精品解析：安徽合肥一六八中学2026届高三规范性训练（二）生物

姓名________ 座位号________ （在此卷上答题无效） 2026届高三规范性训练（二） 生物学 （考试时间：75分钟满分：100分） 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。 1. 下列关于细菌和酵母菌实验的叙述正确的是（　　） A. 细菌和酵母菌的培养基营养构成都只含有水、碳源、氮源、无机盐 B. 通常可以采用高压蒸汽灭菌法对细菌培养基和酵母菌培养基进行灭菌 C. 用平板划线法获得酵母菌纯培养物时，每次划线前后均需对涂布器灼烧灭菌 D. 血细胞计数板可用于酵母菌的数量测定，但不可用于细菌的数量测定 2. 溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+，溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持，Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法正确的是（　　） A. H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 B. H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+，二者功能相同结构却不相同 C. 该突变体的细胞中溶酶体破裂后，释放的水解酶可迅速引发细胞自噬 D. 囊性纤维病的直接致病原因是患者细胞内溶酶体膜上的Cl-转运蛋白功能异常 3. 莫匹罗星是目前临床上唯一应用的氨酰-tRNA合成酶抑制剂，其化学结构与异亮氨酸高度相似，可竞争性地结合细菌异亮氨酰-tRNA合成酶的活性位点，从而阻止异亮氨酸与tRNA的正确连接，抑制氨酰-tRNA的形成，最终阻断细菌蛋白质的合成，发挥杀菌作用。下列有关叙述错误的是（　　） A. 在氨酰-tRNA合成酶的作用下，氨基酸的羧基与tRNA的3′-OH缩合生成氨酰-tRNA B. 不同的氨酰-tRNA合成酶可将特定的氨基酸结合到对应的tRNA上，体现其专一性 C. 氨酰-tRNA合成酶的合成和作用的场所都在核糖体上 D. 氨酰-tRNA的结构是肽链合成具有方向性的原因之一 4. 下图是关于某被子植物体内导管前身细胞发育形成导管分子的过程，下列叙述错误的是（　　） A. 端壁的消失和细胞核的变形都发生在细胞凋亡的过程中 B. 前身细胞在细胞壁局部加厚时仍具有细胞全能性 C. 管状细胞的液泡膜破裂后，释放的水解酶的活性可能降低 D. 由导管分子构成的管腔是生长素进行非极性运输的通道 5. 我国新疆长绒棉（品种甲）是种子绒毛纤维长度大于33mm的高端棉花品种，因其透气性、亲肤性、弹性俱佳被用于高端纺织品制造。野生型棉花种子为短绒毛，棉花种子绒毛的长、短为一对相对性状，控制此性状的基因（A/a）位于8号染色体。另用野生型棉花经诱变育种培育形成品种乙，其种子无绒毛，该性状与基因B/b有关。研究者进行了一系列杂交实验，结果如图表所示。不考虑突变和交叉重组。下列推测正确的是（　　） 组别 杂交组合 F1表型 F2表型及分离比 I 甲×野生型 全为短绒毛 短绒毛∶长绒毛=3∶1 Ⅱ 乙×野生型 全为无绒毛 无绒毛∶短绒毛=3∶1 Ⅲ 甲×乙 全为无绒毛 无绒毛∶长绒毛=3∶1 A. 根据组别Ⅰ的实验结果，可判断出短绒毛和无绒毛之间的显隐性关系 B. 根据组别Ⅱ和Ⅲ的实验结果，可判断基因B/b也位于8号染色体上 C. 品种乙是A基因进一步发生突变，产生效应更强的显性等位基因 D. 实验组别Ⅲ的F2自交，统计所有植株上所结种子有3/32为短绒毛 6. 某雄性动物（2n=4）的基因型为AaXBY，其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示，其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列有关叙述错误的是（　　） A. 若在甲细胞中只涉及一个基因的突变，则无法确定是显性突变还是隐性突变 B. 甲细胞中每个染色体组的染色体数与乙细胞中每个染色体组的染色体数相同 C. 若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞 D. 在形成乙细胞的过程中发生了基因重组和染色体变异 7. 果蝇的二号染色体上的基因A和B内各有一处断裂，断裂点间的染色体片段会颠倒重接而发生倒位。图中F1、F2、R1、R2是根据DNA序列设计的引物。若要通过PCR确定某果蝇为倒位杂合子（二号染色体中一条染色体正常，一条染色体倒位），需要选用的引物是（ ） A. F1/R1和F1/F2 B. F1/R2和F2/R1 C. F1/F2和R1/R2 D. F1/R1和F2/R2 8. 遗传物质的探究历程凝聚了多位科学家的智慧和汗水，下列有关叙述正确的是（　　） A. 艾弗里在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用加法原理证明了DNA是转化因子 B. 在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中S元素全部来自其宿主细胞 C. 梅塞尔森和斯塔尔得到的DNA带的位置共有2个，从而证明了DNA的半保留复制 D. 沃森和克里克从威尔金斯那里获得关于碱基的重要信息后，构建出DNA双螺旋结构 9. 下列关于生物进化的叙述，正确的是（　　） A. 多种脊椎动物的胚胎发育早期都有尾，不能说明它们有共同的祖先 B. 突变和基因重组使种群基因频率发生定向改变，从而导致生物进化 C. 自然选择使得适应环境的变异得以保存，而人工选择只保留人类所需要的变异 D. 一个种群的不同个体经漫长的地理隔离后，因基因库差异巨大而存在生殖隔离 10. 图1表示受刺激后，某时刻神经纤维上①～⑨连续9个位置的膜电位，已知静息电位为-70mV。图2是神经纤维在产生动作电位的过程中，钠、钾离子通过离子通道的流动造成的跨膜电流（内向电流是指阳离子由细胞膜外向膜内流动，外向电流则相反）。下列说法正确的是（　　） A. 图1中⑥处膜电位表现出来的是图2中ce段外向电流 B. 测⑦处膜电位时，电表的电极可都放置在细胞膜外侧 C. 神经冲动沿神经纤维由①向⑨传导，各个位置兴奋后都会恢复为静息状态 D. 图1中的④对应图2的c点，c点对应的时刻膜内外的动作电位达到峰值 11. 免疫学在临床的应用，包括了免疫预防、免疫诊断和免疫治疗。下列有关叙述错误的是（　　） A. 人乳头瘤病毒疫苗可以预防由几种HPV引起的宫颈癌 B. mRNA疫苗和DNA疫苗不能直接作为抗原刺激机体产生抗体 C. 器官移植的成败，主要取决于供者与受者的HLA是否一致或相近 D. 治疗类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等患者常使用免疫增强疗法治疗 12. 植物激素及其生长调节剂在农业生产实践上有着广泛应用。下列叙述正确的是（　　） A. 用高浓度的赤霉素溶液处理玉米植株，可使植株增高，增加收益 B. 低浓度的2，4-D作为除草剂，可杀死小麦田中的双子叶杂草 C. 将木瓜和柿子混合储存可促进未成熟的柿子逐渐发育和成熟 D. 用适宜浓度的NAA处理紫薇的一年生枝条可促进其生根 13. 合肥某城市公园群落中的鸟类有明显的季节性变化：夏季有燕子、柳莺等候鸟迁入，物种丰富度超15种；冬季候鸟迁离，仅余麻雀、白头鹎等5种留鸟。研究发现，城区麻雀与白头鹎食性高度相似，冬季昆虫稀少时仍能维持种群稳定，是因为从取食昆虫、植物种子扩展至大量利用人类食物残渣。同时观察到，麻雀在清晨和傍晚活跃，白头鹎则集中在白天中段活动。下列分析正确的是（　　） A. 麻雀与白头鹎已从初级消费者上升为次级消费者，能量利用效率提高 B. 麻雀与白头鹎冬季的生态位发生压缩，活动时间分化有助于缓解种间竞争 C. 群落冬季物种丰富度下降，主要是因为麻雀和白头鹎成为该群落的优势种 D. 麻雀与白头鹎食性趋同导致生态位重叠度大，其中一种可能在竞争中被淘汰 14. 生态策略是生物在种群水平上对环境变化的适应策略。其中r对策生物通常个体小、寿命短、生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护；K对策生物通常个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高，亲代对后代有很好的保护。下图表示生物当年的种群数量（Nt）和一年后的种群数量（Nt+1）之间的关系，虚线表示Nt+1=Nt，K对策物种的动态曲线有X和S两个平衡点，r对策物种的曲线只有S一个平衡点，有关说法错误的是（　　） A. 图中r对策种群的S平衡点对应的种群数量即为该种群的环境容纳量 B. 严重火灾后的群落演替早期阶段，r对策的种群最可能成为优势种 C. K对策中，当天敌数量减少时，S点与X点对应的横坐标值的变化趋势相同 D. K对策的种群数量一旦低于X平衡点对应的种群数量可能会走向灭绝 15. 某生物兴趣小组设计了一个利用作物秸秆生产乙醇的实验。其主要步骤是：①将作物秸秆粉碎后堆放在底部有小孔的托盘中；②喷水浸润后接种菌T，培养一段时间；③用清水淋洗秸秆堆，此时菌T不会流失；④在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵。如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 菌T能够大量分解作物秸秆中的纤维素是因为其能产生纤维素酶 B. 发酵液中能使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色的物质不一定是乙醇 C. 进行乙醇发酵的淋洗液中还需要加入氮源等营养成分 D. 发酵过程中需保持瓶盖拧松，以排除不断产生的CO2 二、非选择题：本题包括5小题，共55分。 16. 我国科学家在异养微生物需钠弧菌中植入半导体纳米材料，构建了“人工光合系统”。该系统通过吸收光能提高了需钠弧菌将废弃有机污染物如甘油等转化为醇类、燃料等高价值有机物的效率。下图为该“人工光合系统”的示意图。回答下列问题。 （1）在“人工光合系统”的第一阶段，半导体纳米材料类似于植物细胞叶绿体中的________，都具有吸收光能的功能，在该阶段中，纳米材料吸收光能产生的电子最终传递给________，生成物将成为还原剂用于第二阶段。 （2）从物质转化的角度分析，“人工光合系统”第二阶段与植物光合作用暗反应的一个区别是利用的碳源与产物不同，具体表现为光合作用利用二氧化碳生成糖类等有机物，而人工光合系统是利用废弃有机污染物生成醇类、燃料等高价值有机物，另一个区别是________。 （3）已知需钠弧菌为异养微生物，经过改造后，含有“人工光合系统”的需钠弧菌属于________（填“自养”或“异养”）微生物。 （4）为验证“人工光合系统”是否提高需钠弧菌产生高价值有机物的效率，研究小组设计了如下实验： 实验组别 实验对象 培养条件 检测指标 甲组 a________ 适宜________、含甘油培养基 醇类、燃料等高价值有机物产量 乙组 b________ ①实验对象a为________，“培养条件”空格处应填写________。 ②若实验结果为甲组的有机物产量明显高于乙组，则说明“人工光合系统”能提高需钠弧菌产生高价值有机物的效率。 17. 杂交水稻的培育和推广对确保我国粮食安全至关重要。杂交水稻（杂种）具有杂种优势，在产量和抗逆性等方面显著超越亲本。由我国科学家团队研发的水稻无融合生殖技术是一种通过种子进行克隆繁殖的无性生殖方式，其核心目标是固定杂交水稻的杂种优势，实现“一次育种，代代可用”，从而免除每年繁琐的杂交制种过程，大幅降低种子成本并变革农业生产方式。这项技术是杂交水稻育种从“三系法”、“两系法”迈向“一系法”的终极战略目标。 （1）水稻是主要进行________传粉的二倍体植物，故自然情况下出现杂种优势的概率极低。在籼粳杂交稻春优84（高产、抗倒伏，基因型为AaBb，两对基因独立遗传）的制种田里，杂种优势难以稳定遗传，原因是________。 （2）水稻的有性生殖过程“聚、散、离、合”四个环节（如下图）分别与“P、O、R、M”基因有关。其中O基因缺失时，减数分裂Ⅰ正常，但无法启动减数分裂Ⅱ进程。为创制籼粳杂交稻春优84的无融合生殖技术，在自然情况下进行相关实验，结果如下表。 实验组别 植株处理 被处理的植株染色体组数量（个） 生长状况 有无种子 来自父方 来自母方 1 只敲除P基因 1 1 正常 无 2 同时敲除P、O基因 1 1 正常 无 3 同时敲除P、O、R基因 1 1 正常 有（F1） 4 播种F1，得到F1植株 2 2 生长较弱 有（F2） 5 播种F2，得到F2植株 4 4 苗期死亡 ①1、2组实验无种子，据此推测敲除P基因可能导致同源染色体的________。 ②综合3、4、5组的实验结果，推测敲除R基因后合子中染色体的数目和组成为________。 ③科研人员进一步完成第6组实验：只敲除杂交水稻的M基因，配子仍可正常受精，但子代植株长势矮小、高度不育，且仅含有母方的一个染色体组，据此推测M基因可以避免________。 ④基于以上研究，科研人员利用基因工程技术同时敲除杂交水稻的P、O、R、M基因后，只需要通过________（填“杂交”或“自交”）即可获得无融合生殖的克隆种子，实现固定水稻杂种优势的最终目标。请综合以上信息，完成下图：________ 18. 恩格列净是临床常用的调节体液平衡、保护肾脏的药物，其核心作用是抑制集合管对葡萄糖的重吸收，引发渗透性利尿（让更多水分随尿液排出）。另一方面，身体会努力“补救”，通过ADH-AQP2（抗利尿激素-水通道蛋白2）通路促进集合管对水的重吸收，其作用过程如图。回答下列问题： （1）由图可知，ADH作用于集合管主细胞表面的V2受体，通过Gs蛋白________（“激活”或“抑制”）腺苷酸环化酶活性，使ATP转化为cAMP，进而激活蛋白激酶A，促使________向顶端膜移动并融合，使顶端膜上AQP2数量增加，从而促进集合管对水的重吸收。 （2）结合题干信息分析，服用恩格列净后尿量增加，原因是________。 （3）为验证“恩格列净可通过提高ADH的分泌来调节尿量”，科研小组进行实验。 ①实验思路： a．选取若干只生理状况相似的健康小鼠，随机均分为两组，记为甲、乙组，测定并记录小鼠的________； b．实验处理：甲组：注射适量且等量恩格列净溶液；乙组：注射等量生理盐水 c．两组小鼠在相同且适宜条件下培养，每隔一段时间测定并记录相关数据 ②预测实验结果：甲组________；乙组________。 19. 安徽铜陵建成省内最大集中式光伏鱼塘项目，该项目采用“水上发电、水下养殖”的一地两用模式，光伏板上方发电，光伏板下方的阴凉环境还能抑制藻类繁殖，改善鱼类生存环境，可开展鱼虾养殖，兼顾发电效率与渔业生产条件，实现单一资源的双重产业开发。研究人员对比分析光伏鱼塘和非光伏鱼塘的水质、浮游生物及草鱼的生长情况，部分结果如下，请回答问题； 组别 光照强度（Lux） 总氮（mg/L） 总磷（mg/L） 草鱼日增重率（%） 光伏鱼塘 2700 1.41 0.221 0.82 非光伏鱼塘 97000 2.26 0.325 0.93 （1）据表分析，________（填“光伏鱼塘”或“非光伏鱼塘”）的富营养化程度较高，依据是________，光伏鱼塘草鱼日增重率相对较低的原因可能是________。 （2）科研人员进一步研究了光伏鱼塘的水草、草鱼、杂食鸟之间的关系并构建能量流动图如下，字母表示能量值。 图中甲表示的能量是________，图中草鱼用于生长发育和繁殖的能量可以表示为________（用图中字母表示），假设水草流向草鱼和杂食鸟的能量总和不变，且流向两者的能量比例由1∶1调整为1∶4，则杂食鸟最终获得的能量是原来的________倍（能量传递效率按10%计算，保留1位小数）。 （3）相较于非光伏鱼塘，研究人员观测到光伏鱼塘四周的水鸟数量较少，其原因可能是________（答出两点即可）。为改善该现象，科研人员适当降低了光伏板的覆盖面，为水鸟的生存创设更有利的条件，这体现了生态工程的________原理。构建该光伏鱼塘时尽量选择了当地的鱼虾品种和经济水生植物，并考虑这些动植物生态位的差异，这体现了生物多样性的________价值。 20. 2′-FL（2′-岩藻糖基乳糖）是一种能改善肠道功能的婴幼儿配方食品成分。研究人员通过基因工程动态调节枯草芽孢杆菌的代谢过程，提高2′-FL的产量。回答下列有关问题： （1）已知futC和pfkA分别是2′-FL合成和菌体生长的关键基因，如图所示。研究人员构建了持续高表达futC基因的枯草芽孢杆菌并进行发酵实验，结果显示2′-FL产量较低，原因很可能是________。因此，前期两种基因的表达状态应该是________，一定时间后两种基因的表达状态相反，从而实现2′-FL的高产。 （2）为了实现2′-FL的高产，研究人员利用温度作为“开关”来动态调控相关代谢基因的表达，并由此构建了质粒1和质粒2（如图），利用荧光蛋白基因进行功能测试。 ①构建质粒1的目的是实现基因的温控激活。在30℃时，C蛋白与温度诱导型启动子结合，使________无法结合到该区域；37℃时，C蛋白失活，________基因启动表达。若在测试过程中观察到37℃时荧光强度高于30℃，说明质粒1构建成功。 ②质粒2的CRISPRi系统中，人工设计的crRNA（一种RNA分子）可通过碱基互补配对识别靶基因，引导dCpf1蛋白结合并抑制靶基因的转录。利用由启动子P2驱动的红色荧光蛋白基因测试质粒2的功能。图中P1和P2应分别为________型启动子。若在测试过程中观察到________，说明质粒2构建成功。 （3）在实际生产中，需要将测试成功的质粒1和质粒2中的基因进行替换，质粒1中需将绿色荧光蛋白基因替换为________，质粒2中需将靶向红色荧光蛋白的crRNA基因替换为________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 姓名________ 座位号________ （在此卷上答题无效） 2026届高三规范性训练（二） 生物学 （考试时间：75分钟满分：100分） 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。 1. 下列关于细菌和酵母菌实验的叙述正确的是（　　） A. 细菌和酵母菌的培养基营养构成都只含有水、碳源、氮源、无机盐 B. 通常可以采用高压蒸汽灭菌法对细菌培养基和酵母菌培养基进行灭菌 C. 用平板划线法获得酵母菌纯培养物时，每次划线前后均需对涂布器灼烧灭菌 D. 血细胞计数板可用于酵母菌的数量测定，但不可用于细菌的数量测定 【答案】B 【解析】 【详解】A、微生物培养基的基本营养一般包含水、碳源、氮源、无机盐，部分特殊微生物的培养基还需要添加生长因子等额外营养，A错误； B、高压蒸汽灭菌法适用于培养基等耐高温、耐高湿的物品灭菌，细菌和酵母菌的培养基通常都采用该方法灭菌，B正确； C、平板划线法的接种工具是接种环，涂布器是稀释涂布平板法的接种工具，操作时每次划线前后需灼烧灭菌的是接种环，C错误； D、血细胞计数板可用于单细胞微生物的计数，既可以测定酵母菌的数量，也可以测定细菌的数量，D错误。 2. 溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+，溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持，Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法正确的是（　　） A. H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 B. H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+，二者功能相同结构却不相同 C. 该突变体的细胞中溶酶体破裂后，释放的水解酶可迅速引发细胞自噬 D. 囊性纤维病的直接致病原因是患者细胞内溶酶体膜上的Cl-转运蛋白功能异常 【答案】A 【解析】 【详解】A、H⁺载体蛋白的功能是维持溶酶体内高H⁺的酸性环境，若其失活，溶酶体内pH升高导致水解酶活性降低，同时H⁺浓度梯度消失会阻碍Cl⁻的转运，最终引发溶酶体内吞噬物积累，A正确； B、H⁺载体蛋白是逆浓度梯度将H⁺运入溶酶体，Cl⁻/H⁺转运蛋白是顺H⁺浓度梯度将H⁺运出溶酶体同时运入Cl⁻，二者运输H⁺的方向和生理功能均不同，B错误； C、溶酶体水解酶的最适pH为酸性，溶酶体破裂后水解酶进入中性的细胞质基质中活性大幅下降，且细胞自噬需要结构完整的溶酶体参与，因此不会迅速引发细胞自噬，C错误； D、囊性纤维病的直接病因是患者细胞膜上的Cl⁻转运蛋白功能异常，并非溶酶体膜上的转运蛋白异常，D错误。 3. 莫匹罗星是目前临床上唯一应用的氨酰-tRNA合成酶抑制剂，其化学结构与异亮氨酸高度相似，可竞争性地结合细菌异亮氨酰-tRNA合成酶的活性位点，从而阻止异亮氨酸与tRNA的正确连接，抑制氨酰-tRNA的形成，最终阻断细菌蛋白质的合成，发挥杀菌作用。下列有关叙述错误的是（　　） A. 在氨酰-tRNA合成酶的作用下，氨基酸的羧基与tRNA的3′-OH缩合生成氨酰-tRNA B. 不同的氨酰-tRNA合成酶可将特定的氨基酸结合到对应的tRNA上，体现其专一性 C. 氨酰-tRNA合成酶的合成和作用的场所都在核糖体上 D. 氨酰-tRNA的结构是肽链合成具有方向性的原因之一 【答案】C 【解析】 【详解】A、氨酰-tRNA合成酶催化氨基酸与tRNA结合时，氨基酸的羧基与tRNA的3′-OH发生缩合反应生成氨酰-tRNA，符合反应事实，A正确； B、酶具有专一性，不同的氨酰-tRNA合成酶只能识别特定的氨基酸和对应的tRNA，将特定氨基酸连接到对应的tRNA上，体现了酶的专一性，B正确； C、氨酰-tRNA合成酶的本质是蛋白质，合成场所是核糖体，但其催化氨基酸与tRNA结合的过程发生在细胞质基质中，作用场所不是核糖体，C错误； D、肽链合成具有从N端向C端延伸的方向性，氨酰-tRNA的结构决定了氨基酸只能按特定顺序逐个连接到延伸的肽链上，是肽链合成具有方向性的原因之一，D正确。 4. 下图是关于某被子植物体内导管前身细胞发育形成导管分子的过程，下列叙述错误的是（　　） A. 端壁的消失和细胞核的变形都发生在细胞凋亡的过程中 B. 前身细胞在细胞壁局部加厚时仍具有细胞全能性 C. 管状细胞的液泡膜破裂后，释放的水解酶的活性可能降低 D. 由导管分子构成的管腔是生长素进行非极性运输的通道 【答案】D 【解析】 【详解】A、导管前身细胞发育为导管分子的过程是基因调控的细胞程序性死亡，即细胞凋亡，端壁消失、细胞核变形都是细胞凋亡过程中的典型变化，A正确； B、细胞壁局部加厚时细胞还保留完整的细胞核，含有该物种生长发育的全套遗传物质，因此仍具有细胞全能性，B正确； C、液泡内部pH偏酸性，液泡中的水解酶最适pH为酸性，液泡膜破裂后水解酶释放到pH接近中性的细胞质基质中，酶活性会因pH不适宜而降低，C正确； D、生长素的非极性运输的通道是成熟组织韧皮部的筛管，导管是木质部运输水分和无机盐的通道，不是生长素非极性运输的结构，D错误。 5. 我国新疆长绒棉（品种甲）是种子绒毛纤维长度大于33mm的高端棉花品种，因其透气性、亲肤性、弹性俱佳被用于高端纺织品制造。野生型棉花种子为短绒毛，棉花种子绒毛的长、短为一对相对性状，控制此性状的基因（A/a）位于8号染色体。另用野生型棉花经诱变育种培育形成品种乙，其种子无绒毛，该性状与基因B/b有关。研究者进行了一系列杂交实验，结果如图表所示。不考虑突变和交叉重组。下列推测正确的是（　　） 组别 杂交组合 F1表型 F2表型及分离比 I 甲×野生型 全为短绒毛 短绒毛∶长绒毛=3∶1 Ⅱ 乙×野生型 全为无绒毛 无绒毛∶短绒毛=3∶1 Ⅲ 甲×乙 全为无绒毛 无绒毛∶长绒毛=3∶1 A. 根据组别Ⅰ的实验结果，可判断出短绒毛和无绒毛之间的显隐性关系 B. 根据组别Ⅱ和Ⅲ的实验结果，可判断基因B/b也位于8号染色体上 C. 品种乙是A基因进一步发生突变，产生效应更强的显性等位基因 D. 实验组别Ⅲ的F2自交，统计所有植株上所结种子有3/32为短绒毛 【答案】B 【解析】 【详解】A、由组别I可知短绒（A）对长绒（a）为显性，有绒毛时A_bb为短绒、aabb为长绒；组别I的杂交个体均为有绒毛性状，仅涉及长绒毛、短绒毛两种表型，没有无绒毛个体参与，无法判断短绒毛和无绒毛的显隐性关系，A错误； B、由组别II可知无绒（B）对有绒毛（bb）为显性，B存在时全表现为无绒；野生型为AAbb、乙由野生型（AAbb）突变得到的，突变往往只突变一对基因，所以乙为AABB，若基因B/b不位于8号染色体上，与A/a自由组合，则组别III(AABB×aabb）的F1（AaBb）自交后代会出现短绒毛（A bb）个体，与实验中F2的结果矛盾，因此可判断B/b也位于8号染色体上，B正确； C、基因A/a和B/b为非等位基因，品种乙的无绒毛性状由B基因控制，不是A基因突变形成的等位基因，C错误； D、组别III的亲本为甲（aabb）×乙（AABB），F1为AaBb（ab位于一条染色体，AB位于另一条同源染色体），F2所为1/4AABB、1/2AaBb、1/4aabb，F2自交，后代无短绒毛（A_bb），D错误。 6. 某雄性动物（2n=4）的基因型为AaXBY，其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示，其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列有关叙述错误的是（　　） A. 若在甲细胞中只涉及一个基因的突变，则无法确定是显性突变还是隐性突变 B. 甲细胞中每个染色体组的染色体数与乙细胞中每个染色体组的染色体数相同 C. 若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞 D. 在形成乙细胞的过程中发生了基因重组和染色体变异 【答案】A 【解析】 【详解】A、若在甲细胞中只涉及一个基因的突变，根据图示可知是A突变为a，则可确定是隐性突变，A错误； B、甲细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有4个DNA分子，2条染色体，乙细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有2个DNA分子，2条染色体，B正确； C、甲细胞分裂后产生AAXBY和AaXBY两种基因型的子细胞，C正确； D、形成乙细胞的过程中发生了A基因所在的常染色体和Y染色体的组合，发生了基因重组，同时a基因所在的染色体片段转移到了Y染色体上，发生了染色体结构的变异，D正确。 7. 果蝇的二号染色体上的基因A和B内各有一处断裂，断裂点间的染色体片段会颠倒重接而发生倒位。图中F1、F2、R1、R2是根据DNA序列设计的引物。若要通过PCR确定某果蝇为倒位杂合子（二号染色体中一条染色体正常，一条染色体倒位），需要选用的引物是（ ） A. F1/R1和F1/F2 B. F1/R2和F2/R1 C. F1/F2和R1/R2 D. F1/R1和F2/R2 【答案】A 【解析】 【详解】A、F1/R1可以扩增染色体正常时的A基因，倒位则无法扩增出产物；染色体倒位后可以用F1/F2扩增出相应的片段，且正常染色体无扩增产物，上述引物可以判断染色体一条正常，一条倒位，A正确； B、F1/R2可以扩增正常染色体也可以扩增倒位的染色体，利用F1/R2引物进行扩增无法进行判断，B错误； C、F1/F2和R1/R2均只能扩增倒位染色体，无法判断是倒位纯合子还是倒位杂合子，C错误； D、F1/R1和F2/R2均只能扩增正常染色体，无法判断是正常纯合子还是倒位杂合子，D错误。 故选A。 8. 遗传物质的探究历程凝聚了多位科学家的智慧和汗水，下列有关叙述正确的是（　　） A. 艾弗里在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用加法原理证明了DNA是转化因子 B. 在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中S元素全部来自其宿主细胞 C. 梅塞尔森和斯塔尔得到的DNA带的位置共有2个，从而证明了DNA的半保留复制 D. 沃森和克里克从威尔金斯那里获得关于碱基的重要信息后，构建出DNA双螺旋结构 【答案】B 【解析】 【详解】A、艾弗里在肺炎链球菌体外转化实验中，通过添加特异性酶去除S型菌的某类成分，观察转化是否能发生，利用的是减法原理，A错误； B、S元素仅存在于T2噬菌体的蛋白质外壳中，噬菌体侵染大肠杆菌时仅DNA进入宿主细胞，子代噬菌体的蛋白质外壳均以大肠杆菌内的氨基酸为原料合成，因此子代噬菌体中S元素全部来自宿主细胞，B正确； C、梅塞尔森和斯塔尔的实验中，先后出现了15N/15N重带、15N/14N中带、14N/14N轻带共3个位置的DNA带，以此证明了DNA的半保留复制，C错误； D、沃森和克里克从查哥夫处获得了碱基数量A=T、G=C的重要信息，威尔金斯提供的是DNA的X射线衍射图谱，D错误。 9. 下列关于生物进化的叙述，正确的是（　　） A. 多种脊椎动物的胚胎发育早期都有尾，不能说明它们有共同的祖先 B. 突变和基因重组使种群基因频率发生定向改变，从而导致生物进化 C. 自然选择使得适应环境的变异得以保存，而人工选择只保留人类所需要的变异 D. 一个种群的不同个体经漫长的地理隔离后，因基因库差异巨大而存在生殖隔离 【答案】C 【解析】 【详解】A、多种脊椎动物胚胎发育早期都有尾属于生物进化的胚胎学证据，能够说明它们有共同的原始祖先，A错误； B、突变和基因重组是不定向的，仅能为生物进化提供原材料，自然选择才会使种群基因频率发生定向改变，B错误； C、自然选择保留适应环境的有利变异，决定生物进化的方向；人工选择以人类需求为筛选标准，只保留人类需要的变异，C正确； D、漫长的地理隔离可能导致种群基因库出现差异，但只有当基因库差异大到种群间无法进行基因交流时才会产生生殖隔离，地理隔离不必然导致生殖隔离，D错误。 10. 图1表示受刺激后，某时刻神经纤维上①～⑨连续9个位置的膜电位，已知静息电位为-70mV。图2是神经纤维在产生动作电位的过程中，钠、钾离子通过离子通道的流动造成的跨膜电流（内向电流是指阳离子由细胞膜外向膜内流动，外向电流则相反）。下列说法正确的是（　　） A. 图1中⑥处膜电位表现出来的是图2中ce段外向电流 B. 测⑦处膜电位时，电表的电极可都放置在细胞膜外侧 C. 神经冲动沿神经纤维由①向⑨传导，各个位置兴奋后都会恢复为静息状态 D. 图1中的④对应图2的c点，c点对应的时刻膜内外的动作电位达到峰值 【答案】C 【解析】 【详解】A、图1中⑥处膜电位处于形成动作电位状态，是由于钠离子内流形成的，对应图2中ac段内向电流，A错误； B、测定神经纤维的膜电位时，必须将电表的两个电极分别放置在细胞膜的内外两侧，才能检测到膜内外的电位差，B错误； C、未兴奋的部位保持静息电位（约−70mV），兴奋过后电位低于静息电位，图1中⑧⑨接近−70mV（未兴奋），③电位低于−70mV，因此神经冲动是从①向⑨传导，C正确； D、图2中c点是内向电流终点，对应动作电位的峰值，而图1中动作电位峰值是⑤处，D错误。 11. 免疫学在临床的应用，包括了免疫预防、免疫诊断和免疫治疗。下列有关叙述错误的是（　　） A. 人乳头瘤病毒疫苗可以预防由几种HPV引起的宫颈癌 B. mRNA疫苗和DNA疫苗不能直接作为抗原刺激机体产生抗体 C. 器官移植的成败，主要取决于供者与受者的HLA是否一致或相近 D. 治疗类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等患者常使用免疫增强疗法治疗 【答案】D 【解析】 【详解】A、人乳头瘤病毒疫苗进入机体后可刺激免疫系统产生针对相应HPV的抗体和记忆细胞，能有效预防几种HPV感染引发的宫颈癌，A正确； B、mRNA疫苗和DNA疫苗的本质是核酸，不能直接作为抗原，需要进入人体细胞后表达出对应的抗原蛋白，才能刺激机体产生免疫反应，B正确； C、器官移植的排斥反应主要由细胞免疫引发，供者与受者的HLA（人类白细胞抗原）一致或相近度越高，排斥反应越弱，器官移植成功率越高，C正确； D、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮属于自身免疫病，是机体免疫功能过强导致的，需要使用免疫抑制疗法降低免疫反应，使用免疫增强疗法会加重病情，D错误。 12. 植物激素及其生长调节剂在农业生产实践上有着广泛应用。下列叙述正确的是（　　） A. 用高浓度的赤霉素溶液处理玉米植株，可使植株增高，增加收益 B. 低浓度的2，4-D作为除草剂，可杀死小麦田中的双子叶杂草 C. 将木瓜和柿子混合储存可促进未成熟的柿子逐渐发育和成熟 D. 用适宜浓度的NAA处理紫薇的一年生枝条可促进其生根 【答案】D 【解析】 【详解】A、赤霉素可促进细胞伸长使植株增高，但高浓度赤霉素处理玉米会导致植株徒长易倒伏，反而造成减产，无法增加收益，A错误； B、双子叶杂草对生长素的敏感性高于单子叶小麦，需用高浓度的2,4-D才可杀死小麦田中的双子叶杂草，低浓度2,4-D会促进植物生长，无法作为除草剂，B错误； C、木瓜释放的乙烯可促进柿子成熟，但乙烯不能促进果实发育，促进果实发育的主要是生长素，C错误； D、NAA是生长素类似物，适宜浓度的生长素类似物可促进扦插枝条生根，因此用适宜浓度的NAA处理紫薇的一年生枝条可促进其生根，D正确。 13. 合肥某城市公园群落中的鸟类有明显的季节性变化：夏季有燕子、柳莺等候鸟迁入，物种丰富度超15种；冬季候鸟迁离，仅余麻雀、白头鹎等5种留鸟。研究发现，城区麻雀与白头鹎食性高度相似，冬季昆虫稀少时仍能维持种群稳定，是因为从取食昆虫、植物种子扩展至大量利用人类食物残渣。同时观察到，麻雀在清晨和傍晚活跃，白头鹎则集中在白天中段活动。下列分析正确的是（　　） A. 麻雀与白头鹎已从初级消费者上升为次级消费者，能量利用效率提高 B. 麻雀与白头鹎冬季的生态位发生压缩，活动时间分化有助于缓解种间竞争 C. 群落冬季物种丰富度下降，主要是因为麻雀和白头鹎成为该群落的优势种 D. 麻雀与白头鹎食性趋同导致生态位重叠度大，其中一种可能在竞争中被淘汰 【答案】B 【解析】 【详解】A、麻雀和白头鹎原本就可取食植食性昆虫，本身就属于次级消费者，并非冬季才升级为次级消费者；且能量利用效率是相邻营养级之间同化量的比值，范围相对稳定，不会随生物取食对象变化而提高，A错误； B、冬季昆虫等原有自然食物资源减少，麻雀与白头鹎可利用的原有资源范围缩小，生态位发生压缩；二者活动时间存在明显分化，可减少对相同资源的争夺，能够缓解种间竞争，B正确； C、冬季群落物种丰富度下降的直接原因是候鸟迁离，和麻雀、白头鹎成为优势种没有因果关系，C错误； D、虽然二者食性相似导致生态位重叠度高，但二者存在活动时间的生态位分化，还可扩展利用人类食物残渣，题干也明确冬季二者种群均可维持稳定，不会出现其中一种被竞争淘汰的情况，D错误。 14. 生态策略是生物在种群水平上对环境变化的适应策略。其中r对策生物通常个体小、寿命短、生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护；K对策生物通常个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高，亲代对后代有很好的保护。下图表示生物当年的种群数量（Nt）和一年后的种群数量（Nt+1）之间的关系，虚线表示Nt+1=Nt，K对策物种的动态曲线有X和S两个平衡点，r对策物种的曲线只有S一个平衡点，有关说法错误的是（　　） A. 图中r对策种群的S平衡点对应的种群数量即为该种群的环境容纳量 B. 严重火灾后的群落演替早期阶段，r对策的种群最可能成为优势种 C. K对策中，当天敌数量减少时，S点与X点对应的横坐标值的变化趋势相同 D. K对策的种群数量一旦低于X平衡点对应的种群数量可能会走向灭绝 【答案】C 【解析】 【详解】A、由图可知，r对策生物的种群数量高于或低于S点时，都会趋向该平衡点，在该平衡点上下波动，生物种群数量呈“S”型增长，因此该平衡点的种群数量就是环境容纳量，A正确； B、严重火灾后的群落演替早期阶段，环境条件比较恶劣，r对策生物通常个体小、寿命短、生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护，更适合在这样的环境中生存，所以r对策的种群最可能成为优势种，B正确； C、K对策生物有X和S两个平衡点，当天敌数量减少时，环境容纳量会增大，S点对应的横坐标值会增大，而X点对应的横坐标值会减小，横坐标值变化趋势不同，C错误； D、据图可知，K对策物种的种群数量一旦低于X平衡点对应的种群数量，种群数量会减少到0，种群就会走向灭绝，D正确。 15. 某生物兴趣小组设计了一个利用作物秸秆生产乙醇的实验。其主要步骤是：①将作物秸秆粉碎后堆放在底部有小孔的托盘中；②喷水浸润后接种菌T，培养一段时间；③用清水淋洗秸秆堆，此时菌T不会流失；④在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵。如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 菌T能够大量分解作物秸秆中的纤维素是因为其能产生纤维素酶 B. 发酵液中能使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色的物质不一定是乙醇 C. 进行乙醇发酵的淋洗液中还需要加入氮源等营养成分 D. 发酵过程中需保持瓶盖拧松，以排除不断产生的CO2 【答案】D 【解析】 【详解】A、作物秸秆的主要成分是纤维素，酶具有专一性，只有纤维素酶能催化纤维素分解，因此菌T可大量分解纤维素的原因是其能产生纤维素酶，A正确； B、一定条件下，葡萄糖也可与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，故发酵液中能使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色的物质不一定是乙醇，B正确； C、淋洗液中仅含有纤维素分解产生的葡萄糖（碳源），酵母菌生长繁殖需要碳源、氮源、无机盐等多种营养物质，因此需要额外添加氮源等营养成分，C正确； D、乙醇发酵需要无氧环境，若保持瓶盖拧松，外界氧气会进入发酵装置，抑制酵母菌无氧呼吸，还可能引入杂菌，应定期拧松瓶盖排CO2，而非保持拧松状态，D错误。 二、非选择题：本题包括5小题，共55分。 16. 我国科学家在异养微生物需钠弧菌中植入半导体纳米材料，构建了“人工光合系统”。该系统通过吸收光能提高了需钠弧菌将废弃有机污染物如甘油等转化为醇类、燃料等高价值有机物的效率。下图为该“人工光合系统”的示意图。回答下列问题。 （1）在“人工光合系统”的第一阶段，半导体纳米材料类似于植物细胞叶绿体中的________，都具有吸收光能的功能，在该阶段中，纳米材料吸收光能产生的电子最终传递给________，生成物将成为还原剂用于第二阶段。 （2）从物质转化的角度分析，“人工光合系统”第二阶段与植物光合作用暗反应的一个区别是利用的碳源与产物不同，具体表现为光合作用利用二氧化碳生成糖类等有机物，而人工光合系统是利用废弃有机污染物生成醇类、燃料等高价值有机物，另一个区别是________。 （3）已知需钠弧菌为异养微生物，经过改造后，含有“人工光合系统”的需钠弧菌属于________（填“自养”或“异养”）微生物。 （4）为验证“人工光合系统”是否提高需钠弧菌产生高价值有机物的效率，研究小组设计了如下实验： 实验组别 实验对象 培养条件 检测指标 甲组 a________ 适宜________、含甘油培养基 醇类、燃料等高价值有机物产量 乙组 b________ ①实验对象a为________，“培养条件”空格处应填写________。 ②若实验结果为甲组的有机物产量明显高于乙组，则说明“人工光合系统”能提高需钠弧菌产生高价值有机物的效率。 【答案】（1） ①. （类囊体薄膜上的）光合色素 ②. 氧化型辅酶Ⅰ（或NAD+） （2）光合作用暗反应中的还原剂是NADPH，而人工光合系统中的还原剂是NADH （3）异养 （4） ①. 含有“人工光合系统”的需钠弧菌 ②. 光照 【解析】 【小问1详解】 根据图示，半导体纳米材料将光能转化为电能，光合作用中色素捕获光能，半导体纳米材料类似于植物细胞叶绿体中的光合色素（叶绿素和类胡萝卜素）；在该阶段中，纳米材料吸收光能产生的电子最终传递给氧化型辅酶Ⅰ（或NAD+），生成物将成为还原剂用于第二阶段。 【小问2详解】 根据图示和题意，人工光合系统与植物光合作用暗反应的另一个区别是光合作用暗反应中的还原剂是NADPH，而人工光合系统中的还原剂是NADH。 【小问3详解】 经过改造后，含有“人工光合系统”的需钠弧菌仍利用现成有机污染物（甘油）为碳源，不能利用二氧化碳为碳源，因此仍属于异养生物。 【小问4详解】 a的实验目的是验证“人工光合系统”是否提高需钠弧菌产生高价值有机物的效率，实验单一变量为是否含人工光合系统（纳米材料），光照、培养基等无关变量一致。实验对象a为植入半导体纳米材料（带人工光合系统）的需钠弧菌，培养条件为适宜光照，含甘油培养基。 17. 杂交水稻的培育和推广对确保我国粮食安全至关重要。杂交水稻（杂种）具有杂种优势，在产量和抗逆性等方面显著超越亲本。由我国科学家团队研发的水稻无融合生殖技术是一种通过种子进行克隆繁殖的无性生殖方式，其核心目标是固定杂交水稻的杂种优势，实现“一次育种，代代可用”，从而免除每年繁琐的杂交制种过程，大幅降低种子成本并变革农业生产方式。这项技术是杂交水稻育种从“三系法”、“两系法”迈向“一系法”的终极战略目标。 （1）水稻是主要进行________传粉的二倍体植物，故自然情况下出现杂种优势的概率极低。在籼粳杂交稻春优84（高产、抗倒伏，基因型为AaBb，两对基因独立遗传）的制种田里，杂种优势难以稳定遗传，原因是________。 （2）水稻的有性生殖过程“聚、散、离、合”四个环节（如下图）分别与“P、O、R、M”基因有关。其中O基因缺失时，减数分裂Ⅰ正常，但无法启动减数分裂Ⅱ进程。为创制籼粳杂交稻春优84的无融合生殖技术，在自然情况下进行相关实验，结果如下表。 实验组别 植株处理 被处理的植株染色体组数量（个） 生长状况 有无种子 来自父方 来自母方 1 只敲除P基因 1 1 正常 无 2 同时敲除P、O基因 1 1 正常 无 3 同时敲除P、O、R基因 1 1 正常 有（F1） 4 播种F1，得到F1植株 2 2 生长较弱 有（F2） 5 播种F2，得到F2植株 4 4 苗期死亡 ①1、2组实验无种子，据此推测敲除P基因可能导致同源染色体的________。 ②综合3、4、5组的实验结果，推测敲除R基因后合子中染色体的数目和组成为________。 ③科研人员进一步完成第6组实验：只敲除杂交水稻的M基因，配子仍可正常受精，但子代植株长势矮小、高度不育，且仅含有母方的一个染色体组，据此推测M基因可以避免________。 ④基于以上研究，科研人员利用基因工程技术同时敲除杂交水稻的P、O、R、M基因后，只需要通过________（填“杂交”或“自交”）即可获得无融合生殖的克隆种子，实现固定水稻杂种优势的最终目标。请综合以上信息，完成下图：________ 【答案】（1） ①. 自花 ②. 杂合子自交所得后代会出现性状分离 （2） ①. 联会紊乱 ②. 染色体数目加倍，且含有父母双方染色体组 ③. 一个来自于父方的染色体组消失 ④. 自交 ⑤. 【解析】 【小问1详解】 水稻是进行自花传粉的二倍体植物，故自然情况下出现杂种优势的概率极低。育性正常水稻与雄性不育水稻镶嵌种植，提供花粉的是育性正常水稻，但该杂种优势难以稳定遗传，因为籼粳杂交稻春优 84 的基因型为 AaBb，两对基因独立遗传，杂合子自交所得后代会出现性状分离。 【小问2详解】 ①1、2组实验无种子，说明植株无法正常进行减数分裂产生配子，可能是因为敲除 P 基因导致同源染色体在减数分裂Ⅰ前期联会紊乱。 ②综合3、4、5组的实验结果，推测敲除R基因后配子中染色体数目加倍，且含有父母双方染色体组。 ③只敲除 M 基因，配子仍可正常受精，但子代植株生长矮小、高度不育，且仅含有母方的一个染色体组，说明 M基因可以避免父方的一个染色体组消失。 ④由于O基因缺失时，减数分裂Ⅰ正常，但无法启动减数分裂Ⅱ进程，敲除 P 基因可能导致同源染色体在减数分裂Ⅰ前期联会紊乱，敲除 R 基因后配子中染色体数目加倍，且含有父母双方染色体组，敲除 M 基因，配子仍可正常受精。同时敲除P、O、R、M基因后，因而只需要通过自交即可获得无融合生殖的克隆种子，实现固定水稻杂种优势的目标。综合以上信息，下列图示可完成如下： 。 18. 恩格列净是临床常用的调节体液平衡、保护肾脏的药物，其核心作用是抑制集合管对葡萄糖的重吸收，引发渗透性利尿（让更多水分随尿液排出）。另一方面，身体会努力“补救”，通过ADH-AQP2（抗利尿激素-水通道蛋白2）通路促进集合管对水的重吸收，其作用过程如图。回答下列问题： （1）由图可知，ADH作用于集合管主细胞表面的V2受体，通过Gs蛋白________（“激活”或“抑制”）腺苷酸环化酶活性，使ATP转化为cAMP，进而激活蛋白激酶A，促使________向顶端膜移动并融合，使顶端膜上AQP2数量增加，从而促进集合管对水的重吸收。 （2）结合题干信息分析，服用恩格列净后尿量增加，原因是________。 （3）为验证“恩格列净可通过提高ADH的分泌来调节尿量”，科研小组进行实验。 ①实验思路： a．选取若干只生理状况相似的健康小鼠，随机均分为两组，记为甲、乙组，测定并记录小鼠的________； b．实验处理：甲组：注射适量且等量恩格列净溶液；乙组：注射等量生理盐水 c．两组小鼠在相同且适宜条件下培养，每隔一段时间测定并记录相关数据 ②预测实验结果：甲组________；乙组________。 【答案】（1） ①. 激活 ②. 含有AQP2的囊泡 （2）渗透性利尿让水分排出的量比身体“补救”留住水分的量更大，最终表现为尿量整体增加 （3） ①. （血浆）抗利尿激素浓度与（单位时间）尿量 ②. 一定范围内，ADH和尿量随着时间延长而增大 ③. ADH和尿量始终保持相对稳定 【解析】 【小问1详解】 抗利尿激素（ADH）作用于集合管主细胞表面的V2受体，会激活腺苷酸环化酶活性，进而启动细胞内的信号转导过程。腺苷酸环化酶激活后，通过一系列细胞内变化，促使含AQP2的囊泡向顶端膜移动并与顶端膜融合，从而使顶端膜上AQP2的数量增加，增强集合管对水的重吸收。 【小问2详解】 恩格列净抑制葡萄糖的重吸收，尿中葡萄糖增多使渗透压升高，减少水的重吸收；后期由于代偿作用，ADH分泌增加，水的重吸收增强，两种途径作用相反。前者渗透性利尿让水分排出的作用比后者身体 “补救” 留住水分的作用强，最终尿量有所增加。 【小问3详解】 ①实验目的是验证恩格列净通过提高ADH的分泌来调节尿量，自变量是是否注射恩格列净，因变量是（血浆中）ADH的浓度和尿量（需同时测定这两个指标才能体现“调控ADH分泌进而调节尿量”的逻辑）。所以实验思路：选取若干只生理状况相似的健康小鼠，随机均分为两组，记为甲、乙组，测定并记录小鼠的ADH的浓度和尿量。 ②预测实验结果：由于恩格列净通过提高ADH的分泌来调节尿量，甲组：一定范围内，ADH浓度随时间升高（恩格列净使细胞外液渗透压升高，刺激ADH分泌增加），由（2）可知尿量随恩格列净的施加总体呈现上升趋势。乙组：ADH浓度和尿量始终保持相对稳定（生理盐水对内环境无显著影响）。 19. 安徽铜陵建成省内最大集中式光伏鱼塘项目，该项目采用“水上发电、水下养殖”的一地两用模式，光伏板上方发电，光伏板下方的阴凉环境还能抑制藻类繁殖，改善鱼类生存环境，可开展鱼虾养殖，兼顾发电效率与渔业生产条件，实现单一资源的双重产业开发。研究人员对比分析光伏鱼塘和非光伏鱼塘的水质、浮游生物及草鱼的生长情况，部分结果如下，请回答问题； 组别 光照强度（Lux） 总氮（mg/L） 总磷（mg/L） 草鱼日增重率（%） 光伏鱼塘 2700 1.41 0.221 0.82 非光伏鱼塘 97000 2.26 0.325 0.93 （1）据表分析，________（填“光伏鱼塘”或“非光伏鱼塘”）的富营养化程度较高，依据是________，光伏鱼塘草鱼日增重率相对较低的原因可能是________。 （2）科研人员进一步研究了光伏鱼塘的水草、草鱼、杂食鸟之间的关系并构建能量流动图如下，字母表示能量值。 图中甲表示的能量是________，图中草鱼用于生长发育和繁殖的能量可以表示为________（用图中字母表示），假设水草流向草鱼和杂食鸟的能量总和不变，且流向两者的能量比例由1∶1调整为1∶4，则杂食鸟最终获得的能量是原来的________倍（能量传递效率按10%计算，保留1位小数）。 （3）相较于非光伏鱼塘，研究人员观测到光伏鱼塘四周的水鸟数量较少，其原因可能是________（答出两点即可）。为改善该现象，科研人员适当降低了光伏板的覆盖面，为水鸟的生存创设更有利的条件，这体现了生态工程的________原理。构建该光伏鱼塘时尽量选择了当地的鱼虾品种和经济水生植物，并考虑这些动植物生态位的差异，这体现了生物多样性的________价值。 【答案】（1） ①. 非光伏鱼塘 ②. 非光伏鱼塘总氮、总磷含量较高，且光照强度较大 ③. 光照不足，降低藻类光合作用强度，导致藻类生物量减少，草鱼食物减少 （2） ①. 在呼吸作用中以热能形式散失的能量 ②. e-f ③. 1.5 （3） ①. 光伏板影响了水鸟的捕食、栖息空间等 ②. 自生 ③. 直接和间接 【解析】 【小问1详解】 水体富营养化由氮、磷含量过高导致，表格数据显示非光伏鱼塘总氮、总磷含量显著高于光伏鱼塘，且光照强度较大，因此富营养化程度更高。草鱼增重的能量来自食物，光伏鱼塘被光伏板遮挡，光照不足，降低藻类光合作用强度，导致藻类生物量减少，草鱼食物减少，因此日增重率更低。 【小问2详解】 能量流动中，所有营养级（生产者、消费者）的同化能量都会有一部分通过呼吸作用以热能形式散失，因此甲表示呼吸作用散失的能量。草鱼同化量为e，其中f是呼吸散失的能量，因此用于生长发育繁殖的能量=同化量-呼吸散失量=e−f。设水草流向草鱼和杂食鸟的总能量为A，原能量分配比例（草鱼：杂食鸟）为1：1，则杂食鸟获得的总能量为E1​=A/2×10%+(A/2​×10%)×10%=0.055A，调整比例为1：4后，杂食鸟获得的总能量为E2​=4A/5×10%+(A​/5×10%)×10%=0.082A，因此E2/​E1≈1.5。 【小问3详解】 水鸟生存需要食物和栖息空间，光伏板影响了水鸟的捕食、栖息空间等，导致光伏鱼塘水鸟少。适当降低了光伏板的覆盖面，为水鸟的生存创设更有利的条件，这体现了生态工程的自生原理。该模式选择当地物种，利用生态位差异充分利用资源，既获得了发电、渔业的经济效益（直接价值），又维持了鱼塘生态系统的稳定（间接生态价值），因此体现了生物多样性的直接价值和间接价值。 20. 2′-FL（2′-岩藻糖基乳糖）是一种能改善肠道功能的婴幼儿配方食品成分。研究人员通过基因工程动态调节枯草芽孢杆菌的代谢过程，提高2′-FL的产量。回答下列有关问题： （1）已知futC和pfkA分别是2′-FL合成和菌体生长的关键基因，如图所示。研究人员构建了持续高表达futC基因的枯草芽孢杆菌并进行发酵实验，结果显示2′-FL产量较低，原因很可能是________。因此，前期两种基因的表达状态应该是________，一定时间后两种基因的表达状态相反，从而实现2′-FL的高产。 （2）为了实现2′-FL的高产，研究人员利用温度作为“开关”来动态调控相关代谢基因的表达，并由此构建了质粒1和质粒2（如图），利用荧光蛋白基因进行功能测试。 ①构建质粒1的目的是实现基因的温控激活。在30℃时，C蛋白与温度诱导型启动子结合，使________无法结合到该区域；37℃时，C蛋白失活，________基因启动表达。若在测试过程中观察到37℃时荧光强度高于30℃，说明质粒1构建成功。 ②质粒2的CRISPRi系统中，人工设计的crRNA（一种RNA分子）可通过碱基互补配对识别靶基因，引导dCpf1蛋白结合并抑制靶基因的转录。利用由启动子P2驱动的红色荧光蛋白基因测试质粒2的功能。图中P1和P2应分别为________型启动子。若在测试过程中观察到________，说明质粒2构建成功。 （3）在实际生产中，需要将测试成功的质粒1和质粒2中的基因进行替换，质粒1中需将绿色荧光蛋白基因替换为________，质粒2中需将靶向红色荧光蛋白的crRNA基因替换为________。 【答案】（1） ①. 持续的2′-FL合成影响了菌体正常生长和繁殖 ②. pfkA基因高表达，futC基因低表达 （2） ①. RNA聚合酶 ②. 绿色荧光蛋白 ③. 温度诱导型、持续表达型 ④. 37℃时荧光强度低于30℃ （3） ①. futC基因 ②. 靶向pfkA基因的crRNA基因 【解析】 【小问1详解】 从代谢路径图可以看到，持续高表达futC基因，会与pfkA基因竞争中间体，导致菌体生长所需的中间体不足，菌体生长受抑制，菌体数量不足，最终2'-FL总产量较低。要实现高产，需要分两个阶段，前期：需要让菌体快速生长、积累足够的生物量，因此需要pfkA基因高表达，futC基因低表达，让中间体优先用于菌体生长，保证菌体数量达到一定水平。后期：菌体数量足够后，需要让中间体优先用于2'-FL合成，因此futC基因高表达，pfkA基因低表达，实现2'-FL的高产。 【小问2详解】 ①质粒1中，C基因由持续表达型启动子驱动，持续合成C蛋白；绿色荧光蛋白基因由温度诱导型启动子驱动。30℃时，C蛋白结合至温度诱导型启动子，会空间竞争性结合，使RNA聚合酶无法结合到该启动子区域，绿色荧光蛋白基因不表达；37℃时，C蛋白失活，下游温度诱导型启动子激活，RNA聚合酶结合启动子，启动绿色荧光蛋白基因表达。 因此，若测试成功，会观察到：37℃时荧光强度高于30℃。 ②CRISPRi系统的功能是抑制靶基因转录，需要可调控的启动子来控制该系统的表达，从而实现对靶基因的动态抑制。质粒1用了温度诱导型启动子实现温控，因此质粒2中，CRISPRi系统的启动子P1，应与质粒1的绿色荧光蛋白基因启动子类型一致，为温度诱导型；红色荧光蛋白基因由启动子P2驱动，用于测试质粒2功能，P2应为持续表达型。30℃时，CRISPRi系统不表达，红色荧光正常发光；37℃时，CRISPRi系统表达，抑制红色荧光蛋白基因的转录，红色荧光消失/减弱。因此，若构建成功会观察到：37℃时荧光强度低于30℃。 【小问3详解】 前期需要pfkA高表达、futC低表达，后期需要futC高表达、pfkA低表达。质粒1的功能是温控激活基因表达，因此将绿色荧光蛋白基因替换为futC基因；质粒2的CRISPRi系统功能是温控抑制基因表达，因此需要将crRNA基因的靶基因改为pfkA基因，即靶向红色荧光蛋白基因的crRNA基因替换成靶向pfkA基因的crRNA基因。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $