精品解析：湖南省长沙市金秋方舟高级中学有限公司2025—2026学年高三下学期适应性考试生物试题

2026届高三全真模拟适应性考试 生物学 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共12小题，每小题2分，共24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. 内共生起源学说认为，线粒体起源于被原始真核细胞吞噬的好氧细菌，叶绿体起源于被吞噬的蓝细菌。研究发现，线粒体和叶绿体都具有环状DNA以及与细菌相似的核糖体，且它们的分裂方式与细菌类似。最新研究还发现，线粒体基因组中许多基因已转移到细胞核基因组中，现存线粒体基因组仅保留少量编码氧化磷酸化相关蛋白的基因。下列相关叙述错误的是（ ） A. 线粒体和叶绿体的双层膜结构可作为内共生起源学说的证据之一 B. 线粒体基因向细胞核转移减少了线粒体自身的遗传负担，有利于提高代谢效率 C. 线粒体核糖体与细胞质核糖体的结构完全相同，均由rRNA和蛋白质组成 D. 若内共生起源学说成立，则叶绿体的出现应晚于线粒体的起源 2. 细胞自噬是细胞通过溶酶体降解自身受损细胞器或大分子物质的过程。研究发现，Beclin-1蛋白是调控自噬起始的关键因子：正常营养条件下，Bcl-2蛋白与Beclin-1结合，抑制自噬发生；当细胞处于饥饿状态时，Bcl-2被磷酸化后与Beclin-1解离，Beclin-1与Vps34等蛋白形成复合物，启动自噬。AMPK蛋白激酶可通过磷酸化Bcl-2调控这一过程。下列分析正确的是（ ） A. 细胞自噬仅发生在营养匮乏的细胞中，正常营养的细胞不会发生自噬 B. AMPK活性降低会促进细胞自噬的发生，帮助细胞度过营养匮乏期 C. Beclin-1与Bcl-2的结合和解离体现了蛋白质空间结构的改变会影响其功能 D. 溶酶体合成的多种水解酶是细胞自噬能够降解生物大分子的物质基础 3. 端粒是染色体两端的特殊DNA-蛋白质复合体，其DNA序列随细胞分裂次数增加而逐渐缩短。端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的逆转录酶，能以自身RNA为模板合成端粒DNA，补充缩短的端粒。研究发现，正常体细胞中端粒酶活性极低，而约90%的癌细胞中检测到较高的端粒酶活性。将正常体细胞的端粒酶基因激活后，细胞分裂次数显著增加但并未发生癌变。下列说法错误的是（ ） A. 端粒缩短可能导致端粒内侧正常基因的DNA序列受损，使细胞活动渐趋异常 B. 端粒酶的存在说明RNA可以作为逆转录的模板，催化DNA的合成 C. 端粒酶活性升高是细胞癌变的根本原因，抑制端粒酶可治疗所有癌症 D. 端粒长度与细胞增殖能力相关，但端粒酶激活并不直接导致细胞癌变 4. 某二倍体植物的花色受三对独立遗传的等位基因（A/a、B/b、D/d）控制。基因A控制白色前体物质合成黄色素，基因B控制黄色素合成橙色素，基因D抑制基因A的表达（有D时不能合成色素）。当基因型为aa时，花色也为白色。现有两个纯合品系杂交，F₁全为白色花，F₁自交得F₂，表现型及比例为白色:黄色:橙色 = 52:3:9。下列推断不合理的是（ ） A. 亲本的基因型组合可以为aaBBDD × AAbbdd B. F₂白色花植株中纯合子所占比例为3/26 C. F₂橙色花植株中能稳定遗传的个体占1/9 D. 若让F₂中全部黄色花植株自交，后代中白色花占1/9 5. 研究人员将某二倍体动物（2n=8）的精原细胞放在含¹⁵N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养，完成一个细胞周期后，转移到不含¹⁵N的培养基中继续培养至减数第二次分裂中期。下列有关叙述正确的是（ ） A. 第一次有丝分裂后期，细胞中含¹⁵N的染色体有8条 B. 减数第一次分裂前期，每个四分体中都有2条染色单体含¹⁵N C. 减数第二次分裂中期，细胞中含¹⁵N的染色单体有8条 D. 减数分裂完成后，产生的4个精细胞中都含有¹⁵N标记的染色体 6. mRNA疫苗是将编码病原体抗原蛋白的mRNA包裹在脂质纳米颗粒（LNP）中，进入人体细胞后，mRNA在细胞质中翻译出抗原蛋白，诱导机体产生免疫应答。与传统灭活疫苗相比，mRNA疫苗不进入细胞核，不会整合到宿主基因组中，且研发周期短、生产速度快。下列关于mRNA疫苗的叙述错误的是（ ） A. mRNA疫苗进入细胞后需通过核孔进入细胞核才能发挥作用 B. 脂质纳米颗粒（LNP）的作用是帮助mRNA穿过细胞膜并保护其不被降解 C. mRNA疫苗诱导机体既能产生体液免疫也能产生细胞免疫 D. 翻译抗原蛋白所需的tRNA和氨基酸均由宿主细胞提供 7. 下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）是机体应激反应的重要调控通路。应激刺激下，下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素（CRH），促进垂体分泌促肾上腺皮质激素（ACTH），ACTH作用于肾上腺皮质使其分泌糖皮质激素（GC）。GC反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动（负反馈调节）。研究发现，长期慢性应激会导致海马区神经元萎缩，而海马对HPA轴具有抑制作用。下列分析错误的是（ ） A. 切除垂体后，血液中CRH含量升高，GC含量降低 B. 长期慢性应激可能导致HPA轴负反馈调节减弱，GC持续处于较高水平 C. GC通过体液定向运输到下丘脑和垂体细胞发挥抑制作用 D. 若某患者肾上腺皮质功能减退，则其垂体分泌的ACTH会增多 8. 群落的“中等干扰假说”认为，中等程度的干扰能维持较高的物种多样性：干扰频率过低时，竞争力强的优势种会排斥其他物种，导致多样性下降；干扰频率过高时，只有少数耐干扰物种能够存活，多样性也较低。下列相关叙述正确的是（ ） A. 火灾、洪水、人类活动等属于群落水平的干扰，不影响生态系统的稳定性 B. 中等干扰下物种多样性最高，说明此时群落的丰富度和均匀度都处于较高水平 C. 干扰频率过低时优势种排斥其他物种，体现了种间竞争中的偏害共生关系 D. 对森林生态系统而言，完全禁止任何人为干扰是保护生物多样性的最佳策略 9. 生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置、占用资源的情况、与其他物种的关系等。两个物种的生态位重叠越多，竞争越激烈。研究发现，某森林中四种食虫鸟在树冠不同层次觅食：甲主要在树冠上层取食大型昆虫，乙在树冠中层取食中等昆虫，丙在树冠下层取食小型昆虫，丁则在树干和灌木层取食。下列说法错误的是（ ） A. 四种食虫鸟的生态位分化是长期自然选择和种间竞争的结果 B. 四种鸟分别占据不同层次，提高了群落对阳光等环境资源的利用率 C. 若乙种群数量大幅下降，则甲和丙的生态位可能向中层扩展 D. 四种食虫鸟食性和栖息空间不同，说明它们之间不存在生态位重叠 10. CRISPR-Cas9基因编辑技术中，向导RNA（sgRNA）通过碱基互补配对识别靶DNA序列，引导Cas9蛋白切割DNA双链。DNA断裂后，细胞主要通过两种途径修复：非同源末端连接（NHEJ）容易产生插入或缺失突变，导致基因敲除；同源定向修复（HDR）则以提供的同源模板进行精确修复，可实现基因敲入。下列关于CRISPR技术的叙述错误的是（ ） A. sgRNA与靶DNA的识别依赖于碱基互补配对原则，具有特异性 B. 若要治疗单基因遗传病，应优先利用NHEJ途径修复致病基因 C. Cas9蛋白的功能类似于限制酶，能够识别并切割特定的DNA序列 D. 脱靶效应是CRISPR技术的安全风险之一，可能切割非靶标DNA序列 11. 某科研小组探究不同浓度生长素类似物NAA对某植物插条生根的影响，实验结果如下表。下列分析正确的是（ ） 组别 NAA浓度（mol/L） 平均生根数（条） 平均根长（cm） 对照组 0 6.5 2.8 甲组 10-10 8.2 3.5 乙组 10-8 11.6 4.2 丙组 10-6 7.8 3.1 丁组 10-4 3.2 1.5 A. 本实验的自变量是NAA浓度，因变量只是平均生根数 B. 10-8 mol/L是促进该植物插条生根的最适NAA浓度 C. 丁组生根数少于对照组，体现了生长素类似物作用的两重性 D. 甲组和丙组的生根数差异说明NAA浓度越高促进作用越强 12. 某单基因遗传病在人群中的发病率为1/10000。某正常夫妇生育了一个患病儿子和一个正常女儿。该女儿成年后与一位表现正常的男性结婚。下列计算正确的是（ ） A. 该病为伴X染色体隐性遗传病 B. 该女儿是携带者的概率为1/2 C. 人群中正常男性是携带者的概率约为2/101 D. 他们生育患病孩子的概率约为1/606 二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有两项或两项以上符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 13. 为研究温度对某植物光合作用和呼吸作用的影响，研究人员测定了不同温度下该植物的净光合速率和呼吸速率（以CO₂吸收/释放速率表示），结果如下：15℃时净光合8、呼吸2；20℃时净光合12、呼吸3；25℃时净光合15、呼吸4；30℃时净光合17、呼吸5；35℃时净光合16、呼吸6；40℃时净光合10、呼吸7。下列分析正确的是（ ） A. 25℃时该植物的总光合速率为19（单位略） B. 30℃时该植物有机物积累速率最大，是生长的最适温度 C. 35℃以后净光合速率下降主要是因为呼吸速率快速上升 D. 若昼夜时间相等，在25℃条件下植物一昼夜积累的有机物最多 14. 下列关于人体免疫调节的叙述，正确的是（ ） A. 吞噬细胞既参与非特异性免疫，又参与特异性免疫过程 B. 浆细胞能够特异性识别抗原，并分泌大量抗体 C. 记忆细胞再次接触相同抗原时，能迅速增殖分化产生大量抗体 D. 自身免疫病和过敏反应都是免疫系统异常敏感、反应过度所致 15. 下图为某生态系统的碳循环示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的组成成分，箭头表示碳的流动方向（已知甲为生产者，乙、丙为消费者，丁为分解者）。下列说法错误的是（ ） A. 碳在生物群落与无机环境之间以有机物形式循环 B. 图中缺少甲→丁和丙→丁的箭头，不能完整表示碳循环 C. 能量流动和物质循环是两个独立的过程，互不干扰 D. 乙和丙的存在加快了生态系统的物质循环 16. 胚胎干细胞（ES细胞）和诱导多能干细胞（iPS细胞）都具有发育的全能性，在再生医学领域有广阔应用前景。ES细胞来源于早期胚胎，iPS细胞则是通过将Oct4、Sox2等转录因子导入体细胞诱导形成。下列相关叙述正确的是（ ） A. ES细胞和iPS细胞都能分化形成机体的各种组织细胞 B. iPS细胞的获得说明高度分化的动物细胞也具有全能性 C. 与ES细胞相比，iPS细胞用于自体移植可避免免疫排斥问题 D. iPS细胞的诱导过程体现了分化细胞中基因的选择性表达可逆 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 17. 阅读材料，回答下列问题。 材料一： 光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低CO₂情况下发生的一个生化过程。Rubisco（核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶）是光合作用中的关键酶，它既能催化RuBP（核酮糖-1,5-二磷酸）与CO₂结合进行卡尔文循环（羧化反应），也能催化RuBP与O₂结合，最终生成CO₂并消耗能量（加氧反应，即光呼吸的起点）。在正常大气条件下，羧化反应速率约为加氧反应的3倍。 材料二： C₄植物具有特殊的"CO₂浓缩机制"：叶肉细胞中PEP羧化酶将CO₂固定为C₄化合物（如草酰乙酸），C₄化合物运输到维管束鞘细胞中释放 CO₂，使维管束鞘细胞内CO₂浓度显著升高，Rubisco主要进行羧化反应，光呼吸被大幅抑制。因此C₄植物在高温、强光、干旱条件下光合效率显著高于C₃植物。 材料三： 科研人员尝试将蓝细菌的CO₂浓缩机制相关基因导入水稻（C₃植物），希望降低水稻的光呼吸、提高光合效率。初步实验结果显示，转基因水稻的Rubisco周围CO₂浓度有所提升，但净光合速率的提升幅度未达预期。进一步研究发现，转基因水稻中光呼吸的中间产物积累减少，而这些中间产物（如乙醇酸等）原本参与氮代谢和抗氧化系统。 （1）Rubisco催化的羧化反应发生的场所是______，光呼吸过程中产生CO₂的场所主要是______。 （2）从酶的特性角度分析，Rubisco既能催化羧化反应又能催化加氧反应的原因是______；高温、干旱条件下C₃植物光呼吸增强的原因是____________________________。 （3）C₄植物的CO₂浓缩机制体现了______（填“结构与功能观”或“物质与能量观”或“进化与适应观”），请从结构层面说明C₄植物是如何实现“CO₂浓缩”的：______。 （4）结合材料三，推测转基因水稻净光合速率提升幅度未达预期的可能原因（答出两点即可）：____________________________。 18. 阅读材料，回答下列问题。 材料一： 帕金森病（PD）是一种常见的神经退行性疾病，主要特征是中脑黑质多巴胺能神经元进行性死亡，导致纹状体多巴胺水平下降，患者出现静止性震颤、运动迟缓等症状。目前研究认为，α-突触核蛋白的错误折叠和聚集是PD发病的关键因素：错误折叠的α-突触核蛋白形成寡聚体，进一步聚集为路易小体，导致神经元损伤。 材料二： 近年来，“脑肠轴”学说受到广泛关注。研究发现，PD患者肠道菌群组成与健康人存在显著差异：普雷沃氏菌科丰度降低，肠杆菌科丰度升高。动物实验显示，将PD患者的粪便移植到无菌小鼠体内，小鼠出现运动功能障碍和脑内α-突触核蛋白聚集增加；而给予特定益生菌干预后，症状有所缓解。 材料三： 小胶质细胞是中枢神经系统的固有免疫细胞，在PD中发挥双重作用：正常情况下，小胶质细胞通过吞噬作用清除错误折叠的蛋白和受损神经元，发挥神经保护作用；但持续活化的小胶质细胞会释放大量促炎因子（如TNF-α、IL-1β等），产生神经毒性，加剧多巴胺能神经元的死亡。TREM2是表达在小胶质细胞表面的受体，调控小胶质细胞的吞噬和活化状态。 （1）多巴胺是一种神经递质，由多巴胺能神经元释放后作用于突触后膜，引起突触后膜______（填“Na⁺内流”或“Cl⁻内流”），使下一个神经元______。帕金森病患者多巴胺水平下降，导致______（填“大脑皮层”或“脊髓”或“小脑”）对躯体运动的调控异常。 （2）根据材料二，肠道菌群影响帕金森病发生发展的可能机制有哪些？请从“微生物-肠-脑轴”角度提出两条合理的推测：______。 （3）根据材料三，小胶质细胞在PD中的作用具有双重性，请分别说明其神经保护和神经毒性的具体机制： 保护作用：_________________________________________________________； 毒性作用：________________________________________________________。 （4）基于以上研究，请提出两种治疗帕金森病的新思路（不得重复题干已有思路）：_____________________________________________________。 19. 阅读材料，回答下列问题。 材料一： 玉米是雌雄同株异花的二倍体植物（2n=20），是重要的粮食作物和遗传学研究材料。玉米的雄性不育在杂交育种中具有重要应用价值。细胞质雄性不育（CMS）是由细胞质基因和细胞核基因共同控制的：不育细胞质（S）与细胞核隐性不育基因（rf rf）共同作用时表现为雄性不育；正常细胞质（N）或细胞核显性恢复基因（Rf）存在时，植株均表现为可育。 材料二： 玉米的转座子Ac-Ds系统是研究基因功能的重要工具。Ac是自主转座子，自身编码转座酶，能够自主转移；Ds是非自主转座子，自身不能合成转座酶，只有在Ac存在时才能发生转座。当Ds插入到某个功能基因内部时，该基因可能失活；当Ds从基因中切离后，基因功能可能恢复（但切离位点常留下少量碱基，可能产生移码突变）。 材料三： 某研究小组利用Ac-Ds系统研究玉米籽粒颜色基因（C基因，位于9号染色体上）。C基因正常时籽粒为紫色，C基因突变后籽粒为无色。他们将Ds插入到C基因中得到无色籽粒品系，再将该品系与含Ac的品系杂交，观察后代籽粒颜色。结果发现部分籽粒出现紫色斑点，且斑点大小和数量存在差异。 （1）细胞质雄性不育的遗传______（填"遵循"或"不遵循"）孟德尔遗传定律，原因是______。在杂交育种中，雄性不育系的优点是______。 （2）现有基因型为S(rf rf)的不育系和N(Rf Rf)的恢复系。若以不育系为母本、恢复系为父本进行杂交，F₁的细胞质类型为______，基因型为______，表现型为______。 （3）材料三中，籽粒出现紫色斑点的原因是______；斑点大小和数量存在差异的原因可能是______________________________（答出两点）。 （4）若要利用Ac-Ds系统研究玉米某未知功能基因，可通过让Ds插入该基因使其失活，观察______来推测基因功能，这种研究方法属于______（填“正向遗传学”或“反向遗传学”）。 20. 阅读材料，回答下列问题。 材料一： 生物多样性与生态系统功能（BEF）关系是生态学研究的核心问题之一。大量实验表明，物种丰富度越高，生态系统的初级生产力、养分保持等功能越强。“互补效应假说”认为，不同物种生态位分化，资源利用互补，整体资源利用效率更高；“选择效应假说”则认为，高产物种在物种丰富的群落中更易出现并占据优势，主导了系统功能。 材料二： 森林生态系统是重要的陆地碳汇。研究发现，混交林的碳储量通常显著高于纯林。然而，近年来有研究提出"碳汇翻转"现象：在幼林阶段，混交林碳汇优势明显；但随着林龄增加，部分混交林的碳汇速率逐渐低于纯林，尤其是在养分贫瘠的立地上。 材料三： 全球气候变化背景下，极端干旱事件频发。研究人员对不同树种丰富度的森林样地进行了长期监测，发现物种丰富度高的森林在干旱年份的生产力下降幅度显著小于物种丰富度低的森林，即生物多样性提高了生态系统的"抗旱稳定性"。但这种"保险效应"并非在所有森林类型中都一致存在。 （1）BEF研究中，"互补效应"和"选择效应"并非互斥。请解释为什么在物种丰富的群落中，两种效应往往同时存在：______________________________。 （2）从养分循环和种间竞争的角度，分析"碳汇翻转"现象（混交林幼林期碳汇优势随林龄增加而减弱甚至逆转）的可能原因：______________________________。 （3）结合材料三，从群落稳定性的角度，说明为什么生物多样性高的森林抗旱稳定性更强：______________________________。 （4）基于以上研究，对我国人工林建设和森林碳汇管理有什么启示？请提出一条合理建议：______________________________。 21. 阅读材料，回答下列问题。 材料一： 合成生物学是通过工程化设计改造或创建生物系统的新兴学科。2021年，我国科学家在国际上首次实现了CO₂到淀粉的人工全合成：通过设计11步核心生化反应，利用化学催化剂将CO₂还原为C1化合物（甲醇等），再通过重组的多种酶催化逐步聚合为C3、C6化合物，最终合成淀粉。该途径的淀粉合成速率是玉米的8.5倍。 材料二： CAR-T细胞疗法是一种新型肿瘤免疫治疗方法：从患者体内分离T细胞，通过基因工程技术使其表达嵌合抗原受体（CAR），体外扩增后回输患者体内。CAR的胞外区能特异性识别肿瘤细胞表面抗原，胞内区激活T细胞杀伤肿瘤细胞。目前CAR-T在血液肿瘤治疗中效果显著，但对实体瘤疗效有限，且可能引发细胞因子释放综合征（CRS）等严重副作用。 材料三： 腺相关病毒（AAV）是目前基因治疗中最常用的递送载体。AAV是一种无包膜的单链DNA病毒，不能自主复制，对人体无致病性。将目的基因插入AAV基因组后，病毒可将目的基因递送到宿主细胞中并稳定表达。但AAV载体容量有限（约4.7kb），且部分人群体内存在AAV中和抗体，影响治疗效果。 （1）人工合成淀粉的过程中，CO₂转化为C1化合物的步骤相当于光合作用的______阶段；与植物光合作用相比，人工合成淀粉不需要光反应提供的______（答出两种物质），原因是______________________________。 （2）CAR-T细胞识别肿瘤细胞依赖于CAR胞外区与肿瘤抗原的特异性结合，这体现了细胞膜的______功能。CAR-T疗法对实体瘤疗效有限的可能原因有哪些？请答出两点：______________________________。 （3）与逆转录病毒载体相比，AAV作为基因治疗载体的优势有______（答出两点）；AAV载体容量有限的问题可通过什么策略解决？请提出一种思路：______________________________。 （4）上述三项技术（人工淀粉、CAR-T、AAV基因治疗）都涉及生物安全与伦理问题。请任选其一，说明其可能带来的一项安全风险或伦理争议：______________________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高三全真模拟适应性考试 生物学 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共12小题，每小题2分，共24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. 内共生起源学说认为，线粒体起源于被原始真核细胞吞噬的好氧细菌，叶绿体起源于被吞噬的蓝细菌。研究发现，线粒体和叶绿体都具有环状DNA以及与细菌相似的核糖体，且它们的分裂方式与细菌类似。最新研究还发现，线粒体基因组中许多基因已转移到细胞核基因组中，现存线粒体基因组仅保留少量编码氧化磷酸化相关蛋白的基因。下列相关叙述错误的是（ ） A. 线粒体和叶绿体的双层膜结构可作为内共生起源学说的证据之一 B. 线粒体基因向细胞核转移减少了线粒体自身的遗传负担，有利于提高代谢效率 C. 线粒体核糖体与细胞质核糖体的结构完全相同，均由rRNA和蛋白质组成 D. 若内共生起源学说成立，则叶绿体的出现应晚于线粒体的起源 【答案】C 【解析】 【详解】A、内共生起源学说认为线粒体和叶绿体分别起源于被吞噬的好氧细菌和蓝细菌，被吞噬后形成双层膜结构（外层来自宿主细胞膜，内层来自细菌细胞膜），可作为证据，A正确； B、线粒体基因向细胞核转移后，线粒体自身基因组变小，复制和表达负担减轻，有利于提高代谢效率，B正确； C、线粒体核糖体与细菌核糖体类似，与细胞质核糖体结构不同，并非完全相同，C错误； D、所有真核细胞都有线粒体（或其退化结构），但只有植物等部分真核细胞有叶绿体，说明先有线粒体的内共生，后有叶绿体的内共生，D正确。 2. 细胞自噬是细胞通过溶酶体降解自身受损细胞器或大分子物质的过程。研究发现，Beclin-1蛋白是调控自噬起始的关键因子：正常营养条件下，Bcl-2蛋白与Beclin-1结合，抑制自噬发生；当细胞处于饥饿状态时，Bcl-2被磷酸化后与Beclin-1解离，Beclin-1与Vps34等蛋白形成复合物，启动自噬。AMPK蛋白激酶可通过磷酸化Bcl-2调控这一过程。下列分析正确的是（ ） A. 细胞自噬仅发生在营养匮乏的细胞中，正常营养的细胞不会发生自噬 B. AMPK活性降低会促进细胞自噬的发生，帮助细胞度过营养匮乏期 C. Beclin-1与Bcl-2的结合和解离体现了蛋白质空间结构的改变会影响其功能 D. 溶酶体合成的多种水解酶是细胞自噬能够降解生物大分子的物质基础 【答案】C 【解析】 【详解】A、正常营养条件下细胞也会发生基础水平的自噬（如清除受损细胞器），只是饥饿时自噬增强，A错误； B、AMPK通过磷酸化Bcl-2使其与Beclin-1解离，从而启动自噬。因此AMPK活性降低会抑制（而非促进）自噬，B错误； C、Bcl-2与Beclin-1结合时Beclin-1无活性，解离后有活性，说明蛋白质的空间结构改变会影响其功能，C正确； D、水解酶是蛋白质，在核糖体上合成，溶酶体只是储存和发挥作用的场所，不合成酶，D错误。 3. 端粒是染色体两端的特殊DNA-蛋白质复合体，其DNA序列随细胞分裂次数增加而逐渐缩短。端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的逆转录酶，能以自身RNA为模板合成端粒DNA，补充缩短的端粒。研究发现，正常体细胞中端粒酶活性极低，而约90%的癌细胞中检测到较高的端粒酶活性。将正常体细胞的端粒酶基因激活后，细胞分裂次数显著增加但并未发生癌变。下列说法错误的是（ ） A. 端粒缩短可能导致端粒内侧正常基因的DNA序列受损，使细胞活动渐趋异常 B. 端粒酶的存在说明RNA可以作为逆转录的模板，催化DNA的合成 C. 端粒酶活性升高是细胞癌变的根本原因，抑制端粒酶可治疗所有癌症 D. 端粒长度与细胞增殖能力相关，但端粒酶激活并不直接导致细胞癌变 【答案】C 【解析】 【详解】A、粒处在染色体两端，起到保护内侧正常基因 DNA 序列的作用。随着细胞分裂，端粒不断缩短，当端粒消耗殆尽后，内侧的功能基因 DNA 就容易受到损伤，进而造成细胞生理活动异常、细胞衰老，A正确； B、端粒酶含RNA和蛋白质，以自身RNA为模板逆转录合成DNA，说明RNA可作为逆转录模板，B正确； C、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变，端粒酶活性升高只是癌细胞的特征之一，不是根本原因，C错误； D、将正常体细胞的端粒酶基因激活后，细胞分裂次数增加但并未癌变，说明端粒酶激活与癌变不是简单的因果关系，D正确。 4. 某二倍体植物的花色受三对独立遗传的等位基因（A/a、B/b、D/d）控制。基因A控制白色前体物质合成黄色素，基因B控制黄色素合成橙色素，基因D抑制基因A的表达（有D时不能合成色素）。当基因型为aa时，花色也为白色。现有两个纯合品系杂交，F₁全为白色花，F₁自交得F₂，表现型及比例为白色:黄色:橙色 = 52:3:9。下列推断不合理的是（ ） A. 亲本的基因型组合可以为aaBBDD × AAbbdd B. F₂白色花植株中纯合子所占比例为3/26 C. F₂橙色花植株中能稳定遗传的个体占1/9 D. 若让F₂中全部黄色花植株自交，后代中白色花占1/9 【答案】D 【解析】 【详解】A、由F₂比例52:3:9（总和64）可知，三对基因独立遗传，根据题意，A_B_dd橙色，A_bbdd黄色，aa__dd、__ __D_白色，亲本的基因型组合可以为aaBBDD（白色） × AAbbdd（黄色），A正确； B、白色纯合子有AABBDD、AAbbDD、aaBBDD、aabbDD、aaBBdd、aabbdd共6种，占6/64；白色共52/64，故白色中纯合子比例为6/52 = 3/26，B正确； C、橙色花（ddA_B_）共9份，其中能稳定遗传的ddAABB占1份，即1/9，C正确； D、黄色花为A_bbdd，其中AAbbdd占1/3，Aabbdd占2/3。自交后代中白色花（aabbdd）比例为 2/3 × 1/4 = 1/6，不是1/9，D错误。 5. 研究人员将某二倍体动物（2n=8）的精原细胞放在含¹⁵N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养，完成一个细胞周期后，转移到不含¹⁵N的培养基中继续培养至减数第二次分裂中期。下列有关叙述正确的是（ ） A. 第一次有丝分裂后期，细胞中含¹⁵N的染色体有8条 B. 减数第一次分裂前期，每个四分体中都有2条染色单体含¹⁵N C. 减数第二次分裂中期，细胞中含¹⁵N的染色单体有8条 D. 减数分裂完成后，产生的4个精细胞中都含有¹⁵N标记的染色体 【答案】B 【解析】 【详解】A、精原细胞在含¹⁵N培养基中完成一个有丝分裂周期，DNA半保留复制，每条染色体的DNA都是一条链含¹⁵N、一条链含¹⁴N，所以第一次有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数为16条，每条都含¹⁵N,A错误； B、转入不含¹⁵N培养基进行减数分裂，间期DNA再次复制后，每条染色体的两条染色单体中，一条含¹⁵N（DNA为¹⁵N-¹⁴N杂合），一条不含（DNA为¹⁴N-¹⁴N全轻）。减数第一次分裂前期，每个四分体（一对同源染色体）含4条染色单体，每条染色体各有1条染色单体含¹⁵N，因此每个四分体中有2条染色单体含¹⁵N，B正确； C、减数第二次分裂中期，细胞中有4条染色体，每条染色体有1条染色单体含¹⁵N，共4条染色单体含¹⁵N（不是8条），C错误； D、减数第二次分裂后期染色单体随机分离，精细胞中含¹⁵N的染色体数目是随机的，4个精细胞不一定都含有¹⁵N标记的染色体，D错误。 6. mRNA疫苗是将编码病原体抗原蛋白的mRNA包裹在脂质纳米颗粒（LNP）中，进入人体细胞后，mRNA在细胞质中翻译出抗原蛋白，诱导机体产生免疫应答。与传统灭活疫苗相比，mRNA疫苗不进入细胞核，不会整合到宿主基因组中，且研发周期短、生产速度快。下列关于mRNA疫苗的叙述错误的是（ ） A. mRNA疫苗进入细胞后需通过核孔进入细胞核才能发挥作用 B. 脂质纳米颗粒（LNP）的作用是帮助mRNA穿过细胞膜并保护其不被降解 C. mRNA疫苗诱导机体既能产生体液免疫也能产生细胞免疫 D. 翻译抗原蛋白所需的tRNA和氨基酸均由宿主细胞提供 【答案】A 【解析】 【详解】A、mRNA疫苗在细胞质中直接翻译，不需要进入细胞核，A错误； B、mRNA是大分子，难以直接穿过细胞膜；LNP帮助其进入细胞，并保护mRNA不被RNA酶降解，B正确； C、mRNA翻译出的抗原蛋白能诱导机体产生体液免疫和细胞免疫，C正确； D、mRNA只提供编码信息，翻译所需的tRNA、核糖体、氨基酸等都由宿主细胞提供，D正确。 7. 下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）是机体应激反应的重要调控通路。应激刺激下，下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素（CRH），促进垂体分泌促肾上腺皮质激素（ACTH），ACTH作用于肾上腺皮质使其分泌糖皮质激素（GC）。GC反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动（负反馈调节）。研究发现，长期慢性应激会导致海马区神经元萎缩，而海马对HPA轴具有抑制作用。下列分析错误的是（ ） A. 切除垂体后，血液中CRH含量升高，GC含量降低 B. 长期慢性应激可能导致HPA轴负反馈调节减弱，GC持续处于较高水平 C. GC通过体液定向运输到下丘脑和垂体细胞发挥抑制作用 D. 若某患者肾上腺皮质功能减退，则其垂体分泌的ACTH会增多 【答案】C 【解析】 【详解】A、切除垂体后，ACTH减少，肾上腺皮质分泌的GC减少；GC对下丘脑的负反馈抑制减弱，CRH分泌增多，A正确； B、长期慢性应激导致海马神经元萎缩，海马对HPA轴的抑制作用减弱，负反馈调节能力下降，GC持续偏高，B正确； C、激素通过体液运输是全身弥散的，不是"定向运输"，只是特异性作用于靶细胞（因为只有靶细胞有受体），C错误； D、肾上腺皮质功能减退时，GC分泌减少，对垂体的负反馈抑制减弱，ACTH分泌增多，D正确。 8. 群落的“中等干扰假说”认为，中等程度的干扰能维持较高的物种多样性：干扰频率过低时，竞争力强的优势种会排斥其他物种，导致多样性下降；干扰频率过高时，只有少数耐干扰物种能够存活，多样性也较低。下列相关叙述正确的是（ ） A. 火灾、洪水、人类活动等属于群落水平的干扰，不影响生态系统的稳定性 B. 中等干扰下物种多样性最高，说明此时群落的丰富度和均匀度都处于较高水平 C. 干扰频率过低时优势种排斥其他物种，体现了种间竞争中的偏害共生关系 D. 对森林生态系统而言，完全禁止任何人为干扰是保护生物多样性的最佳策略 【答案】B 【解析】 【详解】A、火灾、洪水等干扰会影响群落结构，进而影响生态系统的稳定性，A错误； B、物种多样性包括丰富度（物种数）和均匀度（各物种数量比例），中等干扰下多样性最高，说明丰富度和均匀度都较高，B正确； C、优势种排斥其他物种属于种间竞争，不是偏害共生，偏害共生是对一方有害对另一方无影响，而竞争对双方都有抑制作用，C错误； D、根据中等干扰假说，适度干扰有利于维持生物多样性，完全禁止干扰可能导致优势种排斥其他物种，多样性反而下降，D错误。 9. 生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置、占用资源的情况、与其他物种的关系等。两个物种的生态位重叠越多，竞争越激烈。研究发现，某森林中四种食虫鸟在树冠不同层次觅食：甲主要在树冠上层取食大型昆虫，乙在树冠中层取食中等昆虫，丙在树冠下层取食小型昆虫，丁则在树干和灌木层取食。下列说法错误的是（ ） A. 四种食虫鸟的生态位分化是长期自然选择和种间竞争的结果 B. 四种鸟分别占据不同层次，提高了群落对阳光等环境资源的利用率 C. 若乙种群数量大幅下降，则甲和丙的生态位可能向中层扩展 D. 四种食虫鸟食性和栖息空间不同，说明它们之间不存在生态位重叠 【答案】D 【解析】 【详解】A、生态位分化是不同物种在长期竞争和自然选择中形成的，有利于降低竞争强度，A正确； B、群落的垂直分层结构提高了对阳光等环境资源的利用率，B正确； C、乙减少后，中层的食物和空间资源空余，甲和丙可能向中层扩展，生态位发生变化，C正确； D、四种鸟虽然主要分布在不同层次，但生态位是多维度的，它们的食物资源可能有重叠（比如都捕食某些昆虫），栖息空间也可能有交叉，因此存在一定的生态位重叠，D错误。 10. CRISPR-Cas9基因编辑技术中，向导RNA（sgRNA）通过碱基互补配对识别靶DNA序列，引导Cas9蛋白切割DNA双链。DNA断裂后，细胞主要通过两种途径修复：非同源末端连接（NHEJ）容易产生插入或缺失突变，导致基因敲除；同源定向修复（HDR）则以提供的同源模板进行精确修复，可实现基因敲入。下列关于CRISPR技术的叙述错误的是（ ） A. sgRNA与靶DNA的识别依赖于碱基互补配对原则，具有特异性 B. 若要治疗单基因遗传病，应优先利用NHEJ途径修复致病基因 C. Cas9蛋白的功能类似于限制酶，能够识别并切割特定的DNA序列 D. 脱靶效应是CRISPR技术的安全风险之一，可能切割非靶标DNA序列 【答案】B 【解析】 【详解】A、题干明确说明sgRNA通过碱基互补配对识别靶DNA序列，不同sgRNA的碱基序列对应特定的靶DNA序列，因此识别过程具有特异性，A正确； B、NHEJ修复容易产生插入或缺失突变，导致基因敲除（功能丧失），不能用于"修复"致病基因。治疗单基因遗传病需要精确修复，应利用HDR途径。B错误； C、Cas9能识别特定DNA序列并进行切割，功能类似于限制酶。C正确； D、sgRNA可能与非靶标序列部分配对，导致脱靶切割，这是CRISPR技术的主要安全风险之一。D正确。 11. 某科研小组探究不同浓度生长素类似物NAA对某植物插条生根的影响，实验结果如下表。下列分析正确的是（ ） 组别 NAA浓度（mol/L） 平均生根数（条） 平均根长（cm） 对照组 0 6.5 2.8 甲组 10-10 8.2 3.5 乙组 10-8 11.6 4.2 丙组 10-6 7.8 3.1 丁组 10-4 3.2 1.5 A. 本实验的自变量是NAA浓度，因变量只是平均生根数 B. 10-8 mol/L是促进该植物插条生根的最适NAA浓度 C. 丁组生根数少于对照组，体现了生长素类似物作用的两重性 D. 甲组和丙组的生根数差异说明NAA浓度越高促进作用越强 【答案】C 【解析】 【详解】A、因变量包括平均生根数和平均根长两个指标，A错误； B、10⁻⁸ mol/L时生根数最多，但这只是实验设置的浓度梯度中的最大值，最适浓度可能在10⁻¹⁰mol/L到10⁻⁶mol/L之间的某个值，不能确定就是10⁻⁸mol/L，B错误； C、对照组生根数为6.5条，丁组（10⁻⁴mol/L）为3.2条，低于对照组，说明高浓度NAA抑制生根，体现了两重性（低促高抑），C正确； D、甲组浓度低生根数少，乙组浓度高生根数多，但丙组浓度更高生根数反而下降，说明不是浓度越高促进作用越强，D错误。 12. 某单基因遗传病在人群中的发病率为1/10000。某正常夫妇生育了一个患病儿子和一个正常女儿。该女儿成年后与一位表现正常的男性结婚。下列计算正确的是（ ） A. 该病为伴X染色体隐性遗传病 B. 该女儿是携带者的概率为1/2 C. 人群中正常男性是携带者的概率约为2/101 D. 他们生育患病孩子的概率约为1/606 【答案】C 【解析】 【详解】A、正常夫妇生了患病儿子，属于“无中生有”，为隐性遗传病，根据该遗传病在人群中的发病率可知，该遗传病是常染色体隐性遗传病，A错误； B、若为常染色体隐性遗传病，父母都是携带者（Aa），女儿正常，则其为携带者的概率为2/3，而不是1/2，B错误； C、人群中发病率aa=1/10000，则a基因频率=1/100，A=99/100，正常人群中携带者频率 = Aa/(AA+Aa) = (2×99/100×1/100) / (1 - 1/10000) = (198/10000) / (9999/10000) = 198/9999 = 2/101，C正确； D、女儿是携带者的概率为2/3，正常男性是携带者的概率为2/101，生育患病孩子的概率 = 2/3 × 2/101 × 1/4 = 1/303，不是1/606,D错误。 二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有两项或两项以上符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 13. 为研究温度对某植物光合作用和呼吸作用的影响，研究人员测定了不同温度下该植物的净光合速率和呼吸速率（以CO₂吸收/释放速率表示），结果如下：15℃时净光合8、呼吸2；20℃时净光合12、呼吸3；25℃时净光合15、呼吸4；30℃时净光合17、呼吸5；35℃时净光合16、呼吸6；40℃时净光合10、呼吸7。下列分析正确的是（ ） A. 25℃时该植物的总光合速率为19（单位略） B. 30℃时该植物有机物积累速率最大，是生长的最适温度 C. 35℃以后净光合速率下降主要是因为呼吸速率快速上升 D. 若昼夜时间相等，在25℃条件下植物一昼夜积累的有机物最多 【答案】AB 【解析】 【详解】A、总光合速率等于净光合速率加上呼吸速率。在25℃时，净光合速率为15，呼吸速率为4，那么总光合速率为15+4 =19（单位略），A正确； B、有机物积累速率由净光合速率决定，净光合速率越大，有机物积累速率越快。从题中数据可知，30℃时净光合速率为17，是所给温度中净光合速率最大的，所以此时有机物积累速率最大，是植物生长的最适温度，B正确； C、35℃以后净光合下降，不仅因为呼吸上升，更主要是因为高温导致光合酶活性下降、气孔关闭等，总光合速率本身也在下降，C错误； D、一昼夜积累的有机物量等于净光合速率乘以12减去呼吸速率乘以12，即12×（净光合速率-呼吸速率）。分别计算各温度下的值：15℃时为12×(8-2)=72；20℃时为12×(12-3)=108；25℃时为12×(15-4)=132；30℃时为12×(17-5)=144；35℃时为12×(16-6)=120；40℃时为12×(10-7)=36。通过比较可知，30℃时一昼夜积累的有机物最多，而不是25℃，D错误。 14. 下列关于人体免疫调节的叙述，正确的是（ ） A. 吞噬细胞既参与非特异性免疫，又参与特异性免疫过程 B. 浆细胞能够特异性识别抗原，并分泌大量抗体 C. 记忆细胞再次接触相同抗原时，能迅速增殖分化产生大量抗体 D. 自身免疫病和过敏反应都是免疫系统异常敏感、反应过度所致 【答案】AD 【解析】 【详解】A、吞噬细胞在第二道防线（非特异性免疫）中直接吞噬病原体，在特异性免疫中吞噬处理抗原并呈递给T细胞，A正确； B、浆细胞不能识别抗原，只能分泌抗体；能识别抗原的是B细胞、T细胞、记忆细胞等，B错误； C、记忆细胞再次接触抗原时能迅速增殖分化为浆细胞，由浆细胞产生抗体，记忆细胞本身不产生抗体，C错误； D、自身免疫病是免疫系统攻击自身组织，过敏反应是免疫系统对外来抗原过度反应，都是免疫异常敏感、反应过度所致，D正确。 15. 下图为某生态系统的碳循环示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的组成成分，箭头表示碳的流动方向（已知甲为生产者，乙、丙为消费者，丁为分解者）。下列说法错误的是（ ） A. 碳在生物群落与无机环境之间以有机物形式循环 B. 图中缺少甲→丁和丙→丁的箭头，不能完整表示碳循环 C. 能量流动和物质循环是两个独立的过程，互不干扰 D. 乙和丙的存在加快了生态系统的物质循环 【答案】AC 【解析】 【详解】A、碳在生物群落与无机环境之间以CO₂形式循环，在生物群落内部以有机物形式传递，A错误； B、分解者能分解生产者和消费者的遗体残骸，因此缺少甲→丁和丙→丁（还有乙→丁）的箭头，碳循环不完整，B正确； C、能量流动和物质循环是同时进行、相互依存的，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，不是两个独立过程，C错误； D、消费者（乙、丙）通过捕食、呼吸等活动加快了物质循环，D正确。 16. 胚胎干细胞（ES细胞）和诱导多能干细胞（iPS细胞）都具有发育的全能性，在再生医学领域有广阔应用前景。ES细胞来源于早期胚胎，iPS细胞则是通过将Oct4、Sox2等转录因子导入体细胞诱导形成。下列相关叙述正确的是（ ） A. ES细胞和iPS细胞都能分化形成机体的各种组织细胞 B. iPS细胞的获得说明高度分化的动物细胞也具有全能性 C. 与ES细胞相比，iPS细胞用于自体移植可避免免疫排斥问题 D. iPS细胞的诱导过程体现了分化细胞中基因的选择性表达可逆 【答案】ACD 【解析】 【详解】A、ES细胞和iPS细胞都具有全能性，能分化形成各种组织细胞，A正确； B、iPS细胞是由体细胞诱导形成的，没有分化出各种细胞或形成个体，没有体现细胞的全能性，B错误； C、iPS细胞来自患者自身的体细胞，用于自体移植不会发生免疫排斥，C正确； D、体细胞是高度分化的，iPS细胞的诱导过程体现了分化细胞中基因的选择性表达可逆，D正确。 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 17. 阅读材料，回答下列问题。 材料一： 光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低CO₂情况下发生的一个生化过程。Rubisco（核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶）是光合作用中的关键酶，它既能催化RuBP（核酮糖-1,5-二磷酸）与CO₂结合进行卡尔文循环（羧化反应），也能催化RuBP与O₂结合，最终生成CO₂并消耗能量（加氧反应，即光呼吸的起点）。在正常大气条件下，羧化反应速率约为加氧反应的3倍。 材料二： C₄植物具有特殊的"CO₂浓缩机制"：叶肉细胞中PEP羧化酶将CO₂固定为C₄化合物（如草酰乙酸），C₄化合物运输到维管束鞘细胞中释放 CO₂，使维管束鞘细胞内CO₂浓度显著升高，Rubisco主要进行羧化反应，光呼吸被大幅抑制。因此C₄植物在高温、强光、干旱条件下光合效率显著高于C₃植物。 材料三： 科研人员尝试将蓝细菌的CO₂浓缩机制相关基因导入水稻（C₃植物），希望降低水稻的光呼吸、提高光合效率。初步实验结果显示，转基因水稻的Rubisco周围CO₂浓度有所提升，但净光合速率的提升幅度未达预期。进一步研究发现，转基因水稻中光呼吸的中间产物积累减少，而这些中间产物（如乙醇酸等）原本参与氮代谢和抗氧化系统。 （1）Rubisco催化的羧化反应发生的场所是______，光呼吸过程中产生CO₂的场所主要是______。 （2）从酶的特性角度分析，Rubisco既能催化羧化反应又能催化加氧反应的原因是______；高温、干旱条件下C₃植物光呼吸增强的原因是____________________________。 （3）C₄植物的CO₂浓缩机制体现了______（填“结构与功能观”或“物质与能量观”或“进化与适应观”），请从结构层面说明C₄植物是如何实现“CO₂浓缩”的：______。 （4）结合材料三，推测转基因水稻净光合速率提升幅度未达预期的可能原因（答出两点即可）：____________________________。 【答案】（1） ①. 叶绿体基质 ②. 线粒体 （2） ①. Rubisco的活性部位既能结合RuBP和CO₂，也能结合RuBP和O₂（或CO₂和O₂结构相似，都能与Rubisco的活性部位结合） ②. 高温、干旱时气孔关闭，CO₂摄入减少，O₂在叶肉细胞内积累，Rubisco更易与O₂结合进行加氧反应，光呼吸增强 （3） ①. 结构与功能观 ②. C₄植物有花环状结构（维管束鞘细胞和叶肉细胞两层结构），叶肉细胞中PEP羧化酶固定CO₂形成C₄化合物，C₄运输到维管束鞘细胞分解释放CO₂，使维管束鞘细胞内CO₂浓度升高 （4）①光呼吸中间产物减少，影响了氮代谢和抗氧化系统，导致光合效率未能同步提升；②CO₂浓缩机制相关基因的表达效率不高，Rubisco周围CO₂浓度提升有限；③导入的蓝细菌基因与水稻内源系统兼容性不佳，影响卡尔文循环效率。 【解析】 【小问1详解】 羧化反应是卡尔文循环（暗反应）的步骤，暗反应发生在叶绿体基质；光呼吸过程最终在线粒体释放CO2​，所以光呼吸过程中产生CO₂的场所主要是线粒体。 【小问2详解】 从酶的特性分析，酶的专一性是结合特定结构的底物，Rubisco的活性部位既能结合RuBP和CO₂，也能结合RuBP和O₂（或CO₂和O₂结构相似，都能与Rubisco的活性部位结合），因此可催化两种反应；结合题干“光呼吸发生在高氧低CO2​条件”，高温、干旱时气孔关闭，CO₂摄入减少，O₂在叶肉细胞内积累，Rubisco更易与O₂结合进行加氧反应，光呼吸增强。 【小问3详解】 C₄植物依靠特殊的叶片结构实现CO2​浓缩功能，体现了结构决定功能的结构与功能观；C₄植物有花环状结构（维管束鞘细胞和叶肉细胞两层结构），叶肉细胞中PEP羧化酶固定CO₂形成C₄化合物，C₄运输到维管束鞘细胞分解释放CO₂，使维管束鞘细胞内CO₂浓度升高。 【小问4详解】 结合材料三信息“光呼吸中间产物参与氮代谢和抗氧化系统”，推测转基因水稻净光合速率提升幅度未达预期的可能原因：①光呼吸中间产物减少，影响了氮代谢和抗氧化系统，导致光合效率未能同步提升；②CO₂浓缩机制相关基因的表达效率不高，Rubisco周围CO₂浓度提升有限；③导入的蓝细菌基因与水稻内源系统兼容性不佳，影响卡尔文循环效率。。 18. 阅读材料，回答下列问题。 材料一： 帕金森病（PD）是一种常见的神经退行性疾病，主要特征是中脑黑质多巴胺能神经元进行性死亡，导致纹状体多巴胺水平下降，患者出现静止性震颤、运动迟缓等症状。目前研究认为，α-突触核蛋白的错误折叠和聚集是PD发病的关键因素：错误折叠的α-突触核蛋白形成寡聚体，进一步聚集为路易小体，导致神经元损伤。 材料二： 近年来，“脑肠轴”学说受到广泛关注。研究发现，PD患者肠道菌群组成与健康人存在显著差异：普雷沃氏菌科丰度降低，肠杆菌科丰度升高。动物实验显示，将PD患者的粪便移植到无菌小鼠体内，小鼠出现运动功能障碍和脑内α-突触核蛋白聚集增加；而给予特定益生菌干预后，症状有所缓解。 材料三： 小胶质细胞是中枢神经系统的固有免疫细胞，在PD中发挥双重作用：正常情况下，小胶质细胞通过吞噬作用清除错误折叠的蛋白和受损神经元，发挥神经保护作用；但持续活化的小胶质细胞会释放大量促炎因子（如TNF-α、IL-1β等），产生神经毒性，加剧多巴胺能神经元的死亡。TREM2是表达在小胶质细胞表面的受体，调控小胶质细胞的吞噬和活化状态。 （1）多巴胺是一种神经递质，由多巴胺能神经元释放后作用于突触后膜，引起突触后膜______（填“Na⁺内流”或“Cl⁻内流”），使下一个神经元______。帕金森病患者多巴胺水平下降，导致______（填“大脑皮层”或“脊髓”或“小脑”）对躯体运动的调控异常。 （2）根据材料二，肠道菌群影响帕金森病发生发展的可能机制有哪些？请从“微生物-肠-脑轴”角度提出两条合理的推测：______。 （3）根据材料三，小胶质细胞在PD中的作用具有双重性，请分别说明其神经保护和神经毒性的具体机制： 保护作用：_________________________________________________________； 毒性作用：________________________________________________________。 （4）基于以上研究，请提出两种治疗帕金森病的新思路（不得重复题干已有思路）：_____________________________________________________。 【答案】（1） ①. Na⁺内流 ②. 兴奋 ③. 大脑皮层 （2）①肠道菌群代谢产物（如短链脂肪酸等）通过血液循环影响中枢神经系统，促进α-突触核蛋白聚集；②肠道菌群紊乱导致肠道屏障通透性增加（肠漏），细菌内毒素等进入血液，引发神经炎症；③肠道菌群通过迷走神经直接向大脑传递信号，影响神经元功能；④肠道菌群失调影响5-羟色胺等神经递质的合成，间接影响多巴胺能神经元功能。 （3） ①. 保护作用：小胶质细胞通过吞噬作用清除错误折叠的α-突触核蛋白和受损神经元碎片，减少蛋白聚集对神经元的损伤 ②. 毒性作用：持续活化的小胶质细胞释放大量促炎因子（TNF-α、IL-1β等），引发神经炎症，产生神经毒性，加速多巴胺能神经元死亡 （4）①通过调控TREM2受体增强小胶质细胞的吞噬功能，促进异常蛋白清除；②使用抗炎药物抑制小胶质细胞过度活化，减轻神经炎症损伤；③抑制α-突触核蛋白的错误折叠和聚集。 【解析】 【小问1详解】 多巴胺是一种兴奋性神经递质，可以引起下一个神经元兴奋，而动作电位是由Na⁺内流引起的，因此多巴胺释放作用于突触后膜，使突触后膜Na⁺内流，从而引起下一个神经元兴奋。 由多巴胺水平下降，患者出现静止性震颤、运动迟缓等症状和大脑皮层是躯体运动的控制中枢可知，多巴胺是调控躯体运动的重要神经递质，帕金森病的病理特征是中脑黑质多巴胺能神经元死亡导致多巴胺水平下降，其水平下降会导致大脑皮层对躯体运动的调控异常。 【小问2详解】 由材料二可知，肠道菌群的种类和数量会影响到帕金森病的发生发展，推测其机理可能有：①肠道菌群代谢产物（如短链脂肪酸等）通过血液循环影响中枢神经系统，促进α-突触核蛋白聚集；②肠道菌群紊乱导致肠道屏障通透性增加（肠漏），细菌内毒素等进入血液，引发神经炎症；③肠道菌群通过迷走神经直接向大脑传递信号，影响神经元功能；④肠道菌群失调影响5-羟色胺等神经递质的合成，间接影响多巴胺能神经元功能。 【小问3详解】 正常情况下，小胶质细胞通过吞噬作用清除错误折叠的蛋白和受损神经元，发挥神经保护作用，结合错误折叠的α-突触核蛋白形成寡聚体，进一步聚集为路易小体，导致神经元损伤进行推测其保护机制是小胶质细胞通过吞噬作用清除错误折叠的α-突触核蛋白和受损神经元碎片，减少蛋白聚集对神经元的损伤；持续活化的小胶质细胞会释放大量促炎因子（如TNF-α、IL-1β等），产生神经毒性，加剧多巴胺能神经元的死亡，结合帕金森病（PD）是一种常见的神经退行性疾病，主要特征是中脑黑质多巴胺能神经元进行性死亡进行推测其毒性作用的机制是持续活化的小胶质细胞释放大量促炎因子（TNF-α、IL-1β等），引发神经炎症，产生神经毒性，加速多巴胺能神经元死亡。 【小问4详解】 基于以上研究，治疗帕金森病的新思路，第一个是清除错误折叠的蛋白质，即通过调控TREM2受体增强小胶质细胞的吞噬功能，促进异常蛋白清除；第二个是降低促炎因子的数量，即使用抗炎药物抑制小胶质细胞过度活化，减轻神经炎症损伤；第三个是减少异常蛋白的产生和聚集，即抑制α-突触核蛋白的错误折叠和聚集。 19. 阅读材料，回答下列问题。 材料一： 玉米是雌雄同株异花的二倍体植物（2n=20），是重要的粮食作物和遗传学研究材料。玉米的雄性不育在杂交育种中具有重要应用价值。细胞质雄性不育（CMS）是由细胞质基因和细胞核基因共同控制的：不育细胞质（S）与细胞核隐性不育基因（rf rf）共同作用时表现为雄性不育；正常细胞质（N）或细胞核显性恢复基因（Rf）存在时，植株均表现为可育。 材料二： 玉米的转座子Ac-Ds系统是研究基因功能的重要工具。Ac是自主转座子，自身编码转座酶，能够自主转移；Ds是非自主转座子，自身不能合成转座酶，只有在Ac存在时才能发生转座。当Ds插入到某个功能基因内部时，该基因可能失活；当Ds从基因中切离后，基因功能可能恢复（但切离位点常留下少量碱基，可能产生移码突变）。 材料三： 某研究小组利用Ac-Ds系统研究玉米籽粒颜色基因（C基因，位于9号染色体上）。C基因正常时籽粒为紫色，C基因突变后籽粒为无色。他们将Ds插入到C基因中得到无色籽粒品系，再将该品系与含Ac的品系杂交，观察后代籽粒颜色。结果发现部分籽粒出现紫色斑点，且斑点大小和数量存在差异。 （1）细胞质雄性不育的遗传______（填"遵循"或"不遵循"）孟德尔遗传定律，原因是______。在杂交育种中，雄性不育系的优点是______。 （2）现有基因型为S(rf rf)的不育系和N(Rf Rf)的恢复系。若以不育系为母本、恢复系为父本进行杂交，F₁的细胞质类型为______，基因型为______，表现型为______。 （3）材料三中，籽粒出现紫色斑点的原因是______；斑点大小和数量存在差异的原因可能是______________________________（答出两点）。 （4）若要利用Ac-Ds系统研究玉米某未知功能基因，可通过让Ds插入该基因使其失活，观察______来推测基因功能，这种研究方法属于______（填“正向遗传学”或“反向遗传学”）。 【答案】（1） ①. 不遵循 ②. 随细胞质随机分配，不遵循孟德尔的分离定律和自由组合定律 ③. 省去人工去雄步骤，简化杂交育种操作，便于大规模制种 （2） ①. S ②. Rf rf ③. 雄性可育 （3） ①. 在Ac存在时，Ds从C基因中切离，C基因功能恢复，该细胞及其分裂产生的子细胞表现为紫色，形成斑点 ②. ①Ds切离发生的时间不同，切离越早斑点越大；②不同籽粒中Ds切离的频率不同，切离次数越多斑点数量越多；③Ds切离后可能留下少量碱基导致移码突变，不一定都能恢复基因功能。 （4） ①. 基因突变后的表型变化（或性状表现） ②. 反向遗传学 【解析】 【小问1详解】 孟德尔遗传定律只适用于真核生物细胞核染色体上基因的遗传，细胞质基因存在于细胞质中，减数分裂时随机分配，不遵循孟德尔的分离定律和自由组合定律，因此细胞质雄性不育的遗传不遵循孟德尔定律。雄性不育系无法产生可育花粉，杂交育种中省去人工去雄步骤，简化杂交育种操作，便于大规模制种。 【小问2详解】 细胞质遗传为母系遗传，受精卵的细胞质几乎全部来自母本，因此F1​的细胞质类型和母本一致，为S；核基因由父母双方各提供一个，因此基因型为Rfrf，根据题干信息，只要存在显性恢复基因Rf植株就表现可育，因此F1​表现为雄性可育。 【小问3详解】 根据材料信息，Ds插入C基因会使C失活，籽粒表现无色；Ac存在时Ds才能切离，切离后C基因功能可恢复，恢复功能的细胞会表达紫色性状，因此籽粒上出现紫色斑点。斑点大小差异源于Ds切离发生的时间：发育越早切离，分裂产生的紫色子细胞越多，斑点越大；斑点数量差异源于Ds切离发生的次数，或切离后残留碱基导致移码突变，部分C基因仍无法恢复功能，因此斑点数量不同。 【小问4详解】 使目标基因失活后，通过观察生物性状的变化，即可推测该基因的功能。这种从已知基因出发，通过改变基因探究功能的方法属于反向遗传学（正向遗传学是从变异表型出发定位对应基因）。 20. 阅读材料，回答下列问题。 材料一： 生物多样性与生态系统功能（BEF）关系是生态学研究的核心问题之一。大量实验表明，物种丰富度越高，生态系统的初级生产力、养分保持等功能越强。“互补效应假说”认为，不同物种生态位分化，资源利用互补，整体资源利用效率更高；“选择效应假说”则认为，高产物种在物种丰富的群落中更易出现并占据优势，主导了系统功能。 材料二： 森林生态系统是重要的陆地碳汇。研究发现，混交林的碳储量通常显著高于纯林。然而，近年来有研究提出"碳汇翻转"现象：在幼林阶段，混交林碳汇优势明显；但随着林龄增加，部分混交林的碳汇速率逐渐低于纯林，尤其是在养分贫瘠的立地上。 材料三： 全球气候变化背景下，极端干旱事件频发。研究人员对不同树种丰富度的森林样地进行了长期监测，发现物种丰富度高的森林在干旱年份的生产力下降幅度显著小于物种丰富度低的森林，即生物多样性提高了生态系统的"抗旱稳定性"。但这种"保险效应"并非在所有森林类型中都一致存在。 （1）BEF研究中，"互补效应"和"选择效应"并非互斥。请解释为什么在物种丰富的群落中，两种效应往往同时存在：______________________________。 （2）从养分循环和种间竞争的角度，分析"碳汇翻转"现象（混交林幼林期碳汇优势随林龄增加而减弱甚至逆转）的可能原因：______________________________。 （3）结合材料三，从群落稳定性的角度，说明为什么生物多样性高的森林抗旱稳定性更强：______________________________。 （4）基于以上研究，对我国人工林建设和森林碳汇管理有什么启示？请提出一条合理建议：______________________________。 【答案】（1）物种丰富的群落中，不同物种生态位存在差异，对资源的利用互补，提高了整体资源利用效率（互补效应）；同时，物种丰富的群落中更可能包含高产的优势物种，这些物种在竞争中占据优势地位，对系统功能贡献更大（选择效应）；两种效应共同作用，导致物种丰富度越高生态系统功能越强。 （2）①幼林期物种间竞争较弱，不同树种养分吸收策略互补，混交林养分利用效率高，碳汇优势明显；②随着林龄增加，林分郁闭度提高，种间竞争加剧，竞争力弱的树种生长受抑制甚至死亡，互补效应减弱；③养分贫瘠立地上，养分资源有限，种间竞争更为激烈，混交林中部分树种因养分不足生长缓慢，碳汇速率可能低于生长迅速的纯林。 （3）生物多样性高的森林中，不同树种对干旱的耐受能力不同； 干旱来临时，耐旱树种仍能维持一定的生产力，补偿了耐旱性差的树种的生产力下降，使整个生态系统的生产力波动较小。 （4）①人工林建设应营造多树种混交林，提高生物多样性，增强碳汇能力和抗逆稳定性；②森林管理中应根据林龄动态调整经营策略，幼林期促进混交优势，成林期注意疏伐降低种间竞争；③在养分贫瘠地区，谨慎选择混交树种组合，避免碳汇翻转。 【解析】 【小问1详解】 互补效应的核心逻辑：群落内物种生态位分化，摄取土壤养分、光照、水分的方式不同，资源利用不存在完全重叠，整体资源利用率提升，是物种共存带来的群体增益；选择效应的核心逻辑：物种丰富的群落样本基数更大，更容易出现生长速率快、固碳能力强的高产物种，该物种会在竞争中占据主导，拉高整个生态系统生产力；二者并不冲突：一个群落既可以依靠多物种资源互补提升整体效率，又恰好存在高产优势种主导功能输出，因此两种效应会同时发挥作用。 【小问2详解】 题干要求从养分循环和种间竞争两个角度分析碳汇翻转。幼林阶段：植株体型小，光照、土壤养分充足，树种间竞争强度低；不同树种吸收氮、磷等养分的深度、种类互补，养分循环效率高，树木固碳总量更高，混交林碳汇优于纯林；林龄增大后：树冠郁闭，树木争夺光照、地下土壤养分，种间竞争激化，部分弱势树种生长受限甚至衰退，物种间养分互补的优势消失；贫瘠立地限制条件：土壤养分总量少，种间养分争夺更激烈，混交林整体生长受抑制；而纯林树种单一、生长节律统一，养分供给更匹配自身需求，碳汇速率反超混交林，形成 “碳汇翻转”。 【小问3详解】 生态系统抵抗力稳定性的核心原理：物种丰富度越高，群落功能冗余度越高。不同树种进化出不同干旱适应策略，耐旱能力存在分化；干旱胁迫下，不耐旱树种光合速率大幅下降，但耐旱树种受影响小，可持续固定碳；不同物种生产力可以相互补偿，群落总生产力下降幅度被抵消，整体波动更小，表现出更强的抗旱稳定性，也就是材料中提到的 “保险效应”。 【小问4详解】 本题为开放性实践问答，需结合前三问结论给出贴合生产的合理化建议。①依据互补效应、保险效应：单一纯林碳汇低、抗干旱能力弱，人工林应推广多树种混交，提升生物多样性，兼顾碳汇与抗逆能力；②依据碳汇翻转规律：混交林优势随林龄增长减弱，成林后可通过疏伐减少植株密度，缓解树种间养分、光照竞争，长期维持碳汇优势；③结合贫瘠立地特点：土壤养分差的区域不宜盲目混交，需筛选适配、竞争冲突小的树种组合，避免后期碳汇低于纯林。 21. 阅读材料，回答下列问题。 材料一： 合成生物学是通过工程化设计改造或创建生物系统的新兴学科。2021年，我国科学家在国际上首次实现了CO₂到淀粉的人工全合成：通过设计11步核心生化反应，利用化学催化剂将CO₂还原为C1化合物（甲醇等），再通过重组的多种酶催化逐步聚合为C3、C6化合物，最终合成淀粉。该途径的淀粉合成速率是玉米的8.5倍。 材料二： CAR-T细胞疗法是一种新型肿瘤免疫治疗方法：从患者体内分离T细胞，通过基因工程技术使其表达嵌合抗原受体（CAR），体外扩增后回输患者体内。CAR的胞外区能特异性识别肿瘤细胞表面抗原，胞内区激活T细胞杀伤肿瘤细胞。目前CAR-T在血液肿瘤治疗中效果显著，但对实体瘤疗效有限，且可能引发细胞因子释放综合征（CRS）等严重副作用。 材料三： 腺相关病毒（AAV）是目前基因治疗中最常用的递送载体。AAV是一种无包膜的单链DNA病毒，不能自主复制，对人体无致病性。将目的基因插入AAV基因组后，病毒可将目的基因递送到宿主细胞中并稳定表达。但AAV载体容量有限（约4.7kb），且部分人群体内存在AAV中和抗体，影响治疗效果。 （1）人工合成淀粉的过程中，CO₂转化为C1化合物的步骤相当于光合作用的______阶段；与植物光合作用相比，人工合成淀粉不需要光反应提供的______（答出两种物质），原因是______________________________。 （2）CAR-T细胞识别肿瘤细胞依赖于CAR胞外区与肿瘤抗原的特异性结合，这体现了细胞膜的______功能。CAR-T疗法对实体瘤疗效有限的可能原因有哪些？请答出两点：______________________________。 （3）与逆转录病毒载体相比，AAV作为基因治疗载体的优势有______（答出两点）；AAV载体容量有限的问题可通过什么策略解决？请提出一种思路：______________________________。 （4）上述三项技术（人工淀粉、CAR-T、AAV基因治疗）都涉及生物安全与伦理问题。请任选其一，说明其可能带来的一项安全风险或伦理争议：______________________________。 【答案】（1） ①. 暗反应（或卡尔文循环） ②. ATP和NADPH ③. 人工合成淀粉利用化学能（或ATP由化学反应提供），不需要光反应通过光能转化提供ATP和NADPH （2） ①. 信息交流（或识别） ②. ①实体瘤组织致密，CAR-T细胞难以浸润进入肿瘤内部；②实体瘤微环境具有免疫抑制作用，抑制CAR-T细胞的活性；③实体瘤抗原异质性高，部分肿瘤细胞不表达靶抗原，CAR-T无法识别；④肿瘤细胞可能通过下调抗原表达等方式免疫逃逸。 （3） ①. 安全性高（无致病性）、不整合到宿主基因组中、免疫原性相对较低 ②. 思路：将大基因拆分为多个片段，分别装入不同AAV载体，利用反式剪接等技术在细胞内重新组装成完整功能蛋白 （4）示例：人工淀粉：可能冲击传统农业体系，影响农民生计；大规模生产的安全性和环境影响需评估。CAR-T：治疗费用高昂，加剧医疗不公平；基因修饰细胞的长期安全性未知。AAV基因治疗：存在脱靶风险和插入突变可能；生殖系基因编辑的伦理争议。 【解析】 【小问1详解】 人工合成淀粉的过程中，CO₂转化为C1化合物的步骤相当于光合作用的暗反应阶段。在植物光合作用中，光反应为暗反应提供ATP和NADPH，而人工合成淀粉不需要光反应提供的ATP和NADPH，原因是人工合成淀粉利用化学能（或ATP由化学反应提供），不需要光反应通过光能转化提供ATP和NADPH 【小问2详解】 细胞膜的功能有将细胞与外界分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流，CAR-T细胞识别肿瘤细胞依赖于CAR胞外区与肿瘤抗原的特异性结合，这体现了细胞膜的信息交流功能。CAR-T疗法对实体瘤疗效有限，原因可能为：①实体瘤组织致密，CAR-T细胞难以浸润进入肿瘤内部；②实体瘤微环境具有免疫抑制作用，抑制CAR-T细胞的活性；③实体瘤抗原异质性高，部分肿瘤细胞不表达靶抗原，CAR-T无法识别；④肿瘤细胞可能通过下调抗原表达等方式免疫逃逸。 【小问3详解】 将目的基因插入AAV基因组后，病毒可将目的基因递送到宿主细胞中并稳定表达。与逆转录病毒载体相比，AAV作为基因治疗载体的优势有安全性高（无致病性）、不整合到宿主基因组中、免疫原性相对较低。但AAV载体容量有限（约4.7kb），可将大基因拆分为多个片段，分别装入不同AAV载体，利用反式剪接等技术在细胞内重新组装成完整功能蛋白。 【小问4详解】 人工淀粉：可能冲击传统农业体系，影响农民生计；大规模生产的安全性和环境影响需评估。CAR-T：治疗费用高昂，加剧医疗不公平；基因修饰细胞的长期安全性未知。AAV基因治疗：存在脱靶风险和插入突变可能；生殖系基因编辑的伦理争议。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $