精品解析：江西省赣州市部分学校2026-2027学年高三上学期10月月考生物试题

高三生物学限时训练 一、单项选择题：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，只有一项符合题目要求，答对得2分，答错得0分。 1. 研究发现，肠外致病性大肠杆菌（ExPEC）可通过分泌溶血素A（HlyA，一种蛋白毒素）在免疫细胞表面形成膜孔，造成细胞溶解。下列叙述正确的是（ ） A. ExPEC和免疫细胞均可通过有丝分裂增殖 B. ExPEC的DNA可与蛋白质结合形成DNA-蛋白质复合物 C. 合成HlyA所需的原料和场所都由宿主细胞提供 D. 一个ExPEC菌落在生命系统中属于细胞和个体层次 2. “四月栽莲九月采，十月藕根池内埋”。莲藕含K、Mg、Cl等矿质元素，合理食用有利于维持人体内环境的稳态。下列关于人体中矿质元素的叙述，正确的是（ ） A. K、Mg、Cl等在细胞中多以化合物的形式存在 B. K+是人体细胞外液渗透压的主要决定离子 C. 细胞内缺乏Mg2+会降低DNA复制的效率 D. Cl−内流会使神经细胞膜电位上升，产生动作电位 3. 我国科研团队揭示了人类冠状病毒HKU1（RNA复制型病毒）同时利用细胞表面糖类受体和蛋白受体入侵人体细胞的分子机制，如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 组成HKU1核酸的基本单位含有尿嘧啶核糖核苷酸 B. 刺突蛋白与受体结合体现了细胞间的信息交流功能 C. HKU1的遗传物质可整合到宿主细胞的染色体DNA上 D. 抑制HKU1中的ATP合成，可抑制其以胞吞的方式入侵细胞 4. 1970年，科学家用不同荧光染料标记人细胞和小鼠细胞的细胞膜上的蛋白质，进行细胞融合实验，流程如图所示。下列关于该实验的叙述，错误的是（ ） A. 灭活的仙台病毒的作用是诱导人、鼠细胞融合 B. 用抗体标记是因为人、鼠的细胞膜上含有抗原蛋白 C. 37℃条件下的实验结果证明了细胞膜具有流动性 D. 4℃条件下不出现颜色混合的主要原因是低温下酶活性下降 5. 植物液泡膜上的H+泵（H+-ATP酶）可水解ATP，进行供能，并将H+泵入液泡，建立跨膜质子梯度。下列叙述正确的是（ ） A. 将H+泵入液泡的过程中，H+泵的空间构象不会发生改变 B. H+泵入液泡的运输速率与O2浓度成正比 C. 跨膜质子梯度为H+泵运输H+进入液泡直接供能 D. H+泵的合成加工过程与核糖体、内质网、高尔基体有关 6. 合成ATP的三种途径如表所示，这三种途径在人体不同的最大运动时间下的供能比例如图所示。下列叙述正确的是（ ） ATP生成途径 反应式 反应场所 磷酸原系统 磷酸肌酸+ADP→肌酸+ATP 细胞质基质 无氧糖酵解系统 葡萄糖+2ADP+2Pi→2乳酸+2ATP+2H2O 细胞质基质 有氧氧化系统 葡萄糖+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+大量ATP 细胞质基质、线粒体 软脂酸（脂肪酸）+23O2→16CO2+16H2O+大量ATP 线粒体 A. 软脂酸生成的ATP的量小于同等质量葡萄糖生成的 B. 合成ATP的三种途径中，所需的能量均由磷酸提供 C. 运动启动瞬间，磷酸肌酸的磷酸基团携能量快速转移至ADP D. 随着最大运动时间的延长，人体细胞内的ATP与ADP的比值逐渐增大 7. 真菌产生的漆酶可将酚类、芳胺类化合物等多种底物氧化，被广泛用于工业和生物技术领域。科研人员研究不同金属离子对来自糙皮侧耳（又称平菇）的漆酶的最大活性的影响，结果如表所示。下列叙述正确的是（ ） 组别 漆酶的最大活性/（U·L-1） BM 891 SCM 14675 SMM 2474 SFM 400 注：BM为对照组，SCM为添加Cu2+组，SMM为添加Mn2+组，SFM为添加Fe2+组。 A. 漆酶可催化多种底物氧化，不具有专一性 B. 增大了漆酶催化底物氧化的最适温度 C. 增强了漆酶降低底物氧化反应活化能的能力 D. 抑制漆酶活性的主要原因是破坏了肽键 8. CENP-E蛋白可调控细胞分裂，能引导纺锤丝与着丝粒正确相连。某突变体细胞中CENP-E蛋白缺失，该细胞进行有丝分裂时，最可能发生的是（ ） A. 纺锤体不能形成 B. 染色体不能排在赤道板上 C. 着丝粒不能分开 D. 核膜不能解体和重建 9. 人体在低血糖状态下发生的部分调节过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ） 注：CRH为促肾上腺皮质激素释放激素，ACTH为促肾上腺皮质激素。 A. 下丘脑控制肾上腺素和糖皮质激素分泌的过程中均存在分级调节和体液调节机制 B. 血糖降低时，交感神经可支配胰岛细胞分泌胰高血糖素，升高血糖 C. 图中肾上腺髓质和肾上腺皮质均作为反射弧中的效应器的一部分 D. 低血糖刺激下，若阻断糖皮质激素的受体，则糖皮质激素含量持续降低 10. 夜光藻是一种能够在受到刺激时瞬间闪光的单细胞甲藻，在广东、福建等沿海海域均有分布。红色夜光藻没有光合色素，能够摄食细菌和小、微型浮游动植物。下列相关推测合理的是（ ） A. 红色夜光藻在海洋生态系统中既是生产者也是消费者 B. 红色夜光藻的发光过程一定发生在夜光藻的线粒体中 C. 红色夜光藻的瞬间闪光行为有利于减少捕食者的捕食作用 D. 红色夜光藻将浮游植物中的碳转化为有机物，提高了海洋储存CO2的能力 11. 土壤重金属污染，威胁着人类的生活和健康。植被修复技术是利用某些植物（以下统称A植物）具有吸收并富集相关重金属元素的能力，消除或降低土壤重金属污染的一种技术。下列叙述错误的是（ ） A. A植物富集重金属的现象说明重金属元素可在生物群落内循环 B. 修复土壤时，考虑A植物的环境容纳量主要遵循了协调原理 C. A植物对不同重金属离子的吸收量存在差异，这与其载体蛋白的种类和数量有关 D. 种植A植物修复重金属污染土壤，体现了生物多样性的生态功能 12. 类器官是利用干细胞在体外三维培养形成的具有器官结构和功能的微型组织类似物，主要应用于人类疾病建模、药物筛选等领域。通过微流体通道循环模拟血流，可显著延长类器官的存活期。下列叙述错误的是（ ） A. 微流体通道中的pH应控制在7.35～7.45 B. 可直接用离心法收集干细胞，进行传代培养 C. 干细胞具有一定的自我更新能力和分化潜能 D. 微流体通道能及时带走代谢废物，这是类器官存活期能显著延长的重要原因 二、多项选择题：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，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 13. 研究发现，连续多代冷胁迫可改变水稻ACT1基因启动子的DNA甲基化修饰，如图所示。该修饰参与水稻耐冷性状的形成，能够稳定遗传，在水稻适应高纬度低温环境中起重要作用。下列叙述错误的是（ ） 注：Dof1为冷诱导转录因子。“”表示促进转录，“”表示抑制转录。 A. 该研究成果为获得性遗传提供了新证据 B. ACT1基因启动子的低甲基化修饰直接提高了ACT1基因频率 C. 抑制Dof1与ACT1基因结合可增强水稻的耐冷性 D. ACT1基因启动子的甲基化修饰使该基因转录的RNA序列发生改变 14. BL（油菜素内酯）是一类广泛分布于植物界的植物激素，在调控植物生长发育方面发挥着重要作用。BL与ABA（脱落酸）对水稻种子萌发的互作影响如图所示。下列相关推测不合理的是（ ） A. BL通过催化生长素合成促进水稻根的生长 B. 种子成熟过程中，ABA的含量会上升 C. BL与ABA在调控根生长方面表现为协同作用 D. BL可以缓解ABA对根生长的抑制作用 15. 某二倍体自花传粉植物（2n=24）的花色有红花和白花两种类型，由基因A/a（位于2号染色体上）、B/b（位于9号染色体上）控制。A基因控制红色色素合成，B基因完全抑制A基因的表达。研究人员发现某一基因型为AaBb的植株突变成了红花突变体，让该突变体自交，子代中红花植株占3/4，白花植株占1/4。假设变异配子及子代均正常存活。该红花突变体产生的原因可能是（ ） A. B基因突变为b基因 B. 含B基因的染色体片段缺失 C. 含B基因的染色体缺失 D. 含B基因的染色体片段易位到2号染色体上 16. 限制酶酶切后的M基因的序列如图1所示，载体部分结构及酶切位点如图2所示，相关限制酶的识别序列及酶切位点如表所示。现欲构建正确的重组载体用于表达M基因，可用于切割载体的限制酶是（ ） 限制酶 识别序列和切割位点 Xba Ⅰ 5′-T↓CTAGA-3′ Bcl Ⅰ 5′-T↓GATCA-3′ BamH Ⅰ 5′-G↓GATCC-3′ EcoR Ⅰ 5′-G↓AATTC-3′ Spe Ⅰ 5′-A↓CTAGT-3′ A. Xba Ⅰ、BamH Ⅰ B. Bcl Ⅰ、Spe Ⅰ C. BamH Ⅰ、Spe Ⅰ D. Bcl Ⅰ、EcoR Ⅰ 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 17. 线粒体自噬是细胞清除受损线粒体的重要方式。研究表明，帕金森病患者的神经元中常积累大量受损线粒体，而线粒体自噬障碍与该病密切相关。PⅠNK1是一种可感知线粒体损伤的蛋白质，其介导受损线粒体的清除过程如图所示。回答下列问题： 正常的线粒体→线粒体膜电位正常→PⅠNK1经蛋白质通道导入内膜→PⅠNK1被切割、降解 受损线粒体→大部分线粒体的膜电位下降→PⅠNK1在外膜积累→招募激活E3泛素连接酶→泛素化标记线粒体→线粒体自噬降解 （1）正常线粒体中，膜上的蛋白质通道参与PⅠNK1导入内膜，这是生物膜具有____________（填特性）的结构基础。膜电位下降后PⅠNK1无法进入内膜，推测其跨膜运输____________（填“消耗”或“不消耗”）能量。 （2）包裹受损线粒体的自噬体与溶酶体融合的过程，依赖生物膜具有一定的____________。溶酶体中水解酶的合成场所是____________。 （3）CCCP是一种能特异性降低线粒体膜电位的物质。研究人员用CCCP分别处理野生型（PⅠNK1基因正常）和突变型（PⅠNK1基因敲除）的哺乳动物细胞，一段时间后检测细胞内自噬体数量，结果如表所示。在表内的图中画出能支持“PⅠNK1基因正常表达是CCCP诱导线粒体自噬所必需的条件”这一结论的丙组的实验结果。 组别 处理 自噬体数量相对值 甲 野生型细胞+适量的CCCP 乙 野生型细胞+等量的生理盐水 丙 PⅠNK1基因敲除细胞+等量的CCCP 丁 PⅠNK1基因敲除细胞+等量的生理盐水 （4）线粒体自噬对维持细胞内部环境的稳定具有重要意义。结合本题信息，请提出一条研发延缓帕金森病进展药物的可能思路：____________________________________________________________________。 18. 铵态氮（）和硝态氮（）是植物吸收利用的两种主要无机氮形式，二者对水稻的生理代谢过程和基因表达产生不同的影响。研究人员欲探究不同无机氮形态对植物吸收、的影响。回答下列问题： （1）根据已学知识判断，水稻对的吸收总量____________（填“小于”“等于”或“大于”）对的，判断依据是________________________。水稻根细胞吸收的运输方式为主动运输，将水稻幼苗在完全营养液中培养一段时间后，测量得知营养液中浓度占初始浓度的121%，出现该现象的原因是____________。 （2）研究人员进行相关实验，结果如图1所示。与营养条件相比，营养条件显著提高了水稻对、的积累，但抑制了____________。 （3）水稻吸收、时，分别向土壤释放等量的、，分别引起土壤pH___________、___________（此两空填“上升”或“下降”），进而影响水稻对矿质元素的吸收。研究人员以水稻为材料，探究了与营养条件下，不同pH处理对水稻吸收、的影响，结果如图2所示。据图2分析，我国南方酸性红黄壤稻田天然根际pH偏低，若长期单施肥，水稻籽粒中的含量会____________（填“升高”或“降低”）。若想提高水稻地上部积累量，从氮源与pH调控角度提出一条田间施肥方案：____________。 19. 植酸酶可水解植酸盐，释放磷及矿物质，在饲料加工、生物催化等领域应用广泛。饲料加工、生物催化等应用场景多处于温度为40～60℃及pH为中性的环境。某研究团队利用AI结构预测技术对天然植酸酶定点突变改造，获得M-植酸酶，再进一步探究天然植酸酶与M-植酸酶的催化特性差异，实验结果如图1、2所示。回答下列问题： （1）实验选用植酸盐液而不用无机磷酸盐液参与酶促反应，说明酶与底物的结合具有的特性是____________。在测定温度对酶活性影响的实验中，需严格控制的无关变量有____________（答出2点）。先将酶、底物分别保温，再将酶与底物混合，目的是____________________。 （2）据图1、2分析，与天然植酸酶相比，M-植酸酶更适合饲料加工、生物催化场景的优势特性是_________________、_________________。通过重叠延伸PCR技术引导植酸酶基因定点突变，获得突变基因，再以突变基因为模板，并加入如图3所示的____________（填图3中的引物）大量扩增突变基因。 （3）某同学根据实验结果得出结论：温度超过60℃时，两种植酸酶均完全失活。请判断该结论是否正确，并说明理由：_____________________________。 （4）把M-植酸酶液均分成多组，将未处理组的酶活性记为100%。各组分别用pH为1～12的缓冲液处理2 h，再换最适pH缓冲液测定酶活性，计算残留酶活性。该实验的目的是___________________。 20. 稻田光照常发生强光、遮阴快速切换，因此，水稻进化出了光适应机制，依靠非光化学猝灭（NPQ）把过剩光能转化为热能散失，以防止强光损伤光系统PSⅡ。回答下列问题： （1）图1为叶绿体光反应系统（PSⅠ和PSⅡ），PSⅠ和PSⅡ是由_________________、_________________以及蛋白质组成的色素蛋白复合物。光系统吸收光能后，类囊体腔中的H+浓度________________（填“升高”或“降低”），以________________的方式运输到叶绿体基质中，驱动ATP的合成。 注：e-表示电子。 （2）NPQ由P蛋白和V蛋白共同参与调控。研究人员以WT（野生型）、NP（敲除P蛋白基因）、VPZ（过表达P蛋白和V蛋白）三种水稻作为材料进行实验，检测相关指标，结果如表及图2所示。 类型 强光冲击后光能转化效率 恒定适宜光下的干重/g 波动光（强光→弱光切换）下的干重/g WT 0.67 12.2 9.8 NP 0.51 11.7 6.2 VPZ 0.78 12.4 12.0 注：强光冲击后，光能转化效率<0.70表示有明显的光系统PSⅡ损伤。 ①NP株系在波动光下的干重明显降低，据表中数据分析，原因是_______________________。 ②据图2分析，与WT株系相比，描述VPZ株系在波动光下的NPQ动态变化差异及波动光对有机物积累的影响：_____________________。 （3）研究发现，水稻的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ，②降低NPQ强度。若测得强光照射下，H蛋白缺失突变体的暗反应强度高于野生型的，推测原因是__________________。 A. 突变体NPQ高，PSⅡ损伤小，PSⅡ活性更高 B. 突变体修复PSⅡ强，PSⅡ损伤恢复，PSⅡ活性更高 C. 突变体NPQ低，PSⅡ吸收过剩光能，全部用于暗反应 D. 野生型虽可修复受损的PSⅡ，但PSⅡ损伤大，最终PSⅡ活性更低 21. 野生型水稻的TDR基因记为S，表现为雄性可育。S基因可经CRⅠSPR/Cas9基因编辑技术被编辑为s1、s2雄性不育基因，且S对s1、s2为显性。载体携带的抗性标记基因R（无标记基因记为r）可用于实验苗期筛选编辑成功的植株。科研人员以野生型纯合植株SSrr为材料进行基因编辑，获得单拷贝插入T0植株，后续获得非转基因纯合雄性不育株的部分过程如图所示。回答下列问题： （1）获得T0植株的过程中，涉及的变异原理是__________________。育种过程中，需要人工淘汰F1中基因型为__________________的植株，原因是__________________。 （2）若将图中的F2群体全部混种自由受粉获得F3，F3中雄性不育个体所占比例为_________________。科研人员应在F2中成功筛选出目标纯合不育系s1s1rr，有人提出可以将纯合不育系s1s1rr作为唯一亲本，采用单倍体育种大规模获得不育系，请评价该方案的可行性大小并给出理由：______________________。 （3）为了持续获得不育系群体，建立稳定的不育系保种体系，科研人员应在F2中选择基因型为_______________的植株作为亲本杂交，原因是______________________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三生物学限时训练 一、单项选择题：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，只有一项符合题目要求，答对得2分，答错得0分。 1. 研究发现，肠外致病性大肠杆菌（ExPEC）可通过分泌溶血素A（HlyA，一种蛋白毒素）在免疫细胞表面形成膜孔，造成细胞溶解。下列叙述正确的是（ ） A. ExPEC和免疫细胞均可通过有丝分裂增殖 B. ExPEC的DNA可与蛋白质结合形成DNA-蛋白质复合物 C. 合成HlyA所需的原料和场所都由宿主细胞提供 D. 一个ExPEC菌落在生命系统中属于细胞和个体层次 【答案】B 【解析】 【详解】A、ExPEC是大肠杆菌，属于原核生物，原核生物的增殖方式为二分裂，有丝分裂是真核生物特有的增殖方式，A错误； B、ExPEC的DNA进行复制、转录时，会分别与DNA聚合酶、RNA聚合酶（本质为蛋白质）结合，形成DNA-蛋白质复合物，B正确； C、ExPEC是具有细胞结构的原核生物，自身含有核糖体，合成HlyA的场所为自身的核糖体，并非全部由宿主细胞提供，C错误； D、一个ExPEC菌落是由同种ExPEC个体繁殖形成的集合，属于生命系统的种群层次，D错误。 2. “四月栽莲九月采，十月藕根池内埋”。莲藕含K、Mg、Cl等矿质元素，合理食用有利于维持人体内环境的稳态。下列关于人体中矿质元素的叙述，正确的是（ ） A. K、Mg、Cl等在细胞中多以化合物的形式存在 B. K+是人体细胞外液渗透压的主要决定离子 C. 细胞内缺乏Mg2+会降低DNA复制的效率 D. Cl−内流会使神经细胞膜电位上升，产生动作电位 【答案】C 【解析】 【详解】A、细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，K、Mg、Cl等矿质元素在细胞中多以离子形式存在，A错误； B、人体细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-，K+是细胞内液渗透压的主要决定离子，B错误； C、Mg2+是DNA复制过程所需酶（如DNA聚合酶）的激活剂，细胞内缺乏Mg2+会使相关酶活性降低，进而降低DNA复制的效率，C正确； D、动作电位的产生是Na+内流导致的，Cl-内流会使神经细胞膜内负电位进一步增大（超极化），抑制动作电位的产生，D错误。 3. 我国科研团队揭示了人类冠状病毒HKU1（RNA复制型病毒）同时利用细胞表面糖类受体和蛋白受体入侵人体细胞的分子机制，如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 组成HKU1核酸的基本单位含有尿嘧啶核糖核苷酸 B. 刺突蛋白与受体结合体现了细胞间的信息交流功能 C. HKU1的遗传物质可整合到宿主细胞的染色体DNA上 D. 抑制HKU1中的ATP合成，可抑制其以胞吞的方式入侵细胞 【答案】A 【解析】 【详解】A、HKU1是RNA病毒，其核酸为RNA，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，包含尿嘧啶核糖核苷酸，A正确； B、细胞间信息交流的参与双方均为细胞，HKU1是病毒，不具有细胞结构，因此刺突蛋白与受体结合不能体现细胞间的信息交流功能，B错误； C、HKU1属于RNA复制型病毒，无需发生逆转录过程，其遗传物质RNA不会整合到宿主细胞的染色体DNA上，C错误； D、病毒没有细胞结构，无法独立合成ATP，其入侵细胞所需的能量由宿主细胞提供，因此抑制HKU1的ATP合成不能抑制其入侵细胞，D错误。 4. 1970年，科学家用不同荧光染料标记人细胞和小鼠细胞的细胞膜上的蛋白质，进行细胞融合实验，流程如图所示。下列关于该实验的叙述，错误的是（ ） A. 灭活的仙台病毒的作用是诱导人、鼠细胞融合 B. 用抗体标记是因为人、鼠的细胞膜上含有抗原蛋白 C. 37℃条件下的实验结果证明了细胞膜具有流动性 D. 4℃条件下不出现颜色混合的主要原因是低温下酶活性下降 【答案】D 【解析】 【详解】A、灭活的仙台病毒是诱导动物细胞融合的常用生物诱导剂，可介导人、鼠细胞融合，A正确； B、抗体可与抗原发生特异性结合，实验中用荧光标记的抗体进行标记，是因为人、鼠细胞膜上存在对应的抗原蛋白，B正确； C、37℃下融合细胞表面两种荧光颜色均匀混合，说明细胞膜上的蛋白质可以运动，直接证明了细胞膜具有流动性，C正确； D、4℃下不出现颜色混合的主要原因是低温会降低细胞膜的流动性，该过程不需要酶催化，和酶活性下降无关，D错误。 5. 植物液泡膜上的H+泵（H+-ATP酶）可水解ATP，进行供能，并将H+泵入液泡，建立跨膜质子梯度。下列叙述正确的是（ ） A. 将H+泵入液泡的过程中，H+泵的空间构象不会发生改变 B. H+泵入液泡的运输速率与O2浓度成正比 C. 跨膜质子梯度为H+泵运输H+进入液泡直接供能 D. H+泵的合成加工过程与核糖体、内质网、高尔基体有关 【答案】D 【解析】 【详解】A、H+泵属于载体蛋白，转运H+的过程中其空间构象会发生改变，A错误； B、H+泵入液泡为主动运输，运输速率同时受能量供应（与O₂浓度有关）和载体蛋白数量限制，O₂浓度达到一定值后，载体饱和，运输速率不再随O₂浓度升高而增加，二者不成正比，B错误； C、题干明确说明H+泵运输H+进入液泡的直接能量来源是ATP水解，并非跨膜质子梯度直接供能，C错误； D、H+泵是膜蛋白，在核糖体合成后，需要经过内质网、高尔基体的加工，再转运到液泡膜上，因此其合成加工过程与核糖体、内质网、高尔基体有关，D正确。 6. 合成ATP的三种途径如表所示，这三种途径在人体不同的最大运动时间下的供能比例如图所示。下列叙述正确的是（ ） ATP生成途径 反应式 反应场所 磷酸原系统 磷酸肌酸+ADP→肌酸+ATP 细胞质基质 无氧糖酵解系统 葡萄糖+2ADP+2Pi→2乳酸+2ATP+2H2O 细胞质基质 有氧氧化系统 葡萄糖+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+大量ATP 细胞质基质、线粒体 软脂酸（脂肪酸）+23O2→16CO2+16H2O+大量ATP 线粒体 A. 软脂酸生成的ATP的量小于同等质量葡萄糖生成的 B. 合成ATP的三种途径中，所需的能量均由磷酸提供 C. 运动启动瞬间，磷酸肌酸的磷酸基团携能量快速转移至ADP D. 随着最大运动时间的延长，人体细胞内的ATP与ADP的比值逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A、同等质量下，软脂酸（脂肪酸）的C、H比例高于葡萄糖，氧化分解时释放的能量更多，生成的ATP量大于同等质量葡萄糖生成的，A错误； B、磷酸原系统合成ATP的能量来自磷酸肌酸的高能磷酸键（特殊化学键），无氧糖酵解和有氧氧化系统合成ATP的能量来自有机物氧化分解释放的化学能，B错误； C、运动启动瞬间磷酸原系统供能占比最高，磷酸肌酸的磷酸基团携带能量快速转移至ADP生成ATP，可实现快速供能，C正确； D、人体细胞内ATP和ADP的相互转化处于动态平衡中，二者比值保持相对稳定，不会随运动时间延长逐渐增大，D错误。 7. 真菌产生的漆酶可将酚类、芳胺类化合物等多种底物氧化，被广泛用于工业和生物技术领域。科研人员研究不同金属离子对来自糙皮侧耳（又称平菇）的漆酶的最大活性的影响，结果如表所示。下列叙述正确的是（ ） 组别 漆酶的最大活性/（U·L-1） BM 891 SCM 14675 SMM 2474 SFM 400 注：BM为对照组，SCM为添加Cu2+组，SMM为添加Mn2+组，SFM为添加Fe2+组。 A. 漆酶可催化多种底物氧化，不具有专一性 B. 增大了漆酶催化底物氧化的最适温度 C. 增强了漆酶降低底物氧化反应活化能的能力 D. 抑制漆酶活性的主要原因是破坏了肽键 【答案】C 【解析】 【详解】A、酶的专一性是指一种酶可催化一种或一类化学反应，漆酶可催化酚类、芳胺类等一类化合物氧化，仍具有专一性，A错误； B、题中仅给出不同金属离子处理下漆酶的最大活性，未涉及不同温度下的活性数据，无法判断Cu2+是否改变了漆酶的最适温度，B错误； C、添加Mn2+组的漆酶活性远高于对照组，说明Mn2+可提高漆酶活性，酶的作用机理是降低化学反应活化能，酶活性越高，降低反应活化能的能力越强，C正确； D、Fe2+抑制漆酶活性的原因是改变了漆酶的空间结构，肽键不会被金属离子破坏，D错误。 8. CENP-E蛋白可调控细胞分裂，能引导纺锤丝与着丝粒正确相连。某突变体细胞中CENP-E蛋白缺失，该细胞进行有丝分裂时，最可能发生的是（ ） A. 纺锤体不能形成 B. 染色体不能排在赤道板上 C. 着丝粒不能分开 D. 核膜不能解体和重建 【答案】B 【解析】 【详解】A、纺锤体由细胞两极（或动物、低等植物的中心体）发出纺锤丝形成，CENP-E蛋白仅负责引导纺锤丝与着丝粒连接，其缺失不影响纺锤体的形成，A错误； B、有丝分裂中期需要纺锤丝牵引染色体的着丝粒，使染色体整齐排列在赤道板上，CENP-E蛋白缺失会导致纺锤丝无法与着丝粒正确相连，无法完成牵引过程，因此染色体不能排在赤道板上，B正确； C、着丝粒的分开由细胞内相关调控机制、酶的作用决定，与纺锤丝是否和着丝粒连接无关，CENP-E蛋白缺失不影响着丝粒分开，C错误； D、核膜的解体、重建分别发生在有丝分裂前期和末期，该过程与纺锤丝和着丝粒的连接无关联，CENP-E蛋白缺失对其无影响，D错误。 9. 人体在低血糖状态下发生的部分调节过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ） 注：CRH为促肾上腺皮质激素释放激素，ACTH为促肾上腺皮质激素。 A. 下丘脑控制肾上腺素和糖皮质激素分泌的过程中均存在分级调节和体液调节机制 B. 血糖降低时，交感神经可支配胰岛细胞分泌胰高血糖素，升高血糖 C. 图中肾上腺髓质和肾上腺皮质均作为反射弧中的效应器的一部分 D. 低血糖刺激下，若阻断糖皮质激素的受体，则糖皮质激素含量持续降低 【答案】B 【解析】 【详解】A、肾上腺素的分泌是下丘脑通过神经通路直接支配肾上腺髓质，不存在分级调节，A错误； B、血糖降低时，下丘脑可通过交感神经支配胰岛A细胞分泌胰高血糖素，促进肝糖原分解、非糖物质转化等过程升高血糖，B正确； C、效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体等，肾上腺髓质受交感神经直接支配，属于效应器的一部分，肾上腺皮质受腺垂体分泌的ACTH调控，无传出神经直接支配，不属于效应器的一部分，C错误； D、糖皮质激素对下丘脑和垂体存在负反馈调节，若阻断糖皮质激素的受体，负反馈作用减弱，CRH和ACTH分泌量增加，会促进肾上腺皮质分泌更多糖皮质激素，其含量会升高，D错误。 10. 夜光藻是一种能够在受到刺激时瞬间闪光的单细胞甲藻，在广东、福建等沿海海域均有分布。红色夜光藻没有光合色素，能够摄食细菌和小、微型浮游动植物。下列相关推测合理的是（ ） A. 红色夜光藻在海洋生态系统中既是生产者也是消费者 B. 红色夜光藻的发光过程一定发生在夜光藻的线粒体中 C. 红色夜光藻的瞬间闪光行为有利于减少捕食者的捕食作用 D. 红色夜光藻将浮游植物中的碳转化为有机物，提高了海洋储存CO2的能力 【答案】C 【解析】 【详解】A、生产者是可通过光合作用或化能合成作用将无机物转化为有机物，红色夜光藻没有光合色素，也无信息表明其可进行化能合成作用，仅能通过摄食获得有机物，仅属于消费者，不属于生产者，A错误； B、发光过程需要ATP供能，线粒体可通过细胞呼吸为发光提供能量，但发光的生化反应（如荧光素与荧光素酶的反应）不一定发生在线粒体中，B错误； C、生物的性状是长期进化形成的适应性特征，瞬间闪光可起到惊吓、干扰捕食者的作用，有利于降低被捕食概率，C正确； D、红色夜光藻摄食浮游植物后，会通过呼吸作用将部分有机物中的碳以CO2的形式释放到环境中，并不会提高海洋储存CO2的能力，D错误。 11. 土壤重金属污染，威胁着人类的生活和健康。植被修复技术是利用某些植物（以下统称A植物）具有吸收并富集相关重金属元素的能力，消除或降低土壤重金属污染的一种技术。下列叙述错误的是（ ） A. A植物富集重金属的现象说明重金属元素可在生物群落内循环 B. 修复土壤时，考虑A植物的环境容纳量主要遵循了协调原理 C. A植物对不同重金属离子的吸收量存在差异，这与其载体蛋白的种类和数量有关 D. 种植A植物修复重金属污染土壤，体现了生物多样性的生态功能 【答案】A 【解析】 【详解】A、物质循环是指组成生物体的C、H、O、N等元素在生物群落和无机环境之间的往复循环，并非在生物群落内部循环；且重金属难以被生物代谢排出，会沿食物链单向富集，无法在生物群落内循环，A错误； B、生态工程的协调原理要求生物要适配所处环境，不能超过环境承载力（即环境容纳量），修复时考虑A植物的环境容纳量遵循了协调原理，B正确； C、植物吸收重金属离子的方式为主动运输，主动运输依赖载体蛋白，不同离子吸收量的差异与细胞膜上载体蛋白的种类和数量有关，C正确； D、A植物修复污染土壤属于调节生态系统功能的间接价值，即生物多样性的生态功能，D正确。 12. 类器官是利用干细胞在体外三维培养形成的具有器官结构和功能的微型组织类似物，主要应用于人类疾病建模、药物筛选等领域。通过微流体通道循环模拟血流，可显著延长类器官的存活期。下列叙述错误的是（ ） A. 微流体通道中的pH应控制在7.35～7.45 B. 可直接用离心法收集干细胞，进行传代培养 C. 干细胞具有一定的自我更新能力和分化潜能 D. 微流体通道能及时带走代谢废物，这是类器官存活期能显著延长的重要原因 【答案】B 【解析】 【详解】A、微流体通道模拟人体血流环境，人体血浆的pH为7.35~7.45，为维持类器官细胞正常的代谢活动，需将通道内pH控制在该范围，A正确； B、动物细胞培养过程中，干细胞多为贴壁生长，传代培养前需先用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理，使细胞脱离贴壁状态、分散为单个细胞后，才能用离心法收集，无法直接离心收集，B错误； C、干细胞的主要特点是具有自我更新能力和分化潜能，因此可分化形成具有特定器官结构和功能的类器官，C正确； D、微流体通道的循环流动可及时运输营养，同时带走细胞代谢产生的废物，减少代谢废物积累对细胞的毒害作用，是类器官存活期显著延长的重要原因，D正确。 二、多项选择题：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，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 13. 研究发现，连续多代冷胁迫可改变水稻ACT1基因启动子的DNA甲基化修饰，如图所示。该修饰参与水稻耐冷性状的形成，能够稳定遗传，在水稻适应高纬度低温环境中起重要作用。下列叙述错误的是（ ） 注：Dof1为冷诱导转录因子。“”表示促进转录，“”表示抑制转录。 A. 该研究成果为获得性遗传提供了新证据 B. ACT1基因启动子的低甲基化修饰直接提高了ACT1基因频率 C. 抑制Dof1与ACT1基因结合可增强水稻的耐冷性 D. ACT1基因启动子的甲基化修饰使该基因转录的RNA序列发生改变 【答案】BCD 【解析】 【详解】A、该研究中冷胁迫诱导产生的DNA甲基化修饰（耐冷性状）可稳定遗传，为拉马克的获得性遗传理论提供了新证据，A正确； B、基因频率是种群内某等位基因占全部等位基因的比例，DNA甲基化属于表观遗传修饰，不改变基因的碱基序列和种类，无法直接提高ACT1基因频率，B错误； C、由图可知，Dof1与低甲基化ACT1基因结合可促进其转录，使水稻获得耐寒性，抑制二者结合会降低水稻耐冷性，C错误； D、启动子甲基化仅影响基因的转录效率，不改变基因的编码区碱基序列，因此转录产生的RNA序列不会发生改变，D错误。 14. BL（油菜素内酯）是一类广泛分布于植物界的植物激素，在调控植物生长发育方面发挥着重要作用。BL与ABA（脱落酸）对水稻种子萌发的互作影响如图所示。下列相关推测不合理的是（ ） A. BL通过催化生长素合成促进水稻根的生长 B. 种子成熟过程中，ABA的含量会上升 C. BL与ABA在调控根生长方面表现为协同作用 D. BL可以缓解ABA对根生长的抑制作用 【答案】AC 【解析】 【详解】A、BL属于植物激素，植物激素的功能是调节生命活动，不具有催化作用，A错误； B、ABA具有促进种子休眠的作用，种子成熟过程中会逐步进入休眠状态，因此ABA含量会上升，B正确； C、由根长数据可知，添加ABA的组根长显著短于清水对照组，说明ABA抑制根生长；同时添加ABA和BL的组根长比仅添加ABA的组长，说明BL可缓解ABA的抑制效应，二者作用效果相反，为抗衡（拮抗）作用，C错误； D、对比仅添加ABA组和ABA+BL组的根长，后者根长更长，说明BL可以缓解ABA对根生长的抑制作用，D正确。 15. 某二倍体自花传粉植物（2n=24）的花色有红花和白花两种类型，由基因A/a（位于2号染色体上）、B/b（位于9号染色体上）控制。A基因控制红色色素合成，B基因完全抑制A基因的表达。研究人员发现某一基因型为AaBb的植株突变成了红花突变体，让该突变体自交，子代中红花植株占3/4，白花植株占1/4。假设变异配子及子代均正常存活。该红花突变体产生的原因可能是（ ） A. B基因突变为b基因 B. 含B基因的染色体片段缺失 C. 含B基因的染色体缺失 D. 含B基因的染色体片段易位到2号染色体上 【答案】ABC 【解析】 【详解】A、若B突变为b ，则AaBb 变为Aabb ，Aabb 表现为红花，自交后代AAbb：Aabb：aabb=1：2：1 ，表现型红花 ： 白花 = 3：1 ，A正确； BC、若含B的染色体片段缺失或者含B基因的染色体缺失，则AaBb变成Aab，产生配子为A：a：Ab：ab=1：1：1：1，自交后代红花基因型为1/16AA、1/16Aa、1/16AAb、1/16Aab、1/16Aa、2/16Aab、1/16AAb、1/16AAbb、1/16Aab、2/16Aabb，白花基因型为1/16aa、2/16aab、1/16aabb，后代红花植株：白花植株=3：1，BC正确； D、若含B基因的染色体易位到2号染色体上且与A在一条染色体上，则产生配子ABb：a：AB：ab=1：1：1：1，自交后代全为白花；若含B基因的染色体易位到2号染色体上且与a在一条染色体上，则产生配子aBb：A：Ab：aB=1：1：1：1，自交后代红花基因型为1/16AA、2/16AAb、1/16AAbb，白花比例为1-4/16=12/16，后代红花：白花=1：3，D错误。 16. 限制酶酶切后的M基因的序列如图1所示，载体部分结构及酶切位点如图2所示，相关限制酶的识别序列及酶切位点如表所示。现欲构建正确的重组载体用于表达M基因，可用于切割载体的限制酶是（ ） 限制酶 识别序列和切割位点 Xba Ⅰ 5′-T↓CTAGA-3′ Bcl Ⅰ 5′-T↓GATCA-3′ BamH Ⅰ 5′-G↓GATCC-3′ EcoR Ⅰ 5′-G↓AATTC-3′ Spe Ⅰ 5′-A↓CTAGT-3′ A. Xba Ⅰ、BamH Ⅰ B. Bcl Ⅰ、Spe Ⅰ C. BamH Ⅰ、Spe Ⅰ D. Bcl Ⅰ、EcoR Ⅰ 【答案】BC 【解析】 【详解】A、XbaⅠ位点靠左，切割产生CTAG类互补末端，BamHⅠ位点靠右，切割产生GATC类互补末端，插入后目的基因方向可能反向，无法正确表达，A错误； B、BclⅠ位点靠左，切割产生GATC类互补末端，SpeⅠ位点靠右，切割产生CTAG类互补末端，可使目的基因正向插入，能正常表达，B正确； C、BamHⅠ位点靠左，切割产生GATC类互补末端，SpeⅠ位点靠右，切割产生CTAG类互补末端，可使目的基因正向插入，能正常表达，C正确； D、EcoRⅠ切割产生的黏性末端为5'--AATT--3'，与目的基因A端黏性末端不互补，无法完成连接，D错误。 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 17. 线粒体自噬是细胞清除受损线粒体的重要方式。研究表明，帕金森病患者的神经元中常积累大量受损线粒体，而线粒体自噬障碍与该病密切相关。PⅠNK1是一种可感知线粒体损伤的蛋白质，其介导受损线粒体的清除过程如图所示。回答下列问题： 正常的线粒体→线粒体膜电位正常→PⅠNK1经蛋白质通道导入内膜→PⅠNK1被切割、降解 受损线粒体→大部分线粒体的膜电位下降→PⅠNK1在外膜积累→招募激活E3泛素连接酶→泛素化标记线粒体→线粒体自噬降解 （1）正常线粒体中，膜上的蛋白质通道参与PⅠNK1导入内膜，这是生物膜具有____________（填特性）的结构基础。膜电位下降后PⅠNK1无法进入内膜，推测其跨膜运输____________（填“消耗”或“不消耗”）能量。 （2）包裹受损线粒体的自噬体与溶酶体融合的过程，依赖生物膜具有一定的____________。溶酶体中水解酶的合成场所是____________。 （3）CCCP是一种能特异性降低线粒体膜电位的物质。研究人员用CCCP分别处理野生型（PⅠNK1基因正常）和突变型（PⅠNK1基因敲除）的哺乳动物细胞，一段时间后检测细胞内自噬体数量，结果如表所示。在表内的图中画出能支持“PⅠNK1基因正常表达是CCCP诱导线粒体自噬所必需的条件”这一结论的丙组的实验结果。 组别 处理 自噬体数量相对值 甲 野生型细胞+适量的CCCP 乙 野生型细胞+等量的生理盐水 丙 PⅠNK1基因敲除细胞+等量的CCCP 丁 PⅠNK1基因敲除细胞+等量的生理盐水 （4）线粒体自噬对维持细胞内部环境的稳定具有重要意义。结合本题信息，请提出一条研发延缓帕金森病进展药物的可能思路：____________________________________________________________________。 【答案】（1） ①. 选择透过性 ②. 消耗 （2） ①. 流动性 ②. 核糖体 （3） （4）研发促进受损线粒体膜电位下降的药物；研发受损线粒体膜电位下降后，提高PⅠNK1蛋白在外膜的积累量的药物；研发提高神经元中PⅠNK1基因表达的药物；研发提高神经元中E3泛素连接酶基因表达的药物；研发促进神经元中自噬体与溶酶体融合的药物（答出1点即可，合理即可） 【解析】 【小问1详解】 生物膜的选择透过性是指生物膜可以选择性地控制物质进出细胞，PINK1依赖膜上的特定蛋白质通道才能进入线粒体内膜，正是选择透过性的结构基础体现；正常线粒体膜电位正常时PINK1可顺利转运进入内膜，膜电位下降后无法完成该跨膜过程，说明该跨膜运输过程依赖膜电位提供的能量，属于消耗能量的过程。 【小问2详解】 生物膜的融合过程依赖膜的结构特性——具有一定的流动性；溶酶体内的水解酶属于蛋白质类酶，本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体。 【小问3详解】 实验结论为“PINK1基因正常表达是CCCP诱导线粒体自噬所必需的条件”，说明敲除PINK1基因后，加入CCCP也无法诱导出线粒体自噬的升高，因此丙组自噬体数量不会比生理盐水处理的乙、丁组更高，和二者水平相当，远低于有正常PINK1、加CCCP处理的甲组，结果如图：。 【小问4详解】 线粒体自噬对维持细胞内部环境的稳定具有重要意义，延缓帕金森病进展药物的可能思路有研发促进受损线粒体膜电位下降的药物；研发受损线粒体膜电位下降后，提高PⅠNK1蛋白在外膜的积累量的药物；研发提高神经元中PⅠNK1基因表达的药物；研发提高神经元中E3泛素连接酶基因表达的药物；研发促进神经元中自噬体与溶酶体融合的药物。 18. 铵态氮（）和硝态氮（）是植物吸收利用的两种主要无机氮形式，二者对水稻的生理代谢过程和基因表达产生不同的影响。研究人员欲探究不同无机氮形态对植物吸收、的影响。回答下列问题： （1）根据已学知识判断，水稻对的吸收总量____________（填“小于”“等于”或“大于”）对的，判断依据是________________________。水稻根细胞吸收的运输方式为主动运输，将水稻幼苗在完全营养液中培养一段时间后，测量得知营养液中浓度占初始浓度的121%，出现该现象的原因是____________。 （2）研究人员进行相关实验，结果如图1所示。与营养条件相比，营养条件显著提高了水稻对、的积累，但抑制了____________。 （3）水稻吸收、时，分别向土壤释放等量的、，分别引起土壤pH___________、___________（此两空填“上升”或“下降”），进而影响水稻对矿质元素的吸收。研究人员以水稻为材料，探究了与营养条件下，不同pH处理对水稻吸收、的影响，结果如图2所示。据图2分析，我国南方酸性红黄壤稻田天然根际pH偏低，若长期单施肥，水稻籽粒中的含量会____________（填“升高”或“降低”）。若想提高水稻地上部积累量，从氮源与pH调控角度提出一条田间施肥方案：____________。 【答案】（1） ①. 大于 ②. Ca2+属于大量元素，Fe2+属于微量元素，水稻生长发育的过程对大量元素的需求量大于对微量元素的 ③. 水稻幼苗吸收Ca2+的相对速率低于吸收水分子的速率 （2）Fe2+从地下部向地上部的转运 （3） ①. 下降 ②. 上升 ③. 升高 ④. 适当增施NO3-N肥并适当调高土壤pH 【解析】 【小问1详解】 Ca属于大量元素，Fe属于微量元素，水稻作为植物对大量元素的需求量远大于微量元素;植物培养过程中根细胞同时吸收水分和矿质离子，二者是相对独立的过程，当根吸水的速率远快于吸收Ca²⁺的速率时，营养液溶剂减少的幅度大于溶质Ca²⁺减少的幅度，最终使营养液中Ca²⁺浓度超过初始浓度。 【小问2详解】 分析图1：硝态氮条件下地下部Fe²⁺含量远高于铵态氮组，但地上部Fe²⁺含量反而低于铵态氮组，说明硝态氮在提升水稻整体积累Ca²⁺、Fe²⁺的同时，抑制了Fe²⁺从地下部向地上部的转运，减少了Fe²⁺在地上部的积累。 【小问3详解】 水稻吸收NH₄⁺时向土壤释放H⁺，H⁺增多会使土壤pH下降；吸收NO₃⁻时向土壤释放OH⁻，OH⁻增多会使土壤pH上升。南方酸性稻田本身pH偏低，长期单施硝态氮会释放OH⁻使根际pH进一步升高，结合图2可知硝态氮条件下pH从4.5升至5.5时，地下部Fe²⁺含量较高，因此水稻籽粒的Fe²⁺含量会升高。结合图2结果，pH5.5条件下硝态氮处理的水稻地上部Ca²⁺积累量最高，因此可通过适当增施NO3-N肥并适当调高土壤pH，提升地上部Ca²⁺积累量。 19. 植酸酶可水解植酸盐，释放磷及矿物质，在饲料加工、生物催化等领域应用广泛。饲料加工、生物催化等应用场景多处于温度为40～60℃及pH为中性的环境。某研究团队利用AI结构预测技术对天然植酸酶定点突变改造，获得M-植酸酶，再进一步探究天然植酸酶与M-植酸酶的催化特性差异，实验结果如图1、2所示。回答下列问题： （1）实验选用植酸盐液而不用无机磷酸盐液参与酶促反应，说明酶与底物的结合具有的特性是____________。在测定温度对酶活性影响的实验中，需严格控制的无关变量有____________（答出2点）。先将酶、底物分别保温，再将酶与底物混合，目的是____________________。 （2）据图1、2分析，与天然植酸酶相比，M-植酸酶更适合饲料加工、生物催化场景的优势特性是_________________、_________________。通过重叠延伸PCR技术引导植酸酶基因定点突变，获得突变基因，再以突变基因为模板，并加入如图3所示的____________（填图3中的引物）大量扩增突变基因。 （3）某同学根据实验结果得出结论：温度超过60℃时，两种植酸酶均完全失活。请判断该结论是否正确，并说明理由：_____________________________。 （4）把M-植酸酶液均分成多组，将未处理组的酶活性记为100%。各组分别用pH为1～12的缓冲液处理2 h，再换最适pH缓冲液测定酶活性，计算残留酶活性。该实验的目的是___________________。 【答案】（1） ①. 专一性 ②. 酶溶液浓度、底物浓度、反应时间、pH（合理即可，答出2点） ③. 使酶促反应从起始就在设定温度下进行，避免温度变化干扰实验结果 （2） ①. 热稳定性更强（或最适温度更高，高温下活性保留更好） ②. 中性pH环境下催化活性更高 ③. 引物2和引物5 （3）不正确，该实验未检测60℃以上温度时，植酸酶的酶活性，无法证明60℃以上温度时植酸酶完全失活 （4）探究M-植酸酶在不同pH条件下的耐受性（或能力或稳定性） 【解析】 【小问1详解】 酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类底物的反应，植酸酶只能结合植酸盐催化其水解，不能结合无机磷酸盐，体现了酶与底物结合的专一性。测定温度对酶活性的实验中，温度是自变量，其余可能影响酶活性、酶促反应速率的变量都属于无关变量，比如酶溶液浓度、底物浓度、反应时间、pH等，需要保持一致且适宜。若先混合再调整温度，升温/降温过程中酶已经提前发生催化反应，无法准确反映对应设定温度下的酶活性，所以先将酶、底物分别保温，再将酶与底物混合。 【小问2详解】 结合题干应用场景为40～60℃、中性环境，对比图1：天然植酸酶最适温度约40℃，M-植酸酶最适温度约50℃，在40~60℃区间活性显著高于天然酶；对比图2：天然植酸酶最适pH约为6，M-植酸酶最适pH约为8，在中性区间活性远高于天然酶，更适配应用场景。PCR扩增目的基因时，需要分别结合两条模板链3'端的一对引物，子链沿5'→3'方向延伸；图3中突变基因的完整扩增需要选择引物2和引物5，才能大量扩增全长的突变基因。 【小问3详解】 不正确。该实验的温度梯度仅覆盖20~60℃，没有60℃以上的实验数据，不能直接推导温度超过60℃后酶完全失活。 【小问4详解】 实验操作是用不同pH长时间处理酶后，再统一在最适pH下检测剩余酶活性，目的不是测定酶的最适pH，而是测试酶在极端pH条件下放置后，还能保留多少催化能力，即探究M-植酸酶在不同pH条件下的耐受性。 20. 稻田光照常发生强光、遮阴快速切换，因此，水稻进化出了光适应机制，依靠非光化学猝灭（NPQ）把过剩光能转化为热能散失，以防止强光损伤光系统PSⅡ。回答下列问题： （1）图1为叶绿体光反应系统（PSⅠ和PSⅡ），PSⅠ和PSⅡ是由_________________、_________________以及蛋白质组成的色素蛋白复合物。光系统吸收光能后，类囊体腔中的H+浓度________________（填“升高”或“降低”），以________________的方式运输到叶绿体基质中，驱动ATP的合成。 注：e-表示电子。 （2）NPQ由P蛋白和V蛋白共同参与调控。研究人员以WT（野生型）、NP（敲除P蛋白基因）、VPZ（过表达P蛋白和V蛋白）三种水稻作为材料进行实验，检测相关指标，结果如表及图2所示。 类型 强光冲击后光能转化效率 恒定适宜光下的干重/g 波动光（强光→弱光切换）下的干重/g WT 0.67 12.2 9.8 NP 0.51 11.7 6.2 VPZ 0.78 12.4 12.0 注：强光冲击后，光能转化效率<0.70表示有明显的光系统PSⅡ损伤。 ①NP株系在波动光下的干重明显降低，据表中数据分析，原因是_______________________。 ②据图2分析，与WT株系相比，描述VPZ株系在波动光下的NPQ动态变化差异及波动光对有机物积累的影响：_____________________。 （3）研究发现，水稻的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ，②降低NPQ强度。若测得强光照射下，H蛋白缺失突变体的暗反应强度高于野生型的，推测原因是__________________。 A. 突变体NPQ高，PSⅡ损伤小，PSⅡ活性更高 B. 突变体修复PSⅡ强，PSⅡ损伤恢复，PSⅡ活性更高 C. 突变体NPQ低，PSⅡ吸收过剩光能，全部用于暗反应 D. 野生型虽可修复受损的PSⅡ，但PSⅡ损伤大，最终PSⅡ活性更低 【答案】（1） ①. 叶绿素 ②. 类胡萝卜素（此两空可换顺序） ③. 升高 ④. 协助扩散 （2） ①. NP株系缺乏NPQ，强光冲击后光能转化效率低于0.70，说明发生了明显的PSⅡ损伤，光反应速率降低，光合作用强度降低，积累的有机物减少 ②. 由强光转为弱光后，VPZ株系的NPQ下降速率显著快于WT株系的，快速关闭NPQ，减少光能以热能的形式散失，更多光能用于光合作用，有利于有机物积累 （3）AD 【解析】 【小问1详解】 光系统PSⅠ和PSⅡ是光合色素（包含叶绿素、类胡萝卜素）与蛋白质结合形成的色素蛋白复合物；光反应过程中水在类囊体腔分解产生H⁺，同时电子传递过程中基质的H⁺被转运至类囊体腔，使类囊体腔H⁺浓度升高；H⁺顺浓度梯度通过ATP合酶的通道从类囊体腔运输到叶绿体基质，借助载体、顺浓度梯度且不消耗额外能量，属于协助扩散，该过程驱动ATP合成。 【小问2详解】 结合表格注的信息，NP株系缺失P蛋白，NPQ功能异常，强光冲击后光能转化效率远低于0.70，PSⅡ被强光损伤，光反应为暗反应提供的ATP和NADPH不足，光合速率下降，干重降低。对比图2曲线，强光下VPZ的NPQ水平与WT相近，但从强光切换到弱光后，VPZ的NPQ水平下降速度远快于WT；影响：VPZ在弱光阶段可以更快将原本用于耗散过剩光能的能量重新用于光合反应，减少了光能的浪费，波动光下VPZ的干重显著高于野生型，有机物积累更多。 【小问3详解】 H蛋白的功能是①修复损伤PSⅡ、②降低NPQ强度。H蛋白缺失突变体无法合成H蛋白，因此不能发挥“降低NPQ”的作用，NPQ强度更高，能更高效地将过剩光能转化为热能散失，减少强光对PSⅡ的损伤，PSⅡ活性更高，光反应产生的ATP和NADPH更多，暗反应强度更高。也有可能野生型虽可修复受损的PSⅡ，但PSⅡ损伤大，最终PSⅡ活性更低，使得突变体的暗反应强度高于野生型，AD符合题意、BC不符合题意。 21. 野生型水稻的TDR基因记为S，表现为雄性可育。S基因可经CRⅠSPR/Cas9基因编辑技术被编辑为s1、s2雄性不育基因，且S对s1、s2为显性。载体携带的抗性标记基因R（无标记基因记为r）可用于实验苗期筛选编辑成功的植株。科研人员以野生型纯合植株SSrr为材料进行基因编辑，获得单拷贝插入T0植株，后续获得非转基因纯合雄性不育株的部分过程如图所示。回答下列问题： （1）获得T0植株的过程中，涉及的变异原理是__________________。育种过程中，需要人工淘汰F1中基因型为__________________的植株，原因是__________________。 （2）若将图中的F2群体全部混种自由受粉获得F3，F3中雄性不育个体所占比例为_________________。科研人员应在F2中成功筛选出目标纯合不育系s1s1rr，有人提出可以将纯合不育系s1s1rr作为唯一亲本，采用单倍体育种大规模获得不育系，请评价该方案的可行性大小并给出理由：______________________。 （3）为了持续获得不育系群体，建立稳定的不育系保种体系，科研人员应在F2中选择基因型为_______________的植株作为亲本杂交，原因是______________________________。 【答案】（1） ①. 基因突变和基因重组 ②. Ss1Rr、Ss2Rr ③. 实验的目的是获得非转基因纯合雄性不育株，目的植株中不能含有R基因 （2） ①. 1/6 ②. 可行性小。s1s1rr为雄性不育植株，不能产生可育雄配子，无法利用花药离体培养获得单倍体；s1s1rr能产生可育雌配子，理论上可以利用雌配子离体培养获得单倍体，但雌配子数量少，技术难度大，难以实现大规模生产 （3） ①. s1s1rr、Ss1rr ②. 基因型为s1s1rr、Ss1rr的植株杂交，子代中可育植株Ss1rr∶雄性不育植株s1s1rr1∶1，持续使用该固定杂交组合进行杂交，能够稳定获得雄性不育植株和可育保持植株 【解析】 【小问1详解】 CRISPR/Cas9技术将野生型S基因编辑为新的等位基因s₁、s₂，属于基因突变；同时载体的抗性标记基因R整合到水稻染色体上，本质是外源DNA的插入，该过程也涉及DNA的重组。育种过程中，需要人工淘汰F1中基因型为Ss₁Rr、Ss₂Rr，本实验最终要获得无转基因标记的非转基因不育株，F₁中带R的个体含有转基因抗性标记，不符合非转基因的育种要求，需直接淘汰。 【小问2详解】 F₂群体的基因型及比例为SSrr：Ss₁rr：s₁s₁rr=1：2：1。其中雄性不育株s₁s₁rr无法产生可育雄配子，仅能作为母本；可育植株SSrr和Ss₁rr作为父本产生的雄配子类型及比例为S：s₁=(1×2 + 2×1)：(2×1)=2：1，母本产生的雌配子类型及比例为S：s₁=(1×2 + 2×1 + 1×0)：(1×0 + 2×1 + 1×2)=1：1。自由受粉后，仅当母本的s₁雌配子和父本的s₁雄配子结合时得到s₁s₁rr雄性不育个体，概率为1/3 × 1/2 = 1/6。s₁s₁rr为雄性不育株，无法产生可育的雄配子，仅能产生雌配子，无法通过单倍体育种大规模获得不育系，所以将纯合不育系s₁s₁rr作为唯一亲本，采用单倍体育种大规模获得不育系可行性小。 【小问3详解】 选择F₂中的杂合可育株Ss₁rr和目标不育株s₁s₁rr杂交，后代可同时得到Ss₁rr（雄性可育）和s₁s₁rr（雄性不育）的个体，Ss₁rr可自交持续繁殖出s₁s₁rr不育系，也可作为父本给不育株授粉，源源不断获得不育系群体，建立稳定保种体系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $