精品解析：广东省2026届稳派上进联考高三下学期5月高考大练兵生物试卷

绝密★启用前 高三年级5月高考大练兵 生物学 试卷共8页，21小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。 一、选择题：本题共16小题，共40分。第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 抗性淀粉是一类难以被人体消化酶水解、可进入大肠被肠道菌群发酵产生短链脂肪酸的淀粉。米饭、土豆等煮熟冷却后，抗性淀粉含量会明显升高。下列相关叙述正确的是（　　） A. 抗性淀粉可不经水解直接被小肠上皮细胞吸收 B. 食用富含抗性淀粉的食物，可减缓血糖的快速升高 C. 抗性淀粉发酵产生短链脂肪酸后元素的种类发生改变 D. 抗性淀粉供能效率高于普通淀粉，适合减肥人群食用 2. 科学家在猴胚胎8细胞期，利用AI技术分析细胞形态，精准执行3∶5非对称分割，其中5/8细胞用于胚胎移植发育，3/8细胞用于建立胚胎干细胞系，最终从单个胚胎获得1只健康的猴子及1株胚胎干细胞系（aESCs）。下列相关叙述错误的是（　　） A. 胚胎分割是一种无性繁殖方式 B. 8细胞期的胚胎细胞为全能干细胞 C. aESCs用于该猴的细胞治疗时无免疫排斥 D. aESCs可来自囊胚期的滋养层细胞 3. 异氟烷是临床常用的脂溶性吸入麻醉药，能直接穿过神经细胞膜的磷脂双分子层，抑制神经传导。其运输方式是（　　） A. 自由扩散 B. 协助扩散 C. 主动运输 D. 胞吞 4. 实验小组以洋葱（2n=16）根尖为材料进行低温诱导植物染色体数目变化实验。下列操作正确的是（　　） A. 制作装片的步骤为解离、染色、漂洗和制片 B. 制片时需用镊子将根尖弄碎，再按压盖玻片 C. 将制成的装片置于4℃的冰箱中低温处理 D. 显微镜下在伸长区寻找染色体数加倍的细胞 5. 水蛭素是从水蛭的唾液腺中提取分离出来的多肽，具有显著的抗凝和抗血小板聚集等作用，可用于预防和治疗血栓。研究发现，通过将水蛭素的第47位天冬酰胺替换为赖氨酸，可以显著提高其抗凝血活性。下列关于该改造过程的叙述，正确的是（　　） A. 改造的核心步骤是根据水蛭素的预期功能，设计结构，再推测氨基酸序列 B. 改造水蛭素时，可直接对水蛭素的氨基酸进行替换，无需改造其编码基因 C. 改造后的水蛭素与天然水蛭素相比，基因中嘌呤和嘧啶碱基比例发生改变 D. 改造后的水蛭素氨基酸序列改变，但其蛋白质的空间结构不会发生改变 6. 寒冷环境下，机体会通过一系列的生理反应维持体温的相对稳定。下列有关叙述正确的是（　　） A. 机体的产热量显著大于散热量，以维持体温相对稳定 B. 自主神经系统支配下毛细血管舒张，汗腺分泌减少 C. 甲状腺激素和肾上腺素分泌增多，细胞代谢增强以增加产热 D. 位于大脑皮层的温度感受器接受寒冷刺激并产生冷觉 7. 长春新碱是一种常见的抗癌化疗药物，该药物能结合微管蛋白，破坏纺锤体，阻止染色单体分离，从而使细胞停滞于（　　） A. 前期 B. 中期 C. 后期 D. 末期 8. 我国西南喀斯特地区某溶洞生态系统中，菊头蝠种群存在典型的季节垂直迁移规律：冬季菊头蝠在溶洞深处的岩壁休眠，春季向洞口区域迁移，夏季在溶洞中上层活动，秋季向洞口表层集聚。下列相关叙述错误的是（　　） A. 该溶洞中不同位置的菊头蝠分布体现了群落的垂直分层结构 B. 菊头蝠和会被其捕食的昆虫可通过负反馈调节维持种群数量的相对稳定 C. 菊头蝠种群数量的季节波动，与出生率、死亡率的动态变化密切相关 D. 调查该溶洞不同季节菊头蝠的种群密度，可采用标记重捕法进行估算 9. 某科研小组重复噬菌体侵染大肠杆菌实验，用32P标记T2噬菌体的DNA，侵染未被标记的大肠杆菌，保温不同时间后搅拌、离心，检测上清液和沉淀物的放射性，结果如下表所示。下列叙述正确的是（　　） 保温时间/min 上清液放射性强度 沉淀物放射性强度 2 低 高 10 中 高 20 高 中 A. 保温2 min时，只有少数噬菌体将自身的DNA注入大肠杆菌 B. 保温20 min时，细菌裂解，子代噬菌体释放，使上清液放射性高 C. 保温时间少于2 min，会导致上清液放射性低，沉淀物放射性高 D. 该实验中搅拌不充分会导致上清液放射性升高，影响实验结果 10. 食蚊鱼因捕食蚊子幼虫被引入多地用于控蚊，可控制害虫、减少疾病传播。研究表明，食蚊鱼偏好静止水体，在河道水流缓慢处易捕获。为保护食蚊鱼，河道改造中可建设水生植物缓冲区以降低流速，形成局部静水区。下列有关叙述错误的是（　　） A. 应种植本土植物建设缓冲区，体现生态工程的协调原理 B. 食蚊鱼用于控蚊以控制害虫属于生物多样性的间接价值 C. 水流速度是影响食蚊鱼种群数量变化的密度制约因素 D. 食蚊鱼的捕食作用会降低当地蚊虫的环境容纳量 11. 反竞争性抑制是一种特殊的酶抑制剂，该抑制剂只能和酶—底物复合物结合，不能直接与游离酶结合，如图表示酶促反应速率和底物浓度的变化曲线，加入反竞争性抑制剂后（　　） A. O点不移动，P点也不移动 B. O点不移动，P点向下移动 C. O点向右移动，P点不移动 D. O点向右移动，P点向下移动 12. KARs是植物燃烧时产生的一种能调节种子萌发的信号分子，其调节种子萌发的作用机制如图所示，其中S蛋白是抑制种子萌发的信号分子，MAX2是泛素连接酶复合体，可介导泛素分子连接到相应蛋白上，被泛素化修饰的蛋白随后会被识别并降解。下列叙述错误的是（　　） A. KARs对植物种子的萌发具有促进作用 B. 激素A和B对种子的萌发作用相抗衡 C. 推测MAX2缺失植株的激素B含量低于野生型 D. 激素和环境共同参与植物生命活动的调节 13. 我国科研团队研发出线粒体胶囊移植技术，将健康线粒体包裹于囊泡中，可安全高效递送至细胞与组织，显著改善帕金森症、利氏综合征等疾病症状。下列相关叙述正确的是（　　） A. 线粒体是细胞的“动力车间”，合成的ATP都来自其内膜 B. 丙酮酸在线粒体分解释放CO2的过程需要O2的直接参与 C. 囊泡与靶细胞膜融合实现线粒体释放，该过程不消耗能量 D. 囊泡包裹线粒体进行移植，主要利用了生物膜的流动性 14. 为研究人类干扰对城市麻雀反捕食行为的影响，科研人员测定了不同人数下麻雀的惊飞距离，即麻雀发现人类后起飞的最小距离，结果如图所示。进一步研究发现，城市核心区麻雀的惊飞距离显著高于郊区麻雀。下列叙述错误的是（　　） A. 惊飞距离与人数呈正相关，说明人类干扰会提高麻雀的警戒水平 B. 城市核心区人类干扰强度更大，选择压力导致麻雀惊飞距离更长 C. 惊飞距离的差异体现了麻雀种群对不同人类干扰环境的适应性进化 D. 若将郊区麻雀引入城市核心区，其惊飞距离会在一代内显著增加 15. 实验小组将色氨酸合成酶基因导入酪酸梭菌内获得工程菌L，临床发现工程菌L的代谢产物能通过mTOR信号通路抑制细胞毒性T细胞的增殖。为了验证该发现，实验小组用CFSE标记初始细胞毒性T细胞（CFSE是一种细胞膜渗透性荧光染料，CFSE荧光信号分子能在细胞分裂时均匀地传递给子代），设计了相关实验，如下表所示： 组别 预处理 处理方式 甲 初始细胞毒性T细胞用CFSE标记，并做预激活 培养基+DMSO 乙 含工程菌L的代谢物的培养基+DMSO 丙 ① 丁 雷帕霉素 注：雷帕霉素溶液是mTOR信号通路抑制剂，DMSO是一种有机溶剂。 下列有关叙述错误的是（　　） A. 细胞毒性T细胞增殖受阻会降低免疫系统对肿瘤细胞的清除作用 B. 丙组处理方式为含工程菌L的代谢物的培养基+雷帕霉素溶液 C. 该实验可以用单个细胞或全部细胞总荧光强度作为检测指标 D. 实验结果为单个细胞的荧光强度为乙组最强，其它组无明显差异 16. 某两性花观赏植物的花色由两对独立遗传的核基因A/a、B/b控制，基因控制性状的途径如图所示，研究发现母本减数分裂形成配子时，会对B基因启动子发生全甲基化修饰，使其失去对A基因的抑制作用，父本配子中B基因无甲基化修饰。现有两株纯合的白花植株甲和乙杂交，甲为母本，乙为父本时，F1全部为红花，且基因型为AaBb。下列有关叙述错误的是（　　） A. 甲和乙的基因型分别为AABB和aabb B. 若甲为父本，乙为母本，F1全部为白花 C. F2白花植株所占的比例为5/8 D. F2的红花植株存在2种基因型 二、非选择题：本大题共5小题，共60分。 17. 黄瓜绿斑驳花叶病毒（CGMMV）是危害黄瓜、西瓜等葫芦科作物的检疫性病毒，会导致作物严重减产。高等植物光反应中心由光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）组成，如图所示，NbPsbQ1是PSⅡ的重要组成蛋白，其作用是参与维持PSⅡ结构稳定与光合效率。科研人员以本氏烟为材料，探究了CGMMV侵染导致作物光合作用下降的机制。回答下列问题： （1）实验室可用_____提取叶绿体中的光合色素，据图分析，色素吸收光能后能将光能转化为有机物中的化学能并储存在_____中。PSⅡ可使类囊体腔内的H+浓度显著升高，这一过程的生理意义是_____。 （2）亚细胞定位显示，NbPsbQ1定位于叶绿体，CGMMV的外壳蛋白CP定位于细胞质基质中，研究发现CGMMV侵染导致作物光合作用下降和CP蛋白使NbPsbQ1发生迁移有关，为了验证该机制，实验小组将黄色荧光蛋白（YFP）拆分为N端（nYFP）和C端（cYFP），分别与目标蛋白融合，若两蛋白相互结合，YFP两半靠近恢复荧光。实验处理和实验结果如下表所示： 组别 处理方式 黄色荧光检测 细胞质基质 甲组 NbPsbQ1-nYFP+cYFP-CP + 乙组 NbPsbQ1-nYFP+cYFP – 丙组 nYFP+cYFP-CP – 注：“+”表示有荧光，“–”表示无荧光。 该实验中对照组是_____，设置对照组的目的是_____。根据实验结果试阐述CGMMV侵染导致作物光合作用下降的原因：_____。 （3）结合本研究，为提高葫芦科作物对CGMMV的抗性，减少作物损失，提出一条育种思路：_____。 18. 机体皮肤表皮和毛囊中，驻扎着特殊的“免疫哨兵”部队——CD8+组织驻留T细胞（TRM）。TRM细胞能识别并应对感染或肿瘤发生，TRM的形成机制是皮肤角质形成细胞可分泌CXCL16趋化因子，CXCL16能和细胞毒性T细胞表面的受体CXCR6结合，促使细胞毒性T细胞迁移至皮肤，并安置在表皮中获得TRM，如图1所示，研究发现长期的精神压力会持续激活交感神经，并加速黑色素瘤进展。回答下列问题： （1）免疫系统清除肿瘤细胞体现了免疫系统的_____功能。从反射弧组成的角度分析，交感神经属于_____。 （2）实验小组为了探究长期精神压力加速黑色素瘤进展的机制。用敲除ADRB2受体基因的皮肤角质形成细胞和正常细胞进行实验，激活交感神经并检测皮肤驻留的TRM数量，结果如图2所示： 结合图示，试用文字和箭头补充长期精神压力会加速黑色素瘤进展的作用机制：精神压力→_____→作用于角质形成细胞的ADRB2受体→_____→无法结合CXCR6招募细胞毒性T细胞→_____→黑色素瘤易进展加快。为了进一步验证该机制，还应测定_____的含量变化。 （3）某患者黑色素瘤术后复发，检测发现其皮肤局部CXCL16含量显著降低，但TRM表面的CXCR6表达正常。综合上述机制，提出对该患者的一条针对性治疗方案（除直接补充外源CXCL16外）：_____。 19. 甲型血友病是由F8基因（编码凝血因子Ⅷ）结构异常导致的隐性遗传病。图1为某家系关于甲型血友病的遗传系谱图，为明确F8基因结构异常的分子机制，研究人员针对F8基因及相邻的无致病效应的DXS99基因设计了4对特异性引物（F1/R1、F2/R2、F1/F2、R1/R2，图2），对家庭成员进行PCR扩增，电泳结果如表所示（“+”表示有电泳产物，“–”表示无电泳产物）： 引物组合 Ⅰ-1 Ⅰ-2 Ⅱ-3 ①F2-R2 – + + ②R1-R2 + + – ③F1-F2 + + – ④F1-R1 – + + 回答下列问题： （1）从遗传方式判断，甲型血友病的F8基因位于_____染色体上，F8基因异常的原因是该基因所在的染色体上发生了染色体结构变异中的_____，判断的理由是_____。 （2）若要检测Ⅱ-1是否携带致病基因，可用引物组合_____对其染色体上的基因进行扩增，若Ⅱ-1不携带致病基因，则相应的扩增结果为_____。若Ⅱ-1携带致病基因，且人群中该致病基因的基因频率为p，则Ⅱ-1和人群中的男性婚配，后代患病的概率是_____。 （3）已知Ⅰ-2的父母均表型正常，且无甲型血友病家族史，推测Ⅰ-2细胞内染色体变异最可能发生在细胞减数分裂的_____时期，理由是_____。 20. 我国西北极端干旱区，降水不足200 mm、蒸发量超2000 mm，水分是植物生存与群落稳定的主要限制因子。科研人员为揭示干旱区植物水分生态位分化与物种共存机制，选取某荒漠群落中沙拐枣、红砂、泡泡刺3种共存优势灌木，连续监测其水分利用相关指标，结果如下表： 物种 根系主要分布 主要水源 水分利用率/相对值 干旱存活率/% 沙拐枣 深层（＞120 cm） 地下水+深层土壤水 高 92.3 红砂 中层（50～120 cm） 中层土壤水 中 78.5 泡泡刺 浅层（0～50 cm） 浅层土壤水 低 61.7 回答下列问题： （1）该荒漠群落的物种丰富度可通过_____法调查，三种灌木在土壤垂直方向的根系分层体现群落 _____结构，从进化的角度分析，这种根系分层是长期_____的结果。 （2）调查群落中某种植物种群的生态位，可调查的内容包括_____等，与泡泡刺相比，沙拐枣干旱存活率更高，从水源与生理两方面分析原因：_____。 （3）在西北干旱地区选择三种灌木搭配种植，理由是_____（答出2点）。 21. 合成生物学通过构建人工基因回路，实现对目标基因的精准调控。科研人员设计了可响应硝酸盐和硫代硫酸盐的基因调控系统，其核心机制如图1所示，其中Pcon为组成型启动子，可持续启动基因表达；Pyear启动子仅可被磷酸化的NarL激活；PphsA启动子仅被磷酸化的ThsR激活。该系统最终通过叠氮绿色荧光蛋白（sfgfp）的表达量反映调控效果，实验检测结果如图2所示（颜色越浅，荧光越强）。 回答下列问题： （1）分析图1，硝酸盐结合NarX后，NarX通过_____过程将磷酸基团传递给NarL，使NarL激活并结合Pyear启动子。该过程体现了细胞膜具有_____的功能。 （2）在合成生物学基因回路设计中，常利用逻辑门实现对多信号的精准调控，其中“与门”是指目的基因的表达必须同时依赖所有输入信号的激活，任一信号缺失均无法产生输出。“或门”是指目的基因的表达只需任一输入信号激活即可。该基因调控模块的核心逻辑为“_____”。图2为荧光检测的结果，根据图2可知该基因调控系统不仅可以检测环境中是否存在硝酸盐和硫代硫酸盐，还可以根据荧光强度检测两种物质的_____，图2中“☆”处的荧光强度很低，原因是_____。 （3）科研人员将ts基因（温度敏感型致死基因，仅在温度≥45℃时表达毒性蛋白，诱导工程菌裂解死亡）置于Pcon启动子下游，与sfgfp基因一同导入工程菌。该设计的生物意义是_____；若工程菌传代后出现质粒丢失，导致45℃下无法裂解死亡的现象，试提出提条解决该问题的方案：_____。 （4）科研人员发现，该回路存在“背景泄漏”，即无信号时仍有极低荧光，且响应速度较慢，信号强度弱。为解决该问题，科研人员将Pyear启动子替换为更强的Pyear启动子突变体，试从泄漏率、响应速度、信号强度三个方面评价该改造方案对该基因调控系统的影响：_____。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 高三年级5月高考大练兵 生物学 试卷共8页，21小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。 一、选择题：本题共16小题，共40分。第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 抗性淀粉是一类难以被人体消化酶水解、可进入大肠被肠道菌群发酵产生短链脂肪酸的淀粉。米饭、土豆等煮熟冷却后，抗性淀粉含量会明显升高。下列相关叙述正确的是（　　） A. 抗性淀粉可不经水解直接被小肠上皮细胞吸收 B. 食用富含抗性淀粉的食物，可减缓血糖的快速升高 C. 抗性淀粉发酵产生短链脂肪酸后元素的种类发生改变 D. 抗性淀粉供能效率高于普通淀粉，适合减肥人群食用 【答案】B 【解析】 【详解】A、淀粉属于多糖，是生物大分子，必须水解为葡萄糖才能被小肠上皮细胞吸收，且抗性淀粉难以被人体消化酶水解，无法直接被吸收，A错误； B、抗性淀粉难以被人体消化酶水解为葡萄糖，不会快速进入血液使血糖升高，因此食用富含抗性淀粉的食物可减缓血糖的快速升高，B正确； C、抗性淀粉和短链脂肪酸的元素组成均为C、H、O，发酵后元素种类不会发生改变，C错误； D、抗性淀粉难以被人体消化酶水解，人体可从中获取的能量少，供能效率低于普通淀粉，适合减肥人群食用，D错误。 2. 科学家在猴胚胎8细胞期，利用AI技术分析细胞形态，精准执行3∶5非对称分割，其中5/8细胞用于胚胎移植发育，3/8细胞用于建立胚胎干细胞系，最终从单个胚胎获得1只健康的猴子及1株胚胎干细胞系（aESCs）。下列相关叙述错误的是（　　） A. 胚胎分割是一种无性繁殖方式 B. 8细胞期的胚胎细胞为全能干细胞 C. aESCs用于该猴的细胞治疗时无免疫排斥 D. aESCs可来自囊胚期的滋养层细胞 【答案】D 【解析】 【详解】A、胚胎分割是将早期胚胎切割为若干等份，每份均可独立发育为完整个体，该过程未经过两性生殖细胞的结合，属于无性繁殖方式，A正确； B、8细胞期属于桑葚胚阶段，此时细胞尚未发生分化，每个细胞都具有发育成完整个体的潜能，属于全能干细胞，B正确； C、aESCs和发育得到的健康猴子来自同一个8细胞胚胎，二者遗传物质完全相同，细胞表面抗原一致，因此aESCs用于该猴的细胞治疗时不会发生免疫排斥，C正确； D、胚胎干细胞来源于囊胚期的内细胞团细胞，滋养层细胞将来分化为胎膜和胎盘，不具备发育全能性，无法用于建立胚胎干细胞系，D错误。 3. 异氟烷是临床常用的脂溶性吸入麻醉药，能直接穿过神经细胞膜的磷脂双分子层，抑制神经传导。其运输方式是（　　） A. 自由扩散 B. 协助扩散 C. 主动运输 D. 胞吞 【答案】A 【解析】 【详解】A、自由扩散的特点为顺浓度梯度运输，不需要载体蛋白和能量，脂溶性小分子可通过相似相溶原理直接穿过磷脂双分子层，异氟烷是脂溶性物质，符合自由扩散的运输特征，A正确； B、协助扩散需要转运蛋白的协助，无法直接穿过磷脂双分子层，与题干信息不符，B错误； C、主动运输需要载体蛋白协助且消耗能量，无法直接穿过磷脂双分子层，不符合题意，C错误； D、胞吞是大分子物质进入细胞的方式，依赖细胞膜流动性，不需要穿过磷脂双分子层，异氟烷为小分子，不符合胞吞的特征，D错误。 故选A。 4. 实验小组以洋葱（2n=16）根尖为材料进行低温诱导植物染色体数目变化实验。下列操作正确的是（　　） A. 制作装片的步骤为解离、染色、漂洗和制片 B. 制片时需用镊子将根尖弄碎，再按压盖玻片 C. 将制成的装片置于4℃的冰箱中低温处理 D. 显微镜下在伸长区寻找染色体数加倍的细胞 【答案】B 【解析】 【详解】A、制作临时装片的正确步骤为解离、漂洗、染色、制片，漂洗需在染色前进行，目的是洗去解离液，避免解离过度及影响染色效果，A错误； B、制片时用镊子将根尖弄碎，再按压盖玻片，可使细胞分散开，便于显微观察，B正确； C、低温诱导的作用对象是活的正在分裂的根尖细胞，制成装片时细胞经解离已经死亡，无法再诱导染色体数目变化，因此应在制作装片前对培养的根尖进行低温处理，C错误； D、只有进行有丝分裂的分生区细胞才可能出现染色体数目加倍，伸长区细胞高度分化、不进行细胞分裂，无法观察到染色体数目加倍的细胞，应在分生区寻找目标细胞，D错误。 5. 水蛭素是从水蛭的唾液腺中提取分离出来的多肽，具有显著的抗凝和抗血小板聚集等作用，可用于预防和治疗血栓。研究发现，通过将水蛭素的第47位天冬酰胺替换为赖氨酸，可以显著提高其抗凝血活性。下列关于该改造过程的叙述，正确的是（　　） A. 改造的核心步骤是根据水蛭素的预期功能，设计结构，再推测氨基酸序列 B. 改造水蛭素时，可直接对水蛭素的氨基酸进行替换，无需改造其编码基因 C. 改造后的水蛭素与天然水蛭素相比，基因中嘌呤和嘧啶碱基比例发生改变 D. 改造后的水蛭素氨基酸序列改变，但其蛋白质的空间结构不会发生改变 【答案】A 【解析】 【详解】A、蛋白质工程的基本操作思路为从预期蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，再推测应有的氨基酸序列，最终改造对应的编码基因，A正确； B、蛋白质由基因编码表达，直接对氨基酸进行替换无法实现可遗传、规模化的生产，蛋白质工程的操作对象是编码蛋白质的基因，必须改造水蛭素的编码基因，B错误； C、双链DNA遵循碱基互补配对原则，嘌呤碱基总数始终等于嘧啶碱基总数，即使改变基因的碱基序列，嘌呤和嘧啶的比例也不会发生改变，C错误； D、氨基酸序列改变会导致蛋白质空间结构改变，且改造后水蛭素抗凝血功能增强，根据结构与功能相适应的特点，其空间结构也发生了变化，D错误。 6. 寒冷环境下，机体会通过一系列的生理反应维持体温的相对稳定。下列有关叙述正确的是（　　） A. 机体的产热量显著大于散热量，以维持体温相对稳定 B. 自主神经系统支配下毛细血管舒张，汗腺分泌减少 C. 甲状腺激素和肾上腺素分泌增多，细胞代谢增强以增加产热 D. 位于大脑皮层的温度感受器接受寒冷刺激并产生冷觉 【答案】C 【解析】 【详解】A、体温相对稳定的本质是产热量与散热量保持动态平衡，寒冷环境下机体产热量和散热量均有所升高但仍相等，若产热量显著大于散热量会导致体温上升，无法维持体温稳定，A错误； B、寒冷环境下自主神经系统支配毛细血管收缩，减少皮肤血流量以降低散热，毛细血管舒张是炎热环境下增加散热的调节方式，B错误； C、寒冷环境下甲状腺激素和肾上腺素分泌量增多，二者协同作用可提高细胞代谢速率，增加产热，C正确； D、温度感受器分布在皮肤、黏膜和内脏器官中，冷觉的产生部位是大脑皮层，温度感受器并不位于大脑皮层，D错误。 7. 长春新碱是一种常见的抗癌化疗药物，该药物能结合微管蛋白，破坏纺锤体，阻止染色单体分离，从而使细胞停滞于（　　） A. 前期 B. 中期 C. 后期 D. 末期 【答案】A 【解析】 【详解】长春新碱抑制纺锤体形成，而纺锤体在有丝分裂前期开始组装，用于牵引染色体。若纺锤体无法形成，染色体无法正常排列，细胞停滞于前期，A正确，BCD错误。 8. 我国西南喀斯特地区某溶洞生态系统中，菊头蝠种群存在典型的季节垂直迁移规律：冬季菊头蝠在溶洞深处的岩壁休眠，春季向洞口区域迁移，夏季在溶洞中上层活动，秋季向洞口表层集聚。下列相关叙述错误的是（　　） A. 该溶洞中不同位置的菊头蝠分布体现了群落的垂直分层结构 B. 菊头蝠和会被其捕食的昆虫可通过负反馈调节维持种群数量的相对稳定 C. 菊头蝠种群数量的季节波动，与出生率、死亡率的动态变化密切相关 D. 调查该溶洞不同季节菊头蝠的种群密度，可采用标记重捕法进行估算 【答案】A 【解析】 【详解】A、群落的垂直分层结构是群落中不同物种在垂直方向上分层分布的特征，该溶洞不同位置的菊头蝠属于同一个种群，其分布属于种群的空间特征，不属于群落的垂直结构，A错误； B、菊头蝠和其捕食的昆虫为捕食关系，捕食者与被捕食者可通过负反馈调节相互制约，维持二者种群数量的相对稳定，B正确； C、出生率和死亡率是决定种群数量变化的直接因素，不同季节的温度、食物等条件会影响菊头蝠的繁殖和生存，因此其种群数量的季节波动与出生率、死亡率的动态变化密切相关，C正确； D、菊头蝠活动能力强、活动范围大，符合标记重捕法的适用范围，调查其种群密度可采用标记重捕法估算，D正确。 9. 某科研小组重复噬菌体侵染大肠杆菌实验，用32P标记T2噬菌体的DNA，侵染未被标记的大肠杆菌，保温不同时间后搅拌、离心，检测上清液和沉淀物的放射性，结果如下表所示。下列叙述正确的是（　　） 保温时间/min 上清液放射性强度 沉淀物放射性强度 2 低 高 10 中 高 20 高 中 A. 保温2 min时，只有少数噬菌体将自身的DNA注入大肠杆菌 B. 保温20 min时，细菌裂解，子代噬菌体释放，使上清液放射性高 C. 保温时间少于2 min，会导致上清液放射性低，沉淀物放射性高 D. 该实验中搅拌不充分会导致上清液放射性升高，影响实验结果 【答案】B 【解析】 【详解】A、保温2 min时沉淀物放射性高、上清液放射性低，说明大多数噬菌体已将DNA注入大肠杆菌，仅少数未侵染的噬菌体留在上清液，A错误； B、保温20 min时保温时间过长，大肠杆菌裂解，带有32P标记的子代噬菌体释放到上清液中，导致上清液放射性升高，B正确； C、保温时间少于2 min时，多数噬菌体未来得及将DNA注入大肠杆菌，带有放射性的完整噬菌体进入上清液，会导致上清液放射性高、沉淀物放射性低，C错误； D、搅拌不充分导致噬菌体外壳吸附在大肠杆菌表面，而不会影响DNA的分布，且吸附的部分会沉淀，可能使上清液的放射性更低，D错误。 10. 食蚊鱼因捕食蚊子幼虫被引入多地用于控蚊，可控制害虫、减少疾病传播。研究表明，食蚊鱼偏好静止水体，在河道水流缓慢处易捕获。为保护食蚊鱼，河道改造中可建设水生植物缓冲区以降低流速，形成局部静水区。下列有关叙述错误的是（　　） A. 应种植本土植物建设缓冲区，体现生态工程的协调原理 B. 食蚊鱼用于控蚊以控制害虫属于生物多样性的间接价值 C. 水流速度是影响食蚊鱼种群数量变化的密度制约因素 D. 食蚊鱼的捕食作用会降低当地蚊虫的环境容纳量 【答案】C 【解析】 【详解】A、生态工程的协调原理要求处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，种植本土植物可适配当地生态环境，符合协调原理，A正确； B、生物多样性的间接价值是指对生态系统起到重要调节功能的生态价值，食蚊鱼控蚊、减少疾病传播属于生态调节功能，属于间接价值，B正确； C、密度制约因素是指作用强度随种群密度变化的因素（如食物、天敌、种内竞争等），水流速度属于非生物因素，其对种群的影响强度和种群密度无关，属于非密度制约因素，C错误； D、环境容纳量（K值）是一定环境条件下所能维持的种群最大数量，食蚊鱼捕食蚊子幼虫，增大了蚊虫的生存阻力，会降低当地蚊虫的环境容纳量，D正确。 11. 反竞争性抑制是一种特殊的酶抑制剂，该抑制剂只能和酶—底物复合物结合，不能直接与游离酶结合，如图表示酶促反应速率和底物浓度的变化曲线，加入反竞争性抑制剂后（　　） A. O点不移动，P点也不移动 B. O点不移动，P点向下移动 C. O点向右移动，P点不移动 D. O点向右移动，P点向下移动 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，反竞争性抑制剂与酶-底物复合物结合，会导致酶的构象发生改变，从而使酶活性降低，O点是底物浓度为0时的酶促反应速率，此时没有底物，无法形成酶-底物复合物，而反竞争性抑制剂只能结合酶-底物复合物，因此抑制剂不发挥作用，反应速率仍为0，故O点不移动；P点是酶饱和后的最大酶促反应速率，加入反竞争性抑制剂后，部分酶-底物复合物会与抑制剂结合，失去催化活性，相当于有催化能力的有效酶量减少，最大反应速率降低，因此P点向下移动，B正确。 12. KARs是植物燃烧时产生的一种能调节种子萌发的信号分子，其调节种子萌发的作用机制如图所示，其中S蛋白是抑制种子萌发的信号分子，MAX2是泛素连接酶复合体，可介导泛素分子连接到相应蛋白上，被泛素化修饰的蛋白随后会被识别并降解。下列叙述错误的是（　　） A. KARs对植物种子的萌发具有促进作用 B. 激素A和B对种子的萌发作用相抗衡 C. 推测MAX2缺失植株的激素B含量低于野生型 D. 激素和环境共同参与植物生命活动的调节 【答案】C 【解析】 【详解】A、KARs可促进抑制萌发的S蛋白降解，因此KARs对种子萌发具有促进作用，A正确； B、激素A促进种子萌发，激素B抑制种子萌发，二者对种子萌发的作用相抗衡，B正确； C、MAX2缺失后，S蛋白无法被降解，S会持续抑制激素B分解基因的表达，激素B分解减少，因此MAX2缺失植株的激素B含量高于野生型，C错误； D、KARs是燃烧（环境因素）产生的信号分子，整个过程存在激素的调节，说明植物生命活动由激素和环境共同参与调节，D正确。 13. 我国科研团队研发出线粒体胶囊移植技术，将健康线粒体包裹于囊泡中，可安全高效递送至细胞与组织，显著改善帕金森症、利氏综合征等疾病症状。下列相关叙述正确的是（　　） A. 线粒体是细胞的“动力车间”，合成的ATP都来自其内膜 B. 丙酮酸在线粒体分解释放CO2的过程需要O2的直接参与 C. 囊泡与靶细胞膜融合实现线粒体释放，该过程不消耗能量 D. 囊泡包裹线粒体进行移植，主要利用了生物膜的流动性 【答案】D 【解析】 【详解】A、线粒体是细胞的“动力车间”，有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，也能合成ATP，因此线粒体合成的ATP来自线粒体基质和内膜，并非都来自内膜，A错误； B、丙酮酸在线粒体分解释放CO2属于有氧呼吸第二阶段，该过程不需要O2的直接参与，O2仅在有氧呼吸第三阶段与[H]结合生成水，B错误； C、囊泡与靶细胞膜融合的过程属于胞吐，依赖ATP供能，需要消耗能量，C错误； D、囊泡膜和靶细胞膜都属于生物膜，二者融合实现线粒体释放的过程，主要利用了生物膜具有一定流动性的结构特点，D正确。 14. 为研究人类干扰对城市麻雀反捕食行为的影响，科研人员测定了不同人数下麻雀的惊飞距离，即麻雀发现人类后起飞的最小距离，结果如图所示。进一步研究发现，城市核心区麻雀的惊飞距离显著高于郊区麻雀。下列叙述错误的是（　　） A. 惊飞距离与人数呈正相关，说明人类干扰会提高麻雀的警戒水平 B. 城市核心区人类干扰强度更大，选择压力导致麻雀惊飞距离更长 C. 惊飞距离的差异体现了麻雀种群对不同人类干扰环境的适应性进化 D. 若将郊区麻雀引入城市核心区，其惊飞距离会在一代内显著增加 【答案】D 【解析】 【详解】A、根据图中的研究结果可知，人数越多，麻雀惊飞的距离越大，说明惊飞距离与人数呈正相关，说明人类干扰会提高麻雀的警戒水平，A正确； B、城市核心区人类干扰强度更大，惊飞距离更长的个体更易躲避人类干扰、存活下来，长期的选择压力使种群的惊飞距离更长，B正确； C、不同人类干扰强度的环境中，麻雀形成了与环境相适应的惊飞距离，这种差异是自然选择导致麻雀种群适应性进化的体现，C正确； D、惊飞距离的差异是长期自然选择、种群基因频率定向改变的结果，该适应性进化需要多代选择才能完成，将郊区麻雀引入城市核心区，其惊飞距离不会在一代内就显著增加，D错误。 15. 实验小组将色氨酸合成酶基因导入酪酸梭菌内获得工程菌L，临床发现工程菌L的代谢产物能通过mTOR信号通路抑制细胞毒性T细胞的增殖。为了验证该发现，实验小组用CFSE标记初始细胞毒性T细胞（CFSE是一种细胞膜渗透性荧光染料，CFSE荧光信号分子能在细胞分裂时均匀地传递给子代），设计了相关实验，如下表所示： 组别 预处理 处理方式 甲 初始细胞毒性T细胞用CFSE标记，并做预激活 培养基+DMSO 乙 含工程菌L的代谢物的培养基+DMSO 丙 ① 丁 雷帕霉素 注：雷帕霉素溶液是mTOR信号通路抑制剂，DMSO是一种有机溶剂。 下列有关叙述错误的是（　　） A. 细胞毒性T细胞增殖受阻会降低免疫系统对肿瘤细胞的清除作用 B. 丙组处理方式为含工程菌L的代谢物的培养基+雷帕霉素溶液 C. 该实验可以用单个细胞或全部细胞总荧光强度作为检测指标 D. 实验结果为单个细胞的荧光强度为乙组最强，其它组无明显差异 【答案】C 【解析】 【详解】A、细胞毒性T细胞可裂解癌变的细胞，其增殖受阻会降低免疫系统对肿瘤细胞的清除作用，A正确； B、实验目的是验证工程菌L的代谢产物能通过mTOR信号通路抑制细胞毒性T细胞的增殖，甲是空白对照，乙是工程菌L代谢产物处理组，丁是mTOR信号通路抑制剂处理组，丙组应是工程菌L代谢产物和mTOR信号通路抑制剂共同处理组，即含工程菌L的代谢物的培养基+雷帕霉素溶液，B正确； C、CFSE随分裂稀释，可用单个细胞的荧光强度作指标，总荧光强度是不变的，C错误； D、乙组工程菌L的代谢产物抑制细胞毒性T细胞增殖，细胞分裂次数最少，单个细胞荧光强度最强；丙组有雷帕霉素抑制mTOR信号通路，细胞毒性T细胞增殖不受工程菌L代谢产物影响，细胞分裂次数多，单个细胞荧光强度弱；丁组雷帕霉素抑制mTOR信号通路，细胞毒性T细胞增殖正常，细胞分裂次数多，单个细胞荧光强度弱；甲组是空白对照，细胞毒性T细胞正常增殖，细胞分裂次数多，单个细胞荧光强度弱。所以单个细胞的荧光强度为乙组最强，丙、丁、甲组无明显差异，D正确。 16. 某两性花观赏植物的花色由两对独立遗传的核基因A/a、B/b控制，基因控制性状的途径如图所示，研究发现母本减数分裂形成配子时，会对B基因启动子发生全甲基化修饰，使其失去对A基因的抑制作用，父本配子中B基因无甲基化修饰。现有两株纯合的白花植株甲和乙杂交，甲为母本，乙为父本时，F1全部为红花，且基因型为AaBb。下列有关叙述错误的是（　　） A. 甲和乙的基因型分别为AABB和aabb B. 若甲为父本，乙为母本，F1全部为白花 C. F2白花植株所占的比例为5/8 D. F2的红花植株存在2种基因型 【答案】D 【解析】 【详解】A、根据题意可知，白花植株的基因型可表示为A_B_、aaB_和aabb，而红花植株的基因型为A_bb，现有两株纯合的白花植株甲和乙杂交，甲为母本，乙为父本时，F1全部为红花，且基因型为AaBb，说明B基因表达，结合题意可以判断，甲的基因型为AABB，乙的基因型为aabb，A正确； B、结合A项分析可知，若甲为父本(产生的精子中B基因正常表达)，乙为母本，F1全部为白花，基因型为AaBb，B正确； C、F1作母本产生的配子类型为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1，由于B基因甲基化修饰，配子比例相当于是Ab∶ab=1∶1，而作为父本会产生比例均等的四种配子，AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1，则F2红花植株所占的比例为1/4+1/2×1/4=3/8，白花植株的比例为1-3/8=5/8，C正确； D、结合C项分析可知，F2的红花植株的基因型为AABb（AB卵细胞和Ab精子融合获得）、AaBb（AB卵细胞和ab精子融合获得）、Aabb、AAbb，共4种基因型，D错误。 二、非选择题：本大题共5小题，共60分。 17. 黄瓜绿斑驳花叶病毒（CGMMV）是危害黄瓜、西瓜等葫芦科作物的检疫性病毒，会导致作物严重减产。高等植物光反应中心由光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）组成，如图所示，NbPsbQ1是PSⅡ的重要组成蛋白，其作用是参与维持PSⅡ结构稳定与光合效率。科研人员以本氏烟为材料，探究了CGMMV侵染导致作物光合作用下降的机制。回答下列问题： （1）实验室可用_____提取叶绿体中的光合色素，据图分析，色素吸收光能后能将光能转化为有机物中的化学能并储存在_____中。PSⅡ可使类囊体腔内的H+浓度显著升高，这一过程的生理意义是_____。 （2）亚细胞定位显示，NbPsbQ1定位于叶绿体，CGMMV的外壳蛋白CP定位于细胞质基质中，研究发现CGMMV侵染导致作物光合作用下降和CP蛋白使NbPsbQ1发生迁移有关，为了验证该机制，实验小组将黄色荧光蛋白（YFP）拆分为N端（nYFP）和C端（cYFP），分别与目标蛋白融合，若两蛋白相互结合，YFP两半靠近恢复荧光。实验处理和实验结果如下表所示： 组别 处理方式 黄色荧光检测 细胞质基质 甲组 NbPsbQ1-nYFP+cYFP-CP + 乙组 NbPsbQ1-nYFP+cYFP – 丙组 nYFP+cYFP-CP – 注：“+”表示有荧光，“–”表示无荧光。 该实验中对照组是_____，设置对照组的目的是_____。根据实验结果试阐述CGMMV侵染导致作物光合作用下降的原因：_____。 （3）结合本研究，为提高葫芦科作物对CGMMV的抗性，减少作物损失，提出一条育种思路：_____。 【答案】（1） ①. 无水乙醇（或丙酮） ②. ATP和 NADPH ③. 增大膜两侧的H+浓度差，以驱动ATP合酶合成ATP （2） ①. 乙组、丙组 ②. 排除nYFP和cYFP片段自发互补产生黄色荧光的可能 ③. CP与NbPsbQ1特异性结合，使 NbPsbQ1迁移至细胞质，导致PSⅡ结构稳定性下降，光合效率降低 （3）培育NbPsbQ1基因过表达的转基因葫芦科作物 【解析】 【小问1详解】 光合色素可溶解在无水乙醇（或丙酮）中，因此实验室可用无水乙醇（或丙酮）提取叶绿体中的光合色素。光系统Ⅰ、Ⅱ吸收的光能， 经光反应最终转化为ATP和NADPH中的化学能。PSⅡ的作用能使类囊体腔内的H+浓度显著升高，形成膜两侧的H⁺浓度差，这种浓度差产生的势能可以驱动ATP合酶合成ATP。 【小问2详解】 实验目的是验证CP使NbPsbQ1迁移，甲组为实验组，乙组和丙组属于对照组，乙组排除NbPsbQ1-nYFP与空cYFP非特异性结合， 丙组排除空nYFP与cYFP-CP非特异性结合，两组共同排除无关变量干扰，即排除nYFP和cYFP片段自发互补产生黄色荧光的可能，保证实验结果的特异性；甲组细胞质出现荧光，说明CP与NbPsbQ1结合，使NbPsbQ1迁移至细胞质，而NbPsbQ1是PSⅡ关键蛋白，离开叶绿体后PSⅡ结构破坏、光合效率下降，整体光合作用降低。 【小问3详解】 提高作物病毒抗性的育种核心是阻止CP与NbPsbQ1结合、或增强NbPsbQ1功能，因此可通过基因工程提高NbPsbQ1表达量，或诱变育种获得不与CP结合的突变体。 18. 机体皮肤表皮和毛囊中，驻扎着特殊的“免疫哨兵”部队——CD8+组织驻留T细胞（TRM）。TRM细胞能识别并应对感染或肿瘤发生，TRM的形成机制是皮肤角质形成细胞可分泌CXCL16趋化因子，CXCL16能和细胞毒性T细胞表面的受体CXCR6结合，促使细胞毒性T细胞迁移至皮肤，并安置在表皮中获得TRM，如图1所示，研究发现长期的精神压力会持续激活交感神经，并加速黑色素瘤进展。回答下列问题： （1）免疫系统清除肿瘤细胞体现了免疫系统的_____功能。从反射弧组成的角度分析，交感神经属于_____。 （2）实验小组为了探究长期精神压力加速黑色素瘤进展的机制。用敲除ADRB2受体基因的皮肤角质形成细胞和正常细胞进行实验，激活交感神经并检测皮肤驻留的TRM数量，结果如图2所示： 结合图示，试用文字和箭头补充长期精神压力会加速黑色素瘤进展的作用机制：精神压力→_____→作用于角质形成细胞的ADRB2受体→_____→无法结合CXCR6招募细胞毒性T细胞→_____→黑色素瘤易进展加快。为了进一步验证该机制，还应测定_____的含量变化。 （3）某患者黑色素瘤术后复发，检测发现其皮肤局部CXCL16含量显著降低，但TRM表面的CXCR6表达正常。综合上述机制，提出对该患者的一条针对性治疗方案（除直接补充外源CXCL16外）：_____。 【答案】（1） ①. 免疫监视 ②. 传出神经 （2） ①. 交感神经激活释放去甲肾上腺素 ②. CXCL16合成与分泌减少 ③. 皮肤TRM减少,局部免疫减弱 ④. CXCL16 （3）使用受体阻滞剂阻断ADRB2（或局部抑制交感神经活性，或修复受损的角质形成细胞) 【解析】 【小问1详解】 免疫系统识别并清除突变肿瘤细胞，体现免疫监视功能；反射弧中，交感神经属于传出神经，负责将神经中枢信号传至效应器。 【小问2详解】 从题图可知，长期精神压力会持续激活交感神经，交感神经激活后会释放去甲肾上腺素，由于皮肤角质形成细胞分泌的CXCL16趋化因子能和细胞毒性T细胞表面的受体CXCR6结合，促使细胞毒性T细胞迁移至皮肤形成TRM，结合实验，激活交感神经后，作用于角质形成细胞的ADRB2受体，会导致CXCL16合成与分泌减少，无法结合CXCR6招募细胞毒性T细胞。由于CXCL16合成与分泌减少，不能有效招募细胞毒性T细胞形成TRM，会使皮肤TRM减少，局部免疫减弱，从而使得黑色素瘤易进展加快。为了进一步验证上述机制，因为关键在于CXCL16的合成与分泌变化影响后续过程，所以还应测定CXCL16（趋化因子）的含量变化，确认其变化与机制一致。 【小问3详解】 患者CXCR6正常但CXCL16降低，说明招募信号不足，T 细胞无法定居为TRM，免疫力下降导致复发。治疗方案：可以使用受体阻滞剂阻断ADRB2，阻止去甲肾上腺素对其的作用；或者局部抑制交感神经活性，减少去甲肾上腺素的释放；又或者修复受损的角质形成细胞，使其能正常合成与分泌CXCL16。 19. 甲型血友病是由F8基因（编码凝血因子Ⅷ）结构异常导致的隐性遗传病。图1为某家系关于甲型血友病的遗传系谱图，为明确F8基因结构异常的分子机制，研究人员针对F8基因及相邻的无致病效应的DXS99基因设计了4对特异性引物（F1/R1、F2/R2、F1/F2、R1/R2，图2），对家庭成员进行PCR扩增，电泳结果如表所示（“+”表示有电泳产物，“–”表示无电泳产物）： 引物组合 Ⅰ-1 Ⅰ-2 Ⅱ-3 ①F2-R2 – + + ②R1-R2 + + – ③F1-F2 + + – ④F1-R1 – + + 回答下列问题： （1）从遗传方式判断，甲型血友病的F8基因位于_____染色体上，F8基因异常的原因是该基因所在的染色体上发生了染色体结构变异中的_____，判断的理由是_____。 （2）若要检测Ⅱ-1是否携带致病基因，可用引物组合_____对其染色体上的基因进行扩增，若Ⅱ-1不携带致病基因，则相应的扩增结果为_____。若Ⅱ-1携带致病基因，且人群中该致病基因的基因频率为p，则Ⅱ-1和人群中的男性婚配，后代患病的概率是_____。 （3）已知Ⅰ-2的父母均表型正常，且无甲型血友病家族史，推测Ⅰ-2细胞内染色体变异最可能发生在细胞减数分裂的_____时期，理由是_____。 【答案】（1） ①. X ②. 倒位 ③. F1和R1（、F2和R2)是同向引物，只有发生倒位，两者才能扩增出产物 （2） ①. ①或④ ②. 不能获得扩增产物 ③. （1+p)/4 （3） ①. 四分体 ②. 减数分裂联会时，同源染色体的非姐妹染色单体易发生交换错误 【解析】 【小问1详解】 根据电泳的结果可知，Ⅱ-3的电泳结果和Ⅰ-1的电泳结果完全不同，说明男性个体没有和该病相关的致病基因或其等位基因遗传给后代，即男性患者的致病基因可通过其母亲传递，因此该基因最可能仅位于X染色体上，即F8基因和DXS99基因都位于X染色体上。正常情况下F1和R1的引物组合是不能扩增获得片段的，而Ⅰ-2个体能电泳获得相关片段，因此说明染色体片段发生了倒位，即F1和R1（、F2和R2)是同向引物，只有发生倒位，两者才能扩增出产物，因此说明F8基因结构异常和染色体片段倒位有关。 【小问2详解】 要检测Ⅱ-1是否携带致病基因，可选用能检测出与致病基因相关片段的引物组合，从表格中可知引物组合①或④可检测Ⅱ-1是否携带致病基因，若未携带致病基因，则不能获得扩增产物。设正常基因为A，致病基因为a，Ⅱ-1携带致病基因，其基因型为XAXa，由于人群中该致病基因的基因频率为p，所以男性患病的XaY占比p，正常的XAY占比1-p，Ⅱ-1（XAXa）和人群中的男性婚配，后代患病（XaY、XaXa）的概率为：XAXa×XaY→1/4XaXa、1/4XaY，XAXa×XAY→1/4XaY，所以婚配后代患病的概率为1/2×p+1/4×(1-p)=(1+p)/4。 【小问3详解】 减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对形成四分体，同源染色体的非姐妹染色单体之间常常会发生互换，I-2细胞内染色体变异最可能发生在减数分裂的这个时期，因为在这个时期染色体的活动较为活跃，同源染色体的非姐妹染色单体易发生交换错误导致倒位。 20. 我国西北极端干旱区，降水不足200 mm、蒸发量超2000 mm，水分是植物生存与群落稳定的主要限制因子。科研人员为揭示干旱区植物水分生态位分化与物种共存机制，选取某荒漠群落中沙拐枣、红砂、泡泡刺3种共存优势灌木，连续监测其水分利用相关指标，结果如下表： 物种 根系主要分布 主要水源 水分利用率/相对值 干旱存活率/% 沙拐枣 深层（＞120 cm） 地下水+深层土壤水 高 92.3 红砂 中层（50～120 cm） 中层土壤水 中 78.5 泡泡刺 浅层（0～50 cm） 浅层土壤水 低 61.7 回答下列问题： （1）该荒漠群落的物种丰富度可通过_____法调查，三种灌木在土壤垂直方向的根系分层体现群落 _____结构，从进化的角度分析，这种根系分层是长期_____的结果。 （2）调查群落中某种植物种群的生态位，可调查的内容包括_____等，与泡泡刺相比，沙拐枣干旱存活率更高，从水源与生理两方面分析原因：_____。 （3）在西北干旱地区选择三种灌木搭配种植，理由是_____（答出2点）。 【答案】（1） ①. 样方 ②. 垂直 ③. 自然选择##协同进化 （2） ①. 它在研究区域的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系 ②. 沙拐枣利用地下水和深层土壤水，干旱时水分更稳定，且沙拐枣水分利用率高，保水能力强 （3）三种灌木根系分层，利用不同深度水源，减少种间竞争；提高水分利用率，同时能增加生物多样性，提升群落稳定性 【解析】 【小问1详解】 物种丰富度常用样方法调查，即先选取一定数目的样方，然后统计样方内的物种数目，即为物种丰富度。根系垂直分层属于群落垂直结构。从进化角度看，根系分层是长期自然选择的结果，不同物种通过适应不同深度的土壤水分环境，减少了种间竞争，实现了共存。 【小问2详解】 一般来说植物生态位调查包含它在研究区域的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等；与泡泡刺相比，沙拐枣干旱存活率更高，结合表格数据可知其原因是沙拐枣利用地下水和深层土壤水，干旱时水分更稳定，且沙拐枣水分利用率高，保水能力强。 【小问3详解】 搭配种植三种灌木根系分层，利用不同深度水源，减少种间竞争；提高水分利用率，同时能增加生物多样性，提升群落稳定性。 21. 合成生物学通过构建人工基因回路，实现对目标基因的精准调控。科研人员设计了可响应硝酸盐和硫代硫酸盐的基因调控系统，其核心机制如图1所示，其中Pcon为组成型启动子，可持续启动基因表达；Pyear启动子仅可被磷酸化的NarL激活；PphsA启动子仅被磷酸化的ThsR激活。该系统最终通过叠氮绿色荧光蛋白（sfgfp）的表达量反映调控效果，实验检测结果如图2所示（颜色越浅，荧光越强）。 回答下列问题： （1）分析图1，硝酸盐结合NarX后，NarX通过_____过程将磷酸基团传递给NarL，使NarL激活并结合Pyear启动子。该过程体现了细胞膜具有_____的功能。 （2）在合成生物学基因回路设计中，常利用逻辑门实现对多信号的精准调控，其中“与门”是指目的基因的表达必须同时依赖所有输入信号的激活，任一信号缺失均无法产生输出。“或门”是指目的基因的表达只需任一输入信号激活即可。该基因调控模块的核心逻辑为“_____”。图2为荧光检测的结果，根据图2可知该基因调控系统不仅可以检测环境中是否存在硝酸盐和硫代硫酸盐，还可以根据荧光强度检测两种物质的_____，图2中“☆”处的荧光强度很低，原因是_____。 （3）科研人员将ts基因（温度敏感型致死基因，仅在温度≥45℃时表达毒性蛋白，诱导工程菌裂解死亡）置于Pcon启动子下游，与sfgfp基因一同导入工程菌。该设计的生物意义是_____；若工程菌传代后出现质粒丢失，导致45℃下无法裂解死亡的现象，试提出提条解决该问题的方案：_____。 （4）科研人员发现，该回路存在“背景泄漏”，即无信号时仍有极低荧光，且响应速度较慢，信号强度弱。为解决该问题，科研人员将Pyear启动子替换为更强的Pyear启动子突变体，试从泄漏率、响应速度、信号强度三个方面评价该改造方案对该基因调控系统的影响：_____。 【答案】（1） ①. 磷酸化（或磷酸基团转移) ②. 信息交流 （2） ①. 与门 ②. 浓度大小 ③. 缺少硝酸盐信号，Pyear启动子无法被激活，不能合成ThsR,导致PphsA启 动子也无法被激活，sfgfp基因无法表达 （3） ①. 防止工程菌扩散到环境中造成生物安全风险 ②. 将ts基因整合到工程菌拟核DNA上 （4）响应速度更快，信号强度增强，但泄漏率升高 【解析】 【小问1详解】 硝酸盐结合NarX后，NarX作为跨膜感应蛋白，通过磷酸化（磷酸基团转移）过程将磷酸基团传递给NarL，使NarL激活并结合Pyear启动子。该过程中，硝酸盐作为胞外信号，通过细胞膜上的 NarX蛋白传递到胞内，调控基因表达，体现了细胞膜进行细胞间信息交流（信号转导）的功能。 【小问2详解】 根据题干，“与门”是必须同时依赖所有输入信号的激活，任一信号缺失均无法产生输出；“或门”是只需任一输入信号激活即可。结合图1机制：只有同时存在硝酸盐（激活NarX→NarL磷酸化→Pyear启动子激活→表达thsR）和硫代硫酸盐（激活ThsS→磷酸化ThsR），才能激活 PphsA启动子，驱动sfgfp表达。因此该调控模块的核心逻辑为与门（必须两个信号同时存在，才能产生sfgfp荧光输出）。荧光强度随硝酸盐、硫代硫酸盐浓度升高而增强（颜色越浅，荧光越强），说明可通过荧光强度检测两种物质的浓度（含量）。“☆”处（对应硝酸盐浓度为0，硫代硫酸盐浓度为1000μmol/L）几乎无荧光的原因：硝酸盐信号缺失，NarX无法被激活→NarL无法被磷酸化，进而无法激活Pyear启动子→thsR基因无法表达→无ThsR蛋白，即使硫代硫酸盐存在，也无法磷酸化ThsR→PphsA启动子无法激活→sfgfp基因无法表达，因此无荧光。 【小问3详解】 ts基因是温度敏感型致死基因，仅在温度≥45℃时表达毒性蛋白，诱导工程菌裂解死亡。将其与sfgfp基因一同导入工程菌，可在工程菌意外扩散到环境（如实验室外、自然环境）时，通过升温（≥45℃）诱导其裂解死亡，防止工程菌逃逸造成的生物安全风险（如基因污染、生态入侵），实现生物防控。解决质粒丢失问题：质粒是独立于拟核DNA的环状DNA，传代中易丢失；而拟核DNA可稳定遗传，因此方案为将ts基因整合到工程菌的拟核DNA上，即使质粒丢失，ts基因仍随拟核DNA稳定存在，在温度≥45℃时可正常表达毒性蛋白，诱导工程菌裂解。 【小问4详解】 原系统存在“背景泄漏”（无信号时仍有极低荧光），说明Pyear启动子存在本底表达（无激活时仍有少量转录）。将其替换为更强的Pyear启动子突变体，本底转录水平会升高，因此无信号时的背景荧光增强，泄漏率升高。更强的启动子具有更高的转录活性，在信号激活后，可更快启动thsR基因的转录，进而更快激活 PphsA启动子驱动sfgfp表达，因此响应速度加快。启动子活性增强，激活后thsR的表达量显著提高，进而PphsA启动子的激活效率提升，sfgfp的表达量大幅增加，因此信号强度增强。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $