精品解析：广东部分学校2026-2027学年高三10月联考生物学试卷

高三生物学 本试卷满分100分，考试用时75分钟 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 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。 4．本试卷主要考试内容：人教版必修1、2，选择性必修1、2、3。 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。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 我国坚持生态文明建设，走可持续发展道路，核心是实现人与自然和谐共生。下列叙述错误的是（ ） A. 建立红树林自然保护区，属于就地保护生物多样性的措施 B. 对濒危野生物种开展人工繁育后将其放归野外，可增加种群数量 C. 推广节水灌溉、秸秆还田和循环农业，有利于农业可持续发展 D. 开垦湿地和草原以扩大耕地，可提高生态承载力并减小生态足迹 2. 下图为核酸的部分结构及遗传信息传递过程的示意图。下列叙述正确的是（ ） A. 人体细胞中，图示信息传递过程只发生在细胞核中 B. 遗传信息由甲链流向乙链需要RNA聚合酶参与 C. 甲链中相邻两个脱氧核糖通过磷酸二酯键连接 D. 图中箭头所指碳原子上连接有—OH（羟基）基团 3. 某小组从印染厂废水底泥中筛选能降解染料的菌株，用固体培养基进行分离。下列叙述正确的是（ ） A. 培养基灭菌后立即倒平板，可防止杂菌落入培养基 B. 筛选前进行富集培养，可增加目标菌的数量 C. 每次划线前后灼烧接种环，目的是杀灭上一轮残留菌种 D. 统计样本中目标菌的活菌数，可采用显微镜直接计数法 4. 将内质网与高尔基体的混合液加入自上而下密度逐渐升高的分层蔗糖梯度液中，用离心法使两种细胞器迁移至与自身密度相等的蔗糖层中，在下层获得内质网，在上层获得高尔基体。该方法的主要依据是（ ） A. 两者的膜层数不相同 B. 内质网附着有核糖体 C. 高尔基体可产生囊泡 D. 两者的膜能相互转化 5. 某二倍体自花传粉植物的花色受两对独立遗传的等位基因（E/e和R/r）控制，花色的调控机制如图所示。不考虑突变，下列分析正确的是（ ） A. 红花植株的基因型种数最多，白花植株的基因型种数最少 B. 红花植株与黄花植株杂交，子代不出现白花表型 C. 黄花植株或白花植株自交，子代均不会出现红花表型 D. 杂合红花植株自交子代中红花∶黄花∶白花=9∶3∶4 6. 斜口裸鲤主要取食浮游生物，花斑裸鲤主要取食底栖生物。两者的共同祖先因竞争食物资源而出现生态位分化，最终在形态、繁殖等特性上形成差异。斜口裸鲤的口型为亚上位，繁殖期为7月；花斑裸鲤的口型为亚下位，繁殖期为4月。下列叙述错误的是（ ） A. 两种裸鲤取食不同水层食物，生态位分化可降低竞争 B. 亚上位或亚下位口型，是斜口裸鲤和花斑裸鲤对食性的适应 C. 两种裸鲤的差异，是自然选择直接作用于种群基因库的结果 D. 两种裸鲤繁殖期的分化会阻碍两种裸鲤之间的基因交流 7. 5-羟色胺（5-HT）是中枢神经系统中重要的神经递质，参与睡眠、学习和记忆等活动的调节。5-HT释放和代谢等过程的途径如图所示。针对下列选项中靶蛋白的抑制剂，不能增强5-HT作用效果的是（ ） A. MAO B. 5-HTR C. 5-HT1B/D D. SERT 8. 科学家利用AI开发了一种升级的“阿尔法折叠”人工智能系统，该人工智能系统能根据某些已有的蛋白质模拟构建出具有更稳定结构的新蛋白质，应用于药物、生物材料的开发。下列叙述错误的是（ ） A. 蛋白质的空间结构决定其生物功能 B. 该人工智能系统根据氨基酸序列模拟蛋白质的结构 C. 蛋白质空间结构的稳定性与氢键和二硫键有关 D. 合成新蛋白质无须设计与合成新的脱氧核糖核酸序列 9. 小组用赤霉素和脱落酸处理低休眠基因型（易萌发）和高休眠基因型（不易萌发）的小麦种子甲、乙，其萌发率的变化见图。下列有关分析正确的是（ ） A. 赤霉素可缩短这两种种子的萌发时间并提高萌发率 B. 赤霉素和脱落酸对小麦种子萌发的作用效果相互协同 C. 低休眠基因型小麦种子（甲）对脱落酸处理不敏感 D. 高休眠基因型小麦种子（乙）可用赤霉素辅助萌发 10. 气候变化影响生物的生存和生物圈的稳态。为了分析气候变化对种群数量的影响，研究人员调查了某地区鹩莺30年的种群数量变化，结果如图。下列叙述正确的是（　　） A. 种群数量总体呈下降趋势，气候变化对雌鸟的影响较大 B. 鹩莺种群数量变化是由性别比例变化直接导致的 C. 图中曲线可以精准预测未来鹩莺种群数量的变化趋势 D. 气候变化可能影响鹩莺种群的迁入率、迁出率、出生率和死亡率 11. 某植物根细胞吸收K+存在两种跨膜运输方式，见图。下列有关分析错误的是（ ） A. 低钾环境中，K+运输速率受H+运输速率的限制 B. 高钾环境中，K+运输时不与膜转运蛋白相结合 C. K+是一种信号分子，影响根细胞运输H+和K+ D. 吸收的K+储存在溶酶体中，以维持根细胞的渗透压 12. 多发性骨髓瘤（MM）是一种以浆细胞恶性增殖为特征的疾病。USP2（一种肽酶）调控细胞内蛋白质的降解，从而影响MM细胞的增殖与存活。药物X可与USP2结合并抑制其活性，进而下调细胞周期调控分子CCND1和细胞增殖信号通路分子的表达，上调凋亡分子CHOP的表达，最终诱导MM细胞凋亡。下列推测不合理的是（ ） A. USP2活性增强会促进MM细胞增殖和存活 B. CHOP表达上调是MM细胞出现凋亡的标志之一 C. USP2会引起MM细胞的原癌基因编码的蛋白质降解 D. 药物X通过抑制USP2发挥作用，从而抑制MM细胞增殖 13. V蛋白可结合登革病毒的蛋白外壳，抑制病毒增殖。研究人员将编码V蛋白的DNA导入大肠杆菌并诱导其表达，再将纯化后的V蛋白注入小鼠体内。制备后获得5株能分泌抗V蛋白单克隆抗体的杂交瘤细胞，用提取的单克隆抗体与V蛋白杂交，电泳结果见图。下列叙述正确的是（ ） A. 将DNA直接导入大肠杆菌，V蛋白的纯化度更高 B. 将V蛋白注入小鼠体内直接的目的是获得抗V蛋白单克隆抗体 C. 培养杂交瘤细胞5A82更有利于大量生产该种单克隆抗体 D. 抗V蛋白单克隆抗体可诱导机体产生更多的V蛋白 14. 利用二倍体牡蛎（基因型为Aa）快速育种时，用遗传物质失活的精子激发卵细胞发育，并通过一定途径将卵细胞发育成二倍体。常用的途径：①抑制第一极体形成，②抑制第二极体形成，③抑制第一次卵裂。不考虑突变，下列有关分析合理的是（ ） A. ①途径获得的二倍体的基因型为Aa B. ②途径获得的二倍体的基因型为AA或aa C. ③途径获得的二倍体的基因型为Aa D. ②③途径获得的二倍体的基因型相同 15. 抗体IgG和补体作用于M1巨噬细胞表面的受体，增强其吞噬流感病毒和被病毒侵染的宿主细胞的能力，见图1。为研究药物甲对小鼠免疫功能的影响，对小鼠连续6天灌胃药物甲后用流感病毒PR8感染，检测小鼠生理指标的变化，结果见图2。下列分析正确的是（ ） A. M1巨噬细胞可直接将PR8抗原呈递给B细胞并使其活化增殖 B. M1巨噬细胞清除PR8和宿主细胞发生在细胞免疫反应过程中 C. 药物甲可促进M1巨噬细胞FcγR蛋白基因和CR3蛋白基因的表达 D. 药物甲通过增加IgG和补体的数量，增强M1巨噬细胞的吞噬功能 16. 暗反应中CO2的固定是由Rubisco催化进行的，O2能与CO2竞争结合该酶，使该酶催化C5和O2反应，最终生成C3和CO2，该过程称为光呼吸，光呼吸会消耗ATP和NADPH。科研人员用250μmol·L-1的茉莉酸处理水稻幼苗，测量一周内Rubisco结合CO2的效率及Rubisco结合CO2和O2效率的比值的变化(见图)。下列叙述错误的是（ ） A. 光呼吸中，C5和O2反应在叶绿体基质进行 B. 若光反应速率降低，会引起光呼吸速率降低 C. 提高环境中的CO2浓度会抑制水稻的光呼吸 D. 茉莉酸处理会引起水稻光呼吸增强，使产量增加 二、非选择题：本大题共5小题，共60分。考生根据要求作答。 17. 光系统I（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ）是光合色素和蛋白质构成的复合体，其主要作用是吸收、传递和转化光能，过程如图1所示。回答下列问题： 注：质醌、细胞色素、质体蓝素和Fd、FNR等都属于电子传递体。 （1）组成光系统的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素，其中能吸收红光的色素主要是______。光系统PSⅡ吸收的光能可用于水的光解，该过程产生的O2被有氧呼吸利用至少需要跨_______层生物膜。 （2）ATP合酶催化ATP的合成依赖类囊体腔内外H+的浓度梯度，类囊体腔内高浓度H+的建立依赖于__________。 （3）PSⅡ核心蛋白D1对光高度敏感，极易受光损伤。研究发现，叶绿素酶（由CLH1和CLH2组成）能协助降解受损的D1，利于新合成的D1替代受损的D1，从而恢复PSⅡ的活性。研究人员选择拟南芥幼苗进行进一步的实验，测定其对高光的耐受性，结果如图2所示。根据结果分析，协助降解受损的D1的是_______（填“CLH1”或“CLH2”），判断依据是________________。 （4）细胞内合成代谢不足（表征为ATP和NADPH缺乏）是引起哺乳动物许多病理发生的关键因素。研究人员开发了一种基于纳米类囊体单元（NTU）的光合系统，并将其用软骨细胞膜（CM）包装后递送入小鼠的退化软骨细胞，用于改善退化软骨细胞的合成代谢。研究人员将软骨细胞退化的小鼠均分成4组，进行如表所示的实验处理。选择用CM包裹NTU，这样处理的好处是_____________（答出1点）。设置T2组的目的是_____________。 组别 实验处理 检测 T1组 软骨细胞退化的小鼠，黑暗处理 细胞内ATP和NADPH的含量 T2组 软骨细胞退化的小鼠+关节腔注射CM，黑暗处理 T3组 软骨细胞退化的小鼠+关节腔注射CM-NTU，黑暗处理 T4组 软骨细胞退化的小鼠+关节腔注射CM-NTU，光照处理 18. 团粒喷播技术是指用粘合剂将保水剂、人工土壤原料（含有机堆肥、固氮微生物等多种功能性菌群）与植物种子混合形成团粒，再通过喷播工艺覆盖受损地表的技术。此项技术在矿山和破损山体等受损生态系统修复中展现了一定优势。回答下列问题： （1）部分固氮微生物附着在植物根系表面，不形成根瘤。根系分泌物为固氮微生物提供碳源，固氮微生物可分泌赤霉素等激素促进植物生长，两者形成_______的种间关系。用团粒喷播技术修复矿山时，选用的植物需具备的特性是_______（选填序号）。团粒中混合多种植物种子，遵循生态学_______的原理。 ①源于当地乡土植物②耐旱、耐贫瘠③发芽率高、生长速度快④根系发达 （2）研究人员以实验样地外具有植物覆盖的样地作为自然对照，研究了喷播团粒后不同时间植被的相关指标，结果见表： 喷播后时间/月 生物量密度/（g·m-2） 根冠比 相对盖度/% 总生物量 地上生物量 地下生物量 3 595.28 340.37 254.91 0.75 66.83 6 1572.08 1165.14 406.94 0.35 92.87 9 1911.90 1366.42 545.48 0.40 94.15 空白对照 60.58 33.65 26.93 0.80 15.21 自然对照 2780.78 2069.85 710.93 0.34 100.00 注：根冠比是地下生物量与地上生物量的比值；相对盖度为植被的覆盖度。 反映3～6个月内修复成果显著的检测结果是_______。该时间段根冠比变化幅度较大，原因主要是_____________________________。 （3）研究人员检测到土壤钾含量与喷播植物的生物量密度之间存在极显著的负相关，出现这一变化的主要原因是_____________________________。为了增强喷播团粒的修复成果，合理的做法是_______。 19. 解偶联蛋白1（UCP1）是棕色脂肪组织（BAT）中特异性表达的蛋白，可使线粒体释放能量与生成ATP解偶联，从而生成更多的热量。MR受体可使UCP1的表达量增加。BAT的代谢变化与肥胖和血糖异常密切相关，寒冷和高脂饮食影响BAT代谢的途径见图1。长时间光照通过BAT影响血糖变化的信号通路见图2。回答下列问题： （1）据图分析，寒冷刺激产生的兴奋传递至下丘脑，通过交感神经释放_________作用于BAT，引起BAT产热_________（填“减少”或“增多”）。该过程的调节机制属于_________（填“神经调节”“体液调节”或“神经—体液调节”）。 （2）高脂饮食会刺激下丘脑，通过垂体释放_________使肾上腺皮质分泌的糖皮质激素分泌量增多。高脂饮食可导致BAT产热减少，原因是_______________________________。 （3）为验证长时间光照可通过图2所示的信号通路影响BAT的代谢，研究人员将健康小鼠分为三组，甲组进行正常光照处理，乙组用药物阻断交感神经的作用并进行长时间光照处理，则丙组小鼠的处理方法为_________，检测并比较三组小鼠的血糖浓度。研究发现，长期熬夜可增大患糖尿病的风险，结合图2分析，其原因可能是_______________________________。 20. 水稻的表型常见高秆和高氮肥需求，其遗传性状影响产量。研究人员在水稻育种中发现半矮秆低氮肥需求的高产品种，将不同性状的二倍体亲本进行杂交，研究遗传机制，实验及结果见表。回答下列问题： P 高秆×半矮秆 半矮秆高氮肥需求×高秆低氮肥需求 ↓ ↓ F1 高秆 高秆高氮肥需求 ↓Ⓧ ↓Ⓧ F2 高秆、半矮秆 多种表型 （1）高秆和半矮秆性状分别受等位基因SD1/sd1（表示基因型用D/d）控制。SD1基因编码有功能的赤霉素20-氧化酶，催化底物产生赤霉素。半矮秆植株的基因型为_________。从基因和基因表达产物功能的角度分析，出现半矮秆植株的原因是_______________________________。 （2）水稻的氮肥需求与SOD5基因有关。F2植株中，半矮秆低氮肥需求植株约占1/16，说明SOD5基因与SD1基因在染色体上的位置关系是_________。色氨酸与生长素可相互转 化，DNR1蛋白促进生长素转化为色氨酸。SOD5基因表达的转录因子可驱动DNR1蛋白的表达。与高氮肥需求水稻品种相比，低氮肥需求水稻品种SOD5基因的表达量_________（填“较低”或“较高”），生长素含量_________（填“较低”或“较高”）。 （3）低氮施肥条件下，导入外源基因以敲除SOD5基因得到株系sod5，其单株产量比野生型的高45%，且籽粒蛋白质含量不变。与杂交育种相比，基因编辑技术培育高产品种的优点是____________________（答出2点）。为获得稳定遗传的sod5品系，后续的育种思路是_______________________________。 21. 异丁胺是一种重要的化工原料，可由丙酮酸代谢生成。gltA催化丙酮酸进行细胞呼吸的反应，vlmD催化丙酮酸合成异丁胺的反应，代谢途径见图1。通过微生物发酵生产异丁胺时，难以兼顾菌株生长和产物合成之间的平衡，研究人员尝试利用基因工程技术提高菌株生产异丁胺的能力。回答下列问题： （1）在微生物生产异丁胺阶段，对gltA和vlmD的酶活力的调控目标是_________。 （2）研究人员构建了两种质粒并导入大肠杆菌（自身不含有pdhR蛋白基因和CI蛋白基因）中，分别以绿色荧光蛋白基因GFP和红色荧光蛋白基因mCherry作为报告基因，研究温度对质粒表达的调控，以期获得用温度调控生产异丁胺的目标菌。两种质粒的元件组成见图2。 注：PRM、PR和Ptrc-box表示启动子，PRM驱动下游基因持续表达。“⊥”表示抑制作用，“▌”表示终止子。 将质粒导入菌体前，先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是____________________。为了使质粒2中红色荧光蛋白的表达同时受到温度和丙酮酸的调控，要在质粒1的_________（填“A”或“B”）点插入pdhR蛋白基因。成功构建的工程菌在30℃的发光情况为____________________。 （3）丙酮酸积累量达到2 g·L-1时能解除pdhR蛋白对Ptrc-box启动子的抑制作用。asgltA基因转录出的RNA能与gltA基因的mRNA结合，从而抑制gltA的合成，且抑制作用可长时间维持。为了使工程菌在37℃生长阶段积累丙酮酸并抑制异丁胺合成，而在30℃生产阶段合成异丁胺并抑制菌体生长，需要对两种质粒和受体菌的基因进行改造，改造方案是_________（选填序号）。当监测到_________时降低培养温度至30℃使工程菌合成异丁胺。 ①用vlmD基因替换质粒1中的GFP基因；②用vlmD基因替换质粒2中的mCherry基因；③用asgltA基因替换质粒1中的GFP基因；④用asgltA基因替换质粒2中的mCherry基因；⑤诱导工程菌自身的vlmD基因表达；⑥敲除工程菌自身的vlmD基因 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三生物学 本试卷满分100分，考试用时75分钟 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 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。 4．本试卷主要考试内容：人教版必修1、2，选择性必修1、2、3。 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。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 我国坚持生态文明建设，走可持续发展道路，核心是实现人与自然和谐共生。下列叙述错误的是（ ） A. 建立红树林自然保护区，属于就地保护生物多样性的措施 B. 对濒危野生物种开展人工繁育后将其放归野外，可增加种群数量 C. 推广节水灌溉、秸秆还田和循环农业，有利于农业可持续发展 D. 开垦湿地和草原以扩大耕地，可提高生态承载力并减小生态足迹 【答案】D 【解析】 【详解】A、就地保护是指在生物的原生栖息地建立自然保护区等保护区域，建立红树林自然保护区属于典型的就地保护生物多样性的措施，A正确； B、对濒危物种人工繁育后野化放归，能够补充野外种群的个体数量，提升濒危物种种群规模，B正确； C、节水灌溉可以提升水资源利用效率，秸秆还田能养护土壤肥力，循环农业可实现资源的高效重复利用，有利于农业可持续发展，C正确； D、开垦湿地、草原扩大耕地，会破坏原有的生态系统，降低生态系统的稳定性和资源环境支撑能力，反而会减小生态承载力；同时这类活动会消耗更多生态资源，生态足迹会增大，D错误。 2. 下图为核酸的部分结构及遗传信息传递过程的示意图。下列叙述正确的是（ ） A. 人体细胞中，图示信息传递过程只发生在细胞核中 B. 遗传信息由甲链流向乙链需要RNA聚合酶参与 C. 甲链中相邻两个脱氧核糖通过磷酸二酯键连接 D. 图中箭头所指碳原子上连接有—OH（羟基）基团 【答案】D 【解析】 【详解】A、图中同时存在 T 和 U，可以表示转录或逆转录，但在人体细胞中表示转录过程，主要发生在细胞核，线粒体中也可发生，不是只发生在细胞核中，A错误； B、甲链含有 U，为 RNA 链；乙链含有T，为 DNA 链，遗传信息由甲链流向乙链为逆转录，需要逆转录酶参与，B错误； C、甲链为 RNA 链，不是脱氧核糖，应该是核糖，C错误； D、箭头指向核糖的 3 号碳原子，该碳原子上连接有 —OH（羟基）基团，D正确。 3. 某小组从印染厂废水底泥中筛选能降解染料的菌株，用固体培养基进行分离。下列叙述正确的是（ ） A. 培养基灭菌后立即倒平板，可防止杂菌落入培养基 B. 筛选前进行富集培养，可增加目标菌的数量 C. 每次划线前后灼烧接种环，目的是杀灭上一轮残留菌种 D. 统计样本中目标菌的活菌数，可采用显微镜直接计数法 【答案】B 【解析】 【详解】A、培养基灭菌后不能立即倒平板，需要冷却至约 50℃（手感不烫手）再倒平板。温度过高会杀死后续要接种的微生物，温度过低琼脂会提前凝固，无法铺成均匀平板，A错误； B、富集培养是使用选择培养基培养样品，让能降解染料的目标菌株大量增殖，增加目标菌的数量，方便后续分离筛选，B正确； C、平板划线时灼烧接种环，前后目的不一样：划线前灼烧是为了杀死接种环残留菌种（第一次灼烧是杀死接种环上残留的杂菌），保证下一区划线菌种只来自上一区划线末端；划线结束后灼烧是为了杀死接种环残留活菌，防止污染环境、感染实验者，C错误； D、显微镜直接计数法（血细胞计数板计数），活菌、死菌一起计数，无法区分活菌和死菌，不能用来统计活菌数。统计活菌数应该用稀释涂布平板法，D错误。 4. 将内质网与高尔基体的混合液加入自上而下密度逐渐升高的分层蔗糖梯度液中，用离心法使两种细胞器迁移至与自身密度相等的蔗糖层中，在下层获得内质网，在上层获得高尔基体。该方法的主要依据是（ ） A. 两者的膜层数不相同 B. 内质网附着有核糖体 C. 高尔基体可产生囊泡 D. 两者的膜能相互转化 【答案】B 【解析】 【详解】A、内质网和高尔基体都为具单层膜的细胞器，膜层数没有差异，因而据此不能实现分离，A错误； B、部分内质网为附着核糖体的粗面内质网，核糖体的密度很高，会让内质网的整体密度显著大于高尔基体，是二者出现密度差、实现分层分离的核心依据，B正确； C、高尔基体和内质网均可产生囊泡，不是二者分层的依据，C错误； D、高尔基体膜和内质网膜可相互转化，不是二者的密度差异、离心分离的原理，D错误。 5. 某二倍体自花传粉植物的花色受两对独立遗传的等位基因（E/e和R/r）控制，花色的调控机制如图所示。不考虑突变，下列分析正确的是（ ） A. 红花植株的基因型种数最多，白花植株的基因型种数最少 B. 红花植株与黄花植株杂交，子代不出现白花表型 C. 黄花植株或白花植株自交，子代均不会出现红花表型 D. 杂合红花植株自交子代中红花∶黄花∶白花=9∶3∶4 【答案】C 【解析】 【详解】A、根据图示代谢途径：红花：E_R_（同时有E和R基因，合成红色物质）；黄花：E_rr（有E无R，只能合成黄色物质）；白花：ee__（无E，无法合成黄色前体，无论有没有R都是白花）。红花（E_R_）基因型：EERR、EERr、EeRR、EeRr，共4种；黄花（E_rr）基因型：EErr、Eerr，共2种；白花（ee__）基因型：eeRR、eeRr、eerr，共3种。基因型种类最少的是黄花，不是白花，A错误； B、红花（E_R_）和黄花（E_rr）杂交，有可能产生白花。如EeRr（红花）×Eerr（黄花），亲本都携带e基因，子代可以出现ee__，表现白花，B错误； C、黄花基因型为E_rr，没有R基因，自交后代不会产生R基因，无法合成红色物质；白花基因型ee__，没有E基因，自交后代全为ee__，无法合成黄色中间产物，更无法合成红色物质。因此黄花或白花自交，子代都不会出现红花，C正确； D、杂合红花植株有三种：EERr、EeRR、EeRr。只有双杂合子EeRr自交，子代才是红花：黄花：白花=9：3：4；如果是EERr自交，子代只有红花和黄花；EeRR自交，子代只有红花和白花，D错误。 6. 斜口裸鲤主要取食浮游生物，花斑裸鲤主要取食底栖生物。两者的共同祖先因竞争食物资源而出现生态位分化，最终在形态、繁殖等特性上形成差异。斜口裸鲤的口型为亚上位，繁殖期为7月；花斑裸鲤的口型为亚下位，繁殖期为4月。下列叙述错误的是（ ） A. 两种裸鲤取食不同水层食物，生态位分化可降低竞争 B. 亚上位或亚下位口型，是斜口裸鲤和花斑裸鲤对食性的适应 C. 两种裸鲤的差异，是自然选择直接作用于种群基因库的结果 D. 两种裸鲤繁殖期的分化会阻碍两种裸鲤之间的基因交流 【答案】C 【解析】 【详解】A、斜口裸鲤取食浮游生物、花斑裸鲤取食底栖生物，生态位分化让二者利用不同水层的资源，有效降低了种间竞争，A正确； B、亚上位的口型更适合取食上层浮游生物，亚下位的口型更适合取食底层底栖生物，是二者对各自食性的适应性特征，B正确； C、自然选择的直接作用对象是生物的表现型（性状），自然选择通过筛选有利性状，定向改变种群的基因频率，进而影响种群基因库，C错误； D、两种裸鲤繁殖期分别在7月和4月，繁殖时间的差异属于时间隔离，会阻碍二者间的基因交流，D正确。 7. 5-羟色胺（5-HT）是中枢神经系统中重要的神经递质，参与睡眠、学习和记忆等活动的调节。5-HT释放和代谢等过程的途径如图所示。针对下列选项中靶蛋白的抑制剂，不能增强5-HT作用效果的是（ ） A. MAO B. 5-HTR C. 5-HT1B/D D. SERT 【答案】B 【解析】 【详解】A、MAO 可以催化 5-HT 分解。使用 MAO 抑制剂，5-HT 的分解过程被抑制，突触间隙中 5-HT 含量增加，能增强 5-HT 的作用效果，A不符合题意； B、5-HTR 是突触后膜上 5-HT 的特异性受体，5-HT 需要与 5-HTR 结合才能发挥作用。使用 5-HTR 抑制剂，受体被抑制，5-HT 无法有效结合受体传递信号，5-HT 的作用效果减弱，不能增强 5-HT 作用效果， B符合题意； C、5-HT₁B/D 位于突触前膜，5-HT 与该受体结合后会抑制突触前膜释放 5-HT。使用 5-HT₁B/D 抑制剂，该作用被解除，突触前膜可以释放更多 5-HT，增强 5-HT 的作用效果，C不符合题意； D、SERT 是转运蛋白，负责将突触间隙的 5-HT 回收至突触前神经元。使用 SERT 抑制剂，5-HT 的回收过程被抑制，突触间隙中 5-HT 含量升高，能增强 5-HT 的作用效果，D不符合题意。 8. 科学家利用AI开发了一种升级的“阿尔法折叠”人工智能系统，该人工智能系统能根据某些已有的蛋白质模拟构建出具有更稳定结构的新蛋白质，应用于药物、生物材料的开发。下列叙述错误的是（ ） A. 蛋白质的空间结构决定其生物功能 B. 该人工智能系统根据氨基酸序列模拟蛋白质的结构 C. 蛋白质空间结构的稳定性与氢键和二硫键有关 D. 合成新蛋白质无须设计与合成新的脱氧核糖核酸序列 【答案】D 【解析】 【详解】A、蛋白质的功能依赖其特定的空间结构，空间结构改变通常会导致蛋白质功能丧失，A正确； B、题意显示，该人工智能系统能根据某些已有的蛋白质模拟构建出具有更稳定结构的新蛋白质，据此推测，该人工智能系统根据氨基酸序列模拟蛋白质的结构，B正确； C、维持蛋白质空间结构的作用力包括氢键、二硫键、疏水相互作用等，氢键和二硫键都能显著提升蛋白质空间结构的稳定性，C正确； D、新的蛋白质对应独特的氨基酸序列，根据中心法则，氨基酸序列由DNA的脱氧核苷酸序列（基因）编码，要合成全新的人工设计的蛋白质，必须设计并合成对应的新脱氧核糖核酸序列来指导其表达，D错误。 9. 小组用赤霉素和脱落酸处理低休眠基因型（易萌发）和高休眠基因型（不易萌发）的小麦种子甲、乙，其萌发率的变化见图。下列有关分析正确的是（ ） A. 赤霉素可缩短这两种种子的萌发时间并提高萌发率 B. 赤霉素和脱落酸对小麦种子萌发的作用效果相互协同 C. 低休眠基因型小麦种子（甲）对脱落酸处理不敏感 D. 高休眠基因型小麦种子（乙）可用赤霉素辅助萌发 【答案】D 【解析】 【详解】A、据图甲可知，赤霉素处理在第6天后种子的萌发率比对照的低，故并未体现赤霉素提高甲种子的最终萌发率，仅在萌发前期提升了萌发速率，A错误； B、赤霉素的作用是促进种子萌发，脱落酸的作用是抑制种子萌发，二者对种子萌发的作用效果为抗衡关系，B错误； C、低休眠基因型的甲种子经过脱落酸处理后，萌发率远低于对照组和赤霉素处理组，说明甲对脱落酸处理是敏感的，脱落酸显著抑制了它的萌发，C错误； D、高休眠基因型的乙种子对照组萌发率极低，几乎难以萌发，但赤霉素处理后萌发率大幅提升，因此可以用赤霉素辅助高休眠基因型小麦种子萌发，D正确。 10. 气候变化影响生物的生存和生物圈的稳态。