精品解析：2026届山东德州市高三下学期一模考试生物试题（解析版）

高三生物试题 2026.3 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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。 第Ⅰ卷(选择题 共45分) 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求 1. 绿硫细菌是一类严格厌氧的光合自养细菌，绿小体是其捕获光能的结构，由单层磷脂膜和底部基板构成。 单层磷脂膜上镶嵌着蛋白质，底部基板由蛋白质和叶绿素组成。下列说法正确的是（ ） A. 绿小体能捕获并传递光能 B. 单层磷脂膜属于生物膜系统 C. 单层磷脂膜上的蛋白质需经过内质网的加工 D. 绿硫细菌中进行的光反应可以产生氧气 【答案】A 【解析】 【详解】A、绿小体是绿硫细菌捕获光能的结构，其底部基板含有叶绿素，可捕获并传递光能用于光合作 用，A正确； B、生物膜系统是真核细胞特有的结构，由细胞膜、细胞器膜和核膜共同组成，绿硫细菌为原核生物，不 存在生物膜系统，B错误； C、绿硫细菌是原核生物，细胞中没有内质网这种具膜细胞器，其蛋白质合成过程无需内质网加工，C错 误； D、绿硫细菌为严格厌氧生物，其光合作用的电子供体不是水，光反应过程不会产生氧气，D错误。 故选A。 2. 小麦根系可通过分泌有机酸来抵抗铝胁迫。小麦根系感知铝胁迫信号后，细胞膜上的ALMT蛋白和 MATE蛋白会迅速被激活。激活后的ALMT蛋白形成通道，将细胞内的苹果酸迅速转运到细胞外；激活后 的MATE蛋白能利用细胞膜两侧的H+浓度梯度，将柠檬酸与H+进行反向转运，从而实现柠檬酸的排出。 第1页/共23页 学科网（北京）股份有限公司下列说法正确的是（ ） A. ALMT蛋白基因和MATE蛋白基因只存在于小麦的根细胞中 B. 苹果酸通过ALMT蛋白转运时需要与ALMT蛋白结合 C. MATE蛋白转运H+时，根细胞膜内的H+浓度高于膜外 D. MATE蛋白转运柠檬酸的过程中自身构象会发生改变 【答案】D 【解析】 【详解】A、小麦所有体细胞均由受精卵经有丝分裂产生，核基因完全相同，故ALMT蛋白基因和MATE 蛋白基因存在于小麦几乎所有体细胞中，仅在根细胞中选择性表达，A错误； B、由题干可知ALMT蛋白是通道蛋白，通道蛋白转运物质时不需要与被转运物质结合，B错误； C、MATE蛋白利用H+浓度梯度提供的能量进行反向转运，说明H+是顺浓度梯度运输（进入细胞），故根 细胞膜外的H+浓度高于膜内，C错误； D、MATE蛋白属于载体蛋白，转运物质时需要与被转运的柠檬酸、H+结合，自身构象会发生改变，D正 确。 故选D。 3. 研究发现，中高强度运动可使骨骼肌细胞内受损线粒体数量增多，进而激活细胞自噬，及时清除受损线 粒体，从而减少自由基的产生。下列说法正确的是（ ） A. 骨骼肌细胞自噬过程减弱会导致细胞核体积减小 B. 骨骼肌细胞自噬过于激烈，可能会诱导细胞凋亡 C. 受损线粒体被溶酶体合成的水解酶降解后的产物可被细胞利用 D. 由于受损线粒体增多，中高强度运动时骨骼肌细胞主要由无氧呼吸供能 【答案】B 【解析】 【详解】A、骨骼肌细胞自噬减弱时，受损线粒体不能及时清除，自由基生成量增加，会加快细胞衰老， 而衰老细胞的细胞核体积增大、核膜内折，因此细胞核体积不会减小，A错误； B、细胞自噬可清除细胞内受损的结构，若自噬过于激烈，会降解细胞内的正常结构，可能触发由基因决 定的细胞程序性死亡，即诱导细胞凋亡，B正确； C、水解酶的化学本质是蛋白质，由核糖体合成，溶酶体仅负责储存、释放水解酶，无法合成水解酶，C 错误； D、中高强度运动时，骨骼肌细胞的主要供能方式仍是有氧呼吸，无氧呼吸仅为辅助供能途径，不会因部 分线粒体受损就以无氧呼吸为主要供能方式，D错误。 第2页/共23页 学科网（北京）股份有限公司故选B。 4. 下图表示某生物(2N=8)精巢内细胞分裂过程中有关物质或结构数量变化的部分曲线。下列说法错误的是 （ ） A. 若a=8，则该曲线可表示减数分裂Ⅱ过程中核DNA数的变化 B. 若a=1，则该曲线可表示减数分裂Ⅱ过程中染色体组数的变化 C. 若a=8，则该曲线可表示有丝分裂过程中染色体数的变化 D. 若a=4，则该曲线可表示有丝分裂过程中同源染色体对数的变化 【答案】A 【解析】 【详解】A、若a=8，曲线表示数目从a突然变为2a（即从8变为16），减数分裂Ⅱ过程中，核DNA的变 化是前期和中期为 8，后期着丝粒分裂后DNA数仍为8，末期细胞一分为二后变为4，整个减数分裂Ⅱ过 程中，核DNA数不会出现从8到16的加倍，因此，该曲线不能表示减数分裂Ⅱ过程中核 NA的变化，A 错误； B、若a=1，曲线表示数目从1突然变为2，减数分裂Ⅱ前期和中期，染色体组数为1，后期着丝粒分裂， 染色体组数加倍为2，末期细胞一分为二，染色体组数又变为1，曲线的突然加倍可以对应减数分裂Ⅱ后期 着丝粒分裂导致的染色体组数加倍，因此该曲线可以表示减数分裂Ⅱ过程中染色体组数的变化，B正确； C、若a=8，曲线表示数目从8突然变为16，有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数从8加倍为16，末期 细胞一分为二，染色体数又恢复为8，曲线的突然加倍可以对应有丝分裂后期染色体数的加倍，因此该曲 线可以表示有丝分裂过程中染色体数的变化，C正确； D、若a=4，曲线表示数目从4突然变为8，有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数加倍，同源染色体对数 也从4对加倍为8对，末期细胞一分为二，同源染色体对数又恢复为4对，曲线的突然加倍可以对应有丝 分裂后期同源染色体对数的加倍，因此该曲线可以表示有丝分裂过程中同源染色体对数的变化，D正确。 故选A。 5. 研究发现，某植物的抗虫基因R编码区某位点发生突变，导致转录的mRNA中原本编码酪氨酸的密码 子UAC转变为UAA，翻译提前终止，植株丧失抗虫性。下列说法正确的是（ ） A. 抗虫基因R编码区的突变是由一个碱基对的缺失导致的 第3页/共23页 学科网（北京）股份有限公司B. 翻译提前终止的原因是转运酪氨酸的tRNA无法识别UAA C. 抗虫基因R的突变不影响RNA聚合酶在突变位点的移动 D. 抗虫基因R的突变使其转录的mRNA中提前出现了终止子 【答案】C 【解析】 【详解】A、mRNA上密码子UAC变为UAA仅发生了一个碱基的替换，对应抗虫基因R编码区为一个碱 基对的替换，不属于碱基对的缺失，A错误； B、翻译提前终止的原因是UAA为终止密码子，不存在对应的tRNA识别结合终止密码子，并非转运酪氨 酸的tRNA无法识别UAA，B错误； C、RNA聚合酶沿DNA模板链移动催化转录过程，该突变为碱基对替换，不会阻碍RNA聚合酶的移动， 转录过程可正常完成，C正确； D、终止子是位于基因非编码区、调控转录终止的DNA序列，mRNA上的UAA是终止密码子，不属于终 止子，D错误。 故选C。 6. 果蝇正常眼和无眼由一对等位基因控制。图1为某果蝇家系部分后代的系谱图，对该家系部分个体的正 常眼和无眼基因进行PCR扩增，产物的电泳结果如图2所示。不考虑突变和X、Y染色体同源区段。下列 说法错误的是（ ） A. 控制无眼的基因位于常染色体或X染色体上 B. Ⅲ—2为纯合子的概率为3/4 C. Ⅳ—1为无眼的概率为1/16 D. Ⅲ—1的X染色体来自Ⅰ—1和Ⅱ—2的概率相等 【答案】D 【解析】 【详解】A、Ⅱ-1无眼，父母Ⅰ-1、Ⅰ-2正常，无眼为隐性性状，由图2得知，Ⅰ-1为杂合子，Ⅰ-2为纯合子， 符合常染色体或X连锁隐性遗传模式。则基因可位于常染色体或X染色体上，A正确； 第4页/共23页 学科网（北京）股份有限公司B、常染色体遗传：Ⅱ-3基因型：1/2AA, 1/2 Aa ，Ⅱ-4基因型：AA， Ⅲ-2为纯合子（AA）概率 =1/2×1 + 1/2×1/2 = 3/4；X连锁遗传：Ⅱ-3基因型：1/2 XAXA, 1/2XAXa，Ⅱ-4基因型： XAY ，Ⅲ-2为纯合子 （XAXA）概率 =1/2×1 + 1/2×1/2 = 3/4，由此无论哪种遗传方式，概率均为3/4，B正确； C、Ⅲ-1必为携带者（常染色体：Aa；X连锁： XAY ），Ⅲ-2为杂合子概率 = 1/4 ，Ⅳ-1为无眼需双亲 均提供隐性等位基因：常染色体：1/4×1/4=1/16；X连锁：1/4×1/4=1/16，两种情况概率均为1/16，C正确； D、Ⅲ-1为雄性，其X染色体来自母亲Ⅱ-2。Ⅱ-2的两条X染色体分别来自Ⅰ-1和Ⅰ-2，Ⅱ-2为XAXA（概率 1/2）时，传递给Ⅲ-1的X来自Ⅰ-1或Ⅰ-2各1/2；Ⅱ-2为XAXa（概率1/2）时，因Ⅲ-1表型正常，只能继承来 自Ⅰ-2的XA 来自Ⅰ-1的概率=1/2×1/2+ 1/2= 1/4。来自Ⅰ-2的概率=1/2×1/2+1/2×1 =3/4，D错误。 ； 故选D。 7. 研究表明，猿类(包括人类、黑猩猩、大猩猩等不同物种)的Y染色体差异较大。不同物种间Y染色体的 长度因DNA重复序列的数量和类型不同而存在明显差异，并且Y染色体上含有大量物种特异性基因。下 列说法正确的是（ ） A. 由于黑猩猩与大猩猩的亲缘关系较近，因此二者不存在生殖隔离 B. 由于X和Y染色体存在同源区段，因此在细胞分裂时X、Y染色体均能联会 C. Y染色体上的DNA重复序列可能源于染色体变异，不能决定猿类进化方向 D. Y染色体的长度差异和基因序列差异可作为细胞水平上猿类进化的证据 【答案】C 【解析】 【详解】A、生殖隔离是不同物种的本质判断依据，黑猩猩和大猩猩属于不同物种，二者存在生殖隔离， A错误； B、X、Y染色体的联会仅发生在减数分裂Ⅰ前期，有丝分裂过程中同源染色体不会发生联会，并非所有细 胞分裂时X、Y染色体都能联会，B错误； C、Y染色体上的DNA重复序列可来源于染色体结构变异中的重复类变异，变异是不定向的，自然选择才 决定生物进化的方向，此类变异不能决定猿类进化方向，C正确； D、Y染色体的长度差异、基因序列差异属于分子水平的进化证据，不属于细胞水平证据，D错误。 故选C。 8. 5-羟色胺(5-HT)是一种重要的神经递质，不同药物会通过干预5-HT的储存和代谢来影响其作用，原理 如图所示。下列说法正确的是（ ） 第5页/共23页 学科网（北京）股份有限公司A. 5-HT由突触前膜释放，只能作用于突触后膜 B. 长期使用氟西汀会导致突触后膜上5-HT受体的数量减少 C. 5-HT与突触后神经元上的受体结合后，会导致其细胞内Na+浓度高于细胞外 D. 利血平和氟西汀均会通过降低突触间隙中5-HT的含量来发挥作用 【答案】B 【解析】 【详解】A、5-HT 由突触前膜释放，图中显示它不仅能作用于突触后膜的受体，还能作用于突触前膜上的 5-HT 受体（负反馈调节），A错误； B、氟西汀抑制 5-HT 转运体，导致突触间隙中 5-HT 持续作用于突触后膜受体。长期使用时，突触后膜 会通过减少受体数量来适应这种持续刺激（脱敏），因此长期使用氟西汀会导致突触后膜上 5-HT 受体数 量减少，B正确； C、5-HT 与突触后神经元上的受体结合后，会引起 Na⁺内流，使膜电位去极化。但 Na⁺内流是顺浓度梯度 的协助扩散，细胞内 Na⁺浓度始终低于细胞外，不会高于细胞外，C错误； 的 D、利血平抑制突触小泡对 5-HT 储存，使 5-HT 在突触前神经元内被降解，导致突触间隙中 5-HT 含量降低。 氟西汀抑制 5-HT 转运体，阻止 5-HT 被突触前膜回收，从而使突触间隙中 5-HT 含量升高， D错误。 故选B。 9. 尿崩症分为中枢性尿崩症和肾性尿崩症。中枢性尿崩症与下丘脑或垂体的损伤有关，肾性尿崩症由肾脏 对抗利尿激素反应缺陷导致，两者均表现为尿频、饮水频次增多等症状。下列说法正确的是（ ） A. 抗利尿激素由下丘脑分泌、垂体释放，体现了激素的分级调节 B. 中枢性尿崩症患者的细胞外液渗透压往往低于正常人 C. 肾性尿崩症患者体内的抗利尿激素含量可能比正常人高 D. 给两种尿崩症患者注射适量抗利尿激素，其尿液渗透压均不会升高 第6页/共23页 学科网（北京）股份有限公司【答案】C 【解析】 【详解】A、激素的分级调节是指下丘脑通过分泌促激素释放激素调控垂体分泌促激素，再通过促激素调 控靶腺体分泌激素的分层调控模式，抗利尿激素由下丘脑分泌、经垂体释放的过程不属于分级调节，A错 误； B、中枢性尿崩症患者抗利尿激素释放不足，肾小管和集合管重吸收水的能力下降，机体大量失水，细胞 外液渗透压往往高于正常人，B错误； C、肾性尿崩症患者肾脏对抗利尿激素反应缺陷，水重吸收不足导致细胞外液渗透压升高，会刺激下丘脑 合成分泌更多抗利尿激素，因此其体内抗利尿激素含量可能比正常人高，C正确； D、中枢性尿崩症的病因是抗利尿激素释放不足，注射抗利尿激素后其肾小管、集合管重吸收水的能力提 升，尿液渗透压会升高，仅肾性尿崩症患者注射抗利尿激素后尿液渗透压不会升高，D错误。 故选C。 10. 研究发现，黑色素瘤细胞及其分泌的“黑素体”(细胞外囊泡)表面均具有复合物H，“黑素体”表面的 复合物H与T细胞表面受体的亲和力更高。“黑素体”表面的复合物H与细胞毒性T细胞结合能显著抑制 其分泌干扰素-γ，进而降低细胞毒性T细胞对瘤细胞的杀伤能力。下列说法正确的是（ ） A. 细胞毒性T细胞杀伤瘤细胞体现了免疫系统的免疫自稳功能 B. 辅助性T细胞与黑色素瘤细胞表面复合物H结合可使其裂解 C. 干扰素-γ能够抑制细胞毒性T细胞对瘤细胞的杀伤作用 D. 黑色素瘤细胞分泌的“黑素体”有助于瘤细胞逃避免疫系统的“追杀” 【答案】D 【解析】 【详解】A、免疫系统的免疫监视功能负责识别并清除突变的肿瘤细胞，免疫自稳功能是清除自身衰老、 损伤的细胞以维持内环境稳态，细胞毒性T细胞杀伤瘤细胞体现的是免疫监视功能，A错误； B、只有细胞毒性T细胞可与靶细胞结合并使其裂解，辅助性T细胞的作用是分泌细胞因子，不能直接裂 解靶细胞，B错误； C、题干信息显示，抑制细胞毒性T细胞分泌干扰素-γ会降低其对瘤细胞的杀伤能力，说明干扰素-γ能够 促进细胞毒性T细胞对瘤细胞的杀伤作用，C错误； D、黑色素瘤细胞分泌的“黑素体”可与细胞毒性T细胞结合，抑制其杀伤功能，减少瘤细胞被清除的概 率，因此有助于瘤细胞逃避免疫系统的“追杀”，D正确。 故选D。 第7页/共23页 学科网（北京）股份有限公司11. 经过40多年的保护，朱鹮的数量从1981年仅存于陕西洋县姚家沟的7只增长到11000多只。调查发现， 种群密度高的核心区朱鹮的繁殖力明显低于密度低的外围区。下列说法正确的是（ ） A. 1981年姚家沟的7只朱鹮不能构成一个种群 B. 气温是影响朱鹮种群数量变化的非密度制约因素 C. 核心区朱鹮种群的环境容纳量会随其繁殖力的降低而降低 D. 若朱鹮种群年龄结构为增长型，则其出生率与死亡率的差值呈上升趋势 【答案】B 【解析】 【详解】A、种群是指同一时间生活在一定自然区域内，同种生物的全部个体，1981年姚家沟的7只朱鹮 符合同区域同种全部个体的特征，可构成一个种群，A错误； B、非密度制约因素的作用强度与种群密度无关，气温属于气候类因素，其对朱鹮种群数量的影响不受种 群密度大小的影响，属于非密度制约因素，B正确； C、环境容纳量是由环境资源、气候、天敌等环境条件决定的种群最大维持数量，和种群自身的繁殖力无 关，因此核心区朱鹮繁殖力降低不会导致其环境容纳量下降，C错误； D、年龄结构为增长型仅说明出生率大于死亡率，种群数量将呈增长趋势，但出生率与死亡率的差值不一 定上升，差值稳定为正值时种群也可保持增长，D错误。 故选B。 12. 某社区居民未经相关部门许可，向城市内河大量投放外来观赏鱼。投放后不久，部分鱼类死亡，导致 河流水体发臭，水生植物大量死亡，内河生态遭到破坏。下列说法正确的是（ ） A. 鱼类死亡与水体发臭之间存在负反馈调节 B. 观赏鱼的投放改变了城市内河群落演替的速度和方向 C. 内河生态遭到破坏，说明内河生态系统没有自我调节能力 D. 若投放适应本地环境的鱼类，则不会破坏内河的生态环境 【答案】B 【解析】 【详解】A、鱼类死亡导致水体发臭，发臭的水体会进一步造成更多水生生物死亡，使生态系统偏离稳态 的程度加剧，属于正反馈调节，并非负反馈调节，A错误； B、人类未经许可大量投放外来观赏鱼的活动，打破了内河原有生态平衡，改变了内河群落自然演替的速 度和方向，B正确； C、生态系统都具有一定的自我调节能力，但自我调节能力存在上限，当外界干扰强度超过该上限时生态 系统就会遭到破坏，并非内河生态系统没有自我调节能力，C错误； 第8页/共23页 学科网（北京）股份有限公司D、若投放的适应本地环境的鱼类数量过多，超过环境容纳量，或挤占本地原有物种的生存资源，仍可能 破坏内河生态环境，D错误。 故选B。 13. 泡菜和食醋既可通过传统发酵技术获得，也可利用发酵工程进行工业化生产。下列说法错误的是（ ） A. 醋酸发酵过程中醋酸菌繁殖越快发酵产物的产量越高 B. 与传统发酵相比，发酵工程更易保证产品品质的稳定性 C. 泡菜和食醋制作过程中的发酵产物会抑制杂菌的繁殖 D. 泡菜和食醋的制作分别依赖乳酸菌的无氧呼吸和醋酸菌的有氧呼吸 【答案】A 【解析】 【详解】A、醋酸发酵过程中，若醋酸菌繁殖过快，会消耗大量营养物质用于菌体自身增殖，用于合成发 酵产物醋酸的营养占比下降，因此发酵产物产量不会随醋酸菌繁殖速度加快而升高，并非繁殖越快产物产 量越高，A错误； B、发酵工程可精准控制温度、pH、溶氧量等发酵条件，且使用纯化的优良菌种，相比传统发酵自然接种、 条件难以精准调控的特点，更易保证产品品质的稳定性，B正确； C、泡菜的发酵产物为乳酸，食醋的发酵产物为醋酸，酸性环境可抑制多数杂菌的生长繁殖，C正确； D、泡菜制作依赖乳酸菌的无氧呼吸产生乳酸，醋酸菌为好氧菌，食醋制作依赖醋酸菌的有氧呼吸产生醋 酸，D正确； 故选A。 14. 中国克隆牛“康康”的培育流程如下：将良种肉牛的体细胞直接注入去核卵母细胞中，经诱导融合形 成重构胚；对重构胚人工激活与体外培养后，筛选合格胚胎移植至代孕母牛子宫内，使其完成胚胎发育。 下列说法错误的是（ ） 的 A. “康康” 细胞质基因来源于受体细胞和供体细胞 B. 利用梯度离心法可不穿透透明带去除纺锤体—染色体复合物 C. 可用电刺激或Ca2+载体激活重构胚，使其完成发育进程 D. 将重构胚培养至囊胚期，取内细胞团细胞进行DNA分析后方可移植 【答案】D 【解析】 【详解】A、培育过程中将完整的供体体细胞注入去核卵母细胞，供体体细胞携带的少量细胞质、去核卵 第9页/共23页 学科网（北京）股份有限公司母细胞的细胞质共同参与重构胚组成，因此“康康”的细胞质基因来源于供体细胞和受体卵母细胞，A正 确； B、卵母细胞去核的方法包括显微操作法、梯度离心法、紫外光短时间照射法等，其中梯度离心法无需穿 透透明带即可去除纺锤体—染色体复合物，B正确； C、重构胚形成后需经过人工激活才能启动发育进程，电刺激、Ca2+载体处理、乙醇处理等均是常用的激活 方法，C正确； D、囊胚的内细胞团将来发育为胎儿的各种组织，若取内细胞团细胞进行DNA分析会破坏胚胎结构，影响 后续发育，应取将来发育为胎膜和胎盘的滋养层细胞进行检测，D错误。 故选D。 15. 紫草的次生代谢物紫草宁具有抗肿瘤作用，滇紫草的次生代谢物紫草素具有抗炎作用。将色氨酸营养 缺陷型紫草细胞与亮氨酸营养缺陷型滇紫草细胞融合，再用特定培养基筛选得到杂种细胞。杂种细胞在茉 莉酸甲酯的调控下，能同时合成紫草宁和紫草素，且其含量提升2.5倍。下列说法正确的是（ ） A. 紫草宁与紫草素是植物生长和生存所必需的代谢产物 B. 筛选杂种细胞的特定培养基中需要添加色氨酸和亮氨酸 C. 茉莉酸甲酯可调控紫草宁和紫草素合成相关基因的表达 D. PEG是促细胞融合剂，可直接诱导紫草和滇紫草细胞的融合 【答案】C 【解析】 【详解】A、紫草宁和紫草素属于次生代谢产物，并非植物生长和生存所必需的初生代谢产物，A错误； B、色氨酸营养缺陷型紫草细胞无法自主合成色氨酸，亮氨酸营养缺陷型滇紫草细胞无法自主合成亮氨酸， 杂种细胞可整合两种亲本的遗传信息，能同时合成两种氨基酸，因此筛选杂种细胞的培养基不需要添加色 氨酸和亮氨酸，未融合的亲本细胞、同种亲本融合的细胞均无法在该培养基存活，以此筛选出杂种细胞， B错误； C、紫草宁和紫草素的合成需要相关酶的催化，酶是基因表达的产物，茉莉酸甲酯可调控相关基因的表达， 进而调节两种代谢产物的合成，C正确； D、植物细胞具有细胞壁，无法直接诱导融合，需先去除细胞壁获得原生质体后，再用PEG诱导原生质体 融合，D错误。 故选C。 二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求， 选对但不全的得1分，有选错的得0分。 第10页/共23页 学科网（北京）股份有限公司16. 线粒体内膜和类囊体膜均具有电子传递链，电子通过电子传递链传递给氧化剂的过程驱动H+跨膜运输 建立膜两侧浓度差，H+顺浓度梯度运输进而驱动ATP合酶合成ATP，从而完成能量转化。细胞呼吸过程中 丙酮酸需要依赖H+顺浓度运输才能进入线粒体。下列说法正确的是（ ） A. 水光解产生的电子经传递后可与NADP+和H+结合生成NADPH B. 在线粒体和叶绿体中，电子传递时释放的能量均转化为ATP中的化学能 C. 电子传递时驱动的H+跨膜运输属于协助扩散，不需要消耗能量 的 D. 氧气缺乏会使线粒体内膜上 电子传递受阻，从而抑制丙酮酸进入线粒体 【答案】AD 【解析】 【详解】A、光反应阶段水光解产生电子和H⁺，电子经类囊体膜的电子传递链传递后，最终传递给 NADP⁺，NADP⁺结合电子和H⁺生成NADPH，可用于暗反应过程，A正确； B、叶绿体中电子传递释放的能量一部分储存在NADPH中，线粒体中电子传递释放的能量也有一部分以 热能形式散失，并非全部转化为ATP中的化学能，B错误； C、电子传递驱动H⁺跨膜的目的是建立膜两侧H⁺浓度差，该过程H⁺逆浓度梯度运输，属于主动运输，需 要消耗电子传递释放的能量，C错误； D、线粒体内膜电子传递链的最终电子受体是氧气，氧气缺乏会导致电子传递受阻，无法将H⁺泵到内膜外 侧建立H⁺浓度差；根据题干信息，丙酮酸进入线粒体依赖H⁺顺浓度运输，因此H⁺浓度差无法建立会抑制 丙酮酸进入线粒体，D正确。 故选AD。 17. 某二倍体植物的抗病与感病由等位基因M/m控制，高秆和矮秆由两对等位基因N/n和R/r控制，且R 基因会抑制N基因的表达。用纯合抗病高秆品系甲、乙分别与纯合感病矮秆品系丙杂交，F 自交得F，结 1 2 果如表所示。不考虑突变和互换，下列说法正确的是（ ） F 中抗病矮秆植株的占 组别 亲本组合 F 2 1 比 ① 甲×丙 全为抗病高秆 9/64 ② 乙×丙 全为抗病高秆 3/16 A. M/m、N/n和R/r基因独立遗传，N基因表达时植株表现为矮秆 B. 甲的基因型为MMNNRR，乙的基因型为MMnnRR C. 组别①F 的抗病矮秆植株中能稳定遗传的个体占1/9 2 第11页/共23页 学科网（北京）股份有限公司D. 某抗病植株自交后代中矮秆占1/4，则该植株可能的基因型最多有3种 【答案】AC 【解析】 【详解】A、由F 全为抗病高秆可知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，R基因抑制N基因表达，仅 1 当基因型为N_rr时N基因正常表达，植株表现为矮秆，其余基因型均表现为高秆。组别①F 抗病矮秆占 2 比为9/64，可拆解为3/4（抗病M_）×3/4（N_）×1/4（rr），符合三对等位基因独立遗传的自由组合比 例且F 为MmNnRr；N基因仅在无R抑制时（即N_rr）表达，对应性状为矮秆，A正确； 1 B、甲与丙（mmNNrr）杂交F 为MmNnRr，推导得甲的基因型为MMnnRR；组别②F 抗病矮秆占比为 1 2 9/64，可拆解为3/4（抗病M_）×1（NN）×1/4（rr），乙与丙杂交F 为MmNNRr，推导得乙的基因型 1 为MMNNRR，B错误； C、组别①F 抗病矮秆的基因型为M_N_rr，共9种组合，其中能稳定遗传的纯合子仅MMNNrr1种，占比 2 为1/9，C正确； D、抗病植株（M_）自交后代矮秆占1/4，仅当N/R基因型为NNRr时满足，结合M的基因型仅存在 MMNNRr、MmNNRr2种可能，D错误。 故选AC。 18. 为探究生长素(IAA)促进黄瓜雌花分化的分子机制，研究人员构建了乙烯合成关键酶基因ACS2的突变 体(acs2)并进行相关实验，结果如下表所示。下列说法错误的是（ ） 实验组别 乙烯合成量 雌花比例 ①野生型 ++ ++ ②野生型+IAA ++++ ++++ ③acs2 + + ④acs2+IAA + + ⑤acs2+IAA+ACC ++++ ++++ 注：ACC是合成乙烯的前体物质；“+”的数量越多，代表乙烯合成量越多或雌花比例越高。 A. 该实验的自变量是黄瓜植株的类型以及外源施加物的处理 B. 据①②④组可推测，生长素通过促进乙烯的合成促进雌花的分化 C. 据①②⑤组可推测，ACS2基因编码的蛋白质催化ACC的合成 D. 若使用色氨酸合成抑制剂处理野生型黄瓜植株，则其雌花比例会下降 【答案】C 第12页/共23页 学科网（北京）股份有限公司【解析】 【详解】A、该实验中，处理对象分为野生型植株和acs2突变体植株两类，外源施加物包括IAA、ACC两 类，二者均属于人为改变的变量，即自变量，A正确； B、①②组对照可知，野生型植株施加IAA后，乙烯合成量和雌花比例均显著升高；②④组对照可知，乙 烯合成关键酶基因突变的acs2突变体施加IAA后，乙烯合成量和雌花比例未升高，说明生长素发挥作用依 赖乙烯合成通路，即生长素通过促进乙烯合成促进雌花分化，B正确； C、要推测ACS2基因编码的蛋白质催化ACC合成，需对比④（acs2+IAA）和⑤（acs2+IAA+ACC）的实 验结果，仅分析①②⑤组缺少acs2仅施加IAA的对照，无法确定ACS2的功能是催化ACC合成，C错误； D、色氨酸是生长素合成的原料，使用色氨酸合成抑制剂会抑制内源生长素的合成，进而导致乙烯合成量 减少，雌花比例下降，D正确。 故选C。 19. 为研究捕捞产生的生态效应，研究人员在水生生态系统中划分出了初始条件均相同的捕捞区甲和非捕 捞区乙。该生态系统的食物链为小球藻→丰年虾→鲈鱼。对乙区域中的鲈鱼种群进行监测并构建了如图所 示的生态模型，其中种群增长速率表示单位时间内增加的个体数。现拟对甲区域中处于图中B状态的鲈鱼 进行捕捞，下列说法正确的是（ ） A. 捕捞会使甲区域中丰年虾的种内竞争加剧 B. 捕捞会导致甲区域中小球藻的生物量增多 C. 为持续获得较大年产量，鲈鱼的捕捞量应为10条 D. 鲈鱼的最大年捕捞量不能超过30条，否则会影响种群的繁衍 【答案】ACD 【解析】 【详解】A、甲区域捕捞鲈鱼导致其数量减少，鲈鱼对丰年虾的捕食作用减弱，丰年虾密度上升，种内竞 争加剧，A正确； 第13页/共23页 学科网（北京）股份有限公司B、甲区域捕捞鲈鱼导致其数量减少，鲈鱼对丰年虾的捕食作用减弱，丰年虾密度上升，丰年虾作为植食 性动物，其数量增加会加剧对小球藻的摄食，导致小球藻生物量下降，B错误； C、由图2可以直接看出，B状态时，鲈鱼种群出生率等于死亡率，种群增长速率为0，此时鲈鱼的种群数 量为35只，种群增长速率最大时，鲈鱼的种群数量为25只，故对处于B状态的鲈鱼种群进行捕捞时,为持 续获得较大的鲈鱼产量,捕捞后种群数量应为25只,则当年捕捞量应为35−25=10只，C正确； D、A状态之前，鲈鱼种群的出生率小于死亡率，种群数量不断减少，A状态时，鲈鱼的种群数量为5只, 此时出生率等于死亡率，故当年最大捕捞量不能超过35−5=30，否则需要采取有效保护措施保证鲈鱼种群 的延续，D正确。 故选ACD。 20. 尿素在高温下易分解，也能被脲酶分解，分解产物能使酚红指示剂变红。为从土壤中筛选出尿素分解 菌，实验人员配制不含氮源的培养基(添加酚红指示剂)，向其中加入过滤除菌的尿素后用HCl调至橙黄色， 然后倒平板。将1g土壤样品溶于99mL无菌水后再稀释104倍，取菌液0.1mL涂布于上述平板并培养，统 计平均菌落数为120个。下列说法正确的是（ ） A. 制备培养基时，应先对培养基灭菌再加入尿素 B. 涂布接种时，用涂布器蘸取0.1mL菌液并均匀地涂布在平板上 C. 红色圈与菌落直径比值大的菌落中的菌株分解尿素能力强 D. 1g土壤样品中尿素分解菌的数目约为1.2×109个 【答案】ACD 【解析】 【详解】A、尿素高温下易分解，无法通过高压蒸汽灭菌，因此制备培养基时应先对不含尿素的基础培养 基进行灭菌，再加入过滤除菌的尿素，A正确； B、涂布接种的正确操作是先将0.1mL菌液滴加在平板表面，再使用灼烧后冷却的涂布器将菌液均匀涂布， 不能用涂布器直接蘸取菌液，B错误； C、尿素分解菌产生的脲酶分解尿素产生氨，可使酚红指示剂变红，红色圈与菌落直径的比值越大，说明 单位体积菌落分解尿素的能力越强，对应菌株分解尿素的能力越强，C正确； D、1g土壤样品中尿素分解菌的数目约为120÷0.1×106=1.2×109个，D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷(非选择题 共55分) 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21. 为了研究干旱胁迫下氮肥供应对胡杨生长的影响，研究人员在正常供水(MW)和干旱条件(LM)下分别设 第14页/共23页 学科网（北京）股份有限公司置N(0g⋅pot-1)、N(3g⋅pot-1)和N(6g⋅pot-1)三个氮肥水平进行实验，结果如下图所示。 0 1 2 （1）测定叶绿素相对含量时，应首先用___________(填试剂)提取光合色素，并将提取液置于___________ 光下测定吸光值来推算叶绿素的相对含量。 （2）干旱胁迫下胡杨净光合速率降低，据图分析，主要原因 是___________。 （3）干旱条件下，适当施加氮肥可显著提高胡杨净光合速率，据图分析，原因是___________。 （4）为研究氮肥影响光合作用的机制，研究人员对干旱条件下胡杨叶片中的脱落酸含量进行测量。结合 脱落酸的作用，据图推测N 组胡杨叶片的脱落酸含量___________(填“低于”“等于”或“高于)N 组， 1 0 依据是___________。 【答案】（1） ①. 无水乙醇 ②. 红 （2）气孔导度下降，CO 供应不足，暗反应速率降低 2 （3）适当施加氮肥能促进叶绿素的合成，使光反应速率增大；同时使气孔导度增大，CO 吸收增多，使暗 2 反应速率增大 （4） ①. 低于 ②. 干旱条件下N 组气孔导度高于N 组，而脱落酸能促进气孔关闭 1 0 【解析】 【分析】叶绿体中的色素包括叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）和类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）。 【小问1详解】 光合色素易溶于有机溶剂不溶于水，提取光合色素常用无水乙醇；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝 卜素主要吸收蓝紫光，因此测定叶绿素相对含量时，为了排除类胡萝卜素的干扰，需要在红光下测定提取 液的吸光值。 【小问2详解】 对比题图数据，干旱条件下同氮肥水平下，胡杨叶绿素含量并未降低，但气孔导度明显低于正常供水组； 气孔导度下降，CO 供应不足，暗反应速率降低。 2 【小问3详解】 据图可知，干旱条件下适当施氮肥后，胡杨叶绿素含量和气孔导度都高于不施氮肥组，所以净光合速率提 高的原因是：适当施加氮肥能促进叶绿素的合成，使光反应速率增大；同时使气孔导度增大，CO 吸收增 2 第15页/共23页 学科网（北京）股份有限公司多，使暗反应速率增大。 【小问4详解】 题图中干旱条件下N 组气孔导度高于N 组，而脱落酸能促进气孔关闭，因此推测N 组脱落酸含量低于N 1 0 1 0 组。 22. 蚊子一次受精可多次产卵，雄蚊只以花蜜和植物汁液为食，雌蚊要靠吸血来满足产卵的需求。蚊子在 叮咬人时传播疾病(如登革热、寨卡病毒等)。为控制蚊子传播疾病，科研人员进行了相关研究。(不考虑突 变和互换) （1）W菌是蚊子的胞内共生菌。科研人员利用一种新型W菌转染蚊子获得品系W，将其与野生型品系Z 进行如下杂交实验。 P F 1 均 为野 Z(♀)×Z(♂) 生型 Z(♀)×W(♂) 无后代 W(♀)×W(♂) 均为品系W W(♀)×Z(♂) 均为品系W 根据杂交结果可知，W菌在蚊子亲子代之间依靠___________(填“精子”或“卵细胞”)传播。为控制蚊子 的数量，应连续多次释放___________(填“雄性”或“雌性”)品系W蚊子。 （2）S基因表达的蛋白能抑制登革热病毒复制。科研人员将S基因分别与A、B基因构建融合基因，并利 用基因编辑技术将两种融合基因分别插入两对常染色体上，获得纯合的显性突变雄蚊(品系N)。已知只有 A或B基因的胚胎致死，让品系N与野生型雌蚊(不含A、B基因)交配获得F，F 自由交配，F 个体中有 1 1 2 ___________种基因型，其中A基因频率为___________。若将品系N释放，野生蚊子体内登革热病毒的平 均含量会逐代降低，原因是___________。 （3）新型防控策略一般都需要释放雄蚊，为高效生产和分离非转基因雄蚊(不含荧光蛋白基因的雄蚊)，科 研人员构建了双荧光品系，如图1所示。 注：M为决定雄性特征的特殊序列，没有M的对应位置记作m；C和P分别为外源插入的红色荧光蛋白基 第16页/共23页 学科网（北京）股份有限公司因和绿色荧光蛋白基因；l为天然存在的隐性致死基因 ①利用双荧光品系分离并持续生产非转基因雄蚊的方案是___________。若双荧光品系的F 自由交配，F 1 2 中无荧光的个体所占比例为___________，无荧光个体中非转基因雄蚊所占比例为___________。 ②在双荧光品系的基础上，科研人员利用另一天然存在的隐性致死基因k并通过不断的筛选和交配，构建 了单荧光品系，如图2所示。据图分析，与双荧光品系相比，单荧光品系在生产和分离非转基因雄蚊上的 优势是___________。 【答案】（1） ①. 卵细胞 ②. 雄性 （2） ①. 5 ②. 60% ③. 群体中S基因频率逐代升高，而S基因表达的蛋白可以抑制病毒复制 （3） ①. 在双荧光品系杂交的后代中，无荧光的个体即为非转基因雄蚊，让有荧光的个体相互交配用 于持续生产 ②. 3/7 ③. 2/3 ④. 不需挑选即可连续传代且易分离出非转基因雄蚊 【解析】 【分析】减数分裂形成配子时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。 【小问1详解】 由 W菌的传播方式 观察杂交实验： Z(♀)×W(♂)：无后代（无法判断）， W(♀)×W(♂)：后代均为品系 W ， W(♀)×Z(♂)：后代均为品系W ， 关键对比：当母本为W时，无论父本是W还是Z，后代都是 W；而Z(♀)×W(♂)无后代。这说明W菌通过母本（卵细胞）传递给后代，属于母系遗传（细胞质遗传）。 根据"Z(♀)×W(♂)无后代"这一关键结果，释放雄性品系W蚊子可使野生型雌蚊交配后无法产生后代，从 而逐代降低蚊子数量。 【小问2详解】 分析F₁自由交配产生F₂的情况 F₁（AaBb）自由交配，理论上F₂有9种基因型：A_B、A_bb、aaB、aabb 根据条件"只有A或B基因的胚胎致死"；只有A基因（有A无B）：A_bb 致死，即AAbb、Aabb 致死； 只有B基因（有B无A）：aaB 致死，即aaBB、aaBb 致死 ；存活个体： A_B_（有A和B）：AABB、 AABb、AaBB、AaBb 和aabb（同时无A和B）。 F₂存活基因型共5种：AABB、AABb、AaBB、 AaBb、aabb。存活个体中： AABB: 1，AABb: 2 ，AaBB: 2，AaBb: 4，aabb: 1。计算A基因频率： A基 因总数 = 2+4+2+4= 12，等位基因总数 = 2×10 = 20， A基因频率 = 12/20 = 3/5（或60%）。由于致死现 象的存在，群体中A、B的基因频率逐代升高，伴随着群体中S基因频率逐代升高，而S基因表达的蛋白 第17页/共23页 学科网（北京）股份有限公司可以抑制病毒复制，因此将品系N释放，野生蚊子体内登革热病毒的平均含量会逐代降低。 【小问3详解】 分析图1染色体组成：雄蚊（♂）：M / m-C-l（一条含M，另一条含C和致死基因l） ，雌蚊（♀）： m/m-P-l（含P和致死基因l）。遗传特点：有M → 发育为雄性l为隐性致死，纯合ll致死 C（红荧光）、 P（绿荧光）为转基因标记。杂交策略： 让两种荧光品系的雄蚊与雌蚊交配，后代中：无荧光个体不含C 和P，即为非转基因雄蚊（目Mm）；有荧光个体含C或P，留下继续交配生产。具体方案： 让双荧光品 系的雄蚊与雌蚊交配，后代中无荧光的个体即为非转基因雄蚊，将有荧光的个体留下相互交配用于持续生 产。 亲本杂交：♂（M/m-C-l）× ♀（m/m-P-l），F₁基因型及比例：M/m-P-l（绿色荧光雄蚊）： M/m （无荧光雄蚊）： m-C-l/m-P-l（II致死）：m-C-l/m红色荧光雌蚊）=1：1：1：1， 即F₁中：绿色荧光雄 蚊:无荧光雄蚊:红色荧光雌蚊 = 1:1:1。 F₁自由交配，雄蚊（M/m）和 M/m-P-l， 雌蚊m-C-l/m，F 雄配 1 子M:m:m-P-l= 2:1:1，雌配子m:m-C-l= 1:1，故F 中Mm:mm:mm-P-1:Mm-C-1:mm-C-1:m-C-1m- 2 P-1=2:1:1:2:1:1，m-C-1mP-1致死，故F 中无荧光的个体Mm和mm共为3/7，无荧光个体中非转基因雄蚊 2 为Mm，所占比例为2/3。 单荧光品系中雄蚊无荧光，雌蚊有绿色荧光，通过荧光筛选可直接分离雌雄，简化了非转基因雄蚊的筛选 过程，不需挑选即可连续传代且易分离出非转基因雄蚊。 23. 正常睡眠可诱导PVN神经元分泌肽类激素Raptin，该激素可抑制食欲，调节过程如图所示。 （1）据图分析，光暗信号调节Raptin分泌的反射活动中，效应器是___________。该反射过程体现的神经 调节和体液调节的关系是___________。 （2）PVN神经元兴奋时细胞膜的膜电位发生的变化为___________，能够引起PVN神经元兴奋的信号分 子有___________。 （3）据图分析，熬夜会导致肥胖的机制之一是熬夜使Raptin分泌___________(填“增加”或“减少”)， 进而导致胃排空___________(填“加快”或“减慢”)，然后将信号传到饱食中枢。 （4）研究发现RCN2基因突变会导致Raptin分泌缺陷。请利用RCN2基因突变小鼠，设计实验证明正常 睡眠是通过影响Raptin的分泌来抑制肥胖的，请简要写出实验设计思路：___________。 【答案】（1） ①. 传出神经末梢及其支配的PVN神经元 ②. 激素(体液)调节可作为神经调节的一 第18页/共23页 学科网（北京）股份有限公司个环节 （2） ①. 由内负外正变为内正外负 ②. 神经递质和Raptin （3） ①. 减少 ②. 加快 （4）取RCN2基因突变小鼠若干分为两组，分别注射等量的Raptin和生理盐水，两组小鼠均正常睡眠， 一段时间后测量并比较两组小鼠的体重 【解析】 【分析】神经调节的基本方式是反射，反射的结构基础是反射弧。神经调节和体液调节既有区别又有联系。 【小问1详解】 据图分析，光信号通过视网膜→下丘脑→PVN神经元，最终由PVN神经元分泌Raptin，所以效应器是传 出神经末梢及其支配的PVN神经元。这里光信号先通过神经调节作用于PVN神经元，再通过其分泌的 Raptin（激素）进行体液调节，故体现的神经调节和体液调节的关系是激素(体液)调节可作为神经调节的一 个环节。 【小问2详解】 PVN神经元兴奋时，细胞膜的膜电位变化是由外正内负变为外负内正（静息电位为外正内负，兴奋时变为 外负内正）。据图可知，能引起PVN神经元兴奋的信号分子有神经递质、Raptin。 【小问3详解】 熬夜会导致肥胖的机制是熬夜使Raptin分泌减少，进而导致胃排空加快，对食欲中枢的抑制作用减弱，将 信号传到饱食中枢，进食增加。 【小问4详解】 证明正常睡眠是通过影响Raptin的分泌来抑制肥胖的。自变量是是否分泌Raptin，故实验思路是取RCN2 基因突变小鼠若干分为两组，分别注射等量的Raptin和生理盐水，两组小鼠均正常睡眠，一段时间后测量 并比较两组小鼠的体重。 24. 中度干扰假说认为在中等程度的干扰下，生态系统会维持更高的生物多样性，该假说在生态学研究和 实践中具有重要意义。 （1）自然条件下，森林群落可能会受到山火的干扰。山火可分为地下火、地表火和树冠火，这与森林群 落的___________结构有关。火灾后，森林生态系统通过___________调节得以恢复，从而维持相对稳定的 结构和功能，该过程中群落发生___________演替。 （2）研究不同强度的山火干扰对植被生物量和丰富度的影响，结果如表所示。轻度和中度山火干扰能提 高森林群落的物种丰富度，从生物因素的角度分析，原因是___________。随着山火干扰强度的增大，草 本植物的生物量逐渐增大，从资源利用的角度分析，原因是___________(答出两点)。 第19页/共23页 学科网（北京）股份有限公司生物量(g⋅m-2) 丰富度(个) 乔木 灌木 草本 对照组 643 205 168 42 轻度山火 589 200 184 48 中度山火 358 236 259 53 重度山火 264 248 398 32 （3）重度山火会导致森林生态系统退化，通过禁止砍伐和狩猎进行封山育林，是理想的森林恢复措施。 调查发现，封山育林区的种子传播速度更快，原因是___________。 【答案】（1） ①. 垂直 ②. 负反馈(或自我) ③. 次生 （2） ①. 轻度和中度山火使乔木减少，为其他植物的生存腾出更多空间 ②. 山火干扰后草本植物 接受的光照增多，土壤中无机盐增多，从而有利于草本植物的生长 （3）封山育林区的动物得到了保护，有利于种子的传播 【解析】 【分析】群落结构包括垂直结构和水平结构。负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。 【小问1详解】 森林群落有乔木层、灌木层、草本层的分层结构，山火类型和这种垂直分层有关。火灾后，森林生态系统 通过负反馈调节维持自身的结构和功能稳定。负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。火灾后原有土 壤条件基本保留，还存在植物的种子或其他繁殖体，属于次生演替。 【小问2详解】 轻度和中度山火干扰能提高森林群落的物种丰富度，从生物因素的角度分析，原因是轻度和中度山火会降 低乔木层的生物量，减少乔木对光照、养分等资源的竞争优势，为草本和灌木的生长提供了更多空间和资 源，使原本被乔木抑制的物种得以生长繁殖，从而提高物种丰富度。随着山火干扰强度的增大，草本植物 的生物量逐渐增大，从资源利用的角度分析，原因是山火干扰后草本植物接受的光照增多，土壤中无机盐 增多，从而有利于草本植物的生长。 【小问3详解】 重度山火会导致森林生态系统退化，通过禁止砍伐和狩猎进行封山育林，是理想的森林恢复措施。封山育 林区的动物得到了保护，有利于种子的传播，故封山育林区的种子传播速度更快。 25. S蛋白能够特异性识别癌细胞表面抗原，L蛋白是一种可被低氧环境激活的菌体裂解酶，科研人员将S 第20页/共23页 学科网（北京）股份有限公司蛋白基因和L蛋白基因连接为S-L融合基因，利用腺病毒AAV构建基因表达载体，再利用AAV和大肠杆 菌DNA片段中同源区段可发生交换的原理，将S-L融合基因导入大肠杆菌基因组中，构建出能够精准递 送抗癌药物的工程菌。 图1：S-L融合基因的构建过程 图2：同源重组替换基因的过程 （1）已知S蛋白基因转录时以b链为模板，L基因转录时以a链为模板。在构建S-L融合基因时，最好使 用限制酶___________分别切割S蛋白基因和L蛋白基因，再用___________酶连接。将S-L融合基因连接 至AAV载体时，需利用限制酶___________对S-L融合基因进行切割。 （2）AAV作为载体应具备的条件有___________(答出两点)。 （3）将基因表达载体导入大肠杆菌后，获得甲、乙两种大肠杆菌，分别提取其DNA，加入引物1、2、3 扩增并电泳，结果如图3所示。其中成功导入S-L融合基因的大肠杆菌为___________(填“甲”或“乙”)； 条带③为用引物___________扩增的产物。 （4）已知癌细胞周围为低氧环境。把抗癌药物注入含S-L融合基因的工程菌中，该工程菌可实现抗癌药物 的精准递送，分析其机理是___________。 【答案】（1） ①. XbaⅠ、SpeⅠ ②. DNA连接 ③. PstⅠ、BglⅡ 第21页/共23页 学科网（北京）股份有限公司（2）有多个限制酶酶切位点、基因能够在受体细胞内自我复制或整合到受体细胞 DNA中，随着宿主细胞 DNA复制而复制、有标记基因、对宿主细胞无害 （3） ①. 乙 ②. 引物1和引物2 （4）工程菌中表达的S蛋白可特异性结合癌细胞抗原，将工程菌引至癌细胞，癌细胞周围的低氧环境激 活L蛋白导致工程菌破裂，抗癌药物释放 【解析】 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩 增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动 子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。 将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最 有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与 鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；② 检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技 术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【小问1详解】 构建S-L融合基因需保证两个基因转录方向一致（S基因以b链为模板、L基因以a链为模板），XbaⅠ和 SpeⅠ切割后可使S、L基因产生互补黏性末端，实现定向连接，避免反向连接导致基因表达异常。限制酶 切割基因后产生的DNA片段，需通过DNA连接酶恢复脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，才能将S、L基因 连接为S-L融合基因。这两种限制酶的酶切位点位于S-L融合基因的两端，切割后可使融合基因产生特异 性末端，能定向插入AAV载体的对应酶切位点，同时保证融合基因的完整，避免自身环化或载体自连。 【小问2详解】 基因工程载体需满足目的基因的装载、传递、稳定遗传和筛选等核心需求，必备条件为：有多个限制酶酶 切位点，便于根据目的基因选择合适酶切位点，插入目的基因且不破坏载体自身结构；能在受体细胞内自 我复制（或整合到受体细胞DNA 中，随宿主细胞DNA同步复制），保证目的基因在受体细胞中稳定遗传 并扩增； 有标记基因（如抗性基因），便于通过选择培养基筛选出成功导入目的基因的受体细胞； 对宿 主细胞无害，不影响受体细胞的正常生命活动，确保受体细胞能正常增殖、表达目的基因。 【小问3详解】 未导入S-L融合基因的大肠杆菌（甲），其基因组中无该融合基因，仅能扩增出少量短片段，电泳条带少； 而成功导入融合基因的大肠杆菌（乙），引物可结合融合基因及大肠杆菌基因组的同源区段，扩增出不同 长度的DNA片段，因此电泳出现①②③三条条带，条带数量多于甲。PCR扩增产物的长度由引物结合的 第22页/共23页 学科网（北京）股份有限公司模板位置决定，引物1和引物2分别结合在S-L融合基因的两端，扩增的DNA片段长度最长；电泳中 DNA片段越长，迁移速率越慢，因此最长的扩增产物对应条带③（条带①②为引物1和引物3、引物2和 引物3组合扩增的短片段，迁移速率更快）。 【小问4详解】 该过程依托S蛋白和L蛋白的特异性功能，实现抗癌药物的靶向定位和定向释放，两步完成精准递送： 靶向定位：工程菌中S-L融合基因表达出S蛋白，S蛋白能特异性识别并结合癌细胞表面的抗原，使携带 抗癌药物的工程菌被精准引导至癌细胞周围，避免药物作用于正常细胞； 定向释放：癌细胞周围为低氧环境，可激活工程菌表达的L蛋白（菌体裂解酶），L蛋白发挥裂解作用使 工程菌的菌体破裂，内部装载的抗癌药物随即释放，精准作用于癌细胞，实现药物的靶向递送。 第23页/共23页 学科网（北京）股份有限公司