精品解析:安徽省合肥市第八中学2026届高三最后一卷 生物试卷
2026-05-26
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 合肥市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.17 MB |
| 发布时间 | 2026-05-26 |
| 更新时间 | 2026-05-26 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58060621.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
合肥市第八中学2026届高三最后一卷
生物试卷
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考范围。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求)
1. 下列有关饮食观念的叙述,正确的是( )
A. 糖尿病人的饮食应严格限制甜味食品的摄入,米饭和馒头等主食无需限制
B. “吃鱼眼能明目”有一定合理性,因其含有的特殊蛋白可直接作用于眼部组织
C. 胆固醇参与动物细胞膜的构建和血液中脂质的运输,健康人群无需严格限制其摄入
D. 一切疾病都与基因受损有关,补充外源核酸可修复受损基因,从根源预防疾病
2. 安庆怀宁蓝莓果实呈紫红色,口感酸甜适中且富有花香,以富含抗氧化活性物质花青素而闻名。蓝莓中的花青素属于黄酮类化合物,是多种花青素糖苷的混合物。花青素主要存在于蓝莓果实细胞的液泡中,其合成与多种酶促反应有关。下列相关叙述正确的是( )
A. 紫色蓝莓果口感酸甜、富含糖类,是鉴定还原性糖的理想材料
B. 花青素在核糖体上合成,由内质网、高尔基体参与加工与运输
C. 若用无水乙醇作为层析液分离蓝莓花青素,花青素糖苷会随层析液在滤纸条上分离
D. 适当低温储存蓝莓可降低细胞呼吸相关酶活性,减少蓝莓果实中有机物的消耗
3. 变构调节是酶活性调节的重要方式,小分子与酶的调节位点结合会引起酶空间结构改变,进而改变酶与底物的亲和力。大肠杆菌嘧啶核苷酸合成的限速酶ATCase的变构调节如图所示(R态:底物亲和力高;T态:底物亲和力低),下列关于ATCase变构调节的叙述,正确的是( )
A. ATP与CTP均可与ATCase的底物结合位点结合,引发酶的空间结构改变
B. CTP与ATCase结合后构象改变,该变构使酶与底物结合受阻且构象无法复原
C. R态的ATCase与T态相比,在相同条件下,达到相同反应速率所需底物浓度更低
D. ATP和CTP对ATCase的变构调节,属于生物代谢中的正反馈调节
4. 铁代谢紊乱与心脏衰竭的发生、发展密切相关。如图为心肌细胞中SLC40A1过度表达导致Fe2+缺乏,诱导心肌细胞损伤的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. SLC40A1是细胞膜上的载体蛋白,其过度表达导致胞内Fe2+下降,Fe3+转化为Fe2+引起氧化应激等反应
B. 氧化应激产生的ROS可作为信号分子,调控心肌细胞凋亡相关基因的表达引起心脏衰竭
C. NADPH含量下降会加剧氧化应激,而线粒体功能障碍可进一步放大ROS的损伤效应
D. 铁缺乏直接抑制NADPH的合成,导致NADP+积累,最终引发心肌细胞凋亡和心脏衰竭
5. 某草原生态系统因长期过度放牧导致退化,近年来通过封育、休牧等措施逐步恢复。研究人员在生态修复后引入羊群进行中度放牧,调查发现放牧后该草原植被的生态位重叠指数明显下降(不同物种对资源利用的相似程度代表生态位重叠指数),物种多样性指标明显上升。下列相关叙述正确的是( )
A. 样方法不能作为调查该草原草本植物的物种丰富度的方法
B. 羊同化量中流向分解者的能量包括羊的遗体残骸和羊粪便中的能量
C. 中度放牧后,草原植被种间竞争强度降低,有利于物种多样性的提高
D. 中度放牧能提高生态系统稳定性的根本原因是羊的采食加快了生态系统的物质循环
6. 2025年8月,《柳叶刀》上的一项涵盖16万人群的研究表明,每日步数与全因死亡率(一定时期内某人群因所有原因死亡的人数占该人群总人口数的比例)、心血管疾病及癌症等的关系如下图所示,下列说法正确的是( )
A. 一般来说,社会老龄化程度越高,全因死亡率就越低
B. 对于某些特定人群而言,适当控制运动量也是降低疾病死亡率的重要因素
C. 每日步数>7000步时,运动的益处已完全消失,7000步是维持健康的绝对上限
D. 该研究以“每日步数”为自变量,无需考虑年龄、基础疾病等无关变量
7. 在正常饮食状态下,我们通过摄食来获得葡萄糖的供应。当食物被吸收及储存后,身体就开始进入饥饿时期,称为后吸收状态(PS)。当食物持续匮乏时,人体就会进入最终可导致死亡的延长禁食时期(PF)。非糖物质(如氨基酸、脂肪酸等)可以转化为血糖,发生的主要器官为肝脏,肾、小肠也具备上述新合成糖的能力但极低,长期饥饿时肾脏新合成糖能力则可大大增强。下列说法正确的是( )
A. 糖原主要存在于肝脏和肌肉,它们均为血糖的重要来源
B. 图一中,A为糖原的分解,B为非糖物质的转化,C为外源性糖的吸收
C. 图二中,X代表肝脏,其在PS状态下可以分解肝糖原和转化其他非糖物质补充血糖
D. 图二中,Y、Z分别代表肾脏和小肠,在PF状态下两种器官吸收了更多的葡萄糖
8. 2026年1月,邓宏魁院士团队利用人工合成的小分子有机物(如EPZ6438,组蛋白甲基转移酶抑制剂)将人体外周血中的T细胞逆转为多能干细胞(hT-CiPS)。研究发现,这些干细胞在体外经造血诱导和激活后,能再次分化为成熟的T细胞。关键数据显示,重生后的T细胞(hCiPS-T)与原始T细胞相比,其T细胞抗原受体(TCR)的氨基酸序列相似度高达99.8%以上,且表现出更强的增殖活性。下列对该技术及其免疫学原理的分析,错误的是( )
A. T细胞在胸腺中成熟,其发挥功能依赖TCR对抗原的特异性识别
B. 诱导逆转形成hT-CiPS的过程与表观遗传修饰有关
C. 以上获得成熟T细胞的过程体现了hT-CiPS具有全能性
D. 该技术能解决肿瘤免疫治疗中T细胞“数量不足”和“特异性差”的难题
9. 蛋白质NRT1.1B定位细胞膜,可结合硝酸盐和ABA,且ABA亲和力更高。ABA促进NRT1.1B与抑制蛋白SPX4互作,释放转录因子NLP4入核激活ABA响应。ABA与硝酸盐竞争结合NRT1.1B.低硝酸盐(LN)和高硝酸盐(HN)条件下施加ABA,检测响应基因数量如下:
条件
ABA激活的基因数
相对比例
LN+ABA
326
100%
HN+ABA
97
约30%
下列说法正确的是( )
A. 高硝酸盐条件下ABA激活的基因数减少,说明高氮增强了植物对逆境的敏感度
B. NRT1.1B既能感知硝酸盐又能感知ABA,说明该蛋白在细胞核内调控相关基因表达
C. ABA与硝酸盐竞争结合NRT1.1B,说明两种信号存在协同作用
D. LN条件下ABA诱导更活跃,有利于植物在营养匮乏时主动调整资源以应对胁迫
10. 玉米籽粒存在有色和无色两种相对性状,由三对等位基因控制,三对基因均为显性则表现为有色籽粒,否则为无色籽粒。现有一有色籽粒植株甲和三种纯合无色籽粒植株乙、丙、丁。乙、丙、丁两两杂交,结果均为无色,甲分别与乙、丙、丁杂交,后代有色籽粒均占1/4。不考虑突变,将甲与丙杂交所得的种子种下,得到的植株自交,单株收获的籽粒中有色籽粒不可能占( )
A. 0 B. 3/4 C. 9/16 D. 27/64
11. 半乳糖1-磷酸尿苷转移酶基因(GALT)有多种突变类型,如碱基对的替换、缺失等,均可导致GALT酶合成异常而患半乳糖血症,已知该病在某地区人群中发病率约为1/100.图1是某家系中部分成员的相关基因的电泳检测结果,图2是部分成员该基因内特定位置碱基序列的测序结果,下列说法正确的是( )
A. 该病的遗传方式为常染色体隐性或伴X染色体隐性遗传
B. 图1中Ⅱ-4的电泳结果表明其患半乳糖血症的概率为1/3
C. Ⅱ-3患病是因为蛋白质肽链中一个脯氨酸被亮氨酸替换导致GALT酶异常所致
D. Ⅱ-3和正常女性生育一个正常男孩的概率是5/11
12. 普通小麦为六倍体,染色体的组成为AABBDD=42,其近缘物种野生提莫菲维小麦(AAGG)含抗叶锈病基因(位于G组染色体上),研究人员经常采用杂交育种的方法来改善小麦品质(A、B、D、G分别表示一个含7条染色体的染色体组)。下列说法正确的是( )
A. 杂种F₁MI前期同源染色体发生联会,形成35个四分体
B. 60Co射线照射的目的是诱导F₁细胞内发生染色体结构变异
C. ?表示的是野生提莫菲维小麦,通过反复回交提高抗叶锈病基因频率
D. 观察普通小麦改良品种有丝分裂中期染色体的形态和数目,即可判断新品系是否稳定遗传。
13. 四爪陆龟是我国一级重点保护野生动物,科研人员从四爪陆龟的粪便中提取线粒体DNA进行遗传学研究。研究发现,四爪陆龟线粒体基因组总体结构与典型脊椎动物相似,进一步对四爪陆龟与其他5个物种线粒体DNA上的13个蛋白质编码基因进行测序,分析后的结果用遗传距离表示,具体数据如下表。下列说法正确的是( )
生物名称
四爪陆龟
豹龟
缘翘陆龟
非洲侧颈龟
中华花龟
金头闭壳龟
遗传距离
0
0.15
0.12
0.41
0.20
0.21
(遗传距离越大,表明物种间的基因差异越大)
A. 线粒体DNA测序的比较为研究生物进化提供了最直接、最重要的证据
B. 由表中数据可推断六种生物中亲缘关系最远的是四爪陆龟与非洲侧颈龟
C. 线粒体基因不发生重组的特点有利于确定不同物种在进化上的亲缘关系
D. 利用线粒体基因组构建进化树时,应选择进化速率较快的基因区域,以提高远缘物种的区分度
14. 古井贡酒的酿造过程中,微生物的主要来源有大曲和老窖泥。大曲主要提供白酒酿造过程中糖化所需的微生物,多年反复利用的老窖池内壁窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物。将大曲和酿酒原料混合,初步发酵后放入窖池;窖池发酵是白酒酿造过程中微生物发酵的最后阶段。下列说法正确的是( )
A. 白酒酿造的糖化过程中应进行高温灭菌以防酿酒原料被污染
B. 窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系,使酿造过程不易被杂菌污染
C. 为提升发酵效率,窖池发酵应以液态发酵为主
D. 窖池如果密封不严使酒变酸,主要是因为乳酸菌发酵导致乳酸含量增加
15. 检测牛乳中抗生素残留可使用免疫PCR法,首先将抗体1固定在微板上,冲洗后加入待检的牛乳,再加入DNA标记的抗体2,进行PCR扩增,最后进行电泳检测,相关叙述正确的是( )
A. 长期饮用抗生素残留的牛乳,有利于提高人体免疫力
B. 图示抗生素残留检测过程发生了三次抗原与抗体的结合
C. 图中标记抗体2的DNA一般是牛细胞中的DNA片段
D. 如果第三次冲洗不充分可能出现检测结果偏高
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16. 碳中和是我国重要的生态发展战略。碳中和是指二氧化碳的排放量与吸收量达到平衡,碳汇则是指通过植物光合作用、土壤固碳等方式吸收并固定大气中二氧化碳的过程。提升植物光合碳汇能力是实现碳中和的核心途径。科研人员为探究植物光合作用对碳中和的贡献,进行了以下实验。
实验一:将野生型和改良型水稻种植在同等干旱、温度适宜的条件下,检测叶肉细胞的叶绿素含量、RuBP羧化酶(催化CO₂固定的酶)含量、气孔导度与胞间CO₂浓度,结果如图1、图2所示。
实验二:以野生型和改良型水稻为材料,在人工气候室中模拟不同CO₂浓度下的生长状况,测定相关指标如下表1.
组别
CO₂浓度
光补偿点相对值
净光合速率相对值
叶片淀粉积累量相对值
野生型水稻
400
50
15
100
野生型水稻
800
30
22
180
改良型水稻
400
40
20
150
改良型水稻
800
20
28
250
表1 不同CO₂浓度下水稻光合相关指标
回答下列问题:
(1)植物光合碳汇的核心生理过程是光合作用的暗反应阶段,该过程中碳的转移途径为_____(用文字+箭头表示)。
(2)据图1、图2分析,推测在干旱条件下,改良型水稻的光合速率大于野生型水稻的光合速率,推测理由是_____。
(3)进一步研究发现,在干旱条件下,改良型水稻的气孔会以数十分钟为周期进行周期性的开放和闭合,称为“气孔振荡”,推测在干旱条件下植物“气孔振荡”的意义是_____。
(4)由表1可知,CO2浓度升高使两种水稻的光补偿点均降低,原因是_____;改良型水稻叶片淀粉积累量显著高于野生型,但籽粒产量未同比增加,基于光合产物分配原理,提出一种提高籽粒产量的措施_____。
(5)有人认为化石燃料的开采和使用能升高大气中CO2浓度,有利于提高农作物光合作用速率,因此没有必要限制化石燃料的使用。请对此观点作简要评述_____。
17. 某地一条河流常年被生活废水污染。生活废水中有机物含量高、浮游生物数量较少。为因地制宜探索治理河水污染的生态方法,研究人员将污染河水引入一面积为33 m×20 m的人工实验湿地(见下图)。
在该人工实验湿地中引入满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物,并暂时封闭出水口。一段时间后,分别测试进水口和出水口的水质若干指标,结果见下表。
参数
入口处平均值
出口处平均值
国家排放标准
总氮/(mg/L)
25
9
15
总磷/(mg/L)
2.4
0.8
1.0
*BOD/(mg/L)
60
8
20
粪便类大肠杆菌/(细菌数目/100mL)
1.0×107
1.9×105
100~500
注:*BOD表示污水中生物体在代谢中分解有机物消耗的氧气量,可间接反映出水质中有机物含量。
(1)该人工湿地生态系统的生物成分有_____。在生态系统中,碳元素主要以_____的形式在无机环境与生物群落之间循环,而氮元素主要以_____的形式被植物根系吸收利用。
(2)据表可知,流经人工实验湿地后,污水中氮、磷总量均呈现_____趋势。这种变化与引入多种水生植物措施有关,选择这些水生植物的依据有_____。
(3)污水流经人工实验湿地后,BOD值发生变化的原因是_____。
(4)为提高该湿地现有的净化能力并使水质进一步达到国家排放标准,请提出完善该治理方案的措施:_____。(至少写出2点)
18. 当食物匮乏时,哺乳动物常通过蛰伏(torpor)——一种以低代谢率、低体温和低心率为特征的适应性状态。蛰伏现象在自然界广泛存在,大脑如何主动协调这些适应性生理变化,始终是未解之谜。2025年7月中国科学技术大学占成教授团队首次发现腹外侧延髓(VLM)中的儿茶酚胺能神经元(CA神经元)是禁食诱导蛰伏的核心调控枢纽,激活VLM-CA神经元可重现自然蛰伏的关键生理特征。
(1)人体体温调节中枢位于_____;当环境温度高于体温时,主要通过_____增加散热。
(2)研究团队发现在禁食诱导蛰伏的早期阶段,小鼠VLM-CA神经元活性显著增强。为验证其必要性,采用特定方法特异性抑制小鼠的VLM-CA神经元活性,在禁食条件下测定小鼠的抑制组相对于普通禁食组体温和代谢都更高,实验结果说明抑制组诱导蛰伏的能力_____。
(3)若要进一步证明小鼠VLM-CA神经元的激活与诱导蛰伏的关系,应选择以下组合进行实验:_____①禁食条件②不禁食条件③激活VLM-CA神经元④抑制VLM-CA神经元⑤检测核心体温和心率变化
(4)实验结果证实了研究者的假设,进一步分析VLM-CA下游的神经元发现涉及自主神经参与调控,推测VLM-CA神经元可能通过_____(填“交感”或“副交感”神经)来影响心率变化。
(5)实验中抑制和激活神经元的功能采用了光遗传学方法,即借助光敏蛋白实现神经元活动控制的技术,例如绿藻光敏蛋白ChR2可被蓝光激活引起Na⁺内流,嗜盐菌蛋白NpHR可被黄光激活引起Cl⁻内流。结合以上信息简要写出激活VLM-CA神经元的方法:_____。
19. 水稻是我国重要的粮食作物,粒重是决定产量的关键性状。科研人员对野生型(大粒)水稻品种进行诱变处理,获得了一株小粒突变体,命名为“s”。为探究该突变体小粒性状的遗传机理及分子基础,进行了以下研究。
(1)实验一:将突变体s与野生型(W)杂交,F1全表现为大粒,F1自交得F2,统计F2,粒重表型发现:大粒植株∶小粒植株≈3∶1.据此判断_____为隐性性状,该对性状的遗传_____遵循定律。
(2)实验二:研究发现,在野生型水稻中存在一个关键基因OsSPL16(该基因能正调控细胞增殖,促进籽粒灌浆),且该基因启动子区域存在特定的甲基化修饰。为探究该小粒突变是否是OsSPL16基因突变所致,研究人员选用OsSPL16基因敲除突变体作为实验材料设计杂交实验,请写出实验思路并预期结果与结论:_____。
(3)利用分子标记技术,对F2中100株小粒植株的0sSPL16基因序列及启动子甲基化水平进行了检测。结果显示:所有小粒植株的OsSPL16基因编码区与野生型相比,均未发生碱基序列的改变,但OsSPL16基因启动子的甲基化水平显著高于野生型。据此从基因表达的角度,推测突变体s表现出小粒性状的分子机制_____。
SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自特异的SSR,常用于对基因进行染色体定位。水稻的分子标记遗传图谱已经非常完善,通过检索已发表的水稻遗传图谱,可以查到每个SSR标记所在的染色体编号和位置。为进一步定位该小粒基因,科研人员将“s”与另一品种“明恢63”(大粒)杂交,利用F2群体中多株极端小粒单株进行基因组分析、定位,最终将目标基因定位于5号染色体上。选择与大粒性状区分明显的极端小粒进行分析的原因是_____。理论上这些小粒单株应携带来自于_____(选“s”或“明恢63”)亲本5号染色体上的特异SSR,但检测结果发现部分单株同时含有两个亲本5号染色体上的特异SSR,原因是_____。
20. 玉米是我国种植面积较大的粮食作物之一,图1为抗除草剂转基因玉米的技术流程,图中的报告基因只能在真核生物中正确表达,其产物能使某种能被细胞吸收的无色物质K呈现蓝色。
(1)构建含除草剂抗性基因的表达载体,传统的方法是目的基因通过_____酶与载体进行重组,目的基因需插入到T-DNA中,原因是_____。
(2)科研人员研发了新的DNA重组方法—无缝克隆In-Fusion技术,如图2所示。In-Fusion酶能够识别任何具有相同15bp末端序列的线性DNA分子并使其形成黏性末端,据此实现目的基因和载体的连接。和传统方法比,无缝克隆In-Fusion技术的优点是_____(写出一点即可)。
(3)应用以上方法构建含有A基因和GUS基因的重组DNA分子时,首先获得了图3中的3种DNA分子,然后混合进行In-Fusion反应。
如果引物2上额外添加的片段与GUS基因e片段(图中加粗表示)序列相同,那么引物1和引物4上额外增加的片段分别与载体中的片段(图中加粗表示)_____、_____相同。
(4)完成重组反应后,将表达载体导入农杆菌中。PCR扩增目的基因并电泳检测,筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落。图1中筛选1常用含_____的选择培养基进行。农杆菌转化愈伤组织的过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。据此,写出筛选2的方法_____。
(5)转基因安全性问题不容忽视,为防止抗性基因通过花粉传播漂移扩散到杂草,可以考虑的解决方案是_____(写出1点即可)。
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合肥市第八中学2026届高三最后一卷
生物试卷
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考范围。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求)
1. 下列有关饮食观念的叙述,正确的是( )
A. 糖尿病人的饮食应严格限制甜味食品的摄入,米饭和馒头等主食无需限制
B. “吃鱼眼能明目”有一定合理性,因其含有的特殊蛋白可直接作用于眼部组织
C. 胆固醇参与动物细胞膜的构建和血液中脂质的运输,健康人群无需严格限制其摄入
D. 一切疾病都与基因受损有关,补充外源核酸可修复受损基因,从根源预防疾病
【答案】C
【解析】
【详解】A、米饭和馒头的主要成分是淀粉,淀粉经消化分解会生成葡萄糖,同样会升高血糖,因此糖尿病人也需要限制米饭、馒头等主食的摄入量,A错误;
B、鱼眼的蛋白质进入人体消化道后,会被消化酶分解为氨基酸才能被吸收,无法以蛋白质的形式直接作用于眼部组织,B错误;
C、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,还参与血液中脂质的运输,健康人群只要不过量摄入即可,无需严格限制,C正确;
D、一方面,并非所有疾病都与基因受损有关,如传染病、外伤等是外界因素导致;另一方面,外源核酸进入消化道后会被分解为核苷酸,无法直接修复人体受损基因,D错误。
2. 安庆怀宁蓝莓果实呈紫红色,口感酸甜适中且富有花香,以富含抗氧化活性物质花青素而闻名。蓝莓中的花青素属于黄酮类化合物,是多种花青素糖苷的混合物。花青素主要存在于蓝莓果实细胞的液泡中,其合成与多种酶促反应有关。下列相关叙述正确的是( )
A. 紫色蓝莓果口感酸甜、富含糖类,是鉴定还原性糖的理想材料
B. 花青素在核糖体上合成,由内质网、高尔基体参与加工与运输
C. 若用无水乙醇作为层析液分离蓝莓花青素,花青素糖苷会随层析液在滤纸条上分离
D. 适当低温储存蓝莓可降低细胞呼吸相关酶活性,减少蓝莓果实中有机物的消耗
【答案】D
【解析】
【详解】A、还原糖鉴定需选择无色或浅色的材料,避免材料本身的颜色遮盖反应产生的砖红色沉淀,紫色蓝莓的紫红色会干扰实验结果,A错误;
B、核糖体是蛋白质的合成场所,而花青素属于黄酮类化合物,不是蛋白质,其合成场所不是核糖体,B错误;
C、无水乙醇是光合色素(脂溶性)的提取剂,分离色素使用层析液,利用不同物质色素在层析液中溶解度的差异来分离,C错误;
D、适当零上低温可以降低细胞呼吸相关酶的活性,减弱细胞呼吸强度,从而减少果实中有机物的消耗,有利于蓝莓储存,D正确。
3. 变构调节是酶活性调节的重要方式,小分子与酶的调节位点结合会引起酶空间结构改变,进而改变酶与底物的亲和力。大肠杆菌嘧啶核苷酸合成的限速酶ATCase的变构调节如图所示(R态:底物亲和力高;T态:底物亲和力低),下列关于ATCase变构调节的叙述,正确的是( )
A. ATP与CTP均可与ATCase的底物结合位点结合,引发酶的空间结构改变
B. CTP与ATCase结合后构象改变,该变构使酶与底物结合受阻且构象无法复原
C. R态的ATCase与T态相比,在相同条件下,达到相同反应速率所需底物浓度更低
D. ATP和CTP对ATCase的变构调节,属于生物代谢中的正反馈调节
【答案】C
【解析】
【详解】A、结合题意及题图可知,ATP、CTP与ATCase的调节位点结合引发酶的空间结构改变,A错误;
B、CTP与ATCase调节位点结合后构象改变,该变构使酶与底物结合受阻,ATCase仅转变为低活性的T态,该转变是可逆的,B错误;
C、ATP处理后ATCase为R态,对底物亲和力更高,因此达到相同反应速率时,ATP处理组所需的底物浓度比CTP处理组更低,C正确;
D、ATP和CTP对ATCase的变构调节,属于生物代谢中的负反馈调节,如CTP是嘧啶核苷酸合成的产物,产物CTP积累后会抑制ATCase活性,减慢合成过程,该调节属于负反馈调节,D错误。
4. 铁代谢紊乱与心脏衰竭的发生、发展密切相关。如图为心肌细胞中SLC40A1过度表达导致Fe2+缺乏,诱导心肌细胞损伤的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. SLC40A1是细胞膜上的载体蛋白,其过度表达导致胞内Fe2+下降,Fe3+转化为Fe2+引起氧化应激等反应
B. 氧化应激产生的ROS可作为信号分子,调控心肌细胞凋亡相关基因的表达引起心脏衰竭
C. NADPH含量下降会加剧氧化应激,而线粒体功能障碍可进一步放大ROS的损伤效应
D. 铁缺乏直接抑制NADPH的合成,导致NADP+积累,最终引发心肌细胞凋亡和心脏衰竭
【答案】D
【解析】
【详解】A、SLC40A1位于细胞膜上,负责将心肌细胞内的Fe2+运出细胞,属于载体蛋白;其过度表达会导致胞内Fe2+大量外流,胞内Fe2+下降,促使Fe3+转化为Fe2+,进一步引发后续氧化应激反应,A正确;
B、氧化应激产生的ROS(活性氧)可以作为信号分子,调控心肌细胞凋亡相关基因的表达,诱导心肌细胞凋亡,最终引发心脏衰竭,B正确;
C、NADPH具有还原活性,NADPH含量下降,清除ROS的能力降低,会加剧氧化应激;题图显示线粒体功能障碍和ROS(氧化应激)为双向促进关系,因此线粒体功能障碍可进一步放大ROS的损伤效应,C正确;
D、从示意图可知,铁缺乏(胞内总铁不足)直接作用于线粒体,诱导线粒体功能障碍;NADPH合成减少是胞内Fe2+含量不足,导致NADP+无法转化为NADPH导致的,并非铁缺乏直接抑制NADPH合成,D错误。
5. 某草原生态系统因长期过度放牧导致退化,近年来通过封育、休牧等措施逐步恢复。研究人员在生态修复后引入羊群进行中度放牧,调查发现放牧后该草原植被的生态位重叠指数明显下降(不同物种对资源利用的相似程度代表生态位重叠指数),物种多样性指标明显上升。下列相关叙述正确的是( )
A. 样方法不能作为调查该草原草本植物的物种丰富度的方法
B. 羊同化量中流向分解者的能量包括羊的遗体残骸和羊粪便中的能量
C. 中度放牧后,草原植被种间竞争强度降低,有利于物种多样性的提高
D. 中度放牧能提高生态系统稳定性的根本原因是羊的采食加快了生态系统的物质循环
【答案】C
【解析】
【详解】A、样方法既可以调查植物的种群密度,也可以通过统计样方内物种的种类数调查草本植物的物种丰富度,A错误;
B、羊粪便中的能量属于上一营养级(草)同化量中流向分解者的部分,羊同化量中流向分解者的能量仅包含羊的遗体残骸中的能量,B错误;
C、生态位重叠指数下降说明不同物种对资源的利用相似度降低,种间竞争强度降低,可减少物种在竞争中被淘汰的概率,有利于物种多样性提高,C正确;
D、羊的采食一定程度上可加快生态系统的物质循环,但生态系统稳定性提高的根本原因是物种丰富度上升,营养结构更复杂,D错误。
6. 2025年8月,《柳叶刀》上的一项涵盖16万人群的研究表明,每日步数与全因死亡率(一定时期内某人群因所有原因死亡的人数占该人群总人口数的比例)、心血管疾病及癌症等的关系如下图所示,下列说法正确的是( )
A. 一般来说,社会老龄化程度越高,全因死亡率就越低
B. 对于某些特定人群而言,适当控制运动量也是降低疾病死亡率的重要因素
C. 每日步数>7000步时,运动的益处已完全消失,7000步是维持健康的绝对上限
D. 该研究以“每日步数”为自变量,无需考虑年龄、基础疾病等无关变量
【答案】B
【解析】
【详解】A、社会老龄化程度越高,老年人口占比越大,老年群体死亡风险更高,全因死亡率(一定时期内某人群因所有原因死亡的人数占该人群总人口数的比例)越高,A错误;
B、从图中可以看出,相较于图中所涉及的其他疾病的死亡率和发生率,每日步行对心血管 疾病死亡率的降低效应最大,但在7000步一11000步间导致死亡率略有上升,说明一些已患有心血管疾病的人而言,控制适量的运动量对降低死亡率也非常关键,B正确。
C、曲线在7000步后进入平台期,说明此时运动对降低全因死亡率的益处已逐渐削弱,但是不应解读为7000步是绝对上限,数据上看,10000步以后全因死亡率继续下降,此外心血管发生率平台期在9000步以后才出现,因此需要结合多种因素分析,C错误;
D、该研究同时还应考虑年龄、性别、疾病等变量,这些都会影响实验结果,D错误。
7. 在正常饮食状态下,我们通过摄食来获得葡萄糖的供应。当食物被吸收及储存后,身体就开始进入饥饿时期,称为后吸收状态(PS)。当食物持续匮乏时,人体就会进入最终可导致死亡的延长禁食时期(PF)。非糖物质(如氨基酸、脂肪酸等)可以转化为血糖,发生的主要器官为肝脏,肾、小肠也具备上述新合成糖的能力但极低,长期饥饿时肾脏新合成糖能力则可大大增强。下列说法正确的是( )
A. 糖原主要存在于肝脏和肌肉,它们均为血糖的重要来源
B. 图一中,A为糖原的分解,B为非糖物质的转化,C为外源性糖的吸收
C. 图二中,X代表肝脏,其在PS状态下可以分解肝糖原和转化其他非糖物质补充血糖
D. 图二中,Y、Z分别代表肾脏和小肠,在PF状态下两种器官吸收了更多的葡萄糖
【答案】C
【解析】
【详解】A、糖原分为肝糖原和肌糖原,肝糖原可以分解补充血糖,但肌糖原不能直接分解为葡萄糖补充血糖,因此肌糖原不是血糖的来源,A错误;
B、结合饥饿进程分析图一:刚进入饥饿状态时,首先消耗的是外源性吸收的食物葡萄糖,该来源会快速耗尽,因此A应为外源性糖的吸收;随后糖原分解成为主要来源,糖原逐渐耗尽后该来源供糖量下降,因此B是糖原分解;随着禁食延长,非糖物质糖异生成为主要供糖来源,供糖占比逐渐升高稳定,因此C是非糖物质的转化,B错误;
C、根据题干,正常饥饿(后吸收状态PS)时,肝脏是合成葡萄糖补充血糖的主要器官,长期禁食(PF)时肾脏糖异生能力才大幅升高;对应图二:PS时X占比最高,PF时X占比大幅下降,符合肝脏的特点。肝脏在PS状态下,可通过分解肝糖原、转化非糖物质补充血糖,C正确;
D、PF状态下Y、Z占比升高,是因为长期饥饿时肾脏糖异生(合成葡萄糖)能力增强,Y为肾脏、Z为小肠,二者是新合成葡萄糖补充血糖,并非吸收更多葡萄糖,饥饿状态下没有外源性葡萄糖可以吸收,D错误。
8. 2026年1月,邓宏魁院士团队利用人工合成的小分子有机物(如EPZ6438,组蛋白甲基转移酶抑制剂)将人体外周血中的T细胞逆转为多能干细胞(hT-CiPS)。研究发现,这些干细胞在体外经造血诱导和激活后,能再次分化为成熟的T细胞。关键数据显示,重生后的T细胞(hCiPS-T)与原始T细胞相比,其T细胞抗原受体(TCR)的氨基酸序列相似度高达99.8%以上,且表现出更强的增殖活性。下列对该技术及其免疫学原理的分析,错误的是( )
A. T细胞在胸腺中成熟,其发挥功能依赖TCR对抗原的特异性识别
B. 诱导逆转形成hT-CiPS的过程与表观遗传修饰有关
C. 以上获得成熟T细胞的过程体现了hT-CiPS具有全能性
D. 该技术能解决肿瘤免疫治疗中T细胞“数量不足”和“特异性差”的难题
【答案】C
【解析】
【详解】A、T细胞由造血干细胞迁移到胸腺中发育成熟,T细胞发挥免疫功能的前提是依靠细胞表面的TCR特异性识别抗原,A正确;
B、诱导分化的T细胞逆转为多能干细胞的过程,并没有改变细胞的DNA序列,但细胞的状态发生了改变,这与表观遗传修饰有关,B正确;
C、细胞全能性的定义是已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能,本题中hT-CiPS仅分化为成熟T细胞,并未发育为完整个体,不能体现细胞全能性,C错误;
D、重生的hCiPS-T与原始T细胞TCR氨基酸序列相似度极高,保证了抗原识别的特异性,且其增殖活性更强,可大量扩增获得足够数量的功能T细胞,因此能解决肿瘤免疫治疗中T细胞“数量不足”和“特异性差”的难题,D正确。
9. 蛋白质NRT1.1B定位细胞膜,可结合硝酸盐和ABA,且ABA亲和力更高。ABA促进NRT1.1B与抑制蛋白SPX4互作,释放转录因子NLP4入核激活ABA响应。ABA与硝酸盐竞争结合NRT1.1B.低硝酸盐(LN)和高硝酸盐(HN)条件下施加ABA,检测响应基因数量如下:
条件
ABA激活的基因数
相对比例
LN+ABA
326
100%
HN+ABA
97
约30%
下列说法正确的是( )
A. 高硝酸盐条件下ABA激活的基因数减少,说明高氮增强了植物对逆境的敏感度
B. NRT1.1B既能感知硝酸盐又能感知ABA,说明该蛋白在细胞核内调控相关基因表达
C. ABA与硝酸盐竞争结合NRT1.1B,说明两种信号存在协同作用
D. LN条件下ABA诱导更活跃,有利于植物在营养匮乏时主动调整资源以应对胁迫
【答案】D
【解析】
【详解】A、高硝酸盐条件下ABA激活的基因数减少,说明ABA介导的抗逆响应被削弱,植物对逆境的敏感度降低,A错误;
B、题干明确说明NRT1.1B定位在细胞膜上,不存在于细胞核内,B错误;
C、ABA与硝酸盐竞争结合NRT1.1B,高浓度硝酸盐会抑制ABA的信号响应,说明两种信号存在拮抗作用,C错误;
D、低硝酸盐(LN)条件下ABA激活的响应基因数量更多,说明ABA诱导更活跃,低氮属于营养匮乏的不利环境,更强的ABA响应有利于植物主动调整资源分配以应对胁迫,D正确。
10. 玉米籽粒存在有色和无色两种相对性状,由三对等位基因控制,三对基因均为显性则表现为有色籽粒,否则为无色籽粒。现有一有色籽粒植株甲和三种纯合无色籽粒植株乙、丙、丁。乙、丙、丁两两杂交,结果均为无色,甲分别与乙、丙、丁杂交,后代有色籽粒均占1/4。不考虑突变,将甲与丙杂交所得的种子种下,得到的植株自交,单株收获的籽粒中有色籽粒不可能占( )
A. 0 B. 3/4 C. 9/16 D. 27/64
【答案】B
【解析】
【详解】玉米籽粒存在有色和无色两种相对性状,由三对等位基因控制,三对基因均为显性则表现为有色籽粒,否则为无色籽粒。设相关基因用A/a、B/b、D/d表示,现有一有色籽粒植株甲(A_B_D_)和三种纯合无色籽粒植株乙、丙、丁。乙、丙、丁两两杂交,结果均为无色,甲分别与乙、丙、丁杂交,后代有色籽粒均占1/4,据此可推断乙、丙、丁的基因型可分别对应为aabbDD、AAbbdd、aaBBdd,甲的基因型为AaBbDd,将甲与丙杂交所得的种子(AaBbDd、AaBbDD、aaBbDd、aaBbDD、AabbDd、AabbDD、aabbDd、aabbDD)种下。得到的植株自交,其中只有基因型为AaBbDd和AaBbDD个体自交可以得到有色籽粒;它们单株收获的籽粒中有色籽粒占比依次为3/4×3/4×3/4=27/64、3/4×3/4×1=9/16。综上所述,ACD不符合题意,B符合题意。
11. 半乳糖1-磷酸尿苷转移酶基因(GALT)有多种突变类型,如碱基对的替换、缺失等,均可导致GALT酶合成异常而患半乳糖血症,已知该病在某地区人群中发病率约为1/100.图1是某家系中部分成员的相关基因的电泳检测结果,图2是部分成员该基因内特定位置碱基序列的测序结果,下列说法正确的是( )
A. 该病的遗传方式为常染色体隐性或伴X染色体隐性遗传
B. 图1中Ⅱ-4的电泳结果表明其患半乳糖血症的概率为1/3
C. Ⅱ-3患病是因为蛋白质肽链中一个脯氨酸被亮氨酸替换导致GALT酶异常所致
D. Ⅱ-3和正常女性生育一个正常男孩的概率是5/11
【答案】D
【解析】
【详解】A、从图1可知,Ⅰ-1和Ⅰ-2正常,生出患病的儿子Ⅱ-3,这表明该病是隐性遗传病。再看电泳检测结果,Ⅱ-3有两条不同的DNA片段,若为伴X染色体隐性遗传,男性患者应只有一条相关DNA片段,所以该病只能是常染色体隐性遗传,A错误;
B、结合图1和图2可知,Ⅰ-1的一个半乳糖1-磷酸尿苷转移酶基因发生碱基的替换,从而产生了致病基因,设为a1,设正常的基因为A,则Ⅰ-1的基因型为Aa1,而Ⅰ-2的一个半乳糖1-磷酸尿苷转移酶基因发生碱基的增添,从而产生了致病基因,设为a2,则Ⅰ-2的基因型为Aa2,所以儿子Ⅱ-3基因型为a1a2,患半乳糖血症,结合图1中Ⅱ-4的电泳结果分析,Ⅱ-4的基因型可能是1/2Aa2(正常)或1/2a1a2(患病),所以图1中Ⅱ-4的电泳结果表明其患半乳糖血症的概率为1/2,B错误;
C、已知I-1是杂合子,在图2区段中有两种不同碱基序列,而I-2也是杂合子,但在图 2区段中只有一种碱基序列,说明I-2相关的基因突变发生在其它位置,此段序列为正常序 列,所以II-3患病的原因是该段碱基对应的氨基酸序列中一个亮氨酸被脯氨酸替代,但来自I-2的致病基因的突变点及突变结果未知,C错误;
D、已知该病在某地区人群中发病率约为1/100,设致病基因为a,则aa的基因型频率为1/100,那么a的基因频率为1/10,A的基因频率为9/10,AA的基因型频率为9/10×9/10=81/100,Aa的基因型频率为2×1/10×9/10=18/100,正常人群中Aa的概率为18/100÷(81/100+18/100)= 2/11,Ⅱ-3(aa)和正常女性生育,只有当正常女性基因型为Aa时,有1/2的概率会生出患病的孩子,所以他们生出一个正常男孩的概率为(1-2/11×1/2)×1/2=5/11,D正确。
12. 普通小麦为六倍体,染色体的组成为AABBDD=42,其近缘物种野生提莫菲维小麦(AAGG)含抗叶锈病基因(位于G组染色体上),研究人员经常采用杂交育种的方法来改善小麦品质(A、B、D、G分别表示一个含7条染色体的染色体组)。下列说法正确的是( )
A. 杂种F₁MI前期同源染色体发生联会,形成35个四分体
B. 60Co射线照射的目的是诱导F₁细胞内发生染色体结构变异
C. ?表示的是野生提莫菲维小麦,通过反复回交提高抗叶锈病基因频率
D. 观察普通小麦改良品种有丝分裂中期染色体的形态和数目,即可判断新品系是否稳定遗传。
【答案】B
【解析】
【详解】A、提莫菲维小麦(AAGG)经减数分裂产生的配子的染色体组成为AG,普通小麦经过减数分裂产生的配子的染色体组成为ABD,二者结合即产生F1,其染色体组成为AABDG,MI前期同源染色体发生联会,AA形成7个四分体,其余染色体组无同源染色体,不能联会形成四分体,A错误;
B、抗叶锈病基因位于G组染色体上,而最终形成的抗叶锈病普通小麦新品种中不含G组染色体,只含有A、B、D,说明含抗叶锈病基因的染色体片段从G组染色体上转移到其他组染色体上,推测60Co射线照射的目的是诱导F1细胞内发生染色体结构变异,B正确;
C、?表示的是普通小麦,通过反复回交提高普通小麦中抗叶锈病基因频率,如果是野生提莫菲维小麦,会导致G组染色体过多,无法得到AABBDD的后代,C错误;
D、仅观察有丝分裂中期染色体的形态和数目,只能判断染色体形态和数目是否正常,无法判断基因是否纯合、是否存在易位等,不能完全确定新品系是否稳定遗传,D错误。
13. 四爪陆龟是我国一级重点保护野生动物,科研人员从四爪陆龟的粪便中提取线粒体DNA进行遗传学研究。研究发现,四爪陆龟线粒体基因组总体结构与典型脊椎动物相似,进一步对四爪陆龟与其他5个物种线粒体DNA上的13个蛋白质编码基因进行测序,分析后的结果用遗传距离表示,具体数据如下表。下列说法正确的是( )
生物名称
四爪陆龟
豹龟
缘翘陆龟
非洲侧颈龟
中华花龟
金头闭壳龟
遗传距离
0
0.15
0.12
0.41
0.20
0.21
(遗传距离越大,表明物种间的基因差异越大)
A. 线粒体DNA测序的比较为研究生物进化提供了最直接、最重要的证据
B. 由表中数据可推断六种生物中亲缘关系最远的是四爪陆龟与非洲侧颈龟
C. 线粒体基因不发生重组的特点有利于确定不同物种在进化上的亲缘关系
D. 利用线粒体基因组构建进化树时,应选择进化速率较快的基因区域,以提高远缘物种的区分度
【答案】C
【解析】
【详解】A、研究生物进化史最重要、最直接的证据是化石,线粒体DNA测序属于分子水平的间接证据,A错误;
B、由表中数据只可推断四爪陆龟在其他5个物种中亲缘关系最远的是非洲侧颈龟,但没有其他5个物种之间的遗传距离,故无法判断整体亲缘关系,B错误;
C、线粒体在遗传上保持母系遗传的特点,基因不发生重组,突变稳定累积,序列完整传递,物种间的基因差异只来自独立突变,更容易更有利于确定不同物种在进化上的亲缘关系,C正确;
D、研究远缘物种选择进化速率较快的基因区域,可能会因为序列差异已达“饱和”导致错误,应选择进化速率较慢的保守序列,D错误。
14. 古井贡酒的酿造过程中,微生物的主要来源有大曲和老窖泥。大曲主要提供白酒酿造过程中糖化所需的微生物,多年反复利用的老窖池内壁窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物。将大曲和酿酒原料混合,初步发酵后放入窖池;窖池发酵是白酒酿造过程中微生物发酵的最后阶段。下列说法正确的是( )
A. 白酒酿造的糖化过程中应进行高温灭菌以防酿酒原料被污染
B. 窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系,使酿造过程不易被杂菌污染
C. 为提升发酵效率,窖池发酵应以液态发酵为主
D. 窖池如果密封不严使酒变酸,主要是因为乳酸菌发酵导致乳酸含量增加
【答案】B
【解析】
【详解】A、白酒酿造过程中,灭菌应在接种微生物之前进行,糖化过程需要微生物的生命活动参与,不可进行高温灭菌,A错误;
B、窖池内各种微生物进行酒精发酵等过程,可形成相对稳定的体系,酒精可使酿造过程不易被杂菌污染,B正确;
C、若要提升窖池发酵过程的发酵效率,应提高菌群密度,所以应以固态发酵为主,C错误;
D、发酵过程中能产生酸性物质的菌类一般是乳酸菌或醋酸菌,乳酸菌是厌氧生物,在密封不严的环境中,其发酵过程会被抑制,若窖池因密封不严而使酒变酸,说明是醋酸菌进行了醋酸发酵,D错误。
15. 检测牛乳中抗生素残留可使用免疫PCR法,首先将抗体1固定在微板上,冲洗后加入待检的牛乳,再加入DNA标记的抗体2,进行PCR扩增,最后进行电泳检测,相关叙述正确的是( )
A. 长期饮用抗生素残留的牛乳,有利于提高人体免疫力
B. 图示抗生素残留检测过程发生了三次抗原与抗体的结合
C. 图中标记抗体2的DNA一般是牛细胞中的DNA片段
D. 如果第三次冲洗不充分可能出现检测结果偏高
【答案】D
【解析】
【详解】A、长期饮用抗生素残留的牛乳,抗生素会破坏人体肠道内的正常菌群,不利于人体健康,更不能提高人体免疫力,A错误;
B、在该检测过程中,抗体1与待检牛乳中的抗原结合,DNA标记的抗体2与抗原结合,共发生了两次抗原与抗体的结合,B错误;
C、免疫PCR中所用的DNA不选用受检样品(牛乳)中可能存在的DNA,若图示中的DNA用牛乳基因中的DNA片段,经过PCR扩增后的产物中,不仅有抗体2上的DNA扩增产物,还可能有牛乳中本身含有的牛乳基因片段的扩增产物,使检测结果偏大,干扰实验结果,C错误;
D、该技术利用的是PCR技术扩增“固定抗体1一抗生素一抗体2”上连接的DNA,如果第 三次冲洗不充分,可能使残留的、呈游离状态的抗体2上的DNA也作为PCR的模板参与扩增,会出现检测结果偏大,D正确。
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16. 碳中和是我国重要的生态发展战略。碳中和是指二氧化碳的排放量与吸收量达到平衡,碳汇则是指通过植物光合作用、土壤固碳等方式吸收并固定大气中二氧化碳的过程。提升植物光合碳汇能力是实现碳中和的核心途径。科研人员为探究植物光合作用对碳中和的贡献,进行了以下实验。
实验一:将野生型和改良型水稻种植在同等干旱、温度适宜的条件下,检测叶肉细胞的叶绿素含量、RuBP羧化酶(催化CO₂固定的酶)含量、气孔导度与胞间CO₂浓度,结果如图1、图2所示。
实验二:以野生型和改良型水稻为材料,在人工气候室中模拟不同CO₂浓度下的生长状况,测定相关指标如下表1.
组别
CO₂浓度
光补偿点相对值
净光合速率相对值
叶片淀粉积累量相对值
野生型水稻
400
50
15
100
野生型水稻
800
30
22
180
改良型水稻
400
40
20
150
改良型水稻
800
20
28
250
表1 不同CO₂浓度下水稻光合相关指标
回答下列问题:
(1)植物光合碳汇的核心生理过程是光合作用的暗反应阶段,该过程中碳的转移途径为_____(用文字+箭头表示)。
(2)据图1、图2分析,推测在干旱条件下,改良型水稻的光合速率大于野生型水稻的光合速率,推测理由是_____。
(3)进一步研究发现,在干旱条件下,改良型水稻的气孔会以数十分钟为周期进行周期性的开放和闭合,称为“气孔振荡”,推测在干旱条件下植物“气孔振荡”的意义是_____。
(4)由表1可知,CO2浓度升高使两种水稻的光补偿点均降低,原因是_____;改良型水稻叶片淀粉积累量显著高于野生型,但籽粒产量未同比增加,基于光合产物分配原理,提出一种提高籽粒产量的措施_____。
(5)有人认为化石燃料的开采和使用能升高大气中CO2浓度,有利于提高农作物光合作用速率,因此没有必要限制化石燃料的使用。请对此观点作简要评述_____。
【答案】(1)CO2 →C3→(CH2O)、C5
(2)改良型水稻叶绿素含量更高,光反应更强;RuBP 羧化酶含量更高,固定利用CO2 更快;气孔导度更大,胞间 CO2浓度更低说明暗反应对CO2消耗更多,因此光合速率更大
(3)周期性气孔振荡平衡了两个过程:既减少了水分过度散失,又能保证光合作用的CO2供应,提升了植物对干旱环境的适应性。(干旱环境中,持续开放气孔会导致植物蒸腾作用过强、失水过多;持续闭合气孔会导致 CO2供应不足、光合速率下降。)
(4) ①. CO2浓度升高促进了暗反应,在较低光照强度下总光合速率即可与呼吸速率相等 ②. 喷施植物生长调节剂调控光合产物向籽粒运输;合理修剪促进光合产物分配等
(5)首先,不能只从光合作用效率可能提高的角度来看待温室效应,而必须全面分析温室效应可能产生的环境问题。其次,仅从大气中 CO2比例增加是否提高光合作用速率的角度看,也不能以线性思维来看待。植物光合作用受到温度、水分等外部因素的影响,也受到内部的酶的活性等因素的影响。长期高 CO2浓度可能使某些酶活性降低,高温也可能引起植物其他的变化,如色素降低;同时温室效应导致气温升高,引起蒸发率升高而影响水分供应,高温环境增强呼吸作用消耗的有机物也增多。因此,温室效应不一定会提高作物产量。
【解析】
【小问1详解】
暗反应的碳转移:暗反应先通过固定将CO2转化为三碳化合物,再经C3的还原生成有机物,因此转移途径为CO2 →C3→(CH2O)、C5。
【小问2详解】
叶绿素可参与光合作用的光反应过程,而二氧化碳是暗反应的原料,结合图示信息推导,图1显示改良型叶绿素、RuBP羧化酶(催化CO₂固定)含量都高于野生型,改良型水稻叶绿素含量更高,光反应更强,产生的NADPH和ATP更多;RuBP 羧化酶含量更高,固定利用CO2 更快;气孔导度更大,胞间 CO2浓度更低说明 CO2消耗更多,因此光合速率更大。
【小问3详解】
分析在干旱条件下,改良型水稻的气孔会以数十分钟为周期进行周期性的开放和闭合,称为“气孔振荡”,周期性气孔振荡平衡了两个过程:既减少了水分过度散失,又能保证光合作用的CO2供应,提升了植物对干旱环境的适应性。(干旱环境中,持续开放气孔会导致植物蒸腾作用过强、失水过多;持续闭合气孔会导致 CO2供应不足、光合速率下降。)
【小问4详解】
光补偿点是光合速率=呼吸速率时的光照强度,CO2浓度升高促进了暗反应,在较低光照强度下总光合速率即可与呼吸速率相等,即更低光照就能达到"光合=呼吸",因此光补偿点降低;叶片积累淀粉多但籽粒产量不增,说明光合产物更多留在叶片、运输到籽粒不足,因此只要从调控有机物分配的角度提出措施即可,故喷施植物生长调节剂调控光合产物向籽粒运输,合理修剪促进光合产物分配等。
【小问5详解】
首先,不能只从光合作用效率可能提高的角度来看待温室效应,而必须全面分析温室效应可能产生的环境问题。其次,仅从大气中 CO2比例增加是否提高光合作用速率的角度看,也不能以线性思维来看待。植物光合作用受到温度、水分等外部因素的影响,也受到内部的酶的活性等因素的影响。长期高 CO2浓度可能使某些酶活性降低,高温也可能引起植物其他的变化,如色素降低;同时温室效应导致气温升高,引起蒸发率升高而影响水分供应,高温环境增强呼吸作用消耗的有机物也增多。因此,温室效应不一定会提高作物产量。
17. 某地一条河流常年被生活废水污染。生活废水中有机物含量高、浮游生物数量较少。为因地制宜探索治理河水污染的生态方法,研究人员将污染河水引入一面积为33 m×20 m的人工实验湿地(见下图)。
在该人工实验湿地中引入满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物,并暂时封闭出水口。一段时间后,分别测试进水口和出水口的水质若干指标,结果见下表。
参数
入口处平均值
出口处平均值
国家排放标准
总氮/(mg/L)
25
9
15
总磷/(mg/L)
2.4
0.8
1.0
*BOD/(mg/L)
60
8
20
粪便类大肠杆菌/(细菌数目/100mL)
1.0×107
1.9×105
100~500
注:*BOD表示污水中生物体在代谢中分解有机物消耗的氧气量,可间接反映出水质中有机物含量。
(1)该人工湿地生态系统的生物成分有_____。在生态系统中,碳元素主要以_____的形式在无机环境与生物群落之间循环,而氮元素主要以_____的形式被植物根系吸收利用。
(2)据表可知,流经人工实验湿地后,污水中氮、磷总量均呈现_____趋势。这种变化与引入多种水生植物措施有关,选择这些水生植物的依据有_____。
(3)污水流经人工实验湿地后,BOD值发生变化的原因是_____。
(4)为提高该湿地现有的净化能力并使水质进一步达到国家排放标准,请提出完善该治理方案的措施:_____。(至少写出2点)
【答案】(1) ①. 生产者、消费者、分解者 ②. CO2 ③. 无机盐(NH4+、NH3)
(2) ①. 下降 ②. 这些水生植物既适应当地环境,又具有较强的吸收水体N、P的能力
(3)有机物被(好氧)微生物分解为无机物
(4)适量投放可取食或破坏大肠杆菌的生物(如草履虫、噬菌体等)到湿地水体中; 可增加出水口前的缓流区面积、降低流速、增加水生植物密度等
【解析】
【小问1详解】
生态系统的组成包括非生物部分和生物部分,人工湿地生态系统的生物成分包含生产者、消费者、分解者;碳元素在无机环境和生物群落之间主要以CO₂形式循环;植物根系主要以吸收无机盐离子形式的氮元素(NH4+、NH3)。
【小问2详解】
对比表格入口和出口数据,氮磷含量均明显降低,因此呈现下降趋势;选择这些水生植物的原因是这些水生植物既适应当地环境,又具有较强的吸收水体N、P的能力,可大量吸收多余氮磷,多种搭配能提升净化能力。
【小问3详解】
根据题干定义,BOD间接反映有机物含量,流经湿地后有机物被(好氧)微生物分解为无机物,有机物剩余量减少,因此分解有机物消耗的氧气量降低,BOD下降。
【小问4详解】
从表格可知,当前仅大肠杆菌远超出排放标准,其余指标已达标,可针对性增加功能生物、延长处理时间、增加物种丰富度提升湿地净化能力,达到排放标准,具体措施为:适量投放可取食或破坏大肠杆菌的生物(如草履虫、噬菌体等)到湿地水体中; 可增加出水口前的缓流区面积、降低流速、增加水生植物密度等。
18. 当食物匮乏时,哺乳动物常通过蛰伏(torpor)——一种以低代谢率、低体温和低心率为特征的适应性状态。蛰伏现象在自然界广泛存在,大脑如何主动协调这些适应性生理变化,始终是未解之谜。2025年7月中国科学技术大学占成教授团队首次发现腹外侧延髓(VLM)中的儿茶酚胺能神经元(CA神经元)是禁食诱导蛰伏的核心调控枢纽,激活VLM-CA神经元可重现自然蛰伏的关键生理特征。
(1)人体体温调节中枢位于_____;当环境温度高于体温时,主要通过_____增加散热。
(2)研究团队发现在禁食诱导蛰伏的早期阶段,小鼠VLM-CA神经元活性显著增强。为验证其必要性,采用特定方法特异性抑制小鼠的VLM-CA神经元活性,在禁食条件下测定小鼠的抑制组相对于普通禁食组体温和代谢都更高,实验结果说明抑制组诱导蛰伏的能力_____。
(3)若要进一步证明小鼠VLM-CA神经元的激活与诱导蛰伏的关系,应选择以下组合进行实验:_____①禁食条件②不禁食条件③激活VLM-CA神经元④抑制VLM-CA神经元⑤检测核心体温和心率变化
(4)实验结果证实了研究者的假设,进一步分析VLM-CA下游的神经元发现涉及自主神经参与调控,推测VLM-CA神经元可能通过_____(填“交感”或“副交感”神经)来影响心率变化。
(5)实验中抑制和激活神经元的功能采用了光遗传学方法,即借助光敏蛋白实现神经元活动控制的技术,例如绿藻光敏蛋白ChR2可被蓝光激活引起Na⁺内流,嗜盐菌蛋白NpHR可被黄光激活引起Cl⁻内流。结合以上信息简要写出激活VLM-CA神经元的方法:_____。
【答案】(1) ①. 下丘脑 ②. 汗液蒸发和皮肤毛细血管舒张
(2)下降 (3)②③⑤
(4)副交感 (5)将光敏蛋白ChR2基因转入VLM-CA神经元中,使用蓝光刺激即可实现激活##将光敏蛋白ChR2基因转入野生型小鼠受精卵中,使其发育成转基因小鼠后使用蓝光刺激即可实现特定时空的激活
【解析】
【小问1详解】
人体体温调节中枢位于下丘脑;当环境温度高于体温时,主要通过汗液蒸发和皮肤毛细血管舒张增加散热。
【小问2详解】
因为在禁食条件下,抑制组小鼠体温和代谢都更高,而蛰伏以低代谢率、低体温为特征,所以抑制组诱导蛰伏的能力下降。
【小问3详解】
前述实验是禁食诱导蛰伏,而现在是想研究VLM-CA神经元与诱导蛰伏关系,因此最好选用不禁食条件单独分析神经元与诱导蛰伏的关系,激活VLM-CA神经元,然后检测核心体温和心率变化,所以应选择的组合是②③⑤。
【小问4详解】
由于蛰伏时心率低,交感神经兴奋会使心率加快,副交感神经兴奋会使心率减慢,所以推测VLM-CA神经元可能通过副交感神经来影响心率变化。
【小问5详解】
根据题干信息,绿藻光敏蛋白ChR2可被蓝光激活引起Na+内流,所以激活VLM-CA神经元的方法是将光敏蛋白ChR2基因转入VLM-CA神经元中,使用蓝光刺激即可实现激活,或将光敏蛋白ChR2基因转入野生型小鼠受精卵中,使其发育成转基因小鼠后使用蓝光刺激即可实现特定时空的激活。
19. 水稻是我国重要的粮食作物,粒重是决定产量的关键性状。科研人员对野生型(大粒)水稻品种进行诱变处理,获得了一株小粒突变体,命名为“s”。为探究该突变体小粒性状的遗传机理及分子基础,进行了以下研究。
(1)实验一:将突变体s与野生型(W)杂交,F1全表现为大粒,F1自交得F2,统计F2,粒重表型发现:大粒植株∶小粒植株≈3∶1.据此判断_____为隐性性状,该对性状的遗传_____遵循定律。
(2)实验二:研究发现,在野生型水稻中存在一个关键基因OsSPL16(该基因能正调控细胞增殖,促进籽粒灌浆),且该基因启动子区域存在特定的甲基化修饰。为探究该小粒突变是否是OsSPL16基因突变所致,研究人员选用OsSPL16基因敲除突变体作为实验材料设计杂交实验,请写出实验思路并预期结果与结论:_____。
(3)利用分子标记技术,对F2中100株小粒植株的0sSPL16基因序列及启动子甲基化水平进行了检测。结果显示:所有小粒植株的OsSPL16基因编码区与野生型相比,均未发生碱基序列的改变,但OsSPL16基因启动子的甲基化水平显著高于野生型。据此从基因表达的角度,推测突变体s表现出小粒性状的分子机制_____。
SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自特异的SSR,常用于对基因进行染色体定位。水稻的分子标记遗传图谱已经非常完善,通过检索已发表的水稻遗传图谱,可以查到每个SSR标记所在的染色体编号和位置。为进一步定位该小粒基因,科研人员将“s”与另一品种“明恢63”(大粒)杂交,利用F2群体中多株极端小粒单株进行基因组分析、定位,最终将目标基因定位于5号染色体上。选择与大粒性状区分明显的极端小粒进行分析的原因是_____。理论上这些小粒单株应携带来自于_____(选“s”或“明恢63”)亲本5号染色体上的特异SSR,但检测结果发现部分单株同时含有两个亲本5号染色体上的特异SSR,原因是_____。
【答案】(1) ①. 小粒(3)。 "” ②. 分离
(2)将该小粒突变体与OsSPL16基因敲除突变体进行杂交实验,观察F1代粒重表型:若F1代为小粒,则该小粒突变是由OsSPL16基因突变所致:若F1代为大粒,则该小粒突变不是由OsSPL16基因突变所致
(3) ①. 突变体导致OsSPL16基因启动子的甲基化水平提高,OsSPL16基因转录水平下降, 从而无法正调控细胞增殖,导致籽粒变小 ②. 排除其它导致小粒性状因素的干扰,保证所选个体携带突变基因 ③. s ④. F1形成配子时,位于5号染色体上的SSR和控制粒重基因随非姐妹染色单体 交换而重组
【解析】
【小问1详解】
一对相对性状杂交实验中,F₁未表现出的性状为隐性性状,将突变体s与野生型(W)杂交,F1全表现为大粒,因此可判断小粒是隐性性状;F₂性状分离比为3:1,符合一对等位基因的基因分离定律,遵循基因分离定律。
【小问2详解】
分析题意,本实验目的是探究该小粒突变是否是OsSPL16基因突变所致,可利用等位基因互补原理,将该小粒突变体与OsSPL16基因敲除突变体进行杂交实验,观察F1代粒重表型:若s的小粒突变和OsSPL16敲除突变发生在同一基因,相当于同一位点的基因发生了不同突变,突变是a1a1×a2a2,杂交后代为a1a2,全表现为小粒;若突变发生在不同基因,则相当于AAbb×aaBB,杂交后代为AaBb,相当于野生型,全表现为大粒。
【小问3详解】
表观遗传中,启动子甲基化会抑制基因转录,结合OsSPL16正调控细胞增殖、促进灌浆的功能,可推导出小粒的分子机制:突变体导致OsSPL16基因启动子的甲基化水平提高,OsSPL16基因转录水平下降, 从而无法正调控细胞增殖,导致籽粒变小;基因定位时,隐性性状的极端个体一定是隐性纯合子,基因型明确,可排除其它导致小粒性状因素的干扰,保证所选个体携带突变基因;小粒是隐性性状,F₂小粒个体理论上两条5号染色体均来自携带突变基因的亲本s,因此仅含s的特异SSR;若F1形成配子时,位于5号染色体上的SSR和控制粒重基因随非姐妹染色单体 交换而重组,明恢63的染色体片段会整合到突变染色体上,因此会同时出现两个亲本的特异SSR。
20. 玉米是我国种植面积较大的粮食作物之一,图1为抗除草剂转基因玉米的技术流程,图中的报告基因只能在真核生物中正确表达,其产物能使某种能被细胞吸收的无色物质K呈现蓝色。
(1)构建含除草剂抗性基因的表达载体,传统的方法是目的基因通过_____酶与载体进行重组,目的基因需插入到T-DNA中,原因是_____。
(2)科研人员研发了新的DNA重组方法—无缝克隆In-Fusion技术,如图2所示。In-Fusion酶能够识别任何具有相同15bp末端序列的线性DNA分子并使其形成黏性末端,据此实现目的基因和载体的连接。和传统方法比,无缝克隆In-Fusion技术的优点是_____(写出一点即可)。
(3)应用以上方法构建含有A基因和GUS基因的重组DNA分子时,首先获得了图3中的3种DNA分子,然后混合进行In-Fusion反应。
如果引物2上额外添加的片段与GUS基因e片段(图中加粗表示)序列相同,那么引物1和引物4上额外增加的片段分别与载体中的片段(图中加粗表示)_____、_____相同。
(4)完成重组反应后,将表达载体导入农杆菌中。PCR扩增目的基因并电泳检测,筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落。图1中筛选1常用含_____的选择培养基进行。农杆菌转化愈伤组织的过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。据此,写出筛选2的方法_____。
(5)转基因安全性问题不容忽视,为防止抗性基因通过花粉传播漂移扩散到杂草,可以考虑的解决方案是_____(写出1点即可)。
【答案】(1) ①. 限制酶、DNA 连接 ②. T-DNA 能携带目的基因整合到宿主细胞的染色体 DNA 上
(2)插入位点不受限制酶识别序列限制,实现了目的基因在载体任意位点上的插入;避免限制酶切割对质粒功能区的破坏;操作简便,成功率高;不会引入多余碱基等
(3) ①. a(d) ②. d(a)
(4) ①. 氨苄青霉素 ②. 在培养基中加入除草剂和物质 K,挑选细胞内呈现蓝色的愈伤组织细胞
(5)将抗性基因导入线粒体或叶绿体,避免通过花粉扩散(或将花粉致死或不育基因和抗性基因紧密连锁,使含有抗性基因的花粉致死或不育加以解决)
【解析】
【小问1详解】
传统构建重组DNA时,需要用限制酶切割目的基因和运载体,此后需要DNA连接酶连接切割后的目的基因和载体,实现基因重组;农杆菌转化法中,Ti质粒的T-DNA是可转移DNA,其特点是能携带目的基因整合到植物受体细胞的染色体DNA上,保证目的基因稳定遗传和表达,因此目的基因必须插入T-DNA中。
【小问2详解】
传统DNA重组依赖限制酶识别特定序列切割,才能产生互补黏性末端完成连接,对酶切位点有严格限制,而In-Fusion技术只需要两个DNA分子末端有15bp相同序列即可连接,因此优点为: 插入位点不受限制酶识别序列限制,可实现目的基因在载体任意位点插入;避免限制酶切割对质粒功能区的破坏;操作简便,成功率高;不会引入多余碱基等。
【小问3详解】
结合图3分析,引物2上额外添加的片段对应于GUS基因中加粗的e片段,那么进行In-Fusion反应时,A基因的右侧序列、GUS基因的左侧序列会连接在一起。还需要将A基因、GUS基因连接到载体上,根据质粒两条核苷酸链的方向(5′→3′)判断,引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中的片段a、d,才能确保A基因的左侧序列、GUS基因的右侧序列分别与质粒连接。
【小问4详解】
筛选1是筛选成功导入重组质粒的农杆菌,由图1可知Ti质粒上能在原核生物(农杆菌)中发挥筛选作用的标记基因是氨苄青霉素抗性基因(题干说明报告基因只能在真核生物中表达,不能用于农杆菌筛选),因此选择培养基需要添加氨苄青霉素;由题意可知,残留农杆菌会导致未转化的愈伤组织也能在除草剂培养基生长,需要进一步筛选,而只有成功整合了T-DNA的愈伤组织(真核细胞)才能表达报告基因,使无色物质K变蓝,因此筛选方法为:在培养基中加入除草剂和物质K,挑选能正常生长、细胞内呈现蓝色的愈伤组织。
【小问5详解】
花粉作为雄配子,几乎不携带细胞质,细胞质基因不会通过花粉传递给其他植物,因此最常用的方案是:将抗性基因导入线粒体或叶绿体基因组中(或将花粉致死或不育基因和抗性基因紧密连锁,使含有抗性基因的花粉致死或不育加以解决)。
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