为了分析气候变化对种群数量的影响，研究人员调查了某地区鹩莺30年的种群数量变化，结果如图。下列叙述正确的是（　　） A. 种群数量总体呈下降趋势，气候变化对雌鸟的影响较大 B. 鹩莺种群数量变化是由性别比例变化直接导致的 C. 图中曲线可以精准预测未来鹩莺种群数量的变化趋势 D. 气候变化可能影响鹩莺种群的迁入率、迁出率、出生率和死亡率 【答案】D 【解析】 【详解】A、由曲线可知，雄鸟种群数量下降幅度远大于雌鸟，说明气候变化对雄鸟的影响更大，A错误； B、出生率、死亡率、迁入率和迁出率是直接决定种群数量变化的因素，性别比例通过影响出生率间接影响种群数量，并非直接导致种群数量变化，B错误； C、图中仅体现了过往30年鹩莺的种群数量变化，未来气候变化等环境条件存在不确定性，且预测种群数量变化还需要参考年龄结构等特征，无法精准预测未来的变化趋势，C错误； D、气候变化属于环境因素，可通过影响食物、栖息环境等，进而影响鹩莺种群的迁入率、迁出率、出生率和死亡率，D正确。 11. 某植物根细胞吸收K+存在两种跨膜运输方式，见图。下列有关分析错误的是（ ） A. 低钾环境中，K+运输速率受H+运输速率的限制 B. 高钾环境中，K+运输时不与膜转运蛋白相结合 C. K+是一种信号分子，影响根细胞运输H+和K+ D. 吸收的K+储存在溶酶体中，以维持根细胞的渗透压 【答案】D 【解析】 【详解】A、低钾环境下，K+的吸收依靠膜上的共转运结构，借助H+顺浓度梯度回流产生的势能完成跨膜运输，因此H+的运输速率会直接限制K+的运输速率，A正确； B、高钾环境中，细胞外K+浓度高于细胞内，K+通过图示的通道蛋白顺浓度梯度进行协助扩散，通道蛋白介导的物质运输过程中，物质不需要与转运蛋白结合即可完成跨膜，B正确； C、低浓度K+可作用于膜上的感应器，进而调控细胞内H+的主动运输（消耗ATP将H+运出细胞）和K+的跨膜转运，说明K+可以作为信号分子，调控根细胞对H+和K+的运输过程，C正确； D、K+作为植物细胞内维持渗透压的重要物质，主要储存在液泡中，D错误。 12. 多发性骨髓瘤（MM）是一种以浆细胞恶性增殖为特征的疾病。USP2（一种肽酶）调控细胞内蛋白质的降解，从而影响MM细胞的增殖与存活。药物X可与USP2结合并抑制其活性，进而下调细胞周期调控分子CCND1和细胞增殖信号通路分子的表达，上调凋亡分子CHOP的表达，最终诱导MM细胞凋亡。下列推测不合理的是（ ） A. USP2活性增强会促进MM细胞增殖和存活 B. CHOP表达上调是MM细胞出现凋亡的标志之一 C. USP2会引起MM细胞的原癌基因编码的蛋白质降解 D. 药物X通过抑制USP2发挥作用，从而抑制MM细胞增殖 【答案】C 【解析】 【详解】A、药物X抑制USP2活性后，会下调增殖相关分子、诱导MM细胞凋亡，说明USP2正常的活性是促进MM细胞增殖和存活的，因此USP2活性增强会进一步促进MM细胞增殖存活，A合理； B、题干明确说明药物X作用后会上调凋亡分子CHOP的表达，最终诱导MM细胞凋亡，因此CHOP表达上调是MM细胞凋亡的标志之一，B合理； C、原癌基因编码的蛋白质通常是促进细胞正常增殖的蛋白，若USP2降解这类蛋白，会抑制细胞增殖，这和题干中USP2促进MM细胞增殖存活的作用完全矛盾。结合题干中USP2调控蛋白降解、药物抑制USP2后会下调增殖相关分子CCND1的信息，可推知USP2的作用是减少这类促增殖蛋白的降解，C不合理； D、题干直接指出药物X可与USP2结合并抑制其活性，进而下调细胞周期调控分子、增殖信号通路分子的表达，最终诱导MM细胞凋亡，即抑制其增殖，D合理。 13. V蛋白可结合登革病毒的蛋白外壳，抑制病毒增殖。研究人员将编码V蛋白的DNA导入大肠杆菌并诱导其表达，再将纯化后的V蛋白注入小鼠体内。制备后获得5株能分泌抗V蛋白单克隆抗体的杂交瘤细胞，用提取的单克隆抗体与V蛋白杂交，电泳结果见图。下列叙述正确的是（ ） A. 将DNA直接导入大肠杆菌，V蛋白的纯化度更高 B. 将V蛋白注入小鼠体内直接的目的是获得抗V蛋白单克隆抗体 C. 培养杂交瘤细胞5A82更有利于大量生产该种单克隆抗体 D. 抗V蛋白单克隆抗体可诱导机体产生更多的V蛋白 【答案】C 【解析】 【详解】A、外源DNA不能直接在大肠杆菌中稳定复制和表达，需要先将编码V蛋白的DNA构建到基因表达载体上再导入大肠杆菌，才能保证目的基因稳定存在并高效表达，A错误； B、将V蛋白注入小鼠的直接目的是刺激小鼠机体发生特异性免疫，获得能分泌抗V蛋白抗体的B淋巴细胞，后续还需要将该B细胞和骨髓瘤细胞融合制备杂交瘤细胞，才能得到单克隆抗体，B错误； C、题图显示，条带大小和V蛋白含量正相关，5A82对应的单克隆抗体条带最大，说明它和V蛋白的结合量最高，说明杂交瘤细胞5A82分泌的抗V蛋白单克隆抗体的性能最优，更适合大量生产所需单克隆抗体，C正确； D、V蛋白是体外纯化后注入小鼠的外源蛋白，能激发小鼠发生特异性免疫，抗V蛋白的单克隆抗体是结合V蛋白的免疫球蛋白，无法诱导机体产生更多V蛋白，且小鼠本身不能合成V蛋白，D错误。 14. 利用二倍体牡蛎（基因型为Aa）快速育种时，用遗传物质失活的精子激发卵细胞发育，并通过一定途径将卵细胞发育成二倍体。常用的途径：①抑制第一极体形成，②抑制第二极体形成，③抑制第一次卵裂。不考虑突变，下列有关分析合理的是（ ） A. ①途径获得的二倍体的基因型为Aa B. ②途径获得的二倍体的基因型为AA或aa C. ③途径获得的二倍体的基因型为Aa D. ②③途径获得的二倍体的基因型相同 【答案】A 【解析】 【详解】A、抑制第一极体形成，也就是减数第一次分裂时同源染色体没有分离，原本要进入第一极体的染色体也留在次级卵母细胞中，最终得到的卵细胞同时含有A和a，染色体数是2套，发育出的二倍体基因型是Aa，A正确； B、若在减数第一次分裂前期发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，②抑制第二极体形成，可能会形成Aa的杂合类型，B错误； C、经减数分裂完成后卵细胞只有等位基因中的一个（A或a），与遗传物质失活的精子受精形成受精卵。卵裂过程进行的是有丝分裂，该基因复制后加倍，不考虑基因突变和其他情况的染色体变异，③抑制第一次卵裂，一定会形成AA或aa类型的纯合子，C错误； D、②抑制第二极体形成之前可能发生互换等现象，导致可能会形成Aa的杂合类型；若不发生互换，②途径获得的二倍体的基因型为AA或aa。③抑制第一次卵裂进行有丝分裂，一定产生纯合子，②途径和③途径获得的二倍体基因组成不一定相同，D错误。 15. 抗体IgG和补体作用于M1巨噬细胞表面的受体，增强其吞噬流感病毒和被病毒侵染的宿主细胞的能力，见图1。为研究药物甲对小鼠免疫功能的影响，对小鼠连续6天灌胃药物甲后用流感病毒PR8感染，检测小鼠生理指标的变化，结果见图2。下列分析正确的是（ ） A. M1巨噬细胞可直接将PR8抗原呈递给B细胞并使其活化增殖 B. M1巨噬细胞清除PR8和宿主细胞发生在细胞免疫反应过程中 C. 药物甲可促进M1巨噬细胞FcγR蛋白基因和CR3蛋白基因的表达 D. 药物甲通过增加IgG和补体的数量，增强M1巨噬细胞的吞噬功能 【答案】C 【解析】 【详解】A、M1巨噬细胞将PR8抗原呈递给辅助性T细胞，辅助性T细胞表面分子发生特定变化并与B细胞结合，使其活化，A错误； B、M1巨噬细胞清除PR8也发生在非特异性免疫过程中，B错误； CD、据图2可知，甲+PR8共同处理后，FcγR蛋白和CR3蛋白相对表达量均增加，说明药物甲可促进M1巨噬细胞FcγR蛋白基因和CR3蛋白基因的表达，增强M1巨噬细胞的吞噬功能，而不是通过增加IgG和补体的数量，C正确，D错误。 16. 暗反应中CO2的固定是由Rubisco催化进行的，O2能与CO2竞争结合该酶，使该酶催化C5和O2反应，最终生成C3和CO2，该过程称为光呼吸，光呼吸会消耗ATP和NADPH。科研人员用250μmol·L-1的茉莉酸处理水稻幼苗，测量一周内Rubisco结合CO2的效率及Rubisco结合CO2和O2效率的比值的变化(见图)。下列叙述错误的是（ ） A. 光呼吸中，C5和O2反应在叶绿体基质进行 B. 若光反应速率降低，会引起光呼吸速率降低 C. 提高环境中的CO2浓度会抑制水稻的光呼吸 D. 茉莉酸处理会引起水稻光呼吸增强，使产量增加 【答案】D 【解析】 【详解】A、暗反应中CO2的固定发生在叶绿体基质，C5和O2的反应是Rubisco催化的、和CO2固定竞争同一酶的过程，该反应的场所同样为叶绿体基质，A正确； B、光呼吸需要消耗光反应产生的ATP和NADPH，若光反应速率降低，ATP和NADPH的供应不足，会限制光呼吸的进行，引起光呼吸速率降低，B正确； C、O2与CO2竞争结合Rubisco，提高环境CO2浓度时，CO2在和O2竞争结合Rubisco的过程中更占优势，会抑制C5和O2的反应，从而抑制光呼吸，C正确； D、从图中可知，茉莉酸处理后Rubisco结合CO2和O2的效率比值下降，说明Rubisco结合O2的占比上升，光呼吸增强；而光呼吸会消耗ATP、NADPH，还会损耗光合产物，会导致植物有机物积累量减少，使产量降低，D错误。 二、非选择题：本大题共5小题，共60分。考生根据要求作答。 17. 光系统I（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ）是光合色素和蛋白质构成的复合体，其主要作用是吸收、传递和转化光能，过程如图1所示。回答下列问题： 注：质醌、细胞色素、质体蓝素和Fd、FNR等都属于电子传递体。 （1）组成光系统的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素，其中能吸收红光的色素主要是______。光系统PSⅡ吸收的光能可用于水的光解，该过程产生的O2被有氧呼吸利用至少需要跨_______层生物膜。 （2）ATP合酶催化ATP的合成依赖类囊体腔内外H+的浓度梯度，类囊体腔内高浓度H+的建立依赖于__________。 （3）PSⅡ核心蛋白D1对光高度敏感，极易受光损伤。研究发现，叶绿素酶（由CLH1和CLH2组成）能协助降解受损的D1，利于新合成的D1替代受损的D1，从而恢复PSⅡ的活性。研究人员选择拟南芥幼苗进行进一步的实验，测定其对高光的耐受性，结果如图2所示。根据结果分析，协助降解受损的D1的是_______（填“CLH1”或“CLH2”），判断依据是________________。 （4）细胞内合成代谢不足（表征为ATP和NADPH缺乏）是引起哺乳动物许多病理发生的关键因素。研究人员开发了一种基于纳米类囊体单元（NTU）的光合系统，并将其用软骨细胞膜（CM）包装后递送入小鼠的退化软骨细胞，用于改善退化软骨细胞的合成代谢。研究人员将软骨细胞退化的小鼠均分成4组，进行如表所示的实验处理。选择用CM包裹NTU，这样处理的好处是_____________（答出1点）。设置T2组的目的是_____________。 组别 实验处理 检测 T1组 软骨细胞退化的小鼠，黑暗处理 细胞内ATP和NADPH的含量 T2组 软骨细胞退化的小鼠+关节腔注射CM，黑暗处理 T3组 软骨细胞退化的小鼠+关节腔注射CM-NTU，黑暗处理 T4组 软骨细胞退化的小鼠+关节腔注射CM-NTU，光照处理 【答案】（1） ①. 叶绿素 ②. 5 （2）水的光解产生的H+、质醌从叶绿体基质向类囊体腔转运的H+、基质侧形成NADPH消耗H+ （3） ①. CLH1 ②. 缺失CLH1的clh1组和clh1/clh2组对高光的耐受性显著低于野生型，缺失CLH2的clh2组对高光的耐受性与野生型无差异 （4） ①. 避免NTU在递送过程中被降解；降低小鼠的免疫排斥反应，增加递送过程中NTU在体内的存留时间；利于退化软骨细胞通过胞吞摄取NTU，帮助NTU进入细胞内部发挥作用 ②. 排除软骨细胞膜（CM）本身对细胞内ATP和NADPH含量的影响 【解析】 【小问1详解】 类胡萝卜素只吸收蓝紫光，叶绿素（叶绿素a+叶绿素b）可以同时吸收红光和蓝紫光，故能吸收红光的色素主要是叶绿素；水的光解发生在叶绿体类囊体腔内，O2首先穿出类囊体膜，进入叶绿体基质，接着穿出叶绿体的双层膜，再到细胞质基质，有氧呼吸利用O2的场所是线粒体内膜，O2需要再穿过线粒体双层膜， 总共跨5层生物膜。 【小问2详解】 分析题意可知，PSⅡ驱动水的光解，直接在类囊体腔内释放出H⁺，电子传递体质醌（PQ）会把叶绿体基质里的H+转运到类囊体腔内，进一步抬升腔内H+浓度，最终形成跨膜浓度梯度驱动ATP合酶合成ATP，即类囊体腔内高浓度H+的建立依赖于水的光解产生的H+以及质醌从叶绿体基质向类囊体腔转运的H+。 【小问3详解】 分析图2，只缺失CLH2的clh2突变体，高光耐受性和野生型几乎没差别，说明缺了CLH2不影响PSⅡ的损伤修复，缺失CLH1的clh1组和clh1/clh2组对高光的耐受性显著低于野生型，缺失CLH2的clh2组对高光的耐受性与野生型无差异，说明只有CLH1缺失后，受损D1没法正常降解替换，PSⅡ活性没法恢复，植物耐高光能力才会下降，因此起作用的是CLH1。 【小问4详解】 生物膜的结构可以把NTU和体内的酶、免疫成分隔开，避免NTU被体液中的酶降解，同时降低外来异物引发的免疫排斥，延长NTU在体内的留存时间，包裹的CM和靶细胞（退化软骨细胞）的膜成分一致，软骨细胞更容易通过胞吞把NTU摄进细胞内发挥作用；对照实验的核心逻辑是控制单一变量：T2组只注射不含NTU的空白软骨细胞膜，和T1组对比，就能验证单纯注射的CM本身不会改变退化软骨细胞内的ATP、NADPH含量，排除CM这个无关变量对后续实验结果的干扰，保证后续T3、T4组的结果差异都是来自NTU的作用。 18. 团粒喷播技术是指用粘合剂将保水剂、人工土壤原料（含有机堆肥、固氮微生物等多种功能性菌群）与植物种子混合形成团粒，再通过喷播工艺覆盖受损地表的技术。此项技术在矿山和破损山体等受损生态系统修复中展现了一定优势。回答下列问题： （1）部分固氮微生物附着在植物根系表面，不形成根瘤。根系分泌物为固氮微生物提供碳源，固氮微生物可分泌赤霉素等激素促进植物生长，两者形成_______的种间关系。用团粒喷播技术修复矿山时，选用的植物需具备的特性是_______（选填序号）。团粒中混合多种植物种子，遵循生态学_______的原理。 ①源于当地乡土植物②耐旱、耐贫瘠③发芽率高、生长速度快④根系发达 （2）研究人员以实验样地外具有植物覆盖的样地作为自然对照，研究了喷播团粒后不同时间植被的相关指标，结果见表： 喷播后时间/月 生物量密度/（g·m-2） 根冠比 相对盖度/% 总生物量 地上生物量 地下生物量 3 595.28 340.37 254.91 0.75 66.83 6 1572.08 1165.14 406.94 0.35 92.87 9 1911.90 1366.42 545.48 0.40 94.15 空白对照 60.58 33.65 26.93 0.80 15.21 自然对照 2780.78 2069.85 710.93 0.34 100.00 注：根冠比是地下生物量与地上生物量的比值；相对盖度为植被的覆盖度。 反映3～6个月内修复成果显著的检测结果是_______。该时间段根冠比变化幅度较大，原因主要是_____________________________。 （3）研究人员检测到土壤钾含量与喷播植物的生物量密度之间存在极显著的负相关，出现这一变化的主要原因是_____________________________。为了增强喷播团粒的修复成果，合理的做法是_______。 【答案】（1） ①. 互利共生 ②. ①②③④ ③. 自生 （2） ①. 生物量密度和相对盖度增幅明显 ②. 地上生物量的增加量大于地下生物量的增加量 （3） ①. 植物生长吸收了土壤中的钾（或随着植物生物量增加，从土壤中吸收的钾增多） ②. 适量补充钾肥（或在喷播团粒中增加钾的含量） 【解析】 【小问1详解】 根系为固氮菌提供碳源，固氮菌分泌激素促进植物生长，二者相互依存、彼此有利，符合互利共生的种间关系定义。矿山受损区域环境恶劣，选用当地乡土植物①可适配本地气候、避免生态入侵；矿山土壤贫瘠、保水差，耐旱耐贫瘠②可保证植物存活；发芽率高生长快③能快速覆盖地表、修复生态；根系发达④可固定土壤、改善受损基质，因此①②③④均正确。 混合多种植物种子，增加了生态系统的物种丰富度，提高系统稳定性与修复能力，遵循生态工程的自生原理。 【小问2详解】 对比表格数据：3到6个月总生物量从595.28大幅升至1572.08，相对盖度从66.83%升至92.87%，远高于空白对照的极低水平，接近自然对照，生物量密度和相对盖度增幅明显，直接体现修复成果显著。 根冠比是地下生物量/地上生物量，该阶段植物进入快速生长期，地上部分（茎叶等光合结构）优先快速扩增，光合能力快速提升支撑整体生长，地上生物量的增加量大于地下生物量的增加量，因此根冠比从0.75骤降到0.35，变化幅度大。 【小问3详解】 钾是植物生长必需的大量元素，植物生长吸收了土壤中的钾（或随着植物生物量增加，从土壤中吸收的钾增多），因此土壤剩余钾含量和植物生物量呈现极显著负相关。 针对土壤钾被大量消耗的情况，合理措施是适量补充钾肥（或在喷播团粒中增加钾的含量），既补充钾素供给植物生长，也能进一步提升修复效果。 19. 解偶联蛋白1（UCP1）是棕色脂肪组织（BAT）中特异性表达的蛋白，可使线粒体释放能量与生成ATP解偶联，从而生成更多的热量。MR受体可使UCP1的表达量增加。BAT的代谢变化与肥胖和血糖异常密切相关，寒冷和高脂饮食影响BAT代谢的途径见图1。长时间光照通过BAT影响血糖变化的信号通路见图2。回答下列问题： （1）据图分析，寒冷刺激产生的兴奋传递至下丘脑，通过交感神经释放_________作用于BAT，引起BAT产热_________（填“减少”或“增多”）。该过程的调节机制属于_________（填“神经调节”“体液调节”或“神经—体液调节”）。 （2）高脂饮食会刺激下丘脑，通过垂体释放_________使肾上腺皮质分泌的糖皮质激素分泌量增多。高脂饮食可导致BAT产热减少，原因是_______________________________。 （3）为验证长时间光照可通过图2所示的信号通路影响BAT的代谢，研究人员将健康小鼠分为三组，甲组进行正常光照处理，乙组用药物阻断交感神经的作用并进行长时间光照处理，则丙组小鼠的处理方法为_________，检测并比较三组小鼠的血糖浓度。研究发现，长期熬夜可增大患糖尿病的风险，结合图2分析，其原因可能是_______________________________。 【答案】（1） ①. 去甲肾上腺素（或NE） ②. 增多 ③. 神经调节 （2） ①. 促肾上腺皮质激素 ②. 高脂饮食通过促进糖皮质激素分泌，抑制MR受体的功能，从而减少UCP1的合成，导致BAT细胞线粒体释放能量与ATP的生成偶联 （3） ①. 进行长时间光照处理 ②. 长期熬夜即接受长时间光照，可使BAT对葡萄糖的利用减少，血糖浓度升高 【解析】 【小问1详解】 从图中看出，寒冷条件下，交感神经释放去甲肾上腺素（或NE）作用于BAT，引起BAT产热增加，这是神经调节。 【小问2详解】 高脂饮食会刺激下丘脑，通过垂体释放促肾上腺皮质激素，促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素。从图中看出，高脂饮食通过促进糖皮质激素分泌，抑制MR受体的功能，从而减少UCP1的合成，导致BAT细胞线粒体释放能量与ATP的生成偶联，导致产热减少。 【小问3详解】 实验目的是验证长时间光照可通过图2所示的信号通路影响BAT的代谢，甲组进行正常光照处理作为空白对照，乙组用药物阻断交感神经的作用并进行长时间光照处理，作为实验组，丙组小鼠的处理方法为进行长时间光照处理作为条件对照，检测并比较三组小鼠的血糖浓度。从图2看出，长期熬夜，接受长时间光照，下丘脑和延髓通过交感神经作用于BAT，使BAT对葡萄糖的利用减少，血糖浓度升高，增大糖尿病的风险。 20. 水稻的表型常见高秆和高氮肥需求，其遗传性状影响产量。研究人员在水稻育种中发现半矮秆低氮肥需求的高产品种，将不同性状的二倍体亲本进行杂交，研究遗传机制，实验及结果见表。回答下列问题： P 高秆×半矮秆 半矮秆高氮肥需求×高秆低氮肥需求 ↓ ↓ F1 高秆 高秆高氮肥需求 ↓Ⓧ ↓Ⓧ F2 高秆、半矮秆 多种表型 （1）高秆和半矮秆性状分别受等位基因SD1/sd1（表示基因型用D/d）控制。SD1基因编码有功能的赤霉素20-氧化酶，催化底物产生赤霉素。半矮秆植株的基因型为_________。从基因和基因表达产物功能的角度分析，出现半矮秆植株的原因是_______________________________。 （2）水稻的氮肥需求与SOD5基因有关。F2植株中，半矮秆低氮肥需求植株约占1/16，说明SOD5基因与SD1基因在染色体上的位置关系是_________。色氨酸与生长素可相互转 化，DNR1蛋白促进生长素转化为色氨酸。SOD5基因表达的转录因子可驱动DNR1蛋白的表达。与高氮肥需求水稻品种相比，低氮肥需求水稻品种SOD5基因的表达量_________（填“较低”或“较高”），生长素含量_________（填“较低”或“较高”）。 （3）低氮施肥条件下，导入外源基因以敲除SOD5基因得到株系sod5，其单株产量比野生型的高45%，且籽粒蛋白质含量不变。与杂交育种相比，基因编辑技术培育高产品种的优点是____________________（答出2点）。为获得稳定遗传的sod5品系，后续的育种思路是_______________________________。 【答案】（1） ①. dd ②. 不能合成有功能的赤霉素20-氧化酶，赤霉素含量低，影响细胞伸长 （2） ①. 两者位于非同源染色体上（或不同对的染色体上） ②. 较低 ③. 较高 （3） ①. 缩短育种年限，定向改造水稻性状 ②. 将株系sod5进行自交，在后代中筛选出自交不出现性状分离的植株 【解析】 【小问1详解】 高秆为显性性状，半矮秆为隐性性状，因此半矮秆植株的基因型为隐性纯合dd。从基因和表达产物功能分析：SD1基因的功能是编码有功能的赤霉素20-氧化酶，该酶可催化底物合成赤霉素，赤霉素能促进植株增高。半矮秆植株的sd1基因发生了突变，不能合成有功能的赤霉素20-氧化酶，赤霉素含量低，影响细胞伸长，植株表现为半矮秆。 【小问2详解】 F2中半矮秆低氮肥需求植株占1/16，即1/4×1/4，说明控制两对性状的基因符合自由组合定律，因此SOD5基因与SD1基因位于非同源染色体上。低氮肥需求水稻品种的生长素含量更高：SOD5基因表达的转录因子可驱动DNR1蛋白表达，DNR1蛋白会促进生长素转化为色氨酸。低氮肥需求水稻生长素含量更高，说明生长素更多地保留在生长素状态，未被转化为色氨酸，因此DNR1蛋白的表达量更低，对应的SOD5基因的表达量较低，生长素含量较高。 【小问3详解】 基因编辑技术相比杂交育种的优势：可以定向改造水稻性状，无需杂交育种漫长的筛选过程，缩短育种年限；可以突破物种生殖隔离，实现跨物种的基因定向改造，而杂交育种只能在同一物种内进行基因重组。获得稳定遗传sod5品系的思路：将株系sod5进行自交，直到后代不再发生性状分离，即可获得纯合稳定遗传的sod5品系。 21. 异丁胺是一种重要的化工原料，可由丙酮酸代谢生成。gltA催化丙酮酸进行细胞呼吸的反应，vlmD催化丙酮酸合成异丁胺的反应，代谢途径见图1。通过微生物发酵生产异丁胺时，难以兼顾菌株生长和产物合成之间的平衡，研究人员尝试利用基因工程技术提高菌株生产异丁胺的能力。回答下列问题： （1）在微生物生产异丁胺阶段，对gltA和vlmD的酶活力的调控目标是_________。 （2）研究人员构建了两种质粒并导入大肠杆菌（自身不含有pdhR蛋白基因和CI蛋白基因）中，分别以绿色荧光蛋白基因GFP和红色荧光蛋白基因mCherry作为报告基因，研究温度对质粒表达的调控，以期获得用温度调控生产异丁胺的目标菌。两种质粒的元件组成见图2。 注：PRM、PR和Ptrc-box表示启动子，PRM驱动下游基因持续表达。“⊥”表示抑制作用，“▌”表示终止子。 将质粒导入菌体前，先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是____________________。为了使质粒2中红色荧光蛋白的表达同时受到温度和丙酮酸的调控，要在质粒1的_________（填“A”或“B”）点插入pdhR蛋白基因。成功构建的工程菌在30℃的发光情况为____________________。 （3）丙酮酸积累量达到2 g·L-1时能解除pdhR蛋白对Ptrc-box启动子的抑制作用。asgltA基因转录出的RNA能与gltA基因的mRNA结合，从而抑制gltA的合成，且抑制作用可长时间维持。为了使工程菌在37℃生长阶段积累丙酮酸并抑制异丁胺合成，而在30℃生产阶段合成异丁胺并抑制菌体生长，需要对两种质粒和受体菌的基因进行改造，改造方案是_________（选填序号）。当监测到_________时降低培养温度至30℃使工程菌合成异丁胺。 ①用vlmD基因替换质粒1中的GFP基因；②用vlmD基因替换质粒2中的mCherry基因；③用asgltA基因替换质粒1中的GFP基因；④用asgltA基因替换质粒2中的mCherry基因；⑤诱导工程菌自身的vlmD基因表达；⑥敲除工程菌自身的vlmD基因 【答案】（1）抑制gltA的酶活力，增强vlmD的酶活力 （2） ①. 使大肠杆菌处于能吸收外源DNA的状态 ②. B ③. 发红色荧光 （3） ①. ②③⑥ ②. 丙酮酸浓度≥2g·L-1 【解析】 【小问1详解】 生产异丁胺的核心是让丙酮酸更多流向异丁胺合成路径，因此调控目标为：抑制g丙酮酸分解关键酶gltA的活力，同时增强异丁胺合成关键酶vlmD的活力。 【小问2详解】 用Ca2+处理大肠杆菌的目的是使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，即感受态，便于质粒导入。要让质粒2中$mCherry$的表达同时受温度和丙酮酸调控，需要让质粒1表达的pdhR蛋白发挥作用： 质粒2中Ptrc-box启动mCherry表达，pdhR蛋白会抑制Ptrc-box的活性。因此需要在质粒1中插入pdhR蛋白基因，使pdhR蛋白随温度调控表达。 质粒1中，CI蛋白由自身的启动子PRM驱动表达；30℃时CI蛋白形成二聚体，结合到PR启动子的调控区域，抑制PR驱动的GFP表达。若在B点插入pdhR基因，pdhR基因可受PR启动子驱动，表达量随温度变化：37℃时CI蛋白无法形成二聚体，PR正常启动，pdhR高表达，抑制mCherry；30℃时CI二聚体抑制PR，pdhR低表达，mCherry可正常表达，符合调控需求。若在A点插入，则会破坏CI基因的表达，无法实现温度调控，因此要在质粒1的B点插入pdhR蛋白基因。30℃时CI蛋白形成二聚体，结合到PR的调控区域，抑制PR启动GFP的表达，因此绿色荧光蛋白不表达，无绿色荧光；同时CI二聚体抑制了PR对pdhR基因的驱动，pdhR蛋白表达量极低，无法抑制Ptrc-box启动的mCherry表达，因此红色荧光蛋白正常表达，发出红色荧光。 【小问3详解】 改造方案选择：需让37℃生长阶段抑制异丁胺合成，即替换质粒2中的mCherry为vlmD基因，让37℃时vlmD不表达；需让37℃生长阶段抑制gltA表达，替换质粒1中的GFP为asgltA基因，让37℃时asgltA表达；需敲除工程菌自身的vlmD基因，避免自身表达的vlmD干扰调控，因此选②③⑥。由题意可知，丙酮酸积累量达到2 g·L-1时，会解除pdhR蛋白对Ptrc-box启动子的抑制作用，此时启动子启动下游基因表达。因此，当监测到丙酮酸积累量达到2g·L-1时，降低培养温度至30℃，即可使工程菌切换为合成异丁胺的生产阶段。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $