生物-2024年高考终极押题猜想（解析版）_2024年新高考资料_5.2024三轮冲刺_生物-2024年高考终极押题猜想

2024 年高考生物终极押题猜想 （高分的秘密武器：终极密押+押题预测） 押题猜想一 细胞的结构和功能........................................................................................................1 押题猜想二 光合作用与呼吸作用....................................................................................................9 押题猜想三 遗传规律......................................................................................................................24 押题猜想四 生命活动的调节..........................................................................................................37 押题猜想五 生态系统综合..............................................................................................................51 押题猜想六 生物技术与工程..........................................................................................................62 押题猜想七 热点素材......................................................................................................................78 押题猜想八 实验设计与分析..........................................................................................................91 押题猜想一 细胞的结构和功能 内质网具有严格的质量控制系统，只有正确折叠的蛋白质才会经囊泡运往高尔基体。未完成折叠或错 误折叠的蛋白质会在内质网中积累，当超过内质网控制能力的限度时，会造成内质网的损伤，从而引起未 折叠蛋白质应答反应（UPR），UPR能够在一定程度上减轻、缓解内质网的负担和损伤，恢复内质网的稳 态。下列说法正确的是（ ） A．UPR能够降低内质网膜的流动性，减少囊泡的形成 B．UPR能激活内质网中相关的蛋白降解系统，水解错误折叠的蛋白质 C．UPR能够增强核糖体合成蛋白质的功能，防止内质网中蛋白质的进一步积累 D．成熟蛋白质产出高尔基体后的运输路线是相同的 【答案】B 【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网 “出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个 过程还需要线粒体提供能量。 【详解】A、UPR不能降低内质网膜的流动性，减少囊泡的形成，蛋白质在内质网积累，A错误； B、UPR能激活相关的蛋白质降解系统，水解错误折叠的蛋白质，在一定程度上减轻、缓解内质网的负担 和损伤，B正确； C、UPR能够抑制核糖体合成蛋白质的功能，防止内质网中蛋白质的进一步积累，C错误； D、成熟蛋白质产出高尔基体后的运输路线可能不同，D错误。 故选B。 押题解读 本部分多以选择题呈现，组成细胞的有机物的种类及作用，各种生物膜的结构和功能，细胞核的结构和 功能，蛋白质功能的多样性，这些是细胞结构与功能的高频考点。对该部分内容的考察，主要以教材知识 的识记为主，情景相对较为简单，大多为考生所熟悉的生活、学习和实践情境。细胞器的结构和功能、细 胞器之间的分工合作，是细胞结构部分考察的重点，通常会以大学教材或最新研究中的相关内容作为命题 情境。细胞中重要的生命活动，如细胞的分裂、分化、衰老、癌变，这些都是重要的概念，物质运输方式 的分析也是考察的重点。该部分考查主要以构建模型和表格等形式进行考查，是每年高考的必考内容。1．正如农业谚语“缺镁后期株叶黄，老叶脉间变褐亡”所说，无机盐对于机体生命活动是必不可少的。 下列叙述正确的是（ ） A．镁是构成叶绿素的元素，植物吸收磷元素用于合成核酸和淀粉 B．人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性下降，引发肌肉酸痛 C．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与渗透压的调节 D．农业生产上需给植物施N、P、K肥，为细胞生命活动提供能量 【答案】B 【分析】无机盐的作用： 1、细胞中某些复杂化合物的重要组成成分；如Fe2＋是血红蛋白的主要成分；Mg2＋是叶绿素的必要成分。 2、维持细胞的生命活动，如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起 抽搐。 3、维持细胞的酸碱度。 【详解】A、镁是构成叶绿素的元素，植物吸收磷元素可用于合成核酸，淀粉不含磷元素，A错误； B、人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性下降，引发肌肉酸痛、无力等，B正确； C、无机盐既参与维持细胞的酸碱平衡，也参与渗透压的调节，C错误； D、N、P、K是细胞需要的营养物质，但不能为细胞生命活动提供能量，D错误。 故选B。 2．人类内耳中存在一种名为Prestin的运动蛋白，负责控制外毛细胞的收缩和伸长，该蛋白的快速运动对 于听到高频声音至关重要。Prestin蛋白分为3个部分，即N端（约100个氨基酸残基）、疏水核（约400 个氨基酸残基）、C端（约240个氨基酸残基）。下列叙述正确的是（ ） A．Prestin蛋白的合成方式是脱水缩合，该过程不需要消耗能量 B．Prestin蛋白与其他蛋白功能不同只在于其氨基酸的数目不同 C．Prestin蛋白彻底水解后的产物是N端、疏水核和C端 D．Prestin蛋白基因缺失会影响人类外毛细胞的收缩和伸长 【答案】D 【分析】蛋白质的基本组成单位是氨基酸，组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一 个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，基本组成元素是C、H、O、N，氨基酸通过脱水缩合反应形成 肽链，一条或几条肽链盘区折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质；蛋白质结构的多样性与组成蛋白质的 氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构有关，根本原因是DNA分子多样性；蛋白质结构多 样性决定功能多样性。 【详解】A、Prestin蛋白的合成方式是氨基酸之间的脱水缩合，该过程需要消耗能量，A错误； B、Prestin蛋白与其他蛋白功能不同在于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结 构的不同，B错误； C、Prestin蛋白彻底水解后的产物是氨基酸，C错误； D、依据题干信息，Prestin运动蛋白，负责控制外毛细胞的收缩和伸长，所以Prestin蛋白基因缺失会影响 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！人类外毛细胞的收缩和伸长，D正确。 故选D。 3．种子的大小和形状会因植物种类不同表现出较大差异，但它们的基本结构、成熟和萌发的规律具有相 似性。下列事实描述与曲线不符的是（ ） A．甲、乙分别代表玉米种子萌发过程中葡萄糖、淀粉的相对含量变化趋势 B．甲、乙分别代表小麦种子萌发过程中赤霉素、脱落酸的相对含量变化趋势 C．甲、乙分别代表大豆种子成熟过程中结合水、自由水的相对含量变化趋势 D．甲、乙分别代表圆粒、皱粒豌豆种子成熟过程中结合水的相对含量变化趋势 【答案】D 【分析】细胞内的水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是良好的 溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有 重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺 盛，抗逆性越低，反之亦然。 【详解】A、种子萌发初期，会将大分子的储能物质转化为小分子的能源物质用于细胞呼吸，玉米种子的 储能物质是淀粉，因此甲、乙可分别代表玉米种子萌发过程中葡萄糖、淀粉的相对含量变化趋势，A不符 合题意； B、赤霉素可解除种子休眠，促进种子萌发，脱落酸可抑制种子萌发，种子萌发过程中赤霉素含量增加， 脱落酸含量降低，因此甲、乙分别代表小麦种子萌发过程中赤霉素、脱落酸的相对含量变化趋势，B不符 合题意； C、自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，反之代谢减弱。种子成熟过程中代谢逐渐减弱，因此 自由水含量降低，结合水含量增加，故甲、乙分别代表大豆种子成熟过程中结合水、自由水的相对含量变 化趋势，C不符合题意； D、圆粒和皱粒种子在成熟过程中，结合水的含量都是增加的，D符合题意。 故选D。 4．中国农业科学院棉花研究所的棉花分子遗传改良创新团队全面分析了油菜素内酯（BR）对陆地棉纤维 伸长的调控网络，如图所示。BR能与细胞膜上的受体（GhBRI1）结合，通过核心转录因子GhBES1调控 GhKCSs介导的超长链脂肪酸（VLCFAs）的合成，进而促进棉纤维细胞伸长。下列分析正确的是（ ）A．BR是由植物的内分泌腺分泌的信号分子 B．BR通过调控细胞内相关基因的表达影响棉纤维伸长 C．VLCFAs先在核糖体上合成，然后进入内质网进行加工 D．BR对细胞的作用效果与细胞分裂素的作用效果类似 【答案】B 【分析】由植物体内产 生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有 显著影响的微量有机物， 叫作植物激素；油菜素内酯 已经被正式认定为第六类植物激素。油菜素内酯能促进茎、 叶细胞的扩展和 分裂，促进花粉管生长、种子萌发等。 【详解】A、油菜素内酯（BR）为第六类植物激素，由植物体内产 生，能从产生部位运送到作用部位， 对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，A错误； B、依据题意和题图可知，BR能与细胞膜上的受体（GhBRI1）结合，通过核心转录因子GhBES1调控细 胞内相关基因的表达影响棉纤维伸长，B正确； C、题干信息：VLCFAs是超长链脂肪酸，其不属于蛋白质，故不在核糖体上合成，C错误； D、生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用；BR对细胞的作用效果与生长素的 作用效果类似，D错误。 故选B。 5．适量的有氧运动可使人体细胞中线粒体数量增多，嵴多而致密，有利于身体健康。但高强度的运动会 使线粒体体积增大、嵴断裂等导致线粒体损伤。下列相关叙述正确的是（ ） A．嵴多而致密会使细胞对氧气的消耗速率增大 B．不同细胞中线粒体的有氧呼吸速率全都相同 C．线粒体体积增大使其与细胞质的物质交换效率提高 D．线粒体损伤导致细胞无氧呼吸产生的二氧化碳增多 【答案】A 【分析】有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖转变为丙酮酸，产生少量的能量，第二阶段是丙酮酸 转变为二氧化碳，第三阶段是形成水，产生大量能量。 【详解】A、线粒体嵴（是由内膜折叠形成）多而致密会使有氧呼吸第三阶段的场所增大，使细胞对氧气 的消耗速率增大，A正确； B、人体不同细胞代谢速率不同，对能量的需求不同，因此不同细胞中线粒体的有氧呼吸速率不相同，B 4 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！错误； C、线粒体体积增大，相对表面积减小，使其与细胞质基质的物质交换效率降低，C错误； D、线粒体损伤可能导致细胞有氧呼吸能量供应不足，无氧呼吸速率增大，但人体细胞无氧呼吸不产生二 氧化碳，D错误。 故选A。 6．最新研究发现由链霉菌产生的聚酮化合物（精氨酸类物质）可以介导土壤环境中细菌、真菌的互作。 链霉菌与真菌类似，但其没有成形的细胞核和细胞壁。下列叙述正确的是（ ） A．链霉菌产生聚酮化合物必须经过高尔基体的加工 B．链霉菌和真菌在进行增殖时均存在DNA的复制 C．与颤蓝细菌相同，链霉菌细胞中不存在核酸—蛋白质复合物 D．在链霉菌和真菌细胞中染色体是成对存在的 【答案】B 【分析】原核细胞和真核细胞最主要的区别是原核细胞没有核膜包被的成形的细胞核，同时原核细胞也没 有线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等复杂的细胞器，具有拟核，拟核中没有染色体的存在，但是一般 具有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体。 【详解】A、根据题意，链霉菌没有成形的细胞核和细胞壁，因此属于原核生物，故链霉菌没有高尔基体， A错误； B、链霉菌属于原核生物，真菌属于真核生物，链霉菌和真菌的遗传物质都是DNA，因此在进行增殖时均 存在DNA的复制，B正确； C、链霉菌和颤蓝细菌都属于原核生物，虽然没有染色体的存在，但是细胞中都存在核酸—蛋白质复合物， 如DNA复制时存在DNA聚合酶与DNA的结合，C错误； D、链霉菌属于原核生物，没有染色体的存在，D错误。 故选B。 7．中国西北有广阔的盐碱地，研究耐盐的作物可以有利于扩大粮食产区，图示是耐盐植物的机制，其中 SOS1、HKT1和NHX代表转运蛋白。下列叙述正确的是（ ） A．细胞膜上SOS1参与H+的逆浓度梯度运输 B．该植物根毛细胞的细胞质基质pH较液泡的低C．HKT1参与Na+转运时，空间结构不会发生改变 D．NHX转运Na+时的能量直接来自ATP，有利于提高液泡的吸水能力 【答案】C 【分析】1、被动运输：简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度，是最简单的跨膜运输方式，不 需能量。被动运输又分为两种方式：自由扩散：不需要载体蛋白协助，如：氧气，二氧化碳，脂肪，协助 扩散：需要载体蛋白协助，如:氨基酸，核苷酸等； 2、主动运输：小分子物质从低浓度运输到高浓度，如：离子，小分子等，需要能量和载体蛋白； 3、胞吞胞吐：非跨膜运输，且需能量。 4、转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型：（1）载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子 或离子通过而且每次转运时都会发生自身构象的改变；（2）通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相 适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。 【详解】A、由图示可知，H+由细胞质基质运出细胞消耗 ATP，说明是逆浓度运输，说明膜外的H+浓度高 于膜内，H+进入细胞为顺浓度梯度运输，为协助扩散，即细胞膜上SOS1参与H+的顺浓度梯度运输，A错 误； B、NHX将H+运输到液泡外，是顺浓度梯度运输，属于协助扩散，即液泡内H+浓度高于细胞质基质，因 此该植物细胞质基质的pH比液泡的高，B错误； C、HKT1转运Na+时， HKT1是通道蛋白，结构不变，C正确； D、NHX转运Na+进入液泡时消耗H+形成的电势能，不是消耗ATP，D错误。 故选C。 8．细胞凋亡主要分为定型、实施和吞噬三个阶段。定型阶段，靶细胞接到死亡指令，开始程序性死亡； 实施阶段，细胞内出现一系列的形态和生化变化，染色质聚集、分块、位于核膜上，胞质凝缩，最后核断 裂，形成许多凋亡小体；吞噬阶段，凋亡小体被周围的巨噬细胞吞噬消化。下列叙述错误的是（ ） A．细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控 B．细胞凋亡过程中染色质聚集，细胞不进行蛋白质的合成 C．凋亡小体使细胞的内容物不会逸散到细胞外的环境中 D．细胞凋亡对于机体维持内环境的稳态起着重要的作用 【答案】B 【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程，对生物体 是有利的，而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目 的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的 清除，是通过细胞凋亡完成的。 【详解】A、细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，又称为细胞的编程性死亡，A正确； B、细胞凋亡过程中会合成调 控细胞凋亡的蛋白质，B错误； C、凋亡小体使细胞的内容物不会逸散到细胞外的环境中，利于维持内环境稳定，C正确； D、细胞凋亡细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保 护机制，对于机体维持内环境的稳态起着重要的作用，D正确。 6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！故选B。 9．细胞周期中各个时期的有序更迭和整个细胞周期的运行，需要“引擎”分子，即周期蛋白依赖蛋白激 酶（CDK）的驱动，已知的CDK有多种，其可促进靶蛋白的磷酸化。下列叙述错误的是（ ） A．若CDK失活，细胞周期将无法正常运转，使细胞的有丝分裂过程受阻 B．肿瘤细胞表现为细胞周期调控失控，CDK可作为抗肿瘤药物的靶点 C．不同种类CDK使相应靶蛋白磷酸化进而驱动细胞周期顺利进行 D．CDK基因与周期蛋白基因都是具有连续分裂能力的细胞中特有的基因 【答案】D 【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。周期蛋白依 赖蛋白激酶CDK有多种，通过调节靶蛋白磷酸化而调控细胞周期的运转，即是CDK的作用是调节周期蛋 白。 【详解】A、周期蛋白依赖蛋白激酶（CDK）的驱动，若CDK失活，细胞周期将无法正常运转，使细胞的 有丝分裂过程受阻,A正确； B、CDK通过调节靶蛋白磷酸化而调控细胞周期的运转，因此CDK可作为研究抗肿瘤药物的靶点，B正确； C、基因组程序性表达使细胞周期不同时期合成不同种类CDK，从而使相应靶蛋白磷酸化而调控细胞周期 的运转，C正确； D、连续分裂的细胞具有CDK，CDK是周期蛋白依赖蛋白激酶，但是CDK基因与周期蛋白基因不是具有 连续增殖能力细胞所特有的，同一个体的其他细胞也都含有，D错误。 故选D。 10．α—突触核蛋白纤维（不溶性）在脑神经元中的异常聚集被认为是帕金森病致病的关键因素。有科研 团队用小鼠模型研究α—突触核蛋白纤维和纳米塑料（直径1μm）在神经细胞中的相互作用（如图），并 得出“纳米塑料可能诱发帕金森病”的结论。下列叙述中，不支持这一结论的是（ ） A．纳米塑料通过胞吞进入神经元细胞过程中会直接破坏细胞膜的结构 B．纳米塑料会损伤溶酶体，减缓α-突触核蛋白纤维聚集体的降解速度C．α—突触核蛋白纤维与纳米塑料形成了相当稳定的复合物后不易被降解 D．促进可溶性α—突触核蛋白转化，导致不溶性的α-突触核蛋白纤维增多 【答案】A 【分析】由图可知，α—突触核蛋白纤维通过胞吞形式进入细胞，随后被溶酶体讲解，纳米塑料进入细胞 破坏溶酶体，导致α—突触核蛋白纤维无法成功被讲解，从而在细胞中聚集。 【详解】A、由图可知，纳米塑料通过胞吞进入神经元细胞过程中不会破坏细胞膜的结构，A错误； B、纳米塑料会损伤溶酶体，进而冲撞溶酶体，导致α-突触核蛋白纤维进入细胞质，减缓α-突触核蛋白纤 维聚集体的降解速度，B正确； C、由图可知，α—突触核蛋白纤维与纳米塑料形成了相当稳定的复合物后不易被降解，从而在细胞中积累， C正确； D、纳米塑料损伤溶酶体，促进可溶性α—突触核蛋白转化，导致不溶性的α-突触核蛋白纤维增多，D正 确。 故选A。 押题猜想二 光合作用与呼吸作用 1．甜瓜是一种耐淹性较强的品种。为研究其耐淹性机理，研究人员将甜瓜幼苗进行水淹处理，一段时间 后检测幼苗根部和叶片细胞中酶a和酶b的活性，结果如图1；图2为甜瓜幼苗细胞中存在的部分代谢途径。 下列说法正确的是（ ） A．酶a和酶b存在于甜瓜幼苗细胞的不同部位 B．水淹前后，甜瓜幼苗无氧呼吸的产物主要是酒精和CO 2 8 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！C．Ⅱ、Ⅲ过程在甜瓜幼苗细胞中均能发生，可为生命活动提供ATP D．水淹时间越长，酶a和酶b的活性越高，根细胞无氧呼吸强度更高 【答案】B 【分析】无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于 不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳 酸。 【详解】A、分析图2表示无氧呼吸的两个途径，而无氧呼吸发生在细胞质基质中，即酶a和酶b存在部位 都是细胞质基质，A错误； B、据图1分析，水淹一段时间后酶a和酶b活性增加，但酶a活性远远大于酶b活性，说明根部和叶片的 无氧呼吸速率增强，甜瓜幼苗无氧呼吸生成的最主要代谢产物为酒精和CO，B正确； 2 C、Ⅱ、Ⅲ过程表示无氧呼吸的第二阶段，该阶段不产生ATP，C错误； D、水淹时间越长，植物体内积累的酒精会对甜瓜幼苗的叶片细胞和根部都产生严重的伤害，甚至会导致 植物死亡，叶的无氧呼吸强度可能会降低，D错误。 故选B。 2．有氧呼吸第三阶段的电子传递链如图所示。电子在传递的过程中，H+通过复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯 度运输，建立膜H势能差，驱动ATP合酶顺H+浓度梯度运输，同时产生大量的ATP。UCP是一种特殊的 H+通道。下列相关叙述错误的是（ ） A．复合物Ⅳ可分布在骨骼肌细胞线粒体的内膜上 B．在嵴结构周围的线粒体基质中，H+的浓度较高 C．ATP合酶与H+结合，将其转运的同时催化ATP合成 D．若UCP运输的H+增多，则细胞合成的ATP可能会减少 【答案】B 【分析】对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸 的主要场所是线粒体。线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜 的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的 酶。 【详解】A、依题意可知，复合物I、Ⅲ、Ⅳ在有氧呼吸第三阶段起电子传递作用，骨骼肌细胞的有氧呼吸 第三阶段发生在线粒体内膜上，所以在真核细胞中，复合物I、Ⅲ、Ⅳ分布在线粒体内膜上，A正确； B、电子在传递的过程中，H⁺通过复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建立膜H⁺势能差。结合图分析可知，复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ分布在线粒体内膜上，线粒体基质中H⁺的浓度较低，B错误； C、根据题图可知：ATP合酶与H+结合，将其转运的同时催化ATP合成，C正确； D、依题意，UCP是一种特殊的H+通道，由图可知，H+通过UCP运输会产生大量热量，若UCP运输的 H+增多，则通过ATP合成酶运输的H+减少，ATP的合成速率会下降，D正确。 故选B。 3．盐胁迫对植物光合作用的限制包括气孔限制和非气孔限制，气孔限制是指气孔导度下降，CO 供应不足， 2 非气孔限制是指植物细胞中光合结构或物质活性的降低。研究小组将长势均一的春小麦幼苗分组，实验组 分别添加植物营养液配制的不同浓度NaCl（单位mmol·L-1）溶液，在适宜条件培养一周后，测定春小麦幼 苗的光合特性，实验结果如下。 光合速率（CO） 叶绿索 气孔导度 胞间CO 浓度 2 2 处理 （μmol•m-2•s-1） （mg·g-1） （μmol·m-2•s-1） （μmol•m-2•s-1） CK（对照 3.17 1.30 244.49 435.19 组） 25 2.63 1.37 221.30 46806 100 2.12 1.37 208.46 473.75 200 1.31 1.28 95.09 475.07 回答下列问题： (1)春小麦幼苗叶片中的光合色素除叶绿素外，还有 ，光合色素吸收的光波长有差别，叶绿素 主要吸收 。欲测定叶绿素的含量，可用 试剂对其进行提取。 (2)对照组的处理是 ，200mmol·L-1NaCl处理组的气孔导度比100mmol·L-1NaCl处理组的气孔 导度明显降低，但两组的胞间CO 浓度并无显著差异，据表分析原因可能是 2 。此时，对200mmol·L-1NaCl处理组喷施促进气孔开放的细胞分裂素 （填“能”或“不能”）提高光合速率。 (3)100mmol·L-1NaCl处理组的叶绿素含量高于对照组，净光合速率却低于对照组，限制其净光合速率的是 （填“气孔限制”或“非气孔限制”），据表分析理由是 。 【答案】 (1) 类胡萝卜素 蓝、紫光 有机溶剂 (2) 添加等量的植物营养液 200mmol·L-1NaCll处理组叶片的叶绿素含量降低，光反应速率降低，生 成的ATP、NADPH减少，导致暗反应速率降低，对胞间CO 的吸收利用减少 不能 2 (3) 非气孔限制 100mmol·L-1NaCl处理组的胞间CO 浓度高于对照组，说明CO 供应充足 2 2 【分析】根据题干与表格数据分析，自变量为不同浓度NaCl溶液，因变量为净光合速率、气孔导度、胞 间CO 浓度、叶绿素含量。总光合速率=净光合速率+呼吸速率。 2 【详解】（1）春小麦幼苗叶片中的光合色素除叶绿素外，还有类胡罗卜素；其中叶绿素主要吸收蓝、紫 10 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！光，叶绿素易溶于有机溶剂，因此提取叶绿素可以用有机溶剂提取。 （2） 分析题意，本实验的自变量为不同浓度NaCl溶液，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故对照 组的处理是添加等量的植物营养液（NaCl浓度为0）；对比200mmol·L-1NaCl处理组与100mmol·L-1NaCl 处理组，前者气孔导度明显降低，叶绿素含量较低，净光合速率减慢，但两组的胞间CO 浓度并无显著差 2 异，其原因可能是200mmol·L-1NaCl处理组叶片的叶绿素含量降低，使得光反应速率降低，生成的ATP、 NADPH减少，导致暗反应速率降低，对胞间CO 的吸收利用减少；限制200mmol·L-1NaCl处理组净光合速 2 率的并不是胞间CO 浓度或气孔导度，即该浓度的盐胁迫属于非气孔限制，故喷施促进气孔开放的细胞分 2 裂素不能提高光合速率。 （3）100mmol·L-1NaCl处理组与对照组相比较，叶绿素含量高于对照组，胞间CO 浓度更高，说明CO 供 2 2 应充足，但净光合速率低于对照组，说明限制其净光合速率的是非气孔限制。 押题解读 细胞呼吸光合作用的过程，以及探究不同环境因素对光合作用和细胞呼吸的影响，是细胞代谢部分的高频 考点，试题考察的情景越来越复杂。如对大学教材中光合作用和细胞呼吸的生理过程进行深度考察： PS1、PSⅡ光复合体，碳3和碳4植物的区别、光呼吸、光抑制，磷酸戊糖途径，电子传递链等等。这些题 目的题干主要以文字形式呈现大学教材中光合作用和细胞呼吸的生理过程，考察考生在考场上对这些深于 教材的新知识的学习和理解能力，并考察考生能否将这些过程与光合作用、细胞呼吸过程进行辨析以及找 出它们之间的联系。同时对光合作用和细胞呼吸有关的科学实验和探究实验的考察。这些题目会涉及探究 实验步骤的设计，或涉及实验数据的分析等，考查形式有选择题和非选择题，是每年高考必考的内容。 1．下图展示了生物体内与ATP有关的部分反应，相关描述正确的是（ ） A．ATP水解掉两个磷酸基团后成为腺苷，是组成RNA的基本单位之一 B．过程②⑥为ATP 的水解，在细胞内通常与放能反应相联系 C．叶肉细胞内③的速率大于④的速率时，植物体的干重不一定增加 D．一片处于稳定状态的森林中，过程①同化的能量与过程⑥释放的能量基本相等 【答案】C 【分析】题图分析：过程①表示光合作用的光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜；过程②③表示光合 作用暗反应阶段，发生在叶绿体基质；过程④⑤表示细胞呼吸，包括有氧呼吸和无氧呼吸；过程⑥表示 ATP的水解，为各项生命活动供能。 【详解】A、ATP水解掉两个磷酸基团后是腺苷和一个磷酸，不是腺苷，A错误； B、过程②⑥是ATP的水解，释放能量，与吸能反应相联系，B错误；C、叶肉细胞内③的速率大于④的速率（即叶肉细胞的光合作用强度大于叶肉细胞的细胞呼吸强度）时， 则植物干重不一定增加，因为还有其他部分不能进行光合作用的细胞还要通过细胞呼吸消耗有机物，C正 确； D、一片处于稳定状态的森林中，过程①同化的能量除了过程⑥释放的能量外，还有一部分以热能的形式 散失，所以过程①同化的能量大于过程⑥释放的能量，D错误。 故选C。 2．在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。 光合作用强度减弱的原因不可能是（ ） A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO 量减少 2 B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO 量大于光合固定的CO 量 2 2 C．叶绿体类囊体膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低 D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降 【答案】B 【分析】影响光合作用的因素： 1、光照强度：光照会影响光反应，从而影响光合作用，因此，当光照强度低于光饱和点时，光合速率随 光照强度的增加而增加，但达到光饱和点后，光合作用不再随光照强度增加而增加； 2、CO 浓度：CO 是光合作用暗反应的原料，当CO 浓度增加至1%时，光合速率会随CO 浓度的增高而 2 2 2 2 增高； 3、温度：温度对光合作用的影响主要是影响酶的活性，或午休现象； 4、矿质元素：在一定范围内，增大必须矿质元素的供应，以提高光合作用速率； 5、水分：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，植物缺水时又会导致气孔关闭，影响CO 2 的吸收，使光合作用减弱。 【详解】A、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO 量减少，暗反应减慢， 2 光合作用强度明显减弱，A不符合题意； B、夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适温度高于光合酶），光合作 用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO 量小于光合固定的CO 量， 2 2 B符合题意； C、夏季中午气温过高，叶绿体类囊体膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低，从而 导致光合作用强度减弱，C不符合题意； D、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO 量减少，暗反应减慢，导致光 2 反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D不符合题意。 故选B。 3．我国科学家在人工合成淀粉方面取得了重大的颠覆性和独创性突破。科研人员实现了以 为原料人 工合成淀粉的技术，技术路径如图所示，图中①～⑥表示相关过程。下列相关说法错误的是（ ） 12 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！A．消耗等量的 ，图示过程比植物积累的有机物少 B．人工合成淀粉的技术成熟后可有效缓解温室效应 C．③～⑥过程类似于暗反应，能够固定 产生糖类等有机物 D．该技术实现了光能→电能→有机物中稳定的化学能的能量转化 【答案】A 【分析】图示人工合成淀粉的途径模拟自然界中植物的光合作用途径，因此利用的是光合作用原理，而光 合作用包括光反应和暗反应，光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行的，暗反应在叶绿体基质进行。 【详解】A、消耗等量的CO，合成的有机物中，植物有呼吸消耗，图示过程无呼吸消耗，比植物积累的 2 有机物多，A错误； B、人工合成淀粉的技术成熟后能够利用大量的二氧化碳，可有效缓解温室效应，B正确； C、由图可知，③～⑥过程类似于暗反应（二氧化碳的固定和C 的还原），能够固定CO 产生糖类等有机 3 2 物，C正确； D、由图可知，该技术利用了光合作用原理，实现了光能→电能→有机物中稳定的化学能的能量转化，D 正确。 故选A。 4．光合作用是小麦生长发育的能量来源和物质基础，对小麦产量的形成有至关重要的作用。近年来，气 候异常现象频繁发生，高温、低温、干旱、盐碱、强光、弱光等成为影响小麦光合作用的主要因素。如图 为不同光强下，不同CO 浓度对小麦净光合速率的影响。回答下列问题： 2 (1)小麦光反应产物中 未参与光合作用却参与了叶肉细胞的有氧呼吸，有氧呼吸过程形成的 NADH中的部分能量通过呼吸链转移到 （填物质名称）中。 (2)在全球气候变暖的趋势下，决定小麦产量的灌浆期容易遭受高温胁迫，导致光合系统破坏，造成产量下 降，从细胞结构角度推测，原因可能是 。 (3)图中CO 浓度为300μL·L-1时，中光强下小麦叶肉细胞的光合速率 （填“大于”“等于”或 2 “小于”）呼吸速率。光照强度的改变会影响小麦的净光合速率，当CO 浓度为1000μL·L-1时，光照强度 2 从高光强突然降低到中光强，C 的消耗速率会 （填“增加”“降低”或“不变”），此 3时限制中光强下小麦光合速率的因素是 。 (4)在高温环境中，小麦通过蒸腾作用使叶片降温，但在中午12时左右，叶片会出现“光合午休”现象， 出现这种现象的原因是 。 【答案】 (1) 氧气（或“O”） ATP（或“腺苷三磷酸”） 2 (2)叶绿体的结构破坏，类囊体薄膜发生损伤，叶绿素相对含量降低，导致光合产物供给减少，造成籽粒灌 浆提前结束，产量降低 (3) 大于 降低 光照强度、CO 浓度 2 (4)气孔关闭，CO 吸收减少，暗反应速率降低，导致光合速率下降 2 【分析】 1、有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段发生于细胞质基质，1分子葡萄糖分解为两分子丙酮酸，产生少量 [H]并释放少量能量；第二阶段发生于线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解为二氧化碳和[H]并释放少量能量； 第三阶段发生于线粒体内膜，[H]与氧气结合成水并释放大量能量。 2、水分一般是通过影响植物气孔开闭来影响CO 吸收，从而间接影响光合作用，如夏季正午气温高，植 2 物蒸腾作用强烈，导致植物缺水，此时植物由于缺水关闭气孔，水分蒸腾变少，但CO 也不能通过气孔进 2 入叶片内，导致CO 吸收减少，使光合作用强度在正午时会降低，这种现象成为“午休”现象。 2 【详解】 （1）小麦光反应产物中氧气（O）未参与光合作用却参与了叶肉细胞的有氧呼吸，有氧呼吸过程形成的 2 NADH中的部分能量通过呼吸链转移到ATP（腺苷三磷酸）中。 （2）在全球气候变暖的趋势下，决定小麦产量的灌浆期容易遭受高温胁迫，导致光合系统破坏，造成产 量下降，从细胞结构角度推测，原因是叶绿体的结构破坏，类囊体薄膜发生损伤，叶绿素相对含量降低， 导致光合产物供给减少，造成籽粒灌浆提前结束，产量降低。 （3）图中CO 浓度为300μL·L-1时，植株的光合作用等于呼吸作用，但植物能进行光合作用的只有绿色组 2 织器官，而所有细胞都要进行呼吸作用，因此小麦叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率。光照强度的改变会 影响小麦的净光合速率，当CO 浓度为1000μL·L-1时，光照强度从高光强突然降低到中光强，C 的消耗速 2 3 率会降低，分析图可知，此时限制中光强下小麦光合速率的因素是光照强度、CO 浓度。 2 （4）在高温环境中，小麦通过蒸腾作用使叶片降温，但在中午12时左右，叶片会出现“光合午休”现象， 出现这种现象的原因是气孔关闭，CO 吸收减少，暗反应速率降低，导致光合速率下降。 2 5．叶绿体类囊体膜上主要有光系统I（PSI）、光系统Ⅱ（PSⅡ）、细胞色素b6f蛋白复合体和ATP酶复合 体四类蛋白复合体，参与光能吸收、传递和转化，电子传递，H+输送及ATP合成等过程，如图1所示。回 答下列问题： 14 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(1)图1表示光合作用的 过程，膜上发生的反应过程将HO分解成O、H+和e-，光能转化成 2 2 电能，最终转化为 中活跃的化学能。 (2)科研人员将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离叶绿体，该实 验所用溶液B应满足的条件是 （从pH和渗透压的角度 作答）。将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有O 释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外膜破 2 裂后再照光， （填“有”或“没有”）O 释放，原因是 2 。 (3)研究人员在黑暗条件下将叶绿体的类囊体放入烧杯中，人为调整类囊体膜两侧的pH，并适时加入适量 的ADP和Pi，过程如图2所示。一段时间后检测，只有实验组有ATP产生。结合图1和实验结果，可得出 的实验结论是 。 【答案】 (1) 光反应 NADPH和ATP (2) PH应与细胞质基质的相同、渗透压应与细胞内的相同 有 类囊体膜是H2O分解释放O2的场 所，叶绿体双层膜破裂不影响类囊体膜的功能 (3)有类囊体内的H+浓度高于膜外时，才能促使ADP和Pi合成ATP，也即是当H+通过协助扩散出类囊体 时，可为ATP的合成提供能量。 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，①光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜 上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成；②光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质 中）：CO 被C 固定形成C ，C 在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物；光合作 2 5 3 3 用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。 【详解】 （1）图1表示光合作用的光反应过程，膜上发生的反应过程将HO分解成O、H+和e-，光能转化成电能， 2 2 在光反应中，光能转化为NADPH中的能量和ATP中活跃的化学能。（2）将正常叶片置于适量的溶液中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器，得到的细胞 器应保持正常的活 性，故该实验中所用溶液应满足的条件是PH应与细胞质基质的相同、渗透压应与细胞 内的相同。植物光合作用的光反应阶段，场所是类囊体薄膜，发生的反应有水的光解，产生氧气和 NADPH，如果在适宜溶液中将叶绿体的双层膜破裂后再照光，也会有氧气释放，原因是类囊体膜是HO 2 分解释放O 的场所，叶绿体双层膜破裂不影响类囊体膜的功能。 2 （3）根据图示的信息，只有类囊体内的H+浓度高于膜外时，才能促使ADP和Pi合成ATP，也即是当 H+通过协助扩散出类囊体 时，可为ATP的合成提供能量。 6．花生是抗旱耐瘠的经济和油料作物之一，全国约有70%的花生种植在干旱半干旱地区的瘠薄砂质土壤 上。土壤水分亏缺和营养不足是限制干旱半干旱地区作物生长发育和产量的主要因素，直接影响植物生长 及对养分的吸收利用。科研工作者将长势一致的花生植株分别进行处理，培养一段时间后测定相关指标， 处理方式及结果如下表。回答下列问题： 组 处理方式 生物量（g/植株） 根系总酚含量（mg/g） 别 甲 正常供水+不施氮肥 5.07 4.19 组 乙 正常供水+施用氮肥 5.43 4.62 组 丙 ___________ 3.71 3.41 组 丁 干旱胁迫+施用氮肥 4.64 4.14 组 (1)本实验中丙组的处理方式应为 。与甲组相比，丙组生物量较低的 原因是 。 (2)氮素供应是否充分在很大程度上影响着花生的生长发育状况，原因是氮参与花生细胞中 （答出两种）等物质的形成。花生播种时一般宜浅播，原因是 。 (3)研究表明，干旱会引起过氧化物积累而对植物产生伤害，酚类物质可提高过氧化物酶的活力。请结合本 实验，分析施用氮肥提高花生抗旱性的机制： 。 【答案】 (1) 干旱胁迫+不施氮肥 土壤缺水，植物气孔导度减小，二氧化碳吸收减少，光合作用减弱，从而有 机物的合成减少 (2) 叶绿素、磷脂（酶、ATP、NADPH） 保证种子的萌发有充足的氧气 (3)氮元素存在的情况下，有利于相关酶的合成，有利于酚类物质合成有关基因的表达，从而有利于提高过 氧化物酶的活力来消除和减轻因干旱引发的活性氧化伤害，增强作物的抗旱性 【分析】实验目的：探究施氮肥对花生抗旱性的影响及调控机制，分析题表可知，实验自变量是是否干旱 16 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！胁迫+是否施用氮肥，因变量观测指标有生物量和根系总酚含量。实验一般遵循对照原则，单一变量原则 和控制无关变量原则等。 【详解】 （1）本实验的实验目的是探究施氮肥对花生抗旱性的影响及调控机制，实验自变量是是否干旱胁迫+是否 施用氮肥，因此丙组的处理方式是干旱胁迫+不施氮肥。与甲组相比，丙组生物量较低的原因是土壤缺水， 植物气孔导度减小，二氧化碳吸收减少，光合作用减弱，从而有机物的合成减少。 （2）叶绿素、磷脂（酶、ATP、NADPH）等物质中均含有N元素，因此氮素供应是否充分在很大程度上 影响着花生的生长发育状况的原因是氮参与花生细胞中叶绿素、磷脂（酶、ATP、NADPH）等物质形成。 花生播种时一般宜浅播，原因是花生油脂含量较多，油脂C、H比例高，参与细胞呼吸时耗氧量大，浅播 可以保证种子的萌发有充足的氧气。 （3）施用氮肥提高花生抗旱性的机制是氮元素存在的情况下，有利于相关酶的合成，有利于酚类物质合 成有关基因的表达，从而有利于提高过氧化物酶的活力来消除和减轻因干旱引发的活性氧化伤害，增强作 物的抗旱性。 7．莲藕叶绿体进行光合作用不仅产生葡萄糖，还能产生一些中间产物，这些中间产物又是其他一些重要 化合物的原料，下图是莲藕叶绿体内外的物质合成及代谢过程。回答下列问题。 (1)图示R酶存在于莲藕细胞的 中，该酶催化得到2分子3-磷酸甘油酸的反应和反应 ②合称为 。 (2)当O 浓度较高时，R酶可以催化C 和 反应生成1分子C 和1分子2-磷酸乙醇酸，而2-磷酸乙醇酸转 2 5 3 换为乙醇酸后经载体T运出叶绿体。载体T不仅能运输乙醇酸，还能运输甘油酸，其原因是 。 (3) 研究人员发现一株莲藕突变体，其叶绿素含量低于普通莲藕，但在强光下其光合速率高于普通莲藕。 请从R酶作用特点的角度分析该莲藕突变体在强光下光合速率高于普通莲藕的原因： 。 (4) 提取普通莲藕的叶绿体中的色素，用纸层析法对其进行分离处理，得到四种颜色的色素带，如下图所 示。如果提取（3）中莲藕突变体叶绿体中的色素，用同样的方法处理，所得的色素带与下图的区别是： 。图中橙黄色色带处于滤纸条的最上端，原因是： 。【答案】 (1) 叶绿体基质 卡尔文循环 (2)乙醇酸和甘油酸结构相似，都能与载体T特异性结合 (3)普通莲藕叶绿素含量多，强光下光反应产生的氧气多，而氧气和二氧化碳相互竞争，导致R酶更多的用 于催化C 和O 反应。 5 2 (4) 蓝绿色和黄绿色的两条色素带较窄 橙黄色胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，扩散速度最快 【分析】分析图示，当环境中高CO 浓度、低O 时，R酶催化C 与CO 结合，完成光合作用暗反应，在 2 2 5 2 叶绿体基质中完成，当环境中低CO 浓度、高O 时，R酶催化C 与O 结合，完成光呼吸，依赖光照吸收 2 2 5 2 O 和释放CO。 2 2 【详解】 （1）据图可知，R酶可用于催化C 和CO 反应生成C ，该过程属于暗反应，暗反应的场所在叶绿体基质， 5 2 3 故图示R酶存在于莲藕细胞的叶绿体基质中。该酶催化得到2分子3-磷酸甘油酸的反应为五碳糖的固定， 反应②为三碳酸还原，合称为卡尔文循环（暗反应）。 （2）乙醇酸和甘油酸结构相似，都能与载体T特异性结合，所以载体T不仅能运输乙醇酸，还能运输甘 油酸。 （3）据图分析，R酶不仅能催化C 和O2反应，也能催化C 和CO 反应，普通莲藕叶绿素含量多，强光下 5 5 2 光反应产生的氧气多，而氧气和二氧化碳相互竞争，导致R酶更多的用于催化C 和O 反应，从而导致该 5 2 莲藕突变体在强光下光合速率高于普通莲藕。 （4）普通莲藕的叶片叶绿素含量较多，而莲藕突变体叶绿素含量低于普通莲藕，因此用纸层析法分离色 素的结果中，蓝绿色和黄绿色的两条色素带较窄。由于橙黄色胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，扩散速 度最快，因此扩散的距离最远。 8．景天科植物生长环境恶劣，白天气温高，阳光充足；夜晚气温低，整体环境干燥。如图为景天科植物 细胞内发生的部分细胞代谢过程示意图。回答下列问题： 18 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(1)在景天科植物的光合作用过程中， 可以作为临时储存CO 的载体物质。景天科植 2 物的气孔通常在白天关闭，而在夜晚打开吸收CO，这一特性带来的优势是 。 2 (2)某研究小组为了探究温度对某一非景天科绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，测定了不同条件下CO 2 吸收速率与释放速率，结果如下表所示。 温度/℃ 5 10 15 20 25 30 光照下CO 吸收速率/（mg·h-1） 1 1.5 2.9 3.5 3.1 3 2 黑暗下CO 释放速率/（mg·h-1） 0.6 0.9 1.1 2 3.3 3.9 2 ①假设环境温度稳定为20℃，该绿色植物在密闭装置内光照16h的情况下，一昼夜后装置内CO 减少量为 2 。 ②科研人员发现，在光照条件下，叶肉细胞中还会进行光呼吸，即O 与CO 竞争性结合RuBP（C ），O 2 2 5 2 与RuBP在Rubisco酶催化作用下经一系列反应释放CO 的过程，该过程会消耗ATP和NADPH，因此提高 2 农作物的产量需要降低光呼吸。有人认为，增施有机肥可以降低光呼吸，理由是 。从反应条件和能量变化来看，光呼吸与 有氧呼吸的区别在于 。 【答案】 (1) 苹果酸 减少因蒸腾作用散失水分，又不影响光合作用的进行 (2) 40mg 有机肥被微生物分解后，使CO 浓度升高，促进Rubisco催化C 与CO 反应，从而降低光呼 2 5 2 吸 光呼吸过程需要在光照条件下进行，且该过程消耗能量；而有氧呼吸在有光或无光条件下都能进 行，且有氧呼吸过程释放能量 【分析】1、光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。 2、同位素标记法可用于追踪元素转移路径。 3、总光合作用强度=呼吸作用强度+净光合作用强度。 【详解】 （1）由图可知，CO 可由苹果酸转化而来，在景天科植物的光合作用过程中，苹果酸可以作为临时储存 2 CO 的载体物质。景天科植物的气孔通常在白天关闭，而在夜晚打开吸收CO，白天关闭气孔可减少水分 2 2散失，夜间吸收CO 并储存在苹果酸中，能保证白天光合作用对CO 的需求，这一特性带来的优势是植株 2 2 能在干旱环境下正常生长。 （2）①由表可知，温度为 20℃时，净光合速率为3.5mg·h，呼吸速率为2mg·h，该绿色植物在密闭装置内 光照 16 h的情况下，一昼夜后装置内CO 减少量为16×3.5-8×2=40mg。 2 ②增施有机肥，微生物分解有机肥可为植物提供更多的CO，，使CO 浓度升高，促进Rubisco催化C 与 2 2 5 CO 反应，从而降低光呼吸。从反应条件和能量变化来看，光呼吸与有氧呼吸的区别在于：光呼吸在光照 2 条件下进行，而有氧呼吸则不需要光照；光呼吸实际上是一个消耗ATP的过程，而有氧呼吸则是一个产生 ATP的过程。 9．近年来我国探索并推广玉米－大豆带状复合种植技术，通过大豆、玉米高矮作物空间错位搭配（如图 所示），最大限度发挥土地潜力，助农增产增收。 品系甲 品系乙 项目 正常光 弱光 正常光 弱光 净光合速率（μmolCO /m2•s） 11.39 10.18 11.64 6.25 2 叶绿素含量(mg/g) 1.78 2.01 1.41 2.32 气孔导度(molH O/ m2•s) 0.05 0.11 0.12 0.04 2 胞间CO 浓度(μmolCO/m2•s） 111.8 216.2 274.2 207.2 2 2 回答下列问题： (1) 玉米－大豆带状复合种植技术能增产增收的原因：①大豆根系中的根瘤菌具有良好固氮能力，氮素可 用于合成 （写出2种）等物质，参与光合作用过程。②充分利用边行优势（大田 种植时，边行作物的生长发育比中间行作物表现好），这种优势出现的原因是 。 (2)玉米－大豆带状复合种植时若间距过小，大豆容易因玉米遮阴出现茎秆过度伸长的现象，这虽有利于长 高，吸收更多光能，但由于需要消耗更多光合产物用于长高，使得光合产物向种子转移量 （填 “减少”、“增多”、“不变”），导致大豆收成有所降低。表格为甲、乙两个品系的大豆植株分别置于 正常光和弱光下处理后相关光合作用参数。 ①叶肉细胞中的叶绿素分布在 ，作用是 ，主要吸收可 见光中的 。分析表格数据，在弱光下品系甲、乙的大豆植株叶绿素含量均升高，其 生理意义是 。 20 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！②依据上表数据可知，品系 的大豆植株耐阴能力更强，判断依据是 。 (3)综上分析，玉米－大豆带状复合种植技术产生的生态效益有 。 【答案】 (1) 蛋白质、酶 边行的光照和土壤养分条件优越 (2) 减少 叶绿体类囊体薄膜 吸收、传递、转化光能 红光和蓝紫光 有利于提高对光能 的吸收以适应弱光环境 甲 弱光下甲品系植株的气孔导度增大，胞间CO 浓度升高，吸收的CO 2 2 量增多，净光合速度下降幅度较小 (3)有利于增加土壤的N、P等植物生长所需的无机盐含量，维持土壤的成分稳定；可以充分利用光照等环 境资源。 【分析】 1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光 合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱； 2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二 氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强； 3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增 加到一定的值，光合作用强度不再增强。 【详解】 （1）氮素可用于合成蛋白质、酶、核酸等物质；边行优势出现的原因是边行的光照和土壤养分条件优越， 边行作物的生长发育比中间行作物表现好； （2）由于需要消耗更多光合产物用于长高，使得光合产物向种子转移量减少，导致大豆收成有所降低； 叶绿素分布在叶绿体类囊体薄膜上，具有吸收、传递、转化光能的作用，主要吸收可见光中的红光和蓝紫 光；由表格数据可知在弱光下品系甲、乙的大豆植株叶绿素含量均升高，有利于提高对光能的吸收以适应 弱光环境；且可判断出甲品系的大豆植株耐阴能力更强，因为弱光下甲品系植株的气孔导度增大，胞间 CO 浓度升高，吸收的CO 量增多，净光合速度下降幅度较小； 2 2 （3）玉米-大豆带状复合种植有利于增加土壤的N、P等植物生长所需的无机盐含量，维持土壤的成分稳 定。相比于单行玉米单行豆的种植模式，复合种植方式种植不同生物高低有别，运用了群落的空间结构原 理，可以充分利用光照等环境资源。 10．科学家在研究原产热带和亚热带植物时，发现部分植物的光合作用还存在C 途径，而地球上多数植物 4 的光合作用只有C 途径。下图是玉米的光合作用途径（含C ，C 途径）和花生的光合作用途径（只有C 3 4 3 3 途径）。回答下列问题：(1)结合上图，PEPC酶能催化叶肉细胞周围的CO 和 生成C 酸，C 酸进入维管束鞘细胞 2 4 4 再分解为CO 供暗反应利用，由此可见，玉米和花生的C 途径分别发生在 细胞。 2 3 (2)研究表明，PEPC酶与CO 的亲和力比Rubisco酶与CO 的亲和力高60多倍，由此推测，在晴朗夏季的 2 2 中午，玉米的净光合速率可能 （填“高于”“等于”或“低于”）花生的净光合速率，原因 是 。请你利用玉米和花生植株，设计一个简 单实验验证上述推测（写出实验思路即可）： 。 (3)已知光合作用中产生ATP的常见方式是叶绿体利用光能驱动电子传递建立跨膜的质子梯度（△H＋）， 形成质子动力势，质子动力势推动ADP和Pi合成ATP。已知NH Cl可消除类囊体膜内外的质子梯度（△H 4 ＋），科研人员利用不同浓度的NH Cl溶液处理玉米的两种叶绿体，并测定ATP的相对含量，实验结果如 4 下表： 维管束鞘细胞叶绿体光合磷酸化活力 叶肉细胞叶绿体光合磷酸化活力 处理 μmolesATP/mg·chl-1·h-1 μmolesATP/mg·chl-1·h-1 对照 91.10 135.9 1×105 85.82 104.7 1×10-4 77.09 76.24 1×10-3 65.18 35.23 5×10-3 55.39 5.49 ①随着NH Cl溶液浓度的增加两种叶绿体产生ATP的相对含量下降的原因是 4 ，其中 细胞叶绿体产生ATP相对含量下 降得更明显。 ②根据实验结果，对玉米维管束鞘细胞叶绿体产生ATP的机制进行推测 。 【答案】(1) C 酸 维管束鞘细胞、叶肉 3 (2) 高于 玉米为C 植物，细胞中有与CO 亲和力强的PEPC酶，在晴朗夏季的中午，叶片气孔开度下 4 2 降时，玉米能利用较低浓度的CO 进行光合作用 将玉米和花生放在低浓度的CO、其他条件均适宜的 2 2 条件下，一段时间后，检测玉米和花生植株的增重量 22 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(3) 随着NH Cl溶液浓度的增加，明显消除类囊体膜内外质子梯度（ΔH+），降低质子动力势，导致推动 4 ADP和Pi合成ATP的量减少 叶肉 通过质子动力势推动ADP和Pi合成ATP 【分析】左图是玉米C 途径光合作用过程，玉米光合作用过程中，二氧化碳在叶肉细胞的叶绿体内与C 4 3 酸反应形成四碳化合物，四碳化合物进入维管束鞘细胞的叶绿体，四碳化合物形成二氧化碳和C ，二氧化 3 碳进行卡尔文循环，再与五碳化合物结合形成C ，C 被NADPH和ATP还原形成糖和C 。 3 3 5 玉米属于C 植物，构成维管束鞘的细胞比较大，里面含有没有基粒的叶绿体，这种叶绿体不仅数量比较多， 4 而且个体比较大，叶肉细胞则含有正常的叶绿体。维管束鞘细胞不能进行光反应，但是叶绿体也能利用叶 肉细胞产生的ATP和NADPH进行暗反应。 【详解】 （1）由图可知，PEPC酶能催化叶肉细胞周围的CO 和C 酸生成C 酸，C 酸进入维管束鞘细胞再分解为 2 3 4 4 CO 供暗反应利用，由图可知，玉米和花生的C 途径分别发生在维管束鞘细胞、叶肉细胞内。 2 3 （2）由图可知，在玉米叶肉细胞中含有PEPC酶，该酶与CO 亲和力较强，因此玉米的叶肉细胞可以在较 2 低浓度二氧化碳的条件下，通过PEPC酶固定二氧化碳，然后泵入维管束鞘细胞中利用，使维管束鞘细胞 积累较高浓度的CO，因此在晴朗夏季的中午，叶片气孔开度下降时，玉米作为C 植物，能利用较低浓度 2 4 的CO 进行光合作用，使玉米光合作用速率基本不受影响，而花生属于C 植物，当气孔关闭后，胞间CO 2 3 2 浓度降低，导致光合速率降低。为验证在晴朗夏季的中午，玉米的净光合速率可能高于花生的净光合速率， 可设计实验思路：将玉米和花生放在低浓度的CO、其他条件均适宜的条件下，一段时间后，检测玉米和 2 花生植株的增重量。 （3） ①根据题意可知，NH Cl可消除类囊体膜内外质子梯度（ΔH+），因此随着NH Cl溶液浓度的增加， 4 4 对类囊体膜内外质子梯度（ΔH+）的消除能力增强，形成质子动力势逐渐减小，导致质子动力势推动ADP 和Pi合成ATP减少，导致两种叶绿体产生ATP的相对含量下降，分析表中数据可知，叶肉细胞叶绿体光 合磷酸化活力降低更多，因此叶肉细胞叶绿体产生ATP相对含量下降得更明显。 ②根据实验结果，表中随着NH Cl溶液浓度的增加，维管束鞘细胞叶绿体光合磷酸化活力也下降，因此推 4 测玉米维管束鞘细胞叶绿体是通过质子动力势推动ADP和Pi合成ATP。 押题猜想三 遗传规律 1．印记基因是指两个等位基因仅一方亲本来源的基因在形成配子时被标上“印记”才能表达，而来自另 一亲本的基因不表达。科学家发现小鼠基因组中有较多的印记基因。小鼠体型正常和体型矮小分别由常染 色体上的印记基因A与a控制。现利用小鼠进行两组杂交实验，杂交一：纯合的体型正常雌性小鼠与体型 矮小的雄性小鼠进行交配，F 小鼠均表现为体型矮小；杂交二：纯合的体型正常雄性小鼠与体型矮小的雌 1 性小鼠进行交配，F 小鼠均表现为体型正常，F 雌雄小鼠相互交配得F，F 小鼠中体型正常与体型矮小的 1 1 2 2 比例为1∶1。下列有关叙述正确的是（ ） A．控制小鼠体型的基因的遗传不遵循基因的分离定律 B．基因上已经被标记的“印记”在遗传过程中不改变. C．杂交一F 中的雌性小鼠在形成配子时，来自亲本的基因印记不会被清除 1D．杂交二F 中体型正常的雌雄小鼠自由交配，后代体型正常的概率为3/4 2 【答案】D 【分析】分离定律的实质是杂合体内等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离，进入两 个不同的配子，独立的随配子遗传给后代。 【详解】ABC、依题意可知，控制小鼠体型的基因的遗传遵循基因的分离定律，只是雄性个体形成配子的 过程中，来自亲本的印记会被清除，并产生新的印记，而雌性个体在形成配子的过程中，来自亲本的基因 印记会被清除，但不会形成新的印记，而小鼠的体型又是由印记基因决定的，所以才会出现题干杂交二中 的特殊性状分离比，ABC错误； D、由题意可知，杂交二F 小鼠中体型正常与体型矮小的比例为1∶1，说明体型正常个体中有1/2AA、 2 1/2Aa，雌雄小鼠自由交配产生的配子为3/4A、1/4a，但只有父方配子被标记，母方配子标记被清除，因此 后代体型正常的概率为3/4，D正确。 故选D。 2．野生型水稻的核基因A内插入长度为654bp（碱基对）的片段形成了基因a，但基因a编码的肽链长度 比基因A编码的肽链短，形成的蛋白质直接使突变体出现了类似白叶枯病的表型。下列叙述正确的是（ ） A．该实例说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状 B．突变体发生了基因突变，由于肽链变短，基因a转录时所需核苷酸减少 C．基因a上终止密码子提前出现导致其编码的肽链变短 D．基因A和基因a在细胞核内完成基因的表达时需要RNA聚合酶的参与 【答案】A 【分析】基因对性状的控制有两种方式：基因通过控制蛋白质的合成来直接控制性状；基因通过控制酶的 合成近而控制代谢过程,以此来控制性状。 【详解】A、基因A突变后，编码的肽链变短，直接导致水稻的性状发生变化，说明基因可以通过控制蛋 白质的结构直接控制生物的性状，A正确； BC、基因A中插入了某些碱基而发生了基因突变，基因a编码的肽链长度比基因A编码的肽链短，说明 翻译提前终止了，但并不代表基因a转录时所需核苷酸减少，由于基因变长，基因a转录时所需核苷酸数 可能增加，但转录出的mRNA中产生了新的终止密码子，B、C错误； D、表达包括转录和翻译过程，基因A和基因a在细胞核内完成转录，在细胞质中完成翻译，D错误。 故选A。 3．植物A因具有单瓣、复瓣、重瓣多种花瓣形态，以及紫色、红色的艳丽颜色而深受人们喜爱。研究发 现，该植物为单性花，性别决定方式为XY型，花瓣形态由A/a和B/b两对等位基因控制，花色由另一对 等位基因D/d控制。为了探究花色、花瓣的遗传机制进行实验，不考虑基因位于X、Y染色体的同源区段。 请回答下列问题： (1)实验一：选纯合重瓣紫色雌花与纯合单瓣红色雄花杂交，F 雌、雄花均为单瓣紫花，让重瓣紫色雄花与 1 F 中的雌花杂交，F 中单瓣紫色雌花∶复瓣紫色雌花∶重瓣紫色雌花∶单瓣紫色雄花∶复瓣紫色雄花∶重 1 2 瓣紫色雄花∶单瓣红色雄花∶复瓣红色雄花∶重瓣红色雄花∶=2∶4∶2∶1∶2∶1∶1∶2∶1。 24 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！①由此推测，控制紫花和红花基因位于 染色体上，且 花为显性性状。 ②A/a、B/b、D/d这三对等位基因是否独立遗传，判断理由是 。 (2)实验二：纯合单瓣紫色雌花与重瓣红色雄花杂交，得到F，F 自由交配得F，发现F 中单瓣∶复瓣∶重 1 1 2 2 瓣均为17∶10∶1，分析出现此现象原因是 。 (3)选择纯合复瓣雌花与实验一中F 的雄花进行杂交，后代花瓣表型及比例为 。 1 【答案】 (1) X 紫花 是，F 中雌花均表现为紫色，雄花有紫色和红色两种表型，说明控制紫花和红花基因 2 （D/d）位于X染色体上；纯合重瓣雌花与纯合单瓣雄花杂交，F 雌、雄花均为单瓣，选择重瓣雄花与F 1 1 中单瓣雌花杂交，F 中无论雌雄花均表现为单瓣∶复瓣∶重瓣=1∶2∶1，说明F1单瓣个体能产生四种比 2 例均等的配子，即A/a、B/b两对基因位于两对同源染色体上，由于性状表现与性别无关，因而相关基因位 于常染色体上，因此三对等位基因的遗传符合基因自由组合定律。 (2)F 产生的基因型为ab的雄配子50%致死 1 (3)单瓣∶复瓣=1∶1。 【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的； 在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【详解】（1）①由此推测，F 中雌花均表现为紫色，雄花有紫色和红色两种表型，且比例均等，即紫色 2 雌花∶紫色雄花∶红色雄花=2∶1∶1，据此推测控制紫花和红花基因（D/d）位于X染色体上，且紫花为 显性性状。 ②纯合重瓣雌花与纯合单瓣雄花杂交，F 雌、雄花均为单瓣，说明单瓣对重瓣为显性，选择重瓣雄花与F 1 1 中单瓣雌花杂交，F 中无论雌雄花均表现为单瓣∶复瓣∶重瓣=1∶2∶1，则亲本重瓣雌花的基因型aabb， 2 单瓣雄花的基因型为AABB，则F 单瓣的基因型为AaBb，其与重瓣雄花aabb杂交，后代的基因型和表现 1 型为1AaBb（单瓣）∶1aaBb（复瓣）∶1Aabb（复瓣）∶1aabb（重瓣），即A/a、B/b两对基因位于两对 同源染色体上，且位于常染色体上，而D/d位于X染色体上，因此，这三对等位基因表现为独立遗传，即 遵循基因自由组合定律。 （2）实验二：纯合单瓣紫色雌花（aabbXDXD）与重瓣红色雄花（AABBXdY）杂交，得到F，F 自由交配 1 1 得F，发现F 中单瓣∶复瓣∶重瓣均为17∶10∶1，其中重瓣（aabb）的比例为1/28=1/4×1/7，即其中基 2 2 因型为ab的雄配子50%致死，根据第（1）题第二小题的实验结果可知，不可能是基因型为ab的雌配子致 死，否则不能出现第（1）题第二小题中的杂交结果。 （3）选择纯合复瓣雌花（AAbb或aaBB）与实验一中F 的雄花（AaBb）进行杂交，后代花瓣表型及比例 1 为A_Bb（单瓣）∶A_bb（复瓣）=1∶1。 押题解读 本部分试题有选择题和非选择题。遗传分子部分的命题主要集中在分子杂交的原理及应用，DNA结构 等；中心法则也是高考命题的热点，以上遗传分子部分的考查常以选择题的形式进行考查。遗传规律如孟 德尔遗传伴性遗传等部分有人类遗传病和致死问题分析，育种和遗传性质的判定是遗传常考内容，遗传性 质的判定包括基因的显隐性、基因在染色体上的位置以及基因遗传的适用定律等等。这类试题常基于能力 立意进行命制，逻辑关系复杂，能很好的考察考生的辩证思维能力、抽象思维能力和演绎推理能力，对考 生的洞察能力、复杂情境下发现关键特征和抓住问题本质的学科素养要求较高。减数分裂异常与配子异常的分析也是高考的常考点。遗传题早从早期的侧重遗传概率计算向多元化考察转变，突出对逻辑思维能力 和遗传学素养的考察。 1．真核生物体内的跳跃基因是染色体上一段能够自主复制和移位的DNA序列。跳跃基因可以随机插入基 因组，可能导致插入突变、染色体变异等，是驱动基因组变异和促进生物进化的重要动力。下列叙述错误 的是（ ） A．跳跃基因复制和转录时，碱基互补配对方式有差异 B．跳跃基因引起的变异可为生物进化提供原材料 C．由跳跃基因引起的变异属于可遗传的变异 D．原核生物中跳跃基因随机插入基因组可导致染色体变异 【答案】D 【分析】可遗传变异包括基因重组、基因突变和染色体变异，可遗传变异可为生物进化提供原材料。 【详解】A、跳跃基因复制时碱基的配对方式为A—T、T—A、G—C、C—G，转录时碱基的配对方式为A —U、T—A、G—C、C—G，A正确； B、跳跃基因可引起突变和基因重组，可为生物进化提供原材料，B正确； C、由题意可知，由跳跃基因引起的变异属于可遗传的变异，C正确； D、原核生物中不存在染色体，D错误。 故选D。 2．根据遗传物质的化学组成可将病毒分为DNA病毒和RNA病毒；还可根据病毒核酸的核苷酸链数将病 毒分为单链病毒和双链病毒。某种新病毒侵染大肠杆菌后能引起大肠杆菌破裂，在确定该病毒的遗传物质 类型时，下列实验思路不合理的是（ ） A．可通过酶解法来确定该病毒的遗传物质是DNA还是RNA B．可用该病毒侵染分别被放射性同位素T、U标记的大肠杆菌，来确定该病毒的遗传物质 C．可通过高温处理和差速离心法相结合来确定该病毒的遗传物质是单链还是双链 D．可通过测定该病毒核酸中嘌呤和嘧啶的比例确定其遗传物质是单链还是双链 【答案】C 【分析】核酸包括DNA和RNA，DNA基本组成单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱 氧核糖，一分子含氮碱基组成，四种碱基分别是A、T、C、G。DNA主要分布在细胞核中。RNA的基本 组成单位是核糖核苷酸，核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖，一分子含氮碱基组成，四种碱基分别是 A、U、C、G。 【详解】A、酶具有专一性，所以可通过酶解法来确定该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，A正确； B、T是DNA特有的碱基，U是RNA特有的碱基，所以可用该病毒侵染分别被放射性同位素T、U标记的 大肠杆菌，来确定该病毒的遗传物质，B正确； C、高温处理会使双链核酸解开为单链，所以不能通过高温处理和差速离心法相结合来确定该病毒的遗传 物质是单链还是双链，C错误； 26 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！D、双链核酸遵循碱基互补配对原则，所以嘌呤和嘧啶的比例相等，但单链中嘌呤和嘧啶的比例不一定相 等，所以可通过测定该病毒核酸中嘌呤和嘧啶的比例确定其遗传物质是单链还是双链，D正确。 故选C。 3．花石榴是新疆常见的花卉品种，其花为两性花，色彩鲜艳。研究小组以“月季”花石榴(矮秆、有主干、 单瓣)为母本，“千瓣红”花石榴(高秆、无主干、重瓣)为父本进行杂交实验， 均表现为高秆、无主干、 重瓣。为得到适宜做盆栽花卉的矮秆有主干重瓣植株，该小组用 自花传粉得到 F₂，F₂中高秆无主干83 株、矮秆无主干27株、高秆有主干27株、矮秆有主干10株，矮秆有主干植株中有重瓣7株。下列叙述不 合理的是（ ） A．亲本杂交获得 F₁的过程中，应进行两次套袋以避免外来花粉的干扰 B．杂交实验和自花传粉实验的结果均能证明矮秆和有主干为隐性性状 C．控制花石榴高秆、矮秆和有主干、无主干的基因位于非同源染色体上 D．F₂矮秆有主干重瓣植株不能稳定遗传，应利用无性繁殖保持其性状 【答案】D 【分析】植物异花传粉的一般流程是：在花蕾期，对母本去雄，套袋；待母本雌蕊成熟后，取父本的花粉 受于母本雌蕊柱头上（人工授粉），并套袋。 【详解】A、亲本杂交获得F 的过程中，分别在花蕾期对母本去雄套袋；待母本雌蕊成熟后，取父本的花 1 粉受于母本雌蕊柱头上（人工授粉），并套袋以避免外来花粉的干扰，A正确； B、杂交实验矮秆、有主干母本，高秆、无主干父本进行杂交实验，F 均表现为高秆、无主干，F 高秆、 1 1 无主干自交得F，高秆：矮秆与无主干：有主干均符合3：1，因此可知矮秆和有主干为隐性性状，B正确； 2 C、F 自花传粉得到F 发生性状分离并符合9：3：3：1，因此控制花石榴高秆、矮秆和有主干、无主干的 1 2 基因位于非同源染色体上，C正确； D、矮秆有主干植株中有重瓣7株，据此不能确定控制花瓣基因与另外两对基因的位置，但矮秆有主干重 瓣植株可能是纯合子，可能稳定遗传，D错误。 故选D。 4．短指症是一种单基因遗传病，相关基因用H/h表示。其病因是BMPR基因编码的骨形态发生蛋白受体 的第486位氨基酸由精氨酸转变为谷氨酰胺，导致患者的成骨细胞不能分化为正常骨细胞。下图为某短指 症家族的系谱图 (I-2不携带该致病基因)。下列叙述错误的是（ ） A．短指症属于显性遗传病，II-3的基因型为Hh B．若II-3再生育一孩(III-2) ,其基因型与I-1相同的概率为1/4 C．可以通过基因检测来确定II-2是否患短指症D．异常BMPR产生的根本原因是其基因发生了碱基对的替换 【答案】B 【分析】1、伴X性显性遗传病特征：①人群中女性患者比男性患者多，前者病情常较轻；②患者的双亲 中必有一名是该病患者；③男性患者的女儿全部都为患者，儿子全部正常；④系谱中常可看到连续传递现 象 2、伴X性隐性遗传的遗传特征：①人群中男性患者远比女性患者多；②如果女性是一患者，其父亲和儿 子一定也是患者，母亲一定是携带者。 【详解】A、根据系谱图分析，Ⅰ-2不携带致病基因，则一定会遗传给Ⅱ-3一个正常基因，Ⅱ-3患病，至 少有一个致病基因且遗传自她的父亲，则Ⅱ-3为杂合子，该病为显性遗传病，又因Ⅱ-2男患者母亲正常， 则一定为常染色体显性遗传，Ⅱ-3基因型为Hh，A正确； B、Ⅱ-3（Hh）与Ⅲ-4（hh）所生Ⅲ-1基因型为Hh，再生育一孩，其子代基因型及概率为1/2Hh、1/2hh， I-1的基因型Hh，因此，其基因型与I-1相同的概率为1/2，B错误； C、短指症属于常染色体显性遗传病，可通过基因检测胎儿的基因型，判断是否患病，C正确； D、由于BMPR蛋白中仅一个氨基酸发生改变，故推测短指症的发生可能是因为BMPR基因发生碱基对的 替换，D正确。 故选B。 5．籼稻（染色体组成表示为SS）和粳稻（染色体组成表示为JJ）的杂交种具有抗逆性强、产量高的优势， 但杂交种的部分花粉败育。经检测所有细胞中均存在某种“毒素蛋白”将导致花粉败育，但育性正常的花 粉中存在一种对应的“解毒蛋白”。进一步研究发现，编码这两种蛋白的基因均为位于籼稻12号染色体上 的R区，如下图（该区的基因不发生交换）。科研人员将纯合籼稻和纯合粳稻杂交，获得F， F 自交获 1 1 得F，F 中仅有籼——粳杂交种和籼稻，且二者比例接近1：1。 2 2 注：粳稻12号染色体上无B，C、D的等位基因 (1)F₁植株产生的染色体组成为 的花粉败育。若让F₁作父本，籼稻作母本进行杂交，子代的染色体组 成为 。 (2)科研人员利用基因编辑技术分别敲除了F₁中的R区相关基因，得到1~10号植株，检测其花粉育性情况， 结果如下表。 F₁植株编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 敲除基因 A B C D A+B A+C A+D B+C B+D C+D 花粉育性 + ++ + ++ + ++ 艹 （注：“++”表示全部花粉有育性：“+”表示一半花粉有育性；空白表示全部花粉败育。） 由表中结果可推测基因的功能。编码毒素蛋白的是基因 ，编码解毒蛋白的是基因 。这导致两类基因的基因频率易于升高，形成基因驱动效应。请结合上述机制，解释基因驱动效应的形成 28 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！原因 。 (3)为进一步研究（2）中解毒蛋白基因的作用，将该基因导入到F₁中，获得转入单个解毒蛋白基因的F₁。 预期F₁自交后代中SS：JS：JJ的比例可能是 。 【答案】 (1) J SS (2) C B C基因编码的毒素蛋白，导致毒害作用，使花粉不育；B基因编码解毒蛋白可中和或抑 制C 基因编码的蛋白的毒害作用。因此，在含有C基因但不含B基因的个体中，花粉不育，导致这些个 体的基因无法传递给后代，从而使B、C基因的基因频率易于升高，形成基因驱动效应 。 (3)1:1:0或1:2:1或2:3:1 【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立 性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立 地随配子遗传给后代。 【详解】 （1） 据题意推断，纯合粳稻染色体组成为JJ，纯合籼稻染色体组成为SS，则F 为JS，正常情况下 ，F 1 1 自交子代JJ：JS：SS=1：2：1，而F 中粳-籼杂交种JS：籼稻SS=1:1，F 植株产生的染色体组成为J花粉 2 1 败育。若让F 作父本JS，籼稻作母本SS进行杂交，由于父本JS只能产生S配子，则子代染色体组成为 1 SS。 （2）根据表中可以分析敲除基因B，花粉败育，说明基因B编码解毒蛋白，敲除C基因，花粉全部可育， 说明基因C编码毒素蛋白。C基因编码的毒素蛋白，导致毒害作用，使花粉不育；B基因编码解毒蛋白可 中和或抑制C 基因编码的蛋白的毒害作用。因此，在含有C基因但不含B基因的个体中，花粉不育，导 致这些个体的基因无法传递给后代，从而使B、C基因的基因频率易于升高，形成基因驱动效应 。 （3）根据表中可以分析敲除基因B，花粉败育，说明基因B编码解毒蛋白，将基因B导入到F 中，当基 1 因B导入到S染色体上时，父本JSB只能产生SB配子，母本JSB可以产生J和SB配子，比例1：1，F 自交 1 后代的染色体组成及比例是JSB：SBSB=1：1；当基因B导入到J染色体上时，父本JBS产生JB、S配子，母 本JBS可以产生JB和S配子，比例1：1，F 自交后代的染色体组成及比例是JBJB：JBS：SS=1：2：1。第三 1 种情况：B基因导入12号染色体以外的染色体上，则F 产生两种可育花粉J：S=1：2，雌配子J：S=1： 1 1，所以雌雄配子结合产生后代，所以SS：JS：JJ=2﹕3﹕1。 6．甘蓝(二倍体雌雄同株)是一种常见的蔬菜，有些甘蓝会在幼苗期出现不再长出心叶，外叶逐步僵黄，直 至萎蔫死亡的现象，研究发现，这种现象受基因控制，某兴趣小组为研究甘蓝成活与死亡的遗传机制，进 行了相关杂交实验。如表为三株含有致死基因的正常甘蓝(甲、乙、丙)的杂交实验及结果，回答下列问题： 杂交组合 亲本 子代总株数/株 成活株数/株 死亡株数/株 组合一 甲×乙 20 9 11 组合二 丙×乙 20 0 20 组合三 乙×乙 20 20 0 (1)研究发现，该致死现象受两对基因控制，且双显性基因同时存在时致死。则甲、乙、丙的基因型分别是 (用A/a、B/b表示,且A对a为显性,B对b为显性)。(2)结合(1)的分析，若要在最短的时间内获得不含致死基因的纯合子甘蓝，最好选择 (填“甲” “乙”或“丙”)进行培育，大致的培育操作是 ，最终用适 当的方法筛选出不含致死基因的纯合子。 (3)研究发现，高温对甘蓝的致死现象有明显的抑制作用，由此推测致死现象是 综 合作用的结果。 【答案】 (1)Aabb aaBB AAbb(或 aaBb AAbb aaBB) (2) 甲 选择甲株甘蓝的花粉进行离体培养，获得植株，并对植株幼苗进行秋水仙素处理 (3)基因和环境 【分析】基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的； 在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【详解】 （1）组合三，乙自交子代全部存活，说明乙为纯合子。组合二子代全部死亡，说明子代中两个显性致死 基因同时存在，丙与乙均为纯合子，且各有一种致死基因，因此丙和乙的基因型分别为AAbb 和 aaBB或 aaBB 和 AAbb。组合一甲、乙杂交，子代出现成活株和死亡株，说明甲为杂合子且含有的致死基因与乙 的不同，故甲的基因型为Aabb 或aaBb。 （2）甲同时含有a、b基因，若要在最短的时间内获得不含致死基因的纯合子甘蓝，可以选择甲的花粉进 行离体培养获得植株，并对植株幼苗进行秋水仙素处理即单倍体育种，最终筛选出不含致死基因的纯合子。 （3）高温对致死现象有明显的抑制作用，说明致死现象是基因和环境综合作用的结果。 7．对于果蝇眼色的遗传，科学家曾进行了相关实验：取正常砖红眼（显性纯合）果蝇，经过处理得到朱 红眼、杏黄眼突变体，已知这两种眼色突变体仅由一对基因发生隐性突变而来（不考虑基因突变的不定向 性），若有两对隐性突变则为白眼。假设后续杂交实验不发生变异，回答下列问题： (1)为了确定某群体中不同个体的朱红眼性状是由相同基因突变还是不同基因突变而来，可以取多对 果蝇相互杂交，若后代都是 ，则是不同基因突变得来的，同时也可说明基因 和性状的关系是 。 (2)若控制朱红眼和杏黄眼的基因都位于常染色体上，则一只朱红眼果蝇和一只杏黄眼果蝇相互交配，F 的 2 表型及比例是 。 (3)若控制朱红眼和杏黄眼的基因一对在常染色体、一对在X染色体上，可利用如下方案通过一次杂交实验 判断朱红眼基因所在的位置：取一只纯合朱红眼雌果蝇和一只纯合杏黄眼雄果蝇杂交，若子代 ，则朱红眼基因在常染色体上；若子代 ， 则朱红眼基因在X染色体上， (4)若朱红眼基因位于常染色体上、杏黄眼基因位于X染色体上，上述（3）中子代相互交配，F 雄性表型 2 及比例是 。 【答案】 (1) 朱红眼雌雄果蝇 砖红眼 一个性状可以受到多个基因的影响 (2)朱红眼：砖红眼：杏黄眼=1：2：1或砖红眼：朱红眼：杏黄眼：白眼=9：：3：3：1 (3) 全为砖红眼 雌性全为砖红眼，雄性全为朱红眼 30 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(4)砖红眼：杏黄眼：朱红眼：白眼=3：3：1：1 【分析】 1、基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性； 生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中， 独立地随配子遗传给后代。 2、基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在 减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 3、位于性染色体上的基因，在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。 【详解】 （1）要判断不同突变体是否为同一位点突变，应取多对两种纯和突变雌雄个体杂交，若子代全表现为野 生型（正常砖红色），即为不同位点突变，若子代全为突变体（朱红眼），则为同一位点突变。若不同位 点突变体均表现为朱红眼，则说明一个性状可以受到多个基因的影响。 （2）设朱红眼由基因型aa控制，杏黄眼由基因型bb控制。若控制朱红眼和杏黄眼的基因都位于常染色体 上，则朱红眼基因型为aaBB，杏黄眼基因型为AAbb，若两对基因位于同一对染色体上，则FAaBb分别 1 产生1/2aB、1/2Ab的雌雄配子，雌雄配子随机结合后F 基因型、表型及比值为1/4aaBB（朱红眼）、 2 2/4AaBb（正常砖红眼）、1/4AAbb（杏黄眼）；若两对基因分别位于两对同源染色体上，则FAaBb分别 1 产生1/4AB、1/4Ab、1/4aB、1/4ab的雌雄配子，雌雄配子随机结合后后，F 基因型、表型及比值为9/16A- 2 B-（正常砖红眼）、3/16aaB-（朱红眼）、3/16A-bb（杏黄眼）、1/16aabb（白眼）。 （3）若朱红眼基因在常染色体上，则亲本基因型为aaXBXB×AAXbY，子代基因型为AaXBXb、AaXBY，全 表现为正常砖红眼；若朱红眼基因在X染色体上，则亲本基因型为BBXaXa×bbXAY，子代基因型为 BbXAXa、BbXaY，雌性全为正常砖红眼，雄性全为朱红眼。 （4）若朱红眼基因位于常染色体上、杏黄眼基因位于X染色体上，上述（3）中亲本基因型为 aaXBXB×AAXbY，F 基因型为AaXBXb、AaXBY，F 雄性种基因型、表型及比值为3/4A-×1/2XBY=3/8A-XBY 1 2 （正常砖红眼）、3/4A-×1/2XbY=3/8A-XbY（杏黄眼）、1/4aa×1/2XBY=1/8aaXBY（朱红眼）、 1/4aa×1/2XbY=1/8aaXbY（白眼）。 8．分析资料，回答下列有关玉米籽粒颜色的问题： 资料1；玉米基因组中三对独立遗传的基因A/a、C/c、R/r共同决定玉米种子的颜色，同时含基因A、C、 R的玉米种子有色，其他基因型的种子皆无色。某产有色种子的植株X与3个已知基因型的植株杂交，获 得如下结果： 杂交亲本1 杂交亲本2的基因型 杂交子代 aaccRR 50%产有色种子 产有色种子的植株X aaCCrr 25%产有色种子 AAccrr 50%产有色种子 (1)产有色种子植株的基因型有 种可能。根据杂交结果分析，植株X的基因型为 。 (2)某产有色种子植株AaCcRr测交，后代的表型及比例为 。若该 产有色种子植株自交，后代产无色种子的植株中纯合子所占的比例为 。资料2：研究发现，玉米籽粒的颜色还受其他基因的影响，其位置关系如下图所示。E基因控制色素合成。 Ds基因存在时，E基因不能表达，Ds基因若从原来位置上断裂或脱落，E基因又能重新得以表达。而Ac 基因存在时，Ds基因会从染色体上解离；Ac基因不存在时，Ds不解离、染色体不断裂。 (2) 不考虑基因A/a、C/c、R/r。据资料2分析，基因型为EEDsDsAcAc的玉米籽粒的颜色为 ； Ds基因从原来位置上断裂或脱落 （填“属于”或“不属于”）基因突变，原因是 。 (4)不考虑基因A/a、C/c、R/r。实际上基因型为E_Ds_Ac_的玉米，其自交所结的果穗上有色种子的颜色深 浅不一（色素含量不同），其原因可能是 （答出1点即可）。 【答案】 (1) 8 AaCCRr (2) 产有色种子植株：产无色种子植株=1：7 7/37 (3) 有色 不属于 基因突变指基因（DNA分子）中发生的碱基替换、增添或缺失，而引起的基因 碱基序列的改变，Ds基因从原染色体上断裂或脱落属于染色体结构变异 (4)不同籽粒中Ds基因解离发生的时间不同，导致色素的合成量不同 【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的； 在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【详解】 （1）基因型为ACR的玉米种子有色，每一对基因都有显性纯合和杂合两种类型，因此有色种子植株的基 - - - 因型有2×2×2=8种。根据题意，产有色种子的植株X与aaCCrr杂交，子代中有25%产有色种子，说明植 株X为AaC Rr，即X可能有两种基因型：AaCcRr、AaCCRr。如果X是AaCcRr，与aaccRR或AAccrr杂 - 交，均产生25%的有色种子，与题中结果不一致，故植株X的基因型是AaCCRr。 （2）产有色种子的植株AaCcRr测交后代中，只有基因型为AaCcRr的植株才会产有色种子，其所占比例 为1/8，因此测交后代产有色种子植株：产无色种子植株=1：7。产有色种子植株AaCcRr自交后代中．产 有色种子植株所占比例为3/4×3/4×3/4=27/64，产无色种子的植株所占比例为1-27/64=37/64，子代中产无色 种子植株纯合子的基因型有7种，即AAccRR、aaCCRR、AACCrr、AAccrr、aaCCrr、aaccRR、aaccrr，在 杂交后代中各占1/64，因此产无色种子植株中纯合子的比例为7/37。 （3）Ac基因使Ds基因从染色体上解离，解除了对E基因的抑制作用，使基因型为EEDsDsAcAc的玉米 籽粒的颜色为有色。基因突变指基因（DNA分子）中发生的碱基替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序 32 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！列的改变，Ds基因从原染色体上断裂或脱落属于染色体结构变异，不属于基因突变。 （4）据题干信息推测，玉米籽粒的颜色与E基因表达的时间的长短有关，Ds基因的解离时间会影响E基 因的表达，使不同籽粒中色素的合成量不同，表现为颜色深浅不一。 9．野生型果蝇（2n=8）都是灰体红眼的纯合子，在自然繁殖过程中会出现某些性状的突变体。某兴趣小 组同学以野生型及相关突变型果蝇为材料，开展有关遗传学问题的研究和分析。回答下列有关问题： (1)野生型雄果蝇的体细胞中染色体形态有 种，有丝分裂后期有 个染色体组。 (2)果蝇的红眼和白眼由一对等位基因A/a控制。一只野生型雄果蝇与一只白眼雌果蝇杂交，F 中红眼均为 1 雌果蝇，白眼均为雄果蝇，说明基因A/a位于 染色体上。F 果蝇随机交配得F，F 雌果蝇 1 2 2 中纯合子占 。 (3)已知果蝇的灰体和黑体受一对常染色体上的等位基因控制。以野生型灰体果蝇与突变型黑体果蝇为实验 材料，设计一次杂交实验探究此相对性状的显隐关系，只写出实验思路即可。 实验思路： 。 (4)果蝇翅型的野生型和长翅由一对基因B/b控制，野生型和残翅由另一对基因D/d控制。两只野生型果蝇 相互交配，F 表型及比例为野生型♀∶残翅♀∶野生型♂∶长翅♂∶残翅♂∶无翅 1 ♂=6∶2∶3∶3∶1∶1。 ①两对基因在染色体上的位置分别是 ，F 1 的野生型雌果蝇与无翅雄果蝇相互交配，F 的野生型雌果蝇中杂合子所占比例为 。 2 ②果蝇的性别与性染色体组成的关系如下表所示。 性染色体组 XX XY XXY XO XYY 成 雄性，可 性别 雌性 雌性 雄性，不育 雄性，可育 育 （注：性染色体组成为Y0、XXX、YY的个体均在胚胎时期死亡） 由此表可知果蝇的性别并不是由Y染色体决定，而是由 决定。 【答案】 (1) 5或五 4 (2) X 1/2 (3)将灰体果蝇和黑体果蝇杂交获得F，观察F 的表型 1 1 (4) D/d基因位于常染色体上，B/b基因位于X染色体上 1或100% X染色体的数量 【分析】 1、基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于 同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同 时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。 2、果蝇的性别决定是XY型，X、Y染色体是异型同源染色体，遗传信息不完全相同，因此人类的基因组 需要测定3条常染色体，1条X染色体，1条Y染色体，共5条染色体上，位于性染色体上的基因控制的 性状的遗传总是与性别相关联，叫伴性遗传，伴性遗传也遵循分离定律，是分离定律的特殊形式。【详解】 （1）果蝇一共有4对同源染色体，其中一对为性染色体，故野生型雄果蝇的体细胞中染色体形态有 3+X+Y，共5种染色体。野生型雄果蝇的体细胞正常有两个染色体组，有丝分裂后期加倍，有4个染色体 组。 （2）一只野生型雄果蝇与一只白眼雌果蝇杂交，F 中眼色与性别相关说明基因A/a位于X染色体上，F 果 1 1 蝇基因型为XAXa、XaY，F 雌果蝇为XAXa、XaXa因此F 雌果蝇中纯合子占1/2。 2 2 （3）探究此相对性状的显隐关系，可以将灰体果蝇和黑体果蝇杂交获得F，观察F 的表型。 1 1 （4）两只野生型果蝇相互交配，F 表型及比例为野生型♀∶残翅♀∶野生型♂∶长翅♂∶残翅♂∶无翅 1 ♂=6∶2∶3∶3∶1∶1。分析可知，双显性为野生型，双隐性为无翅个体，长翅均为雄性，可知B/b基因位 于X染色体上，故亲本基因型可假定为DdXBXb和DdXBY，验证可知符合题意，因此D/d基因位于常染色 体上，B/b基因位于X染色体上。F 的野生型雌果蝇与无翅雄果蝇相互交配，无翅雄果蝇基因型为 1 ddXbY,F 的野生型雌果蝇中杂合子所占比例为1。由此表可知果蝇的性别并不是由Y染色体决定，而是由 2 X染色体的数量决定的，一个X染色体为雄性，两个X染色体为雌性。 10．我国种植的水稻有籼稻和粳稻，籼稻广泛种植于南方，粳稻广泛种植于北方。选育籼粳杂交稻是南方 水稻产业调整的重要措施。水稻单株产量主要由单株穗数、穗粒数和千粒重决定。Gnla基因（位于细胞 核）通过编码细胞分裂素氧化酶，降低细胞分裂素含量，减少水稻枝梗，进而导致穗粒数减少。研究发现 H品种籼稻的Gnla基因突变后能显著增加穗粒数，提高产量。目前，突变的Gnla基因广泛应用在籼稻上， 但对粳稻的影响还未知，研究人员对此开展研究。研究过程如图所示，突变的Gnlα基因对粳稻8号的产量 影响如下表所示。 一次枝梗 二次枝梗 组别 单株穗数 一次枝梗花数 二次枝梗花数 千粒重/g 数 数 突变型 8.16 13.06 71.59 47.49 151.31 27.06 野生型 11.50 12.16 71.51 31.73 98.16 26.58 回答下列问题 (1)H品种籼稻的Gnla基因突变后， ，促进水稻枝梗数增加，从而提高穗粒数。 (2)F -F 均和粳稻8号杂交并进行选择的目的是 。检测F 时，阳性植株 1 3 4 34 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！比例为 。 F 中Gnla基因的检测结果与 的检测结果完全相同，即为目标植株。 7 (3)研究发现，突变的Gnla基因可显著提高粳稻8号的产量。据表分析，原因是 。 (4)J品种籼稻为感光型品种，粳稻8号为感温型品种，J品种籼稻和粳稻8号杂交后代的“籼（感光性）- 粳（感温性）”性状会出现差异。已知感光型品种在南方生长期较短，在北方较长：感温型品种则相反。 据此分析，如何根据生长期差异选育出适合在华南地区生长的“粳型”杂交稻品种？ 【答案】 (1)无法表达细胞分裂素氧化酶，体内细胞分裂素积累 (2) 使后代获得粳稻8号的优良性状和突变的Gnla基因 50% H品种纯合籼稻 (3)实验组的二次枝梗数和二次枝梗花数明显增高且其对产量的影响大于因单株穗数减少而导致的产量减少。 (4)选择杂交后代中生育期长的单株并经连续自交稳定后得到新品种。 【分析】由题意可知H品种籼稻的Gnla基因突变后，无法表达细胞分裂素氧化酶，导致细胞分裂素含量 增加，从而促进水稻枝梗数增加，进而提高穗粒数。粳稻8号与H品种纯合籼稻杂交并选取检测阳性子代 再连续多代回交使后代获得粳稻8号的优良性状和突变的Gnla基因。 【详解】（1）H品种籼稻的Gnla基因突变后，无法表达细胞分裂素氧化酶，体内细胞分裂素积累，导致 细胞分裂素含量增加，从而促进水稻枝梗数增加，进而提高穗粒数。 （2）F-F 均和粳稻8号杂交并进行选择的目的是使后代获得粳稻8号的优良性状和突变的Gnla基因。由 1 3 于F 为杂合子，且每代均选择阳性植株继续实验因此，检测F 时，阳性植株比例为50%，F 中Gnla基因 1 4 7 的检测结果与H品种纯合籼稻检测结果完全相同时，可得到纯合植株，即为目标植株。 （3）研究发现，突变的Gnla基因可显著提高粳稻8号的产量。据表分析，突变体单株穗数减少，但是二 次枝梗数和二次枝梗花数明显增高，因此实验组的二次枝梗数和二次枝梗花数明显增高且其对产量的影响 大于因单株穗数减少而导致的产量减少。 （4）为了选育出适合在华南地区生长的“粳型”杂交稻品种，可以利用J品种籼稻的感光型特性和粳稻8 号的感温型特性进行杂交。由于感光型品种在南方生长期较短，在北方较长，而感温型品种则相反，也就 是感温型品种在南方生长期较长，在北方较短。因此要选择华南地区生长的“粳型”杂交稻品种，可以选 择杂交后代中生育期长的单株并经连续自交稳定后得到新品种。 押题猜想四 个体生命活动的调节 1．5-HT是一种能使人感受快乐的神经递质，一旦失调可引起抑郁症等精神类疾病。药物阿立哌唑可结合 5-HT受体起抗抑郁作用，而药物TCA主要是改变5-HT浓度起抗抑郁作用。下列叙述错误的是（ ） A．阿立哌唑可能激活5-HT受体，使5-HT与更多受体结合，增强该神经递质的兴奋作用来治疗抑郁症 B．药物TCA可能是通过增加5-HT在突触间隙的浓度，延长它们的作用时间来起抗抑郁作用C．可研究药物促进5-HT的合成、释放或减少降解过程，以调节神经递质水平，改善抑郁症的症状 D．快乐是在大脑皮层产生的反射，属于大脑皮层的高级功能 【答案】D 【分析】兴奋传到突触前膜刺激突触小泡释放神经递质，神经递质通过突触间隙与突触后膜上的受体结合， 打开离子通道，钠离子大量内流，从而引起下一个神经元产生动作电位。兴奋在两个神经元之间以电信号- 化学信号-电信号的形式单向传递。 【详解】A、药物阿立哌唑可结合5-HT受体起抗抑郁作用，据此推测，阿立哌唑可能通过激活5-HT受体 增强该神经递质的兴奋作用来治疗抑郁症，A正确； B、药物TCA主要是通过改变5-HT浓度起抗抑郁作用，因而，其可能是通过延长5-HT的作用时间来起抗 抑郁作用，B正确； C、5-HT是一种能使人感受快乐的神经递质，因此，可研究药物促进5-HT的合成、释放或减少降解过程， 以调节神经递质水平，改善抑郁症的症状，C正确； D、快乐是在大脑皮层产生的情绪，属于大脑皮层的高级功能，不属于反射，D错误。 故选D。 2．植物在感知、接受低温信号后自身相关基因表达水平发生改变，通过表观遗传修饰维持低温记忆实现 开花调控，并使这种低温记忆在后代中消除，后代在开花前仍需重新经历春化过程。研究发现：在低温条 件下，FRI蛋白易在植物细胞核内形成凝聚体，其阻止了FRI蛋白对FLC基因的激活，使FLC基因表达下 调，解除对开花的抑制。下列有关叙述错误的是（ ） A．春化作用说明温度可以作为一种信号，影响、调控植物的生长发育 B．在植物未经冷暴露之前，FLC基因高度表达，阻止植物体从营养生长向生殖生长过渡 C．植物在经历长时间冷暴露后，FLC 基因表达被抑制，恢复温暖时，这种抑制会立即被解除 D．后代在开花前仍需重新经历春化过程，可以规避不良环境，实现正常生长发育 【答案】C 【分析】表观遗传：指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变 化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化。 【详解】A、根据题干信息“植物在感知、接受低温信号后自身相关基因表达水平发生改变”可知春化作 用，说明温度可以作为一种信号，影响、调控植物的生长发育，A正确； B、结合题意“在低温条件下，FRI蛋白易在植物细胞核内形成凝聚体，其阻止了FRI蛋白对FLC基因的 激活，使FLC基因表达下调，解除对开花的抑制”可知，FLC基因表达下降会促进开花，说明在植物未经 冷暴露之前，FLC基因高度表达，阻止植物体从营养生长向生殖生长（开花）过渡，B正确； C、由题意可知，植物在感知、接受低温信号后，通过表观遗传修饰维持低温记忆实现开花调控，并使这 种低温记忆在后代中消除或重置，后代在开花前仍需重新经历春化过程，说明恢复温暖时，这种抑制不会 立即被解除，C错误； D、根据题干信息“后代在开花前仍需重新经历春化过程”可知，后代在开花前仍需重新经历春化过程， 可以规避不良环境，实现正常生长发育，D正确。 故选C。 36 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3．胰岛素抵抗（IR）是胰岛靶组织对胰岛素敏感性降低，引起患者血糖和胰岛素水平均升高的现象。二 甲双胍能增强周围组织对胰岛素的敏感性，增强胰岛素介导的葡萄糖利用过程，为目前治疗IR的首选药物。 石斛多糖（DOP）是从铁皮石斛中提取的一种可以降血糖的活性多糖，为研究其在缓解IR中的作用效果， 请根据以下实验材料与用具，完善实验思路并预测实验结果。 材料与用具：正常小鼠和IR高血糖模型小鼠若干只、一定浓度的DOP溶液、一定浓度的二甲双胍溶液、 生理盐水、普通饲料、灌胃器、血糖浓度测定仪。（要求与说明：空腹测定血糖的方法、胰岛素浓度不做 要求，药物的具体用量不做要求。） (1)实验思路： ①将同龄同性别且体重相近的IR高血糖模型小鼠随机平均分为乙、丙、丁、茂四组，甲组为 ， 作为对照组。 ② 。 ③每天同一时间，丙组每只小鼠灌胃一定量的二甲双胍溶液，丁组每只小鼠灌胃 ， 戊组每只小鼠灌胃等量的二甲双胍和DOP等量的混合溶液，给甲组和乙组每只小鼠灌胃 ， 连续灌胃21天。 ④各组小鼠置于相同且适宜的条件下培养，每天饲喂等量普通饲料和清水，21天后用血糖测定仪测定各组 小鼠的空腹血糖浓度，求平均值并记录。结果如下表。 组 给药前空腹血糖浓度/（mmol·L-1） 给药21天后空腹血糖浓度/（mmol·L-1） 别 甲 4.68 4.52 乙 13.25 13.34 丙 13.24 6.54 丁 13.27 6.58 戊 13.25 5.23 (2)分析以上实验数据，可以得出的结论是 。 【答案】 (1) 正常小鼠 用血糖测定仪测定各组小鼠的空腹血糖浓度，求平均值并记录 等量的一定浓度的 DOP溶液 等量的生理盐水 (2)DOP溶液缓解IR中的作用效果与二甲双胍差不多，且混合使用效果更好 【分析】本实验的目的是研究DOP溶液在缓解IR中的作用效果，自变量是DOP溶液的使用，检测指标是 空腹血糖浓度。 【详解】（1）①以甲组正常小鼠空腹血糖浓度作为空白对照，判断DOP溶液是否有效果。 ②本实验的检测指标是空腹血糖浓度，因此实验前需要血糖测定仪测定各组小鼠的空腹血糖浓度，求平均 值并记录作为比较的指标。 ③每天同一时间给甲组每只小鼠灌胃等量的生理盐水（空白对照），乙组用IR高血糖模型小鼠为对照，灌 胃等量的生理盐水，丙为条件灌胃一定量的二甲双胍溶液，丁、戊组为实验组，丁组每只小鼠灌胃等量的一定浓度的DOP溶液，戊组每只小鼠灌胃等量的二甲双胍和DOP等量的混合溶液。 （2）分析表中数据，甲为正常小鼠血糖为正常血糖，乙为模型小鼠，血糖较高，丙灌胃二甲双胍溶液， 二甲双胍能增强周围组织对胰岛素的敏感性，增强胰岛素介导的葡萄糖利用过程，血糖下降，丁灌胃DOP 溶液，血糖降低程度与丙组差不多，戊组灌胃二甲双胍和DOP等量的混合溶液，血糖较丙、丁组下降的多， 效果更好。经分析总结，DOP溶液缓解IR中的作用效果与二甲双胍差不多，且混合使用效果更好。 押题解读 本部分以选择题和非选择题呈现，生长素等植物激素及植物生长调节剂的应用是植物生命活动调节部分必 考的选择题，非选择题涉及较少。动物生命活动是高考命题的热点。通机体对环境的适应性调节、血糖调 节、体温调节、甲状腺激素的分级调节等，免疫的具体应用及分析、脊椎动物激素在生产和生活中的应用 等，通过具体的生活、生产实践以及科研成果等情境在高考试题中得以考察，是本部分内容中的高频考点。 兴奋在神经细胞间的传递、针对某一稳态事例的分析、特异性免疫过程、传染病的预防、激素调节的具体 实力等方面选择素材命题，这些都可以借助生活、生产实践及科研成果等情景进行考察。因此，在复习时 要关注最新的科研成果，明确与生物学相关的内容，从生活、生产实践入手，以实践强化知识的系统化、 条理化和综合化。要从不同渠道搜集相应的资料、文献、数据等，创设情景，进行相关的实验探究及分析 推理的。 1．血浆的化学成分中，水占 90%左右，其余 10%以蛋白质为主，此外还有无机盐、激素、胆固醇等。血 浆组成成分和理化性质的相对稳定对人体进行正常生命活动有重要意义。下列相关叙述错误的是（ ） A．血浆渗透压的大小主要与血浆蛋白的含量有关，血浆蛋白减少会引起组织水肿 B．过量出汗、体液丢失过多会导致低血压，血浆中甘油三酯含量过多易导致高血压 C．正常人血浆 pH 为 7.35~7.45，这主要与血浆中的HCO -/H CO 等缓冲对有关 3 2 3 D．血浆组成成分或理化性质的变化都可能影响酶的活性，导致细胞代谢发生紊乱 【答案】A 【分析】人体的细胞外液血浆、淋巴和组织液构成了人体的内环境，凡是血浆、淋巴、组织液的成分，都 是内环境的成分。内环境的成分有：机体从消化道吸收的营养物质；细胞产生的代谢废物如尿素；机体细 胞分泌的物质如激素、分泌蛋白等；氧气、二氧化碳。 【详解】A、血浆中蛋白质的含量远高于无机 盐，但是由于蛋白质的分子量远大于无机盐，因 此蛋白质 微粒数目远小于无机盐微粒数目，因此血浆渗透压的大小主要与无机盐有关，血浆 蛋白减少会导致水分 进入组织液，引起组织水 肿，A错误； B、过量出汗、体液丢失过多会使血容量降低、 导致低血压，血浆中甘油三酯含量过多会附着在血管壁上， 使血管壁的弹性下降，导致高血压，B正确； C、正常人血浆的pH为7.35~7.45，pH能保持 在这么狭小的范围内主要是因为血浆中含有很 多缓 冲 对， 例如HCO -/H CO 等，C正确； 3 2 3 D、血浆组成成分或理化性质的变化例 如温度、pH变化都可能影响酶的活性，导致细胞代谢发生紊乱，D 正确。 故选A。 38 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2．肾功能不全的人一次性食用过量富含K+的食物后会导致K+在体内潴留，严重时还会引发心律失常，影 响中枢神经系统的兴奋性。醛固酮具有促进肾脏排出K+的功能。下列叙述错误的是（ ） A．K+主要维持细胞内液的渗透压，正常人血浆中K+含量保持动态平衡 B．一次性进食过量富含K+的食物会影响内环境中Na+的含量 C．肾功能不全的人血浆中K+浓度升高后，会使心肌细胞的静息电位绝对值增大，从而导致心率失常 D．神经元中K+外流和K+进入细胞不都需要借助载体蛋白和消耗能量 【答案】C 【分析】醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的主动重吸收，同时促进钾的分泌，从而维持水盐平 衡；而抗利尿激素的作用是提高肾小管和集合管上皮细胞对水的通透性，增加水的重吸收量，使细胞外液 渗透压下降，从而维持水平衡。 【详解】A、K+主要维持细胞内液的渗透压，正常人血浆中K+含量保持动态平衡，A正确； B、一次性进食过量富含K+的食物后，机体醛固酮分泌量增加，醛固酮可以促进肾小管和集合管对Na+的 重吸收，B正确； C、肾功能不全的人血浆中K+浓度升高后，心肌细胞所处的内环境中K+浓度升高，与心肌细胞内K+的浓度 差减小，K+外流减少，因此静息电位的绝对值减小，C错误； D、神经元中K+外流顺浓度梯度进行，属于协助扩散，需要借助通道蛋白，不消耗能量，K+进入细胞逆浓 度梯度进行，属于主动运输，需要借助载体蛋白并消耗能量，D正确。 故选C。 3．下图是甲状腺激素分泌调节示意图，①~③表示有关激素，①、②和③通过负反馈机制调节下丘脑分泌 ①，甲状腺直接受交感神经和副交感神经的支配。下列有关叙述不合理的是（ ） A．图示生理过程中的分级调节能放大激素的调节效应，形成多级反馈调节 B．寒冷环境中支配甲状腺的副交感神经活动占优势，分泌甲状腺激素增多 C．下丘脑细胞具有①②③的受体，③的含量过高时会抑制下丘脑分泌① D．甲状腺激素、胰高血糖素和肾上腺素在提高血糖浓度上具有协同作用 【答案】B 【分析】1、将下丘脑、垂体和靶腺体之间的这种分层调控，称为分级调节。分级调节可以放大激素的调 节效应，形成多级反馈调节，有利于精准调控，从而维持机体的稳态。2、在一个系统中，系统本身工作 的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节。反馈调节是生命系统中非常 普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义。 【详解】A、图示生理过程可以体现分级调节，分级调节可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精准调控，从而维持机体的稳态，A正确； B、寒冷环境中支配甲状腺的交感神经活动占优势，而不是副交感神经占优势，B错误； C、由图可知下丘脑细胞具有①②③的受体，③的含量过高时会因为负反馈调节抑制下丘脑分泌①，C正 确； D、甲状腺激素、胰高血糖素和肾上腺素，糖皮质激素均可提高血糖，因此在提高血糖浓度上具有协同作 用，D正确。 故选B。 4．巨噬细胞第一时间将入侵的细菌吞噬并清除，而结核分枝杆菌（MTB）等细菌通过多种策略（抑制巨 噬细胞成熟、抑制溶酶体参与、抑制自噬）逃避巨噬细胞的吞噬，在宿主细胞中复制和长期存活，引起感 染性疾病。卡介苗是对毒性较强的牛型结核分枝杆菌进行培养获得的减毒活疫苗，该疫苗的保护作用一般 可以持续10～15年。下列说法错误的是（ ） A．MTB侵染人体后会引起体液免疫 B．MTB抑制巨噬细胞成熟，使其不能发挥将抗原呈递给辅助性T细胞的作用 C．当MTB感染宿主细胞时，细胞毒性T细胞能识别靶细胞膜表面的分子变化 D．接种卡介苗后，MTB入侵时会发生二次免疫，记忆细胞在10～15年内保持着对抗体的记忆 【答案】D 【分析】体液免疫：病原体侵入机体后，一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取，这为激 活B细胞提供了第一个信号，抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞，辅 助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这为激活B细胞提供了第二个信号，辅助性T细胞 开始分裂、分化，并分泌细胞因子，B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化，大部分分化为浆细胞， 小部分分化为记忆B细胞，细胞因子促进B细胞的分裂、分化过程，浆细胞产生和分泌大量抗体，抗体可 以随体液在全身循环并与这种病原体结合，抗体与病原体结合可以抑制病原体增殖或对人体细胞的黏附。 【详解】A、MTB侵染人体后可以作为抗原，会引起体液免疫，A正确； B、MTB抑制巨噬细胞成熟，使其不能发挥将抗原呈递给辅助性T细胞的作用，B正确； C、当MTB感染宿主细胞时，细胞毒性T细胞能识别靶细胞膜表面的分子变化，C正确； D、接种卡介苗后，MTB入侵时会发生二次免疫，记忆细胞在10～15年内保持着对抗原的记忆，避免其 发生免疫逃逸，D错误。 故选D。 5．下列有关植物激素及其调节的叙述，正确的是（ ） A．植物激素是由植物体内特定内分泌器官合成的微量有机物 B．流水浸种有利于种子萌发的原因是提高了种子中脱落酸的含量 C．在植物体内，细胞分裂素通过为植株提供能量和物质促进其伸长生长 D．植物生长发育的调控是由激素调节、基因表达调控和环境因素调节共同完成的 【答案】D 【分析】植物激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用，但是，激素调节只是植 物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结 40 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！果。光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因 组的表达进行调节。 【详解】A、植物激素是由植物体内一定部位合成的微量有机物，植物没有专门的分泌激素的内分泌器官， A错误； B、脱落酸可抑制种子萌发，流水浸种有利于种子萌发的原因是降低了种子中脱落酸的含量，B错误； C、细胞分裂素不能为细胞提供能量和物质，C错误； D、植物的生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的，D正确。 故选D。 6．糖尿病是一种常见病，患者常表现出高血糖、多尿、多食等症状，若患病时间较长，可严重危害机体 健康，因此对糖尿病的防治刻不容缓。回答下列问题： (1)血糖稳定的实质就是在机体的调节下，血糖的 保持平衡，从而实现血糖浓度的稳定。 经检测，某糖尿病患者体内的胰岛素含量高于健康人体内的，推测其患糖尿病的原因最可能是 ，导致细胞对胰岛素不敏感。相比于健康人，糖尿病患者多尿， 原因之一可能是其肾小管腔中原尿的渗透压相对 （填“较高”或“较低”）。 (2)糖尿病脑病是由糖尿病引起的并发症之一，其发病机制如图1所示，GSK3β具有将Tau蛋白磷酸化的功 能，当GSK3β自身被磷酸化后，会失去该功能。某实验小组欲利用正常大鼠和糖尿病脑病大鼠（模型组） 探究小檗碱对糖尿病脑病的治疗作用，进行了相关实验，结果如图2所示。 ①该实验的自变量为 。 ②小檗碱对糖尿病脑病 （填“具有”或“不具有”）缓解作用，判断依据是 。 【答案】 (1) 来源和去路 靶细胞膜上胰岛素受体数量减少或结构异常 较高 (2) 大鼠是否患糖尿病脑病、对模型组大鼠使用小檗碱的剂量 具有 相比于不使用小檗碱的模型 组大鼠，使用了小檗碱的模型组大鼠体内GSK3β的磷酸化程度较高，Tau蛋白的磷酸化程度较低 【分析】激素作用的特点：微量、高效，通过体液运输，作用于靶器官和靶细胞。胰岛素具有降低血糖的 作用，部分糖尿病患者是由于胰岛素分泌不足等原因引起的代谢紊乱综合征。 【详解】（1）血糖稳定的实质就是在机体的调节下，血糖的来源和去路保持平衡，从而实现血糖浓度的稳定。某 糖尿病患者体内的胰岛素含量高于健康人体内的，说明该糖尿病患者不是缺少胰岛素，推测其患糖尿病的 原因最可能是靶细胞膜上胰岛素受体数量减少或结构异常，导致细胞对胰岛素不敏感。相比于健康人，糖 尿病患者多尿，原因之一可能是其肾小管腔中原尿的渗透压相对较高，带走大量水分。 （2）分析题图可知，实验自变量为大鼠是否患糖尿病脑病、对模型组大鼠使用小檗碱的剂量，分析正常 组和模型组的相关产物，相比于不使用小檗碱的模型组大鼠，使用了小檗碱的模型组大鼠体内GSK3β的磷 酸化程度较高，Tau蛋白的磷酸化程度较低，说明小檗碱对糖尿病脑病具有缓解作用。 7．碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）具有促进血管生成、增强造血功能、抑制细胞凋亡、保护神经元等 多种作用。回答下列问题： (1)在组织形成过程中，bFGF能够促进血管生成，新生成的毛细血管壁细胞生活的液体环境是 。 bFGF能促进造血干细胞生成大量红细胞和白细胞，加强骨髓造血功能。若要通过细胞培养实验来确定 bFGF对造血干细胞分裂分化的影响，宜采用的检测指标是 。 (2)桥本氏甲状腺炎患者体内存在多种针对甲状腺抗原的抗体，包括甲状腺球蛋白抗体、 受 体抗体等，这些抗体的作用使患者甲状腺功能减退，从而表现出畏寒、精神萎靡等症状。从免疫角度分析， 该疾病是一种器官特异性的 。临床诊断发现，桥本氏甲状腺炎患者体内会高表达 bFGF，由于bFGF具有 的作用，故被认为是机体对甲状腺组织 的一种保护性反应。 (3)研究发现bFGF能促进横断的坐骨神经发生一定程度的修复。为验证bFGF对坐骨神经的修复作用，根 据所给实验材料，完善实验思路，预测实验结果，并进行分析和讨论。 材料与用具：40只生理状况相似且健康的雌性大鼠、生理盐水、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）溶液、 医用神经生长因子（NGF）溶液、神经传导速度检测仪等 ①完善实验思路： I．制备坐骨神经损伤大鼠模型：取30只生理状况相似且健康的雌性大鼠麻醉后，游离并切断坐骨神经， 后续进行手术缝合。 Ⅱ．分组处理：将30只坐骨神经损伤大鼠随机均分为3组并编号A、B、C，A组大鼠每日在手术部位肌 肉注射适量生理盐水，B组大鼠每日在手术部位肌肉注射等量bFGF溶液，C组大鼠每日在手术部位肌肉 注射 ； 编号为D组。 Ⅲ．将各组大鼠置于相同且适宜条件下饲养3个月后，游离大鼠坐骨神经，在神经修复部位两侧约1.5cm 放置电极，测量神经传导速度，统计分析实验数据。 ②预测实验结果（设计一个坐标，用柱形图表示检测结果）。 ③分析与讨论： 不同神经纤维的兴奋性和传导速度有所区别，兴奋在神经纤维上的传导速度与神经纤维本身的 （写出一点即可）等有关。在一定范围内，随着电刺激强度逐步增大，产生动作电 位的 会增加，所以会导致坐骨神经的动作电位幅值（峰值）也会逐步增大。 【答案】 (1) 血浆和组织液 细胞的种类和数量 (2) 促甲状腺激素 自身免疫病 抑制甲状腺细胞的凋亡，推迟甲状腺功能减退的发生 42 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(3) 等量NGF溶液 另取10只生理状况相似且健康雌性大鼠每日在相同部位肌肉注射等量生理盐水 直径大小（粗细）、髓鞘有无、髓鞘的厚度 神经纤 维数量 【分析】静息电位的产生原因是K+通道开放，K+外流，使神经纤维膜外电位高于膜内，表现为外正内负； 动作电位的产生原因是Na+通道开放，Na+内流，使神经纤维膜内电位高于膜外，表现为外负内正。 【详解】 （1）毛细血管壁细胞生活的液体环境是血浆和组织液。细胞分裂可增加细胞的数量，细胞分化可增加细 胞的种类，因此若要通过细胞培养实验来确定bFGF对造血干细胞分裂分化的影响，宜采用的检测指标是 细胞的种类和数量。 （2）甲状腺细胞膜上存在促甲状腺激素的受体，桥本氏甲状腺炎患者体内存在多种针对甲状腺抗原的抗 体，因此这些抗体包括甲状腺球蛋白抗体、促甲状腺激素受体抗体等，促甲状腺激素受体功能减退，会导 致甲状腺激素分泌减少，机体表现出畏寒、精神萎靡等症状。由于抗体攻击了正常的细胞，因此属于自身 免疫病。由于bFGF具有抑制甲状腺细胞的凋亡，推迟甲状腺功能减退的发生的功能，因此被认为是机体 对甲状腺组织的一种保护性反应。 （3）①已知研究发现bFGF能促进横断的坐骨神经发生一定程度的修复。为验证bFGF对坐骨神经的修复 作用，需设置对坐骨神经损伤大鼠用碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）溶液治疗和用医用神经生长因子 （NGF）溶液治疗的组别相互对照，同时需要设置一组健康正常的大鼠作为空白对照，另外还需要设置一 组坐骨神经损伤大鼠用生理盐水处理的组做对照，因此将30只坐骨神经损伤大鼠随机均分为3组并编号 A、B、C，A组大鼠每日在手术部位肌肉注射适量生理盐水，B组大鼠每日在手术部位肌肉注射等量bFGF 溶液，C组大鼠每日在手术部位肌肉注射等量NGF溶液；另取10只生理状况相似且健康雌性大鼠每日在 相同部位肌肉注射等量生理盐水编号为D组。 ②由于bFGF能促进横断的坐骨神经发生一定程度的修复，且bFGF对损伤的坐骨神经也有修复作用，因 此B和C组的神经传导速度大于A组，但均小于D组，故实验结果为： 。 ③兴奋在神经纤维上的传导速度与神经纤维本身的直径大小（粗细）、髓鞘有无、髓鞘的厚度等有关。坐 骨神经是由多个相同的神经元轴突构成的，在一定范围内，随着电刺激强度逐步增大，产生动作电位的神 经纤维数量会增加，所以会导致坐骨神经的动作电位幅值（峰值）也会逐步增大。8．研究表明抑郁与海马区内PGC-1α蛋白含量和PV+中间神经元数量有一定关系。为了研究跑步运动对小 鼠海马内PGC-1α蛋白含量和PV+中间神经元数量及小鼠抑郁样行为的影响，科研人员将生理状态相似的 雄性小鼠随机分为A、B、C三组，每组小鼠按照下表进行实验。回答下列相关问题。 操作步骤 1 2 3 组别 A 正常饲养、无相关刺激 无跑步运动 检测相关生理指标 B 饲养并给予电击、禁饮、噪音等刺激 ？ 检测相关生理指标 C 饲养并给予电击、禁饮、噪音等刺激 跑步运动 检测相关生理指标 (1)步骤1对B、C组处理的目的是 。B组操作步骤2 的处理是 。 (2)步骤3检测三组小鼠海马区内PGC-1α蛋白含量和PV+中间神经元数量，结果如下图所示。 检测同时发现C组的抑郁症状得到一定程度上缓解。结合上图推测跑步运动能缓解抑郁症状的机理是 。 (3) 情绪是 的高级功能之一、当人们遇到精神压力、生活挫折等情况时，常会产生消极 情绪，当消极情绪达到一定程度时就可能会产生抑郁。结合以上研究和所学知识，哪些方法可以帮助我们 减少和更好应对情绪波动并积极、阳光地面对生活，请写出两种： 。 【答案】 (1) 建立抑郁样行为模型小鼠 无跑步运动 (2)跑步运动能使海马内PGC-1α表达增加，从而使海马内PV+中间神经元数量增加使抑郁症状得到缓解。 (3) 大脑 积极建立和维系良好的人际关系、适量运动、调节压力、及时向专业人士咨询等。 【分析】 1、突触的组成：突触前膜、突触间隙、突触后膜。 2、兴奋在神经纤维上可以以电信号的形式双向传导，在神经元之间以化学信号单向传递，神经递质跟突 触后膜的受体结合，引起突触后膜的兴奋或抑制。 【详解】 （1）实验目的是研究跑步运动对小鼠海马内PGC-1α蛋白含量和PV+中间神经元数量及小鼠抑郁样行为的 影响，A组是空白对照组，而B、C组的处理是饲养并给予电击、禁饮、噪音等刺激，相当于建立抑郁样 44 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！行为模型小鼠，而实验目的是研究跑步运动，因此自变量是跑步运动的有无，因此B组的处理是进行跑步 运动，与C组形成对比，B、C组的都是抑郁组，因此可以明确跑步运动对小鼠海马内PGC-1α蛋白含量和 PV+中间神经元数量及小鼠抑郁样行为的影响。 （2）根据图示，跑步运动后，抑郁组小鼠的PGC-1α蛋白含量相比于正常组和抑郁不跑步组有了升高， PV+中间神经元数量相比于正常组下降，相比于抑郁不跑步组略有升高，综合题意可知，跑步运动能缓解 抑郁症状的机理是跑步运动能使海马内PGC-1α表达增加，从而使海马内PV+中间神经元数量增加使抑郁 症状得到缓解。 （3）大脑的高级功能之一是情绪，可以通过积极建立和维系良好的人际关系、适量运动、调节压力、及 时向专业人士咨询等更好应对情绪波动。 9．科研人员就降钙素基因相关肽（CGRP）对大鼠血糖及血糖调节激素的影响进行了实验，将大鼠分为四 组，第一组输入生理盐水，第二组输入生理盐水+CGRP，第三组输入50%葡萄糖溶液，第四组输入50%葡 萄糖+CGRP（相关操作遵循等量原则）。生理盐水+CGRP组于输液前、输液后60分钟、输液后120分钟 分别测血糖浓度变化，结果如表1；四组操作对血糖调节激素水平的影响如表2。请回答下列问题： 表1 时间（分） 0 60 120 血糖浓度（mg/dl） 101.1±16.5 137.7±27.7 164.1±42.1* 与0分钟相比：P<0.05 注：P<0.05表示差异性显著 表2 胰岛素（μu/ml） 胰高血糖素（pg/ml） 生理盐水 17.73±16.49 142.8±41.5 CGRP+生理盐水 23.58±14.24 162.1±29.3 50%葡萄糖 84.07±53.16* 215.0±54.1 CGRP+50%葡萄糖 23.58±14.25 206.9±86.6 *与其他三组相比P<0.05 注：P<0.05表示差异性显著 (1)动物体内胰岛素由 分泌，作用是 。胰岛素与胰高血糖 素在调节血糖方面作用 。 (2)由表1数据可以看出，输入生理盐水+CGRP可使血糖明显 （填“升高”或“降低”）， 说明CGRP常态下能够 。 (3)由表2数据可以看出，输入生理盐水+CGRP对胰岛素和胰高血糖素的影响是P （填“大 于”或“小于”）0.05，说明CGRP对胰岛素和胰高血糖素影响 。与50%葡萄糖+CGRP组相比，50%葡萄糖组胰岛素含量明显 ，而50%葡萄糖+CGRP组与 生理盐水组差异性不显著。说明在高血糖浓度刺激下，CGRP具有 胰岛素分泌的 功能。 【答案】(1)胰岛B细胞 促进组织细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖 相抗衡 (2) 升高 调节血糖，并且能升高血糖 (3) 大于 无显著差异 升高 抑制 【分析】在血糖平衡的调节过程中，胰岛素具有促进细胞摄取、利用、储存和转化葡萄糖的作用，是人体 内唯一降低血糖的激素，胰高血糖素主要是促进血糖的来路，即促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄 糖，提高血糖浓度；肾上腺素在血糖平衡的调节过程中，与胰高血糖素具有协同作用，二者可共同作用使 血糖升高。 【详解】 （1）动物体内胰岛素由胰岛B细胞分泌，胰岛素的作用是促进组织细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖。 胰岛素的作用结果是使血糖浓度降低，胰高血糖素的作用结果是使血糖浓度升高，胰岛素与胰高血糖素在 调节血糖方面作用相抗衡。 （2）由表1可知，输入生理盐水+CGRP可使血糖明显升高，说明CGRP常态下能够调节血糖，并且能升 高血糖。 （3）*与其他三组相比P<0.05 ，而P<0.05表示差异性显著，由表2数据可以看出，输入生理盐水+CGRP 对胰岛素和胰高血糖素的影响是P大于0.05，说明CGRP对胰岛素和胰高血糖素影响无显著差异。与50% 葡萄糖+CGRP组相比，50%葡萄糖组胰岛素含量明显升高，而50%葡萄糖+CGRP组与生理盐水组差异性 不显著。说明在高血糖浓度刺激下，CGRP具有抑制胰岛素分泌的功能。 10．甲型流感病毒（IAV）导致的肺炎严重威胁人类健康，婴幼儿感染IAV后易发展为重症。回答下列问 题。 (1)在IAV感染引发的体液免疫中，激活B细胞的信号是 。在IAV感染引发的特异 性免疫过程中，辅助性T细胞产生的细胞因子的作用是 。 (2)婴幼儿感染AV后易发生强烈的应激反应，出现炎症细胞因子风暴，这是其发展为重症的原因之一。磷 酸奥司他韦是目前针对上述疾病的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物K的治疗效果 进行了研究，实验如下。 a.取健康小鼠120只，随机分为正常组、模型组、磷酸奥司他韦组和K组。 b.除正常组外，其余组均用等量IAV滴鼻感染。感染当天开始灌胃给药，连续四天。 c.第5天每组取10只小鼠并解剖，检测并统计肺组织的病毒量和炎症细胞因子含量。 d.在相同且适宜条件下，观察并统计感染后2周内动物的死亡情况。 结果如下表所示。 序 组别 病毒量（个/ml） IL-6（pg/ml） TNF-α（pg/ml） 死亡率（%） 号 1 正常组 0 18000 220 0 2 模型组 2.0×108 21000 530 90 3 磷酸奥司他韦组 l.l×108 17500 210 15 4 K组 1.3×108 12000 310 35 46 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！注：IL-6和TNF-α是两种典型炎症细胞因子。 ①实验中的对照组是 （填序号）。步骤b中正常组和模型组的灌胃处理是： 。 ②本实验的结论是 。 ③炎症细胞因子可通过NF-KB等信号通路实现免疫调节功能。NF-KB蛋白和TAK1蛋白磷酸化水平提高 是NF-KB信号通路活化的标志。研究表明，与磷酸奥司他韦相比，化合物K能通过影响NF-KB信号通路 发挥治疗作用。请设计实验证明这一结论，写出实验方案。 （备选材 料：健康小鼠和肺炎模型小鼠。） 【答案】 (1) 甲型流感病毒与B细胞直接接触，辅助性T细胞使其表面的特定分子发生变化并与B细胞结合 促 进淋巴细胞的分裂分化 (2 123 等量的生理盐水 天然化合物K对甲型流感导致炎症细胞因子风暴有治疗效果，但是不如 磷酸奥司他韦明显 将肺炎模型小鼠分为三组，结合健康小鼠，分别给予生理盐水、磷酸奥司他韦、 化合物K、生理盐水，通过灌胃给药。收集小鼠血液和肺组织样本，检测NF-KB和TAK1蛋白磷酸化水平， 分析数据，比较各组小鼠的蛋白磷酸化水平变化和病情改善情况。 【分析】一部分病原体可以与B细胞接触，这为激活B细胞提供了第一个信号。一部分病原体经过抗原呈 递细胞摄取、处理后呈递再细胞表面，然后传递给辅助性T细胞，辅助性T细胞使其表面的特定分子发生 变化并与B细胞结合，这是激活B细胞的第二个信号；辅助性T细胞开始分裂、分化，并分泌细胞因子。 B细胞接受到两个信号刺激后开始进行分裂分化，小部分分化为记忆B细胞；大部分分化为浆细胞，浆细 胞产生并分泌抗体。 【详解】 （1）一部分病原体可以与B细胞接触，这为激活B细胞提供了第一个信号。一部分病原体经过抗原呈递 细胞摄取、处理后呈递再细胞表面，然后传递给辅助性T细胞，辅助性T细胞使其表面的特定分子发生变 化并与B细胞结合，这是激活B细胞的第二个信号；辅助性T细胞开始分裂、分化，并分泌细胞因子。因 此在IAV感染引发的体液免疫中，激活B细胞的信号是甲型流感病毒与B细胞直接接触，辅助性T细胞使 其表面的特定分子发生变化并与B细胞结合。在IAV感染引发的特异性免疫过程中，辅助性T细胞产生的 细胞因子的作用是促进淋巴细胞的分裂与分化。 （2）①本实验的目的是研究天然化合物K的治疗效果，对照组为正常组、模型组、磷酸奥司他韦组，即 123组；为保证单一变量，步骤b中正常组和模型组的灌胃处理等量的生理盐水处理； ②通过对实验结果肺组织的病毒量和炎症细胞因子含量以及死亡率的对比可知，天然化合物K对甲型流感 导致炎症细胞因子风暴有治疗效果，但是不如磷酸奥司他韦明显。 ③NF-KB蛋白和TAK1蛋白磷酸化水平提高是NF-KB信号通路活化的标志，化合物K能通过影响NF-KB 信号通路发挥治疗作用，可通过检测NF-KB和TAK1蛋白磷酸化水平来判断化合物K影响NF-KB信号通 路的情况。a、将肺炎模型小鼠分为三组，结合健康小鼠组 b、分别给予等量的生理盐水、磷酸奥司他韦、 化合物K、生理盐水灌胃处理，c、一段时间后收集小鼠血液和肺组织样本，检测NF-KB和TAK1蛋白磷酸化水平分析数据 d、比较各组小鼠的蛋白磷酸化水平变化和病情改善情况。 若实验结果相较于磷酸 奥司他韦组，化合物K组NF-KB和TAK1蛋白磷酸化水平更低，病情改善较好，可证明研究表明，与磷酸 奥司他韦相比，化合物K能通过影响NF-KB信号通路发挥治疗作用。 押题猜想五 生态系统综合 1．青藏高原的鼠兔繁殖能力很强，是雪豹、藏狐等生物的佳肴，鼠兔会借助鸟类的鸣叫作为警报信号以 躲避天敌。下列叙述错误的是（ ） A．鼠兔借助鸟类的鸣叫躲避天敌体现了信息传递能调节种间关系 B．使用农药或者捕鼠夹等方法一次性捕杀大量鼠兔，可降低鼠兔种群的环境容纳量 C．气候、地震等自然灾害是制约鼠兔种群增长的非密度制约因素 D．高原鼠兔被天敌藏狐捕食后，其体内的部分能量以藏狐粪便的形式流向分解者 【答案】B 【分析】①信息传递的作用有生命活动的正常进行离不开信息传递、生物种群的繁衍离不开信息传递和信 息传递能够调节生物的种间关系并维持生态系统的平衡和稳定； ②环境容纳量是一定环境条件所能维持的种群最大数量，其大小取决于食物资源、生存空间等环境因素； ③气候、地震等自然灾害对种群的作用强度与该种群密度无关，被称为非密度制约因素；食物和天敌等生 物因素对种群数量的作用强度与该种群密度相关，一般种群密度越大，受影响的波动越大，这种因素称为 密度制约因素。 【详解】A、鸟类的鸣叫为物理信息，鼠兔借助鸟类的鸣叫躲避天敌，说明信息传递能够调节种间关系， A正确； B、环境容纳量是一定环境条件所能维持的种群最大数量，其大小取决于食物资源、生存空间等环境因素； 使用农药或捕鼠夹等方法一次性捕杀大量鼠兔，会使鼠兔的种群数量下降，但环境条件并未受到影响，因 此鼠兔中的环境容纳量不变，B错误。 C、气候、地震等自然灾害对种群的作用强度与该种群密度无关，被称为非密度制约因素，C正确； D、高原鼠兔被天敌藏狐捕食后，属于藏狐摄入的能量，还不属于藏狐，藏狐摄入量中一部分被藏狐消化 吸收，属于藏狐从鼠兔同化的能量，未被消化吸收的另一部分能量则以粪便的形式排出体外而流向分解者， D正确。 故选B。 3．虎鼬为典型的荒漠、半荒漠草原动物，挖洞穴居，主要捕食荒漠中各种鼠类，能进入鼠洞捕杀整窝鼠， 也以荒漠上的蜥蜴和小鸟为食，有储食习性。回答下列问题。 (1)荒漠生物都具有与环境相适应的形态结构、生理特征或行为，如虎鼬、蜥蜴等多种荒漠动物在夏季较为 活跃，而冬季食物匮乏时会进入休眠状态，这说明生物的适应具有 性。 (2)虎鼬挖洞穴居的生物学意义是 (答出2点即可)。 (3)虎鼬在遇到天敌的威胁时，常隆起脊背，毛峰竖立，发出短而急的咆哮声，还能通过臭腺释放臭气躲避 天敌。上述过程中虎鼬发出的信息种类有 ，该过程体现了信息传递 具有 的作用。 48 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(4)与使用灭鼠剂相比，利用虎鼬防治鼠患能将鼠的种群数量长期控制在较低水平的原因是 。 【答案】 (1)相对 (2)利于躲避天敌、利于捕食 (3) 物理和化学 调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定与平衡 (4)长期使用灭鼠剂，可能会增加老鼠对灭鼠剂的抗性，虎鼬防治鼠患属于生物防治，能通过负反馈调节将 鼠的种群数量长期控制在较低水平 【分析】信息传递在生态系统中的作用：（1）个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。（2）种 群：生物种群的繁衍，离不开信息传递。（3）群落和生态系统：能调节生物的种间关系，经维持生态系 统的稳定。 【详解】（1）荒漠生物都具有与环境相适应的形态结构、生理特征或行为，如虎鼬、蜥蜴等多种荒漠动 物在夏季较为活跃，而冬季食物匮乏时会进入休眠状态，环境是不断变化的，生物并不是能适应所有环境， 所以生物适应环境具有相对性。 （2）虎鼬挖洞穴居，主要捕食荒漠中各种鼠类，能进入鼠洞捕杀整窝鼠，虎鼬挖洞穴居的生物学意义是 利于躲避天敌、利于捕食。 （3）虎鼬在遇到天敌的威胁时，常隆起脊背，毛峰竖立，发出短而急的咆哮声，属于物理信息，臭腺释 放臭气属于化学信息，该过程体现了信息传递具有调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定与平衡的功 能。 （4）长期使用灭鼠剂，可能会增加老鼠对灭鼠剂的抗性，虎鼬防治鼠患属于生物防治，能通过负反馈调 节将鼠的种群数量长期控制在较低水平，故与使用灭鼠剂相比，利用虎鼬防治鼠患能将鼠的种群数量长期 控制在较低水平。 押题解读 本部分以选择题和非选择题形式呈现，以生态文明建设和生态农业的生产生活情境为载体，考察生态环境 保护、生态工程项目研究、生物多样性、保护种群和生物群落的结构功能等核心知识的试题频度在逐年上 升，这部分知识成为生物学高考试题的热点和必考点。人与自然息息相关，生态环境的命题范围非常广泛。 主要对生态工程、生物多样性和生。态系统等相关知识进行考察。这类题目的情景多来自生产生活实践、 科研文献和大学教材，其中对生物资源开发与利用、三角洲湿地保护、湿地生态修复等特定情境进行命题。 以不同情境为载体，考察考生对生态学相关知识的理解和应用，是对高中生物学系统观、信息观、平衡观 等生命观念的落实，促进学生科学思维和科学探究能力提升的同时，渗透生态文明责任意识，这也是我们 研究生命现象及其活动规律的落脚点。 1．化能合成细菌是指能利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的细菌。科学家 发现，在阳光难以抵达的深海存在着生命极度活跃的冷泉生态系统。巨型管状蠕虫是冷泉生态系统中的典 型生物，它们体内住满了与其互利共生的细菌，细菌将转化硫化物过程中释放出的能量储存在有机物中， 供管状蠕虫利用。在冷泉生态系统中，螃蟹属于一、二级消费者。下列分析错误的是（ ）A．流经冷泉生态系统的能量是化能合成细菌固定的化学能 B．若将管状蠕虫和与其共生的细菌分开，管状蠕虫会因缺乏能量不能生存，细菌则不受影响 C．消耗等量化能合成细菌，螃蟹直接以细菌为食时比作为二级消费者时获得的能量多 D．螃蟹粪便和其尸体中的能量并不都属于其同化量的一部分 【答案】B 【分析】互利共生：两种生物生活在一起，彼此有利，相互依存。硫细菌之所以被归类为自养型生物，是 因它能利用氧化HS释放的化学能将CO 合成有机物。 2 2 【详解】A、冷泉生态系统中阳光难以抵达，没有植物，生产者是化能合成细菌，因此流经冷泉生态系统 的能量是化能合成细菌固定的全部化学能，A正确； B、细菌和管状蠕虫是互利共生的关系，一旦分开二者都会受到影响甚至不能生存，B错误； C、能量在沿食物链传递过程中会逐级递减，螃蟹直接以细菌为食时是第二营养级，作为二级消费者时是 第三营养级，营养级越高获得的能量越少，C正确； D、螃蟹粪便中的能量是其上一营养级同化的能量，螃蟹尸体中的能量是其同化量的一部分，D正确。 故选B。 2．湿地在沿海地区有着非常重要的作用，包括生产渔业产品，吸收污染物，作为对极端天气事件的生态 屏障，促进旅游和娱乐，为鱼类提供产卵和孵化场所，为数以百万计的候鸟提供栖息的场所。下表是该生 态系统中能量流动的部分过程，单位为kJ/（m2·a）。下列说法错误的是（ ） 营养级 同化量 未利用 分解者分解 呼吸量 Ⅳ 1.42 0.42 0.19 0.81 Ⅲ ？ 15.00 11.94 39.31 Ⅱ 3825.37 1986.70 547.00 1224.00 Ⅰ 23804.42 3252.00 2877.00 13850.05 A．表中“?”包括Ⅲ营养级用于生长、发育和繁殖的能量，为28.36kJ/（m2·a） B．碳在该湿地I～Ⅳ营养级中主要以有机物的形式传递 C．表中I～Ⅳ营养级中未利用的能量是未被生物自身呼吸作用消耗的能量 D．湿地生态系统的物种丰富度和抵抗力稳定性比农田生态系统高 【答案】C 【分析】某一营养级能量的摄入量=同化量+粪便量，粪便中的能量不属于该营养级属于上一营养级流入分 解者的能量。某一营养级同化的能量=经呼吸作用散失的能量+用于自身生长、发育、繁殖的能量=经呼吸 作用散失的能量+流入分解中的能量+被下一营养级同化的能量（最高营养级除外）+未被利用的能量。 【详解】A、表中“?”包括Ⅲ营养级用于生长、发育和繁殖的能量，为流入下一营养级+流入分解者十未利 用=1.42+11.94+15=28.36kJ/（m2·a），A正确； B、碳在生物群落与无机环境之间以二氧化碳的形式循环，在该湿地I～Ⅳ营养级中（生物群落内部）主要 以含碳有机物的形式传递，B正确； 50 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！C、表中I～Ⅳ营养级中未利用的能量是指未被生物自身呼吸作用消耗也未被下一个营养级和分解者利用的 能量，C错误； D、农田生态系统物种单一，因此，湿地生态系统的物种丰富度和抵抗力稳定性比农田生态系统高，D正 确。 故选C。 3．人工修复是指通过一系列措施和方法来修复遭到破坏、退化或受到严重污染的生态系统的过程。下列 叙述错误的是（ ） A．生态系统修复说明人类活动可改变群落次生演替的速度和方向 B．封山育林、农田灌溉、施肥等措施均可提高生态系统的稳定性 C．当生态系统恢复并达到稳定后，群落内的物种组成将不会变化 D．增加物种丰富度和食物网复杂程度能提高修复后生态系统的抵抗力稳定性 【答案】C 【分析】人类活动往往使群落演替不同于自然演替的速度和方向进行。。 【详解】A、生态系统修复包括人工修复，人工修复等人类活动可改变群落次生演替的速度和方向，A正 确； B、在封山育林、农田灌溉、施肥等措施减少了生态系统受到的干扰，为生态系统提供了更多的能量和物 质，因此可提高生态系统的稳定性，B正确； C、当生态系统恢复并达到稳定后，群落内的物种组成仍然会发生变化，例如物种类型及优势物种可能发 生改变，C错误； D、修复后的生态系统，增加物种丰富度和食物网复杂程度，进而使生态系统的抵抗力稳定性增加能使生 态系统的结构更加复杂，D正确。 故选C。 4．截线抽样法是国际上调查鲸、豚类种群数量的主要方式。截线就是科考船行驶的调查路线，经过设计 确保能代表性地覆盖调查对象的分布区。2023年是长江“十年禁渔”全面实施的第三年，科研人员用截线 抽样法调查发现，长江江豚数量已从2017年的1012头增长到2022年的1249头。下列说法正确的是（ ） A．截线抽样法与标记重捕法都适用于活动能力强、活动范围小的动物种群 B．保护江豚就是保护生物多样性的价值，且直接价值大于间接价值 C．禁渔前，人类活动对江豚的威胁主要是对长江环境的破坏和掠夺式利用 D．禁渔后，经过调查发现，江豚的种群数量发生了“J”形曲线式的爆发增长 【答案】C 【分析】标记重捕法：许多动物的活动能力强，活动范围大，不宜用样方法来调查它们的种群密度。常用 的方法之一是标记重捕法。也就是在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来 的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估计种群密度。 计算方法：N表示种群数量，n表示重捕个体数，m表示重捕中标记数，M表示初次捕获标记数，N＝ （n÷m）×M。 【详解】A、截线抽样法是国际上调查鲸、豚类种群数量的主要方式，所以截线抽样法与标记重捕法都适用于活动能力强，活动范围大的动物种群，A错误； B、保护江豚就是保护生物多样性的价值，且间接价值大于直接价值，B错误； C、禁渔前，人类活动对江豚的威胁主要是对长江环境的破坏和掠夺式利用，C正确； D、“J”形增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量每年以一定的倍 数增长，第二年的数量是第一年的λ倍，所以江豚的种群数量并没有发生“J”形曲线式的爆发增长，D错 误。 故选C。 5．绿色发展是高质量发展的底色，新质生产力本身就是绿色生产力。下列关于发展绿色生产力的叙述错 误的是（ ） A．尽快转变生活方式以增大生态足迹，探寻绿色生产力发展的途径 B．加强生物资源高效可持续利用，培育绿色生产力发展的基础 C．加快绿色低碳转型发展，构建绿色生产力发展的模式 D．高效实现生态价值的转化，形成绿色生产力发展的保障 【答案】A 【分析】生态足迹：又叫生态占用，指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个 国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积。 【详解】A、生态足迹越大，代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响越大，因此应尽快转变生活 方式以减小生态足迹，探寻绿色生产力发展的途径， A 错误； B、加强生物资源高效可持续利用，培育生产力发展的基础， 与可持续发展一致，B 正确； C、加快绿色低碳转型发展，减小碳足迹，构建绿色生产力发展的模式， C 正确； D、高效实现生态价值的转化，形成绿色生产力发展的保障， 达到生态-经济-社会的协调发展，D 正确。 故选A 。 6．科学家比较了不同混交措施下杉木人工林群落稳定性的特征，以3种不同混交度（纯林、中度、高度） 的杉木人工林为研究对象，结果如表。请回答下列问题： 混交程度 项目 纯林 中度 高度 种群更新潜力 0.69 0.976 0.876 乔木地上生物量 1.00 0.584 0.664 草本地上生物量 0.88 1.00 0.958 有机质 1.000 0.945 0.815 (1) 是区分不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。森林群落的分层 现象提高了 。科学家常以种群更新潜力代表群落的稳定性，由表可知3种人工林群落 的稳定性由高到低依次为 。 (2)砍伐树木对林下植物生长有 （填“促进”或“抑制”）作用，原因是 52 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！。 (3)建立自然保护区对某些珍稀树木进行保护的措施属于 。研究杉木的生态位，需要研 究它在研究区域内的出现频率、 、 等特征，以及它与 等。 (4)轻度的人工干扰会增加群落的丰富度，但若连年砍伐树木，会使森林的物种多样性锐减，从而加速水土 流失，这说明 。 【答案】 (1)物种组成 提高了生物对环境资源的利用能力 (2)中度混交、高度混交、纯林 (3) 促进 林下植物获得了更多的阳光，有利于林下植物进行光合作用 (4) 就地保护 种群密度 植株高度 其他物种的关系 (5)人类活动可以影响群落演替的速度和方向 【分析】 1、初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发 生的演替。 2、次生演替原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其 他繁殖体的地方发生的演替。 【详解】 （1）区分不同群落的重要特征的物种组成。森林群落的分层现象，有利于生物充分利用资源，提高了生 物对环境资源的利用能力。科学家常以种群更新潜力代表群落的稳定性，表中高度混交、中度混交、纯林 的种群更新潜力分别是0.876、0.976和0.69，所以3种人工林群落的稳定性由高到低依次为中度混交、高 度混交、纯林。 （2）将树木砍伐后林下植物获得了更多的阳光，有利于林下植物进行光合作用，所以砍伐树木对林下植 物生长有促进作用。 （3）建立自然保护区对某些珍稀树木进行保护的措施属于就地保护。是指一个种群在生态系统中，在时 间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。所以研究植物生态位通常要研究它在研究 区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。 （4）人类可以砍伐树木，填湖造地、捕杀动物，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原，甚至可以建立 人工群落。轻度的人工干扰会增加群落的丰富度，但若连年砍伐树木，会使森林的物种多样性锐减，从而 加速水土流失，这说明人类活动可以影响群落演替的速度和方向。 7．群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之 间及生物与环境之间协同进化的结果。群落内两个生态位重叠的物种会向着占有不同空间、食性、活动时 间或其他生态习性分化，这种在同一区域，由于种间竞争而导致的环境需求发生错位的现象，称为同域共 存机制。请回答下列问题： (1)生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括 ， 以及与其他物种的关系等。同域共存机制可能会使两个种群生态位的重叠度 （填“升高”或 “降低”）。 (2)“为了躲避狼，兔子选择夜晚活动” （填“属于”或“不属于”）同域共存机制，判断依据是 。 (3)三裂叶豚草是世界公认的恶性入侵杂草。科研人员比较了三裂叶豚草入侵初期和未入侵时荒地早春植物 群落的各物种生态位宽度，结果如图所示，三裂叶豚草入侵，在短期内对 的生存有 利，对 的生态位宽度影响最大。 在三裂叶豚草入侵后，随着时间的推移，该生态系统最可能发生的变化有 （答出2点即可）。 【答案】 (1)所处的空间位置、占用资源的情况 降低 (2) 不属于 同域共存机制出现在具有种间竞争关系的两个物种之间，而狼与兔是捕食关系 (3) 蒲公英和葎草 蔊菜 群落内大部分物种生态位幅度下降，物种丰富度可能会降低，生态系统 自我调节能力下降 【分析】生态位：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、以及与其他 物种的关系等，称为这个物种的生态位。 【详解】 （1）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、以及与其他 物种的关系等，存在同域共存机制，种间竞争的结果会导致物种的生态位会发生改变，重叠度降低。 （2）题干信息：同域共存机制出现在具有种间竞争关系的两个物种之间，而狼与兔是捕食关系，可见 “为了躲避狼，兔子选择夜晚活动”不属于同域共存。 （3）三裂叶豚草入侵后蒲公英和葎草的生态位变宽，说明分布更广，生存更有利，从柱状图分析，三裂 叶豚草入侵后，蔊菜的生态位影响最大，下降的幅度最大。 题干信息：三裂叶豚草是世界公认的恶性入侵杂草，通过比较三裂叶豚草入侵初期和未入侵时荒地早春植 物群落的各物种生态位宽度可知，三裂叶豚草入侵后，葶苈、鹅肠菜、藜、蔊菜，生态位幅度均下降，且 蔊菜的下降的幅度最大，由此可推知，随着时间的推移，生态系统会发生一系列变化，群落内大部分物种 生态位幅度下降，物种丰富度可能会降低，植物种类减少，导致动物栖息地和食物来源受限，则本地动物 种类可能减少，生态系统自我调节能力下降。 8．分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带水乡的桑基鱼塘，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态 工程。下图为某地桑基鱼塘的能量流动简图，据图回答下列问题： 54 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(1)图中桑、浮游植物属于生态系统生物成分中的 ，可从蚕粪中获得能量和营养 的微生物属于生态系统生物成分中的 。蚕和鱼等消费者在该生态系统中的作 用是 。 (2)图中A和B表示 的能量。鱼摄食的蚕粪中的能量属于第 营养级同化量的一 部分。由图中数据可知，鱼和浮游植物间的能量传递效率为 %（小数点后保留一位）。 (3)饵料中含有丰富的蛋白质和脂质，工作人员为了增加鱼的产量，大量增加了饵料的投入。从物质循环的 角度分析，该做法 （填“合理”或“不合理”），原因是 。 (4)图示生态系统遵循的生态工程原理是 （填一种）。该生态系统的建立，减少水体污染的同 时，产出的农副产品还增加了农民的收入，体现了生物多样性的 价值。 【答案】 (1)生产者 分解者 促进生态系统的物质循环和能量流动 (2) （生产者或桑、浮游植物）用于自身生长、发育和繁殖 一 8.4 (3) 不合理 大量投入饵料，未被鱼利用的饵料会被分解者分解产生大量N、P元素，使水体出现富营 养化，导致水华的发生，进而导致鱼因缺氧而大量死亡，影响鱼的产量及品质 (4) 循环、整体 直接价值和间接 【分析】分析题图，该生态系统存在2条食物链：浮游植物→鱼（→人）或桑→蚕（→人），图中A和B 代表（桑、浮游植物）用于生长、发育和繁殖，能量流动逐级递减、单向流动。 【详解】 （1）桑、浮游植物可以合成有机物，属于生态系统生物成分中的生产者；可从蚕粪中获得能量和营养的 微生物属于生态系统生物成分中的分解者；消费者在该生态系统中的作用是促进生态系统的物质循环和能 量流动。 （2）由于同化量-呼吸消耗的能量=用于生长、发育和繁殖的能量，故图中A表示桑用于生长、发育和繁 殖的能量，而B表示浮游植物用于生长、发育和繁殖的能量。鱼摄食的蚕粪中的能量属于桑的同化量，即 属于第一营养级同化量的一部分。分析题图可知，鱼的同化量为59450，浮游植物的同化量为469200，故 鱼和浮游植物间的能量传递效率为59450÷469200×100%=12.7%。 （3）因为大量投入饵料，未被鱼利用的饵料会被分解者分解产生大量N、P元素，使水体出现富营养化，导致水华的发生，进而导致鱼因缺氧而大量死亡，影响鱼的产量及品质，故为了增加鱼的产量也不能大量 增加了饵料的投入。 （4）“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙（蚕粪便）喂鱼、塘泥培桑”，实现了废物利用，物质循环再生，主 要应用的生态工程基本原理是循环。该生态系统的建立，减少水体污染的同时，产出的农副产品还增加了 农民的收入，体现了生物多样性的直接价值和间接价值。 9．苹果园A长期进行施用杀虫剂、化肥和除草剂等人工管理，林下几乎没有植被，苹果产量高；苹果园 B与苹果园A面积相近，但不进行人工管理，林下植被丰富，苹果产量低。研究者调查了这两个苹果园中 节肢动物的种类、个体数量以及其中害虫、天敌的比例，结果如题表。回答下列问题： 个体数量 苹果园 种类（种） 害虫比例（%） 天敌比例（%） （头） A 403 63278 40.86 13.12 B 468 104118 34.67 18.64 (1)苹果园群落的外貌和结构随着四季的变化而发生着规律性的变化，这体现了群落具有 的特点。北方的苹果不适合在南方生长，南方的柑橘在北方生长较差，所以在进行生态工程建设时，需遵 循 原理。 (2)苹果园B土壤中节肢动物的物种丰富度和数量均高于苹果园A，可能的原因是 。 (4) 研究发现，苹果园A的害虫和天敌数量明显低于苹果园B．根据其管理方式分析，主要原因可能是 。 (5) 据检测，苹果园A、B中土壤氮素含量均较低，为了恢复土壤肥力，减少除草剂和杀虫剂的使用量，根 据群落结构及种间关系原理，设计一个苹果园的生态恢复种植（养殖）方案： 。 【答案】 (1) 季节性变化 协调 (2)苹果园B林下植被丰富为节肢动物提供了食物和栖息的空间，有利于其生存。 (3)杀虫剂的使用提高了害虫抗药性基因频率，同时减少了天敌的比例 (4)林下种植豆科植物进行生物固氮，提高土壤氮肥；豆科植物与杂草竞争减少杂草的数量；投放天敌抑制 害虫的增长 。 【分析】丰富度是指物种数目的多少，从表中数据可知，苹果园B的节肢动物物种丰富度更高，由于植物 能为动物提供食物和栖息空间，很可能是B中林下植被丰富，有利于节肢动物的生存。 【详解】 （1）群落的外貌和结构随着四季的变化而发生着规律性的变化，这体现了群落具有季节性变化的特点。 北方的苹果不适合在南方生长，南方的柑橘在北方生长较差，这体现了生物与环境相适应的特点。因此， 在进行生态工程建设时，需遵循协调原理，即要考虑到生物与环境之间的相互关系，使生物群落与环境之 间保持协调平衡的状态，以达到可持续发展的目的。 （2）分析表格可知，B苹果园的害虫种类多，个体数量多，结合题意可知，苹果园B与苹果园A面积相 56 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！近，但不进行人工管理，林下植被丰富，故推测苹果园B林下植被丰富为节肢动物提供了食物和栖息的空 间，有利于其生存。 （3）苹果园A长期进行施用杀虫剂、化肥和除草剂等人工管理，则长期使用杀虫剂，抗药性弱的害虫被 淘汰，天敌数量减少，抗药性强害虫获得更多的生存资源，故抗药性强的基因频率增大，占比增大。 （4）为设计一个苹果园的生态恢复种植（养殖）方案，可利用群落的空间特征及生物的种间关系进行： 林下种植豆科植物进行生物固氮，提高土壤氮肥；豆科植物与杂草竞争减少杂草的数量，可以减少除草剂 的使用；投放天敌抑制害虫的增长，减少杀虫剂的使用。 10．生态浮床， 也称为人工浮岛或生态浮岛，是一种利用生态工程原理， 针对富营养化的水质进行治理 的技术。其核心在于通过水生植物的根系吸收、吸附作用以及物种间的竞争机理，降低水中的COD（氧化 一升污水中有机物所需的氧量，可作为衡量水中有机物质含量多少的指标，该值越大水体污染越严重）、 氮和磷的含量，从而削减富营养化水体中的污染负荷。如图表示利用生态浮床治理有机污染问题的示意图， 回答下列问题： (1)一个被外来有机污水严重污染且未经治理的水体，水中COD 值可能会越来越大， 污水中有机物质被 降解主要靠分解者，请写出引起 COD 值增大的主要原因： 。 (2)利用生态浮床治理有机污染引起的富营养化，运用了种间竞争关系，请举例说明种间竞争的表现： 。 (3)生态浮床不仅为植物提供生长空间，还为昆虫、鸟类和水生动物提供了栖息和繁衍的场所。这种多样化 的生态位有助于增加水体中的生物多样性，进而增强生态系统的 。 (4)生态浮床技术无需专业的机械设备和化学药剂投入，因此具有投资少、见效快、节约能源、运行性能稳 定、日常维护简单等优点。同时，该技术能够大量节省费用开支，减少动力、能源和日常维修管理费用， 实现了生态修复与经济效益的双赢。由此可见，该生态浮床主要运用了生态工程的 原理。 (5)经历治理后，水体中鱼的种类增多，其中食草性鱼类同化能量的流向有 。 【答案】 (1)好氧微生物分解污水中的有机质、藻类的遗体导致溶氧量大幅下降， 溶氧量大幅下降导致水生动植物 死亡， 其遗体被分解进一步消耗大量氧气， 逐步引起COD 值增大 (2)浮床植物与藻类竞争阳光以及水中的N、P等矿质元素 (3)稳定性（或自我调节能力） (4)整体(5)一部分通过呼吸作用以热能形式散失、一部分流向下一营养级、一部分流向分解者 【分析】 1、生物多样性： （1）概念：生物圈内所有的植物、动物和微生物等，它们所拥有的全部基因，以及各种各样的生态系统， 共同构成了生物多样性。 （2）价值： ①直接价值：食用、药用、工业原料和旅游观光等。 ②间接价值： a．主要：调节生态系统的功能等方面。 b．次要：促进生态系统中基因流动和协同进化等方面。 2、物质循环： （1）概念：组成生物体的碳、氢、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从 生物群落到非生物环境的循环过程。 （2）特点：全球性，循环往复运动。 （3）过程：在非生物环境与生物群落间循环往返。 3、能量流动： （1）形式：一般为太阳能→化学能→热能。 （2）特点：单向流动、逐级递减。 （3）过程：沿食物链（网）单向流动。 4、种间关系的主要类型：原始合作、互利共生、寄生、捕食和种间竞争。。 【详解】 （1）由于好氧微生物分解污水中的有机质、藻类的遗体导致溶氧量大幅下降， 溶氧量大幅下降导致水生 动植物死亡， 其遗体被分解进一步消耗大量氧气，这是一种正反馈调节，逐步引起COD 值增大。 （2）生态浮床对水质净化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富营养化物质，例如总磷、氨氮等， 使水体中营养转移到浮床上植株所积累的有机物中，而水体中的藻类生长也需要吸收氮和磷，因此种间竞 争的表现为浮床植物与藻类竞争阳光以及水中的N、P等矿质元素。 （3）多样化的生态位有助于增加水体中的生物多样性，使得生态系统的结构更加复杂，进而增强生态系 统的稳定性（或自我调节能力）。 （4）根据题意，实现了生态修复与经济效益的双赢，因此该生态浮床主要运用了生态工程的整体原理。 （5）食草性鱼类同化能量的流向有一部分通过呼吸作用以热能形式散失、一部分流向下一营养级、一部 分流向分解者。 58 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！押题猜想六 生物技术与工程 1．种间体细胞核移植（iSCNT）将供体动物体细胞与来自不同种、科、目或纲的家畜（驯养动物）的去核 卵母细胞融合并激活，以获得较多的重构胚，进而获得动物个体，是体细胞核移植（SCNT）中极具潜力 的研究方向之一。由于多种野生动物数量稀少且呈持续下降趋势，因此采集精子或卵子开展常规辅助生殖 较为困难，甚至无法完成，而从活体或死后不久的野生动物体内采集体细胞利用iSCNT技术获得动物个体， 可在一定程度上维持濒危动物数量。下列叙述正确的是（ ） A．iSCNT技术必须通过显微操作技术将供体细胞的细胞核取出，然后注入去核的卵母细胞 B．若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少，可先用添加动物血清的固体培养基进行培养 C．iSCNT技术的原理是动物细胞核具有全能性，操作过程中可用Ca2+激活重构胚 D．同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中，遗传物质可能不完全相同 【答案】D 【分析】①动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细 胞发育成新的胚胎，继而发育成动物个体的技术，其原理是动物细胞核具有全能性。②重构胚是指人工重 新构建的胚胎，具有发育成为完整个体的能力。可以用物理或化学方法（如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋 白酶合成抑制剂等）激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。 【详解】A、在进行核移植时，可以通过显微操作技术，将供体细胞注入去核的卵母细胞，A错误； B、若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少，可先用添加动物血清的液体培养基进行培养，以增加体 细胞的数目，B错误； C、种间体细胞核移植（iSCNT）技术的原理是动物细胞核具有全能性，操作过程中可用Ca2+载体激活重 构胚，C错误； D、在种间体细胞核移植（iSCNT）过程中，去核的卵母细胞来自不同种、科、目或纲的家畜（驯养动 物），获得的重构胚胎的细胞质遗传物质可能不同，因此同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中， 遗传物质可能不完全相同，D正确。 故选D。 2.传统发酵食品奶酪是由鲜奶经发酵、浓缩得到的奶制品，发酵过程中起主要作用的是多种乳酸菌，分离 纯化这些乳酸菌并从中筛选优良菌种，有利于改良奶酪的品质。回答下列问题。 (1)分离乳酸菌的 MRS培养基成分:蛋白胨10g,牛肉膏 10g,酵母粉5g,K₂HPO₄2g,柠檬酸二铵2g,乙酸钠5g,葡 萄糖20g,吐温80(乳化剂,（C H O）1mL，MgSO •7H O0.58g，MnSO₄·4H₂O 0.25g,(琼脂15~20g),蒸馏水 24 41 6 4 2 1000 mL。调pH 至 6.2~6.4。 上述培养基中的氮源是 ，对该培养基常用的灭菌方法是 ，灭菌是指 。 (2)粉碎好的奶酪样品与无菌水混合、振荡培养后，接种于 MRS 培养基上进行乳酸菌分离。分离时常用稀 释涂布平板法，一般不用平板划线法的原因是 。 (3)经初步筛选获得的乳酸菌，需利用乳酸菌的 16s rDNA 基因进一步鉴定，确定其种类。16s rDNA 基因 序列共有10个保守区①~⑩和9个可变区 V1~V9,16s rDNA 结构如下图所示。对不同种乳酸菌16s rDNA 的碱基序列进行研究，发现它们的保守区碱基序列基本相同，可变区碱基序列 变化较大。在数据库中，不同种乳酸菌的保守区和可变区碱基序列已知。为鉴别某种乳酸菌，需要利用 PCR 技术扩增该乳酸菌的 16s rDNA 的部分片段，并与数据库中序列比对。通常选择 V3~V4作为鉴定不 同种乳酸菌的重要依据，原因是 ，如果通过 PCR 同时扩增出 V3 和 V4可变区，最好依据图中 区段的碱基序列设计引物。 在 PCR 反应过程中，引物与模板结合发生在 (填“变性”“复性”或“延伸”)步骤。 【答案】 (1) 蛋白胨、牛肉膏、柠檬酸二铵 湿热灭菌/高压蒸汽灭菌 使用强烈的理化方法杀死物体内外所 有的微生物，包括芽孢和孢子 (2)乳酸菌为厌氧菌，采用稀释涂布平板法，不利于微生物接触空气，且能很好的观察细菌在培养基上的生 长状况 (3) 高度变化区易变异和进化，适合于细菌多样性的分析，V3~V4区测序在更低的测序深度下文库覆盖率 更高，可提供更多用于反映物种亲缘关系的16S rDNA碱基信息，V3~V4区在细菌多样性的鉴定中准确性 最高 ③⑤ 复性 【分析】微生物培养中无菌技术非常重要，对培养基灭菌常采用的方法是高压蒸汽灭菌，对培养皿进行灭 菌采用的方法是干热灭菌法，微生物培养常用的接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法；PCR技术是一 种体外迅速扩增DNA片段的技术，它能以及少量的DNA为模板，在几小时内复制出上百万份的DNA拷 贝。 【详解】（1）氮源是指为微生物提供所需氮元素的营养物质，结合所给培养基成分分析可知，培养基中 的氮源是蛋白胨、牛肉膏、柠檬酸二铵，常用的灭菌方式有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌，对培养 基进行灭菌常用高压蒸汽灭菌法（湿热灭菌），灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物， 包括芽孢和孢子。 （2）乳酸菌为厌氧菌，采用稀释涂布平板法，不利于微生物接触空气，且能很好的观察细菌在培养基上 的生长状况。 （3）高度保守区具有同源性，高度变化区易变异和进化，适合于细菌多样性的分析，V3~V4区测序在更 低的测序深度下文库覆盖率更高，可提供更多用于反映物种亲缘关系的16S rDNA碱基信息，V3~V4区在 细菌多样性的鉴定中准确性最高，故通常选择 V3~V4作为鉴定不同种乳酸菌的重要依据，如果通过 PCR 同时扩增出 V3 和 V4可变区，结合题图可知，最好依据图中③⑤区段的碱基序列设计引物，在 PCR 反 应过程中，引物与模板结合发生在复性这一步骤，此时温度降至50℃，引物通过碱基互补配对与DNA模 板链结合。 押题解读 本部分新高考以选择题和非选择题呈现，应用微生物的分离纯化技术以及基因工程、细胞工程和胚胎工程 相结合的技术，可以解决很多社会关注度高的生产、生活、健康方面的热点问题。这使得生物技术与工程 60 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！在赢得普通大众关注的同时，也赢得了高考命题专家的青睐，成为当下热门的高频考点。生物科技专题题 目呈现方式也多种多样，有坐标曲线，有图表，还有流程图及文字介绍。这些新情境类题目一般具有很高 的陌生度大量的专业术语和未知的新技术、新流程的出现，往往让考生不知所措。微生物培养对知识要点 和操作的要求更高，题目难度也相应大一些。题目一般以科学实验和探究作为学科情境，考察考生的逻辑 推理能力和实验探究能力。生物工程主要考察细胞工程、胚胎工程和基因工程三部分内容。细胞工程主要 考察动物细胞工程中单克隆抗体的相关知识，胚胎工程主要结合优良牲畜的繁育情境进行综合进行考察， 与生产生活联系密切。基因工程因其与遗传部分联系密切，成为高考必考内容，而且难度一般较大，题目 情景也较为复杂，与当前前沿科技联系密切。 1．抗生素作为新兴污染物，已经引起社会的极大关注。细菌对抗生素的降解作用类型主要包括水解、生 物吸附（细胞吸附、胞外分泌物吸附）和生物降解。科研人员从受四环素（TC）污染的猪场污泥中筛选四 环素降解菌株MEH2305，为了进一步确定在TC降解中起主要作用的是MEH2305的细胞内液还是细胞外 液，将MEH2305在LB液体培养基中培养，菌液离心后，从菌悬液中提取细胞外液，将离心后的细菌细胞 破碎制备细胞内液。将两种样品加入含10mg/LTC的100mL液体培养基中，30℃避光振荡培养，定期测定 残余游离TC浓度。下列叙述错误的是（ ） A．随着反应时间的延长，MEH2305降解组TC的去除率远高于对照组 B．LB液体培养基需先高压蒸汽灭菌后再调pH，防止高温影响pH的稳定 C．MEH2305细胞内液比细胞外液能更好地降解TC，可能是存在一些修复蛋白质活性的机制 D．振荡可使菌体MEH2305与培养液充分接触，更好降解TC 【答案】B 【分析】 实验组：接受自变量处理的组；对照组：没有经过自变量处理的组。 【详解】A、由图可知，随着反应时间的延长，MEH2305降解组TC的去除率远高于对照组，A正确； B、LB液体培养基需先调pH再高压蒸汽灭菌，B错误； C、据图可知，MEH2305细胞内液比细胞外液的去除率更高，能更好地降解TC，可能是存在一些修复蛋 白质活性的机制，C正确； D、振荡可使菌体MEH2305与培养液充分接触从而更好降解TC，D正确。 故选B。 2．某研究小组构建了能表达ACTA1-GFP融合蛋白的重组质粒，该重组质粒的部分结构如下图所示。下列叙述错误的是（ ） 注：F 和F 表示上游引物，R 和R 表示下游引物 1 2 1 2 A．RNA聚合酶与启动子结合，调控ACTA1基因和GFP基因的表达 B．仅用F 和R 一对引物，即可确定ACTA1基因插入方向是否正确 2 1 C．ACTA1基因转录的模板链是a链，引物F 与a链的部分序列相同 1 D．若用引物F 和R 进行PCR，能更好地区分ACTA1-GFP基因纯合子和杂合子 2 2 【答案】C 【分析】基因工程的关键步骤是构建基因表达载体，基因表达载体主要由启动子、目的基因、标记基因和 终止子组成，其中标记基因用于筛选重组DNA分子，可以是四环素、氨苄青霉素等抗性基因，也可以是 荧光蛋白基因或产物能显色的基因。 【详解】A、据图可知，ACTA1基因和GFP基因位于启动子和终止子之间，故RNA聚合酶与启动子结合， 调控ACTA1基因和GFP基因的表达，A正确； B、据图可知，引物F 与R 结合部位包含ACTA1基因的碱基序列，因此推测为了确定ACTA1基因连接到 2 1 质粒中且插入方向正确，进行PCR检测时，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物F 和R ，B正确； 2 1 C、ACTA1基因转录的模板链是a链，引物F 与b链均可以和a链互补配对，二者部分序列相同，C错误； 1 D、若用引物F 和R 进行PCR，可根据电泳条带数目能更好地区分ACTA1-GFP基因纯合子和杂合子，D 2 2 正确。 故选C。 3．黑猪具有耐粗饲、产仔率高、抗病力强等优良特征，加之皮薄骨细、肉质优、口感佳，因此备受消费 者喜爱。然而，由于黑猪生长速度慢，几临濒危，急需进行种质资源保护。体细胞核移植技术因具有继承 亲本完整性状、实验周期短、保种效力强的优点而备受关注。如图表示培育克隆猪的流程。下列叙述错误 的是（ ） A．甲猪卵母细胞去核前，需将其在体外培养至MⅡ期，有助于细胞核全能性的表达 B．过程①可用电刺激或Ca2+载体等方法激活重构胚，重构胚具有发育成完整个体的潜力 C．过程②表示胚胎移植，进行该过程前需对代孕乙猪进行同期发情处理，使生理状态相似 D．幼仔猪细胞核遗传物质绝大部分来自黑猪，少部分来自甲猪 【答案】D 62 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【分析】动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞 发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。 【详解】A、从甲猪获取卵母细胞后，需将其在体外培养至MⅡ期，通常用显微操作法去核，有助于细胞 核全能性的表达，A正确； B、过程①可用用物理或化学方法（如电刺激、Ca2+ 载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，重 构胚具有发育成完整个体的潜力，B正确； C、将重构胚培养至桑葚胚或囊胚期后，需经胚胎移植至代孕母猪子宫内进一步发育为个体。过程②表示 胚胎移植，进行该过程前需对代孕乙猪进行同期发情处理，使生理状态相似，C正确； D、幼仔猪细胞核遗传物质来自黑猪，细胞质遗传物质来自甲猪，D错误。 故选D。 4．金菊花是多年生草本植物，是经长期人工选择培育出的名贵观赏花卉。如图表示某生物兴趣小组利用 金菊花未开花的幼嫩枝条进行组织培养的过程。下列叙述正确的是（ ） A．过程①是获取离体的未开花的幼嫩枝条，用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒 B．过程②是经过脱分化形成愈伤组织，期间一般不需要光照 C．过程③表示再分化，需要先诱导生根，再诱导生芽 D．过程④是培育形成的试管苗直接移栽入土进一步培养成金菊花植物体 【答案】B 【分析】1、植物组织培养过程：（1）用酒精擦拭双手和超净工 作台台面。将流水充分冲洗后的外植 体 （幼嫩的茎段）用酒精消毒30 s， 然后立即用无菌水清洗2〜3次； 再用次氯酸钠溶液处理30min后， 立即用无菌水清洗2〜3次。（2）将消过毒的外植体置 于无菌的培养皿中，用无菌滤 纸吸去表面的水分。 用解剖刀 将外植体切成0.5〜1 cm长的小段。（3）在酒精灯火焰旁，将外植体的 1/3〜1/2 插 入诱导愈 伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上做好标记。（4）将接种了外植体 的锥形瓶 或植物组织培养 瓶置于18〜22 ℃的培养 箱中培养。在培养过程中， 定期观察和记录愈伤组织 的生长 情况。（5）培养15〜20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接 到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。（6）移栽前先打开封口膜或瓶 盖，让试管苗在培养箱 内生长几日。 用流水清洗掉根部的培养基后，将 幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩 等环境中，待其长 壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况， 适时浇水、施肥，直至开花。 2、植物组织培养过程注意事项：（1）实验中使用的培养基和所有的器械 都要灭菌。（2）接种操作必须 在酒精灯火焰旁进 行，并且每次使用后的器械都要灭菌。（3）接种时注意外植体的方向，不要倒插。 （4）诱导愈伤组织期间一般不需要光照， 在后续的培养过程中，每日需要给予适当时 间和强度的光照。 【详解】A、过程①是获取离体的未开花的幼嫩枝条，先用体积分数为70%的酒精消毒，无菌水冲洗2～3 次后，再用质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液处理，再用无菌水清洗2～3次，A错误；B、过程②是经过脱分化形成愈伤组织，期间一般不需要光照，B正确； C、过程③表示再分化，一般先诱导生芽，再诱导生根，C错误； D、培育形成的试管苗要移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土，D错误。 故选B。 5．虾青素可由β-胡萝卜素在β-胡萝卜素酮化酶（BKT）和β-胡萝卜素羟化酶（CRTR-B）的作用下转化而 来，具有抗衰老、增强免疫、保护心血管等功能。杜氏盐藻是单细胞浮游植物，生长快，易培养，能大量 合成β-胡萝卜素。科研人员利用“无缝克隆技术”（如图1）构建含BKT基因和CRTR-B基因的表达载体 （如图2，3），导入杜氏盐藻，以实现虾青素的工厂化生产，回答下列问题。 (1)获取目的基因：雨生红球藻是天然虾青素重要来源，提取雨生红球藻的总DNA为 ， 设计特异性引物扩增BKT基因和CRTR-B基因，此过程需要 酶的催化。 (2)构建转化载体： ①PCR获取抗除草剂基因过程中，为确保基因两端具有所需同源序列，需在引物的一端添加对应的同源序 列。若将来需要将抗除草剂基因能够从重组质粒中切除，还需要在基因两侧加入限制酶识别序列，则扩增 抗除草剂基因时，设计的引物序列（ → ）为 。 A．同源序列＋抗除草剂基因部分序列＋限制酶识别序列 B．同源序列＋限制酶识别序列＋抗除草剂基因部分序列 C．抗除草剂基因部分序列＋限制酶识别序列＋同源序列 ②科研人员利用“无缝克隆技术”同时将BKT基因和CRTR-B基因插入质粒，形成的重组质粒对应部位如 图2所示，推测此过程扩增BKT基因所用的引物为 ；扩增CRTR- B基因所用的引物为 。 ③最终形成的重组质粒如图3所示，其中atpA启动子和psbA启动子均为杜氏盐藻叶绿体启动子，选用内 源性启动子的目的是 。 (3) 准备受体细胞：选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养，一段时间后，挑取生长状态 良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养。两次培养的目的分别为 、 64 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！。 (4)目的基因导入及相关检测：采用基因枪法将重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体，一段时间后，先用含 的培养基初筛已转化的杜氏盐藻，然后采用相关技术检测是否成功表达 。 (5)叶绿体转化是植物基因工程的新热点，叶绿体的诸多特点为叶绿体转化提供优势，如叶绿体基因组小， 功能清晰，使基因操作方便；叶绿体细胞具有自我复制功能，一个植物细胞可含有多个叶绿体，每个叶绿 体中含有多个基因组，可大大提高 ；另外，叶绿体基因位于细胞质中，可 有效避免 。 【答案】 (1) 模板 耐高温DNA聚合/Taq DNA聚合 (2) B ①③ ⑥⑧ 确保目的基因正常表达 (3) 纯化杜氏盐藻 扩大培养杜氏盐藻 (4) 除草剂 β-胡萝卜素酮化酶和β-胡萝卜素羟化酶 (5) 目的基因的表达量 基因污染 【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。 （4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】 （1）因雨生红球藻是天然虾青素重要来源，是目的基因的来源，故可提取雨生红球藻的总 DNA为模板， 设计特异性引物扩增其 DNA中的 BKT基因和CRTR-B 基因进行PCR扩增，此过程需要 Taq DNA聚合 酶（耐高温DNA聚合酶）的催化。 （2）①根据 PCR扩增的原理，在 PCR过程中，为确保基因两端具有所需同源序列，需在5’ 端添加对应 的同源序列；根据题意，若要确保抗除草剂基因能够从重组质粒中切除，则所需引物（5’一 3’）的序列应 为“同源序列十限制酶识别序列十特异性扩增引物序列（抗除草剂基因部分序列）”，AC错误，B正确， 故选B。 ②根据图2所示，要通过“无缝克隆法”同时将 BKT基因和CRTR-B 基因插入质粒，则要保证BKT基因 一侧有一致同源序列，另一侧能带上CRTR-B 基因，因此扩增 BKT基因所用的引物为①③ ； 同理，扩 增CRTR-B基因所用的引物为⑥⑧。 ③启动子是转录的起始信号，选用内源性启动子的目的是防止基因沉默，确保目的基因能表达。 （3）选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养的目的是纯化杜氏盐藻，挑取生长状态良好 的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养的目的是扩大培养杜氏盐藻。 （4）筛选已转化的杜氏盐藻的培养基是选择培养基，其中含除草剂；再通过抗原—抗体杂交实验检测是 否成功表达 β-胡萝卜素酮化酶和 β-胡萝卜素羟化酶。 （5）因每个叶绿体中含有多个基因组，可大大提高目的基因的表达量；且叶绿体基因位于细胞质中，一 般不能稳定遗传，因此可避免基因污染。 6．桑葚玫瑰酒既融合了桑葚和玫瑰的果香、花香，又使其营养价值和功能活性增加，极大地满足人们的 需求。图1为制作桑葚玫瑰酒的装置图；图2为不同桑葚汁与玫瑰质量比对花色苷含量、酒精度和感官评分（感官评分越高，品质越好）的影响。回答下列问题： (1)桑葚玫瑰酒发酵利用的菌种的代谢类型是 。在桑葚玫瑰酒发酵过程中，图1装置的 排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，目的是 。制作桑葚玫 瑰酒时，原料只装容器的2/3，预留容器一定空间的目的是 。 (2)由图2可知，桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度 （填“影响显著”或“影响不大”），花色苷含 量随着桑葚汁与玫瑰质量比的增大而 （填“增加”或“降低”），桑葚汁与玫瑰质量比为 时感官评分最高。在原料中添加一定量的糖可以提高酒精度，原因是 。 (3)桑葚玫瑰酒如果暴露在空气中一段时间，酒味会逐渐消失而出现酸味，其原因是 。 【答案】 (1) （异养）兼性厌氧型 避免空气中其他微生物进入装置 预留容器空间的氧气让酵母菌进行有 氧呼吸，大量繁殖，并防止发酵液溢出 (2) 影响不大 降低 4：1 糖类是主要的能源物质，可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物 质，还可以作为酒精发酵的原料 (3)在有氧条件下，醋酸菌繁殖消耗乙醇并产生大量醋酸 【分析】果酒制作所需微生物是酵母菌，代谢类型为异养兼性厌氧型；果醋制作所需微生物是醋酸菌，代 谢类型为异养需氧型。 【详解】 （1）桑葚玫瑰酒发酵利用的菌种是酵母菌，其代谢类型是异养兼性厌氧型；为避免空气中其他微生物进 入装置，在桑葚玫瑰酒发酵过程中，图1装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接；为预留容 器空间的氧气让酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，并防止发酵液溢出，制作桑葚玫瑰酒时，原料只装容器 的2/3，预留容器一定空间。 （2）由图2可知，酒精度较为平稳，故桑葚汁与玫瑰质量比对酒精度影响不大；花色苷含量随着桑葚汁与 玫瑰质量比的增大而降低，桑葚汁和玫瑰最佳质量比为4：1，此时感官评分最高；由于糖类是主要的能源 物质，可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，还可以作为酒精发酵的原料，故在原料中添加一定量的 糖可以提高酒精度。 66 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！（3）在有氧条件下，醋酸菌繁殖消耗乙醇并产生大量醋酸，故桑葚玫瑰酒如果暴露在空气中一段时间， 酒味会逐渐消失而出现酸味。 7．研究者从青枯菌中分离得到一种分泌蛋白C，并对其在植物抗青枯病中的作用进行了探究。 (1)为获得青枯菌的纯培养物，可利用 法将菌种接种在固体培养基上，培养获得 后，再接种到液体培养基中扩大培养，收集发酵液离心后，从 （填“上清液”或“沉淀 物’）分离得到C蛋白。 (2)用等量C蛋白和无菌水处理番茄幼苗根部，检测根部免疫反应的水平，结果如图1。构建C蛋白分泌缺 陷的青枯菌突变菌株，灌根接种番茄幼苗四周后，统计幼苗的存活率如图2。 图1、2结果 （填“支持”或“不支持”）“青枯菌侵染植物时通过分泌C蛋白激发的番茄根 部的免疫反应增强植株生存能力”这一推论，理由是 。 (3)研究发现，青枯菌分泌的C蛋白与其分泌的A酶共同参与分解寄主植物的细胞壁，其中A酶可催化果 胶分解为产物甲，而C蛋白则可催化产物甲进一步分解为产物乙。分别用果胶、产物甲、产物乙处理番茄 根部，检测免疫反应水平，结果如图3。 ①综合上述研究，在图4中标出C蛋白、产物乙，并用“→”和简要的文字将上述物质与植物细胞、青枯 菌构建联系，体现两种生物的相互作用 。 ②依据图4，推测图2结果出现的原因 。【答案】 (1) 平板划线法或稀释涂布平板 单菌落 上清液 (2) 不支持 野生型青枯菌可分泌C蛋白，但其侵染植物后，幼苗存活率降低时间较突变菌侵染的提 前，可见青枯菌通过分泌C蛋白减弱了植株的生存能力 (3) C蛋白激发植物的免疫反应，有利于 植物存活；但同时C蛋白分解产物甲减弱了甲对植物免疫反应的激发；综合来看，C蛋白减弱了植物的免 疫反应 【分析】 1、在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形 成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单 一个体繁 殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过 程就是纯培养。 微生物的纯培养包 括配制培养基、灭菌、接种、分离 和培养等步骤。 2、常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。 【详解】 （1）常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，为获得青枯菌的纯培养物，可利用平板划线法或 稀释涂布平板法将菌种接种在固体培养基上，培养获得单菌落后，再接种到液体培养基中扩大培养，收集 发酵液离心后，从上清液（题干信息：C蛋白是分泌蛋白）分离得到C蛋白。 （2）分析图1可知，C蛋白处理组较无菌水处理组番茄根部免疫反应水平较高；分析图2可知：野生型青 枯菌可分泌C蛋白，但其侵染植物后，幼苗存活率降低时间较突变菌侵染的提前，由图1和图2可推测青 枯菌通过分泌C蛋白减弱了植株的生存能力。故图1、2结果不支持“青枯菌侵染植物时通过分泌C蛋白 激发的番茄根部的免疫反应增强植株生存能力”这一推论。 （3）根据题意：青枯菌分泌的C蛋白与其分泌的A酶共同参与分解寄主植物的细胞壁，其中A酶可催化 果胶分解为产物甲，而C蛋白则可催化产物甲进一步分解为产物乙，得到下图： 68 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！依据图4，推测得知：C蛋白激发植物的免疫反应，有利于植物存活；但同时C蛋白分解产物甲减弱了甲 对植物免疫反应的激发；综合来看，C蛋白减弱了植物的免疫反应。 8．I型牛疱疹病毒作为牛传染性鼻气管炎的主要病原体，牛被感染后主要呈现急性、热性、持续性感染的 特征。为制备I型牛疱疹病毒（BHV-1，双链DNA病毒）VP22蛋白抗体，选用分离株BHV-SHJS，在其 UL49基因核酸序列第518至747位间设计引物扩增目的片段（图中灰色区域），由231个碱基对（bp）构 成，构建pET-28a-UL49原核表达载体，转化载体至感受态细胞——大肠杆菌，经诱导表达并纯化VP22融 合蛋白后，用该融合蛋白作抗原，以皮下注射的方式免疫Balb/c小鼠制备多克隆抗体。回答下列问题： (1)进行PCR扩增时，需要提供BHV-1的DNA模板、 和耐高温的DNA聚合酶，另 外，还需根据UL49基因核苷酸序列，设计一对表达VP22蛋白区域的UL49（扩增片段大小为231bp）基 因编码区的引物，该对引物是 （填图中序号），引物的作用是 。 (2)常规PCR的每一轮扩增反应可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的目的是 ，PCR的产物常采用 来鉴定。 (3)构建pET-28a-UL49原核表达载体，除目的基因、标记基因外，还必须有 （答出2点即可）等。一般先用 处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子 的生理状态。 (4)皮下注射VP22融合蛋白的免疫Balb/c小鼠，分离出B淋巴细胞，诱导其与小鼠的 细胞融 合，筛选得到杂交瘤细胞，再进行克隆化培养和抗体检测，其中抗体检测呈阳性的原理是 。 【答案】 (1)4种脱氧核苷酸 ②③ 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 (2) 使两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合 琼脂糖凝胶电泳(3) 启动子、终止子 Ca2+ (4) 骨髓瘤 抗体能与VP22抗原结合（或“抗体能与特定的抗原结合”） 【分析】PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单 链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶沿着磷 酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备，能在变性温度， 复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。 【详解】 （1）PCR扩增时，需要提供BHV-1的DNA模板、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶，另外，还需 根据UL49基因核酸序列，设计一对表达VP22蛋白区域的UL49（扩增片段大小为231bp）基因编码区的 引物，该对引物是②③，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。 （2）常规PCR的每一轮扩增反应可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的目的是使两种引物通过碱基 互补配对与两条单链DNA结合，PCR的产物常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定。 （3）构建pET-28a-UL49原核表达载体，除目的基因、标记基因外，还必须有启动子、终止子等，一般先 用Ca2+处理大肠杆菌，增大细胞膜的通透性，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，称 为感受态。 （4）皮下注射VP22融合蛋白的免疫Balb/c小鼠，分离出B淋巴细胞，诱导其与小鼠的骨髓瘤细胞融合， 筛选得到杂交瘤细胞，再进行克隆化培养和抗体检测，加入特定的抗原决定簇，抗体能与VP22抗原结合， 抗体检测呈阳性。 9．肝纤维化与肝细胞癌的发生密切相关，肝纤维化是指肝细胞外基质的病理性沉积，沉积物中Ⅰ型胶原 蛋白是主要成分。研究发现活化的人肝星状细胞会大量合成和分泌Ⅰ型胶原蛋白沉积在肝小叶的窦间隙， 大量产生Ⅰ型胶原蛋白是肝星状细胞活化的标志之一。人Ⅰ型胶原蛋白由2条Ⅰ型胶原蛋白α1肽链和1条 α2肽链组成，它们分别由COL1A1和COL1A2编码。本研究旨在通过基因工程技术用人COL1A1启动子 序列调控增强型绿色荧光蛋白（EGFP）基因的表达，在LX-2细胞（永生化的人肝星状细胞）中建立一个 人肝星状细胞活化的可视化报告系统。 (1)研究过程中应将LX-2细胞置于含 的气体条件下培养，其中O 的作用是 。 2 (2)研究人员构建了如图1所示的基因表达载体，构建过程所需要的工具酶有 ；其中Kozak 序列能增强EGFP基因的表达，已知EGFP基因的α链为转录的模板链，则应将图2中EGFP基因的 （“A”或“B”）端与Kozak序列连接，除图1中所示元件外，基因表达载体还应具备 （至少答两点）等元件。 (3)使用慢病毒包装系统将基因表达载体导入LX-2细胞中，并筛选得到了荧光强度最强的细胞株（入 LX-2-CE）进行扩大培养于后续研究。为验证LX-2-CE能通过EGFP表达来反映细胞表达COL1A1能力的 改变，本研究选取了已知具有潜在抗肝纤维化作用的药物青蒿琥酯对LX-2-CE进行处理。实验分组中的阴 70 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！性对照组为 ，阳性对照组为加10μg/L的TGF-β1诱导处理的LX-2-CE，实验组 为加入不同浓度青蒿琥酯与10g/L的TGF-β1共处理的LX-2-C。实验结束后，对各组LX-2-CE进行荧光检 测，并分别通过 和 技术检测相关基因（COL1A1和EGFP）是 否转录出mRNA和翻译出蛋白质，与荧光检测结果相互印证。若实验组的荧光强度均 （“低 于”或“高于”）阳性对照组的荧光强度，说明LX-2-CE荧光强度的改变可以反应青蒿琥酯的潜在抗肝纤 维化作用。实验中10μg/L的1TGF-β1的作用是 LX-2-CE。 (4)系列实验结果表明，外源性COL1A1启动子调控的EGFP的表达能在一定程度上反映内源性COL1A1启 动子调控的COL1A1的表达水平的变化。请你推测该人肝星状细胞活化的可视报告系统建立的意义是 。 【答案】 (1) 95%空气和5%CO 供细胞呼吸利用 2 (2)限制性内切核酸酶（限制酶）和DNA连接酶 B 复制原点、标记基因、终止子等 (3) 无诱导处理的LX-2-CE DNA分子杂交 抗原—抗体杂交 低于 活化LX-2-CE，模拟 人肝纤维化 (4)为抗肝纤维化药物的研究提供新的细胞模型 【分析】 1、动物细胞培养需要营养、无菌无毒条件、适宜温度、渗透压、pH，95%空气和5%CO 等条件。 2 2、基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。重组质粒应具备目的基因、启动子、终止子、复制远点、 标记基因等结构。 【详解】 （1）LX-2细胞为动物细胞，动物细胞培养的气体条件为95%空气和5%CO，其中O 是细胞代谢所必需 2 2 的，O 的作用是供细胞呼吸利用。 2 （2）基因表达载体所需要的工具酶为限制性内切核酸酶（限制酶）和DNA连接酶，启动子在基因的上游， 紧挨转录的起始位点， α链为转录的模板链，该链在启动子及Kozak序列后的方向应为3'→5'，因此 EGFP基因的B端与Kozak序列连接，基因表达载体应具备目的基因、启动子、复制原点、标记基因、终 止子等结构。 （3）根据题干可知阴性对照应为无诱导处理的LX-2-CE，基因工程检测基因是否转录出mRNA应该用 DNA分子杂交的方法，检测基因是否翻译出蛋白质应该用抗原—抗体杂交技术。根据实验设计分析可知， 10 μg/L的TGF-β1可以活化LX-2-CE，模拟人肝纤维化，同时若LX-2-CE荧光强度的改变可以反应青蒿琥 酯的潜在抗肝纤维化作用，则实验组的荧光强度应该低于阳性对照组的荧光强度。 （4）根据题干可知该人肝星状细胞活化的可视报告系统建立的意义是为抗肝纤维化药物的研究提供新的 细胞模型。 10．B基因存在于水稻基因组中，其在体细胞和精子中正常表达，在卵细胞中不转录。为研究B基因表达 对卵细胞的影响，设计并完成了如下实验来获取能够在卵细胞中表达B基因的转基因植株。请回答下列问 题：注：Luc基因表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光 (1)图中所示的基因表达载体需含有启动子，它是 识别并结合的位点。 (2)从水稻体细胞中提取总RNA，在 酶的催化下构建cDNA文库，进而获得B基因编码 蛋白的序列。Luc基因是荧光酶基因，能催化荧光素产生荧光，B-Luc融合基因形成过程中需要的酶是 。 (3)用Ca2＋处理农杆菌，使细胞处于一种 的生理状态，然后将重组的基因表 达载体导入其中。 (4)外植体经 形成的水稻愈伤组织放入农杆菌液浸泡后进行植物组织培养，培养基中需 加入 进行筛选。 (5)个体水平可以通过 筛选出能表达B基因的转基因植株。 (6)扩增目的基因时，常用PCR技术，在PCR的反应体系中用到TaqDNA聚合酶，此酶需要 （离 子）激活。 【答案】 (1)RNA聚合酶 (2) 逆转录 DNA连接酶 (3)能吸收周围环境中DNA分子 (4) 脱分化 潮霉素 (5)检测加入荧光素后该植株卵细胞中是否发出荧光 (6)Mg2+ 【分析】基因工程的基本操作程序： 1、目的基因的获取： （1）目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 （2）获取方法：①从基因文库中获取；②人工合成（反转录法和化学合成法）；③PCR技术扩增目的基 因。 2、基因表达载体的构建： （1）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作 用。 （2）组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因 72 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。②终止 子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。③标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是 否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 3、将目的基因导入受体细胞： （1）转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 （2）常用的转化方法：常用方法有农杆菌转化法、显微注射技术、Ca2+处理法。 （3）重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 4、目的基因的检测和表达： （1）首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。 （2）其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。 （3）最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-- 抗体杂交。 （4）有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 【详解】 （1）启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，位于基因的上游。 （2）从水稻体细胞中提取总RNA，在逆转录酶的催化下构建cDNA文库，进而获得B基因编码蛋白的序 列。水稻B基因编码蛋白的序列是一个DNA片段，Luc基因是一个DNA片段，B-Luc融合基因形成过程 中需要具有连接DNA片段的酶，DNA连接酶。 （3）用Ca2＋处理农杆菌，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后将重组的基因表 达载体导入其中。 （4）依据题干信息，T-DNA中含潮霉素抗性基因，所以外植体经脱分化形成的水稻愈伤组织放入农杆菌 液浸泡后进行植物组织培养，培养基中需加入潮霉素进行筛选。 （5）此实验的目的是研究B基因表达对卵细胞的影响，Luc基因是荧光素基因，能催化荧光素产生荧光， 所以，在个体水平上可以通过检测加入荧光素后该植株卵细胞中是否发出荧光，来筛选能表达B基因的转 基因植株。 （6）使用PCR扩增目的基因时，TaqDNA聚合酶需要Mg2+的激活。 押题猜想七 热点素材 1．2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位发现细胞感知和适应氧气供应机制的科学家。研究发现在体 内氧含量降低时，低氧诱导因子（HIF）会大量生成，调节促红细胞生成素基因，增加红细胞的数量从而 促使细胞适应低氧环境，而在正常的含氧条件下，细胞内的HIF会被蛋白酶体降解，如图所示。下列叙述 不正确的是（ ）A．正常含氧条件下，HIF 的生成与降解处于动态平衡，HIF 含量较低 B．在低氧或正常含氧条件下，人体成熟红细胞都只能通过呼吸产生乳酸供能 C．低氧环境下， HIF 在红细胞中发挥功能，有利于氧气的运输 D．通过促进HIF的活性可治疗贫血等缺氧性疾病 【答案】C 【分析】分析题图：正常氧气条件下，细胞内的低氧诱导因子（HIF） 会被蛋白酶体降解；低氧环境下， HIF会促进缺氧相关基因表达，导致HIF含量增加，促使细胞适应低氧环境。 【详解】A、根据题意可知，在低氧时低氧诱导因子（HIF）会大量生成；正常含氧条件下，HIF的生成与 降解处于动态平衡，使HIF含量较低，A正确； B、人体成熟红细胞没有细胞核和复杂的细胞器，因此没有有氧呼吸的场所线粒体，只能以无氧呼吸的方 式分解葡萄糖，产生乳酸，而获取能量，B正确； C、低氧诱导因子(HIF)能调节促红细胞生成素基因，而人体成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，不含基因， 说明HIF发挥功能的场所不在红细胞中，C错误； D、HIF能促使细胞适应低氧环境，因此通过升高HIF的活性可治疗贫血等缺氧性疾病，D正确。 故选C。 2．CRISPR/Cas9基因编辑技术是将编码Cas9酶和sgRNA的基因作为目的基因，构建基因表达载体后导入 受体细胞，可对细胞内某个基因定点切割，引发被切割部位的随机突变（图1）。科研人员在CRISPR/ Cas9编辑系统基础上开发了CBE单碱基编辑系统，该系统由三个元件构成，其中“dCas9蛋白+脱氨酶” 在sgRNA的引导下，对结合区域第4-8位点的碱基C脱氨反应变成U，最终实现C→T的不可逆编辑，不 需要DNA链断裂（如图2）。请回答下列问题： 74 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(1)图1中Cas9酶作用于DNA某特定部位的 键。CRISPR/Cas9编辑系统能特异性识别 某段特定DNA序列的原理是依靠 与特定DNA序列进行 。 (2)CBE编辑系统将靶位点胞嘧啶脱氨基后，细胞复制 次，子代DNA中靶位点碱基对由 C-G彻底替换成 ，实现单碱基编辑。 (3)基因编辑可能造成非目标序列的碱基改变，称为脱靶。下图是我国科研工作者建立了一种脱靶检测技术。 在小鼠受精卵分裂到2细胞时期，编辑其中1个细胞，并使用红色荧光蛋白将其标记。当小鼠胚胎发育到 14.5天时，将整个小鼠胚胎消化成为单细胞，再利用细胞分选技术，进行全基因组测序，比较两组差异。 ①小鼠受精卵可以从雌鼠 中采集或通过 技术获得。当小鼠胚胎发育到14.5 天时，将整个小鼠胚胎先用 处理，分散成单细胞再进行分选。 ②图中的标记基因的作用是 。 ③在该实验中，没有编辑的那个细胞发育出的细胞的作用是 。经检测，如果两 种细胞之间存在基因组碱基序列上的差异，这种差异就是 引起的。与用同一品系小鼠 不同受精卵进行脱靶检测相比，上述脱靶检测技术更加精准，这是因为 。 【答案】 (1) 磷酸二酯 sgRNA 碱基互补配对 (2) 2 T-A (3) 输卵管 体外受精 胰蛋白酶 分选被编辑细胞与未编辑细胞的后代 对照 基因编 辑工具 来自同一受精卵的细胞基因（组）相同 【分析】 基因工程：指按照人们的意愿，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人 们需要的新的生物类型和生物产品。 【详解】（1）脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接，Cas9酶可以水解该键。CRISPR/Cas9编辑系统能特异性 识别某段特定DNA序列的原理是依靠sgRNA与特定DNA序列进行碱基互补配对。 （2）根据题意，CBE单碱基编辑系统能将靶位点的胞嘧啶C脱氨基成尿嘧啶U，第一次复制的两个子代 DNA中，相应位置的碱基对分别是G-C和U-A，再经过第二次复制，得到的4个子代DNA中相应位置的 碱基对分别是G-C、C-G、U-A、和A-T，所以复制2次后，子代DNA中靶位点碱基对由C-G彻底替换成T-A。 （3）①受精作用发生在输卵管，小鼠受精卵可以从雌鼠输卵管中采集或通过体外受精技术获得。可用胰 蛋白酶将整个小鼠胚胎分散成单细胞。 ②脱靶检测过程中标记基因的作用是分选被编辑细胞与未编辑细胞的后代。 ③在该实验中，没有编辑的那个细胞发育出的细胞起到对照作用。如果两种细胞之间存在基因组碱基序列 上的差异，这种差异就是基因编辑工具进行基因编辑引起的。若是用同一品系小鼠不同受精卵进行脱靶检 测，不同小鼠受精卵的基因会不同，有可能对实验结果造成影响。 押题解读 本部分以选择题和非选择题呈现，常以社会热点话题和热点研究作为情境命题综合考查考生迁移应用知 识的的能力。如与神经、体液、免疫等动物生命活动有关的最新研究；与生态保护生态修复有关的可持续 发展理念的结合生态系统考查；与农业生产方式有关的对作物影响光合作用和产量的原因分析和实验设计 等；与最新科技发展有关的细胞工程和基因工程设计的相关知识点的考查。本部分特点是结合当前最新研 究和发现，与高中生物学理论联系一起考查考生对知识的应用能力，并往往伴随复杂的情景，是最新考查 的热点。 1．单细胞生物并没有免疫系统，但是科学家发现细菌中存在消除入侵病毒 的功能系统，并发明了 基因编辑技术。该系统主要包含单链向导 和 蛋白两个部分，能特异性识别并结合 特定的 序列，从而引导 蛋白到相应位置并剪切 ，最终实现对靶基因序列的编辑。下列叙述 错误的是（ ） A． 蛋白通过切断磷酸二酯键对 进行剪切 B． 基因编辑技术本质上是对靶基因进行编辑引发染色体结构变异 C．识别序列与 链存在的碱基互补配对方式为 ， ， ， D．向导 的序列越短，会导致脱靶率越高 【答案】B 【分析】题意分析，CRISPR/Cas9系统基因编辑技术是利用该基因表达系统中的引导RNA识别并结合特 定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA，最终实现对靶基因序列的编辑。由于其 他DNA序列也含有与引导RNA互补配对的序列，造成引导RNA错误结合而出现脱靶现象。 【详解】A、Cas9蛋白作用对象是DNA ，通过切断磷酸二酯键对DNA进行剪切，A正确； B、CRISPR/Cas9 基因编辑技术本质上是对靶基因进行编辑引发基因突变，B错误； 76 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！C、根据碱基互补配对原则可推测，识别序列RNA 与 β 链存在的碱基互补配对方式为 U−A ，A−T， G−C，C−G，C正确； D、向导RNA 的序列越短，其结合的区域随机性增加，进而导致脱靶率越高，D正确。 故选B。 2．果蝇从幼虫到预蛹的发育过程中，前中肠的肠上皮细胞内会发生线粒体自噬和内质网自噬。自噬发生 时，蛋白Atg8a会与待水解细胞器上的自噬受体蛋白结合，启动自噬过程。Parkin和Keap1两种蛋白可分 别提高线粒体和内质网上的自噬受体蛋白泛素化水平，进而促进自噬受体蛋白与Atg8a的结合。下列叙述 错误的是（ ） A．自噬是果蝇肠上皮细胞生命历程中的正常过程 B．细胞自噬可维持细胞内部环境的相对稳定 C．提高Parkin和Keapl的泛素化水平将加速线粒体和内质网自噬 D．上述调节机制说明细胞可选择性地清除某些特定细胞器 【答案】C 【分析】细胞自噬是细胞生命历程中的正常过程，可维持细胞内部环境的相对稳定。 【详解】A、自噬是果蝇肠上皮细胞生命历程中的正常过程，A正确； B、细胞自噬可分解细胞内衰老受损的细胞器，可维持细胞内部环境的相对稳定，B正确； C、根据题意可知，自噬发生时，蛋白Atg8a会与待水解细胞器上的自噬受体蛋白结合，启动自噬过程。 Parkin和Keap1两种蛋白可分别提高线粒体和内质网上的自噬受体蛋白泛素化水平，进而促进自噬受体蛋 白与Atg8a的结合，而不是提高Parkin和Keapl的泛素化水平，C错误； D、上述调节机制说明细胞可选择性地清除某些特定细胞器，D正确。 故选C。 3．接种流感疫苗是目前普遍采用的预防流感的措施。流感病毒极易突变，流感疫苗需要根据流行毒株不 断更新。为研发广谱且高效的流感疫苗，科研人员尝试将不同流感毒株共有的某种抗原蛋白片段展示在T 4 噬菌体衣壳表面。下列叙述错误的是（ ） A．可用灭活或减毒的流感病毒制成流感疫苗，诱导机体产生相应抗体 B．抗原呈递细胞能摄取和加工处理病毒抗原，并呈递给辅助性T细胞 C．广谱型流感疫苗是利用流感病毒容易改变的抗原蛋白诱发免疫反应 D．若使T 噬菌体表面携带抗原蛋白，需将目的基因整合到其基因组中 4 【答案】C 【分析】病毒没有细胞结构，主要由内部的遗传物质和外部的蛋白质外壳组成，不能独立生存，只有寄生 在活细胞里才能进行生命活动，一旦离开就会变成结晶体。特异性免疫是出生后才产生的，只针对某一特 定的病原体或异物起作用，通过注射疫苗可以刺激机体产生相应的抗体和记忆细胞，获得的免疫力属于特 异性免疫。 【详解】A、灭活或减毒的流感病毒可作为抗原，诱导机体发生特异性免疫，主要是体液免疫，产生相应 抗体和记忆细胞，A正确； B、吞噬细胞是一种抗原呈递细胞，能摄取和加工处理病毒抗原，然后将处理后的抗原呈递给辅助性T细 胞，B正确；C、流感病毒携带的抗原蛋白是原来在宿主细胞内已经合成加工完毕的蛋白质，不同流感病毒携带的抗原 蛋白虽然具有差异性，但是都具有一定的稳定性，不会轻易改变，C错误； D、特定的基因表达特定的蛋白质，若使T 噬菌体表面携带抗原蛋白，T 噬菌体本身没有相关的基因，需 4 4 采用基因工程手段将目的基因整合到其基因组中才能达到目的，D正确。 故选C。 4．下列关于“碳达峰”和“碳中和”的叙述正确的是（ ） A．“碳中和”是指生产者固定CO 的量与所有生物呼吸产生的CO 量相等 2 2 B．碳循环是指CO 在生物圈的循环过程，具有全球性，减缓温室效应需各国配合 2 C．增加生产者数量是“碳中和”的有效措施，“碳达峰”后生态系统的碳循环会明显减慢 D．生态足迹的值越大，对生态和环境的影响就越大，不利于“碳中和”目标的实现 【答案】D 【分析】碳在无机环境和生物群落之间是以二氧化碳形式进行循环的。碳在生物群落中，以含碳有机物形 式存在。大气中的碳主要通过植物光合作用进入生物群落。生物群落中的碳通过动植物的呼吸作用、微生 物的分解作用、化石燃料的燃烧等方式可以回到大气中。 【详解】A、碳中和是生产者固定的CO 的总量与消费者、分解者呼吸释放的CO 的总量和化石燃料燃烧 2 2 释放的CO 的总量达到动态平衡，A错误; 2 B、碳循环指C元素不断地在生物群落和无机环境之间进行循环的过程，具有全球性，减缓温室效应该引 起世界各国的重视，B错误； C、碳在生物群落和无机环境之间主要是以二氧化碳的形式进行循环，实现碳中和后生态系统的碳循环还 是可以顺利进行，不会明显减慢，C错误； D、生态足迹又叫生态占用，是指在现有技术条件下，维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物 的土地及水域的面积。生态足迹的值越大，代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响就越大，不利 于“碳中和”目标的实现，D正确。 故选D。 5．疫苗是人类预防疾病强有力的手段，疫苗产业也是医疗卫生事业和生物技术产业的重点发展领域之一， 目前生产疫苗的两种方法主要有：利用转基因工程菌和借助动物细胞的大规模培养。例如，生产乙肝疫苗 时，可以将S基因导入大肠杆菌构建工程菌生产重组乙肝疫苗，或者大规模培养能够表达S蛋白的中国仓 鼠卵巢细胞获得乙肝疫苗。下列有关两种方法叙述错误的是（ ） A．两种方法都需用转基因技术构建工程菌或工程细胞 B．将S基因导入大肠杆菌构建工程菌时需要使用钙离子处理细胞 C．体外培养中国仓鼠卵巢细胞时要定期更换培养液以创造无菌环境 D．哺乳动物细胞表达的外源蛋白，更接近乙肝病毒的S蛋白 【答案】C 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的 基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。 【详解】A、前者生产乙肝疫苗时，需要培养导入了S基因的大肠杆菌，后者生产乙肝疫苗时，需要大规 78 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！模培养中国仓鼠卵巢细胞，A正确； B、将S基因导入大肠杆菌构建工程菌时需要使用钙离子处理细胞，钙离子增加细胞的通透性，有利于S 基因的导入，B正确； C、体外培养中国仓鼠卵巢细胞时要定期更换培养液以补充营养，减少代谢废物的积累，C错误； D、哺乳动物细胞为真核生物细胞，可以对蛋白质进行进一步的加工，乙肝病毒感染真核细胞，因此真核 细胞表达的外源蛋白，更接近乙肝病毒的S蛋白，D正确。 故选C。 6．自然界用简单的材料和巧妙的设计解决了植物适应光环境变化难题，它环环相扣展现出缜密性，形式 多样体现出灵活性，就地取材极具经济性。回答下列问题： (1)地球上最大规模的能量物质转换和生物固碳过程是 。自然界的演化以最 佳的生存和 为目标，而非人类所追求的最大生物量。 (2)光反应是一个 （吸能/放能）反应，其过程如下图，光系统进行捕光并完成电荷分 离，实现从光能到 的转换，生成的电子通过电子传递链最终生成 ；并使氢 离子形成 ，驱动ATP合酶生成ATP的过程。 光反应示意图 (3)叶绿素作为天然光催化剂，驱动水分解产生 ，这是维持地球上好氧生命的关键过程。 通过铜的修饰可以提高叶绿素a的稳定性，因此可利用Cu取代叶绿素a中心的 以提高其稳定 性。此外，叶绿素还可与碳材料形成多元催化剂使光合作用显著增强，因为碳材料在300-400nm范围内表 现出很强的吸光度，可以有效地将这些光子转化为可见的 光以被天然叶绿素用于光合作 用。 (4)2021年我国科学家首次实现了无细胞条件下二氧化碳到淀粉的人工合成，速率为玉米的8.5倍。写出这 项技术具有的重要意义有 （写出两点）。 【答案】 (1) 光合作用 繁衍（繁殖） (2 吸能 电能 NADPH 质子梯度（H+浓度差） (3) H+、O、e- Mg2+（镁） 红光和蓝紫光 2 (4)解决粮食短缺问题、缓解温室效应、实现碳中和 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、 传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反 应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】 （1）地球上最大规模的能量物质转换和生物固碳过程是光合作用。自然界的演化以最佳的生存和繁衍 （繁殖）为目标，而非人类所追求的最大生物量。 （2）据图可知，光反应是一个吸能反应，主要完成水的光解生成NADPH以及ATP的合成，需要太阳能 为其提供能量，光系统进行捕光并完成电荷分离，实现从光能到电能的转换，生成的电子通过电子传递链 最终生成NADPH；并使氢离子形成质子梯度（H+浓度差），驱动ATP合酶生成ATP的过程。 （3）叶绿素作为天然光催化剂，驱动水分解产生H+、O、e-，这是维持地球上好氧生命的关键过程。镁是 2 构成叶绿素的重要元素，通过铜的修饰可以提高叶绿素a的稳定性，因此可利用Cu取代叶绿素a中心的 Mg2+（镁）以提高其稳定性。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素还可与碳材料在300-400nm范围内表 现出很强的吸光度，可以有效地将这些光子转化为可见的红光和蓝紫光以被天然叶绿素用于光合作用。 （4）2021年我国科学家首次实现了无细胞条件下二氧化碳到淀粉的人工合成，速率为玉米的8.5倍。写出 这项技术具有的重要意义有决粮食短缺问题、缓解温室效应、实现碳中和。 7．“2023年诺贝尔生理学或医学奖”被授予卡塔林·卡里科和德鲁·魏斯曼两位科学家，以表彰他们在核苷 酸碱基修饰方面的发现。他们研究发现树突细胞会把体外环境转录的mRNA识别为外源物质触发一系列防 御反应清除外源RNA，而哺乳动物细胞的tRNA、rRNA等RNA上因有丰富的伪尿苷修饰能躲过免疫系统 的攻击。该发现促使开发出有效的抗COVID-19mRNA疫苗，如图是mRNA疫苗作用模式图，请据图回答 问题： (1) 人体的血液、汗水和眼泪中存在RNA酶，这种酶可以迅速分解细胞外的RNA，这种免疫方式称为 。外源RNA突破了这些防线成功侵入细胞时，树突状细胞会被激活并释放促炎细胞因 子，引发炎症反应，进而消灭它们。细胞因子和抗体等免疫活性物质是由 或其他 细胞产生的发挥免疫作用的物质。 80 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(2) 根据题意，为避免mRNA疫苗中的外源mRNA被人体免疫系统清除，科学家的做法是 。 (3)mRNA疫苗用脂质包裹后注入人体，通过 方式进入细胞，表达出病毒S蛋白后 诱导特异性免疫。据图分析，B细胞活化过程需要的条件是 。mRNA疫苗既 可以产生体液免疫又可以产生 免疫，过程⑤、⑥还会产生 细胞。 (4)mRNA疫苗崛起有望成为癌症新“克星”，癌症疫苗的总体思路是让人的免疫系统可以精准区分肿瘤细 胞和正常细胞。你认为癌症mRNA疫苗表达的抗原蛋白有哪些特点： 。 （答出1点即可） 【答案】 (1) 非特异性免疫 免疫细胞 (2)用伪尿苷对外源mRNA进行修饰(或对外源mRNA进行核苷酸碱基修饰) (3) 胞吞(膜融合) 病毒S蛋白与B细胞接触；辅助性T细胞(表面的特定分子发生变化并)与B细胞结 合；辅助性T细胞分泌细胞因子起促进加强作用 细胞 记忆 (4)在肿瘤细胞存在而在正常细胞中不存在；不同的癌症疫苗表达不同的抗原蛋白，具有特异性；该抗原蛋 白能够诱导和加强免疫度应等 【分析】 1、免疫系统主要包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质。免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布 的场所；免疫细胞是发挥免疫作用的细胞；免疫活性物质是由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的 物质； 2、体液免疫：病原体侵入机体后，一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取，这为激活B 细胞提供了第一个信号，抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞，辅助性 T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这为激活B细胞提供了第二个信号，辅助性T细胞开始 分裂、分化，并分泌细胞因子，B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化，大部分分化为浆细胞，小 部分分化为记忆B细胞，细胞因子促进B细胞的分裂、分化过程，浆细胞产生和分泌大量抗体，抗体可以 随体液在全身循环并与这种病原体结合，抗体与病原体结合可以抑制病原体增殖或对人体细胞的黏附； 3、细胞免疫：病原体侵入靶细胞后，被感染的宿主细胞（靶细胞）膜表面某些分子发生变化，细胞毒性T 细胞识别这一变化信号，之后开始分裂并分化，形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞，细胞因子能加速这 一过程，新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环，他们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞， 靶细胞裂解死亡后，病原体暴露出来，抗体可以与之结合，或被其他细胞吞噬。 【详解】 （1）人体的血液、汗水和眼泪中存在RNA酶，这种酶可以迅速分解细胞外的RNA，这种免疫方式称为非 特异性免疫；细胞因子和抗体等免疫活性物质是由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质； （2）由题意可知“哺乳动物细胞的tRNA、rRNA等RNA上因有丰富的伪尿苷修饰能躲过免疫系统的攻 击”，因此为避免mRNA疫苗中的外源mRNA被人体免疫系统清除，就可以用伪尿苷对外源mRNA进行 修饰(或对外源mRNA进行核苷酸碱基修饰)； （3）mRNA疫苗用脂质包裹后注入人体，通过胞吞的方式进入细胞，表达出病毒S蛋白后诱导特异性免 疫；由图可知，B细胞活化过程需要的条件是病毒S蛋白与B细胞接触；辅助性T细胞(表面的特定分子发生变化并)与B细胞结合；辅助性T细胞分泌细胞因子起促进加强作用等； （4）癌症疫苗的总体思路是让人的免疫系统可以精准区分肿瘤细胞和正常细胞，因此癌症mRNA疫苗表 达的抗原蛋白有在肿瘤细胞存在而在正常细胞中不存在；不同的癌症疫苗表达不同的抗原蛋白，具有特异 性；该抗原蛋白能够诱导和加强免疫度应等特点。 8．新冠病毒不断演变，出现了XBB1.5、XBB1.16、EG5．1、BA2.86等变异株。复旦大学研究团队成功 研发了四价新冠疫苗（SCTV01E），其结构包含四种变异株的重组S三聚体蛋白抗原。该疫苗在中和抗体 和产生特异性记忆B细胞方面表现出色，为应对不同新冠变异株提供了更高效的防护。图示为机体感染新 冠病毒后的调节。回答下列问题： (1)机体对新冠病毒的识别依赖于病毒表面的 。机体感染新冠病毒后常表现出发热 症状，在体温上升阶段，机体散热速率与产热速率的关系是 。 (2)甲、乙细胞均参与代谢过程，与其细胞受体结合的物质分别是 ，甲细胞 最可能是 。 (3)在发热阶段，病人感到口渴的中枢位于 ，此时病人维持机体渗透压稳定的途径 有 。 (4)注射加强针的目的是使机体产生 。抗体无法对侵入宿主细胞 内的新冠病毒发挥作用，原因是 。 【答案】 (1) 蛋白质（抗原） 产热量＞散热量 (2) 神经递质、甲状腺激素 肾上腺 (3) 大脑皮层 抗利尿激素分泌增多；主动饮水 (4) 产生更多的抗体和记忆细胞 抗体只能在细胞外发挥作用 【分析】人体的水平衡调节过程：当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→ 下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减 少。同时大脑皮层产生渴觉（主动饮水）。 【详解】 （1）新冠病毒表面的S蛋白是新冠病毒识别并感染宿主细胞的重要蛋白，机体对新冠病毒的识别依赖于 病毒表面的作为抗原的蛋白质；机体维持体温稳定的机制是产热量=散热量，在体温上升阶段，机体散热 速率与产热速率的关系是产热量＞散热量。 82 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！（2）据图可知，甲、乙细胞均参与代谢过程，其中乙细胞参与的调节过程存在下丘脑-垂体-甲状腺的调节， 故乙细胞应接受的是甲状腺激素的调节，而甲细胞直接受下丘脑调控，甲细胞最可能是肾上腺，与受体结 合的应是下丘脑通过传出神经释放的神经递质。 （3）大脑皮层是所有感觉的产生部位，在发热阶段，病人感到口渴的中枢位于大脑皮层；此时机体的渗 透压升高，由下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加，促进肾小管和集合管对水的重吸收，另一方面同 时大脑皮层产生渴觉而主动饮水，从而维持机体渗透压稳定。 （4）注射疫苗相当于注射抗原，可激发机体的特异性免疫，注射加强针类似于二次免疫，可产生更多的 抗体和记忆细胞；由于抗体存在于血浆等处，只能在细胞外发挥作用，故无法对侵入宿主细胞内的新冠病 毒发挥作用，需要借助细胞免疫使靶细胞裂解后发挥作用。 9．为应对气候变化，早日实现碳达峰与碳中和的目标，我国将生态修复与生态环境保护作为经济发展的 主要任务。回答下列问题： (1)在生态修复过程中，常利用红外触发相机对野生动物进行调查，通过分析可以较直接地得出动物种群的 （答两个）等数量特征。相比于标记重捕法，红外触发相机自动拍摄技术具有 （答 出1点）的优点。 (2)生态修复是指在生态学原理指导下，通过生态系统自身的规律性，根据生态系统自身进化演变到自然状 况，其依据的理论是 。欲研究修复后的生态系统中土壤小动物类群丰富度，对个体 较大、种群数量有限的生物常用的统计方法是 。 (3)植被凋落物是土壤有机碳的重要来源，植物光合作用积累的有机物也大部分流入地下，以稳定固体的形 式被直接或间接储存到土壤中，形成土壤碳汇。从能量流动的角度分析，植物其余的能量流向为 ，土壤碳汇的增加 （填“利于”或“不利于”）缓解温室 效应。 (4)湿地生态系统中碳的存在形式主要包括 、水体中溶解的有机碳、湿地沉积物中的碳、 CO 等无机碳等。由于某原因使水体中溶解的有机碳升高，一段时间可能会使生物的多样性 。 2 (5)请提出通过生态修复实现碳中和的对策： （答出2 点）。 【答案】 (1) 种群密度、出生率和死亡率、年龄结构 24小时全天候拍摄、对动物干扰小 (2) 生态系统具有自我调节能力 记名计算法 (3) 消费者 利于 (4)生物体中的有机碳 增加 (5)设法减少二氧化碳的排放，同时要促进二氧化碳的吸收，因此采取的措施为加强植树造林，且在植树造 林的过程中注意物种的选择，同时还要减少化石燃料的燃烧，积极开发新能源，并同时倡导绿色出行等 【分析】碳中和是指通过减少、避免和抵消排放的温室气体，使温室气体净排放量为零的状态。它是应对 全球气候变化的一种手段，旨在达到全球减缓气候变化的目标。 【详解】 （1）在生态修复过程中，常利用红外触发相机对野生动物进行调查，通过分析可以较直接地得出动物种 群的种群密度、出生率和死亡率、年龄结构等数量特征。红外触发相机自动拍摄技术，相较于标记重捕法， 具有24小时全天候拍摄、对动物干扰小的特点。（2）生态修复的理论依据就是生态系统具有自我调节能力；记名计算法是指在一定面积的样地中，直接 数出各种群的个体数目，通常用于个体大，数量有限的生物。 （3）植物的一部分能量分给土壤，另一部分能量流向消费者；土壤碳汇是植物光合作用的结果，所以碳 汇的增加有利于缓解温室效应。 （4）湿地生态系统中碳的存在形式主要包括生物体中的有机碳、水体中溶解的有机碳、湿地沉积物中的 碳、CO 等无机碳等。由于某原因使水体中溶解的有机碳升高，土壤碳汇的增加，一段时间可能会使生物 2 的多样性增加。 （5）实现碳中和的目的是减少碳排放，即尽快实现大气中的温室气体净增量为零，因此我们的做法是应 该设法减少二氧化碳的排放，同时要促进二氧化碳的吸收，因此采取的措施为加强植树造林，且在植树造 林的过程中注意物种的选择，同时还要减少化石燃料的燃烧，积极开发新能源，并同时倡导绿色出行等。 10．2023年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼，以表彰他们在核苷碱基修饰 方面的发现，这些发现促使科学家们开发出有效的 mRNA疫苗来对抗 COVID-19（新型冠状病毒肺炎）。 新冠疫苗有多种，其中灭活病毒疫苗防护力大约在70~80%，而mRNA 疫苗产生的防护力会更高，可以使 有效率达到 95%以上。如图是 mRNA 疫苗作用模式图，请据图回答问题： (1)灭活病毒疫苗是保留 成分而丧失致病性的一种疫苗。mRNA疫苗要装入脂纳米体中再 注射， 目的之是防止mRNA 在内环境中与 接触而被水解。脂质纳米颗粒主要由磷脂 分子围成，被细胞通过 （运输方式）摄入细胞最终发挥作用。 (2)与灭活病毒疫苗相比，RNA疫苗的优点有 （至少答 两点）。 (3)人类在漫长的进化历程中从未感染过新型冠状病毒，但是人的免疫系统仍能产生针对新型冠状病毒的抗 体。关于抗原和抗体的关系一直存在两类不同的观点：模板学说认为，抗体是在抗原进入机体后，以抗原 为模板设计出来的；克隆选择学说认为，在抗原进入机体之前，具有不同类型特异性受体的B细胞就已经 存在。克隆选择学说目前被大多数科学家所接受。 为验证克隆选择学说，请设计实验，需包含实验内容，并预期实验结论 。 【答案】 84 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(1)抗原 RNA酶 胞吞 (2)能引起细胞免疫；能一定时间内不断地表达出抗原；能产生更多的记忆细胞和抗体；在生产上更安全 (3)实验内容：选取生长健壮的、长势一致的小鼠若干，均分为3组，对照组注射高剂量的抗原X，一段时 间后注射适宜剂量的抗原Y；实验组1给小鼠注射了高剂量的具有放射性同位素标记的抗原X（高剂量的 具有放射性同位素标记的抗原能够全部杀死具有与其互补受体的B细胞），一段时间后注射适宜剂量的抗 原Y；实验组2给小鼠注射了高剂量的具有放射性同位素标记的抗原X，一段时间后再注射适宜剂量的抗 原X时预期及结论：对照组可同时产生X抗体和Y抗体，实验组1只能产生Y抗体，实验组2不产生抗体 【分析】疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。分为病原体疫苗、DNA疫苗和RNA疫苗。 【详解】 （1）疫苗是经过减毒或灭活处理形成的生物制品，但都保留了其抗原成分，注射后引发机体产生主动免 疫过程。mRNA疫苗要装入脂纳米体中再注射，原因是防止mRNA 在内环境被RNA酶所水解，脂质纳米 颗粒由磷脂分子包裹mRNA，被细胞通过胞吞作用摄入细胞。 （2）与灭活病毒疫苗相比，RNA疫苗注射进入机体后，在较短时间内经过翻译形成大量的短肽抗原，激 活T细胞，引发细胞免疫，并产生记忆细胞和抗体。在生产上更加安全。 （3）根据克隆选择学说，在抗原进入机体之前，具有不同类型特异性受体的B细胞就已经存在，则可通 过杀死相应的B细胞观察是够能够产生对应的抗体进行验证。可选取生长健壮的、长势一致的小鼠若干， 均分为3组，对照组注射高剂量的抗原X，一段时间后注射适宜剂量的抗原Y，实验组1给小鼠注射了高 剂量的具有放射性同位素标记的抗原X（高剂量的具有放射性同位素标记的抗原能够全部杀死具有与其互 补受体的B细胞），将小鼠体内与其互补受体的B细胞全部杀死，但与抗原Y互补的B细胞依然存在，所 以一段时间后注射适宜剂量的抗原Y，机体可发生免疫反应产生抗Y抗体。实验组2给小鼠注射了高剂量 的具有放射性同位素标记的抗原X，将小鼠体内与其互补受体的B细胞全部杀死，当第二次再注射适宜剂 量的抗原X时，由于缺乏与其互补受体的B细胞，无法完成抗原与免疫细胞的识别过程，所以小鼠不产生 抗X的抗体。 押题猜想八 实验设计与分析 1．为研究药物二甲双胍对人胰腺癌细胞增殖的影响，科研人员用不同浓度二甲双胍处理胰腺癌细胞48小时，测定并统计得到图1所示结果。基因P 是一种新发现的抑癌基因。科研人员进一步测定，用不同浓度 二甲双胍处理的胰腺癌细胞中基因P的表达量，结果见图2下列说法错误的是（ ） A．实验室用培养瓶培养癌细胞不会出现接触抑制 B．图1所示的实验中，自变量为是否加入二甲双胍及二甲双胍的浓度 C．据图1分析，8.0mmol二甲双胍处理胰腺癌细胞，可抑制DNA的复制 D．据图2推测，二甲双胍能促进基因P的表达，从而抑制胰腺癌细胞的生长 【答案】B 【分析】对图1进行分析可知，与对照组相比，用二甲双胍处理胰腺癌细胞，处于G 期和S期细胞百分比 1 均减少，且浓度越高越少，处于G 和M期细胞百分比均增大。说明二甲双胍处理胰腺癌细胞，可将其阻 2 滞于G 和M期，从而起到抑制胰腺癌细胞增殖的作用。对图2进行分析可知，用二甲双胍处理的胰腺癌 2 细胞时，二甲双胍浓度越高，细胞中基因p的表达量越大。 【详解】A、癌细胞具有无限增殖的特点，不会出现接触抑制，A正确； B、图1所示的实验中，自变量为是否加入二甲双胍、二甲双胍的浓度及细胞不同时期，B错误； C、据图1分析可知，随二甲双胍浓度的增大，G 期和S期细胞逐渐减少，G 期和M期细胞增多，用8.0 1 2 mmol二甲双胍处理胰腺癌细胞，可抑制DNA的复制，将其阻滞于G 和M期，从而起到抑制胰腺癌细胞 2 增殖的作用，C正确； D、分析图2可知，随二甲双胍浓度的增大，条带颜色越来越深，推测二甲双胍能够促进基因P的表达， 从而抑制胰腺癌细胞的生长，阻滞细胞周期，D正确。 故选B。 2．粮油及其制品在储运和加工过程中，易出现蛋白质氧化现象。科研人员对摄食此类氧化蛋白质对人类 肠道健康产生的影响进行了相关研究。请回答下列问题： (1)大豆（种子）作为粮油生产的重要原料，其中富含 ，该物质在相关酶的 作 用下，分解为 和脂肪酸。游离的脂肪酸会发生过氧化反应，产生大量的活性氧(ROS)来修饰氨 基酸的侧链基团，造成蛋白质氧化，最终改变了蛋白质的 ，从而使其丧失原有功能。 (2)科研人员用大豆作为主要的蛋白质来源配制饲料饲养小鼠，一段时间后检测两组小鼠肠道内与炎症反应 有关的两种细菌的数量，结果如表所示。 组别 实验处理 检测指标 实验 利用氧化大豆饲料饲养小鼠，其余条件适宜 大肠杆菌+++ 86 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！组 乳酸菌+ 大肠杆菌++ 对照 组 乳酸菌++ 注：乳酸菌对炎症有抑制效果，“+ ”的多少代表菌体数量的多少。 ①对照组的实验处理为 。 ②与对照组相比，实验组的小鼠更易患肠道炎，可推测大肠杆菌的作用为 。 (3)进一步研究发现，大豆中的氧化蛋白质无法被肠道中的相关酶降解，但为致病菌的增殖提供了营养。同 时致病菌诱导小肠上皮细胞产生更多的活性氧（ROS），其过强的氧化性导致小肠上皮细胞膜的主要成分 以及蛋白质被氧化，从而造成细胞膜的通透性 ，致病菌的有 害代谢废物通过小肠上皮细胞进入血液，进而导致肠道炎症。 【答案】 (1) 脂肪 催化 甘油 空间结构（或结构） (2) 利用正常（未氧化）大豆饲料饲养小鼠，其余条件相同且适宜 引发小鼠肠道炎 (3) 磷脂 增大（或增加） 【分析】由题意可知，表中实验的自变量是蛋白质的种类，因变量是菌体数量。 【详解】（1）大豆主要储能物质是脂肪，脂肪在脂肪酶等相关酶的催化下，分解为甘油和脂肪酸。蛋白 质的空间结构被破坏，导致丧失其原有功能。 （2）①由题意可知，表中实验的自变量是蛋白质的种类，因变量是菌体数量。故对照组的处理为利用正 常（未氧化）大豆饲料饲养小鼠，其余条件相同且适宜。 ②由于实验组中大肠杆菌数量较对照组中多，而导致小鼠更易患肠道炎，说明大肠杆菌的作用为引发小鼠 肠炎。 （3）细胞膜的主要成分为磷脂双分子层和蛋白质，二者被氧化，导致细胞膜的通透性增加。 3．某种罗非鱼的性别由性染色体X、Y决定，同时也受环境因素影响。在性别分化的关键时期改变环境温 度，或饲喂含性激素的饲料均能使罗非鱼的性别改变。雄性罗非鱼生长速度快，体型大，具有更高的养殖 价值。回答下列问题。 (1)自然条件下该种罗非鱼的性别比例约为1：1，原因是 。 (2)环境温度变化能引起罗非鱼体内一些与性别分化有关的基因表达量改变，其中部分基因甲基化，表达量 ，进而改变性别。36℃高温下，罗非鱼体内催化睾酮形成雌激素的芳香化酶活性明显降低，导致雌鱼体内 ，使雌鱼变为雄鱼，因此在环境温度较高的条件下能获得较大的养殖价值。 (3)饲喂雌激素诱导形成的 XY 雌鱼可以与雄鱼交配，并产生后代；染色体组成为 YY 的鱼表现为雄性， 具有正常的繁殖能力。为获得最大的养殖价值，现以普通罗非鱼为材料设计杂交实验，使获得的子代均为 雄鱼，写出实验思路 。 【答案】 (1)雌性XX减数分裂产生含X的卵细胞，雄性XY经减数分裂产生1/2X、1/2Y的精子，雌雄配子随机结合 后，后代染色体组成为1/2XX、1/2XY (2) 下降 睾酮增加，雌激素减少(3)取染色体组成为XY雄幼鱼，用含雌激素的饲料喂养，使其发育为XY雌鱼；将成年后的XY雌鱼与正 常XY雄鱼杂交获得YY雄鱼；再将YY的雄鱼与正常XX雌鱼杂交，获得的子代性染色体全为XY，正常 环境下表现为雄鱼 【分析】1、生物体的性状不完全由基因决定，环境对性状也有着重要的作用。 2、生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。例如 DNA甲基化、构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等。 【详解】（1）罗非鱼性别由性染色体X、Y决定，雌性性染色体组成为XX，减数分裂只产生X的卵细胞， 雄鱼性染色体为XY，减数分裂产生1/2X、1/2Y的精子，雌雄配子随机结合后，后代性染色体组成为 1/2XX、1/2XY。 （2）基因甲基化指甲基基团添加到基因序列上的特定碱基位点，导致转录无法正常进行，基因表达量下 降；酶活性下降，其催化的化学反应速率降低，芳香化酶活性明显降低，其催化睾酮形成雌激素的速率降 低，导致睾酮积累，雌激素降低。 （3）根据题意，染色体组成为YY的个体表现为雄性，具有正常的繁殖能力，其经减数分裂只产生含Y 染色体的配子，与卵细胞结合后染色体组成一定为XY，表现为雄性。因此，为使子代均为雄性，可用性 染色体组成为YY雄鱼与正常XX雌性杂交，由此，实验思路为：先用雌激素诱导XY雄鱼性反转为雌鱼， 让该XY雌鱼与正常XY雄鱼杂交获得YY雄鱼，再让YY雄鱼与正常XX雌鱼交配，子代全为XY雄鱼。 押题解读 实验设计部分选择题和非选择题都有涉及，综合考查对实验变量的控制，实验过程的书写和补充，实验 结论的准确书写等。常结合课本经典实验考查对实验思维和科学探究的考查，该部分试题的比重越来越大， 满足对学生生物素学科素养的考查时进一步提升学生实验思维的能力。此部分考查常结合课本基础知识设 问来考查考生的科学探究的能力，是对学生能力的较高要求。 1．V8是由金黄色葡萄球菌分泌的蛋白酶。小鼠皮肤表皮破损感染金黄色葡萄球菌后，会发生强烈的瘙痒 和搔抓。研究者探究金黄色葡萄球菌诱发上述反应的机制，结果如下图。已知缺失V8的金黄色葡萄球菌 不再引发瘙痒和搔抓。 以下推断错误的是（ ） A．对照组在小鼠表皮内注射与V8等量生理盐水 88 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！B．金黄色葡萄球菌通过释放V8引发小鼠瘙痒 C．V8处理使瘙痒感觉神经元膜电位发生变化 D．V8引发瘙痒和搔抓过程中必须有F2r参与 【答案】D 【分析】分析题意可知，金黄色葡萄球菌分泌的蛋白酶会使小鼠发生强烈的瘙痒和搔抓，缺失V8的金黄 色葡萄球菌不再引发瘙痒和搔抓。 【详解】A、实验组注射一定量的V8，对照组应注射等剂量的生理盐水，A正确； B、鼠皮肤表皮破损感染金黄色葡萄球菌后，金黄色葡萄球菌分泌的蛋白酶即V8，会发生强烈的瘙痒和搔 抓。而缺失V8的金黄色葡萄球菌不再引发瘙痒和搔抓，B正确； C、V8处理使瘙痒感觉神经元膜电位发生变化，从而产生瘙痒和骚抓，C正确； D、根据图2分析，给瘙痒感觉神经元F2r基因敲除小鼠和野生型小鼠注射一定量的V8，瘙痒感觉神经元 F2r基因敲除小鼠搔抓次数低于野生鼠，故V8引发瘙痒和搔抓过程中F2r不是必须参与的，D错误。 故选D。 2．实验材料和实验方法的选择都是实验成功的关键。下列与光合作用有关实验的叙述，错误的是（ ） A．水绵的叶绿体呈带状，在恩格尔曼实验中有利于使叶绿体局部受光 B．卡尔文运用放射性同位素标记法，发现光合作用反应中CO 的固定途径 2 C．破坏叶绿体的外膜和内膜，光合色素的排布会变得无序，光反应将不能正常进行 D．“探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度较大的预处理实验来定量分析实验条件 【答案】C 【分析】同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律。 【详解】A、带状叶绿体在极细光束照射下，一些区域接受光照，一些区域不接受光照，A正确； B、卡尔文等用14C标记CO，探明了碳在光合作用中经C 转化为糖类和再生为C ，B正确； 2 3 5 C、光合色素排布在类囊体薄膜上，破坏叶绿体的外膜和内膜，光合色素的排布不受影响，光反应仍能正 常进行，C错误； D、探究光合作用的最适温度，需要先做预实验，也就是先设计一组梯度比较大的温度梯度进行实验，D 正确。 故选C。 3．生物学实验中经常要配置一定浓度的溶液，下列相关叙述正确的是（ ） A．向1mL 2mol/L的NaCl溶液中加入10mL蒸馏水，得到0.2mol/L NaCl溶液 B．将1mL pH=6的缓冲液与1mL pH=8的缓冲液混合，得到pH=7的缓冲液 C．向180g的葡萄糖加入蒸馏水定容至1000mL，得到1mol/L葡萄糖溶液 D．将5g CuSO ·5H O溶解在100mL蒸馏水中，得到0.05g/mLCuSO 溶液 4 2 4 【答案】C 【分析】某物质的浓度=物质的量 体积。 【详解】A、向1mL 2mol/L的NaCl溶液中加入9mL蒸馏水，得到0.2mol/L NaCl溶液，A错误； B、 缓冲液能维持pH相对稳定，两种缓冲液混合后其pH无法法算，B错误；C、向180g的葡萄糖加入蒸馏水定容至1000mL，葡萄糖的相对分子质量是180g/moL，所以葡萄糖物质的 量为180g 180g/moL=1moL，1moL 1L=11moL葡萄糖溶液，C正确； D、向5g CuSO ·5H O加入蒸馏水定容至100mL，得到0.05g/mLCuSO 溶液，D错误。 4 2 4 故选C。 4．火烧会对群落的演替产生巨大影响，当植被遭到焚烧时，火焰可能会烧毁上层林木和林下植物，但对 土壤有消毒作用并可加快土壤硝化作用，增加土壤营养元素的可利用量。研究人员为探究塔柏对火灾迹地 （遭受过火烧但还未开始恢复的土地）、人工刈除杂草地的适应性，在同一无人为干扰的退化林地选取了 三组基本相同的地块开展种子埋藏实验。三个月后监测种子成苗率、一年后检测幼苗成活率，结果如表所 示。回答下列问题： 组 种子成苗 林地处理方式 幼苗成活率 别 率 ① 模拟林火干扰 13．0% 68．1% ② 人工刈除杂草 10．5% 21．2% ③ ___________ 5．4% 1．8% (1)群落演替是指随着时间的推移， 的过程。火烧后群落的演替属于 （填“初 生”或“次生”）演替，因为 。 (2)组别③林地处理方式为 ，设置组别③的作用是 。 (3)根据结果显示，组别 （填序号）最有利于塔柏的生长，从种间关系的角度分析这一现象的 原因： （答出2点即可）。 【答案】 (1) 一个群落被另一个群落代替 次生 火烧过后原有的土壤条件基本保留，甚至保留了种子或其 他繁殖体 (2) 不做处理（或直接埋藏种子） 作为对照 (3)① 火烧后，杂草几乎被完全清除，该组塔柏与杂草的竞争弱于组别②和组别③，塔柏生存压力更 小，成活率更高；火烧后，以塔柏为食的多种昆虫及病毒等几乎被除尽，塔柏受病虫害的概率更低，成活 率更高 【分析】随着时间的推移，生物群落中一些物种侵入，另一些物种消失，群落组成和环境向一定方向产生 有顺序的发展变化，称为演替。演替可以分为初生演替和次生演替。初生演替：是指在一个从来没有被植 物覆盖的地面 或者原来存在过植被但被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替：是指在原有植被虽已 不存在，但原有土壤条件基本保存甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。 【详解】 （1）群落演替是指随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。火烧过后原有的土壤条件基本 保留，甚至保留了种子或其他繁殖体，因此火烧演替属于次生演替。 （2）题中实验的自变量为林地处理方式，故组别③林地处理方式为不做处理（或直接埋藏种子），设置 组别③的作用是作为对照。 90 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！（3）分析表格数据可知，组别①最有利于塔柏的生长，其种子成苗率和幼苗成活率均高于组别②和组别 ③，火烧后，杂草几乎被完全清除，组别①塔柏与杂草的竞争弱于组别②和组别③，且以塔柏为食的多种 昆虫及病毒等几乎被除尽，塔柏受病虫害的概率更低，从而使塔柏幼苗成活率更高。 5．抗除草剂基因bar和pat都能编码磷化乙酰转移酶（PAT），该酶能对除草剂草铵膦中的毒性成分磷化 麦黄铜（PPT）中的自出氨基乙酰化从而对PPT解毒，研究人员向小麦中导入bar基因和pat基因培育出对 草甘胺膦等多种除草剂具有高耐受性的优良品种。但由于导入的基因在染色体上随机整合，植株的抗除草 剂性状也不一定能稳定遗传。已知玉米的2号染色体上另有一对等位基因A、a，分别控制玉米叶形的直叶 和卷叶。不考虑互换和突变，回答下列有关问题： (1)若只有一个抗除草剂基因pat（简称P）导入某杂合的直叶玉米细胞内，通过组织培养获得了抗除草剂性 状的转基因玉米，导入的抗除草剂基因P与2号染色体可能存在如图所示的三种位置关系： 请设计最简便的实验探究基因P与2号染色体的位置关系。 实验设计思路： 。 预期结果与结论： ①若子代中直叶抗除草剂：卷叶不抗除草剂= ，说明基因P与2号染色体的 位置关系如图1所示： ②若子代中 ，说明基因P与2号染色体的位置关系如图2所示； ③若子代中 ，说明基因P与2号染色体的位置关系如图3所示。 (2)若仅考虑玉米对除草剂是否具有抗性，同时转入bar和pat两个抗除草剂基因的玉米植株自交后产生的 F 的性状分离比可能是 （至少写出两种分离比）。 1 (3)若已知某基因型为Aa的直叶植株甲转入的两个抗除草剂基因位于非同源染色体上，且均不在2号染色 体上，对甲植株进行植物组织培养后，获得多个植株，为了减缓转基因植株的进化速度，将这些植株与杂 合的直叶不抗除草剂植株等比例间行种植，那么在自然状态下繁殖的子代中卷叶不抗除草剂植株所占比例 是 。 【答案】 (1) 取该杂合直叶玉米植株自交，统计与分析子代性状分离比 3：1 直叶不抗除草剂：直叶抗除 草剂：卷叶抗除草剂=1：2：1 直叶抗除草剂：直叶不抗除草剂：卷叶抗除草剂：卷叶不抗除草剂 =9：3：3：1 (2)抗除草剂：不抗除草剂=3：1、全抗除草剂、抗除草剂：不抗除草剂=15：1 (3)25/256 【分析】 （1）观察题图可知，P基因与A、a基因位置关系有三种情况，若为图1，A与P连锁，子代中有A基因的都能抗除草剂，若为图2，a与P连锁，有a基因的都能抗除草剂，若为图3，A/a与P遵循自由组合定 律，可对其分析计算； （2）若仅考虑玉米对除草剂是否具有抗性，同时转入bar和pat两个基因时，两基因位置关系有三种情况： ①两基因位于同一条染色体上，②两基因位于一对同源染色体上，③两基因位于两对同源染色体上； （3）玉米为雌雄同株异花植物，自然状态下可以自交也可以杂交；若转入的两除草剂基因位于非同源染 色体上且均不位于2号染色体上，说明三组基因遵循自由组合定律。 【详解】 （1）①最简便的探究基因P与2号染色体的位置关系的方法为让该杂合植株自交，统计并观察子代的性状 分离比； ②若基因P与2号染色体位置关系如图1所示，P与A位于一条染色体上，则杂合亲本自交后代基因型比 例为A（P）A（P）：A（P）a：aa=1：2：1，对应表型比例为直叶抗除草剂：卷叶不抗除草剂=3：1； ③若基因P与2号染色体位置关系如图2所示，P与a位于一条染色体上，则杂合亲本自交后代基因型比例 为：AA：Aa（P）：a（P）a（P）=1：2：1，对应表型比例为直叶不抗除草剂：直叶抗除草剂：卷叶抗除 草剂=1：2：1； ④若基因P与2号染色体位置关系如图3所示，基因P不位于2号染色体上，则基因P与A/a遵循自由组合 定律，此时杂合亲本自交后代基因型比例为A_P_：A_pp：aaP_：aapp=9：3：3：1，对应表型比例为直叶 抗除草剂：直叶不抗除草剂：卷叶抗除草剂：卷叶不抗除草剂=9：3：3：1。 （2）若仅考虑玉米是否具有除草剂抗性，同时转入的bar和pat基因在玉米细胞内染色体上的位置情况有 三种（0代表无抗除草剂基因）： ①若两基因位于同一条染色体上，该玉米植株自交后代基因型比例为bar（pat）bar（pat）:bar（pat）0： 00=1：2：1，对于表型比例为抗除草剂：不抗除草剂=3：1； ②若两基因分别位于一对同源染色体的两条上，遵循分离定律，该玉米植株自交后代基因型比例为 barbar：barpat：patpat =1：2：1，对应表型比例为子代全抗除草剂； ③若两基因分别位于两对同源染色体上，则两基因遵循自由组合定律，该玉米植株自交后代基因型比例为 bar_pat_：bar_00：00pat_：0000=9：3：3：1，对应表型比例为抗除草剂：不抗除草剂=15：1。 （3）若转入的两除草剂基因位于非同源染色体上且均不位于2号染色体上，说明三组基因遵循自由组合定 律；玉米为雌雄同株异花植物，自然状态下可以自交也可以杂交，因此自然情况下玉米的交配方式为自由 交配；现对甲植株（Aa/bar0/pat0）进行植物组织培养，获得多个相同基因型的植株，取该基因型植株与杂 合直叶不抗除草剂植株（Aa/00/00）等比例间行种植，即取基因型为Aa/bar0/pat0与Aa/00/00比例为1：1 的群体进行自由交配，根据配子概率可得群体中产生a/0/0配子的概率为5/16，则子代中卷叶不抗除草剂植 株（aa/00/00）所占比例为5/16×5/16=25/256。 6．人感染埃博拉病毒（EV）会引起致命的出血热，EV表面的糖蛋白（EV-GP）具有多个与抗体结合的位 点。为研究X、Y两种单克隆抗体与EV-GP结合的位点是否相同，根据提供的实验材料，完善实验思路， 预测实验结果和结论。 实验材料：能表达EV-GP的细胞若干、缓冲液、单克隆抗体X、单克隆抗体Y、荧光标记的单克隆抗体X 等。 （要求与说明：实验中涉及的剂量、荧光强度的测量方法不作具体要求，实验条件适宜）。 92 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！回答下列问题： (1)完善实验思路： 实验分组：选取能表达EV-GP的细胞 为甲、乙、丙3组。 对照处理：甲组不做处理，乙组加入单克隆抗体X，丙组加入 混匀，离心，弃 （填 “上清液”或“沉淀”）。 结果检测：甲、乙、丙组均加入 。混匀，离心，取 （填“上清液”或 “沉淀”）。加入缓冲液，混匀，测定 并记录，比较分析实验结果。 (2)预测实验结果与结论： ①若实验结果是： ，则实验结论是：X、Y两种 单克隆抗体与 结合的位点相同。 ②若实验结果是：甲组和丙组的荧光强度基本相同，明显 乙组的荧光强度，则实验结论 是： 。 【答案】 (1) 平均分 单克隆抗体Y 上清液 荧光标记的单克隆抗体X 沉淀 各组荧光强度 (2) 乙组和丙组的荧光强度基本相同，明显小于甲组的荧光强度 EV-GP 大于 X、Y两种单 克隆抗体与EV-GP结合的位点不同 【分析】为探究X、Y两种单克隆抗体与EV-GP结合的位点是否相同，该实验的自变量为单克隆抗体的种 类及有无，因变量为荧光强度，其他为无关变量，应保持相同且一致。实验设计时要遵循对照原则和单一 变量原则．要注意无关变量应该相同且适宜。 【详解】 （1）为探究X、Y两种单克隆抗体与EV-GP结合的位点是否相同，该实验的自变量为单克隆抗体的种类 及有无，因变量为荧光强度，其他为无关变量，应保持相同且一致。 完善实验思路：实验分组：选取能表达EV-GP的细胞平均为甲、乙、丙3组（保持无关变量一致）。 该实验的自变量为单克隆抗体的种类及有无，甲组不做处理，乙组加入单克隆抗体X，丙组加入单克隆抗 体Y，混匀，离心，表达EV-GP的细胞表面的糖蛋白（EV-GP）能与单克隆抗体X、单克隆抗体Y特异性 结合，经离心后，沉淀在试管的底部，故应弃上清液，留存沉淀。 结果检测：甲、乙、丙组均加入荧光标记的单克隆抗体X，混匀，离心，取沉淀加入缓冲液，混匀，测定 荧光强度（因变量）并记录。 （2）预测实验结果与结论： 甲组不做处理，荧光标记的单克隆抗体X与甲组细胞结合得较多；乙组加入单克隆抗体X，再加入荧光标 记的单克隆抗体X，荧光标记的单克隆抗体X与乙组细胞结合得较少；丙组加入单克隆抗体Y，如果X、 Y两种单克隆抗体与EV-GP结合的位点是否相同，则荧光标记的单克隆抗体X与乙组细胞结合得较少，如 果X、Y两种单克隆抗体与EV-GP结合的位点不相同，则荧光标记的单克隆抗体X与乙组细胞结合得较多。 ①若实验结果是：乙组和丙组的荧光强度基本相同，明显小于甲组的荧光强度，则实验结论是：X、Y两 种单克隆抗体与EV-GP结合的位点相同。 ②若实验结果是：甲组和丙组的荧光强度基本相同，明显大于乙组的荧光强度，则实验结论是：X、Y两 种单克隆抗体与EV-GP结合的位点不同。7．当病毒、细菌等病原体侵入机体时，体温调节中枢进入紧急作战状态。病原体感染会引起机体释放致 热性细胞因子，导致体温调定点（正常生理状态下为37℃）上升，引起发烧。回答下列问题： (1)机体的体温调节中枢位于 ，代谢产热是机体热量的主要来源。安静状态下，人体热量 主要来自 等器官，运动时主要的产热器官是 。 (2)病原体感染后，机体体温升高的直接原因是 。减少散热的途径是兴奋传 递到调节中枢，经过分析、综合，使有关神经兴奋，进而引起 ；同时机体还会主动增加 产热，通过下丘脑—垂体—甲状腺的分层调控属于 调节，促进甲状腺激素的释放，甲 状腺激素的靶细胞是 。 (3)为验证柴胡具有解热作用并通过影响体温调节中枢调控体温，将柴胡溶解于生理盐水后，采用灌胃的方 法利用发热大鼠进行实验，简要写出实验思路及预期结果： 。 【答案】 (1) 下丘脑 肝、脑 骨骼肌 几乎全身的细胞 (2)产热量大于散热量 皮肤血管收缩，皮肤的血流量减少 分级 (3)实验思路：将发热大鼠随机分为三组，分别编号A、B、C，A组：发热大鼠用适量的生理盐水灌胃，B 组：发热大鼠用等量的柴胡溶液灌胃，C组：损毁下丘脑体温调节中枢的发热大鼠用等量的柴胡溶液灌胃， 一段时间后，测量大鼠的体温；预期结果：A组、C组大鼠处于发热状态，B组大鼠处于退热状态 【分析】当局部体温低于正常体温时，冷觉感受器受到刺激并产生兴奋，兴奋传递到下丘脑的体温调节中 枢，通过中枢的分析、综合，再使有关神经兴奋，进而引起皮肤血管收缩，皮肤的血流量减少，散热量也 相应减少。同时，汗腺的分泌量减少，蒸发散热也随之减少。同时，机体还会主动增加产热。寒冷刺激使 下丘脑的体温调节中枢兴奋后，可引起骨骼肌战栗，使产热增加。与此同时，相关神经兴奋后可促进甲状 腺激素、肾上腺素等激素的释放，使肝和其他组织细胞的代谢活动增强，增加产热。 【详解】 （1）机体的体温调节中枢位于下丘脑，代谢产热是机体热量的主要来源。安静状态下，人体热量主要来 自肝、脑等器官，运动时主要的产热器官是骨骼肌。 （2）体温恒定时产热量等于散热量，机体体温升高的直接原因是产热量大于散热量。减少散热的途径是 兴奋传递到调节中枢，经过分析、综合，使有关神经兴奋，进而引起皮肤血管收缩，血流量减少；同时机 体还会主动增加产热，通过下丘脑—垂体—甲状腺的分层调控属于分级调节，促进甲状腺激素的释放，甲 状腺激素的靶细胞是几乎全身的细胞。 （3）为验证柴胡具有解热作用并通过影响体温调节中枢调控体温，自变量应为是否使用柴胡和是否损毁 体温调节中枢，因变量应为体温变化。实验思路：将发热大鼠随机分为三组，分别编号A、B、C，A组： 发热大鼠用适量的生理盐水灌胃，B组：发热大鼠用等量的柴胡溶液灌胃，C组：损毁下丘脑体温调节中 枢的发热大鼠，用等量的柴胡溶液灌胃，一段时间后，测量大鼠的体温；预期结果：A组、C组大鼠处于 发热状态，B组大鼠处于退热状态。 8．胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是一种由肠道L细胞分泌的激素，消化道中的葡萄糖能刺激肠道L细胞分 泌GLP-1。研究表明，GLP-1具有促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌，并能作用于中枢神经系统使食 欲下降从而减少摄食，可达到降低血糖、减肥等作用。 94 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(1)GLP-1通过 运输到达全身各处细胞，作为信号分子与靶细胞膜上受体结合后发挥作用。 (2)控制摄食行为的高级中枢在 ，机体调节摄食行为的方式有 。 (3)口服和注射葡萄糖溶液两种方式都能促进机体分泌胰岛素，其中能使胰岛素分泌量更多的方式是 ，理由是 。 (4)研究发现，GLP-1易被机体内的二肽基肽酶-4（DPP-4）快速灭活并降解，为了最大限度发挥GLP-1的 药理活性，在研发新药时出现了两种不同的方向。 ①思路一：科研人员研发了GLP-1受体激动剂类药物（如利拉鲁肽、阿必鲁肽等），这类药物的氨基酸序 列与GLP-1的相似度高达90％以上。请推测该类药物的作用机理 ，与GLP-1相比，该类药物的优点是 。 ②思路二：为了延长人GLP-1发挥作用时间，科研人员研发了西格列汀和维格列汀等药物，推测其可能的 机理是 。 【答案】 (1)体液 (2) 大脑皮层 神经调节和体液调节 (3) 口服 口服葡萄糖进入肠道后，能刺激肠道L细胞分泌GLP-1，从而促进胰岛素的分泌 (4) 能与人GLP-1的受体发生特异性结合并发挥类似功能 不易被DPP-4降解而延长作用时间 抑 制DPP4的活性，从而延长GLP-1发挥作用的时间 【分析】与血糖调节相关的激素主要是胰岛素和胰高血糖素，其中胰岛素的作用是机体内唯一降低血糖的 激素，胰岛素能促进全身组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而降低血糖浓度。胰高血糖素能促进 糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖水平升高。 【详解】 （1）由题可知，GLP-1是一种由肠道L细胞分泌的激素，激素通过体液运输到达全身各处细胞，作为信 号分子与靶细胞膜上受体结合后发挥作用。 （2）控制摄食行为的高级中枢是大脑皮层，消化道中的葡萄糖能刺激肠道L细胞分泌GLP-1，GLP-1可促 进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌，这属于体液调节，GLP-1还能作用于中枢神经系统使食欲下降从而 减少摄食，因此机体调节摄食行为的方式是神经调节和体液调节; （3）GLP-1具有促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌，延缓胃排空和抑制食欲的功能，消化道中的葡 萄糖能刺激肠道L细胞分泌GLP-1，口服葡萄糖能刺激肠道L细胞分泌GLP-1，从而促进胰岛素的分泌， 而且口服葡萄糖能使血糖升高，也会引起胰岛素分泌增多，因此口服和注射葡萄糖溶液两种方式都能促进 机体分泌胰岛素，其中能使胰岛素分泌量更多的方式是口服葡萄糖，理由是口服葡萄糖进入肠道后，能刺 激L 细.胞分泌GLP-1，从而促进胰岛素的分泌。 （4）①由题可知，GLP-1受体激动剂类药物的氨基酸序列与GLP-1的相似度高达90％以上，则该类药物 的作用机理可能是能与人GLP-1的受体发生特异性结合并发挥类似功能，该类药物的优点是不易被DPP-4 降解而延长作用时间。②根据题意分析， GLP -1发挥作用后能被DPP4快速灭活并降解，为了延长人 GLP-1发挥作用时间，科研人员研发了西格列汀和维格列汀等药物，其作用机理可能是制DPP4的活性， 从而延长GLP-1发挥作用的时间。 9．葡萄糖是真核细胞能量的主要来源，下图为动物细胞中糖类代谢过程示意图，请回答下列问题。(1)在胞质溶胶中，糖酵解产生 （物质），如果缺氧，丙酮酸将被转化为 。 (2)线粒体对多数亲水性物质透性极低，因此在有O₂存在时，丙酮酸需要在膜转运蛋白的帮助下进入 ，脱羧后与辅酶A（CoA）连接，产生 进入TCA循环。 (3)糖酵解和TCA循环产生的 中含有高能电子，这些电子通过线粒体内膜中的电子传递链， 最终传递给 。 (4)线粒体本身遗传信息有限，大多数蛋白由核基因编码，这些蛋白在 合成后运输到线 粒体，研究发现他们的转运与氨基端的信号序列有关，这些信号序列基本不含带负电荷的酸性氨基酸，且 具有特定构象，其意义是 。 (5)ATP合酶是线粒体内膜上的重要结构，为鉴定ATP合酶的功能，研究人员进行了线粒体膜重建实验，过 程如下，请完成下表。 实验目的 简易操作步骤 分离内膜包裹 利用 的原理，使线粒体的外膜先吸水涨破，经离心后取沉淀物。 的基质 用超声波处理使线粒体破裂，破裂的线粒体内膜能够自封闭成内膜小泡，其上结合有 获取内膜小泡 。 用脲处理使内膜上附着的酶颗粒脱落，将处理后的样品离心后，分别收集沉淀和上清液。 鉴定ATP合酶 加入pH缓冲液，光滑型小泡和ATP合酶颗粒均不能合成ATP；将分离的酶颗粒与内膜小 的功能 泡重新结合，小泡具有ATP合成的能力。 上述实验结果表明，ATP合酶的正常功能是附着在线粒体内膜上进行ATP的合成，若是脱离了内膜则无法 合成，推测原因是 。 96 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】 (1) 丙酮酸、NADH、ATP 乳酸 (2) 线粒体基质 乙酰CoA (3) NADH O₂ (4) 细胞质的游离核糖体 有利于其穿过线粒体的双层膜 (5) 渗透作用 ATP合酶 分离内膜小泡 与ATP合酶颗粒无法在膜两侧形成ATP合成所需的 H+浓度梯度 【分析】 1.有氧呼吸是在氧气充足的条件下，细胞彻底氧化分解有机物产生二氧化碳和水同时释放能量的过程，有 氧呼吸的第一阶段是葡萄糖酵解产生丙酮酸和还原氢的过程，发生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸和 水反应形成二氧化碳和还原氢的过程，发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气结合形成水的过程， 发生在线粒体内膜上； 2.无氧呼吸是在无氧条件下，有机物不彻底氧化分解，产生二氧化碳和酒精或者乳酸，同时释放少量能量 的过程，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，第二阶段是丙酮酸和还原氢在不同酶的作用下形成 二氧化碳和酒精或者乳酸，两个阶段都发生在细胞质基质中。 【详解】 （1）结合图示可知，在胞质溶胶中，糖酵解产生丙酮酸、NADH，并产生少量的ATP，如果缺氧，丙酮酸 将进行无氧呼吸的第二阶段，在动物细胞中被转化为乳酸。 （2）线粒体对多数亲水性物质透性极低，因此在有O 存在时，丙酮酸需要在膜转运蛋白的帮助下进入线 2 粒体基质，脱羧后与辅酶A（CoA）连接，产生乙酰CoA进入TCA循环，完成后续的代谢过程。 （3）糖酵解和TCA循环产生的NADH中含有高能电子，这些电子通过线粒体内膜中的电子传递链，最终 传递给氧气，生成水，并同时产生大量的ATP。 （4）线粒体本身遗传信息有限，大多数蛋白由核基因编码，这些蛋白在细胞质的游离核糖体中合成后运 输到线粒体，研究发现他们的转运与氨基端的信号序列有关，这些信号序列基本不含带负电荷的酸性氨基 酸，且具有特定构象，因而有利于其穿过线粒体的双层膜，并进入线粒体中起作用。 （5）ATP合酶是线粒体内膜上的重要结构，为鉴定ATP合酶的功能，研究人员进行了线粒体膜重建实验， 根据实验目的可知，本实验中需要经过ATP合酶的去除和重建过程，实验步骤如下： 利用渗透作用的原理，将线粒体放入低渗溶液中使线粒体的外膜先吸水涨破，经离心后取沉淀物，同时获 得分离内膜包裹的基质。 用超声波处理使线粒体破裂，破裂的线粒体内膜能够自封闭成内膜小泡，其上结合有ATP合酶，这是因为 线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，其上有ATP合酶。 用脲处理使内膜上附着的酶颗粒脱落，将处理后的样品离心后，分别收集沉淀和上清液，从而分离获得分 离内膜小泡，此时的内膜小泡中没有ATP合酶，上清液中存在ATP合酶。 加入pH缓冲液，光滑型小泡和ATP合酶颗粒均不能合成ATP；将分离的酶颗粒与内膜小泡重新结合，小 泡具有ATP合成的能力。 上述实验结果表明，ATP合酶的正常功能是附着在线粒体内膜上进行ATP的合成，若是脱离了内膜则无法 合成，即ATP合酶只有附着在线粒体内膜上才能发挥作用，其原因可能是与ATP合酶颗粒无法在膜两侧形成ATP合成所需的H+浓度梯度，即ATP的合成需要氢离子梯度的驱动。 10．为探究光质对黄叶辣椒植株生长发育的影响，科研人员以辣椒叶色黄化突变体yl1及其野生型6421的 幼苗为实验材料。用白光(W)、蓝光(B)、红光(R)、绿光(G)、紫光(P)、黄光(Y)和远红光(FR)进行处理研究 不同光质对辣椒植株总叶绿素含量、净光合速率的影响，结果如下图。请回答下列相关问题： 图1 图2 (1)从叶绿体中色素的角度分析，辣椒叶色黄化的原因可能是 ，叶 色黄化会直接导致光反应产物 减少。 (2)据图1的实验结果可得出的结论有 (答出两点)。 (3)据图2可知，突变体yl1在 的处理下净光合速率高于野生型。科研人员研究发现， 紫光和绿光处理会显著提高突变体yl1的气孔导度，但这两组的净光合速率变化不同，据题分析，影响绿 光、紫光处理组突变体yl1净光合速率的主要因素分别是 。 (4)两种植株受到远红光照射时也会表现出一定的生物学效应来调节植物的生长发育，推测其调节途径是 。 【答案】 (1) 叶绿素分解增多 ATP、NADPH、O 2 (2)与其他光质处理相比，突变体yl1及其野生型6421的总叶绿素含量在白光处理下最高；紫光条件下突变 体yl1的叶绿素含量最低 (3) 蓝光、红光和绿光(或B、R、G) CO 浓度、叶绿素含量 2 (4)光敏色素吸收远红光时，其结构发生变化并通过信息传递系统传导到细胞核，影响特定基因的表达 【分析】 1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：①光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）： 水的光解产生氧气和NADPH，以及ATP的形成；②光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）： CO 被C 固定形成C ，C 在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 2 5 3 3 2、光合色素可分为叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）和类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素），其中， 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。 3、该实验的自变量辣椒种类和不同光质，因变量为总叶绿素含量和净光合速率。 【详解】 (1)从叶绿体色素的角度分析，辣椒叶色黄化突变体形成的原因可能是叶绿素分解增多或合成减少导致叶绿 素含量下降。色素含量的改变直接导致光反应产物ATP、NADPH、O 减少。 2 (2)据图1的实验结果可得出的结论：与其他光质处理相比，突变体yl1及其野生型6421的总叶绿素含量在 98 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！白光处理下最高；紫光条件下突变体yl1的叶绿素含量最低；各光照处理条件下，突变体yl1的总叶绿素含 量均低于野生型。 (3)据图2可知，突变体yl1在蓝光、红光和绿光的处理下净光合速率高于野生型6421.但科研人员研究发现， 紫光和绿光处理会显著提高突变体yl1的气孔导度。由图2可以看出，尽管紫光、绿光均提高了突变体yl1 的气孔导度，但是绿光下突变体yl1的净光合速率提高，而紫光下突变体yl1的净光合速率下降，说明影响 绿光处理组突变体yl1净光合速率的主要因素是CO 浓度；结合图1可知，影响紫光处理组突变体yl1净光 2 合速率的主要因素是叶绿素含量。 (4)在植物中能吸收远红光的是光敏色素，两种植株受到远红光照射时表现生物学效应的途径是光敏色素吸 收远红光时，其结构发生变化并通过信息传递系统传导到细胞核，影响特定基因的表达。 【点睛】本题考查光合作用，识记影响光合作用的因素、光合作用的实质、光合色素的吸收光谱、分析题 图获取有效信息是解答本题的关键。