体细胞），体细胞的基因突变无法通过有性生殖遗传给后代，A错误； B、敲除BCL11A基因的红细胞增强子后，该基因转录效率下降、表达量降低，此时胎儿血红蛋白（HbF）的表达被重新激活，可推测BCL11A基因的表达产物原本会抑制HbF基因的转录，B正确； C、编辑的细胞来自患者自身，细胞表面的组织相容性抗原与患者完全匹配，可避免免疫排斥反应，体现了个体化医疗的优势，C正确； D、基因编辑技术用于体细胞编辑治疗遗传病是可行的，但对人类生殖细胞、胚胎进行基因编辑会改变人类基因，且存在严重的伦理和安全风险，不具备伦理合理性，D正确。 3．（2026·北京朝阳·一模）LMNA基因编码的蛋白可维持细胞核的结构稳定。研究者利用CRISPR/Cas9技术获得LMNA突变基因被修复的iPSC细胞系。该细胞系作为对照在研究中的价值是（　　） A．验证CRISPR/Cas9系统对LMNA基因的编辑效率 B．排除遗传背景差异以确定LMNA基因突变与表型关系 C．制备可供异体移植的通用型干细胞治疗产品 D．比较LMNA基因不同突变类型对细胞功能的影响 【答案】B 【详解】A、验证CRISPR/Cas9系统的基因编辑效率，需要统计处理后成功发生基因编辑的细胞占总处理细胞的比例，题中仅仅指出已经获得的修复成功的细胞系，A错误； B、修复后的细胞系与原突变细胞系的遗传背景几乎完全相同，唯一变量为LMNA基因是否发生突变，作为对照可以排除其他遗传背景差异的干扰，准确确定LMNA基因突变与表型的对应关系，B正确； C、通用型异体移植干细胞需要进行基因修饰以消除免疫排斥相关的抗原，本题仅修复了LMNA突变，C错误； D、该细胞系仅将突变的LMNA基因修复为正常类型，没有多种不同突变类型的LMNA基因，无法比较不同突变类型对细胞功能的影响，D错误。 4．（2026·陕西安康·一模）杨凌农科院利用CRISPR-Cas9编辑小麦TaDREB2基因，获得抗旱新品系。下列叙述错误的是（    ） A．该技术可精准敲除目标基因，避免连锁累赘 B．抗旱性状若由多基因控制，则效果可能有限 C．编辑后的植株需经多代自交以稳定遗传 D．该变异属于染色体结构变异 【答案】D 【详解】A、CRISPR-Cas9技术通过靶向切割DNA实现基因的精准敲除，可避免传统杂交育种中的连锁累赘现象（即非目标基因连锁遗传），A正确； B、若抗旱性状由多基因控制（数量性状），单一基因编辑可能无法完全调控复杂表型，故效果可能受限，B正确； C、基因编辑后获得的植株为杂合子，需通过多代自交使目标基因纯合化以稳定遗传性状，C正确； D、CRISPR-Cas9编辑的是基因内部碱基序列（如敲除、点突变），属于基因突变范畴；染色体结构变异指染色体片段的缺失、重复、倒位或易位，与基因编辑无关，D错误。 故选D。 5．（2026·陕西安康·一模）杨凌农业高新技术产业示范区2024年成功培育抗条锈病小麦新品系“杨麦CR2”。该品系利用CRISPR-Cas9技术敲除感病基因TaMLO1，使其获得广谱持久抗性。田间试验显示：在条锈病高发区，“杨麦CR2”发病率<5%，而对照“西农511”达68%。全基因组测序证实，仅TaMLO1位点发生15bp缺失，无脱靶效应。然而，部分农户反映“杨麦CR2”千粒重略低于对照（42.3 g/45.1 g）。育种团队解释：TaMLO1参与籽粒灌浆调控，敲除后略有减产，但综合抗病收益远超损失。基于上述信息，并结合现代育种原理，下列评价最恰当的是（    ） A．CRISPR编辑属于诱变育种，其变异方向不可控 B．“杨麦CR2”为转基因作物，需严格标识上市 C．该育种实现了目标性状精准改良，符合绿色农业理念 D．千粒重下降说明基因编辑破坏了小麦遗传稳定性 【答案】C 【详解】A、CRISPR编辑属于基因工程育种，通过精准敲除特定基因实现定向变异，变异方向可控，不同于传统诱变育种的随机性，A错误； B、“杨麦CR2”仅敲除小麦自身感病基因（TaMLO1），未导入外源基因，不属于转基因作物，B错误； C、该育种精准敲除感病基因，显著降低发病率（<5% vs 68%），虽千粒重略降（42.3g vs 45.1g），但抗病性提升减少农药使用，符合绿色农业可持续发展理念，C正确； D、千粒重下降是因TaMLO1基因具有多效性（参与籽粒灌浆），属基因编辑的预期效应，全基因组测序证实无脱靶效应，遗传稳定性未破坏，D错误。 故选C。 二、解答题 6．（2026·湖南·二模）“卵子死亡”是某科学团队发现并研究的一种因患者卵子不能发育而导致不育的单基因遗传病。图1为该病的遗传系谱图，图2是图1家系甲中部分成员基因检测结果的部分序列（不考虑家系内出现变异且Y染色体上无相关基因）。回答下列问题。 (1)由图可知，导致“卵子死亡”遗传病的根本原因是______（填“基因突变”“基因重组”或“表观遗传”），其遗传方式是______。 (2)家系乙中的Ⅱ-5和Ⅱ-6想再生一个女儿，他们根据家系系谱图算出再生一女儿为正常的概率是3/4。但通过遗传咨询，医生告知夫妻俩生出女儿为正常的概率是大于此数值的。请你据系谱图分析，医生得出此结论的理由是______。 (3)研究者发现该对等位基因的表达产物是一种膜蛋白。为了比较致病基因在不同细胞中的表达水平，研究者从携带该致病基因个体的不同种类细胞中，提取该膜蛋白进行电泳，检测结果通过灰度分析比对来反映出该致病基因在不同细胞中的表达水平。为了校正不同泳道之间因加样量差异等因素造成的误差，研究人员分析了每个泳道中致病基因和vinculin基因的表达产物（vinculin基因在不同细胞中表达量可视为相同），部分结果如图3所示。 图3结果说明，致病基因在单个MⅠ期卵母细胞中的平均表达量大于GV期卵母细胞，判断依据是______，致病基因在单个MⅠ期卵母细胞中的平均表达量是单个MⅠ期精母细胞的______倍。 (4)利用CRISPR-Cas9系统进行基因编辑是治疗遗传疾病最具前景的方法，但核酸酶Cas9可能会引起免疫反应。科学家张锋通过蛋白质工程开发出具有小免疫原性的酶蛋白。蛋白质工程最终是通过改造或合成______来完成。蛋白质工程难度很大主要是因为______。 【答案】(1) 基因突变 常染色体显性遗传 (2)该夫妻已经生出四个女儿且全为正常，所以Ⅱ-5不携带致病基因的概率较大（应大于1/2）或Ⅱ-5很可能是隐性纯合子 (3) 泳道3中致病基因对应的灰度值大于泳道1，而前者vinculin基因对应的灰度值小于后者（泳道3中致病基因与vinculin基因对应的灰度值的比大于泳道1中的） 371 (4) 基因 蛋白质发挥功能必须依赖于正确高级结构，而这种高级结构往往十分复杂 【分析】基因突变的特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性。基因对生物性状的控制途径是：①基因通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状，②基因控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。 【详解】（1）该遗传病体现为卵子不能发育，所以患者只能是女性。家系甲中Ⅰ-1为男性，但该基因存在两种序列，说明此个体为杂合子，所以基因不可能只位于X染色体上；结合题干中Y染色体不存在相关基因，得出基因只能位于常染色体上。由Ⅱ-1为杂合子且此个体为患者，得出患病对正常为显性。综上所述，该病遗传方式为常染色体显性遗传。单基因遗传病产生的根本原因是基因突变。 （2）假设用A、a分别代表致病基因和正常基因。由图1中家系乙可知，Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅱ-6基因型分别为Aa、aa、aa。仅由Ⅰ-1、Ⅰ-2推出Ⅱ-5基因型为1/2Aa和1/2aa。从而得出Ⅱ-5和Ⅱ-6生出女儿为正常的概率为3/4。但由于此夫妻已经生出了四个正常女儿，根据条件概率可知，Ⅱ-5为aa的概率实际上大于1/2，他们生出女儿正常的概率也大于3/4。 （3）由于vinculin基因在不同细胞中表达量可视作相同，因此每个泳道中vinculin基因对应条带灰度值的相对大小，可以代表该泳道中所加的蛋白质来源于实验材料中细胞数目的多少。泳道3中vinculin基因对应条带的灰度值小于泳道1，则可认为泳道3中所加的蛋白质来源于比泳道1更少数量的细胞。但泳道3中致病基因对应的灰度值大于泳道1，即和GV期卵母细胞相比，更少的MⅠ期卵母细胞表达出更多的致病基因蛋白质，所以$ 2026年高考生物终极押题猜想 押题猜想01 线粒体质量控制与疾病 试题前瞻： 【原创题】1.B 密押预测： 题号 1 2 3 答案 C D D 4． (1) 磷脂/脂质、蛋白质、糖类 流动 (2)有质子泵，能借助水解ATP能量将H+泵入，—控制物质进出、能量转换 多种载体蛋白，把水解产物运出细胞—控制物质进出 有脂质转运蛋白，促进脂质转运修复溶酶体—控制物质进出 高度糖基化的膜蛋白可以保护膜不被自身水解酶水解—保护 维持溶酶体内高浓度的酸性环境，利于酸性水解酶催化—边界 受损溶酶体膜表面特异性地富集PI4P脂质信号的相关蛋白—信息传递 (3)   (4)   5． (1) 单/一 水 参与血脂的运输 (2)糖类在供应充足的情况下可以大量转化为脂肪 (3) 抑制PINK1和Parkin的表达，进而抑制小鼠心肌细胞的线粒体自噬，使线粒体的质量下降 中等强度有氧运动改善效果更好 6． (1) 三/3 [H]与氧气结合生成水，同时释放大量能量 (2)溶酶体中含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器 (3) 胞吐 不属于 线粒体自噬是选择性地包裹并降解细胞内受损或功能障碍的线粒体，有溶酶体参与；而精细胞排出线粒体是将健康的线粒体排至细胞外空间，无溶酶体参与 (4)成熟精子中线粒体数量比刚完成减数分裂Ⅱ的精细胞中线粒体数量少 7． (1) 降低 等于 稳态 (2) 胰高血糖素 肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖 单 (3) 第三 有氧呼吸第三阶段ATP生成减少，使得释放的能量中热能所占比例明显增大 8． (1) 差速离心法 细胞膜、核膜、高尔基体膜 (2) 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，可以为心肌细胞的收缩提供能量 分解衰老、损伤的细胞器 (3) 氨基酸、无机盐、维生素 将在适宜条件下培养的大鼠心肌H9c2细胞随机分为甲、乙、丙、丁四组，甲组用不含NECA的培养基培养作为对照组，乙、丙、丁组分别用等量的含NECA的浓度分别为10、100和1000nmol/L的培养基培养，将这四组再置于适宜条件下培养一定的时间 将各组细胞分别制成临时装片，用荧光显微镜分别观察各组细胞中的红色荧光和绿色荧光的分布来确定溶酶体与线粒体共定位情况。 9． (1) 有氧呼吸 ATP（腺苷三磷酸） (2)分裂增强，融合减弱 (3) 激活AMPK并抑制Drp1的活性 验证Sirt3是否依赖AMPK发挥作用 (4)开发能激活Sirt3的表达的药物或能激活AMPK/Drp1信号通路的药物 10． (1)内膜向内腔折叠形成嵴 (2)降低 (3) Opal 提高 (4) 将普通酵母细胞和敲除FZO基因的酵母菌细胞中相邻的线粒体分别用绿色荧光染料和红色荧光染料标记，观察两组细胞中是否出现黄色荧光标记的线粒体 只有普通酵母细胞中出现黄色荧光标记的线粒体 押题猜想02 表观遗传的“书写-读取-擦除” 试题前瞻： 【原创题】1.B 密押预测： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B D A B D D D B 9． (1) 雌 丁 (2) XBXbY 父方 减数第一次分裂时XB、Y染色体没有分离 (3) 生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象 ①③④ (4)无巴氏小体 (5)4/四 (6)（将外源X染色体失活中心整合到三条21号染色体的其中一条上；）激活具有失活中心的21号染色体上的关键基因转录；转录出的RNA对该条21号染色体进行包裹并吸引失活因子聚集，使其失活，另两条21号染色体正常发挥作用 押题猜想03 植物逆境胁迫与粮食安全 试题前瞻： 【原创题】 （1）基质 ATP、NADPH （2） ① 光呼吸增强 / 光合酶（Rubisco）活性受抑 / 气孔关闭导致CO2亏缺（任答一点，合理即可） ② 提高OsCATB 基因相对表达量，维持了较高的抗氧化酶活性 （3）设计思路：利用CRISPR/Cas9技术，对OsSDG724基因的启动子区进行精准编辑。具体方案是：敲除该启动子中抑制低温响应的负调控元件（沉默子），或在该启动子上游插入多个低温响应顺式作用元件（如LTRE/DRE序列）。 预期结果：改造后，OsSDG724基因仅在遭遇苗期低温时被特异性诱导高水平表达，建立抗逆记忆；而在正常温度或灌浆期高温单独发生时，其表达量维持在基础水平。这样既赋予了水稻交叉适应能力，又避免了因基因持续过表达导致的物质能量浪费和无效分蘖增加，从而兼顾抗逆与高产。 密押预测： 题号 1 答案 C 2． (1) 不消耗 蔗糖 (2) RuBP羧化酶活性下降 与对照组相比，实验组小麦植株气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升，说明小麦植株固定CO2的速率减弱不是气孔导度下降引起的，而是温度由25℃变为35℃，RuBP羧化酶活性下降引起的 (3) RuBP羧化酶活性降低，暗反应速率下降，光合作用速率降低 温度升高，与呼吸作用有关酶活性增强，呼吸作用速率升高 3． (1) 脂质（磷脂）和蛋白质 红光和蓝紫 NADP+ H2O（水） (2) 对照组一不浇灌NaCl溶液，对照组二浇灌NaCl溶液 气孔导度降低，CO2供应减少；同时叶绿素含量减少，使光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少 实验组玉米幼苗的生物量和净光合速率均高于对照组二 (3)一定浓度的ABA可以上调盐胁迫条件下叶绿素合成酶基因（CHLG）表达、下调叶绿素降解酶基因（CLH）表达，有利于维持叶绿素含量，从而保证光合作用的正常进行 4． (1) C5（核酮糖-1，5-二磷酸） ATP和NADPH (2)切断果实外源糖类的供应，使其处于饥饿胁迫状态，从而诱导果实脱落，以便比较不同发育时期果实对饥饿胁迫的响应差异 (3)幼果期果皮呈绿色，说明含有叶绿体可进行光合作用，当光照强度达到一定时，光合作用强度大于呼吸作用强度，此时释放氧气，即耗氧量测定值呈现负数 (4)呼吸耗氧量低，糖类消耗慢；幼果期果皮含有叶绿体，能进行光合作用，合成糖类进行补充，从而缓解了因糖类的储存量减少导致的器官脱落现象 5． (1)根冠、萎蔫的叶片等 (2) 解除 离子通道蛋白、转录因子（bZIP） (3) 抑制K⁺内流、促进Cl⁻外流 K⁺外流，促进液泡中的Ca²⁺流入细胞质基质 (4)将ABA缺失突变体在干旱条件下处理一段时间，测定气孔开度；将在干旱条件下处理的ABA缺失突变体随机均分为两组，分别用等量的ABA和清水处理；一段时间后，测定两组的气孔开度 6． (1) 细胞质基质 降低 苹果酸脱羧（分解） (2) 正常培养 正常条件下，该植物进行C3光合途径，即白天吸收CO2，夜间不吸收CO2 (3)白天关闭气孔减少水分蒸发，适应盐胁迫逆境；夜间打开气孔吸收并储存CO2，保证白天光合作用能正常进行 (4)将经盐胁迫处理后的冰叶日中花转移至正常条件下培养，其他条件不变，测定其昼夜CO2吸收速率 7． (1) C5（核酮糖-1，5-二磷酸） ATP和NADPH (2)切断果实外源糖类的供应 (3)大于 (4)幼果期呼吸耗氧量低，糖类消耗慢；幼果期果皮含有叶绿体，能进行光合作用，合成糖类进行补充，从而缓解了因糖类的储存量减少导致的器官脱落现象 8． (1) 基质 C3（三碳化合物） NADPH (2)rog1突变体的Rubisco酶活性和净光合速率均高于glu1-1突变体，且接近野生型（WT） (3)rog突变体表现出glu-1突变体的表型，即叶片失绿，生长迟缓 (4) ABA的信号传导通路 ②中②ABA合成缺陷突变体的柱高最低，③ABA受体缺陷突变体的柱高最高 押题猜想04 炎症风暴与免疫治疗 试题前瞻： 【原创题】1.D 密押预测： 题号 1 2 3 答案 C A AD 4． (1)是否进行慢性压力刺激、是否注射免疫增强剂 (2) 慢性压力导致肾上腺皮质激素含量升高，抑制了免疫细胞的活性和浆细胞的抗体分泌过程 缓解慢性压力对免疫功能的抑制作用 (3)慢性压力会使机体肾上腺皮质激素含量升高，进而抑制免疫细胞的活性和抗体的产生，导致免疫功能下降 (4)细胞毒性T细胞的数量（或细胞因子的分泌量、靶细胞的裂解效率等） (5) T细胞+等量的普通培养液（或未培养过Treg的培养液） 实验组细胞因子的含量显著低于对照组（，实验组T细胞的活化程度显著低于对照组） 5． (1) 四 在每只大鼠尾根部皮下注射适量牛Ⅱ型胶原蛋白液 踝关节肿胀程度 丙组灌胃地塞米松试剂，丁组灌胃药物X (2) (3) 记忆细胞 自身免疫 免疫能力下降 通过特异性结合TNF-α从而降低TNF-α的含量（阻断TNF-α的产生或抑制TNF-α的活性） 6． (1) 不受意识支配 神经递质 作用范围广泛、作用时间长 (2) 脾神经末梢及其支配的T细胞 使其膜外的正电位加大 (3)刺激迷走神经引起脾神经释放去甲肾上腺素，去甲肾上腺素激活脾脏中的T细胞，使其释放乙酰胆碱，乙酰胆碱作用于巨噬细胞表面的相应受体，减少炎症因子产生、释放，发挥抗炎作用 (4)ABC 7． (1) 体液 可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态 (2)长期使用肾上腺皮质激素会抑制免疫细胞活性，抑制免疫反应导致免疫系统对肿瘤细胞的监视和清除能力下降，从而增加肿瘤发生风险 (3) 药物种类 淋巴细胞增殖率 药物A具有一定的抗炎效果，药物B的抗炎效果与阳性对照组相当，且均优于药物A 设置不同浓度的药物B处理组（如低、中、高剂量），检测各组淋巴细胞增殖率，若增殖率随药物浓度升高而降低，则证明具有剂量依赖性 8． (1) 神经递质、细胞因子 都是 (2) 抑制 LPS受体接受LPS刺激 (3) IL-6分泌量显著下降，IL-10分泌量上升 (4) 防御 细胞坏死 押题猜想05 碳汇林业、海洋蓝碳、生物质能源与碳中和 试题前瞻： 【原创题】1.C 2.C 密押预测： 题号 1 2 答案 B B 3． (1) 抵抗力 阳光、温度、水等 自生 (2) 轻度火灾后，林下光照强度增大，使光合作用增强；土壤无机盐含量增加有利于植物的生长发育 原有的土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，次生演替速度快，趋向于恢复原来的群落，经历的阶段相对较少 (3) 灌木林 在观测期间灌木林的碳汇值呈持续增长后小幅回落的特征，相比有林地和疏林地的变化较小 (4)对利用强度较大的生态系统投入相应的物质和能量，保证生态系统内部结构与功能的协调 4． (1) 非生物（无机）环境和生物群落 温室效应，全球气候变暖 (2) 全球 含碳有机物 通过减少二氧化碳的释放，增加碳的长期储存，维持碳平衡 (3) 长期重度放牧导致植被覆盖减少，植物光合作用固定的碳减少，同时植被减少也会导致残枝落叶减少 通过增加根系储存碳，减少地上部分被采食造成的碳损失，同时促进土壤碳储存。 5． (1) 组成成分和营养结构/组成成分和食物链（网） 生产者的光合作用 (2) 减弱互花米草对本地物种的竞争 负反馈 (3) 呼吸作用散失的热能 未被利用的能量（顺序可调换） 11.2% (4)合理引入浮水植物和挺水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 6． (1) 循环、整体 间接和直接 (2) 水平 生物自身生长特点、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、地形的变化、人与动物的影响 (3) 全球性气候变暖 ①② 7． (1)生产者的光合作用 (2) 正相关 水位下降降低了湿地植物的光合作用，从而减弱二氧化碳固定能力 水位下降使沉积有机质暴露于氧气，好氧分解作用加强，加速有机质氧化释放二氧化碳。 (3) 涵养水源、调节气候、净化水质、保护生物多样性 整体 (4)减少温室气体排放，减缓气温升高；植树造林、保护湿地生态系统，增强碳汇功能 8． (1) 增强 光合作用 (2) 正 偏离 (3) 自生 物理 有利于生物种群的繁衍 (4) 一 13% 押题猜想06 肠道菌群-肠脑轴与人体健康 试题前瞻： 【原创题】1.C 密押预测： 题号 1 答案 D 2． (1) 副交感 增强 (2) 主动运输 体液 下丘脑-垂体-肾上腺皮质 神经 b→a 外正内负→外负内正→外正内负 (3) 制备阿尔兹海默症（AD）模型小鼠 等量的甘露寡糖二酸（GV-971） 肠道菌群情况、Th1细胞数量、脑内小胶质细胞的活化形态和数量 3． (1)神经—体液—免疫 (2)抑制突触间隙5-HT的回收及促进BDNF表达 (3) 反馈/负反馈 放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态 (4) 选择抑郁模型小鼠，饲喂等量安慰剂 乙＜丙≤甲 4． (1) 传出 副交感 (2) 促肾上腺皮质激素 分级 放大激素的调节效应，形成多级反馈调节 (3) 辅助性T细胞 特定分子 (4) 实验组大鼠比对照组大鼠运动距离更长，运动轨迹更复杂 不合理，缺乏对对照组大鼠的相关基因转录量的检测 5． (1) 下丘脑—垂体—肾上腺皮质 上升 正 (2) 副交感神经 益生菌的代谢物可以通过刺激迷走神经向脑传递信息使5-HT分泌量上升来改善抑郁症状，切断迷走神经后，5-HT分泌量下降 5-HTP或5-羟色胺前体 (3) 抑郁模型小鼠 等量的生理盐水灌胃 等量的适宜浓度的SCFAs补充剂灌胃 6． (1) 神经-体液调节 免疫监视 (2) 减少 通常对同一器官的作用相反，可使机体对外界刺激作出更精确的反应，适应环境变化 (3) 放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态 CORT下丘脑，CORT垂体 (4)将体外培养含GR的动物细胞随机均分为三组，甲组不作处理，乙组添加适量外源糖皮质激素，丙组添加等量外源糖皮质激素和物质X，在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测并比较三组细胞的GR含量（合理即可） 7． (1) 自稳 EB病毒抗原与髓鞘细胞表面受体结构相似（分子模拟），导致免疫系统产生的抗体无法区分二者，进而攻击髓鞘细胞。 (2) 细胞毒性T细胞或记忆T细胞； 树突状细胞 (3) 促进（或上调） 降低树突状细胞的耗氧率，减少炎症因子的分泌。 (4)适当增加富含乳酸的食物摄入（如酸奶、发酵食品），或补充益生菌，调节肠道菌群以提高体内乳酸水平（合理即可）。 8． (1)副交感 (2) 升高 减少 糖皮质激素分泌有负反馈机制，血液中糖皮质激素含量增加到一定程度时，会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，进而使自身产生的糖皮质激素减少 (3) 不属于 无完整反射弧参与（或只有感受器、传入神经和神经中枢的参与，无传出神经和效应器的参与） (4)AC 9． (1) 下丘脑—垂体—肾上腺皮质 上升 正 (2) 副交感神经 益生菌的代谢物可以通过刺激迷走神经向脑传递信息使5-HT分泌量上升来改善抑郁症状，切断迷走神经后，5-HT分泌量下降 5-HTP/5-羟色胺前体 血液循环 (3) B 等量的生理盐水灌胃 等量的适宜浓度的SCFAs补充剂灌胃 10． (1) ①②⑤ ABD (2)② (3)ABD (4)BCD (5)BCD (6)B (7)④→⑥→②→③→①→⑤ (8)BCD 押题猜想07 工业微生物发酵生产高价值化合物 试题前瞻： 【原创题】 （1）PCR 耐高温的DNA聚合酶/Taq酶 变性、复性（退火）、延伸 （2）启动子 终止子 转录 Ca²⁺/钙离子 （3）抗生素 抗生素抗性基因/标记基因 （5）原料可再生、产品可生物降解、减少白色污染、减少化石能源消耗 密押预测： 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 C B A A B A A 8． (1) 磷酸二酯键 黏性 不相同 (2) GGTCTCNAAACC 引物2和引物3 (3)否，大肠杆菌自身能合成苏氨酸 (4) A基因的表达水平（三种启动子的活性不同） W-01荧光最强 ，A基因表达最高，A蛋白产量高，苏氨酸运出速率高，（菌体中苏氨酸浓度低）对苏氨酸合成酶基因转录的抑制弱 9． (1) 逆转录酶 EcoRⅠ和BamHⅠ (2) ①②④ 含目的基因和部分质粒序列的片段 (3) 乳腺中特异性表达 在含有四环素的培养基上利用稀释涂布平板法培养样品大肠杆菌，再将在含有四环素的培养基上生长的菌落（利用影印法影印）对应转移到含有青霉素的培养基上培养，比较分析两个培养基上的菌落生长情况（注解：在含有四环素的培养基上能正常生长而在含有青霉素的培养基上不能正常生长的菌落为含目的基因大肠杆菌菌株形成的菌落） 10． (1) 基质 翻译 (2) B 红 Ptrc-box (3) ①用vlmD酶基因替换质粒1中的mCherry基因；②asgltA基因替换质粒2中的GFP基因；③敲除菌株L1的vlmD基因 丙酮酸浓度≥2g/L 押题猜想08 微塑料污染与生物修复 试题前瞻： 【原创题】1.D 密押预测： 题号 1 2 答案 D B 3． (1)栖息地与食物来源 (2) 消费者 生物富集 (3) 牡蛎的同化量 C DF (4)ACD (5)①当地环境是否适宜牡蛎生长（如盐度、温度、溶解氧）？②环境中导致牡蛎礁退化的因素是什么？是否已经得到控制？ 4． (1) 引起水华的浮游藻类、蓝细菌等迅速繁殖，又迅速死亡（或沉水植物缺光死亡），使得水体中的有机质增多，分解者的分解作用增强，不断消耗水中的溶解氧 正反馈调节 (2) 丁 水体中微塑料的含量和丙体内微塑料的含量 (3) 杨树纯林林地 三种植物生态修复模式中，杨树纯林林地中杨树的平均树高更高，平均胸径更大，防风能力强，风速最小；土壤中植物根系多，土壤紧实，年风蚀量最低 (4)整体 5． (1) 无水乙醇 叶绿素b (2) 氢离子浓度差（氢离子势能） NADP+（氧化型辅酶Ⅱ） (3) 细胞呼吸和外界环境 线粒体内膜和类囊体薄膜 (4) 抑制 叶绿素含量降低；CO2固定酶活性降低 6． (1) 分解者 物质循环 (2) 分解 降低 (3)直接价值和间接 (4) 群落 AC (5)鱼类的营养级最高，微塑料会沿着食物链（网）逐渐积累 (6)减少使用塑料薄膜；使用塑料薄膜后要及时回收处理；开发新型的不会产生微塑料的薄膜等 7． (1) 增强 光合作用 (2) 正 偏离 (3) 自生 物理 有利于生物种群的繁衍 (4) 一 13% 8． (1)单位时间单位叶面积CO2的吸收量 (2) 不是 随着MP质量分数的增大，冬小麦气孔导度下降，但胞间CO2浓度却在上升 随着MP质量分数的增大，叶绿素含量下降，抑制光合作用的光反应；同时 Rubisco活性受抑制，CO₂的固定减弱，抑制光合作用的暗反应，从而抑制光合作用 (3)不合理，应该再加一组实验，相关的处理为将冬小麦幼苗种植在含质量分数为0.6%的MP的等量土壤中，其他条件与甲、乙两组相同 (4)减少使用塑料薄膜、合理控制塑料薄膜的使用时间、使用塑料薄膜后及时回收处理、开发不会产生微塑料的新型塑料薄膜等(答出一条即可) 押题猜想09 CRISPR基因编辑治疗遗传病（如地中海贫血） 试题前瞻： 【原创题】1.D 密押预测： 题号 1 2 3 4 5 答案 D A B D C 6． (1) 基因突变 常染色体显性遗传 (2)该夫妻已经生出四个女儿且全为正常，所以Ⅱ-5不携带致病基因的概率较大（应大于1/2）或Ⅱ-5很可能是隐性纯合子 (3) 泳道3中致病基因对应的灰度值大于泳道1，而前者vinculin基因对应的灰度值小于后者（泳道3中致病基因与vinculin基因对应的灰度值的比大于泳道1中的） 371 (4) 基因 蛋白质发挥功能必须依赖于正确高级结构，而这种高级结构往往十分复杂 7． (1)磷酸二酯键 (2) 过短会导致与模板结合时特异性低，影响基因编辑准确性 位于内部可能会破坏PMP22基因本身的结构和功能 (3) 5'-GTCGAC-3' 5'-GGATCC-3' 疾病模型小鼠，坐骨神经中注射空载体 抗原-抗体杂交 运动功能 8． (1) 细胞 免疫监视 (2)限制 (3)G-T-T-T (4) PX330质粒 作为对照，检测基因编辑治疗癌症的效果 淋巴结（和肌肉）注射重组质粒可减少肿瘤的重量，淋巴结注射效果好于肌肉注射 押题猜想10 基因工程操作细节——启动子选择、密码子优化 试题前瞻： 【原创题】 （1）② （2）CGA（Arg）、CTA（Leu）、ATA（Ile）、AGA（Arg）、AGG（Arg）、GGA（Gly） 大肠杆菌偏好的高频密码子 不改变 升高 （3）5’ 信号肽 细胞膜/周质空间 （4） 诱导型 ①减少代谢负担：组成型启动子使外源基因持续表达，占用宿主大量能量和氨基酸等资源，抑制菌体生长；诱导型启动子可实现菌体生长与产物合成的分离——先生长至一定密度再诱导表达，菌体产量与产物产量均更高。②提高工艺可控性：诱导型启动子可通过控制诱导剂（如IPTG）的添加时间和浓度精确调控表达强度，便于优化发酵工艺；若产物对宿主有毒性，诱导表达可避免早期产物积累对菌体的抑制。③降低染菌风险：工业发酵中，诱导表达系统相当于增加了一道“开关”，即使发生轻微染菌，未添加诱导剂时杂菌也无法高效表达目的产物。 密押预测： 题号 1 答案 D 2． (1) 光反应 PEP羧化酶和Rubisco酶 (2) 降低 PEP羧化酶对CO2的亲和力较高，能固定更多的CO2，使维管束鞘细胞中CO2浓度较高，可减少O2对Rubisco酶的竞争，从而抑制光呼吸 (3)细胞呼吸、C4的释放、光呼吸释放 (4) （匹配水稻翻译系统）使目的基因在水稻中正确、高效翻译 引导酶蛋白进入叶绿体 3． (1) 322 无 (2) PCR 时，DNA 聚合酶只能催化子链从 5′ 端向 3′端延伸，引物 1 和引物 4 延伸的方向是 从 3′端到 5′端 MunⅠ XmaⅠ (3) 引物 2 和引物 5 1219 (4) 卡那霉素 导入重组质粒的和导入普通质粒的 4． (1) 终止子 XhoI CAATTGGTAGTCGAA (2) 氨苄青霉素和X-gal 白 (3) GAT 2 5． (1) 防止/抑制IFN Nα-2b/人源干扰素/目的蛋白/外源蛋白的降解 诱导型 (2) 使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时能够在受体细胞内表达和发挥作用 ①②④ 卡那霉素和 IPTG (3) tRNA（或“转运RNA”） 单交换 1100或5000 6． (1)IFN—α基因 (2) 引物 延伸 磷酸二酯 (3) GAATTC BglⅡ (4) 接种适量的病毒稀释液和生理盐水的鸡胚（接种适量的病毒稀释液的鸡胚） 接种适量的病毒稀释液和鸡源IFN—α的鸡胚 7． (1) 通用 中心法则 (2) Nhe Ⅰ、Bgl Ⅱ TCTAGA (3) B C 潮霉素抗性基因随T-DNA转入玉米细胞并表达，而卡那霉素抗性基因不能进入玉米细胞 (4) 荧光强度 将野生型玉米和转基因玉米种植在较干旱土壤中，观察各植株的长势，选择转基因玉米中长势明显好于野生型的为具有抗旱能力的转基因玉米 8． (1) 预期蛋白质的功能（不形成二聚体，能迅速发挥作用） BC (2) RNA聚合酶的结合位点，驱动下游基因转录 5′-TA-3′和5′-AGCT-3′ (3) 卡那霉素 目标胰岛素基因INS已经成功导入大肠杆菌 目标DNA含量不高 (4)根据胰岛素中氨基酸序列和大肠杆菌偏好的密码子，改变相应脱氧核苷酸序列 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年高考生物终极押题猜想 考情为骨·密押为翼 目 录 押题猜想01 线粒体质量控制与疾病 1 押题猜想02 表观遗传的“书写-读取-擦除” 9 押题猜想03 植物逆境胁迫与粮食安全 14 押题猜想04 炎症风暴与免疫治疗 21 押题猜想05 碳汇林业、海洋蓝碳、生物质能源与碳中和 27 押题猜想06 肠道菌群-肠脑轴与人体健康 32 押题猜想07 工业微生物发酵生产高价值化合物 42 押题猜想08 微塑料污染与生物修复 49 押题猜想09 CRISPR基因编辑治疗遗传病（如地中海贫血） 55 押题猜想10 基因工程操作细节——启动子选择、密码子优化 61 押题猜想01 线粒体质量控制与疾病 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】心肌缺血再灌注损伤（I/R injury）常见于急性心肌梗死恢复血流后，部分心肌细胞反而加速死亡。研究发现，该过程与线粒体通透性转换孔（mPTP）异常开放密切相关。线粒体通透性转换孔（mPTP）是在特定应激条件下于线粒体膜上形成的非特异性通道。mPTP 可感知多种细胞内信号，mPTP开放会导致线粒体膜电位崩解，造成ATP 合成中断、线粒体肿胀，并促使细胞色素c、线粒体DNA（mtDNA）等小分子物质释放至胞质。这一系列事件可引发坏死或凋亡，具体取决于线粒体损伤程度。下列有关叙述正确的是（ ） A. 缺血再灌注过程中，线粒体mPTP关闭可促进细胞色素c释放，启动凋亡 B. 抑制mPTP开放能减少活性氧爆发，保护心肌细胞 C. 线粒体自噬增强是导致I/R损伤中细胞死亡的主要原因 D. 再灌注时线粒体膜电位崩解是mPTP开放的直接诱因 分析有理·押题有据 广东高考生物近年命题尤其注重细胞生物学与人类健康相结合的情境设计。“线粒体质量控制”作为细胞生物学与医学交叉的前沿领域，涵盖线粒体自噬、融合/分裂动态平衡、线粒体DNA修复等机制，与神经退行性疾病、代谢病、衰老等密切相关，是近年来高考生物高频次、高权重的新兴考点。 《普通高中生物学课程标准》强调“细胞结构与功能”“细胞代谢”“细胞生命历程”与“健康生活”的联系，线粒体质量控制是上述模块的理想交汇点。2021–2024年广东卷及全国卷多次出现以线粒体自噬、线粒体分裂/融合为背景的题目，如：2023年广东卷：PINK1-Parkin通路调控线粒体自噬与帕金森病的关系。 2024年广东卷：线粒体融合蛋白MFN2突变导致神经肌肉疾病。 此外，线粒体功能障碍与多种难治性疾病（如渐冻症、糖尿病心肌病）相关，近年诺奖（自噬、GPCR）也间接推动该考点升温。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·陕西·三模）线粒体自噬是指细胞自噬系统靶向受损线粒体，将其包裹到具有双层膜结构的囊泡中形成自噬小体，自噬小体将受损线粒体输送到溶酶体进行降解，从而实现线粒体质量控制的生理过程，下列叙述错误的是（    ） A．线粒体自噬过程依赖于生物膜的流动性 B．正常线粒体可为线粒体自噬过程提供能量 C．溶酶体中的水解酶为降解过程提供所需活化能 D．线粒体自噬有利于维持细胞内能量供应稳定 2．（25-26高三·广东·期末）机体在营养匮乏、缺氧、细胞老化、蛋白折叠错误、炎症过度化和病原微生物入侵时都可以发生线粒体自噬，线粒体自噬能够清除多余或受损的线粒体，参与机体的许多生理和病理过程，在控制线粒体质量和抵御病毒感染等方面发挥重要的作用。下列叙述正确的是（    ） A．适当的线粒体自噬仅发生在衰老细胞中 B．通过细胞自噬消除过多线粒体导致细胞坏死 C．线粒体自噬需要溶酶体合成的水解酶参与 D．细胞自噬产生的氨基酸、脂肪酸、核苷酸等物质可被细胞再利用 3．（2025·河南·模拟预测）电镜下显示线粒体外膜与内质网之间距离保持在约10～25纳米，两者间存在一个特殊区域，特定的膜蛋白MFN1和MFN2可跨越内质网和线粒体间的空隙，此特殊区域称为“MAMs”膜接触位点。MAMs介导两个细胞器间的通讯并参与蛋白质和代谢物的交换，破坏MAMs可导致线粒体钙离子过载和细胞凋亡。下列叙述错误的是（    ） A．线粒体与内质网保持各自细胞器独立结构，使多种化学反应同时进行互不干扰 B．通过MFN1和MFN2可直接将内质网中的蛋白质运输到线粒体中 C．线粒体结构异常可能会通过MAMs影响内质网加工蛋白质 D．膜蛋白MFN1和MFN2由附着在内质网上的核糖体合成后即可发挥作用 二、解答题 4．（2023·北京平谷·一模）学习以下资料，回答(1)~(4)题 溶酶体损伤通过PITT途径修复 溶酶体是单层膜围绕、内含有多种酸性水解酶的细胞器，溶酶体膜上嵌有质子泵，能借助水解ATP将H+泵入，并具有多种载体蛋白和高度糖基化的膜蛋白。研究表明，溶酶体损伤参与了衰老和疾病的发生。因此，维持溶酶体的完整性及水解能力有助于延缓衰老并推迟疾病发生。然而，研究者对细胞监测和修复溶酶体损伤的途径仍不清楚。 最近，研究发现受损溶酶体膜表面特异性地富集PI4P脂质信号的相关蛋白，包括生产PI4P的激酶PI4K2，以及多个PI4P的效应蛋白 (ORP9/10/11) ，表明受损溶酶体表面可能激发了新的PI4P信号通路。 进一步研究发现，PI4P直接推动了ORP家族效应蛋白的招募，这些ORP蛋白一端结合溶酶体上面的 PI4P，另一端结合在内质网上，从而介导了内质网和受损溶酶体之间的膜互作。在内质网-溶酶体互作位点，ORP蛋白还介导内质网和溶酶体之间的脂质交换，进而把溶酶体上的PI4P转换成胆固醇和磷脂酰丝氨酸的脂质(PS)。胆固醇可以显著提高细胞膜的稳定性以及强度。但在没有胆固醇的情况下，溶酶体上PS的富集也可以极大地促进溶酶体的修复。研究者认为，PS的转运本身不足以修复溶酶体漏洞，因为转运一个PS到溶酶体的同时，溶酶体上就会丢失一个PI4P分子。因此，PS的富集并不能增加溶酶体上的脂质数量。因此推测PS可能激活了另外的大规模脂质转运蛋白来填补溶酶体漏洞。 深入研究发现，脂质转运蛋白ATG2可以被溶酶体上的PS激活，在溶酶体修复中起着关键作用。 研究者将这一全新溶酶体修复机制命名为PITT途径。PITT途径可以被多种疾病相关的溶酶体损伤所激活，表明它是一种通用的溶酶体质量控制机制。PITT途径的发现是理解和治疗与溶酶体功能障碍相关的衰老和疾病的重要一步。 (1)溶酶体膜的主要成分是___________。 ORP蛋白介导了内质网和受损溶酶体之间的膜互作体现了生物体膜具有___________性。 (2)依据资料信息，举例说明溶酶体膜的功能_________。 (3)研究发现，激酶PI4K2被激活后能特异性修复溶酶体，为验证这一结论，用野生型细胞株WT构建了PI4K2敲除细胞株P-KO，加入L药物诱导溶酶体膜损伤后，检测溶酶体损伤率结果如图。实验结果证实了结论，请P-KO的结果将补充在答题卡_________。    (4)综合以上信息，以文字和箭头的方式，阐述PITT途径修复溶酶体的机制_________。      5．（25-26高三·山东枣庄）非酒精性脂肪肝病（NAFLD）是我国第一慢性肝病，其特点是过多的脂质以脂滴的形式存在于肝细胞中。脂滴是细胞内储存脂质的一种细胞器，可与细胞中的多种细胞器相互作用，部分关系如图所示。回答下列问题： (1)脂滴膜是由_________层磷脂分子构成的，根据脂滴膜的结构和功能，推测脂滴膜外侧是_________（填“水”或“脂”）溶性的，体现胆固醇的功能之一是__________。 (2)奶茶、甜品的兴起和普及，使得部分青少年逐渐养成长期摄入高糖、高脂的饮食习惯。高糖摄入不仅会导致肥胖和糖尿病，还会诱发非酒精性脂肪肝，严重的还会发展为焦虑症和抑郁症等心理疾病。长期大剂量摄入糖类很容易导致肥胖，从物质的转化角度分析其原因是__________。 (3)研究人员为探讨中等有氧运动和高强度间歇运动对非酒精性脂肪肝小鼠心肌线粒体自噬的影响（线粒体自噬可通过消除功能异常或多余的线粒体，提高线粒体质量，维持线粒体数量平衡）进行了相关实验，实验结果如下图，长期高脂饮食会__________，从而导致线粒体功能障碍。哪种运动方式改善非酒精性脂肪肝的效果最好? _________ 6．（25-26高三·河南新乡）线粒体的质量控制和数量调控对于维持细胞功能至关重要。在活性氧（ROS）胁迫等应激作用下，线粒体损伤会逐渐累积。此时，细胞通过一种称为线粒体自噬的过程，选择性地包裹并降解细胞内受损或功能障碍的线粒体，如图1所示。精子成熟过程中可生成线粒体囊并将线粒体排至细胞外空间，这一过程依赖于生殖腺内的蛋白酶，也依赖于SPE-12和SPE-8等酶，如图2所示。回答下列问题： (1)线粒体内膜受损会直接导致有氧呼吸第________阶段发生障碍，引起细胞供能不足，该阶段发生的反应主要是________________________________。 (2)为了维持细胞内稳定的供能环境，一些衰老损伤的线粒体会被自噬小体包裹形成自噬体，该结构能与溶酶体融合形成自噬溶酶体，从而实现对衰老、损伤的线粒体的降解，其能实现降解的原因是________________________________。 (3)精细胞在形成精子的过程中，细胞质膜首先形成向外的芽突，包裹一个健康的线粒体，然后迅速芽吐生成“线粒体囊”，精细胞排出线粒体的方式是________，该过程________（填“属于”或“不属于”）线粒体自噬，理由是________________________________。 (4)科研人员通过荧光染色及三维电镜两种成像手段对秀丽隐杆线虫雄虫生殖腺中刚完成减数分裂Ⅱ的精细胞和成熟精子中线粒体数量进行了分析，认为秀丽隐杆线虫精细胞形成成熟精子的过程中存在图2所示过程，支持这一结论的依据是________________________________（答出1点）。 7．（25-26高三·河北沧州）小熊猫是我国二级重点保护野生动物，其主要分布区年气温一般在0~25℃之间。测得小熊猫在不同环境温度下安静状态时的体温、皮肤温度如图所示。回答下列问题： (1)由图可见，在环境温度0~30℃范围内，小熊猫的皮肤温度随环境温度降低而_________，体温却保持基本不变，说明该温度范围内，机体产热_________（填“大于”“小于”或“等于”）散热。若长期在40℃环境中生活，则小熊猫内环境的_________可能遭受破坏。 (2)温度下降到0℃以下时，寒冷刺激产生的兴奋会通过神经中枢传到小熊猫的胰岛A细胞，导致分泌_________增加，进一步促进_________（答出2点），使血糖升高，对抗寒冷刺激。小熊猫在体温调节过程中，神经冲动在神经纤维上的传导是_________（填“单”或“双”）向的。 (3)持续寒冷刺激时，机体维持体温相对稳定所需能量主要来源于消耗棕色脂肪供能。当棕色脂肪细胞被激活时，解偶联蛋白1（UCP1）能消除线粒体内膜两侧的跨膜质子（H+）浓度差，从而阻碍有氧呼吸_________阶段ATP的正常产生，但此变化有利于小熊猫维持体温相对稳定，原因是_________。 =8．（24-25高三·江西南昌）线粒体稳态是指线粒体在细胞内保持稳定的数量和功能状态。心肌组织富含线粒体，线粒体稳态的维持是心肌细胞发挥正常生理功能所必需的。回答下列问题。 (1)心肌细胞中各种细胞器的大小、形态和结构不同，分离细胞器常用的方法是________。心肌细胞中的生物膜系统除了线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜之外，还包括________（写出三点）等。 (2)在心肌细胞收缩过程中，线粒体发挥了重要作用，原因是_________。功能失调或损伤的线粒体会形成“自噬体”，“自噬体”与溶酶体结合形成“自噬溶酶体”，从而将线粒体分解，该过程体现溶酶体具有________的功能。 (3)心肌缺血再灌注损伤是指缺血的心肌细胞再次恢复血液供应时，心肌细胞损伤程度会进行性加重的现象。多项实验研究发现5'-N-乙基酰胺基腺苷（NECA）能够通过抑制心肌H9c2细胞线粒体自噬从而减轻再灌注诱发的心肌损伤。为验证NECA能抑制线粒体自噬，需要分析的溶酶体与线粒体共定位情况（线粒体和溶酶体可以共同定位于细胞的某一特定区域）。现有大鼠心肌H9c2细胞、PBS缓冲液配制的不同浓度NECA（10、100和1000nmol/L）、线粒体红色荧光探针和溶酶体绿色荧光探针、荧光显微镜等充足的实验材料和用具，按步骤简要写出实验过程。 ①细胞培养：用含糖类、________（答出两点即可）等营养物质的培养基在适宜条件下培养大鼠心肌H9c2细胞。 ②分组操作：________。 ③检测线粒体和溶酶体共定位：更换含有荧光探针的新培养基继续培养一段时间，用PBS缓冲液洗涤后，________。 三、实验题 9．（2026·北京门头沟·一模）椎间盘衰老和退变的核心病理过程是线粒体异常引发的髓核细胞凋亡，科研人员对其机制进行研究。 (1)线粒体是细胞进行____________的主要场所，髓核细胞的线粒体功能障碍会导致____________合成减少，细胞能量供应不足，最终引发细胞凋亡。 (2)研究人员建立髓核细胞退变模型（模型组，模拟细胞凋亡过程），检测髓核细胞中促进线粒体分裂和融合相关蛋白的表达量（图1、图2）。结果表明，退变的髓核细胞中线粒体____________。 (3)已有研究发现，线粒体中的去乙酰化酶3（Sirt3）在线粒体执行正常功能过程中起着重要作用。研究者在模型组细胞中过表达Sirt3基因（实验组），开展相关研究。 ①实验证明Sirt3可缓解退变髓核细胞中的线粒体功能障碍，请在图3中补充绘出能证明上述结论的结果。（注：活性氧水平高低和线粒体损伤程度成正相关）____________ ②蛋白激酶（AMPK）可通过影响线粒体动力相关蛋白（Drp1）的活性维持线粒体分裂和融合的动态平衡。研究人员进一步检测各组细胞中相关蛋白含量（图4）。据此说明，Sirt3通过____________保证线粒体正常分裂和融合。 注：p为磷酸化，磷酸化蛋白才有活性 ③研究者进一步在实验组细胞中加入AMPK特异性抑制剂，检测发现细胞活性氧相对含量与模型组基本相同。该实验的目的是____________。 (4)结合本研究，提出一个延缓椎间盘退变的潜在治疗思路____________。 10．（25-26高三·湖南长沙）线粒体膜上分布着大量蛋白质，它们在参与细胞的能量代谢、维持线粒体数量平衡等方面发挥了重要作用。请分析并回答下列问题： (1)线粒体内膜通过_______________来增加其膜面积，为线粒体内膜蛋白提供更多附着位点。 (2)人体褐色脂肪细胞线粒体内膜上的UCP 是一种通道蛋白，它可与ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H⁺回收到线粒体基质，同时将脂肪分解释放的能量几乎全部转化为热能以维持体温，UCP的活性受ATP/ADP值的影响。推测ATP/ADP值较低时UCP的活性_________（填“升高”或“降低”）。 (3)线粒体可通过融合、分裂来维持线粒体数量平衡（如下图所示）。由图可知线粒体外膜上的Mfn1/Mfn2 蛋白和内膜融合蛋白_______协同完成线粒体融合过程。线粒体融合后单个线粒体中嵴的数量增加会________（填“提高”或“降低”）单个线粒体有氧呼吸的能力。 (4)研究发现，线粒体中的FZO基因编码的蛋白质是线粒体融合所必需的，请设计实验证明上述结论，写出简要实验思路和预期实验结果。（提供绿色荧光染料和红色荧光染料，两种染料混合时荧光呈黄色。） 实验思路：______________。 预期实验结果：________________。 押题猜想02 表观遗传的“书写-读取-擦除” 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】近年研究发现，哺乳动物在生命早期若经历慢性应激，其海马区神经元中糖皮质激素受体基因（GR）启动子区会发生DNA高甲基化，且该修饰状态可稳定维持至成年，导致成年后应激反应异常。与此同时，科研人员发现一种新型去甲基化酶激活剂能够逆转该表型。下列相关叙述正确的是（ ） A. 早期应激导致GR基因启动子区碱基序列发生替换，从而抑制其转录 B. 启动子区DNA高甲基化通过阻碍RNA聚合酶与启动子结合来下调GR基因表达 C. 该甲基化修饰属于不可遗传变异，因为它是环境因素引起的 D. 去甲基化酶激活剂通过改变GR基因的碱基排列顺序来恢复其表达 分析有理·押题有据 广东高考生物近年命题尤其注重遗传信息表达调控与环境-基因互作的情境设计。“表观遗传的‘书写-读取-擦除’”作为遗传学与医学交叉的前沿领域，涵盖DNA甲基化动态平衡、组蛋白修饰可逆性、染色质重塑等机制，与肿瘤发生、代谢记忆、神经系统发育密切相关，已成为广东卷非选择题中区分高分考生的核心逻辑链考点。如2022年广东卷（T19，组蛋白修饰）：首次引入组蛋白乙酰化/去乙酰化调控染色质松紧度的机制。2023年广东卷（T18，DNA甲基化测序）：给出甲基化谱系图，要求学生推断环境（光照）对甲基化“书写”的影响。 其次，广东地处华南医疗高地，出题素材频繁取自中山大学肿瘤防治中心、南方医科大学的研究成果。去甲基化酶（TET）作为“擦除器” 是当前白血病（MDS）治疗药物（如阿扎胞苷） 的直接作用靶点。考查“擦除”机制，能完美对接《课程标准》中“关注人类健康”的要求。 密押预测·精练通关 一、单选题 （2026·浙江·二模）阅读材料，完成下面小题。 中国科研团队通过多代低温胁迫处理，使ACT1基因的甲基化水平发生改变，成功获得了能稳定遗传的耐低温水稻株系，从分子水平证实了环境诱导的表观遗传与生物适应性性状的相关性，其机制如下图所示。 1．下列关于水稻低温适应的表观遗传机制的叙述，正确的是（　　） A．DNA甲基转移酶能促进ACT1基因去甲基化 B．多代低温胁迫后，ACT1基因的甲基化程度降低 C．多代低温胁迫导致ACT1基因碱基序列发生改变 D．低甲基化有利于转录因子与ACT1基因的起始密码子结合 2．多代低温胁迫使水稻种群形成了稳定的耐低温特征。下列叙述正确的是（　　） A．水稻的全部ACT1基因构成种群基因库 B．水稻的耐低温变异是进化的动力和机制 C．耐低温水稻和普通水稻已形成生殖隔离 D．水稻耐低温性状的产生是对环境的适应 3．（2026·北京房山·一模）暹罗猫毛色的季节变化（冬深夏浅），主要由TYR基因突变，温度敏感型酪氨酸酶构象变化影响黑色素合成导致。下列分析错误的是（    ） A．暹罗猫毛色随温度变化属于表观遗传 B．温度可引起酪氨酸酶活性改变 C．环境可通过改变蛋白质的结构来影响性状 D．基因型与环境都会影响暹罗猫的毛色 4．（2026·湖北十堰·二模）研究发现，表观遗传调控异常可导致结直肠癌发生。DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA（如miRNA）的作用机制如图所示，已知组蛋白乙酰化通常使染色体结构松弛。下列叙述正确的是（    ） 注：Mc表示甲基，Ac表示乙酰基，表示甲基化，表示抑制。 A．抑癌基因启动子区域的DNA高度甲基化会促进抑癌基因转录 B．组蛋白发生去乙酰化修饰后，往往会导致染色质DNA转录被抑制 C．miRNA通过特异性结合并降解原癌基因的碱基序列来发挥调控作用 D．人结直肠癌细胞中发生的这些表观遗传改变通常会遗传给患者的下一代 5．（2026·湖南张家界·二模）表观遗传是指基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，下列相关叙述错误的是（　　） A．DNA甲基化可抑制基因的转录，从而导致表型改变 B．组蛋白的乙酰化修饰可影响染色质的凝缩程度，进而调控基因表达 C．表观遗传现象可发生在生物体的生长发育全过程中 D．表观遗传的表型变化不能传递给后代 6．（2026·辽宁抚顺·二模）研究发现，T基因含有5个外显子，该基因在大鼠心脏中表达水平最高，且在肾、肝、脾、肺、肌肉等多组织中均有表达，但表达出的蛋白质种类有差异。如图表示T基因在大鼠的心肌细胞（①②④）和肾平滑肌细胞（①③⑤）中表达的示意图。下列叙述错误的是（    ） 注：RNA上的外显子为DNA上外显子的对应序列。 A．大鼠的心肌细胞内有蛋白质α，无控制蛋白质β合成的mRNA B．同一种基因表达出不同蛋白质，不属于可遗传变异中的表观遗传 C．②和③过程既有磷酸二酯键的断裂，也有磷酸二酯键的形成 D．蛋白质α和β的氨基酸序列只有外显子α和β对应的区段不同 7．（2026·四川德阳·二模）RNA干扰是真核生物中普遍存在的基因表达调控机制，miRNA和siRNA是介导RNA干扰的两类关键小分子RNA。miRNA由基因组内源DNA编码产生，经Dicer加工后成熟，siRNA主要来源于外来异源双链RNA（dsRNA），二者经不同加工路径后发挥作用。据图分析，以下叙述正确的是（    ） A．①过程需要解旋酶、RNA聚合酶及核糖核苷酸 B．miRNA在核内加工成熟后经③过程导致翻译终止 C．病毒经④过程实现宿主基因沉默，不利于病毒的生存和繁殖 D．miRNA和siRNA调控基因的表达属于表观遗传的具体机制之一 8．（2026·海南海口·模拟预测）miRNA是一类短小的非编码RNA，通过与靶mRNA互补配对从而在转录后水平上对基因表达进行调控，具体机理如下图所示。下列分析不正确的是（　　） A．miRNA与靶mRNA配对情况不同，对靶基因表达的调控方式不同 B．miRNA的高表达可以提高靶基因的表达水平 C．Ago蛋白在特定条件下能够水解磷酸二酯键 D．一种miRNA可能同时调控多种靶mRNA 二、解答题 9．（2026·河北石家庄·一模）剂量补偿效应指的是在XY性别决定机制的生物中，使性连锁基因在两种性别中有相等或近乎相等的有效剂量的遗传效应。剂量补偿的一种情况是雌性细胞中有一条X染色体随机失活。研究表明，X染色体的失活起始于“X染色体失活中心”的Xist基因转录产生长链非编码 Xist RNA 分子。Xist RNA聚集的因子可能促使DNA甲基化和组蛋白修饰的发生。失活的X染色体比细胞内其他染色体的乙酰化程度要低很多，而组蛋白的去乙酰化与基因组不转录的区域相关。Xist RNA 招募的修饰因子促使H3组蛋白第27位赖氨酸甲基化，可以诱导染色质高度螺旋形成巴氏小体。猫的毛色由位于X染色体上的一对等位基因控制(黑色B，橙色b)。B对b完全显性，但杂合子的毛色却表现为黑、橙斑块的混合体，取名“玳瑁猫”，如图所示。 回答下列问题： (1)由文中信息可知，正常玳瑁猫的性别是__________性。玳瑁猫的黑、橙斑块毛色由两种产生色素的细胞决定，当不同的产色素干细胞分裂时，同一来源的子代色素细胞位置靠近，形成一片聚集区。请结合文中信息分析上图，表示O区域(橙色)的细胞示意图是__________（填出图中的正确选项）。 (2)现观察到一只橙黑相间的雄猫体细胞核中有一个巴氏小体，则该雄猫的基因型为__________；若该雄猫的亲本基因型为XᵇXᵇ和XBY；且未发生基因突变，则产生该猫是由于其______（选填“父方”或“母方”）形成了异常的生殖细胞，导致出现这种异常生殖细胞的原因是________________。 (3)X染色体凝缩成巴氏小体而失活的现象属于表观遗传，表观遗传是指________。文中提到的与X染色体失活机制相关的表观遗传方式有哪些?___________。 ①DNA甲基化②组蛋白的乙酰化③非编码RNA的调控④组蛋白氨基酸的甲基化修饰 (4)对巴氏小体的研究具有一定的应用价值，例如鉴定性别：一些需要进行力量和速度比拼的体育项目在比赛前通常会对参加女子项目的运动员的白细胞进行染色镜检，若发现运动员细胞中________时，将不能参加该项比赛。此方法比性染色体组成的检测更简便易行。 (5)若受精卵的某一同源染色体存在三条，则有一定概率会随机清除其中的一条，称为“三体自救”。某受精卵的基因型是XBXbY，其发育成的个体可能有_____种基因型。 (6)下图为猫体内X染色体失活的分子机制， Tsix基因是 Xist基因的反义基因，Tsix基因转录得到的RNA 会阻止XistRNA发挥作用，使X染色体保持活性。科研人员希望能将该机制应用于21三体综合征的治疗研究推测其研究设想为：__________。 押题猜想03 植物逆境胁迫与粮食安全 试题前瞻·能力先查 限时：10min 【原创题】华南地区“双季稻”生产常遭遇“前期低温阴雨（春寒）—后期高温逼熟（早稻灌浆期高温）”的复合胁迫。广东省农科院水稻研究所团队于2026年发表在 Nature Plants 上的研究发现：若水稻幼苗期经历短期适度低温（12°C，3天），在后续抽穗灌浆期遭遇高温（38°C）时，其叶片光合速率下降幅度显著小于未经低温预处理的对照组。 进一步机制研究表明，低温预处理诱导了组蛋白甲基转移酶 OsSDG724 的表达上调，该酶可催化抗氧化酶基因（如 OsCATB、OsAPX1）启动子区 H3K4me3（组蛋白H3第4位赖氨酸三甲基化）修饰水平的升高。 处理组 幼苗期处理 灌浆期处理 灌浆期叶片净光合速率（μmol·m⁻²·s⁻¹） 灌浆期 OsCATB 基因相对表达量 CK 常温（25°C） 常温（28°C） 22.5 1.0 HT 常温（25°C） 高温（38°C） 9.8 0.4 CT+HT 低温预处理（12°C） 高温（38°C） 16.3 1.8 CT+HT+抑制剂 低温预处理 + 组蛋白甲基转移酶抑制剂 高温（38°C） 10.2 0.5 注：H3K4me3是与转录激活密切相关的组蛋白修饰标记。 （1） CO2固定的场所是叶绿体的_____，产物C3在光反应生成的______________参与下合成糖类等有机物。 （2） 比较HT组与CT+HT组的数据，低温预处理使水稻在后续高温胁迫下光合速率下降幅度减小。从细胞代谢角度分析，光合速率得以维持的可能原因是：灌浆期高温通常导致叶片______，而低温预处理通过 ，从而保护光合系统结构完整性，促进光合作用效率。 （3） 假设你是育种工作者，基于上述研究成果，请你提出一条利用基因编辑技术（CRISPR/Cas9）改良广东主栽水稻品种抗逆性的分子设计思路，并简述其预期效果。 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中，将「细胞的代谢」列为必修一的核心大概念，明确要求：说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能；说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。该内容是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到「理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题不可动摇的核心载体。 今年来，广东高考生物命题尤其注重植物生理学与国家粮食安全战略相结合的情境设计。“植物逆境胁迫应答与产量形成”作为植物生理、分子生物学与生态学的交叉领域，涵盖激素信号转导（ABA/乙烯）、活性氧（ROS）清除系统、渗透调节、光呼吸调控等机制，与耐盐碱水稻、高温抗性荔枝、干旱胁迫大豆等广东特色农业密切结合，是近年来选择题重情境、非选择题重逻辑的新兴核心考点。如2022年广东卷（T18，干旱胁迫）：研究干旱条件下，外源褪黑素如何通过调节抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性维持细胞膜透性稳定。2023年广东卷（T19，盐胁迫与红光）：典型“信号整合”题：红光（光信号）→光敏色素 → 降低ABA合成 → 缓解盐胁迫对根生长的抑制。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·海南海口·模拟预测）淹水胁迫是植物生长期较为常见的逆境胁迫之一，下表是不同淹水时间对菠萝蜜细胞代谢的影响情况。下列说法不正确的是（　　） 淹水时间/h 净光合速率 /(μmol·m⁻²·s⁻¹) 胞间CO₂浓度 /(μmol·mol⁻¹) 气孔导度 /(mol·m⁻²·s⁻¹) 叶绿素含量 /(mg·g⁻¹) 0 8 230 0.09 1.15 24 5 130 0.025 1.12 48 4.3 170 0.025 0.85 A．据表中数据分析，短期淹水处理条件下，菠萝蜜仍可正常生长 B．淹水24h时，气孔导度下降是菠萝蜜净光合速率降低的主要限制因素 C．淹水48h时，菠萝蜜胞间CO₂浓度的增加与NADPH含量增加有关 D．可用无水乙醇提取叶绿素，测定红光的吸光度来估算叶绿素的含量 二、实验题 2．（2025·河北张家口·二模）干旱胁迫是植物最常遭遇的逆境胁迫之一，对植物的光合效率影响较大。科研人员对小麦植株进行不同条件处理，实验结果如图所示。已知小麦植株光合作用、呼吸作用的最适温度分别是25℃、35℃，RuBP羧化酶能催化CO2的固定。回答下列问题： (1)RuBP羧化酶催化CO2的固定过程______（填“消耗”或“不消耗”）能量，CO2固定的产物是C3，C3被还原的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖，其中______可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 (2)与对照组相比，实验组小麦植株固定CO2的速率减弱，其原因最可能是______（填“气孔导度下降”“RuBP羧化酶活性下降”或“气孔导度下降与RuBP羧化酶活性下降”）；判断理由是______。 (3)与对照组相比，实验组小麦植株净光合速率下降，其原因有两点，分别是______、______。 3．（2026·湖北十堰·一模）研究发现，脱落酸（ABA）可调节植物在干旱、盐碱、高温等逆境胁迫中的生理代谢。研究人员在盐胁迫条件下，通过对玉米喷施不同浓度的ABA溶液，探究ABA对玉米气孔特征和光合性能的影响，部分实验结果见下表（表中ind表示气孔数，实验组玉米幼苗分别喷施1、2.5、5、10μmol·L-1的ABA溶液，喷施后的第2天和第7天浇灌100mmol·L-1的NaCl溶液）。回答下列问题： 实验组别 处理 生物量 （g） 气孔密度 （ind·mm-2） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 气孔导度 （mmol·m-2·s-1） 叶绿素含量 （mg·g-1） 对照组一 ？ 29.9 42.0 11.11 1.52 5.25 对照组二 ？ 12.7 42.7 5.62 0.23 4.15 实验组 1 18.1 49.3 5.96 0.43 5.02 2.5 18.1 44.3 10.85 0.99 7.25 5 25.5 49.7 12.77 1.19 12.34 10 23.4 45.7 6.17 0.35 11.03 (1)玉米叶肉细胞中类囊体膜的主要组成成分是______，类囊体膜上含有的光合色素主要吸收______光。玉米光合作用光反应的实质是光能引起氧化还原反应，反应中最终接受电子的物质是______，而提供电子的物质是______。 (2)对照组一和对照组二处理方法的差异是______。实验表明，盐胁迫可降低玉米幼苗的暗反应速率，原因包括______。外源施加ABA后可以缓解盐胁迫，促进玉米幼苗在逆境中生长，判断的依据是______。 (3)研究人员检测不同实验组和对照组玉米幼苗的叶绿素合成酶基因（CHLG）和叶绿素降解酶基因（CLH）的相对表达量，结果如图所示。ABA在盐胁迫下对两种基因表达调控的意义是______。 4．（2025·贵州·二模）研究表明，在应对逆境胁迫时器官脱落通常与糖类的储存量减少有关。科研人员在利用饥饿胁迫诱导龙眼果实脱落的实验中发现，幼果期 （果皮呈绿色）的果实脱落速度显著慢于发育中期、后期。为探究导致这种差异的作用机理，研究团队对3个时期的果实进行了相关实验，结果如图所示，请回答下列问题： (1)植物在进行光合作用时，CO2先与叶绿体内的__________结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的___________中的化学能，合成的糖分子再运输到果实等器官中。 (2)科研人员把坐果量相近的果穗枝条离体置于黑暗条件下，并扦插入清水中，同时摘除果穗枝条上的叶片，根据图甲的实验目的分析，摘除叶片的目的是_________。 (3)图乙结果显示，随着透光度增加，只有幼果期果实的呼吸耗氧量测定值呈现负数，推测可能原因是__________。 (4)综合以上分析，幼果期果实脱落显著慢于发育中期、后期的两个原因是__________。 5．（2026·河北保定·一模）脱落酸（ABA）在植物应对干旱等逆境胁迫过程中发挥重要作用，科研结果显示，ABA通过诱导基因表达、改变气孔开度等发挥作用。PYR/PYL/RCAR为ABA受体，未结合ABA时，PYR/PYL/RCAR蛋白的构象不稳定，其与PP2C的结合位点被自身结构遮蔽，无法与PP2C有效结合；当ABA与PYR/PYL/RCAR结合后，蛋白构象会发生改变，暴露原本被遮蔽的PP2C结合 (1)从植物激素的合成部位来看，脱落酸主要在植物的________合成。 (2)当有ABA时，ABA与受体结合，会________（填“解除”或“增强”）负调节因子对正效应因子的抑制作用。被激活的正效应因子可使________（写出两种）发生磷酸化，最终使植物产生ABA响应。 (3)研究发现，在干旱等逆境条件下，ABA会诱导植物叶片气孔关闭，部分机制如图2所示，ABA与其受体结合后，促进Ca²⁺内流，使细胞质基质中的Ca²⁺浓度增加，进而________；另一方面通过信号分子促进________，导致保卫细胞失水，气孔关闭。 (4)某同学为验证干旱环境中拟南芥植株气孔关闭是由ABA引起的，以ABA缺失突变体（不能合成ABA）为材料，进行实验，请简要写出实验思路。 实验思路：________。 6．（2026·四川南充·二模）研究发现，兼性景天酸代谢（CAM）植物（如冰叶日中花）可在盐胁迫、干旱等逆境条件下，从普通的C3光合途径可逆切换为CAM光合途径。图甲为CAM光合途径的核心生理过程。某研究小组为探究盐胁迫对光合途径切换的影响，测定了正常条件和盐胁迫条件下，冰叶日中花植株昼夜CO2吸收速率，结果见图乙。回答下列问题。 (1)由图甲可知，冰叶日中花夜间吸收的CO2在_______中被固定，液泡pH会_______（填“升高”“降低”或“不变”）；白天气孔关闭时，该植物光合作用所需的CO2主要来自_______（填生理过程）。 (2)图乙中的曲线B代表的培养条件为_______，判断依据是_______。 (3)该光合途径的切换对冰叶日中花适应盐胁迫环境的生理意义是_______。 (4)为进一步验证盐胁迫是导致冰叶日中花光合途径切换的直接原因，需补充一组实验，请简要写出实验思路。______。 7．（2026·四川泸州·二模）研究表明，在应对逆境胁迫时器官脱落通常与糖类的储存量减少有关。科研人员在利用饥饿胁迫诱导龙眼果实脱落的实验中发现，幼果期（果皮呈绿色）的果实脱落速度显著慢于发育中期、后期。为探究导致这种差异的作用机理，研究团队对3个时期的果实进行了相关实验，结果如图所示。请回答下列问题： (1)植物在进行光合作用时，CO2先与叶绿体内的______结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的______中的化学能，合成的糖分子再运输到果实等器官中。 (2)科研人员把坐果量相近的果穗枝条离体置于黑暗条件下，并扦插入清水中，同时摘除果穗枝条上的叶片，根据图甲的实验目的分析，摘除叶片的目的是______，使其处于饥饿胁迫状态，从而诱导果实脱落，以便比较不同发育时期果实对饥饿胁迫的响应差异。 (3)当透光度增加到80时，幼果期龙眼果实光合作用速率______呼吸作用速率（填“大于”、“小于”或“等于”）。 (4)综合以上分析，幼果期果实脱落显著慢于发育中期、后期的两个原因是______。 8．（2026·广东汕头·模拟预测）拟南芥glu1-1突变体出现叶片失绿、生长迟缓的现象。为寻找能“逆转”glu1-1缺陷的基因，进而提升作物的光合速率，研究人员以glu1-1突变体为材料构建突变体库，筛选出了rog1突变体。检测其光合生理指标，结果见下图。 回答下列问题： (1)Rubisco酶分布在叶绿体的_____中，催化C₅和CO2生成_____，进而被_____还原成糖类。 (2)如上图实验结果表明rog1突变体能“逆转”glu1-1缺陷，判断的依据是_____。 (3)脱落酸（ABA）是植物响应逆境胁迫的激素。推测rog1突变体的突变位点与ABA合成酶基因有关。向rog1突变体导入正常的ABA合成酶基因，若出现_____的现象，则可证实该结论。 (4)为探究ABA抑制拟南芥光合作用依赖于ABA的合成还是ABA的信号传导通路，研究人员对野生型（WT）、ABA合成缺陷突变体、ABA受体缺陷突变体三种植株施加外源ABA，检测植株的净光合速率，结果见图1。实验结果说明ABA抑制拟南芥光合作用依赖于_____。在未添加ABA的情况下，检测不同植株内源ABA含量加以验证，则预期的实验结果是_____（在图2中用柱状图进行表示）。 3 押题猜想04 炎症风暴与免疫治疗 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】2023年初，我国批准了托珠单抗用于治疗重症新冠肺炎患者。托珠单抗是一种人源化单克隆抗体，可特异性结合白细胞介素-6受体（IL-6R），阻断其信号转导。研究显示，部分新冠重症患者体内会出现“细胞因子风暴”，即免疫细胞被过度激活，释放大量促炎细胞因子（如IL-6），导致肺部等多器官损伤。下图示意了新冠病毒感染后引发细胞因子风暴及托珠单抗作用的部分过程。根据以上信息，下列叙述错误的是（ ） A.新冠病毒感染机体后，需要经过抗原呈递细胞的处理和呈递才能激活辅助性T细胞 B.细胞因子风暴本质上是一种免疫失调现象，其严重程度与机体特异性免疫应答的强度呈正相关 C.托珠单抗通过特异性结合IL-6R，竞争性抑制了IL-6与受体的结合，从而缓解过度炎症反应 D.使用托珠单抗治疗的患者，其体液免疫功能会受到显著抑制，导致机体清除新冠病毒的能力下降 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中，将「生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态」列为选择性必修一《稳态与调节》的核心大概念，并明确要求：举例说明免疫细胞、免疫器官和免疫活性物质等是免疫调节的结构与物质基础；概述人体的免疫包括生来就有的非特异性免疫和后天获得的特异性免疫；阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式，针对特定病原体发生的免疫应答。该内容是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到「理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题不可动摇的核心载体。 近年来，广东高考生物命题在《稳态与调节》模块尤其注重人体健康与疾病防治、前沿生物技术与公共卫生安全相结合的情境设计。如2023年广东卷（T14，免疫调节与自身免疫病）：以类风湿关节炎为情境，考查细胞因子（如TNF-α）在发病过程中的作用及单克隆抗体药物（如阿达木单抗）的治疗机理。2024年广东卷（T17，PD-L1/PD-1免疫检查点疗法与化疗联合治疗）：以黑色素瘤模型小鼠为材料，考查单克隆抗体阻断PD-L1与PD-1结合以恢复CTL活性的免疫治疗原理，并要求学生设计抗体-药物偶联物的治疗方案。 “炎症风暴与免疫治疗”作为免疫学、细胞生物学与临床医学的交叉前沿领域，涵盖特异性免疫应答过程（体液免疫与细胞免疫）、免疫失调（自身免疫病、过敏反应）、细胞因子网络调控、单克隆抗体与CAR-T细胞疗法等核心机制，与广东省作为生物医药产业大省、在应对新发突发传染病（如COVID-19、登革热）中的科研与临床实践密切结合，是近年来选择题重机理、非选择题重逻辑与创新能力的新兴核心考点。理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题不可动摇的核心载体。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·重庆·二模）睡眠不足会严重影响机体健康，睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），导致小鼠短时间内死亡。PGD2作用机制如图（已知GABA为抑制性神经递质，HA为兴奋性神经递质）。下列关于该调节过程的叙述，正确的是（    ） A．Ado引起胃肠蠕动加强、血压下降的效果与交感神经兴奋时类似 B．由觉醒进入睡眠时，脑脊液中PGD2浓度降低，VLPO神经元活动减弱 C．VLPO神经元分泌的GABA会使下一神经元细胞膜静息电位绝对值增大 D．睡眠剥夺小鼠因免疫系统监视功能异常，引发炎症风暴导致多器官功能障碍 2．（2026·山东菏泽·一模）肠道微生物可利用膳食纤维发酵产生短链脂肪酸（SCFAs）。短链脂肪酸（SCFAs）可促进肠道分泌肠促胰素，肠促胰素能促进胰岛素的分泌，同时抑制胰高血糖素的分泌；SCFAs进入血液后，可抑制免疫细胞分泌炎症因子，而炎症因子过量会损伤胰岛B细胞功能，还会降低组织细胞对胰岛素的敏感性。下列说法正确的是（　　） A．饮食习惯差异会影响人体组织细胞对胰岛素的敏感性 B．SCFAs对肠促胰素和炎症因子的调节均属于激素调节 C．抑制肠促胰素合成会降低胰高血糖素的分泌 D．大量摄入脂肪有助于SCFAs产生，降低患糖尿病风险 二、多选题 3．（2025·江西鹰潭·一模）病原体侵入人体后会激活免疫细胞，进而诱发局部红肿的炎症反应，在一些病毒感染患者体内，随着病毒数量的增多，机体会启动“炎症风暴”，以细胞的过度损伤为代价对病毒展开攻击，人体可通过一系列的调节机制防止炎症反应过强导致的正常细胞损伤，过程如图所示。据图分析，下列叙述错误的是（    ）    A．在肾上腺皮质激素的分级调节中，垂体产生的物质b是促肾上腺皮质激素释放激素 B．如果炎症细胞因子与免疫细胞之间发生正反馈调节会导致“炎症风暴”的产生 C．“炎症风暴”是由于机体免疫防御功能过强导致的 D．巨噬细胞、T细胞都属于抗原呈递细胞，T细胞分泌的乙酰胆碱不属于神经递质 三、实验题 4．（2026·湖北孝感·二模）引起机体感染的因素很多。研究发现，慢性压力会导致机体免疫功能下降，易引发感染。为探究慢性压力对免疫调节的影响及机制，科研人员进行了如下分组实验： 甲组：正常饲养，不进行压力刺激； 乙组：每天进行6小时压力刺激，连续刺激21天（慢性压力组）； 丙组：每天进行6小时压力刺激，连续刺激21天，同时每周注射一次免疫增强剂。 实验结束后，检测各组小鼠的免疫相关指标，结果如表。回答下列问题： 组别 免疫细胞活性 抗体产生量 肾上腺皮质激素含量 甲组 +++ +++ + 乙组 + + +++ 丙组 ++ ++ ++ (1)该实验的自变量是______。 (2)乙组小鼠免疫细胞活性和抗体产生量均低于甲组，可能的原因是______。丙组小鼠的免疫相关指标优于乙组，说明免疫增强剂可_____。 (3)结合实验结果，推测慢性压力影响免疫调节的机制是______。 (4)为进一步探究慢性压力对体液免疫和细胞免疫的影响是否存在差异，还需检测的指标有_______（答出一点即可）。 (5)当机体受到感染、损伤或其他刺激时，免疫系统会迅速激活并产生大量的细胞因子，细胞因子过多会引发细胞因子风暴，导致炎症反应。2025年诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家，以表彰他们在“外周免疫耐受机制”领域的开创性发现。外周免疫耐受的核心是调节性T细胞（Treg）的调控作用。Treg可通过分泌抑制性细胞因子来抑制T细胞的异常活化，从而缓解细胞因子风暴。为验证该结论，完善实验设计： 实验组：T细胞+培养过Treg的培养液 对照组：______。 若实验结果为_______，则支持该结论。 5．（2026·浙江台州·二模）类风湿性关节炎（RA）的发病原因之一是肿瘤坏死因子α（TNF-α）异常升高，使炎症信号通路增强，引起过度炎症反应，从而破坏骨关节。为验证药物X能有效缓解类风湿性关节炎且效果好于地塞米松试剂（一种常用的治疗RA的药物），某科研小组以生理状况相似且健康的大鼠为实验模型，开展相关实验研究。根据提供的材料与用具，以踝关节肿胀程度为指标，完善实验思路，预测实验结果，并分析与讨论。 材料与用具：大鼠若干、牛Ⅱ型胶原蛋白液、地塞米松试剂、药物X、蒸馏水、足趾肿胀测量仪。 （要求与说明：牛Ⅱ型胶原蛋白液用于构建RA大鼠，一般需要进行二次免疫。给药方式均为灌胃，具体指标检测过程不做要求。） (1)完善实验思路： ①将若干只大鼠随机均分为_____组，并记为甲、乙。 ②甲组不作处理，其他组_____，7天后再次在尾根部皮下注射牛Ⅱ型胶原蛋白液进行二次免疫，构建模型组大鼠。对该大鼠进行_____检测，确保构建成功。 ③甲、乙两组灌胃蒸馏水，_____。每天重复上述操作，其他条件相同且适宜。 ④每隔7天使用足趾肿胀测量仪检测每只大鼠踝关节肿胀度。重复3次，将所得数据进行统计并计算每组大鼠的平均值。 (2)预测实验结果： 设计一张表格用于记录最后一次检测数据的平均值，并将预测结果填入表中_____。（“+”表示肿胀程度。假设健康大鼠为“+”，“+”越多肿胀程度越高。） (3)分析与讨论： ①构建模型组大鼠时，进行二次免疫是为了使_____增殖分化成相应的效应细胞，从而加强炎症反应，提高建模成功率。 ②类风湿性关节炎患者的免疫系统异常攻击自身关节组织，故属于_____病。临床上通常使用的药物是地塞米松，这是一种免疫抑制剂，长期服用可能导致_____。药物X能缓解类风湿性关节炎并达到精准治疗的目的，推测可能原因是_____。 四、解答题 6．（2026·辽宁·模拟预测）炎症反应是机体对损伤或感染的一种防御性生理反应，核心功能包括清除病原体、修复受损组织。其过程涉及免疫细胞激活、炎症介质释放，但过度的炎症反应会造成组织损伤和功能障碍。迷走神经是与脑干相连的脑神经，可调节胃肠及消化腺的活动，还可通过一系列过程产生抗炎效果，如图所示。回答下列问题： (1)脾神经属于内脏运动神经，与躯体运动神经相比，其作用特点是________；图中去甲肾上腺素属于脾神经分泌的________，该物质还可以由肾上腺髓质细胞分泌，与脾神经相比，肾上腺髓质细胞分泌的去甲肾上腺素在作用范围和时间上的特点为________。 (2)T细胞分泌乙酰胆碱可看作反射活动的应答环节，完成此环节的效应器由________组成。乙酰胆碱可以使巨噬细胞的膜电位发生改变，这种改变表现为________。 (3)迷走神经刺激（VNS）可影响脾神经的活动，VNS已被发现在不同的临床实验中起到抗炎作用，据图可得出电流刺激迷走神经控制炎症的机理是________。 (4)除了图中分泌炎症因子的作用外，巨噬细胞还具有下列哪些功能________。 A．摄取和加工处理抗原 B．将抗原信息暴露在细胞表面 C．将抗原呈递给其他免疫细胞 D．识别并接触、裂解被特定病原体感染的靶细胞 7．（2026·广东湛江·一模）自身免疫性关节炎（如类风湿关节炎）是一种因免疫系统异常激活导致关节炎症的疾病，患者体内免疫细胞过度增殖并释放大量细胞因子，引发关节损伤。研究发现，该病的发生与神经—内分泌系统的调节失衡密切相关。图1展示的为该病患者体内免疫—神经—内分泌系统的相互作用机制。回答下列问题： (1)图1中参与过度炎症反应的免疫活性物质经______运输，刺激下丘脑释放CRH增多，最终导致肾上腺皮质激素增多，这种通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”的分层调控，其意义是______。 (2)临床上发现，长期使用肾上腺皮质激素治疗自身免疫性关节炎的患者，肿瘤发生率显著升高。结合图1分析，其原因可能是：______。 (3)为探究药物A和药物B的抗炎效果，研究人员以自身免疫性关节炎模型小鼠为实验对象，设置以下四组实验。空白对照组：未治疗的模型小鼠；阳性对照组：模型小鼠注射已知有效抗炎药物甲氨蝶呤；药物A组：模型小鼠注射药物A；药物B组：模型小鼠注射药物B。实验检测了各组小鼠脾脏中淋巴细胞的增殖率（增殖率越高，炎症反应越剧烈），实验结果如图2所示。据此分析回答下列问题： ①该实验的自变量是_______，因变量的观测指标是______。 ②依据图2实验结果，得出的结论是：______。 ③若要进一步验证药物B的抗炎效果具有剂量依赖性（即药物疗效随剂量增减而改变），请设计实验方案：_______（简要写出思路及结论）。 8．（2025·江苏盐城·模拟预测）脑和机体的免疫系统紧密联系，能够感知和调控免疫反应。研究员用小鼠进行研究。 (1)神经系统与免疫系统的相互联系中，以______（填信号分子的名称）作为相互通讯的分子“语言”。这些信号分子的作用方式______（填“都是”、“不都是”或“都不是”）直接与受体结合。 (2)细菌的脂多糖（LPS）能引起小鼠强烈的免疫反应——炎症反应，此时若抑制小鼠脑干中的N区，会导致促炎因子IL-6显著增加、抗炎因子IL-10显著减少。用LPS分别刺激野生型小鼠（WT）和免疫细胞上LPS受体缺失的小鼠（KO），检测小鼠N区神经元的兴奋性，结果如图1。以上信息表明，N区可______炎症反应，并且免疫细胞通过______，参与N区神经元的激活。 (3)研究发现，迷走神经是向脑干传递信息的重要途径，LPS不能直接激活迷走神经，但炎症信号能激活。科研人员进一步探究迷走神经中两类神经元——C和T的功能。 ①给3组WT小鼠注射LPS，检测不同处理条件下外周血中炎症因子的含量，结果如图2，由图可知，C仅导致IL-6分泌量下降，而T导致______。 ②研究发现，C和T均能通过突触激活N区，切断小鼠迷走神经后，N区对LPS的反应消失。已知N区有两类神经元——N1和N2。请结合上述信息，在图3中补充必要的箭头，并标注“正反馈”“负反馈”，完善N区和免疫系统相互作用的机理。______。 (4)人体感染细菌后，有些患者体内会出现“细胞因子风暴”，这属于免疫系统的______功能异常。由“细胞因子风暴”导致正常细胞的死亡属于______。 押题猜想05 碳汇林业、海洋蓝碳、生物质能源与碳中和 试题前瞻·能力先查 限时：5min 【原创题】“蓝碳”是指利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳，并将其固定、储存在海洋生态系统中的过程、活动和机制。红树林、海草床和滨海盐沼是三大典型的蓝碳生态系统。广东省湛江市拥有全国面积最大的红树林自然保护区，其固碳效率显著高于陆地森林。2023年，湛江红树林造林项目成功完成广东省首笔蓝碳碳汇交易。根据以上信息，下列关于碳循环与碳中和的叙述，正确的是（ ） A.红树林生态系统的碳汇功能仅体现在植物的光合作用，其土壤沉积物不参与碳封存过程 B.蓝碳生态系统固碳效率高于陆地森林，主要原因是其光合作用速率远高于陆地植物 C.碳汇交易中出售的“碳汇量”，本质上是该生态系统净吸收并长期储存的CO₂量 D.实现碳中和意味着区域内的碳排放量降为零，所有生态系统均表现为碳汇功能 【原创题】某科研团队对广东省某滨海湿地生态修复项目进行了为期三年的碳收支监测。该项目将一片退化的养殖池塘修复为以芦苇和碱蓬为主的盐沼湿地。修复前后，研究样地（面积1 km²）的年碳收支数据如下表所示： 年份与状态 总初级生产量 (GPP) / t C·km⁻²·yr⁻¹ 生态系统呼吸量 (Re) / t C·km⁻²·yr⁻¹ 修复前（养殖池塘） 120 350 修复后第3年（盐沼湿地） 980 420 注：GPP为植物光合作用固定的总碳量；Re包括植物自养呼吸与土壤异养呼吸释放的碳量。净碳源：总碳排放量＞总碳吸收量，净碳汇：总碳吸收量＞总碳排放量 根据表中数据分析，下列叙述错误的是（ ） A.修复前，该养殖池塘生态系统释放的碳多于固定的碳，表现为净碳源 B.修复后，该盐沼湿地植物的光合固碳量显著增加，是其成为碳汇的主要原因 C.修复后，生态系统呼吸释碳量较修复前增加，说明该生态系统的碳汇功能有所减弱 D.从养殖池塘到盐沼湿地的修复过程，属于群落的次生演替，生态系统的稳定性逐步提高 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中，将「细胞的代谢」列为必修一的核心大概念，将「生态系统的结构与功能」列为选择性必修二的核心大概念，并明确要求：说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能；说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量；分析生态系统中能量流动和物质循环的基本规律；探讨人类活动对生态系统碳循环的影响及应对措施。这些内容横跨必修一与选择性必修二两大模块，是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到「理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题不可动摇的核心载体。 近年来，广东高考生物命题尤其注重生态学原理与国家“双碳”战略目标相结合的情境设计。如2023年广东卷（T20，湿地生态修复）：以珠三角某湿地公园的生态修复工程为情境，综合考查了生态系统的结构与功能、生物多样性的价值、生态修复的效益评估。2024年广东卷（T1，“碳汇渔业”概念辨析）：以“碳汇渔业”（不投饵渔业）实现“双碳”目标为情境，要求学生辨析何种生产活动属于碳汇渔业。该题将生态系统碳汇功能与渔业生产实践相结合，考查“碳汇”概念的理解与迁移应用，是碳中和考点在广东卷中的首次独立呈现。2025年广东卷（T13，跨越水陆生境的食物链）：以蜜蜂-油菜-鱼-人等跨越水陆生境的食物链为情境，考查生态系统的物质循环与能量流动。 “碳中和”作为光合作用、细胞呼吸、生态系统碳循环、生物多样性保护与全球气候变化的交叉前沿领域，涵盖光合作用与呼吸作用的定量分析、碳汇与碳源的概念辨析、生态系统的物质循环与能量流动、生态修复与生物固碳技术等核心机制，与广东省作为经济大省在绿色低碳转型中的先行实践（如深圳碳交易试点、湛江红树林蓝碳、海上风电与海洋牧场融合）密切结合，是近年来选择题重概念辨析、非选择题重综合建模的新兴核心考点。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·广东湛江·二模）广东湛江红树林国家级自然保护区是我国红树林面积最大、分布最集中的自然保护区。红树林生态系统具有很强的储碳、固碳能力，是提升林业碳汇的重要生态资源。下列叙述正确的是（    ） A．红树林的储碳和固碳能力体现了生物多样性的直接价值 B．优化红树植物的配置提高植被多样性有助于提升碳储量 C．成熟稳定的红树林群落，植被中碳储量会逐年不断积累 D．水土流失是成熟稳定红树林生态系统碳输出的主要途径 2．（2026·辽宁沈阳·二模）向大气释放CO2的库称为碳源，反之为碳汇。某地区将部分湿地围垦成农田，种植两季农作物。一年内农田与湿地生态系统净CO2通量逐日累积结果如图。下列叙述正确的是（　　） 注：生态系统净CO2通量（NEE）=碳排放量-碳固定量 A．两曲线交点代表农田与湿地生态系统的日NEE相等 B．虚线下降区段，农田碳固定量大于碳排放量 C．据图分析，农田生态系统是碳源，湿地生态系统是碳汇 D．结果表明，农田比湿地生态系统更有助于全球碳平衡 二、解答题 3．（2026·河北沧州·一模）为探究河北地区输电线路保护范围的生态系统碳汇变化规律，相关人员监测了2003-2023年河北地区输电线路保护范围森林碳汇数据。结果显示，该区域森林碳汇量呈“先升后略降”趋势： 2003-2018年森林碳汇量从987.5万tC/a增至1271.5万tC/a， 2023年回落至1188.2万tC/a；不同林地类型碳汇变化存在差异，有林地在观测期内表现为先增后减少的明显波动；灌木林整体呈持续增长后小幅回落的特征，而疏林地波动剧烈。回答下列问题： (1)森林碳汇是指森林植物通过光合作用吸收并将其固定在植被或土壤中，就森林碳汇量来看，表明2003-2018年该地区的_____稳定性逐渐提高。2018-2023年该区域的森林碳汇值略有下降的非生物因素可能是_____（答出两点）。为提高森林碳汇，在此期间通过生物之间各种相互作用，比如种间关系，使这些物种形成互利共存的关系体现了生态工程的_____原理。 (2)若森林发生局部轻微火灾，反而有利于林下植被的生长，其原因是_____（答出两点）；森林火灾后发生的群落演替类型为次生演替，这与发生在裸岩上的演替的区别是_____（答出两点）。 (3)综合分析材料可知，有林地、灌木林和疏林地的碳汇功能在外界干扰下表现出较强的抗干扰能力的是_____，原因是_____。 (4)为提高河北地区输电线路保护范围的生态系统的稳定性，一方面要控制对生态系统的干扰强度，另一方面我们应当采取的措施是_____。 4．（2026·河北承德·一模）碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求，增加碳存储是实现碳中和的重要举措。碳汇是指能够捕获和储存CO₂的过程、活动或机制，主要通过光合作用、生物地球化学过程等将CO₂转化为有机碳，并储存在植物、土壤、海洋等媒介中。回答下列问题： (1)生态系统的碳循环是指组成生物体的碳元素在_____之间循环往复的过程。若地球的碳循环平衡被打破，大气中的CO₂浓度不断增加，会引起的全球性生态环境问题是_____。 (2)海洋是地球上最大的碳库，理论上可以捕获全球范围内排放的CO₂，这体现出碳循环具有_____性。海洋中有些植食动物摄食大量富含碳元素的浮游藻类后，它们会向海洋深层迁移，从而实现碳元素以_____的形式向海洋深层输送。海洋中的微型生物能将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳，使其不易被分解释放CO₂，从而构成了海洋储碳，这在维持全球碳平衡方面的意义是_____。 (3)草原生态系统中植物同化的碳主要通过地下根系分泌物和地上凋落物的形式进入土壤，转变为土壤有机质储存在土壤中。长期重度放牧会降低土壤有机碳储量，分析其原因：_____。研究发现，在重度放牧情况下，草原上植物采取的生存策略是把更多的同化产物分配给地下部分，这种策略具有的意义是_____。 5．（2026·湖南长沙·一模）黄河三角洲滨海湿地是重要的碳库，因石油污染、围海养殖等人类活动出现生态退化的现象。近年来，当地政府实施了生态补水、植被恢复等修复工程，取得了良好效果。 (1)湿地生态系统的结构包括________。“碳汇”是指能吸收大气中的CO2、减少大气CO2浓度的活动、过程或机制。湿地作为地球上最高效的碳汇之一，其碳循环中的“碳汇”主要依赖________（填生命活动）完成。 (2)互花米草是该地区典型的外来入侵物种，从种间关系角度分析，定期清理互花米草的目的是________。生态系统在对抗破坏或干扰时，有使自身恢复平衡的调节机制，这种机制称为________机制。 (3)如图为该生态系统的某时间段能量流动图，数值单位[[kcal/（m2·a）]。图中X代表的能量去向为________和________，从螺类底栖生物到鱼类的能量传递效率约为________（结果保留1位小数）。 (4)目前在湿地浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施________。 6．（2026·山东烟台·一模）科学家在黄河流域盐碱地开展“上粮下藕、藕鱼套养、鸭鹅混养”立体种养模式：在盐碱地开挖鱼塘，挖出的泥土在塘边堆成台田种植农作物，鱼塘中养殖咸水鱼并种藕，田间杂草可以喂鱼和家禽，动物的排泄物能为莲藕和农作物提供肥料。 (1)科学家设计的黄河流域盐碱地立体种养模式，不但减少了“废物”的产生，改善生态环境，同时解决了居民的粮食、收入等问题，该立体种养模式运用了生态工程的______原理，同时体现了生物多样性的______价值。 (2)该立体种养模式中的“上粮下藕”体现了群落的______结构，这种结构分布往往取决于______（答2点）等因素。 (3)碳汇渔业是指利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2，通过对水生生物产品的收获，将碳转移出水体的渔业活动。实施碳汇渔业可缓解水体酸化和____等生态环境问题。下列生产活动不属于碳汇渔业的是____（填序号）。 ①增加饵料投放，扩大立体养殖规模②建设黄河大坝人工鱼塘，开发多鱼类养殖③投放人工礁，为鱼类提供栖息场所④推广贝类养殖，构建多层次立体种养模式 7．（2026·四川德阳·二模）阅读以下材料，回答相关问题。 材料一：湿地生态系统在固碳方面功能突出，碳汇强度是指单位面积湿地在一定时间内吸收和固定二氧化碳的量。研究表明，水位变化是影响湿地碳汇强度的关键因素。 材料二：科研人员对莫莫格国家级自然保护区2013-2023年的水位与碳汇强度进行了监测。研究发现，水位变化通过影响湿地植物的光合作用和沉积有机质的分解过程，进而影响碳汇强度。 材料三：研究还发现，水位变化受气候因素（如气温、降水量）和人类活动（如水利工程）影响。气温升高会加剧蒸发导致水位下降，而降水量增加可直接抬升水位。人类活动通过改变区域水文格局间接影响碳汇功能。 结合上述材料与生态学原理，回答下列问题： (1)湿地生态系统中的碳元素主要通过_________（填生理过程）进入生物群落。 (2)根据材料和所学知识推测，湿地保护区水位与碳汇强度的变化趋势最可能呈现_________（填“正相关”或“负相关”）的关系。当水位下降时，碳汇强度减弱的原因主要有①_________；②_________。 (3)除固碳功能外，湿地生态系统还具有_________（答出2点）等生态功能。在生态工程的调控中，我们应遵循_________原理，保障当地的生态、经济与社会协调发展。 (4)碳中和是指二氧化碳净零排放，结合本题信息和所学知识，为实现该目标，人类应该_________（答出2点）。 8．（2026·陕西榆林·二模）2060年前实现“碳中和”（碳净排放量为零）是我国重要的生态发展目标。某湖泊由于受周围工厂排污和生活污水的影响，导致水体富营养化，蓝细菌和绿藻等大量繁殖，影响了水生动物和沉水植物等生物类群的生存，CO2固定量长期小于CO2释放量。生态学家通过引入多种类型生物，并调控各种生物的种群密度，逐渐修复了该湖泊生态系统。经治理后，该湖泊包含浮游植物、浮游动物、鱼类、蛙类及微生物等多种生物类群，食物网复杂且结构稳定，有机碳合成量远高于分解量，成为区域碳汇的重要载体。请回答下列问题： (1)碳汇是指通过吸收大气中的CO2，降低其在大气中浓度的过程或活动。该湖泊在治理之前，为实现“碳中和”需____（填“增强”或“减弱”）碳汇，生产者主要通过____（填生理过程）来实现碳汇。 (2)水体出现富营养化引发蓝细菌的爆发性增殖，其中微囊蓝细菌分泌的毒素导致水生动物死亡，动物残体的分解进一步加剧水体污染，该过程属于____（填“正”或“负”）反馈调节，会使生态系统逐渐____（填“偏离”或“维持”）稳态。 (3)修复该湖泊生态系统时，生态学家引入了浮游动物、滤食性鱼类和肉食性鱼类等生物组分并合理布局，主要遵循了生态工程的____原理；湖泊中的雄蛙在繁殖期通过鸣叫声向雌蛙传递求偶信号，该信息类型属于____信息，这种信息的传递在生态系统中的作用是____。 (4)生态学家对该湖泊生态系统中三个营养级的能量流动进行定量分析，得到如下数据（单位：kJ/（m2·a））。 营养级 粪便量 同化量 呼吸消耗量 流向分解者的能量 未利用的能量 第一营养级 —                     第二营养级                          第三营养级      ？           ？ 第二营养级粪便中的能量属于第____营养级的同化量；从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为____。 押题猜想06 肠道菌群-肠脑轴与人体健康 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】研究发现，给小鼠喂食富含膳食纤维的饮食后，其肠道菌群代谢产生的短链脂肪酸（如丁酸）含量显著增加。进一步检测发现，小鼠肠道上皮细胞间的紧密连接蛋白（构成肠道机械屏障的关键结构）表达量上调，血液中由肠道渗入的细菌内毒素（LPS）水平下降。据此分析，下列关于此调节机制的推断，不合理的是( ) A. 短链脂肪酸可能作为信号分子，通过体液运输作用于肠道上皮细胞 B. 肠道屏障功能的增强有助于维持内环境中血浆渗透压和化学成分的相对稳定 C. 膳食纤维在此过程中充当了抗原的角色，刺激肠道黏膜产生了特异性免疫防御 D. 若抑制小鼠肠道内特定菌群的活性，再喂食高纤维饮食，血液LPS水平可能不会明显下降 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中，将「生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态」列为选择性必修一《稳态与调节》的核心大概念，并明确要求：举例说明机体通过神经调节、体液调节和免疫调节维持内环境稳态；概述神经系统的基本结构；阐明免疫系统在维持稳态中的作用；探讨微生物与人体健康的关系。这些内容横跨选择性必修一的神经调节、体液调节、免疫调节三大板块，并与必修二“微生物的培养与应用”、选择性必修三“微生物与人类健康”形成跨模块衔接，是高考的必考核心内容。如2023年广东卷（T15，迷走神经与抗炎通路）：典型“神经-免疫”整合题：以迷走神经刺激抑制炎症反应为情境，考查了传出神经释放神经递质（乙酰胆碱）作用于免疫细胞（巨噬细胞）抑制促炎因子释放的机制。2024年广东卷（T12，肠道菌群移植与宿主代谢）：以肥胖小鼠接受健康小鼠粪菌移植后体重下降为情境，考查肠道菌群对宿主能量代谢的调节作用。该题首次在广东卷中将“肠道菌群”作为独立考查对象，是“肠脑轴”考点从知识铺垫走向正式确立的标志性信号。2025年广东卷（T20，脾神经调控体液免疫应答）：以去除小鼠脾神经后浆细胞生成量显著下降为情境，构建“脾神经末梢→去甲肾上腺素→T细胞释放乙酰胆碱→AChR-α9介导→B细胞分化为浆细胞”的完整神经-免疫调控通路。该题将2023年“迷走神经抗炎通路”（传出神经→免疫）拓展至“交感神经→体液免疫”调控，是“肠脑轴”中“神经-免疫”信号轴在广东卷中的直接考查，为肠道菌群通过肠神经系统调控全身免疫应答的命题铺平了道路。 近年来，广东高考生物命题在《稳态与调节》模块尤其注重人体微生态与重大慢性疾病防治、前沿生物技术相结合的情境设计。“肠道菌群-肠脑轴”作为微生物学、神经科学、免疫学与内分泌学的交叉前沿领域，涵盖微生物的共生关系、神经递质的微生物来源、免疫调节的黏膜屏障机制、迷走神经信号传导等核心机制，与广东省作为生物医药产业大省在微生物组学研究中的前沿布局（如深圳华大基因在肠道宏基因组领域的领先地位）、岭南地区特有的饮食文化与消化系统疾病防治实践密切结合，是近年来选择题重机理辨析、非选择题重实验探究与逻辑建模的新兴核心考点。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·湖北省直辖县级单位·一模）研究表明，人体肠道中某些微生物代谢产生的神经活性分子γ-氨基丁酸（GABA），可通过肠—脑轴影响中枢神经系统的功能，缓解焦虑样行为和改善应激相关障碍。进一步研究发现，富含益生元的饮食可增加肠道中GABA的合成。下列叙述错误的是（　　） A．GABA对肠道神经元和中枢神经元均有调节作用 B．增加益生元摄入可能有助于改善应激相关的情绪障碍 C．个体间肠道菌群组成的差异可能影响GABA的水平 D．该研究结果表明GABA可完全替代现有抗焦虑药物用于临床治疗 二、实验题 2．（2026·江苏南通·二模）人体肠道的上皮细胞将肠腔与内环境分隔开。脑肠轴是脑与肠道之间复杂的通信系统，肠道菌群可以通过菌体自身或其代谢产物对人脑产生影响，部分机制如下图。请回答下列问题： (1)支配肠上皮细胞的迷走神经属于______（填“交感”或“副交感”）神经，其兴奋会使肠道蠕动______，改善肠道营养供应，对肠道菌群产生影响。 (2)肠道益生菌产生的SCFA会通过两个途径影响脑神经。①肠上皮细胞通过______（方式）吸收SCFA，SCFA经______运输作用于______轴，使糖皮质激素分泌量减少，从而改善肠道功能。②刺激迷走神经，将信息传到中枢进行整合，再由中枢向肠道发出相应的指令，使肠道蠕动加强，该过程属于______（填“神经”“体液”或“神经-体液”）调节。其中兴奋在结构甲处传递的方向是______（填“a→b”或“b→a”）。兴奋在结构乙中传导时，膜电位发生的变化是______。 (3)科研人员发现阿尔兹海默症（AD）发病进程与肠道菌群有密切关系。AD小鼠肠道菌群失衡，菌群代谢产物苯丙氨酸和异亮氨酸增多，诱导辅助性T细胞（Th1）的分化和增殖并活化脑内小胶质细胞，导致了神经炎症的发生，最终导致认知功能障碍。为验证“甘露寡糖二酸（GV-971）可以通过调节肠道菌群改善AD小鼠神经炎症和认知功能障碍”，进行了下列实验： 实验目的 实验步骤 ①______ 取40只正常小鼠，向脑中注射β-淀粉样蛋白（Aβ），获取阿尔兹海默症小鼠 实验分组、变量控制 甲组取20只正常小鼠进行生理盐水灌胃处理；乙组和丙组分别取20只阿尔兹海默症小鼠进行等量生理盐水、②______灌胃给药。 实验结果检测 一段时间后检测三组小鼠的③______，并进行认知功能评估。 3．（2026·湖南郴州·模拟预测）最新研究表明，哺乳动物大脑和肠、胃之间存在双向信号交流网络，肠道菌群可通过“肠道菌群—肠—脑轴”将肠道状况传递给大脑，进而影响个体行为、情绪和认知等，该过程异常会诱发抑郁，过程如图。 (1)肠道菌群可通过“肠道菌群—肠—脑轴”影响激素、神经递质、淋巴因子等信号分子的分泌，进而调节情绪和行为反应，该种调节机制称为____调节网络。 (2)长期压力下，肠道菌群异常，在直接激活迷走神经的同时，可诱导淋巴细胞释放促炎症淋巴因子，使脑内BDNF和兴奋性神经递质5-HT合成量减少，从而诱发抑郁。药物氟西汀可用于治疗抑郁，推测该药物的作用是____，从而促进神经元生长。 (3)图中GC分泌的调节是通过下丘脑—垂体—肾上腺轴（HPA轴）来进行的，该过程中存在分级调节和____两种调节机制，其中前者的意义是____；HPA轴亢进会导致GC水平过高，TDO酶的活性提高，进一步诱发抑郁。 (4)中医认为，有氧运动可以通过提高5-HT的含量来治疗抑郁。请根据所给的实验材料，完善以下实验方案来验证该观点的正确性。 实验处理： 甲组：选择正常小鼠，饲喂适量安慰剂（不含药理成分）； 乙组：____； 丙组：选择抑郁模型小鼠，饲喂等量安慰剂并进行适量有氧运动。 检测指标：定期检测三组小鼠突触间隙内5-HT的含量并观察其抑郁恢复情况。 预期各组5-HT含量的大小关系为____。 4．（2026·山东东营·模拟预测）肠道与中枢神经系统之间存在“肠微生物—肠—脑轴（MGBA）”的双向调节网络系统。中枢神经系统能通过信号传导影响肠道菌群的分布，肠道菌群可以通过菌体自身或其代谢产物对脑产生影响，部分机制如图。 (1)中枢神经系统主要通过由______（填“传入”“传出”或“传入和传出”）神经组成的自主神经系统向肠道发送信号，其中______（填“交感”或“副交感”）神经兴奋会使肠道蠕动加强，改善肠道营养供应情况，对肠道菌群产生影响。 (2)肠道菌群失衡时，下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴（HPA轴）被激活，垂体分泌的______（填激素名称）作用于肾上腺，导致皮质激素水平升高；这种调控方式称为______调节，它可以______，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。 (3)图中免疫细胞Ⅰ为______，其接受抗原信息后，细胞表面的______发生变化并与免疫细胞Ⅱ结合，同时开始增殖分化并分泌细胞因子。 (4)为研究肠道微生物通过MGBA影响生物的个体行为。利用含有正常肠道菌群的大鼠（对照组）和肠道无菌大鼠（实验组）进行了实验，检测2组大鼠60分钟内的运动距离和运动轨迹，实验结果如图2. ①由图可知______，说明实验组大鼠出现了自发活动增强的现象。 ②已知5-羟色胺（5-HT）是MGBA的关键神经递质。为探究两组大鼠行为差异的分子机理，某小组提出假设：肠道微生物通过影响5-HT分解酶相关基因的表达影响5-HT的含量。该小组进一步提出了“检测实验组大鼠的5-HT分解酶相关基因转录量”的实验方法。评价此实验方法是否合理，并给出理由______。 5．（2026·天津宁河·一模）“肠微生物—肠—脑轴”（MGBA）是哺乳动物脑与肠道间的双向调节网络系统。5-HT是一种神经递质，由色氨酸经一系列反应生成，在神经系统的信息传递和情绪调节中发挥关键作用。肠道中微生物的代谢物可刺激迷走神经向脑传递信息，并参与5-HT分泌的调节。下图表示肠道菌群紊乱引发抑郁的部分机制，请回答下列问题： (1)机体可通过“_______轴”调节GC的分泌。GC分泌量升高会抑制TPH1的活性，从而影响5—HT的合成，使得GC的分泌量_______（填“上升”或“下降”），这种调节方式属于______反馈调节。 (2)迷走神经是一种混合神经，5-HT可使迷走神经兴奋并促进胃肠蠕动，由此推测迷走神经中包含_______（填“交感神经”或“副交感神经”）。研究发现，对肠道移植益生菌后，肠道内色氨酸的含量上升，并且抑郁症状明显改善。当研究人员切断迷走神经后，益生菌对抑郁症状的改善作用显著减弱，其原因是______，继续研究发现，益生菌对抑郁症状的改善作用未完全消失。请对该研究结果进行解释：益生菌还可以提升肠道内色氨酸含量来增加_______的含量，通过血液循环到达脑，进而增加5-HT的分泌量，从而改善抑郁症状。 (3)研究表明抑郁症患者肠道中普雷沃菌的数量显著减少，该菌能代谢膳食纤维产生短链脂肪酸（SCFAs）。欲验证肠道中的SCFAs可通过影响5-HT的分泌来改善抑郁症状，请选择合适的材料及试剂完成如下实验设计。 实验材料及试剂：健康小鼠若干只，抑郁模型小鼠若干只，适宜浓度的SCFAs补充剂，生理盐水。 动物 处理方式 对照组1 健康小鼠 适量的生理盐水灌胃 对照组2 _______ _______ 实验组 抑郁模型小鼠 _______ 6．（2026·河北承德·一模）肠易激综合征是常见的胃肠病之一，与肠道运动紊乱、肠道菌群紊乱、肠道炎症等有关。人体在应激源的刺激下容易引发肠易激综合征，其机制如图所示。回答下列问题： 注：（+）表示促进，（-）表示抑制，CRH表示促肾上腺皮质激素释放激素，ACTH表示促肾上腺皮质激素，CORT表示皮质酮（属于糖皮质激素）。 (1)图中调节CRH分泌的方式属于_____（填“神经调节”“体液调节”或“神经——体液调节”）。长期应激刺激会加重肠道炎症，过度炎症反应会增加机体肿瘤发生风险，这说明过度炎症反应会降低免疫系统的_____功能。 (2)图中副交感神经兴奋可导致多种促炎细胞因子的释放量_____（填“增加”或“减少”）。人体内的交感神经与副交感神经可对同一器官起作用，二者的作用特点是_____（答出一点）。 (3)CORT 的分泌受“下丘脑——垂体—肾上腺皮质轴”的分级调节，分级调节的意义是_____。CORT的分泌过程还存在负反馈调节机制，请用箭头和符号在图中补充该调节过程_______。 (4)研究发现，长时间使用外源糖皮质激素会导致体内糖皮质激素受体（GR）含量降低，而物质X能够缓解这种现象。请利用体外培养的动物细胞（含GR）为材料对此进行验证，实验思路是：_________ 三、解答题 7．（2026·广西柳州·三模）多发性硬化属于中枢神经系统的自身免疫病，部分患者发病与之前的EB病毒感染有关。许多药物难以通过血脑屏障，而乳酸等代谢物可顺利进入中枢神经系统。研究人员以小鼠为模型进行如图所示实验，探究食物中乳酸对多发性硬化的影响机制。回答下列问题： (1)多发性硬化与免疫系统____功能异常有关，部分患者体内产生的某种抗体能结合EB病毒抗原，也能结合髓鞘细胞表面受体，推测原因可能是________________。 (2)已知患者体内同时对EB病毒和髓鞘细胞敏感的细胞毒性T细胞过度活化。细胞毒性T细胞可直接由________细胞分裂、分化而来，据图推测导致这种细胞毒性T细胞过度活化的关键细胞可能为____________。 (3)分析图中实验过程，推测乳酸可能____HIF-1a基因表达，进而对树突状细胞的影响是______________，小鼠症状缓解。 (4)肠道菌群及代谢物通过肠-脑轴调节中枢神经系统的功能。请你据此为多发性硬化症患者的饮食提出建议______________。 8．（2026·辽宁·三模）“脑肠轴”指的是大脑与肠道之间双向交流的网络，这种交流通过神经系统、免疫系统和内分泌系统进行，确保大脑与肠道之间的信息传递顺畅，下图是益生菌参与机体稳态调节的部分途径，请回答下列问题： (1)大脑向小肠上皮细胞发送信号主要通过自主神经系统完成，通过______（填“交感”或“副交感”）神经促进肠胃蠕动，消化液分泌增加。 (2)压力会促进“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”产生糖皮质激素，使血糖浓度______，并且抑制免疫细胞、肠道上皮细胞的活动；长期大量使用糖皮质激素会使自身分泌的糖皮质激素______，其原因是______。 (3)肠嗜铬细胞是一种肠内分泌细胞，双歧杆菌可使其产生神经递质5—羟色胺进入血液，当血液中5—羟色胺的含量上升时，通过“肠道菌群—肠神经—迷走神经—脑”通路可改善焦虑状况，该过程______（填“属于”或“不属于”）反射，请解释其原因：______。 (4)下列关于“脑肠轴”的表述，错误的是______。 A．自主神经系统属于传入神经，支配血管、内脏和神经 B．神经细胞膜内局部电流的方向与兴奋传导的方向相同 C．神经冲动可以在“脑肠轴”上双向传导 D．“脑肠轴”可通过神经—体液—免疫调节网络维持稳态 9．（2026·黑龙江·模拟预测）“肠微生物—肠—脑轴”（MGBA）是哺乳动物脑与肠道间的双向调节网络系统。5-HT是一种神经递质，由色氨酸经一系列反应生成，在神经系统的信息传递和情绪调节中发挥关键作用。肠道中微生物的代谢物可刺激迷走神经向脑传递信息，并参与5-HT分泌的调节。下图表示肠道菌群紊乱引发抑郁的部分机制，请回答下列问题： (1)机体可通过“___________轴”调节GC的分泌。GC分泌量升高会抑制TPH1的活性从而影响5-HT的合成，使得GC的分泌量________（填“上升”或“下降”），这种调节方式属于___反馈调节。 (2)迷走神经是一种混合神经，5-HT可使迷走神经兴奋并促进胃肠蠕动，由此推测迷走神经中包含___________（填“交感神经”或“副交感神经”）。研究发现，对肠道移植益生菌后，肠道内色氨酸的含量上升，并且抑郁症状明显改善。当研究人员切断迷走神经后，益生菌对抑郁症状的改善作用显著减弱，其原因是_________,继续研究发现，益生菌对抑郁症状的改善作用未完全消失。请对该研究结果进行解释：益生菌还可以提升肠道内色氨酸含量来增加___________的含量，通过__________到达脑，进而增加5-HT的分泌量，从而改善抑郁症状。 (3)研究表明，抑郁症患者肠道中普雷沃菌的数量显著减少，该菌能代谢膳食纤维产生短链脂肪酸（SCFAs）。欲验证肠道中的SCFAs可通过影响5-HT的分泌来改善抑郁症状，请选择合适的材料及试剂完成如下实验设计。 实验材料及试剂：健康小鼠若干只，抑郁模型小鼠若干只，适宜浓度的SCFAs补充剂，生理盐水。 动物 处理方式 对照组1 健康小鼠 适量的生理盐水灌胃 对照组2 __________（填字母） A．健康小鼠  B．抑郁模型小鼠 ___________ 实验组 抑郁模型小鼠 _________ 四、综合题 10．（2026·上海浦东新·一模）肠道调节与健康 人体的肠道仅由一层紧密排列的上皮细胞将肠腔与内环境隔开。脑肠轴（图）是脑与肠道之间复杂的通信系统。血清素可作用于下丘脑的食欲中枢，使人产生饱腹感；低水平的血清素与抑郁症等情绪障碍密切相关。 (1)据图可知，实现脑和肠道通讯的信息分子有___________（填图中的编号）。下列关于结构甲的事实中，有利于信号快速、精准传递的有( )（多选） A．④的数量多            B．⑤以胞吐方式释放 C．⑤被快速降解          D．⑤和④特异性结合 (2)图中迷走神经的信息传递方向为____________。（编号选填） ①脑→肠       ②肠→脑         ③脑肠 (3)信息在结构乙处传递时，发生的过程有（    ）（多选） A．膜内外电位差的改变 B．离子的跨膜运输 C．神经递质的释放 D．静息电位→动作电位 (4)据图分析，以下功能或现象可能通过“脑肠轴”完成的是（    ）（多选） A．长期服用抗生素，产生更多血清素 B．菌群紊乱，产生腹痛 C．通过补充血清素，可以抑制食欲 D．情绪焦虑或放松 肠组织中免疫细胞的存活高度依赖脂肪酸氧化。下图是健康人和HIV感染者的相关免疫细胞的代谢示意图（PPAR：脂肪酸感应器；FA：脂肪酸；基因F：脂肪生成相关基因；箭头粗细表示程度；启动子；RNA聚合酶结合的特定DNA序列，与转录起始有关） (5)肠道上皮可作为第一道免疫防线，下列相关特点中，与此功能相适应的有（    ）（多选） A．膜上有转运蛋白 B．具有黏液层 C．细胞排列紧密 D．分泌抗菌肽 (6)据图推测PPAR的作用是（    ）（单选） A．促进基因F的突变 B．促进基因F的转录 C．抑制基因F的翻译 D．抑制基因F的复制 (7)综合上述图文信息，HIV感染者肠道上皮完整性被破坏的机制是：HIV感染引起PPAR下降→___________→肠道上皮完整性被破坏。（编号排序） ①免疫细胞攻击肠上皮细胞的质膜         ②脂肪酸氧化分解下降 ③免疫细胞能量供应不足                 ④基因F转录水平下降 ⑤摄取肠上皮细胞的质膜                 ⑥脂滴生成减少 (8)据题干信息和所学知识，HIV感染引起肠道上皮完整性被破坏的治疗思路有__________。（多选）（    ） A．提升肠道上皮细胞中PPAR的数量 B．提高肠道免疫细胞脂肪酸的供应 C．抑制肠道上皮细胞的凋亡 D．阻止免疫细胞攻击肠道上皮细胞 押题猜想07 工业微生物发酵生产高价值化合物 试题前瞻·能力先查 限时：10min 【原创题】聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一种由微生物合成的可生物降解塑料，可用于替代传统石油基塑料。科学家从某盐湖中分离到一株嗜盐细菌Halomonas，该菌能在高盐环境下生长并在胞内积累PHA。其PHA合成途径简图如下： 葡萄糖 → 乙酰-CoA → 乙酰乙酰-CoA → 3-羟基丁酰-CoA → PHA 为提高PHA产量，研究者拟将Halomonas中控制PHA合成的关键酶基因phaC克隆出来，连接到大肠杆菌表达载体上，再导入大肠杆菌中进行发酵生产。大肠杆菌作为工程菌具有生长快、遗传背景清晰、培养成本低等优势。 回答下列问题： （1） 若要从Halomonas中获取phaC基因，可通过 技术进行扩增。PCR反应体系中除了模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸外，还需要加入 ，反应过程包括 三个基本步骤。 （2） 构建基因表达载体时，需要将phaC基因插入质粒的 之间，以保证目的基因能在受体细胞中 。作为受体细胞的大肠杆菌需先用 处理，使其处于易于吸收外源DNA的感受态。 （3） 将重组质粒导入大肠杆菌后，需在培养基中加入 进行筛选，其原理是质粒上带有 ，只有成功导入重组质粒的大肠杆菌才能在含该抗生素的培养基上存活。 （4） 与传统化学合成塑料相比，利用微生物发酵生产PHA在环境保护方面的优势是 （答出两点即可）。 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中，将「生物技术与工程」列为选择性必修三的核心模块，并明确要求：阐明发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品；概述基因工程的基本操作程序；举例说明基因工程在农牧业、医药卫生等领域的应用；探讨生物技术在发展经济、保护环境等方面的价值与伦理问题。该模块内容是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到「理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题中“生物技术与工程”板块的核心载体。 近年来，广东高考生物命题在《生物技术与工程》模块尤其注重工业微生物发酵与合成生物学、绿色生物制造国家战略相结合的情境设计。如2024年广东卷（T21，工程菌株合成细菌纤维素及光控染色）：以构建光控表达载体转化驹形杆菌、实现细菌纤维素膜的光控黑色素染色为情境，综合考查：①培养基营养条件的优化；②启动子选择逻辑（PBAD与PT7的分工）；③光控基因表达的原理（蓝光诱导nMag与pMag结合重构T7RNAP活性）；④抗生素抗性基因的筛选与维持功能；⑤工程菌株构建思路的迁移应用（生产其他颜色图案）。2025年广东卷（T21，大肠杆菌生长阶段特异性调控生产莽草酸）：以构建质粒调控蛋白质合成与降解速率、实现大肠杆菌生长稳定期莽草酸积累为情境，考查：①重组菌株的筛选方法（PCR+荧光检测）；②细胞密度与荧光强度的监测方法；③启动子PX与阻遏蛋白X的负调控回路设计；④基于生长阶段动态调控代谢途径的生产菌株构建思路。 “工业微生物发酵生产高价值化合物”作为微生物学、分子生物学、代谢工程与生物化工的交叉前沿领域，涵盖微生物培养与发酵条件的优化、基因表达载体的构建与调控（启动子选择、诱导系统设计）、代谢途径的定向改造、产物分离与纯化等核心机制，与广东省作为全国生物医药与生物制造产业高地（深圳国家基因库、广州国际生物岛、珠海横琴合成生物学创新中心）、发酵调味品与功能食品的产业传统（酱油、豆豉、功能糖等） 密切结合，是近年来非选择题重工程设计、重逻辑建模的核心考点。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·重庆·二模）嗜热菌是一种生活在高温环境下的微生物，能够产生高分子表面活性剂（一种胺类化合物）。这类表面活性剂具有去除油污、泡沫的能力，常用发酵工程的方法培养嗜热菌生产各种洗涤剂。下列相关叙述正确的是（    ） A．嗜热菌含有表面活性剂基因，可用嗜热菌生产洗涤剂 B．发酵培养基中营养物质的浓度越高，活性剂的产量越高 C．与常规的洗涤剂相比，嗜热菌产生的活性剂可能更耐高温 D．发酵过程中，pH、溶解氧量的改变不会影响嗜热菌产生活性剂 2．（2026·陕西安康·一模）商洛丹参是道地药材，其有效成分丹参酮需经P450酶催化合成。科研人员将丹参P450基因导入酵母，构建工程菌生产丹参酮。下列叙述正确的是（    ） A．P450酶通过提供活化能加速丹参酮合成 B．工程酵母需添加丹参细胞特有的辅因子才能产丹参酮 C．发酵罐需严格无氧以维持P450酶活性 D．提高发酵温度可显著提升丹参酮产量 3．（2026·宁夏·二模）青霉素发酵过程中总有头孢霉素产生。人们通过对青霉菌代谢途径的研究发现，在青霉素与头孢霉素的合成过程中，它们有一个共同的前体，这个前体经过两种不同酶的作用分别合成两种产物。下列相关叙述正确的是（　　） A．通过基因编辑敲除其中一种酶的基因，从而使青霉菌只产生一种产物 B．青霉素属于抗生素，因此在青霉素生产过程中不会发生杂菌污染 C．发酵结束时可采用过滤、沉淀等方法从发酵液中提取青霉素 D．进行主发酵前一次性加足所需的营养组分以利于工业化生产 4．（2026·湖北·一模）某同学利用我国人工智能大模型检索现代发酵工程应用相关的问题。下列检索的结果存在科学性错误的是（    ） A．发酵工业体系形成得益于原料丰富价廉、产物种类多、生产条件严苛 B．发酵工程生产的单细胞蛋白就是微生物菌体，可作为食品添加剂或饲料 C．可通过人工诱变、基因工程、从自然界直接筛选等方式获得性状优良的菌种 D．啤酒的工业化生产主发酵阶段完成酵母菌繁殖、大部分糖的分解及代谢物生成 5．（2026·四川内江·二模）不同乳酸菌代谢特征不同，用多种乳酸菌作复合发酵剂可生产风味多样的发酵产品。研究人员筛选出三种乳酸菌，通过两两相交划线接种，鉴定菌种间是否存在拮抗作用，结果如下表（“+”表示交接处菌落正常生长）。下列叙述错误的是（　　） 植物乳杆菌 副干酪乳杆菌 短乳杆菌 植物乳杆菌 / + + 副干酪乳杆菌 + / + 短乳杆菌 + + / A．三种乳酸菌无拮抗作用，可调配为泡菜复合发酵剂 B．调配比例适宜的复合发酵剂是发酵工程的中心环节 C．乳酸菌发酵液呈酸性可抑制杂菌，但发酵设备仍需严格灭菌 D．发酵条件改变会影响乳酸菌代谢，进而影响发酵产品品质 6．（2026·山东淄博·一模）科研人员以甲醇为原料，利用毕赤酵母工厂化生产单细胞蛋白用于饲料生产，相关流程如图所示。下列说法正确的是（　　） A．①中提高甲醇浓度和培养温度可定向获得耐高温和高甲醇耐受性的菌株 B．②中的种子培养基属于选择培养基 C．④可以采用提取、分离和纯化措施从发酵液中获得单细胞蛋白 D．⑤中获得的单细胞蛋白属于毕赤酵母的次生代谢产物 7．（2026·山东德州·一模）泡菜和食醋既可通过传统发酵技术获得，也可利用发酵工程进行工业化生产。下列说法错误的是（　　） A．醋酸发酵过程中醋酸菌繁殖越快发酵产物的产量越高 B．与传统发酵相比，发酵工程更易保证产品品质的稳定性 C．泡菜和食醋制作过程中的发酵产物会抑制杂菌的繁殖 D．泡菜和食醋的制作分别依赖乳酸菌的无氧呼吸和醋酸菌的有氧呼吸 二、解答题 8．（2026·天津·一模）苏氨酸是常用工业原料，目前主要通过大肠杆菌发酵生产。当细胞中苏氨酸含量较高时，会抑制苏氨酸合成酶基因的转录。A基因编码的A蛋白位于大肠杆菌细胞膜上，可将苏氨酸运出细胞。我国研究者尝试利用基因工程技术提高菌株生产能力。 注：限制性内切核酸酶Bsa Ⅰ具有偏移剪切特性，其识别序列及切割位点如图1所示。 (1)Bsa Ⅰ酶切DNA中的________键，产生________（类型）末端。Bsa Ⅰ酶切图1中载体产生的末端________（填“相同”或“不相同”或“不完全相同”）。 (2)为构建A基因—RFP（红色荧光蛋白）基因表达载体，需在图1中载体的Bsa Ⅰ酶切点处插入基因A。为保证基因A对应的基因序列与载体正确连接，应在扩增该基因时通过引物添加相关序列，则引物2的序列为5′________3′（写出前12个碱基）。若要通过PCR检测A基因—RFP基因表达载体构建是否成功，应选择图1中的引物组合________。 (3)筛选导入A基因—RFP基因表达载体的大肠杆菌工程菌时，若选用缺少苏氨酸的完全培养基能否达到目的，请做出判断并说明原因_________________________________。 (4)为探究外源A基因表达水平对工程菌苏氨酸产量的影响，分别将利用三种具有持续表达活性的启动子的A基因—RFP基因表达载体导入大肠杆菌菌株W中，获得三种工程菌，相关处理及结果如图2。 ①图中菌株W-01、菌株W-02、菌株W-03三组实验的荧光强度相对值可反映________。 ②工程菌W-01苏氨酸产量显著高于菌株W的原因是________。 9．（2026·河南洛阳·二模）利用基因工程技术生产人胰岛素的两种途径，其中途径1利用转基因牛作为乳腺生物反应器，途径2利用转基因大肠杆菌进行发酵生产。 回答下列问题： (1)获得基因工程所用的胰岛素基因，需先从人体胰岛B细胞的细胞质中获得mRNA，经________催化获得cDNA，利用PCR技术获得大量的胰岛素基因。构建重组质粒过程中，最好选用的限制酶是________。 (2)某同学设计引物用PCR方法验证重组质粒构建成功（引物1~4结合位置如图所示，→表示引物方向）。该同学进行PCR实验时，所用模板与引物见下表。无扩增产物的实验有________；实验⑥扩增出的DNA产物是________。 实验 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 模板 无 无 引物对 引物1和引物2 引物3和引物4 (3)途径1中为使目的基因能在乳腺细胞中表达，应将该基因与________的基因的启动子重组在一起；途径2筛选含目的基因大肠杆菌菌株的实验思路是________。 三、实验题 10．（2026·广东汕头·一模）异丁胺是一种重要的化工原料，其胞内合成代谢途径见图8。通过微生物发酵生产异丁胺时常难以兼顾菌株生长和产物合成间的平衡，研究人员尝试利用基因工程技术提高菌株的生产能力。回答下列问题： (1)据图8推测，真核细胞中TCA循环发生在线粒体______（填“基质”或“内膜”）。将asgltA基因导入菌株中，其转录形成的RNA能与gltA基因的mRNA结合形成部分双链，gltA基因表达的_____（填“转录”或“翻译”）过程受阻，减少丙酮酸进入TCA循环，积累丙酮酸用于异丁胺的生产，但此时菌株的生长未受明显影响。 (2)为实现利用温度对大肠杆菌代谢的调控，研究人员构建了两种质粒（图），并分别以红色荧光蛋白mCherry和绿色荧光蛋白GFP为模式蛋白，检测质粒的调控能力。 注：PRM为持续性表达启动子，PR和Ptrc-box为特异型启动子（分别被CI蛋白二聚体和pdhR蛋白识别并抑制），符号代表抑制，代表终止子。 ①为了使细胞中质粒1中mCherry蛋白的表达同时受到温度和丙酮酸的调控，可在质粒2的___处（填“A”或“B”）插入pdhR基因，将改造后的质粒1和质粒2导入敲除pdhR基因的大肠杆菌获得菌株L1，菌株L1在30℃时会发出____色荧光。 ②pdhR蛋白无法结合天然启动子Ptrc。在Ptrc后插入box序列即可得到质粒1中的启动子Ptrc-box。研究人员通过右图实验（如图）证明pdhR蛋白可以直接结合启动子Ptrc-box，由此推测，实验中P是指无荧光标记的_____（填“Ptrc-box”或“无关启动子”），并在泳道5的方框中补充可能的条带宽度_____。 (3)已知丙酮酸在细胞内积累到2g/L时，才能解除pdhR对Ptrc-box的抑制作用；asgltA转录形成的RNA的抑制作用可长时间维持。请完善以下表格，以实现动态调节大肠杆菌的代谢途径从而提高异丁胺的产量。 操作 目的 对菌株L1的质粒和遗传物质进行改造：______ 获得在生长阶段（37℃）积累丙酮酸并抑制生产，而在生产阶段（30℃）抑制生长的工程菌。 控制发酵温度先为37℃，当监测到______时将温度切换为30℃。 押题猜想08 微塑料污染与生物修复 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】微塑料（粒径<5 mm）已成为全球海洋生态系统面临的新型污染物。2025年，中国水产科学研究院黄海水产研究所团队在桑沟湾的研究发现，微塑料在海洋食物网中存在显著的生物放大作用——营养级放大系数（TMF）大于1，且小尺寸、纤维状及聚苯乙烯成分的微塑料生物放大效应尤为明显。与此同时，广东省科学院生态环境与土壤研究所孙蔚旻研究员团队发现，珠江口作为世界上塑料污染最严重的河口之一，其沉积物中存在大量微塑料积累。2026年，国际研究团队成功构建了一株工程化的海洋细菌Vibrio natriegens，将PET降解酶（PETase）展示在其细胞表面，在模拟海水条件下（3.5% NaCl，30℃）6小时内即实现了96.6%的PET模型底物转化，远优于大肠杆菌体系的39.3%。 根据以上信息，下列叙述错误的是（ ） A. 桑沟湾微塑料TMF>1的研究结果表明，微塑料可沿“浮游植物→浮游动物→鱼类”等食物链逐级传递，且在高营养级生物体内浓度可能高于低营养级生物 B. 微塑料在生物体内富集的主要来源是环境暴露，其尺寸、形状和聚合物类型等物理化学特性是影响营养级放大作用的关键因素 C. 利用工程化Vibrio natriegens对海洋微塑料进行原位生物修复，其本质是利用微生物的分解代谢将PET等塑料聚合物矿化为CO₂等无机物，促进碳元素回归自然界物质循环 D. 微塑料作为外源污染物进入海洋生态系统后，可通过生物富集作用在食物链顶端生物体内达到最高浓度，这一过程与重金属（如汞）和持久性有机污染物（如DDT）沿食物链的传递规律完全一致 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中，将「生态系统的结构与功能」「人类活动对生态系统的影响」列为选择性必修二的核心大概念，并明确要求：分析生态系统中能量流动和物质循环的基本规律；探讨人类活动对生态系统物质循环和能量流动的影响；举例说明生态修复的原理与方法；关注全球性生态环境问题。同时，《课程标准》在“教学提示”中强调：应引导学生关注当地的环境问题，运用生态学原理分析和解决实际问题。这些内容是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到「理解、应用、探究」的最高能力等级，是高考命题中“生态与环境”板块的核心载体。 近年来，广东高考生物命题在《生物与环境》模块尤其注重新污染物治理与生态修复、海洋生态环境保护相结合的情境设计。如2024年广东卷（T20，沉水植物修复富营养化水体）：以引种沉水植物恢复湖泊生态为情境，考查不同植物的光合特性、水质净化能力与垂直分布关系。2025年广东卷（T17，热带雨林生态修复与菌根真菌）：以退化热带雨林的生态修复为情境，考查植物-菌根真菌互作对磷元素利用和群落演替的影响。该题将微生物修复与植物修复深度融合，构建了“土壤微生态—植物生长—群落恢复”的多层次修复模型，为考查微塑料污染的生物修复（如利用塑料降解菌与植物联合修复）提供了完整的方法论参照。 “微塑料污染与生物修复”作为生态学、微生物学、环境科学与分子生物学的交叉前沿领域，涵盖生态系统的物质循环受阻机制、生物富集与食物链传递、微生物降解途径与关键酶系、植物-微生物联合修复等核心机制，与广东省作为海洋大省面临的微塑料污染挑战（珠江口、南海近岸微塑料污染）、本土科研机构在微塑料生态风险与生物降解领域的前沿研究（中国科学院南海海洋研究所、广东工业大学环境生态工程研究院） 密切结合，是近年来选择题重概念辨析、非选择题重实验探究与系统建模的新兴核心考点。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·山西吕梁·二模）海洋微塑料污染日益严重，某科研团队利用微生物培养技术，从深海沉积物中筛选出可高效降解聚乙烯类微塑料的工程菌，并进行扩大培养。下列关于该工程菌的培养、分离与计数的叙述错误的是（    ） A．配制选择培养基时，以聚乙烯微塑料作为唯一碳源，可实现定向筛选 B．采用稀释涂布平板法计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少 C．发酵工程扩大培养时，需严格控制温度、pH、溶氧量等发酵条件 D．只要工程菌降解聚乙烯类微塑料效果显著，即可用于海洋微塑料污染的治理 2．（2026·湖北·二模）微塑料（MP）是指粒径<5mm的塑料碎片，具有化学性质稳定、难以降解等特点，进入水体中的微塑料易被鱼类、贝类等生物摄食。下列相关叙述错误的是（    ） A．MP通过水、生物迁移等途径扩散，引起全球污染 B．水体中营养级越低的生物体内MP浓度一般越高 C．MP被鱼类、贝类等摄食之后，会沿着食物链单向传递 D．人工种植吸附能力较强的植物，可减轻环境中MP污染 二、解答题 3．（2026·广西柳州·三模）天然牡蛎礁是全球热带至温带海岸线上广泛分布的重要生态系统，由死牡蛎壳和大量的牡蛎活体聚集而成，具有复杂的三维结构，具有重要的生态功能。图1表示该水域牡蛎摄入能量的去向（图中字母表示相应的能量）。回答下列问题： (1)牡蛎礁为鱼类等动物提供____________（写出两点）。 (2)牡蛎属于生态系统成分中的____________。牡蛎常被广泛用于监测持久性环境污染物（如微塑料和重金属物质），因为这些污染物可通过________作用在牡蛎体内聚集。 (3)图1中B代表的含义是____________，其中用于生长、发育和繁殖的能量是____________（用字母表示）。牡蛎被分解者利用的能量为____________（用字母表示）。 (4)科研人员在调查的基础上绘制了该牡蛎礁部分生物食物关系图，如图2所示。下列叙述错误的有（多选）________ A．牡蛎在该食物网中处于不同营养级 B．海葵和节肢动物的关系是捕食和竞争 C．采用样方法可以精确掌握海葵的种群密度 D．流入该生态系统的总能量为所有生物所含有的能量 (5)因过度采捕、环境污染、海岸带开发等影响，全球85%的牡蛎礁已退化或消失。开展牡蛎礁修复前，需进行可行性调研，请从生物与环境的相互作用角度设计一项调研的问题：________________。 4．（2026·陕西西安·一模）为保护与修复长江三峡地区生态系统，科研人员对该生态系统的能量流动情况进行了调查统计，并设计了相应的生态修复措施。回答下列问题： (1)长江三峡地区曾由于污染物排放超标等原因出现了水体富营养化现象，产生了水华，长满水华的水域中藻类数量增多，水中溶解氧含量下降，主要原因是________。“水华”现象发生后，会导致水体污染加重，这一调节方式是________调节。 (2)长江水域中存在一定的重金属污染和白色污染（主要是塑料制品）。甲→乙→丙→丁为长江水域中的一条食物链，若检测四种生物体内的镉含量，镉含量最高的生物应该是________。研究发现丙的消化道内有吞食的微塑料碎片，为判断微塑料在丙的体内是否存在生物富集现象，还需进一步比较________。 (3)科研人员在三峡流域的某河滩地上设计了杨树纯林、杨树—沙棘混交林和紫花苜蓿草地三种植物生态修复模式，观测其生态修复效果（如表），并以播种玉米的河滩耕地为对照。 不同植物生态修复模式修复效果的监测数据【单位：（m·s-1）；（kg·m-2）】 组别 风速 土壤状况 土壤年风蚀量 杨树纯林林地 2.0 土壤中植物根系多，土壤紧实 0.21 杨树-沙棘混交林地 3.5 土壤中植物根系较多，土壤较紧实 0.25 紫花苜蓿草地 3.6 土壤中植物根系较多，土壤较紧实 0.30 玉米对照地 3.6 土壤中植物根系较少，土壤疏松 1.69 注：杨树纯林中杨树的平均树高为6.2m，平均胸径为8.7cm；杨树-沙棘混交林中杨树的平均树高为2.2m，平均胸径为3.8cm。杨树为乔木，沙棘为灌木，紫花苜蓿为多年生草本植物。 据表可知，三种植物生态修复模式在防风固沙、保持水土方面都起到一定作用，其中________（填“杨树纯林林地”“杨树—沙棘混交林地”或“紫花苜蓿草地”）防护效果最好，请分析其防护效果最好的依据________。 (4)在进行生态工程修复时，要遵循自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的，这是遵循了生态工程的________原理。 5．（2026·陕西咸阳·二模）微塑料污染在全球范围内日益严重，塑料废弃物在环境中分解产生的微塑料（MPs）被生物体吸收和积累后会产生不良影响。科研小组以波斯菊为实验材料探究MPs对植物生长的影响及机制，如图为波斯菊光反应过程的电子传递示意图，部分实验结果如表所示。回答下列问题： 不同浓度MPs胁迫对波斯菊生长指标的影响 MPs浓 度（mg/kg） 气孔导度（mol/m2） 叶绿素含 量（mg/g） CO2固定酶 活性（U/g） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓 度（μL·L-1） 0 3.57 1.91 3.85 8.5 302.2 0.5 3.55 1.90 3.88 10.1 308.1 5 3.34 1.66 3.62 8.3 310.02 50 3.30 1.34 3.6 7.9 310.3 200 3.29 1.29 3.4 6.8 311.0 (1)光合作用过程中，叶绿体依靠光系统（包括PSI和PSII）将光能转换为电能。实验室用________（试剂）提取绿叶中的色素，PSI和PSII中的色素在层析液中溶解度最小的是________。 (2)图中ATP合成酶合成ATP的能量直接来自于________。据图分析，光合电子传递链的最终电子受体是________。 (3)净光合速率大于0时，波斯菊叶肉细胞所固定的CO2来自________，此时产生ATP的膜结构有_________。 (4)根据表中实验结果可知，较高浓度MPs对波斯菊的光合作用具有________（填“促进”或“抑制”）作用，判断依据是___________（答出两点）。 6．（2026·河北保定·一模）微塑料（MPs）指的是直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒，其作为新型有机污染物近年来广受关注。微生物作为碳循环的关键调控者，对MPs污染的响应敏感（MPs会对土壤中的多种生物造成毒害）。科研人员探究了秦淮河中沉积物环境和微塑料表面（塑料际）对微生物群落的影响，部分结果如下。 结果1：塑料际微生物群落中呈现以少数优势种为主的结构特征，如甲烷微菌纲，这是一类具有重要生态功能的产甲烷古菌，其在塑料际的丰富度要显著高于周围沉积物环境中的。 结果2：基因组分析表明，塑料际与沉积物环境中微生物群落的结构存在显著差异。 回答下列问题。 (1)在生态系统的组成成分中，大多数微生物属于_______，对生态系统的________功能起着关键作用。 (2)碳循环过程中，微生物通过_______作用分解有机碳以维持碳平衡。MPs污染可能通过________（填“提高”或“降低”）微生物的多样性而影响碳的释放，进而影响生态系统的碳平衡。 (3)结果1说明塑料际能够选择性富集具有特定功能的菌群，这为筛选功能菌种提供依据，且塑料际微生物群落中的产甲烷古菌具有重要的生态功能。该现象体现了生物多样性的________价值。 (4)由结果2可知，塑料际中的微生物具有独特的生态位，生态位是指一个物种在_______中的地位和作用。塑料际与沉积物环境中微生物群落的结构存在显著差异，下列推测正确的是_______。 A．环境与微生物之间的协同进化会影响多种微生物的生态位 B．微生物群落内部种群相互关系的发展变化不会影响该群落的演替 C．塑料际与沉积物环境中微生物群落出现结构差异是微生物适应不同环境的一种表现 (5)科研人员调查了秦淮河中不同水生生物体内微塑料的情况，得到如图所示结果，其中鱼类微塑料富集系数最高，原因是_______。 (6)研究发现，水体中的微塑料污染与农业生产中使用的大棚薄膜有关，废薄膜经过破碎、化学分解和生物降解会变成微塑料。从污染源控制的角度，提出一条农业生产上使用塑料薄膜的合理建议以缓解微塑料污染：_______。 7．（2026·陕西榆林·二模）2060年前实现“碳中和”（碳净排放量为零）是我国重要的生态发展目标。某湖泊由于受周围工厂排污和生活污水的影响，导致水体富营养化，蓝细菌和绿藻等大量繁殖，影响了水生动物和沉水植物等生物类群的生存，CO2固定量长期小于CO2释放量。生态学家通过引入多种类型生物，并调控各种生物的种群密度，逐渐修复了该湖泊生态系统。经治理后，该湖泊包含浮游植物、浮游动物、鱼类、蛙类及微生物等多种生物类群，食物网复杂且结构稳定，有机碳合成量远高于分解量，成为区域碳汇的重要载体。请回答下列问题： (1)碳汇是指通过吸收大气中的CO2，降低其在大气中浓度的过程或活动。该湖泊在治理之前，为实现“碳中和”需____（填“增强”或“减弱”）碳汇，生产者主要通过____（填生理过程）来实现碳汇。 (2)水体出现富营养化引发蓝细菌的爆发性增殖，其中微囊蓝细菌分泌的毒素导致水生动物死亡，动物残体的分解进一步加剧水体污染，该过程属于____（填“正”或“负”）反馈调节，会使生态系统逐渐____（填“偏离”或“维持”）稳态。 (3)修复该湖泊生态系统时，生态学家引入了浮游动物、滤食性鱼类和肉食性鱼类等生物组分并合理布局，主要遵循了生态工程的____原理；湖泊中的雄蛙在繁殖期通过鸣叫声向雌蛙传递求偶信号，该信息类型属于____信息，这种信息的传递在生态系统中的作用是____。 (4)生态学家对该湖泊生态系统中三个营养级的能量流动进行定量分析，得到如下数据（单位：kJ/（m2·a））。 营养级 粪便量 同化量 呼吸消耗量 流向分解者的能量 未利用的能量 第一营养级 —                     第二营养级                          第三营养级      ？           ？ 第二营养级粪便中的能量属于第____营养级的同化量；从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为____。 三、实验题 8．（2025·河北·一模）塑料薄膜凭借其良好的延展性、稳定性和低廉的价格，被广泛应用于农业领域，但其产生的微塑料(MP)会通过影响土壤进而影响植物生长发育。某科研人员研究了含不同质量分数MP的土壤对冬小麦幼苗光合特性的影响，实验结果如下表。请回答下列问题： MP 质量分数/% 净光合速率/(CO2μmol·m-2) 胞间CO2浓度/μmol·mol-1) 气孔导度/(mol/m2) 叶绿素含量/(mg/g) Rubisco活性相对值 0 12.20 180.33 0.21 7.64 100% 0.2 11.55 184.10 0.20 7.46 74% 0.4 10.81 190.02 0.19 6.49 76% 0.6 9.57 192.10 0.18 6.02 89% 0.8 9.07 194.09 0.17 5.35 66% 注：表中的冬小麦幼苗光合特性是在实验处理30天后测定的；Rubisco可催化CO2与C5反应。 (1)据表可知，实验中冬小麦幼苗的净光合速率用___________作为测定指标。 (2)由表中数据可知，随着MP质量分数的增大，冬小麦幼苗光合作用受抑制___________(填“是”或“不是”)由气孔导度变化引起的，判断依据是___________。随着MP质量分数的增大，冬小麦幼苗光合作用受抑制的机理是___________。 (3)某人提出生物炭可缓解 MP 对冬小麦幼苗光合速率的负面影响。为验证此人的说法是否正确，科研人员将若干生理状况等相同的冬小麦幼苗随机均分成甲、乙两组，甲组冬小麦幼苗种植在普通土壤中，乙组冬小麦幼苗种植在含质量分数为0.6%的MP 和适量生物炭的等量土壤中，在其他条件相同且适宜的环境中培养30天后，检测并比较两组冬小麦幼苗光合速率。若质量分数为0.6%的MP使用恰当，请评价该实验整体设计是否合理，若合理，请说明理由；若不合理，请改进实验方案。___________。 (4)MP化学性质稳定且难以降解，容易出现生物富集。从控制污染源的角度，提出一条农业生产上使用塑料薄膜的合理建议：___________。 押题猜想09 CRISPR基因编辑治疗遗传病（如地中海贫血） 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】β-地中海贫血是我国南方最常见的单基因遗传病之一，由β-珠蛋白基因缺陷导致血红蛋白合成障碍。广东省地贫基因携带率约16.8%，每年约有11万新生儿为地贫基因携带者，重型地贫患者需终身输血维持生命。2026年4月，中国科学家的研究成果登上国际顶刊《自然》——他们利用自主研发的“变形式碱基编辑器tBE”开发的CS-101注射液，通过对患者自体造血干细胞进行基因编辑，成功使5名输血依赖型β-地贫患者全部摆脱输血依赖，总血红蛋白恢复至健康水平。tBE的核心设计理念是通过引入“变形式”构象切换机制，在不依赖DNA双链断裂的情况下实现精准的碱基转换。CS-101治疗的简化流程如图： 动员采集自体造血干细胞 → 体外用tBE编辑 → 回输患者体内 → 造血重建与功能恢复 根据以上信息，下列叙述错误的是（ ） A.CS-101属于体外基因治疗，仅编辑患者的造血干细胞（体细胞），其遗传改变不会传递给后代，因此在伦理上属于当前国际共识下可接受的基因治疗范畴 B. 传统CRISPR-Cas9技术通过切断DNA双链实现基因编辑，可能带来染色体大片段缺失或易位等风险；tBE碱基编辑器无需切断DNA双链即可实现精准碱基转换，从根本上降低了与DNA双链断裂相关的细胞毒性风险 C. 从基因与性状的关系分析，β-地中海贫血的致病机制是β-珠蛋白基因突变导致编码的蛋白质结构异常，进而引发功能障碍，体现了“基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状” D. 若采用CRISPR/Cas9技术对患者造血干细胞中的β-珠蛋白基因进行修复，使缺陷基因恢复正常，则治愈后的患者与正常人婚配，其子女理论上不会再患β-地中海贫血 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中，将“基因工程赋予生物新的遗传特性”“生物技术的安全性与伦理问题”列为选择性必修三的核心内容，并明确要求：阐明基因工程的基本操作程序；举例说明基因工程在农牧业、医药卫生等领域的应用；探讨生物技术在发展经济、保护环境等方面的价值与伦理问题。这些内容是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到“理解、应用、探究”的最高能力等级，是高考命题中“现代生物技术”板块的核心载体。如2024年广东卷（T18，遗传性牙龈纤维瘤病）：非选择题最后一问考查了“是否可以对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病”的伦理判断，要求学生说明理由。2025年广东卷（T21，CRISPR-Cas系统在工程菌构建中的间接考查）：题干涉及内源CRISPR-Cas系统的精准基因编辑技术用于敲除目标基因，标志着广东卷对CRISPR的考查从概念名词走向了实际应用场景。 近年来，广东高考生物命题在《生物技术与工程》模块尤其注重基因治疗与重大疾病防治、前沿生物技术相结合的情境设计。“CRISPR基因编辑治疗遗传病”作为分子生物学、遗传学与临床医学的交叉前沿领域，涵盖基因编辑技术原理（CRISPR/Cas9系统）、sgRNA设计与PAM序列识别、基因敲除/碱基编辑的区别、载体构建与细胞治疗流程、体细胞基因治疗与生殖细胞基因编辑的伦理界限等核心机制，与广东省地中海贫血高发的公共卫生现实、广东作为全国细胞与基因治疗先行区的产业布局、广州南沙等地基因治疗临床应用突破密切结合，是近年来选择题重概念辨析、非选择题重实验设计与伦理思辨的新兴核心考点。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·湖南张家界·二模）CRISPR/Cas9基因编辑技术可对目标基因进行定点编辑，下列相关叙述错误的是（　　） A．Cas9蛋白的作用是切割DNA分子，属于限制性内切核酸酶 B．该技术需要根据目标基因的序列设计向导RNA C．基因编辑过程中，细胞可通过DNA修复机制修复断裂的DNA D．该技术可用于治疗人类的单基因遗传病，不会产生任何安全风险 2．（2026·安徽宣城·二模）2023年11月，英国药品和保健品监管机构（MHRA）批准了全球首款CRISPR基因编辑疗法Casgevy，用于治疗镰状细胞病（SCD）和输血依赖性β地中海贫血（TDT）。该疗法通过提取患者自身的造血干细胞，在体外利用CRISPR-Cas9系统敲除了BCL11A基因红细胞增强子（一段能够显著提高基因转录效率的DNA序列）区域的部分序列，重新激活胎儿血红蛋白（HbF）的表达，再将编辑后的细胞回输患者体内。临床试验显示，29例SCD患者中有28例至少12个月未出现严重血管闭塞性危象。下列叙述错误的是（    ） A．对BCL11A基因增强子区域的编辑导致基因突变，可遗传给后代 B．BCL11A基因在红细胞中的表达产物可能抑制胎儿血红蛋白（HbF）基因的转录 C．该疗法使用患者自身细胞，避免了免疫排斥反应，体现了个体化医疗的优势 D．基因编辑技术可用于治疗遗传病，但不代表对人类胚胎进行基因编辑以预防遗传病具有伦理合理性 3．（2026·北京朝阳·一模）LMNA基因编码的蛋白可维持细胞核的结构稳定。研究者利用CRISPR/Cas9技术获得LMNA突变基因被修复的iPSC细胞系。该细胞系作为对照在研究中的价值是（　　） A．验证CRISPR/Cas9系统对LMNA基因的编辑效率 B．排除遗传背景差异以确定LMNA基因突变与表型关系 C．制备可供异体移植的通用型干细胞治疗产品 D．比较LMNA基因不同突变类型对细胞功能的影响 4．（2026·陕西安康·一模）杨凌农科院利用CRISPR-Cas9编辑小麦TaDREB2基因，获得抗旱新品系。下列叙述错误的是（    ） A．该技术可精准敲除目标基因，避免连锁累赘 B．抗旱性状若由多基因控制，则效果可能有限 C．编辑后的植株需经多代自交以稳定遗传 D．该变异属于染色体结构变异 5．（2026·陕西安康·一模）杨凌农业高新技术产业示范区2024年成功培育抗条锈病小麦新品系“杨麦CR2”。该品系利用CRISPR-Cas9技术敲除感病基因TaMLO1，使其获得广谱持久抗性。田间试验显示：在条锈病高发区，“杨麦CR2”发病率<5%，而对照“西农511”达68%。全基因组测序证实，仅TaMLO1位点发生15bp缺失，无脱靶效应。然而，部分农户反映“杨麦CR2”千粒重略低于对照（42.3 g/45.1 g）。育种团队解释：TaMLO1参与籽粒灌浆调控，敲除后略有减产，但综合抗病收益远超损失。基于上述信息，并结合现代育种原理，下列评价最恰当的是（    ） A．CRISPR编辑属于诱变育种，其变异方向不可控 B．“杨麦CR2”为转基因作物，需严格标识上市 C．该育种实现了目标性状精准改良，符合绿色农业理念 D．千粒重下降说明基因编辑破坏了小麦遗传稳定性 二、解答题 6．（2026·湖南·二模）“卵子死亡”是某科学团队发现并研究的一种因患者卵子不能发育而导致不育的单基因遗传病。图1为该病的遗传系谱图，图2是图1家系甲中部分成员基因检测结果的部分序列（不考虑家系内出现变异且Y染色体上无相关基因）。回答下列问题。 (1)由图可知，导致“卵子死亡”遗传病的根本原因是______（填“基因突变”“基因重组”或“表观遗传”），其遗传方式是______。 (2)家系乙中的Ⅱ-5和Ⅱ-6想再生一个女儿，他们根据家系系谱图算出再生一女儿为正常的概率是3/4。但通过遗传咨询，医生告知夫妻俩生出女儿为正常的概率是大于此数值的。请你据系谱图分析，医生得出此结论的理由是______。 (3)研究者发现该对等位基因的表达产物是一种膜蛋白。为了比较致病基因在不同细胞中的表达水平，研究者从携带该致病基因个体的不同种类细胞中，提取该膜蛋白进行电泳，检测结果通过灰度分析比对来反映出该致病基因在不同细胞中的表达水平。为了校正不同泳道之间因加样量差异等因素造成的误差，研究人员分析了每个泳道中致病基因和vinculin基因的表达产物（vinculin基因在不同细胞中表达量可视为相同），部分结果如图3所示。 图3结果说明，致病基因在单个MⅠ期卵母细胞中的平均表达量大于GV期卵母细胞，判断依据是______，致病基因在单个MⅠ期卵母细胞中的平均表达量是单个MⅠ期精母细胞的______倍。 (4)利用CRISPR-Cas9系统进行基因编辑是治疗遗传疾病最具前景的方法，但核酸酶Cas9可能会引起免疫反应。科学家张锋通过蛋白质工程开发出具有小免疫原性的酶蛋白。蛋白质工程最终是通过改造或合成______来完成。蛋白质工程难度很大主要是因为______。 三、实验题 7．（2026·陕西西安·一模）PMP22蛋白是神经髓鞘形成的关键蛋白质，但神经胶质细胞中PMP22过量表达可能会引起腓骨肌萎缩症（CMT1A）。科研人员希望利用基因编辑技术治疗CMT1A，下图为CRISPR/Cas9基因编辑技术的机制示意图，请据图回答问题： (1)由上图可知胞内基因修复的过程中Cas9蛋白催化________的断裂。 (2)CRISPR/Cas9系统中gRNA的靶向序列长度一般为20个核苷酸左右。从靶向序列与模板的结合分析，靶向序列不可过短的原因是________。gRNA位点不位于PMP22基因内部的原因是________。 (3)为了进一步探究CRISPR/Cas9治疗CMT1A的可行性，科研人员构建了下图所示表达载体，并利用CMT1A疾病模型小鼠进行了相关实验，请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 构建表达载体 PCR扩增gRNA对应的DNA序列，并在上游和下游引物的5'端分别添加碱基序列①________和②________。 自变量处理 A组为正常小鼠，不做处理；B组为疾病模型小鼠，坐骨神经中注射构建成功的表达载体：C组为③________。 测定相关指标 通过荧光PCR技术测定三组PMP22基因拷贝数；通过④________技术测定三组PMP22蛋白表达量：最后还需从个体水平测定三组小鼠⑤________。 8．（2026·辽宁鞍山·二模）肿瘤细胞表面的PD-L1蛋白与T细胞表面的受体蛋白PD-1结合，抑制T细胞的活化和增殖，使得肿瘤细胞开启免疫逃逸。为了达到更好的癌症治疗效果，科研人员对此开展系列研究。 (1)机体能通过________免疫杀伤癌细胞，该过程体现了免疫系统的________功能。 (2)科研人员欲通过基因编辑技术（CRISPR-Cas9）敲除T细胞的PD-1基因，以达到治疗癌症的目的。基因编辑CRISPR-Cas9技术系统主要由人工设计的gRNA和Cas9蛋白组成，gRNA可与靶序列特异性结合，Cas9蛋白对靶序列所在DNA进行剪切，gRNA和Cas9蛋白复合体的功能类似于_________酶。 (3)科研人员设计的gRNA能靶向识别PD-1基因，gRNA基因序列与携带Cas9基因的PX330质粒构建重组质粒。其中PX330质粒部分碱基序列及BbsⅠ限制酶识别序列如图1所示。据图1分析，限制酶BbsⅠ切割后质粒b处黏性末端序列（5′→3′）为__________。 (4)研究人员以不同的方式处理黑色素肿瘤小鼠（如图2）。其中注射物Ⅰ为__________，组6的作用为_________。图2中组1、组3和组5的结果说明_________。 押题猜想10 基因工程操作细节——启动子选择、密码子优化 试题前瞻·能力先查 限时：2min 【原创题】近年来，微塑料污染已成为全球性环境问题，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是应用最广泛的塑料之一。2025年，中国科学院南海海洋研究所的科研团队从南海深海沉积物中筛选到一株海洋细菌Marinobacter sp. SCSIO-2025，该菌能分泌一种新型PET降解酶（命名为mPETase），在低温（15-20℃）、高盐（3.5% NaCl）条件下仍保持较高活性，极具海洋环境生物修复的应用潜力。研究人员克隆了mPETase的编码基因mPET，拟利用基因工程技术在大肠杆菌中实现mPETase的高效异源表达，以满足工业化生产需求。 表1为mPET基因的部分序列及对应的氨基酸序列（仅展示前10个密码子）： 位置 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DNA序列（5‘→3’） ATG CGA CTA ATA AGA AGG CCT CCC ACG GGA 氨基酸 Met Arg Leu Ile Arg Arg Pro Pro Thr Gly 表2为大肠杆菌（E. coli）的密码子使用频率表（节选）： 氨基酸 密码子 相对使用频率 氨基酸 密码子 相对使用频率 Arg（精氨酸） CGT 1.00（高频） Leu（亮氨酸） CTG 1.00（高频） Arg CGC 0.65 Leu TTA 0.06（稀有） Arg CGA 0.03（稀有） Leu CTA 0.02（稀有） Arg CGG 0.02（稀有） Leu CTT 0.12 Arg AGA 0.01（稀有） Leu CTC 0.08 Arg AGG 0.01（稀有） Ile（异亮氨酸） ATC 1.00（高频） Pro（脯氨酸） CCG 1.00（高频） Ile ATA 0.02（稀有） Pro CCT 0.09 Ile ATT 0.35 Thr（苏氨酸） ACC 1.00（高频） Gly（甘氨酸） GGT 1.00（高频） Thr ACG 0.15 Gly GGA 0.01（稀有） 注：相对使用频率=1.00表示该密码子为该氨基酸在大肠杆菌中最常用的密码子，频率越低表示使用越少（稀有密码子）。 回答下列问题： （1）为实现mPETase在大肠杆菌中的高效表达，研究者拟从以下启动子中选择一种构建表达载体： 。 ①组成型启动子Pₐₒₓ（持续表达） ②诱导型启动子Pₜ₇（需T7 RNA聚合酶，受IPTG诱导） ③诱导型启动子P₁ac（受IPTG诱导，强度较弱） （2）分析图1中mPET基因序列及表1中大肠杆菌密码子偏好数据： ① 该基因序列中存在的可能影响在大肠杆菌中高效表达的稀有密码子有 。 ② 若需对该基因进行密码子优化以提高在大肠杆菌中的表达效率，优化策略是：将上述稀有密码子替换为 ，且替换过程中 （填“改变”或“不改变”）所编码的氨基酸序列。 ③ 密码子优化后，该基因的密码子适应指数（CAI）预期将 （填“升高”“降低”或“不变”）。 （3） mPETase在天然宿主中是分泌到胞外发挥功能的。若希望在大肠杆菌中也实现mPETase的分泌表达，以简化后续纯化流程，应在目的基因的 （填“5’”或“3’”）融合一段编码 的DNA序列。该序列指导合成的肽段可将新生肽链引导至大肠杆菌的 （答细胞结构），随后信号肽被切除，成熟蛋白分泌至胞外。 （4） 若将mPETase的生产从实验室规模放大至工业发酵罐，从代谢负担和工艺可控性角度分析，使用 （“组 成型”或“诱导型”）更为合适。请阐述理由。 分析有理·押题有据 《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中，将“基因工程赋予生物新的遗传特性”列为选择性必修三的核心大概念，并明确要求：阐明基因工程的基本操作程序；举例说明基因工程在农牧业、医药卫生等领域的应用。在“基因工程的基本操作程序”中，课程标准进一步细化要求：概述获取目的基因的方法；阐述基因表达载体的构建过程及其中各元件的功能；解释将目的基因导入受体细胞的方法；说明目的基因的检测与鉴定方法。这些内容是学业水平等级性考试（高考）的必考核心内容，要求达到“理解、应用、探究”的最高能力等级，是高考命题中“基因工程”板块不可动摇的核心载体。 近年来，广东高考生物命题在《生物技术与工程》模块尤其注重基因工程操作细节与真实科研实践、本土生物医药产业相结合的情境设计。如2025年广东卷（T21，大肠杆菌生长阶段特异性调控生产莽草酸）：典型“启动子-调控回路”题。以构建质粒②为情境，考查启动子PX与阻遏蛋白X编码基因的负反馈调控回路设计。学生需理解PX驱动X基因表达→阻遏蛋白X积累→抑制PX转录→形成自我调控稳态的逻辑。该题将启动子考查从“静态选择”深化为“动态调控回路设计”，体现了合成生物学中“感知-响应”的工程思想。 “基因工程操作细节——启动子选择、密码子优化”作为分子生物学与合成生物学的核心操作环节，涵盖启动子的类型与功能（组成型/诱导型/组织特异性启动子）、启动子选择对基因表达的调控逻辑、密码子偏好性与密码子优化的原理、异源表达中的翻译效率调控等核心机制，与广东省作为生物医药产业高地对高效蛋白表达系统的迫切需求、深圳华大基因在基因合成与密码子优化领域的全球领先地位、珠海横琴合成生物学创新中心的前沿研发密切结合，是近年来非选择题重工程设计逻辑、重操作细节辨析的新兴核心考点。 密押预测·精练通关 一、单选题 1．（2026·湖南张家界·二模）2025年某药企利用CHO细胞（中国仓鼠卵巢细胞）表达重组人源化抗PD-1抗体，为提高产量，对抗体基因进行密码子优化，将抗体轻重链基因的稀有密码子替换为CHO细胞偏好的密码子，同时在载体中加入强启动子。下列叙述正确的是（　　） A．重组载体导入CHO细胞并发育为转基因动物，从而获得PD-1抗体 B．强启动子能促进抗体基因在CHO细胞中完成转录过程，从而增加基因数量，进而增加抗体数量 C．该抗体的合成过程需要内质网与高尔基体参与，抗体合成分泌的过程体现了生物膜的直接联系 D．密码子优化可使抗体基因的密码子与CHO细胞的密码子偏好性相匹配，提高翻译效率 二、解答题 2．（2026·湖北·二模）玉米是高光合效率的C4植物，其光合作用与光呼吸过程需叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成。Rubisco酶为双功能酶：CO2浓度高时，倾向于催化五碳糖与CO2反应；O2浓度高时倾向于催化五碳化合物与O2反应并释放CO2（即光呼吸）。下图表示玉米的光合作用和光呼吸过程，据图回答下列问题： 注：PEP羧化酶固定CO2的效率远高于Rubisco酶 (1)由图可知，玉米维管束鞘细胞的叶绿体中没有类囊体，因此不能完成的生理活动是______；玉米细胞中能固定CO2的酶是______。 (2)光呼吸会______（填“降低”“促进”或“不影响”）光合作用效率，据题推测，C4植物能显著降低光呼吸强度的原因是______。 (3)高温条件下气孔关闭导致空气中的CO2不易进入细胞时，维管束鞘细胞仍能进行CO2的固定，此时CO2的来源有______（答出三点）。 (4)C3植物水稻较玉米的光呼吸强度大，造成显著损耗。我国科研团队通过转基因技术，引入3个细菌来源的酶（GCS、GCCM5、MCR）到水稻叶绿体中，构建了一条全新光呼吸旁路（TaCo路径），绕过天然光呼吸的高耗能过程，使水稻产量显著增加。为保证三种酶在水稻中稳定表达并发挥作用，路径构建过程中需进行两项优化：①密码子优化：将细菌基因的密码子替换为水稻偏好的密码子，目的是______。 ②肽段的融合：通过基因融合的手段，在酶蛋白N端添加特定的信号肽。若信号肽设计失误，则酶蛋白滞留细胞质基质中，无法发挥作用。推测信号肽的作用是______。 3．（2026·江西吉安·一模）羊痘是由羊痘病毒（GPV，一种双链DNA病毒）引起的一种羊急性传染病，是所有动物痘病中最为严重的一种。P32基因编码的P32蛋白是该病毒主要的抗原蛋白，其在病毒侵入宿主细胞和诱导机体免疫应答过程中发挥重要作用。实验人员获取基因P32，并构建该基因的重组质粒如图示（图中的“bp”表示碱基对）。将该表达载体导入大肠杆菌中，诱导产生P32蛋白。回答下列问题： (1)图1所示P32基因（含终止密码子对应的序列）是依据P32蛋白的氨基酸序列人工合成的，由此推测P32蛋白是由_____个氨基酸组成，通过这种方法合成的P32基因_____（填“有”或“无”）启动子序列。 (2)对P32基因进行PCR时，需选择图1中的引物2和引物3，不选择另外两种引物的原因是______；为了使扩增的P32基因能与图2中的质粒正确相连，需要在引物2和引物3的5'端分别连接限制酶_____和_____的识别序列。 (3)为确定P32基因已连接到质粒中且插入方向正确，应选用引物______对待测质粒进行PCR扩增，不考虑限制酶识别序列的大小，预期扩增产物片段大小为______bp。 (4)将质粒导入大肠杆菌中后，需将大肠杆菌置于含_____的培养基上进行初步筛选，能够在这种培养基上形成菌落的有______的大肠杆菌。 4．（2026·山东济宁·一模）科学家通过基因工程改造大肠杆菌，实现规模化生产人胰岛素；利用蛋白质工程优化胰岛素结构，通过将胰岛素B链的第28位氨基酸-脯氨酸（密码子为CCU）替换为天冬氨酸（密码子为GAU），有效抑制了胰岛素的聚合，研发出速效胰岛素类似物产品。图1是运用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构，图2是利用大引物PCR技术引入特定位点突变的流程。回答下列问题。 (1)图1中质粒作为载体时未标出的必需结构是____。为保证目的基因与载体正向连接，扩增目的基因时，上游引物的5’端应添加限制酶____的识别序列，下游引物5’端的15个碱基序列为5’-____-3’。 (2)β-半乳糖苷酶可以将无色的X-gal分解产生蓝色物质。筛选导入重组质粒的大肠杆菌时，培养基中需添加____，从____色菌落中选择。 (3)图2中，为了得到可表达出速效胰岛素类似物的改良基因，进行第一次PCR时，上游引物对应突变位点的碱基序列是5’-____-3’。利用所获得的大引物、模板和其他引物等进行第二次PCR时，至少要进行____次循环，才能获得完成定点突变、双链等长的改良基因。 5．（2026·山东淄博·一模）人源干扰素IFNα-2b是一种具有抗病毒活性的真核蛋白，可通过大肠杆菌BL21（DE3）表达体系大规模生产。BL21（DE3）的质粒上有T7RNA聚合酶基因和lacI基因。T7RNA聚合酶具有极高的启动子特异性和转录效率，其表达受lacI基因编码的lac阻遏蛋白的调控，当培养基中无诱导物IPTG时，lac阻遏蛋白结合到T7RNA聚合酶基因的启动子上抑制其表达。 (1)BL21（DE3）去除了蛋白酶编码基因，目的是_______。T7RNA聚合酶基因的启动子属于______型启动子。 (2)构建重组载体时，选用了两种启动子PBAD（被大肠杆菌自身RNA聚合酶识别）和PT7（仅被T7RNA聚合酶识别），重组载体的部分结构如图1。构建基因表达载体的目的是_______。为实现目的基因在特定时期表达，图1的4个基因的启动子中为PBAD的是______（填序号）。为筛选出含重组质粒的大肠杆菌并使其大量表达IFNa-2b，培养基中需要加入_____。 (3)编码同一氨基酸的不同密码子，在不同生物体中的使用频率并不相同，即存在密码子偏好性。如果使用大肠杆菌表达一种真核蛋白，可能因密码子偏好性不同，导致目标蛋白翻译过程受阻。IFNa-2b基因的mRNA中存在一种大肠杆菌中不常见的密码子AGG，导致IFNa-2b产量极低。可利用同源重组（图2）向大肠杆菌基因组中导入密码子AGG对应的______基因提高IFNα-2b产量。图2中的同源区段可不发生交换，也可发生单交换或双交换。对大肠杆菌进行改造后，利用高温处理使质粒丢失，在培养基中加入四环素，能够生长的是发生______（填“单交换”或“双交换”）的大肠杆菌。利用引物1和引物2进行PCR扩增（引物大小忽略不计），如果插入了目的基因，PCR产物大小为______bp。 三、实验题 6．（2026·四川凉山·二模）为了获得具有高效抗禽源病毒活性的鸡α干扰素，对鸡源α干扰素基因进行密码子优化（就是将生物低利用率的密码子换成同义的偏爱的密码子，从而提高蛋白产量）后，人工合成α干扰素（IFN—α）基因，利用下图所示质粒构建了表达载体，转化到大肠杆菌中并高效表达。请回答下列问题： 限制酶 识别序列及切割位点 限制酶 识别序列及切割位点 BglⅡ 5′-A↓GATCT-3′ BamHⅠ 5′-G↓GATCC-3′ NdeⅠ 5′-CA↓TATG-3′ NotⅠ 5′-G↓CGGCCGC-3′ MluⅠ 5′-A↓CGCGT-3′ HindⅢ 5′-AAG↓CTT-3′ EcoRⅠ 5′-G↓AATTC-3′ (1)对鸡源α干扰素基因进行密码子优化时，直接通过改变的是_____（选填“IFN—α基因”、“IFN—α的mRNA”、“tRNA”）上的碱基序列来实现的。 (2)PCR扩增IFN—α基因时，需要模板DNA、DNA聚合酶、脱氧核苷酸、_____和含Mg²⁺的缓冲液。DNA聚合酶在PCR的_____步骤中催化形成_____键。 (3)图中标识了质粒和IFN—α基因中限制酶的切割位点。为将IFN—α基因正确插入质粒，PCR扩增IFN—α基因时需在引物上添加限制酶的识别序列，结合上述信息分析，基因上游引物应添加的碱基序列是5′_____3′，基因下游引物应添加的是_____限制酶的识别序列。 (4)为了研究大肠杆菌产生的IFN—α与鸡源IFN—α的抗病毒活性的差别，向鸡胚接种适量的病毒稀释液和大肠杆菌产生的IFN—α作为实验组，同时需要设置两组对照实验，其一是_____；其二是_____。 7．（2026·四川绵阳·三模）玉米是重要的粮食作物，近年来频繁遭遇高温干旱复合胁迫，造成严重减产。传统育种方法周期长、效率低，难以应对复杂多变的环境挑战。为此，科学家计划将拟南芥中发现的一个抗旱基因X转入玉米植株，培育抗旱新品种，如图为基因X和载体质粒的结构示意图。回答下列问题： 注：启动子为真核细胞启动子。 限制酶 NheⅠ XbaⅠ BglⅡ BamHⅠ 识别序列及切割位点 (1)拟南芥的X基因能够在玉米细胞中表达是因为密码子具有_________性，所有生物的遗传信息的传递都遵循_________。 (2)根据图表信息，应该选择_________切割质粒。为了使目的基因插入Ti质粒并正常表达，需要在引物R的一端加上序列5'-_________-3'。 (3)将重组质粒导入农杆菌，筛选农杆菌所用的培养基和抗生素种类为_________（填选项）；用含有X基因的农杆菌转化玉米细胞时，筛选转基因玉米细胞所用的培养基和抗生素种类为_________（填选项），选择该抗生素而不选另一种的理由是_________。 A．牛肉膏蛋白胨培养基+潮霉素    B．牛肉膏蛋白胨培养基+卡那霉素 C．MS培养基+潮霉素                     D．MS培养基+卡那霉素 (4)检测转基因玉米培育是否成功时，科研人员可直接根据_________判断X蛋白的表达量。随后，还需要在个体水平上进行抗性鉴定。请设计一个实验方案，筛选出具有抗旱能力的转基因玉米：_________。 8．（2026·广西柳州·二模）天然胰岛素在体内易形成二聚体，需解离为单体才能发挥降糖作用，这导致了起效延迟。为解决此问题，科学家利用蛋白质工程对胰岛素进行精准改造，将胰岛素B链第28位上的脯氨酸（Pro）与第29位上的赖氨酸（Lys）互换，进而获得目标胰岛素（INS，长度为330bp）。图1为天然胰岛素B链的部分DNA序列，图2表示利用PCR技术获取目标胰岛素基因的部分过程，图3为pET-INS表达载体构建示意图，图4为凝胶电泳结果图。据图分析，回答下列问题： (1)蛋白质工程构建目标胰岛素需从_________出发。根据图1、图2（黑框代表天然胰岛素B链基因突变位置，R1、R2、F1与F2为对应的引物）综合分析，利用PCR技术获取目标胰岛素基因时，所用突变引物R1和F2对应的序列分别为______（填选项）。 A．3′—ACACACCCAAGACCC—5′    B．5′—GGGTGGGCTTTGTGT—3′ C．5′—ACACAAAGCCCACCC—3′    D．3′—GGGTCTTGGGTGTGT—5′ (2)质粒中启动子的作用是_________。为确保INS正确插入图3的质粒pET-MCS中，经相应酶切割后，质粒pET保留的黏性末端序列应为_______。 (3)将重组质粒pET-INS导入感受态大肠杆菌，并置于含________的培养基中，挑取8个长势良好的单菌落进行PCR扩增以及扩增产物的凝胶电泳，结果见图4.8个条带大小均为330bp左右，说明_______。其中2号菌落条带相较不明显，可能的原因是__________。 (4)为提高在大肠杆菌中目标胰岛素基因的表达量，请从密码子的简并性和偏好性的角度，提出一条可行性强的措施：_______________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 学科网（北京）股份有限公司 $